(57)【要約】【課題】外力等が加わることによって回転速度が増大した場合に回転抵抗を高めることによって当該外力に起因して生じる振動を抑制し、逆に回転速度が低い場合には回転抵抗を小さくして比較的軽く回るように構成された転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受１０は、外輪軌道１９を有する外輪１１と、外輪軌道１９に対向する内輪軌道２０を有する内輪１２と、外輪軌道１９及び内輪軌道２０の間に転動可能に設けられた複数の玉１３とを備える。外輪１１と内輪１２との間の環状空間１５には、互いに隙間ｔ１をあけて対向するとともに、外輪１１と内輪１２との相対回転に伴って相対回転する第１，第２対向面４３，４４が設けられ、隙間ｔ１に、第１，第２対向面４３，４４の相対回転速度の増大に伴ってせん断抵抗が増大する粘性流体５０を充填する。【選択図】      図１
2011085208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軌道を有する第１軌道輪と、前記第１軌道に対向する第２軌道を有する第２軌道輪と、前記第１軌道及び第２軌道の間に転動可能に設けられた複数の転動体と、を備えている転がり軸受であって、
前記第１軌道輪と前記第２軌道輪との間の環状空間に、互いに隙間をあけて対向するとともに、前記第１軌道輪と前記第２軌道輪との相対回転に伴って相対回転する少なくとも１組の第１，第２対向面が設けられ、
前記隙間に、前記第１，第２対向面の相対回転速度の増大に伴ってせん断抵抗が増大する粘性流体が充填されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記環状空間に配置され、かつ前記複数の転動体の周方向の間隔を保持する保持器と、前記環状空間を密封する密封部材と、を備え、
前記第１，第２軌道輪の少なくとも一方に前記第１対向面が設けられ、この第１対向面に対して前記隙間をあけて対向する前記第２対向面が前記保持器に設けられ、前記環状空間に前記粘性流体が充填されている請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記第１軌道輪に一体回転可能に設けられ、かつ前記第１対向面を有している第１回転部材と、この第１回転部材に隣接して前記第２軌道輪に一体回転可能に設けられ、かつ前記第１対向面に対して前記隙間をあけて対向する前記第２対向面を有している第２回転部材と、を備えている請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記粘性流体が、前記環状空間内の潤滑剤を兼ねている請求項１〜３のいずれか１つに記載の転がり軸受。
【請求項５】
ステアリングホイールと、このステアリングホイールの操作に応じて操向車輪を転舵させる操舵機構と、この操舵機構に操舵補助力を供給する操舵補助機構とを備えたパワーステアリング装置において、
前記操舵機構及び／又は操舵補助機構を構成する軸の１又は複数が、請求項１〜４のいずれかに記載の転がり軸受を介して回転自在に支持されていることを特徴とするパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、瞬間的な外力等により生じる振動を抑制可能な転がり軸受、及びこれを備えたパワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車における一般的な操舵系は、ステアリングホイールの回転操作によりステアリング軸及びピニオン軸を回転させ、この回転をラック軸に伝えることによって舵取機構の直線的な運動に変え、これにより、操向車輪（通常は前輪）に所望の舵角を付与するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
一方、操舵系には、ドライバーが付与する操舵トルクに応じた操舵補助力を、ステアリング軸やピニオン軸に付加するように構成されたパワーステアリング装置が設けられており、ドライバーのステアリング操作の労力軽減に役立っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９７０２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車が高速旋回中に縁石や落下物等に乗り上げたり、不整路を走行したりした場合、ステアリングホイールによる操舵方向とは逆向きの力（キックバック入力）がパワーステアリング装置に瞬間的に伝わることがある。このようなキックバック入力による衝撃が大きいと、ステアリングホイールに大きな振動が伝わり、運転者がステアリングホイールを保持しておくことが困難になったり、操舵補助力を供給するモータ等に過大なトルクが入力され、損傷の原因になったりするおそれがある。
