(57)【要約】【課題】ころ軸受１に用いるころ４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、騒音の発生を寄せまたは防止する。【解決手段】中空形状のころ４の孔４ａ内に振動減衰材５を、孔４ａを形成する内周面に接触した状態で入れた。このころ４を用いてころ軸受１を構成すると、例えば内輪部材３からころ４に振動が伝達されたとき、振動減衰材５が前記振動を効果的に減衰するとともに、ころ４から外輪部材２への振動通過が抑制される。【選択図】  図１
2005023997.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として介装される金属製のころにおいて、
転動中心となる軸線上に軸方向に貫通する孔が設けられることで中空形状とされており、前記孔内に振動減衰材が前記孔を形成する内周面に接触した状態で入れられている、ころ。
【請求項２】
請求項１に記載のころにおいて、
一端面が、前記外輪部材または前記内輪部材の少なくとも一方の軸方向一端に径方向に延びるよう形成される鍔の内面で、摺動案内されるものであり、外周面から内周面までの厚みが、前記鍔の径方向寸法と同等か、あるいは大きく設定されている、ころ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のころにおいて、
前記振動減衰材は、前記ころの素材となる金属よりも優れた振動減衰作用を発揮する金属、樹脂および合成ゴムの中から選択された１つである、ころ。
【請求項４】
外輪部材と内輪部材との間に転動体としての金属製のころが複数介装されたころ軸受において、
前記ころが、請求項１〜３のいずれかに記載のころとされている、ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ころ軸受用のころ、ならびにころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両用のトランスミッションやデファレンシャルでは、ギヤなど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ころ軸受を経て、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、従来から、前記ころ軸受に備えるころに振動減衰リングを装着することが考えられている（例えば特許文献１参照）。この振動減衰リングは、中実のころの外周面の軸方向数ヶ所に設けた周溝に嵌め入れたり、中実のころの軸方向両端面に設けた環状溝に嵌め入れたり、あるいは、中空のころの中空部分の軸方向数ヶ所に設けた径大な周溝に嵌め入れたりしている。なお、振動減衰リングは、ころに設けた周溝や環状溝に遊びを持つ状態で取り付けている。但し、振動減衰リングを前記周溝や環状溝に適当な締め代を持つ状態で取り付けてもよいとしている。
【０００５】
【特許文献１】
実開平４−３９４１９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、前記ころ軸受で支持する回転軸の振動に伴いころに振動が伝達したときに、振動減衰リングがころの表面と互いに摩擦し、この摩擦に伴ってころの振動エネルギーを吸収する、という説明がされている。
【０００７】
しかしながら、ころに振動減衰リングを単に添えるように取り付けただけでは、例えば、内輪側で発生した振動がころに与えられると、中実のころの場合には、振動がころの中心部分を通って外輪側へと通過されやすくなり、また、中空のころの場合には、振動がころの環状に連なる内部を伝って外輪側へと通過されやすくなるなど、振動減衰の効果が薄いと言える。
【０００８】
【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として介装される金属製のころにおいて、転動中心となる軸線上に軸方向に貫通する孔が設けられることで中空形状とされており、前記孔内に振動減衰材が前記孔を形成する内周面に接触した状態で入れられていることを特徴としている。
【０００９】
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。前記ころは、円筒ころ、円すいころ、球面ころを含む。
【００１０】
この場合、ころを外輪部材と内輪部材との間に介装してころ軸受とした場合において、外輪部材および内輪部材のうちの一方から振動がころに伝達されたときに、ころの中心部分に一体となるように入れている振動減衰材が前記振動エネルギーを効果的に減衰（または吸収）するようになる。これにより、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が抑制または防止される。
【００１１】
本発明の好ましい実施態様としては、前記ころの一端面を、前記外輪部材または前記内輪部材の少なくとも一方の軸方向一端に径方向に延びるように形成される鍔の内面で、摺動案内されるものとし、前記ころの外周面から内周面までの厚みを、前記鍔の径方向寸法と同等か、あるいは大きく設定することができる。
【００１２】
この場合、ころの一端面が鍔に摺動案内されるときに、前記鍔に前記振動減衰材が接触せずに済むので、ころの転がり抵抗が必要以上に増大することが抑制される。
【００１３】
本発明の好ましい実施態様としては、前記振動減衰材を、前記ころの素材となる金属よりも優れた振動減衰作用を発揮する金属、樹脂および合成ゴムの中から選択された１つとすることができる。このように、振動減衰材の種類は、特に限定されるものではない。
【００１４】
