JP2006105384A

JP2006105384A - 複列玉軸受

Info

Publication number: JP2006105384A
Application number: JP2004333587A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Katsuno; 美昭勝野
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2006-04-20

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、軸方向の省スペース化及び低トルク化を図ると共に、更なる高剛性化を図り、
更に、組込容易性を損なうことなく回転精度の高精度化を実現する。
【解決手段】外輪２０１の複列軌道溝２０１ａ，２０１ｂと内輪２０２の複列軌道溝２
０２ａ，２０２ｂとの間に多数の玉２０３が転動自在に配設された複列玉軸受２００にお
いて、軸方向断面幅Ｂ２と半径方向断面高さＨ２との断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）を（Ｂ２
／Ｈ２）＜１．２とし、且つ前記内輪２０２を軸方向の略中央部で分割する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば産業機械、ロボット、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に用いられる複列玉軸受に関し、特に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複列玉軸受に関する。

一つの転がり軸受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ら
れるものとしては、クロスローラ軸受（例えば特許文献１及び特許文献２参照）、４点接
触玉軸受（例えば特許文献３及び特許文献４参照）が知られている。
クロスローラ軸受は、図２４に示すように、内輪１と外輪２の間に円筒形の多数のころ
３が転動自在に配設されており、４点接触玉軸受は、図２５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いる。また、転がり軸受を組み合わせるこ
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ものとしては、
２列組合せ深みぞ玉軸受や、図２６に示すように、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を組み合わせた２列組合せアンギュラ玉軸受等が
ある（例えば特許文献５及び特許文献６参照）。

しかしながら、クロスローラ軸受の場合は、転動体が円筒形のころ３で、且つ軌道溝１
ａ，２ａに対してころ３の転がり接触面が線接触しているので、トルクが大きく、しかも
、軸やハウジングに組み込んだ時のわずかな変形により、前記線接触部分の接触状態が不
均一となり、トルクむらが発生しやすい。
４点接触玉軸受では、転動体が玉６なので、純アキシアル荷重を受ける場合又はラジア
ル荷重よりアキシアル荷重が優勢な場合、同寸法のクロスローラ軸受よりトルクが小さい
一方で、アキシア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と軌道溝４ａ，５ａとの
スピン滑りが大きく、トルクが大きい。

また、アーム形ロボットの旋回関節部等にクロスローラ軸受や４点接触玉軸受を使用す
る場合、アーム先端での部品保持時のオーバーハング荷重等によるアーム先端部のたわみ
を極力小さくするために、軸受内部にあらかじめ、予圧をかけてモーメント剛性を増加さ
せる対策もとられるが、これらの軸受で予圧をかけると、トルクが極端に増加し、駆動モ
ータの高馬力化やトルクむらを含む回転不良等の問題が発生しやすくなる。

２列組合せ玉軸受の場合は、それぞれの単列軸受において、玉と内外輪の軌道溝間は２
点接触であるので低トルク化は図れるものの、単列軸受の２倍の軸方向幅スペースが必要
となり、コンパクト化の点で、クロスローラ軸受や４点接触玉軸受に劣る。また、標準の
アンギュラ玉軸受の場合、封入グリースを外部に漏らさないことや異物やごみ等を軸受内
部に混入させないためのシールが装着されていない等の問題もあり、仮にシールを装着す
ると、今まで以上に軸方向幅が増加してしまう。

更に、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２７参照）を組み合わせたものがあり、図２８に示すように、内輪７及
び外輪８はそれぞれ内輪押え１０や外輪押え１１を介して軸１２やハウジング１３にボル
ト１４を利用して締結され、外輪押え１１は外輪８の外径面の一部、内輪押え１０は軸１
２の外径面の一部に嵌合して、軸１２を介して軸受と芯がずれないように位置決めされて
いる。

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、加工精度が出にくく、且つ軸１２
やハウジング１３に組み込んだ際、内輪押え１０や外輪押え１１等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。

