(57)【要約】【課題】揺動カムや揺動アームに使用しても偏摩耗し難い従動ローラを提供する。【解決手段】中心軸（３５）又は内輪（３４ｂ）に対して同心円状に配置される外輪（３４ａ）と、中心軸又は内輪と、外輪との間に形成される軌道（３４ｈ）に自転可能に配置される複数の転動体（３４ｃ）と、軌道上の複数の転動体を所定間隔に保つと共に、中心軸又は内輪と、外輪との相対的な回転差によって複数の転動体の少なくともいずれかを軌道上の第１又は第２の位置に偏倚可能に保持する保持部材（３４ｆ）と、第１及び第２の位置における転動体の回転負荷を異ならせる回転負荷変化機構（３４ｄ，３４ｅ，３４，）と、を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸又は内輪に対して同心円状に配置される外輪と、
前記中心軸又は前記内輪と、前記外輪との間に形成される軌道に自転可能に配置される複数の転動体と、
前記軌道上の複数の転動体を所定間隔に保つと共に、前記中心軸又は前記内輪と、前記外輪との相対的な回転差によって前記複数の転動体の少なくともいずれかを前記軌道上の第１又は第２の位置に偏倚可能に保持する保持部材と、
前記第１及び第２の位置における前記転動体の回転負荷を異ならせる回転負荷変化機構と、
を備える転がり軸受。
【請求項２】
前記負荷変化機構は、前記転動体の第１の位置において接触子を前記転動体の一部に接触し、前記第２の位置においては接触しない摩擦機構を含む、請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記接触子は、突起、弾性体突起、粘性流体を含む、請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記転動体は、ころ、針状ころ、円筒状ころ、円錐ころ、球ころを含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の転がり軸受けを揺動カムに接触するローラの軸受として使用する揺動カム機構。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の転がり軸受を使用する機械装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はころ軸受け及びこれを使用したカム機構に関し、特に、揺動式カム機構の揺動カムに接するローラに用いて好適なころ軸受けの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
揺動するカムやこの変形である揺動するアームの外周を利用してリンク機構やロッドを駆動する機械的構造が使用されている。この機構では、摩擦を低減する等のために揺動カムや揺動アームの摺動面と被駆動機構との接点にはローラが使用される。例えば、公開技報８７−１１４３号には、エンジンの吸排気バルブの開閉を制御するローラ式スイングアーム機構が紹介されている。また、公開実用新案公報５６−１４２２０２号にはカムでプッシュロッドを駆動する内燃機関のタペット装置が開示されている。
【０００３】
【非特許文献１】
発明協会公開技報Ｖｏｌ．１２−４０，公技番号８７−１１４３９，発行日１９８７年９月２１日
【０００４】
【特許文献１】
実開昭５６−１４２２０２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、揺動カムや揺動アームと接するローラはローラの１回転までには至らない、ローラ外周の一定範囲部分で揺動カム等と接する場合がある。このような場合には、カム等との接触部分が固定化されてローラの偏摩耗が生じ得る。
【０００６】
よって、本発明は揺動カムや揺動アームに使用しても偏摩耗し難いローラを提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は揺動カム等によって周期的に正逆に回転駆動されるローラの片減りを減少することを可能とする転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は揺動カム機構や揺動アーム機構において従動するローラの偏摩耗を減らすようにした機械装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の転がり軸受は、中心軸又は内輪に対して同心円状に配置される外輪と、上記中心軸又は上記内輪と、上記外輪との間に形成される軌道に自転可能に配置される複数の転動体と、上記軌道上の複数の転動体を所定間隔に保つと共に、上記中心軸又は上記内輪と、上記外輪との相対的な回転差によって上記複数の転動体の少なくともいずれかを上記軌道上の第１又は第２の位置に偏倚可能に保持する保持部材と、上記第１及び第２の位置における上記転動体の回転負荷を異ならせる回転負荷変化機構と、を備える。
【００１０】
