JP2012167814A

JP2012167814A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2012167814A
Application number: JP2012006427A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Katsuno; 美昭勝野
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2012-09-06
Also published as: JP3207410U

Abstract

【課題】転動体の円周方向の不等配を抑制して、回転軸の振れ回りを小さく抑えることができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】転がり軸受１０は、外周面に内輪軌道面１１ａを有する内輪１１と、内周面に外輪軌道面１２ａを有する外輪１２と、内輪軌道面１１ａと外輪軌道面１２ａとの間に転動自在に設けられた複数の転動体１３と、円周方向の少なくとも一カ所に切断部１４が形成され、複数の転動体１３を円周方向に略等間隔で保持する合成樹脂製の保持器１５と、を備える。そして、切断部の幅寸法をΔＣ、切断部における一方の柱部の幅寸法をＳ_１、もう一方の柱部の幅寸法をＳ_２、保持器の切断されていない柱部の幅寸法をＳ_３とした場合、Ｓ_３＝Ｓ_１＋Ｓ_２＋ΔＣの関係を満足する。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば、産業機械、ロボットの関節部や旋回機構部、工作機械の主軸、回転テーブルや主軸旋回機構部、医療機器、半導体／液晶製造装置、光学及びオプトエレクトロニクス装置等の回転支持部に用いられる転がり軸受に関する。

従来の転がり軸受として、図６に示すように、円周方向の一ヶ所に切断部（ΔＬ）を設けた合成樹脂製の冠形保持器が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。特許文献１に記載の転がり軸受では、切断部を設けることで、内外輪及び玉と保持器との熱膨張係数の違い等により玉とポケットとの間に発生する突っ張り力を緩和して保持器の磨耗等を防止することが記載されている。

また、特許文献２に記載の転がり軸受では、円周方向の一ヶ所に切断部が設けられるとともに、切断部の円周方向幅を温度変化と吸水率変化による保持器の伸長分とし、軌道輪との案内すきまを確保することが記載されている。

特開２００３−３３６６４０号公報特開２００６−２２６４９６号公報

ところで、特許文献１に記載の転がり軸受では、玉案内方式を採用して、玉とポケットとの間の半径方向すきまは小さく設定されているので、軸受の回転による昇温で、軸受各部品（例えば、内輪、外輪及び玉が軸受鋼、保持器がポリアミド樹脂などの合成樹脂で形成されている場合）間の線膨張係数の差により保持器が相対的に膨張する際に、半径方向には膨張しにくく、相対膨張分は円周方向に向かう。

その結果、保持器の切断部の円周方向すきまが小さくなり、使用環境温度も含めて軸受の昇温値が高い場合、保持器の切断部の円周方向の端面同士が突っ張り干渉して、該干渉部での発熱や磨耗、損傷が生じるという問題がある。また、保持器がポリアミド樹脂などの一般的な汎用合成樹脂で形成されている場合は、空気中の水分を吸収して膨張することもあり、吸水による膨張量が加わることも問題である。さらに図６に示すように、切断部においては玉間の円周方向の距離が（ΔＬ＋２・ΔＳ）となって他の玉間の距離（ΔＳ：柱部円周方向幅寸法）より大きくなってしまい、結果として玉の円周方向の不等配が発生する。

また、特許文献２に記載の転がり軸受では、切断部の円周方向幅を温度変化と吸水率変化による保持器の伸長分（温度膨張＋吸水膨張）としているが、切断部の円周方向幅が広くなりすぎてしまい、温度上昇が小さい条件や乾燥した雰囲気条件では、切断部の円周方向幅の変化が小さく、切断部を挟んだ部分での玉間の円周方向の距離が他の玉間の円周方向距離より大きくなり、玉の円周方向の不等配が発生する。

玉の円周方向の不等配が生じると、軸受の径方向の剛性が円周位相で不均一（玉の円周方向の不等配部の位相で剛性低下）になるため、軸受回転時に玉の公転周期に対応した振れ回り、いわゆるＮＲＲＯ値（内輪２回転に約１回の周期）が増加する。特に、回転精度が要求される工作機械の主軸、回転テーブル及び主軸の旋回機構部などの回転支持部に本軸受を使用した場合、回転軸の振れ回りが大きくなり（ＮＲＲＯ値が大）、フライス加工などでは加工面に縞模様が発生したり、旋盤加工などでは加工面の引き目不良や真円度悪化などが発生したりするという問題がある。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、転動体の円周方向の不等配を抑制して、回転軸の振れ回りを小さく抑えることができる転がり軸受を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る転がり軸受は、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、円周方向の少なくとも一カ所に切断部が形成され、前記複数の転動体を円周方向に略等間隔で保持する合成樹脂製の保持器と、を備えた転がり軸受において、
前記切断部の円周方向幅寸法をΔＣ、前記切断部における一方の柱部の円周方向幅寸法をＳ_１、前記切断部におけるもう一方の柱部の円周方向幅寸法をＳ_２、前記保持器の切断されていない柱部の円周方向幅寸法をＳ_３とした場合、Ｓ_３＝Ｓ_１＋Ｓ_２＋ΔＣ
の関係を満足することを特徴としている。