また、予め予圧が設定された２列組合わせ玉軸受においては、軸及びハウジングに軸受
をすきま嵌合で組み込んだ際、次の現象が起こることが経験上判っている。
内輪回転条件では、軸と内輪がすきま嵌合の場合、組み合される内輪どうしの内輪内径
の半径方向中心（＝内輪軌道溝の半径方向中心）がずれると、内輪軸の振れ回り（籾摺り
運動のような一回転に一回の振れ回り運動）が大きくなる。この状態で、回転しない外輪
外径の半径方向中心（＝外輪軌道溝の半径方向中心）がずれても、内輪側（軸）の振れ回
りへの影響はない。

一方、外輪回転条件では、ハウジングと外輪がすきま嵌合の場合、組み合される外輪ど
うしの外輪外径の半径方向中心（＝外輪軌道溝の半径方向中心）がずれると外輪と一体と
なったハウジング軸の振れ回り（籾摺り運動のような一回転に―回の振れ回り運動）が大
きくなる。この状態で、回転しない内輪内径の半径方向中心（＝内輪軌道溝の半径方向中
心）がずれても、外輪側（ハウジング軸）の振れ回りへの影響はない。

以上の現象から、２列組合わせ玉軸受を精度を損なわずに軸やハウジングに組み込む場
合、回転軸に合わせて、内輪内径と軸、あるいは外輪外径とハウジングはいずれか一方は
締め代嵌合とする必要があるが、この場合、軸受の組込容易性が損なわれてしまう問題が
ある。
実公平１−４４８０６号公報特開昭６３−２１３４５７号公報特開平１１−６２９９０号公報特開２００３−１３９１４５号公報実開平５−６６３２７号公報特開２００３−２７８７６５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、軸方向の省スペース
化及び低トルク化を図ることができると共に、更なる高剛性化を図ることができ、更に、
組込容易性を損なうことなく回転精度の高精度化を実現することができる複列玉軸受を提
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た複列玉軸受において、
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）を（Ｂ２／Ｈ
２）＜１．２とし、且つ前記内輪を軸方向の略中央部で分割したことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記内輪の内径面の分割位置に止め輪溝を
形成し、該止め輪溝に分解防止用の止め輪を着脱可能に装着し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
自在に配設された複列玉軸受において、
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）を（Ｂ２／Ｈ
２）＜１．２とし、且つ前記外輪を軸方向の略中央部で分割したことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項３において、前記外輪の外径面の分割位置に止め輪溝を
形成し、該止め輪溝に分解防止用の止め輪を着脱可能に装着したことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記外輪又は前記内輪
の軸方向の少なくとも一方の端部に環状シール体を装着し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
在に配設された複列玉軸受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、且つ内輪２０２を軸方向の略中央部で２つの分割内輪２０２ｄに分割し
ている。

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６８００）、１９
（例えば６９０１）、１０（例えば６００３）、０２（例えば７２０５Ａ）、０３（例え
ば７３０７Ａ）の標準単列玉軸受では、軸受内径寸法がφ５ｍｍ〜φ１００ｍｍにおいて
は、図２６を参照して、断面寸法比（Ｂ／Ｈ）は０．８２〜１．１７に設定されている。
また、軸受内径寸法がφ５ｍｍ〜φ５００ｍｍ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、本発明の複列玉軸受の断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）をこれらの単列玉軸受の
断面寸法比（Ｂ／Ｈ）の最大値１．１７と略同一、すなわち、１．２未満に設定すること
で、従来の標準単列玉軸受を２列配置したものに対し、置き換えることができる。例えば
対象となる標準単列玉軸受の断面寸法比（Ｂ／Ｈ）が１．０であれば、本発明の複列玉軸
受の断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）＝１．０とすればよい。

ここで、図１４及び図１５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）を図１８のように２個組合わせた断面（複列玉軸受に置き換えた
とする）を基準とし、本発明の複列玉軸受の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、（Ｂ２／Ｈ２）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１９参照：内輪を例示）及び半径方向の断面２次モーメントＩ（図２０
参照：Ｉ＝ｂｈ³／１２で計算）を比較した結果を示している。

