(57)【要約】【課題】転がり軸受の微小揺動時に、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能な転がり軸受及びその設計方法を提供する。【解決手段】相対回転する外方環状部材２及び内方環状部材４と、外方転動体軌道溝８と内方転動体軌道溝１０との間で転動する複数の転動体６とを備える転がり軸受１を、外方環状部材２の外径をＤ１、内方環状部材４の内径をＤ２、転動体６のピッチ円直径をＰＣＤ、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８と内方転動体軌道溝１０の曲率半径をＲとしたときに、以下の条件式（Ｉ）（ＩＩ）（ＩＩＩ）を満足するように形成する。【選択図】図１
2012117559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢとしたときに、以下の条件式（Ｉ）（ＩＩ）を満足するように形成することを特徴とする転がり軸受。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  …  （Ｉ）
ＤＢ／｛（Ｄ１−Ｄ２）／２｝＜０．５５  …  （ＩＩ）
【請求項２】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率半径をＲとしたときに、以下の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成することを特徴とする転がり軸受。
Ｒ／ＤＢ＜  ０．５３  …  （ＩＩＩ）
【請求項３】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率半径をＲとしたときに、以下の条件式（Ｉ）（ＩＩ）（ＩＩＩ）を満足するように形成することを特徴とする転がり軸受。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  …  （Ｉ）
ＤＢ／｛（Ｄ１−Ｄ２）／２｝＜０．５５  …  （ＩＩ）
Ｒ／ＤＢ＜  ０．５３  …  （ＩＩＩ）
【請求項４】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受の設計方法であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢとしたときに、以下の条件式（Ｉ）（ＩＩ）を満足するように、前記転動体のピッチ円直径と前記転動体の直径を設計することを特徴とする転がり軸受の設計方法。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  …  （Ｉ）
ＤＢ／｛（Ｄ１−Ｄ２）／２｝＜０．５５  …  （ＩＩ）
【請求項５】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率半径をＲとしたときに、以下の条件式（ＩＩＩ）を満足するように前記軌道溝の曲率半径を設計することを特徴とする転がり軸受の設計方法。
Ｒ／ＤＢ＜  ０．５３  …  （ＩＩＩ）
【請求項６】
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受の設計方法であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率半径をＲとしたときに、以下の条件式（Ｉ）（ＩＩ）（ＩＩＩ）を満足するように、軸受諸元を設計することを特徴とする転がり軸受の設計方法。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  …  （Ｉ）
ＤＢ／｛（Ｄ１−Ｄ２）／２｝＜０．５５  …  （ＩＩ）
Ｒ／ＤＢ＜  ０．５３  …  （ＩＩＩ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、サーボモータ用軸受や風車用軸受等の転がり軸受に対し、微小揺動時に生じるフレッチング摩耗を防止する転がり軸受及びその設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械、発電用風車、包装機械や産業用ロボットなどに用いられるサーボモータや、パソコンの記憶装置として使用されるハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）、ビデオテープレコーダー（ＶＴＲ）、デジタルオーディオテープレコーダー（ＤＡＴ）等の情報機器用には、回転軸を支持する部材として転がり軸受が多数組み込まれている。転がり軸受は、一対の軌道部材と、これら軌道部材の対向する軌道面に接触して転動する複数の転動体とを備えているが、一般に、転がり軸受を組み込んだ機器を輸送する際や機器の稼動時の微小揺動により転動体の表面や軌道面に衝撃的な繰返し荷重が加えられる。
【０００３】
このような衝撃的な繰返し荷重が発生すると、転動体と一対の軌道部材の軌道面との接触点に微小滑りが発生しやすくなる。また、非稼動状態においては、潤滑油が転動体の表面や軌道面に十分に行き届いておらず、油膜が十分に形成されていない状態で微小滑りが発生すると、金属同士が接触してしまう。このような金属同士の接触による微小滑りが起きると、フレッチング摩耗や凝着摩耗等の摩耗が生じることになる。その結果、転動体及び一対の軌道部材の軌道面の表面形状の精度が悪くなり、音響レベルが増加したり、回転精度が著しく低下するおそれがある。
