(57)【要約】【課題】ラジアル荷重及びモーメント荷重を受けることができると共に両方のアキシアル荷重を受けることができ、かつ軸方向の省スペース化、低トルク化、高速化、高回転精度（低振動）化、高剛性化を図ることのできるダイレクトドライブモータ及びダイレクトドライブモータ用軸受を提供する。【解決手段】ダイレクトドライブモータの固定子に対して回転子を回転自在に支持する転がり軸受が、内輪１０２と、内輪１０２の外周に配置された外輪１０１と、内輪１０２と外輪１０１との間に転動自在に組み込まれた複数の玉１０３とを含む単列または複列の玉軸受であって、その軸方向断面幅Ｂと半径方向断面高さＨとの断面寸法比（Ｂ／Ｈ）を単列の場合は（Ｂ／Ｈ）＜０．６３とし、複列の場合は（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２とした。【選択図】図２
2006211863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と、該回転子の内側または外側に配置された固定子と、該固定子に対して前記回転子を回転自在に支持する転がり軸受とを備え、減速機を介さずに負荷を直接的に駆動するダイレクトドライブモータにおいて、前記転がり軸受が、内輪と、該内輪の外周に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に組み込まれた複数の玉とを含む単列の玉軸受であって、その軸方向断面幅Ｂと半径方向断面高さＨとの断面寸法比（Ｂ／Ｈ）が（Ｂ／Ｈ）＜０．６３であることを特徴とするダイレクトドライブモータ。
【請求項２】
内輪と、該内輪の外周に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に組み込まれた複数の玉とを有する単列の玉軸受からなり、減速機を介さずに負荷を直接的に駆動するダイレクトドライブモータの回転子を回転自在に支持するダイレクトドライブモータ用軸受であって、前記玉軸受の軸方向断面幅Ｂと半径方向断面高さＨとの断面寸法比（Ｂ／Ｈ）が（Ｂ／Ｈ）＜０．６３であることを特徴とするダイレクトドライブモータ用軸受。
【請求項３】
回転子と、該回転子の内側または外側に配置された固定子と、該固定子に対して前記回転子を回転自在に支持する転がり軸受とを備え、減速機を介さずに負荷を直接的に駆動するダイレクトドライブモータにおいて、前記転がり軸受が、内輪と、該内輪の外周に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に組み込まれた複数の玉とを含む複列玉軸受であって、その軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２であることを特徴とするダイレクトドライブモータ。
【請求項４】
内輪と、該内輪の外周に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に組み込まれた複数の玉とを有する複列玉軸受からなり、減速機を介さずに負荷を直接的に駆動するダイレクトドライブモータの回転子を回転自在に支持するダイレクトドライブモータ用軸受であって、前記複列玉軸受の軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２であることを特徴とするダイレクトドライブモータ用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機を介さずに負荷を直接的に駆動するダイレクトドライブモータに関する。また、本発明はダイレクトドライブモータの回転子を同モータの固定子に対して回転自在に支持するダイレクトドライブモータ用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３０に、従来のダイレクトドライブモータの一例を示す。同図において、符号１０はダイレクトドライブモータを示し、このダイレクトドライブモータ１０は、固定子（ステータ）１１及び回転子（ロータ）１２を備えている。上記固定子１１は円筒状に形成されたステータコア１１ａを有しており、このステータコア１１ａにはステータコイル１１ｂが巻装されている。一方、回転子１２はステータコア１１ａの外周に配置された円筒状のロータコア１２ａを有しており、ロータコア１２ａの内周面にはロータマグネット１２ｂが取り付けられている。このロータマグネット１２ｂは固定子１１のステータコイル１１ｂと対向しており、従って、固定子１１のステータコイル１１ｂに励磁電流が通電されると、ステータコイル１１ｂとロータマグネット１２ｂとの間に発生した回転力により回転子１２が回転するようになっている。
【０００３】