また、図１６及び図１７についても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（Ｂ／Ｈ）＝１）を同じく図１８のように２個組み合わせた断面（複列玉軸受に置
き換えたとする）を基準とし、本発明の複列玉軸受の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、（Ｂ２／Ｈ２）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
。

いずれの軸受も（Ｂ２／Ｈ２）＝１．２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。この効果は軸方向の略中央部で分割された内輪又は外輪
についても同様である。
従って、本発明では、省スペース化を目的として使用された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時の内外輪の変形（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、摩耗や焼付き等の不具合を防止することができる。
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、複列玉軸受とすることで、ラジアル荷重、アキシア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
な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、更には、クロスローラ軸
受に比べて転がり抵抗が低くなるので低トルク化を実現することができる。
更に、玉配列１列あたりの幅寸法が従来の標準単列玉軸受の約半分相当となることで、
玉径も従来の玉軸受の半分程度となるが、逆に各列毎の玉数が増加し、軸受剛性は従来の
玉軸受に対して増加する。また、旋回ロボットのアーム継ぎ手部分等に適用する場合では
、低速の揺動回転がほとんどであるので、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。

その他の産業機械、ロボット、医療機器、半導体／液晶製造装置、光学及びオプトエレ
クトロニクス装置などでも、回転数が低い用途や揺動回転用途が多いので、転がり疲れ寿
命時間が問題となることはほとんどない。
図２１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に係る複列アンギュラ玉軸受（接触角３０°：総玉
軸受の計算例（幅は７９０６Ａの２列組合せと同じ））で、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、いずれもクロスローラ軸受、標準２列組合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高くなっており、例えば本発明例Ｂは、クロスローラ軸受の２．４倍、従来の標準２列組合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間は、本発明例Ａ〜Ｅ、標準２列組合せアンギュラ玉軸
受及び４点接触玉軸受は−０．０１０ｍｍ、クロスローラ軸受は−０．００１ｍｍと実用
上の標準的な値として計算している。
また、本発明に係る幅狭複列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虞れがあるため、おおむね、軸受幅（Ｂ２）の
１５〜４５％が望ましい。

更に、本発明を複列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ばれるが、おおむね１０〜６０°の範囲
が望ましい。
更に、荷重の方向や大きさに合わせて、必要に応じて、各列毎の接触角を変えてもかま
わない。
更には、内外輪の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曲率半径は同一でなくともよいし、各列間で異なっていてもよい。

また、本発明例である図１の複列玉軸受２００では、内輪２０２を軸方向の略中央部で
２つの分割内輪２０２ｄに分割し、２つの分割内輪２０２ｄには適正なすきま△を予め設
定している。軸受を軸に挿入し、軸受ナット等を用いて内輪２０２を軸方向に固定すれば
（つまり、すきま△をなくして２つの分割内輪２０２ｄどうしを密着させる）、予圧を付
与することができる。なお、予圧量は予め設定するすきま△の大小で容易に調整すること
ができる。すきまΔが０になるまで密着させなくても予圧を付加させることはできるが、
予圧の変動が生じやすいので、すきまΔが０になるまで密着させることが望ましい。

そして、複列玉軸受２００を外輪回転の用途に適用した場合、回転軸側となる外輪２０
１が一体構造となっているので、仮に外輪２０１がすきま嵌合でハウジング等に嵌合（内
輪２０２は軸に対してすきま嵌合でも締め代嵌合でもいずれでも可）されたとしても、回
転軸の振れ回りを小さくすることができ、組込容易性を保持したまま、回転軸の回転精度
の高精度化が可能である。

即ち、図２２を参照して、内輪中心軸Ｃ₁に対して外輪中心軸Ｃ₂は相対的に傾くが、
外輪２０１が一体構造であることから、外輪回転を伴うハウジング等の回転構造体に適用
した場合、組込性を容易にすべくハウジングに軸受をすきま嵌合したとしても、２列の外
輪軌道溝２０１ａ，２０１ｂの中心が組込み時にずれないので、外輪回転の場合において
は、回転軸の振れ回りが発生しにくく回転精度が向上する。この場合、接触角はハの字形
となるので、作用点間距離が長くなり、モーメント剛性も増加するメリットがある。なお
、内輪回転の場合は、外輪中心軸Ｃ₂に対して内輪中心軸Ｃ₁は相対的に傾いており、回
転によって振れ回り（籾摺り運動）が生じる。

