JP2006170335A

JP2006170335A - Ｃｔスキャナ装置用玉軸受及びｃｔスキャナ装置

Info

Publication number: JP2006170335A
Application number: JP2004364163A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Katsuno; 美昭勝野
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2006-06-29

Abstract

【課題】ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けられるのは勿論のこと、高速化、低振動・低騒音化、省スペース化、高剛性化及び低コスト化を図る。【解決手段】外輪１０１の軌道溝１０１ａと内輪１０２の軌道溝１０２ａとの間に多数の玉１０３が転動自在に配設され、被検体１２の周囲を回転するＣＴスキャナ装置１０の回転部材１３の回転支持部に用いられる単列の玉軸受１００において、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、且つ前記単列玉軸受１００を２列背面組合せ構造とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＣＴスキャナ装置（Computerized Tomographic Scanner：コンピュータ断層撮影装置）に組み込まれ、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けられる玉軸受及び該玉軸受を組み込んだＣＴスキャナ装置に関する。

ＣＴスキャナ装置は、高効率化、高解像度化及び被検体である人等にやさしい環境を目指すべく、装置の高速化や低振動・低騒音化が求められている。
従って、被検体の周囲を回転するＣＴスキャナ装置の回転部材を支持する転がり軸受についても、上述した高速化、低振動・低騒音化の他に、省スペース化、高剛性（特に高モーメント剛性）化及び低価格化が要求されている。

また、最近、医療用のＣＴスキャナ装置においては、ヘリカル（らせん）ＣＴスキャナ装置やマルチスライスＣＴスキャナ装置等、短時間で検査が完了でき、且つ３次元的な画像出力が得られる高機能の装置が導入されており、これらの装置では高速化や低振動・低騒音特性の更なる向上が要求されている。
従来、ＣＴスキャナ装置の回転部材を支持する転がり軸受としては、高速性や低振動・低騒音化及びがたつきをなくすこと等の要求に対して、標準の単列深溝玉軸受ではその機能を満足できないため、以下に示す２列組合せアンギュラ玉軸受（例えば特許文献１及び特許文献２参照）や４点接触玉軸受（例えば特許文献３及び特許文献４参照）が用いられている。

（１）２列組合わせ玉軸受（図２５参照）
図２５は、内輪７と外輪８との間に複数の玉９が転動可能に配設されたアンギュラ玉軸受等を２列に組合わせている。また、ＣＴスキャナ装置用の転がり軸受として、軸受に発生するモーメント荷重を受けた時の軸受のがたつきを抑制するために組合せ方向は背面組合せ（接触角がハの字となり、モーメントの作用点間距離が長くなる組合せ）とし、高モーメント剛性化を図っている。更に、軸受に予圧をかけ、がたつきを無くしている。
しかし、２列組合わせ玉軸受の場合、単列軸受の２倍の軸方向スペースが必要となり、装置の大型化により検査時に人に圧迫感を与えてしまい、また、装置全体の高コスト化を招く。

また、２列組合せ玉軸受で、省スペース化を目的として、極薄肉の深みぞ玉軸受やアンギュラ玉軸受（図２６参照）を組み合わせたものがあり、これらの２列組合せ玉軸受は省スペース化の点では有利であるが、内外輪７，８のリング肉厚が非常に薄く、内外輪７，８の剛性が低いため、加工精度（特に真円度）が出にくく、且つ軸やハウジングに組み込んだ際（特に、軸やハウジングにすき間嵌合で組み込んだ際）、締め込みナットや外輪押え等の周辺部品の押し付け力により変形しやすく、組み込み精度の確保に手間を要する等の問題がある。また、場合によっては、組み込み時の変形により内外輪７，８の軌道溝が歪み、各玉９と軌道溝との接触部間で偏荷重が加わったり、玉９の円滑な転がり運動が阻害されることがある。

