転がり軸受
【課題】転動体を保持する保持器が、周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、保持器構成部に配置された転動体保持部により、転動体が、周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受において、保持器構成部の周方向の端部寄りに保持される転動体の面圧を低減できる転がり軸受を提供すること。
【解決手段】外輪２ｂと、外輪と外輪の内方の回転軸２ａとの間の空間に外輪の周方向に沿って配置される複数の第一の転動体３と、第一の転動体を保持する保持器５とを備え、保持器が、周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部５１，５２で構成され、保持器構成部における周方向の両端部の間に配置された転動体保持部により、第一の転動体が、周方向に沿って所定間隔で保持される転がり軸受１であって、複数の保持器構成部のうち周方向において隣り合う保持器構成部の間に、第二の転動体３０が配置されている。
【解決手段】外輪２ｂと、外輪と外輪の内方の回転軸２ａとの間の空間に外輪の周方向に沿って配置される複数の第一の転動体３と、第一の転動体を保持する保持器５とを備え、保持器が、周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部５１，５２で構成され、保持器構成部における周方向の両端部の間に配置された転動体保持部により、第一の転動体が、周方向に沿って所定間隔で保持される転がり軸受１であって、複数の保持器構成部のうち周方向において隣り合う保持器構成部の間に、第二の転動体３０が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、特に、外輪と回転軸との間の空間に外輪の周方向に沿って配置される複数の転動体と、転動体を保持する保持器とを備え、保持器が周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、保持器構成部に周方向に沿って配置された転動体保持部により、転動体が周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸の外周面と外輪の内周面との間に潤滑油を介して複数の転動体を配置することで、回転軸を回転自在に支持する転がり軸受が知られている。このような転がり軸受としては、例えば、特許文献１に開示されたものが挙げられる。転がり軸受では、転動体を外輪の周方向（以下、単に周方向とする）に沿って所定の間隔をあけて保持する保持器が設けられることがある。
【０００３】
転がり軸受の保持器として、分割式の保持器、すなわち、保持器が周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成される保持器が用いられることがある。図１２は、分割式の保持器が用いられた転がり軸受の一例を示す径方向の概略断面図である。
【０００４】
図１２において、符号１００は、転がり軸受を示す。軸受１００は、環状の軌道輪２００と、軌道輪２００に沿って転動可能な複数の転動体３００と、転動体３００を軌道輪２００に沿って所定の間隔をあけて保持する保持器５００とを備える。軌道輪２００は、回転軸２００ａと、回転軸２００ａの外方に設けられる外輪２００ｂとによって構成される。保持器５００は、軌道輪２００に沿って、すなわち、周方向に沿って異なる位置に配置される第一保持器構成部５０１と第二保持器構成部５０２とで構成されている。
【０００５】
保持器５００が分割式とされた場合、一体に形成された保持器では組み付けが不可能な回転軸、例えば、内燃機関のクランク軸のように、回転軸における被支持部と端部との間に屈曲部を有するような回転軸であっても、軸受を組み付けることが可能となる。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−１４９４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、保持器が分割式とされた場合、それぞれの保持器構成部に保持される転動体のうちで周方向の端部寄りに設けられた転動体に他の転動体と比較して大きな面圧が作用するという問題がある。これは、以下に説明するように、保持器構成部における周方向の端部の強度を確保するために、端部の長さをある程度大きなものにする必要があるためである。
【０００８】
回転軸が回転する場合、隣り合う保持器構成部の周方向の端部同士がぶつかり合うことがある。この場合に、変形が発生することを抑制するためには、周方向の端部の長さ（周方向の長さ）をある程度大きなものとして必要強度を確保することが要求される。しかしながら、この場合、保持器構成部の周方向の端部において、荷重を受ける転動体が存在しない領域が大きなものとなってしまう。隣り合う保持器構成部のうち、一方の保持器構成部の周方向の端部に保持されている転動体から、他方の保持器構成部の周方向の端部に保持されている転動体までの間隔が、その他の転動体同士の間隔（所定の間隔）よりも大きなものとなる。その結果、保持器構成部における周方向の端部寄りの位置、すなわち、保持器の分割部に近い位置に保持されている転動体に他の転動体と比較して大きな面圧が作用することとなる。
【０００９】
転がり軸受の転動体を保持する保持器が、周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、保持器構成部に周方向に沿って配置された転動体保持部により、転動体が、周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受において、保持器構成部における周方向の端部寄りに保持されている転動体の面圧を低減できることが望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、転がり軸受の転動体を保持する保持器が、周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、保持器構成部に周方向に沿って配置された転動体保持部により、転動体が、周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受において、保持器構成部における周方向の端部寄りに保持されている転動体の面圧を低減できる転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の転がり軸受は、外輪と、前記外輪の内方に配置された回転軸と前記外輪との間の空間に前記外輪の周方向に沿って配置される複数の第一の転動体と、前記複数の第一の転動体を保持する保持器とを備え、前記保持器が、前記周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、前記保持器構成部における前記周方向の両端部の間に前記周方向に沿って配置された転動体保持部により、前記第一の転動体が、前記周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受であって、前記複数の前記保持器構成部のうち前記周方向において隣り合う前記保持器構成部の間に、第二の転動体が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の転がり軸受において、前記保持器構成部における前記周方向の端部には、前記第二の転動体の形状に対応した形状を有する凹状部が設けられ、前記凹状部により前記第二の転動体が保持されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の転がり軸受において、前記隣り合う前記保持器構成部の間には、それぞれ前記第二の転動体が１つ配置され、前記第二の転動体は、前記第一の転動体と径が同一であり、かつ、前記第一の転動体の各々の質量と比較して質量が小さいことを特徴とする。
【００１４】
本発明の転がり軸受において、前記隣り合う前記保持器構成部の間には、それぞれ前記第二の転動体が前記外輪の軸線方向に沿って複数配置され、前記第二の転動体は、前記第一の転動体と径が同一であり、かつ、前記第一の転動体の各々の質量と比較して質量が小さいことを特徴とする。
【００１５】
本発明の転がり軸受において、前記保持器構成部における前記周方向の端部には、互いに対向する前記第二の転動体の前記軸線方向の端部がそれぞれ当接可能なように設けられ、前記第二の転動体の前記軸線方向の移動を規制する規制部が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の転がり軸受において、前記隣り合う前記保持器構成部の間には、それぞれ前記第二の転動体が前記外輪の径方向に沿って２つ配置され、前記第二の転動体は、前記第一の転動体の径の半分の径であり、かつ、前記第一の転動体の各々の質量と比較して質量が小さいことを特徴とする。
【００１７】
本発明の転がり軸受において、前記外輪に対する前記保持器の前記周方向の相対移動が生じないように、前記外輪と前記保持器とが固定されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の転がり軸受において、前記外輪は、前記周方向に沿って異なる位置に配置される複数の外輪構成部に分割されているものであって、前記転がり軸受は、前記保持器構成部の前記周方向の端部が前記外輪の分割部を通過しないように、前記外輪に対する前記保持器の前記周方向の相対移動の範囲を規制する規制手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、転がり軸受の転動体を保持する保持器が、周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、保持器構成部に周方向に沿って配置された転動体保持部により、転動体が、周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受において、周方向において隣り合う保持器構成部の間に第二の転動体が配置される。これにより、保持器構成部の周方向の端部における転動体の間隔が大きなものとなることを抑制し、保持器構成部において周方向の端部寄りに保持されている転動体の面圧を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の転がり軸受の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１から図６を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、転がり軸受の転動体を保持する保持器が、周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、保持器構成部に周方向に沿って配置された転動体保持部により、転動体が、周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受に関する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る軸受の径方向の概略断面図、図２は、本実施形態に係る軸受の斜視図、図３は、本実施形態に係る軸受の軸線方向の部分断面図、図４は、本実施形態に係る軸受の周方向の部分断面図、図５は、本実施形態に係る軸受の保持器分割部付近の拡大図を示す。
【００２３】
図１および図２に示すように、本実施形態に係る転がり軸受としての軸受１は、環状の軌道輪２に沿って配置される複数の転動体（第一の転動体）３を有する転動手段としての転動部４が転動自在に設けられている。軸受１は、例えば、内燃機関のカムシャフトやクランクシャフトなどの種々の回転軸を回転自在に支持するものである。以下、本実施形態の軸受１は、内燃機関のクランクシャフトを回転自在に支持する転がり軸受に適用するものとして説明するが、これに限らず、種々の装置の回転軸を支持する転がり軸受にも適用可能である。
【００２４】
なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「軸受の軸線方向」とは、軸受１が支持する回転軸の軸線方向をいい、「軸受の径方向」とは、軸線方向と直交する方向をいい、「軸受の周方向」とは、回転軸線を回転の中心として回転する方向をいう。
