(57)【要約】【課題】転がり軸受装置１において、外輪部材２および内輪部材３のうちの一方から受ける振動を減衰して、振動、騒音の発生を抑制または防止する。【解決手段】外輪部材２および内輪部材３のうちの一方に振動減衰リング６を一体的に取り付け、外輪部材２および内輪部材３のうちの他方に振動減衰リング６を所定のすきまＣを介して径方向から対向させる。前記すきまＣを、ラジアル内部すきまＲｓと等しいか、小さく設定する。これにより、例えば内輪部材３に振動が与えられたとき、振動減衰リング６が前記振動を効果的に減衰するとともに、転動体４から外輪部材２への振動通過を抑制または防止して、振動の増幅を抑制または防止する。【選択図】  図１
2005023998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪部材と内輪部材との間に転動体を複数介装した転がり軸受装置において、
前記外輪部材および前記内輪部材のうちの一方に、自己潤滑性に優れた振動減衰リングが、前記外輪部材および前記内輪部材のうちの他方に所定のすきまＣを介して径方向から対向するように、一体的に取り付けられており、
前記すきまＣが、ラジアル内部すきまＲｓと等しいか、小さく設定されている、転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受装置において、
前記振動減衰リングは、前記外輪部材および前記内輪部材のうちの一方に備える軌道面の一方肩部に圧入嵌合することにより取り付けられて、前記外輪部材および前記内輪部材のうちの他方に備える軌道面の一方肩部との間に前記すきまＣを作るものである、転がり軸受装置。
【請求項３】
径方向内外に同心に配置される外筒および内軸と、前記外筒の内周面に一体的に取り付けられる外輪部材と、前記内軸の外周面に一体的に取り付けられる内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材との間に介装される複数の転動体とを備え、
前記外筒および前記内軸のうちの一方において前記外輪部材または内輪部材の近傍に、自己潤滑性に優れた振動減衰リングが、前記外筒および前記内軸のうちの他方または前記内輪部材または前記外輪部材に所定のすきまＣを介して径方向から対向するように、一体的に取り付けられており、
前記すきまＣが、ラジアル内部すきまＲｓと等しいか、小さく設定されている、転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両用の変速機などでは、ギヤの噛み合いなどに起因して振動が発生するが、この振動は、前記ギヤが設けられる回転軸から、この回転軸を回転自在に支持する転がり軸受を経て、ケーシングへと伝達され、騒音となる。
【０００３】
この他、回転軸を転がり軸受で回転自在に支持するような各種の機械装置であれば、前記転がり軸受の内輪から外輪または外輪から内輪に向けて振動が伝達されることがある。
【０００４】
これに対し、従来、転がり軸受に組み込まれるシールにダンパー材を一体に設け、このダンパー材を外輪の一端面に接触させるようにしたものが考えられている（例えば特許文献１参照）。詳しくは、前記外輪に伝わった振動を、この外輪に接触させてあるダンパー材で減衰させるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−６２９８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例は、前記外輪の一端面にダンパー材を添えるように取り付けている関係より、例えば内輪側で発生した振動が転動体を経て外輪に伝達されるような状況では、振動の伝達経路の下流に位置する外輪の振動を減衰するものの、外輪からケーシングへの振動伝達の主経路上にダンパー材が配置されていないために、転がり軸受全体で見ると振動を減衰する効果が薄いと言える。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外輪部材と内輪部材との間に転動体を複数介装した転がり軸受装置において、前記外輪部材および前記内輪部材のうちの一方に、自己潤滑性に優れた振動減衰リングが、前記外輪部材および前記内輪部材のうちの他方に所定のすきまＣを介して径方向から対向するように、一体的に取り付けられており、前記すきまＣが、ラジアル内部すきまＲｓと等しいか、小さく設定されている、ことを特徴としている。
【０００８】