ダイレクトドライブモータ１０は、また、固定子１１に対して回転子１２を回転自在に支持する転がり軸受１３（この場合はクロスローラ軸受を示している）を備えている。この転がり軸受１３は固定子１１のステータコア１１ａに固定された内側軌道輪（以下「内輪」という）１３ａと、内輪１３ａの外周に配置された外側軌道輪（以下「外輪」という）１３ｂと、内輪１３ａと外輪１３ｂとの間に転動自在に組み込まれた複数の転動体１３ｃとからなり、外輪１３ｂは回転子１２のロータコア１２ａに固定されている。なお、回転子１２のロータコア１２ａにはパルサーリング１４が取り付けられており、このパルサーリング１４の凹凸を位置検出器１５で検出することによって、回転子１２の回転速度等が図示しない制御器により制御されるようになっている。
【０００４】
ところで、このようなダイレクトドライブモータの回転子を固定子に対して回転自在に支持する転がり軸受に要求される機能としては、高回転精度であること、高剛性（特に、高モーメント剛性）であること、モータ構造を簡素化でき且つ省スペース化を図れること等が挙げられる。そのため、従来のダイレクトドライブモータでは、回転子を固定子に対して回転自在に支持する転がり軸受（以下「回転子支持用軸受」と称す）として、例えば特許文献１あるいは特許文献２に示されるようなクロスローラ軸受を用いている場合が多い。
【０００５】
クロスローラ軸受は、図２７に示すように、内輪１と外輪２との間に組み込まれる転動体３として円筒状のころを用いているため、一つの転がり軸受でラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重及びモーメント荷重を受けることができ、しかも省スペース化を図ることが可能である。しかし、内輪１及び外輪２の軌道溝１ａ，２ａに対して転動体（ころ）３の転がり接触面が線接触となるため、転動体として玉を用いた玉軸受に比べ、軌道輪を回転させるのに比較的大きなトルクを要する。このため、軌道輪の回転性能が低く、軌道輪ところとの接触部に摩擦熱も発生し易いため、高速回転が要求される用途で使用するには困難である。さらに、軸やハウジングに組み込んだ際の微小な変形により、線接触部分の接触状態が不安定となり、その結果、トルクむら（トルク変動）が発生し易くなるなどの問題点もある。
【０００６】
また、クロスローラ軸受をダイレクトドライブモータの回転子支持用軸受として使用する場合、高剛性化や高精度化（精密な回転振れ精度）を実現するために、軸受に予圧を付与することが多い。しかし、クロスローラ軸受に予圧を付与すると、軌道輪の回転性能や発熱性、トルク変動等がさらに低下する。そこで、例えば特許文献３あるいは特許文献４に示されるようなアンギュラ玉軸受を二列に組み合わせた二列組合せアンギュラ玉軸受（図２８参照）や極薄肉のアンギュラ玉軸受または深溝玉軸受を二列に組み合わせたもの（図２９参照）を、ダイレクトドライブモータの回転子支持用軸受として使用することが検討されている。
【特許文献１】実公平１−４４８０６号公報
【特許文献２】特開昭６３−２１３４５７号公報
【特許文献３】実開平５−６６３２７号公報
【特許文献４】特開２００３−２７８７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、二列組合せアンギュラ玉軸受をダイレクトドライブモータの回転子支持用軸受として用いると、軌道輪の回転性能や発熱性、トルク変動等を改善できるものの、単列の玉軸受に比べ、約２倍の軸方向スペースを必要とし、省スペース化に寄与しないという問題点がある。一方、図２９に示されるような極薄肉の組合せ軸受をダイレクトドライブモータの回転子支持用軸受として用いると、省スペース化の点では有利であるが、内輪７及び外輪８のリング肉厚が非常に薄いため、所望の加工精度（特に、真円度）が得られ難い。また、内輪７及び外輪８の剛性も低いため、軸やハウジングに組み込んだ際（特に、すき間嵌合で組み込んだ際）に、軸受締込みナットや外輪押え等の周辺部品の押し付け力により容易に変形することがあり、組み込み精度の確保に手間を要するなどの問題もある。さらに、場合によっては組み込み時の変形により内輪７及び外輪８の軌道溝に歪みが生じ、内輪７及び外輪８の軌道溝と玉９との接触部に偏荷重が加わったり、玉９の円滑な転がり運動が阻害されることがある。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重及びモーメント荷重を受けることができると共に、軸方向の省スペース化、低トルク化、高速化、高回転精度（低振動）化、高剛性化を図ることのできるダイレクトドライブモータ及びダイレクトドライブモータ用軸受を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明に係るダイレクトドライブモータは、回転子と、該回転子の内側または外側に配置された固定子と、該固定子に対して前記回転子を回転自在に支持する転がり軸受とを備え、減速機を介さずに負荷を直接的に駆動するダイレクトドライブモータにおいて、前記転がり軸受が、内輪と、該内輪の外周に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に組み込まれた複数の玉とを含む単列の玉軸受であって、その軸方向断面幅Ｂと半径方向断面高さＨとの断面寸法比（Ｂ／Ｈ）が（Ｂ／Ｈ）＜０．