JP2006322592A - 超薄肉形転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 分割型保持器を備えた超薄肉形転がり軸受に関し、異音の発生防止
【解決手段】 この超薄肉形転がり軸受は、樹脂製セグメント５１を円弧状に結合した円弧状保持器５２を、周方向に５つ以上に間隔を空けて配設した保持器５０を備えている。この超薄肉形転がり軸受によれば、各円弧状保持器５２の挙動が安定し、異音の発生を低く抑えることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は超薄肉形転がり軸受に関するものである。

超薄肉形転がり軸受１０は、例えば、図１に示すように、医療機器の一種であるＣＴスキャナ装置１１に用いられている。ＣＴスキャナ装置１１は、Ｘ線管装置１２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ー１３、強度分布を制限するスリット１４を介して被写体１５に照射するものである。被写体１５を通過したＸ線は検出器１６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１２、ウェッジフィルター１３、スリット１４、検出器１６などの各部品は、超薄肉形転がり軸受１０を介して回転自在に支持された略円筒状の回転架台１７に装着され、この回転架台１７の回転駆動によって被写体１５の周囲を各部品が回転する。対向するＸ線管装置１２と検出器１６の被写体１５まわりの回転運動により、被写体１５の検査断面内のあらゆる点ですべ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ミングされた再構成プログラムにより断層画像を得る。

ＣＴスキャナ装置１１においては、固定架台１８の内周面が被写体１５が入る程度の大径（概ね直径１ｍ程度）に形成されており、固定架台１８と回転架台１７の間の軸受には、直径に対して断面が著しく小さい超薄肉形転がり軸受１０が使用されている。斯かるＣＴスキャナ装置用の超薄肉形転がり軸受１０には、一般的に複列アンギュラ玉軸受と単列４点接触軸受が用いられている。

複列アンギュラ玉軸受２０は、図２に示すように、２個のアンギュラ玉軸受２１、２２を対向させて用い、アキシアル内部隙間の調整あるいは予圧を与えることによりアキシアル方向の動きを規制している。単列４点接触軸受３０は、図３に示すように、内輪３１および外輪３２に、２つの曲面３３〜３６で谷状に形成した軌道溝３７、３８を形成し、内輪３１と外輪３２の軌道溝３７、３８間に、保持器３９で保持した複数のボール４０（転動体）を配設したものである。この単列４点接触軸受３０は、ボール４０を両軌道溝３７，３８間にしっかりと挟持しており、かつ、それぞれ一体に形成された内外輪３１、３２の剛性も高いので、簡単な構成で負荷容量の高いものを得ることができる。

また、ＣＴスキャナ装置１１においては、固定架台１８と被検体１５が入る空間を確保直径が１ｍ程度の大型のものであるから、ＣＴスキャナ装置１１用の超薄肉形転がり軸受１０には分割型保持器が多用されている（特開２００４−１２５０８８号公報）。分割型保持器３９は、図４（ａ）に示すように、複数の円弧状のセグメント４１を環状に結合したものである。セグメント４１は、例えば、図４（ｂ）に示すように、両端部に凹部４２と凸部４３を設け、隣合うセグメント４１の凹部４２と端部４３を嵌合して結合している。
特開２００４−１２５０８８号公報

従来の分割型保持器は、複数の円弧状のセグメントを環状に繋ぎ合わせて一体型にしているが、４点接触軸受では、複列アンギュラ玉軸受のように、予圧を与えられていないので、転動体と軌道面の間にはクリアランスが存在する。そして、ＣＴスキャナ装置に組み込まれると、自重や組付け誤差などにより、転動体の転動に対して負荷が大きい部分（負荷圏）と小さい部分（非負荷圏）が生じる場合がある。負荷圏では非負荷圏に比べて、転動体の転動に対する抵抗が大きいので、保持器の挙動が不安定になり、異音が生じる場合がある。ＣＴスキャナ装置のように、装置自体の低騒音化が求められる機械では、このような異音の発生はできるかぎり抑えなければならない。特に、セグメントを結合した分割型保持器では、各セグメント間の隙間分だけガタが大きい。

本発明に斯かる超薄肉形転がり軸受は、２つの曲面で谷状に形成した軌道溝を備えた内輪および外輪と、内輪と外輪の軌道溝間に介在する複数の転動体と、転動体を保持するポケットを備えた複数の円弧状の樹脂製セグメントを接合した保持器とを備えた超薄肉形転がり軸受において、保持器は樹脂製セグメントを円弧状に結合した円弧状保持器を、周方向に５つ以上に間隔を空けて配設したことを特徴としている。