なお、前記外輪部材は、一般的な転がり軸受に用いられる外輪の他に、内周面に転動体の軌道面を設けて前記軸受外輪を兼用させたケーシングやギヤなどの外筒を含むものである。前記内輪部材は、一般的な転がり軸受に用いられる内輪の他に、外周面に転動体の軌道面を設けて前記軸受内輪を兼用させた軸を含むものである。前記転動体は、玉またはころ（円筒ころ、円すいころ、球面ころ）を含む。前記振動減衰リングは、実施形態の説明欄において具体例を挙げているが、振動減衰性と自己潤滑性を有するものであれば、特に限定されない。本発明の転がり軸受装置は、例えば径方向内外に同心に配置される外筒と内軸とを相対回転可能とするように使用される。
【０００９】
この場合、転がり軸受装置を動作させることに伴い負荷を受けて前記すきまＣが無くなると、振動減衰リングが外輪部材または内輪部材に対してすべり接触することになる。この状態で、外輪部材および内輪部材のうちの一方に振動が与えられたときに、振動減衰リングが前記振動エネルギーを効果的に減衰（または吸収）するとともに、外輪部材および内輪部材のうちの一方から他方への振動通過を抑制または防止して、振動の増幅を抑制または防止する。振動減衰リングは、自己潤滑性に優れたものであるから、上述したようにすべり接触したときの摩擦抵抗が必要以上に増大せずに済む。
【００１０】
本発明の好ましい実施態様としては、前記振動減衰リングを、前記外輪部材および前記内輪部材のうちの一方に備える軌道面の一方肩部に圧入嵌合することにより取り付けて、前記外輪部材および前記内輪部材のうちの他方に備える軌道面の一方肩部との間に前記すきまＣを作るものとすることができる。
【００１１】
このように、振動減衰リングの取り付けを圧入による嵌合としていれば、この嵌合締め代を高精度に管理することによって、前記すきまＣを高精度に管理しやすくなる。
【００１２】
また、本発明は、径方向内外に同心に配置される外筒および内軸と、前記外筒の内周面に一体的に取り付けられる外輪部材と、前記内軸の外周面に一体的に取り付けられる内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材との間に介装される複数の転動体とを備え、前記外筒および前記内軸のうちの一方において前記外輪部材または内輪部材の近傍に、自己潤滑性に優れた振動減衰リングが、前記外筒および前記内軸のうちの他方または前記外輪部材または前記内輪部材に所定のすきまＣを介して径方向から対向するように、一体的に取り付けられており、前記すきまＣが、ラジアル内部すきまＲｓと等しいか、小さく設定されている、ことを特徴としている。
【００１３】
このように、振動減衰リングは、外輪部材や内輪部材に取り付けずに、外輪部材または内輪部材が取り付けられる外筒または内軸に取り付けるようにすることができる。この場合、振動減衰リングの外形寸法が制約されずに済み、振動減衰性を可及的に向上させることが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に含まれる複数の実施形態を、図１から図８に示して説明する。図１〜図４、図８に示す実施形態は、請求項１に対応し、図５〜図７に示す実施形態は、請求項３に対応している。
【００１５】
まず、図１には、本発明の一実施形態を示している。図１は、転がり軸受装置の上半分を示す断面図である。図において、１は転がり軸受装置の全体を示している。この転がり軸受装置１は、外輪部材としての外輪２、内輪部材としての内輪３、複数の例えば玉からなる転動体４、保持器５を備える深溝型玉軸受の形式であり、外輪２と内輪３との間に振動減衰リング６を組み込んでいる。この転がり軸受装置１は、油やグリース等の潤滑剤で潤滑される。
【００１６】
外輪２は、内周面の軸方向中間に溝状の軌道面２ａが一つ設けられており、この軌道面２ａの両肩部２ｂ，２ｃにおいて軸方向外側の領域には、前記肩部２ｂ，２ｃよりも内径寸法が大きく設定された大径面２ｄ，２ｅが設けられている。
【００１７】
内輪３は、外周面の軸方向中間に溝状の軌道面３ａが一つ設けられており、この軌道面３ａの両肩部は軸方向外端まで一定の外径寸法に設定されている。
【００１８】
複数の転動体４は、外輪２と内輪３との間に円周方向に並んで介装されている。
【００１９】
保持器５は、波形保持器と呼ばれるものであり、各転動体４を円周方向のほぼ等間隔に配置するよう保持するポケットを有する。
【００２０】