【０００４】
転動体及び軌道溝の摩耗、特にフレッチング摩耗を軽減する技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術や、特許文献２に記載の技術が開示されている。
特許文献１に記載の技術は、転動体として、鋼材等の金属材料を用いて形成した鋼球の代わりに、セラミックスを用いて形成したセラミックボールを使用するものである。ここで、セラミックスは、外方環状部材及び内方環状部材を構成する鋼の平均線膨張率との差が小さい材料である。そのため、外方環状部材及び内方環状部材と転動体とが軸受環境温度変化による与圧変化を起こしにくく、回転精度の向上、フレッチング摩耗を抑制している。
また、特許文献２に記載の技術は、転がり軸受の有効仕事量（＝有効接触面積×平均面圧×すべり量×摩擦係数）を求め、この有効仕事量に基づいて、フレッチング摩耗による異音の発生を予測するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８８７２６号公報
【特許文献２】特開２００５−１０１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セラミックスは、鋼材と比較して高価であるため、上述した特許文献１に記載の技術のように、転動体としてセラミックボールを使用すると、転動体として鋼球を使用した転がり軸受と比較して、部品コストが増加するという問題があった。
【０００７】
また、上述した特許文献２に記載の技術では、フレッチング摩耗による異音の発生を予測することは可能であるが、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能な転がり軸受を提供することは困難である。
そこで本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、部品コストを低減するとともに、転がり軸受の微小揺動時に、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能な、転がり軸受及びその設計方法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】
【０００８】
前記課題を解決するための第１の発明は、
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢとしたときに、以下の条件式（Ｉ）、（ＩＩ）を満足するように形成することを特徴とするものである。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  …  （Ｉ）
ＤＢ／｛（Ｄ１−Ｄ２）／２｝＜０．５５  …  （ＩＩ）
【０００９】
本発明によると、転がり軸受を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成することにより、外方環状部材の外径及び内方環状部材の内径に対する、転動体のピッチ円直径が増加するため、転がり軸受の微小揺動時に転動体の軸受円周方向の振幅を大きくすることが可能となる。また、上記（Ｉ）式に基づき（ＩＩ）式を満足するように形成するために、前記転動体の直径ＤＢを小さくさせる必要が有る。
このため、転がり軸受の微小揺動時における、転動体の振幅比を大きくすることが可能となり、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
【００１０】
ここで、上記の「転がり軸受の微小揺動時における振幅比」とは、転がり軸受の微小揺動運動を発生させた時の転動体の振幅を、転動体がヘルツ接触（弾性接触）する軌道溝に生じるヘルツ接触円における転動体進行方向の径ＤＣで割った値である。
なお、転がり軸受を、上記の条件式（Ｉ）、（ＩＩ）を満足するように形成する際は、転がり軸受の微小揺動時における転動体の振幅比が１．６以上となるように形成することが好適である。これは、転がり軸受の微小揺動時における振幅比を１．６以上とすると、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を効果的に抑制することが可能となるためである。
【００１１】
また、第２の発明は、
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率半径をＲとしたときに、以下の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成することを特徴とするものである。
Ｒ／ＤＢ＜  ０．５３  …  （ＩＩＩ）
【００１２】
本発明によると、転がり軸受を、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成することにより、軌道溝の曲率半径が減少し、軌道溝が転動体を抱き込む形になり転動体の接触円直径ＤＣが減少する。これにより、転がり軸受の微小揺動時における転動体の振幅比を大きくすることが可能となる。
なお、曲率半径をＲとする軌道溝は、外方環状部材が有する軌道溝及び内方環状部材が有する軌道溝のうち、少なくとも一方であればよい。
【００１３】
これにより、転がり軸受の微小揺動時には、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
