(57)【要約】【課題】外輪のクリープを抑制するとともに、外輪の強度や、剛性、回転トルク等の性能の低下を抑制する。【解決手段】転がり軸受１０は、外周に内側軌道面３３を有する内輪１２と、内周に外側軌道面２０を有する外輪１１と、複数の転動体１３と、を備える。外輪１１は、軸方向の両側にそれぞれ円筒形状で互いに同じ直径の第１外周面２３と第２外周面２４と、周方向に互に離れて配置され、第１外周面２３及び第２外周面２４と軸方向に連続し、第１外周面２３と同じ直径の円筒面である複数の部分円筒面１６と、複数の部分円筒面１６のうち互いに周方向で隣り合う二つの部分円筒面１６の間に形成され、周方向の両側で各部分円筒面とつながる平面１７と、を有し、平面１７は、外側軌道面２０の径方向外方に形成されている。【選択図】図２
2022001778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に内側軌道面を有する内輪と、
内周に外側軌道面を有する外輪と、
前記内側軌道面と前記外側軌道面の間に転動自在に組み込まれた複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記外輪は、
軸方向の一の側に形成された円筒形状の第１外周面と、
軸方向の他の側に形成され、円筒形状で、前記第１外周面と同じ直径の第２外周面と、
周方向に互に離れて配置され、前記第１外周面及び前記第２外周面と軸方向に連続し、前記第１外周面と同じ直径の円筒面で形成される複数の部分円筒面と、
複数の前記部分円筒面のうち互いに周方向で隣り合う一の前記部分円筒面と他の前記部分円筒面との間に形成され、周方向の一方で前記一の部分円筒面とつながるとともに、周方向の他方で前記他の部分円筒面とつながる平面と、を有し、
前記平面は、前記外側軌道面の径方向外方に形成されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記平面の数と前記転動体の数は、互いに素であることを特徴とする請求項１に記載する転がり軸受。
【請求項３】
前記転動体は玉であり、前記外輪に対して前記内輪を軸方向の一の側に付勢したときの作用点と、前記外輪と前記玉との接触点とを含む仮想円錐面は、複数の前記平面と交わることを特徴とする請求項１または２に記載する転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータなどの軸受装置では、図８に示すように、回転軸８３が、二つの転がり軸受８１、８１によって回転自在に支持されている。転がり軸受８１は、環状の外輪９１と環状の内輪９２とが玉９３を介して同軸に組み合わされており、外輪９１と内輪９２とが中心軸ｍの回りで相対的に回転することができる。軸受装置では、外輪９１が軸受座としてのハウジング８２の内周面８５に固定されており、内輪９２が回転軸８３に外嵌されて回転軸８３と一体となって回転する。このような軸受装置では、転がり軸受８１の組付け性をよくするために、外輪９１の外周は、ハウジング８２の内周面８５にすきま嵌めの状態で組み付けられている。
【０００３】
軸受装置を長期にわたって使用すると、外輪９１がハウジング８２の内周面８５に対して回転方向に移動する場合がある。この現象を「クリープ」という。クリープが生じると、ハウジング８２の内周面８５が摩耗して、転がり軸受８１の保持が不十分になり、回転中に異音や振動が大きくなるという不具合を生じる。
【０００４】
クリープは、種々の原因によって発生する。例えば、大きなラジアル荷重Ｆが作用することによってクリープが発生することが知られている。
図９は、転がり軸受８１の中心軸ｍと直交する向きの段面において、中心軸ｍより下方で、下向きのラジアル荷重Ｆが外輪９１に作用している状態を示している。ラジアル荷重Ｆが作用すると、ラジアル荷重Ｆが作用する領域の近傍で、外輪９１が径方向に歪む。この径方向に歪んだ部分を「歪み部８７」という。更に、外輪９１がラジアル荷重Ｆによって軸受座としての内周面８５に押し付けられるので、歪み部８７と内周面８５とが密着することにより、外輪９１の外周には周方向の歪みが生じる。