６３であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明に係るダイレクトドライブモータ用軸受は、内輪と、該内輪の外周に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に組み込まれた複数の玉とを有する単列の玉軸受からなり、減速機を介さずに負荷を直接的に駆動するダイレクトドライブモータの回転子を回転自在に支持するダイレクトドライブモータ用軸受であって、前記玉軸受の軸方向断面幅Ｂと半径方向断面高さＨとの断面寸法比（Ｂ／Ｈ）が（Ｂ／Ｈ）＜０．６３であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明に係るダイレクトドライブモータは、回転子と、該回転子の内側または外側に配置された固定子と、該固定子に対して前記回転子を回転自在に支持する転がり軸受とを備え、減速機を介さずに負荷を直接的に駆動するダイレクトドライブモータにおいて、前記転がり軸受が、内輪と、該内輪の外周に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に組み込まれた複数の玉とを含む複列玉軸受であって、その軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明に係るダイレクトドライブモータ用軸受は、内輪と、該内輪の外周に配置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に組み込まれた複数の玉とを有する複列玉軸受からなり、減速機を介さずに負荷を直接的に駆動するダイレクトドライブモータの回転子を回転自在に支持するダイレクトドライブモータ用軸受であって、前記複列玉軸受の軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２であることを特徴とする。
【００１３】
請求項１及び２に係る発明について説明する。
ここで、図２２及び図２３は、それぞれ標準的に使用されている極薄肉玉軸受（軸受内径：φ３８．１ｍｍ、軸受外径：φ４７．６２５ｍｍ、軸受幅：４．７６２ｍｍ、前記断面寸法比（Ｂ／Ｈ）＝１）を基準とし、軸受外径及び軸受幅を変えずに軸受内径を変化させた場合（即ち、（Ｂ／Ｈ）の値を変化させた場合）における内外軌道輪の半径方向の変形特性（図２０参照：この場合は内輪を例示）と内外軌道輪の半径方向の断面二次モーメントＩ（図２１参照：Ｉ＝ｂｈ３／１２で計算）とを比較した結果を示している。
【００１４】
また、図２４及び図２５は、それぞれ標準的に使用されている極薄肉玉軸受（軸受内径：φ６３．５ｍｍ、軸受外径：φ７６．２ｍｍ、軸受幅：６．３５ｍｍ、前記断面寸法比（Ｂ／Ｈ）＝１）を基準とし、軸受外径及び軸受幅を変えずに軸受内径を変化させた場合（即ち、（Ｂ／Ｈ）の値を変化させた場合）における内外軌道輪の半径方向の変形特性と内外軌道輪の半径方向の断面二次モーメントＩとを比較した結果を示している。
【００１５】
いずれの軸受も（Ｂ／Ｈ）＝０．６３未満で、剛性の増加率勾配の変化が顕著に出ている。すなわち、断面二次モーメントＩの増加は顕著になり、軌道輪の半径方向の変形量の減少は飽和状態となる。
従って、本発明では、従来の極薄肉軸受で問題となる軌道輪製作時の旋盤加工や研磨加工時の加工力による軌道輪の変形を防止することができ、真円度や偏肉等の軸受精度を向上させることができる。
【００１６】
また、軸やハウジングに組み込んだ場合（特に、軸やハウジングとすき間嵌合で組み込んだ場合）、軸受締込みナットや外輪押え等で軸受を固定した時の軌道輪の変形（特に真円度の悪化）を抑制することができると共に、変形によって生じるトルク不良や回転精度不良、あるいは、発熱増大、摩耗や焼付き等の不具合を防止することができる。
つまり、従来使用されている極薄肉玉軸受に比較して、省スペース化と同時に高精度化を両立させることが可能である。また、各玉が軌道輪の軌道溝に対して常に二点で点接触するため、クロスローラ軸受のように、ころの転がり接触面が軌道溝に対して線接触するなどに起因するトルク増加やトルクむらの問題がなく、低発熱であり、摩耗の防止を実現することができる。
【００１７】
さらに、幅寸法が従来の標準単列玉軸受の約半分になることで、玉径も従来の玉軸受の半分程度になるが、逆に一列当たりの玉数が増加し、軸受剛性は従来の玉軸受よりも増大する。また、ダイレクトドライブモータ用においては、他の用途に比べ回転速度が低いので、今後の高速化傾向を考慮しても玉径を小さくしたことによる軸受の負荷容量の低下で、転がり疲れ寿命時間が実用上で問題となることはない。
【００１８】
なお、玉軸受が単列の場合は軸受に予圧を付与したりモーメント荷重を負荷したりすることが困難であるが、二列以上の複列の場合にはラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重等を軸受に負荷することが可能である。
