本発明は、軸受に関し、特に、複数の転動体が軌道輪に沿って転動自在に設けられる転がり軸受に関するものである。
The present invention relates to a bearing, and more particularly to a rolling bearing in which a plurality of rolling elements are provided so as to be freely rollable along a race.
従来、この種の転がり軸受では、軌道輪としての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、この回転軸を回転自在に支持している。このような従来の転がり軸受として、例えば、特許文献1には、コロ状の転動体を中空円筒状に形成することで、軸受全体の軽量化を図り、これにより、軸受に作用する遠心力や慣性力を低減することができるころ軸受が開示されている。また、他の構成の従来の転がり軸受として、例えば、特許文献2には、複数の転動体のうち少なくとも1つの転動体の重量を他の転動体の重量と異なる重量に設定することで、軸受全体の重心を軸受中心からずらし、これにより、軸受が繰返し負荷を受けた場合でもフレッティング(接触する2面間が、相対的な繰返し微小滑りを生じて摩耗する現象をいう。)が発生しにくく、軸受の寿命を向上させることができる転がり軸受が開示されている。
Conventionally, in this type of rolling bearing, a plurality of rolling elements are disposed between the outer peripheral surface of the rotating shaft as a race and the inner peripheral surface of the outer ring so that the rotating shaft can be freely rotated. I support it. As such a conventional rolling bearing, for example, in Patent Document 1, a roller-shaped rolling element is formed into a hollow cylindrical shape, thereby reducing the weight of the entire bearing. A roller bearing capable of reducing the inertial force is disclosed. Moreover, as a conventional rolling bearing of another structure, for example, in Patent Document 2, a weight of at least one rolling element among a plurality of rolling elements is set to a weight different from the weight of other rolling elements. The entire center of gravity is shifted from the center of the bearing, which causes fretting even when the bearing is subjected to repeated loads (a phenomenon in which the contacted two surfaces wear due to repeated repeated minor slips). A rolling bearing is disclosed that is difficult and can improve the life of the bearing.
特開2002−250344号公報JP 2002-250344 A
特開平5−87132号公報JP-A-5-87132
しかしながら、上記のような特許文献1に記載されたころ軸受では、転動体の内部が中空、又は実質的に荷重を受けることができない非構造体としてのスポンジが充填されているに過ぎないことから、十分な強度を得ることができないおそれがあり、このため、大きな荷重を受けることができないおそれがあった。また、上記のような特許文献2に記載された転がり軸受では、例えば、潤滑油の供給量が少なく、各転動体と軌道輪との摺動部の潤滑状態が良好でない場合に、この転動体が軌道輪に対して滑りやすくなり、これにより、各転動体に作用するすべり摩擦力が増大し、この転動体の転動が阻害され、この結果、フリクションが増大することがあった。
However, in the roller bearing described in Patent Document 1 as described above, the inside of the rolling element is hollow or only filled with a sponge as a non-structural body that cannot substantially receive a load. There is a possibility that sufficient strength cannot be obtained, and there is a possibility that a large load cannot be received. Further, in the rolling bearing described in Patent Document 2 as described above, for example, when the supply amount of the lubricating oil is small and the lubrication state of the sliding portion between each rolling element and the raceway is not good, this rolling element As a result, the sliding frictional force acting on each rolling element increases, and the rolling of the rolling element is hindered, resulting in an increase in friction.
そこで本発明は、フリクションを低減することができる転がり軸受を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a rolling bearing capable of reducing friction.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明による転がり軸受は、環状の軌道輪に沿って転動可能であると共に外周部の構造体の比重が内部の構造体の比重より高く設定される転動体を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the rolling bearing according to the first aspect of the present invention is capable of rolling along an annular race and the specific gravity of the outer peripheral structure is set higher than the specific gravity of the internal structure. It is characterized by comprising a rolling element.
請求項2に係る発明による転がり軸受では、前記転動体は、前記内部の構造体をなし中実に形成される転動体本体部と、該転動体本体部の外周に設けられる外周部の構造体をなし比重が該転動体本体部より高く設定される重量部とを有することを特徴とする。
In the rolling bearing according to the second aspect of the present invention, the rolling element includes a rolling element main body portion that forms the internal structure and is formed solidly, and an outer peripheral structure provided on the outer periphery of the rolling element main body portion. The specific gravity is characterized by having a weight part set higher than the rolling element main body part.
請求項3に係る発明による転がり軸受では、前記重量部は、前記転動体本体部の外周面を覆うと共に比重が該転動体本体部より高く設定される高比重部材を有することを特徴とする。
The rolling bearing according to a third aspect of the invention is characterized in that the weight portion includes a high specific gravity member that covers an outer peripheral surface of the rolling element main body and has a specific gravity set higher than that of the rolling element main body.
請求項4に係る発明による転がり軸受では、前記重量部は、比重が前記転動体本体部より高く設定される高比重部材と、前記転動体本体部において前記転動体の転動方向に対して対称な位置に複数形成され、各々、該高比重部材を収容可能な収容部とにより構成されることを特徴とする。
In the rolling bearing according to a fourth aspect of the present invention, the weight portion is symmetrical with respect to a high specific gravity member whose specific gravity is set higher than that of the rolling element main body portion, and a rolling direction of the rolling element in the rolling element main body portion. It is characterized by being formed by a plurality of housing parts, each of which is composed of a housing part capable of housing the high specific gravity member.
請求項5に係る発明による転がり軸受では、前記収容部は、前記転動体本体部の外周面に開口部を有して形成されることを特徴とする。
In the rolling bearing according to the fifth aspect of the present invention, the accommodating portion is formed with an opening on an outer peripheral surface of the rolling element main body.
請求項6に係る発明による転がり軸受では、前記転動体本体部は、セラミック材、樹脂材、硬質ゴム材、アルミニウム材、チタン材炭素繊維材からなる群から選ばれる少なくとも1つの低比重材からなる一方、前記重量部は、鋼材、銅材、鉄材、焼結材からなる群から選ばれる少なくとも1つの高比重材からなることを特徴とする。
In the rolling bearing according to the sixth aspect of the present invention, the rolling element body is made of at least one low specific gravity material selected from the group consisting of ceramic materials, resin materials, hard rubber materials, aluminum materials, and titanium material carbon fiber materials. On the other hand, the said weight part consists of at least 1 high specific gravity material chosen from the group which consists of steel materials, copper materials, iron materials, and sintered materials.
請求項7に係る発明による転がり軸受では、前記転動体は、円柱状に形成され、中心軸線方向両端部の比重が中心軸線方向中央部の比重より低く設定されることを特徴とする。
In the rolling bearing according to a seventh aspect of the present invention, the rolling element is formed in a columnar shape, and the specific gravity at both ends in the central axis direction is set lower than the specific gravity at the central portion in the central axis direction.
請求項8に係る発明による転がり軸受では、前記転動体は、前記中心軸線方向中央部に設けられ前記軌道輪が形成する軌道面に接触可能な接触部と、前記中心軸線方向両端部に設けられ前記軌道面に接触不能なクラウニング部とを有し、前記重量部は、前記接触部に設けられることを特徴とする。
In the rolling bearing according to the invention according to claim 8, the rolling elements are provided at a contact portion that is provided at the central portion in the central axial direction and can contact a raceway surface formed by the raceway, and at both ends in the central axial direction. A crowning portion that cannot contact the raceway surface, and the weight portion is provided in the contact portion.
請求項9に係る発明による転がり軸受では、前記転動体は、前記中心軸線方向両端面に中空状の空洞部を有することを特徴とする。
In the rolling bearing according to the ninth aspect of the present invention, the rolling element has hollow cavities on both end surfaces in the central axis direction.
請求項10に係る発明による転がり軸受では、前記転動体は、外周面に固体潤滑膜を有することを特徴とする。
In the rolling bearing according to the tenth aspect of the present invention, the rolling element has a solid lubricating film on the outer peripheral surface.
請求項11に係る発明による転がり軸受では、複数の前記転動体を前記軌道輪に沿って所定の隙間をあけて保持する保持手段を備えることを特徴とする。
The rolling bearing according to an eleventh aspect of the present invention is characterized by comprising holding means for holding a plurality of the rolling elements with a predetermined gap along the raceway.
本発明に係る転がり軸受によれば、転動体に回転慣性力が作用することで各転動体と軌道輪とのすべり摩擦が低減されるので、この結果、フリクションを低減することができる。
According to the rolling bearing according to the present invention, the sliding friction between the rolling elements and the races is reduced by the rotation inertia force acting on the rolling elements, and as a result, the friction can be reduced.
以下に、本発明に係る転がり軸受の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
Below, the Example of the rolling bearing which concerns on this invention is described in detail based on drawing. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本発明の実施例1に係る軸受の径方向の概略断面図、図2は、本発明の実施例1に係る軸受の切欠斜視図、図3は、本発明の実施例1に係る軸受の軸線方向の部分断面図、図4は、本発明の実施例1に係る軸受の径方向の部分断面図、図5は、本発明の実施例1に係る軸受における回転軸回転速度と接触面圧、スリップ率との関係を示す線図である。
1 is a schematic sectional view in the radial direction of a bearing according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cutaway perspective view of the bearing according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial sectional view in the radial direction of the bearing according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a rotation shaft rotational speed in the bearing according to the first embodiment of the present invention. It is a diagram which shows the relationship between a contact surface pressure and a slip ratio.
図1乃至図4に示すように、実施例1に係る転がり軸受としての軸受1は、環状の軌道輪2に沿って複数の転動体3を有する転動部4が転動自在に設けられ、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、本実施例の軸受1は、内燃機関のカム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。
As shown in FIG. 1 to FIG. 4, the bearing 1 as the rolling bearing according to the first embodiment is provided with a rolling part 4 having a plurality of rolling elements 3 along an annular raceway ring 2 so as to freely roll. For example, various rotation shafts such as a camshaft and a crankshaft of an internal combustion engine are rotatably supported. Hereinafter, although the bearing 1 of a present Example is demonstrated as what is applied to the rolling bearing which supports the cam shaft of an internal combustion engine rotatably, it is not restricted to this, The rolling bearing which supports the rotating shaft of various apparatuses is also applied. Applicable.
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。
In the following description, unless otherwise specified, “the axial direction of the bearing” refers to the axial direction of the rotating shaft supported by the bearing 1, and “the radial direction of the bearing” refers to a direction orthogonal to the axial direction. The “circumferential direction of the bearing” refers to the direction of rotation about the rotation axis.
軸受1は、シリンダヘッドに取り付けられたカムジャーナル等の支持部に対して相対移動しないように設けられ、内燃機関のカムシャフトの回転軸2aをこの支持部に回転自在に支持する。内燃機関のカムシャフトは、内燃機関の燃焼室を開閉する弁体としての吸気弁や排気弁を開閉駆動するためのもので、この回転軸2a周りに複数のカムを有している。そして、このカムシャフトは、内燃機関のピストンの往復運動に伴って回転可能なクランクシャフトとタイミングチェーン等を介して連動可能となっている。すなわち、カムシャフトは、クランクシャフトに同期して回転する。
The bearing 1 is provided so as not to move relative to a support portion such as a cam journal attached to the cylinder head, and rotatably supports the rotating shaft 2a of the cam shaft of the internal combustion engine on the support portion. The camshaft of the internal combustion engine is for opening and closing an intake valve and an exhaust valve as valve bodies that open and close the combustion chamber of the internal combustion engine, and has a plurality of cams around the rotating shaft 2a. The camshaft can be interlocked via a crankshaft that can be rotated in accordance with the reciprocating motion of the piston of the internal combustion engine, a timing chain, and the like. That is, the camshaft rotates in synchronization with the crankshaft.
軸受1は、上述の環状の軌道輪2と、この軌道輪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に沿って所定の隙間をあけて保持する保持手段としての保持器5を備える。
The bearing 1 includes a ring-shaped raceway ring 2 described above, a rolling part 4 having a plurality of rolling elements 3 that can roll along the raceway ring 2, and a plurality of rolling elements 3 along the raceway ring 2. The holder 5 is provided as a holding means for holding the gap.
軌道輪2は、回転軸2aと、この回転軸2aの外方に設けられる外輪2bとによって構成される。回転軸2aは、円柱状に形成され上述のカムシャフトの軸をなす。外輪2bは、円環状に形成されこの回転軸2aの外周面に沿って設けられると共に、その中心軸線が回転軸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。
The track ring 2 is constituted by a rotating shaft 2a and an outer ring 2b provided outside the rotating shaft 2a. The rotating shaft 2a is formed in a cylindrical shape and forms the axis of the above-described cam shaft. The outer ring 2b is formed in an annular shape and is provided along the outer peripheral surface of the rotary shaft 2a, and the center axis thereof is provided so as to coincide with the center axis of the rotary shaft 2a. That is, the rotating shaft 2a and the outer ring 2b are provided coaxially.