なお、転がり軸受を、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成する際は、転がり軸受の微小揺動時における転動体の振幅比が１．６以上となるように形成することが好適である。
【００１４】
また、第３の発明は、
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率半径をＲとしたときに、以下の条件式（Ｉ）（ＩＩ）（ＩＩＩ）を満足するように形成することを特徴とするものである。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  …  （Ｉ）
ＤＢ／｛（Ｄ１−Ｄ２）／２｝＜０．５５  …  （ＩＩ）
Ｒ／ＤＢ＜  ０．５３  …  （ＩＩＩ）
【００１５】
本発明によると、転がり軸受を、上記の条件式（Ｉ）（ＩＩ）（ＩＩＩ）を満足するように形成することにより、転がり軸受の微小揺動時における、転動体の軸受円周方向への振幅を大きくすることが可能となる。
このため、転がり軸受の微小揺動時における転動体の振幅比を大きくすることが可能となり、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
なお、転がり軸受を、上記の条件式（Ｉ）（ＩＩ）（ＩＩＩ）を満足するように形成する際は、転がり軸受の微小揺動時における転動体の振幅比が１．６以上となるように形成することが好適である。
【００１６】
また、第４の発明は、
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受の設計方法であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢとしたときに、以下の条件式（Ｉ）（ＩＩ）を満足するように、前記転動体のピッチ円直径と転動体の直径を設計することを特徴とするものである。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  …  （Ｉ）
ＤＢ／｛（Ｄ１−Ｄ２）／２｝＜０．５５  …  （ＩＩ）
【００１７】
本発明によると、転がり軸受の設計方法において、上記の条件式（Ｉ）を満足するように設計することにより、外方環状部材の外径及び内方環状部材の内径に対する、転動体のピッチ円直径が増加するため、転がり軸受の微小揺動時における、転動体の軸受円周方向への振幅を大きくすることが可能となる。また、上記（Ｉ）式に基づいて（ＩＩ）式を満足するように設計するために、前記転動体の直径ＤＢを小さくさせる必要が有る。
このため、転動体がヘルツ接触（弾性接触）する軌道溝に生じるヘルツ接触円における転動体進行方向の径ＤＣも減少し、転動体の振幅比を大きくすることができるため、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
【００１８】
なお、上記の条件式（Ｉ）（ＩＩ）を満足するように、転動体のピッチ円直径を設計する際には、転がり軸受の微小揺動時における転動体６の振幅比が１．６以上となるように、設計することが好適である。
【００１９】
また、第５の発明は、
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受の設計方法であって、
前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率半径をＲとしたときに、以下の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、前記軌道溝の曲率半径を設計することを特徴とするものである。
Ｒ／ＤＢ＜  ０．５３  …  （ＩＩＩ）
【００２０】
本発明によると、転がり軸受の設計方法において、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、軌道溝の曲率半径を減少させることにより、軌道溝が転動体を抱き込む形になり転動体の接触円直径ＤＣが減少する。これにより、転がり軸受の微小揺動時における転動体の振幅比を大きくすることが可能となる。
このため、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
なお、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、ころがり軸受を設計する際には、転がり軸受の微小揺動時における転動体の振幅比が１．６以上となるように、設計することが好適である。
【００２１】
また、第６の発明は、
相対回転する外方環状部材及び内方環状部材と、前記外方環状部材及び前記内方環状部材の互いに対向する軌道溝間で転動する複数の転動体と、を備える転がり軸受の設計方法であって、
前記外方環状部材の外径をＤ１、前記内方環状部材の内径をＤ２、前記転動体のピッチ円直径をＰＣＤ、前記転動体の直径をＤＢ、前記軌道溝の曲率半径をＲとしたときに、以下の条件式（Ｉ）（ＩＩ）（ＩＩＩ）を満足するように、軸受諸元を設計することを特徴とするものである。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  …  （Ｉ）
ＤＢ／｛（Ｄ１−Ｄ２）／２｝＜０．５５  …  （ＩＩ）
Ｒ／ＤＢ＜  ０．５３  …  （ＩＩＩ）
【００２２】
