(57)【要約】【課題】軽荷重時には回転トルクを小さくすることができ、重荷重時には許容負荷容量を大きくして、軸受寿命を延ばすことができるラジアル軸受を提供する。【解決手段】ラジアル軸受１０は、外輪軌道５１と内輪軌道６１との間で、複数のころ３０の少なくとも軸方向一方側に配設された円輪状の摺動部材４０をさらに備える。ラジアル荷重が所定値以下のときは、摺動部材４０の内径が、内輪軌道６１の外径よりも大きく、ラジアル荷重が所定値を超えたときは、摺動部材４０の外周面が外輪軌道５１と摺接し、摺動部材４０の内周面が内輪軌道６１と摺接する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪軌道と内輪軌道との間に転動可能に配設された複数のころを備えるラジアル軸受において、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間で、前記複数のころの少なくとも軸方向一方側に配設された円輪状の摺動部材をさらに備え、
ラジアル荷重が所定値以下のときは、前記摺動部材の内径が、前記内輪軌道の外径よりも大きく、
前記ラジアル荷重が前記所定値を超えたときは、前記摺動部材の外周面が前記外輪軌道と摺接し、前記摺動部材の内周面が前記内輪軌道と摺接することを特徴とするラジアル軸受。
【請求項２】
前記摺動部材の内周面と内輪軌道との間の隙間は、前記ラジアル軸受に前記所定値のラジアル荷重を負荷した際の前記複数のころのラジアル変形量と同じ寸法に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のラジアル軸受。
【請求項３】
前記摺動部材の断面高さは、前記ころの直径よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のラジアル軸受。
【請求項４】
前記複数のころ及び前記摺動部材の外輪軌道を形成する内周面を有すると共に、軸方向両側に一対の内向きフランジ部を有する外輪シェルを備え、前記複数のころと前記摺動部材とが不分離とされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のラジアル軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアル軸受に関し、より詳細には、軽荷重から重荷重まで対応可能なラジアル軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受と滑り軸受とを共に有する軸受としては、一対の円環部及び該一対の円環部間を繋ぐ柱部で複数のポケットを形成する保持器と、ポケットに保持された複数のころと、複数のころが転接する軌道面を有する内外輪と、を有するころ軸受を備え、該ころ軸受の保持器の円環部を内外輪に滑り接触させることで、該保持器を滑り軸受として機能させるようにしたものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５７２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているころ軸受は、保持器の円環部と内外輪とで滑り軸受を構成し、軸荷重の一部を保持器に負担させることで、ころと内外輪との接触面圧を低減させて、転動疲労に対する軸受寿命の延長を図っている。しかし、ころ軸受に作用する荷重の大きさに係わらず、常に保持器の円環部が内外輪と接触して滑り軸受として作用するため、常時摺動抵抗が発生する。特に、ころ軸受が、軽荷重で使用される場合にも、滑り軸受による摺動抵抗が発生し、回転トルクが大きくなる問題があり、改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、軽荷重時には回転トルクを小さくすることができ、重荷重時には許容負荷容量を大きくして、軸受寿命を延ばすことができるラジアル軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  外輪軌道と内輪軌道との間に転動可能に配設された複数のころを備えるラジアル軸受において、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間で、前記複数のころの少なくとも軸方向一方側に配設された円輪状の摺動部材をさらに備え、
ラジアル荷重が所定値以下のときは、前記摺動部材の内径が、前記内輪軌道の外径よりも大きく、
前記ラジアル荷重が前記所定値を超えたときは、前記摺動部材の外周面が前記外輪軌道と摺接し、前記摺動部材の内周面が前記内輪軌道と摺接することを特徴とするラジアル軸受。
（２）  前記摺動部材の内周面と内輪軌道との間の隙間は、前記ラジアル軸受に前記所定値のラジアル荷重を負荷した際の前記複数のころのラジアル変形量と同じ寸法に設定されていることを特徴とする（１）に記載のラジアル軸受。
（３）  前記摺動部材の断面高さは、前記ころの直径よりも小さいことを特徴とする（１）または（２）に記載のラジアル軸受。