【００２５】
軸受１は、クランクシャフトに設けられたクランクジャーナル等の被支持部に対して相対移動しないように設けられる。軸受１は、例えば、後述する外輪２ｂが図示しないハウジングに固定されることで被支持部に対して相対移動しないように設けられる。軸受１は、内燃機関のクランクシャフトの回転軸２ａを回転自在に支持する。クランクシャフトは、図示しないピストンの往復運動に伴って、軸受１に支持されつつ周方向に回転する。
【００２６】
軸受１は、上述の環状の軌道輪２と、軌道輪２に沿って転動可能な複数の転動体３を有する転動部４と、複数の転動体３を軌道輪２に沿って所定の間隔をあけて保持する保持手段としての保持器５とを備える。
【００２７】
軌道輪２は、回転軸２ａと、回転軸２ａの外方に設けられる外輪２ｂとで構成される。回転軸２ａは、円柱状に形成されており、クランクシャフトの軸をなす。外輪２ｂは、円環状（円筒形状）に形成されており、回転軸２ａの外周面に沿って、中心軸線が回転軸２ａの中心軸線と一致するように設けられる。すなわち、回転軸２ａと外輪２ｂとは、同軸に設けられる。
【００２８】
より具体的には、図３に示すように、回転軸２ａの外周面には、周方向に沿って内側軌道面２ｃが形成されている。一方、外輪２ｂの内周面には、周方向に沿って外側軌道面２ｄが形成されている。転動部４は、回転軸２ａの内側軌道面２ｃと外輪２ｂの外側軌道面２ｄとの間に形成される環状空間に設けられている。また、外側軌道面２ｄの軸線方向両側方には、径方向内方に突出するツバ２ｅが形成されている。言い換えると、外側軌道面２ｄは、外輪２ｂの内周面に凹部状に形成されている。
【００２９】
転動部４は、複数の転動体３を有する。本実施形態の各転動体３は、細径の円筒形の針状（ニードル状）ころである。複数の転動体３は、内側軌道面２ｃと外側軌道面２ｄとの間の環状空間に、転動体３の軸線（転動中心）の方向が軸受１の軸線方向と平行となるように設けられる。複数の転動体３は、保持器５により、内側軌道面２ｃ、外側軌道面２ｄの周方向に沿って所定間隔、ここでは等間隔で配置される。
【００３０】
各転動体３は、保持器５により、外周面である転動面３ｒが内側軌道面２ｃ、外側軌道面２ｄに接触可能に配置されると共に、両端面が外輪２ｂのツバ２ｅに当接可能に配置される。従って、複数の転動体３は、転動面３ｒが内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄに接触することで、内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄに沿って環状空間を転動することができると共に、その両端面が外輪２ｂのツバ２ｅに当接することで軸線方向に脱落することが防止される。
【００３１】
図２に示すように、保持器５は、一対の環状部５ａと、複数の柱状のセパレート部５ｂと、複数のスリット上の転動体保持部５ｃとを有する。一対の環状部５ａは、軸線方向に沿って対をなすと共に、互いに軌道輪２の軸線と同軸に設けられる。すなわち、各環状部５ａは、内側軌道面２ｃと外側軌道面２ｄとの間の環状空間において、回転軸２ａ、外輪２ｂの中心軸線と同軸に配置される。各環状部５ａは、外周面が外側軌道面２ｄ両側の各ツバ２ｅに対向して当接可能に周方向に連続すると共に、内周面が内側軌道面２ｃに対向して当接可能に配置され、保持器５全体を複数の転動体３と共に内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄに沿って案内支持する。
【００３２】
各セパレート部５ｂは、一対の環状部５ａ間に軸線方向に沿って掛け渡されるように架設される。セパレート部５ｂは、両端が環状部５ａに固定されることで転動不能に設けられる。セパレート部５ｂは、隣接する転動体３の間に位置すると共に、周方向に所定の間隔（保持する転動体３の外径に応じた間隔）で等間隔に複数設けられる。
【００３３】
各転動体保持部５ｃは、軸線方向において対向する一対の環状部５ａと、周方向において隣接する一対のセパレート部５ｂにより区画された空間である。各転動体保持部５ｃは、転動体３の軸線（転動中心）方向が軸受１の軸線方向と平行となるようにそれぞれ１つの転動体３を個別に収容し、各転動体３を内側軌道面２ｃ、外側軌道面２ｄの周方向に沿って転動自在に保持する。なお、転動体３、および保持器５は、例えば金属（鋼材等）で形成される。
【００３４】
上記のように構成される軸受１では、回転軸２ａの内側軌道面２ｃと外輪２ｂの外側軌道面２ｄとの間の環状空間において、複数の転動体３が潤滑油を介して内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄに接触して、内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄ上を転動（自転）しながら内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄに沿って公転する。つまり、軸受１は、軌道輪２の内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄと各転動体３の転動面３ｒとが摺動することで回転軸２ａを外輪２ｂに対して回転自在に支持する。このとき、保持器５は、回転軸２ａの外輪２ｂに対する相対的な回転に伴って環状部５ａにより内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄに沿って案内されると共に、各転動体保持部５ｃ内に収納した各転動体３を軌道輪２に沿って等間隔に保持しながら軌道輪２に対して相対的に回転する。
【００３５】
保持器５に設けられたセパレート部５ｂは、隣接する転動体３同士の周方向における接触を規制する。この間、軸受１は、内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄと当接する転動体３の転動面３ｒにより、負荷荷重としてラジアル荷重（軸線方向に直角な方向、すなわち径方向の荷重）を受けることができると共に、ツバ２ｅと当接する転動体３の端面部により、負荷荷重として若干のアキシアル荷重（軸線方向の荷重）も受けることができる。
【００３６】
本実施形態の軸受１では、外輪２ｂ、および保持器５が分割式とされている。図１および図２に示すように、外輪２ｂは、外輪分割部２ｓにおいて、周方向に沿って異なる位置に配置される第一外輪構成部２１ｂと、第二外輪構成部２２ｂとに分割されている。第一外輪構成部２１ｂ、および第二外輪構成部２２ｂの分割部２ｓにおける形状（周方向の端部の形状）は、両者のうち一方が周方向に突出する凸形状に形成され、他方はこれに対応した凹形状に形成されている。
【００３７】
保持器５は、保持器分割部５ｓにおいて、周方向に沿って異なる位置に配置される第一保持器構成部５１と、第二保持器構成部５２とに分割されている。本実施形態では、第一保持器構成部５１の周方向の長さと、第二保持器構成部５２の周方向の長さとが等しくなるように、保持器５が２つの保持器構成部５１，５２に分割されている。このように保持器５および外輪２ｂが分割式である場合、それぞれが一体に形成されている場合には着脱が不可能な回転軸、例えばクランクシャフトの回転軸２ａに対して軸受１の着脱を行うことが可能となる。
【００３８】
しかしながら、図１２を参照して上述したように、保持器５００が分割式である場合、保持器構成部５０１，５０２に保持される複数の転動体３００のうちで、周方向の最も端部寄りに設けられた転動体３００（符号３００ａ参照）をはじめ、周方向の端部寄りに配置された転動体３００に対して、他の転動体３００（周方向の中央部に配置された転動体３００）と比較して大きな面圧が作用するという問題がある。
【００３９】
図１および図２に示すように、本実施形態の軸受１では、第一保持器構成部５１と、第二保持器構成部５２との間に、第二の転動体３０が設けられる。第二の転動体３０が、第一保持器構成部５１と第二保持器構成部５２との間において、ラジアル荷重を受けることにより、保持器構成部５１，５２に保持される複数の転動体３のうちで周方向の最も端部寄りに設けられた転動体３（以下、端部転動体３ｅとする）をはじめ、周方向の端部寄りに配置された転動体３で受けるラジアル荷重を分散させ、周方向の端部寄りに配置された転動体３の面圧を低減させることができる。
【００４０】
第二の転動体３０は、転動体３と同様の細径の円筒形の針状（ニードル状）ころであり、転動体３と同じ材質で形成されている。第二の転動体３０の径は、転動体３の径と等しく形成されている。第二の転動体３０の軸線方向の長さ（図４の符号Ｌ１参照）は、転動体３の軸線方向の長さと同等とされている。すなわち、第二の転動体３０は、内側軌道面２ｃおよび外側軌道面２ｄとの接触面積が転動体３と同等となるように形成されている。第二の転動体３０は、各保持器分割部５ｓにそれぞれ１つずつ配置されている。第二の転動体３０は、内側軌道面２ｃと外側軌道面２ｄとの間の環状空間に、第二の転動体３０の軸線（転動中心）の方向が軸受１の軸線方向と平行となるように設けられる。
【００４１】
図４は、本実施形態に係る軸受の周方向の部分断面図である。図４に示すように、保持器構成部５１，５２における周方向の端部では、セパレート部５ｂと比較して環状部５ａが周方向に突出した形状とされている。これにより、一対の環状部５ａ、および保持器構成部５１，５２のそれぞれのセパレート部５ｂにより第二の転動体３０を保持する保持部５４が構成される。第二の転動体３０は、図１に示すように、外周面である転動面３０ｒが内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄにそれぞれ接触可能に配置される。また、第二の転動体３０は、図４に示すように、両端面が一対の環状部５ａに当接可能であると共に、転動面３０ｒが保持器構成部５１，５２のセパレート部５ｂに当接可能に配置されている。
【００４２】
第二の転動体３０は、保持部５４に保持された状態で内側軌道面２ｃ、外側軌道面２ｄの周方向に沿って転動する。第二の転動体３０は、両端面が一対の環状部５ａに当接可能に配置されていることにより、軸線方向に移動することが抑制されている。また、第二の転動体３０が、保持器構成部５１，５２のセパレート部５ｂに当接可能に配置されていることにより、軸線（転動中心）の方向が軸受１の軸線方向と平行に保たれる。
【００４３】
図１および図５に示すように、保持器構成部５１，５２における周方向の端部（セパレート部５ｂ）には、第二の転動体３０を保持する保持溝５５が設けられている。保持溝５５は、周方向に窪んだ凹状部をなし、第二の転動体３０の形状に対応した形状に形成されている。本実施形態の保持溝５５は、径方向の断面が円弧形状となっている。第二の転動体３０は、保持器構成部５１，５２にそれぞれ設けられた保持溝５５に保持された状態で転動する。これにより、第二の転動体３０の軸線（転動中心）の方向と軸受１の軸線方向とが平行な状態をより確実に保つことができる。
【００４４】
また、保持溝５５が設けられていることにより、分割式の保持器５の着脱を効率よく行うことが可能となる。例えば、保持器５を回転軸２ａに組み付ける場合を例に説明すると、第一保持器構成部５１を回転軸２ａの下方から回転軸２ａに当接させる。次に、第二保持器構成部５２を上方から第一保持器構成部５１に組み合わせる場合に、予め第二の転動体３０を第一保持器構成部５１の保持溝５５にセットしておく。これにより、第二の転動体３０が組み付け作業中に転がって脱落することなく、第二の転動体３０の位置決めを容易に行うことができる。
【００４５】
保持器５が２箇所の保持器分割部５ｓで分割されている場合、２箇所の保持器分割部５ｓにそれぞれ第二の転動体３０を配置することにより、軸受１における転動体の個数を２個増加させることができる。
【００４６】
回転軸２ａの回転に伴って保持器分割部５ｓが負荷圏に突入する際、第二の転動体３０がラジアル荷重を受けるため、第二の転動体３０が配置されていない場合に比べて、端部転動体３ｅで受けるラジアル荷重を分散させ、端部転動体３ｅの面圧を低減させることができる。第二の転動体３０が第一保持器構成部５１の端部転動体３ｅと第二保持器構成部５２の端部転動体３ｅとの中間に配置されることにより、第二の転動体３０が配置されていない場合に比べて、端部転動体３ｅの面圧を約１．５倍低下させる（面圧を３分の２に低下させる）ことが可能となる。また、従来であれば、保持器５の周方向の端部の強度を確保するために端部転動体３ｅ同士の間隔をある程度大きくする必要があったため、転動体３の間隔を均等とすることが困難であった。本実施形態では、第二の転動体３０を配置することにより、端部転動体３ｅと第二の転動体３０との間隔を他の転動体３同士の間隔と等しくし、各転動体３，３０の間隔を軸受１の全体で均等とすることが可能となる。これにより、各転動体３，３０の面圧を均等化させることができる。
