(57)【要約】【課題】転がり軸受の微小揺動時に、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能な転がり軸受及びその設計方法を提供する。【解決手段】相対回転する外方環状部材２及び内方環状部材４と、外方転動体軌道溝８と内方転動体軌道溝１０との間で転動する複数の転動体６とを備える転がり軸受１を、外方環状部材２の外径をＤ１、内方環状部材４の内径をＤ２、転動体６のピッチ円直径をＰＣＤ、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８と内方転動体軌道溝１０の曲率をＲとしたときに、以下の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように形成する。  （Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  ＜  １．２×{（Ｄ１＋Ｄ２）／２}  …  （Ｉ）  ＰＣＤ／９  ＜  ＤＢ  ＜  ＰＣＤ／３  …  （ＩＩ）  １．００５ＤＢ  ＜  Ｒ  ＜  １．０６ＤＢ  …  （ＩＩＩ）【選択図】図１
2010065829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤとしたときに、以下の条件式（Ｉ）を満足するように形成することを特徴とする転がり軸受。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  ＜  １．２×{（Ｄ１＋Ｄ２）／２}  …  （Ｉ）
【請求項２】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢとしたときに、以下の条件式（ＩＩ）を満足するように形成することを特徴とする転がり軸受。
ＰＣＤ／９  ＜  ＤＢ  ＜  ＰＣＤ／３  …  （ＩＩ）
【請求項３】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率をＲとしたときに、以下の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成することを特徴とする転がり軸受。
１．００５ＤＢ  ＜  Ｒ  ＜  １．０６ＤＢ  …  （ＩＩＩ）
【請求項４】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率をＲとしたときに、以下の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち少なくとも二つを満足するように形成することを特徴とする転がり軸受。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  ＜  １．２×{（Ｄ１＋Ｄ２）／２}  …  （Ｉ）
ＰＣＤ／９  ＜  ＤＢ  ＜  ＰＣＤ／３  …  （ＩＩ）
１．００５ＤＢ  ＜  Ｒ  ＜  １．０６ＤＢ  …  （ＩＩＩ）
【請求項５】
前記転動体を、金属材料を用いて形成することを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項に記載した転がり軸受。
【請求項６】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受の設計方法であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤとしたときに、以下の条件式（Ｉ）を満足するように、前記転動体のピッチ円直径を設計することを特徴とする転がり軸受の設計方法。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  ＜  １．２×{（Ｄ１＋Ｄ２）／２}  …  （Ｉ）
【請求項７】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受の設計方法であって、
前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢとしたときに、以下の条件式（ＩＩ）を満足するように、前記転動体の直径を設計することを特徴とする転がり軸受の設計方法。
ＰＣＤ／９  ＜  ＤＢ  ＜  ＰＣＤ／３  …  （ＩＩ）
【請求項８】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受の設計方法であって、
前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率をＲとしたときに、以下の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、前記軌道溝の曲率を設計することを特徴とする転がり軸受の設計方法。
１．００５ＤＢ  ＜  Ｒ  ＜  １．０６ＤＢ  …  （ＩＩＩ）
【請求項９】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受の設計方法であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率をＲとしたときに、以下の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち少なくとも二つを満足するように、軸受諸元を設計することを特徴とする転がり軸受の設計方法。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  ＜  １．２×{（Ｄ１＋Ｄ２）／２}  …  （Ｉ）
ＰＣＤ／９  ＜  ＤＢ  ＜  ＰＣＤ／３  …  （ＩＩ）
１．００５ＤＢ  ＜  Ｒ  ＜  １．０６ＤＢ  …  （ＩＩＩ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、サーボモータ用軸受や風車用軸受等の転がり軸受に対し、微小揺動時に生じるフレッチング摩耗を防止する転がり軸受及びその設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコンの記憶装置として使用されるハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）、ビデオテープレコーダー（ＶＴＲ）、デジタルオーディオテープレコーダー（ＤＡＴ）等の情報機器には、高速で回転するスピンドルを支持する部材として、多数の転がり軸受を組み込む。
