(57)【要約】【課題】セグメントの嵌合状態でがたつきを抑制し、セグメント同士を結合する際の作業性を向上させることにある。【解決手段】複数の円弧状セグメント２５で構成され、隣り合うセグメント２５の一方の結合部２６に形成された接合凸部２８を、他方の結合部２７に形成された接合凹部２９に嵌合させて環状に結合したものにおいて、前記接合凸部２８と接合凹部２９は、径方向断面でテーパ状の嵌合面３０，３１を有し、両嵌合面３０，３１を密着させて接合する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の円弧状セグメントで構成され、隣り合うセグメントの一方の結合部に形成された接合凸部を、他方の結合部に形成された接合凹部に嵌合させて環状に結合したものにおいて、前記接合凸部と接合凹部は、径方向断面でテーパ状の嵌合面を有し、両嵌合面を密着させて接合したことを特徴とする保持器。
【請求項２】
前記嵌合面は、円錐面をなすことを特徴とする請求項１に記載の保持器。
【請求項３】
隣り合うセグメントの一方の結合部の嵌合面に凸状の係合部を形成し、他方の結合部の嵌合面に凹状の係合部を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の保持器。
【請求項４】
隣り合うセグメントの一方の結合部の衝合面に凸状の係合部を形成し、他方の結合部の衝合面に凹状の係合部を形成して両衝合面を突き合わせたことを特徴とする請求項１又は２に記載の保持器。
【請求項５】
前記セグメントが樹脂製であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の保持器。
【請求項６】
前記接合凸部および接合凹部の径方向寸法がセグメントの径方向寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の保持器。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の保持器を組み込んだことを特徴とする超薄肉形転がり軸受。
【請求項８】
前記転動体の直径と軸受のピッチ円直径との比が０．０３以下であることを特徴とする請求項７に記載の超薄肉形転がり軸受。
【請求項９】
内周に軌道面を有する外方部材と、外周面に軌道面を有する内方部材と、前記外方部材および内方部材の軌道面間に介装された複数の転動体と、各転動体を円周方向で等配する保持器とを備えたことを特徴とする請求項７又は８に記載の超薄肉形転がり軸受。
【請求項１０】
前記外方部材あるいは内方部材のうちのいずれか一方が、被写体の周囲を回転するＣＴスキャナ装置の回転架台に、他方がＣＴスキャナ装置の固定架台にそれぞれ固定されることを特徴とする請求項９に記載の超薄肉形転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば産業用ロボット、工作機械や医療機器などに使用される超薄肉形転がり軸受およびその軸受内に組み込まれる保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は医療機器の一種であるＣＴスキャナ装置の一例を示す。同図に示すようにＣＴスキャナ装置では、Ｘ線管装置１で発生したＸ線を、その強度分布を一様にするためのウェッジフィルタ２、強度分布を制限するためのスリット３を介して被写体４に照射する。被写体４を通過したＸ線は検出器５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。
【０００３】
このＣＴスキャナ装置におけるＸ線管装置１、ウェッジフィルタ２、スリット３、検出器５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８に装着され、この回転架台８の回転駆動によって被写体４の周囲を回転する。
【０００４】
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５の被写体４まわりの回転運動により、被写体４の検査断面内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。
【０００５】
この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４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８の間の軸受部６には、直径に対して断面が著しく小さい軸受、いわゆる超薄肉形転がり軸受が使用される。