【０００５】
このようなキックバック入力等に起因する振動を抑制するため、従来、ラック軸を間に挟んでピニオン軸とは反対側からラック軸を支持するラックガイドを設け、このラックガイドをばねの付勢力によってラック軸の背面に押し付けることによって、ラックガイドとラック軸との間に生じる摩擦抵抗を生じさせていた。
しかし、このような振動抑制機能はばねの付勢力に大きく依存しており、当該機能を高めるためにばねの付勢力を大きくすれば、ラック軸とラックガイドとの摩擦抵抗が増大し、操舵初期のステアリングホイールの操作が重くなってしまうという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、外力等が加わることによって回転速度が増大した場合に、回転抵抗を高めることによって当該外力等に起因して生じる振動を抑制可能とし、逆に回転速度が低い場合には回転抵抗を小さくして比較的軽く回るように構成された転がり軸受を提供し、更に、この転がり軸受をパワーステアリング装置に適用することによって、キックバック入力等に起因してステアリングホイールに伝わる振動を抑制することが可能なパワーステアリング装置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】
【０００７】
本発明の転がり軸受は、第１軌道を有する第１軌道輪と、前記第１軌道に対向する第２軌道を有する第２軌道輪と、前記第１軌道及び第２軌道の間に転動可能に設けられた複数の転動体と、を備えている転がり軸受であって、
前記第１軌道輪と前記第２軌道輪との間の環状空間に、互いに隙間をあけて対向するとともに、前記第１軌道輪と前記第２軌道輪との相対回転に伴って相対回転する少なくとも１組の第１，第２対向面が設けられ、
前記隙間に、前記第１，第２対向面の相対回転速度の増大に伴ってせん断抵抗が増大する粘性流体が充填されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の転がり軸受では、第１軌道輪と第２軌道輪とが相対回転すると、これに伴って第１，第２対向面も相対回転し、この相対回転速度が大きくなるほど粘性流体のせん断抵抗（粘性抵抗）が増大する。そのため、回転方向の外力等が加わることによって第１，第２軌道輪が瞬間的に高速で相対回転した場合には、第１，第２対向面間の粘性流体のせん断抵抗が増大することによって、当該外力に起因して生じる振動を好適に抑制することができる。また、第１，第２軌道輪の相対回転速度が小さい場合には、第１，第２対向面間の粘性流体のせん断抵抗も小さくなるので、第１，第２軌道輪を比較的軽く相対回転させることができる。
【０００９】
上記転がり軸受は、前記環状空間に配置され、かつ前記複数の転動体の周方向の間隔を保持する保持器と、前記環状空間を密封する密封部材と、を備え、
前記第１，第２軌道輪の少なくとも一方に前記第１対向面が設けられ、この第１対向面に対して隙間をあけて対向する前記第２対向面が前記保持器に設けられ、前記環状空間に前記粘性流体が充填されていてもよい。
【００１０】
この構成によれば、回転方向の外力等によって第１軌道輪及び第２軌道輪が瞬間的に高速で相対回転すると、第１，第２軌道輪の少なくとも一方に設けられた第１対向面と、保持器に設けられた第２対向面とが相対回転し、環状空間に充填されて第１，第２対向面の隙間に浸入した粘性流体のせん断抵抗が増大することによって、当該外力等に起因して生じる振動を抑制することができる。
【００１１】
前記転がり軸受は、前記第１軌道輪に一体回転可能に設けられ、かつ前記第１対向面を有している第１回転部材と、この第１回転部材に隣接して態で前記第２軌道輪に一体回転可能に設けられ、かつ前記第１対向面に対して前記隙間をあけて対向する前記第２対向面を有している第２回転部材と、を備えていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、回転方向の外力等によって第１軌道輪及び第２軌道輪が瞬間的に高速で相対回転すると、これらに一体回転可能に設けられた第１，第２回転部材も相対回転し、第１，第２回転部材間の隙間に充填された粘性流体のせん断抵抗が増大することによって、当該外力等に起因して生じる振動を抑制することができる。