このような転がり軸受は、相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、外方環状部材及び内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体とを備えている。そして、このような転がり軸受を組み込んだ情報機器の搬送時等、転がり軸受が微小往復動を行う場合や微小振動を受ける場合等には、これらに起因する微小揺動により、転動体の表面や軌道溝の表面に、衝撃的な繰返し荷重が加えられる。
【０００３】
このような衝撃的な繰返し荷重が発生すると、転動体と軌道溝との接触点に微小滑りが発生しやすくなる。また、転がり軸受の非稼動状態において、潤滑油が転動体の表面や軌道溝に十分に行き届いておらず、油膜が十分に形成されていない状態で微小滑りが発生すると、金属同士が接触してしまう。
このような金属同士の接触による微小滑りが起きると、フレッチング摩耗が生じることになる。その結果、転動体及び軌道溝の表面形状の精度が悪化し、軸受トルクの増大や、損傷部を起点とした剥離等、様々な不具合が生じて、音響レベルの増加や、回転精度の著しい低下が発生するおそれがある。
【０００４】
転動体及び軌道溝の摩耗、特にフレッチング摩耗を軽減する技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術や、特許文献２に記載の技術が開示されている。
特許文献１に記載の技術は、転動体として、鋼材等の金属材料を用いて形成した鋼球の代わりに、セラミックスを用いて形成したセラミックボールを使用するものである。ここで、セラミックスは、外方環状部材及び内方環状部材を構成する鋼の平均線膨張率との差が小さい材料である。
また、特許文献２に記載の技術は、転がり軸受の有効仕事量（＝有効接触面積×平均面圧×すべり量×摩擦係数）を求め、この有効仕事量に基づいて、フレッチング摩耗による異音の発生を予測するものである。
【特許文献１】特開２００５−１８８７２６号公報
【特許文献２】特開２００５−１０１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、セラミックスは、鋼材と比較して高価であるため、上述した特許文献１に記載の技術のように、転動体としてセラミックボールを使用すると、転動体として鋼球を使用した転がり軸受と比較して、部品コストが増加するという問題がある。また、転動体としてセラミックボールを使用した場合であっても、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能な転がり軸受を提供することは困難である。
【０００６】
また、上述した特許文献２に記載の技術では、フレッチング摩耗による異音の発生を予測することは可能であるが、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能な転がり軸受を提供することは困難である。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、部品コストを低減するとともに、転がり軸受の微小揺動時に、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能な、転がり軸受及びその設計方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤとしたときに、以下の条件式（Ｉ）を満足するように形成することを特徴とするものである。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  ＜  １．２×{（Ｄ１＋Ｄ２）／２}  …  （Ｉ）
【０００８】
本発明によると、転がり軸受を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成することにより、外方環状部材の外径及び内方環状部材の内径に対する、転動体のピッチ円直径を増加させることが可能となるため、転がり軸受の微小揺動時における、外方環状部材及び内方環状部材の振幅を大きくすることが可能となる。
このため、転がり軸受の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となり、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
【０００９】
ここで、上記の「転がり軸受の微小揺動時における振幅比」とは、転がり軸受の微小揺動運動を発生させた時の振幅を、転動体がヘルツ接触（弾性接触）する軌道溝に生じるヘルツ接触円の直径で割った値である。
なお、転がり軸受を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成する際は、転がり軸受の微小揺動時における振幅比が１．６以上となるように形成することが好適である。これは、転がり軸受の微小揺動時における振幅比を１．６以上とすると、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を効果的に抑制することが可能となるためである。
【００１０】
次に、請求項２に記載した発明は、相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢとしたときに、以下の条件式（ＩＩ）を満足するように形成することを特徴とするものである。
ＰＣＤ／９  ＜  ＤＢ  ＜  ＰＣＤ／３  …  （ＩＩ）
【００１１】
本発明によると、転がり軸受を、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように形成することにより、転動体のピッチ円直径に対する転動体の直径を減少させることが可能となるため、転がり軸受の微小揺動時における、外方環状部材及び内方環状部材の振幅を大きくすることが可能となる。
このため、転がり軸受の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となり、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