さらに具体的には、回転軸2aは、その外周面に周方向に沿って内側軌道面2cが形成される一方、外輪2bは、その内周面に周方向に沿って外側軌道面2dが形成される。そして、回転軸2aと外輪2bとは、内側軌道面2cと外側軌道面2dとの間に環状空間を画成し、この環状空間に転動部4が設けられる。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。言い換えれば、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。
More specifically, the rotary shaft 2a is formed with an inner raceway surface 2c along the circumferential direction on the outer circumferential surface thereof, while the outer race 2b is formed with an outer raceway surface 2d along the circumferential direction on the inner circumferential surface thereof. Is done. The rotating shaft 2a and the outer ring 2b define an annular space between the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d, and the rolling part 4 is provided in this annular space. Further, on both sides in the axial direction of the outer raceway surface 2d, flanges 2e projecting radially inward are formed. In other words, the outer raceway surface 2d is formed in a concave shape on the inner peripheral surface of the outer ring 2b.
転動部4は、複数の転動体3を有する。本実施例の各転動体3は、細径の円柱形の針状(ニードル状)ころが用いられる。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、その中心軸線(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。また、複数の転動体3は、この環状空間に保持器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。そして、各転動体3は、この保持器5によりその外周面としての転動面3a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その両端面が外輪2bのツバ2eに当接可能に配置される。したがって、複数の転動体3は、転動面3aが内側軌道面2c、外側軌道面2dに接触することでこの内側軌道面2c、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。
The rolling part 4 has a plurality of rolling elements 3. As each rolling element 3 of the present embodiment, a small cylindrical needle-shaped (needle-shaped) roller is used. The plurality of rolling elements 3 are provided in an annular space between the inner raceway surface 2 c and the outer raceway surface 2 d so that the direction of the central axis (rolling center) is parallel to the axial direction of the bearing 1. Further, the plurality of rolling elements 3 are arranged in the annular space by a cage 5 at predetermined intervals, here, at regular intervals along the circumferential direction of the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. Each rolling element 3 is disposed by the cage 5 so that the rolling surface 3a as an outer peripheral surface thereof can come into contact with the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d, and both end surfaces thereof are on the flange 2e of the outer ring 2b. It arrange | positions so that contact | abutment is possible. Accordingly, the plurality of rolling elements 3 can roll in the annular space along the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d when the rolling surface 3a contacts the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. At the same time, the two end surfaces are in contact with the flange 2e of the outer ring 2b, thereby preventing the shaft from falling off in the axial direction.
各転動体3は、さらに具体的には、その外周面に、接触部としての上述の転動面3aと、クラウニング部3bとを有する。転動面3aは、転動体3の中心軸線方向中央部に設けられ、上述したように、軌道輪2が形成する内側軌道面2c、外側軌道面2dに接触可能に形成される一方、クラウニング部3bは、転動体3の中心軸線方向両端部に設けられ内側軌道面2c、外側軌道面2dに接触不能に形成される。クラウニング部3bは、転動面3aが形成される外周面と中心軸線方向の両端面3c(底面)とが交わる部分を曲面状に角をおとすようにして形成される。これにより、各転動体3がアキシアル方向(軸線方向)に揺動しても、この曲面状に角を落として形成されるクラウニング部3bにて、転動体3のエッジによる内側軌道面2c、外側軌道面2dへ傷つけや転動体3自体の破損を防止することができる。
More specifically, each rolling element 3 has the above-mentioned rolling surface 3a as a contact portion and a crowning portion 3b on its outer peripheral surface. The rolling surface 3a is provided at the central portion in the central axis direction of the rolling element 3, and as described above, is formed so as to be able to contact the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d formed by the raceway ring 2, while the crowning portion 3b is formed at both ends of the rolling element 3 in the central axis direction so as not to contact the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. The crowning portion 3b is formed such that a portion where the outer peripheral surface on which the rolling surface 3a is formed and the both end surfaces 3c (bottom surfaces) in the central axis direction intersect is formed in a curved surface. Thereby, even if each rolling element 3 swings in the axial direction (axial direction), the inner raceway surface 2c by the edge of the rolling element 3 and the outer It is possible to prevent the raceway surface 2d from being damaged and the rolling element 3 itself from being damaged.
保持器5は、上述したように複数の転動体3を軌道輪2に沿って等間隔で保持する。さらに、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、複数のスリット状の転動体保持部5cとを有する。
The cage 5 holds the plurality of rolling elements 3 at regular intervals along the raceway ring 2 as described above. Furthermore, the cage 5 has a pair of annular portions 5a, a plurality of columnar separate portions 5b, and a plurality of slit-like rolling element holding portions 5c.
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。そして、各環状部5aは、その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その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、外側軌道面2dに沿って案内支持する。
The pair of annular portions 5 a are paired along the axial direction and are provided coaxially with the axis of the raceway ring 2. That is, each annular portion 5a is arranged coaxially with the central axis of the rotation shaft 2a and the outer ring 2b in the annular space between the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. Each of the annular portions 5a is continuous in the circumferential direction so that the outer peripheral surface thereof can be in contact with the flanges 2e on both sides of the outer raceway surface 2d and the inner peripheral surface of the annular portion 5a is in contact with the inner raceway surface 2c. The entire cage 5 is guided and supported along with the plurality of rolling elements 3 along the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d.
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。そして、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。
Each separate part 5b is constructed so as to be spanned along the axial direction between the pair of annular parts 5a. The separate part 5b is provided so as not to roll by fixing both ends to the annular part 5a. And the separate part 5b is located between the adjacent rolling elements 3, and is provided with two or more by equal intervals in the circumferential direction (space | interval according to the outer diameter of the rolling element 3 to hold | maintain).
各転動体保持部5cは、軸線方向に対して対向する一対の環状部5aと、周方向対し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、保持器5は、金属や合成樹脂により全体を一体で形成してもよいし、各部を別体に形成してもよい。
Each rolling element holding part 5c is a space defined by a pair of annular parts 5a opposed to the axial direction and a pair of separate parts 5b adjacent to each other in the circumferential direction. Each rolling element holding portion 5c individually accommodates one rolling element 3 such that the axis (rolling center) direction of the rolling element 3 is parallel to the axial direction of the bearing 1, and each rolling element 3 is placed on the inner track. It rolls along the circumferential direction of the surface 2c and the outer raceway surface 2d. In addition, the cage | basket 5 may form the whole with a metal or a synthetic resin integrally, and may form each part separately.
上記のように構成される軸受1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、外側軌道面2dに接触してこの内側軌道面2c、外側軌道面2d上を転動(自転)しながら内側軌道面2c、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、外側軌道面2dと各転動体3の転動面3aとが摺動することでこの回転軸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、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内に収容した各転動体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。そして、保持器5は、セパレート部5bにより隣接する転動体3同士の周方向に対する接触を規制する。この間、この軸受1は、内側軌道面2c、外側軌道面2dと当接する転動体3の転動面3a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。
In the bearing 1 configured as described above, in the annular space between the inner raceway surface 2c of the rotating shaft 2a and the outer raceway surface 2d of the outer ring 2b, a plurality of rolling elements 3 are arranged on the inner raceway surface 2c via lubricating oil. In contact with the outer raceway surface 2d, the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d roll on (rotate) and revolve along the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. That is, the bearing 1 supports the rotary shaft 2a so as to be rotatable with respect to the outer ring 2b by sliding the inner raceway surface 2c and outer raceway surface 2d of the raceway ring 2 and the rolling face 3a of each rolling element 3. To do. At this time, the cage 5 is guided along the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d by the annular portion 5a along with the relative rotation of the rotating shaft 2a with respect to the outer ring 2b, and in each rolling element holding portion 5c. The rolling elements 3 housed in the bearing ring 2 are rotated relative to the raceway ring 2 while being held at regular intervals along the raceway ring 2. And the holder | retainer 5 regulates the contact with respect to the circumferential direction of the adjacent rolling elements 3 by the separate part 5b. During this time, the bearing 1 receives a radial load (a direction perpendicular to the axial direction, that is, a radial load) as a load by the rolling surface 3a of the rolling element 3 that contacts the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. In addition, a slight axial load (axial load) can be received as a load by the end surface portion of the rolling element 3 that comes into contact with the flange 2e.
ところで、この種の転がり軸受1では、例えば、潤滑油の供給量が少なく、各転動体3の転動面3aと軌道輪2の内側軌道面2c、外側軌道面2dとの摺動部分の潤滑状態が良好でない場合に、この転動体3が内側軌道面2c、外側軌道面2dに対して滑りやすくなり、これにより、各転動体3に作用するすべり摩擦力が増大し、この転動体3の転動が阻害され、この結果、フリクションが増大するおそれがある。
By the way, in this type of rolling bearing 1, for example, the supply amount of lubricating oil is small, and lubrication of sliding portions between the rolling surface 3a of each rolling element 3, the inner raceway surface 2c of the raceway ring 2, and the outer raceway surface 2d is performed. When the state is not good, the rolling element 3 becomes slippery with respect to the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d, thereby increasing the sliding friction force acting on each rolling element 3, and the rolling element 3 Rolling is inhibited, and as a result, friction may increase.
そこで、本実施例の軸受1では、図1、図4に示すように、各転動体3の外周部構造体の比重を内部構造体の比重より高く設定することで、フリクションの低減を図っている。
ここで、各転動体3の外周部構造体、内部構造体は、実質的に荷重を受けることができる強度メンバーをなし、例えば、スポンジのような中空状の部材ではない。
Therefore, in the bearing 1 of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 4, the specific gravity of the outer peripheral structure of each rolling element 3 is set higher than the specific gravity of the internal structure, thereby reducing friction. Yes.
Here, the outer peripheral structure and the internal structure of each rolling element 3 constitute a strength member that can substantially receive a load, and are not hollow members such as a sponge, for example.
具体的には、転動部4の各転動体3は、図1、図4に示すように、転動体本体部31と、重量部32とを有する。転動体本体部31は、内部構造体をなし中実に形成される一方、重量部32は、転動体本体部31の外周部に設けられる外周部構造体をなし比重がこの転動体本体部31より高く設定される。さらに、具体的には、重量部32は、高比重部材としての環状高比重部材33を有する。この環状高比重部材33は、転動体本体部31の外周面を覆うと共にその比重が転動体本体部31より高く設定される。
Specifically, each rolling element 3 of the rolling part 4 has a rolling element main body 31 and a weight part 32 as shown in FIGS. The rolling element body 31 has an internal structure and is formed solid, while the weight part 32 has an outer peripheral structure provided on the outer periphery of the rolling element body 31 and has a specific gravity higher than that of the rolling element body 31. Set high. Furthermore, specifically, the weight portion 32 has an annular high specific gravity member 33 as a high specific gravity member. The annular high specific gravity member 33 covers the outer peripheral surface of the rolling element main body 31 and has a specific gravity higher than that of the rolling element main body 31.
本実施例の転動体本体部31は、円柱状に形成される一方、環状高比重部材33は、この転動体本体部31の外周面を覆うように円環状に形成される。本実施例では、この環状高比重部材33の外周面が転動体3の転動面3aとなる。そして、転動体本体部31は、比較的比重が小さいセラミック材、樹脂材、硬質ゴム材、アルミニウム材、チタン材炭素繊維材からなる群から選ばれる少なくとも1つの低比重材からなる一方、重量部32の環状高比重部材33は、鋼材、銅材、鉄材、焼結材からなる群から選ばれる少なくとも1つの高比重材からなる。
The rolling element body 31 of this embodiment is formed in a columnar shape, while the annular high specific gravity member 33 is formed in an annular shape so as to cover the outer peripheral surface of the rolling element body 31. In this embodiment, the outer peripheral surface of the annular high specific gravity member 33 is the rolling surface 3 a of the rolling element 3. The rolling element main body 31 is made of at least one low specific gravity material selected from the group consisting of ceramic material, resin material, hard rubber material, aluminum material, titanium material carbon fiber material having a relatively small specific gravity, while the weight part. The 32 annular high specific gravity members 33 are made of at least one high specific gravity material selected from the group consisting of steel materials, copper materials, iron materials, and sintered materials.
すなわち、環状高比重部材33は、例えば、転動体本体部31が鋼材(例えば、SUJ2;高炭素クロム軸受鋼鋼材)などにより形成される場合、これより比重が大きい物質として銅材や銀材により形成すればよい。また、環状高比重部材33は、例えば、転動体本体部31が比較的比重が小さいセラミック材、Fe−Mn系焼結材又は炭素繊維系樹脂材などにより形成される場合、これより比重が大きい物質として鋼材、銅材や鉄材により形成すればよい。これにより、この環状高比重部材33からなる重量部32は、比重が転動体本体部31より高く設定され、この結果、各転動体3は、外周部の比重が内部の比重より高く設定される。本実施例では、転動体本体部31は、比較的比重が小さいセラミック材により形成される一方、環状高比重部材33は、これより比重が大きい物質として鋼材(例えば、SUJ2;高炭素クロム軸受鋼鋼材)により形成される。
That is, for example, when the rolling element main body 31 is formed of a steel material (for example, SUJ2; a high carbon chrome bearing steel material), the annular high specific gravity member 33 is made of a copper material or a silver material as a substance having a larger specific gravity. What is necessary is just to form. The annular high specific gravity member 33, for example, has a specific gravity greater than that when the rolling element body 31 is formed of a ceramic material, Fe-Mn sintered material, carbon fiber resin material, or the like having a relatively low specific gravity. What is necessary is just to form with steel materials, copper materials, and iron materials as a substance. As a result, the weight portion 32 made of the annular high specific gravity member 33 is set to have a specific gravity higher than that of the rolling element main body 31, and as a result, each rolling element 3 is set to have a specific gravity of the outer peripheral portion higher than the internal specific gravity. . In this embodiment, the rolling element main body 31 is formed of a ceramic material having a relatively small specific gravity, while the annular high specific gravity member 33 is a steel material (for example, SUJ2; high carbon chrome bearing steel) having a higher specific gravity. Steel).