【００１３】
前記粘性流体は、前記環状空間内の前記転動体の潤滑を兼ねていることが好ましい。これによって、粘性流体と潤滑剤とを別々に用意する必要がない。
【００１４】
本発明のパワーステアリング装置は、ステアリングホイールと、このステアリングホイールの操作に応じて操向車輪を転舵させる操舵機構と、この操舵機構に操舵補助力を供給する操舵補助機構とを備えたパワーステアリング装置において、
前記操舵機構及び／又は操舵補助機構を構成する軸の１又は複数が、上述の転がり軸受を介して回転自在に支持されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、路面から付与されるキックバック入力等に起因して操舵機構又は操舵補助機構を構成する軸に対して回転方向の外力が加わったとしても、当該軸を支持する転がり軸受によってステアリングホイールに伝わる振動を抑制することができ、また、操舵補助機構に過大なトルクが入力されるのを防止することができる。
【００１６】
なお、操舵機構を構成する軸（例えばステアリング軸やピニオン軸等）の回転速度は、ステアリングホイールの回転速度と同程度で非常に低速であるため、ステアリングホイールの回転操作に伴う操舵機構の軸の回転によって粘性流体のせん断抵抗がそれほど高まることはない。そのため、ステアリングホイールの操作が急激に重くなることもなく、操舵補助機構によって十分に操作を補助することが可能である。したがって、上述のような転がり軸受は、パワーステアリング装置における操舵機構を構成する軸を支持するための軸受として非常に有用である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の転がり軸受によれば、外力等が加わることによって第１，第２軌道輪の相対回転速度が増大した場合には、回転抵抗を高めて当該外力等に起因して生じる振動を抑制することができ、逆に第１，第２軌道輪の相対回転速度が低い場合には回転抵抗を小さくして軽く回転させることができる。
また、本発明のパワーステアリング装置によれば、キックバック入力等によりステアリングホイールに伝わる振動を抑制することができ、通常のステアリングホイールの操作に伴う回転は、小さい回転抵抗で円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図２】転がり軸受の振動抑制機構を拡大して示す断面図である。
【図３】振動抑制機構を取り外した状態の転がり軸受の断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】振動抑制機構の第１回転部材の斜視図である。
【図６】振動抑制機構の第２回転部材の斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図９】同転がり軸受の要部の拡大断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図１１】同転がり軸受の要部の拡大断面図である。
【図１２】パワーステアリング装置の模式的な断面図である。
【図１３】同パワーステアリング装置の減速機構を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る転がり軸受の断面図である。この転がり軸受１０は、外輪１１と、この外輪１１の径方向内側に同一軸心状に配置された内輪１２と、外輪１１及び内輪１２の間に転動自在に配置された転動体としての複数の玉１３と、複数の玉１３の周方向間隔を保持する保持器１４とを備えている。
また、外輪１１と内輪１２との間の環状空間１５の軸方向一方側にはシール部材１６が設けられ、環状空間１５の軸方向他方側には、本発明に係る振動抑制機構１７が設けられている。
【００２０】
外輪１１は、軸受鋼等の合金鋼を用いて環状に形成された部材であり、その内周には、玉１３が転動する断面凹円弧形状の外輪軌道１９が周方向に沿って形成されている。
内輪１２も、軸受鋼等の合金鋼を用いて環状に形成された部材であり、その外周には、玉１３が転動する断面凹円弧形状の内輪軌道２０が形成されている。
【００２１】
外輪１１の内周の軸方向一方側（図１の左側）には、シール部材１６を嵌合させるための取付凹部２２が形成されている。また、内輪１２の外周の軸方向一方側（図１の左側）には、シール部材１６の先端部を収容するとともに当該先端部が摺接する摺接面を有する収容凹部２３が形成されている。シール部材１６は、金属製の芯材２４の表面にリップ部を有する弾性部材２５を固着したものとなっている。