また、請求項２に係る転がり軸受は、請求項１に係る発明において、前記転動体が、玉であることを特徴としている。

さらに、請求項３に係る転がり軸受は、請求項１又は２に係る発明において、前記転がり軸受の軸方向端面の少なくとも一方の端面に、接触型、または非接触型のシール部材を備えたことを特徴とする。

さらにまた、請求項４に係る転がり軸受は、請求項１に係る発明において、前記転動体が、円筒ころであることを特徴としている。

本発明の転がり軸受によれば、転動体の円周方向の不等配を抑制して、回転軸の振れ回りを小さく抑えることができ、安定した回転性能を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る転がり軸受を説明するための要部断面図である。図１に示す転がり軸受に組み込まれた冠形保持器の断面図である。図１に示す転がり軸受に組み込まれた冠形保持器の部分的斜視図である。図２の矢印Ｂ方向から見た一部を破断した図である。図１に示す転がり軸受に組み込まれた冠形保持器と転動体の構成を説明するための要部断面図である。従来の保持器を軸方向から見た要部断面図である。内輪の半径方向の変形量を説明するための説明図である。内輪の断面２次モーメントの計算方法を説明するための説明図である。断面寸法比（Ｂ／Ｈ）と半径方向の内外輪の変形量との関係を示すグラフ図である。断面寸法比（Ｂ／Ｈ）と内外輪の断面２次モーメントＩとの関係を示すグラフ図である。断面寸法比（Ｂ／Ｈ）と半径方向の内外輪の変形量との関係を示すグラフ図である。断面寸法比（Ｂ／Ｈ）と内外輪の断面２次モーメントＩとの関係を示すグラフ図である。本発明の第２実施形態に係る転がり軸受を説明するための要部断面図である。本発明の第３実施形態に係る転がり軸受を説明するための要部断面図である。本発明の第４実施形態に係る転がり軸受を説明するための要部断面図である。本発明の第５実施形態に係る転がり軸受を説明するための要部断面図である。本発明の第６実施形態に係る転がり軸受を説明するための要部断面図である。本発明の第７実施形態に係る転がり軸受を説明するための要部断面図である。本発明の第８実施形態に係る転がり軸受を説明するための要部断面図である。本発明の第９実施形態に係る転がり軸受を説明するための要部断面図である。本発明の第１０実施形態に係る転がり軸受を説明するための要部断面図である。本発明の第１１実施形態に係る転がり軸受を説明するための要部断面図である。本発明の第１２実施形態に係る転がり軸受を説明するための要部断面図である。

以下、本発明の各実施の形態を図を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態を示す単列玉軸受を２列組み合わせた状態を示す要部断面図、図２は玉案内保持器を示す断面図、図３は保持器を径方向内側から見た部分斜視図、図４は図２の矢印Ｂ方向から見た矢視図、図５は図１に示す転がり軸受に組み込まれた冠形保持器と転動体の構成を説明するための要部断面図である。

図１に示すように、本実施形態の転がり軸受１０（以下、幅狭玉軸受１０とも称す）は、アンギュラ玉軸受とされており、２列のアンギュラ玉軸受を背面組合せ（接触角がハの字となる配列）としている。各転がり軸受１０は、外周面に内輪軌道面１１ａを有する内輪１１と、内周面に外輪軌道面１２ａを有する外輪１２と、内輪軌道面１１ａと外輪軌道面１２ａとの間に転動自在に設けられた複数の玉（転動体）１３と、円周方向の一カ所に切断部１４（図５参照）が形成され、複数の玉１３を円周方向に略等間隔で保持する合成樹脂製の冠形保持器１５と、を備える。また、２列の幅狭玉軸受１０の各外輪１２の軸方向外側の端部内周面には、それぞれ非接触型のシール部材１６が装着されている。なお、シール部材１６は、接触型タイプでもよく、また、材料、形状は特に限定されない。