この状態で内輪９２が回転すると、玉９３が白抜き矢印Ｒの向きに転動し、破線で示すように歪み部８７の位置が玉９３の回転によりに周方向に移動する。こうして、外輪９１の外周面の歪みを生じた部位が周方向に移動することにより、外輪９１の外周面が、ハウジング８２の内周面８５に対して周方向に移動する。長期の使用により、外輪９１の外周面の移動が累積的に生じて、外輪９１がクリープすると考えられる。
【０００５】
そこで、特許文献１の転がり軸受８１では、図１０に示すように、外輪９１の外周に環状の溝（環状溝９４）を形成して、環状溝９４の位置では、ラジアル荷重Ｆが作用したときに外輪９１の外周とハウジング８２の内周とが接触しないようにしている。これにより、外輪９１のクリープを抑制する旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−０８９８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の転がり軸受８１では、環状溝９４の溝底面９６がハウジング８２の内周面８５と接触しないので、外輪９１は、ラジアル荷重Ｆを径方向で直接支持することができない。すなわち、図１０に示すように、環状溝９４を挟んで軸方向両外側の軸受外径面９７、９７でラジアル荷重Ｆを支持することとなる。このため、外輪９１にはモーメント荷重Ｍが作用して、溝底面９６や環状溝９４の軸方向両側の隅部（矢印Ａ，Ｂで示す）に大きな応力が発生するので、環状溝９４を有さない転がり軸受と比較すると、外輪９１の強度が低下する虞がある。
また、ラジアル荷重Ｆが負荷されると、図１０に破線で示すように、環状溝９４の溝底面９６が径方向に弾性変形するため、環状溝９４を有さない転がり軸受と比較すると、転がり軸受８１の剛性が低下する。更に、図１０に示すように溝底面９６が径方向外方に弾性変形すると、外側軌道面９５の曲率が大きくなり、玉９３との接触領域が拡大するので、転がり抵抗が増大する可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、外輪のクリープを抑制するとともに、外輪の強度や、剛性、回転トルク等の性能の低下を抑制した転がり軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一形態は、外周に内側軌道面を有する内輪と、内周に外側軌道面を有する外輪と、前記内側軌道面と前記外側軌道面の間に転動自在に組み込まれた複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、前記外輪は、軸方向の一の側に形成された円筒形状の第１外周面と、軸方向の他の側に形成され、円筒形状で、前記第１外周面と同じ直径の第２外周面と、周方向に互に離れて配置され、前記第１外周面及び前記第２外周面と軸方向に連続し、前記第１外周面と同じ直径の円筒面で形成される複数の部分円筒面と、複数の前記部分円筒面のうち互いに周方向で隣り合う一の前記部分円筒面と他の前記部分円筒面との間に形成され、周方向の一方で前記一の部分円筒面とつながるとともに、周方向の他方で前記他の部分円筒面とつながる平面と、を有し、前記平面は、前記外側軌道面の径方向外方に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明を用いることにより、外輪のクリープを抑制するとともに、外輪の強度や、剛性、回転トルク等の性能の低下を抑制した転がり軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一形態の転がり軸受を含む軸受装置の軸方向断面図である。
【図２】転がり軸受の斜視図である。
【図３】中心軸ｍを含み部分円筒面を通る軸方向断面図である。
【図４】中心軸ｍを含み部分平面を通る軸方向断面図である。
【図５】軸方向の中央の位置で中心軸ｍと直交する向きの部分断面図である。
【図６】外輪とハウジングとの接触状態を説明する模式図である。
【図７】予圧が付与されたときの作用線の向きを説明する説明図である。
【図８】従来の転がり軸受装置の軸方向断面図である。
【図９】外輪がクリープする原因を説明する説明図である。