本発明によると、転がり軸受の設計方法において、上記の条件式（Ｉ）（ＩＩ）（ＩＩＩ）を満足するように、軸受諸元を設計することにより、転がり軸受の微小揺動時における、転動体の軸受円周方向への振幅を大きくすることが可能となる。
ここで、軸受諸元とは、転動体のピッチ円直径、転動体の直径及び軌道溝の曲率半径等である。
【００２３】
このため、転がり軸受の微小揺動時における転動体の振幅比を大きくすることが可能となり、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
なお、上記の条件式（Ｉ）（ＩＩ）（ＩＩＩ）を満足するように、軸受諸元を設計する際には、転がり軸受の微小揺動時における転動体６の振幅比が１．６以上となるように、設計することが好適である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、転がり軸受の微小揺動時に、外方環状部材及び内方環状部材と転動体との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となるため、転動体、外方環状部材及び内方環状部材の損傷を低減することが可能となる。
また、金属材料を用いて転動体を形成するため、セラミックスを用いて転動体を形成する場合と比較して、転動体の材料コストを低減することが可能となり、部品コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の転がり軸受１を示す断面図である。
【図２】転がり軸受１の微小揺動時における振幅と、転がり軸受１の微小揺動時において、転動体６がヘルツ接触する軌道溝に生じるヘルツ接触円とを示す模式図である。
【図３】損傷比の算出に用いる試験装置１２の構成を示す図である。
【図４】振幅比と、試験装置１２を用いて算出した損傷比との関係を示す図である。
【図５】従来の転動体と軸受内径との関係式と軸受内径との相関関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施の形態を以下に説明する。
（構成）
まず、図１を参照して、転がり軸受１の構成を説明する。
図１は、本実施形態の転がり軸受１を示す断面図である。
図１中に示すように、転がり軸受１は、外方環状部材（外輪）２と、内方環状部材（内輪）４と、複数の転動体６とを備えている。
【００２７】
外方環状部材２は、内方環状部材４よりも大径の環状部材であり、その内径面に、外方転動体軌道溝８を有している。外方転動体軌道溝８は、転動体６の形状に応じた、断面円弧状の溝である。
内方環状部材４は、外方環状部材２よりも小径の環状部材であり、その外径面に、外方転動体軌道溝８と対向する内方転動体軌道溝１０を有している。また、内方環状部材４は、外方環状部材２の内径側に配置する。内方転動体軌道溝１０は、外方転動体軌道溝８と同様、転動体６の形状に応じた、断面円弧状の溝である。
【００２８】
各転動体６は、例えば、鋼等の金属材料を用いて形成した鋼球である。すなわち、本実施形態の転がり軸受１は、玉軸受である。
また、各転動体６は、それぞれ、互いに対向する軌道溝間、すなわち、外方転動体軌道溝８と内方転動体軌道溝１０との間へ、転動自在に装填する。これにより、外方環状部材２と内方環状部材４は、各転動体６の転動を介して、相対回転する。
また、特に図示しないが、外方環状部材２と内方環状部材４との間には、転動体６とともに、グリース等の潤滑剤を配置する。
【００２９】
次に、図１を参照しつつ、図２から図４を用いて、転がり軸受１の形状寸法について説明する。
本実施形態の転がり軸受１は、外方環状部材２の外径をＤ１、内方環状部材４の内径をＤ２、転動体６のピッチ円直径をＰＣＤとしたときに、以下の条件式（Ｉ）を満足するように形成する。具体的には、外方環状部材２の外径及び内方環状部材４の内径に応じて、転動体６のピッチ円直径を設定する。
（Ｄ１＋Ｄ２）／２  ＜  ＰＣＤ  …  （Ｉ）
【００３０】
転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成すると、外方環状部材２の外径及び内方環状部材４の内径に対する、転動体６のピッチ円直径が増加する。これにより、転がり軸受１の微小揺動時における、転動体６の軸受円周方向の振幅が大きくなる。なお、転がり軸受１の微小揺動時における、転動体６の軸受円周方向の振幅については、後述する。
ここで、本実施形態では、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成する際に、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比が、１．６以上となるように形成する。
【００３１】
以下、図２を参照して、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比について説明する。
図２は、転がり軸受１の微小揺動時における転動体６の軸受円周方向の振幅と、転がり軸受１の微小揺動時において、転動体６がヘルツ接触（弾性接触）する軌道溝（外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０）に生じるヘルツ接触円とを示す模式図である。
図２中に示すように、転がり軸受１の微小揺動時における転動体６の振幅比は、転がり軸受１の微小揺動運動を発生させた時の転動体６の軸受円周方向の振幅Ａを、転動体６がヘルツ接触する軌道溝に生じるヘルツ接触円において転動体進行方向の径ＤＣで割った値である。