ここで、本実施形態では、軸方向の省スペース化を図るため、転がり軸受１０の軸方向断面幅Ｂと半径方向断面高さＨ（＝（外輪外径Ｄ−内輪内径ｄ）／２）との断面寸法比（Ｂ／Ｈ）をＢ／Ｈ＜０．６３としている。

なお、Ｂ／Ｈは、理論的にはＢ／Ｈ＞０であるが、現実的には、使用する玉径や保持器、シール部材の設計、選定等を加味すると、Ｂ／Ｈ＞０．１０、好ましくはＢ／Ｈ＞０．２０、より好ましくはＢ／Ｈ＞０．３０とする。

また、国際標準化機構（ＩＳＯ）で規定されている標準寸法玉軸受の場合、Ｂ／Ｈが１．０前後のものが多くを占める。したがって、Ｂ／Ｈ＜０．５に設定すれば、標準玉軸受約１列分の幅方向スペースで２列分の幅狭玉軸受１０を配設させることができ、省スペース化が図れる。

また、アンギュラ玉軸受の場合、１列では一方向の軸方向荷重しか受けられず、また、モーメント荷重を受けることはできないが、２列以上組合わせることで、両方向の軸方向荷重やモーメント荷重の負荷が可能となる。また、予圧を付加することもできるので、省スペース化と共にラジアル剛性やアキシャル剛性及びモーメント剛性なども大きくすることができる。

また、Ｂ／Ｈ＜０．２５に設定すれば、さらなる省スペース化と共に、標準玉軸受約１列分の幅方向スペースで４列の幅狭玉軸受を配設させることができ、さらに剛性の向上が可能である。

ここで、図９及び図１０は、それぞれ標準的に使用されている極薄肉玉軸受（軸受内径：φ３８．１ｍｍ、軸受外径：φ４７．６２５ｍｍ、軸受幅：４．７６２ｍｍ、前記断面寸法比（Ｂ／Ｈ）＝１）を基準とし、軸受外径及び軸受幅を変えずに、軸受内径を変化させた場合、即ち、（Ｂ／Ｈ）の値を変化させた場合の内外輪リングの半径方向の変形特性（図７参照：内輪を例示）及び半径方向の断面２次モーメントＩ（図８参照：Ｉ＝ｂｈ^３／１２で計算）を比較した結果を示している。

また、図１１及び図１２は、それぞれ標準的に使用されている極薄肉玉軸受（軸受内径：φ６３．５ｍｍ、軸受外径：φ７６．２ｍｍ、軸受幅：６．３５ｍｍ、前記断面寸法比＝１）を基準とし、軸受外径及び軸受幅を変えずに、軸受内径を変化させた場合、即ち、（Ｂ／Ｈ）の値を変化させた場合の内外輪リングの半径方向の変形特性及び半径方向の断面２次モーメントＩを比較した結果を示している。

いずれの軸受の場合も、（Ｂ／Ｈ）＝０．６３未満で、剛性の増加率勾配の変化が顕著に出ている。すなわち、（Ｂ／Ｈ）＝０．６３未満で、断面２次モーメントＩの増加は顕著になり、半径方向の内外輪リングの変形量の減少は飽和状態となる。これにより、従来の極薄肉玉軸受で問題となる内外輪製作時の旋盤加工や研磨加工時の加工力による軸受変形を防止することができ、真円度や偏肉等の軸受精度を向上させることができる。

また、（Ｂ／Ｈ）＝０．６３未満とすることで、軸やハウジングに軸受を組み込んだ場合（特に、軸やハウジングとすきま嵌合で組み込んだ場合）、外輪を端面押え、内輪を軸受ナット等でそれぞれ固定した場合の内外輪の変形（特に真円度の悪化）を抑制することができると共に、変形によって生じるトルク不良や回転精度不良、あるいは、発熱増大、磨耗や焼付き等の不具合を防止することができる。

さらに、（Ｂ／Ｈ）＝０．６３未満とすることで、軸受の幅寸法が従来の標準単列玉軸受の約半分となるので、玉径も従来の玉軸受の半分程度となるが、逆に１列あたりの玉数が少なくとも２倍以上に増加し、軸受剛性は従来の玉軸受に対して増加する。