また、請求項３に係る発明では、例えば図７を参照して、外輪２０１の複列軌道溝２０
１ａ，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た複列玉軸受２１０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、且つ外輪２０１を軸方向の略中央部で２つの分割外輪２０１ｄに
分割している。

この複列玉軸受２１０についても、上述した内輪分割型と同様に、２つの分割外輪２０
１ｄに適正なすきま△（図示せず）を予め設定している。軸受をハウジング等に嵌合し、
外輪押え等を用いて外輪２０１を軸方向に固定すれば（つまり、すきま△をなくして２つ
の分割外輪２０１ｄどうしを密着させる）、予圧を付与することができる。なお、内輪分
割型と同様に、予圧量は予め設定するすきま△の大小で容易に調整することができる。す
きまΔが０になるまで密着させなくても予圧を付加させることはできるが、予圧の変動が
生じやすいので、すきまΔが０になるまで密着させることが望ましい。

そして、複列玉軸受２１０を内輪回転の用途に適用した場合、回転軸側となる内輪２０
２が一体構造となっているので、仮に内輪２０２がすきま嵌合で軸に嵌合（外輪２０１は
ハウジング等に対してすきま嵌合でも締め代嵌合でもいずれでも可）されたとしても、回
転軸の振れ回りを小さくすることができ、組込容易性を保持したまま、回転軸の回転精度
の高精度化が可能である。

即ち、図２３を参照して、外輪中心軸Ｃ₂に対して内輪中心軸Ｃ₁は相対的に傾くが、
内輪２０２が一体構造であることから、内輪回転を伴う回転構造体に適用した場合、組込
性を容易にすべく軸に軸受内輪をすきま嵌合したとしても、２列の内輪軌道溝２０２ａ，
２０２ｂの中心が組込込み時にずれないので、内輪回転の場合においては、回転軸の振れ
回りが発生しにくく回転精度が向上する。この場合、接触角は逆ハの字形となるので、作
用点間距離が短くなり、モーメント剛性が下がる傾向があるが、逆に取付け誤差（軸とハ
ウジング間のミスアライメント等）による軸受内の玉と内外輪みぞ間との接触部の面圧等
の増加が少なく、軸受の損傷が生じにくい利点がある。なお、外輪回転の場合は、内輪中
心軸Ｃ₁に対して外輪中心軸Ｃ₂は相対的に傾いており、回転によって振れ回り（籾摺り
運動）が生じる。

本発明によれば、複列玉軸受として、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）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、軸方向の省スペース化
、低トルク化及び更なる高剛性化を図ることができる。
また、内輪を軸方向の略中央部で分割した複列玉軸受とすることで、外輪回転の用途に
適用した場合、回転軸側となる外輪が一体構造となっているので、組込容易性を確保すべ
く外輪がすきま嵌合でハウジング等に嵌合されたとしても、回転軸の振れ回りを小さくす
ることができ、これにより、組込容易性を保持したまま、回転軸の回転精度の高精度化が
可能となる。

更に、外輪を軸方向に略中央部で分割した複列玉軸受とすることで、内輪回転の用途に
適用した場合、回転軸側となる内輪が一体構造となっているので、組込容易性を確保すべ
く内輪がすきま嵌合で軸等に嵌合されたとしても、回転軸の振れ回りを小さくすることが
でき、これにより、組込容易性を保持したまま、回転軸の回転精度の高精度化が可能とな
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複列玉軸受を説明するための要部断面図、図２〜
図５は本発明の第１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６は内輪装着用のスナップリングを示す図、図７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８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９は
外輪装着用のスナップリングを示す図、図１０は保持器の径方向に沿う断面図、図１１は
保持器を径方向内側から見た部分斜視図、図１２は図１０の矢印Ｂ方向から見た図、図１
３（ａ）は図１０の矢印Ａ方向から見た図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の変形例を示す
図である。