【図１０】従来の転がり軸受に作用する荷重の向きを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図を用いて本発明を実施するための形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態（以下「本実施形態」という）である転がり軸受１０を含む軸受装置８０の軸方向断面図である。軸受装置８０は、例えばモータであり、ハウジング８２及び回転軸８３を有している。回転軸８３は、一対の転がり軸受１０、１０によって、ハウジング８２に対して回転自在に支持されている。
【００１３】
ハウジング８２の内周面８５は、中心軸ｍと平行な方向に延在する円筒面である。ハウジング８２の内周面８５に転がり軸受１０の外輪１１がすきま嵌めの状態で嵌め合わされている。
回転軸８３は、小径軸部８８と大径軸部８９とを有している。大径軸部８９の外径は、小径軸部８８の外径よりも大きい。小径軸部８８は軸の軸受座であり、大径軸部８９は軸の肩である。大径軸部８９の両端に、中心軸ｍと直交する向きで径方向に延在する軸側面８６、８６が形成されている。転がり軸受１０の内輪１２が、小径軸部８８の外周に締まり嵌めの状態で嵌め合わされ、内輪１２の側面と軸側面８６とが軸方向に当接するように取り付けられている。
ハウジング８２の軸方向両側の開口部には、それぞれカバーフランジ８４、８４が設けられている。
【００１４】
こうして、回転軸８３は、中心軸ｍを中心として回転する。以下の説明では、軸受装置８０及び転がり軸受１０について、中心軸ｍと平行な方向を軸方向といい、中心軸ｍと直交する方向を径方向、中心軸ｍを周回する方向を周方向という。また、図１において、図の右側を「軸方向一方側」とし、図の左側を「軸方向他方側」として説明する。
【００１５】
図２〜図５を用いて、転がり軸受１０について詳細に説明する。
軸受装置８０の回転軸８３を支持する一対の転がり軸受１０、１０は、互いに同様の構成である。このため、以下の説明では、軸方向一方側の転がり軸受１０を例にして説明する。
【００１６】
図２は、転がり軸受１０の斜視図である。図２では、転がり軸受１０を図１と同じ向きで、シールド１４の無い側の側面を示している。
後で詳述するが、外輪１１の外周には、部分円筒面１６が、全周にわたって周方向に所定の間隔で複数形成されている。周方向に隣り合う二つの部分円筒面１６、１６で挟まれた部分の外周面を部分平面１７（請求項１の「平面」に相当する）といい、部分平面１７は、周方向に断続的に形成されている。図３は、中心軸ｍを含み部分円筒面１６を通る位置（図２において、Ｘ−Ｘで示す位置）の断面図であり、図４は、中心軸ｍを含み部分平面１７を通る位置（図２において、Ｙ−Ｙで示す位置）の断面図である。また、図５は、軸方向の中央の位置（図２において、Ｚ−Ｚで示す位置）で中心軸ｍと直交する向きの断面の一部を模式的に示す部分断面図である。また、図２から図４では、図１と同様に、図の右側を軸方向一方側といい、左側を軸方向他方側という。
【００１７】
図３を参照する。転がり軸受１０は、外径が８０ｍｍ程度で、一列の玉列を備えた深溝玉軸受である。転がり軸受１０は、外輪１１と、内輪１２と、転動体としての複数の玉１３と、保持器１５と、シールド１４と、を備えている。
【００１８】
外輪１１は、環状で、軸受鋼や肌焼鋼等の鋼材で製造されている。
外輪１１の内周に、外輪内径面１９、外側軌道面２０、シールド溝２１が形成されている。外輪内径面１９は、中心軸ｍを中心とする円筒面である。外側軌道面２０は、玉１３が転動する軌道面で、外輪１１の軸方向のほぼ中央に全周にわたって形成されている。外側軌道面２０の軸方向断面は、径方向外方に凹んだ円弧形状である。円弧の曲率半径は、玉１３の外周面の曲率半径よりわずかに大きい。シールド溝２１は、外輪内径面１９の軸方向一方側の端部に形成されている。
【００１９】
外輪１１の外周に、第１の円筒面２３（第１外周面）、第２の円筒面２４（第２外周面）、複数の部分円筒面１６、及び、複数の部分平面１７が形成されている。
【００２０】
