(57)【要約】【課題】大形から小形の軸受まで適用でき、簡単な構造でダンピング効果を得ることのできるようにしたダンパ要素を提供する。【解決手段】軸線方向の少なくとも一端が開放された筒状体（３０）の壁面の厚み内には微細幅のスリット（３１）をほぼ壁面に沿って延びかつその側縁部分がばね性を有するように面状に形成し、面状スリットの一部は筒状体から開放し、又面状スリット内には粘性流体を充満させる。対象体（１０）の振動によって面状スリットの側縁部分が移動又は変形するとともに粘性流体を流動させることにより、面状スリットの側縁部分のばね作用と粘性流体の流動に対する抵抗作用とによって対象体の振動を減衰させる。このダンバ要素はねじりダンパとしても利用できる。【選択図】  図２
2004278580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象体の振動を減衰させるダンパ要素であって、
その全体は軸線方向の少なくとも一端が開放された筒状をなし、
その筒状体の壁面の厚み内には微細幅のスリットがほぼ壁面に沿って延びかつその側縁部分がばね性を有するように面状に形成されるとともに、該面状スリットの一部が上記筒状体から開放され、上記面状スリット内には粘性流体が充満されており、
上記対象体の振動によって上記面状スリットの側縁部分が径方向に移動又は変形するとともに上記粘性流体を流動させることにより、上記面状スリットの側縁部分のばね作用と上記粘性流体の流動に対する抵抗作用とによって上記対象体の振動が減衰されるようになしたことを特徴とする筒状ダンパ要素。
【請求項２】
上記筒状体は外面側が取付け基部に取付けられるとともに内面側に振動を減衰させるべき上記対象体が支持されるような筒状をなしている請求項１記載の筒状ダンパ要素。
【請求項３】
上記筒状体には上記面状スリットに連通され、上記粘性流体を供給する流体供給口が形成されている請求項１又は２記載の筒状ダンパ要素。
【請求項４】
上記筒状体が円筒状をなし、その軸線方向の両端面には上記面状スリットが開放されている請求項１ないし３のいずれかに記載の筒状ダンパ要素。
【請求項５】
上記筒状体はころがり軸受又はすべり軸受が嵌入されるカラーである請求項１ないし４のいずれかに記載の筒状ダンパ要素。
【請求項６】
上記筒状体の壁面内には複数の上記面状スリットが形成されている請求項１ないし５のいずれか記載の筒状ダンパ要素。
【請求項７】
２つの回転体の間に設けられ、回転体の間の回転方向のねじれを吸収するダンパ要素であって、
その全体は軸線方向の少なくとも一端が開放され、一方の回転体が挿入されて支持され、その外部に他方の回転体が支持される筒状をなし、
その筒状体の壁面の厚み内には微細幅のスリットがほぼ壁面に沿って延びかつその側縁部分がばね性を有するように面状に形成されるとともに、該面状スリットの一部が上記筒状体から開放され、上記面状スリット内には粘性流体が充満されており、
上記２つの回転体の間のねじれによって上記面状スリットの側縁部分が周方向に移動又は変形するとともに上記粘性流体を流動させることにより、上記面状スリットの側縁部分のばね作用と上記粘性流体の流動に対する抵抗作用とによって上記回転体の間のねじれが吸収されるようになしたことを特徴とするねじりダンパ要素。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は筒状ダンパ要素に関し、特に小形かつ簡単な構造でダンピング効果（振動減衰効果）を得ることのできるようにしたダンパ要素に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、軸受で回転軸を支持した場合、回転軸の回転数を増加させると、回転軸の固有の回転数域において軸受及び回転軸を含む構造体が共振し（図５の特性Ｇ参照）、振動音が発生するとともに、その振動の大きさが安全値（図５のａ参照）を越える回転数（危険回転数）になると、構造体の破損や損傷が招来されるおそれがある。
【０００３】
これに対し、回転軸を極端に太くするか、あるいは回転軸を高速回転させずに使用し、図５にＨで示される特性で使用することが行われていた。また、振動音を抑制すべく軸受をばね部材で支持すると、図５の特性Ｅで示されるように、危険回転数が低下し、使用回転数に達する迄に構造体の破損や損傷が招来されるおそれがある。このような問題に対し、ダンパ装置を設け、共振回転数域における振動の大きさを減衰させ、装置の安全性を保証することが行われる。
【０００４】
従来、この種のダンパ装置には軸受の外側をカラーで受け、カラーとハウジングとの間に一対のＯリングを相互に間隔をあけて介在させ、所定隙間の空間を形成し、その空間内に油等の粘性流体を封入し、回転軸が振動すると、Ｏリングが変形されてカラーが変位し、そのとき隙間内の粘性流体が移動され、その粘性流体のダンピング効果によって振動を減衰させる方式のものが知られている（特許文献１、参照）。