そして、本実施形態では、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成する際に、転がり軸受１の微小揺動時における転動体６の振幅比が、１を超え（図中に示す「振幅比＞１」）て、１．６以上となるように形成する。
【００３２】
次に、図３及び図４を参照して、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成する際に、転がり軸受１の微小揺動時における転動体６の振幅比が、１．６以上となるように形成する理由について説明する。
図３は、転がり軸受１の微小揺動時において転動体６がヘルツ接触する軌道溝に生じる損傷比（以下、「損傷比」と記載する）の算出に用いる、試験装置１２の構成を示す図である。この損傷比は、転がり軸受１の微小揺動時における転動体６の振幅比と、転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に生じる損傷との関係を示す際に用いる。
【００３３】
図３中に示すように、試験装置１２は、荷重付加部１４と、微小揺動付加部１６とを備えている。
荷重付加部１４は、外方環状部材２の外径面を、転がり軸受１の中心軸側へ押圧することにより、転がり軸受１に対して、転がり軸受１の径方向に、荷重（面圧荷重）を付加している。
微小揺動付加部１６は、本体部１６ａと、回転軸１６ｂと、揺動伝達部１６ｃとを備えている。
【００３４】
本体部１６ａは、例えば、ＡＣサーボモータ等の駆動機構を用いて形成してあり、正逆方向（図中に示す双方向矢印の方向）に所定回転角度だけ回転可能となっている。
回転軸１６ｂは、本体部１６ａと接続しており、本体部１６ａにより、正逆方向に所定回転角度だけ回転する。
揺動伝達部１６ｃは、回転軸１６ｂと接続しており、内方環状部材４を外方環状部材２側へ押圧している。また、揺動伝達部１６ｃは、本体部１６ａにより、回転軸１６ｂが正逆方向に所定回転角度だけ回転すると、この回転を、内方環状部材４に伝達する。
【００３５】
以下、損傷比の算出方法について説明する。
損傷比を算出する際には、まず、試験前の転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に対し、干渉顕微鏡等を用いて、損傷部の最大高さ（以下、「試験前の損傷部の最大高さＨ１」と記載する）を測定する。なお、試験前の損傷部の最大高さＨ１とは、転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の製造時等に、これらの表面に発生した損傷を示す。
【００３６】
試験前の損傷部の最大高さＨ１を測定した後、試験装置１２を用いて、転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に対する耐磨耗試験を行う。ここで、耐磨耗試験の各種試験条件は、例えば、転がり軸受１の径方向に付加する最大面圧を３．２ＧＰａ、微小揺動の最大揺動速度を２０ｍｍ／ｓ、揺動回数を１００００回、揺動角を１．４４ｄｅｇ〜４．８６ｄｅｇとする。
なお、本実施形態では、粘度の異なる三種類の潤滑油（高粘度：４１１ｍｍ２／ｓ、中粘度：１００ｍｍ２／ｓ、低粘度：３０ｍｍ２／ｓ）を用いた転がり軸受１に対して、転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に対する耐磨耗試験を行う。
【００３７】
試験装置１２を用いて、転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に対する耐磨耗試験を行った後、この転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に対し、干渉顕微鏡等を用いて、損傷部の最大高さ（以下、「試験後の損傷部の最大高さＨ２」と記載する）を測定する。
そして、試験後の損傷部の最大高さＨ２を試験前の損傷部の最大高さＨ１で割る（Ｈ２／Ｈ１）ことにより、損傷比を算出する。ここで、損傷比は、転がり軸受１の微小揺動時における転動体６の振幅比の変化に応じて、複数回算出する。
以上、損傷比の算出方法に関する説明を終了する。
【００３８】
図４は、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比（以下、「振幅比」と記載する）と、試験装置１２を用いて算出した損傷比との関係を示す図である。なお、図４中では、横軸に振幅比を示し、縦軸に損傷比を示す。
また、図４中では、高粘度の潤滑油を用いた転がり軸受１に対して算出した損傷比を、符号「□」を付して示す。同様に、中粘度の潤滑油を用いた転がり軸受１に対して算出した損傷比を、符号「△」を付し、低粘度の潤滑油を用いた転がり軸受１に対して算出した損傷比を、符号「○」を付して示す。
【００３９】
図４中に示すように、粘度の異なる三種類の潤滑油を用いた転がり軸受１に共通して、転動体６の振幅比が１．６以上である場合では、振幅比が１である場合よりも、損傷比が低下している。
したがって、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成する際に、転動体６の振幅比が１．６以上となるように形成することにより、試験後の転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に生じる損傷を低減することが可能となる。