上述した外輪２、内輪３ならびに転動体４は、例えば高炭素クロム軸受鋼、浸炭軸受用鋼などで形成される。
【００２１】
振動減衰リング６は、外輪２の二つの大径面２ｄ，２ｅの一方に、圧入嵌合することにより一体的に取り付けられており、この振動減衰リング６の内周面は、内輪３の外周面の軸方向一端部に所定のすきまＣを介して径方向からほぼ平行に対向されている。前記すきまＣは、ラジアル内部すきまＲｓと等しいか、小さく設定される。図１には、説明の都合上、すきまＣおよび、ラジアル内部すきまＲｓを誇張して記載している。
【００２２】
上述したラジアル内部すきまＲｓは、一般的に転がり軸受において定義される「残留すきま」とすることができる。この残留すきまは、転がり軸受装置１を使用対象位置に組み込んだ状態において、嵌め合いによる外輪２の収縮量や内輪３の膨張量を、組み込み前の転がり軸受装置１で設定される真のラジアル内部すきまから差し引いたすきまのことである。このことに関連して、前記すきまＣは、転がり軸受装置１に振動減衰リング６を取り付けた状態で、この転がり軸受装置１を使用対象に組み込んだ状態で生じるすきまとしている。
【００２３】
なお、前記ラジアル内部すきまＲｓは、一般的に転がり軸受において定義される「有効すきま」または「運転すきま」とすることもできる。この有効すきまは、前記残留すきまに、転がり軸受装置１の各部の温度差による寸法変化量を加減したすきまのことである。また、運転すきまは、転がり軸受装置１を使用対象位置に組み込んで所定の荷重で回転している状態において、前記有効すきまに転がり軸受装置１の弾性変形量を加えたすきまのことである。いずれにしても、ラジアル内部すきまＲｓに応じて、振動減衰リング６のすきまＣを設定すればよい。
【００２４】
振動減衰リング６は、外輪２や内輪３の素材となる金属よりも優れた振動減衰性および自己潤滑性を有する金属や樹脂とされる。いずれにしても、振動減衰リング６の材料については、振動減衰性、自己潤滑性のみならず、機械的強度や疲労破壊強度などを考慮して選択するのが好ましい。
【００２５】
具体的に、振動減衰リング６としての金属には、一般的に周知の振動減衰性に優れた金属のすべてが含まれるが、例えばＭｎ−Ｃｕ系合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、Ａｌ−Ｚｎ系合金などが好ましい。例えばＭｎ−Ｃｕ系合金は、振動減衰性、自己潤滑性、成形性、加工性、非磁性において優れている。また、振動減衰リング６としての樹脂には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのふっ素系樹脂を挙げることができるが、用途に応じてその他の樹脂も用いることができる。上述した材料による振動エネルギーの消費メカニズムは周知である。
【００２６】
次に、上述した転がり軸受装置１の動作を説明する。転がり軸受装置１を使用対象となる場所に組み込む。例えば、外輪２を非回転の外筒７に一体的に取り付け、内輪３を回転する内軸８に一体的に取り付ける。
【００２７】
この状態において、内軸８およびそれと一体の内輪３を回転させることに伴い、転がり軸受装置１にラジアル荷重などの負荷がかかると、振動減衰リング６の内周面が内輪３にすべり接触する。
【００２８】
ここで、仮に、内軸８側で振動が発生したときは、内軸８と一体の内輪３側で発生した振動を、外輪２に取り付けられて内輪３にすべり接触している振動減衰リング６が効果的に減衰するとともに、内輪３から外輪２への振動通過を抑制または防止して、振動の増幅を抑制または防止する。このように振動減衰リング６が内輪３にすべり接触するが、振動減衰リング６を自己潤滑性に優れた材料で形成しているので、転がり軸受装置１のトルクが必要以上に増大することが抑制される。
【００２９】
ちなみに、前記負荷が、振動減衰リング６と内輪３との間のすきまＣを無くす程度に軽い場合、この負荷を振動減衰リング６が主として受けるが、振動減衰リング６が径方向に弾性変形してラジアル内部すきまＲｓを無くすように大きい場合、この負荷を転動体４が主として受けるようになるので、振動減衰リング６が破損しにくくなる。なお、外輪２を回転、内輪３を非回転とする場合も、上記同様に外輪２から内輪３への振動伝達を抑制できる。
【００３０】