本発明は、外輪部材と内輪部材との間に転動体としての金属製のころが複数介装されたころ軸受において、前記ころを上述した特徴を持つ構成とすることができる。
【００１５】
この場合、振動減衰作用の優れたころを用いているから、外輪部材および内輪部材のうちの一方で発生した振動がころに伝達されても、ころの内部で振動が効果的に減衰されて、外輪部材および内輪部材のうちの他方への振動通過が抑制または防止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の一実施形態を示している。図１は、円筒ころ軸受の上半分を示す断面図である。図において、１はＮＵ形の円筒ころ軸受の全体を示している。この円筒ころ軸受１は、外輪２、内輪３、複数のころ４を備えている。この円筒ころ軸受１は、油やグリース等の潤滑剤で潤滑される。
【００１７】
外輪２は、内周面の軸方向中間に軌道面２ａが設けられており、この軌道面２ａの軸方向両端に径方向内向きに延びる鍔２ｂ，２ｃが設けられている。
【００１８】
内輪３は、外周面の軸方向中間に軌道面３ａが設けられており、この軌道面３ａの軸方向両端部分はそれぞれ端縁側へ向けて漸次縮径するような形状になっている。
【００１９】
複数のころ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るもので、円筒形状に形成されている。つまり、このころ４は、その転動中心となる軸線Ｘ上に軸方向に貫通する孔４ａが設けられることで中空形状になっている。この孔４ａの径は、軸方向全長にわたって同じになっている。
【００２０】
なお、この実施形態で例示している円筒ころ軸受１では、各ころ４を円周方向のほぼ等間隔に配置するよう保持する保持器を用いていないタイプとしているが、保持器を用いるタイプとすることができる。
【００２１】
上述した外輪２、内輪３ならびにころ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。
【００２２】
ところで、上述したころ４の孔４ａ内には、振動減衰材５を、孔４ａを形成する内周面に接触させた状態で入れている。振動減衰材５は、ころ４の素材となる金属よりも優れた振動減衰性を有する金属、樹脂および合成ゴムなどとされる。いずれにしても、振動減衰材５の材料については、振動減衰性能のみならず、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。
【００２３】
具体的に、振動減衰材５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、Ｍｇ−Ｚｒ系合金、Ａｌ−Ｚｎ系合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ系合金、Ｍｇ系合金、１２％Ｃｒ鋼、高炭素片状黒鉛鋳鉄、片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄などが好ましい。例えばＭｎ−Ｃｕ系合金は、振動減衰性、成形性、加工性、非磁性において優れている。また、振動減衰材５としての樹脂には、ウレタン系、エステル系、アミド系などを挙げることができる。さらに、振動減衰材５としての合成ゴムには、アクリルゴム、ニトリルゴム、シリコンゴムなどを挙げることができる。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。
【００２４】
このような金属や樹脂からなる振動減衰材５は、予め円柱形に形成しておいてから、ころ４の孔４ａ内に圧入により嵌合することができる。この圧入による嵌合は、負の締め代を持つ状態となるので、孔４ａを形成する内周面に振動減衰材５が接する状態になるとともに、ころ４と振動減衰材５とが一体化される。この他、振動減衰材５を樹脂とする場合には、孔４ａ内に溶融状態で充填してから固化させるようにすることも可能である。このように、ころ４の孔４ａに対する振動減衰材５の入れ方は、特に限定されない。
【００２５】
ところで、ころ４は、その両端面が、転動に伴い、外輪２の鍔２ｂ，２ｃの内面で摺動案内されるようになっている。そこで、ころ４の外周面から内周面までの厚みｈ１を、鍔２ｂ，２ｃの径方向寸法ｈ２と同等か、あるいは大きく設定している。前記同等とは、同じかもしくは僅かに小さい場合も含まれる。このようにすれば、振動減衰材５が外輪２の鍔２ｂ，２ｃの内面に接触せずに済み、ころ４の転がり抵抗が必要以上に増大することが抑制される。
【００２６】
以上説明した実施形態では、図示しないが、例えば外輪２を非回転の外筒に一体的に取り付け、内輪３を回転する軸に一体的に取り付ける場合、前記軸の回転に伴い振動すると、内輪３からころ４に振動が伝達されるが、この振動はころ４の中心部に一体となるように入れてある振動減衰材５で効果的に減衰されるようになる。これにより、ころ４から外輪２への振動通過を抑制できるので、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。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。
【００２７】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００２８】
本発明は、Ｎ形、ＮＪ形、ＮＦ形などいろいろなタイプの円筒ころ軸受に適用できる。また、本発明は、図２に示す円すいころ軸受１０や、図３に示す複列円すいころ軸受２０の他、図示しない球面ころ軸受など斜接ころ軸受全般に適用できる。
【００２９】
図２に示す円すいころ軸受１０は、外輪１２と、内輪１３と、円すい形状のころ１４と、保持器１５とを備えている。この円すいころ軸受１０は、油やグリース等の潤滑剤で潤滑される。