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複列玉軸受は、図１
に示すように、外輪２０１の複列軌道溝２０１ａ，２０１ｂと内輪２０２の複列軌道溝２
０２ａ，２０２ｂとの間に多数の玉２０３が転動自在に配設された複列アンギュラ玉軸受
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、且つ内輪
２０２を軸方向の略中央部で２つの分割内輪２０２ｄに分割している。

２つの分割内輪２０２ｄには、上述したように、適正なすきま△を予め設定している。
従って、軸受を軸に挿入し、軸受ナット等を用いて内輪２０２を軸方向に固定すれば（つ
まり、すきま△をなくして２つの分割内輪２０２ｄどうしを密着させる）、予圧を付与す
ることができる。なお、予圧量は予め設定するすきま△寸法の大小で容易に調整すること
ができる。すきまΔが０になるまで密着させなくても予圧を付加させることはできるが、
予圧の変動が生じやすいので、すきまΔが０になるまで密着させることが望ましい。

ここで、この実施の形態では、７２０８Ａ（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。
７２０８Ａのアンギュラ玉軸受は、内輪内径φ４０ｍｍ、外輪外径φ８０ｍｍ、軸方向
断面幅（軸受単体幅）Ｂが１８ｍｍであるので、断面寸法比（Ｂ／Ｈ）＝０．９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）
＝０．９（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１８ｍｍ
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、軸方向寸法で１／２の省スペース化、低トルク化及び更なる高剛性化を図
ることができる。
また、内輪２０２を軸方向の略中央部で２つの分割内輪２０２ｄに分割しているため、
図２２に示すように、外輪回転を伴う回転構造体に適用した場合、内輪中心軸Ｃ₁に対し
て外輪中心軸Ｃ₂は相対的に傾くが、外輪２０１が一体構造であることから、組込性を容
易にすべくハウジングに軸受をすきま嵌合したとしても、２列の外輪軌道溝２０１ａ，２
０１ｂの中心が組込込み時にずれないので、外輪回転の場合においては、回転軸の振れ回
りが発生しにくく回転精度が向上する。

なお、複列アンギュラ玉軸受２００の断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）については、必要に応
じて、０．９未満或いは０．９を超える（但し（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２）ように設定して
もかまわない。因みに複列アンギュラ玉軸受２００の接触角は例えば３０°としている。
また、本実施形態では、玉２０３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２０３のピッチ円直径を外輪側にずらして図２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２０３のピツチ円直径を内輪２０２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３に示すように、左右の各列の玉ピッチ円直径を同一値とせず
ともよいし、左右の各列の玉２０３の直径を同一値としなくてもよい。

図４は、複数の玉２０３を保持する保持器１１０を備える共に、軸方向の両端部に環状
シール体１０４を装着した複列アンギュラ玉軸受２００である。
軸方向の両端部に環状シール体１０４を装着した複列アンギュラ玉軸受２００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。また、環状シール体１０４の内径を分割内輪２０
２ｄの軸方向外側の溝肩部外径より小径とすることで、分割内輪２０２ｄが外輪２０１及
び玉２０３から分離する構造でも軸受のばれを防止することができる。

環状シール体１０４は、この実施の形態では、外輪２０１のシール溝１０４ａに押し込
んで挿入する非接触型（内輪２０２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としている。
また、モーメント剛性を増加させるために、図１〜図３の複列玉軸受共に、モーメント
の作用点距離が大きくとれるように、接触角がハの字の向きとなっている。
なお、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、接
触角の向きが逆ハの字としてもよい（図７参照）。

また、図４では、２つの分割内輪２０２ｄの内輪軌道溝２０２ａ，２０２ｂは、軸方向
外側の溝肩部外径より軸方向内側の溝肩部外径が小径となって玉２０３から分離する構造
を採用している。つまり、図４で内輪軌道溝の溝底から軸方向内側の溝肩部最大外径の距
離δ１が軸受のラジアルすきまより小さくなっている。このような内輪分離構造を採用す
ることで、軸受の分解が簡単になり、また、分割合わせ面のすきま調整により（玉寸法の
交換変更や分割合わせ端面の追加研削加工等）、軸受予圧や逆にすきま（ガタ）をもたせ
る場合、正確な設定が可能で、且つ調整し易くすることができる。