【００２２】
また、外輪１１の内周の軸方向他方側（図１の右側）には、振動抑制機構１７を収容するために第１段部２７を介して大径部２８が形成され、内輪１２の外周の軸方向他方側（図１の右側）には、同じく振動抑制機構１７を収容するために第２段部２９を介して小径部３０が形成されている。
玉１３を保持する保持器１４は打ち抜き型とされており、玉１３を収容する複数のポケット３１が周方向に間隔をあけて設けられている。
【００２３】
次に、振動抑制機構１７について詳細に説明する。
図２は、振動抑制機構１７を拡大して示す断面図である。この振動抑制機構１７は、外輪１１の内周面に設けられた第１回転部材３３と、内輪１２の外周面に設けられた第２回転部材３４とを備えている。本実施形態では、第１，第２回転部材３３，３４は、それぞれ複数備えられ、軸方向に交互に配置されている。
【００２４】
図５は、第１回転部材３３の斜視図である。各第１回転部材３３は、鋼やステンレス、アルミ等によって形成された円環状の板材である。第１回転部材３３の外周部には、径方向外方に突出する複数の第１嵌合凸部３６が周方向に等間隔に形成されている。この第１嵌合凸部３６の先端は、軸方向外方へ向けて約９０°屈曲している。
【００２５】
図６は、第２回転部材３４の斜視図である。各第２回転部材３４は、鋼やステンレス、アルミ等によって形成された円環状の板材である。第２回転部材３４の内周部には、径方向内方に突出する複数の第２嵌合凸部３８が周方向に等間隔に形成されている。第２嵌合凸部３８の先端は、軸方向外方へ向けて約９０°屈曲している。
【００２６】
図３は、振動抑制機構１７を取り外した状態の転がり軸受１０の断面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。
外輪１１の内周面の軸方向他方側（反シール部材１６側）に形成された大径部２８には、軸方向に沿って延びる複数の第１嵌合凹部４０が周方向に等間隔で形成されている。また、内輪１２の外周面の軸方向他方側（反シール部材１６側）に形成された小径部３０には、軸方向に沿って延びる複数の第２嵌合凹部４１が周方向等間隔に形成されている。そして、図２に示すように、第１回転部材３３は、第１嵌合凸部３６を第１嵌合凹部４０に嵌合させることによって外輪１１に一体回転可能に取り付けられ、第２回転部材３４は、第２嵌合凸部３８を第２嵌合凹部４１に嵌合させることによって内輪１２に一体回転可能に取り付けられる。
【００２７】
外輪１１に取り付けられた第１回転部材３３と内輪１２に取り付けられた第２回転部材３４とは軸方向に交互に配置され、互いに対向する第１回転部材３３の各側面（第１対向面）４３と第２回転部材３４の各側面（第２対向面）４４との間には隙間ｔ１が形成されている。全ての隙間ｔ１は互いにラビリンス状に連通し、この隙間ｔ１の両端部はＯリングからなる密封部材４５によって密封されている。
【００２８】
この隙間ｔ１は、第１，第２嵌合凸部３６，３８に形成されたＬ字状の屈曲部の長さと、第１，第２回転部材３３，３４の厚さとの関係で所定に設定されており、その寸法は、例えば０．１〜０．５ｍｍとされている。また、第１，第２回転部材３３，３４の肉厚は例えば０．５〜１ｍｍとされている。
また、最も軸方向内側（図２の左側）に配置された第１回転部材３３と第１段部２７との間、及び第２回転部材３４と第２段部２９との間にはそれぞれＯリングからなるシールリング４７が設けられている。
【００２９】
図１に示すように、外輪１１と内輪１２との間の環状空間１５には、グリース等の潤滑剤が充填されている。この潤滑剤はシール部材１６とシールリング４７とによって外部への漏れが防止されている。
また、第１，第２回転部材３３，３４の隙間ｔ１には、動粘度の値が大きく、回転速度の上昇に伴ってせん断抵抗が増大し、第１，第２回転部材３３，３４の間に大きな粘性トルクを生じさせる粘性流体５０（クロスハッチングで示す）が充填されている。この粘性流体５０は、例えば、温度２５℃における動粘度が約２０，０００〜１００，０００ｍｍ2／ｓの流体、例えばシリコーンオイルを用いることができる。一般に、シリコーンオイルは、耐熱性、耐寒性、機械的せん断の安定性が高く、粘度の温度依存性が低いという性質を有している。また、粘性流体５０として、ポリブデン等を用いてもよい。
【００３０】