【００４７】
従来、転がり軸受は、線接触でラジアル荷重を受けるため、体格が大きい、寿命低下、騒音増などが課題とされていた。本実施形態によれば、以下に説明するように、これらの転がり軸受における課題を解決することができる。上述したように、本実施形態によれば、軸受１に設けられる転動体３，３０の数を従来の軸受（第二の転動体３０が設けられていない軸受）と比較して、増加させることができる。従って、以下に説明するように、従来に比べて軸受１の体格を小さなものとしたり、軸受１の寿命を延ばし、耐久性を向上させたりすることができる。
【００４８】
図６は、転動体（コロ）の本数と軸受の寿命との関係を示す図である。図６に示すように、一般に、軸受１の体格が同じであれば、配置される転動体３，３０の数が多くなるに連れて軸受１の寿命が長くなる。これは、転動体３，３０の数が多くなると、各転動体３，３０で受ける荷重が低下することなどによる。本実施形態では、軸受１に配置可能な転動体３，３０の数を増加させることにより、軸受１の体格がそのままで寿命を延ばしたり、同じ寿命を確保しつつ体格を小さなものとしたりすることができる。
【００４９】
さらに、本実施形態では、各転動体３，３０の面圧が均等化されることにより、特定の転動体３にラジアル荷重が集中することが抑制され、軸受１の寿命が長くなる。また、各転動体３，３０で受ける荷重を低下させることや、各転動体３，３０の面圧を均等化させることで、焼付き等の不具合の発生を抑制し、軸受１の信頼性を向上させたり、軸受１で発生する騒音を低減させたりすることができる。
【００５０】
本実施形態によれば、特に、騒音低減の点で大きな効果を奏することができる。例えば、外輪分割部２ｓに転動体３が乗り上げる際に発生する断続音を低減させることができる。外輪分割部２ｓにおいては、第一外輪構成部２１ｂと第二外輪構成部２２ｂとの間で、外側軌道面２ｄにわずかながら段差や隙間ができる。転動体３の間隔が不均一である場合、例えば、第二の転動体３０が配置されていない軸受１００（図１２）において、端部転動体３００ａ同士の間隔が他の転動体３００同士の間隔と比較して大きい場合、この段差を転動体３００が乗り上げる際の乗り上げ音が不均一となって断続音が発生する。本実施形態では、第二の転動体３０を配置し、各転動体３，３０の間隔を均等とすることにより、このような不連続音による騒音を抑制することができる。また、軸受１全体の回転が滑らか（荷重分布均一）となることから騒音を低減させることができる。
【００５１】
保持器分割部５ｓに第二の転動体３０が設けられることにより、以下に説明するように、保持器構成部５１，５２が外側軌道面２ｄの段差にぶつかって衝突音が発生したり、回転抵抗が増加したりすることを抑制できる。第二の転動体３０がラジアル荷重を受けることにより、保持器分割部５ｓが負荷圏に入ったとしても、内側軌道面２ｃと外側軌道面２ｄとの間隔が減少することが抑制される。このため、保持器構成部５１，５２が外側軌道面２ｄへ接近することが抑制される。また、保持器構成部５１，５２が保持溝５５で第二の転動体３０を保持していることにより、保持器構成部５１，５２の端部が径方向へ移動することが抑制される。よって、保持器構成部５１，５２の端部が外側軌道面２ｄに近づき、保持器構成部５１，５２が外側軌道面２ｄの段差に衝突してしまうことが抑制される。
【００５２】
第二の転動体３０が配置されることにより、軸受１における周方向の油量分布が均一となる。第二の転動体３０が設けられていない従来の軸受１００（図１２参照）では、保持器分割部５００ｓの油量が他の部分と比較して多くなってしまう。本実施形態（図１）では、保持器分割部５ｓに第二の転動体３０が設けられていることで、保持器分割部５ｓに潤滑油が集中することが抑制される。よって、軸受１に供給する潤滑油の油量（必要供給量）を減少させ、軸受１のフリクション（潤滑油の引き摺り損失）を低減することが可能となる。
【００５３】
なお、本実施形態では、転動体３および第二の転動体３０が針状（ニードル状）コロである場合を例に説明したが、転動体３，３０の形状はこれには限定されない。転がり軸受１に用いられるコロであれば、転動体３および第二の転動体３０として適用することができる。また、本実施形態の保持器５は２つの保持器構成部５１，５２に分割されていたが、これに代えて、保持器５が３以上の保持器構成部に分割されていても本実施形態の軸受１の構成を適用することができる。第二の転動体３０の軸線方向の長さＬ１は、転動体３の軸線方向の長さと等しくされていたが、これには限定されない。例えば、第二の転動体３０の軸線方向の長さＬ１が転動体３の軸線方向の長さよりも短くされてもよい。この場合、第二の転動体３０の質量を転動体３の質量と比較して小さくすることができる。
【００５４】
（第２実施形態）
図７を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００５５】
上記第１実施形態では、保持器分割部５ｓに配置される第二の転動体３０の数は一箇所につき一つであったが、これに代えて、一箇所の保持器分割部５ｓに、転動体３よりも小さく形成された第二の転動体（図７の符号３１参照）を軸線方向に複数配置することができる。この場合、第二の転動体３１の質量を小さなものとし、保持器５の耐久性を向上させることができる。
【００５６】
図７は、本実施形態に係る軸受の周方向の部分断面図である。本実施形態では、保持器分割部５ｓに形成された保持部５４に２つの第二の転動体３１（第二の転動体３１ａ、３１ｂ）が配置される。第二の転動体３１は、上記第１実施形態の第二の転動体３０と同様に、細径の円筒形の針状（ニードル状）ころであり、転動体３と同じ材質で形成されている。２つの第二の転動体３１は、第二の転動体３１の軸線（転動中心）の方向が軸受１の軸線方向と並行となるように、かつ、軸線方向に直列に配置される。本実施形態の第二の転動体３１ａ、３１ｂは、同一の形状および大きさに形成されている。
【００５７】
第二の転動体３１の外径Ｄ２は、上記第１実施形態の第二の転動体３０の外径と同様とされる。第二の転動体３１の軸線方向の長さＬ２は、例えば、上記第１実施形態の第二の転動体３０の軸線方向の長さＬ１の半分程度とされる。
【００５８】
保持部５４に配置する第二の転動体３１を複数とすることにより、以下に説明するように、保持器５の寿命を向上させることができる。保持器５が分割式とされている場合、保持器５の周方向の端部（保持器分割部５ｓ近傍）では、他の部分と比較して、捩れ、たわみ等の変形が生じやすい。変形を抑制するためには、各々の第二の転動体３１の質量を小さくすることで、第二の転動体３１の運動エネルギーを低下させ、保持器５に対する第二の転動体３１の攻撃性を低減することが有効である。本実施形態では、保持部５４に配置される第二の転動体３１が複数とされており、各々の第二の転動体３１の質量が小さなものとされている。これにより、保持器構成部５１，５２の周方向の端部寄りに配置された転動体３の面圧を低減させる効果を維持しつつ、上記第１実施形態のようにひとつの第二の転動体３０でラジアル荷重を受ける場合に比べて、第二の転動体３１の保持器５に対する攻撃性を低減し、保持器５の変形を抑制することができる。その結果、保持器５の耐久性を向上させることができる。
【００５９】
保持器５に対する第二の転動体３１の攻撃性を低くすることで、第二の転動体３１を保持部５４に保持するために要求される保持器５の保持力（強度）の軽減が可能となる。つまり、保持器５の必要強度を低減させることが可能となる。例えば、上記第１実施形態のように１箇所の保持部５４に配置される第二の転動体３０が１つである場合には、保持器５を鋼製とする必要があったところを、質量の小さな第二の転動体３１を保持部５４に複数配置する本実施形態では、鋼製よりも低強度や軽量（低比重）の材質で形成された保持器５、例えば、樹脂製の保持器５を採用することが可能となる。この場合、保持器構成部５１，５２が互いに衝突する際の衝突音等が小さくなり、軸受１の騒音を低減することができる。あるいは、保持器５の材質を変えずに、保持器５を鋼製のままでより軽量とすることが可能となる。
【００６０】
なお、本実施形態では、一箇所の保持器分割部５ｓに配置される第二の転動体３１が２つであったが、これには限定されない。３つ以上の第二の転動体３１が一箇所の保持器分割部５ｓに配置されてもよい。この場合、一箇所の保持器分割部５ｓに配置される第二の転動体３１の個数に応じて、第二の転動体３１の軸線方向の長さＬ２が調節される。
【００６１】
（第３実施形態）
図８を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態については、上記各実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００６２】
上記第２実施形態（図７）では、保持部５４に複数の第二の転動体３１が軸線方向に直列に配置された。この場合、第二の転動体３１が軸線方向に移動することは望ましくない。例えば、第二の転動体３１が軸線方向に移動すると、第二の転動体３１同士が接触して引き摺りが生じたり、ラジアル荷重に対する第二の転動体３１の面圧の分布が不均一となったりして、騒音が増加したり磨耗が促進されたりする。
【００６３】
本実施形態の保持器５には、図８に示すように、隣り合う２つの第二の転動体３１ａ、３１ｂの間に、第二の転動体３１ａ、３１ｂの軸線方向の移動を規制する規制部５６が設けられている。規制部５６は、保持器５の周方向の端部における軸線方向の中央部に設けられる。規制部５６は、互いに対向する第二の転動体３１ａ、３１ｂの軸線方向の端部にそれぞれ当接可能となるように、隣り合う第二の転動体３１ａ、３１ｂの間の空間に周方向に突出する凸部状に形成されている。規制部５６が設けられることにより、保持部５４には、第二の転動体３１ａを保持する保持部５４ａと第二の転動体３１ｂを保持する保持部５４ｂとが形成される。
【００６４】
このように、第二の転動体３１ａ、３１ｂがそれぞれ対応する保持部５４ａ、５４ｂに保持されることにより、第二の転動体３１ａ、３１ｂが確実に保持され、第二の転動体３１ａ、３１ｂの軸線方向の移動が規制される。よって、第二の転動体３１ａ、３１ｂの接触が抑制されると共に、第二の転動体３１ａ、３１ｂにおける面圧の分布が均一となる。その結果、騒音や第二の転動体３１ａ、３１ｂ等の磨耗が低減される。また、規制部５６が設けられることにより、保持器５の周方向の端部の強度が向上する。
【００６５】
（第４実施形態）
図９を参照して第４実施形態について説明する。第４実施形態については、上記各実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００６６】
上記第２実施形態、および第３実施形態では、複数の第二の転動体３１が軸線方向に沿って並べて配置された。本実施形態では、これに代えて、複数の第二の転動体（図９の符号３２参照）が径方向に並べて配置される。これにより、第二の転動体３２の質量を小さなものとし、保持器５への攻撃性を低減させると共に、転動面（図９の符号３２ｒ参照）の軌道面２ｃ、２ｄへの追従性を向上させることができる。
【００６７】
図９は、本実施形態に係る軸受１の径方向の部分断面図である。図９に示すように、本実施形態の軸受１では、第一保持器構成部５１と第二保持器構成部５２との間に形成された保持部５４に複数の第二の転動体３２が径方向に沿って並べて配置されている。第二の転動体３２は、転動体３と同様の細径の円筒形の針状（ニードル状）ころであり、転動体３と同じ材質で形成されている。図９に示す例では、保持部５４に２つの第二の転動体３２ａ、３２ｂが配置されている。第二の転動体３２ａ、３２ｂは、第二の転動体３２ａが相対的に径方向の内側（回転軸２ａの中心軸線寄り）に位置するように配置される。第二の転動体３２ａ、３２ｂの外径の和は、転動体３の外径と等しくされている。第二の転動体３２ａ、３２ｂの外径は、転動体３の外径の半分である。これにより、第二の転動体３２ａが内側軌道面２ｃに当接し、かつ、第二の転動体３２ｂが外側軌道面２ｄに当接した状態で第二の転動体３２ａ、３２ｂが径方向に直列となり、ラジアル荷重を受けた状態で周方向に転動することができる。