また、軸受を軸やハウジングに挿入する際の内輪の分解を防止すべく、図５及び図６に
示すように、内輪２０２の内径面の分割位置にスナップリング溝（止め輪溝）２２０を形
成し、該スナップリング溝２２０にスナップリング２３０（止め輪）を着脱可能に装着し
ている。スナップリング２３０で内輪の分解を防止することで、軸受組立後の検査や洗浄
・包装工程での作業の容易化を図ることができる。
なお、スナップリングの形状や材質は限定されず、樹脂製（樹脂の場合、射出成形や切
削成形）や金属製（プレス・引抜き、切削等）のものを用いることができる。

また、本実施形態では、複列アンギュラ玉軸受としているが、複列深みぞ玉軸受等その
他の複列玉軸受としてもよい。環状シール体は、図４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２０１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２０２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２０２、外輪２０１及び玉２０３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、例えば真空用途などでは、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のグリ
ース（例えば、リチウム石けん系、ウレア系等）や油を使用でき、真空用途などではフッ
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。

また、保持器１１０としては、例えば、図１０〜図１３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１１
３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。
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る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２０２及び外輪２０１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。また、玉寸法の交換変更や分割合わせ端面の追加研削加
工等による予圧すきま調整時における作業も容易となる。
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１３（ｂ）は図１３（ａ）と基本構造は同様な冠形保持器であるが、円環部１
１１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４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小さく、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１３（ｂ）のような保持器構造は、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１３（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。

次に、図７を参照して、本発明の第２の態様の実施の形態の一例である複列玉軸受を説
明する。
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た複列アンギュラ玉軸受２１０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、且つ外輪２０１を軸方向の略
中央部で２つの分割外輪２０１ｄに分割している。

２つの分割外輪２０１ｄには、上述したように、適正なすきま△（図示せず）を予め設
定している。従って、軸受をハウジング等に嵌合し、外輪押え等を用いて外輪２０１を軸
方向に固定すれば（つまり、すきま△をなくして２つの分割外輪２０１ｄどうしを密着さ
せる）、予圧を付与することができる。なお、内輪分割型と同様に、予圧量は予め設定す
るすきま△寸法の大小で容易に調整することができる。すきまΔが０になるまで密着させ
なくても予圧を付加させることはできるが、予圧の変動が生じやすいので、すきまΔが０
になるまで密着させることが望ましい。

この実施の形態では、断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）を（Ｂ２／Ｈ２）＜１．２としている
ため、上記第１の態様の実施の形態と同様に、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、軸方向寸法で１／２の省スペース化、低ト
ルク化及び更なる高剛性化を図ることができる。
また、外輪２０１を軸方向の略中央部で２つの分割外輪２０１ｄに分割しているため、
図２３に示すように、内輪回転を伴う回転構造体に適用した場合、外輪中心軸Ｃ₂に対し
て内輪中心軸Ｃ₁は相対的に傾くが、内輪２０２が一体構造であることから、組込性を容
易にすべく軸に軸受内輪をすきま嵌合したとしても、２列の内輪軌道溝２０２ａ，２０２
ｂの中心が組込込み時にずれないので、内輪回転の場合においては、回転軸の振れ回りが
発生しにくく回転精度が向上する。この場合、接触角は逆ハの字形となるので、作用点間
距離が短くなり、モーメント剛性が下がる傾向があるが、逆に取付け誤差（軸とハウジン
グ間のミスアライメント等）による軸受内の玉と内外輪みぞ間との接触部の面圧等の増加
が少なく、軸受の損傷が生じにくい利点がある。

図８は、複数の玉２０３を保持する保持器１１０を備える共に、軸方向の両端部に環状
シール体１０４を装着した複列アンギュラ玉軸受２１０である。
軸方向の両端部に環状シール体１０４を装着した複列アンギュラ玉軸受２１０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。