なお、転がり軸受を、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように形成する際は、転がり軸受の微小揺動時における振幅比が１．６以上となるように形成することが好適である。
【００１２】
次に、請求項３に記載した発明は、相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率をＲとしたときに、以下の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成することを特徴とするものである。
１．００５ＤＢ  ＜  Ｒ  ＜  １．０６ＤＢ  …  （ＩＩＩ）
【００１３】
本発明によると、転がり軸受を、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成することにより、転動体の直径に対する軌道溝の曲率を減少させることが可能となるため、転がり軸受の微小揺動時における、外方環状部材及び内方環状部材の振幅を大きくすることが可能となる。
なお、曲率をＲとする軌道溝は、外方環状部材が有する軌道溝及び内方環状部材が有する軌道溝のうち、少なくとも一方であればよい。
【００１４】
このため、転がり軸受の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となり、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
なお、転がり軸受を、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成する際は、転がり軸受の微小揺動時における振幅比が１．６以上となるように形成することが好適である。
【００１５】
次に、請求項４に記載した発明は、相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率をＲとしたときに、以下の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち少なくとも二つを満足するように形成することを特徴とするものである。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  ＜  １．２×{（Ｄ１＋Ｄ２）／２}  …  （Ｉ）
ＰＣＤ／９  ＜  ＤＢ  ＜  ＰＣＤ／３  …  （ＩＩ）
１．００５ＤＢ  ＜  Ｒ  ＜  １．０６ＤＢ  …  （ＩＩＩ）
【００１６】
本発明によると、転がり軸受を、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち少なくとも二つを満足するように形成することにより、転がり軸受の微小揺動時における、外方環状部材及び内方環状部材の振幅を大きくすることが可能となる。
このため、転がり軸受の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となり、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
なお、転がり軸受を、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち少なくとも二つを満足するように形成する際は、転がり軸受の微小揺動時における振幅比が１．６以上となるように形成することが好適である。
【００１７】
次に、請求項５に記載した発明は、請求項１から４のうちいずれか１項に記載した転がり軸受であって、前記転動体を、金属材料を用いて形成することを特徴とするものである。
本発明によると、転動体を、金属材料を用いて形成するため、転動体を、セラミックスを用いて形成する場合と比較して、転動体の材料コストを低減することが可能となる。
【００１８】
次に、請求項６に記載した発明は、相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受の設計方法であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤとしたときに、以下の条件式（Ｉ）を満足するように、前記転動体のピッチ円直径を設計することを特徴とするものである。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  ＜  １．２×{（Ｄ１＋Ｄ２）／２}  …  （Ｉ）
【００１９】
本発明によると、転がり軸受の設計方法において、上記の条件式（Ｉ）を満足するように、転動体のピッチ円直径を設計することにより、外方環状部材の外径及び内方環状部材の内径に対する、転動体のピッチ円直径を増加させることが可能となる。これにより、転がり軸受の微小揺動時における、外方環状部材及び内方環状部材の振幅を大きくすることが可能となる。
【００２０】
このため、転がり軸受の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となり、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
なお、上記の条件式（Ｉ）を満足するように、転動体のピッチ円直径を設計する際には、転がり軸受の微小揺動時における振幅比が１．６以上となるように、設計することが好適である。
【００２１】
次に、請求項７に記載した発明は、相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受の設計方法であって、
前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢとしたときに、以下の条件式（ＩＩ）を満足するように、前記転動体の直径を設計することを特徴とするものである。
ＰＣＤ／９  ＜  ＤＢ  ＜  ＰＣＤ／３  …  （ＩＩ）
【００２２】
本発明によると、転がり軸受の設計方法において、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように、転動体の直径を設計することにより、転動体のピッチ円直径に対する転動体の直径を減少させることが可能となる。これにより、転がり軸受の微小揺動時における、外方環状部材及び内方環状部材の振幅を大きくすることが可能となる。
