CT扫描装置用双列角接触球轴承的制作方法

本发明涉及CT扫描装置用双列角接触球轴承。

背景技术：

图9示出作为一种医疗器械的CT扫描装置100的一例。CT扫描装置100是通过照射X射线等而对病理症状进行诊断分析的装置。CT扫描装置100具备设有开口部101A的检查部101、承载人体等被检查体110且能够在检查部101的开口部101A内移动的床部102。在检查部101设置有在径向上与X线照射装置103和检测部104对置配置的环状的旋转体105(台架)。旋转体105经由轴承1而旋转自如地支承于呈圆筒状的固定部106。

该CT扫描装置100在从X射线照射装置103照射X射线的状态下，使旋转体105在床部102的周围旋转，并通过检测部104检测透过了被检查体110的X射线，由此得到被检查体110的剖面图像。

在CT扫描装置100中，将检查部101的开口部101A形成为能够供被检查体110通过的程度的尺寸(直径约为1m左右)，且为了实现CT扫描装置100自身的小型化，需要减小配置轴承1的旋转支承部107的空间。因此，轴承1使用相对于滚珠的节圆直径的滚珠直径非常小的所谓超薄壁型的双列角接触球轴承。超薄壁型的双列角接触球轴承是指，内径为650mm以上且滚动体的直径Db与滚动体的节圆直径PCD之比Db/PCD的值为0.03以下的轴承。

在专利文献1中记载了如下的CT扫描装置用双列角接触球轴承，该双列角接触球轴承的内侧构件由一对滚道圈构成，在该一对滚道圈设置有定位孔，通过将定位构件嵌合插入于该定位孔，从而抑制所述一对滚道圈在径向上偏心，通过多个固定用螺栓将两个滚道圈紧固结合。该CT扫描装置用双列角接触球轴承取消以往具有的一对滚道圈间的嵌入结构，利用嵌合插入于定位孔的定位构件抑制一对滚道圈的偏心，容易制造且能够实现低成本化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-92231号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

为了减轻患者的不安防止脏器的萎缩，CT扫描装置用轴承谋求进一步的高速化、静肃性。专利文献1所记载的CT扫描装置用双列角接触球轴承在容易制造且低成本方面优异，但对于上述的要求，存在改善的余地。本发明着眼于该问题。

鉴于上述的问题，本发明的目的在于提供如下的CT扫描装置用双列角接触球轴承，该CT扫描装置用双列角接触球轴承以通过将定位构件嵌合插入于定位孔而抑制偏心的容易制造且低成本的结构为基础，能够应对今后的进一步的高速化、静肃性。

用于解决课题的手段

本发明人以通过将定位构件嵌合插入于定位孔而抑制偏心的容易制造且低成本的结构为基础，面向进一步的高速化、静肃性，进行各种研究、验证，得到以下的见解从而形成本发明。

(1)CT扫描装置用双列角接触球轴承的结构方面的讨论

在采用通过嵌合插入于定位孔的定位构件抑制一对滚道圈的偏心的结构的CT扫描装置用双列角接触球轴承(以下，称作前提结构的双列角接触球轴承)中，使用所需最小限度的根数(例如，三根)定位构件进行一对滚道圈的定心的状态下，利用多个固定用螺栓进行紧固结合。已知该前提结构的双列角接触球轴承对于进一步高速旋转区域的异响较为敏感。其理由在于，在一对滚道圈之间不存在嵌入结构，仅考虑固定用螺栓对紧固结合结构造成的影响。

(2)轴承安装空间

CT扫描装置针对不同机种确定所使用的轴承的安装空间，存在无法变更轴承的外径尺寸、内径尺寸以及宽度尺寸的限制。另外，装入轴承的作为滚动体的滚珠的直径大致恒定。考虑到这种限制而各种思考的结果为，着眼于通过增大滚珠的节圆直径PCD_BALL，而使构成内侧构件的一对滚道圈的壁厚增加的可能性。

(3)音响良好的极限转数的验证

在轴承安装空间恒定的条件下，制作具有各种滚珠的节圆直径PCD_BALL、滚道圈壁厚的前提结构的双列角接触球轴承，测定音响良好的(不产生异响的)极限转数。其结果是，得知即便轴承安装空间相同，不产生异响的极限转数也存在差异。