ここで、図5は軸受1における回転軸2aの回転速度と接触面圧、スリップ率との関係を示す図である。ここで、スリップ率とは、転動体3の転動(自転)速度と、内側軌道面2c、外側軌道面2dに沿った公転速度との差を比率として表したものであり、この値が小さくなるほど、転動体3の転動(自転)速度と公転速度とが近いことを意味し、すなわち、転動体3が内側軌道面2c、外側軌道面2dに対してほとんど滑っていないことを意味する。
Here, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the rotational speed of the rotating shaft 2a in the bearing 1, the contact surface pressure, and the slip ratio. Here, the slip ratio is a ratio representing the difference between the rolling (spinning) speed of the rolling element 3 and the revolution speed along the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d, and this value is small. It means that the rolling (spinning) speed and the revolution speed of the rolling element 3 are close, that is, it means that the rolling element 3 hardly slides with respect to the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d.
上記のように構成される軸受1では、上述したように、この回転軸2aは内燃機関のカムシャフトをなすものであり、内燃機関のクランクシャフトに同期して回転する。よって、クランクシャフトの回転数、すなわち、エンジン回転数が高くなれば、回転軸2aの回転数、言い換えれば、回転軸2aの回転速度も高くなる。
In the bearing 1 configured as described above, as described above, the rotating shaft 2a forms a camshaft of the internal combustion engine and rotates in synchronization with the crankshaft of the internal combustion engine. Therefore, if the rotation speed of the crankshaft, that is, the engine rotation speed increases, the rotation speed of the rotation shaft 2a, in other words, the rotation speed of the rotation shaft 2a also increases.
そして、例えば、内燃機関の低負荷・低回転時で回転軸2aの回転速度が極めて低い場合、回転軸2aの回転が遅いことから、内側軌道面2c、外側軌道面2dと転動面3aとが接する摺動面においていわゆる境界潤滑となる。さらに、軸受1に供給される潤滑油の量も回転が遅いほど少なくなるため、図5上段に示すように、接触面圧(摩擦力)が増加し、相対的に高荷重状態となる。このとき、軸受温度、潤滑油の油膜の温度は、回転軸2aの回転が遅く摺動抵抗が少ないため相対的に低温(常温)となっている。そして、このような高荷重状態においては、図5下段に点線で示すように、従来の軸受では、各転動体が軌道輪に対して公転する際に、この軌道輪に対するすべり量が大きくなり、スリップ率が高くなる。
For example, when the rotational speed of the rotary shaft 2a is extremely low at the time of low load and low rotation of the internal combustion engine, the rotation of the rotary shaft 2a is slow. Therefore, the inner raceway surface 2c, the outer raceway surface 2d, and the rolling surface 3a This is so-called boundary lubrication on the sliding surface that contacts. Furthermore, since the amount of lubricating oil supplied to the bearing 1 decreases as the rotation speed decreases, the contact surface pressure (friction force) increases as shown in the upper part of FIG. At this time, the bearing temperature and the temperature of the lubricating oil film are relatively low (normal temperature) because the rotation of the rotating shaft 2a is slow and the sliding resistance is small. In such a high load state, as shown by a dotted line in the lower part of FIG. 5, in the conventional bearing, when each rolling element revolves with respect to the raceway, the slip amount with respect to the raceway increases. Increases slip rate.
これに対し、本実施例の軸受1では、各転動体3の外周部構造体としての重量部32の比重を内部構造体としての転動体本体部31の比重より高く設定したことで、転動時の重量部32の環状高比重部材33における遠心力(慣性モーメント)が相対的に大きくなり、各転動体3にそれぞれ設けられた重量部32が当該転動体3に回転慣性力を作用させるため、個々の転動体3に大きな回転力を与えることができる。このため、各転動体3がより転がり易く、内側軌道面2c、外側軌道面2dに対して転動し易くなる。すなわち、各転動体3に対して少しの回転力が作用しただけで、この重量部32が、その回転慣性力により転動体3全体の転がりを補助する。この結果、図5下段に実線で示すように、各転動体3が軌道輪2に対して公転する際に、各転動体3の内側軌道面2c、外側軌道面2dに対するすべり量が小さくなり、スリップ率が低くなる。よって、例えば、上記のように潤滑油の供給量が少なく、各転動体3の転動面3aと軌道輪2の内側軌道面2c、外側軌道面2dとの摺動部分の潤滑状態が良好でない場合でも、この転動体3が転動し易いことから、内側軌道面2c、外側軌道面2dに対して滑りにくくなり、これにより、各転動体3に作用するすべり摩擦力も低減し、この転動体3の転動が阻害されることが防止される。この結果、フリクションが低減される。
On the other hand, in the bearing 1 of the present embodiment, the specific gravity of the weight portion 32 as the outer peripheral structure of each rolling element 3 is set higher than the specific gravity of the rolling element main body 31 as the internal structure. The centrifugal force (moment of inertia) of the annular high specific gravity member 33 of the weight portion 32 at the time becomes relatively large, and the weight portions 32 respectively provided on each rolling element 3 cause the rotating inertia force to act on the rolling element 3. A large rotational force can be applied to the individual rolling elements 3. For this reason, each rolling element 3 tends to roll more easily and rolls easily with respect to the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. That is, only a small amount of rotational force is applied to each rolling element 3, and the weight portion 32 assists the rolling element 3 as a whole by its rotational inertia force. As a result, as shown by the solid line in the lower part of FIG. 5, when each rolling element 3 revolves with respect to the raceway ring 2, the sliding amount of each rolling element 3 with respect to the inner raceway surface 2 c and the outer raceway surface 2 d becomes smaller. The slip ratio is lowered. Therefore, for example, the supply amount of the lubricating oil is small as described above, and the lubrication state of the sliding portion between the rolling surface 3a of each rolling element 3 and the inner raceway surface 2c and outer raceway surface 2d of the raceway ring 2 is not good. Even in this case, since the rolling element 3 is easy to roll, it becomes difficult to slip with respect to the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d, thereby reducing the sliding frictional force acting on each rolling element 3, and this rolling element. 3 is prevented from being inhibited. As a result, friction is reduced.
また、フリクションが低減されることで、転動体3、内側軌道面2c、外側軌道面2dなどの摩耗が低減されると共に転動体3のスリップ音などの騒音も低減される。さらに、転動体3と内側軌道面2c、外側軌道面2dとの摩擦力が低減され、転動体3、内側軌道面2c、外側軌道面2dなどの摩耗が低減されることから、この転動体3に作用する接触面圧自体も低減され、転動体3に作用する負荷荷重も低減されることから、転動体3の径を縮小することが可能となり、これにより、この転動体3の外形を小さくすることができ、その搭載性も向上することができる。
Further, by reducing the friction, wear of the rolling element 3, the inner raceway surface 2c, the outer raceway surface 2d, and the like is reduced, and noise such as slip noise of the rolling element 3 is also reduced. Furthermore, the frictional force between the rolling element 3 and the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d is reduced, and wear of the rolling element 3, the inner raceway surface 2c, the outer raceway surface 2d, and the like is reduced. Since the contact surface pressure acting on the rolling element 3 is also reduced and the load applied to the rolling element 3 is also reduced, the diameter of the rolling element 3 can be reduced, thereby reducing the outer shape of the rolling element 3. And the mountability can be improved.
さらに、転動体3の回転力が向上すると共に転動体3と内側軌道面2c、外側軌道面2dとに作用する接触面圧が低減されることから、転動体3の転動に伴う各転動体3による潤滑油の巻き込み性が向上し、このことからも、転動体3と内側軌道面2c、外側軌道面2dとの摺動部分における潤滑状態が良好となり、各摺動部分の摩耗が低減される。よって、回転軸2a、外輪2bの硬度を低くしても十分な耐摩耗性を確保することができ、この結果、低コストな軸受1とすることも可能となる。また、同様に、各転動体3と保持器5のセパレート部5bとの摺動部分における潤滑状態も良好となり、各摺動部分の摩耗が低減され、よって、保持器5の硬度を低くしても十分な耐摩耗性を確保することができる。この結果、この保持器5を、例えば、相対的に比重の低い樹脂性部材により形成することも可能となり、軸受1の軽量化も促進することができる。さらには、転動体3の転動に伴う各転動体3による潤滑油の巻き込み性が向上し潤滑状態が良好となることから、軸受1全体における潤滑油量を低減することができ、この結果、オイルポンプの容量を減らしてフリクションを低減することも可能となる。
Furthermore, since the rotational force of the rolling element 3 is improved and the contact surface pressure acting on the rolling element 3 and the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d is reduced, each rolling element accompanying the rolling of the rolling element 3 is reduced. 3 improves the lubrication property of the lubricating oil, and also from this, the lubrication state in the sliding portion between the rolling element 3 and the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d becomes good, and wear of each sliding portion is reduced. The Therefore, even if the hardness of the rotating shaft 2a and the outer ring 2b is lowered, sufficient wear resistance can be ensured. As a result, the low-cost bearing 1 can be obtained. Similarly, the lubrication state in the sliding portion between each rolling element 3 and the separating portion 5b of the cage 5 is also improved, and the wear of each sliding portion is reduced, so that the hardness of the cage 5 is reduced. In addition, sufficient wear resistance can be ensured. As a result, the cage 5 can be formed of a resin member having a relatively low specific gravity, for example, and the weight reduction of the bearing 1 can be promoted. Furthermore, since the entrainment property of the lubricating oil by each rolling element 3 accompanying the rolling of the rolling element 3 is improved and the lubricating state is improved, the amount of lubricating oil in the entire bearing 1 can be reduced, and as a result, It is also possible to reduce friction by reducing the capacity of the oil pump.
さらに、この軸受1が支持する回転軸2aの回転が停止した後も、この重量部32の慣性力により、各転動体3は、しばらくの間は惰性で転動(自転)及び内側軌道面2c、外側軌道面2dに沿った公転をしているので、この間に再び回転軸2aの回転が開始された場合の起動トルクを低減することができ、よって、フリクションを低減することができる。特に、回転軸2aの極低回転域では、通常、転動体3を転動させる力が小さく、各転動体3が転動しにくくなるため、この転動体3が静止と転動との繰り返し運動をすることでフリクションが急増するおそれがあるが、本実施例の軸受1では、上記のように、重量部32における回転慣性力の作用により、この場合のフリクションも低減することができる。
Further, even after the rotation of the rotating shaft 2a supported by the bearing 1 is stopped, the rolling elements 3 roll by inertia (rotation) and the inner raceway surface 2c for a while due to the inertial force of the weight portion 32. Since the revolution along the outer raceway surface 2d is performed, the starting torque when the rotation of the rotating shaft 2a is started again during this time can be reduced, and therefore the friction can be reduced. In particular, in the extremely low rotation range of the rotating shaft 2a, the force for rolling the rolling elements 3 is usually small, and the rolling elements 3 are difficult to roll. Therefore, the rolling elements 3 are repeatedly moved between stationary and rolling. However, in the bearing 1 of this embodiment, the friction in this case can be reduced by the action of the rotational inertia force in the weight portion 32 as described above.
さらに、本実施例の軸受1は、転動体3を外周部の比重を内部の比重より高く設定している一方、偏心させていないことから、例えば、転動体に偏心部を設け、転動体の転動中心位置と重心位置とをずれた位置に設定することで、転動時の遠心力(慣性モーメント)を相対的に大きくする場合と比較して、転動体3が転動して1回転する際に、その回転(転動)速度を一定にすることができる。そして、この転動体3の回転力を増加する一方、回転速度に偏りがないことから、各転動体3の転動面3aにて、均等に荷重を受けることができ、この結果、各転動体3が局所的に摩耗することを防止することができ、転動面3aが不均一になることによるフリクションの増加を防止することができ、さらに、各転動体3が偏平な転動をすることによる騒音も防止することができる。また、各転動体3の回転(転動)速度を一定にすることができることから、この軸受1が支持する回転軸2aに回転変動の影響がでることも防止することができる。
Further, in the bearing 1 of the present embodiment, the rolling element 3 is set to have a specific gravity of the outer peripheral portion higher than the specific gravity of the inner side, but is not eccentric. Therefore, for example, the rolling element is provided with an eccentric portion, By setting the rolling center position and the center of gravity position to be shifted from each other, the rolling element 3 rolls and makes one rotation compared to the case where the centrifugal force (moment of inertia) at the time of rolling is relatively increased. In this case, the rotation (rolling) speed can be made constant. And while increasing the rotational force of this rolling element 3, since there is no bias in a rotational speed, it can receive a load equally in the rolling surface 3a of each rolling element 3, As a result, each rolling element 3 can be prevented from being locally worn, the friction can be prevented from increasing due to non-uniformity of the rolling surface 3a, and each rolling element 3 can roll flatly. It is also possible to prevent noise caused by. Moreover, since the rotation (rolling) speed of each rolling element 3 can be made constant, it is possible to prevent the rotation shaft 2a supported by the bearing 1 from being affected by rotational fluctuations.
