WO2006112432A1 - 転がり軸受 - Google Patents

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WO2006112432A1
WO2006112432A1 PCT/JP2006/308027 JP2006308027W WO2006112432A1 WO 2006112432 A1 WO2006112432 A1 WO 2006112432A1 JP 2006308027 W JP2006308027 W JP 2006308027W WO 2006112432 A1 WO2006112432 A1 WO 2006112432A1
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load
ball
rolling element
raceway surface
inner ring
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PCT/JP2006/308027
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroshi Ueno
Hiroki Matsuyama
Original Assignee
Jtekt Corporation
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/32—Balls

Definitions

  • the present invention relates to a rolling bearing having rolling elements, and more particularly to a rolling bearing suitable for use as a wheel bearing for a vehicle.
  • Patent Document 1 JP-A-7-19248
  • This ball bearing has an outer ring, an inner ring, a cage, a first ball, and a second ball.
  • the outer diameter of the first ball is set slightly larger than the outer diameter of the second ball.
  • the first ball and the second ball are disposed in a pocket of the cage disposed between the outer ring and the inner ring.
  • the first ball and the second ball are formed between the raceway surface of the inner ring and the raceway surface of the outer ring regardless of the size of the acting load. Since it comes into contact with at least one of them, there is a problem that the rotational torque is large. Therefore, there is a problem that the operation cost of automobiles and machine tools equipped with the conventional ball bearings is large!
  • an object of the present invention is to provide a rolling bearing having a small rotational torque.
  • An outer ring having a raceway surface
  • An inner ring having a raceway surface
  • a first rolling element disposed between the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring and having a first diameter
  • a second rolling element disposed between the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring, and having a second diameter smaller than the first diameter
  • the first rolling element contacts both the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring, while the second rolling element Are spaced apart from both the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring,
  • both the first rolling element and the second rolling element are connected to the raceway surface and the outer ring. And both the raceway surfaces of the inner ring.
  • the diameter is the diameter of the ball when the rolling element is a ball, and the diameter of the end face of the cylindrical roller when the rolling element is a cylindrical roller, and the rolling element is a tapered roller.
  • the diameter is the diameter at the end face on the large diameter side of the tapered roller.
  • the first rolling element contacts both the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring in a state where a load equal to or less than the first load is applied.
  • the second rolling element is not in contact with both the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring.
  • the number of rolling elements in contact with the raceway surface of the ring can be reduced by the number of second rolling elements. Therefore, in a state where a load less than the first load is applied, the number of rolling elements that are sources of dynamic friction with the raceway surfaces of the inner and outer rings is reduced.
  • the operating cost of automobiles and machine tools equipped with the rolling bearing of the present invention can be significantly reduced.
  • the load can be shared by both the first rolling element and the second rolling element in a state in which a load greater than or equal to the second load is applied.
  • a load greater than 2 is applied, the load can be shared by the first rolling element and the second rolling element, and the load capacity can be increased.
  • the rolling bearing of one embodiment includes a third rolling element having a third diameter smaller than the second diameter, and the cage holds the third rolling element,
  • the third rolling element is in contact with both the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring in a state where a load greater than a third load greater than the second load is acting.
  • the number of rolling elements to which the load is applied is approximately three stages depending on the magnitude of the acting load. It can be changed more than the above. Therefore, the number of rolling elements that load the load can be changed in small increments depending on the magnitude of the acting load, and the area where only the first rolling element loads can be reduced. Therefore, it is possible to extend the life of the first rolling element that constantly loads during operation, and to extend the life of the rolling bearing.
  • the number of rolling elements to which the load is applied can be varied in approximately three stages or more, the rotating shaft on which the rolling bearing is installed can be stably supported.
  • the cage alternately holds the first rolling element and the second rolling element in the circumferential direction of the cage.
  • the retainer holds the first rolling element and the second rolling element alternately in the circumferential direction of the retainer, and has a large diameter. Since the rolling elements of 1 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, a part of the inner ring and the outer ring can be prevented from being greatly deformed locally while a load is applied, and the rolling element revolves. The movement can be performed smoothly. Therefore, the load capacity can be increased.