(4)新参数的构想

对以上的验证结果进行分析，作为能够应对进一步的高速化的前提结构的双列角接触球轴承的指标，发现如下的两个新参数，由此形成本发明。

〔第一参数〕：滚珠的直径Db与从滚珠的中心至内侧构件的内径的径向尺寸h的尺寸关系

〔第二参数〕：从固定用螺栓的中心至内侧构件的外径的径向尺寸A与从固定用螺栓的中心至内侧构件的内径的径向尺寸B的尺寸关系

作为用于达成前述目的的技术手段，本发明涉及一种CT扫描装置用双列角接触球轴承，包括：外侧构件，其在内周具有两列滚道面；内侧构件，其配置在该外侧构件的内侧且在外周具有两列滚道面；两列滚珠，所述两列滚珠装入到所述外侧构件的滚道面与所述内侧构件的滚道面之间；以及保持器，其保持该滚珠，所述内侧构件由一对滚道圈形成，在该一对滚道圈上设置有定位孔，通过将定位构件嵌合插入于该定位孔，从而抑制所述一对滚道圈在径向上偏心，利用多个固定用螺栓将两个滚道圈紧固结合，所述CT扫描装置用双列角接触球轴承的特征在于，所述一对滚道圈的对置的端面由平坦面形成，通过利用所述固定用螺栓进行紧固结合，从而使所述端面彼此抵接且对所述滚珠与所述滚道面之间施加定位预压，在所述滚珠的直径设为Db，从该滚珠的中心至所述内侧构件的内径的径向尺寸设为h时，设定为Db/h≤0.26。

另外，第二发明涉及一种CT扫描装置用双列角接触球轴承，包括：外侧构件，其在内周具有两列滚道面；内侧构件，其配置在该外侧构件的内侧且在外周具有两列滚道面；两列滚珠，所述两列滚珠装入到所述外侧构件的滚道面与所述内侧构件的滚道面之间；以及保持器，其保持该滚珠，所述内侧构件由一对滚道圈形成，在该一对滚道圈上设置有定位孔，通过将定位构件嵌合插入于该定位孔，从而抑制所述一对滚道圈在径向上偏心，利用多个固定用螺栓将两个滚道圈紧固结合，所述CT扫描装置用双列角接触球轴承的特征在于，所述一对滚道圈的对置的端面由平坦面形成，通过利用所述固定用螺栓进行紧固结合，从而使所述端面彼此抵接且对所述滚珠与所述滚道面之间施加定位预压，在从所述固定用螺栓的中心至所述内侧构件的外径的径向壁厚设为A，从所述固定用螺栓的中心至所述内侧构件的内径的径向壁厚设为B时，设定为B＞A。

根据上述的结构，能够实现如下的CT扫描装置用双列角接触球轴承，该CT扫描装置用双列角接触球轴承容易制造且实现低成本化，能够应对今后的进一步的高速化、静肃性。

具体地说，优选为，上述的双列角接触球轴承为背对背排列。由此，从而作用点间距离扩大，进一步成为高刚性，因此对于力矩负载有利。

优选为，在所述CT扫描装置用双列角接触球轴承的轴承总宽度设为L时，所述滚珠的直径Db与所述轴承总宽度L之比设定为Db/L≥0.21。由此，能够应对小空间化。

通过将上述的定位构件设为铰制孔螺栓，从而定位作业性优异，能够采用市售品，在品质方面、成本方面优选。

发明效果

根据本发明，能够实现如下的CT扫描装置用双列角接触球轴承，该CT扫描装置用双列角接触球轴承容易制造且实现低成本化，能够应对今后的进一步的高速化、静肃性。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的CT扫描装置用双列角接触球轴承的纵剖视图。

