(57)【要約】【課題】  動トルクが小さく、また耐焼付性能や耐久性に優れた玉軸受を提供する。【解決手段】  内輪２の外周面側の軌道面４と外輪３の内周面側の軌道面６との間に複数の球体１を転動自在に介在させた玉軸受において、前記球体１のいずれか一つが前記軌道面４，６に接触する接触点の数を、前記球体１を前記外輪３の内周面側の軌道面６に押圧する荷重の小さい低負荷時よりも、前記荷重の大きい高負荷時に増大させる接触点数変更機構９が設けられている。したがって、低負荷時には接触点数が少ないことにより動トルクが小さく、動力の伝達効率が向上し、また高負荷時には、接触点数が増大して転動体と軌道面との接触面圧が低下するので、焼付や耐久性の低下が防止もしくは抑制される。【選択図】  図１
2006125508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪の外周面側の軌道面と外輪の内周面側の軌道面との間に複数の球体を転動自在に介在させた玉軸受において、
前記球体のいずれか一つが前記軌道面に接触する接触点の数を、前記球体を前記外輪の内周面側の軌道面に押圧する荷重の小さい低負荷時よりも、前記荷重の大きい高負荷時に増大させる接触点数変更機構が設けられていることを特徴とする玉軸受。
【請求項２】
前記接触点数変更機構が、前記内輪もしくは外輪から該内輪もしくは外輪の軌道面側に弾性力で突出して前記球体と接触する軌道部材を備え、
その接触点数変更機構が、前記内輪と外輪とが前記球体を挟み込むように荷重の作用する負荷圏内のいずれかの箇所に設けられていることを特徴する請求項１に記載の玉軸受。
【請求項３】
前記内輪と外輪との間の軸線方向における少なくとも一方の側部における開口幅を低温時より高温時で増大させる遮蔽部材を更に備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の玉軸受。
【請求項４】
前記接触点数変更機構が、前記低負荷時に前記内輪もしくは外輪から該内輪もしくは外輪の軌道面側に弾性力で突出して前記球体に接触する第１の軌道部材と、該第１の軌道部材と前記球体との接触部を中心とした円における前記接触部より外周側に該円の半径方向に並んで配置された少なくとも一つの第２の軌道部材とを備え、
前記荷重の増大によって内周側の軌道部材が前記弾性力に抗して後退移動した場合に、前記球体が外周側に位置する他の第２の軌道部材に接触するように、第２の軌道部材が前記内輪もしくは外輪から該内輪もしくは外輪の軌道面側に弾性力で突出させられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の玉軸受。
【請求項５】
内周側に位置する軌道部材の弾性力に対して外周側に位置する軌道部材の弾性力が相対的に大きいことを特徴とする請求項４に記載の玉軸受。
【請求項６】
前記接触点数変更機構が前記軌道面に臨んで配置されるとともに、その軌道面の前記接触点数変更機構との境界部分と接触点数変更機構との間に、前記球体を前記軌道面における前記境界部分に接触させないように空隙が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の玉軸受。
【請求項７】
前記第２の軌道部材における内周側の軌道部材との境界部分に、前記球体が該境界部分に接触しないように空隙が形成されていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内輪の外周面に形成された軌道面と外輪の内周面に形成された軌道面との間に、複数の球体を転動体として介在させた玉軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の玉軸受を構成している球体の半径に対して、軌道面の曲率半径がわずかに大きく、したがって球体は軌道面に対してほぼ点接触した状態で転動する。すなわち、球体が内輪と外輪との間で、その軸線方向（もしくは幅方向）の中央部に挟み込まれた状態となるので、ラジアル方向（半径方向）での荷重を受けた状態で、内輪と外輪との相対回転を円滑におこなわせることができる。
【０００３】