  • the first rolling element in a state where a load equal to or less than the first load is applied, the first rolling element is formed on the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring.
  • the second rolling element since the second rolling element is not in contact with both the raceway surface of the outer ring and the above-described raceway surface of the inner ring, a load below the first load is applied.
  • the number of rolling elements in contact with the raceway surfaces of the inner and outer rings can be reduced by the number of second rolling elements, and the rotational torque can be significantly reduced.
  • the operating cost of machinery can be greatly reduced.
  • the load can be shared by both the first rolling element and the second rolling element in a state in which a load greater than or equal to the second load is applied.
  • a load greater than 2 is applied, the load can be shared by the first rolling element and the second rolling element, and the load capacity can be increased.
  • FIG. 1 is a radial sectional view of a ball bearing which is an embodiment of a rolling bearing of the present invention.
  • FIG. 1 is a radial cross-sectional view of a ball bearing according to an embodiment of the rolling bearing of the present invention.
  • This ball bearing is adapted to apply a radial load.
  • This ball bearing includes an outer ring 1, an inner ring 2, a first ball 3 as an example of a first rolling element, a second ball 4 as an example of a second rolling element, and a first ball 3 And a cage 7 for holding the second ball 4.
  • the outer ring 1 has a deep groove type raceway groove 18 as an example of a raceway surface on the inner periphery.
  • the inner ring 2 is fixed to an axle (not shown).
  • the inner ring 2 has a deep groove type raceway groove 19 as an example of a raceway surface on the outer periphery.
  • the cage 7 is arranged between the outer ring 1 and the inner ring 2.
  • the cage 7 includes a first annular portion (not shown), a second annular portion (not shown), and eight pillars connecting the first annular portion and the second annular portion. It consists of 14 parts.
  • the first annular portion, the second annular portion, and two pillar portions adjacent to each other in the circumferential direction of the cage 7 define a pocket.
  • there are two types of pockets and the opening area of the first pocket 10 is larger than the opening area of the second pocket 11.
  • the diameter of the first ball 3 is larger than the diameter of the second ball 4.
  • the difference between the diameter of the first ball 3 and the diameter of the second ball 4 is exaggerated for easy understanding. I draw.
  • the first ball 3 is accommodated in the first pocket 10 of the cage 7, and the second ball 4 is accommodated in the second pocket 11 of the cage 7.
  • the cage 7 restricts the radial movement range of the first ball 3 within a predetermined range and restricts the radial movement range of the second ball 4 within a predetermined range.
  • the sum of the number of the first pockets 10 and the number of the second pockets 11 is an even number, and the first ball 3 and the second ball 4 are held. Alternatingly arranged in the circumferential direction of vessel 7.
  • this ball bearing has an outer ring 1 and an inner ring 2 when a radial load larger than the second radial load as an example of the second load larger than the first radial load is applied.
  • the radial gap of the second ball 4 becomes 0 or less (no gap or negative gap), and the second ball 4 also has both the raceway groove 18 of the outer ring 1 and the raceway groove 19 of the inner ring 2. , It acts on the ball bearings and comes to share the load!
  • the first ball 3 has the raceway groove 18 of the outer ring 1 and the raceway groove 19 of the inner ring 2 in a state where a radial load equal to or less than the first radial load is acting.
  • the second ball 4 is in contact with both the raceway groove 18 of the outer ring 1 and the raceway groove 19 of the inner ring 2, so that a radial load equal to or less than the first radial load is applied.
  • the rolling elements contacting the raceway grooves 18 and 19 of the inner and outer rings 1 and 2 can be limited to only the first ball 3, and a load less than the first load acts!
  • the load is shared by both the first ball 3 and the second ball 4 in a state where a load greater than or equal to the second load is applied. Therefore, when a load greater than the second load is applied, the load can be shared by the first ball 3 and the second ball 4 and the load capacity can be increased. .
  • the cage 7 alternately holds the first ball 3 and the second ball 4 in the circumferential direction of the cage 7, and the diameter is Since the largest first balls 3 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, a portion of the outer ring 1 and the inner ring 2 is locally large even when a radial load is applied. The deformation of the first ball 3 and the second ball 4 can be smoothly performed by preventing the deformation. Therefore, increase the load capacity.