また、国際標準化機構（ＩＳＯ）で規定されている寸法系列が１８（例えば、６８２０）、１９（例えば、６９３８）、１０（例えば、７０１６Ａ）、０２（例えば、７２２４
Ｃ）、０３（例えば、７３５０Ａ）などの標準寸法玉軸受では、軸受内径寸法がφ５ｍｍ〜φ５００ｍｍにおいては、断面寸法比（Ｂ／Ｈ）はＢ／Ｈ＝０．６３〜１．１７となっているが、本実施形態の幅狭玉軸受１０は、軸方向に幅狭としたので、上述の断面寸法比に該当しないものとなる。

本実施形態の幅狭玉軸受１０では、軸受の負荷容量や剛性を上げるために、円周方向に隣り合う玉１３間のピッチは極力小さくし、できる限り玉数を多くしている。通常の玉軸受では、玉数は多くとも３０〜４０個以下／１列程度であるが、本実施形態では、５０個以上、好ましくは６０個以上、より好ましくは７０個以上／１列としている。

アンギュラ玉軸受の場合、接触角は、大きなモーメント荷重を負荷した際に、内外輪みぞ肩部への玉と内外輪みぞ接触部の乗り上げを抑えるため、概ね６０°以下、望ましくは５０°以下、さらに望ましくは４０°以下がよいが、２０°未満の場合は、許容アキシャル荷重やモーメント剛性が低下するので好ましくない。本実施形態における適正な玉径は、シール部材等の装着有無により変化するが、剛性を増加させるため、極端に玉径を小さくすると、玉と内外輪の軌道みぞとの接触部間の面圧が増加し、耐圧痕性が低下するおそれがあるため、概ね、軸受幅（Ｂ）の３０〜９０％が望ましい。

更に、本実施形態では、玉１３の軸方向ピッチをできるだけ組合せ側端面の反対側にずらし（図１：Ｘ１＞Ｘ２）、保持器１５のリング部１７（図２〜図５参照）が軸受組合せ端面側になるように配置しており、リング部１７の軸方向肉厚を大きくし、また、モーメント剛性を上げるための作用点間距離を大きくとれるようにしている。

また、軸受の材料としては、標準の軸受鋼（ＳＵＪ２やＳＵＪ３）など、特に限定されないが、必要に応じて、これらの材料で、軸受の寸法安定性や耐磨耗性などの機械的性質を向上させるために、内輪１１及び外輪１２の少なくとも一方に、サブゼロ処理を施してもよい。

サブゼロ処理の方法としては、例えば、焼入れ直後に、液体窒素を用いて−１５０°Ｃ程度の雰囲気とし、本サブゼロ処理後に焼戻しを行なう。そして、サブゼロ処理と焼戻し処理とを数回繰り返す。冷却溶媒として、液体窒素使用のサブゼロ処理では、繰り返し回数は多くとも３回程度でかまわない。サブゼロ処理によって、組織中の残留オーステナイト（γＲ）がマルテンサイトに変態する。併せて、結晶粒の安定化も促進されるので、これにより経時寸法変化の防止と耐磨耗性などの機械的性質が向上する。

本実施形態の場合、内輪１１及び外輪１２の軸方向幅が狭いので、そりや真円度不良などの経時寸法変化が発生しやすい傾向がある。したがって、サブゼロ処理により、前記経時寸法変化を抑制することができ、特に、軸受精度が必要な工作機械の回転テーブルや主軸旋回機構部、印刷機械のドラム等の回転機構部などの回転支持部に本実施形態の幅狭玉軸受１０を使用する場合、軸受精度劣化による機器の精度不具合を防止でき、長期的に良好な機能を保持することができる。

また、例えば真空用途や腐食環境などでは、軸受鋼以外に、耐食材料であるステンレス鋼系材料（例えば、ＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテンサイト系ステンレス鋼材料やＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼材料、ＳＵＳ６３０等の析出硬化系ステンレス鋼材料など）、チタン合金やセラミック系材料（例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４，ＳｉＣ，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２など）を採用してもよい。

潤滑方法も特に限定されず、一般的な使用環境では、鉱油系グリースや合成油系（例えば、リチウム系、ウレア系等）のグリースや油を使用でき、真空用途などでは、フッ素系のグリースまたは油、あるいはフッ素樹脂、ＭＯＳ_２などの固体潤滑剤を使用することができる。