この超薄肉形転がり軸受によれば、保持器は樹脂製セグメントを円弧状に結合した円弧状保持器を、周方向に５つ以上に間隔を空けて配設したので、独立した一の円弧状保持器には、部分的に転動体から受ける負荷の差が小さい。このため、ＣＴスキャナ装置の回転架台の回転支持用に本発明の超薄肉形転がり軸受を用いた場合でも、各保持器の挙動が安定するので、異音が発生するのを防止することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る超薄肉形転がり軸受を図面に基づいて説明する。なお、図面には同じ作用を奏する部材・部位に同じ符号を付している。

この超薄肉形転がり軸受３０は、図３に示すように、内輪３１と、外輪３２と、内輪３１と外輪３２の間に介在する複数の転動体としてのボール４０と、転動体４０を保持する保持器５０とを備えている。

内輪３１および外輪３２は、それぞれ２つの曲面３３〜３６で谷状に形成した軌道溝３７、３８を備えており、内輪３１と外輪３２をラジアル方向に押し付けたときに、ボール４０が内外輪３１、３２の軌道溝３７、３８に４点で接するようになっている。なお、ボール４０は通常の使用状態では内外輪３１、３２の軌道溝３７、３８に２点接触で転動する。

保持器５０は、図５に示すように、樹脂製セグメント５１を円弧状に結合した円弧状保持器５２を、周方向に５つ以上に間隔を空けて配設したものである。図示は省略するが、一つの円弧状保持器５２には１０〜３５個のボールを収容するポケットがあり、各ポケットにボールを収容している。この実施形態では、一つの円弧状保持器５２には１８〜２１個のボールを収容するポケットがあり、各ポケットにボールを収容している。

この超薄肉形転がり軸受３０は、全体として直径が概ね１ｍのもので、図１に示すように、ＣＴスキャナ装置１１の回転架台１７と固定架台１８との間に配設され、内輪３１を固定架台１８に取り付け、外輪３２を回転架台１７に取り付けている。

この超薄肉形転がり軸受３０によれば、図５に示すように、周方向に５つに分断され、それぞれ樹脂製セグメント５１を円弧状に結合した保持器５２を、間隔を空けて配設しているので、独立した一の円弧状保持器５２の各部位を比較するとボール４０から受ける負荷の差が小さい。このため、各円弧状保持器５２の挙動が安定し、異音が発生するのを防止することができる。

本発明者らは、上記実施形態に係る軸受の効果を確認するため、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、周方向の１箇所で分断した保持器６１、３箇所で分断した保持器６２、５箇所で分断した保持器５０を用いて比較試験をした。この試験では、それぞれ、図３に示すように、周方向に均等な６箇所にスペーサ６４を間に挟んで超薄肉形転がり軸受３０の外輪３２を固定部材６５に固定した。そして、一の部分のスペーサ６４の厚さを９．６ｍｍとし、他の部分を１０ｍｍとして、外輪３２に歪を与えてボール４０の転動に対する抵抗を部分的に大きくした負荷圏を形成した。

この結果、保持器を周方向に分断した数に比例して保持器の挙動が安定し、周方向１箇所で分断した保持器６１、３箇所で分断した保持器６２に比べて、５箇所で分断した保持器５０は、各円弧状保持器５２の挙動が安定し、異音の発生を小さく抑えることができた。

以上、本発明の一実施形態に係る超薄肉形転がり軸受を説明したが、本発明に係る超薄肉形転がり軸受はこれに限定されるものではない。

保持器は周方向に５つ以上に分断すれば、各円弧状保持器の挙動が安定し、異音の発生を低く抑えることができ、例えば、６つや８つに分断してもよい。

ＣＴスキャナ装置を示す図。 複列アンギュラ玉軸受を示す図。 単列４点接触軸受を示す図。 （ａ）は分割型保持器を示す図であり、（ｂ）は分割型保持器のセグメントの結合構造を示す図。 周方向の５箇所を分断した保持器を示す図。 （ａ）は周方向の１箇所を分断した保持器を示し、（ｂ）は周方向の３箇所の分断した保持器を示す図。

符号の説明

５０ 保持器
５１ 樹脂製セグメント
５２ 円弧状保持器

Claims (3)

1. ２つの曲面で谷状に形成した軌道溝を備えた内輪および外輪と、前記内輪と外輪の軌道溝間に介在する複数の転動体と、前記転動体を保持するポケットを備えた複数の円弧状の樹脂製セグメントを接合した保持器とを備えた超薄肉形転がり軸受において、
   前記保持器は樹脂製セグメントを円弧状に結合した円弧状保持器を、周方向に５つ以上に間隔を空けて配設したことを特徴とする超薄肉形転がり軸受。
2. 円弧状保持器はそれぞれ１０〜３５個の転動体を保持していることを特徴とする請求項１に記載の超薄肉形転がり軸受。
3. ＣＴスキャナ装置の回転架台と固定架台との間に装着される請求項１に記載の超薄肉形転がり軸受。

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