【０００６】
従来、ＣＴスキャナ装置用の超薄肉形転がり軸受には、分割型保持器が多用されている。このタイプの保持器１１は、図１５および図１７に示すように円弧状の複数のセグメント１２を円周方向に結合して環状に形成した分割構造を有する。従来では、図１７（ａ）（ｂ）および図１８（ａ）（ｂ）に示すように各セグメント１２の両端に凸状もしくは凹状の嵌合部１３，１４を形成し、この凸状もしくは凹状の嵌合部１３，１４を結合相手となるセグメント端部の凹状もしくは凸状の嵌合部１４，１３に嵌合させて組み付ける（図１９参照）。つまり、図２０に示すようにセグメント１２の一方（例えば凸状）の嵌合部１３を相手側のセグメント１２の凹状の嵌合部１４に半径方向から押し込むことにより、円周方向で互いに係合させて保持器１１を構成している（例えば、特許文献１，２参照）。各セグメント１２には、ボールを収容するためのポケット１５が配設されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３０４２６６号公報（段落番号［００１８］及び図２、図３）
【特許文献２】
特開２００２−８１４４２号公報（段落番号［００１６］及び図３、図４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来では、保持器１１を構成するセグメント１２の嵌合部１３，１４に適切な締め代を付与し、相互のセグメント１２を結合することによって円環形状の保持器１１を形成している。この保持器１１を形成するセグメント１２は、一般的に樹脂を素材とした射出成形品であるため、成形誤差などによって嵌合部の締め代が増大したり、あるいはその締め代が減少して嵌合部１３，１４でがたつきが発生する場合がある。
【０００９】
前述したようにセグメント１２の嵌合部１３，１４の締め代が増大すると、一方の嵌合部１３を相手側の嵌合部１４に半径方向から押し込む際に両方の嵌合部１３，１４が相互に干渉しやすくなるため、両嵌合部１３，１４をスムーズに嵌め合わせることが難しく、作業性を大幅に低下する。
【００１０】
逆に、セグメント１２の嵌合部１３，１４の締め代が減少してがたつきが発生すると、保持器１１の形状が真円から多角形へ変形しやすくなり、隣接するセグメント１２間で内径方向または外径方向のずれが生じ、ずれたセグメント１２が内方部材あるいは外方部材の軌道面と接触して打音や振動音などの異音を発生させ、また、軸受トルクの上昇を引き起こすことになる。
【００１１】
特に、ＣＴスキャナ装置では、この種の異音が被写体４にストレスを与えかねないため、異音の発生レベルの低減が強く望まれている。また、保持器１１の転動体がボールの場合、ポケット１５の収縮変形によりボールとの隙間が減少することによってボールがポケット１５内で拘束されやすくなって、その結果、軸受トルクが増加することになる。
【００１２】
そこで、本発明はこの問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、セグメントの嵌合状態でがたつきを抑制し、セグメント同士を結合する際の作業性を向上させ得る保持器およびその保持器を有する超薄肉形転がり軸受を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段として、本発明に係る保持器は、複数の円弧状セグメントで構成され、隣り合うセグメントの一方の結合部に形成された接合凸部を、他方の結合部に形成された接合凹部に嵌合させて環状に結合したものにおいて、前記接合凸部と接合凹部は、径方向断面でテーパ状の嵌合面、例えば円錐面を有し、両嵌合面を密着させて接合したことを特徴とする。なお、接合凸部および接合凹部の径方向寸法は、セグメントの径方向寸法よりも小さくすることも可能である。ここで、前述した「径方向」とは、セグメントを環状に結合させた円形状での半径方向を意味する。
【００１４】
本発明の保持器では、セグメントの結合部を径方向でテーパ状をなす嵌合面、例えば円錐面で嵌め合わせることにより、成形誤差などによる接合凸部および接合凹部の締め代の変化を嵌合面で保持器径方向に逃がすことができるので、その嵌合状態でのがたつきを抑制できて安定した嵌合状態が実現できる。本発明の保持器を構成するセグメントは、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂製であることが望ましい。
