(57)【要約】【課題】設置スペースや設計レイアウトの自由度が制限される部分や、取り付け、取り外しを容易に行なう必要がある部分に組み込む事ができ、しかも、回転同軸度を高度に確保できる構造を実現する。【解決手段】内輪８の内周面を、軸方向一方に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凹面とする。又、外輪９の外周面を、軸方向一方に向かう程外径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凸面とする。又、インペラ１の下端部に設けた中心軸１４の外周面を、軸方向一方に向かう程外径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凸面とする。又、支持台１５の中央部に設けた凹部１６の内周面を、軸方向一方に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凹面とする。そして、上記中心軸１４を上記内輪８の内径側に、上記外輪９を上記凹部１６の内側に、それぞれがたつきなく嵌合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えた転がり軸受に於いて、上記内輪の内周面を、軸方向一方に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凹面とすると共に、上記外輪の外周面を、軸方向一方に向かう程外径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凸面とした事を特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
内輪の外周面のうちで内輪軌道から外れた部分を、軸方向一方に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凸面とすると共に、外輪の内周面のうちで外輪軌道から外れた部分を、軸方向一方に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凹面とした、請求項１に記載した転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る転がり軸受は、例えば一点支持型遠心ポンプ等の様に、回転部材（例えば回転軸等）を一点で支持する必要がある回転機械の回転支持部を構成する為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸を転がり軸受により回転自在に支持する場合に、設置スペースや設計レイアウトの都合上、この転がり軸受と回転部材（例えば回転軸）とを結合固定する為のボルト並びにナットを設置できない場合や、上記回転部材の取り付け、取り外しを容易に行なう必要がある場合には、この回転部材の一端部を一点ピボット軸受で支持する事が行なわれている。この様な一点ピボット軸受として、例えばピボット玉軸受やピボット滑り軸受が用いられているが、このうちのピボット滑り軸受が組み込まれた機械装置として、例えば図６〜７に示す様な一点支持型遠心ポンプが、従来から知られている。
【０００３】
この一点支持型遠心ポンプは、非特許文献１に記載されたもので、心臓手術の際に患者の血液循環の補助を行なう補助循環ポンプとして用いられている。この様な一点支持型遠心ポンプは、インペラ（羽根車）１を駆動モータ２により回転駆動する事により、このインペラ１を通じて血液等の流体を圧送自在としている。この様なインペラ１は、一端部（図６の上端部）を非接触式の磁気軸受３により、他端部（図６の下端部）をピボット滑り軸受４により、それぞれ回転自在に支持している。このピポッド滑り軸受４は、回転部材である上記インペラ１に固定されたセラミック軸５を、固定の部分であるハウジングに設けたポリエチレン受け６の凹部に摺接させる事により構成している。この様な一点支持型遠心ポンプの場合、上記ピボット滑り軸受４により上記インペラ１の他端部を支持している為、ラジアル方向の同軸度を確保できると共に、このインペラ１の交換を容易に行なえる。
【０００４】
ところが、上述の様なピボット滑り軸受４により回転部材（インペラ１）を支持する場合、接触半径が小さいとは言え、滑り軸受である為、回転抵抗と摩耗とが大きくなり易い。この様な不都合は、転がり軸受を使用すれば解決できるが、一般的に転がり軸受により回転部材を支持する場合には、この転がり軸受を構成する内輪及び外輪とこの回転部材並びに固定の部材（例えばハウジング）との間に、固定用のボルト並びにナットが必要になる為、設置レイアウトの余裕がない場合等には使用できない。尚、この様な固定用のボルト並びにナットを用いる事なく、転がり軸受を組み込む事も考えられる。例えば、上述した一点支持型遠心ポンプであれば、インペラ１の下端部を転がり軸受の軌道輪（例えば内輪）に、重力のみに基づいて載置すると共に、このインペラ１の上端部を磁気軸受３の磁気的吸引力により支持する事が考えられる。但し、この場合には、上記転がり軸受の軌道輪（例えば内輪）の周面（例えば内周面）とインペラ１の端部（例えば下端部）の周面（例えば外周面）とが軸方向に関して平行な周面になる為、これら両周面同士の間の嵌め合い隙間に基づいて、これら軌道輪とインペラ１との同軸度を確保しにくくなる可能性がある。言い換れば、これら軌道輪とインペラ１との周面同士の嵌め合い隙間分、同軸度がずれ、円滑な回転が阻害される可能性がある。
