(57)【要約】【課題】転がり軸受１の外形寸法を変えることなく、外輪２および内輪３のうちの一方輪側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２の外径側角部および内輪３の内径側角部を排除して、その部分に制振部材６，７を合致嵌合させる形態で取り付けた構成。これにより、外輪２に制振部材６を取り付けた組品および内輪３に制振部材７を取り付けた組品の外形寸法を、一般的な既製外輪や既製内輪と略同じにできるから、転がり軸受１の設置スペースを既存のまま変更せずに済むとともに、転がり軸受１の耐荷重性も一般既製品と略同等にできる。しかも、例えば外輪２側または内輪３側に振動が与えられたとき、制振部材６，７が前記振動を効果的に減衰し、外輪２と内輪３との間での振動伝達を抑制または防止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と内輪との間に複数の転動体を介装した転がり軸受において、
前記外輪および前記内輪のうちの少なくとも一方輪における固定周面と固定端面との一部に制振部材を取り付け、
この制振部材が、前記一方輪の固定周面と固定端面とに対し略面一となる面を有し、この制振部材と前記一方輪との組品が前記外輪または内輪とされることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記制振部材は、前記一方輪の固定周面から固定端面に跨る角部に設けられている、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】
前記外輪および内輪に前記転動体が斜接される斜接形式とされており、前記制振部材が前記外輪および内輪の少なくとも一方輪の厚肉部分側で固定周面から固定端面に跨る角部に設けられている、ことを特徴とする請求項１または２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、転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば転がり軸受で回転軸を回転自在に支持するような各種の機械装置において、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。これに対し、従来、外輪の外周面の略全面にシート状の低弾性体や制振鋼板などの制振部材を覆うように取り付けて、外輪とケースとの間で振動伝達を遮断することが考えられている（例えば特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１１０８４４号
【特許文献２】実開平５−１２７４６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記制振部材を用いる場合、ケースの内径寸法を変更せずに転がり軸受の外径寸法を前記制振部材の肉厚分小さくするか、あるいは転がり軸受の外形寸法を変更せずにケースの内径寸法を前記制振部材の肉厚分大きくする必要がある。
【０００４】
一般的に、機械装置の主体となるケースや回転軸の外形寸法や仕様を変更することは困難で、また多大なコスト増加を招くので、制振部材および転がり軸受の設置スペースは変更できない。したがって、前記転がり軸受の外形寸法を小さくするように対処するのが一般的であるが、その場合には、転がり軸受の耐荷重性が低下するおそれがある。この点を考慮して、制振部材の肉厚を可及的に薄くすると、制振効果が低下するうえ、制振部材が破損しやすくなるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、外輪と内輪との間に複数の転動体を介装した転がり軸受において、前記外輪および前記内輪のうちの少なくとも一方輪における固定周面と固定端面との一部に制振部材を取り付け、この制振部材が、前記一方輪の固定周面と固定端面とに対し略面一となる面を有し、この制振部材と前記一方輪との組品が前記外輪または内輪とされることを特徴としている。
【０００６】
なお、前記制振部材は、外輪と内輪のいずれか片方、あるいは両方に取り付けるものを含む。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。本発明は、転がり軸受の形式に特に限定されず、各種の玉軸受形式や各種のころ軸受形式にも適用できる。前記制振部材は、実施形態の説明欄において具体例を挙げているが、振動減衰性を有するものであれば、特に限定されない。前記固定周面および固定端面とは、前記外輪および前記内輪のうちの少なくとも一方輪の嵌合相手に当接する面のことである。
【０００７】
