JP2006300210A - 制振装置および軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 振動のエネルギーの伝達を低減できると共に、大きな剛性を有する制振装置およびその制振装置を備えた軸受装置を提供することにある。
【解決手段】 制振装置を、剛性部材と、弾性部材とで構成する。詳細には、剛性部材を構成する第１鋼製部材１０と第２鋼製部材１１とを、厚さ方向に互いに接触するように、厚さ方向に交互に複数配列する。厚さ方向に隣接している第１鋼製部材１０と第２鋼製部材１１とは、厚さ方向に垂直な延在方向に互いに摺動できるようになっている。また、弾性部材を構成する第１樹脂部材１３と第２樹脂部材１４とを、上記延在方向に上記剛性部材および上記弾性部材の両方が必ず存在するように、上記延在方向に上記剛性部材と接触するように配置する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、制振装置に関する。また、本発明は、その制振装置と、軸受とを備えた軸受装置に関する。

従来、制振装置としては、実開平６−２４２３１号公報（特許文献１）に記載されたスペーサがある。

このスペーサは、玉軸受の外輪の外周面と、ハウジングとの間に配置されている。このスペーサは、上記ハウジングに当接している外周面に、周方向に延びる環状溝を、軸方向に略等間隔に複数有している。このことにより、上記スペーサの上記外周面の上記環状溝が形成されなかった部分に、周方向に延びる環状フィンを、軸方向に略等間隔に複数形成している。

上記スペーサは、上記環状フィンを、軸方向に略等間隔に複数形成することにより、玉軸受からラジアル方向の振動が伝達されてきた場合、上記環状フィンを上記環状溝側にたわますようにして、上記環状フィンを上記ラジアル方向と同一方向に伸縮させて、上記振動を吸収するようにしている。

しかしながら、上記スペーサでは、振動のエネルギーの伝達を低減できる一方、上記スペーサにおける上記ハウジングに当接する部分が、上記環状フィンの部分だけであるので、上記スペーサの剛性が小さくなって、上記玉軸受を、その玉軸受の内方の回転軸の方に確実に押圧できないという問題がある。

このことから、上記スペーサを、トランスミッションの回転軸等、振動が激しい回転軸を支持している軸受と、ハウジングとの間に配置した場合、軸受がその回転軸を所定の位置に支持できないという問題がある。
実開平６−２４２３１号公報（第３図）

そこで、本発明の課題は、振動のエネルギーの伝達を低減できると共に、大きな剛性を有する制振装置およびその制振装置を備えた軸受装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の制振装置は、
厚さ方向に互いに接触すると共に、互いに摺動可能な複数の剛性部材と、
上記複数の剛性部材の厚さ方向と直交する延在方向の両向きの端に、接触する側の向きを交互にして接触するように配置された複数の弾性部材と
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、厚さ方向に互いに接触するように配置された複数の剛性部材を有するので、剛性を大きくすることができて、振動を制振している間に制振装置が変形することを格段に抑制できる。

また、本発明によれば、上記剛性部材の延在方向の端に接触するように配置された複数の弾性部材を有するので、この複数の弾性部材で上記延在方向に伝達してくる振動を減衰させることができる。更に、上記厚さ方向に接触している上記剛性部材は、互いに摺動可能であるので、上記剛性部材の摺動による摩擦損失により、上記延在方向に伝達してくる振動を減衰させることができる。したがって、上記２つの相乗効果によって、延在方向に伝達してくる振動の減衰効果を飛躍的に大きくすることができる。

また、本発明によれば、複数の上記弾性部材は、複数の剛性部材の延在方向の両向きの端に、接触する側の向きを交互にして接触しているので、制振装置の制振効果および剛性の大きさの局所的分布が大きくばらつくことがなくて、制振効果および剛性を大局的に高くすることができる。

また、一実施形態の制振装置は、上記剛性部材の夫々と、上記剛性部材の夫々の上記延在方向の上記端に配置された上記弾性部材とからなる構造は、上記厚さ方向および上記延在方向を含む断面において、断面略矩形の形状を有している。

上記実施形態によれば、上記剛性部材の夫々と、上記剛性部材の夫々の上記延在方向の端に配置された上記弾性部材とからなる構造が、上記断面において単純な断面略矩形の形状を有しているので、制振装置を、簡単安価に量産することができる。

また、一実施形態の制振装置は、上記剛性部材は、上記厚さ方向および上記延在方向を含む断面において断面略Ｌ字状の形状を有すると共に、上記弾性部材は、上記断面において断面略Ｌ字状の形状を有し、上記剛性部材の夫々と、上記剛性部材の夫々の上記延在方向の上記端に配置された上記弾性部材とは、互いに嵌りこんで上記断面において断面略矩形の形状を有している。