（２）４点接触玉軸受（図２７参照）
４点接触玉軸受は、図２７に示すように、内輪４と外輪５との間に多数の玉６が転動自在に配設されており、一つの軸受でラジアル荷重と両方向のアキシャル荷重、モーメント荷重を受けられ、また省スペース化が可能である。
４点接触玉軸受の場合、転動体が玉なので、純アキシャル荷重を受ける場合、又はラジアル荷重よりアキシャル荷重が優勢な場合、同寸法のアンギュラ玉軸受とトルクは略同等であるが、アキシャル荷重に対してラジアル荷重が優勢な場合、又は純ラジアル荷重を受ける場合、各玉６は軌道溝４ａ，５ａと４点で接触するため玉６と各軌道溝４ａ，５ａとのスピン滑りが大きく、その結果、トルクが大きくなり発熱や摩耗等の問題が発生する。また、アンギュラ玉軸受と同様に、高精度化と高剛性化を図るために軸受に予圧をかけることが多いが、この場合、玉６が常に内外輪軌道溝４ａ，５ａと４点で接触するため、トルクがさらに増加し、高速化を妨げると共に発熱や摩耗の問題が顕著化する。

実開平５−６６３２７号公報特開２００３−２７８７６５号公報特開平１１−６２９９０号公報特開２００３−１３９１４５号公報

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、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けられるのは勿論のこと、高速化、低振動・低騒音化、省スペース化、高剛性化及び低コスト化を図ることができるＣＴスキャナ装置用玉軸受及び該玉軸受を組み込んだＣＴスキャナ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に多数の玉が転動自在に配設され、被検体の周囲を回転するＣＴスキャナ装置の回転部材の回転支持部に用いられる単列の玉軸受であって、
軸方向断面幅Ｂと半径方向断面高さＨとの断面寸法比（Ｂ／Ｈ）が（Ｂ／Ｈ）＜０．６３であることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、回転部材に取り付けられたＸ線源から発射されたＸ線の被検体透過線量をＸ線検出器で検出することにより、被検体の任意部位の断層を撮影するＣＴスキャナ装置であって、
前記回転部材を回転可能に支持する転がり軸受として、請求項１に記載したＣＴスキャナ装置用玉軸受を用いたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、外輪の複列軌道溝と内輪の複列軌道溝との間に多数の玉が転動自在に配設され、被検体の周囲を回転するＣＴスキャナ装置の回転部材の回転支持部に用いられる複列の玉軸受であって、
軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、回転部材に取り付けられたＸ線源から発射されたＸ線の被検体透過線量をＸ線検出器で検出することにより、被検体の任意部位の断層を撮影するＣＴスキャナ装置であって、
前記回転部材を回転可能に支持する転がり軸受として、請求項３に記載したＣＴスキャナ装置用玉軸受を用いたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、例えば図１を参照して、外輪１０１の軌道溝１０１ａと内輪１０２の軌道溝１０２ａとの間に多数の玉１０３が転動自在に配設され、被検体の周囲を回転するＣＴスキャナ装置の回転部材の回転支持部に用いられる単列の玉軸受１００において、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。

ここで、図２２及び図２３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：φ２０３．２ｍｍ，軸受外径：φ２５４ｍｍ，軸受幅：２５．４ｍｍ，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２０参照：内輪を例示）及び半径方向の断面２次モーメントＩ（図２１参照）：Ｉ＝ｂｈ³／１２）を比較した結果を示している。

図２２及び図２３によると、（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、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。
従って、本発明では、従来の極薄肉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、軸やハウジングに組み込んだ場合（特に、軸やハウジングとすきま嵌合で組み込んだ場合）、内輪押えや外輪押え等で軸受を固定したときの内外輪の変形（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の他、発熱増大や摩耗、焼付き等の不具合を防止することができる。
つまり、従来使用されている極薄肉玉軸受に比較して、極薄肉玉軸受の持つ省スペース化に加え、高精度化を両立させることが可能である。