本実施形態の転がり軸受１０は、低速回転時には、第１回転部材３３と第２回転部材３４との間に充填された粘性流体５０によるせん断抵抗が小さいため、比較的軽く回転することが可能であるが、例えば回転方向に瞬間的な外力が作用し、回転速度が増加すると、せん断抵抗が急激に増大して第１回転部材３３と第２回転部材３４との間に大きな粘性トルクが生じる。そして、この粘性トルクにより転がり軸受１０に回転抵抗が付与され、当該外力に起因して生じる振動を抑制することが可能となっている。
【００３１】
このように転がり軸受１０に対して振動抑制機構１７を内蔵することによって、機械装置等の回転軸に対して加わる振動を好適に抑制し、機械装置の保護を図ることができる。
なお、本実施形態において、外輪１１及び内輪１２の間の環状空間１５に充填された潤滑剤と、第１，第２回転部材３３，３４の隙間ｔ１に充填された粘性流体５０とは、同一のものを使用してもよい。この場合、第１，第２回転部材３３，３４の隙間ｔ１を密閉する一方（図１の左側）の密封部材４５を省略すれば、潤滑剤と粘性流体とを兼ねることができる。
【００３２】
図７は、振動抑制機能を有する転がり軸受の第２実施形態を示す断面図である。
本実施形態の転がり軸受１０は、第１実施形態と同様に第１回転部材３３ａ〜３３ｃと第２回転部材３４ａ，３４ｂとを備えている。しかし、この第１，第２回転部材３３ａ〜３３ｃ，３４ａ，３４ｂは、第１実施形態とは異なる取付構造で外輪１１及び内輪１２に取り付けられている。
【００３３】
本実施形態では、外輪１１や内輪１２には第１実施形態のような嵌合凹部が形成されておらず、第１回転部材３３ａ〜３３ｃ及び第２回転部材３４ａ，３４ｂは、第１実施形態のような嵌合凸部を備えておらず、いずれも円環部５４と円筒部５５とから断面Ｌ字形状に形成されている。
３つの第１回転部材３３ａ〜３３ｃのうち、最も軸方向外側に配置された第１回転部材３３ａの円筒部５５は、最も軸方向の長さが大きく、また最も外径が大きい。この第１回転部材３３ａの円筒部５５は、外輪１１の大径部２８に圧入により嵌合されることで一体回転可能に取り付けられている。
【００３４】
軸方向の中間位置に配置された第１回転部材３３ｂの円筒部５５は、最も軸方向外側の第１回転部材３３ａの円筒部５５よりも軸方向長さが短く、外径も小さく形成されている。そして、この第１回転部材３３ｂの円筒部５５は、第１回転部材３３ａの円筒部５５の内周面に圧入により嵌合されることによって一体回転可能に取り付けられている。
【００３５】
最も軸方向内側に配置された第１回転部材３３ｃの円筒部５５は、中間の第１回転部材３３ｂの円筒部５５よりも軸方向長さが短く、外径も小さく形成されている。そして、この第１回転部材３３ｃの円筒部５５は、第１回転部材３３ｂの円筒部５５の内周面に圧入により嵌合されることによって一体回転可能に取り付けられている。３つの第１回転部材３３ａ〜３３ｃの円環部５４の間には、第２回転部材３４ａ，３４ｂの円環部５４を挿入するための間隔があけられている。
【００３６】
２つの第２回転部材３４ａ，３４ｂのうち、軸方向外側に配置された第２回転部材３４ａの円筒部５５は、最も軸方向長さが大きく、また最も外径が大きい。この第２回転部材３４ａの円筒部５５は、内輪１２の小径部３０に圧入により嵌合されることによって一体回転可能に取り付けられている。
また、軸方向内側に配置された第２回転部材３４ｂの円筒部５５は、第２回転部材３４ａの円筒部５５よりも軸方向長さが小さく、外径も小さい。そして、第２回転部材３４ｂの円筒部５５は、第２回転部材３４ａの円筒部５５の内周面に圧入により嵌合されることによって一体回転可能に取り付けられている。
【００３７】
第１，第２回転部材３３，３４の間に形成された隙間ｔ１には第１実施形態と同様にシリコーンオイル等の粘性流体５０が充填されている。したがって、本実施形態においても第１実施形態と同様の作用効果を奏する。また、本実施形態では、第１，第２回転部材３３ａ〜３３ｃ，３４ａ，３４ｂが外輪１１及び内輪１２に圧入により取り付けられているので、第１回転部材３３ａ〜３３ｃと第１段部２７との間や第２回転部材３４ａ，３４ｂと第２段部２９との間にＯリングを設けなくても、環状空間１５内の潤滑剤の漏れを防止することができる。
【００３８】
本実施形態では、外輪１１や内輪１２に嵌合凹部が形成されておらず、また、第１，第２回転部材３３，３４には嵌合凸部が形成されていないので、第１実施形態に比べて構造の簡素化及びコストの低減を図ることができる。また、本実施形態では、複数の第１，第２回転部材３３，３４同士を予め組み付けてサブアセンブリ化することが可能であるので、転がり軸受１０に対する組付けが容易となり、組付け工数を削減することができる。また、環状空間１５内のオイル漏れ防止のためにＯリングが不要であるので、部品点数削減及びコスト低減を図ることができる。