第１の円筒面２３は、中心軸ｍを中心とする円筒面で、外周の軸方向一方側に形成されている。第１の円筒面２３の軸方向一方側の端部は、外輪１１の軸方向一方側の側面である第１側面２６の径方向外方の端部とつながっている。第２の円筒面２４は、中心軸ｍを中心とする円筒面で、外周の軸方向他方側に形成されている。第２の円筒面２４の軸方向他方側の端部は、外輪１１の軸方向他方側の側面である第２側面２７の径方向外方の端部とつながっている。第１の円筒面２３の外径と第２の円筒面２４の外径は互いに同等である。
【００２１】
部分円筒面１６は、周方向の複数箇所で第１の円筒面２３と第２の円筒面２４を軸方向に連結している。本実施形態では、部分円筒面１６の数は３１であり、周方向に等間隔で形成されている。各部分円筒面１６は、中心軸ｍを中心とする単一の円筒面の一部である。当該単一の円筒面の外径は、第１の円筒面２３及び第２の円筒面２４の外径と等しい。部分円筒面１６は、実質的に、第１の円筒面２３及び第２の円筒面２４と同一の円筒面で構成されている。第１の円筒面２３と第２の円筒面２４と複数の部分円筒面１６とは、軸受外径面を構成する。
【００２２】
図２及び図５を参照する。部分平面１７は、外輪１１の全周にわたって、周方向で互いに隣り合う二つの部分円筒面１６（それぞれを「一方の部分円筒面１６ａ」、「他方の部分円筒面１６ｂ」という）で挟まれた位置に形成されている。各部分平面１７は、径方向外方から見た形状が矩形であり、周方向一方の端部が一方の部分円筒面１６ａとつながり、周方向他方の端部が他方の部分円筒面１６ｂとつながっている。
各部分平面１７は、第１の円筒面２３及び第２の円筒面２４に外接する平面ｐに平行で、平面ｐより径方向内方に深さδだけ位置ずれした平面である。部分平面１７は、周方向のほぼ中央の位置で、第１の円筒面２３及び第２の円筒面２４から径方向内方に最も離れている。部分平面１７の第１の円筒面２３及び第２の円筒面２４からの深さδは、少なくとも部分平面１７の周方向の中央で２０μｍより大きく、更に好ましくは３０μｍ以上に設定される。
また、図４に示すように、部分平面１７の軸方向一方側の端は、第１溝側面２９を介して第１の円筒面２３とつながっており、部分平面１７の軸方向他方側の端は、第２溝側面３０を介して第２の円筒面２４とつながっている。
【００２３】
こうして、本実施形態の外輪１１の外周には、全周にわたって軸方向のほぼ中央の位置（すなわち、外側軌道面２０の径方向外方の位置である）で、第１の円筒面２３及び第２の円筒面２４と同一の外径を有する部分円筒面１６と、第１の円筒面２３及び第２の円筒面２４より径方向内方に凹んだ部分平面１７とが、周方向に交互に配置されている。
また、部分平面１７の軸方向の寸法は、外側軌道面２０の軸方向の寸法より長い。また、部分平面１７の接線方向の寸法は、軸方向の寸法より短い。
【００２４】
部分平面１７は単一の平面で形成されているので、平面研削盤やフライス盤などで容易に加工することができる。また、本実施形態では、第１溝側面２９及び第２溝側面３０は径方向に延在する面となっているがこれに限定されない。例えば、径方向外方ほど互いに離反する向きに傾斜していてもよい。なお、部分平面１７及び部分円筒面１６の数は例示であり、転がり軸受１０の大きさに応じて適宜増減できる。
【００２５】
再び図３を参照して、転がり軸受１０のその他の構成を説明する。
内輪１２は，環状で、軸受鋼や肌焼鋼等の鋼材で製造されている。内輪１２は、外周に、内輪外径面３２と内側軌道面３３とを備えており、内周に、軸受内径面３４を備えている。
内輪外径面３２は、中心軸ｍを中心とする円筒面である。内側軌道面３３は、玉１３が転動する軌道面で、内輪１２の軸方向のほぼ中央に全周にわたって形成されている。内側軌道面３３の軸方向断面は、径方向内方に凹んだ円弧形状である。円弧の曲率半径は、玉１３の外周面の曲率半径よりわずかに大きい。
【００２６】
玉１３は、軸受鋼等の鋼材で製造されている。
保持器１５は、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂を射出成形し、或いは、冷間圧延鋼鈑をプレス成形する等によって製造される。保持器１５には、玉１３を一つずつ収容するポケット（図示を省略）が周方向に等間隔で複数形成されている。本実施形態では、玉は９個である。
シールド１４は、冷間圧延鋼鈑をプレス成形することによって製造される。
【００２７】