一方、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６９２４）、１０（例えば６０２８）、０２（例えば７２２４Ａ）、０３（例えば７３２２Ａ）の標準玉軸受では、軸受内径寸法がφ５ｍｍ〜φ１０００ｍｍにおいては、上述の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）は０．６３〜１．１７に設定されている。
したがって、これらの玉軸受の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）の最大値１．１７の約１／２倍、すなわち０．６３未満に設定することで、従来の標準単列玉軸受で最も幅狭の玉軸受より幅狭で、且つ従来の標準単列玉軸受の軸方向スペース以内に、請求項１に係る玉軸受を２列組み合わせて配置することができる。

例えば、従来の玉軸受の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）が（Ｂ／Ｈ）＝０．９であれば、本発明の軸受の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）を（Ｂ／Ｈ）＝０．４５とすればよい。また、本例の場合、組み合わせる２個の玉軸受の軸受の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）を同一にする必要はなく、例えば、片方を０．５０、もう一方を０．４０としてもよい。
なお、単列玉軸受は、１列では、予圧をかけたりモーメント荷重を負荷することは困難であるが、２列以上の多列組合せとすることで、ラジアル荷重・アキシヤル荷重及びモーメント荷重を負荷することが可能となる。

また、各玉が内外輪の軌道溝に対して常に２点で接触するので、４点接触玉軸受のように、玉の大きなスピンによるトルクの増加を抑制することができ、低発熱や摩耗の防止を実現することができる。
さらに、幅寸法が従来の標準単列玉軸受の約半分となることで、玉径も従来の玉軸受の半分程度となるが、逆に１列あたりの玉数が増加し、軸受剛性は従来の玉軸受に対して増加する。また、ＣＴスキャナ装置の回転部材の回転支持部に用いる場合においては、軸受サイズの割りには負荷荷重は比較的小さいので、玉径を小さくしたことにより軸受の負荷容量が低下しても転がり疲れ寿命時間が実用上で問題となることはない。

また、請求項３に係る発明は、例えば図１５を参照して、外輪２０１の複列軌道溝２０１ａ，２０１ｂと内輪２０２の複列軌道溝２０２ａ，２０２ｂとの間に多数の玉２０３が転動自在に配設され、被検体の周囲を回転するＣＴスキャナ装置の回転部材の回転支持部に用いられる複列の玉軸受２００において、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）を（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２としている。

複列玉軸受において、断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）を以上のような設定とすることで、請求項１に係る単列の幅狭玉軸受を２列組合わせとした場合と同様、従来の標準単列玉軸受の軸方向幅スペース内に請求項３に係る複列玉軸受を配置することが可能となり、また、予圧をかけたり、モーメント荷重を負荷すること等も可能となる。その他の作用効果は請求項１に係る単列の幅狭玉軸受を２列組合わせとした場合と同様である。

図２４は、各種軸受の計算モーメント剛性の比較である。同一サイズ（計算例は、軸受名番７９０６Ａ（接触角３０°）相当で、内外径寸法が同じ場合：内輪内径φ３０ｍｍ、外輪外径φ４７ｍｍ）では、請求項１に係る単列の幅狭アンギュラ玉軸受（接触角３０°：総玉軸受の計算例）を２列組合わせ、且つ内外輪の軌道溝曲率半径を変化させた本発明例Ａ〜Ｅは、いずれも標準２列組合わせアンギュラ玉軸受及び４点接触玉軸受に比べてモーメント剛性が大きくなっている。例えば、本発明例Ｂは、標準２列組合わせアンギュラ玉軸受の１．９倍、４点接触玉軸受の３．３倍のモーメント剛性を保持させることが可能である。

なお、それぞれの設計予圧すきまは、本発明例Ａ〜Ｅ、標準２列組合わせアンギュラ玉軸受及び４点接触玉軸受は、−０．０１０ｍｍと実用上の標準的な値として計算している。
なお、本発明に係る幅狭玉軸受の適正な玉径は、シール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、玉と内外輪の軌道溝との接触部間の面圧が増加し、耐圧痕性が低下するため、おおむね、軸受幅（Ｂ）又は（Ｂ２／２）の３０％〜９０％が望ましい。

