(57)【要約】      （修正有）【課題】荷重支持点がオーバーハングした状態で使用される複列転がり軸受を高剛性で、かつ、長寿命にする。【解決手段】２列の転動体を持つアンギュラコンタクトラジアル軸受の、一方の列と他方の列とで転動体仕様を変える。オーバハング側の転動体を大径にして、負荷能力が高くなるようにする。外輪１０の内周面には複列の軌道１２ａ、１２ｂが設けられる。内輪２０は、環状部材２２と環状部材２２の外周に嵌合しかつ環状部材２２との間に軸方向すきまｔを介在させた嵌合部材２４とからなり、環状部材２２と嵌合部材２４の外周面に複列の軌道２２ａ、２４ａが設けられる。嵌合部材２４を加圧して軸方向すきまｔを縮小させることにより予圧を付与する。【選択図】図１
2004286116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２列の転動体を持つアンギュラコンタクトラジアル軸受であって、一方の列と他方の列とで転動体仕様を変えたことを特徴とする複列転がり軸受。
【請求項２】
前記一方の列の転動体を前記他方の列の転動体よりも大径にし、かつ、数を少なくしたことを特徴とする請求項１に記載の複列転がり軸受。
【請求項３】
下記を具備したことを特徴とする請求項１または２に記載の複列転がり軸受。
内周面に複列の軌道を有する外方部材、
環状部材と、環状部材と嵌合し、かつ、環状部材との間に軸方向すきまを介在させた嵌合部材とからなり、外方部材の内周側に位置する、外周面に複列の軌道を有する内方部材、
外方部材の軌道と内方部材の軌道との間に介在する複列の転動体、
嵌合部材を加圧して上記軸方向すきまを縮小させることにより予圧を付与する予圧付与手段。
【請求項４】
下記を具備したことを特徴とする請求項１または２に記載の複列転がり軸受。
内周面に複列の軌道を有する外方部材
環状部材と、環状部材と嵌合し、かつ、間に軸方向すきまを介在させた一対の嵌合部材とからなり、外方部材の内周側に位置する、両嵌合部材が外周面にそれぞれ軌道を有した内方部材
外方部材の軌道と内方部材の軌道との間に介在する複列の転動体
一方の嵌合部材を加圧して上記軸方向すきまを縮小させることにより予圧を付与する予圧付与手段。
【請求項５】
外方部材および内方部材のうちの何れか一方が被写体の周囲を回転するＣＴスキャナ装置の回転架台に固定され、他方が当該装置の固定架台に固定された請求項１ないし４のいずれかに記載の複列転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、産業用ロボット、工作機械、医療機器などに使用される複列転がり軸受に関し、たとえば、Ｘ線などを照射して病理症状を診断解析するＣＴスキャナ装置等の医療機械器具に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
図２に医療機器の一種であるＣＴスキャナ装置の一例を示す。図示のようにＣＴスキャナ装置は、Ｘ線管装置１で発生したＸ線を、その強度分布を一様ならしめるウェッジフィルタ２、強度分布を制限するスリット３を介して被写体８に照射する。被写体８を通過したＸ線は検出器４で受けられ、電気信号に変換されて図示しないコンピュータに送られる。Ｘ線管装置１、ウェッジフィルタ２、スリット３、検出器４などの各部品は、軸受６を介して固定架台７に回転自在に支持された略円筒状の回転架台５に装着され、この回転架台５の回転駆動によって被写体８の周囲を回転する。ＣＴスキャナ装置では、互いに対向させたＸ線管装置１および検出器４の被写体８まわりの回転運動により、被写体８の検査断面内のあらゆる点の全ての角度をカバーする投影データを得て、これらのデータから予めプログラムされた再構成プログラムにより断層画像を得る。
【０００３】
ＣＴスキャナ装置においては、固定架台７の内周面が被写体８が入る程度の大径（概ね直径１ｍ程度）に形成されるため、固定架台７と回転架台５との間の軸受６には、直径に対して断面が著しく小さい、いわゆる超薄肉形転がり軸受が使用される。この超薄肉形転がり軸受の中でも特に１２０ｒｐｍ程度以上の高速回転で使用する場合は、二つのアンギュラ玉軸受を組み合わせたいわゆる組合せアンギュラ玉軸受が使用される。特開２０００−３２９１４３号公報に開示されたＣＴスキャナ装置用軸受は、図３に示すように、外輪１０、内輪２０、転動体３０、保持器４０を主要な構成要素としている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２９１４３号公報（段落番号０００３、図１、２、８）