この場合、外輪および内輪のうちの一方輪側に振動が与えられたときに、制振部材が前記振動エネルギーを効果的に減衰（または吸収）するとともに、外輪および内輪のうちの一方輪側から他方輪側への振動の伝達を抑制または防止する。しかも、制振部材に外輪または内輪の固定周面や固定端面と略面一となる面を設けているから、外輪または内輪の一部に制振部材を取り付けた組品を、例えば一般的な既製外輪や既製内輪と略同じ外形寸法にすることができる。これにより、本発明の転がり軸受の設置場所については、既存の設置スペースのまま変更する必要がなくなるなど、汎用性に優れているとともに、転がり軸受のＰＣＤを変更せずに済むなど、耐荷重性が低下することがない。しかも、外輪または内輪の一部に制振部材を取り付けた組品は、外輪または内輪の固定周面や固定端面と制振部材とがケースやシャフトなどの嵌合相手に共に当接するので、軌道輪ならびに軸受全体の剛性が確保される。なお、前記既製外輪および既製内輪とは、ＪＩＳ規格で規定された呼び番号あるいは各製造会社規格で規定された型番などの外形形状を有する転がり軸受に備える外輪および内輪のことである。
【０００８】
前記制振部材は、前記一方輪の固定周面から固定端面に跨る角部に取り付けることができる。この場合、一方輪の強度を低下させることなく、制振部材の体積を大きくできて十分な制振効果が得られる。
【０００９】
前記外輪および内輪に前記転動体が斜接される斜接形式とし、前記制振部材を前記外輪および内輪の少なくとも一方輪の厚肉部分側で固定周面から固定端面に跨る角部に設けることができる。斜接形式の転がり軸受とは、例えば円すいころ軸受やアンギュラ玉軸受などが挙げられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外輪および内輪のうちの一方輪側から入力される振動を効果的に減衰するとともに、外輪と内輪との間での振動伝達を抑制または防止できる。しかも、外輪または内輪の一部に制振部材を取り付けた組品を、例えば一般的な既製外輪や既製内輪と略同じ外形寸法とすれば、転がり軸受の外形寸法を既製軸受と同じにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の最良の形態を図に示して説明する。図１は、転がり軸受の上半分を示す断面図、図２は、図１の転がり軸受の分解図、図３は、図１の転がり軸受の使用例を示す図である。図示する転がり軸受１は、円すいころ軸受であり、外輪２と、内輪３と、円すいころ４と、保持器５とを備え、外輪２と内輪３とに制振部材６，７が取り付けられている。
【００１２】
外輪２は、既製外輪における厚肉部分の外径側角部を切り欠いて中空の円すい台のような形状とされている。また、内輪３は、既製内輪における厚肉部分の内径側角部を切り欠いて中空の円すい台のような形状とされている。なお、既製外輪や既製内輪とは、ＪＩＳ規格で規定された呼び番号あるいは各製造会社規格で規定された型番などの外形形状を有する転がり軸受に備える外輪または内輪のことである。
【００１３】
そして、外輪２の前記切り欠き領域に大径の制振部材６を非分離に取り付けることによって、外輪２と制振部材６との組品の外形形状を既製外輪と略同じにし、また、内輪３の前記切り欠き領域に小径の制振部材７を非分離に取り付けることによって、内輪３と制振部材７との組品の外形形状を既製内輪と略同じにしているので、以下で詳細に説明する。
【００１４】
外輪２は、その内周斜面が円すいころ４の軌道面２ａとされており、外周斜面２ｂの大端側と小端側とには径方向外向きに隆起する隆起部２ｃ，２ｄが設けられている。外輪２の軌道面２ａにおいて円すいころ４が転動接触する領域（有効軌道領域）は略均一な厚みに設定されている。大径の制振部材６は、上半分の断面形状が三角形状であり、三つの角部が面取りされている。なお、制振部材６における三つの角部の面取りは、いずれもＲ形状あるいは平坦な面取りとされている。面取りがＲ形状の場合は固定部材への装着が容易となる。
【００１５】
内輪３は、その外周斜面が円すいころ４の軌道面３ａとされており、この軌道面３ａの大端側に径方向外向きに延びる大鍔３ｂが、また、軌道面３ａの小端側に径方向外向きに延びる小鍔３ｃがそれぞれ一体に形成されている。この内輪３の内周斜面３ｄの大端側と小端側とには径方向内向きに隆起する隆起部３ｅ，３ｆが設けられている。但し、内輪３の軌道面３ａにおいて円すいころ４が転動接触する領域（有効軌道領域）は略均一な厚みに設定されている。小径の制振部材７は、上半分の断面形状が三角形状であり、三つの角部が面取りされている。なお、制振部材７において９０度の角度になった角部の面取りはＲ形状の面取りとされ、残り二つの角部の面取りはそれぞれ平坦な面取りとされている。面取りがＲ形状の場合は固定部材への装着が容易となる。
【００１６】
外輪２の大端側隆起部２ｃは、円形の外周面２ｃ１と、径方向に沿う側壁面２ｃ２とを有し、外輪２の小端側隆起部２ｄは、円形の外周面２ｄ１と、外輪２の小端面と径方向に連なる外壁面２ｄ２とを有している。なお、外輪２の外径側斜面２ｂに円形外周面２ｄ１を設けた理由は、大径の制振部材６の円形内周面６ａを圧入嵌合して抜け止めする取り付け面とするため、および、大径の制振部材６を芯合わせする基準面とするためである。外輪２の外径側斜面２ｂに側壁面２ｃ２を設けた理由は、外輪２に切り欠き領域を形成するときの切り欠き寸法の基準面とするためである。
【００１７】