【００３９】
なお、上記第１，第２実施形態において、振動抑制機構１７は、転がり軸受１０の軸方向片側のみに設けられているが、軸方向両側に設けられていてもよい。
【００４０】
図８は、本発明の第３実施形態に係る転がり軸受１０の断面図、図９は要部の拡大断面図である。本実施形態の転がり軸受１０は、外輪１１、内輪１２、玉（転動体）１３、及び保持器１４を備えた深溝玉軸受とされている。また、外輪１１と内輪１２との間の環状空間１５の軸方向両側は、シール部材（密封部材）１６によって閉鎖され、当該環状空間１５が密封されている。この外輪１１、内輪１２、玉１３、シール部材１６の材質や主な構造は上記第１実施形態と同様である。
【００４１】
保持器１４は、フェノール樹脂等の合成樹脂材により形成された、所謂冠型の保持器１４である。この保持器１４は、円環状の環状部６０と、この環状部６０の側面から軸方向に突出する複数の柱部６１とからなり、環状部６０と複数の柱部６１とによって囲まれた空間が玉１３を収容するためのポケット３１とされている。また、保持器１４は、玉１３によって案内される転動体案内タイプとされている。
【００４２】
環状部６０の外周側は、柱部６１よりも径方向外方に突出しており、その外周面６０ａは外輪１１の内周面（肩部の内周面）１１ａに僅かな隙間ｔ２をあけた状態で対向している。また、環状部６０の内周側は、柱部６１よりも径方向内方に突出しており、その内周面６０ｂは内輪１２の外周面（肩部の外周面）１２ｂに僅かな隙間ｔ３をあけた状態で対向している。保持器１４は、転動体案内であることから環状部６０が外輪１１及び内輪１２に接触することはほとんどなく、隙間ｔ２，ｔ３が維持されるようになっている。隙間ｔ２，ｔ３の寸法は、例えば、０．１〜１．０ｍｍとすることができる。
【００４３】
図９に示すように、シール部材１６によって密封された環状空間１５には潤滑剤４９（クロスハッチングで示す）が充填されている。この潤滑剤４９は、一般的に転がり軸受に使用されているものよりも動粘度の高い高粘度オイルやグリース、例えば、前述のシリコーンオイルやポリブデン等が使用されている。例えば、一般に転がり軸受に使用されている潤滑油やグリースの動粘度は、２０〜４，０００ｍ2／ｓ（２０℃）であるのに対して、この実施形態の潤滑剤は、２０，０００〜１００，０００ｍ2／ｓ（２５℃）のものが使用されている。
【００４４】
そして、この潤滑剤４９は、振動抑制用の粘性流体５０を構成しており、保持器１４の環状部６０と外輪１１との隙間ｔ２、環状部６０と内輪１２との隙間ｔ３にも浸入している。したがって、外輪１１及び内輪１２が相対回転すると、外輪１１と保持器１４、内輪１２と保持器１４も相対回転し、これらの隙間ｔ２，ｔ３に浸入した粘性流体５０のせん断抵抗が増大するようになっている。したがって、本実施形態では、外輪１１の内周面１１ａ及び内輪１２の内周面１２ｂが第１対向面を構成し、環状部６０の外周面６０ａ及び内周面６０ｂが第２対向面を構成している。
【００４５】
以上より、本実施形態においても、低速回転時には外輪１１及び内輪１２と保持器１４との間の粘性流体５０のせん断抵抗が小さいため、比較的軽く回転することが可能であるが、例えば回転方向に瞬間的な外力が働くことによって回転速度が増加すると、せん断抵抗が急激に増大して外輪１１及び内輪１２と保持器１４との間に大きな粘性トルクが生じる。この粘性トルクにより転がり軸受１０に回転抵抗が付与され、当該外力に起因して生じる振動を抑制することが可能となっている。
【００４６】
また、本実施形態の転がり軸受１０は、第１，第２実施形態のような回転部材が不要であり、一般的な転がり軸受に対して保持器の形状と潤滑剤とを変更するだけで構成することが可能であるため、非常に安価に製作することができる。また、転がり軸受１０の潤滑剤４９を粘性流体５０としているので、潤滑剤と粘性流体とを個別に備える必要もない。
【００４７】
なお、本実施形態において、外輪１１と環状部６０の間、内輪１２と環状部６０との間のいずれか一方のみに僅かな隙間を形成し、当該隙間に浸入した粘性流体５０により振動を抑制するように構成することも可能である。この場合、特に、外輪１１と環状部６０との間に僅かな隙間ｔ２を形成して粘性流体５０を浸入させることがより好ましい。これは次の理由による。
【００４８】
一般に、粘性流体５０は、低温時は動粘度が高いためせん断抵抗が大きくなり、逆に高温時は粘性流体５０の動粘度が低いためせん断抵抗が小さくなる。このように、温度の変化によってせん断抵抗にバラツキが生じると、転がり軸受１０における振動抑制機能にもバラツキが生じる可能性がある。