また、保持器5のセパレート部5bにより隣接する転動体3同士の周方向に対する接触が規制されることから、保持器5が軌道輪2に沿って各転動体3を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際に、隣接する転動体3同士が衝突、接触することを防止することができ、この結果、この各転動体3を摩耗させてしまうことを防止することができる。また、この保持器5が隣接する転動体3同士の周方向に対する接触を規制することから、この隣接する転動体3同士の関係において、一方の転動体3が他方の転動体3に衝突、接触し転動の動きを阻害することが防止され、さらに、一方の転動体3が他方の転動体3を引きずって摺動抵抗となることを防止することができ、この結果、各転動体3の重量部32の比重を転動体本体部31の比重より高く設定したことにより回転力が増加した各転動体3の転動を阻害することがなく、さらに効果的にフリクションが低減される。
Further, since the contact between the adjacent rolling elements 3 in the circumferential direction is restricted by the separating portion 5 b of the cage 5, the cage 5 keeps the rolling elements 3 at regular intervals along the raceway 2. When rotating relative to the wheel 2, the adjacent rolling elements 3 can be prevented from colliding and contacting each other, and as a result, the rolling elements 3 can be prevented from being worn. Can do. In addition, since the cage 5 regulates contact between the adjacent rolling elements 3 in the circumferential direction, one rolling element 3 collides with and contacts the other rolling element 3 in the relationship between the adjacent rolling elements 3. Thus, it is possible to prevent the rolling motion from being hindered, and further, it is possible to prevent one of the rolling elements 3 from dragging the other rolling element 3 to become a sliding resistance. By setting the specific gravity of the weight part 32 higher than the specific gravity of the rolling element main body 31, the rolling of each rolling element 3 whose rotational force has increased is not hindered, and the friction is more effectively reduced.
さらに、軸受1では、転動体本体部31の外周面を覆うように環状高比重部材33を設けて重量部32を構成したことで、転動体本体部31、重量部32の環状高比重部材33ともに比較的単純な形状、すなわち、円柱形状あるいは円環状に形成されることから、各転動体3の製造も容易である。
Furthermore, in the bearing 1, the annular high specific gravity member 33 is provided so as to cover the outer peripheral surface of the rolling element main body 31 and the weight portion 32 is configured, so that the annular high specific gravity member 33 of the rolling element main body 31 and the weight portion 32 is formed. Since both are formed in a relatively simple shape, that is, a cylindrical shape or an annular shape, the rolling elements 3 can be easily manufactured.
また、本実施例の軸受1では、転動体本体部31をセラミック材により形成し、重量部32の環状高比重部材33を鋼材により形成したことで、各転動体3にて、外周部の重量部32の比重が内部の比重より高く設定されると共に硬度の高いセラミック材を相対的に硬度の低い鋼材で覆うことで、このセラミック材で形成された転動体本体部31が回転軸2a、外輪2b又は保持器5などに直接衝突し、攻撃して摩耗させてしまうことを防止することができる。さらに、熱膨張率が低いセラミック材を、これより熱膨張率が大きい鋼材により覆うことで、軸受1が高温になった際、セラミック材の転動体本体部31がほとんど膨張しない一方、回転軸2a、外輪2b等と同じ鋼材により形成される環状高比重部材33が回転軸2a、外輪2bと共に膨張することで、転動面3aと内側軌道面2c、外側軌道面2dとの間に設けられる転動部4径方向のクリアランス(いわゆる、ラジアル隙間)が大きくなることが抑制され一定に保たれる。これにより、各転動体3の軽量化とともにラジアル隙間の温度変化による変動を抑制することができるので、各転動体3が内側軌道面2cと外側軌道面2dとの間で移動する径方向長さも長くなることなく一定に保たれ、よって、騒音の増加を抑制することができる。この結果、重量部32により各転動体3の回転力を増加することができると共に転動体本体部31にセラミック材を用いることで軽量化を図ることができ、さらに、この転動体本体部31を鋼材の環状高比重部材33で覆うことで、各転動体3の接触部における摩耗及び騒音を低減することができる。
Moreover, in the bearing 1 of a present Example, the rolling element main-body part 31 was formed with the ceramic material, and the weight of the outer peripheral part was formed in each rolling element 3 by forming the cyclic | annular high specific gravity member 33 of the weight part 32 with the steel material. The specific gravity of the portion 32 is set higher than the internal specific gravity, and the ceramic material having a high hardness is covered with a steel material having a relatively low hardness, so that the rolling element main body 31 formed of this ceramic material has the rotating shaft 2a and the outer ring. It is possible to prevent the battery 2 from colliding directly with the 2b or the cage 5 and attacking and wearing it. Furthermore, by covering the ceramic material having a low coefficient of thermal expansion with a steel material having a higher coefficient of thermal expansion, when the bearing 1 becomes high temperature, the rolling element body 31 of the ceramic material hardly expands, while the rotating shaft 2a. The annular high specific gravity member 33 formed of the same steel material as the outer ring 2b and the like expands together with the rotating shaft 2a and the outer ring 2b, so that the rolling surface 3a is provided between the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. An increase in the clearance in the radial direction of the moving part 4 (so-called radial gap) is suppressed and kept constant. Thereby, since each rolling element 3 can be reduced in weight and the variation due to the temperature change of the radial gap can be suppressed, the radial length in which each rolling element 3 moves between the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d is also reduced. It can be kept constant without becoming long, and therefore, an increase in noise can be suppressed. As a result, it is possible to increase the rotational force of each rolling element 3 by the weight part 32 and to reduce the weight by using a ceramic material for the rolling element body 31. By covering with the annular high specific gravity member 33 made of steel, wear and noise at the contact portion of each rolling element 3 can be reduced.
以上で説明した本発明の実施例に係る軸受1によれば、環状の軌道輪2に沿って転動可能であると共に外周部の構造体の比重が内部の構造体の比重より高く設定される転動体3を備える。
According to the bearing 1 which concerns on the Example of this invention demonstrated above, it can roll along the annular | circular bearing ring 2, and the specific gravity of the structure of an outer peripheral part is set higher than the specific gravity of an internal structure. A rolling element 3 is provided.
したがって、各転動体3の外周部の構造体の比重を内部の構造体の比重より高く設定したことで、各転動体3の外周部における回転慣性力が大きくなり、これにより、各転動体3における回転慣性力が大きくなり、個々の転動体3に大きな回転力を与えることができる。このため、各転動体3に対して少しの回転力が作用しただけで、その回転慣性力により転動体3全体が転がり易く、内側軌道面2c、外側軌道面2dに対して転動し易くなり、各転動体3の内側軌道面2c、外側軌道面2dに対するすべり量が小さくなる。これにより、各転動体3に作用するすべり摩擦力が低減し、この転動体3の転動が阻害されることが防止される。この結果、フリクションを低減することができる。
Therefore, by setting the specific gravity of the outer peripheral portion of each rolling element 3 to be higher than the specific gravity of the internal structure, the rotational inertia force at the outer peripheral portion of each rolling element 3 is increased. Rotational inertial force at is increased, and a large rotational force can be applied to each rolling element 3. For this reason, even if a little rotational force acts on each rolling element 3, the rolling element 3 as a whole easily rolls due to the rotational inertial force, and easily rolls on the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. The slip amount of each rolling element 3 with respect to the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d is reduced. Thereby, the sliding frictional force which acts on each rolling element 3 reduces, and it is prevented that rolling of this rolling element 3 is inhibited. As a result, friction can be reduced.
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る軸受1によれば、転動体3は、内部の構造体をなし中実に形成される転動体本体部31と、この転動体本体部31の外周部に設けられる外周部の構造体をなし比重がこの転動体本体部31より高く設定される重量部32とを有する。したがって、転動体3の内部の構造体を中実に形成される転動体本体部31により構成する一方、外周部の構造体をこの転動体本体部31より比重が高く設定される重量部32により構成することで、中実に形成される転動体本体部31が実質的に荷重を受けることができる強度メンバーとして作用するので、十分な強度を有する転動体3とすることができ、この転動体3により大きな荷重を受けることができると共に、この転動体本体部31に設けられる重量部32により各転動体3における回転慣性力を大きくすることができる。
Furthermore, according to the bearing 1 according to the embodiment of the present invention described above, the rolling element 3 includes a rolling element main body portion 31 that forms an internal structure and is solid, and an outer periphery of the rolling element main body portion 31. And a weight portion 32 having a structure of an outer peripheral portion provided in the portion and having a specific gravity set higher than that of the rolling element main body portion 31. Therefore, the structure inside the rolling element 3 is configured by the solid rolling element body 31, while the outer peripheral structure is configured by the weight part 32 having a higher specific gravity than the rolling element body 31. By doing so, since the rolling body main body portion 31 formed as a solid acts as a strength member that can substantially receive a load, the rolling body 3 having sufficient strength can be obtained. While being able to receive a big load, the rotating inertia force in each rolling element 3 can be enlarged by the weight part 32 provided in this rolling element main-body part 31. FIG.
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る軸受1によれば、重量部32は、転動体本体部31の外周面を覆うと共に比重がこの転動体本体部31より高く設定される環状高比重部材33を有する。したがって、重量部32を、転動体本体部31の外周面に設けられる環状高比重部材33により構成することで、大きな回転慣性力を得ることができると共に、例えば、転動体3を偏心させて大きな回転慣性力を得る場合と比較して、転動体3の回転(転動)速度を一定にすることができ、各転動体3の転動面3aにて、均等に荷重を受けることができる。さらに、転動体本体部31を単純な円柱形状に形成することができることから、各転動体3の製造が容易になるので、製造効率を向上することができる。
Furthermore, according to the bearing 1 which concerns on the Example of this invention demonstrated above, the weight part 32 covers the outer peripheral surface of the rolling element main-body part 31, and specific gravity is set higher than this rolling element main-body part 31. A specific gravity member 33 is provided. Accordingly, by configuring the weight portion 32 with the annular high specific gravity member 33 provided on the outer peripheral surface of the rolling element main body portion 31, a large rotational inertia force can be obtained, and for example, the rolling element 3 is eccentric and large. Compared with the case where a rotational inertia force is obtained, the rotation (rolling) speed of the rolling elements 3 can be made constant, and the load can be evenly received on the rolling surfaces 3 a of the respective rolling elements 3. Furthermore, since the rolling element main body 31 can be formed in a simple columnar shape, the manufacturing of each rolling element 3 is facilitated, and the manufacturing efficiency can be improved.
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る軸受1によれば、転動体本体部31は、セラミック材、樹脂材、硬質ゴム材、アルミニウム材、チタン材炭素繊維材からなる群から選ばれる少なくとも1つの低比重材からなる一方、重量部32の環状高比重部材33は、鋼材、銅材、鉄材、焼結材からなる群から選ばれる少なくとも1つの高比重材からなる。したがって、この環状高比重部材33からなる重量部32を転動体本体部31より比重を高く設定することができ、この結果、各転動体3の外周部の比重を内部の比重より高く設定することができる。特に、本実施例のように、転動体本体部31をセラミック材により形成し、環状高比重部材33を鋼材により形成する場合、転動体本体部31が低比重で熱膨張率が小さいセラミック材により形成され、環状高比重部材33がセラミック材より高比重で熱膨張率が大きい鋼材により形成されることで、重量部32により各転動体3の回転力を確実に増加することができるだけでなく、転動体本体部31にセラミック材を用いたことで軽量化を図ることができ、さらに、この転動体本体部31を鋼材の環状高比重部材33で覆うことで、各転動体3の接触部における摩耗及び騒音を低減することができる。
Furthermore, according to the bearing 1 which concerns on the Example of this invention demonstrated above, the rolling element main-body part 31 is chosen from the group which consists of a ceramic material, a resin material, a hard rubber material, an aluminum material, and a titanium material carbon fiber material. The annular high specific gravity member 33 of the weight portion 32 is made of at least one high specific gravity material selected from the group consisting of steel materials, copper materials, iron materials, and sintered materials. Therefore, it is possible to set the weight portion 32 formed of the annular high specific gravity member 33 to have a higher specific gravity than the rolling element main body portion 31. As a result, the specific gravity of the outer peripheral portion of each rolling element 3 is set to be higher than the internal specific gravity. Can do. In particular, as in this embodiment, when the rolling element main body 31 is formed of a ceramic material and the annular high specific gravity member 33 is formed of a steel material, the rolling element main body 31 is made of a ceramic material having a low specific gravity and a low thermal expansion coefficient. Since the annular high specific gravity member 33 is formed of a steel material having a higher specific gravity than the ceramic material and a large thermal expansion coefficient, the weight portion 32 can reliably increase the rotational force of each rolling element 3, Weight reduction can be achieved by using a ceramic material for the rolling element main body 31, and furthermore, by covering the rolling element main body 31 with an annular high specific gravity member 33 made of steel, in the contact portion of each rolling element 3. Wear and noise can be reduced.