【００６８】
保持器構成部５１，５２の周方向の端部には、第二の転動体３２ａを保持する保持溝５５ａ、および第二の転動体３２ｂを保持する保持溝５５ｂがそれぞれ設けられている。保持溝５５ａ、５５ｂにより第二の転動体３２ａ、３２ｂがそれぞれ保持されることにより、第二の転動体３２ａと第二の転動体３２ｂとの間で周方向の相対変位が生じることが抑制されている。
【００６９】
本実施形態によれば、第一保持器構成部５１と第二保持器構成部５２との間に複数の第二の転動体３２が径方向に並んだ状態で配置される。これにより、１つの第二の転動体３２の質量を小さなものとし、第二の転動体３２の保持器５に対する攻撃性を低減することができる。よって、保持器５の耐久性を向上させたり、保持器５の必要強度を低減させたりすることができる。また、第二の転動体３２の質量が小さくなることで、第二の転動体３２の転動面３２ｒの軌道面２ｃ、２ｄへの追従性が良くなり、磨耗や騒音が低減する。本実施形態では、第二の転動体３２の外径を小さなものとすることができるため、第二の転動体３２を保持する保持部５４の容積を小さなものとすることができる。これにより、保持器構成部５１，５２における周方向の端部の強度を高める形状に、端部を形成することができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、一箇所の保持部５４に配置される第二の転動体３２が２つであったが、これには限定されない。３つ以上の第二の転動体３２が一箇所の保持部５４に配置されてもよい。この場合、一箇所の保持部５４に配置される第二の転動体３２の個数に応じて、第二の転動体３２の外径が調節される。
【００７１】
（上記各実施形態の第１変形例）
上記第１実施形態から第４実施形態の第１変形例について説明する。
【００７２】
上記各実施形態では、第二の転動体３０，３１，３２の材質は、転動体３と同じ材質とされていたが、これに代えて、第二の転動体３０，３１，３２の材質を転動体３の材質と比較して低比重の材質とすることができる。これにより、第二の転動体３０，３１，３２の質量を低減させ、第二の転動体３０，３１，３２の保持器５に対する攻撃性を低減させることができる。例えば、転動体３が鋼製である場合に、第二の転動体３０，３１，３２をセラミック製とすることができる。
【００７３】
（上記各実施形態の第２変形例）
上記第１実施形態から第４実施形態の第２変形例について説明する。
【００７４】
上記各実施形態では、外輪２ｂに対する保持器５の周方向の移動には制限が設けられていなかった。すなわち、ハウジングに固定された外輪２ｂに対して、保持器５は周方向に回転自在に設けられていた。これに代えて、本変形例では、外輪２ｂに対する保持器５の周方向の相対移動が生じない状態とされる。より具体的には、保持器５が外輪２ｂに固定されている。外輪２ｂと保持器５との間の周方向の相対移動が生じないことで、外輪２ｂと保持器５との間の摩擦損失を低減させることができる。
【００７５】
図１０は、本変形例に係る軸受１の径方向の概略断面図である。図１０には、第一保持器構成部５１と第二保持器構成部５２との間の各保持器分割部５ｓに第二の転動体３０がそれぞれ１つ配置される場合の軸受１が示されている。図１０に示すように、保持器構成部５１，５２の外周面には、径方向に突出する凸形状の突起５ｄが形成されている。一方、外輪構成部２１ｂ、２２ｂの内周面における周方向の端部（外輪分割部２ｓ）には、突起５ｄに対応する凹形状の溝部２ｆが形成されている。保持器構成部５１，５２の突起５ｄは、外輪構成部２１ｂ、２２ｂの溝部２ｆに嵌合している。これにより、外輪２ｂに対する保持器５の周方向の相対移動が生じないように外輪２ｂと保持器５とが固定されている。
【００７６】
回転軸２ａが回転する際には、各転動体３が保持器５に保持された状態で内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄ上を転動（自転）すると共に、第二の転動体３０が保持部５４で保持された状態で内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄ上を転動（自転）する。これにより、軸受１は、回転軸２ａを外輪２ｂに対して回転自在に支持する。このときに、外輪２ｂに対する保持器５の周方向の相対移動が生じない状態とされているため、上記各実施形態の効果に加えて、外輪２ｂと保持器５との間の摩擦損失を低減させるという効果を奏することができる。また、転動体３や第二の転動体３０、あるいは保持器構成部５１，５２の周方向の端部が外輪分割部２ｓを通過することがない。このため、軸受１の騒音および転がり摩擦を低減させる効果や、軸受１の耐久性を向上させる効果を奏することができる。
【００７７】
（上記各実施形態の第３変形例）
図１１を参照して、上記第１実施形態から第４実施形態の第３変形例について説明する。
【００７８】
上記第２変形例では、保持器５が外輪２ｂに固定されており、外輪２ｂに対して保持器５が周方向に回転しない状態とされていた。これに代えて、外輪２ｂに対する保持器５の周方向の相対移動が予め定められた範囲内となるように、保持器５の周方向の移動が規制されてもよい。例えば、外輪２ｂに対して回転軸２ａが相対的に揺動回転する範囲が所定範囲に限定されている場合である。この場合に、軸受１の騒音等を抑制する観点から、保持器５の周方向の移動範囲を所望の範囲とするように、外輪２ｂに対する保持器５の周方向の相対移動の範囲を規制することができる。
【００７９】
本変形例では、保持器構成部５１，５２の周方向の端部が外輪分割部２ｓを通過しないように、保持器５の周方向の移動範囲が規制される。これにより、保持器構成部５１，５２の周方向の端部と外輪構成部２１ｂ、２２ｂの周方向の端部（外輪分割部２ｓ）との衝突が生じない状態として、騒音や回転抵抗等を低減することができる。
【００８０】
図１１は、本変形例に係る軸受１の径方向の概略断面図である。図１１に示すように、本変形例の溝部２ｆは、周方向に所定長さＡを有している。所定長さＡは、外輪２ｂに対して回転軸２ａが周方向に相対的に揺動回転する際の保持器５の移動範囲に対応した長さである。保持器５が周方向に移動（公転）すると、突起５ｄは、溝部２ｆを周方向に移動する。突起５ｄが溝部２ｆの周方向の端部に当接することにより、保持器５の周方向の移動が規制される。本変形例の規制手段は、溝部２ｆおよび突起５ｄにより構成されている。
【００８１】
突起５ｄは、保持器５が所定長さＡの範囲で周方向に移動したとしても、保持器構成部５１，５２の周方向の端部が外輪分割部２ｓを通過しない位置に設けられる。すなわち、突起５ｄは、突起５ｄが溝部２ｆの周方向の一端部に当接した位置から他端部に当接した位置まで移動する際に、保持器構成部５１，５２の周方向の端部が外輪分割部２ｓを通過しないような位置に設けられる。これにより、回転軸２ａが外輪２ｂに対して相対的に揺動回転することを妨げることなく、保持器構成部５１，５２の周方向の端部が外輪分割部２ｓを通過しないように保持器構成部５１，５２の移動範囲を規制することができる。
【００８２】
保持器構成部５１，５２の周方向の端部と外輪構成部２１ｂ、２２ｂの周方向の端部（外輪分割部２ｓ）との衝突を防ぐことにより、軸受１の騒音および回転抵抗を低減させたり、軸受１の耐久性を向上させたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の転がり軸受の第１実施形態の径方向の概略断面図である。
【図２】本発明の転がり軸受の第１実施形態の斜視図である。
【図３】本発明の転がり軸受の第１実施形態の軸線方向の部分断面図である。
【図４】本発明の転がり軸受の第１実施形態の周方向の部分断面図である。
【図５】本発明の転がり軸受の第１実施形態の保持器分割部付近の拡大図である。
【図６】本発明の転がり軸受の第１実施形態の効果を説明するための図である。
【図７】本発明の転がり軸受の第２実施形態の周方向の部分断面図である。
【図８】本発明の転がり軸受の第３実施形態の周方向の部分断面図である。
【図９】本発明の転がり軸受の第４実施形態の径方向の部分断面図である。
【図１０】本発明の転がり軸受の各実施形態の第２変形例の径方向の概略断面図である。
【図１１】本発明の転がり軸受の各実施形態の第３変形例の径方向の概略断面図である。
【図１２】分割式の保持器が用いられた転がり軸受の一例を示す径方向の概略断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 軸受
２ 軌道輪
２ａ 回転軸
２ｂ 外輪
２ｃ 内側軌道面
２ｄ 外側軌道面
２ｅ ツバ
２ｆ 溝部
２ｓ 外輪分割部
３ 転動体
３ｅ 端部転動体
３ｒ 転動面
４ 転動部
５ 保持器
５ａ 環状部
５ｂ セパレート部
５ｃ 転動体保持部
５ｄ 突起
５ｓ 保持器分割部
２１ｂ 第一外輪構成部
２２ｂ 第二外輪構成部
３０，３１，３２ 第二の転動体
３０ｒ 転動面
５１ 第一保持器構成部
５２ 第二保持器構成部
５４ 保持部
５５ 保持溝
５６ 規制部
１００ 軸受
２００ 軌道輪
２００ａ 回転軸
２００ｂ 外輪
３００ 転動体
３００ａ 端部転動体
５００ 保持器
５０１ 第一保持器構成部
５０２ 第二保持器構成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、特に、外輪と回転軸との間の空間に外輪の周方向に沿って配置される複数の転動体と、転動体を保持する保持器とを備え、保持器が周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、保持器構成部に周方向に沿って配置された転動体保持部により、転動体が周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸の外周面と外輪の内周面との間に潤滑油を介して複数の転動体を配置することで、回転軸を回転自在に支持する転がり軸受が知られている。このような転がり軸受としては、例えば、特許文献１に開示されたものが挙げられる。転がり軸受では、転動体を外輪の周方向（以下、単に周方向とする）に沿って所定の間隔をあけて保持する保持器が設けられることがある。
【０００３】
転がり軸受の保持器として、分割式の保持器、すなわち、保持器が周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成される保持器が用いられることがある。図１２は、分割式の保持器が用いられた転がり軸受の一例を示す径方向の概略断面図である。
【０００４】
図１２において、符号１００は、転がり軸受を示す。軸受１００は、環状の軌道輪２００と、軌道輪２００に沿って転動可能な複数の転動体３００と、転動体３００を軌道輪２００に沿って所定の間隔をあけて保持する保持器５００とを備える。軌道輪２００は、回転軸２００ａと、回転軸２００ａの外方に設けられる外輪２００ｂとによって構成される。保持器５００は、軌道輪２００に沿って、すなわち、周方向に沿って異なる位置に配置される第一保持器構成部５０１と第二保持器構成部５０２とで構成されている。
【０００５】
保持器５００が分割式とされた場合、一体に形成された保持器では組み付けが不可能な回転軸、例えば、内燃機関のクランク軸のように、回転軸における被支持部と端部との間に屈曲部を有するような回転軸であっても、軸受を組み付けることが可能となる。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−１４９４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、保持器が分割式とされた場合、それぞれの保持器構成部に保持される転動体のうちで周方向の端部寄りに設けられた転動体に他の転動体と比較して大きな面圧が作用するという問題がある。これは、以下に説明するように、保持器構成部における周方向の端部の強度を確保するために、端部の長さをある程度大きなものにする必要があるためである。
【０００８】