この種の玉軸受は、ラジアル荷重が作用する場合にその機能を十分に発揮するが、アキシャル方向（軸線方向）の荷重（スラスト荷重）が作用する場合には、軸受としての機能が必ずしも十分ではない。そこで例えば、特許文献１に記載された発明では、内輪もしくは外輪をその軸線方向に二分割し、その分割した内輪もしくは外輪によって転動体（球体）を軸線方向で挟み付けるように構成している。したがってこの特許文献１に記載された構成では、一体構造の内輪もしくは外輪に対しては、転動体が実質上、点接触するが、分割された外輪もしくは内輪においては、それぞれの分割片が転動体に対して点接触するので、いわゆる多点接触玉軸受となる。そのため、このような構造では、アンギュラ玉軸受の機能をも生じる、とされている。
【特許文献１】特開２００３−１３９１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した一般的な玉軸受では、球体が内外の転動面（軌道面）のそれぞれに対して実質上、一点で接触するので、動トルクを低減して動力の伝達効率を向上させることができるが、その半面、接触面圧が高くなり、焼付性能や耐久性に劣る。
【０００５】
これに対して上記の特許文献１に記載された構成では、転動体と転動面との接触点数が多くなるので、その接触面圧を相対的に小さくすることができる。しかしながら、特許文献１に記載されているような多点接触玉軸受では、摩耗や焼付による表面損傷が生じやすいなどの技術的課題があり、これを解決するために、転動体の熱膨張率を、軌道輪の熱膨張率より小さくするなどの新たな構造を採用する必要があった。
【０００６】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、動トルクの低減と、接触面圧の低減による焼付性能あるいは耐久性の向上とを両立させることのできる玉軸受を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、内輪の外周面側の軌道面と外輪の内周面側の軌道面との間に複数の球体を転動自在に介在させた玉軸受であって、前記球体のいずれか一つが前記軌道面に接触する接触点の数を、前記球体を前記外輪の内周面側の軌道面に押圧する荷重の小さい低負荷時よりも、前記荷重の大きい高負荷時に増大させる接触点数変更機構が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明における前記接触点数変更機構が、前記内輪もしくは外輪から該内輪もしくは外輪の軌道面側に弾性力で突出して前記球体と接触する軌道部材を備え、その接触点数変更機構が、前記内輪と外輪とが前記球体を挟み込むように荷重の作用する負荷圏内のいずれかの箇所に設けられていることを特徴する玉軸受である。
【０００９】
さらに、請求項３の発明は、請求項１もしくは２の発明において、前記内輪と外輪との間の軸線方向における少なくとも一方の側部における開口幅を低温時より高温時で増大させる遮蔽部材を更に備えていることを特徴とする玉軸受である。
【００１０】
またさらに、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明における前記接触点数変更機構が、前記低負荷時に前記内輪もしくは外輪から該内輪もしくは外輪の軌道面側に弾性力で突出して前記球体に接触する第１の軌道部材と、該第１の軌道部材と前記球体との接触部を中心とした円における前記接触部より外周側に該円の半径方向に並んで配置された少なくとも一つの第２の軌道部材とを備え、前記荷重の増大によって内周側の軌道部材が前記弾性力に抗して後退移動した場合に、前記球体が外周側に位置する他の第２の軌道部材に接触するように、第２の軌道部材が前記内輪もしくは外輪から該内輪もしくは外輪の軌道面側に弾性力で突出させられていることを特徴とする玉軸受である。
【００１１】
さらにまた、請求項５の発明は、請求項４の発明において、内周側に位置する軌道部材の弾性力に対して外周側に位置する軌道部材の弾性力が相対的に大きいことを特徴とする玉軸受である。
【００１２】
そして、請求項６の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明における前記接触点数変更機構が前記軌道面に臨んで配置されるとともに、その軌道面の前記接触点数変更機構との境界部分と接触点数変更機構との間に、前記球体を前記軌道面における前記境界部分に接触させないように空隙が形成されていることを特徴とする玉軸受である。
【００１３】