【０００５】
また、円筒壁面に軸線方向に延びる複数の長溝を周面方向に相互に間隔をあけて形成したゲージ状の保持ばねをハウジンクに支持し、この保持ばねによって軸受を弾性支持し、回転軸が振動すると、保持ばねが弾性変形することによってその振動を減衰させる方式も知られている。
【０００６】
さらに、軸受外側のカラーに軸線方向に複数の弾性ピンを周方向に間隔をあけて挿通し、弾性ピンの両端をハウジング等に取付け、回転軸が振動すると、弾性ピンが弾性変形することによってその振動を減衰させる方式が知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５２−１５９５１号公報
【０００８】
【発明が解決ようとする課題】
しかし、上記従来のダンパ装置は比較的大形の軸受に適用することを目的とし、構造が複雑で、高価であるという問題があった。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑み、大形の軸受から小形の軸受まで適用でき、簡単な構造でダンピング効果を得ることのできるようにしたダンパを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本件発明者は上述の課題を解決すべく鋭意研究したところ、軸受外側のカラーの厚み内に微小幅のスリットを面状に形成し、この面状スリットにオイル等の粘性流体を充満させると、回転軸の振動に応じて面状スリットの側縁部分、例えば内側縁部分が径方向に移動又は変形して粘性流体を流動させ、その時の面状スリットの側縁部分のばね作用と粘性流体の流動に対する抵抗作用とによって振動を減衰でき、ダンパ装置ではなく、１つの機械的な要素としてダンパを構成できることを知見するに至った。
【００１１】
そこで、本発明に係る筒状ダンパ要素は、対象体の振動を減衰させるダンパ要素であって、その全体は軸線方向の少なくとも一端が開放された筒状をなし、その筒状体の壁面の厚み内には微細幅のスリットがほぼ壁面に沿って延びかつその側縁部分がばね性を有するように面状に形成されるとともに、該面状スリットの一部が上記筒状体から開放され、上記面状スリット内には粘性流体が充満されており、上記対象体の振動によって上記面状スリットの側縁部分が径方向に移動又は変形するとともに上記粘性流体を流動させることにより、上記面状スリットの側縁部分のばね作用と上記粘性流体の流動に対する抵抗作用とによって上記対象体の振動が減衰されるようになしたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の特徴の１つは筒状体の壁面の厚み内に面状スリットを形成し、面状スリット内にオイル等の粘性流体を充満させてダンパ要素を構成するようにした点にある。
【００１３】
これにより、例えば筒状体の内面側に支持した軸受が回転軸の振動を受けると、筒状体の面状スリットの側縁部分が径方向に移動又は変形して面状スリットが変形し、内部の粘性流体が流動され、その時の面状スリットの側縁部分がばねとして作用するとともに、粘性流体が流動に対して抵抗を示し、回転軸の振動が減衰されることとなる。
【００１４】
筒状体とハウジング等の取付け基部及び軸受や回転軸等の対象体との関係は筒状体の外側を対象体、内側を取付け基部としてもよいが、回転軸や軸受の場合には逆にしてもよい。即ち、筒状体の外面側は取付け基部に取付け、筒状体の内面側に振動を減衰させるべき対象体を支持するのがよい。
【００１５】
面状スリットはその一部が開放されているので、粘性流体は面状スリットから押し出されることがある。そこで、面状スリットには粘性流体を供給できるように構成するのが好ましい。即ち、筒状体には面状スリットに連通され、粘性流体を供給する流体供給口が形成されているのが好ましい。この場合、面状スリットはその幅が微小幅であるので、面状スリットの幅が狭められて粘性流体が押し出され、面状スリットが元の状態に復帰すると、粘性流体が流体供給口から吸い込まれて当初の充満した状態に自然に戻ることとなる。
【００１６】
対象体はころがり軸受、すべり軸受、回転軸、その他の振動を起こすものであればよい。ころがり軸受やすべり軸受の場合、筒状体はころがり軸受やすべり軸受が嵌入されるカラーを利用することもでき、例えばころがり軸受及びカラーの組立て体を標準化し、既存のものと交換できるようにすることもできる。
【００１７】
また、筒状体自体をすべり軸受とすることもできる。この場合には面状スリットの側縁部分のばね定数をスリットの形状によって任意に制御できるので、回転軸の高速回転時における振動安定性を大幅に向上できる。
【００１８】
筒状体の材料は特に限定されず、面状スリットの側縁部分がばね性を有するものであればどのような材料、例えばＳＵＳ等でもよい。
【００１９】