（４）  前記複数のころ及び前記摺動部材の外輪軌道を形成する内周面を有すると共に、軸方向両側に一対の内向きフランジ部を有する外輪シェルを備え、前記複数のころと前記摺動部材とが不分離とされることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のラジアル軸受。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のラジアル軸受によれば、外輪軌道と内輪軌道との間で、複数のころの少なくとも軸方向一方側に配設された円輪状の摺動部材をさらに備え、ラジアル荷重が所定値以下のときは、摺動部材の内径が、内輪軌道の外径よりも大きく、ラジアル荷重が所定値を超えたときは、摺動部材の外周面が外輪軌道と摺接し、摺動部材の内周面が内輪軌道と摺接する。このため、ラジアル軸受に所定値以下のラジアル荷重（軽荷重）が作用するときには、複数のころがラジアル荷重を支承し、ラジアル軸受に所定値を超えたラジアル荷重（重荷重）が作用するときには、複数のころのラジアル変形により、複数のころと摺動部材の両方でラジアル荷重を支承する。これにより、軽荷重時には回転トルクを小さくすることができ、重荷重時には許容負荷容量を大きくして、軸受寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るラジアル軸受の断面図である。
【図２】図１の寸法関係を説明するための図である。
【図３】（ａ）は、軽荷重作用時における図１の要部拡大図、（ｂ）は、重荷重時における図１の要部拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るラジアル軸受の断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るラジアル軸受の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施形態に係るラジアル軸受について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係るラジアル軸受について説明する。図１は第１実施形態のラジアル軸受であるケージ・アンド・ローラ形ラジアル軸受（以下、「Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受」と言う）の断面図である。
【００１１】
Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０は、保持器２０と、複数のころ３０と、保持器２０の左右両側に配置される一対の円輪状の摺動部材４０と、を備える。Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０は、外輪部材に相当するハウジング５０内に収容されて、内輪部材に相当する回転軸６０を回転自在に支持する。
【００１２】
保持器２０は、軸方向に間隔を開けて設けられた円環状の１対のリム部２２と、該両リム部２２間に円周方向に間隔を開けて配置された複数の柱部２３とを備え、円周方向に隣り合う柱部２３と両リム部２２とによりそれぞれ画成される複数のポケット２１で複数のころ３０を回動自在に保持する。
【００１３】
保持器２０の柱部２３は、その軸方向両端部２３ａ、２３ａがころ３０のピッチ円Ｐ．Ｃ．Ｄ．よりも径方向外側に、軸方向中間部２３ｂがころ３０のピッチ円Ｐ．Ｃ．Ｄ．よりも径方向内側に、それぞれ位置するように屈曲した形状を有する。また、互いに隣り合う柱部２３の対向する側縁部のうち、軸方向中間部２３ｂと軸方向両端部２３ａ、２３ａにおける、円周方向の間隔が、各ころ３０の直径ｄよりも小さくされている。これにより、保持器２０は、各ころ３０が各ポケット２１から脱落するのを防止している。
【００１４】
複数のころ３０は、保持器２０の各ポケット２１内に回動自在に保持されて、ハウジング５０の外輪軌道５１及び回転軸６０の内輪軌道６１との間を転動する。
【００１５】
一対の摺動部材４０は、保持器２０の左右両側で、ハウジング５０の外輪軌道５１及び回転軸６０の内輪軌道６１との間にそれぞれ配置される。摺動部材４０は、ラジアル荷重が所定値以下のときは、摺動部材４０の内径が、回転軸６０の内輪軌道６１の外径よりも大きく、ラジアル荷重が所定値を超えたときは、摺動部材４０が、ハウジング５０の外輪軌道５１及び回転軸６０の内輪軌道６１と摺接するように構成されている。
【００１６】
図２は、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０がハウジング５０及び回転軸６０間に組み付けられた状態を示す。ここで、ころ３０とハウジング５０の外輪軌道５１間の隙間と、ころ３０と回転軸６０の内輪軌道６１間の隙間との合計をラジアル隙間ａとし、摺動部材４０の外周面４１とハウジング５０の外輪軌道５１間の隙間と、摺動部材４０の内周面４２と回転軸６０の内輪軌道６１間の隙間との合計をラジアル隙間ｂとした場合、ラジアル隙間ｂがラジアル隙間ａより大きくなっている。
ただし、図２では、ラジアル隙間ａを、ころ３０と回転軸６０の内輪軌道６１間の隙間として、ラジアル隙間ｂを、摺動部材４０の内周面４２と回転軸６０の内輪軌道６１間の隙間として、簡略して図示している。
【００１７】
具体的には、摺動部材４０の径方向断面高さＷが、ころ３０の直径ｄより小さく設定されることで（Ｗ＜ｄ）、ラジアル隙間ｂが、ラジアル隙間ａより大きくなっている。
【００１８】
また、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０の組付け状態では、摺動部材４０の内径が、回転軸６０の内輪軌道６１の外径よりも大きいので、摺動部材４０の内周面４２と回転軸６０の内輪軌道６１とは、互いに接触しておらず、摺動部材４０の内周面４２と回転軸６０の内輪軌道６１との間には隙間が形成される。