さらに、本発明をアンギュラ玉軸受に適用した場合、軸受の接触角は必要な剛性（例えば、モーメント剛性）及び要求トルクにより選ぱれるが、おおむね１０〜６０°の範囲が望ましい。
さらに、荷重の方向や大きさに合わせて、必要に応じて、組合わせた各単列軸受の接触角、あるいは複列軸受の場合は各列間の接触角を変えても構わない。
さらには、内外輪軌道溝の曲率半径は、要求される剛性やトルク特性に応じて、５１〜６０％Ｄａ（Ｄａ：玉径）、好ましくは５２〜５６％Ｄａ、より好ましくは５２〜５４％Ｄａ程度とする。また、内外輪のそれぞれの軌道溝の曲率半径は同一でなくてもよいし、組み合される単列軸受間や複列軸受の各列間で異なってもよい。

本発明によれば、被検体の周囲を回転するＣＴスキャナ装置の回転部材の回転支持部に用いられる玉軸受において、単列玉軸受の場合に、軸方向断面幅Ｂと半径方向断面高さＨとの断面寸法比（Ｂ／Ｈ）を（Ｂ／Ｈ）＜０．６３とし、複列玉軸受の場合に、軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）を（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２とすることで、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けることができると共に、高速化、低振動・低騒音化、軸方向の省スペース化、高剛性化及び低コスト化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明の第１の態様（請求項１に対応）の実施の形態の一例である単列玉軸受を説明するための要部断面図、図２は図１の単列玉軸受を２列組み合わせた状態を示す要部断面図、図３〜図１４は本発明の第１の態様の他の実施の形態を説明するための図、図１５は本発明の第２の態様（請求項３に対応）の実施の形態の一例である複列玉軸受を説明するための要部断面図、図１６〜図１８は本発明の第２の態様の他の実施の形態である複列玉軸受を説明するための要部断面図、図１９は医療用ＣＴスキャナ装置の一例を説明するための概略図である。

まず、図１９を参照して、ＣＴスキャナ装置について説明すると、このＣＴスキャナ装置１０は医療用のもので、装置架台１１に被検体１２の周囲を回転する回転部材１３が大口径の玉軸受Ａを介して回転可能に支持されている。なお、この例では、玉軸受の内輪を回転輪としているが、外輪を回転輪としてもよい。
回転部材１３には、Ｘ線源としてのＸ線管球１４と、該Ｘ線管球１４から照射されたＸ線の透過線量を検出する高感度Ｘ線検出器１５とが少なくとも一対互いに対向して設けられている。

回転部材１３の回転により、可動ベッド１６に乗った被検体１２である人体の周りをＸ線管球１４及び高感度Ｘ線検出器１５が回転し、被検体１２の任意部位の断層写真を撮影する。なお、ＣＴスキャナ装置の構造は図示の例に限定されるものではなく、他の構造のＣＴスキャナ装置も採用可能である。また、ＣＴスキャナ装置は医療用に限らず、被検体の断層写真を撮影するものであれば他の用途のＣＴスキャナ装置も採用可能である。

以下、ＣＴスキャナ装置用玉軸受Ａの具体例について詳述する。
本発明の第１の態様（請求項１に対応）の実施の形態の一例である単列玉軸受１００は、図１に示すように、外輪１０１の軌道溝１０１ａと内輪１０２の軌道溝１０２ａとの間に多数の玉１０３が転動自在に配設され、被検体１２の周囲を回転するＣＴスキャナ装置１０の回転部材１３の回転支持部に用いられる単列の総玉のアンギュラ玉軸受１００において、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。
ここで、この実施の形態では、図２に示すように、アンギュラ玉軸受１００を２列背面組合せとし、７８／９００Ａ（接触角３０°）の２列組合せアンギュラ玉軸受と置き換える場合を例に採る。

７８／９００Ａのアンギュラ玉軸受は、内輪内径φ９００ｍｍ、外輪外径φ１０９０ｍｍ、軸方向断面幅（軸受単体幅）Ｂが８５ｍｍであるので、断面寸法比（Ｂ／Ｈ）＝０．８９５である。したがって、本実施形態のアンギュラ玉軸受１００では、断面寸法比（Ｂ／Ｈ）＝０．４４８（内輪内径及び外輪外径はそのままで、軸方向断面幅（軸受単体幅）を４２．５ｍｍとした）としている。これにより、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けることができると共に、高速化、低振動・低騒音化、軸方向寸法で１／２の省スペース化、高剛性化及び低コスト化を図ることができる。