筒状体は少なくとも軸線方向の一方が開放された筒状であればどのような形状でもよい。例えば、内外面が多角形状の筒状でもよく、又任意の外面で、かつ内面が波形をほぼ円形や多角形状に連続させて筒状でもよいが、円筒状の軸受あるいは回転軸等に適用されることを考えると、円筒状が好ましい。筒状体が円筒状をなす場合、製造上、その軸線方向の両端面には面状スリットが開放されているのがよい。
【００２０】
面状スリットの形状は筒状体の壁面の厚み内には微細幅のスリットがほぼ壁面に沿って延びかつその側縁部分がばね性を有するような面状であればよく、例えば筒状体の壁面に沿って延びる面状でもよく、又途中で折り返されて延びる二重の面状でもよく、さらに始端が壁面の厚み内で始まり、終端側が筒状体の外面又は内面で開放されるような面状でもよい。
【００２１】
また、面状スリットの数は１つでもよく、又複数であってもよい。複数の場合には筒状体の径方向の振動を均等に受け得るように筒状体の軸線に対して対称に設けるのがよい。
【００２２】
面状スリットの形成方法は特に限定されないが、例えばワイヤーカット放電加工等の放電加工やレーザ加工を用いることができる。
【００２３】
面状スリットの幅は微小幅であればよく、筒状体の大きさ、材質、所期のばね定数、粘性流体の物性（例えば、粘度等）、減衰させるべき振動の周波数や振幅等に応じて適宜設定するのがよい。本件発明者らの実験によれば実用上は０．５ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以下に設定するのがよいことが確認された。面状スリットの幅が０．５ｍｍを超えると、粘性流体が常に洩れ出し、期待したダンピング効果が得られない。
【００２４】
また、本件発明者らの実験によれば本件発明のダンパ要素はねじりダンパとしても利用することができることが分かった。即ち、回転軸を２つに分割し、その対向する端部を筒状体に支持すると、一方（又は他方）の回転軸の回転が他方（又は一方）の回転軸に伝達される時に回転方向のねじれが発生するが、面状スリットの側縁部分のばね作用と粘性流体の粘性による抵抗作用とによってねじれを吸収することができる。
【００２５】
即ち、本発明によれば、２つの回転体の間に設けられ、回転体の間の回転方向のねじれを吸収するダンパ要素であって、その全体は軸線方向の少なくとも一端が開放され、一方の回転体が挿入されて支持され、その外部に他方の回転体が支持される筒状をなし、その筒状体の壁面の厚み内には微細幅のスリットがほぼ壁面に沿って延びかつその側縁部分がばね性を有するように面状に形成されるとともに、該面状スリットの一部が上記筒状体から開放され、上記面状スリット内には粘性流体が充満されており、上記２つの回転体の間のねじれによって上記面状スリットの側縁部分が周方向に移動又は変形するとともに上記粘性流体を流動させることにより、上記面状スリットの側縁部分のばね作用と上記粘性流体の流動に対する抵抗作用とによって上記回転体の間のねじれが吸収されるようになしたことを特徴とするねじりダンパ要素を提供することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は本発明に係る筒状ダンパ要素の好ましい実施形態を示す。図において、回転軸１０はころがり軸受２０によって回転自在に支持され、ころがり軸受２０の外側には円筒状のカラー（筒状体）３０の内側に挿入され、カラー３０の一端縁の突起部３４によって位置決めされ、カラー３０はハウジング（取付け基部）５０に挟持されて保持されている。
【００２７】
このカラー３０の壁面の厚み内には２つの微小幅（例えば、幅０．２ｍｍ）の面状スリット３１がほぼ壁面に沿ってほぼ１周の距離だけ延びた後、中心方向に滑らかに折れ曲がり、さらに円周のほぼ０．５回の距離だけ延び、又軸線方向には全長にわたって延びるように面状に形成されることによって面状スリット３１の側縁にはばね性が付与されている。
【００２８】
また、面状カラー３１の周方向の両端には面状スリット３１の幅よりも大径の円形穴３６が軸線方向に全長にわたって形成されている。この円形穴３６はワイヤーカット放電加工によって面状スリット３１を形成する際に、ワイヤーを挿通するための穴であるが、加工後には面状スリット３１の端部に亀裂が発生するのを防止する穴として機能するようになっている。
【００２９】
また、ハウジング５０にはオイル供給パイプ４０が取付けられるとともに、カラー３０の外周面にはオイル供給通路３３が形成され、オイル供給通路３３にはオイル供給パイプ４０の内部通路４１が連通され、又カラー３０の壁面にはオイル供給口３２がほぼ等しい角度間隔をあけて形成され、オイル供給口３２はオイル供給通路３３と連通され、面状スリット３１内にはオイル（粘性流体）が供給されて充満されている。
【００３０】
次に、カラー３０の作用について説明する。回転軸１０が回転され、加工精度等に起因して回転軸１０及びころがり軸受２０に振動が発生することがある。すると、本例のカラー３０ではその面状スリット３１の側縁部分がばね性を有するので、面状スリット３１の側縁部分がころがり軸受２０の径方向の振動（例えば図２の矢印Ａ参照）を受けると、面状スリット３１の側縁部分はそのばね力に抗して弾性変形され、面状スリット３１の幅を狭くする。