【非特許文献１】
機械設計、第４４巻第１０号、２０００年６月、ｐ．７４、７５
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この種の機械器具（患者の姿勢を保持したり体位変換したりする可動ベッドや診断解析機器）は、患者と診断解析機器を近づけたり遠ざけたりするために、軸受荷重点がオーバーハングしている場合が多く、軸受にとって厳しい使われ方になっている。そこで、本発明の目的は、複列転がり軸受を高剛性で、かつ、長寿命にすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、２列の転動体３０ａ，３０ｂを持つアンギュラコンタクトラジアル軸受であって、一方の列と他方の列とで転動体仕様を変えたことを特徴とする複列転がり軸受である。ここで、転動体仕様には、転動体の直径、数、接触角など、負荷能力に影響を与えるものが含まれる。もともとアンギュラコンタクトラジアル軸受はモーメント荷重が作用する場合に適しているとされるが、複列の転動体のうちオーバーハング側の転動体の負荷能力が高くなるように設定することで、一層の高剛性、かつ、長寿命が実現する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の複列転がり軸受において、前記一方の列の転動体を前記他方の列の転動体よりも大径にし、かつ、数を少なくしたことを特徴とするものである。望ましくは、オーバーハング側の転動体を大径にし、かつ、数を少なくする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の複列転がり軸受において、下記を具備したことを特徴とするものである。
【０００９】
ａ．内周面に複列の軌道１２ａ，１２ｂを有する外輪１０、
ｂ．環状部材２２と、環状部材２２と嵌合し、かつ、環状部材２２との間に軸方向すきまｔを介在させた嵌合部材２４とからなり、外輪１０の内周側に位置する、外周面に複列の軌道２２ａ，２４ａを有する内輪２０、
ｃ．外輪１０の軌道１２ａ，１２ｂと内輪２０の軌道２４ａ，２２ａとの間に介在する複列の転動体３０ａ，３０ｂ、
ｄ．嵌合部材２４を加圧して上記軸方向すきまｔを縮小させることにより予圧を付与する予圧付与手段Ｓ。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１または２に記載の複列転がり軸受において、下記を具備したことを特徴とするものである。
【００１１】
ｅ．内周面に複列の軌道を有する外輪
ｆ．環状部材と、環状部材と嵌合し、かつ、間に軸方向すきまを介在させた一対の嵌合部材とからなり、外輪の内周側に位置する、両嵌合部材が外周面にそれぞれ軌道を有した内輪
ｇ．外輪の軌道と内輪の軌道との間に介在する複列の転動体
ｈ．一方の嵌合部材を加圧して上記軸方向すきまを縮小させることにより予圧を付与する予圧付与手段。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の複列転がり軸受において、外輪１０および内輪２０のうちの何れか一方（１０または２０）が被写体８の周囲を回転するＣＴスキャナ装置の回転架台５に固定され、他方（２０または１０）が当該装置の固定架台７に固定されたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の複列転がり軸受は、高剛性で、かつ、長寿命である。したがって、ＣＴスキャナ装置のような医療診断機器の用途に用いることにより、当該機器の剛性を高めることができる。診断解析の精度は機器の剛性に影響され、剛性が不足する場合は誤診断を招きかねない。軸受の剛性は転動体仕様で決まる。このとき、転動体数を増やすよりも転動体径を大きくした方が軸受剛性アップ（軸受静負荷容量アップ）の割合が大きい。このために、オーバーハング側の転動体径を大きくすると医療診断機器の剛性を高くすることができる。
【００１４】
本発明は、複列転がり軸受の転がり疲労の長寿命化も図ることができる。荷重点がオーバーハングしている場合、荷重点側の転動体荷重が大きくなり、剥離寿命は短くなる。オーバーハング側の転動体径を大きくすることによって軸受動負荷容量を大きくすることができ、結果的に長寿命となる。
【００１５】