一方、国際標準化機構（ＩＳＯ）で規定されている寸法系列が１８（例えば６８００）、１９（例えば６９０１）、１０（例えば６００３）、０２（例えば７２０５Ａ）、０３（例えば７３０７Ａ）の標準玉軸受では、軸受内径寸法がφ５ｍｍ〜φ５００ｍｍにおいては、上述の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）は０．６３〜１．１７に設定されている。
【００１９】
したがって、これらの玉軸受の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）の最大値１．１７の約１／２倍、すなわち、０．６３未満に設定することで、従来の標準単列玉軸受で最も幅狭の玉軸受より幅狭で、且つ従来の標準単列玉軸受の軸方向幅スペース以内に、請求項１及び２に記載の単列の玉軸受を二列組合せで配置することができる。
例えば、従来の玉軸受の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）が（Ｂ／Ｈ）＝０．９であれば、本発明の軸受の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）を（Ｂ／Ｈ）＝０．４５とすればよい。また、組み合わせる二個の玉軸受の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）を同一にする必要はなく、例えば片方を０．５０、もう一方を０．４０としてもよい。
【００２０】
また、請求項３及び４に係る発明について、その作用を説明すると、例えば図１６に示すように、外輪２０１の複列軌道溝２０１ａ，２０１ｂと内輪２０２の複列軌道溝２０２ａ，２０２ｂとの間に多数の玉２０３が転動自在に配設された複列の玉軸受２００において、軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２（＝（外輪外径Ｄ２−内輪内径ｄ２）／２）との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）を（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２としている。
【００２１】
複列玉軸受において、断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）を以上のような設定とすることで、請求項１記載の単列の幅狭玉軸受を二列組合せとした場合と同様、従来の標準単列玉軸受の軸方向幅スペース内に請求項３記載の複列玉軸受を配置することが可能となり、また、予圧をかけたり、モーメント荷重を負荷したりすることも可能となる。その他の作用効果は請求項１記載の単列の幅狭玉軸受を二列組合せにした場合と同様である。
【００２２】
図２６は、各種軸受の計算モーメント剛性の比較である。同一サイズ（計算例は、軸受名番７９０６Ａ（接触角３０°）相当で、内外径寸法が同じ場合：内輪内径φ３０ｍｍ、外輪外径φ４７ｍｍ）では、請求項１記載の単列の幅狭アンギュラ玉軸受（接触角３０°：総玉軸受の計算例）を二列組合せ、且つ軌道輪の軌道溝曲率半径を変化させた本発明例Ａ〜Ｅは、いずれも標準二列組合せアンギュラ玉軸受及びクロスローラ軸受に比べてモーメント剛性が大きくなっている。例えば、本発明例Ｂは、標準二列組合せアンギュラ玉軸受の１．９倍、クロスローラ軸受の２．４倍のモーメント剛性を保持させることが可能である。
【００２３】
なお、それぞれの設計予圧すき間は、本発明例Ａ〜Ｅ、標準二列組合せアンギュラ玉軸受は−０．０１０ｍｍ、クロスローラ軸受は−０．００１ｍｍと実用上の標準的な値として計算している（クロスローラ軸受で−０．００１ｍｍより小さい予圧設計をした場合、軸受トルクが過大となり、実用上使用不可となる場合がある）。
なお、本発明に係る幅狭玉軸受の適正な玉径は、シール等の装着有無により変化するが、剛性を増加させるため、極端に玉径を小さくすると、玉と軌道輪の軌道溝との接触部間の面圧が増加し、耐圧痕性が低下するため、おおむね、軸受幅（Ｂ）又は（Ｂ２／２）の３０〜９０％が望ましい。
【００２４】
さらに、本発明をアンギュラ玉軸受に適用した場合、軸受の接触角は必要な剛性（例えば、モーメント剛性）及び要求トルクにより選ばれるが、おおむね１０°〜６０°の範囲が望ましい。
さらに、荷重の方向や大きさに合わせて、必要に応じて、組み合わせた各軸受の接触角あるいは複列軸受の場合は各列間の接触角を変えても構わない。
さらには、内輪軌道溝及び外輪軌道溝の曲率半径は、要求される剛性やトルク特性に応じて、５１〜６０％Ｄａ（Ｄａ：玉径）、好ましくは５２〜５６％Ｄａ、より好ましくは５２〜５４％Ｄａ程度とする。また、内輪軌道溝の曲率半径と外輪軌道溝の曲率半径は同一でなくともよいし、組み合わされる単列軸受間や複列軸受の各列間で異なっていてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１〜４の発明によれば、ラジアル荷重と両方のアキシアル荷重及びモーメント荷重を受けることができると共に、軸方向の省スペース化、低トルク化、高速化、高回転精度（低振動）化、高剛性化を図ることができるので、ダイレクトドライブモータの高速化、位置決め精度の向上及びコンパクト化を同時に図ることできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図３０に示したものと同一部分には同一符号を付し、その部分の詳細な説明は割愛する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るダイレクトドライブモータの概略構成を示す部分断面図である。同図に示されるように、本発明の第１の実施形態に係るダイレクトドライブモータの固定子１１と回転子１２との間には、二つの単列玉軸受１００を背面合せで組み合わせてなる二列組合せ玉軸受１６が回転子支持用軸受として設けられている。