以上説明したように、外輪２または内輪３側で発生する振動を振動伝達経路の上流で振動減衰リング６により減衰するとともに、内輪３または外輪２への振動通過を抑制または防止して、振動の増幅を抑制または防止できるので、転がり軸受装置１全体の振動や騒音の発生レベルを小さく抑えることが可能になる。ちなみに、軽負荷が作用するような状況では、転がり軸受装置１の使用対象場所における動作音が小さいので、僅かな振動でも耳障りになるが、大きな負荷が作用するような状況では、前記動作音が大きいので、僅かな振動はほとんど耳障りにならない。つまり、本実施形態は軽負荷でも振動減衰の効果があるので、有効である。
【００３１】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００３２】
上記実施形態では、外輪２の肩部２ｂに大径面２ｄを設けることによって、振動減衰リング６の径方向寸法を大きくして振動減衰性能を高めるようにしているが、外輪２の肩部２ｂに大径面２ｄを設けずに、肩部２ｂに振動減衰リング６を嵌合させるようにしてもよい。
【００３３】
図２に本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、振動減衰リング６を内輪３の軌道面３ａの一方肩部に圧入嵌合することにより一体的に取り付け、この振動減衰リング６の外周面を外輪２の軌道面２ａの一方の大径面２ｄに所定のすきまＣを介して径方向からほぼ平行に対向させるようにしている。この場合、すきまＣとラジアル内部すきまＲｓとの関係は上記実施形態と同じであり、上記同様の作用、効果が得られる。
【００３４】
図３に本発明の他の実施形態を示している。この実施形態の転がり軸受装置１は、図１に示す実施形態において、内輪３を無くし、内軸８の外周面の所定位置に、転動体４が転動する溝状の軌道面８ａを設けることによって、内軸８を内輪部材としている。振動減衰リング６を、外輪２の大径面２ｄに圧入嵌合することにより一体的に取り付けている。この振動減衰リング６の内周面を、内軸８の軌道面８ａの一方肩部に所定のすきまＣを介して径方向からほぼ平行に対向させている。外輪２は外筒７の内周面に嵌合されている。この場合も、すきまＣとラジアル内部すきまＲｓとの関係は上記実施形態と同じであり、上記同様の作用、効果が得られる。
【００３５】
なお、図３に示す実施形態において、振動減衰リング６を、内軸８側に取り付けて、外輪２との間にすきまＣを作るようにしてもよい。
【００３６】
図４に本発明の他の実施形態を示している。この実施形態の転がり軸受装置１は、図１に示す実施形態において、外輪２を無くし、外筒７の内周面の所定位置に、転動体４が転動する溝状の軌道面７ａを設けることによって、外筒７を外輪部材としている。振動減衰リング６を、内輪３の軌道面３ａの一方肩部に圧入嵌合することにより一体的に取り付けている。この振動減衰リング６の外周面を、外筒７の軌道面７ａの一方肩部に所定のすきまＣを介して径方向からほぼ平行に対向させている。内輪３は内軸８の外周面に嵌合されている。この場合も、すきまＣとラジアル内部すきまＲｓとの関係は上記実施形態と同じであり、上記同様の作用、効果が得られる。
【００３７】
なお、図４に示す実施形態において、振動減衰リング６を、外筒７側に取り付けて、内輪３との間にすきまＣを作るようにしてもよい。
【００３８】
図５に本発明の他の実施形態を示している。この実施形態の転がり軸受装置１の基本構成は、上記実施形態と同様であるので、その説明を省略するが、振動減衰リング６を外輪２の近傍に添えるように設けている。つまり、振動減衰リング６を外筒７の内周面において外輪２の一側に圧入嵌合することにより一体的に取り付け、この振動減衰リング６の内周面を内軸８の外周面に所定のすきまＣを介して径方向からほぼ平行に対向させている。振動減衰リング６は、スナップリングやＣ形リングなどの止め輪９でもって軸方向に抜け止めされている。止め輪９は、外筒７の内周面に設けてある周溝７ｂに係合されている。この場合も、すきまＣとラジアル内部すきまＲｓとの関係は上記実施形態と同じであり、上記同様の作用、効果が得られる。
【００３９】
なお、図５に示す実施形態において、振動減衰リング６を、内軸８側に取り付けて、外筒７との間にすきまＣを作るようにしてもよい。また、図５に示す実施形態において、例えば内輪３の軸方向一端（図の左端）を延ばして、この内輪３の延長部分の外周面に振動減衰リング６の内周面を径方向からほぼ平行に対向させることによって、すきまＣを作るようにしてもよい。
【００４０】