転がり軸受１０は、外輪１１と内輪１２が互いに中心軸を一致させて組み合わされ、外側軌道面２０と内側軌道面３３との間に複数の玉１３が組み込まれている。玉１３は、保持器１５のポケットに収容されて、周方向に所定の間隔で転動自在に保持されている。外輪１１と内輪１２との間の環状空間にグリースが封入されたのち、シールド１４が外輪１１のシールド溝２１に固定される。シールド１４の内周と内輪外径面３２との間に全周にわたってわずかなすきまが形成されており、異物の浸入を防止するとともに、外輪１１及び内輪１２が、中心軸ｍを中心として、相対的に回転することができる。外輪１１又は内輪１２が回転すると、玉１３が、軌道面を転動しつつ中心軸ｍの回りで公転する。
【００２８】
図１の軸受装置８０では、転がり軸受１０は、外輪１１の外周が、ハウジング８２の内周面８５にすきま嵌めの状態で組付けられており、内輪１２の軸受内径面３４が、回転軸８３の小径軸部８８の外周に締まり嵌めの状態で組付けられている。また、一対の転がり軸受１０は、シールド１４が外部空間の側に向くように組み込まれており、軸受装置８０の内部空間への異物の侵入が防止されている。
軸受装置８０では、ハウジング８２の軸方向両端にカバーフランジ８４が取り付けられている。カバーフランジ８４は、外輪１１と軸方向に当接しており、転がり軸受１０の軸方向の位置が規制されている。
【００２９】
次に、本実施形態の転がり軸受１０による、外輪１１のクリープを防止する作用効果、及び、大きなラジアル荷重Ｆに対して外輪１１の強度を確保し、転がり軸受１０の剛性、回転トルク等の性能を確保する作用効果について説明する。
【００３０】
まず、図６によって、本実施形態の転がり軸受１０が、外輪１１のクリープの発生を防止する作用効果について説明する。
図６は、ハウジング８２の内周に組込まれた転がり軸受１０にラジアル荷重Ｆが作用したときの、外輪１１とハウジング８２との接触状態を示す模式図である。図６（ａ）は、玉１３が、部分円筒面１６と径方向に対応する位置（以下、単に「部分円筒面１６の位置」という）で転動している状態を示しており、図６（ｂ）は、玉１３が、部分平面１７と径方向に対応する位置（以下、単に「部分平面１７の位置」という）で転動している状態を示している。
【００３１】
転がり軸受１０は、図２に示す向きでハウジング８２に組込まれており、ラジアル荷重Ｆが下向きに作用している。図６は、転がり軸受１０の軸方向中央の位置（図２のＺ−Ｚの位置）で中心軸ｍと直交する向きの断面を示しており、最も下側（図２で白抜き矢印Ｋで示す位置である）に形成された部分円筒面１６及び部分平面１７の接触状態を示している。なお、図６では、外輪１１、内輪１２及びハウジング８２の内周面８５を図の左右方向に直線状に延伸して図示している。
図６では、内輪１２が矢印Ａの向きに回転しており、玉１３が、白抜き矢印Ｒの向きに転動しているものとして説明する。
【００３２】
本実施形態の転がり軸受１０においても、従来の転がり軸受８１と同様に、ラジアル荷重Ｆが作用すると、外輪１１と玉１３とが接触する領域が転動体荷重によって弾性変形し、当該接触部に対応する外輪１１の外周面が局部的に歪む。以下の説明では、転動体荷重を受けて外輪１１の歪みにより弾性変形した部分を「歪み部８７」という。図６では、歪み部８７の歪み量を誇張して示している。転がり軸受１０が回転すると、歪み部８７は、玉１３の転動とともに周方向に移動する。
【００３３】
図６（ａ）を参照する。部分円筒面１６の外径は、第１の円筒面２３及び第２の円筒面２４の外径と同等であり、部分円筒面１６は、ハウジング８２の内周面８５と対向して嵌め合わされている。玉１３が部分円筒面１６の位置にあるときには、部分円筒面１６の外周に形成された歪み部８７が、ハウジング８２の内周面８５と当接している。
ラジアル荷重Ｆが作用して外輪１１がハウジング８２に押し付けられると、歪み部８７が軸受座としての内周面８５に密着するので、外輪１１の外周に周方向の歪みが生じる。この状態で玉１３が転動すると、外輪１１の外周面の歪みを生じた部位が周方向に移動することにより、外輪１１が、ハウジング８２に対して周方向に移動する。
【００３４】