【００１５】
前記構成において、隣り合うセグメントの一方の結合部の衝合面に凸状の係合部を形成し、他方の結合部の衝合面に凹状の係合部を形成して両衝合面を突き合わせた構造とすれば、セグメントの径方向位置を規制することにより、保持器径方向の位置ずれを確実に防止できて抜け止めとなる。
【００１６】
本発明が対象とする保持器は、円周方向に複数のセグメントを結合することによって環状に形成され、円周方向等配位置に転動体を収容するためのポケットを有し、前記転動体の直径と軸受のピッチ円直径との比が０．０３以下の超薄肉形転がり軸受に好適である。
【００１７】
前記構成からなる保持器は、内周に軌道面を有する外方部材と、外周面に軌道面を有する内方部材と、前記外方部材および内方部材の軌道面間に介装された複数の転動体と組み合わせて超薄肉形転がり軸受を構成することが可能であり、この超薄肉形転がり軸受において、各転動体を円周方向で等配する保持器では、セグメントと内外方部材の軌道面との接触による異音の発生を確実に防止することができる。
【００１８】
この超薄肉形転がり軸受における外方部材あるいは内方部材のうちのいずれか一方が、被写体の周囲を回転するＣＴスキャナ装置の回転架台に、他方がＣＴスキャナ装置の固定架台にそれぞれ固定された構成とすれば、低騒音で撮影精度に優れたＣＴスキャナ装置を提供できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面を参照しながら詳述する。
【００２０】
図５は、図１４のＣＴスキャナ装置に組み付けられる超薄肉形転がり軸受６の具体的構造例を示す。この軸受６は、同図に示すように外方部材であるリング状の外輪２１と、その外輪２１の内周側に同心配置した、内方部材であるリング状の内輪２２と、その内輪２２の軌道面２２ａと外輪２１の軌道面２１ａとの間に介装した、転動体である複数のボール２３と、それらボール２３を円周方向等間隔で保持する保持器２４と、軸受６の両端開口部を密封するシール２５，２６とで主要部が構成されている。
【００２１】
なお、この実施形態では、転動体としてボール３を例示しているが、ころを使用することも可能である。また、転動体の列数を一列とした単列軸受に限らず、二列の転動体を配した複列軸受にも適用可能である。
【００２２】
この軸受６は、ボール３の直径ＤＢ  とピッチ円直径ＰＣＤとの比φを０．０３以下［φ＝（ＤＢ  ／ＰＣＤ）  ≦０．０３］とした超薄肉形転がり軸受であり、例えばボール直径は１／２インチ（１２．７ｍｍ）、ＰＣＤは１０４１．４ｍｍ  、両者の比φは０．０１２に設定される。軸受６は、主としてＰＣＤが５００ｍｍ〜１５００ｍｍ程度の大径軸受である。
【００２３】
外輪２１の一端側（図面右側）の端面には、取付け孔２７が形成され、この取付け孔２７に図示しないボルト等の締結手段をねじ込むことによって、外輪２１が図１４に示すＣＴスキャナ装置の回転架台８に固定される。内輪２２の他端側の端面にも同様に取付け孔２８が設けられており、この取付け孔２８に図示しないボルト等の締結手段をねじ込むことによって内輪２２が固定架台７に固定される。
【００２４】
以上から、外輪２１が回転架台８と共に回転する回転部材となり、内輪２２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２１を非回転の固定側、内輪２を回転架台８と共に回転する回転側とすることもできる。
【００２５】
保持器２４は、樹脂素材を所定形状に射出成形により形成され、その樹脂素材としては、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）が好適である。この保持器２４は、従来と同様に、円弧型の複数の樹脂製セグメント２５を円周方向につなぎ合わせて環状にした分割型である（図１５に示す従来の保持器１１のセグメント１２参照）。
【００２６】
各セグメント２５には、ボール３を収容するための複数のポケットが円周方向等間隔に形成される（図１６に示す従来のセグメント１２のポケット１５参照）。ポケットとして、軸方向の一方側を開放させた開放型のポケットを例示しているが、図示しないが、周囲を閉じた窓形ポケットを使用することもできる。
【００２７】