【００４０】
これは、上述したように、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成することにより、転がり軸受１の微小揺動時における、転動体６の軸受円周方向の振幅が大きくなると、転がり軸受１の微小揺動時における転動体６の振幅比を大きくすることが可能となるためである。すなわち、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比を大きくすると、図４中に示すように、損傷比が低下するため、外方環状部材２及び内方環状部材４と転動体６との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となるためである。
【００４１】
以下、転がり軸受１の形状寸法に関する説明に復帰する。
本実施形態の転がり軸受１では、上述した条件式（Ｉ）に加え、転動体６の直径をＤＢとしたときに、以下の条件式（ＩＩ）を満足するように形成する。
ＤＢ／｛（Ｄ１−Ｄ２）／２｝  ＜  ０．５５  …  （ＩＩ）
【００４２】
転がり軸受１を、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように形成すると、転動体６の直径ＤＢを小さくする必要が有る。これにより、転がり軸受１の微小揺動時における、転動体６の振幅比が大きくなる。
従来の転動体と軸受内径との関係式と軸受内径との相関関係を示した図５によると、ＤＢ／｛（Ｄ１−Ｄ２）／２｝は軸受内径の値によらず、０．５５〜０．６５の値に収束されている。これら従来の転動体にあっては耐フレッチング性が充分ではないため、本実施形態ではＤＢ／｛（Ｄ１−Ｄ２）／２｝の値を０．５５以下としてある。
また、本実施形態では、転がり軸受１を、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように形成する際に、振幅比が、１．６以上となるように形成する。
【００４３】
転がり軸受１を、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように形成する際に、振幅比が、１．６以上となるように形成する理由は、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成する際に、振幅比が、１．６以上となるように形成する理由と同様である。
また、本実施形態の転がり軸受１では、上述した条件式（Ｉ）及び条件式（ＩＩ）に加え、本実施形態の転がり軸受１は、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径をＲとしたときに、以下の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成する。具体的には、転動体６の直径に応じて、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径を設定する。
Ｒ／ＤＢ  ＜  ０．５３  …  （ＩＩＩ）
【００４４】
転がり軸受１を、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成すると、転動体６の直径ＤＢに対する外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径Ｒが減少する。これにより、軌道溝が転動体６を抱き込む形になり転動体６の接触円直径ＤＣが減少する。
その結果、転がり軸受１の微小揺動時における、転動体６の振幅が大きくなる。
ここで、本実施形態では、転がり軸受１を上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成する際に、転動体６の振幅比が１．６以上となるように形成する。
【００４５】
転がり軸受１を、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成する際に、振幅比が、１．６以上となるように形成する理由は、上記の条件式（Ｉ）を満足するように形成する際に、転動体６の振幅比が１．６以上となるように形成する理由と同様である。
以上により、本実施形態の転がり軸受１は、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように形成する。
【００４６】
（設計方法）
以下、図１から図４を参照しつつ、本実施形態の転がり軸受１を設計する設計方法について説明する。
本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、外方環状部材２の外径をＤ１、内方環状部材４の内径をＤ２、転動体６のピッチ円直径をＰＣＤとしたときに、上記の条件式（Ｉ）を満足するように、転動体６のピッチ円直径を設計する。
【００４７】
上記の条件式（Ｉ）を満足するように、転動体６のピッチ円直径を設計すると、外方環状部材２の外径及び内方環状部材４の内径に対する、転動体６のピッチ円直径を増加するため、転がり軸受の微小揺動時における、転動体６の軸受円周方向への振幅が大きくなる。
ここで、本実施形態では、上記の条件式（Ｉ）を満足するように、転動体６のピッチ円直径を設計する際には、振幅比が１．６以上となるように設計する。その理由は、上述したように、振幅比を１．６以上とすると、試験後の転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０に生じる損傷を低減することが可能となるためである。