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る軸受1によれば、複数の転動体3を軌道輪2に沿って所定の隙間をあけて保持する保持器5を備える。したがって、保持器5により隣接する転動体3同士の周方向に対する接触が規制されることから、隣接する転動体3の一方が他方を引きずりながら転動することを確実に防止することができる。この結果、外周部の構造体の比重を内部の構造体の比重より高く設定したことにより回転力が増加した各転動体3の転動を阻害することがなく、さらに効果的にフリクションを低減することができる。
Furthermore, according to the bearing 1 which concerns on the Example of this invention demonstrated above, the holder 5 which hold | maintains the some rolling element 3 along the track ring 2 with a predetermined clearance gap is provided. Therefore, since the contact with respect to the circumferential direction of the adjacent rolling elements 3 is controlled by the cage 5, it is possible to reliably prevent one of the adjacent rolling elements 3 from rolling while dragging the other. As a result, the specific gravity of the outer peripheral structure is set higher than the specific gravity of the internal structure, so that the rolling of each rolling element 3 whose rotational force has increased is not hindered, and the friction is more effectively reduced. be able to.
なお、上述した本発明の実施例に係る転がり軸受は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上の実施例1の説明では、転動体本体部がセラミック材により形成され、高比重部材が鋼材により形成されるものとして説明したが、これに限らず、高比重部材の比重が転動体本体部の比重よりも高い組み合わせであればなんでもよい。
The rolling bearing according to the above-described embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope described in the claims. In the above description of the first embodiment, the rolling element main body is formed of a ceramic material and the high specific gravity member is formed of a steel material. However, the specific gravity of the high specific gravity member is not limited to this, and the rolling body main body is not limited thereto. Any combination that is higher than the specific gravity of is acceptable.
図6は、本発明の実施例2に係る軸受の重量部の部分断面図、図7は、本発明の実施例2に係る軸受における騒音周波数と騒音の大きさとの関係を示す線図である。実施例2に係る転がり軸受は、実施例1に係る転がり軸受と略同様の構成であるが、なじみ層として固体潤滑膜を備えている点で実施例1に係る転がり軸受とは異なる。その他、上述した実施例と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the weight portion of the bearing according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the noise frequency and the noise level in the bearing according to the second embodiment of the present invention. . The rolling bearing according to the second embodiment has substantially the same configuration as the rolling bearing according to the first embodiment, but is different from the rolling bearing according to the first embodiment in that a solid lubricating film is provided as a conforming layer. In addition, about the structure, effect | action, and effect which are common in the Example mentioned above, while overlapping description is abbreviate | omitted as much as possible, the same code | symbol is attached | subjected.
実施例2に係る転がり軸受としての軸受201では、複数の転動体203を備える。各転動体203は、転動体本体部31と重量部32とを有し、重量部32は環状高比重部材33を有する。そして、この転動体203は、図6に示すように、さらに外周面に固体潤滑膜234を有する。この固体潤滑膜234は、重量部32の環状高比重部材33の外周面(表面)に設けられる。本実施例では、この固体潤滑膜234の外周面が転動体203の転動面3aとなる。ここで、固体潤滑膜234とは、摩擦面の摩擦や摩耗を軽減し、表面損傷を防止する粉末、薄膜または複合材料として使用される固体の膜をいう。本実施例の転動体203の表面に設けられる固体潤滑膜234は、例えば、焼結含浸材皮膜、厚さが数μm程度のダイヤモンドライクカーボン(Diamond−Like−Carbon)皮膜(以下、特に断りのない限り「DLC皮膜」という。)、樹脂皮膜などにより形成すればよい。
A bearing 201 as a rolling bearing according to the second embodiment includes a plurality of rolling elements 203. Each rolling element 203 includes a rolling element body 31 and a weight part 32, and the weight part 32 includes an annular high specific gravity member 33. The rolling element 203 further has a solid lubricating film 234 on the outer peripheral surface, as shown in FIG. The solid lubricating film 234 is provided on the outer peripheral surface (surface) of the annular high specific gravity member 33 of the weight portion 32. In this embodiment, the outer peripheral surface of the solid lubricating film 234 becomes the rolling surface 3 a of the rolling element 203. Here, the solid lubricating film 234 refers to a solid film used as a powder, thin film, or composite material that reduces friction and wear on the friction surface and prevents surface damage. The solid lubricating film 234 provided on the surface of the rolling element 203 of the present embodiment is, for example, a sintered impregnated material film, a diamond-like carbon film having a thickness of about several μm (hereinafter, particularly not shown). Unless otherwise specified, it is referred to as a “DLC film”), a resin film or the like.
固体潤滑膜234を焼結含浸材皮膜により形成する場合、この固体潤滑膜234の表面が多孔質(ポーラス)となり、表面に微小な凹凸部が形成される。そして、転動体203は、この固体潤滑膜234の表面に形成される微小な凹凸部に潤滑油を保持することができることから、この軸受201の摺動部分における潤滑油の滞留性を向上することができ、このため、摺動部分の摩耗を低減することができると共に、潤滑油切れを防止することができる。
When the solid lubricant film 234 is formed of a sintered impregnated material film, the surface of the solid lubricant film 234 becomes porous, and minute uneven portions are formed on the surface. And since the rolling element 203 can hold | maintain lubricating oil to the micro unevenness | corrugation part formed in the surface of this solid lubricating film 234, the retention property of the lubricating oil in the sliding part of this bearing 201 is improved. Therefore, wear of the sliding portion can be reduced and running out of the lubricating oil can be prevented.
固体潤滑膜234をDLC皮膜により形成する場合、このDLC皮膜により形成される固体潤滑膜234は、いわゆる、アークイオンプレーティング(AIP)法、スパッタリング法、高周波プラズマCVD(化学的蒸着)法など種々の方法により、転動体203の表面に厚さ数μm程度で成膜すればよい。このDLC皮膜は、水素を含むカーボン膜であり、高硬度と低摩擦係数の両方の性質を兼ね備えており、優れた摺動特性と共に、耐摩耗性を発揮することができる。
When the solid lubricant film 234 is formed by a DLC film, the solid lubricant film 234 formed by the DLC film can be variously formed by a so-called arc ion plating (AIP) method, sputtering method, high-frequency plasma CVD (chemical vapor deposition) method, and the like. With this method, the film may be formed on the surface of the rolling element 203 with a thickness of about several μm. This DLC film is a carbon film containing hydrogen, has both properties of high hardness and low friction coefficient, and can exhibit wear resistance as well as excellent sliding characteristics.
固体潤滑膜234を樹脂皮膜により形成する場合、この樹脂皮膜は、DLC皮膜と比較して、転動体203の表面に成膜しやすいことから、厚さが数十μm程度の比較的に柔らかい厚膜として設けることができる。そして、例えば、図7の線図に破線で示すように、転動体203の表面に厚膜の樹脂皮膜で形成した固体潤滑膜234を設けない場合、高周波数(例えば、4〜6kHz)の騒音が大きくなる。これに対し、図7の線図に実線で示すように、転動体203の表面に厚膜の樹脂皮膜で固体潤滑膜234を設けた場合、この高周波数の騒音の大きさが顕著に低くなる。なお、上述したDLC皮膜により固体潤滑膜234を形成した場合でも、厚膜の樹脂皮膜で固体潤滑膜234を設けた場合よりも顕著ではないものの、高周波数(例えば、4〜6kHz)の騒音は低減される。
When the solid lubricating film 234 is formed of a resin film, the resin film is easier to form on the surface of the rolling element 203 than the DLC film, and thus has a relatively soft thickness of about several tens of μm. It can be provided as a film. For example, as shown by a broken line in the diagram of FIG. 7, when the solid lubricating film 234 formed of a thick resin film is not provided on the surface of the rolling element 203, noise with a high frequency (for example, 4 to 6 kHz) is provided. Becomes larger. On the other hand, as shown by the solid line in the diagram of FIG. 7, when the solid lubricating film 234 is provided on the surface of the rolling element 203 with a thick resin film, the magnitude of this high frequency noise is significantly reduced. . Even when the solid lubricant film 234 is formed by the DLC film described above, noise at a high frequency (for example, 4 to 6 kHz) is not noticeable as compared with the case where the solid lubricant film 234 is provided by a thick resin film. Reduced.
上記のように構成される軸受201では、重量部32の環状高比重部材33の外周面(表面)に固体潤滑膜234を設けたことで、転動体203の表面の摩耗を低減することができると共に、この固体潤滑膜234のダンパー効果により転動体203が保持器5に接触した際の衝突音を低減することができる。また、重量部32の環状高比重部材33の外周面(表面)に固体潤滑膜234を設けたことで、高温時の固体潤滑膜234の膨張により、いわゆる、ラジアル隙間が温度変化に応じて変動することを抑制することができ、これによっても騒音を低減することができる。
In the bearing 201 configured as described above, by providing the solid lubricating film 234 on the outer peripheral surface (surface) of the annular high specific gravity member 33 of the weight portion 32, the wear on the surface of the rolling element 203 can be reduced. At the same time, due to the damper effect of the solid lubricant film 234, it is possible to reduce the collision noise when the rolling element 203 contacts the cage 5. Further, by providing the solid lubricating film 234 on the outer peripheral surface (surface) of the annular high specific gravity member 33 of the weight part 32, the so-called radial gap varies according to the temperature change due to the expansion of the solid lubricating film 234 at high temperature. This can be suppressed, and this can also reduce noise.
以上で説明した本発明の実施例に係る軸受201によれば、環状の軌道輪2に沿って転動可能であると共に外周部の構造体の比重が内部の構造体の比重より高く設定される転動体203を備える。したがって、各転動体203の外周部の構造体の比重を内部の構造体の比重より高く設定したことで、各転動体203の外周部における回転慣性力が大きくなり、個々の転動体203に大きな回転力を与えることができる。このため、各転動体203に対して少しの回転力が作用しただけで、その回転慣性力により転動体203全体が転がり易く、内側軌道面2c、外側軌道面2dに対して転動し易くなり、各転動体203の内側軌道面2c、外側軌道面2dに対するすべり量が小さくなる。これにより、各転動体203に作用するすべり摩擦力が低減し、この転動体203の転動が阻害されることが防止される。この結果、フリクションを低減することができる。
According to the bearing 201 according to the embodiment of the present invention described above, it is possible to roll along the annular race 2 and the specific gravity of the outer peripheral structure is set higher than the specific gravity of the internal structure. A rolling element 203 is provided. Therefore, by setting the specific gravity of the outer peripheral structure of each rolling element 203 to be higher than the specific gravity of the internal structure, the rotational inertia force in the outer peripheral part of each rolling element 203 becomes large, and the individual rolling elements 203 have a large specific gravity. A rotational force can be applied. For this reason, even if a little rotational force acts on each rolling element 203, the rolling element 203 as a whole easily rolls due to the rotational inertia force, and easily rolls on the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. The slip amount of each rolling element 203 with respect to the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d is reduced. Thereby, the sliding frictional force which acts on each rolling element 203 reduces, and it is prevented that rolling of this rolling element 203 is inhibited. As a result, friction can be reduced.
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る軸受201によれば、転動体203は、外周面に固体潤滑膜を有する。したがって、重量部32の環状高比重部材33の外周面(表面)に固体潤滑膜234を設けたことで、転動体203の表面の摩耗を低減することができると共に、転動体203と保持器5との衝突音を低減することができる。また、ラジアル隙間が温度変化に応じて変動することを抑制することができ、これによっても騒音を低減することができる。
Furthermore, according to the bearing 201 which concerns on the Example of this invention demonstrated above, the rolling element 203 has a solid lubricating film in an outer peripheral surface. Therefore, by providing the solid lubricating film 234 on the outer peripheral surface (surface) of the annular high specific gravity member 33 of the weight portion 32, the wear of the surface of the rolling element 203 can be reduced, and the rolling element 203 and the cage 5 can be reduced. The impact sound can be reduced. Moreover, it is possible to suppress the radial gap from fluctuating according to the temperature change, and it is possible to reduce the noise.
図8は、本発明の実施例3に係る軸受の転動体の軸線方向の断面図である。実施例3に係る転がり軸受は、実施例1に係る転がり軸受と略同様の構成であるが、中心軸線方向両端部の比重が中心軸線方向中央部の比重より低く設定される点で実施例1に係る転がり軸受とは異なる。その他、上述した実施例と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
FIG. 8 is a sectional view in the axial direction of the rolling element of the bearing according to the third embodiment of the present invention. The rolling bearing according to the third embodiment has substantially the same configuration as the rolling bearing according to the first embodiment, but the first embodiment is different in that the specific gravity at both ends in the central axial direction is set lower than the specific gravity at the central portion in the central axial direction. This is different from the rolling bearing according to the above. In addition, about the structure, effect | action, and effect which are common in the Example mentioned above, while overlapping description is abbreviate | omitted as much as possible, the same code | symbol is attached | subjected.