各セグメント２５の両端には、図１（ａ）（ｂ）および図２（ａ）（ｂ）に示すように隣り合うセグメント２５と結合するための結合部２６，２７が形成される。なお、図３は、隣り合うセグメント２５の結合部２６，２７同士を嵌め合わせた後の組み付け完了状態を示し、図４は、隣り合うセグメント２５の結合部２６，２７同士を嵌め合わせる前の状態を示す。
【００２８】
一方の結合部２６には、セグメント２５の端面から円周方向に延びる接合凸部２８が形成されている。この接合凸部２８は、基端部がくびれた形状をなし、基端側の首部と、これよりも軸方向に張り出した先端側の頭部とで構成される。頭部は、その一部に首部の軸方向幅よりも大きい軸方向幅を有するものであれば足り、例えば図示のように平面視で円形に形成する。なお、円形以外でも多角形であってもよい。
【００２９】
他方の結合部２７には、セグメント２５の端面よりも後退させて接合凹部２９が形成される。この接合凹部２９は、接合凸部２８と適合する形状で、首部に対応する絞り部と、頭部に対応する拡張部とで構成される。
【００３０】
接合凸部２８の頭部の外周面は、径方向断面でテーパ状の嵌合面、つまり、円錐面となる嵌合面３０が形成される。接合凹部２９の拡張部の内周面は、径方向断面でテーパ状の嵌合面、つまり、円錐面となる嵌合面３１が形成される。接合凸部２８の最小外径と接合凹部２９の最小内径、および接合凸部２８の最大外径と接合凹部２９の最大内径は、それぞれ同一寸法に設定されている。
【００３１】
以上の構成において、隣り合うセグメント２５同士の結合は、以下の手順で行われる。先ず、図４に示すようにセグメント２５同士を径方向に離隔させた状態で平行配置し、その状態から接合凸部２８を接合凹部２９に径方向から押し込む（図３参照）。これにより、接合凸部２８の円錐形状の嵌合面３０と接合凹部２９の円錐形状の嵌合面３１とが密着嵌合する。
【００３２】
このように円錐形状の嵌合面３０，３１で嵌め合わせることにより、成形誤差などによる接合凸部および接合凹部２８，２９の締め代の変化を嵌合面３０，３１で径方向に逃がすことができるので、その嵌合状態でのがたつきを抑制できて安定した嵌合状態が実現できる。なお、以上で説明した実施形態では、隣り合うセグメント２５の一方に形成された接合凸部２８は、セグメント２５の径方向寸法（厚み）と同一程度の径方向寸法（厚み）を有する。また、他方に形成された接合凹部２９は、セグメント２５の径方向寸法（厚み）と同一程度の径方向寸法（深さ）を有する。
【００３３】
また、隣り合うセグメント２５の一方の結合部２６の衝合面３２に凸状の係合部３３を形成し、他方の結合部２７の衝合面３４に凹状の係合部３５を形成して両衝合面３２，３４を突き合わせている。このようにセグメント２５の結合部２６，２７に相手側セグメント２５の衝合面３２，３４で凹凸係合する係合部３３，３５を設けたことにより、隣接するセグメント２５間で内径方向または外径方向のずれを生じることを未然に防止して抜け止めとなる。
【００３４】
以上で説明した第一の実施形態では、結合部の衝合面に凹凸状の係合部をそれぞれ形成したが、図６乃至図９に示す第二の実施形態のように隣り合うセグメント２５の一方の結合部２６の嵌合面３１に凸状の係合部３３’を形成し、他方の結合部２７の嵌合面３０に凹状の係合部３５’を形成するようにしてもよい。
【００３５】
これによりセグメント２５の結合部２６，２７を嵌合面３１，３０で嵌め合わせるに際して、その嵌合面３１，３０に形成された係合部３３，３５を凹凸係合させることにより、隣接するセグメント２５間で内径方向または外径方向のずれを生じることを未然に防止して抜け止めとなる。
【００３６】
なお、この第二の実施形態のように嵌合面３１，３０の周方向に連続した環状の係合部３３’，３５’を形成する以外に、嵌合面の周方向に沿って非連続な形状の係合部であってもよい。
【００３７】
第一および第二の実施形態では、接合凸部２８および接合凹部２９が、セグメント２５と同一厚みを有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図１０（ａ）（ｂ）、図１１（ａ）（ｂ）、図１２および図１３に示すような構造を具備した第三の実施形態であってもよい。
【００３８】