回転軸が回転する場合、隣り合う保持器構成部の周方向の端部同士がぶつかり合うことがある。この場合に、変形が発生することを抑制するためには、周方向の端部の長さ（周方向の長さ）をある程度大きなものとして必要強度を確保することが要求される。しかしながら、この場合、保持器構成部の周方向の端部において、荷重を受ける転動体が存在しない領域が大きなものとなってしまう。隣り合う保持器構成部のうち、一方の保持器構成部の周方向の端部に保持されている転動体から、他方の保持器構成部の周方向の端部に保持されている転動体までの間隔が、その他の転動体同士の間隔（所定の間隔）よりも大きなものとなる。その結果、保持器構成部における周方向の端部寄りの位置、すなわち、保持器の分割部に近い位置に保持されている転動体に他の転動体と比較して大きな面圧が作用することとなる。
【０００９】
転がり軸受の転動体を保持する保持器が、周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、保持器構成部に周方向に沿って配置された転動体保持部により、転動体が、周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受において、保持器構成部における周方向の端部寄りに保持されている転動体の面圧を低減できることが望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、転がり軸受の転動体を保持する保持器が、周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、保持器構成部に周方向に沿って配置された転動体保持部により、転動体が、周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受において、保持器構成部における周方向の端部寄りに保持されている転動体の面圧を低減できる転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の転がり軸受は、外輪と、前記外輪の内方に配置された回転軸と前記外輪との間の空間に前記外輪の周方向に沿って配置される複数の第一の転動体と、前記複数の第一の転動体を保持する保持器とを備え、前記保持器が、前記周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、前記保持器構成部における前記周方向の両端部の間に前記周方向に沿って配置された転動体保持部により、前記第一の転動体が、前記周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受であって、前記複数の前記保持器構成部のうち前記周方向において隣り合う前記保持器構成部の間に、第二の転動体が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の転がり軸受において、前記保持器構成部における前記周方向の端部には、前記第二の転動体の形状に対応した形状を有する凹状部が設けられ、前記凹状部により前記第二の転動体が保持されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の転がり軸受において、前記隣り合う前記保持器構成部の間には、それぞれ前記第二の転動体が１つ配置され、前記第二の転動体は、前記第一の転動体と径が同一であり、かつ、前記第一の転動体の各々の質量と比較して質量が小さいことを特徴とする。
【００１４】
本発明の転がり軸受において、前記隣り合う前記保持器構成部の間には、それぞれ前記第二の転動体が前記外輪の軸線方向に沿って複数配置され、前記第二の転動体は、前記第一の転動体と径が同一であり、かつ、前記第一の転動体の各々の質量と比較して質量が小さいことを特徴とする。
【００１５】
本発明の転がり軸受において、前記保持器構成部における前記周方向の端部には、互いに対向する前記第二の転動体の前記軸線方向の端部がそれぞれ当接可能なように設けられ、前記第二の転動体の前記軸線方向の移動を規制する規制部が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の転がり軸受において、前記隣り合う前記保持器構成部の間には、それぞれ前記第二の転動体が前記外輪の径方向に沿って２つ配置され、前記第二の転動体は、前記第一の転動体の径の半分の径であり、かつ、前記第一の転動体の各々の質量と比較して質量が小さいことを特徴とする。
【００１７】
本発明の転がり軸受において、前記外輪に対する前記保持器の前記周方向の相対移動が生じないように、前記外輪と前記保持器とが固定されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の転がり軸受において、前記外輪は、前記周方向に沿って異なる位置に配置される複数の外輪構成部に分割されているものであって、前記転がり軸受は、前記保持器構成部の前記周方向の端部が前記外輪の分割部を通過しないように、前記外輪に対する前記保持器の前記周方向の相対移動の範囲を規制する規制手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、転がり軸受の転動体を保持する保持器が、周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、保持器構成部に周方向に沿って配置された転動体保持部により、転動体が、周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受において、周方向において隣り合う保持器構成部の間に第二の転動体が配置される。これにより、保持器構成部の周方向の端部における転動体の間隔が大きなものとなることを抑制し、保持器構成部において周方向の端部寄りに保持されている転動体の面圧を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の転がり軸受の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１から図６を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、転がり軸受の転動体を保持する保持器が、周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、保持器構成部に周方向に沿って配置された転動体保持部により、転動体が、周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受に関する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る軸受の径方向の概略断面図、図２は、本実施形態に係る軸受の斜視図、図３は、本実施形態に係る軸受の軸線方向の部分断面図、図４は、本実施形態に係る軸受の周方向の部分断面図、図５は、本実施形態に係る軸受の保持器分割部付近の拡大図を示す。
【００２３】
図１および図２に示すように、本実施形態に係る転がり軸受としての軸受１は、環状の軌道輪２に沿って配置される複数の転動体（第一の転動体）３を有する転動手段としての転動部４が転動自在に設けられている。軸受１は、例えば、内燃機関のカムシャフトやクランクシャフトなどの種々の回転軸を回転自在に支持するものである。以下、本実施形態の軸受１は、内燃機関のクランクシャフトを回転自在に支持する転がり軸受に適用するものとして説明するが、これに限らず、種々の装置の回転軸を支持する転がり軸受にも適用可能である。
【００２４】
なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「軸受の軸線方向」とは、軸受１が支持する回転軸の軸線方向をいい、「軸受の径方向」とは、軸線方向と直交する方向をいい、「軸受の周方向」とは、回転軸線を回転の中心として回転する方向をいう。
【００２５】
軸受１は、クランクシャフトに設けられたクランクジャーナル等の被支持部に対して相対移動しないように設けられる。軸受１は、例えば、後述する外輪２ｂが図示しないハウジングに固定されることで被支持部に対して相対移動しないように設けられる。軸受１は、内燃機関のクランクシャフトの回転軸２ａを回転自在に支持する。クランクシャフトは、図示しないピストンの往復運動に伴って、軸受１に支持されつつ周方向に回転する。
【００２６】
軸受１は、上述の環状の軌道輪２と、軌道輪２に沿って転動可能な複数の転動体３を有する転動部４と、複数の転動体３を軌道輪２に沿って所定の間隔をあけて保持する保持手段としての保持器５とを備える。
【００２７】
軌道輪２は、回転軸２ａと、回転軸２ａの外方に設けられる外輪２ｂとで構成される。回転軸２ａは、円柱状に形成されており、クランクシャフトの軸をなす。外輪２ｂは、円環状（円筒形状）に形成されており、回転軸２ａの外周面に沿って、中心軸線が回転軸２ａの中心軸線と一致するように設けられる。すなわち、回転軸２ａと外輪２ｂとは、同軸に設けられる。
【００２８】
より具体的には、図３に示すように、回転軸２ａの外周面には、周方向に沿って内側軌道面２ｃが形成されている。一方、外輪２ｂの内周面には、周方向に沿って外側軌道面２ｄが形成されている。転動部４は、回転軸２ａの内側軌道面２ｃと外輪２ｂの外側軌道面２ｄとの間に形成される環状空間に設けられている。また、外側軌道面２ｄの軸線方向両側方には、径方向内方に突出するツバ２ｅが形成されている。言い換えると、外側軌道面２ｄは、外輪２ｂの内周面に凹部状に形成されている。
【００２９】
転動部４は、複数の転動体３を有する。本実施形態の各転動体３は、細径の円筒形の針状（ニードル状）ころである。複数の転動体３は、内側軌道面２ｃと外側軌道面２ｄとの間の環状空間に、転動体３の軸線（転動中心）の方向が軸受１の軸線方向と平行となるように設けられる。複数の転動体３は、保持器５により、内側軌道面２ｃ、外側軌道面２ｄの周方向に沿って所定間隔、ここでは等間隔で配置される。
【００３０】
各転動体３は、保持器５により、外周面である転動面３ｒが内側軌道面２ｃ、外側軌道面２ｄに接触可能に配置されると共に、両端面が外輪２ｂのツバ２ｅに当接可能に配置される。従って、複数の転動体３は、転動面３ｒが内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄに接触することで、内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄに沿って環状空間を転動することができると共に、その両端面が外輪２ｂのツバ２ｅに当接することで軸線方向に脱落することが防止される。
【００３１】
図２に示すように、保持器５は、一対の環状部５ａと、複数の柱状のセパレート部５ｂと、複数のスリット上の転動体保持部５ｃとを有する。一対の環状部５ａは、軸線方向に沿って対をなすと共に、互いに軌道輪２の軸線と同軸に設けられる。すなわち、各環状部５ａは、内側軌道面２ｃと外側軌道面２ｄとの間の環状空間において、回転軸２ａ、外輪２ｂの中心軸線と同軸に配置される。各環状部５ａは、外周面が外側軌道面２ｄ両側の各ツバ２ｅに対向して当接可能に周方向に連続すると共に、内周面が内側軌道面２ｃに対向して当接可能に配置され、保持器５全体を複数の転動体３と共に内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄに沿って案内支持する。
【００３２】
各セパレート部５ｂは、一対の環状部５ａ間に軸線方向に沿って掛け渡されるように架設される。セパレート部５ｂは、両端が環状部５ａに固定されることで転動不能に設けられる。セパレート部５ｂは、隣接する転動体３の間に位置すると共に、周方向に所定の間隔（保持する転動体３の外径に応じた間隔）で等間隔に複数設けられる。
【００３３】
各転動体保持部５ｃは、軸線方向において対向する一対の環状部５ａと、周方向において隣接する一対のセパレート部５ｂにより区画された空間である。各転動体保持部５ｃは、転動体３の軸線（転動中心）方向が軸受１の軸線方向と平行となるようにそれぞれ１つの転動体３を個別に収容し、各転動体３を内側軌道面２ｃ、外側軌道面２ｄの周方向に沿って転動自在に保持する。なお、転動体３、および保持器５は、例えば金属（鋼材等）で形成される。
【００３４】