【００４８】
また、本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、上述した条件式（Ｉ）に加え、転動体６の直径をＤＢとしたときに、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように、転動体６の直径を設計する。
上記の条件式（ＩＩ）を満足するように、転動体６の直径を設計すると、転がり軸受１の微小揺動時における、転動体６の振幅比が大きくなる。
ここで、本実施形態では、上記の条件式（ＩＩ）を満足するように、転動体６の直径を設計する際には、振幅比が１．６以上となるように設計する。その理由は、上記の条件式（Ｉ）を満足するように、転動体６のピッチ円直径を設計する際に、振幅比が、１．６以上となるように設計する理由と同様である。
【００４９】
また、本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、上述した条件式（Ｉ）及び条件式（ＩＩ）に加え、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径をＲとしたときに、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径を設計する。
上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径を設計すると、転動体６の直径に対する外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径が減少する。これにより、軌道溝が転動体を抱き込む形になり転動体の接触円直径ＤＣが減少するため、転がり軸受１の微小揺動時における、転動体６の振幅比が大きくなる。
【００５０】
ここで、本実施形態では、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径を設計する際には、振幅比が１．６以上となるように設計する。その理由は、上記の条件式（Ｉ）を満足するように、転動体６のピッチ円直径を設計する際に、転動体６の振幅比が１．６以上となるように設計する理由と同様である。
以上により、本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように、軸受諸元を設計する。ここで、軸受諸元とは、転動体６のピッチ円直径、転動体６の直径、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径等である。
【００５１】
（作用）
次に、図１から図４を参照しつつ、転がり軸受１の作用について説明する。
転がり軸受１を組み込んだ情報機器（ＨＤＤ、ＶＴＲ等）の搬送時等において、転がり軸受１に微小揺動が発生すると、この微小揺動により、転動体６、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の表面に、衝撃的な繰返し荷重が加わる。
ここで、本実施形態の転がり軸受１は、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように形成している。特に、転動体６の振幅比が１．６以上となるように形成している。
【００５２】
また、本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように、軸受諸元を設計している。特に、転動体６の振幅比が１．６以上となるように、軸受諸元を設計している。
したがって、転がり軸受１の微小揺動時における、転動体６の軸受円周方向の振幅を大きくすることが可能となり、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となる。これにより、転がり軸受１の微小揺動時に、外方環状部材２及び内方環状部材４と転動体６との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
【００５３】
以下、本実施形態の転がり軸受１の効果を列挙する。
（１）本実施形態の転がり軸受１では、転がり軸受１を、外方環状部材２の外径をＤ１、内方環状部材４の内径をＤ２、転動体６のピッチ円直径をＰＣＤ、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径をＲとしたときに、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように形成する。
【００５４】
このため、転がり軸受１の微小揺動時における、転動体６の軸受円周方向の振幅を大きくすることが可能となり、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となる。これにより、転がり軸受１の微小揺動時に、外方環状部材２及び内方環状部材４と転動体６との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
その結果、転がり軸受１の微小揺動時に生じる、転動体６、外方環状部材２及び内方環状部材４の損傷を低減することが可能となるため、転がり軸受１の耐久性及び作動性を向上させることが可能となる。
【００５５】
（２）本実施形態の転がり軸受１では、転動体６を、金属材料を用いて形成する。