内輪３の大端側隆起部３ｅは、円形の内周面３ｅ１と、内輪３の大端面と径方向に連なる外壁面３ｅ２とを有し、内輪３の小端側隆起部３ｆは、円形の内周面３ｆ１と、径方向に沿う側壁面３ｆ２とを有している。なお、内輪３の内径側斜面３ｄに円形内周面３ｅ１を設けた理由は、小径の制振部材７の円形外周面７ａを圧入嵌合して抜け止めする取り付け面とするため、および、小径の制振部材７を芯合わせする基準面とするためである。内輪３の内径側斜面３ｄに側壁面３ｆ２を設けた理由は、内輪３に切り欠き領域を形成するときの切り欠き寸法の基準面とするためである。
【００１８】
そして、外輪２に大径の制振部材６を取り付けた状態で、この制振部材６の円形外周面６ｂを外輪２の大端側隆起部２ｃの円形外周面２ｃ１よりもわずかに（例えば１０μｍ程度）外径側に張り出させるとともに、制振部材６の大端面６ｃを外輪２の外壁面２ｄ２よりもわずかに（例えば１０μｍ程度）軸方向に張り出させるために、制振部材６の円形外周面６ｂの外径寸法Ａ１を外輪２の大端側隆起部２ｃの円形外周面２ｃ１の外径寸法Ｄ１よりも適宜大きくするとともに、制振部材６の軸方向寸法Ａ２を外輪２の切り欠き領域の軸方向寸法Ｗ１よりも適宜大きくしている。但し、外輪２に大径の制振部材６を取り付けた状態で、制振部材６の円形外周面６ｂを外輪２の大端側隆起部２ｃの円形外周面２ｃ１と面一とするとともに、制振部材６の大端面６ｃを外輪２の外壁面２ｄ２と面一とするようにしてもよい。
【００１９】
また、内輪３に小径の制振部材７を取り付けた状態で、この制振部材７の円形内周面７ｂを内輪３の小端側隆起部３ｆの円形内周面３ｆ１よりもわずかに（例えば１０μｍ程度）内径側に張り出させるとともに、制振部材７の大端面７ｃを内輪３の外壁面３ｅ２よりもわずかに（例えば１０μｍ程度）軸方向に張り出させるために、制振部材７の円形内周面７ｂの内径寸法Ｂ１を内輪３の小端側隆起部３ｆの円形内周面３ｆ１の内径寸法Ｄ２よりも適宜小さくするとともに、制振部材７の軸方向寸法Ｂ２を内輪３の切り欠き領域の軸方向寸法Ｗ２よりも適宜大きくしている。但し、内輪３に小径の制振部材７を取り付けた状態で、制振部材７の円形内周面７ｂを内輪３の小端側隆起部３ｆの円形内周面３ｆ１と面一とするとともに、制振部材７の大端面７ｃを内輪３の外壁面３ｅ２と面一とするようにしてもよい。
【００２０】
保持器５は、両軌道面２ａ、３ａ間で円すいころ４を保持するため円周方向複数箇所に径方向に貫通する略台形形状のポケット５ａを備えている。この保持器５の外形寸法は、内輪３の軌道面３ａ上に配置される複数個の円すいころ４の中心線を結んだ仮想の円すい面Ｘの外径寸法よりも大きくされており、また、そのポケット５ａの円周方向幅は円すいころ４の外径寸法よりも小さくされている。これにより、内輪３上に保持器５を配置して、保持器５の各ポケット５ａに円すいころ４を径方向外側から無理嵌めすれば、円すいころ４がポケット５ａから径方向外向きへ抜け出なくなり、それによって内輪３と保持器５と円すいころ４とが非分離の組品となる。
【００２１】
なお、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。保持器５は、鋼板をプレス加工して製作されるが、合成樹脂材を成型して製作することもできる。
【００２２】
また、制振部材６，７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を有する金属や樹脂とされる。制振部材６，７の材料については、振動減衰性のみならず、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。具体的に、制振部材６，７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、Ｆｅ−Ａｌ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、制振部材６，７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。
【００２３】
ところで、上述した転がり軸受１は、例えば自動車などの車両用のトランスミッション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。通常、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を発生するが、この振動は、前記ギヤが設けられるシャフトから、このシャフトを回転自在に支持する転がり軸受を経て、ケースへと伝達され、騒音となる。この騒音は、前記シャフト支持用の転がり軸受を上述した転がり軸受１とすることによって効果的に抑制できる。
【００２４】
その一例として、上述した転がり軸受１は、例えば図３に示すように、非回転のケース１０にシャフト１１を回転自在に支持するために使用される。なお、ケース１０を回転、シャフト１１を非回転とする場合もある。転がり軸受１はケース１０の第１ブロック１０ａとシャフト１１におけるギヤ１２の一側との間、およびケース１０の第２ブロック１０ｂとシャフト１１におけるギヤ１２の他側との間にそれぞれ組み込まれるが、外輪２と大径の制振部材６との組品の外形形状を既製外輪と略同じにするとともに、内輪３と小径の制振部材７との組品の外形形状を既製内輪と略同じにすることによって転がり軸受１の外形寸法を既製転がり軸受と略同じにしているので、この転がり軸受１をケース１０やシャフト１１の形状や仕様を変更することなくケース１０とシャフト１１との間に組み込むことができる。