  • the cage 7 limits the radial movement range of the first ball 3 to a predetermined range and the radial direction of the second ball 4.
  • the range of movement was limited to a predetermined range.
  • the two pillars defining the second pocket having the smaller opening area are always in contact with the second ball, and the two pillars are used to The second ball may be restrained in the circumferential direction by sandwiching the second ball from both sides in the circumferential direction.
  • first annular portion and the second annular portion defining the second pocket are always brought into contact with the second ball, and the first annular portion
  • the second ball may be restrained in the axial direction by sandwiching the second ball in the axial direction of the cage between the second annular portions. In this way, the second ball and the cage cannot be moved relative to each other in the circumferential direction and the axial direction.
  • the rolling element is constituted by the first ball 3 and the second ball 4 having a diameter smaller than that of the first ball 3.
  • a rolling element may be composed of three or more kinds of balls having different diameters.
  • a first ball and the first ball When the rolling element is composed of a second ball having a smaller diameter and a third ball having a smaller diameter than the second ball, the first ball is less than the first radial load.
  • the radial load When the radial load is applied only with the ball of the first and the second radial load is greater than the first radial load, the radial load is applied only with the two balls of the first ball and the second ball. If the radial load is greater than or equal to the third radial load, the first ball, the second ball, and the third ball are all set to apply the radial load.
  • the number of balls to which the load is applied can be varied in approximately three stages depending on the magnitude of the acting load. . Therefore, it is possible to change the number of balls that are loaded in small increments depending on the magnitude of the acting load, and to reduce the area where only the first ball loads. Therefore, it is possible to extend the life of the first ball that is constantly loaded during operation, and to prolong the life of the ball bearing.
  • the number of balls to which the load is applied can be varied in approximately three stages, so that the rotating shaft on which the ball bearings are installed can be stably supported.
  • the rolling element in the ball bearing for radial load load, is composed of two kinds of balls 3 and 4 having different diameters.
  • the rolling element may be composed of two or more kinds of balls having different diameters.
  • the rolling elements in the ball bearings for radial and axial loads such as an anguilla ball bearing used for applying a combined load of a radial load and an axial load, the rolling elements have different diameters. You may comprise two or more kinds of balls.
  • the first load which is the maximum load that loads the load, is defined as follows. That is, when the radial load is shown on the horizontal axis and the thrust load is shown on the vertical axis, the vector (consisting of two load elements) shows the coordinates of all points on one continuous curve that draws a locus on the radial-thrust plane. Vector).
  • the second load which is the minimum load that applies the load on both the first ball and the second ball, also applies to all the continuous curves that trace the locus in the above-mentioned radial loose plane.
  • Vector indicated by the coordinates of the point Is defined as This is because, in the case of a rolling bearing loaded with thrust load and radial load, the first load and the second load are determined by two factors: the direction of the combined load and the magnitude of the combined load.
  • the force in which the rolling element is composed of two types of balls 3 and 4 having different diameters is applied to the ball bearing for the radial load.
  • the rolling element may be composed of two or more kinds of balls having different diameters.
  • the first and second loads which are critical loads, are moment loads.
  • the rolling element in the ball bearing, is configured by the first ball and the second ball having a diameter smaller than that of the first ball.
  • the rolling element may be composed of a plurality of types of cylindrical rollers having different diameters.
  • the rolling element in the tapered roller bearing, may be composed of a plurality of types of tapered rollers having different diameters.
  • the rolling bearing of the present invention is used as a wheel bearing (wheel bearing) of a vehicle such as a motorcycle or an automobile, and the vehicle is making a sudden change of direction such as a right turn or a left turn.
  • a wheel bearing wheel bearing
  • the load is set only with the rolling element having the largest diameter
  • the fuel consumption of the vehicle can be significantly reduced.
  • the driving state of the vehicle is a force in which the vehicle as described above is traveling substantially straight. If the rolling bearing according to the present invention is used, the vehicle rotates substantially straight. This is because the torque can be greatly reduced.