また、転動体仕様を変えることで、一方の列の転動体通過振動と他方の列の転動体通過振動が互いに相殺される。軸受の通過振動の説明は添付の軸受振動表参照。したがって、この種の機械器具の使用に応じて患者に不安感を与えない最適な音質にすることができる。一般に、転がり軸受は正常状態でも回避できない転がり騒音（ベース音）が生じる。この種の機械器具は、患者近辺で作動するために、精神状態が過敏になっている患者を考慮して、特に患者に不安感を抱かせない音質（周波数）が要求される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１７】
図１に示すように、転がり軸受は、リング状の外輪１０と、外輪１０の内周側に同心配置した同じくリング状の内輪２０と、外輪１０と内輪２０との間に介在させた転動体ここでは玉３０ａ，３０ｂと、玉３０ａ，３０ｂを円周方向等間隔に保持する保持器４０ａ，４０ｂとを主要な構成要素としている。符号Ｓは軸受に予圧を付与するための予圧付与手段を指している。
【００１８】
この実施の形態では、２列の転動体をもつ複列軸受で、転動体として玉を用いたアンギュラコンタクトラジアル軸受（０度を越え４５度以下の呼び接触角をもつラジアル軸受）すなわちアンギュラ玉軸受の場合を例示する。さらに詳しく述べるならば、複列外向きアンギュラ玉軸受であって、転動体荷重の作用線の交点が、玉セットのピッチ円の外側にある。単列アンギュラ玉軸受２個を背面組合せにした状態で、外輪を一体化した構造である。背面組合せ軸受は、正面組合せ軸受よりも大きなモーメント荷重を受けるのに適している。図１に、軌道輪（１０，２０）によって転動体３０ａ，３０ｂへ伝えられる力の合力の作用線を一点鎖線で示してあるが、この作用線と軸受中心軸に垂直な平面とがなす角度すなわち接触角は、例えば３０°とされる。
【００１９】
この軸受は、玉の直径とピッチ円径との比φを０．０３以下（φ≦０．０３）とした超薄肉形転がり軸受であり、具体的数値を例示するならば次のとおりである。
玉径：１／２インチ（１２．７ｍｍ）
ピッチ円径：１０４１．４ｍｍ
φ：０．０１２
外輪１０は内周面に二つの軌道１２ａ，１２ｂをもっている。外輪１０の両端部内周面に環状溝を設けて、その環状溝にシールリング１４を装着してある。また、外輪１０の内部に玉間に開口した給脂通路１８を設け、この給脂通路１８を通じてグリースニップル１６からグリースを供給することにより、グリース潤滑を行うようにしている。
【００２０】
内輪２０は環状部材２２と嵌合部材２４とで構成されている。環状部材２２は大径部と小径部２２ｂを有し、小径部２２ｂにて嵌合部材２４と嵌合している。環状部材２２の大径部には玉３０ｂのための軌道２２ａが形成され、嵌合部材２４の外周面には玉３０ａのための軌道２４ａが形成されている。
【００２１】
内輪２０の軌道２４ａ，２２ａと外輪１０の複列の軌道１２ａ，１２ｂとの間にそれぞれボール３０ａ，３０ｂが転動自在に介在する。各列の玉３０ａ，３０ｂは保持器４０ａ，４０ｂによって円周方向で等間隔に保持されている。図示するように、図１の右側の列の玉３０ａと左側の列の玉３０ｂとでは転動体仕様が異なる。すなわち、この実施の形態では、図の左側の玉３０ｂを右側の玉３０ａよりも大径とし、かつ、玉数を少なくしてある。もちろん軌道２４ａ，２２ａの寸法も玉３０ａ，３０ｂに応じて異なっている。具体例を挙げるならば、図の右側の玉３０ａについては玉径３／８、玉数１７６とし、左側の玉３０ｂについては玉径１／２、玉数１２６とする。この場合、左側列の負荷容量が右側列に比べて４６％増となる。
【００２２】
予圧付与手段Ｓは、嵌合部材２４を軸受内部側（図１の左側）へ押圧することにより軸受内部に適正な予圧を付与するもので、例えば次のように構成される。環状部材２２と嵌合部材２４とのはめあいは、後述するように押さえ部材２８を締め込むことによって移動させることができる程度のルーズフィットとしてある。押さえ部材２８を締め込む前は、互いに向かい合った環状部材２２の肩面２２ｄと嵌合部材２４の内端面（図中左側）２４ｃとの間に軸方向のすきまｔがあり、かつ、嵌合部材２４の外端面（図中右側）２４ｂは、環状部材２２の端面２２ｃよりも僅かに軸方向に突出している。この突出量は上記軸方向すきまｔと同じか、あるいはこれよりも僅かに大きい。
【００２３】