图2是在周向上与图1不同的位置处的纵剖视图。

图3是在周向上与图1以及图2不同的位置处的纵剖视图。

图4是表示图1的CT扫描装置用双列角接触球轴承的组装前的轴向间隙的纵剖视图。

图5是图1的CT扫描装置用双列角接触球轴承的右视图。

图6是表示极限转数的测定结果的图表。

图7是用于说明开发过程的见解的CT扫描装置用双列角接触球轴承的纵剖视图。

图8是本发明的第二实施方式所涉及的CT扫描装置用双列角接触球轴承的纵剖视图。

图9是示出CT扫描装置的概要图。

具体实施方式

根据图1～6对本发明的第一实施方式所涉及的CT扫描装置用双列角接触球轴承进行说明。

图1～3是本实施方式的CT扫描装置用双列角接触球轴承的纵剖视图，图5是包含局部横剖面的局部的右视图。图1～3的剖面的周向上的位置各自不同，图1示出沿图5的E-E线的纵剖面，图2示出沿图5的F-F线的纵剖面，图3示出沿图5的G-G线的纵剖面。首先，对本实施方式的CT扫描装置用双列角接触球轴承(以下，也简称作双列角接触球轴承)的整体的结构进行说明，接下来，对特征结构进行说明。

首先，根据图5对本实施方式的双列角接触球轴承1的概要进行说明。双列角接触球轴承1主要包括：外侧构件2、内侧构件3、作为滚动体的滚珠4以及保持器5。内侧构件3由一对滚道圈3a、3b形成，在图5的E-E线处通过固定用螺栓16紧固固定。固定用螺栓16的紧固结合部位在周向上隔开适当的间隔而设置有多处。

在与图5的E-E线不同的周向位置的F-F线处，将铰制孔螺栓14嵌合插入于内侧构件3而进行定位。此外，在不同的周向位置的G-G线处设置有安装孔8、18。安装孔8、18在周向上隔开适当的间隔而设置有多个。本实施方式的双列角接触球轴承1为将滚珠4的直径Db与节圆直径PCD_BALL(参照图1)之比Db/PCD_BALL设为0.03以下的超薄壁型的双列角接触球轴承，在单列中装入有110～140个左右的多个滚珠4。

接下来，对本实施方式的双列角接触球轴承1的纵剖面进行说明。如图1所示，外侧构件2和内侧构件3均为环状，且配置为同心状。内侧构件3由一对滚道圈3a、3b构成，滚道圈3a、3b的相互抵接的端面10a、10b由平坦面形成，未形成嵌入结构。在外侧构件2的内周上形成有两列滚道面6、6，且在形成内侧构件2的一对滚道圈3a、3b各自的外周形成有与外侧构件2的滚道面6、6对置的滚道面7、7。在外侧构件2的滚道面6、6与内侧构件3的滚道面7、7之间装入有两列滚珠4。保持器5配置在外侧构件2与内侧构件3之间，且在周向上以规定间隔保持各列滚珠4。

本实施方式的双列角接触球轴承1将滚珠4配置为两列，两列轴承部分形成为背对背排列。滚动体负载的作用线的交点位于连结滚珠4的中心的节圆的径向外侧。滚珠4与滚道面6、7以具有接触角α的方式接触，接触角α例如为30°左右。利用一对滚道圈3a、3b形成内侧构件3，因此通过将双列角接触球轴承1形成为对于力矩载荷有利的背对背排列，使一对滚道圈3a、3b的端面10a、10b对接，从而能够容易地设定轴承间隙(预压、或微小的间隙)。通过将双列角接触球轴承1形成为背对背排列，从而作用点间距离扩大，进一步成为高刚性，因此对于力矩负载有利。

滚道圈3a、3b将外侧的外周形成为小径而形成有落肩部12。该落肩部12与安装于外侧构件2的内周的密封构件11的内径端部配合而形成迷宫。通过使落肩部12的外径相等，从而能够在两侧使用通用的密封构件11。

根据图5的F-F线处的纵剖视图即图2，对用于抑制一对滚道圈3a、3b的偏心的结构进行说明。如前述那样，滚道圈3a、3b的相互抵接的端面10a、10b形成为平坦面。为了嵌合插入作为定位构件的铰制孔螺栓14，在滚道圈3a、3b以贯通孔的方式设置有作为定位孔的铰制孔13a、13b，在各定位孔13a、13b的外侧部设置有锪孔部13c、13d。在本实施方式中，铰制孔13a、13b在周向上以等间隔设置三处。若铰制孔13a、13b与铰制孔螺栓14的嵌合部最低设置有个，则能够确定上下方向、旋转方向的位置，若设置有三个，则能够更加稳定地定位。