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Abstract

　第１の玉３の直径を、第２の玉４の直径よりも大きく設定する。第１のラジアル荷重以下のラジアル荷重が作用している状態で、第１の玉３が、外輪１の軌道溝１８および内輪２の軌道溝１９の両方に接触する一方、第２の玉４が、外輪１の軌道溝１８および内輪２の軌道溝１９の両方に接触しないようにする。また、上記第１のラジアル荷重よりも大きい第２のラジアル荷重以上のラジアル荷重が作用している状態で、第１の玉３および第２の玉４の両方が、外輪１の軌道溝１８および内輪２の軌道溝１９の両方に接触するようにする。保持器７の径方向において、保持器７のポケット１０,１１に、第１の玉３と第２の玉４とを交互に配置する。

Description

明 細 書
転がり軸受
技術分野
[0001] 本発明は、転動体を有する転がり軸受に関し、特に、車両のホイール軸受として使 用されれば好適な転がり軸受に関する。
背景技術
[0002] 従来、転がり軸受としては、特開平 7— 19248号公報 (特許文献 1)に記載された玉 軸受がある。
[0003] この玉軸受は、外輪と、内輪と、保持器と、第 1の玉と、第 2の玉とを有する。そして、 上記第 1の玉の外径寸法を、上記第 2の玉の外径寸法よりわずかに大きく設定してい る。上記第 1の玉および上記第 2の玉は、外輪と内輪との間に配置された上記保持器 のポケットに配置されている。
[0004] 上記従来の玉軸受は、上記第 1の玉の外径寸法を、上記第 2の玉の外径寸法より もわずかに大きく設定することにより、上記第 1の玉の公転速度と、上記第 2の玉の公 転速度を異なる速度に設定している。このようにして、軸受の運転時において、保持 器のポケットにおける第 1の玉と第 2の玉との円周方向位置を、互いに逆方向に設定 して、保持器の転動体に対するガタツキを抑制して、異音の発生を抑制するようにし ている。
[0005] し力しながら、上記従来の玉軸受では、第 1の玉および第 2の玉は、作用している荷 重の大きさに拘わらず、内輪の軌道面と外輪の軌道面とのうちの少なくとも一方に接 触するようになっているので、回転トルクが大きいという問題がある。したがって、上記 従来の玉軸受を備えた自動車や工作機械等の運転コストが大き!、と!、う問題がある 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] そこで、本発明の課題は、回転トルクが小さい転がり軸受を提供することにある。
課題を解決するための手段 [0007] 上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受は、
軌道面を有する外輪と、
軌道面を有する内輪と、
上記外輪の上記軌道面と上記内輪の上記軌道面との間に配置されていると共に、 第 1の径を有する第 1の転動体と、
上記外輪の上記軌道面と上記内輪の上記軌道面との間に配置されていると共に、 上記第 1の径よりも小さい第 2の径を有する第 2の転動体と、
上記第 1の転動体および上記第 2の転動体を保持する保持器と
を備え、
第 1の荷重以下の荷重が作用している状態で、上記第 1の転動体が、上記外輪の 上記軌道面および上記内輪の上記軌道面の両方に接触する一方、上記第 2の転動 体が、上記外輪の上記軌道面および上記内輪の上記軌道面の両方に対して離間し ており、
かつ、上記第 1の荷重よりも大きい第 2の荷重以上の荷重が作用している状態で、 上記第 1の転動体および上記第 2の転動体の両方が、上記外輪の上記軌道面およ び上記内輪の上記軌道面の両方に接触することを特徴としている。
[0008] 尚、上記径は、転動体が玉の場合には、玉の直径であり、転動体が円筒ころの場 合には、円筒ころの端面の直径であり、転動体が円錐ころの場合には、円錐ころの大 径側の端面における直径であるものとする。