実施例3に係る転がり軸受としての軸受301では、複数の転動体303を備える。各転動体303は、転動体本体部331と重量部332とを有し、重量部332は環状高比重部材333を有する。ここで、実施例1で上述したように、転動体303の転動面3aは、転動体303の中心軸線方向中央部に設けられ、軌道輪2が形成する内側軌道面2c、外側軌道面2dに接触可能に形成されている一方、クラウニング部3bは、転動体3の中心軸線方向両端部に設けられ内側軌道面2c、外側軌道面2dに接触不能に形成されている。
A bearing 301 as a rolling bearing according to the third embodiment includes a plurality of rolling elements 303. Each rolling element 303 includes a rolling element main body 331 and a weight part 332, and the weight part 332 includes an annular high specific gravity member 333. Here, as described in the first embodiment, the rolling surface 3a of the rolling element 303 is provided at the central portion in the central axis direction of the rolling element 303, and the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d formed by the raceway ring 2. On the other hand, the crowning portion 3b is provided at both ends in the central axis direction of the rolling element 3 so as not to contact the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d.
そして、この転動体303は、図8に示すように、重量部332の環状高比重部材333はこの転動体303における接触部としての転動面3aに設けられる一方、クラウニング部3bにはこの環状高比重部材333は延設されていない。言い換えれば、環状高比重部材333は、転動体303の中心軸線方向両端部には設けられておらず、転動体303は、この中心軸線方向両端部において転動体本体部331が露出したような状態となっている。そして、この環状高比重部材333の外周面が転動体303における接触部としての転動面3aをなす。これにより、この転動体303は、中心軸線方向両端部の比重が中心軸線方向中央部の比重より低く設定されることになる。
As shown in FIG. 8, in the rolling element 303, the annular high specific gravity member 333 of the weight part 332 is provided on the rolling surface 3a as a contact part in the rolling element 303, while the crowning part 3b has an annular shape. The high specific gravity member 333 is not extended. In other words, the annular high specific gravity member 333 is not provided at both ends of the rolling element 303 in the central axial direction, and the rolling element 303 is in a state in which the rolling element main body 331 is exposed at both ends of the central axial direction. It has become. And the outer peripheral surface of this cyclic | annular high specific gravity member 333 makes the rolling surface 3a as a contact part in the rolling element 303. FIG. As a result, the rolling element 303 is set such that the specific gravity at both ends in the central axial direction is lower than the specific gravity in the central portion in the central axial direction.
上記のように構成される軸受301では、この転動体303が中心軸線方向両端部の比重が中心軸線方向中央部の比重より低く設定されていることから、転動体303は、軸線方向中心に近接した中央部(軸線方向に沿って転動面3aが位置する部分)の重量が相対的に重くなる一方、軸方向中心から離間した両端(軸線方向に沿ってクラウニング部3bが位置する部分)が相対的に軽くなり、このため、転動体303に作用する軸線方向中心周りのモーメントが低減され、これにより、転動体303の中心軸線(転動中心)の傾きやブレを抑制することができる。この結果、転動体303の中心軸線(転動中心)の傾きやブレが小さくなることから、転動体303のエッジによる内側軌道面2c、外側軌道面2dへ傷つけや転動体303自体の破損を確実に防止することができると共に、中心軸線の傾きクラウニング部3bの長さを短くすることができる。さらに、転動体303の転動面3aと内側軌道面2c、外側軌道面2dとの摺動面圧をほぼ均一にすることができ、すなわち、転動体303の転動面3a全体で均等に荷重を受けることができるようになるので、単位面積当たりの荷重を低減することができ、よって、耐摩耗性を向上することができる。また、転動面3aと内側軌道面2c、外側軌道面2dとの摺動面圧がほぼ均一になることから、転動体303の全長を短くしても、転動面3aにて荷重を受けることができる有効面積を最大限確保することができることから、よりコンパクトで軽量な軸受301とすることができる。
In the bearing 301 configured as described above, since the specific gravity of the rolling element 303 at both ends in the central axial direction is set lower than the specific gravity of the central part in the central axial direction, the rolling element 303 is close to the center in the axial direction. While the weight of the center portion (the portion where the rolling surface 3a is located along the axial direction) is relatively heavy, both ends (the portions where the crowning portion 3b is located along the axial direction) spaced apart from the axial center are formed. Therefore, the moment around the center in the axial direction acting on the rolling element 303 is reduced, and thereby the inclination and blurring of the central axis (rolling center) of the rolling element 303 can be suppressed. As a result, the inclination and blurring of the center axis (rolling center) of the rolling element 303 are reduced, so that the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d are damaged by the edges of the rolling element 303 and the rolling element 303 itself is reliably damaged. And the length of the inclined crowning portion 3b of the central axis can be shortened. Furthermore, the sliding surface pressure between the rolling surface 3a of the rolling element 303, the inner raceway surface 2c, and the outer raceway surface 2d can be made substantially uniform, that is, the load is uniformly applied to the entire rolling surface 3a of the rolling element 303. Therefore, the load per unit area can be reduced, and thus the wear resistance can be improved. Further, since the sliding surface pressure between the rolling surface 3a, the inner raceway surface 2c, and the outer raceway surface 2d becomes substantially uniform, even if the total length of the rolling element 303 is shortened, a load is received on the rolling surface 3a. Since the effective area that can be obtained can be ensured to the maximum, the bearing 301 can be made more compact and lightweight.
以上で説明した本発明の実施例に係る軸受301によれば、環状の軌道輪2に沿って転動可能であると共に外周部の構造体の比重が内部の構造体の比重より高く設定される転動体303を備える。したがって、各転動体303の外周部の構造体の比重を内部の構造体の比重より高く設定したことで、各転動体303の外周部における回転慣性力が大きくなり、個々の転動体303に大きな回転力を与えることができる。このため、各転動体303に対して少しの回転力が作用しただけで、その回転慣性力により転動体303全体が転がり易く、内側軌道面2c、外側軌道面2dに対して転動し易くなり、各転動体303の内側軌道面2c、外側軌道面2dに対するすべり量が小さくなる。これにより、各転動体303に作用するすべり摩擦力が低減し、この転動体303の転動が阻害されることが防止される。この結果、フリクションを低減することができる。
According to the bearing 301 which concerns on the Example of this invention demonstrated above, it can roll along the annular | circular bearing ring 2, and the specific gravity of the structure of an outer peripheral part is set higher than the specific gravity of an internal structure. A rolling element 303 is provided. Therefore, by setting the specific gravity of the outer peripheral structure of each rolling element 303 to be higher than the specific gravity of the internal structure, the rotational inertia force in the outer peripheral part of each rolling element 303 is increased, and the individual rolling elements 303 have a large specific gravity. A rotational force can be applied. For this reason, even if a little rotational force acts on each rolling element 303, the rolling element 303 as a whole easily rolls due to the rotational inertial force, and easily rolls with respect to the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. The slip amount of each rolling element 303 with respect to the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d is reduced. Thereby, the sliding frictional force which acts on each rolling element 303 reduces, and it is prevented that rolling of this rolling element 303 is inhibited. As a result, friction can be reduced.
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る軸受301によれば、転動体303は、円柱状に形成され、中心軸線方向両端部の比重が中心軸線方向中央部の比重より低く設定される。したがって、転動体303は、軸線方向中心に近接した中央部の重量が相対的に重くなる一方、軸方向中心から離間した両端が相対的に軽くなるので、転動体303に作用する軸線方向中心周りのモーメントを低減することができ、これにより、転動体303の中心軸線(転動中心)の傾きやブレを抑制することができる。
Furthermore, according to the bearing 301 which concerns on the Example of this invention demonstrated above, the rolling element 303 is formed in a column shape, and the specific gravity of a center axial direction both ends is set lower than the specific gravity of a central axial direction center part. . Therefore, in the rolling element 303, the weight of the central portion close to the axial center is relatively heavy, while both ends separated from the axial center are relatively light, so that the rolling element 303 is rotated around the axial center acting on the rolling element 303. , So that the inclination and blurring of the center axis (rolling center) of the rolling element 303 can be suppressed.
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る軸受301によれば、転動体303は、中心軸線方向中央部に設けられ軌道輪2が形成する内側軌道面2c、外側軌道面2dに接触可能な転動面3aと、中心軸線方向両端部に設けられ内側軌道面2c、外側軌道面2dに接触不能なクラウニング部3bとを有し、重量部332は、転動面3aに設けられる。したがって、中心軸線方向中央部の転動面3aに重量部332が設けられ、中心軸線方向両端部のクラウニング部3bにはこの重量部332は延設されないことから、転動体303の中心軸線方向両端部の比重を中心軸線方向中央部の比重より低くすることができる。
Furthermore, according to the bearing 301 which concerns on the Example of this invention demonstrated above, the rolling element 303 can contact the inner side raceway surface 2c and the outer side raceway surface 2d which are provided in the center part of the center axis direction and which the track ring 2 forms. A rolling surface 3a and a crowning portion 3b that is provided at both ends in the central axis direction and cannot contact the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d, and the weight portion 332 is provided on the rolling surface 3a. Accordingly, the weight portion 332 is provided on the rolling surface 3a in the central portion in the central axis direction, and the weight portion 332 is not extended in the crowning portion 3b at both end portions in the central axial direction. The specific gravity of the portion can be made lower than the specific gravity of the central portion in the central axis direction.
図9は、本発明の実施例4に係る軸受の転動体の軸線方向の断面図である。実施例4に係る転がり軸受は、実施例3に係る転がり軸受と略同様の構成であるが、転動体に空洞部が設けられている点で実施例3に係る転がり軸受とは異なる。その他、上述した実施例と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
FIG. 9 is a sectional view in the axial direction of the rolling element of the bearing according to the fourth embodiment of the present invention. The rolling bearing according to the fourth embodiment has substantially the same configuration as the rolling bearing according to the third embodiment, but differs from the rolling bearing according to the third embodiment in that a hollow portion is provided in the rolling element. In addition, about the structure, effect | action, and effect which are common in the Example mentioned above, while overlapping description is abbreviate | omitted as much as possible, the same code | symbol is attached | subjected.
実施例4に係る転がり軸受としての軸受401では、複数の転動体403を備える。各転動体403は、転動体本体部331と重量部332とを有し、重量部332は環状高比重部材333を有する。さらに、本実施例の転動体403は、図9に示すように、1対の空洞部435が形成されている。この空洞部435は、転動体本体部331の中心軸線方向の両端面3cに凹部中空状に形成される。
A bearing 401 as a rolling bearing according to the fourth embodiment includes a plurality of rolling elements 403. Each rolling element 403 includes a rolling element body 331 and a weight part 332, and the weight part 332 includes an annular high specific gravity member 333. Furthermore, as shown in FIG. 9, the rolling element 403 of the present embodiment has a pair of hollow portions 435 formed therein. The hollow portion 435 is formed in a hollow shape on both end surfaces 3c of the rolling element main body portion 331 in the central axis direction.
上記のように構成される軸受401では、転動体403の中心軸線方向の両端面3cに1対の空洞部435が設けられていることから、転動体403を軽量化することができると共に、中心軸線方向両端部の重量をさらに軽くすることができるので、転動体403の中心軸線(転動中心)の傾きやブレをより確実に抑制することができる。また、仮に転動体403のクラウニング部3bが内側軌道面2c、外側軌道面2dなどに接触しても、このクラウニング部3bが径方向内側、すなわち、空洞部435側に倒れこむように変形することで、内側軌道面2c、外側軌道面2dを損傷してしまうことを確実に防止することができる。
In the bearing 401 configured as described above, since the pair of hollow portions 435 are provided on both end surfaces 3c in the central axis direction of the rolling element 403, the rolling element 403 can be reduced in weight and the center. Since the weights at both ends in the axial direction can be further reduced, the inclination and blurring of the central axis (rolling center) of the rolling element 403 can be more reliably suppressed. Further, even if the crowning portion 3b of the rolling element 403 contacts the inner raceway surface 2c, the outer raceway surface 2d, etc., the crowning portion 3b is deformed so as to fall down radially inward, that is, toward the cavity portion 435. It is possible to reliably prevent the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d from being damaged.
以上で説明した本発明の実施例に係る軸受401によれば、環状の軌道輪2に沿って転動可能であると共に外周部の構造体の比重が内部の構造体の比重より高く設定される転動体403を備える。したがって、各転動体403の外周部の構造体の比重を内部の構造体の比重より高く設定したことで、各転動体403の外周部における回転慣性力が大きくなり、個々の転動体403に大きな回転力を与えることができる。このため、各転動体403に対して少しの回転力が作用しただけで、その回転慣性力により転動体403全体が転がり易く、内側軌道面2c、外側軌道面2dに対して転動し易くなり、各転動体403の内側軌道面2c、外側軌道面2dに対するすべり量が小さくなる。これにより、各転動体403に作用するすべり摩擦力が低減し、この転動体403の転動が阻害されることが防止される。この結果、フリクションを低減することができる。
According to the bearing 401 according to the embodiment of the present invention described above, the specific gravity of the outer peripheral structure body is set higher than the specific gravity of the inner structure body while being able to roll along the annular race 2. A rolling element 403 is provided. Accordingly, by setting the specific gravity of the outer peripheral structure of each rolling element 403 to be higher than the specific gravity of the internal structure, the rotational inertial force at the outer peripheral part of each rolling element 403 increases, and the individual rolling elements 403 have a large specific gravity. A rotational force can be applied. For this reason, even if a little rotational force is applied to each rolling element 403, the entire rolling element 403 easily rolls due to the rotational inertial force, and easily rolls with respect to the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. The slip amount of each rolling element 403 with respect to the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d becomes small. Thereby, the sliding frictional force which acts on each rolling element 403 reduces, and it is prevented that rolling of this rolling element 403 is inhibited. As a result, friction can be reduced.