【００３１】
すると、面状スリット３１の幅が狭くなると、その部分における内部のオイルが流動され、一部は面状スリット３１から押し出される。このとき、面状スリット３１の側縁部分がばねとして作用するとともに、オイルが流動に対して抵抗を示し、上記回転軸１０及び軸受２０の振動が大幅に減衰される（図５の特性Ｆ参照）。このことは本件発明者らの試作したダンパ要素によっても確認された。
【００３２】
面状スリット３１の側縁部分が上記とは逆方向の振動（図２の矢印Ｂ参照）を受けると、その方向の部分では上記と同様の作用によってその振動は減衰される。また、上記Ａ方向の部分では面状スリット３１はばね力によって元の状態に復帰し、そのとき面状スリット３１の幅が拡がることによってオイル供給通路３３内のオイルがオイル供給口３２を経て吸い込まれて元の状態に充満される。
【００３３】
また、オイル供給通路３３内のオイルが不足すると、オイル供給パイプ４０からオイルが供給される。
【００３４】
上述の作用は図２の矢印Ｃ、Ｄ方向等、カラー３０の径方向の振動に対しても同様である。
【００３５】
また、本例のころがり軸受２０及びカラー３０は予め組付けておくと、既存のころがり軸受及びカラーと交換できる。
【００３６】
図３は他の実施形態を示し、図において図１及び図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。これら２つの例では面状スリット３１のカラー３０の壁面厚み内の形状を第１の実施形態と異なる形状としている。このように面状スリット３１の形状を異ならせることによってその側縁部分を異なるばね定数にすることができる。
【００３７】
図４は面状スリットのカラーの壁面厚み内の形状のさらに他の実施形態を示す。面状スリットは図４の（ａ）（ｂ）に示されるように始端が壁面の厚み内で始まり、終端がカラーの外面（内面でもよい）で開放されるような面状とすることもできる。
【００３８】
また、面状スリットは図４の（ｃ）（ｄ）に示されるように、始端が壁面の厚み内で始まり、途中で折り返されて延びる二重とし、終端がカラーの外面（内面でもよい）で開放されるような面状とすることもできる。
【００３９】
さらに、面状スリットは図４の（ｅ）（ｆ）に示されるように、始端が壁面の厚み内で始まり、途中で折り返されて延びる二重とし、終端がカラーの外面（内面でもよい）で開放されるような面状と、逆の形状の面状との組合せを一対とし、これらの対を複数設けるようにしてもよい。
【００４０】
図６は本発明に係るねじりダンパ要素の概念を模式的に示す。図において図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例のねじりダンパ要素では２つの回転軸（回転体）６０、６１の対向する端部の一方６０を筒状体３０の内面に挿入して支持するとともに、他方の回転体６１をカラー６２を介して筒状体３０の外面に支持することにより、１つの回転軸が構成されている。
【００４１】
今、回転軸６０を駆動側、回転軸６１を被駆動側とする。回転軸６０が回転されると、その回転は筒状体３０及びカラー６２を介して回転軸６１に伝達され、そのとき回転軸６０と回転軸６１との間には回転方向のねじれが発生する。すると、筒状体３０では微細幅の面状スリット３１が周方向に変形し又は移動し、面状スリット３１内のオイル等の粘性流体を流動させ、このときの面状スリット３１の側縁部分のばね作用と、粘性流体の粘性による抵抗作用とによって回転軸６０、６１のねじれは吸収されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る筒状ダンパ要素の好ましい実施形態を示す斜視図である。
【図２】上記実施形態におけるカラー（筒状体）を示す端面図である。
【図３】他の実施形態を示す図である。
【図４】さらに他の実施形態を示す図である。
【図５】ダンピング効果を説明するための図である。
【図６】本発明に係るねじりダンパ要素の概念を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０    回転軸
２０    ころがり軸受
３０    カラー（筒状体）
３１    面状スリット
３２    オイル供給口
４０    ハウジング（取付け基部）
６０、６１      回転軸（回転体）
【図１】
2004278580.tif 000003
【図２】
2004278580.tif 000004
【図３】
2004278580.tif 000005
【図４】
2004278580.tif 000006
【図５】
2004278580.tif 000007
【図６】
2004278580.tif 000008