上記のように構成される軸受１では、回転軸２ａの内側軌道面２ｃと外輪２ｂの外側軌道面２ｄとの間の環状空間において、複数の転動体３が潤滑油を介して内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄに接触して、内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄ上を転動（自転）しながら内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄに沿って公転する。つまり、軸受１は、軌道輪２の内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄと各転動体３の転動面３ｒとが摺動することで回転軸２ａを外輪２ｂに対して回転自在に支持する。このとき、保持器５は、回転軸２ａの外輪２ｂに対する相対的な回転に伴って環状部５ａにより内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄに沿って案内されると共に、各転動体保持部５ｃ内に収納した各転動体３を軌道輪２に沿って等間隔に保持しながら軌道輪２に対して相対的に回転する。
【００３５】
保持器５に設けられたセパレート部５ｂは、隣接する転動体３同士の周方向における接触を規制する。この間、軸受１は、内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄと当接する転動体３の転動面３ｒにより、負荷荷重としてラジアル荷重（軸線方向に直角な方向、すなわち径方向の荷重）を受けることができると共に、ツバ２ｅと当接する転動体３の端面部により、負荷荷重として若干のアキシアル荷重（軸線方向の荷重）も受けることができる。
【００３６】
本実施形態の軸受１では、外輪２ｂ、および保持器５が分割式とされている。図１および図２に示すように、外輪２ｂは、外輪分割部２ｓにおいて、周方向に沿って異なる位置に配置される第一外輪構成部２１ｂと、第二外輪構成部２２ｂとに分割されている。第一外輪構成部２１ｂ、および第二外輪構成部２２ｂの分割部２ｓにおける形状（周方向の端部の形状）は、両者のうち一方が周方向に突出する凸形状に形成され、他方はこれに対応した凹形状に形成されている。
【００３７】
保持器５は、保持器分割部５ｓにおいて、周方向に沿って異なる位置に配置される第一保持器構成部５１と、第二保持器構成部５２とに分割されている。本実施形態では、第一保持器構成部５１の周方向の長さと、第二保持器構成部５２の周方向の長さとが等しくなるように、保持器５が２つの保持器構成部５１，５２に分割されている。このように保持器５および外輪２ｂが分割式である場合、それぞれが一体に形成されている場合には着脱が不可能な回転軸、例えばクランクシャフトの回転軸２ａに対して軸受１の着脱を行うことが可能となる。
【００３８】
しかしながら、図１２を参照して上述したように、保持器５００が分割式である場合、保持器構成部５０１，５０２に保持される複数の転動体３００のうちで、周方向の最も端部寄りに設けられた転動体３００（符号３００ａ参照）をはじめ、周方向の端部寄りに配置された転動体３００に対して、他の転動体３００（周方向の中央部に配置された転動体３００）と比較して大きな面圧が作用するという問題がある。
【００３９】
図１および図２に示すように、本実施形態の軸受１では、第一保持器構成部５１と、第二保持器構成部５２との間に、第二の転動体３０が設けられる。第二の転動体３０が、第一保持器構成部５１と第二保持器構成部５２との間において、ラジアル荷重を受けることにより、保持器構成部５１，５２に保持される複数の転動体３のうちで周方向の最も端部寄りに設けられた転動体３（以下、端部転動体３ｅとする）をはじめ、周方向の端部寄りに配置された転動体３で受けるラジアル荷重を分散させ、周方向の端部寄りに配置された転動体３の面圧を低減させることができる。
【００４０】
第二の転動体３０は、転動体３と同様の細径の円筒形の針状（ニードル状）ころであり、転動体３と同じ材質で形成されている。第二の転動体３０の径は、転動体３の径と等しく形成されている。第二の転動体３０の軸線方向の長さ（図４の符号Ｌ１参照）は、転動体３の軸線方向の長さと同等とされている。すなわち、第二の転動体３０は、内側軌道面２ｃおよび外側軌道面２ｄとの接触面積が転動体３と同等となるように形成されている。第二の転動体３０は、各保持器分割部５ｓにそれぞれ１つずつ配置されている。第二の転動体３０は、内側軌道面２ｃと外側軌道面２ｄとの間の環状空間に、第二の転動体３０の軸線（転動中心）の方向が軸受１の軸線方向と平行となるように設けられる。
【００４１】
図４は、本実施形態に係る軸受の周方向の部分断面図である。図４に示すように、保持器構成部５１，５２における周方向の端部では、セパレート部５ｂと比較して環状部５ａが周方向に突出した形状とされている。これにより、一対の環状部５ａ、および保持器構成部５１，５２のそれぞれのセパレート部５ｂにより第二の転動体３０を保持する保持部５４が構成される。第二の転動体３０は、図１に示すように、外周面である転動面３０ｒが内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄにそれぞれ接触可能に配置される。また、第二の転動体３０は、図４に示すように、両端面が一対の環状部５ａに当接可能であると共に、転動面３０ｒが保持器構成部５１，５２のセパレート部５ｂに当接可能に配置されている。
【００４２】
第二の転動体３０は、保持部５４に保持された状態で内側軌道面２ｃ、外側軌道面２ｄの周方向に沿って転動する。第二の転動体３０は、両端面が一対の環状部５ａに当接可能に配置されていることにより、軸線方向に移動することが抑制されている。また、第二の転動体３０が、保持器構成部５１，５２のセパレート部５ｂに当接可能に配置されていることにより、軸線（転動中心）の方向が軸受１の軸線方向と平行に保たれる。
【００４３】
図１および図５に示すように、保持器構成部５１，５２における周方向の端部（セパレート部５ｂ）には、第二の転動体３０を保持する保持溝５５が設けられている。保持溝５５は、周方向に窪んだ凹状部をなし、第二の転動体３０の形状に対応した形状に形成されている。本実施形態の保持溝５５は、径方向の断面が円弧形状となっている。第二の転動体３０は、保持器構成部５１，５２にそれぞれ設けられた保持溝５５に保持された状態で転動する。これにより、第二の転動体３０の軸線（転動中心）の方向と軸受１の軸線方向とが平行な状態をより確実に保つことができる。
【００４４】
また、保持溝５５が設けられていることにより、分割式の保持器５の着脱を効率よく行うことが可能となる。例えば、保持器５を回転軸２ａに組み付ける場合を例に説明すると、第一保持器構成部５１を回転軸２ａの下方から回転軸２ａに当接させる。次に、第二保持器構成部５２を上方から第一保持器構成部５１に組み合わせる場合に、予め第二の転動体３０を第一保持器構成部５１の保持溝５５にセットしておく。これにより、第二の転動体３０が組み付け作業中に転がって脱落することなく、第二の転動体３０の位置決めを容易に行うことができる。
【００４５】
保持器５が２箇所の保持器分割部５ｓで分割されている場合、２箇所の保持器分割部５ｓにそれぞれ第二の転動体３０を配置することにより、軸受１における転動体の個数を２個増加させることができる。
【００４６】
回転軸２ａの回転に伴って保持器分割部５ｓが負荷圏に突入する際、第二の転動体３０がラジアル荷重を受けるため、第二の転動体３０が配置されていない場合に比べて、端部転動体３ｅで受けるラジアル荷重を分散させ、端部転動体３ｅの面圧を低減させることができる。第二の転動体３０が第一保持器構成部５１の端部転動体３ｅと第二保持器構成部５２の端部転動体３ｅとの中間に配置されることにより、第二の転動体３０が配置されていない場合に比べて、端部転動体３ｅの面圧を約１．５倍低下させる（面圧を３分の２に低下させる）ことが可能となる。また、従来であれば、保持器５の周方向の端部の強度を確保するために端部転動体３ｅ同士の間隔をある程度大きくする必要があったため、転動体３の間隔を均等とすることが困難であった。本実施形態では、第二の転動体３０を配置することにより、端部転動体３ｅと第二の転動体３０との間隔を他の転動体３同士の間隔と等しくし、各転動体３，３０の間隔を軸受１の全体で均等とすることが可能となる。これにより、各転動体３，３０の面圧を均等化させることができる。
【００４７】
従来、転がり軸受は、線接触でラジアル荷重を受けるため、体格が大きい、寿命低下、騒音増などが課題とされていた。本実施形態によれば、以下に説明するように、これらの転がり軸受における課題を解決することができる。上述したように、本実施形態によれば、軸受１に設けられる転動体３，３０の数を従来の軸受（第二の転動体３０が設けられていない軸受）と比較して、増加させることができる。従って、以下に説明するように、従来に比べて軸受１の体格を小さなものとしたり、軸受１の寿命を延ばし、耐久性を向上させたりすることができる。
【００４８】
図６は、転動体（コロ）の本数と軸受の寿命との関係を示す図である。図６に示すように、一般に、軸受１の体格が同じであれば、配置される転動体３，３０の数が多くなるに連れて軸受１の寿命が長くなる。これは、転動体３，３０の数が多くなると、各転動体３，３０で受ける荷重が低下することなどによる。本実施形態では、軸受１に配置可能な転動体３，３０の数を増加させることにより、軸受１の体格がそのままで寿命を延ばしたり、同じ寿命を確保しつつ体格を小さなものとしたりすることができる。
【００４９】
さらに、本実施形態では、各転動体３，３０の面圧が均等化されることにより、特定の転動体３にラジアル荷重が集中することが抑制され、軸受１の寿命が長くなる。また、各転動体３，３０で受ける荷重を低下させることや、各転動体３，３０の面圧を均等化させることで、焼付き等の不具合の発生を抑制し、軸受１の信頼性を向上させたり、軸受１で発生する騒音を低減させたりすることができる。
【００５０】
本実施形態によれば、特に、騒音低減の点で大きな効果を奏することができる。例えば、外輪分割部２ｓに転動体３が乗り上げる際に発生する断続音を低減させることができる。外輪分割部２ｓにおいては、第一外輪構成部２１ｂと第二外輪構成部２２ｂとの間で、外側軌道面２ｄにわずかながら段差や隙間ができる。転動体３の間隔が不均一である場合、例えば、第二の転動体３０が配置されていない軸受１００（図１２）において、端部転動体３００ａ同士の間隔が他の転動体３００同士の間隔と比較して大きい場合、この段差を転動体３００が乗り上げる際の乗り上げ音が不均一となって断続音が発生する。本実施形態では、第二の転動体３０を配置し、各転動体３，３０の間隔を均等とすることにより、このような不連続音による騒音を抑制することができる。また、軸受１全体の回転が滑らか（荷重分布均一）となることから騒音を低減させることができる。
【００５１】
保持器分割部５ｓに第二の転動体３０が設けられることにより、以下に説明するように、保持器構成部５１，５２が外側軌道面２ｄの段差にぶつかって衝突音が発生したり、回転抵抗が増加したりすることを抑制できる。第二の転動体３０がラジアル荷重を受けることにより、保持器分割部５ｓが負荷圏に入ったとしても、内側軌道面２ｃと外側軌道面２ｄとの間隔が減少することが抑制される。このため、保持器構成部５１，５２が外側軌道面２ｄへ接近することが抑制される。また、保持器構成部５１，５２が保持溝５５で第二の転動体３０を保持していることにより、保持器構成部５１，５２の端部が径方向へ移動することが抑制される。よって、保持器構成部５１，５２の端部が外側軌道面２ｄに近づき、保持器構成部５１，５２が外側軌道面２ｄの段差に衝突してしまうことが抑制される。
【００５２】
第二の転動体３０が配置されることにより、軸受１における周方向の油量分布が均一となる。第二の転動体３０が設けられていない従来の軸受１００（図１２参照）では、保持器分割部５００ｓの油量が他の部分と比較して多くなってしまう。本実施形態（図１）では、保持器分割部５ｓに第二の転動体３０が設けられていることで、保持器分割部５ｓに潤滑油が集中することが抑制される。よって、軸受１に供給する潤滑油の油量（必要供給量）を減少させ、軸受１のフリクション（潤滑油の引き摺り損失）を低減することが可能となる。
【００５３】