【０００５】
【非特許文献１】独立行政法人産業技術総合研究所、泉工医科工業株式会社、“産総研と泉工医科工業（株）が補助循環ポンプを開発する共同研究契約を締結”、［online］、独立行政法人産業技術総合研究所、［平成１８年１１月７日検索］、インターネット＜URL ：http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2003/pr20030925/pr20030925.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の転がり軸受は、上述の様な事情に鑑みて、設置スペースや設計レイアウトの自由度が制限される部分や、回転部材（例えば回転軸）の取り付け、取り外しを容易に行なう必要のある部分にも組み込み易く、しかも、回転同軸度を高度に確保できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の転がり軸受は、従来から一般的に知られている転がり軸受と同様に、内輪と、外輪と、複数個の転動体（例えば玉、円筒ころ、円すいころ等）とを備える。
このうちの内輪は、外周面に内輪軌道を有する。
又、上記外輪は、内周面に外輪軌道を有する。
又、上記各転動体は、上記内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられる。
特に、本発明の転がり軸受に於いては、上記内輪の内周面を、軸方向一方に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凹面とする。又、これと共に、上記外輪の外周面を、軸方向一方に向かう程外径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凸面とする。
又、この様な本発明の転がり軸受を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記内輪の外周面のうちで上記内輪軌道から外れた部分（例えば内輪軌道から軸方向両側に外れた部分）を、軸方向一方に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凸面とする。又、これと共に、上記外輪の内周面のうちで上記外輪軌道から外れた部分（例えば外輪軌道から軸方向両側に外れた部分）を、軸方向一方に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凹面とする。
尚、上記軸方向一方は、上記内輪と外輪とで同じ方向を言う。
【発明の効果】
【０００８】
上述の様に構成する本発明の転がり軸受の場合には、設置スペースや設計レイアウトの自由度が制限される部分や、回転部材の取り付け、取り外しを容易に行なう必要のある部分に組み込み易く、しかも、回転部材の回転同軸度を高度に確保する事ができる。
即ち、例えばこの回転部材（回転軸等）の端部外周面を、軸方向一方に向かう程外径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凸面にする事で、この回転部材の端部外周面を内輪の内周面に、がたつきなく嵌合させる事ができる。又、これと共に、固定の部材（ハウジング等）の凹部（乃至は円孔の）内周面を、軸方向一方に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凹面にする事で、この固定の部材の凹部内周面に外輪の外周面を、がたつきなく嵌合させる事ができる。この為、固定用のボルト、ナットを用いなくても、互いに傾斜する内外両周面の嵌合（係合）に基づいて、上記内輪並びに外輪と回転部材並びに固定の部材とを、がたつきなく結合できる。この様に固定用のボルト、ナットを用いなくて済む分、設置スペースや設計レイアウトの自由度が制限される部分に組み込み易くできると共に、上記回転部材並びに固定の部材と転がり軸受との取り外しを容易に行なう事ができる。又、上記内外両周面の嵌合（係合）に基づいてがたつきなく（嵌め合い隙間を小さくした状態で）結合できる事により、上記回転部材の回転同軸度を高度に確保する事ができる。
又、請求項２に記載した構成を採用した場合には、上記内輪の外周面と上記外輪の内周面との間の転動体設置空間に関し、レイアウトの自由度を確保し易くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１〜５は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、組み込み容易性と回転同軸度の確保とを高度に両立させるべく、転がり軸受７を構成する内輪８及び外輪９の内外両周面の構造を工夫した点にある。この転がり軸受７を組み込む機械装置である、一点支持型遠心ポンプの構造に関しては、前述の図６〜７に示した構造と同様であるから、同等部分に関する説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分となる上記転がり軸受７を中心に説明する。
【００１０】