【００２７】
二列組合せ玉軸受１６を構成する各単列玉軸受１００は、図２に示すように、外輪１０１の軌道溝１０１ａと内輪１０２の軌道溝１０２ａとの間に多数の玉１０３が転動自在に配設された単列の総玉のアンギュラ玉軸受において、軸方向断面幅Ｂと半径方向断面高さＨ（＝（外輪外径Ｄ−内輪内径ｄ）／２）との断面寸法比（Ｂ／Ｈ）を（Ｂ／Ｈ）＜０．６３としている。
ここで、第１の実施形態では、図３に示すように、二つの単列アンギュラ玉軸受１００を二列背面組合せとし、７２０８Ａ（接触角３０°）の二列組合せアンギュラ玉軸受と置き換える場合を例に採る。
【００２８】
７２０８Ａのアンギュラ玉軸受は、内輪内径φ４０ｍｍ、外輪外径φ８０ｍｍ、軸方向断面幅（軸受単体幅）Ｂが１８ｍｍであるので、断面寸法比（Ｂ／Ｈ）＝０．９である。したがって、本実施形態のアンギュラ玉軸受１００では、断面寸法比（Ｂ／Ｈ）＝０．４５（内輪内径及び外輪外径はそのままで、軸方向断面幅（軸受単体幅）を９ｍｍとした）としている。これにより、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重及びモーメント荷重を受けることができると共に、軸方向寸法で１／２の省スペース化、低トルク化及び更なる高剛性化を図ることができる。
【００２９】
もちろん、必要に応じて、アンギュラ玉軸受１００の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）を０．４５未満或いは０．４５を超える（但し（Ｂ／Ｈ）＜０．６３）ように設定しても構わない。因みに、アンギュラ玉軸受１００の接触角は例えば３０°としている。
なお、本実施形態では、玉１０３のピッチ円直径は次式（１）のとおりとしているが、一列当たりの玉数を増やして更にモーメント剛性を増加させたい場合は、次式（２）を採用して、玉１０３のピッチ円直径を外輪側にずらして図４に示す構造としてもよいし、必要に応じて次式（３）を採用して逆に玉１０３のピッチ円直径を内輪１０２側にずらしてもよい（図示せず）。
玉のピッチ円直径＝（内輪内径＋外輪外径）／２      …（１）
玉のピッチ円直径＞（内輪内径＋外輪外径）／２      …（２）
玉のピッチ円直径＜（内輪内径＋外輪外径）／２      …（３）
【００３０】
また、必要に応じて、図５に示すように、組み合わされる左右の玉軸受の玉ピッチ円直径を同一値とせずともよいし、組み合わされる左右の玉軸受の玉１０３の径を同一値としなくてもよい。加えて、組み合わせる２個の玉軸受の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）は同一でなく、例えば玉径の小さい方を（Ｂ／Ｈ）＝０．２８、玉径の大きい方を（Ｂ／Ｈ）＝０．６２としても構わない。更に、玉１０３の軸方向ピッチも軸方向中心でなくともよく、シールや保持器の装着有無やモーメントの作用点間距離の確保等のために玉１０３の軸方向ピッチを軸方向にずらしてもよい。
【００３１】
図６は、軸方向の一方の端部に環状シール体１０４を装着したアンギュラ玉軸受１００を二列背面組み合わせたものである。
軸方向の一方の端部に環状シール体１０４を装着したアンギュラ玉軸受１００を二列組み合わせて機械等に取り付けた後（シール取り付け面を外側に向けて組み合わせる）は、軸受使用中に外部からの異物やごみ等の侵入及び封入グリースの外部への洩れを防止することが可能である。環状シール体１０４は、この実施の形態では、外輪１０１のシール溝１０４ａに押し込んで挿入する非接触型（内輪１０２と非接触）で金属芯金１０５の補強タイプのゴムシール（例えばニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等）１０６とし、組み合わせ端面と反対側のみ環状シール体１０４を装着して省スペース化を図っている。
【００３２】
図７は、軸方向の両端部に環状シール体１０４を装着したアンギュラ玉軸受１００を示したものである。
軸方向の両端部に環状シール体１０４を装着したアンギュラ玉軸受１００を機械等に取り付けた後は、軸受使用中に外部からの異物やごみ等の侵入を防止すると共に、軸受取扱い時や軸やハウジングヘの組込み時においても、異物やごみ等の侵入及び封入グリースの外部への洩れを防止することが可能となる。組み合わせについては、二列でモーメント剛性を増加させるためには、モーメントの作用点距離が大きくとれる背面組み合わせ（図３等で接触角がハの字の向きとなっている）を採用するのが望ましい。