铰制孔螺栓14是对外径部分高精度地进行精加工的螺栓，在嵌合时，能够限制铰制孔螺栓14与滚道圈3a、3b的铰制孔13a、13b之间的间隙。对于此时的嵌合，在将固定用螺栓16(参照图1)的外径与嵌合插入孔9b的内径之间的间隙设为C1，将图2所示的铰制孔螺栓14的外径与铰制孔13a、13b的内径之间的间隙为C2时，需要满足间隙C1＞间隙C2的关系。如果可能，则理想的情况为铰制孔螺栓14与铰制孔13a、13b现场配合(装配加工)。通过将定位构件设为铰制孔螺栓14，从而定位作业性优异，能够采用市售品，在品质方面、成本方面优选。

作为双列角接触球轴承1的组装方法，在外侧构件2的滚道面6、6的内侧将保持器5配置成两列，在将滚珠4、4装入保持器5的球袋后，将形成内侧构件3的一对滚道圈3a、3b插入滚珠4、4的径向内侧，向与滚道圈3a、3b的端面10a、10b抵接的方向按压。然后，向设置于外侧构件2的轴向两端的内径面的密封件安装槽安装密封件11、11，并在内部封入作为润滑油的润滑脂。

在图4中示出如上述那样装入一对滚道圈3a、3b且滚珠4与两滚道面6、7抵接的状态。在该状态下，在一对滚道圈3a、3b的端面10a、10b之间设置有安装轴向间隙δb。优选该安装轴向间隙δb设定为，相对于负载有力矩负载时的滚道圈3a、3b的轴向最大变形量δa，至少δa＜δb。

之后，将铰制孔螺栓14嵌合插入于设置在一对滚道圈3a、3b的铰制孔13a、13b中，使螺母15与铰制孔螺栓14螺合而暂时固定。由此，在一对滚道圈3a、3b的对心的状态下进行定位。在该状态下，仍残留有安装轴向间隙δb。

在利用铰制孔螺栓14、螺母15将滚道圈3a、3b定位的状态下，如图1所示，将固定用螺栓16插入嵌合插入孔9b，与螺纹孔9a螺合，进行紧固固定直至滚道圈3a、3b的端面10a、10b抵接。固定用螺栓16在周向上设置有多个。这样当拧入固定用螺栓16进行紧固结合直至端面10a、10b抵接时，消除了前述的安装轴向间隙δb，作为轴承间隙，在左右两列滚道圈3a、3b中均匀地得到定位预压带来的适当的预压(例如，-30～-10μm左右)，能够得到高刚性且稳定的轴承性能。

本实施方式的双列角接触球轴承1在一对滚道圈3a、3b未设置有嵌入结构，因此容易制造且实现了低成本化。

如图5的G-G线处的纵剖视图的图3所示，设置有安装孔8、18。设置于外侧构件2的安装孔8例如通过螺栓(省略图示)紧固固定于图9所示的CT扫描装置100的固定部106。设置于内侧构件3的安装孔18通过螺栓(省略图示)紧固固定于旋转体105。安装孔8、18在周向上设置有多个。

在轴承的内径、外径嵌合于轴或壳体的通常的使用状态下，通过形成内侧构件的一对滚道圈与轴嵌合来限制径向的偏心，本实施方式的CT扫描用双列滚动轴承1利用轴承宽度面通过螺栓紧固固定于使用设备的对方构件，因此两列滚道圈3a、3b在径向上相对偏移，尤其在力矩载荷作用时其影响很大，是可能会产生预压消失等问题的使用状态。处于这种苛刻的使用状态，为了减轻患者的不安防止脏器的萎缩，今后谋求进一步的高速化、静肃性。

对本实施方式的CT扫描用双列角接触球轴承1的整体的结构进行了说明，接下来对特征结构进行说明。对于本实施方式的双列角接触球轴承1的特征结构而言，以利用嵌合插入于定位孔的定位构件来抑制一对滚道圈的偏心的结构为基础，作为第一参数，将滚珠的直径Db与从滚珠的中心至内侧构件的内径的径向尺寸h的尺寸关系设定为Db/h≤0.26。另外，作为第二参数，以固定用螺栓的中心为基准，将从该中心至内侧构件的外径的径向壁厚A与从该中心至内侧构件的内径的径向壁厚B的尺寸关系设定为B＞A。