上記一点支持型遠心ポンプを構成するインペラ１の他端部（図１の下端部）を回転自在に支持する為の上記転がり軸受７は、内輪８と、外輪９と、それぞれが転動体である複数個の玉１０、１０と、保持器１１とを備える。このうちの内輪８は、外周面に内輪軌道１２を有する。又、上記外輪９は、内周面に外輪軌道１３を有する。又、上記各玉１０、１０は、上記内輪軌道１２と外輪軌道１３との間に、上記保持器１１の各ポケットにそれぞれ保持された状態で、転動自在に設けられている。更に本例の場合は、上記内輪８の内周面を、軸方向一方（図１〜３の下方）に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凹面としている。又、これと共に、上記外輪９の外周面を、軸方向一方（図１〜３の下方）に向かう程外径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凸面としている。
【００１１】
一方、上記一点支持型遠心ポンプを構成する、回転部材である上記インペラ１の下端部に、上記転がり軸受７を構成する上記内輪８と結合する、中心軸１４を固設している。この中心軸１４の外周面は、軸方向一方（図１の下方）に向かう程外径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凸面としている。そして、この中心軸１４を上記内輪８の内径側に、がたつきなく外嵌している。これら内輪８と中心軸１４とには、これら内輪８と中心軸１４とを結合固定する為のボルト並びにナットは設けていない。又、上記インペラ１を載置する為の、固定の部材である支持台１５の中央部には、上面から下方に凹入する状態で凹部１６を設けている。この凹部１６の内周面は、軸方向一方（図１の下方）に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凹面としている。そして、この凹部１６の内側に上記転がり軸受７を構成する上記外輪９を、がたつきなく外嵌している。これら外輪９と凹部１６とには、これら外輪９と凹部１６とを結合固定する為のボルト並びにナットは設けていない。
【００１２】
上述の様に構成する本例の場合には、インペラ１の回転同軸度を高度に確保する事ができる。即ち、このインペラ１の中心軸１４の下端部外周面を、軸方向一方に向かう程外径が小さくなる方向に傾斜した部分円すい状凸面にする事で、この中心軸１４を内輪８の内周面に、（重力に基づいて）がたつきなく嵌合させている。又、これと共に、支持台１５の凹部１６の内周面を、軸方向一方に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凹面にする事で、この凹部１６に外輪９の外周面を、（重力に基づいて）がたつきなく嵌合させている。この為、上記内輪８及び外輪９とインペラ１及び支持台１５との嵌め合い隙間を小さく（実質的に０に、更に、嵌合面の傾斜角度を等しくする事で嵌合面の全長に亙り０に）でき、このインペラ１の回転同軸度を、上記転がり軸受７と磁気軸受３とにより高度に確保できる。しかも、上記内輪８並びに外輪９とインペラ１並びに支持台１５との結合固定に、ボルト、ナットを用いる必要がない。この為、設置スペースや設計レイアウトの自由度が制限される部分に組み込み易くできると共に、上記インペラ１並びに支持台１５と転がり軸受７との取り付け、取り外しを容易に行なう事ができる。
【００１３】
尚、本例の場合は、上記内輪８の外周面のうちで上記内輪軌道１２から外れた部分（内輪軌道１２から軸方向両側に外れた部分）を、軸方向一方（図１〜３の下方）に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凸面としている。又、これと共に、上記外輪９の内周面のうちで上記外輪軌道１３から外れた部分（外輪軌道１３から軸方向両側に外れた部分）を、軸方向一方（図１〜３の下方）に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい状凹面としている。この為、上記外輪９の内周面と上記内輪８の外周面との間の転動体設置空間のレイアウトに関し、自由度を確保し易くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す断面図。
【図２】転がり軸受を取り出して示す、図４のＡ−Ａ断面図。
【図３】同正面図。
【図４】図３の下から見た図。
【図５】保持器を省略して示す、図４と同様の図。
【図６】従来から知られた一点支持型遠心ポンプの１例を示す断面図。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図。
【符号の説明】
【００１５】
１    インペラ
２    駆動モータ
３    磁気軸受
４    ピボット滑り軸受
５    セラミック軸
６    ポリエチレン受け
７    転がり軸受
８    内輪
９    外輪
１０    玉
１１    保持器
１２    内輪軌道
１３    外輪軌道
１４    中心軸
１５    支持台
１６    凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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