図６に本発明の他の実施形態を示している。この実施形態の転がり軸受装置１の基本構成は、図３に示す実施形態と同様であるので、その説明を省略するが、振動減衰リング６を外筒７の内周面において外輪２の一側に一体的に取り付け、この振動減衰リング６の内周面を内軸８の軌道面８ａの一方肩部に所定のすきまＣを介して径方向からほぼ平行に対向させている。この場合も、すきまＣとラジアル内部すきまＲｓとの関係は上記実施形態と同じであり、上記同様の作用、効果が得られる。
【００４１】
図７に本発明の他の実施形態を示している。この実施形態の転がり軸受装置１の基本構成は、図４に示す実施形態と同様であるので、その説明を省略するが、振動減衰リング６を内軸８の外周面において内輪３の一側に一体的に取り付け、この振動減衰リング６の外周面を外筒７の軌道面７ａの一方肩部に所定のすきまＣを介して径方向からほぼ平行に対向させている。この場合も、すきまＣとラジアル内部すきまＲｓとの関係は上記実施形態と同じであり、上記同様の作用、効果が得られる。
【００４２】
本発明は、複列の玉軸受や、単列または複列のころ軸受などにも適用できる。
【００４３】
上記各実施形態で示した振動減衰リング６の形状は、特に限定されるものではなく、例えば図８に示すように、全体を薄肉として、内周側に軸受内部に向けて延びる内筒部６ａを設け、外周側に径方向内向きに折り返した外筒部６ｂを設けたような形状としてもよい。図８に示す転がり軸受装置１は、図１と基本構成を同じにしている。但し、外輪２の軌道面２ａの大径面２ｄ，２ｅを周溝形状にし、一方の大径面２ｄに振動減衰リング６の外筒部６ｂを嵌合させることによって、振動減衰リング６の内筒部６ａを内輪３に所定のすきまＣを介して径方向からほぼ平行に対向させるようにしている。このすきまＣとラジアル内部すきまＲｓとの関係は上記実施形態と同様にする。
【００４４】
上記振動減衰リング６は、外輪２または内輪３の軸方向両肩部や、外輪２または内輪３の軸方向両側に設けてもよい。
【００４５】
上述したような各実施形態の転がり軸受装置１は、例えば自動車などの車両用のトランスミッションやデファレンシャルの内部に好適に用いることができる。その場合、トランスミッションやデファレンシャルの内部の振動を抑制して騒音抑制を図るうえで有利となる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、外輪部材および内輪部材のうちの一方から入力される振動を効果的に減衰するとともに、外輪部材および内輪部材のうちの他方への振動通過を抑制または防止して、振動の増幅を抑制または防止できる。したがって、転がり軸受装置で回転支持する装置などの動作中の振動、騒音を抑制するうえで有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の上半分を示す断面図
【図２】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の上半分を示す断面図
【図３】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の上半分を示す断面図
【図４】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の上半分を示す断面図
【図５】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の上半分を示す断面図
【図６】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の上半分を示す断面図
【図７】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の上半分を示す断面図
【図８】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の上半分を示す断面図
【符号の説明】
１    転がり軸受装置          ２    外輪
３    内輪                    ４    転動体
６    振動減衰リング
【図１】
2005023998.tif 000003
【図２】
2005023998.tif 000004
【図３】
2005023998.tif 000005
【図４】
2005023998.tif 000006
【図５】
2005023998.tif 000007
【図６】
2005023998.tif 000008
【図７】
2005023998.tif 000009
【図８】
2005023998.tif 000010