このため、転がり軸受の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となり、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
なお、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように、転動体の直径を設計する際には、転がり軸受の微小揺動時における振幅比が１．６以上となるように、設計することが好適である。
【００２３】
次に、請求項８に記載した発明は、相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受の設計方法であって、
前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率をＲとしたときに、以下の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、前記軌道溝の曲率を設計することを特徴とするものである。
１．００５ＤＢ  ＜  Ｒ  ＜  １．０６ＤＢ  …  （ＩＩＩ）
【００２４】
本発明によると、転がり軸受の設計方法において、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、軌道溝の曲率を設計することにより、転動体の直径に対する軌道溝の曲率を減少させることが可能となる。これにより、転がり軸受の微小揺動時における、外方環状部材及び内方環状部材の振幅を大きくすることが可能となる。
なお、曲率をＲとする軌道溝は、外方環状部材が有する軌道溝及び内方環状部材が有する軌道溝のうち、少なくとも一方であればよい。
【００２５】
このため、転がり軸受の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となり、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
なお、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、軌道溝の曲率を設計する際には、転がり軸受の微小揺動時における振幅比が１．６以上となるように、設計することが好適である。
【００２６】
次に、請求項９に記載した発明は、相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受の設計方法であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率をＲとしたときに、以下の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち少なくとも二つを満足するように、軸受諸元を設計することを特徴とするものである。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  ＜  １．２×{（Ｄ１＋Ｄ２）／２}  …  （Ｉ）
ＰＣＤ／９  ＜  ＤＢ  ＜  ＰＣＤ／３  …  （ＩＩ）
１．００５ＤＢ  ＜  Ｒ  ＜  １．０６ＤＢ  …  （ＩＩＩ）
【００２７】
本発明によると、転がり軸受の設計方法において、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち少なくとも二つを満足するように、軸受諸元を設計することにより、転がり軸受の微小揺動時における、外方環状部材及び内方環状部材の振幅を大きくすることが可能となる。
ここで、軸受諸元とは、転動体のピッチ円直径、転動体の直径及び軌道溝の曲率等である。
【００２８】
このため、転がり軸受の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となり、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
なお、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち少なくとも二つを満足するように、軸受諸元を設計する際には、転がり軸受の微小揺動時における振幅比が１．６以上となるように、設計することが好適である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、転がり軸受の微小揺動時に、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となるため、転動体、外方環状部材及び内方環状部材の損傷を低減することが可能となる。
また、金属材料を用いて転動体を形成するため、セラミックスを用いて転動体を形成する場合と比較して、転動体の材料コストを低減することが可能となり、部品コストを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（第一実施形態）
（構成）
まず、図１を参照して、転がり軸受１の構成を説明する。
図１は、本実施形態の転がり軸受１を示す断面図である。
図１中に示すように、転がり軸受１は、外方環状部材（外輪）２と、内方環状部材（内輪）４と、複数の転動体６とを備えている。
【００３１】
外方環状部材２は、内方環状部材４よりも大径の環状部材であり、その内径面に、外方転動体軌道溝８を有している。外方転動体軌道溝８は、転動体６の形状に応じた、断面円弧状の溝である。
内方環状部材４は、外方環状部材２よりも小径の環状部材であり、その外径面に、外方転動体軌道溝８と対向する内方転動体軌道溝１０を有している。また、内方環状部材４は、外方環状部材２の内径側に配置する。内方転動体軌道溝１０は、外方転動体軌道溝８と同様、転動体６の形状に応じた、断面円弧状の溝である。
【００３２】
各転動体６は、例えば、鋼等の金属材料を用いて形成した鋼球である。すなわち、本実施形態の転がり軸受１は、玉軸受である。
また、各転動体６は、それぞれ、互いに対向する軌道溝間、すなわち、外方転動体軌道溝８と内方転動体軌道溝１０との間へ、転動自在に装填する。これにより、外方環状部材２と内方環状部材４は、各転動体６の転動を介して、相対回転する。