またそして、請求項７の発明は、請求項４ないし６のいずれかの発明において、前記第２の軌道部材における内周側の軌道部材との境界部分に、前記球体が該境界部分に接触しないように空隙が形成されていることを特徴とする玉軸受である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、内外の軌道面の間に介在された球体が、各軌道面に接触した状態で転動することにより、内輪と外輪との円滑な相対回転が可能になる。その球体と各軌道面との間に作用する押圧力（負荷もしくは荷重）が相対的に小さい場合には、球体と各軌道面との接触点数が少なくなり、これに対して前記押圧力が相対的に大きい場合には、その接触点数が、接触点数変更機構によって増大させられる。その押圧力は、内輪と外輪との間に作用するラジアル方向の荷重だけでなく、熱膨張によって生じる熱応力も含む。
【００１５】
そして、特に請求項２の発明では、いわゆる低負荷時には、軌道部材が弾性体に押されて軌道面側に突出して球体に接触するのに対して、いわゆる高負荷時には、その軌道部材が弾性力に抗して軌道面に対して後退する。その結果、いわゆる低負荷時に対して高負荷時に、接触点数を増大させることができる。したがって、いわゆる低負荷の状態では、球体と軌道面との接触点数が少ないために、動トルクを低減することができ、またいわゆる高負荷の状態では、接触面圧が相対的に小さくなるので、伝達トルクの損失を低減できるとともに、焼付性能や耐久性を向上させることができる。
【００１６】
さらに、請求項３の発明によれば、上記の請求項１または２の発明による作用・効果に加えて、内輪と外輪との間の空間部分、言い換えれば球体が保持されている空間部分が、低温時には外部に対して遮蔽され、あるいは開口面積が減じられ、高温時には外部に対して大きく開かれる。したがって、低温時には、潤滑油が内輪と外輪との間に保持され、その温度が早期に上昇して粘度が低下し、潤滑油のいわゆる撹拌損失を低減できる。また、高温時には、内輪と外輪との間の潤滑油を外部との間で流動させることになるので、潤滑油の過度な温度上昇を抑制してその劣化を回避もしくは抑制することができる。
【００１７】
またさらに、請求項４の発明によれば、低負荷時には、中心側に位置する第１の軌道部材に球体が接触しているが、負荷が増大すると、その第１の軌道部材が弾性力に抗して後退し、その第１の軌道部材に対していわゆる外周側に位置する第２の軌道部材にも球体が接触する。このように、荷重が増大すると、球体が接触する軌道部材の数すなわち接触点数が増え、またその接触位置が当初の接触点に対して外周側に変化するので、負荷が増大しても接触面圧を小さくすることができ、あるいは接触面圧の増大を抑制もしくは防止することができる。
【００１８】
さらにまた、請求項５の発明によれば、中心側に位置する第１の軌道部材の弾性力よりも、外周側に位置する第２の軌道部材の弾性力が相対的に大きいから、前記負荷の増大に伴って、球体が接触する軌道部材が、中心側のものから外周側のものに順次変化し、その結果、高負荷時における球体と内輪もしくは外輪との接触面圧を低下させ、あるいはその増大を抑制もしくは防止することができる。
【００１９】
そして、請求項６の発明によれば、負荷の増大によって接触点数変更機構が機能し、球体の接触点数が増大した場合、接触点数変更機構が軌道面に臨んで配置されていることにより、最終的には、球体が軌道面に接触することになるが、前記空隙が設けられていることにより、球体が軌道面における接触点数変更機構側の境界部分に過剰に接触するなどの干渉や、それに伴うトルクあるいは動力の損失を回避することができる。
【００２０】
またそして、請求項７の発明によれば、負荷の増大に伴って球体が接触する軌道部材が、第１の軌道部材からその外周側に位置する他の軌道部材に順次変化するが、前記空隙を設けてあることにより、その過程で、隣接する他の軌道部材に球体が過剰に接触するなどの干渉や、それに伴うトルクあるいは動力の損失を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。図１はこの発明の一例を示す部分断面図であり、ここに示す玉軸受の基本的な構成は、従来のものとほぼ同様である。すなわち複数の転動体１が、内輪２と外輪３との間に介在されており、その転動体１は、鋼球あるいは合成樹脂などの球体によって構成されている。また、内輪２および外輪３は、金属あるいは合成樹脂などの所定の剛性あるいは強度を有する環状の部材であって、内輪２の外周面における軸線方向（幅方向）での中央部に軌道面４が形成されている。この軌道面４は、内輪２の中心軸線を含む平面で切断した場合に断面形状が滑らか円弧となるいわゆる円弧溝である。その円弧の曲率半径は、転動体１との接触を点接触もしくはこれに近いものとするために、転動体１の半径より大きくなっている。なお、軌道面４を軸線方向で挟んだ両側の部分は、肩部５と称される中心軸線に対して平行な単純な円弧面となっている。
