(57)【要約】【課題】外輪２の外周または内輪３の内周に嵌合装着されるダンパー６において、十分な剛性を確保したうえで、振動、騒音の発生を抑制または防止する。【解決手段】ダンパー６は、複数の環体１０〜１３を径方向に重ねた構成である。いずれかの環体１１〜１３の周面に、多数の凹部１１ａ〜１３ａを設ける。この凹部１１ａ〜１３ａ内に、固体状または流体状の振動減衰材１４を収納保持させる。これにより、ダンパー６が、例えば外輪２または内輪３から振動を受けたとき、この振動を効果的に減衰する。しかも、ダンパー６は複数の環体１０〜１３を径方向内外に互いに重ねた構成であるので、径方向に撓みにくくなる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受に備える外輪の外周または内輪の内周に嵌合装着されるダンパーにおいて、
少なくとも二つの環体を径方向に重ねた構成であり、少なくとも一つの環体の周面には、多数の凹部が設けられており、この凹部内に固体状または流体状の振動減衰材が収納保持されており、前記各環体において凹部を除く領域が径方向に重ねられている、ダンパー。
【請求項２】
請求項１に記載のダンパーにおいて、前記多数の凹部は、隣り合わせに並ぶ溝からなる、ダンパー。
【請求項３】
請求項１に記載のダンパーにおいて、前記凹部は、前記環体のうち、直接重なる少なくとも二つの環体にそれぞれ設けられており、前記多数の凹部は、隣り合わせに並ぶ溝からなり、前記二つの環体は、それぞれの溝からなる凹部が交差するように配置されている、ダンパー。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のダンパーにおいて、前記環体は、固体状の振動減衰材で形成されている、ダンパー。
【請求項５】
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に支持する転がり軸受装置において、
外輪の外周または内輪の内周に、請求項１〜４のいずれかに記載のダンパーが嵌合装着されている、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、ダンパー、ならびに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、外輪とケーシングとの嵌め合い部分または内輪と回転軸との嵌め合い部分に振動減衰装置を介装したものが考えられている（例えば特許文献１参照）。前記振動減衰装置は、複数の環体を所定間隔を介して同心に配置して、各環体の対向環状空間にスペーサを円周方向の所定間隔おきに配置することによって、環状空間を複数個の部屋に仕切り、この各部屋に粘性流体を封入している。なお、前記外径側の環状空間に配置する各スペーサと、この環状空間の内径側直下の環状空間に配置する各スペーサとは、円周方向にずらして並べている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５２−１２９８５８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、外径側に配置されるスペーサの位相と内径側に配置されるスペーサの位相とを円周方向にずらしているので、各スペーサが存在しない位置で各環体が径方向に撓みやすいなど、負荷に対する剛性が不十分であることが指摘される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、転がり軸受に備える外輪の外周または内輪の内周に嵌合装着されるダンパーにおいて、少なくとも二つの環体を径方向に重ねた構成であり、少なくとも一つの環体の周面には、多数の凹部が設けられており、この凹部内に固体状または流体状の振動減衰材が収納保持されており、前記各環体において凹部を除く領域が径方向に重ねられている、ことを特徴としている。
【０００８】
この構成において、ダンパーを構成する環体の数は、二つ以上であればよく、特に限定されない。ちなみに、環体を二つとする場合、その少なくともいずれか一方の環体における内周面および外周面のうちの少なくともいずれか一方に凹部を設ければよい。また、環体を三つにする場合、いずれか一つの環体、またはいずれか二つの環体、または三つすべての環体について、内周面および外周面のうちの少なくともいずれか一方に凹部を設ければよい。
【０００９】
この場合、振動減衰材そのものが、外輪側または内輪側から与えられる振動エネルギーを減衰（吸収）するうえ、振動減衰材と凹部の内壁面との界面でも前記振動エネルギーを減衰するので、振動減衰の効果が高くなる。しかも、ダンパーを構成する多数の環体において、凹部を除く領域が、径方向に重なっていて、各環体が径方向に撓みにくくなるから、径方向での剛性が従来例に比べて増す。なお、前記振動減衰材は、実施形態の説明欄においていろいろ例示しているが、振動減衰性を有するものであれば、特に限定されない。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態としては、前記多数の凹部を、隣り合わせに並ぶ溝とすることができる。この場合、凹部に収納保持させる振動減衰材の質量が増すとともに、振動減衰材と凹部を形成する内壁面との接触面積が増すので、振動減衰の効果が増す。なお、前記凹部を溝とする場合、真っ直ぐな形状や、長手方向に蛇行させたような形状であってもよい。また、前記凹部は、溝以外に、穴（底があって周りが囲まれたへこみのこと）なども考えられ、その形状や配置パターンなどは任意である。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態としては、前記凹部を、前記環体のうち、直接重なる少なくとも二つの環体にそれぞれ設け、前記多数の凹部を、隣り合わせに並ぶ溝とし、前記二つの環体を、それぞれの溝からなる凹部を交差させるように配置することができる。この場合、凹部が溝であり、振動減衰材を大きくすることが可能であるので、振動減衰の効果が増す他、凹部を溝としても、この溝からなる凹部を交差させているので、少なくとも二つの環体において凹部以外の領域が径方向に重なることになり、撓みにくい構成が確保される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態としては、前記環体を、固体状の振動減衰材で形成することができる。この場合、振動減衰の効果がさらに向上する。