また、特に図示しないが、外方環状部材２と内方環状部材４との間には、転動体６とともに、グリース等の潤滑剤を配置する。
【００３３】
次に、図１を参照しつつ、図２から図４を用いて、転がり軸受１の形状寸法について説明する。
本実施形態の転がり軸受１は、外方環状部材２の外径をＤ１、内方環状部材４の内径をＤ２、転動体６のピッチ円直径をＰＣＤとしたときに、以下の条件式（Ｉ）を満足するように形成する。具体的には、外方環状部材２の外径及び内方環状部材４の内径に応じて、転動体６のピッチ円直径を設定する。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  ＜  １．２×{（Ｄ１＋Ｄ２）／２}  …  （Ｉ）
【００３４】
転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成すると、外方環状部材２の外径及び内方環状部材４の内径に対する、転動体６のピッチ円直径が増加する。これにより、転がり軸受１の微小揺動時における、外方環状部材２及び内方環状部材４の振幅が大きくなる。なお、転がり軸受１の微小揺動時における、外方環状部材２及び内方環状部材４の振幅については、後述する。
ここで、本実施形態では、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成する際に、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比が、１．６以上となるように形成する。
【００３５】
以下、図２を参照して、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比について説明する。
図２は、転がり軸受１の微小揺動時における振幅と、転がり軸受１の微小揺動時において、転動体６がヘルツ接触（弾性接触）する軌道溝（外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０）に生じるヘルツ接触円とを示す模式図である。
図２中に示すように、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比は、転がり軸受１の微小揺動運動を発生させた時の振幅Ａを、転動体６がヘルツ接触する軌道溝に生じるヘルツ接触円の直径ＤＣで割った値である。
そして、本実施形態では、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成する際に、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比が、１を超え（図中に示す「振幅比＞１」）て、１．６以上となるように形成する。
【００３６】
次に、図３及び図４を参照して、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成する際に、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比が、１．６以上となるように形成する理由について説明する。
図３は、転がり軸受１の微小揺動時において転動体６がヘルツ接触する軌道溝に生じる損傷比（以下、「損傷比」と記載する）の算出に用いる、試験装置１２の構成を示す図である。この損傷比は、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比と、転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に生じる損傷との関係を示す際に用いる。
【００３７】
図３中に示すように、試験装置１２は、荷重付加部１４と、微小揺動付加部１６とを備えている。
荷重付加部１４は、外方環状部材２の外径面を、転がり軸受１の中心軸側へ押圧することにより、転がり軸受１に対して、転がり軸受１の径方向に、荷重（面圧荷重）を付加している。
微小揺動付加部１６は、本体部１６ａと、回転軸１６ｂと、揺動伝達部１６ｃとを備えている。
【００３８】
本体部１６ａは、例えば、ＡＣサーボモータ等の駆動機構を用いて形成してあり、正逆方向（図中に示す双方向矢印の方向）に所定回転角度だけ回転可能となっている。
回転軸１６ｂは、本体部１６ａと接続しており、本体部１６ａにより、正逆方向に所定回転角度だけ回転する。
揺動伝達部１６ｃは、回転軸１６ｂと接続しており、内方環状部材４を外方環状部材２側へ押圧している。また、揺動伝達部１６ｃは、本体部１６ａにより、回転軸１６ｂが正逆方向に所定回転角度だけ回転すると、この回転を、内方環状部材４に伝達する。
【００３９】
以下、損傷比の算出方法について説明する。
損傷比を算出する際には、まず、試験前の転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に対し、干渉顕微鏡等を用いて、損傷部の最大高さ（以下、「試験前の損傷部の最大高さＨ１」と記載する）を測定する。なお、試験前の損傷部の最大高さＨ１とは、転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の製造時等に、これらの表面に発生した損傷を示す。
【００４０】
試験前の損傷部の最大高さＨ１を測定した後、試験装置１２を用いて、転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に対する耐磨耗試験を行う。ここで、耐磨耗試験の各種試験条件は、例えば、転がり軸受１の径方向に付加する最大面圧を３．２ＧＰａ、微小揺動の最大揺動速度を２０ｍｍ／ｓ、揺動回数を１００００回、揺動各を１．４４ｄｅｇ〜４．８６ｄｅｇとする。
なお、本実施形態では、粘度の異なる三種類の潤滑油（高粘度：４１１ｍｍ２／ｓ、中粘度：１００ｍｍ２／ｓ、低粘度：３０ｍｍ２／ｓ）を用いた転がり軸受１に対して、転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に対する耐磨耗試験を行う。
【００４１】
試験装置１２を用いて、転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に対する耐磨耗試験を行った後、この転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に対し、干渉顕微鏡等を用いて、損傷部の最大高さ（以下、「試験後の損傷部の最大高さＨ２」と記載する）を測定する。