【００３３】
更に剛性が必要な場合は、図８及び図９に示すように、３列以上の多列組み合わせとしても構わないし、何らかの理由（例えば、軸受組込み時にミスアライメント発生が避けられず、軸受の内部荷重負荷を極力抑えたい場合等）で、モーメント剛性を小さくしたい場合は、図１０に示すように、正面組み合わせ（接触角の向きが逆ハの字）等の配列としてもよい。
更には、モーメント荷重や両方向のアキシアル荷重を負荷するためには、二列以上の組合せ軸受とする必要があるが、荷重条件や方向に応じて使用条件上で可能であれば、単列軸受で使用しても構わない。
【００３４】
また、本実施形態では、アンギュラ玉軸受としているが、深みぞ玉軸受等その他の玉軸受としてもよい。環状シール体は、図６及び図７で示した非接触型ではなく、接触型の金属芯金補強タイプのゴムシール（ゴム材質は、例えばニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等）でもよいし、外輪１０１のシール溝に加締め加工する金属シールド板でも構わない。また、環状シール体を内輪１０２側のシール溝に押し込んで挿入したり、又は加締め加工で取り付けるようにしてもよい（外輪と接触又は非接触する構造）。
【００３５】
内輪１０２、外輪１０１及び玉１０３の材料は、標準的な使用条件では軸受鋼（例えば、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３など）とするが、使用環境に応じて、例えば真空用途などでは、耐食材料であるステンレス系材料（例えば、ＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテンサイト系ステンレス鋼材やＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼材、ＳＵＳ６３０等の析出硬化系ステンレス鋼材など）、チタン合金やセラミック系材料（例えば、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２等）を採用してもよい。
【００３６】
潤滑方法も特に限定されず、一般的な使用環境では、鉱油系グリースや合成油系（例えば、リチウム系、ウレア系等）のグリースや油を使用でき、真空用途などではフッ素系グリースまたはフッ素系の油、あるいはフッ素樹脂、ＭｏＳ２などの固体潤滑剤を使用することができる。
図１１は、軸方向の一方の端部（組合せ側端面と反対側の端部）に環状シール体１０４を装着し、且つ玉１０３を転動可能に保持する保持器１１０を備えたアンギュラ玉軸受１００を二列背面組み合わせたものである。
【００３７】
保持器１１０としては、例えば、図１２〜図１５（ａ）に示すように、円環部１１１と、該円環部１１１の一端部に周方向に略等間隔で複数箇所軸方向に突設された柱部１１２と、各柱部１１２間に形成されて玉１０３を周方向に転動可能に保持するポケット部１１３とを備えた柔軟性のある冠形保持器を採用している。保持器１１０の材質は、例えば、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド等の合成樹脂材とし、必要に応じて、合成樹脂材にガラス繊維や炭素繊維等の補強材を混入した材料を用いる。
【００３８】
また、この実施の形態では、軸受の負荷容量や剛性を上げるために、隣り合う玉１０３間の円周方向ピッチは極力小さくし、できる限り玉数を多くしている。更に、玉１０３の軸方向ピッチをできるだけ組合せ側端面の反対側にずらし（図１１参照：Ｘ１＞Ｘ２）、保持器１１０の円環部１１１が軸受組合せ端面側になるように配置しており、モーメント剛性を上げるための作用点間距離を大きくとれるようにしている。
【００３９】
なお、総玉軸受の場合も、環状シール体の装着の有無等、必要に応じて同様に玉の軸方向ピッチを幅中央ではなく、軸方向の左右いずれかの方向（軸受合わせ端面側、あるいは反対側）にずらしても構わない。
保持器付きの軸受は、回転が一方向の連続回転や大きなモーメント荷重が加わる条件等、各玉の接触角の変化による公転速度のばらつきが発生しやすい条件等で、総玉軸受を使用した場合の玉間の接触や玉つまりが生じやすい用途で低トルク、低発熱等の点で、より良い効果を発揮する。
【００４０】
更に、本実施形態では、ポケット部１１３の入り口部を玉径より若干小さくして引っかかり（パチン代）を設ければ、内輪１０２及び外輪１０１に組み込む際、玉１０３の脱落がなく軸受の組立が容易である。
保持器の形状は、本実施形態に限定されず、各玉１０３間に配置するセパレータタイプの保持器の他、いずれの方式でもよい。また、材料も合成樹脂材ではなく、金属材料でも構わない。
【００４１】
また、図１５（ｂ）は図１５（ａ）と基本構造は同様な冠形保持器であるが、円環部１１１の少なくとも円周方向の一箇所で互いに隣り合うポケット部１１３間を予め切断して、各切断面間に所定のすき間を持たせた構造としている。