上記実施形態によれば、上記断面において断面略Ｌ字状の形状を有する弾性部材と、上記断面において断面略Ｌ字状の形状を有する剛性部材とが、互いに嵌りこんで上記断面において断面略矩形の形状を有しているので、剛性部材と弾性部材とを堅固に固定できる。また、弾性部材が占める体積と剛性部材が占める体積とを、同程度にすることができ、かつ、上記延在方向において剛性部材が占める割合が大きい堅い部分と、上記延在方向において弾性部材が占める割合が大きい柔らかい部分とが、上記厚さ方向に交互に存在することになるので、剛性および制振性の両方をバランス良く向上させることができる。

また、この発明の軸受装置は、
軸受と、
上記発明の制振装置と
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、上記発明の制振装置を有するので、軸受装置の剛性を大きくすることができて、回転軸を確実に支持することができる。また、回転軸から伝達してくる振動を確実に制振することができる。

本発明の制振装置によれば、厚さ方向に互いに接触するように配置された複数の剛性部材を有するので、剛性を大きくすることができて、振動を制振している間に制振装置が変形することを抑制できる。

また、本発明の制振装置によれば、上記剛性部材の延在方向の端に接触するように配置された複数の弾性部材を有することに加えて、厚さ方向に接触している上記剛性部材が、互いに摺動可能であるので、これら２つの相乗効果によって、延在方向に伝達してくる振動の減衰効果を飛躍的に大きくすることができる。

また、本発明の制振装置によれば、複数の上記弾性部材は、複数の剛性部材の延在方向の両向きの端に、接触する側の向きを交互にして接触しているので、制振装置の制振効果および剛性の大きさの局所的分布が大きくばらつくことがなくて、制振効果および剛性を大局的に高くすることができる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の軸受装置の一実施形態である玉軸受装置の軸方向の断面図である。

この玉軸受装置は、玉軸受１と、本発明の第１実施形態の制振装置２とを備えている。上記玉軸受１は、内輪４と、外輪５と、玉６とを有している。

上記内輪４は、図示しない回転軸の外周面に嵌合固定されている。上記内輪４は、外周に軌道溝を有している。上記外輪５は、内周に軌道溝を有している。上記玉６は、内輪４の軌道溝と外輪５の軌道溝との間に、図示しない保持器によって保持された状態で、周方向に一定の間隔を隔てられて複数配置されている。

上記制振装置２は、環状形状をしている。図１に示すように、上記制振装置２は、玉軸受１の軸方向の断面において断面略矩形の形状を有している。上記制振装置２は、外輪５の外周面と、玉軸受１が設置されている機械のハウジング７の内周面との間に配置されている。

図２は、図１における上記制振装置２の近傍の拡大断面図である。

図２に示すように、上記制振装置２は、環状の第１鋼製部材１０と、環状の第２鋼製部材１１と、エポキシ樹脂系材料からなる環状の第１樹脂部材１３と、エポキシ樹脂系材料からなる環状の第２樹脂部材１４とからなる。上記第１鋼製部材１０および第２鋼製部材１１は、剛性部材を構成し、第１樹脂部材１３および第２樹脂部材１４は、弾性部材を構成している。

上記第１鋼製部材１０と第２鋼製部材１１とは、厚さ方向である玉軸受１の軸方向に、互いに接触するように上記軸方向に交互に複数配列されている。詳しくは、図１に示すように、第１鋼製部材１０および第２鋼製部材１１は、上記軸方向に、交互に都合１０列配置されている。上記第１鋼製部材１０と第２鋼製部材１１とは、延在方向である玉軸受１の径方向に互いに摺動可能になっている。

図２に示すように、上記第１鋼製部材１０は、上記軸方向の肉厚が厚い肉厚部２２と、この肉厚部２２の上記径方向の外輪５側の端面に連なると共に、上記軸方向の肉厚が薄い薄肉部２１とからなる。上記第２鋼製部材１１は、上記軸方向の肉厚が厚い肉厚部２５と、この肉厚部２５の上記径方向のハウジング７側の端面に連なると共に、上記軸方向の肉厚が薄い薄肉部２４とからなる。

また、上記第１樹脂部材１３は、上記軸方向の肉厚が厚い肉厚部２８と、この肉厚部の上記径方向のハウジング７側の端面に連なると共に、上記軸方向の肉厚が薄い薄肉部２７とからなる。上記第２樹脂部材１４は、上記軸方向の肉厚が厚い肉厚部３１と、この肉厚部３１の上記径方向の外輪５側の端面に連なると共に、上記軸方向の肉厚が薄い薄肉部３０とからなる。