その後、図６（ｂ）に示すように、玉１３が周方向に転動し、部分平面１７の位置に移動する。部分平面１７は、第１の円筒面２３及び第２の円筒面２４より径方向内方に深さδだけ凹んで形成されている。深さδは、転がり軸受１０の基本静定格荷重と等しい大きさのラジアル荷重Ｆが作用したときを基準として、少なくとも部分平面１７の周方向の中央において、歪み部８７がハウジング８２の内周面８５と接触しないように設定されている。本実施形態では、深さδは、５０μｍ以上に設定されている。
この結果、玉１３が部分平面１７の位置に移動したときには、歪み部８７とハウジング８２の内周面８５との間にすきまｓが形成される。歪み部８７が、ハウジング８２の内周面８５と密着しないので、外輪１１の周方向の移動が停止する。
【００３５】
すなわち、玉１３が部分円筒面１６の位置を通過するときは、歪み部８７がハウジング８２の内周面８５と接触するので外輪１１が周方向に移動するが、玉１３が部分平面１７の位置に移動すると、外輪１１の周方向の移動が停止するので、クリープの発生を防止することができる。なお、部分円筒面１６の周方向長さは短いので、外輪１１の周方向の移動量は小さい。
【００３６】
更に詳細に説明する。軸受装置８０では、ラジアル荷重Ｆは所定の一方向にのみ作用する。外輪１１の部分円筒面１６はハウジング８２の内周面８５である軸受座に対してすきま嵌めで嵌め合わされている。つまり、外輪１１の部分円筒面１６の直径はハウジング８２の内周面８５である軸受座の直径よりも小さい。このため、部分平面１７の径方向の外側に部分円筒面１６と同じ直径の仮想円筒面を定義し、外輪１１およびハウジング８２に変形が無いことを仮定した場合、外輪１１の部分円筒面１６または仮想円筒面は、回転軸８３の中心軸ｍからラジアル荷重Ｆが作用する方向にあるハウジング８２の内周面８５である軸受座と、周方向の一カ所で接触することになる。
実際には、外輪１１とハウジング８２とは、それぞれの接触点が弾性変形することによって、周方向に拡がった所定の範囲で接触するが、最もラジアル荷重が大きくなるのは、回転軸８３の中心軸ｍからラジアル荷重Ｆが作用する方向にあるハウジング８２の内周面８５である軸受座の周方向の一カ所である。
【００３７】
このため、部分円筒面１６が、ラジアル荷重Ｆの作用する方向にあるハウジング８２の内周面８５である軸受座の周方向の一カ所の位置にあると、外輪１１はハウジング８２に対して玉の公転方向に移動することがあるが、一旦、部分平面１７が、ラジアル荷重Ｆの作用する方向にあるハウジング８２の内周面８５である軸受座の周方向の一カ所の位置に移動すると、最もラジアル荷重Ｆが作用し、外輪１１の歪みが最も大きくなる位置に部分平面１７が位置するため、歪み部８７が内周面８５と接触せず、この位置で外輪１１がハウジング８２に対して駆動する力が働かないので、クリープを抑制することができる。
なお、転がり軸受１０は、実際の使用において、基本静定格荷重以下のラジアル荷重Ｆが作用する条件で使用される場合が多いことから、前記のように深さδを設定することによって、実使用時におけるクリープの発生を効果的に抑えることができる。
【００３８】
こうして本実施形態の転がり軸受１０では、玉１３は外側軌道面２０の溝底を転動する。したがって、外輪１１の外周では、溝底と径方向に対向する位置で歪み部８７が形成される。このため、外側軌道面２０の溝底の径方向外方に部分平面１７を設けることにより、転動体荷重によって形成された歪み部８７がハウジング８２の内周面８５と接触しないようにすることができる。こうして、外輪１１の外周面とハウジング８２の内周面８５とが、局部的に密着しながら周方向に連続して移動するのを防止できるので、クリープの発生を防止することができる。
【００３９】
次に、本実施形態の転がり軸受１０によって、外輪１１の強度を確保する作用効果について説明する。
【００４０】
従来の転がり軸受８１では、図１０に示すように、外側軌道面９５の径方向外方に周方向に連続する環状溝９４を形成しているため、外輪９１とハウジング８２の内周面８５との間にすきまが形成される。このため、ラジアル荷重Ｆを径方向で直接支持することができず、外輪９１には矢印で示す向きにモーメント荷重Ｍが作用して、溝底面９６や環状溝９４の軸方向両側の隅部（矢印Ａ，Ｂで示す）に大きな応力が発生し、外輪９１の強度が低下する虞があった。
【００４１】