もちろん、必要に応じて、アンギュラ玉軸受１００の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）を０．４４８未満或いは０．４４８を超える（但し（Ｂ／Ｈ）＜０．６３）ように設定してもかまわない。因みにアンギュラ玉軸受１００の接触角は例えば３０°としている。
なお、本実施形態では、玉１０３のピッチ円直径は次式（１）のとおりとしているが、軸受１列あたりの玉数を増やして更にモーメント剛性を増加させたい場合は、次式（２）を採用して、玉１０３のピッチ円直径を外輪側にずらして図３に示す構造としてもよいし、必要に応じて次式（３）を採用して逆に玉１０３のピツチ円直径を内輪１０２側にずらしてもよい（図示せず）。
玉のピッチ円直径＝（内輪内径＋外輪外径）／２ …（１）
玉のピッチ円直径＞（内輪内径＋外輪外径）／２ …（２）
玉のピッチ円直径＜（内輪内径＋外輪外径）／２ …（３）

また、必要に応じて、図４に示すように、組み合わされる左右の玉軸受の玉ピッチ円直径を同―値とせずともよいし、組み合わされる左右の玉軸受の玉１０３の径を同一値としなくてもよい。加えて、組み合わせる２個の玉軸受の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）は同一でなく、例えば玉径の小さい方を（Ｂ／Ｈ）＝０．３５、玉径の大きい方を（Ｂ／Ｈ）＝０．５４５としても構わない。更に、玉１０３の軸方向ピッチも軸方向中心でなくともよく、シールや保持器の装着有無やモーメントの作用点間距離の確保等のために玉１０３の軸方向ピッチを軸方向にずらしてもよい。

図５は、軸方向の一方の端部に環状シール体１０４を装着したアンギュラ玉軸受１００を２列背面組み合わせたものである。
軸方向の一方の端部に環状シール体１０４を装着したアンギュラ玉軸受１００を２列組み合わせて機械等に取り付けた後（シール取り付け面を外側に向けて組み合わせる）は、軸受使用中に外部からの異物やごみ等の侵入及び封入グリースの外部への洩れを防止することが可能である。環状シール体１０４は、この実施の形態では、外輪１０１のシール溝１０４ａに押し込んで挿入する非接触型（内輪１０２と非接触）で金属芯金１０５の補強タイプのゴムシール（例えばニトリルゴム・アクリルゴムやフッ素ゴム）１０６とし、組み合わせ端面と反対側のみ環状シール体１０４を装着して省スペース化を図っている。

図６は、軸方向の両端部に環状シール体１０４を装着したアンギュラ玉軸受１００を示したものである。
軸方向の両端部に環状シール体１０４を装着したアンギュラ玉軸受１００を機械等に取り付けた後は、軸受使用中に外部からの異物やごみ等の侵入を防止すると共に、軸受取扱い時や軸やハウジングヘの組込み時においても、異物やごみ等の侵入及び封入グリースの外部への洩れを防止することが可能となる。組み合わせについては、２列でモーメント剛性を増加させるためには、モーメントの作用点距離が大きくとれる背面組み合わせ（図２等で接触角がハの字の向きとなっている）を採用するのが望ましい。

更に剛性が必要な場合は、図７及び図８に示すように、３列以上の多列組み合わせとしても構わないし、何らかの理由（例えば、軸受組込み時にミスアライメント発生が避けられず、軸受の内部荷重負荷を極力抑えたい場合等）で、モーメント剛性を小さくしたい場合は、図９に示すように、正面組み合わせ（接触角の向きが逆ハの字）等の配列としてもよい。