図２に示すように、第１樹脂部材１３の薄肉部２７の上記径方向における厚肉部２８側と反対側の端面は、第１鋼製部材１０の厚肉部２２の上記径方向の端面と当接していると共に、第１樹脂部材１３の厚肉部２８の上記径方向の端面は、第１鋼製部材１０の薄肉部２１の上記径方向における厚肉部２２と反対側の端面と当接している。図２に示すように、上記径方向および上記軸方向を含む断面において、第１鋼製部材１０と第１樹脂部材１３とは、互いに隙間無く嵌り込み合って断面略矩形の形状を有している。

また、上記第２樹脂部材１４の薄肉部３０の上記径方向における厚肉部３１側と反対側の端面は、第２鋼製部材１１の厚肉部２５の上記径方向の端面と当接していると共に、第２樹脂部材１４の厚肉部３１の上記径方向の端面は、第２鋼製部材１１の薄肉部２４の上記径方向における厚肉部２５と反対側の端面と当接している。図２に示すように、上記断面において、第２鋼製部材１１と第２樹脂部材１４とは、互いに隙間無く嵌り込み合って断面略矩形の形状を有している。上記第１鋼製部材１０と第１樹脂部材１３とが構成する上記断面略矩形の形状は、第２鋼製部材１１と第２樹脂部材１４とが構成する上記断面略矩形の形状と略同一になっている。

上記第２鋼製部材１１の厚肉部２５の上記軸方向の端面は、第１樹脂部材１３の厚肉部２８の上記軸方向の端面全面と、第１鋼製部材１０の薄肉部２１の一部とに、上記軸方向に当接しており、第１鋼製部材１０の厚肉部２２の上記軸方向の端面は、第２樹脂部材１４の厚肉部３１の上記軸方向の端面全面と、第２鋼製部材１１の薄肉部２４の一部とに、上記軸方向に当接している。

上記第１鋼製部材１０、第２鋼製部材１１、第１樹脂部材１３および第２樹脂部材１４からなる構造は、上記径方向および上記軸方向を含む断面において断面略矩形の形状を有している。図１に示すように、第１実施形態では、上記構造が、上記軸方向に５周期繰り返されている。

上記第１実施形態の制振装置によれば、第１鋼製部材１０と第２鋼製部材１１とが、厚さ方向である玉軸受１の軸方向に接触すると共に、延在方向である玉軸受１の径方向には、第１鋼製部材１０または第２鋼製部材１１のいずれか一方が必ず存在するので、制振装置２の上記軸方向および上記径方向に対する剛性を大きくすることができる。したがって、従来と比較して、振動を制振している間に制振装置２が変形することを格段に抑制できる。

また、上記第１実施形態の制振装置によれば、上記径方向には、第１樹脂部材１３または第２樹脂部材１４のいずれか一方が必ず存在するので、上記回転軸から上記径方向に伝達してくる振動を効果的に減衰させることができる。更に、上記軸方向に隣接している第１鋼製部材１０と第２鋼製部材１１は、上記径方向に摺動可能になっているので、第１鋼製部材１０と第２鋼製部材１１との上記径方向の摺動による摩擦損失により、上記径方向に伝達してくる振動を効果的に減衰させることができる。したがって、上記２つの相乗効果によって、上記径方向に伝達してくる振動の減衰効果を飛躍的に大きくすることができる。

また、上記第１実施形態の制振装置によれば、第１鋼製部材１０、第２鋼製部材１１、第１樹脂部材１３および第２樹脂部材１４の夫々は、上記軸方向および上記径方向を含む断面において断面略Ｌ字の形状を有し、かつ、第１鋼製部材１０と第１樹脂部材１３とは、互いに嵌りこんで上記断面において断面略矩形の形状を有すると共に、第２鋼製部材１１と第２樹脂部材１４とは、互いに嵌りこんで上記断面において断面略矩形の形状を有しているので、第１鋼製部材１０と第１樹脂部材１３とを堅固に固定できると共に、第２鋼製部材１１と第２樹脂部材１４とを堅固に固定できる。また、弾性部材（第１樹脂部材１３および第２樹脂部材１４）が占める体積と、剛性部材（第１鋼製部材１０および第２鋼製部材１１）が占める体積とを、同程度にすることができ、かつ、上記径方向において剛性部材が占める割合が大きい堅い部分と、上記延在方向において弾性部材が占める割合が大きい柔らかい部分とが、上記厚さ方向に交互に存在することになるので、剛性および制振性の両方をバランス良く向上させることができる。