【００１３】
本発明は、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に支持する転がり軸受装置において、外輪の外周または内輪の内周に、上述したダンパーが嵌合装着されている、ことを特徴としている。
【００１４】
なお、前記外筒とは、ケーシングやギヤなどを含むものである。前記内軸とは、回転するものや非回転とされるものなどを含むものである。転がり軸受装置の形式は、玉軸受またはころ軸受（円筒ころ軸受、円すいころ軸受、球面ころ軸受）など、特に限定されない。また、転がり軸受装置が、外輪および内輪の両方を有する場合、前記ダンパーを外輪の外周および前記内輪の内周の少なくとも一方に嵌合装着するが、前記内軸を前記内輪と兼用させる場合、前記ダンパーを外輪の外周に嵌合装着し、また、前記外筒を前記外輪と兼用させる場合、前記ダンパーを内輪の内周に嵌合装着する。
【００１５】
この場合、ダンパーによって外筒側または内軸側で発生した振動を効果的に減衰し、また、外筒側または内軸側から負荷がかかったときにも、ダンパーが撓みにくいから、外輪や内輪が径方向に変位しにくくなり、転動体の転がり動作が安定する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜図３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、図２は、図１のダンパーを拡大して示す断面図、図３は、図１のダンパーの一部を断面にした斜視図である。図において、１は転がり軸受装置の全体を示している。
【００１７】
転がり軸受装置１は、外輪２、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の外周にダンパー６を取り付けている。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。
【００１８】
外輪２は、内周面の軸方向中間に溝状の軌道面２ａが一つ設けられている。内輪３は、外周面の軸方向中間に溝状の軌道面３ａが一つ設けられている。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。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。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。
【００１９】
ダンパー６は、外筒７または内軸８側で発生した振動エネルギーを減衰（吸収）して、内軸８または外筒７に伝達させないようにするものであり、その詳細は後で説明する。
【００２０】
上述した転がり軸受装置１は、使用対象となる場所に組み込まれる。つまり、外輪２は非回転の外筒７の内径側にダンパー６を介して嵌合され、内輪３は回転する内軸８の外周面に圧入により嵌合される。外輪２およびダンパー６は、外筒７の径方向に沿う段壁面７ａと、大径面の周溝７ｂに係合されたＣ形リングなどの止め輪９とによって、軸方向に位置決めされる。
【００２１】
このダンパー６は、複数（例えば４つ）の環体１０〜１３を径方向内外に同心に重ねた構成である。最外周に配置される第１環体１０は、厚みが円周方向にほぼ均一に設定されているが、第２〜第４環体１１〜１３は、外周面に多数の凹部１１ａ〜１３ａが設けられており、この凹部１１ａ〜１３ａ内に、振動減衰材１４が収納保持されている。
【００２２】
なお、凹部１１ａ〜１３ａは、真っ直ぐな帯状の溝とされている。第２環体１１の凹部１１ａおよび第４環体１３の凹部１３ａは、円周方向に沿って環状に連続するように設けられており、軸方向に隣り合うように並べられている。第３環体１２の凹部１２ａは、軸方向に沿うように設けられており、円周方向に隣り合うように並べられている。これにより、第２環体１１の凹部１１ａと、第３環体１２の凹部１２ａとが直交しており、さらに、第３環体１２の凹部１２ａと第４環体１３の凹部１３ａとが直交している。また、各凹部１１ａ〜１３ａを横切って断面にした形状は、矩形になっているが、Ｕ字形やＶ字形など、任意に設定することができる。
【００２３】
第２〜第４環体１１〜１３の凹部１１ａ〜１３ａ内に収納保持される振動減衰材１４としては、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、樹脂や弾性を有するゴムなどの固体とすることができ、凹部１１ａ〜１３ａ内にほぼすきまの無い状態で収納するのが好ましい。しかし、この振動減衰材１４は、シリコン系オイル、ギヤオイル、オートマティックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）、グリースなどの粘性流体とすることもできる。この粘性流体を用いる場合、第３環体１２の凹部１２ａの両端に、粘性流体の流出を封じる部分を一体に形成するか、または別体の蓋状のものを取り付ける必要がある。
【００２４】
具体的に、振動減衰材１４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。これらの合金は、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としての弾性を有するゴムとしては、アクリルゴム、ニトリルゴム、シリコンゴムなどの合成ゴムを挙げることができる。上述したいろいろな振動減衰材による振動エネルギーの消費メカニズムは周知である。
【００２５】
なお、第１〜第４環体１０〜１３そのものは、一般的に周知の冷延鋼板などとすることができるが、上述した金属や樹脂などの振動減衰材としてもよい。但し、第１〜第４環体１０〜１３の素材とする振動減衰材については、振動減衰性に優れているだけでなく、アルミニウムのヤング率よりも大きい材料、例えば上述したような振動減衰材としての金属を選択するのが好ましい。