そして、試験後の損傷部の最大高さＨ２を試験前の損傷部の最大高さＨ１で割る（Ｈ２／Ｈ１）ことにより、損傷比を算出する。ここで、損傷比は、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比の変化に応じて、複数回算出する。
以上、損傷比の算出方法に関する説明を終了する。
【００４２】
図４は、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比（以下、「振幅比」と記載する）と、試験装置１２を用いて算出した損傷比との関係を示す図である。なお、図４中では、横軸に振幅比を示し、縦軸に損傷比を示す。
また、図４中では、高粘度の潤滑油を用いた転がり軸受１に対して算出した損傷比を、符号「□」を付して示す。同様に、中粘度の潤滑油を用いた転がり軸受１に対して算出した損傷比を、符号「△」を付し、低粘度の潤滑油を用いた転がり軸受１に対して算出した損傷比を、符号「○」を付して示す。
【００４３】
図４中に示すように、粘度の異なる三種類の潤滑油を用いた転がり軸受１に共通して、振幅比が１．６以上である場合では、振幅比が１である場合よりも、損傷比が低下している。
したがって、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成する際に、振幅比が１．６以上となるように形成することにより、試験後の転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に生じる損傷を低減することが可能となる。
【００４４】
これは、上述したように、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成することにより、転がり軸受１の微小揺動時における、外方環状部材２及び内方環状部材４の振幅が大きくなると、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となるためである。すなわち、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比を大きくすると、図４中に示すように、損傷比が低下するため、外方環状部材２及び内方環状部材４と転動体６との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となるためである。
【００４５】
以下、転がり軸受１の形状寸法に関する説明に復帰する。
本実施形態の転がり軸受１では、上述した条件式（Ｉ）に加え、転動体６のピッチ円直径をＰＣＤ、転動体６の直径をＤＢとしたときに、以下の条件式（ＩＩ）を満足するように形成する。具体的には、転動体６のピッチ円直径に応じて、転動体６の直径を設定する。
ＰＣＤ／９  ＜  ＤＢ  ＜  ＰＣＤ／３  …  （ＩＩ）
【００４６】
転がり軸受１を、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように形成すると、転動体６のピッチ円直径に対する転動体６の直径が減少する。これにより、転がり軸受１の微小揺動時における、外方環状部材２及び内方環状部材４の振幅が大きくなる。
ここで、本実施形態では、転がり軸受１を、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように形成する際に、振幅比が、１．６以上となるように形成する。
【００４７】
転がり軸受１を、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように形成する際に、振幅比が、１．６以上となるように形成する理由は、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成する際に、振幅比が、１．６以上となるように形成する理由と同様である。
また、本実施形態の転がり軸受１では、上述した条件式（Ｉ）及び条件式（ＩＩ）に加え、本実施形態の転がり軸受１は、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率をＲとしたときに、以下の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成する。具体的には、転動体６の直径に応じて、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率を設定する。
１．００５ＤＢ  ＜  Ｒ  ＜  １．０６ＤＢ  …  （ＩＩＩ）
【００４８】
転がり軸受１を、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成すると、転動体６の直径に対する外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率が減少する。これにより、転がり軸受１の微小揺動時における、外方環状部材２及び内方環状部材４の振幅が大きくなる。
ここで、本実施形態では、転がり軸受１を、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成する際に、振幅比が、１．６以上となるように形成する。
【００４９】
転がり軸受１を、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成する際に、振幅比が、１．６以上となるように形成する理由は、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成する際に、振幅比が、１．６以上となるように形成する理由と同様である。
以上により、本実施形態の転がり軸受１は、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように形成する。
【００５０】
（設計方法）
以下、図１から図４を参照しつつ、本実施形態の転がり軸受１を設計する設計方法について説明する。
本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、外方環状部材２の外径をＤ１、内方環状部材４の内径をＤ２、転動体６のピッチ円直径をＰＣＤとしたときに、上記の条件式（Ｉ）を満足するように、転動体６のピッチ円直径を設計する。