更には、モーメント荷重や両方のアキシアル荷重を負荷するためには、２列以上の組み合わせ軸受とする必要があるが、荷重条件や方向に応じて使用条件上で可能であれば、単列軸受で使用してもかまわない。
また、本実施形態では、アンギュラ玉軸受としているが、深みぞ玉軸受等その他の玉軸受としてもよい。環状シール体は、図５及び図６で示した非接触型ではなく、接触型の金属芯金補強タイプのゴムシール（ゴム材質は、例えばニトリルゴム・アクリルゴムやフッ素ゴム）でもよいし、外輪１０１のシール溝に加締め加工する金属シールド板でもかまわない。また、環状シール体を内輪１０２側のシール溝に押し込んで挿入したり、又は加締め加工で取り付けるようにしてもよい（外輪と接触又は非接触する構造）。

内輪１０２、外輪１０１及び玉１０３の材料は、標準的な使用条件では軸受鋼（例えば、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３など）とするが、使用環境に応じて、耐食材料であるステンレス系材料（例えば、ＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテンサイト系ステンレス鋼材やＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼材、ＳＵＳ６３０等の析出硬化系ステンレス鋼材など）、チタン合金やセラミック系材料（例えば、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂等）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、高温環境用途などではフッ素系グリースまたはフッ素系の油、あるいはフッ素樹脂、ＭｏＳ₂などの固体潤滑剤を使用することができる。
図１０は、軸方向の一方の端部（組合せ側端面と反対側の端部）に環状シール体１０４を装着し、且つ玉１０３を転動可能に保持する保持器１１０を備えたアンギュラ玉軸受１００を２列背面組み合わせたものである。

保持器１１０としては、例えば、図１１〜図１４（ａ）に示すように、円環部１１１と、該円環部１１１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１１２と、各柱部１１２間に形成されて玉１０３を周方向に転動可能に保持するポケット部１１３とを備えた柔軟性のある冠形保持器を採用している。保持器１１０の材質は、例えば、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の合成樹脂材とし、必要に応じて、合成樹脂材にガラス繊維や炭素繊維等の補強材を混入した材料を用いる。

また、この実施の形態では、軸受の負荷容量や剛性を上げるために、隣り合う玉１０３間の円周方向ピッチは極力小さくし、できる限り玉数を多くしている。更に、玉１０３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１０：Ｘ₁＞Ｘ₂）、保持器１１０の円環部１１１が軸受組合せ端面側になるように配置しており、円環部１１１の軸方向肉厚の増加ができ、かつ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。

なお、総玉軸受の場合も、環状シール体の装着の有無等、必要に応じて同様に玉の軸方向ピッチを幅中央ではなく、軸方向の左右いずれかの方向（軸受合わせ端面側、あるいは反対側）にずらしてもかまわない。
保持器付きの軸受は、回転が１方向の連続回転や大きなモーメント荷重が加わる条件等、各玉の接触角の変化により、各玉の公転速度のばらつきが発生しやすい条件等で、総玉軸受を使用した場合の玉間の接触や玉つまりが生じやすい用途で低トルク、低発熱等の点で、より良い効果を発揮する。

更に、本実施形態では、ポケット部１１３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１０２及び外輪１０１に組み込む際、玉１０３の脱落がなく軸受の組立が容易である。
保持器の形状は、本実施形態に限定されず、各玉１０３間に配置するセパレータタイプの保持器の他、いずれの方式でもよい。また、材料も合成樹脂材ではなく、金属材料でもかまわない。
また、図１４（ｂ）は図１４（ａ）と基本構造は同様な冠形保持器であるが、円環部１１１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１１３間を予め切断して、各切断面間に所定のすき間を持たせた構造としている。

このような構造を採用することで、保持器と内外輪との熱膨張係数差及び保持器の寸法精度や真円度のばらつき（特に軸受サイズが大きい本実施形態のような場合）により、転動体ピッチ円径と保持器のピッチ円径がずれた場合でも、片持ち形状であることによる半径方向の柔軟性と、各切断面間のすき間による円周方向の弾力的変形（円周方向の柔軟性）を兼ね備えることとなるため、玉１０３とポケット部１１３間の突っ張り力を緩衝して、保持器の損傷や摩耗を防止すると共に、玉１０３とポケット部１１３内面とのすべり接触抵抗によるトルクむらや発熱をより軽減することができる。