なお、本実施形態では、転動体３および第二の転動体３０が針状（ニードル状）コロである場合を例に説明したが、転動体３，３０の形状はこれには限定されない。転がり軸受１に用いられるコロであれば、転動体３および第二の転動体３０として適用することができる。また、本実施形態の保持器５は２つの保持器構成部５１，５２に分割されていたが、これに代えて、保持器５が３以上の保持器構成部に分割されていても本実施形態の軸受１の構成を適用することができる。第二の転動体３０の軸線方向の長さＬ１は、転動体３の軸線方向の長さと等しくされていたが、これには限定されない。例えば、第二の転動体３０の軸線方向の長さＬ１が転動体３の軸線方向の長さよりも短くされてもよい。この場合、第二の転動体３０の質量を転動体３の質量と比較して小さくすることができる。
【００５４】
（第２実施形態）
図７を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００５５】
上記第１実施形態では、保持器分割部５ｓに配置される第二の転動体３０の数は一箇所につき一つであったが、これに代えて、一箇所の保持器分割部５ｓに、転動体３よりも小さく形成された第二の転動体（図７の符号３１参照）を軸線方向に複数配置することができる。この場合、第二の転動体３１の質量を小さなものとし、保持器５の耐久性を向上させることができる。
【００５６】
図７は、本実施形態に係る軸受の周方向の部分断面図である。本実施形態では、保持器分割部５ｓに形成された保持部５４に２つの第二の転動体３１（第二の転動体３１ａ、３１ｂ）が配置される。第二の転動体３１は、上記第１実施形態の第二の転動体３０と同様に、細径の円筒形の針状（ニードル状）ころであり、転動体３と同じ材質で形成されている。２つの第二の転動体３１は、第二の転動体３１の軸線（転動中心）の方向が軸受１の軸線方向と並行となるように、かつ、軸線方向に直列に配置される。本実施形態の第二の転動体３１ａ、３１ｂは、同一の形状および大きさに形成されている。
【００５７】
第二の転動体３１の外径Ｄ２は、上記第１実施形態の第二の転動体３０の外径と同様とされる。第二の転動体３１の軸線方向の長さＬ２は、例えば、上記第１実施形態の第二の転動体３０の軸線方向の長さＬ１の半分程度とされる。
【００５８】
保持部５４に配置する第二の転動体３１を複数とすることにより、以下に説明するように、保持器５の寿命を向上させることができる。保持器５が分割式とされている場合、保持器５の周方向の端部（保持器分割部５ｓ近傍）では、他の部分と比較して、捩れ、たわみ等の変形が生じやすい。変形を抑制するためには、各々の第二の転動体３１の質量を小さくすることで、第二の転動体３１の運動エネルギーを低下させ、保持器５に対する第二の転動体３１の攻撃性を低減することが有効である。本実施形態では、保持部５４に配置される第二の転動体３１が複数とされており、各々の第二の転動体３１の質量が小さなものとされている。これにより、保持器構成部５１，５２の周方向の端部寄りに配置された転動体３の面圧を低減させる効果を維持しつつ、上記第１実施形態のようにひとつの第二の転動体３０でラジアル荷重を受ける場合に比べて、第二の転動体３１の保持器５に対する攻撃性を低減し、保持器５の変形を抑制することができる。その結果、保持器５の耐久性を向上させることができる。
【００５９】
保持器５に対する第二の転動体３１の攻撃性を低くすることで、第二の転動体３１を保持部５４に保持するために要求される保持器５の保持力（強度）の軽減が可能となる。つまり、保持器５の必要強度を低減させることが可能となる。例えば、上記第１実施形態のように１箇所の保持部５４に配置される第二の転動体３０が１つである場合には、保持器５を鋼製とする必要があったところを、質量の小さな第二の転動体３１を保持部５４に複数配置する本実施形態では、鋼製よりも低強度や軽量（低比重）の材質で形成された保持器５、例えば、樹脂製の保持器５を採用することが可能となる。この場合、保持器構成部５１，５２が互いに衝突する際の衝突音等が小さくなり、軸受１の騒音を低減することができる。あるいは、保持器５の材質を変えずに、保持器５を鋼製のままでより軽量とすることが可能となる。
【００６０】
なお、本実施形態では、一箇所の保持器分割部５ｓに配置される第二の転動体３１が２つであったが、これには限定されない。３つ以上の第二の転動体３１が一箇所の保持器分割部５ｓに配置されてもよい。この場合、一箇所の保持器分割部５ｓに配置される第二の転動体３１の個数に応じて、第二の転動体３１の軸線方向の長さＬ２が調節される。
【００６１】
（第３実施形態）
図８を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態については、上記各実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００６２】
上記第２実施形態（図７）では、保持部５４に複数の第二の転動体３１が軸線方向に直列に配置された。この場合、第二の転動体３１が軸線方向に移動することは望ましくない。例えば、第二の転動体３１が軸線方向に移動すると、第二の転動体３１同士が接触して引き摺りが生じたり、ラジアル荷重に対する第二の転動体３１の面圧の分布が不均一となったりして、騒音が増加したり磨耗が促進されたりする。
【００６３】
本実施形態の保持器５には、図８に示すように、隣り合う２つの第二の転動体３１ａ、３１ｂの間に、第二の転動体３１ａ、３１ｂの軸線方向の移動を規制する規制部５６が設けられている。規制部５６は、保持器５の周方向の端部における軸線方向の中央部に設けられる。規制部５６は、互いに対向する第二の転動体３１ａ、３１ｂの軸線方向の端部にそれぞれ当接可能となるように、隣り合う第二の転動体３１ａ、３１ｂの間の空間に周方向に突出する凸部状に形成されている。規制部５６が設けられることにより、保持部５４には、第二の転動体３１ａを保持する保持部５４ａと第二の転動体３１ｂを保持する保持部５４ｂとが形成される。
【００６４】
このように、第二の転動体３１ａ、３１ｂがそれぞれ対応する保持部５４ａ、５４ｂに保持されることにより、第二の転動体３１ａ、３１ｂが確実に保持され、第二の転動体３１ａ、３１ｂの軸線方向の移動が規制される。よって、第二の転動体３１ａ、３１ｂの接触が抑制されると共に、第二の転動体３１ａ、３１ｂにおける面圧の分布が均一となる。その結果、騒音や第二の転動体３１ａ、３１ｂ等の磨耗が低減される。また、規制部５６が設けられることにより、保持器５の周方向の端部の強度が向上する。
【００６５】
（第４実施形態）
図９を参照して第４実施形態について説明する。第４実施形態については、上記各実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００６６】
上記第２実施形態、および第３実施形態では、複数の第二の転動体３１が軸線方向に沿って並べて配置された。本実施形態では、これに代えて、複数の第二の転動体（図９の符号３２参照）が径方向に並べて配置される。これにより、第二の転動体３２の質量を小さなものとし、保持器５への攻撃性を低減させると共に、転動面（図９の符号３２ｒ参照）の軌道面２ｃ、２ｄへの追従性を向上させることができる。
【００６７】
図９は、本実施形態に係る軸受１の径方向の部分断面図である。図９に示すように、本実施形態の軸受１では、第一保持器構成部５１と第二保持器構成部５２との間に形成された保持部５４に複数の第二の転動体３２が径方向に沿って並べて配置されている。第二の転動体３２は、転動体３と同様の細径の円筒形の針状（ニードル状）ころであり、転動体３と同じ材質で形成されている。図９に示す例では、保持部５４に２つの第二の転動体３２ａ、３２ｂが配置されている。第二の転動体３２ａ、３２ｂは、第二の転動体３２ａが相対的に径方向の内側（回転軸２ａの中心軸線寄り）に位置するように配置される。第二の転動体３２ａ、３２ｂの外径の和は、転動体３の外径と等しくされている。第二の転動体３２ａ、３２ｂの外径は、転動体３の外径の半分である。これにより、第二の転動体３２ａが内側軌道面２ｃに当接し、かつ、第二の転動体３２ｂが外側軌道面２ｄに当接した状態で第二の転動体３２ａ、３２ｂが径方向に直列となり、ラジアル荷重を受けた状態で周方向に転動することができる。
【００６８】
保持器構成部５１，５２の周方向の端部には、第二の転動体３２ａを保持する保持溝５５ａ、および第二の転動体３２ｂを保持する保持溝５５ｂがそれぞれ設けられている。保持溝５５ａ、５５ｂにより第二の転動体３２ａ、３２ｂがそれぞれ保持されることにより、第二の転動体３２ａと第二の転動体３２ｂとの間で周方向の相対変位が生じることが抑制されている。
【００６９】
本実施形態によれば、第一保持器構成部５１と第二保持器構成部５２との間に複数の第二の転動体３２が径方向に並んだ状態で配置される。これにより、１つの第二の転動体３２の質量を小さなものとし、第二の転動体３２の保持器５に対する攻撃性を低減することができる。よって、保持器５の耐久性を向上させたり、保持器５の必要強度を低減させたりすることができる。また、第二の転動体３２の質量が小さくなることで、第二の転動体３２の転動面３２ｒの軌道面２ｃ、２ｄへの追従性が良くなり、磨耗や騒音が低減する。本実施形態では、第二の転動体３２の外径を小さなものとすることができるため、第二の転動体３２を保持する保持部５４の容積を小さなものとすることができる。これにより、保持器構成部５１，５２における周方向の端部の強度を高める形状に、端部を形成することができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、一箇所の保持部５４に配置される第二の転動体３２が２つであったが、これには限定されない。３つ以上の第二の転動体３２が一箇所の保持部５４に配置されてもよい。この場合、一箇所の保持部５４に配置される第二の転動体３２の個数に応じて、第二の転動体３２の外径が調節される。
【００７１】
（上記各実施形態の第１変形例）
上記第１実施形態から第４実施形態の第１変形例について説明する。
【００７２】
上記各実施形態では、第二の転動体３０，３１，３２の材質は、転動体３と同じ材質とされていたが、これに代えて、第二の転動体３０，３１，３２の材質を転動体３の材質と比較して低比重の材質とすることができる。これにより、第二の転動体３０，３１，３２の質量を低減させ、第二の転動体３０，３１，３２の保持器５に対する攻撃性を低減させることができる。例えば、転動体３が鋼製である場合に、第二の転動体３０，３１，３２をセラミック製とすることができる。
【００７３】
（上記各実施形態の第２変形例）
上記第１実施形態から第４実施形態の第２変形例について説明する。
【００７４】
上記各実施形態では、外輪２ｂに対する保持器５の周方向の移動には制限が設けられていなかった。すなわち、ハウジングに固定された外輪２ｂに対して、保持器５は周方向に回転自在に設けられていた。これに代えて、本変形例では、外輪２ｂに対する保持器５の周方向の相対移動が生じない状態とされる。より具体的には、保持器５が外輪２ｂに固定されている。外輪２ｂと保持器５との間の周方向の相対移動が生じないことで、外輪２ｂと保持器５との間の摩擦損失を低減させることができる。
【００７５】
図１０は、本変形例に係る軸受１の径方向の概略断面図である。図１０には、第一保持器構成部５１と第二保持器構成部５２との間の各保持器分割部５ｓに第二の転動体３０がそれぞれ１つ配置される場合の軸受１が示されている。図１０に示すように、保持器構成部５１，５２の外周面には、径方向に突出する凸形状の突起５ｄが形成されている。一方、外輪構成部２１ｂ、２２ｂの内周面における周方向の端部（外輪分割部２ｓ）には、突起５ｄに対応する凹形状の溝部２ｆが形成されている。保持器構成部５１，５２の突起５ｄは、外輪構成部２１ｂ、２２ｂの溝部２ｆに嵌合している。これにより、外輪２ｂに対する保持器５の周方向の相対移動が生じないように外輪２ｂと保持器５とが固定されている。
【００７６】
回転軸２ａが回転する際には、各転動体３が保持器５に保持された状態で内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄ上を転動（自転）すると共に、第二の転動体３０が保持部５４で保持された状態で内側軌道面２ｃ、および外側軌道面２ｄ上を転動（自転）する。これにより、軸受１は、回転軸２ａを外輪２ｂに対して回転自在に支持する。このときに、外輪２ｂに対する保持器５の周方向の相対移動が生じない状態とされているため、上記各実施形態の効果に加えて、外輪２ｂと保持器５との間の摩擦損失を低減させるという効果を奏することができる。また、転動体３や第二の転動体３０、あるいは保持器構成部５１，５２の周方向の端部が外輪分割部２ｓを通過することがない。このため、軸受１の騒音および転がり摩擦を低減させる効果や、軸受１の耐久性を向上させる効果を奏することができる。