【００２２】
外輪３の内周面は、上記の内輪２の外周面と対をなす形状に形成されている。すなわち、軸線方向での中央部に、円周方向に沿った円弧溝である軌道面６が形成され、その両側の部分が、中心軸線に対して平行な肩部７となっている。また、その軌道面６の曲率半径は、転動体１の半径より大きくなっている。
【００２３】
複数の転動体１は、上記の各軌道面４，６の間に、円周方向に一定間隔で並んだ状態に配列されており、かつ各転動体１は、従来の玉軸受におけるのと同様に、リテーナ８によって保持されている。
【００２４】
図１に示すこの発明に係る玉軸受は、その特徴的な構成として接触点数変更機構９を備えている。この接触点数変更機構９は、転動体１を軌道面４，６に押し付ける方向の力（荷重）が相対的に小さい状態での転動体１と軌道面４，６との接触点数に対して、その力（荷重）が相対的に大きい状態での転動体１と軌道面４，６との接触点数を増大させるように機能する機構であり、軌道面４，６の一部をなす部材を荷重に応じて移動させるように構成されている。
【００２５】
外輪３側の接触点数変更機構９の構成について図２および図３を参照して説明すると、外輪３の所定箇所には、その軌道面６に開口する収納孔１０が形成されている。この収納孔１０は、軌道面６側にのみ開口してしてもよく、あるいは外輪３をその半径方向に貫通した貫通孔であってもよい。この収納孔１０の内部には、軌道面６側に突出し、また軌道面６から後退した位置に退入するように軌道部材１１が収納されている。この軌道部材１１の輪郭は、収納孔１０の内周形状と一致する形状をなしており、したがって収納孔１０の内面に密接した状態で収納孔１０の軸線方向に前後動するように配置されている。また、軌道部材１１の先端面（軌道面６側の面）は、軌道面６に一致する凹曲面に形成されている。したがって、軌道部材１１の先端面が軌道面６に一致する位置に軌道部材１１が前進している状態では、転動体１がその軌道部材１１の先端面に実質上、点接触するようになっている。
【００２６】
上記の収納孔１０の軌道面６側の開口端は、鋭利なエッジが生じないように滑らかな曲面１０Ａに加工されている。いわゆるＲ加工が施され、逃げ部となっている。その結果、軌道面６と接触点数変更機構９との境界部分に、軌道面６に対して後退している箇所すなわち空隙が形成されている。
【００２７】
また、軌道部材１１に大きい荷重が作用した場合に軌道部材１１を後退させるために、軌道部材１１の背面側（前記先端面とは反対の面側）に、バネやゴムなどの弾性力を発生する弾性体１２が配置されている。なお、軌道部材１１を弾性材料で構成することにより、軌道部材１１自体で弾性力を生じるようにしてもよい。さらに、前記収納孔１０が貫通孔の場合には、外輪３の外周面側の開口部にボルト（あるいはプラグ）１３が嵌合され、収納孔１０が閉じられている。なお、軌道部材１１の軌道面６側への抜け止めのための手段は、適宜選択可能であって、軌道部材１１にフランジを設け、あるいは収納孔１０の内面にスナップリングを嵌め込むなどの手段を採用すればよい。
【００２８】
図１に示す構成では、内輪２にも接触点数変更機構９が設けられているが、その構成は、外輪３側のものと同様であるから、内輪２側の接触点数変更機構９に、外輪３側の接触点数変更機構９と同様の符号を付してその説明を省略する。なお、内輪２と外輪３とが相対的に回転した場合、転動体１は自転しつつ公転するので、転動体１に遠心力が作用する。その遠心力も転動体１を軌道面６に押し付ける荷重として作用するから、転動体１と外輪３との間の押圧力が、転動体１と内輪２との間の押圧力よりも大きくなる。したがって、上記の接触点数変更機構９は、外輪３側のみに設けてもよい。また、転動体１を外輪３と内輪２との間に挟み付ける荷重は、軸受の全周に亘って生じる訳ではなく、所定の角度範囲で生じ、その範囲は負荷圏と称されている。上記の接触点数変更機構９はその負荷圏におけるいずれか一箇所もしくは複数箇所に設けるように構成してもよい。