かかる構成とすることによって、転がり軸受けを一方向に回転させるときと他方向に回転させるときとでは回転の負荷が異なる転がり軸受けを得ることができる。この転がり軸受けを用いたローラを揺動カムやアームと摺動させると、摺動面の往復の際にローラと摺動面との相対的位置にずれが生じ、ローラの偏摩耗を防止することが可能となる。
【００１１】
好ましくは、上記負荷変化機構は、上記転動体の第１の位置において接触子を上記転動体の一部に接触し、上記第２の位置においては接触しない摩擦機構を含む。それにより、回転方向により、回転負荷を異ならせることが可能となる。
【００１２】
好ましくは、上記接触子は、突起、弾性体突起、粘性流体を含む。それにより、転動体に回転負荷を生ぜしめことが可能となる。
【００１３】
好ましくは、上記転動体は、ころ、針状ころ、円筒状ころ、円錐ころ、球ころを含む。転動体としては各種のものが使用可能である。
【００１４】
また、本発明の揺動カム機構（及びこれ含まれる揺動アーム機構）は、上述した転がり軸受けを揺動カム（又は揺動アーム）に接触するローラの軸受として使用する。それにより、揺動カム機構などにおいてローラの片減りを防止することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の機械装置は上述した転がり軸受を使用する。それにより、転がり軸受け外周（従動ローラ）の接触位置を相対的に移動することが可能となる。ローラの偏摩耗などを防止可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明の実施の形態においては、揺動するカムやアームに接して従動する従動ローラの回転負荷を回転方向によって異なるように設定する。これによって一往復後の揺動カムや揺動アームの駆動面（駆動軌跡）と従動ローラの接触面との相対的位置をずらし、従動ローラ外周の揺動カム（あるいはアーム）との接触範囲が固定化されることによる従動ローラの偏摩耗を回避する。
【００１７】
図１は、揺動する駆動カムと従動するローラを含む機械構造の例を示している。同図において、揺動カム１１は図示しない正逆方向に回動する回転軸に取り付けられている。なお、揺動カム１１はその変形である揺動アームであっても良い。図中に２点差線で示す揺動カム１１の輪郭である駆動面に、ロッド（又はアーム）３１の先端部に設けられた従動ローラ３２が接している。ロッド３１にはバネなどによる図示しない付勢手段が設けられており、これが従動ローラ３２を揺動カム１１の駆動面に接触させる。揺動カム１１の駆動面によって従動ローラ３２が駆動されると、ロッド３１は揺動カム１１のプロファイルに従って往復動し、あるいは揺動する。
【００１８】
図２は、図１の揺動カム機構のＡ−Ａ方向における一部断面を示す。ロッド３１の先端部に従動ローラ３２が配置されている。従動ローラ３２は、揺動カム１１と接するベースローラ３３と、ベースローラ３３を回動自在に取付軸（固定ピン）３５に取り付けるローラ軸受３４とを含む。
【００１９】
ローラ軸受３４は、環状のベースローラ３３の内周に外周が嵌合した外輪３４ａ、取付軸３５が内周に嵌合された内輪３４ｂ、外輪３４ａと内輪３４ｂとの間に形成される転動体通路３４ｈに複数配置される転動体としてのころ３４ｃ、複数のころ３４ｃを転動体通路上に等間隔に配置する保持部材３４ｆ（図４参照）、ころ３４ｃの端部を外部から遮蔽する環状のサイドシール３４ｄ、サイドシール３４ｄに設けられた回転負荷変化機構を構成する接触子としての微小フィン３４ｅ等を含んでいる。
【００２０】
図３（ａ）及び同（ｂ）は、図２に示されるＢ−Ｂ方向（周方向）における部分断面を示す説明図である。外輪３３ａと内輪３３ｂ間に形成された転動体通路３４ｈには、図４に示すように、開口部３４ｇを複数有する環状の梯子状保持部材３４ｆが配置される。保持部材の３４ｆの複数の開口部３４ｇにそれぞれころ３４ｃが収められ、ころ３４ｃは転動体通路３４ｈに等間隔で配列されている。
【００２１】
保持部材３４ｆの開口部３４ｇの内輪３４ｂの周方向における寸法はころ３４ｃの直径よりも少し大きく形成され、遊びが設けられる。それにより、内輪３４ｂに対して外輪３４ａが相対的に図示の上方向に回動する場合（図３（ａ）参照）、ころ３４ｃは全体的に開口部３４ｇの上方に移動する。開口部３４ｇの下方には隙間（遊び）が生じる。また、内輪３４ｂに対して外輪３４ａが相対的に図示の下方向に回動する場合（図３（ｂ）参照）、ころ３４ｃは全体的に開口部３４ｇの下方に移動する。開口部３４ｇの上方には隙間（遊び）が生じる。
【００２２】
このように、内輪３４ｂと外輪３４ａとの相対的な回動の差によってころ３４ｃの位置が上方又は下方に偏倚する。この偏倚した一方の位置において、ころ３４ｃの両端側にサイドシール３４ｄ、３４ｄの内面から突起する接触子３４ｅ、３４ｅが開口部３４ｇの縁を越えてころ３４ｃの端部に接触するように形成されている。
【００２３】
すなわち、図３（ａ）に示すころ３４ｃの位置では、接触子３４ｅはころ３４ｃには触れないので従動ローラ３２の回転負荷は少ない。、図３（ｂ）に示すころ３４ｃの偏倚位置では、接触子３４ｅはころ３４ｃには触れるのでその摩擦によって従動ローラ３２の回転負荷は増加する。