また、上記実施形態の玉軸受装置によれば、上記第１実施形態の制振装置２を有するので、軸受装置の剛性を大きくすることができて、上記回転軸を確実に支持することができる。また、上記回転軸から伝達してくる振動を確実に制振することができる。

尚、上記実施形態では、上記構造を、厚さ方向である上記軸方向に５周期繰り返すことによって、第１実施形態の制振装置２を形成したが、この発明では、上記構造を厚さ方向に整数の周期繰り返さなくても良く、整数の周期と１／２周期繰り返すようにしても良い。詳細には、この発明では、上記構造を、厚さ方向にｎ（ｎは自然数）周期繰り返したものにおける上記厚さ方向の一方の端面に、第１鋼製部材と第１樹脂部材とからなる構造を固定させても良い。また、上記構造を、厚さ方向にｍ（ｍは自然数）周期繰り返したものにおける上記厚さ方向の一方の端面に、第２鋼製部材と第２樹脂部材とからなる構造を当接させても良い。

また、上記実施形態の玉軸受装置では、上記第１実施形態の制振装置２を、外輪５の外周面に当接するように、外輪５の径方向の外方に配置したが、この発明の軸受装置では、この発明の制振装置を、内輪の内周面に当接するように、内輪の径方向の内方に配置しても良い。また、この発明の軸受装置では、この発明の制振装置を、軸受の内輪または外輪における軸受の軸方向の端面に当接するように、軸受の内輪または外輪の軸方向の外方に配置しても良い。尚、この場合、剛性部材が、厚さ方向である軸受の径方向に互いに接触するように、剛性部材を、上記径方向に複数配列し、弾性部材を、延在方向である軸受の軸方向に、上記剛性部材と接触するように配置する。そして、上記径方向の位置に拘わらず、上記軸方向に、上記剛性部材および上記弾性部材の両方が必ず存在するようにし、上記径方向に隣接している剛性部材が、上記軸方向に互いに摺動可能であるようにする。このようにすると、上記軸方向を伝達していきた振動を確実に減衰させることができ、剛性も問題ないものにすることができる。

また、上記実施形態では、第１実施形態の制振装置２を、玉軸受１の表面に取り付けて、この実施形態の玉軸受装置を構成したが、この発明の制振装置を、ころ軸受等の玉軸受以外の転がり軸受の表面に取り付けて転がり軸受装置を構成しても良い。また、この発明の制振装置を、動圧軸受や静圧軸受の表面に取り付けて軸受装置を構成しても良い。

図３は、本発明の第２実施形態の制振装置３２の図２に対応する断面図である。

第２実施形態の制振装置３２も、第１実施形態の制振装置２と同様に、玉軸受の外輪４５の外周面と機械のハウジング４６との間に配置されている。

第２実施形態の制振装置３２では、第１実施形態の制振装置２と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の制振装置２と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。

この制振装置３２は、第１鋼製部材５０と、第２鋼製部材５１と、エポキシ樹脂系材料からなる第1樹脂部材５３と、エポキシ樹脂系材料からなる第２樹脂部材５４とから成る。上記第１鋼製部材５０および第２鋼製部材５１は、剛性部材を構成し、第１樹脂部材５３および第２樹脂部材５４は、弾性部材を構成している。

上記第１鋼製部材５０と第２鋼製部材５１とは、厚さ方向である外輪４５の軸方向に、互いに接触するように上記軸方向に交互に複数配列されている。上記第１鋼製部材１０と第２鋼製部材１１とは、延在方向である外輪４５の径方向に違いに摺動可能になっている。

上記第１鋼製部材５０は、上記軸方向の肉厚が略一定で上記径方向に延びている。上記第１樹脂部材５３は、上記軸方向の肉厚が、略一定で第１鋼製部材５０の上記肉厚と略同一になっている。上記第１樹脂部材５３は、第１鋼製部材５０の上記径方向の外輪４５側の端面に当接するように、第１鋼製部材５０の上記径方向の外輪４５側に配置されている。図３に示す断面、すなわち、上記軸方向および上記径方向を含む断面において、第１鋼製部材５０および第１樹脂部材５３の夫々は、断面略矩形の形状を有している。更に、第１鋼製部材５０および第１樹脂部材５３は、上記断面において相俟って断面略矩形の形状を有している。