[0009] 本発明によれば、第 1の荷重以下の荷重が作用している状態で、上記第 1の転動 体が、上記外輪の上記軌道面および上記内輪の上記軌道面の両方に接触する一 方、上記第 2の転動体が、上記外輪の上記軌道面および上記内輪の上記軌道面の 両方に接触していないので、第 1の荷重以下の荷重が作用している状態で、内外輪 の軌道面に接触する転動体の数を、第 2の転動体の数の分だけ小さくできる。したが つて、第 1の荷重以下の荷重が作用している状態において、内外輪の軌道面との動 摩擦の生成源である転動体の数が小さくなるので、この状態において、回転トルクを 格段に低減できて、この発明の転がり軸受を備えた自動車や工作機械等の運転コス トを格段に低減できる。 [0010] また、本発明によれば、第 2の荷重以上の荷重が作用した状態において、第 1の転 動体および第 2の転動体の両方で、荷重を分担負荷することができるので、第 2の荷 重以上の荷重が作用した場合において、その荷重を第 1の転動体と第 2の転動体と で分担負荷することができて、負荷容量を大きくすることができる。
[0011] また、一実施形態の転がり軸受は、上記第 2の径よりも小さい第 3の径を有する第 3 の転動体を備え、上記保持器は、上記第 3の転動体を保持し、上記第 3の転動体は 、上記第 2の荷重よりも大きな第 3の荷重以上の荷重が作用している状態で、上記外 輪の上記軌道面および上記内輪の上記軌道面の両方に接触している一方、上記第 3荷重より小さい荷重が作用している状態で、上記外輪の上記軌道面および上記内 輪の上記軌道面のうちの少なくとも一方に接触して 、な 、。
[0012] 上記実施形態によれば、互いに寸法が異なる 3種類以上の転動体を有しているの で、作用している荷重の大きさによって、荷重を負荷する転動体の数を略 3段階以上 に変動させることができる。したがって、作用している荷重の大きさによって小刻みに 荷重を負荷する転動体の数を変えることができて、第 1の転動体のみが荷重を負荷 する領域を小さくできる。したがって、運転時に常時荷重を負荷する第 1の転動体の 寿命を延ばすことができて、転がり軸受の寿命を長くすることができる。また、荷重を 負荷する転動体の数を略 3段階以上に変動させることができるので、転がり軸受が設 置されている回転軸を安定に支持できる。
[0013] また、一実施形態の転がり軸受は、上記保持器が、上記保持器の周方向において 、上記第 1の転動体と上記第 2の転動体を交互に保持している。
[0014] 上記実施形態によれば、上記保持器が、上記保持器の周方向にお!、て、上記第 1 の転動体と上記第 2の転動体を交互に保持し、径が大きい第 1の転動体が上記周方 向に等間隔に配置されているので、荷重を負荷している状態において、内輪および 外輪の一部分が局所的に大きく変形することを防止できて、転動体の公転運動を円 滑に行うことができる。したがって、負荷容量を大きくできる。
発明の効果
[0015] 本発明の転がり軸受によれば、第 1の荷重以下の荷重が作用している状態で、上 記第 1の転動体が、上記外輪の上記軌道面および上記内輪の上記軌道面の両方に 接触する一方、上記第 2の転動体が、上記外輪の上記軌道面および上記内輪の上 記軌道面の両方に接触して 、ないので、第 1の荷重以下の荷重が作用して 、る状態 で、内外輪の軌道面に接触する転動体の数を、第 2の転動体の数の分だけ小さくで きて、回転トルクを格段に低減でき、この発明の転がり軸受を備えた自動車や工作機 械等の運転コストを格段に低減できる。
[0016] また、本発明によれば、第 2の荷重以上の荷重が作用した状態において、第 1の転 動体および第 2の転動体の両方で、荷重を分担負荷することができるので、第 2の荷 重以上の荷重が作用した場合において、その荷重を第 1の転動体と第 2の転動体と で分担負荷することができて、負荷容量を大きくすることができる。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]本発明の転がり軸受の一実施形態である玉軸受の径方向の断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
[0019] 図 1は、本発明の転がり軸受の一実施形態の玉軸受の径方向の断面図である。