このような構造を採用することで、保持器と軌道輪との熱膨張係数差及び保持器の寸法精度や真円度のばらつきにより、転動体ピッチ円径と保持器のピッチ円径がずれた場合でも、片持ち形状であることによる半径方向の柔軟性と、各切断面間のすき間による円周方向の弾力的変形（円周方向の柔軟性）を兼ね備えることとなるため、玉１０３とポケット部１１３間の突っ張り力を緩衝して、保持器の損傷や摩耗を防止すると共に、玉１０３とポケット部１１３内面とのすべり接触抵抗によるトルクむらや発熱をより軽減することができる。
【００４２】
また、本発明の玉軸受は、構造上、使用玉径が小さくなるため、保持器の円環部１１１の半径方向の厚みは厚くできず（図１１からも理解できるように、保持器は内輪外径と外輪内径との間の空隙部に適度なすき間を設けて位置決めさせる必要があり、この内輪外径と外輪内径との間の空隙部は玉径と略比例関係にあるので狭い）、更に、幅狭構造により、軸方向の間隙部も狭く、軸方向厚みも薄くせざるを得ない。このため、標準サイズの軸受より保持器の円環部が極めて小さく、真円度等の寸法精度を出しにくくなるので、円環部１１１を図１５（ｂ）のようにした保持器構造は、特に、上述した保持器の損傷や摩耗防止効果及びトルクむらや発熱の軽減に関して効果が得られる。
【００４３】
また、対象とする用途は、軸受のｄｍｎ値（ｄｍ：転がり軸受の転動体ピッチ円直径（ｍｍ）とｎ：回転速度（ｍｉｎ−１）との積）がせいぜい２０万〜３０万以下の場合が多く、これらの用途に本発明を適用する場合、図１５（ｂ）のような保持器構造としても、遠心力による悪影響は発生しない。なお、必要に応じて、円環部１１１の切断箇所は円周方向で２カ所以上としても構わない。この場合、切断箇所は、可能な限り円周方向で等分とすることが望ましい。また、これらの軸受を使用したダイレクトドライブモータをロボット等に適用する場合、剛性を大きくするために、通常、予圧をかけて使用するが、条件に応じて、或いはその他の用途等ですき間で使用してもよい。
【００４４】
次に、図１６を参照して、本発明の第２の実施形態の一例である複列玉軸受を説明する。
この複列総玉アンギュラ玉軸受２００は、外輪２０１の複列軌道溝２０１ａ，２０１ｂと内輪２０２の複列軌道溝２０２ａ，２０２ｂとの間に多数の玉２０３が転動自在に配設され、軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２（＝（外輪外径Ｄ２−内輪内径ｄ２）／２）との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２とされており、玉ピッチ円直径が半径方向断面高さの中央に設定されている。
ここで、この実施の形態では、複列玉軸受２００を７２０８Ａ（接触角３０°）の二列組合せアンギュラ玉軸受に置き換えた場合を例に採る。
【００４５】
７２０８Ａは、内輪内径φ４０ｍｍ、外輪外径φ８０ｍｍ、軸方向断面幅（軸受単体幅）Ｂが１８ｍｍであるので、断面寸法比（Ｂ／Ｈ）＝０．９である。したがって、本実施形態のアンギュラ玉軸受２００では、断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）＝０．９０（内輪内径及び外輪外径はそのままで、軸方向断面幅（軸受単体幅）Ｂ２を１８ｍｍとした）としている。これにより、ラジアル荷重及びモーメント荷重を受けることができると共に両方向のアキシアル荷重を受けることができるのは勿論のこと、軸方向寸法で１／２の省スペース化、低トルク化及び更なる高剛性化を図ることができる。
【００４６】
もちろん、必要に応じて、断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）を０．９０未満或いは０．９０を超える（但し、（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２）ように設定してもよい。因みに、アンギュラ玉軸受２００の接触角は、例えば３０°としている。なお、図１７は、モーメント剛性をあげるため、複列総玉アンギュラ玉軸受２００で玉ピッチ円直径を外輪側にずらした例であり、図１８は、複列総玉アンギュラ玉軸受２００で各列の玉径や玉ピッチ円直径を変えた例であり、図１９は、軸方向の両端部に環状シール体１０４を装着した複列総玉アンギュラ玉軸受２００で、モーメント剛性をあげるため、玉ピッチ円直径を外輪側にずらした例である。
いずれの例の場合も、環状シール体、保持器等の構造や装着の有無の他、構造に関する適用例は、上記第１の実施形態で記載した単列玉軸受に準ずる。また、上記第１の実施形態と同様に、予圧及びすき間のいずれの条件で使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイレクトドライブモータの概略構成を示す部分断面図である。
【図２】二列組合せ玉軸受を構成する単列玉軸受の一部を示す断面図である。
【図３】図１のダイレクトドライブモータにおける回転子支持用軸受の一実施例を示す断面図である。
【図４】玉のピッチ円直径を外輪側にずらした場合の二列組合せ玉軸受を示す断面図である。