【００７７】
（上記各実施形態の第３変形例）
図１１を参照して、上記第１実施形態から第４実施形態の第３変形例について説明する。
【００７８】
上記第２変形例では、保持器５が外輪２ｂに固定されており、外輪２ｂに対して保持器５が周方向に回転しない状態とされていた。これに代えて、外輪２ｂに対する保持器５の周方向の相対移動が予め定められた範囲内となるように、保持器５の周方向の移動が規制されてもよい。例えば、外輪２ｂに対して回転軸２ａが相対的に揺動回転する範囲が所定範囲に限定されている場合である。この場合に、軸受１の騒音等を抑制する観点から、保持器５の周方向の移動範囲を所望の範囲とするように、外輪２ｂに対する保持器５の周方向の相対移動の範囲を規制することができる。
【００７９】
本変形例では、保持器構成部５１，５２の周方向の端部が外輪分割部２ｓを通過しないように、保持器５の周方向の移動範囲が規制される。これにより、保持器構成部５１，５２の周方向の端部と外輪構成部２１ｂ、２２ｂの周方向の端部（外輪分割部２ｓ）との衝突が生じない状態として、騒音や回転抵抗等を低減することができる。
【００８０】
図１１は、本変形例に係る軸受１の径方向の概略断面図である。図１１に示すように、本変形例の溝部２ｆは、周方向に所定長さＡを有している。所定長さＡは、外輪２ｂに対して回転軸２ａが周方向に相対的に揺動回転する際の保持器５の移動範囲に対応した長さである。保持器５が周方向に移動（公転）すると、突起５ｄは、溝部２ｆを周方向に移動する。突起５ｄが溝部２ｆの周方向の端部に当接することにより、保持器５の周方向の移動が規制される。本変形例の規制手段は、溝部２ｆおよび突起５ｄにより構成されている。
【００８１】
突起５ｄは、保持器５が所定長さＡの範囲で周方向に移動したとしても、保持器構成部５１，５２の周方向の端部が外輪分割部２ｓを通過しない位置に設けられる。すなわち、突起５ｄは、突起５ｄが溝部２ｆの周方向の一端部に当接した位置から他端部に当接した位置まで移動する際に、保持器構成部５１，５２の周方向の端部が外輪分割部２ｓを通過しないような位置に設けられる。これにより、回転軸２ａが外輪２ｂに対して相対的に揺動回転することを妨げることなく、保持器構成部５１，５２の周方向の端部が外輪分割部２ｓを通過しないように保持器構成部５１，５２の移動範囲を規制することができる。
【００８２】
保持器構成部５１，５２の周方向の端部と外輪構成部２１ｂ、２２ｂの周方向の端部（外輪分割部２ｓ）との衝突を防ぐことにより、軸受１の騒音および回転抵抗を低減させたり、軸受１の耐久性を向上させたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の転がり軸受の第１実施形態の径方向の概略断面図である。
【図２】本発明の転がり軸受の第１実施形態の斜視図である。
【図３】本発明の転がり軸受の第１実施形態の軸線方向の部分断面図である。
【図４】本発明の転がり軸受の第１実施形態の周方向の部分断面図である。
【図５】本発明の転がり軸受の第１実施形態の保持器分割部付近の拡大図である。
【図６】本発明の転がり軸受の第１実施形態の効果を説明するための図である。
【図７】本発明の転がり軸受の第２実施形態の周方向の部分断面図である。
【図８】本発明の転がり軸受の第３実施形態の周方向の部分断面図である。
【図９】本発明の転がり軸受の第４実施形態の径方向の部分断面図である。
【図１０】本発明の転がり軸受の各実施形態の第２変形例の径方向の概略断面図である。
【図１１】本発明の転がり軸受の各実施形態の第３変形例の径方向の概略断面図である。
【図１２】分割式の保持器が用いられた転がり軸受の一例を示す径方向の概略断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 軸受
２ 軌道輪
２ａ 回転軸
２ｂ 外輪
２ｃ 内側軌道面
２ｄ 外側軌道面
２ｅ ツバ
２ｆ 溝部
２ｓ 外輪分割部
３ 転動体
３ｅ 端部転動体
３ｒ 転動面
４ 転動部
５ 保持器
５ａ 環状部
５ｂ セパレート部
５ｃ 転動体保持部
５ｄ 突起
５ｓ 保持器分割部
２１ｂ 第一外輪構成部
２２ｂ 第二外輪構成部
３０，３１，３２ 第二の転動体
３０ｒ 転動面
５１ 第一保持器構成部
５２ 第二保持器構成部
５４ 保持部
５５ 保持溝
５６ 規制部
１００ 軸受
２００ 軌道輪
２００ａ 回転軸
２００ｂ 外輪
３００ 転動体
３００ａ 端部転動体
５００ 保持器
５０１ 第一保持器構成部
５０２ 第二保持器構成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、前記外輪の内方に配置された回転軸と前記外輪との間の空間に前記外輪の周方向に沿って配置される複数の第一の転動体と、前記複数の第一の転動体を保持する保持器とを備え、前記保持器が、前記周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、前記保持器構成部における前記周方向の両端部の間に前記周方向に沿って配置された転動体保持部により、前記第一の転動体が、前記周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受であって、
前記複数の前記保持器構成部のうち前記周方向において隣り合う前記保持器構成部の間に、第二の転動体が配置されている
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
請求項１記載の転がり軸受において、
前記保持器構成部における前記周方向の端部には、前記第二の転動体の形状に対応した形状を有する凹状部が設けられ、前記凹状部により前記第二の転動体が保持される
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項３】
請求項１または２に記載の転がり軸受において、
前記隣り合う前記保持器構成部の間には、それぞれ前記第二の転動体が１つ配置され、
前記第二の転動体は、前記第一の転動体と径が同一であり、かつ、前記第一の転動体の各々の質量と比較して質量が小さい
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項４】
請求項１または２に記載の転がり軸受において、
前記隣り合う前記保持器構成部の間には、それぞれ前記第二の転動体が前記外輪の軸線方向に沿って複数配置され、
前記第二の転動体は、前記第一の転動体と径が同一であり、かつ、前記第一の転動体の各々の質量と比較して質量が小さい
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項５】
請求項４記載の転がり軸受において、
前記保持器構成部における前記周方向の端部には、互いに対向する前記第二の転動体の前記軸線方向の端部がそれぞれ当接可能なように設けられ、前記第二の転動体の前記軸線方向の移動を規制する規制部が設けられている
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項６】
請求項１または２に記載の転がり軸受において、
前記隣り合う前記保持器構成部の間には、それぞれ前記第二の転動体が前記外輪の径方向に沿って２つ配置され、
前記第二の転動体は、前記第一の転動体の径の半分の径であり、かつ、前記第一の転動体の各々の質量と比較して質量が小さい
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の転がり軸受において、
前記外輪に対する前記保持器の前記周方向の相対移動が生じないように、前記外輪と前記保持器とが固定されている
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の転がり軸受において、
前記外輪は、前記周方向に沿って異なる位置に配置される複数の外輪構成部に分割されているものであって、
前記転がり軸受は、前記保持器構成部の前記周方向の端部が前記外輪の分割部を通過しないように、前記外輪に対する前記保持器の前記周方向の相対移動の範囲を規制する規制手段を備える
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項１】
外輪と、前記外輪の内方に配置された回転軸と前記外輪との間の空間に前記外輪の周方向に沿って配置される複数の第一の転動体と、前記複数の第一の転動体を保持する保持器とを備え、前記保持器が、前記周方向に沿って異なる位置に配置される複数の保持器構成部で構成され、前記保持器構成部における前記周方向の両端部の間に前記周方向に沿って配置された転動体保持部により、前記第一の転動体が、前記周方向に沿って所定の間隔をあけて保持される転がり軸受であって、
前記複数の前記保持器構成部のうち前記周方向において隣り合う前記保持器構成部の間に、第二の転動体が配置されている
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
請求項１記載の転がり軸受において、
前記保持器構成部における前記周方向の端部には、前記第二の転動体の形状に対応した形状を有する凹状部が設けられ、前記凹状部により前記第二の転動体が保持される
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項３】
請求項１または２に記載の転がり軸受において、
前記隣り合う前記保持器構成部の間には、それぞれ前記第二の転動体が１つ配置され、
前記第二の転動体は、前記第一の転動体と径が同一であり、かつ、前記第一の転動体の各々の質量と比較して質量が小さい
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項４】
請求項１または２に記載の転がり軸受において、
前記隣り合う前記保持器構成部の間には、それぞれ前記第二の転動体が前記外輪の軸線方向に沿って複数配置され、
前記第二の転動体は、前記第一の転動体と径が同一であり、かつ、前記第一の転動体の各々の質量と比較して質量が小さい
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項５】
請求項４記載の転がり軸受において、
前記保持器構成部における前記周方向の端部には、互いに対向する前記第二の転動体の前記軸線方向の端部がそれぞれ当接可能なように設けられ、前記第二の転動体の前記軸線方向の移動を規制する規制部が設けられている
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項６】
請求項１または２に記載の転がり軸受において、
前記隣り合う前記保持器構成部の間には、それぞれ前記第二の転動体が前記外輪の径方向に沿って２つ配置され、
前記第二の転動体は、前記第一の転動体の径の半分の径であり、かつ、前記第一の転動体の各々の質量と比較して質量が小さい
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の転がり軸受において、
前記外輪に対する前記保持器の前記周方向の相対移動が生じないように、前記外輪と前記保持器とが固定されている
ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の転がり軸受において、
前記外輪は、前記周方向に沿って異なる位置に配置される複数の外輪構成部に分割されているものであって、
前記転がり軸受は、前記保持器構成部の前記周方向の端部が前記外輪の分割部を通過しないように、前記外輪に対する前記保持器の前記周方向の相対移動の範囲を規制する規制手段を備える
ことを特徴とする転がり軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１７４６１１（Ｐ２００９−１７４６１１Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２７２０（Ｐ２００８−１２７２０）
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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