これに対し、本実施形態の転がり軸受１０では、部分円筒面１６を形成することによって周方向の複数個所において、第１の円筒面２３と第２の円筒面２４とが軸方向に連結されている（図２参照）。このため、玉１３が、部分円筒面１６の位置にあるときには、転動体荷重が作用する方向で外輪１１とハウジング８２の内周面８５とが接触しており、ラジアル荷重Ｆを径方向で直接支持することができる。一方、玉１３が、部分平面１７の位置にあるときには、部分円筒面１６によって第１の円筒面２３と第２の円筒面２４とが連結されているので、モーメント荷重Ｍ（図１０参照）が作用しても第１の円筒面２３と第２の円筒面２４とが互いに間隔が拡がるのを抑制することができる。これにより、部分平面１７や部分平面１７の軸方向両側の隅部（図４で矢印Ｃ，Ｄで示す）に発生する応力を低減することができるので、外輪１１の強度低下を抑制することができる。
【００４２】
また、従来の転がり軸受８１では、外周に周方向に連続する環状溝９４を形成しているため、すべての玉９３の位置で、転動体荷重が作用する方向で外輪９１とハウジング８２の内周面８５との間にすきまが形成されている。このため、ラジアル荷重Ｆが作用したときに外輪９１の径方向の変位量が増加するので、転がり軸受８１の剛性が低下する。
【００４３】
これに対し、本実施形態の転がり軸受１０では、複数の部分円筒面１６を形成しているので、玉１３が、部分円筒面１６の位置にあるときには、転動体荷重が作用する方向で外輪１１とハウジング８２の内周面８５とが接触しており、外輪１１の径方向の変位量を小さくすることができる。また、玉１３が、部分平面１７の位置にあるときには、部分平面１７の周方向の長さが短いので、外輪１１の径方向の変位量を小さくすることができる。本実施形態では、周方向に３１の部分平面１７を形成することによって、各部分平面１７の周方向長さを短くしている。
こうして、本実施形態の転がり軸受１０では、剛性の低下を抑制している。
【００４４】
更に、部分平面１７の数と、玉１３の数（本実施形態では玉１３の数は９である）とが、互いに素となるように設定されるのが好ましい。これにより、同時に部分平面１７の軸受外径面から最も離れた位置を転動する玉１３の数を１以下とすることができる。部分平面１７の数と玉１３の数とが公約数を有する場合には、複数の玉１３が、同時に異なった部分平面１７の軸受外径面から最も離れた位置を転動する場合がある。同時に部分平面１７の位置を転動する玉１３の数が多いほど、転がり軸受１０の共振が生じやすくなる。したがって、同時に部分平面１７の位置を転動する玉１３の数を常に１以下とすることが共振を抑制できるので好ましい。
【００４５】
また、従来の転がり軸受８１では、図１０に示すように、外輪９１とハウジング８２の内周面８５との間にすきまが形成されているので、転動体荷重が作用すると環状溝９４が形成されている部分が、径方向外方に付勢される。このとき、図１０に破線で示したように、軸方向の中央ほど径方向外方に変位するので、外側軌道面９５の曲率が大きくなり、玉１３との接触領域が増加するので、転がり摩擦が上昇する可能性がある。
本実施形態の転がり軸受１０では、複数の部分円筒面１６を形成して部分平面１７の周方向の長さを短くしているので、転動体荷重による外側軌道面２０の径方向の変位量を小さくすることができる。これにより、転がり軸受１０では、外側軌道面２０の曲率の変化を抑制することができるので、玉１３が転動するときの転がり摩擦の上昇を抑制して、転がり軸受１０の回転トルクが上昇するのを防止できる。
【００４６】
以上の説明では、転がり軸受１０に予圧が付与されていない状態、すなわち、玉１３が外側軌道面２０の軸方向の中央の位置（外側軌道面２０の溝底の位置である）で転動する場合について説明した。この場合には、ラジアル荷重Ｆが作用すると、外側軌道面２０の溝底と径方向に対向する位置で、外周面が弾性変形して歪み部８７が形成される。このため、部分平面１７を、少なくとも外側軌道面２０の溝底と径方向に対向する位置に形成することによって、歪み部８７がハウジング８２の内周面８５と接触しないようにすることができる。
【００４７】