保持器１５は、玉案内方式であり、図２〜図４に示すように、リング部１７と、このリング部１７の一端部に周方向に略等間隔で複数箇所軸方向に突設された柱部１８と、各柱部１８間に形成されて玉１３を周方向に転動可能に保持する多数のポケット部１９と、このポケット部１９のリング部１７とは反対側の先端部に形成された玉１３の抜け出しを防止する一対の玉係止部とを備えた柔軟性のある冠形保持器の構成を有する。本実施形態のように、ポケット部１９の入り口部を玉径より若干小さくして引っかかり（パチン代）を設ければ、内輪１１及び外輪１２に組み込む際、玉１３の脱落がなく軸受の組み立てが容易である。なお、保持器の形状は、本実施形態に限定されず、適宜選択され得る。

また、保持器１５は、図５に示すように、リング部１７の少なくとも円周方向の一箇所で互いに隣り合うポケット部１９間を予め切断して切断部１４を形成し、切断部の円周方向幅寸法をΔＣ、切断部における一方の柱部の円周方向幅寸法をＳ_１、切断部におけるもう一方の柱部の円周方向幅寸法をＳ_２、保持器の切断されていない柱部の円周方向幅寸法をＳ_３とした場合、Ｓ_３＝Ｓ_１＋Ｓ_２＋ΔＣ
の関係となるように構成されている。

本実施形態のような幅狭玉軸受１０では、冠形保持器１５の円周方向に切断部１４を形成し、さらに、上記寸法関係を採用したことで、以下のような効果を奏する。

即ち、従来の保持器の場合では、図６に示すように、切断部１４における玉１３間の距離は（ΔＬ＋２・ΔＳ）となり、他の玉１３間の距離（ΔＳ：柱部円周方向幅寸法）より大きくなってしまい、結果として玉の円周方向の不等配が発生する。玉の円周方向の不等配が生じると、軸受の径方向の剛性が円周位相で不均一（玉の円周方向の不等配部の位相で剛性低下）になるため、軸受回転時に玉の公転周期に対応した振れ回り、いわゆるＮＲＲＯ値（内輪２回転に約１回の周期）が増加する。

また、切断部１４を挟む部分の柱部１８の円周方向幅寸法と、切断されていない柱部１８の幅方向寸法を同一として、それぞれの柱部の円周方向幅寸法の最小部の肉厚を柱部１８に加わる荷重に耐えられるような強度となる寸法を確保するように決定することも考えられる。そうすると、切断部１４の玉の円周方向ピッチが他の玉の円周方向ピッチよりも大きくなり、玉の円周方向の不等配が生じる。その結果、軸受の径方向の剛性が円周位相で不均一（玉の円周方向の不等配部の位相で剛性低下）になるため、軸受回転時に玉の公転周期に対応した振れ回り、いわゆるＮＲＲＯ値（内輪２回転に約１回の周期）が増加する。

一方、本実施形態では、図５に示すように、切断部１４の円周方向幅寸法をΔＣ、切断部１４における一方の柱部の円周方向幅寸法をＳ_１、切断部１４におけるもう一方の柱部の円周方向幅寸法をＳ_２、保持器の切断されていない柱部の円周方向幅寸法をＳ_３として、切断部１４の径方向位置に関わらず、Ｓ_３＝Ｓ_１＋Ｓ_２＋ΔＣ
の関係を満たすように構成されている。つまり、本実施形態では、切断部１４においても玉１３間の距離が他の玉間の距離と等しく構成されているため、上述のように玉１３の不等配によって発生する玉の公転周期（保持器の回転周期）ごとの回転振れ（ＮＲＲＯ）の増加を大幅に抑制することが可能となる。

なお、上記式のＳ_１、Ｓ_２は、Ｓ_３＝Ｓ_１＋Ｓ_２＋ΔＣを満たす限り、同一でもよいし、異なってもいてもよい。

また、ΔＣは、以下のように設定するのが好ましい。
切断部１４の円周方向幅寸法ΔＣは、所定の条件における軸受の温度上昇による保持器の相対膨張及び吸水膨張による円周方向すきま減少分などを見込み、減少後に円周方向すきまが零とならないすきまとする。以上より、回転中に保持器と玉間の突っ張り損傷などの不具合を生じることがなく、発熱やトルク変動の少ない軸受の安定した回転性能を得ることができる。

また、本実施形態のような幅狭玉軸受１０では、冠形保持器１５の円周方向に切断部１４が形成されることで、以下のような効果を奏する。

即ち、切断部がない円環状の冠形保持器を有する従来の幅狭玉軸受では、軸受が幅狭のため、玉径は幅方向の寸法で限定されて小さくなる。したがって、保持器の円環部の断面肉厚が小さくなり、円環部の剛性は小さい。また、寸法測定時の測定圧による変形が大きく、径方向寸法の測定ができず、保持器が適正な精度か否かを判断できない。玉ピッチ円直径に対してポケット径中心のピッチ円直径がずれていると、玉案内方式なので玉とポケット部とが直径方向で干渉する。