【００１９】
次に、本実施形態の作用を図３を参照して説明する。
【００２０】
Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０に作用する荷重が所定値以下の軽荷重の場合（通常時）には、図３（ａ）に示すように、ころ３０は、ハウジング５０の外輪軌道５１及び回転軸６０の内輪軌道６１に同時に接触し、外輪軌道５１及び内輪軌道６１上を転動する。一方、摺動部材４０の内径は回転軸６０の内輪軌道６１の外径よりも大きく、摺動部材４０の内周面４２と回転軸６０の内輪軌道６１との間に隙間Ｃが形成された状態となっている。即ち、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０は、動力損失が少ない転がり抵抗が作用する転がり軸受として機能し、回転トルクを小さくすることができる。そして、転動する複数のころ３０には、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０に作用する荷重に基づく面圧が発生する。
【００２１】
また、過大荷重や衝撃荷重など、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０に作用する荷重が所定値を超えた重荷重の場合には、図３（ｂ）に示すように、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０がラジアル方向に弾性変形して、摺動部材４０の外周面４１とハウジング５０の外輪軌道５１とが接触すると共に、摺動部材４０の内周面４２と回転軸６０の内輪軌道６１とが接触する。これにより、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０は、摺動部材４０の外内周面４１，４２と外輪軌道５１及び内輪軌道６１とが摺接し、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０に作用する荷重の一部を摺動部材４０が負担する。
【００２２】
即ち、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０は、複数のころ３０と摺動部材４０とによって、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０に作用する荷重を分担して負担する。これにより、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０の許容負荷容量が大きくなると共に、ころ３０にかかる負担が軽減されてころ３０の面圧が抑制され、寿命低下を防止することができる。
【００２３】
なお、摺動部材４０のラジアル隙間ｂ、即ち、摺動部材４０の内周面４２と回転軸６０の内輪軌道６１との間に隙間Ｃを、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０に所定値のラジアル荷重を負荷した際のＣ＆Ｒ形ラジアル軸受１０のラジアル変形量ｔと同じ寸法だけ、ラジアル隙間ａより大きく設定しておけば（ｂ＝ａ＋ｔ）、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０に所定値以上のラジアル荷重が作用したときに摺動部材４０が有効となって荷重の一部を負担することができる。これにより、ころ３０には、設定された許容最大面圧以上の面圧は発生せず、寿命低下を防止することができる。
【００２４】
ここで、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０に作用させる所定値のラジアル荷重とは、Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受１０の荷重を、複数のころ３０による負荷負担から、複数のころ３０と摺動部材４０による負荷負担へ切換える、所望の大きさの荷重であり、ころ３０に許容最大面圧が作用するときの荷重である。許容最大面圧は、ラジアル変形量ｔが生じる荷重の大きさを任意に設定することで、任意に決定することができる。
【００２５】
なお、本実施形態のラジアル軸受１０によれば、複数のころ３０と摺動部材４０の相手側となるハウジング５０の外輪軌道５１及び回転軸６０の内輪軌道６１は、段差などの特別な加工などは不要であり、通常軸受の相手部材と同様に加工されればよい。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態のラジアル軸受１０によれば、外輪軌道５１と内輪軌道６１との間で、複数のころ３０の少なくとも軸方向一方側に配設された円輪状の摺動部材４０をさらに備え、ラジアル荷重が所定値以下（軽荷重）のときは、摺動部材４０の内径が、内輪軌道６１の外径よりも大きく、ラジアル荷重が所定値を超えた（重荷重）ときは、摺動部材４０の外周面４１が外輪軌道５１と摺接し、摺動部材４０の内周面４２が内輪軌道６１と摺接する。このため、ラジアル軸受１０に軽荷重が作用するときには、複数のころ３０がラジアル荷重を支承し、ラジアル軸受１０に重荷重が作用するときには、複数のころ３０のラジアル変形により、複数のころ３０と摺動部材４０の両方でラジアル荷重を支承する。これにより、軽荷重時には回転トルクを小さくすることができ、重荷重時には許容負荷容量を大きくして、軸受寿命を延ばすことができる。