【００３０】
外輪１２は、その内周面の軸方向全体に一端から他端へ向けて漸次拡径するテーパ形の軌道面１２ａが形成されている。内輪１３は、その外周面の軸方向中間領域に軸方向一端側から他端側へ向けて漸次拡径するテーパ形の軌道面１３ａが設けられており、この軌道面１３ａの大径側に径方向外向きに延びる大鍔１３ｂが、小径側に径方向外向きに延びる小鍔１３ｃが形成されている。保持器１５は、金属板のプレス加工品などであり、円周方向の複数箇所に径方向内外に貫通するポケット１５ａが設けられている。このポケット１５ａ内にころ１４が回転自在に収納されている。なお、ころ１４は、その大端面が内輪１３の大鍔１３ｂの内面で摺動案内される。
【００３１】
この実施形態では、円すい形状のころ１４の転動中心となる軸線Ｘ上に軸方向に貫通する孔１４ａが設けられることで中空形状になっている。この孔１４ａの径は、軸方向全長にわたって同じになっている。この孔１４ａ内に、振動減衰材１６が孔１４ａを形成する内周面に接触した状態で入れられている。この振動減衰材１６は、上記実施形態で説明したものと全く同じである。
【００３２】
図３に示す複列円すいころ軸受２０は、外向きタイプであり、単一の外輪２１、二つの内輪２２，２３、二列のころ２４，２５、二つの保持器２６，２７とを備えている。外輪２１は、内径に軸方向に並ぶ円すい形状の第１、第２軌道面２１ａ，２１ｂを有している。二つの内輪２２，２３は、いずれも、図２に示す内輪１３と同じものであり、左右対称に配置される。この内輪２２，２３には、軌道面２２ａ，２３ａと、大鍔２２ｂ，２３ｂと、小鍔２２ｃ，２３ｃとを備えている。二つの保持器２６，２７は、いずれも、図２に示す保持器１５と同じものであり、左右対称に配置される。また、ころ２４，２５は、図２に示したころ１４と同じものであり、その中心に形成される孔２４ａ，２５ａに振動減衰材２８が孔２４ａを形成する内周面に接触した状態で入れられている。
【００３３】
これら図２や図３に示す実施形態でも、上記図１に示した実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００３４】
上記各実施形態において、振動減衰材５，１６，２８は、中空形状にしてもよいし、図４および図５に示すように、ころ４の孔４ａ内に、柔軟性を有するシート形状の振動減衰材５を丸めた状態で入れるようにしてもよい。この状態では、振動減衰材５が、その弾性復元力により、ころ４の孔４ａを形成する内周面に対して圧接されるようになっている。この実施形態でも、上述した各実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００３５】
上述したような円筒ころ軸受１や、円すいころ軸受１０や、複列円すいころ軸受２０は、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用いられる円筒ころ軸受や円すいころ軸受として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。
【００３６】
【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できる。したがって、ころ軸受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円筒ころ軸受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円すいころ軸受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複列の円すいころ軸受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円筒ころ軸受の上半分を示す断面図
【図５】図４のころに振動減衰材を取り付ける様子を示す図
【符号の説明】
１    円筒ころ軸受        ２    外輪
３    内輪                ４    ころ
５    振動減衰材
【図１】
2005023997.tif 000003
【図２】
2005023997.tif 000004
【図３】
2005023997.tif 000005
【図４】
2005023997.tif 000006
【図５】
2005023997.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月4日(2003.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
具体的に、振動減衰材５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、Ｍｏ−Ｚｒ系合金、Ａｌ−Ｚｎ系合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ系合金、Ｍｇ系合金、１２％Ｃｒ鋼、高炭素片状黒鉛鋳鉄、片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄などが好ましい。例えばＭｎ−Ｃｕ系合金は、振動減衰性、成形性、加工性、非磁性において優れている。また、振動減衰材５としての樹脂には、ウレタン系、エステル系、アミド系などを挙げることができる。さらに、振動減衰材５としての合成ゴムには、アクリルゴム、ニトリルゴム、シリコンゴムなどを挙げることができる。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。