(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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としての重量部３２の比重が内部の構造体としての転動体本体部３１の比重より高く設定される転動体３を備えることを特徴とする。すなわち、この転動体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に回転慣性力が作用することで各転動体３と軌道輪２とのすべり摩擦が低減され、この結果、フリクションを低減することができる。【選択図】図１
2009014014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
転がり軸受。
【請求項２】
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、
請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
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、
請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
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、
請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項５】
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、
請求項４に記載の転がり軸受。
【請求項６】
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、
請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【請求項７】
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、
請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【請求項８】
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、
請求項７に記載の転がり軸受。
【請求項９】
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、
請求項７又は請求項８に記載の転がり軸受。
【請求項１０】
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、
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【請求項１１】
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、
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。 
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５０３４４号公報
【特許文献２】特開平５−８７１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明の効果】
【００１７】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【実施例１】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【実施例２】
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【実施例３】
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【実施例４】
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【実施例５】
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】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。
【図２】本発明の実施例１に係る軸受の切欠斜視図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【符号の説明】
【００９３】
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
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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