【図５】玉のピッチ円直径が異なる二つの単列玉軸受でダイレクトドライブモータの回転子支持用軸受を構成した場合の実施例を示す図である。
【図６】環状シール体を有する二つの単列玉軸受でダイレクトドライブモータの回転子支持用軸受を構成した場合の実施例を示す図である。
【図７】環状シール体を有する一つの単列玉軸受でダイレクトドライブモータの回転子支持用軸受を構成した場合の実施例を示す図である。
【図８】三つの単列玉軸受を組み合わせてダイレクトドライブモータの回転子支持用軸受を構成した場合の実施例を示す図である。
【図９】四つの単列玉軸受を組み合わせてダイレクトドライブモータの回転子支持用軸受を構成した場合の実施例を示す図である。
【図１０】図２の単列玉軸受を正面合せで二列組合せとした場合の実施例を示す図である。
【図１１】保持器を有する二つの単列玉軸受でダイレクトドライブモータの回転子支持用軸受を構成した場合の実施例を示す図である。
【図１２】図１１に示す冠形保持器の断面図である。
【図１３】図１２に示す冠形保持器の一部を示す斜視図である。
【図１４】図１２の冠形保持器を図中矢印Ｂ方向から見た図である。
【図１５】（ａ）は図１２の冠形保持器を図中矢印Ａ方向から見た図、（ｂ）は（ａ）の変形例を示す図である。
【図１６】複列玉軸受でダイレクトドライブモータの回転子支持用軸受を構成した場合の実施例を示す図である。
【図１７】玉のピッチ円直径を外輪側にずらした場合の複列玉軸受を示す断面図である。
【図１８】図１６に示す実施例の変形例を示す図である。
【図１９】環状シール体を有する複列玉軸受でダイレクトドライブモータの回転子支持用軸受を構成した場合の実施例を示す図である。
【図２０】内輪の半径方向の変形量を説明するための説明図である。
【図２１】内輪の断面二次モーメントの計算方法を説明するための説明図である。
【図２２】断面寸法比（Ｂ／Ｈ）と半径方向の軌道輪の変形量との関係を示すグラフ図である。
【図２３】断面寸法比（Ｂ／Ｈ）と断面二次モーメントＩとの関係を示すグラフ図である。
【図２４】断面寸法比（Ｂ／Ｈ）と半径方向の軌道輪の変形量との関係を示すグラフ図である。
【図２５】断面寸法比（Ｂ／Ｈ）と断面二次モーメントＩとの関係を示すグラフ図である。
【図２６】各種軸受での計算モーメント剛性の比較を示すグラフ図である。
【図２７】クロスローラ軸受の一部を示す断面図である。
【図２８】二列組合せアンギュラ玉軸受の一部を示す断面図である。
【図２９】極薄肉断面の単列アンギュラ玉軸受を二列に組み合わせてなる二列組合せアンギュラ玉軸受の一部を示す断面図である。
【図３０】従来のダイレクトドライブモータの概略構成を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１  固定子
１１ａ  ステータコア
１１ｂ  ステータコイル
１２  回転子
１２ａ  ロータコア
１２ｂ  ロータマグネット
１３  転がり軸受
１４  パルサーリング
１５  位置検出器
１６  回転子支持用軸受
１００  単列玉軸受
１０１  外輪
１０１ａ  外輪軌道溝
１０２  内輪
１０２ａ  内輪軌道溝
１０３  玉
１０４  環状シール体
１１０  保持器
【図１】
2006211863.tif 000003
【図２】
2006211863.tif 000004
【図３】
2006211863.tif 000005
【図４】
2006211863.tif 000006
【図５】
2006211863.tif 000007
【図６】
2006211863.tif 000008
【図７】
2006211863.tif 000009
【図８】
2006211863.tif 000010
【図９】
2006211863.tif 000011
【図１０】
2006211863.tif 000012
【図１１】
2006211863.tif 000013
【図１２】
2006211863.tif 000014
【図１３】
2006211863.tif 000015
【図１４】
2006211863.tif 000016
【図１５】
2006211863.tif 000017
【図１６】
2006211863.tif 000018
【図１７】
2006211863.tif 000019
【図１８】
2006211863.tif 000020
【図１９】
2006211863.tif 000021
【図２０】
2006211863.tif 000022
【図２１】
2006211863.tif 000023
【図２２】
2006211863.tif 000024
【図２３】
2006211863.tif 000025
【図２４】
2006211863.tif 000026
【図２５】
2006211863.tif 000027
【図２６】
2006211863.tif 000028
【図２７】
2006211863.tif 000029
【図２８】
2006211863.tif 000030
【図２９】
2006211863.tif 000031
【図３０】
2006211863.tif 000032