具体地说，参照图1，在本实施方式的双列角接触球轴承1中，除安装凸缘2a以外的部分的外侧构件2的径向上的壁厚设定为，考虑到剪切应力、热处理变形以及密封槽而最大限度地薄壁化并最大限度地增大滚珠4的节圆直径PCD_BALL的尺寸。由此，能够增加滚珠4的个数，并且使内侧构件3的径向上的壁厚最大限度地厚壁化，从而增加负荷容量与刚性。

在滚珠4的直径Db与从该滚珠4的中心至内侧构件3的内径的径向尺寸h之比设定为Db/h＝0.26，即Db/h≤0.26。连结滚珠4的中心的节圆具有节圆直径PCD_BALL。

另外，从固定用螺栓16的中心至内侧构件3的外径的径向尺寸A与从固定用螺栓16的中心至内侧构件3的内径的径向尺寸B设定为B/A＝1.57，即B＞A。连结固定用螺栓16的中心的节圆具有节圆直径PCD_BOLT。以对于力矩负载有利的方式考虑直至滚道圈3a、3b的外径的所需的壁厚，将固定用螺栓16的嵌合插入孔9b、螺纹孔9a尽可能地设置在外径侧。因此，从固定用螺栓16的中心至内侧构件3的外径的径向尺寸A大致恒定，与滚珠4的节圆直径PCD_BALL尺寸增加相应地增大。其结果是，能够增加从螺栓16的中心至内侧构件3的内径的径向尺寸B。

本实施方式的双列角接触球轴承1设定为以上的尺寸关系，因此能够实现今后的进一步的高速化与静肃化。

此外，滚珠4的直径Db与轴承总宽度L之比设定为Db/L≥0.21。由此，能够应对小空间化。

接下来，对形成本实施方式的各种讨论、验证与见解进行补充说明。

[CT扫描装置用双列角接触球轴承的结构方面的讨论]

在采用通过嵌合插入于定位孔的定位构件来抑制一对滚道圈的偏心的结构的CT扫描装置用双列角接触球轴承中，使用所需最小限度的根数(例如，三根)定位构件进行一对滚道圈的定心的状态下，利用多个固定用螺栓进行紧固结合。已知该前提结构的双列角接触球轴承对于进一步高速旋转区域的异响较为敏感。其理由在于，在一对滚道圈之间不存在嵌入结构，仅考虑固定用螺栓对紧固结合结构造成的影响。

[轴承安装空间]

CT扫描装置针对不同机种确定所使用的轴承的安装空间，存在无法变更轴承的外径尺寸、内径尺寸以及宽度尺寸的限制。另外，装入轴承的作为滚动体的滚珠的直径大致恒定。考虑到这种限制而各种思考的结果为，着眼于通过增大滚珠节圆直径PCD_BALL，而使构成内侧构件的一对滚道圈的壁厚增加的可能性。

[音响良好的极限转数的验证]

在轴承安装空间恒定的条件下，制作具有各种滚珠节圆直径PCD_BALL、滚道圈的壁厚的前提结构的双列角接触球轴承，测定音响良好的(不产生异响的)极限转数。其结果是，得知即便轴承安装空间相同，不产生异响的极限转数也存在差异。

对上述的验证内容进行具体说明。在图7中示出在开发过程中制作的双列角接触球轴承的一例。图7与图5的E-E线处的纵剖视图相对应。在该双列角接触球轴承1’中，滚珠4的直径Db与从滚珠4的中心至内侧构件3’的内径的径向尺寸h之比Db/h为0.31。另外，从固定用螺栓16的中心至内侧构件3’的外径的径向尺寸A与从固定用螺栓16的中心至内侧构件3’的内径的径向尺寸B大致相同，A≈B。除该尺寸关系以外，还制作了各种样本。

对于各种尺寸关系的样本，测定不产生异响的音响良好的极限转数。在图6中示出测定结果。其结果是，在采用通过嵌合插入于定位孔的定位构件来抑制一对滚道圈的偏心的结构的CT扫描装置用双列角接触球轴承中，能够验证对于进一步高速旋转区域(例如，200min^-1以上)的异响较为敏感。另外，得知即便轴承安装空间相同，不产生异响的极限转数也存在差异。