【００２９】
つぎに、上記の玉軸受の作用について説明する。この玉軸受の使用の形態は従来のものと同様であり、例えば外輪３を、適宜のケーシング１４における所定箇所に嵌合させ、またその状態で内輪２の内部に適宜の回転軸１５を嵌合させる。
【００３０】
その回転軸１５を介したラジアル荷重が相対的に小さい場合、あるいは玉軸受に熱膨張が特には生じていない状態では、転動体１を各軌道面４，６に押し付ける荷重が小さく、このようないわゆる低負荷状態では、前記軌道部材１１が弾性体１２の弾性力によって軌道面４，６側に押されてその先端面が軌道面４，６に一致している。すなわち、軌道部材１１の先端面が、軌道面４，６に連続した面となっている。
【００３１】
そして、この軌道部材１１が、軌道面４，６の中央部に設けられているので、転動体１がその軌道部材１１の先端面に点接触している。なお、前述した負荷圏にある転動体１であって、上記の接触点数変更機構９を外れた位置にある転動体１は、軌道面４，６に直接、点接触している。
【００３２】
回転軸１５と共に内輪２が回転すると、それにつれて転動体１が自転かつ公転するが、各転動体１は軌道部材１１の先端面や軌道面４，６のそれぞれに一点で接触しているので、摩擦による負トルクすなわち転動体１を回転させるために要する動トルクが小さく、その結果、回転軸１５を介して動力の伝達効率が良好になる。また、転動体１と軌道部材１１の先端面もしくは軌道面４，６との接触点が少ないことにより、いわゆる接触面積が小さくなるが、荷重が小さいことにより、接触面圧が低く、したがって焼付や耐久性の低下などは防止され、あるいは抑制されている。
【００３３】
これに対して回転軸１５を介したラジアル荷重が相対的に大きい場合、あるいは熱膨張によって負荷が増大した場合、転動体１に接触している前記軌道部材１１が弾性体１２の弾性力に抗して収納孔１０内に後退する。その結果、転動体１が収納孔１０の開口端の周囲における軌道面４，６にも接触することになる。すなわち転動体１の内輪２もしくは外輪３に対する接触点が、三点あるいは複数点に増大する。接触面圧は、転動体１と内輪２もしくは外輪３との接触面積もしくは接触点数によって荷重を除した圧力であるから、ラジアル荷重もしくは熱応力が大きくても、接触点数もしくは接触面積が増大することにより、接触面圧が相対的に小さくなり、あるいは接触面圧の増大が抑制される。そのため、いわゆる高負荷状態であっても、焼付や摩耗などによる耐久性の低下が防止もしくは抑制される。
【００３４】
転動体１が軌道面４，６に接触する場合、軌道面４，６の中心側の部分すなわち軌道部材１との境界部分がＲ加工されていることにより、その滑らかな曲面に転動体１が接触するが、軸受に作用する荷重はラジアル荷重のみではなく、スラスト荷重も同時に作用するので、前記Ｒ加工部分の曲面１０Ａに対する転動体１の接触は、線接触にならずに点接触もしくはこれに近い状態となる。すなわち、転動体１と軌道面４，６との過剰な干渉が防止もしくは抑制され、トルクもしくは動力の損失が回避される。
【００３５】
なお、上述した具体例では、軌道部材１１を輪郭が円形のものとして構成したが、この発明における軌道部材１１の形状は特には限定されないのであって、軌道面４，６に沿った長円形もしくは楕円形あるいは矩形などの適宜の形状であってよい。
【００３６】
つぎに、この発明の他の具体例を説明する。図４は、この発明に係る玉軸受のうち上述した接触点数変更機構９が設けられていない箇所の断面を示している。なお、図４の左半分はいわゆる低温状態での形状を示し、右半分はいわゆる高温状態の形状を示している。ここに示す玉軸受には、内輪２と外輪３との間の開口部を、温度に応じて開閉する遮蔽部材１６が設けられている。
【００３７】
この遮蔽部材１６は、玉軸受の軸線方向での両側における内輪２と外輪３との間隔より幾分幅の広い環状をなす板体であって、例えばその幅が温度の上昇によって小さくなる形状記憶合金によって構成されている。そして、この遮蔽部材１６は、外輪３における前記肩部７に形成されたスリット１７に差し込んだ状態で外輪３に取り付けられている。
【００３８】