【００５１】
上記の条件式（Ｉ）を満足するように、転動体６のピッチ円直径を設計すると、外方環状部材２の外径及び内方環状部材４の内径に対する、転動体６のピッチ円直径が増加する。これにより、転がり軸受１の微小揺動時における、外方環状部材２及び内方環状部材４の振幅が大きくなる。
ここで、本実施形態では、上記の条件式（Ｉ）を満足するように、転動体６のピッチ円直径を設計する際には、振幅比が１．６以上となるように設計する。その理由は、上述したように、振幅比を１．６以上とすると、試験後の転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に生じる損傷を低減することが可能となるためである。
【００５２】
また、本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、上述した条件式（Ｉ）に加え、転動体６のピッチ円直径をＰＣＤ、転動体６の直径をＤＢとしたときに、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように、転動体６の直径を設計する。
上記の条件式（ＩＩ）を満足するように、転動体６の直径を設計すると、転動体６のピッチ円直径に対する転動体６の直径が減少する。これにより、転がり軸受１の微小揺動時における、外方環状部材２及び内方環状部材４の振幅が大きくなる。
ここで、本実施形態では、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように、転動体６の直径を設計する際には、振幅比が１．６以上となるように設計する。その理由は、上記の条件式（Ｉ）を満足するように、転動体６のピッチ円直径を設計する際に、振幅比が、１．６以上となるように設計する理由と同様である。
【００５３】
また、本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、上述した条件式（Ｉ）及び条件式（ＩＩ）に加え、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率をＲとしたときに、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率を設計する。
上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率を設計すると、転動体６の直径に対する外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率が減少する。これにより、転がり軸受１の微小揺動時における、外方環状部材２及び内方環状部材４の振幅が大きくなる。
【００５４】
ここで、本実施形態では、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率を設計する際には、振幅比が１．６以上となるように設計する。その理由は、上記の条件式（Ｉ）を満足するように、転動体６のピッチ円直径を設計する際に、振幅比が、１．６以上となるように設計する理由と同様である。
以上により、本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように、軸受諸元を設計する。ここで、軸受諸元とは、転動体６のピッチ円直径、転動体６の直径、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率等である。
【００５５】
（作用）
次に、図１から図４を参照しつつ、転がり軸受１の作用について説明する。
転がり軸受１を組み込んだ情報機器（ＨＤＤ、ＶＴＲ等）の搬送時等において、転がり軸受１に微小揺動が発生すると、この微小揺動により、転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の表面に、衝撃的な繰返し荷重が加わる。
ここで、本実施形態の転がり軸受１は、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように形成している。特に、振幅比が１．６以上となるように形成している。
【００５６】
また、本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように、軸受諸元を設計している。特に、振幅比が１．６以上となるように、軸受諸元を設計している。
したがって、転がり軸受１の微小揺動時における、外方環状部材２及び内方環状部材４の振幅を大きくすることが可能となり、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となる。これにより、転がり軸受１の微小揺動時に、外方環状部材２及び内方環状部材４と転動体６との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
【００５７】
（第一実施形態の効果）
以下、本実施形態の転がり軸受１の効果を列挙する。
（１）本実施形態の転がり軸受１では、転がり軸受１を、外方環状部材２の外径をＤ１、内方環状部材４の内径をＤ２、転動体６のピッチ円直径をＰＣＤ、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率をＲとしたときに、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように形成する。
【００５８】
このため、転がり軸受１の微小揺動時における、外方環状部材２及び内方環状部材４の振幅を大きくすることが可能となり、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となる。これにより、転がり軸受１の微小揺動時に、外方環状部材２及び内方環状部材４と転動体６との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
その結果、転がり軸受１の微小揺動時に生じる、転動体６、外方環状部材２及び内方環状部材４の損傷を低減することが可能となるため、転がり軸受１の耐久性及び作動性を向上させることが可能となる。
【００５９】
（２）本実施形態の転がり軸受１では、転動体６を、金属材料を用いて形成する。