通过该测定结果可知，如图6所示，以Db/h为0.26边界，极限转数显著提高。认为该极限转数的显著倾向的原因在于，在CT扫描装置用双列角接触球轴承1中，如前述那样，装入有非常多的滚珠，在该滚珠高速滚动时产生预压消失的部位处的微妙的举动而产生的异响的性质。另外，还发现与该参数呈现相同倾向的A与B的尺寸关系。认为其原因在于，如前述那样，从固定用螺栓16的中心至内侧构件3的外径的径向尺寸A与滚珠4的节圆直径PCD_BALL尺寸增加相应地增大。

[新参数的构想]

对以上的验证结果进行分析，作为能够应对进一步的高速化的前提结构的双列角接触球轴承的指标，发现如下的两个新参数。

〔第一参数〕：滚珠的直径Db与从滚珠的中心至内侧构件的内径的径向尺寸h的尺寸关系

〔第二参数〕：以固定用螺栓的中心为基准，从该中心至内侧构件的外径的径向壁厚A与从该中心至内侧构件的内径的径向壁厚B的尺寸关系

并且，作为第一参数，设定为Db/h≤0.26，另外，作为第二参数，设定为B＞A，从而不产生异响的极限转数显著提高，由此形成本实施方式。认为不产生异响的极限转数提高的理由在于，内侧构件3的刚性提高，从而在作用有力矩负载时，能够防止滚动体负载低的部位处的预压消失。

接下来，参照图8对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式的双列角接触球轴承在外侧构件未设置有安装凸缘，而设置有沿轴向贯通外侧构件的安装孔(省略图示)。图8与第一实施方式的图5的E-E线处的纵剖面相对应。图5的F-F线以及G-G线处的第一实施方式的纵剖面在功能方面同样。对具有相同的功能的部位标注相同的附图标记(除下标文字以外)，沿用对于第一实施方式中的结构、作用效果的说明。以下，对与第一实施方式不同的部分进行说明。

在本实施方式的双列角接触球轴承1₁中，将滚珠4的节圆直径PCD_BALL设定为与第一实施方式相比大的尺寸。由此，能够进一步增加滚珠4的个数，并且能够进一步使内侧构件3₁的径向上的壁厚厚壁化，从而进一步增加负荷容量与刚性。

在本实施方式中，滚珠4的直径Db与从滚珠4的中心至内侧构件3₁的内径的径向尺寸h之比设定为Db/h＝0.21，即Db/h≤0.26。

另外，从固定用螺栓16的中心至内侧构件3₁的外径的径向尺寸A与从固定用螺栓16的中心至内侧构件3₁的内径的径向尺寸B的关系设定为B/A＝2.29，即B＞A。

本实施方式的双列角接触球轴承1₁设定为以上的尺寸关系，因此能够实现今后的进一步的高速化与静肃化。

此外，滚珠4的直径Db与轴承总宽度L之比设定为Db/L≥0.21。由此，能够应对小空间化。

在以上说明的实施方式中，作为定位构件例示了铰制孔螺栓，但不限于此，也可以采用定位销。若将定位销与铰制孔的配合设为适度的过盈配合，则不需要定位销的固定机构。另外，定位销能够适当地采用市售品，从品质方面、成本方面考虑优选。

另外，本发明不受上述的实施方式任何限定，无需言及在不脱离本发明的主旨的范围内，还能够以各种方式实施，本发明的范围由专利请求的范围示出，并且包括与专利请求的范围的记载等同的含义以及范围内的全部变更。

附图标记说明

1 CT扫描用双列角接触球轴承

2 外侧构件

3 内侧构件

3a 滚道圈

3b 滚道圈

4 滚动体

5 保持器

6 滚道面

7 滚道面

8 安装孔

9a 螺纹孔

9b 贯通孔

10a 端面

10b 端面

13a 定位孔

13b 定位孔

14 铰制孔螺栓

16 固定用螺栓

18 安装孔

100 CT扫描装置

A 径向壁厚

B 径向壁厚

Db 滚珠的直径

h 径向尺寸

L 轴承总宽度

PCD_BALL 滚珠的节圆直径

PCD_BOLT 固定用螺栓的节圆直径

α 接触角

δb 安装轴向间隙