【００２４】
従って、例えば、揺動カム１１の往動によってベースローラ３３が一方向に回動するとき、ころ３４ａが外輪の回動方向によって上方に移動（偏倚）して接触子３４ｅと接触することがなく、回動抵抗が低い状態で回転する。また、揺動カム１１の復動によってベースローラ３３が反対方向に回動するとき、ころ３４ａが外輪の回動方向によって下方に移動（偏倚）して接触子３４ｅと接触し、回動抵抗が高い状態で回転する。これにより、揺動カム１１の輪郭とベースローラ３３間にすべりを生じさせることが可能となる。サイドシール３４ｄ、接触子３４ｅ及び保持部材３４ｆは、回転負荷変化機構を構成する。
【００２５】
なお、全てのころを偏倚させる必要はなく、その一部のころを偏倚させるものであっても良い。また、全てのころ３４ｃに接触子３４ｅを設ける必要はなく、その一部のころ３４に接触子３４ｅを設ける構成として回転負荷を調整したものであっても良い。また、適度な接触や摩擦を得るために接触子３４ｅは、弾力性のある金属、プラスチック、ゴムなどの弾性体（弾性体突起）を使用することが可能である。耐摩耗。耐熱のために当該接触部分にセラミック等を使用しても良い。
【００２６】
図５は、揺動カム１１の往復動に対する従動ローラの回転を説明する説明図である。
【００２７】
本発明の構成に係るローラ軸受を備えた従動ローラ３２は、回転負荷が揺動カム１１の往動と復動とでは異なるため、例えば、図５（ａ）に示すように、従動ローラ３２の回転量が異なる結果をもたらす。これは揺動カム１１の駆動面（輪郭）に対して従動ローラ３２の接触面を相対的に移動することになる。それにより、片減り（偏摩耗）を回避可能となる。
【００２８】
一方、例えば、図５（ｂ）に示すように、揺動カム１１の往動と復動とで従動ローラ３２の回転負荷が一定（低負荷）である場合には、従動ローラ３２と揺動カムは同じ部分で接触し続け、ローラの偏摩耗の原因となる。
【００２９】
なお、上述した実施例では、転動体としてころを用いた軸受の場合について説明してるが、転動体としては種々のものが適用可能である。例えば、ころ、針状ころ、円筒状ころ、円錐ころ、球ころ等が該当する。また、内輪なしシェル型針状ころ軸受けであっても、本発明を適用可能である。この場合には、軸３５と外輪３４ａとの間にころ３４ｃが配置される。
【００３０】
また、上述した実施例では、サイドシール３４ｄ、接触子３４ｅ及び保持部材３４ｆを用いて回転負荷変化機構を構成したが、保持部材３４ｆの開口部３４ｇを台形状に形成し、ころ３４ｃが一方の位置に偏倚した場合にはころ３４ｃの両端がそれぞれ保持部材３４ｆのフレームに接してころ３４ｃの回転抵抗が増し、ころ３４ｃが他方の位置に偏倚した場合にはころ３４ｃの両端がそれぞれ保持部材３４ｆのフレームから離間してころ３４ｃの回転抵抗が減少するような構成としても良い。
【００３１】
また、接触子３４ｅに代えて、あるいは接触子３４ｅと共にころ３４ｃの周りに粘性流体を封止し、ころ３４ｃの偏倚位置によってころ３４ｃが受ける粘性抵抗が変わるようにしても良い。また、粘性流体に磁性流体を用い、ころ３４ｃの偏倚位置での磁界によって粘性抵抗が変わるようにしても良い。
【００３２】
上述した軸受や揺動カム（アーム）機構は機械装置に用いられる。それにより、従動ローラなどの偏摩耗を防止した機械装置が得られる。
【００３３】
このように、本発明の実施の形態によれば、揺動カムや揺動アームに使用しても偏摩耗し難い、転がり軸受や従動ローラが得られる。また、ローラの片減りを減少することを可能とする転がり軸受を提供可能となる。また、本発明は揺動カム機構や揺動アーム機構において従動するローラの偏摩耗を減らすようにした機械装置を得ることが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、往復動する部材に従動するローラの偏摩耗を減らすことが可能となって好ましい。
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、揺動カム（又は揺動アーム）機構の動作を説明する説明図である。
【００３７】
【図２】図２は、本発明に係るころ軸受を説明する一部断面図である。
【００３８】
【図３】図３は、本発明に係るころ軸受の転動体通路を説明する説明図である。
【００３９】
【図４】図４は、転動体の保持部材の例を説明する説明図である。
【００４０】
【図５】図５は、本発明の従動ローラの動作を説明する説明図である。
【００４１】
【符号の説明】
１１…揺動カム（又は揺動アーム）、３１…ロッド、３２…従動ローラ、３３…ベースローラ、３４…軸受、３４ａ…外輪、３４ｂ…内輪、３４ｃ…ころ、３４ｄ…サイドシール、３４ｅ…摺動子、３４ｆ…保持部材、３４ｇ…開口部
【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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