このため、転動体６を、セラミックスを用いて形成する場合と比較して、転動体６の材料コストを低減することが可能となる。
その結果、転がり軸受１の材料コストを低減することが可能となるため、転がり軸受１の部品コストを低減することが可能となる。
（３）本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、外方環状部材２の外径をＤ１、内方環状部材４の内径をＤ２、転動体６のピッチ円直径をＰＣＤ、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率をＲとしたときに、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように、軸受諸元を設計する。
【００６０】
このため、転がり軸受１の微小揺動時における、外方環状部材２及び内方環状部材４の振幅を大きくすることが可能となり、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となる。これにより、転がり軸受１の微小揺動時に、外方環状部材２及び内方環状部材４と転動体６との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
その結果、転がり軸受１の微小揺動時に生じる、転動体６、外方環状部材２及び内方環状部材４の損傷を低減することが可能となるため、転がり軸受１の耐久性及び作動性を向上させることが可能となる。
【００６１】
（応用例）
以下、本実施形態の転がり軸受１の応用例を列挙する。
（１）本実施形態の転がり軸受１では、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように形成したが、これに限定するものではなく、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち、少なくとも一つを満足するように形成してもよい。また、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち、少なくとも二つを満足するように形成してもよい。
【００６２】
（２）本実施形態の転がり軸受１では、転がり軸受１を形成する際に、振幅比が１．６以上となるように形成したが、これに限定するものではなく、振幅比が１．６未満となるように形成してもよい。もっとも、本実施形態の転がり軸受１のように、転がり軸受１を形成する際に、振幅比が１．６以上となるように形成することが、外方環状部材２及び内方環状部材４と転動体６との接触面における、フレッチング摩耗の発生を効果的に抑制することが可能となるため、好適である。
【００６３】
（３）本実施形態の転がり軸受１では、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率をＲとしたときに、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成したが、これに限定するものではない。すなわち、曲率をＲとする軌道溝を、外方転動体軌道溝８または内方転動体軌道溝１０のみとしてもよい。要は、曲率をＲとする軌道溝を、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０のうち、少なくとも一方とすればよい。
【００６４】
（４）本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように、軸受諸元を設計したが、これに限定するものではなく、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち、少なくとも一つを満足するように、軸受諸元を設計してもよい。また、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち、少なくとも二つを満足するように、軸受諸元を設計してもよい。
【００６５】
（５）本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率をＲとしたときに、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率を設計する。しかしながら、これに限定するものではない。すなわち、曲率をＲとする軌道溝を、外方転動体軌道溝８または内方転動体軌道溝１０のみとし、両者のうち、曲率をＲとする軌道溝の曲率を、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように設計してもよい。要は、曲率をＲとする軌道溝を、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０のうち、曲率をＲとする軌道溝のみの曲率を、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように設計すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の転がり軸受１を示す断面図である。
【図２】転がり軸受１の微小揺動時における振幅と、転がり軸受１の微小揺動時において、転動体６がヘルツ接触する軌道溝に生じるヘルツ接触円とを示す模式図である。
【図３】損傷比の算出に用いる試験装置１２の構成を示す図である。
【図４】振幅比と、試験装置１２を用いて算出した損傷比との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    転がり軸受
２    外方環状部材
４    内方環状部材
６    転動体
８    外方転動体軌道溝
１０  内方転動体軌道溝
１２  試験装置
１４  荷重付加部
１６  微小揺動付加部（本体部１６ａ、回転軸１６ｂ、揺動伝達部１６ｃ）
Ｄ１  外方環状部材の外径
Ｄ２  内方環状部材の内径
ＰＣＤ  転動体のピッチ円直径
ＤＢ  転動体の直径
Ｒ    外方転動体軌道溝及び内方転動体軌道溝の曲率
【図１】
2010065829.tif 000003
【図２】
2010065829.tif 000004
【図３】
2010065829.tif 000005
【図４】
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