JP2005233299A - Roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing.
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。)。
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。 When using the above damping member, reduce the outer diameter of the rolling bearing by the thickness of the damping member without changing the inner diameter of the case, or change the inner diameter of the case without changing the outer dimension of the rolling bearing. It is necessary to increase the dimension by the thickness of the damping member.
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。 In general, it is difficult to change the outer dimensions and specifications of the case and the rotating shaft that are the main body of the mechanical device, and the cost is greatly increased. Therefore, the installation space for the vibration damping member and the rolling bearing cannot be changed. Therefore, it is common to take measures to reduce the outer dimensions of the rolling bearing, but in that case, the load resistance of the rolling bearing may be reduced. Considering this point, if the thickness of the damping member is made as thin as possible, the damping effect is reduced and the damping member may be easily damaged.
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。 The present invention provides a rolling bearing in which a plurality of rolling elements are interposed between an outer ring and an inner ring, and a damping member is provided on a part of a fixed peripheral surface and a fixed end surface of at least one of the outer ring and the inner ring. The vibration control member has a surface that is substantially flush with the fixed peripheral surface and the fixed end surface of the one wheel, and the assembly of the vibration control member and the one wheel is the outer ring or the inner ring. It is characterized by that.
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。 The vibration damping member includes a member attached to one or both of the outer ring and the inner ring. The rolling elements include balls or rollers (cylindrical rollers, tapered rollers, spherical rollers). The present invention is not particularly limited to the type of rolling bearing, and can also be applied to various ball bearing types and various roller bearing types. Although the specific example is mentioned in the description column of embodiment, the said damping member will not be specifically limited if it has vibration damping property. The fixed peripheral surface and the fixed end surface are surfaces that come into contact with a mating partner of at least one of the outer ring and the inner ring.
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。 In this case, when vibration is applied to one of the outer ring and the inner ring, the damping member effectively attenuates (or absorbs) the vibration energy, and from one wheel side of the outer ring and the inner ring. The transmission of vibration to the other wheel side is suppressed or prevented. In addition, since the damping member is provided with a surface that is substantially flush with the fixed peripheral surface and the fixed end surface of the outer ring or inner ring, an assembly in which the damping member is attached to a part of the outer ring or the inner ring can be used, for example, The outer dimensions can be substantially the same as those of the ready-made outer ring and the ready-made inner ring. As a result, the installation location of the rolling bearing of the present invention is excellent in versatility, such as no need to change the existing installation space, and it is not necessary to change the PCD of the rolling bearing. Will not drop. In addition, the assembly in which the damping member is attached to a part of the outer ring or inner ring has a fixed circumferential surface or fixed end surface of the outer ring or inner ring and the damping member abut against a mating counterpart such as a case or a shaft. The rigidity of the entire ring and bearing is ensured. Note that the ready-made outer ring and ready-made inner ring are an outer ring and an inner ring provided in a rolling bearing having an outer shape such as a nominal number defined in JIS standards or a model number defined in each manufacturer's standard.
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。 The said damping member can be attached to the corner | angular part ranging from the fixed peripheral surface of the said one wheel to a fixed end surface. In this case, the volume of the damping member can be increased without reducing the strength of the one wheel, and a sufficient damping effect can be obtained.
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。 The slanted contact type is such that the rolling elements are obliquely contacted with the outer ring and the inner ring, and the damping member is provided at a corner portion extending from the fixed peripheral surface to the fixed end surface on the thick portion side of at least one of the outer ring and the inner ring. Can do. Examples of the oblique contact type rolling bearing include a tapered roller bearing and an angular ball bearing.
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。 According to the present invention, vibration input from one of the outer ring and the inner ring can be effectively attenuated, and vibration transmission between the outer ring and the inner ring can be suppressed or prevented. In addition, if the assembly with the damping member attached to a part of the outer ring or inner ring has the same outer dimensions as, for example, a typical ready-made outer ring or a ready-made inner ring, the outer dimensions of the rolling bearing should be the same as that of the ready-made bearing. Can do.
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。
The best mode of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view showing the upper half of the rolling bearing, FIG. 2 is an exploded view of the rolling bearing of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing an example of use of the rolling bearing of FIG. The illustrated rolling
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。
The
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。
Then, by attaching the large-
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。
The
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。
The
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。
The large-end-side raised
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。
The large-end-side raised
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。
Then, with the large-
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。
Further, in a state where the small-
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。
The
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。
The
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。
Further, the damping
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。
By the way, the rolling
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。
As an example, the above-described
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。
Moreover, in the rolling
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。
Here, if vibration occurs on the shaft 11 side, vibration transmission from the shaft 11 to the
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。
As described above, vibration generated on the
以下、本発明の他の実施形態を説明する。 Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described.
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。
For example, FIG. 4 shows an example in which the present invention is applied to an angular ball bearing. In the rolling
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。
The shape of the damping
1…転がり軸受、2…外輪、3…内輪、4…転動体、6,7…制振部材。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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。 In a rolling bearing having a plurality of rolling elements interposed between an outer ring and an inner ring,
A damping member is attached to a part of the fixed peripheral surface and the fixed end surface of at least one of the outer ring and the inner ring,
The damping member has a surface that is substantially flush with the fixed peripheral surface and the fixed end surface of the one wheel, and the assembly of the damping member and the one wheel is the outer ring or the inner ring. Rolling bearing characterized by
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