仮に、保持器の寸法精度が適正であった場合でも、玉径寸法が小さいため、保持器の円環部の断面肉厚が薄くなり、円環部の剛性が小さいため、真円度などの形状精度が悪くなる。また、昇温や吸水による保持器の直径方向の伸長のため、玉とポケットとの間の突っ張りなどが生じ、ポケット面の磨耗や回転中の発熱大、トルクむら、トルク大等の不具合が発生する。

また、切断部がない両側に円環をもったもみ抜きタイプの保持器の場合、両側に円環を形成しており比較的強度があるので、適正寸法維持に対しては有利であるが、合成樹脂保持器で、外輪案内方式の場合、温度上昇や吸水による膨張で案内すきまがなくなり、最悪かじる可能性がある。一方、内輪案内方式の場合、逆に案内すきまが大きくなりすぎ、保持器の異常振動による騒音等が発生する。

これに対し、本実施形態の幅狭玉軸受１０では、切断部１４を形成することで剛性がさらに小さくなるが、仮にピッチ円直径がずれていても、逆に、弾性変形が容易で、玉ピッチ円直径になじんでくれるので、玉１３とポケット部１９との間の強い接触圧を伴う干渉が生じにくい。

また、保持器材料として、標準的な樹脂材料（ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド等、線膨張係数が軸受鋼の６〜７倍である）に比べ、炭素繊維などの強化材の添加などにより、線膨張係数が内外輪及び転動体の材料に近い材料（例えば、線膨張係数が内外輪及び転動体材料に対して、０．５〜２倍程度）を用いたり、あるいは、吸収膨張が少ない（多くとも、相対湿度５０％、２３℃での平衡含水率が２％以下程度）樹脂材料を用いることで、ΔＣの変化を小さくすることが可能となり、回転精度をより向上させることができる。また、加えて、円周方向の切断部１４の干渉を生じないためのあらかじめ必要なΔＣを小さくすることができ、その分、切断部１４における柱部の円周方向幅寸法Ｓ_１、Ｓ_２を厚くすることも可能となる。逆に、切断部１４における柱部の円周方向幅寸法Ｓ_１、Ｓ_２を変えず厚くしなければ、Ｓ_３＝Ｓ_１＋Ｓ_２＋ΔＣのＳ_３の値が小さくでき、その結果、玉の数が増加でき、軸受の負荷容量や剛性の増加が図ることができる。

また、保持器の形状は、片側リング（円環）構造ではなく、ポケットの両側に円環をもったもみ抜きタイプの合成樹脂保持器に切断部を設け、同様に切断部間に玉を挿入した構造でもよい。玉を挿入した後の円周方向幅寸法ΔＣを所定の温度上昇による円周方向膨張分及び吸水膨張に相当する量としてもよい。このようにすることで、外輪案内方式の場合、案内すきまの減少を最小限に抑え、案内面での食い付き不具合を防止できる。

（第２実施形態）
図１３に示す本発明の第２実施形態に係る転がり軸受は、第１実施形態の２列の背面組合せされた幅狭玉軸受に対して、シール部材１６が省略された構成である。この実施形態では、シール部材１６が設けられていないので、玉径を大きくできる。また、第１実施形態の同径の玉を使用した場合には、シール部材１６を設けない分、軸受の軸方向幅をより薄くすることができる。
その他の構成及び作用は、第１実施形態のものと同様である。

（第３実施形態）
図１４に示す本発明の第３実施形態に係る転がり軸受は、第２実施形態のものに対して、玉ピッチ円直径を、玉ピッチ円直径＞（Ｄ＋ｄ）／２としている。この実施形態では、玉ピッチ円直径＝（Ｄ＋ｄ）／２に比べて、軸受１列あたりの玉数を多くすることが可能となり、軸受の負荷容量を上げ、かつ剛性をより向上することができる。
その他の構成及び作用は、第１実施形態のものと同様である。

（第４実施形態）
図１５に示す本発明の第４実施形態に係る転がり軸受は、第２実施形態のものに対して、左右の幅狭玉軸受１０の玉径、玉ピッチ円直径を変えている。この実施形態では、軸方向荷重が左右の軸受で不均一な場合など、大荷重が負荷する側に玉径大の軸受を配設することで、軸受の損傷防止や寿命向上が図れる。
その他の構成及び作用は、第１実施形態のものと同様である。