この第三の実施形態において、前述した第一および第二の実施形態と異なる点は、セグメント２５の結合部２６，２７に形成された接合凸部２８’および接合凹部２９’の厚みのみである。従って、他の構成、作用効果については重複するため、説明は省略する。この第三の実施形態での保持器は、セグメント２５の接合凸部２８’の厚みおよび接合凹部２９’の深さがセグメント２５の厚みの１／２程度に小さくしている。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、成形誤差などによる接合凸部および接合凹部の締め代の変化を嵌合面で保持器径方向に逃がすことができるので、その嵌合状態でのがたつきを抑制できて安定した嵌合状態が実現できる。従って、保持器の機能を長期間安定して維持することができ、また、径方向にずれたセグメントと内外方部材の軌道面との接触による異音の発生を確実に防止することができる。保持器の組み立ても簡単に行うことができ、能率的な組み立てが可能である。
【００４０】
この保持器を使用した超薄肉形転がり軸受は、上述のように低騒音であるので、これをＣＴスキャナ装置に使用した場合、患者の負担を軽減し、さらには撮影精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態で、（ａ）は接合凹部を形成した一方のセグメントを示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図２】本発明の第一の実施形態で、（ａ）は（ｂ）のＢ矢視図、（ｂ）は接合凸部を形成した他方のセグメントを示す平面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態で、隣り合うセグメントを接合した後の状態を示す部分拡大斜視図である。
【図４】本発明の第一の実施形態で、隣り合うセグメントを接合する前の状態を示す部分拡大斜視図である。
【図５】本発明を適用する超薄肉形転がり軸受を示す一部省略部分を含む軸方向断面図である。
【図６】本発明の第二の実施形態で、（ａ）は接合凹部に環状の凹状係合部を形成した一方のセグメントを示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図７】本発明の第二の実施形態で、（ａ）は（ｂ）のＢ矢視図、（ｂ）は接合凸部に環状の凸状係合部を形成した他方のセグメントを示す平面図である。
【図８】本発明の第二の実施形態で、隣り合うセグメントを接合した後の状態を示す部分拡大斜視図である。
【図９】本発明の第二の実施形態で、隣り合うセグメントを接合する前の状態を示す部分拡大斜視図である。
【図１０】本発明の第三の実施形態で、（ａ）は浅い接合凹部を形成した一方のセグメントを示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図１１】本発明の第三の実施形態で、（ａ）は（ｂ）のＢ矢視図、（ｂ）は浅い接合凸部を形成した他方のセグメントを示す平面図である。
【図１２】本発明の第三の実施形態で、隣り合うセグメントを接合した後の状態を示す部分拡大斜視図である。
【図１３】本発明の第三の実施形態で、隣り合うセグメントを接合する前の状態を示す部分拡大斜視図である。
【図１４】ＣＴスキャン装置の概略構成を示す断面図である。
【図１５】ＣＴスキャン装置に組み込まれる超薄肉形転がり軸受に使用される保持器の概略構造を示す正面図である。
【図１６】保持器を構成するセグメントの結合部を示す展開平面図である。
【図１７】超薄肉形転がり軸受の保持器の従来例で、（ａ）は凹状嵌合部を形成した一方のセグメントを示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図１８】超薄肉形転がり軸受の保持器の従来例で、（ａ）は（ｂ）のＢ矢視図、（ｂ）は凸状嵌合部を形成した他方のセグメントを示す平面図である。
【図１９】超薄肉形転がり軸受の保持器の従来例で、隣り合うセグメントを接合した後の状態を示す部分拡大斜視図である。
【図２０】超薄肉形転がり軸受の保持器の従来例で、隣り合うセグメントを接合する前の状態を示す部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
２１  外方部材
２２  内方部材
２３  転動体
２４  保持器
２５  セグメント
２６，２７  結合部
２８  接合凸部
２９  接合凹部
３０，３１  嵌合面
３２，３４  衝合面
３３，３５  係合部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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