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る軸受401によれば、転動体403は、中心軸線方向両端面3cに中空状の空洞部435を有する。したがって、転動体403を軽量化することができると共に、中心軸線方向両端部の重量をさらに軽くすることができるので、転動体403の中心軸線(転動中心)の傾きやブレをより確実に抑制することができる。
Furthermore, according to the bearing 401 which concerns on the Example of this invention demonstrated above, the rolling element 403 has the hollow cavity part 435 in the center axial direction both end surface 3c. Accordingly, the rolling element 403 can be reduced in weight, and the weight at both ends in the central axis direction can be further reduced, so that the tilt and blurring of the central axis (rolling center) of the rolling element 403 can be more reliably suppressed. can do.
図10は、本発明の実施例5に係る軸受の径方向の部分断面図、図11は、本発明の実施例5に係る軸受の重量部の部分断面図、図12、図13は、本発明の実施例5に係る軸受の変形例の重量部の部分断面図である。実施例5に係る転がり軸受は、実施例1に係る転がり軸受と略同様の構成であるが、重量部の構成が実施例1に係る転がり軸受とは異なる。その他、上述した実施例と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
10 is a partial sectional view in the radial direction of a bearing according to Example 5 of the present invention, FIG. 11 is a partial sectional view of a weight portion of the bearing according to Example 5 of the present invention, and FIGS. It is a fragmentary sectional view of the weight part of the modification of the bearing which concerns on Example 5 of invention. The rolling bearing according to the fifth embodiment has substantially the same configuration as the rolling bearing according to the first embodiment, but the configuration of the weight part is different from that of the rolling bearing according to the first embodiment. In addition, about the structure, effect | action, and effect which are common in the Example mentioned above, while overlapping description is abbreviate | omitted as much as possible, the same code | symbol is attached | subjected.
実施例5に係る転がり軸受としての軸受501では、図10に示すように、複数の転動体503を備える。各転動体503は、転動体本体部531と、重量部532とを有する。重量部532は、この転動体本体部531の外周部に設けられる。この重量部532は、高比重部材としての円柱状高比重部材533と、収容部536とを含んで構成される。
As shown in FIG. 10, the bearing 501 as the rolling bearing according to the fifth embodiment includes a plurality of rolling elements 503. Each rolling element 503 includes a rolling element body 531 and a weight part 532. The weight portion 532 is provided on the outer peripheral portion of the rolling element main body portion 531. The weight portion 532 includes a columnar high specific gravity member 533 as a high specific gravity member and a storage portion 536.
収容部536は、本実施例では、図11に示すように、転動体本体部531の外周部に円筒凹部状の空洞として複数形成される。各収容部536は、円筒形状の中心軸線が、転動中心位置Oを通る転動体503の転動軸線とほぼ平行になるように形成されると共にこの転動軸線から径方向外方にずれた位置に設定される。各収容部536は、各中心軸線の転動軸線から径方向外方へのずれ量が等しく設定されている。さらに、この複数、ここでは3つの収容部536は、転動体本体部531において転動体503の転動方向に対して対称な位置にそれぞれ形成される。すなわち、複数の収容部536は、各転動体503の転動中心位置Oに対して点対称な位置に設けられ、転動体503の周方向に等間隔で設けられる。つまり、各収容部536は、円筒形状の円中心と転動中心位置Oとを結んだ線と、隣接する収容部536の円中心と転動中心位置Oとを結んだ線とがなす角度(中心角)θが均等になるような位置に設けられ、本実施例では、収容部536を3つ設けていることから、各角度θは、すべて120度に設定されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, a plurality of the accommodating portions 536 are formed as cylindrical recess-shaped cavities in the outer peripheral portion of the rolling element main body portion 531. Each housing portion 536 is formed such that the cylindrical center axis is substantially parallel to the rolling axis of the rolling element 503 that passes through the rolling center position O, and is displaced radially outward from the rolling axis. Set to position. Each housing portion 536 has an equal amount of deviation from the rolling axis of each central axis to the radially outward direction. Further, the plurality of, here three, accommodating portions 536 are respectively formed at positions that are symmetric with respect to the rolling direction of the rolling element 503 in the rolling element main body 531. That is, the plurality of storage portions 536 are provided at positions that are point-symmetric with respect to the rolling center position O of each rolling element 503, and are provided at equal intervals in the circumferential direction of the rolling element 503. In other words, each housing portion 536 has an angle formed by a line connecting the cylindrical center of the circle and the rolling center position O and a line connecting the circle center of the adjacent housing portion 536 and the rolling center position O ( (Center angle) θ is provided at an equal position, and in this embodiment, since three accommodating portions 536 are provided, each angle θ is set to 120 degrees.
円柱状高比重部材533は、円柱状に形成されると共に円柱状の中心軸線が各収容部536の中心軸線とほぼ一致するように、各収容部536にそれぞれ1つずつ設けられる。この円柱状高比重部材533は、上述の環状高比重部材33(図4参照)と同様に、比重が転動体本体部531より高く設定される。すなわち、転動体本体部531は、比較的比重が小さいセラミック材、樹脂材、硬質ゴム材、アルミニウム材、チタン材炭素繊維材からなる群から選ばれる少なくとも1つの低比重材からなる一方、円柱状高比重部材533は、鋼材、銅材、鉄材、焼結材からなる群から選ばれる少なくとも1つの高比重材からなる。円柱状高比重部材533は、転動体本体部531に形成された各収容部536に対して鋳込み、溶接、かしめなどにより埋設すればよい。これにより、重量部532は、比重が転動体本体部531より高く設定され、この結果、各転動体503は、外周部の比重が内部の比重より高く設定される。
The cylindrical high specific gravity member 533 is formed in a columnar shape, and is provided in each accommodating portion 536 so that the central axis of the columnar shape substantially coincides with the central axis of each accommodating portion 536. The cylindrical high specific gravity member 533 is set to have a specific gravity higher than that of the rolling element main body portion 531, similarly to the above-described annular high specific gravity member 33 (see FIG. 4). That is, the rolling element body portion 531 is made of at least one low specific gravity material selected from the group consisting of ceramic material, resin material, hard rubber material, aluminum material, titanium material carbon fiber material having a relatively small specific gravity, while being cylindrical. The high specific gravity member 533 is made of at least one high specific gravity material selected from the group consisting of steel materials, copper materials, iron materials, and sintered materials. The columnar high specific gravity member 533 may be embedded by casting, welding, caulking, or the like with respect to each accommodating portion 536 formed in the rolling element main body portion 531. Thereby, the specific gravity of the weight part 532 is set higher than that of the rolling element main body part 531, and as a result, the specific gravity of the outer peripheral part of each rolling element 503 is set higher than the internal specific gravity.
上記のように構成される軸受501では、転動体503の転動体本体部531の外周部に重量部532を設けたことで、転動時の重量部532における遠心力(慣性モーメント)が転動体本体部531内部よりも相対的に大きくなり、各転動体503にそれぞれ設けられた重量部532が当該転動体503に回転慣性力を作用させるため、個々の転動体503に大きな回転力を与えることができる。このため、各転動体503が内側軌道面2c、外側軌道面2dに対して転動し易くなる。すなわち、各転動体503に対して少しの回転力が作用しただけで、この重量部532が、その回転慣性力により転動体503全体の転がりを補助する。この結果、各転動体503の内側軌道面2c、外側軌道面2dに対するすべり量が小さくなり、各転動体503に作用するすべり摩擦力も低減し、この転動体503の転動が阻害されることが防止される。この結果、フリクションが低減される。
In the bearing 501 configured as described above, the weight portion 532 is provided on the outer peripheral portion of the rolling element main body portion 531 of the rolling element 503, so that the centrifugal force (moment of inertia) in the weight part 532 during rolling is generated by the rolling element. Since the weight portions 532 respectively provided on the respective rolling elements 503 apply a rotational inertia force to the rolling elements 503, the rotating elements 503 are given a large rotational force. Can do. For this reason, each rolling element 503 is easy to roll with respect to the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. That is, only a little rotational force is applied to each rolling element 503, and the weight portion 532 assists the rolling element 503 in its entirety by the rotational inertia force. As a result, the amount of sliding with respect to the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d of each rolling element 503 is reduced, the sliding frictional force acting on each rolling element 503 is also reduced, and the rolling of this rolling element 503 is hindered. Is prevented. As a result, friction is reduced.
以上で説明した本発明の実施例に係る軸受501によれば、環状の軌道輪2に沿って転動可能であると共に外周部の構造体の比重が内部の構造体の比重より高く設定される転動体503を備える。したがって、各転動体503の外周部の構造体の比重を内部の構造体の比重より高く設定したことで、各転動体503の外周部における回転慣性力が大きくなり、個々の転動体503に大きな回転力を与えることができる。このため、各転動体503に対して少しの回転力が作用しただけで、その回転慣性力により転動体503全体が転がり易く、内側軌道面2c、外側軌道面2dに対して転動し易くなり、各転動体503の内側軌道面2c、外側軌道面2dに対するすべり量が小さくなる。これにより、各転動体503に作用するすべり摩擦力が低減し、この転動体503の転動が阻害されることが防止される。この結果、フリクションを低減することができる。
According to the bearing 501 according to the embodiment of the present invention described above, the specific gravity of the outer peripheral structure body is set higher than the specific gravity of the inner structure body while being able to roll along the annular race 2. A rolling element 503 is provided. Therefore, by setting the specific gravity of the outer peripheral structure of each rolling element 503 to be higher than the specific gravity of the internal structure, the rotational inertia force at the outer peripheral part of each rolling element 503 is increased, and the individual rolling elements 503 have a large specific gravity. A rotational force can be applied. For this reason, even if a little rotational force acts on each rolling element 503, the entire rolling element 503 easily rolls due to the rotational inertial force, and easily rolls on the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d. The slip amount of each rolling element 503 with respect to the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d is reduced. Thereby, the sliding frictional force which acts on each rolling element 503 reduces, and it is prevented that rolling of this rolling element 503 is inhibited. As a result, friction can be reduced.
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る軸受501によれば、重量部532は、比重が転動体本体部531より高く設定される円柱状高比重部材533と、転動体本体部531において転動体503の転動方向に対して対称な位置に複数形成され、各々、この円柱状高比重部材533を収容可能な収容部536により構成される。したがって、重量部532を、転動体503の転動方向に対して対称な位置に形成される各収容部536内に円柱状高比重部材533を設けて構成することで、転動体503を偏心させなくとも、大きな回転慣性力を得ることができると共に転動体503の回転(転動)速度を一定にすることができ、各転動体503の転動面3aにて、均等に荷重を受けることができる。また、例えば、実施例1の転動体3(図4参照)と比較して、高比重部材の体積を小さくすることができるので、転動体503の回転力の向上と軽量化とをバランスよく両立させることができる。
Furthermore, according to the bearing 501 according to the embodiment of the present invention described above, the weight portion 532 includes the cylindrical high specific gravity member 533 whose specific gravity is set higher than that of the rolling element main body portion 531 and the rolling element main body portion 531. A plurality of rolling elements 503 are formed at positions symmetrical to the rolling direction of the rolling elements 503, and each is constituted by a receiving portion 536 capable of receiving the cylindrical high specific gravity member 533. Therefore, the weight body 532 is configured by providing the cylindrical high specific gravity member 533 in each accommodating portion 536 formed at a position symmetrical to the rolling direction of the rolling element 503, thereby decentering the rolling element 503. Even if it is not, a large rotational inertia force can be obtained, the rotation (rolling) speed of the rolling elements 503 can be made constant, and the load can be evenly received on the rolling surface 3a of each rolling element 503. it can. Further, for example, since the volume of the high specific gravity member can be reduced as compared with the rolling element 3 of the first embodiment (see FIG. 4), both the improvement of the rotational force and the weight reduction of the rolling element 503 are balanced. Can be made.