また、図８では、２つの分割外輪２０１ｄの外輪軌道溝２０１ａ，２０１ｂは、軸方向
外側の溝肩部内径より軸方向内側の溝肩部内径が大径となって玉２０３から分離する構造
を採用している。つまり、図８で、外輪軌道溝の溝底から軸方向内側の溝肩部最小内径の
距離δ２が軸受のラジアルすきまより小さくなっている。このような外輪分離構造を採用
することで、軸受の分解が簡単になり、また、分割合わせ面のすきま調整により（玉寸法
の交換変更や分割合わせ端面の追加研削加工等）、軸受予圧や逆にすきま（ガタ）をもた
せる場合、正確な設定が可能で、且つ調整し易くすることができる。

また、軸受を軸やハウジングに挿入する際の外輪の分解を防止すべく、図８及び図９に
示すように、外輪２０１の外径面の分割位置にスナップリング溝（止め輪溝）２４０を形
成し、該スナップリング溝２４０にスナップリング２５０（止め輪）を着脱可能に装着し
ている。スナップリング２５０で外輪の分解を防止することで、軸受組立後の検査や洗浄
・包装工程での作業の容易化を図ることができ、また、軸やハウジングに軸受を組み込む
際の容易化を図ることができると共に、各分割外輪２０１ａの合わせ面から軸受内部へ異
物が侵入するのを防止することができる。
なお、本発明の第２の態様の実施の形態のいずれの例の場合も、環状シール体、保持器
、スナップリング等の構造や装着の有無の他、構造や軸受材料、潤滑方法等に関する適用
例及びその他の構成、作用効果は、上記第１の態様の実施の形態で記載した複列玉軸受に
準ずる。

本発明の第１の態様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１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１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１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１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。（ａ）は内輪装着用のスナップリングを示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。本発明の第２の態様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。（ａ）は外輪装着用のスナップリングを示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。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１０の矢印Ｂ方向から見た図である。（ａ）は図１０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。断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）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（Ｂ２／Ｈ２）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。断面寸法比（Ｂ２／Ｈ２）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（Ｂ２／Ｈ２）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。２列の標準極薄肉単列玉軸受を本発明の複列玉軸受に置き換えた場合を説明するための要部断面図である。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。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。内輪分割の場合の作用効果を説明するための説明図である。外輪分割の場合の作用効果を説明するための説明図である。クロスローラ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。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。従来の極薄肉断面の２列組合せアンギュラ玉軸受を軸に取り付けた状態を示す断面図である。

符号の説明

１０４環状シール体
２００，２１０複列玉軸受
２０１外輪
２０１ａ，２０１ｂ外輪複列軌道溝
２０１ｄ分割外輪
２０２内輪
２０２ａ，２０２ｂ内輪複列軌道溝
２０２ｄ分割内輪
２０３玉
２２０スナップリング溝（止め輪溝）
２３０内輪装着用スナップリング（止め輪）
２４０スナップリング溝（止め輪溝）
２５０外輪装着用スナップリング（止め輪）

Claims

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た複列玉
軸受において、
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）を（Ｂ２／Ｈ
２）＜１．２とし、且つ前記内輪を軸方向の略中央部で分割したことを特徴とする複列玉
軸受。
前記内輪の内径面の分割位置に止め輪溝を形成し、該止め輪溝に分解防止用の止め輪を
着脱可能に装着したことを特徴とする請求項１に記載した複列玉軸受。
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た複列玉
軸受において、
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）を（Ｂ２／Ｈ
２）＜１．２とし、且つ前記外輪を軸方向の略中央部で分割したことを特徴とする複列玉
軸受。
前記外輪の外径面の分割位置に止め輪溝を形成し、該止め輪溝に分解防止用の止め輪を
着脱可能に装着したことを特徴とする請求項３に記載した複列玉軸受。
前記外輪又は前記内輪の軸方向の少なくとも一方の端部に環状シール体を装着したこと
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載した複列玉軸受。