[0020] この玉軸受は、ラジアル荷重を負荷するようになっている。この玉軸受は、外輪 1と、 内輪 2と、第 1の転動体の一例としての第 1の玉 3と、第 2の転動体の一例としての第 2 の玉 4と、第 1の玉 3および第 2の玉 4を保持する保持器 7とを備える。
[0021] 上記外輪 1は、内周に軌道面の一例としての深溝型の軌道溝 18を有している。一 方、上記内輪 2は、車軸（図示せず）に固定されている。上記内輪 2は、外周に軌道 面の一例としての深溝型の軌道溝 19を有している。
[0022] 上記保持器 7は、外輪 1と内輪 2との間に配置されている。上記保持器 7は、第 1の 環状部（図示せず)と、第 2の環状部（図示せず)と、上記第 1の環状部と上記第 2の 環状部とを連結する八つの柱部 14とからなっている。上記第 1の環状部、上記第 2の 環状部、および、保持器 7の周方向に互いに隣接する 2つの柱部は、ポケットを画定 している。この実施形態では、ポケットは、 2種類存在し、第 1のポケット 10の開口面 積は、第 2のポケット 11の開口面積よりも大きくなつている。
[0023] 上記第 1の玉 3の直径は、第 2の玉 4の直径よりも大きくなつている。尚、図 1におい ては、理解を容易にするために、第 1の玉 3の直径と第 2の玉 4の直径の差を誇張し て描いている。上記第 1の玉 3は、保持器 7の第 1のポケット 10に収容されており、第 2の玉 4は、保持器 7の第 2のポケット 11に収容されている。上記保持器 7は、第 1の 玉 3の径方向の移動範囲を所定の範囲以内に制限すると共に、第 2の玉 4の径方向 の移動範囲を所定の範囲以内に制限している。
[0024] 図 1に示すように、上記第 1のポケット 10の数と第 2のポケット 11の数の和は、偶数 になっており、第 1の玉 3および第 2の玉 4は、保持器 7の周方向に、交互に配置され ている。
[0025] この玉軸受は、玉軸受に第 1の荷重の一例としての第 1のラジアル荷重以下の荷重 が作用している場合には、第 1の玉 3が、外輪 1の軌道溝 18と内輪 2の軌道溝 19の 両方に接触するようになっている一方、第 2の玉 4は、保持器 7によって、外輪 1の軌 道溝 18および内輪 2の軌道溝 19の両方に接触しないように、空中に保持されるよう になっている。
[0026] すなわち、第 1のラジアル荷重以下の荷重が作用している場合には、第 2の玉 4は、 外輪 1と内輪 2との間で宙に浮 、た状態になっており、玉軸受に作用して 、るラジア ル荷重を、第 1の玉 3のみで負荷するようになっている。
[0027] 一方、この玉軸受は、上記第 1のラジアル荷重よりも大きい第 2の荷重の一例として の第 2のラジアル荷重以上のラジアル荷重が作用する場合においては、外輪 1およ び内輪 2の変形によって、第 2の玉 4のラジアル隙間が 0以下（隙間無し、または、負 隙間）になって、第 2の玉 4も、外輪 1の軌道溝 18と内輪 2の軌道溝 19の両方に接触 して、玉軸受に作用して 、る荷重を分担負荷するようになって!/、る。
[0028] 上記実施形態の玉軸受によれば、第 1のラジアル荷重以下のラジアル荷重が作用 している状態で、第 1の玉 3が、外輪 1の軌道溝 18および内輪 2の軌道溝 19の両方 に接触する一方、第 2の玉 4が、外輪 1の軌道溝 18および内輪 2の軌道溝 19の両方 に接触して ヽな 、ので、第 1のラジアル荷重以下のラジアル荷重が作用して 、る状態 で、内外輪 1,2の軌道溝 18,19に接触する転動体を、第 1の玉 3のみに制限できて、 第 1の荷重以下の荷重が作用して!/、る状態で、内外輪 1 , 2の軌道溝 18, 19に接触す る転動体の数を、第 2の玉 4の数の分だけ小さくできる。したがって、第 1の荷重以下 の荷重が作用している状態において、内外輪 1,2の軌道溝 18,19との動摩擦の生成 源である転動体の数が小さくなるので、この状態において、回転トルクを格段に低減 できて、この実施形態の玉軸受を備えた自動車や工作機械等の運転コストを格段に 低減できる。