このため、転動体６を、セラミックスを用いて形成する場合と比較して、転動体６の材料コストを低減することが可能となる。
その結果、転がり軸受１の材料コストを低減することが可能となるため、転がり軸受１の部品コストを低減することが可能となる。
（３）本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、外方環状部材２の外径をＤ１、内方環状部材４の内径をＤ２、転動体６のピッチ円直径をＰＣＤ、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径をＲとしたときに、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように、軸受諸元を設計する。
【００５６】
このため、転がり軸受１の微小揺動時における、転動体６の軸受円周方向の振幅を大きくすることが可能となり、転がり軸受１の微小揺動時における振幅比を大きくすることが可能となる。これにより、転がり軸受１の微小揺動時に、外方環状部材２及び内方環状部材４と転動体６との接触面における、フレッチング摩耗の発生を抑制することが可能となる。
その結果、転がり軸受１の微小揺動時に生じる、転動体６、外方環状部材２及び内方環状部材４の損傷を低減することが可能となるため、転がり軸受１の耐久性及び作動性を向上させることが可能となる。
【００５７】
（応用例）
以下、本実施形態の転がり軸受１の応用例を列挙する。
（１）本実施形態の転がり軸受１では、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように形成したが、これに限定するものではなく、転がり軸受１を、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち、（Ｉ）（ＩＩ）の２条件だけや、（Ｉ）（ＩＩ）（ＩＩＩ）全条件を満足するように形成してもよい。
【００５８】
（２）本実施形態の転がり軸受１では、転がり軸受１を形成する際に、振幅比が１．６以上となるように形成したが、これに限定するものではなく、振幅比が１．６未満となるように形成してもよい。もっとも、本実施形態の転がり軸受１のように、転がり軸受１を形成する際に、振幅比が１．６以上となるように形成することが、外方環状部材２及び内方環状部材４と転動体６との接触面における、フレッチング摩耗の発生を効果的に抑制することが可能となるため、好適である。
【００５９】
（３）本実施形態の転がり軸受１では、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径をＲとしたときに、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように形成したが、これに限定するものではない。すなわち、曲率半径をＲとする軌道溝を、外方転動体軌道溝８または内方転動体軌道溝１０のみとしてもよい。要は、曲率半径をＲとする軌道溝を、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０のうち、少なくとも一方とすればよい。
【００６０】
（４）本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように、軸受諸元を設計したが、これに限定するものではなく、上記の条件式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のうち、（Ｉ）（ＩＩ）の２条件だけや、（Ｉ）（ＩＩ）（ＩＩＩ）全条件を満足するように、軸受諸元を設計してもよい。
【００６１】
（５）本実施形態の転がり軸受１の設計方法では、転動体６の直径をＤＢ、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径をＲとしたときに、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０の曲率半径を設計する。
しかしながら、これに限定するものではない。すなわち、曲率半径をＲとする軌道溝を、外方転動体軌道溝８または内方転動体軌道溝１０のみとし、両者のうち、曲率半径をＲとする軌道溝の曲率を、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように設計してもよい。要は、曲率半径をＲとする軌道溝を、外方転動体軌道溝８及び内方転動体軌道溝１０のうち、曲率半径をＲとする軌道溝のみの曲率を、上記の条件式（ＩＩＩ）を満足するように設計すればよい。
【符号の説明】
【００６２】
１    転がり軸受
２    外方環状部材
４    内方環状部材
６    転動体
８    外方転動体軌道溝
１０  内方転動体軌道溝
１２  試験装置
１４  荷重付加部
１６  微小揺動付加部（本体部１６ａ、回転軸１６ｂ、揺動伝達部１６ｃ）
Ｄ１  外方環状部材の外径
Ｄ２  内方環状部材の内径
ＰＣＤ  転動体のピッチ円直径
ＤＢ  転動体の接触円直径
Ｒ    外方転動体軌道溝及び内方転動体軌道溝の曲率半径
【図１】
2012117559.tif 000003
【図２】
2012117559.tif 000004
【図３】
2012117559.tif 000005
【図４】
2012117559.tif 000006
【図５】
2012117559.tif 000007