【００２７】
また、摺動部材４０の内周面４２と回転軸６０の内輪軌道６１との間の隙間Ｃは、ラジアル軸受１０に所定値のラジアル荷重を負荷した際の複数のころ３０のラジアル変形量ｔと同じ寸法に設定されているので、設定された所定値を超えた負荷が作用したときに摺動部材４０が有効となり、複数のころ３０の許容負荷容量を任意に設定することができる。
【００２８】
また、摺動部材４０の径方向断面高さＷを、ころ３０の直径ｄよりも小さく設定することで、上記内部すきまの関係を簡単に設計することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態に係るラジアル軸受について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。
【００３０】
第２実施形態のラジアル軸受１０は、所謂、総ころ形ラジアル軸受であり、保持器２０を有しておらず、複数のころ３０と、ころ３０の左右両側に配置される一対の円輪状の摺動部材４０と、を備える。総ころ形ラジアル軸受１０は、第１実施形態と同様に、外輪部材に相当するハウジング５０内に収容されて、内輪部材に相当する回転軸６０を回転自在に支持する。
【００３１】
総ころ形ラジアル軸受１０においても、摺動部材４０は、ラジアル荷重が所定値以下のときは、摺動部材４０の内径が、回転軸６０の内輪軌道６１の外径よりも大きく、ラジアル荷重が所定値を超えたときは、摺動部材４０が、ハウジング５０の外輪軌道５１及び回転軸６０の内輪軌道６１と摺接するように構成されている。また、摺動部材４０のラジアル隙間ｂが、複数のころ３０のラジアル隙間ａより大きくなっている。即ち、摺動部材４０の径方向断面高さＷは、ころ３０の直径ｄより小さく設定されている。
【００３２】
したがって、本実施形態の総ころ形ラジアル軸受１０においても、軽荷重が作用するときには、複数のころ３０がラジアル荷重を支承し、ラジアル軸受１０に重荷重が作用するときには、複数のころ３０のラジアル変形により、複数のころ３０と摺動部材４０の両方でラジアル荷重を支承する。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３３】
（第３実施形態）
次に、図５を参照して、本発明の第３実施形態に係るラジアル軸受について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。
【００３４】
図５に示すように、シェル形ラジアル軸受１０は、保持器２０と、保持器２０の複数のポケット２１に転動自在に保持された複数のころ３０と、保持器２０の左右両側に配置される一対の円輪状の摺動部材４０と、外輪シェル７０と、を備え、内輪部材に相当する回転軸６０を回転自在に支持する。
【００３５】
外輪シェル７０は、合金鋼板等に絞り加工等の塑性加工を施すことにより、内周面に複数のころ３０及び摺動部材４０の外輪軌道７１が形成され、両端部に一対の内向きフランジ部７２が設けられて、略円筒状に形成されている。
【００３６】
外輪シェル７０の内径側には、外輪軌道７１上を転動する複数のころ３０、及び一対の摺動部材４０が配設されて、フランジ部７２が、複数のころ３０と摺動部材４０とを不分離に組み付けている。
【００３７】
このシェル形ラジアル軸受１０においても、摺動部材４０は、ラジアル荷重が所定値以下のときは、摺動部材４０の内径が、回転軸６０の内輪軌道６１の外径よりも大きく、ラジアル荷重が所定値を超えたときは、摺動部材４０が、外輪シェル７０の外輪軌道７１及び回転軸６０の内輪軌道６１と摺接するように構成されている。また、一対の摺動部材４０の径方向断面高さＷは、ころ３０の直径ｄより小さく設定されており（Ｗ＜ｄ）、摺動部材４０のラジアル隙間ｂが、複数のころ３０のラジアル隙間ａより大きくなっている。
【００３８】
したがって、本実施形態のシェル形ラジアル軸受１０においても、軽荷重が作用するときには、複数のころ３０がラジアル荷重を支承し、ラジアル軸受１０に重荷重が作用するときには、複数のころ３０のラジアル変形により、複数のころ３０と摺動部材４０の両方でラジアル荷重を支承する。
また、シェル形ラジアル軸受１０によれば、複数のころ３０及び摺動部材４０の外輪軌道７１を形成する内周面を有すると共に、軸方向両側に一対の内向きフランジ部７２を有する外輪シェル７０を備え、複数のころ３０及び摺動部材４０とが不分離とされるので、シェル形ラジアル軸受１０をコンパクト化することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３９】
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０     Ｃ＆Ｒ形ラジアル軸受、総ころ形ラジアル軸受、シェル形ラジアル軸受（ラジアル軸受）
３０     ころ
４０     摺動部材
５０     ハウジング
５１，６１，７１       軌道面
６０     回転軸
７０     外輪シェル
７２     フランジ部
ａ       ラジアル隙間
ｂ       ラジアル隙間
ｄ       ころの直径
Ｗ       滑り軸受の断面高さ
【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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