しかし、合成樹脂製の保持器１４は、金属製の外輪１１よりも線膨張係数が大きいため、低温時には外輪１１と環状部６０との間の隙間ｔ２が大きくなり、当該隙間ｔ２内の粘性流体５０のせん断抵抗が小さくなる。逆に、高温時には、外輪１１と環状部６０との間の隙間ｔ２が小さくなるので、当該隙間ｔ２内の粘性流体５０のせん断抵抗が大きくなる。これにより、温度変化に伴う動粘度の変化を隙間ｔ２の変化によって打ち消すことができ、せん断抵抗のばらつきを小さくすることができる。
【００４９】
図１０は、本発明の第４実施形態に係る転がり軸受の断面図、図１１は要部の拡大断面図である。本実施形態の転がり軸受１０は、第３実施形態と同様に、外輪１１、内輪１２、玉（転動体）１３、及び保持器１４を備えた深溝玉軸受とされている。また、外輪１１と内輪１２との間の環状空間１５の軸方向両側はシール部材（密封部材）１６によって閉鎖され、当該環状空間１５が密封されている。
【００５０】
本実施形態の保持器１４は、合成樹脂材等によって形成された所謂もみ抜き型の保持器１４であり、軸方向両側に円環状の環状部６０を備え、両環状部６０の間に周方向に複数の柱部６１が架設されている。この保持器１４も転動体案内タイプとされている。また、保持器１４は軸方向に２分割構造とされ、各分割体は図示しないピンによって連結されている。
【００５１】
図１１に示すように、本実施形態においても、環状部６０の外周面６０ａと外輪１１の内周面１１ａとの間、環状部６０の内周面６０ｂと内輪１２の外周面１２ｂとの間には僅かな隙間ｔ２、ｔ３がそれぞれ形成され、この隙間ｔ２，ｔ３には、環状空間１５内の潤滑剤４９（粘性流体５０）が浸入している。したがって、本実施形態においても第３実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５２】
なお、本実施形態は、外輪１１と環状部６０の間、内輪１２と環状部６０の間のいずれか一方のみに粘性流体５０を浸入させる僅かな隙間が形成されていてもよく、軸方向両側の環状部６０のうち一方のみに対して粘性流体５０を浸入させる僅かな隙間が形成されていてもよい。
また、本実施形態においても、特に、外輪１１と環状部６０との間に隙間ｔ２が形成されていることがより好ましく、これによって前述のように温度変化に伴うせん断抵抗のバラツキを小さくすることができる。
【００５３】
以上に説明した各実施形態の転がり軸受１０は、パワーステアリング装置に適用することができる。以下、パワーステアリング装置の概要を簡単に説明する。
図１２は、パワーステアリング装置の模式的な断面図、図１３は、パワーステアリング装置の減速機構を示す断面図である。パワーステアリング装置６７は、例えば自動車に搭載され、ドライバーによるステアリングホイール（図示略）の操作によって回転する操舵軸６９を備えている。この操舵軸６９は、ステアリングホイールが上端部に取り付けられる入力軸７０と、この入力軸７０にトーションバー７１を介して同軸的に連結された出力軸７２とを備えている。
【００５４】
出力軸７２は、車体側に固定されたハウジング７４の内部に転がり軸受７５，７６等を介して回転自在に取り付けられている。また、ハウジング７４内には、操舵軸６９に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサ７７が設けられている。
【００５５】
出力軸７２の下端側は、自在継手７９などを介してラックピニオン式伝達機構８０のピニオン軸８１に連結され、このピニオン軸８１はラック軸８２に噛み合っている。ピニオン軸８１は、転がり軸受８５，８６により、ラックハウジング８７内に回転可能に取り付けられている。また、ラック軸８２は、ラックハウジング８７内に軸方向に摺動自在に収納されている。
【００５６】
さらに、ラック軸８２の左右端部には、ボールジョイント８３及びタイロッド８４を介して左右の操向車輪６８が連結されている。したがって、ステアリングホイールの操作に伴う操舵軸６９の回転は、ラックピニオン式伝達機構８０によって左右方向の直線運動に変換され、操向車輪６８が転舵される。ここに、操舵軸６９、ラックピニオン式伝達機構８０、ボールジョイント８３及びタイロッド８４等は、ステアリングホイールの操作に応じて操向車輪６８を転舵させる操舵機構８８を構成している。
【００５７】