一方、軸受装置８０は、内輪１２に対して外輪１１を軸方向に所定の力で押し付けることによって、転がり軸受１０に予圧を付与した状態で使用される場合がある。予圧を付与することによって、外輪１１と内輪１２との間にすきまがなくなるので、回転軸８３の回転精度が向上するからである。
【００４８】
本実施形態の転がり軸受１０では、部分平面１７の軸方向の寸法を所定の大きさとすることによって、与圧が付与された場合であっても外輪１１のクリープを防止することができる。図７を参照しつつ説明する。図７は、矢印Ｇで示す向きに予圧が付与されたときの作用線ｎの向きを説明する説明図である。
【００４９】
矢印Ｇで示す向きで予圧が付与されるとともにラジアル荷重Ｆが負荷されると、転がり軸受１０には予圧荷重とラジアル荷重Ｆとが同時に負荷されて、その合力は、図７に示す作用線ｎの向きに作用する。作用線ｎと中心軸ｍとの交点を「作用点Ｐ」といい、作用線ｎと外側軌道面２０とが交わる点を「接触点Ｑｏ」、作用線ｎと内側軌道面３３とが交わる点を「接触点Ｑｉ」という。転がり軸受１０が回転すると、玉１３が、外側軌道面２０及び内側軌道面３３上の接触点Ｑｏ及び接触点Ｑｉを通って転動する。
【００５０】
この結果、外輪１１の外周では、接触点Ｑｏに対して、作用線ｎの方向で対向する位置で弾性変形が大きくなり、歪み部８７が形成される。このため、中心軸ｍを中心として、作用点Ｐと外輪１１の接触点Ｑｏとを含む仮想円錐面を考えたときに、部分平面１７を、当該仮想円錐面と重なる位置に形成することによって、歪み部８７を部分平面１７上に形成することができる。これにより、歪み部８７がハウジング８２の内周面８５と接触しないようにすることができる。
こうして、本実施形態の転がり軸受１０は、予圧をもって組み付けられた場合であっても歪み部８７が、ハウジング８２の内周面８５と接触しながら周方向に連続して移動するのを防止することができるので、クリープの発生を防止することができる。
【００５１】
以上説明したように、本発明を用いることにより、外輪のクリープを確実に防止するとともに、外輪の強度や、剛性、回転トルク等の転がり性能を確保した転がり軸受を提供できる。
【００５２】
なお、開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の転がり軸受は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。図１では、転がり軸受をモータ用の予圧付与型の軸受として説明したが、モータ用以外であってもよく、本発明の転がり軸受は、クリープが課題となる回転機器に適用可能である。また、転がり軸受は深溝玉軸受以外にアンギュラ玉軸受であってもよく、また、転動体は玉以外であってもよく、円筒ころや円すいころであってもよい。
更に、開示した実施形態では、部分平面は接線方向の長さが軸方向の長さよりも短かったが、部分平面の接線方向の長さが軸方向の長さと同じであってもよく、部分平面の接線方向の長さが軸方向の長さよりも長くてもよい。ラジアル荷重が大きいほどラジアル加重の及ぶ周方向の範囲は大きくなるので、クリープの抑制と、外輪の強度や、剛性、回転トルク等の転がり性能の必要性が、部分平面の接線方向の長さと部分円筒面の周方向の長さを決めるのに役立つ。
【符号の説明】
【００５３】
１０：転がり軸受、１１：外輪、１２：内輪、１３：玉、１４：シールド、１５：保持器、１６：部分円筒面、１７：部分平面、１９：外輪内径面、２０：外側軌道面、２１：シールド溝、２３：第１の円筒面、２４：第２の円筒面、２６：第１側面、２７：第２側面、２９：第１溝側面、３０：第２溝側面、３２：内輪外径面、３３：内側軌道面、３４：軸受内径面、
（従来技術）８０：軸受装置、８１：転がり軸受、８２：ハウジング、８３：回転軸、８４：カバーフランジ、８５：内周面（ハウジングの軸受座）、８６：軸側面、８７：歪み部、８８：小径軸部（軸の軸受座）、８９：大径軸部（軸の肩）、９１：外輪、９２：内輪、９３：転動体（玉）、９４：環状溝、９５：外側軌道面、９６：溝底面、９７：軸受外径面
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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