（第５実施形態）
図１６に示す本発明の第５実施形態に係る転がり軸受は、第１実施形態のものに対して、シール部材１６が対向する内輪１１の外周面にシール溝を形成しない構成である。これにより、内輪１１の形状を簡素化することができる。
その他の構成及び作用は、第１実施形態のものと同様である。

（第６実施形態）
図１７に示す本発明の第６実施形態に係る転がり軸受は、幅狭玉軸受１０の外輪１２の軸方向の両端側内周部にそれぞれ非接触型のシール部材１６を装着する。この実施形態では、グリースの軸受外部への流出を防止でき、軸受内への外部からの異物の侵入も起こりにくい。
その他の構成及び作用は、第１実施形態のものと同様である。

（第７実施形態）
図１８に示す本発明の第７実施形態に係る転がり軸受は、２列の幅狭玉軸受１０を正面組合せとしている。この実施形態では、接触角が逆ハの字であり、背面組合せに対してモーメント剛性が小さくなるので、取り付け時の内輪１１及び外輪１２の相対傾きが大きくなることが避けられない場合、軸受の内部発生負荷荷重を小さくすることができる。
その他の構成及び作用は、第１実施形態のものと同様である。

（第８実施形態）
図１９に示す本発明の第８実施形態に係る転がり軸受は、３列の幅狭玉軸受１０を背面組合せとしている。この実施形態では、軸受の剛性及び負荷容量を向上させることができる。
その他の構成及び作用は、第１実施形態のものと同様である。

（第９実施形態）
図２０に示す本発明の第９実施形態に係る転がり軸受は、４列の幅狭玉軸受１０を背面組合せとしている。この実施形態では、軸受の剛性及び負荷容量をさらに向上させることができる。
その他の構成及び作用は、第１実施形態のものと同様である。

（第１０実施形態）
図２１に示す本発明の第１０実施形態に係る転がり軸受は、図１８に示す第７実施形態のものに対して、２列の内輪１１を一体の内輪１０１とし、リング部１７が軸受組合せ端面側と反対側にした複列幅狭玉軸受１００である。この実施形態では、２列の単列幅狭玉軸受１０と置き換えることができ、また、接触角が逆ハの字であるため、背面組合せに対してモーメント剛性が小さくなる。なお、複列幅狭玉軸受１００の軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２（＝（外輪外径Ｄ２−内輪内径ｄ２）／２）との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）は、Ｂ２／Ｈ２＜１．２が好ましく、より好ましくは、Ｂ２／Ｈ２＜１．０とすることで、標準寸法玉軸受と容易に置き換えることができる。
その他の構成及び作用は、第１実施形態のものと同様である。

（第１１実施形態）
図２２に示す本発明の第１１実施形態に係る転がり軸受は、図１８に示す第７実施形態のものに対して、２列の外輪１２を一体の外輪１０２とするとともに、接触角をハの字とした複列幅狭玉軸受１１０である。この実施形態では、２列の単列幅狭玉軸受１０と置き換えることができ、また、接触角がハの字であるため、正面組合せに対してモーメント剛性が大きくなる。なお、複列幅狭玉軸受１１０の軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２（＝（外輪外径Ｄ２−内輪内径ｄ２）／２）との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）は、Ｂ２／Ｈ２＜１．２が好ましく、より好ましくは、Ｂ２／Ｈ２＜１．０とすることで、標準寸法玉軸受と容易に置き換えることができる。
その他の構成及び作用は、第１実施形態のものと同様である。なお、外輪１０２の軸方向両端部に接触型又は非接触型のシール部材を装着してもよい。

（第１２実施形態）
図２３に示す本発明の第１２実施形態に係る転がり軸受は、図１３に示す第２実施形態のものに対して、合成樹脂製の冠形保持器１５に代えて合成樹脂製のもみ抜き保持器１５０を用い、外輪案内方式が適用されている。もみ抜き保持器１５０の円周方向の少なくとも１ヶ所の柱部（不図示）位置には、切断部（不図示）が設けられている。切断部の円周方向幅ΔＣの設定方法は、第１実施形態のものと同様である。

本実施形態のような切断部を有するもみ抜きタイプの保持器では、案内すきまの減少を最小限に抑え、案内面での食い付き等の不具合を防止できる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変更、改良等が可能である。例えば、転動体として、玉の代わりに円筒ころを用いてもよい。