【００２６】
ところで、上述した第２〜第４環体１１〜１３の凹部１１ａ〜１３ａは、プレス加工により形成することができる他、ウェットエッチング技術やドライエッチング技術などによって形成することが可能である。
【００２７】
次に、上述した転がり軸受装置１の動作を説明する。例えば内軸８およびそれと一体の内輪３を回転させることに伴い、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に取り付けてあるダンパー６そのものが振動を減衰するとともに、第２〜第３環体１１〜１３の凹部１１ａ〜１３ａを形成する内壁面と振動減衰材１４との界面でも前記振動を減衰するので、内軸８から外筒７への振動の通過を抑制または防止する。ダンパー６を主として構成する第１〜第４環体１０〜１３は、径方向内外に互いに直接接触した状態で積み重ねられているので、第１〜第４環体１０〜１３が径方向に撓みにくくなるなど、ダンパー６の剛性が高められている。このため、転がり軸受装置１がラジアル荷重などの負荷を受けても、外輪２や内輪３が径方向に変位しにくくなって、転動体４の転がり動作が安定するとともに、内軸８の回転振れを防止できる。
【００２８】
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。
【００２９】
以上説明したように、内軸８側で発生する振動をダンパー６により効果的に減衰して、外筒７への振動通過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。
【００３０】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００３１】
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。
【００３２】
上記実施形態で示した第２〜第４環体１１〜１３は、例えば図４〜図６に示すようなものとすることができる。図４では、第２〜第４環体１１〜１３の外周面に、互いに独立する多数の穴からなる凹部１１ａ〜１３ａを格子状に設けている。この場合、凹部１１ａ〜１３ａ内に、上記実施形態と同様、固体状または流体状の振動減衰材１４を収納保持させている。図５では、第２、第４環体１１，１３を軸方向に波打つように加工した形状とし、また、図６では、第３環体１２を円周方向に波打つように加工した形状としている。このような形状の第２〜第４環体１１〜１３は、内周面と外周面の両方に帯状の溝からなる凹部１１ａ〜１３ａが存在しているので、両方の凹部１１ａ〜１３ａに、上記実施形態と同様、固体状または流体状の振動減衰材１４を収納保持させるものとする。但し、図５および図６では、第２〜第４環体１１〜１３の内周面と外周面とに存在する両方の凹部１１ａ，１２ａ，１３ａに振動減衰材１４を入れていない状態で示しているが、図示を省略しているだけであり、実際には振動減衰材１４が収納保持される。
【００３３】
上記実施形態において、振動減衰材１４を固体状のものにする場合であれば、最外周の第１環体１０を無くしてもよい。
【００３４】
上記ダンパー６は、図７に示すように、内輪３の内周に嵌合装着することができる。この場合、内輪３とダンパー６とを、内軸８の径方向に沿う段壁面８ａと、小径面の周溝８ｂに係合されたＣ形リングなどの止め輪９とによって、軸方向に位置決めされる。なお、ダンパー６は、図示しないが、外輪２の外周と内輪３の内周の両方に嵌合装着してもよい。
【００３５】
また、図８に示すように、内軸８を内輪３と兼用させて内軸８の外周面に溝状の軌道面８ｃを設けた構成の転がり軸受装置１の場合、ダンパー６を外輪３の外周に嵌合装着する。さらに、図９に示すように、外筒７を外輪２と兼用させて外筒７の内周面に溝状の軌道面７ｃを設けた構成の転がり軸受装置１の場合、ダンパー６を内輪３の内周に嵌合装着する。
【００３６】
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。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のダンパーによれば、振動減衰性を確保したうえで、径方向に撓みにくい剛性の高い構造とすることができる。また、本発明の転がり軸受装置は、前記ダンパーを用いるので、回転支持対象となる部材を安定して支持できるとともに、前記動作中の振動、騒音を抑制することができる。
【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】図１のダンパーを拡大して示す断面図
【図３】図１のダンパーの一部を断面にした斜視図
【図４】第２〜第４環体の応用例で、一部を断面にした斜視図
【図５】第２、第４環体の応用例で、一部を断面にした斜視図
【図６】第３環体の応用例で、一部を断面にした斜視図
【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
【図９】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    ダンパー            ７    外筒
８    内軸              １０    第１環体
１１    第２環体          １１ａ  第２環体の凹部
１２    第３環体          １２ａ  第３環体の凹部
１３    第４環体          １３ａ  第４環体の凹部
１４    振動減衰材
【図１】
2005024046.tif 000003
【図２】
2005024046.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005024046.tif 000008
【図７】
2005024046.tif 000009
【図８】
2005024046.tif 000010
【図９】
2005024046.tif 000011