[0029] また、上記実施形態の玉軸受によれば、第 2の荷重以上の荷重が作用した状態に おいて、第 1の玉 3および第 2の玉 4の両方で、荷重を分担負荷することができるので 、第 2の荷重以上の荷重が作用した場合において、その荷重を第 1の玉 3と第 2の玉 4とで分担負荷することができて、負荷容量を大きくすることができる。
[0030] また、上記実施形態の玉軸受によれば、上記保持器 7が、保持器 7の周方向にお いて、第 1の玉 3と第 2の玉 4を交互に保持し、径が最も大きい第 1の玉 3が、上記周 方向に等間隔に複数配置されて 、るので、ラジアル荷重を負荷して 、る状態にお ヽ て、外輪 1および内輪 2の一部分が局所的に大きく変形することを防止できて、第 1の 玉 3および第 2の玉 4の公転運動を円滑に行うことができる。したがって、負荷容量を 大さくでさる。
[0031] 尚、上記実施形態の玉軸受では、上記保持器 7は、第 1の玉 3の径方向の移動範 囲を所定の範囲以内に制限すると共に、第 2の玉 4の径方向の移動範囲を所定の範 囲以内に制限するようにしていた。し力しながら、この発明では、開口面積が小さい 方の第 2のポケットを画定する 2つの柱部を、常時第 2の玉に接触させるようにし、上 記 2つの柱部で、保持器の周方向の両側から上記第 2の玉を挟み込むようにすること により、上記第 2の玉を上記周方向に拘束するようにしても良い。また、この周方向の 拘束に加えて、上記第 2のポケットを画定する第 1の環状部および第 2の環状部を、 常時上記第 2の玉に接触させるようにし、上記第 1の環状部および上記第 2の環状部 で、保持器の軸方向の両側力 第 2の玉を挟み込むようにすることにより、第 2の玉を 上記軸方向に拘束するようにしても良い。このようにして、上記第 2の玉と保持器が周 方向および軸方向に相対移動できな 、ようにしても良 、。
[0032] また、上記実施形態の玉軸受では、第 1の玉 3と、この第 1の玉 3よりも直径が小さい 第 2の玉 4とで、転動体を構成したが、この発明では、直径の大きさが異なる 3種類以 上の玉で、転動体を構成しても良い。
[0033] 例えば、直径の大きさが異なる 3種類の玉、すなわち、第 1の玉と、この第 1の玉より も直径が小さい第 2の玉と、この第 2の玉よりも直径が小さい第 3の玉で、転動体を構 成する場合には、第 1のラジアル荷重以下である場合には、第 1の玉のみでラジアル 荷重を負荷し、第 1のラジアル荷重より大きい第 2のラジアル荷重以上である場合に は、第 1の玉と第 2の玉の 2つの玉だけでラジアル荷重を負荷し、第 2のラジアル荷重 より大きな第 3のラジアル荷重以上である場合には、第 1の玉、第 2の玉および第 3の 玉の全てでラジアル荷重を負荷するように設定する。
[0034] このように、互いに寸法が異なる 3種類の玉で転動体を構成した場合、作用してい る荷重の大きさによって、荷重を負荷する玉の数を略 3段階に変動させることができる 。したがって、作用している荷重の大きさによって小刻みに荷重を負荷する玉の数を 変えることができて、第 1の玉のみが荷重を負荷する領域を小さくできる。したがって 、運転時に常時荷重を負荷する第 1の玉の寿命を延ばすことができて、玉軸受の寿 命を長くすることができる。また、荷重を負荷する玉の数を略 3段階に変動させること ができるので、玉軸受が設置されている回転軸を安定に支持できる。
[0035] また、上記実施形態では、ラジアル荷重負荷用の玉軸受にお 、て、転動体を、径 が異なる 2種類の玉 3,4で構成したが、この発明では、スラスト荷重負荷用の玉軸受 において、転動体を、径が異なる 2種類以上の玉で構成しても良い。この場合、臨界 荷重である第 1の荷重および第 2の荷重がスラスト荷重であることは言うまでもない。
[0036] また、この発明では、ラジアル荷重とアキシアル荷重の合成荷重を負荷するのに用 いられるアンギユラ玉軸受等のラジアルおよびアキシアル荷重負荷用の玉軸受にお いて、転動体を、径が異なる 2種類以上の玉で構成しても良い。