【００２５】
しかも、上記転がり軸受１では、ケース１０の第１ブロック１０ａの内周面および第２ブロック１０ｂの内周面に、外輪２の円形外周面２ｃ１と大径の制振部材６の円形外周面６ｂとが共に嵌合され、シャフト１１におけるギヤ１２の両側の外周面に、内輪３の円形内周面３ｅ１と小径の制振部材７の円形内周面７ｂとが共に嵌合されるようになる。これにより、大径の制振部材６がケース１０に、また、小径の制振部材７がシャフト１１にそれぞれ確実に当接するので、各制振部材６，７によって振動を効果的に減衰できるようになる他、ラジアル荷重を制振部材６，７だけでなく外輪２および内輪３が負担することができるから、軸受全体の剛性を確保することができる。制振部材６，７として前記金属を用いると、樹脂の場合と比較して剛性確保に有利であり、また、固有振動数が高いため、高周波数の振動抑制に効果的である。この他、制振部材６，７は、ケース１０やシャフト１１に当接しているとともに外輪２や内輪３で覆われて外部に露呈していないので、転がり軸受１周辺の潤滑油に触れることがなくなるので、転がり軸受１周辺に潤滑油が存在している場合に、この潤滑油が制振部材６，７に触れずに済む。このような設置形態にしていれば、制振部材６，７を例えば耐油性の劣る素材とする場合に有利となる。
【００２６】
ここで、仮に、シャフト１１側で振動が発生したときは、振動を小径の制振部材７が減衰することによってシャフト１１から内輪３への振動伝達を抑制または防止し、さらに、内輪３から転動体４を介して外輪２へ僅かに振動が伝達されたとしても、この振動を大径の制振部材６で減衰することによって外輪２からケース１０への振動伝達を抑制または防止する。逆に、ケース１０側で振動が発生したときは、振動を大径の制振部材６が減衰することによってケース１０から外輪２への振動伝達を抑制または防止し、さらに、外輪２から転動体４を介して内輪３へ僅かに振動が伝達されたとしても、この振動を小径の制振部材７で減衰することによって内輪３からシャフト１１への振動伝達を抑制または防止する。
【００２７】
このように、ケース１０やシャフト１１側で発生する振動を転がり軸受１に取り付けた制振部材６，７で減衰して、ケース１０とシャフト１１との間の振動伝達を遮断できるので、転がり軸受１を用いる装置の動作中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。したがって、転がり軸受１の設置対象となる構造を既存のまま変更することなく、振動、騒音を抑制できる。
【００２８】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００２９】
例えば図４にはアンギュラ玉軸受に本発明を適用した例を示している。図４に示すアンギュラ玉軸受形式の転がり軸受１では、肩おとし外輪２の厚肉部分側の外径側角部を切り欠いて、この切り欠き領域に大径の制振部材６を取り付け、肩おとし内輪３の厚肉部分側の内径側角部を切り欠いて、この切り欠き領域に小径の制振部材７を取り付けている。なお、大径の制振部材６は、その円形内周面６ａを肩おとし外輪２の切り欠き領域における円形外周面２ｄ１に圧入により嵌合することにより、肩おとし外輪２に大径の制振部材６を一体的に取り付けている。小径の制振部材７は、その円形外周面７ａを肩おとし内輪３の切り欠き領域における円形内周面３ｅ１に圧入により嵌合することにより、肩おとし内輪３に小径の制振部材７を一体的に取り付けている。そして、図１に示す構成と同様、肩おとし外輪２と肩おとし内輪３とに制振部材６，７をそれぞれ取り付けた組品の外形寸法を、既製品と略同じにしている。その他の主要な部分の詳細については上記実施形態と同様である。
【００３０】
制振部材６，７の形状は、特に限定されない。また、固定周面側の制振部材と固定端面側の制振部材が一体の場合を示したが、外輪２の固定外周面と固定大端面とに制振部材を別々に取り付けることができる。同様に、内輪３の固定内周面と固定大端面とに制振部材を別々に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る転がり軸受の上半分を示す断面図
【図２】図１の転がり軸受の分解図
【図３】図１の転がり軸受の使用例を示す断面図
【図４】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受の上半分を示す断面図
【符号の説明】
【００３２】
１…転がり軸受、２…外輪、３…内輪、４…転動体、６，７…制振部材。
【図１】
2005233299.tif 000003
【図２】
2005233299.tif 000004
【図３】
2005233299.tif 000005
【図４】
2005233299.tif 000006