（実施例１）
ここで、図１と同一構造の２列の背面組合せアンギュラ玉軸受に組み込まれる保持器１５について、切断部１４の円周方向幅ΔＣが設定される実施例１について説明する。

本実施例の軸受仕様は次の通りである。
＜軸受仕様＞
・非接触シール付（２列のアンギュラ玉軸受の外側の端部のみ２ヶ所）
・軸受寸法：内径φ１７０ｍｍ、外径φ２１５ｍｍ、幅１３．５ｍｍ（単体幅）、接触角３５°、玉径６．３５ｍｍ、玉数８０個、玉ピッチ円径＝φ１９２．５ｍｍ、Ｂ／Ｈ＝０．６０
・保持器形状：冠形保持器（玉案内方式）
・保持器材質：ポリアミド６６（強化材混入なし）、線膨張係数：８０×１０^−６（Ｋ^−１）
・内輪、外輪及び玉材質：軸受鋼（ＳＵＪ２）、線膨張係数：１２．５×１０^−６（Ｋ^−１）
・軸受予圧量：５００ｋｇｆ（定位置予圧）

また、軸受の使用環境が平均温度：２０°Ｃに対し、軸受の最大想定温度上昇を１００°Ｃとする。

この場合、切断部１４の円周方向幅ΔＣは、ΔＣ＝１９２．５π×（８０−１２．５）×１０^−６×８０＝３．２６６ｍｍとなり、切断部１４の円周方向幅ΔＣを３．３ｍｍとすれば良い。

さらには、使用される樹脂材料によって想定される所定の吸水膨張分を、上記ΔＣに加えてもよい。吸水膨張分は、例えば、使用する樹脂材料によって想定される平均含水率（相対湿度５０％、２３℃条件）等から設定することが可能である。

（実施例２）
続いて、実施例１について以下の点を変更した保持器１５について、切断部１４の円周方向幅ΔＣが設定される実施例２について説明する。

本実施例の軸受仕様の実施例１からの変更点は次の通りである。
＜軸受仕様＞
・保持器材質：ポリアミド４６（＋炭素繊維１５重量％含有）、線膨張係数：２５×１０^−６（Ｋ^−１）

この場合、切断部１４の円周方向幅ΔＣは、ΔＣ＝１９２．５π×（２５−１２．５）×１０^−６×８０＝０．６０４ｍｍとなり、切断部１４の円周方向幅ΔＣを０．６ｍｍとすれば良い。

（実施例３）
続いて、実施例１について以下の点を変更した保持器１５について、切断部１４の円周方向幅ΔＣが設定される実施例３について説明する。

本実施例の軸受仕様の実施例１からの変更点は次の通りである。
＜軸受仕様＞
・保持器材質：ポリアミド４６（＋炭素繊維３０重量％含有）、線膨張係数：８×１０^−６（Ｋ^−１）

この場合、切断部１４の円周方向幅ΔＣは、ΔＣ＝１９２．５π×（８−１２．５）×１０^−６×８０＝−０．２１８ｍｍとなり、切断部１４の円周方向幅ΔＣを０．０ｍｍとすれば良く、すきまを設けなくてもよいことになる。

本発明の転がり軸受は、例えば、産業機械、ロボットの関節部や旋回機構部、工作機械の主軸、回転テーブルや主軸旋回機構部、医療機器、半導体／液晶製造装置、光学及びオプトエレクトロニクス装置等の回転支持部に好適に利用できる。

１０転がり軸受
１１ａ内輪軌道面
１１内輪
１２ａ外輪軌道面
１２外輪
１３転動体
１４切断部
１５保持器
１６シール部材
１７リング部
１８柱部
１９ポケット部

Claims

外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、円周方向の少なくとも一カ所に切断部が形成され、前記複数の転動体を円周方向に略等間隔で保持する合成樹脂製の保持器と、を備えた転がり軸受において、
前記切断部の円周方向幅寸法をΔＣ、前記切断部における一方の柱部の円周方向幅寸法をＳ_１、前記切断部におけるもう一方の柱部の円周方向幅寸法をＳ_２、前記保持器の切断されていない柱部の円周方向幅寸法をＳ_３とした場合、Ｓ_３＝Ｓ_１＋Ｓ_２＋ΔＣ
の関係を満たすことを特徴とする転がり軸受。
前記転動体が、玉であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
前記転がり軸受の軸方向端面の少なくとも一方の端面に、接触型、または非接触型のシール部材を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受。
前記転動体が、円筒ころであることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。