上記第２鋼製部材５１は、上記軸方向の肉厚が略一定で上記径方向に延びている。上記第２樹脂部材５４は、上記軸方向の肉厚が、略一定で第２鋼製部材５１の上記肉厚と略同一になっている。上記第２樹脂部材５４は、第２鋼製部材５１の上記径方向のハウジング４６側の端面に当接するように、第２鋼製部材５１の上記径方向のハウジング４６側に配置されている。図３に示す断面において、第２鋼製部材５１および第２樹脂部材５４の夫々は、断面略矩形の形状を有している。更に、第２鋼製部材５１および第２樹脂部材５４は、上記断面において相俟って断面略矩形の形状を有している。

上記第１樹脂部材５３と第２鋼製部材５１とは、上記軸方向に当接すると共に、上記第２樹脂部材５４と第１鋼製部材５０とは、上記軸方向に当接している。上記第１鋼製部材５０、第２鋼製部材５１、第１樹脂部材５３および第２樹脂部材５４からなる構造は、厚さ方向および延在方向を含む断面において断面略矩形の形状を有している。

図示しないが、上記構造は、上記軸方向に整数周期繰り返されるか、または、整数周期および１／２周期繰り返されている。

上記第２実施形態の制振装置によれば、第１鋼製部材５０の上記径方向の外輪４５側に配置されている第１樹脂部材５３に対して上記軸方向に隣接する第２樹脂部材５４は、第２鋼製部材５１の上記径方向の外輪４５側と反対側のハウジング４６側に配置されているので、制振装置３２の制振効果および剛性の大きさの局所的分布が大きくばらつくことがない。したがって、制振装置３２の制振効果および剛性を大局的に高くすることができる。

また、上記第２実施形態の制振装置によれば、第１鋼製部材５０と第１樹脂部材５３とからなる構造が、上記軸方向および上記径方向を含む断面において単純な断面略矩形の形状を有すると共に、第２鋼製部材５１と第２樹脂部材５４とからなる構造が、上記断面において単純な断面略矩形の形状を有しているので、制振装置を、簡単安価に量産することができる。

尚、上記第１および第２実施形態の制振装置では、弾性部材である第１樹脂部材１３,５３および第２樹脂部材１４,５４の材料として、エポキシ樹脂系材料を用いたが、この発明の制振装置では、弾性部材の材料として、半硬質塩化ビニール等のエポキシ樹脂系材料以外の制振性を有する樹脂材料を用いても良い。また、弾性部材の材料として、ブチルゴム等、制振性を有するゴム材料を用いても良く、弾性部材の材料として、アルミニウム、Ｆｅ−Ａｌ、Ｍｎ−Ｃｕ等、制振効果の大きな金属材料を用いても良い。

本発明の軸受装置の一実施形態である玉軸受装置の軸方向の断面図である。 上記玉軸受装置が備える本発明の第１実施形態の制振装置の拡大断面図である。 本発明の第２実施形態の制振装置の拡大断面図である。

符号の説明

１ 玉軸受
２,３２ 制振装置
１０,５０ 第１鋼製部材
１１,５１ 第２鋼製部材
１３,５３ 第１樹脂部材
１４,５４ 第２樹脂部材
２１ 第１鋼製部材の薄肉部
２２ 第１鋼製部材の厚肉部
２４ 第２鋼製部材の薄肉部
２５ 第２鋼製部材の厚肉部
２７ 第１樹脂部材の薄肉部
２８ 第１樹脂部材の厚肉部
３０ 第２樹脂部材の薄肉部
３１ 第２樹脂部材の厚肉部

Claims (4)

1. 厚さ方向に互いに接触すると共に、互いに摺動可能な複数の剛性部材と、
   上記複数の剛性部材の厚さ方向と直交する延在方向の両向きの端に、接触する側の向きを交互にして接触するように配置された複数の弾性部材と
   を備えることを特徴とする制振装置。
2. 請求項１に記載の制振装置において、
   上記剛性部材の夫々と、上記剛性部材の夫々の上記延在方向の上記端に配置された上記弾性部材とからなる構造は、上記厚さ方向および上記延在方向を含む断面において、断面略矩形の形状を有していることを特徴とする制振装置。
3. 請求項１に記載の制振装置において、
   上記剛性部材は、上記厚さ方向および上記延在方向を含む断面において断面略L字状の形状を有すると共に、上記弾性部材は、上記断面において断面略L字状の形状を有し、
   上記剛性部材の夫々と、上記剛性部材の夫々の上記延在方向の上記端に配置された上記弾性部材とは、互いに嵌りこんで上記断面において断面略矩形の形状を有していることを特徴とする制振装置。
4. 軸受と、
   請求項１乃至３のいずれか１つに記載の制振装置と
   を備えることを特徴とする軸受装置。

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