また、本発明の玉軸受は、構造上、使用玉径が小さくなるため、保持器の円環部１１１の半径方向の厚みは厚くできず（図１０からも理解できるように、保持器は内輪外径と外輪内径との間の空隙部に適度なすき間を設けて位置決めさせる必要があり、この内輪外径と外輪内径との間の空隙部は玉径と略比例関係にあるので狭い）、更に、幅狭構造により、軸方向の間隙部も狭く、軸方向厚みも薄くせざるを得ない。このため、標準サイズの軸受より保持器の円環部が極めて薄肉であり、真円度等の寸法精度を出しにくくなるので、円環部１１１を図１４（ｂ）のようにした保持器構造は、特に上述した保持器の損傷や摩耗防止効果及びトルクむらや発熱の軽減に関して効果が得られる。

また、対象とする用途は、軸受のｄｍｎ値（ｄｍ：転がり軸受の転動体ピッチ円直径（ｍｍ）とｎ：回転速度（ｍｉｎ^-1）との積）がせいぜい２０万〜３０万以下の場合が多く、これらの用途に本発明を適用する場合、図１４（ｂ）のような保持器構造としても、遠心力による悪影響は発生しない。なお、必要に応じて、円環部１１１の切断箇所は円周方向で２カ所以上としても構わない。この場合、切断箇所は、可能な限り円周方向で等分とすることが望ましい。また、本発明の玉軸受をＣＴスキャナ装置に適用する場合、剛性を高くするため、通常、予圧を付与して使用するが、条件に応じて、すきまで使用してもよい。

次に、図１５を参照して、本発明の第２の態様（請求項３に対応）の実施の形態の一例である複列玉軸受を説明する。
この複列玉軸受２００は、外輪２０１の複列軌道溝２０１ａ，２０１ｂと内輪２０２の複列軌道溝２０２ａ，２０２ｂとの間に多数の玉２０３が転動自在に配設され、被検体１２の周囲を回転するＣＴスキャナ装置１０の回転部材１３の回転支持部に用いられる複列総玉アンギュラ玉軸受２００であって、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）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２とされており、玉ピッチ円直径が半径方向断面高さの中央に設定されている。
ここで、この実施の形態では、複列玉軸受２００を７８／９００Ａ（接触角３０°）の２列組合せアンギュラ玉軸受に置き換えた場合を例に採る。

７８／９００Ａは、内輪内径φ９００ｍｍ、外輪外径φ１０９０ｍｍ、軸方向断面幅（軸受単体幅）：Ｂが８５ｍｍであるので、断面寸法比（Ｂ／Ｈ）＝０．８９５である。したがって、本実施形態の複列アンギュラ玉軸受２００では、断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）＝０．８９５（内輪外径及び外輪外径はそのままで、軸方向断面幅（軸受単体幅）：Ｂ２を８５ｍｍとした）としている。これにより、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けることができるのは勿論のこと、高速化、低振動・低騒音化、軸方向寸法で１／２の省スペース化、高剛性化及び低コスト化を図ることができる。

もちろん、必要に応じて、断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）を０．８９５未満或いは０．８９５を超える（但し、（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２）ように設定してもよい。因みに複列アンギュラ玉軸受２００の各列の接触角は、例えば３０°としている。
なお、図１６は、モーメント剛性をあげるため、複列総玉アンギュラ玉軸受２００で玉ピッチ円直径を外径側にずらした例であり、図１７は、複列総玉アンギュラ玉軸受２００で各列の玉径や玉ピッチ円直径を変えた例であり、図１８は、軸方向の両端部に環状シール体１０４を装着した複列総玉アンギュラ玉軸受２００で、モーメント剛性をあげるため、玉ピッチ円直径を外径側にずらした例である。
いずれの例の場合も、環状シール体、保持器等の構造や装着の有無の他、構造に関する適用例は、上記第１の態様の実施の形態で記載した単列玉軸受に準ずる。また、上記第１の態様の実施の形態と同様に、予圧及びすき間のいずれの条件で使用してもよい。