なお、外輪３に遮蔽部材１６を取り付けているのは、外輪３がケーシング１４に嵌合させられていて固定されているからであり、したがって玉軸受の使用の形態が、内輪２を所定の固定軸に嵌合させ、かつ外輪３を所定の中空回転軸の内部に嵌合させる形態であれば、内輪２が固定されるので、上記の遮蔽部材１６は固定される内輪２に取り付けることが好ましい。
【００３９】
上記の遮蔽部材１６の形状の変化開始温度は、その製造過程で適宜に設定することができ、一例として玉軸受に使用される潤滑油の熱劣化を考慮した温度に設定されている。例えば１２０度程度の温度以下では、幅が広くなり、それ以上の温度では幅が小さくなるように構成されている。
【００４０】
したがって前述した接触点数変更機構９に加えて図４に示す遮蔽部材１６を有する玉軸受では、遮蔽部材１６の幅が小さくなる温度より低いいわゆる低温状態では、遮蔽部材１６の内周縁が内輪２の外周面に接触し、もしくは接近するので、玉軸受に対して供給された潤滑油が、転動体１の周囲に閉じ込められた状態となる。その結果、内輪２と外輪３との相対回転に伴う摩擦や潤滑油の剪断による熱で、潤滑油の温度が早期に上昇し、その粘度が低下する。そのため、潤滑油を撹拌することに起因する動力の損失が早期に低減される。したがって車両に使用した場合には、燃費の向上を図ることができる。
【００４１】
また一方、内輪２と外輪３との相対回転が継続することにより温度が上昇し、遮蔽部材１６の形状が変化する温度に達すると、遮蔽部材１６が図４の右半分に示すように、その幅を減少させる形状変化を生じる。すなわち、内輪２と外輪３との間の開口幅が増大する。その結果、内輪２と外輪３との間の空間部分が外部と連通するとともにその連通面積が増大するので、内輪２と外輪３との間に閉じ込められていた潤滑油が外部に流出し、また新たな潤滑油が玉軸受の内部に流入する。このように潤滑油の温度が上昇すると、玉軸受に対する潤滑油の供給と排出とが促進されるので、潤滑油の温度が過度に高くなったり、それに伴って熱劣化が進行したりすることを未然に防止もしくは抑制することができ、また玉軸受の冷却を促進することができる。
【００４２】
なお、この発明における遮蔽部材は、要は、温度の上昇によって、内輪と外輪との間の開口幅を増大させる構成のものでよく、上記の形状記憶合金からなるものに限らず、熱膨張によって動作して内輪と外輪との間の開口幅を増大させるように構成されたものであってもよい。
【００４３】
つぎにこの発明の更に他の例を説明する。図５および図６は、同心円上に配置した複数の軌道部材によって接触点数変更機構９を構成した例を示している。その軌道部材は、中実軸状の軌道部材２０と、その外周側に同心円上に相互に嵌合させて配置された複数の円筒状の軌道部材２１，２２，２３とから構成されている。これらの軌道部材２０，２１，２２，２３は、少なくとも軸線方向に弾性変位可能であって、軌道面６側に一方の端部がその弾性力によって突出するようになっている。その弾性力は、前述した具体例で示したように、バネなどの弾性体によって生じさせてもよいが、各軌道部材２０，２１，２２，２３を弾性のある素材によって構成することにより、各軌道部材２０，２１，２２，２３自体によって弾性力を生じさせるように構成してもよい。
【００４４】
さらに、各軌道部材２０，２１，２２，２３の弾性力が、中心側のものから外周側のものに、順に、大きくなるように構成されている。したがって、各軌道部材２０，２１，２２，２３を弾性のある素材で構成する場合、中心部の軌道部材２０の弾性率が最も小さく、外周側の軌道部材ほど弾性率が大きくなるように、素材が選択される。具体例を挙げると、中心部の軌道部材２０には、４−６ナイロンなどの弾性率の小さい合成樹脂が使用され、これに隣接する軌道部材２１には、４−６ナイロンなどより弾性率の大きい他の合成樹脂が使用され、これに外周側で隣接する他の軌道部材２２には、アルミニウムもしくはその合金が使用され、そして最外周側の軌道部材２３には、鋼が使用される。
【００４５】
各軌道部材２０，２１，２２，２３は、外輪３に形成された収納孔１０に嵌め込まれて保持されており、その軌道面６側の端部は、各軌道部材２０，２１，２２，２３に軸線方向の荷重が掛かっていない状態で、軌道面６に一致するように、言い換えれば軌道面６を延長した面に一致するように配置されている。したがって、各軌道部材２０，２１，２２，２３の先端部が、軌道面６の一部を形成している。
【００４６】