なお、以上の実施例5の説明では、収容部536は、3つ設けるものとして説明したが、2つでもよいし4つ以上でもよい。また、以上の説明では、収容部536は、転動体本体部531の外周部に円筒凹部状の空洞として形成されるものとして説明したが、図12に示す実施例5の変形例に係る軸受501Aの転動体503Aのように、各収容部536Aは、転動体本体部531Aの外周面としての転動面3aに開口部536aを有して形成してもよい。すなわち、本変形例の重量部532Aは、円柱状高比重部材533Aと、複数の収容部536Aとを有する。そして、この各収容部536Aは、転動体本体部531Aの外周面としての転動面3aに円筒凹部状に形成されると共に、この転動面3aに開口部536aを有して形成される。したがって、収容部536Aが転動面3aに開口部536aを有して形成されることから、収容部536Aの開口部536aに潤滑油の一部が滞留されることから、摺動部分における潤滑油の滞留性を向上することができる。これにより、軸受501Aの摩耗を効果的に低減することができると共に、潤滑油切れを防止することができる。さらに、この複数の開口部536a内に滞留する潤滑油により騒音を効果的に低減することができると共に、回転軸2aの回転始動時においても、円滑に回転軸2aを支持することができる。
In the above description of the fifth embodiment, it has been described that the three accommodating portions 536 are provided, but two or four or more may be used. In the above description, the storage portion 536 has been described as being formed as a hollow in the shape of a cylindrical recess in the outer peripheral portion of the rolling element main body portion 531, but a bearing 501A according to a modification of the fifth embodiment shown in FIG. Like each rolling element 503A, each accommodating part 536A may have an opening 536a on the rolling surface 3a as the outer peripheral surface of the rolling element body 531A. That is, the weight portion 532A of the present modification includes a columnar high specific gravity member 533A and a plurality of accommodating portions 536A. Each accommodating portion 536A is formed in a cylindrical recess shape on the rolling surface 3a as the outer peripheral surface of the rolling element main body portion 531A, and has an opening 536a on the rolling surface 3a. Accordingly, since the accommodating portion 536A is formed with the opening 536a on the rolling surface 3a, a part of the lubricating oil stays in the opening 536a of the accommodating portion 536A, so that the lubricating oil in the sliding portion The retention property of can be improved. Thereby, the wear of the bearing 501A can be effectively reduced and the lubricating oil can be prevented from running out. Furthermore, noise can be effectively reduced by the lubricating oil staying in the plurality of openings 536a, and the rotating shaft 2a can be supported smoothly even when the rotating shaft 2a starts rotating.
なお、図11で上述した実施例5の軸受501が備える各収容部536は、図12で示した収容部536Aとは異なり、転動面3aに開口部を有しないことから、この転動体503の転動面3aを凹凸のない滑らかな面に形成することができ、この結果、フリクションをさらに低減することができるという有利な点がある。
In addition, since each accommodating part 536 with which the bearing 501 of Example 5 mentioned above in FIG. 11 is provided does not have an opening part in the rolling surface 3a unlike the accommodating part 536A shown in FIG. 12, this rolling element 503. The rolling surface 3a can be formed on a smooth surface without irregularities, and as a result, there is an advantage that the friction can be further reduced.
また、実施例5の変形例に係る軸受501Aの転動体503Aは、図13に示すように、実施例2で説明した固体潤滑膜234(図6参照)と同様の固体潤滑膜534を転動体503Aの外周面に備えていてもよい。実施例5の軸受501の転動体503も同様である。
Further, as shown in FIG. 13, the rolling element 503 </ b> A of the bearing 501 </ b> A according to the modified example of the fifth embodiment has a solid lubricating film 534 similar to the solid lubricating film 234 (see FIG. 6) described in the second embodiment. It may be provided on the outer peripheral surface of 503A. The same applies to the rolling elements 503 of the bearing 501 of the fifth embodiment.
なお、上述した本発明の実施例に係る転がり軸受は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上の説明では、転がり軸受は、内燃機関のカムシャフトの回転軸2aをシリンダヘッドに取り付けられたカムジャーナル等の支持部に回転自在に支持するものとして説明したが、内燃機関のクランクシャフトの回転軸をシリンダブロックに取り付けられたクランクシャフトジャーナル等の支持部に回転自在に支持してもよいし、他の装置の回転軸を支持するものであってもよい。
The rolling bearing according to the above-described embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope described in the claims. In the above description, the rolling bearing is described as one that rotatably supports the rotating shaft 2a of the camshaft of the internal combustion engine on a support portion such as a cam journal attached to the cylinder head. The shaft may be rotatably supported by a support portion such as a crankshaft journal attached to the cylinder block, or may support a rotating shaft of another device.
また、以上の説明では、軌道輪2は、回転軸2aと、この回転軸2aの外方に設けられる外輪2bとによって構成され、転動部4は、回転軸2a外周の内側軌道面2cと外輪2b内周の外側軌道面2dとの間の環状空間に設けられるものとして説明したが、回転軸2aの外周、外輪2bの内方にこの外輪2bと同軸の内輪を設け、回転軸2aではなくこの内輪と外輪2bとによって軌道輪を構成してもよい。ここで、この内輪は、回転軸と転動体との間に物理的に介在し、回転軸と共に回転するものである。この場合、内側軌道面は、内輪の外周面に設けられ、転動部4は、この内輪外周の内側軌道面と外輪2b内周の外側軌道面2dとの間の環状空間に設けられる。なお、この内輪と回転軸2aとを一体に設けてもよい。また、外輪2bは、上述したカムジャーナル等の支持部(ハウジング)と一体に形成してもよい。
Further, in the above description, the raceway ring 2 is constituted by the rotation shaft 2a and the outer ring 2b provided outside the rotation shaft 2a, and the rolling part 4 has the inner raceway surface 2c on the outer periphery of the rotation shaft 2a. Although described as being provided in an annular space between the outer raceway surface 2d of the outer periphery of the outer ring 2b, an inner ring coaxial with the outer ring 2b is provided on the outer periphery of the rotary shaft 2a and on the inner side of the outer ring 2b. Instead, the inner ring and the outer ring 2b may constitute a race ring. Here, the inner ring is physically interposed between the rotating shaft and the rolling element and rotates together with the rotating shaft. In this case, the inner raceway surface is provided on the outer peripheral surface of the inner ring, and the rolling portion 4 is provided in an annular space between the inner raceway surface on the outer periphery of the inner ring and the outer raceway surface 2d on the inner periphery of the outer ring 2b. The inner ring and the rotating shaft 2a may be provided integrally. Further, the outer ring 2b may be formed integrally with a support portion (housing) such as the cam journal described above.
さらに、以上の説明では、複数の転動体は、細い円筒形の針状(ニードル状)ころを用いるものとして説明したが、実施例1、実施例2、実施例5においては、球、円筒状ころ、円錐ころなど各種の転動体が使用可能である。すなわち、本発明において、転がり軸受とは、回転軸と外輪との間に介在させた転動体を転動させることにより、回転軸を外輪に対して相対的に回転可能に支持するものであり、上記で説明したような、いわゆる針状ころ軸受の他にも、例えば、深溝玉軸受などの玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受などを含む概念である。例えば、本発明の転がり軸受を玉軸受に適用し、転動体を球体により形成した場合、転動体をニードルにより形成した場合と比較して、一般に、球状の転動体の方がその径が大きくなるので、上述した重量部を転動中心位置Oから径方向外方により離れた位置に設けることができる。よって、重量部に作用する遠心力の大きさをより大きくすることができることから、より効果的である。
Further, in the above description, the plurality of rolling elements have been described as using thin cylindrical needle-like (needle-like) rollers. However, in the first, second, and fifth embodiments, a sphere or a cylindrical shape is used. Various types of rolling elements such as rollers and tapered rollers can be used. That is, in the present invention, the rolling bearing is to support the rotating shaft so as to be relatively rotatable with respect to the outer ring by rolling a rolling element interposed between the rotating shaft and the outer ring. In addition to the so-called needle roller bearings described above, the concept includes, for example, ball bearings such as deep groove ball bearings, cylindrical roller bearings, and tapered roller bearings. For example, when the rolling bearing of the present invention is applied to a ball bearing and the rolling element is formed of a spherical body, the spherical rolling element generally has a larger diameter than the case where the rolling element is formed of a needle. Therefore, the above-described weight portion can be provided at a position farther outward from the rolling center position O in the radial direction. Therefore, since the magnitude of the centrifugal force acting on the weight part can be increased, it is more effective.
また、外輪2bや保持器5は、軸への取り付けを容易にするため、周方向に対して分割された複数の分割輪を円弧状に組み合わせて形成してもよい。また、以上の説明では、ツバ2eは、外側軌道面2dの軸線方向両側方において径方向内方に突出するものとして説明したが、内側軌道面2cの軸線方向両側方において径方向外方に突出するようにしてもよいし、内側軌道面2c及び外側軌道面2dの両方の軸線方向両側方に設けてもよい。
Further, the outer ring 2b and the cage 5 may be formed by combining a plurality of divided rings divided in the circumferential direction in an arc shape in order to facilitate attachment to the shaft. In the above description, the flange 2e has been described as projecting radially inward on both sides in the axial direction of the outer raceway surface 2d, but projecting radially outward on both sides in the axial direction of the inner raceway surface 2c. You may make it carry out, and you may provide in the axial direction both sides of both the inner side track surface 2c and the outer side track surface 2d.
複数の転動体3は、それぞれ転動面3aが潤滑剤を介して内側軌道面2c、外側軌道面2dに接触可能であるものとして説明した。ここで用いられる潤滑剤は、転がり軸受における焼き付き防止、フリクション低減など、軸受の性能向上、劣化防止に資する限りにおいてその材質(例えば、基油として鉱油、ジエステル油、多価エステル油、あるいはシリコン油などを使用したリチウム系グリースなど)及び態様(例えば、気体、液体、固体、又は半固体など)は限定されない。
The plurality of rolling elements 3 have been described on the assumption that the rolling surfaces 3a can contact the inner raceway surface 2c and the outer raceway surface 2d via a lubricant, respectively. The lubricant used here is a material (for example, mineral oil, diester oil, polyvalent ester oil, or silicon oil as a base oil) as long as it contributes to prevention of seizure in rolling bearings, reduction of friction, etc., and improvement of bearing performance. And the like (for example, gas, liquid, solid, semi-solid, etc.) are not limited.
以上のように、本発明に係る転がり軸受は、フリクションの低減を図ったものであり、内燃機関に用いる転がり軸受以外にも種々の転がり軸受に適用して好適である。
As described above, the rolling bearing according to the present invention is intended to reduce friction, and is suitable for application to various rolling bearings other than the rolling bearing used in the internal combustion engine.
本発明の実施例1に係る軸受の径方向の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the radial direction of the bearing which concerns on Example 1 of this invention.
本発明の実施例1に係る軸受の切欠斜視図である。It is a notch perspective view of the bearing which concerns on Example 1 of this invention.
本発明の実施例1に係る軸受の軸線方向の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the axial direction of the bearing which concerns on Example 1 of this invention.
本発明の実施例1に係る軸受の径方向の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the radial direction of the bearing which concerns on Example 1 of this invention.
本発明の実施例1に係る軸受における回転軸回転速度と接触面圧、スリップ率との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the rotating shaft rotational speed in a bearing which concerns on Example 1 of this invention, a contact surface pressure, and a slip ratio.
本発明の実施例2に係る軸受の重量部の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the weight part of the bearing which concerns on Example 2 of this invention.
本発明の実施例2に係る軸受における騒音周波数と騒音の大きさとの関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the noise frequency in the bearing which concerns on Example 2 of this invention, and the magnitude of a noise.
本発明の実施例3に係る軸受の転動体の軸線方向の断面図である。It is sectional drawing of the axial direction of the rolling element of the bearing which concerns on Example 3 of this invention.
本発明の実施例4に係る軸受の転動体の軸線方向の断面図である。It is sectional drawing of the axial direction of the rolling element of the bearing which concerns on Example 4 of this invention.
本発明の実施例5に係る軸受の径方向の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the radial direction of the bearing which concerns on Example 5 of this invention.
本発明の実施例5に係る軸受の重量部の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the weight part of the bearing which concerns on Example 5 of this invention.
本発明の実施例5に係る軸受の変形例の重量部の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the weight part of the modification of the bearing which concerns on Example 5 of this invention.
本発明の実施例5に係る軸受の変形例の重量部の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the weight part of the modification of the bearing which concerns on Example 5 of this invention.
符号の説明Explanation of symbols
1、201、301、401、501、501A 軸受(転がり軸受)
2 軌道輪
2a 回転軸
2b 外輪
2c 内側軌道面(軌道面)
2d 外側軌道面(軌道面)
2e ツバ
3、203、303、403、503、503A 転動体
3a 転動面(接触部)
3b クラウニング部
3c 端面
4 転動部
5 保持器(保持手段)
5a 環状部
5b セパレート部
5c 転動体保持部
31、331、531、531A 転動体本体部
32、332、532、532A 重量部
33、333 環状高比重部材(高比重部材)
234、534 固体潤滑膜
435 空洞部
533、533A 円柱状高比重部材(高比重部材)
536、536A 収容部
536a 開口部
1,201,301,401,501,501A Bearing (Rolling bearing)
2 Raceway 2a Rotating shaft 2b Outer race 2c Inner raceway (Raceway)
2d Outer raceway surface (Raceway surface)
2e collar 3, 203, 303, 403, 503, 503A rolling element 3a rolling surface (contact part)
3b Crowning part 3c End face 4 Rolling part 5 Cage (holding means)
5a Annular part 5b Separate part 5c Rolling body holding part 31, 331, 531, 531A Rolling body main body part 32, 332, 532, 532A Weight part 33, 333 Annular high specific gravity member (high specific gravity member)
234, 534 Solid lubricating film 435 Cavity 533, 533A Cylindrical high specific gravity member (high specific gravity member)
536, 536A accommodating portion 536a opening