外輪１０はＣＴスキャナ装置（図２）の回転架台５に固定され、内輪２０は固定架台７に固定される。したがって、外輪１０が回転架台５と共に回転する回転部材となり、内輪２０を構成する環状部材２２および嵌合部材２４が非回転の固定部材となる。ＣＴスキャナ装置の構造によっては、上記とは逆に外輪１０を非回転の固定側、内輪２０を回転架台５と共に回転する回転側とすることも可能である。
【００２４】
環状部材２２の端面２２ｃに、リング状の押さえ部材２６がボルト等の締結手段２８を用いて固定される。押さえ部材２６の外径は、嵌合部材２４の外径とほぼ同一レベルにある。押さえ部材２６の外径の外周側に一方のシールリング１４が位置している。
【００２５】
以上の構成において、締結手段２８を締め込むと、押さえ部材２６が嵌合部材２４を加圧して環状部材２２の肩面２２ｄに向けて押し込む。これにより予圧付与手段Ｓが機能し、軸方向すきまｔが縮小する。したがって、双方の軸受部分で軸受すきまが殺され、予圧が付与される。軸方向すきまｔが０になるまで嵌合部材２４を押し込んだところで所定の予圧量が得られるように、当初の軸方向すきまｔの幅を予め設定しておくことにより、予圧調整を高精度に、かつ、簡単な作業で行うことができる。この他、締結手段２８の締付けトルクを管理する等の方法により、軸受部に定圧予圧を付与することもできる。この場合、予圧付与後の軸方向すきまｔは０になるとは限らない。
【００２６】
以上説明し、かつ、図示した実施の形態は、内輪２０を環状部材２２と嵌合部材２４とで構成した場合であるが、背面配列で組み合わせた組合せアンギュラ玉軸受構造とすることも可能である。すなわち、環状部材２２の小径部２２ｂに一対の嵌合部材２４を嵌合させ、嵌合部材２４間に軸方向すきまｔを設ける。その場合、一対の嵌合部材２４に軌道２２ａ，２４ａを配分的に設け、環状部材２２には軌道を設ける必要はない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の効果は次に述べるとおりである。
（１）医療診断機器の剛性を高めることができる。
診断解析の精度は機器の剛性に影響され、剛性が不足する場合は誤診断を招きかねない。軸受の剛性は転動体仕様で決まる。このとき、転動体数を増やすよりも転動体径を大きくした方が軸受剛性アップ（軸受静負荷容量アップ）の割合が大きい。このために、オーバーハング側の転動体径を大きくすると医療診断機器の剛性を高くすることができる。
【００２８】
（２）転がり疲労の長寿命化も図ることができる。
荷重点がオーバーハングしている場合、荷重点側の転動体荷重が大きくなり、剥離寿命は短くなる。オーバハング側の転動体径を大きくすることによって軸受動負荷容量を大きくすることができ、結果的に長寿命になる。
【００２９】
（３）軸受の転がり騒音を患者の不安感を払拭する最適な音質にすることができる。
軸受の音質（周波数）は軸受の回転数と軸受ＰＣＤおよび転動体仕様で決まる。このため、医療診断機器の仕様（回転数）から所定の転動体仕様にすることで、一方の列の転動体通過振動と他方の列の通過振動をお互いに相殺させることができる。
【００３０】
（４）グリースの長寿命化を図ることができる。
複列軸受では軸受運転とともに両列の間に潤滑に寄与しない滞留グリース層ができる。転動体公転速度は軸受の回転数と軸受ＰＣＤおよび転動体仕様で決まり、両列で公転速度を変えることができる。その結果、両列間の滞留グリースを攪拌し、これらのグリースを軌道に巻き戻し、軸受潤滑に寄与させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す転がり軸受の断面図である。
【図２】ＣＴスキャナ装置の断面図である。
【図３】従来の転がり軸受の断面図である。
【符号の説明】
１  Ｘ線管装置
２  ウェッジフィルター
３  スリット
４  検出器
５  回転架台
６  軸受
７  固定架台
８  被写体
１０  外輪
１２ａ，１２ｂ  軌道
１４  シールリング
１６  グリースニップル
１８  給脂通路
２０    内輪
２２  環状部材
２２ａ  軌道
２２ｂ  小径部
２２ｃ  端面
２２ｄ  肩面
２４  嵌合部材
２４ａ  軌道
２４ｂ  外端面
２４ｃ  内端面
２６  押さえ部材
２８  締結手段
３０，３０ａ，３０ｂ    玉（転動体）
４０，４０ａ，４０ｂ  保持器
Ｓ  予圧付与手段
ｔ  軸方向すきま
【図１】
2004286116.tif 000003
【図２】
2004286116.tif 000004
【図３】
2004286116.tif 000005