本発明の第１の態様（請求項１に対応）の実施の形態の一例である単列玉軸受を説明するための要部断面図である。図１の単列玉軸受を２列組み合わせた状態を示す要部断面図である。本発明の第１の態様の他の実施の形態である単列玉軸受を２列組み合わせた状態を示す要部断面図である。図１の単列玉軸受と他の実施の形態である単列玉軸受とを２列組み合わせた状態を示す要部断面図である。本発明の第１の態様の他の実施の形態である単列玉軸受を２列組み合わせた状態を示す要部断面図である。本発明の第１の態様の他の実施の形態である単列玉軸受を説明するための要部断面図である。図１の単列玉軸受を３列組み合わせた状態を示す要部断面図である。図１の単列玉軸受を４列組み合わせた状態を示す要部断面図である。図１の単列玉軸受を２列正面組合せで組み合わせた状態を示す要部断面図である。本発明の第１の態様の他の実施の形態である単列玉軸受を２列組み合わせた状態を示す要部断面図である。保持器の径方向に沿う断面図である。保持器を径方向内側から見た部分斜視図である。図１１の矢印Ｂ方向から見た図である。（ａ）は図１１の矢印Ａ方向から見た図、（ｂ）は（ａ）の変形例を示す図である。本発明の第２の態様（請求項３に対応）の実施の形態の一例である複列玉軸受を説明するための要部断面図である。本発明の第２の態様の他の実施の形態である複列玉軸受を説明するための要部断面図である。本発明の第２の態様の他の実施の形態である複列玉軸受を説明するための要部断面図である。本発明の第２の態様の他の実施の形態である複列玉軸受を説明するための要部断面図である。医療用ＣＴスキャナ装置の一例を説明するための概略図である。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）と断面２次モーメントＩとの関係を示すグラフ図である。各種軸受での計算モーメント剛性の比較を示すグラフ図である。従来の２列組合せアンギュラ玉軸受の要部断面図である。従来の極薄肉断面の２列組合せアンギュラ玉軸受の要部断面図である。４点接触玉軸受の要部断面図である。

符号の説明

１０ＣＴスキャナ装置
１２被検体
１３回転部材
１４Ｘ線管球（Ｘ線源）
１５Ｘ線検出器
１００単列玉軸受
１０１外輪
１０１ａ外輪軌道溝
１０２内輪
１０２ａ内輪軌道溝
１０３玉
１０４環状シール体

Claims

外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に多数の玉が転動自在に配設され、被検体の周囲を回転するＣＴスキャナ装置の回転部材の回転支持部に用いられる単列の玉軸受であって、軸方向断面幅Ｂと半径方向断面高さＨとの断面寸法比（Ｂ／Ｈ）が（Ｂ／Ｈ）＜０．６３であることを特徴とするＣＴスキャナ装置用玉軸受。
回転部材に取り付けられたＸ線源から発射されたＸ線の被検体透過線量をＸ線検出器で検出することにより、被検体の任意部位の断層を撮影するＣＴスキャナ装置であって、
前記回転部材を回転可能に支持する転がり軸受として、請求項１に記載したＣＴスキャナ装置用玉軸受を用いたことを特徴とするＣＴスキャナ装置。
外輪の複列軌道溝と内輪の複列軌道溝との間に多数の玉が転動自在に配設され、被検体の周囲を回転するＣＴスキャナ装置の回転部材の回転支持部に用いられる複列の玉軸受であって、
軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）が（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２であることを特徴とするＣＴスキャナ装置用玉軸受。
回転部材に取り付けられたＸ線源から発射されたＸ線の被検体透過線量をＸ線検出器で検出することにより、被検体の任意部位の断層を撮影するＣＴスキャナ装置であって、
前記回転部材を回転可能に支持する転がり軸受として、請求項３に記載したＣＴスキャナ装置用玉軸受を用いたことを特徴とするＣＴスキャナ装置。