[0037] この場合、例えば、転動体を、径が異なる 2種類の玉で構成した場合、径が小さ ヽ 方の玉が、内外輪の両方に非接触で、径が大きい方の玉だけで、荷重を負荷する最 大の荷重である第 1の荷重を次のように定義する。すなわち、ラジアル荷重を横軸に 示し、スラスト荷重を縦軸に示した場合、ラジアル—スラスト平面に軌跡を描く一つの 連続曲線上の全ての点の座標が示すベクトル（2つの荷重要素で構成されるベクトル )として定義される。また、同様に、第 1の玉および第 2の玉の両方で荷重を負荷する 最小の荷重である第 2の荷重も、上記ラジアルースラスト平面に軌跡を描く一つの連 続曲線上の全ての点の座標が示すベクトル（2つの荷重要素で構成されるベクトル） として定義される。これは、スラスト荷重とラジアル荷重を負荷する転がり軸受の場合 は、合成荷重の向きと、合成荷重の大きさの 2つの要素によって、第 1の荷重および 第 2の荷重が決定されると 、うことに対応して 、る。
[0038] また、上記実施形態では、ラジアル負荷用の玉軸受にお!、て、転動体を、径が異な る 2種類の玉 3,4で構成した力 この発明では、モーメント荷重を負荷できる玉軸受に おいて、転動体を、径が異なる 2種類以上の玉で構成しても良い。この場合、臨界荷 重である第 1の荷重および第 2の荷重は、モーメント荷重である。
[0039] また、上記実施形態では、玉軸受において、転動体を、第 1の玉と、第 1の玉よりも 径が小さい第 2の玉で構成したが、この発明では、円筒ころ軸受において、転動体を 、径の大きさが異なる複数の種類の円筒ころで構成しても良い。また、この発明では 、円錐ころ軸受において、転動体を、径の大きさが異なる複数の種類の円錐ころで構 成しても良い。
[0040] 尚、本発明の転がり軸受を、バイクや自動車等の車両のホイール軸受（ホイールべ ァリング）として使用し、かつ、車両が右折や左折等の急激な方向変更をしている状 態以外の状態、すなわち、車両が略直進している状態において、径が最大の転動体 のみで、荷重を負荷するように設定すれば、車両の燃費を格段に低減することができ る。というのは、車両の運転状態の大部分は、上記のような車両が略直進している状 態である力 この発明の転がり軸受を使用すれば、車両が略直進している状態での 回転トルクを大幅に低減できるからである。

Claims

請求の範囲
[1] 軌道面を有する外輪と、
軌道面を有する内輪と、
上記外輪の上記軌道面と上記内輪の上記軌道面との間に配置されていると共に、 第 1の径を有する第 1の転動体と、
上記外輪の上記軌道面と上記内輪の上記軌道面との間に配置されていると共に、 上記第 1の径よりも小さい第 2の径を有する第 2の転動体と、
上記第 1の転動体および上記第 2の転動体を保持する保持器と
を備え、
第 1の荷重以下の荷重が作用している状態で、上記第 1の転動体が、上記外輪の 上記軌道面および上記内輪の上記軌道面の両方に接触する一方、上記第 2の転動 体が、上記外輪の上記軌道面および上記内輪の上記軌道面の両方に対して離間し ており、
かつ、上記第 1の荷重よりも大きい第 2の荷重以上の荷重が作用している状態で、 上記第 1の転動体および上記第 2の転動体の両方が、上記外輪の上記軌道面およ び上記内輪の上記軌道面の両方に接触することを特徴とする転がり軸受。
[2] 請求項 1に記載の転がり軸受において、
上記第 2の径よりも小さい第 3の径を有する第 3の転動体を備え、
上記保持器は、上記第 3の転動体を保持し、
上記第 3の転動体は、上記第 2の荷重よりも大きな第 3の荷重以上の荷重が作用し て 、る状態で、上記外輪の上記軌道面および上記内輪の上記軌道面の両方に接触 している一方、上記第 3荷重より小さい荷重が作用している状態で、上記外輪の上記 軌道面および上記内輪の上記軌道面のうちの少なくとも一方に接触していないことを 特徴とする転がり軸受。
[3] 請求項 1に記載の転がり軸受において、
上記保持器は、上記保持器の周方向において、上記第 1の転動体と上記第 2の転 動体を交互に保持していることを特徴とする転がり軸受。
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