図１３に示すように、操舵軸６９の出力軸７２には、ウォームホイール８９及びこれに噛み合うウォーム９０を有する減速機構９１が接続され、ウォーム９０は、ハウジング７４内に転がり軸受９２，９３を介して回転自在に取り付けられ、操舵補助用の電動モータ９４の回転軸９４ａに接続されている。この電動モータ９４は、トルクセンサ７７や、車速、ステアリングホイールの舵角等に基づいて駆動され、ステアリングホイールから入力された操舵トルクに応じた操舵補助力を発生するようになっている。そして、この減速機構９１と電動モータ９４とによって、ステアリングホイールから操向車輪６８に至る操舵機構８８にモータ動力による操舵補助力を付与する操舵補助機構９６が構成されている。また、本実施形態の操舵補助機構９６は、操舵軸６９に対して操舵補助力を付与する操舵軸アシスト（コラムアシスト）式（Ｃ−ＥＰＳ）とされている。
【００５８】
操舵機構８８を構成する操舵軸６９やピニオン軸８１を回転自在に支持する転がり軸受７５，７６，８５，８６や、操舵補助機構９６を構成するウォーム９０を回転自在に支持する転がり軸受９２，９３等は、上記第１〜第４実施形態において説明したような転がり軸受１０に置きかえることができ、この転がり軸受１０を使用することによって次のような作用効果を奏する。
【００５９】
例えば、自動車が高速で旋回しているとき、通常、操向車輪６９には旋回内向きの大きな力が操舵機構８８や操舵補助機構９６から付与されるが、操向車輪６８が縁石等に乗り上げてしまうと、キックバック入力として旋回外向きの大きな外力が付与され、その外力が操舵機構８８や操舵補助機構９６を介してステアリングホイールに大きな振動として伝達されてドライバーがステアリングホイールを保持しておくことが困難になったり、電動モータ９４に過大なトルクが付与されたりするおそれがある。
そのため、操舵機構８８や操舵補助機構９６を構成する軸を、振動抑制機能を有する転がり軸受１０を介して回転自在に支持してやれば、キックバック入力による外力等で当該軸の回転速度が瞬間的に増大したとしても、転がり軸受１０内の粘性流体５０のせん断抵抗が増大することによって、ステアリングホイールに伝わる振動を抑制し、また、電動モータ９４に入力されるトルクを緩和することができる。
【００６０】
また、振動抑制機能を有する転がり軸受１０は、従来使用されていた転がり軸受の置きかえて使用することができるので、新たな配置スペースを別途確保する必要もなく、パワーステアリング装置６７の大型化や構造の複雑化を伴うこともほとんどない。
【００６１】
なお、振動抑制機能を有する転がり軸受１０は、高速回転になるほどせん断抵抗が増大するため、好ましくは、ステアリングホイールと同程度に低速回転する軸、すなわち操舵軸６９やピニオン軸８１に対して適用することがより好ましい。
【００６２】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、振動抑制機能を有する転がり軸受は、深溝玉軸受に限らず、円筒ころ軸受、円すいころ軸受等の他の転がり軸受であってもよく、また、ラジアル軸受に限らずスラスト軸受であってもよい。
振動抑制機構に使用する粘性流体の種類についても特に限定されるものではなく、動粘度等の所定の条件を満たすものであればよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０：転がり軸受、１１：外輪（第１軌道輪）、１２：内輪（第２軌道輪）、１３：玉（転動体）、１４：保持器、１５：環状空間、１６：シール部材、１７：振動抑制機構、３３：第１回転部材、３４：第２回転部材、４３：第１対向面、４４：第２対向面、４５：密封部材、４９：潤滑剤、５０：粘性流体、６４：潤滑剤、６７：パワーステアリング装置、６８：操向車輪、６９：操舵軸、８１：ピニオン軸、９０：ウォーム軸、８８：操舵機構、９６：操舵補助機構
【図１】
2011085208.tif 000003
【図２】
2011085208.tif 000004
【図３】
2011085208.tif 000005
【図４】
2011085208.tif 000006
【図５】
2011085208.tif 000007
【図６】
2011085208.tif 000008
【図７】
2011085208.tif 000009
【図８】
2011085208.tif 000010
【図９】
2011085208.tif 000011
【図１０】
2011085208.tif 000012
【図１１】
2011085208.tif 000013
【図１２】
2011085208.tif 000014
【図１３】
2011085208.tif 000015