さらに、円筒状に形成された上記の軌道部材２１，２２，２３の軌道面６側の端部における内周部は、前述した収納孔１０の内周縁と同様に、Ｒ加工が施されて曲面２１Ａ，２２Ａ，２３Ａになっている。その結果、軌道面６上において、互いに隣接する軌道部材２０，２１，２２，２３の間に空隙もしくは逃げ部が設けられ、転動体１との過剰な接触などの干渉が生じないようになっている。
【００４７】
したがって、転動体１を軌道面４，６に押し付ける荷重が相対的に小さい低負荷の状態では、接触点数変更機構９を構成している中心側の軌道部材２０の先端面に転動体１が点接触している。これは、前述した具体例における軌道部材１１に転動体１が接触しているのと同様の状態である。したがって、接触面積が小さいことにより動トルクが小さく、トルクあるいは動力の損失を防止できる。また、点接触であっても荷重が小さいので、接触面圧が小さく、耐久性が損なわれることはない。
【００４８】
この低負荷状態以上に負荷が増大すると、中心側の第１の軌道部材２０が、その弾性力に抗して変形もしくは後退し、その結果、転動体１が、中心側の軌道部材２０の外周側に隣接して位置する他の軌道部材２１に接触する。その場合、該他の軌道部材２１の内周側の部分（第１の軌道部材２１との境界部分）に曲面２１Ａによる空隙が形成されているので、転動体１は他の軌道部材２１に対して過剰に接触するなどの干渉を生じることなく、点接触もしくはこれに近い接触状態となる。特に、ラジアル荷重と合わせてスラスト荷重が生じている場合には、ほぼ点接触となる。
【００４９】
その結果、転動体１は、中心側の第１の軌道部材２０とこれに隣接する他の軌道部材２１との両方に接触するので、全体としての接触面積が増大する。そのため、荷重が各接触部分に分散させられるので、接触面圧を低下させ、トルクもしくは動力の損失を低減でき、あるいは耐久性の低下を防止できる。
【００５０】
負荷が更に増大すると、中心から二番目の前記他の軌道部材２１が後退し、それに伴って転動体１が、中心から三番目の軌道部材２２に接触する。このように負荷が増大することにより、中心側の軌道部材２０から外周側の軌道部材２１，２２，２３が、順に、収納孔１０内に後退し、外周側の軌道部材２１，２２，２３に転動体１が接触し、実質的な軌道面に対する転動体の接触点が外周側に変化するとともに、その数が増大する。そして、最終的には、軌道面６にも転動体１が接触することになる。なお、接触点がこのように変化する過程で、各軌道部材２０，２１，２２，２３の境界部分に前記曲面２１Ａ，２２Ａ，２３Ａによる空隙が形成されているので、転動体１がこれらの軌道部材２１，２２，２３に過剰に接触したり、それに伴って損失が増大したりすることが回避される。
【００５１】
したがって、図５および図６に示す構成の接触点数変更機構９を備えた玉軸受では、負荷の増大に応じて、転動体１が実質的な軌道面に対して接触する箇所が増大し、しかもその接触点が中心側から外周側に増大するので、荷重を各接触点もしくは接触部位に分散させて接触面圧を低下させ、これによりトルクもしくは動力の損失を低減でき、あるいは耐久性の低下を防止できる。
【００５２】
なお、図５および図６に示す構成の接触点数変更機構９を、外輪３のみに限らず、内輪２にも設けてよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明に係る玉軸受の部分断面図である。
【図２】その外輪に設けられた接触点数変更機構の一例を説明するための部分断面斜視図である。
【図３】図２のIII矢視図である。
【図４】この発明の他の例を示す部分断面図である。
【図５】この発明の他の例の一部を示す部分断面図である。
【図６】図５に示す例における接触点数変更機構の構成を説明するための部分断面斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…転動体、  ２…内輪、  ３…外輪、  ４，６…軌道面、  ９…接触点数変更機構、  １０Ａ，２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ…曲面、  １１，２０，２１，２２，２３…軌道部材、  １２…弾性体、  １６…遮蔽部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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