JP4650341B2

JP4650341B2 - 転がり軸受装置

Info

Publication number: JP4650341B2
Application number: JP2006141329A
Authority: JP
Inventors: 英夫芝田; 正深尾
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2026-05-22
Also published as: JP2007309480A

Description

この発明は、振動減衰部材を有する転がり軸受装置に関し、一例として、一般産業機械、自動車等で使用される高速回転するシャフトを支持する転がり軸受装置に関する。

従来、この種の転がり軸受装置の振動減衰部材で使用される金属材料としては、例えば、強磁性型高振動減衰金属として、Ｋ１Ｘ１(Ｍｇ−Ｚｒ合金)、サイレンタロイ(登録商標)(Ｆｅ−Ｃｒ系合金)、ジェンタロイ(登録商標)(Ｆｅ−Ｃｒ系合金)などが知られている。

ところで、強磁性型金属で作製された振動減衰部材は、歪みが少ないほど制振効果が上がる。つまり、強磁性型金属で作製された振動減衰部材は、歪みが大きくなると、制振効果が低下するというひずみ依存性がある。

このため、この強磁性型金属で作製された振動減衰部材は、軸受へ適用する場合に、内輪もしくは外輪と振動減衰部材との間の締め代の設定範囲が狭すぎることとなり、加工が難しくなる。すなわち、上記振動減衰部材の十分な制振機能を期待できるひずみ範囲は、１.０×１０^−４以下であり、一例として１０ｃｍ〜２０ｃｍの外径の軌道輪では、締め代設定範囲は例えば５〜１０μｍである。

したがって、強磁性型金属で作製されていると共に低歪み状態の十分な制振機能を持った振動減衰部材を備える制振軸受装置を実現するためには、軸受の外輪または内輪と振動減衰部材との締め代を小さくすると共に、締め代の設定を極く狭い範囲に限定する必要がある。つまり、振動減衰部材による制振効果を得るためには、軸受と振動減衰部材との寸法のマッチングが必要になり、製作が困難になるという問題がある。
特開２００４−２５１４１７号公報

そこで、この発明の課題は、強磁性型金属で作製されていると共に低歪み状態の十分な制振機能を持った振動減衰部材を備える転がり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、この発明の転がり軸受装置は、内輪と、外輪と、上記内輪と外輪との間に介装される転動体と、上記内輪の内周面または上記外輪の外周面に嵌合して取り付けられる環状の振動減衰部材とを備え、
上記環状の振動減衰部材は、強磁性型金属で作製されていると共に、軸方向と径方向に貫通する開放部を有し、
上記開放部は、上記開放部の両端を規定する一方側の開放端面および他方側の開放端面を含み、
上記環状の振動減衰部材が取り付けられる上記内輪の内周面または上記外輪の外周面は、
上記環状の振動減衰部材の上記開放部で径方向に延在すると共に上記内輪または外輪と上記環状の振動減衰部材とが周方向に相対的に位置ずれした場合に上記開放部の一方側の開放端面または他方側の開放端面の一方に対して周方向に係合すると共に一方側の開放端面または他方側の開放端面の他方に対して隙間が形成される係合部を有することを特徴としている。

この発明の転がり軸受装置によれば、上記環状の振動減衰部材は、上記内輪の内周面または上記外輪の外周面に嵌合して取り付けられたときに、上記開放部が周方向に狭まり、もしくは拡がることで、上記内輪の内周面または上記外輪の外周面に自身の弾性で押圧される。これにより、開放部の無い閉じた環状の振動減衰部材を採用した場合に比べて、嵌め合い応力を低減でき、嵌め合いによる歪みを抑制できる。よって、振動減衰部材の制振機能を得るために、内輪または外輪と振動減衰部材との締め代を精密に設定しなくても、振動減衰部材の十分な制振機能を得ることができる。

また、この発明の転がり軸受装置は、上記内輪の内周面または上記外輪の外周面は、上記環状の振動減衰部材の上記開放部で径方向に延在すると共に上記内輪または外輪と上記環状の振動減衰部材とが周方向に相対的に位置ずれした場合に上記開放部に対して周方向に係合する係合部を有する。

この発明の転がり軸受装置によれば、上記内輪の内周面または外輪の外周面の係合部が、内輪または外輪に対する振動減衰部材の回り止めの役割を果たす。よって、内輪または外輪と振動減衰部材との締め代がなくてもよくなり、振動減衰部材の歪みを回避できて、振動減衰部材によるより確実な制振効果が得られる。

この発明の転がり軸受装置によれば、環状の振動減衰部材は、内輪の内周面または外輪の外周面に嵌合して取り付けられたときに、開放部が周方向に狭まる、もしくは拡がることで、嵌め合い応力を低減でき、歪みを低減できる。よって、振動減衰部材の制振効果を向上でき、十分な制振機能を持った振動減衰部材を備える転がり軸受装置を実現できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１に、この発明の実施形態としての転がり軸受装置を示す。図１は、中心軸Ｊを含む平面による上記転がり軸受装置の断面図である。

この転がり軸受装置は、転がり軸受の一例としての玉軸受１と、環状の振動減衰部材２とを有する。上記玉軸受１は、内輪３、外輪４および玉５を有する。内輪３は、回転軸６の外周面６Ａに嵌合固定されている。また、上記内輪３の軸方向の一方の端面３Ｂは、回転軸６の段部６Ｂに当接している。上記玉５は、内輪３の軌道溝と外輪４の軌道溝との間に、保持器(図示しない)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。玉軸受１は、一例として、高炭素クロム軸受鋼(ＳＵＪ２)や浸炭鋼(ＳＡＥ５１２０)で作製される。

一方、上記環状の振動減衰部材２は、強磁性型制振合金の一例としてのＦｅ−Ａｌ系合金材料で作製したが、Ｋ１Ｘ１(Ｍｇ−Ｚｒ合金)、サイレンタロイ(登録商標)(Ｆｅ−Ｃｒ系合金)、ジェンタロイ(登録商標)(Ｆｅ−Ｃｒ系合金)等の強磁性型制振合金で作製してもよい。

この振動減衰部材２は、外輪４の外周面４Ａに嵌合している筒部２Ａと鍔部２Ｂを有する。この筒部２Ａは、外周面２２がハウジング７の内周面７Ａに当接していて、内周面２１が外輪４の外周面４Ａに当接している。また、振動減衰部材２の鍔部２Ｂは、ハウジング７の段部７Ｂに対向して当接していると共に外輪４の軸方向の端面４Ｂに対向し当接している。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、環状の振動減衰部材２は軸方向と径方向に貫通する開放部１１を有する。また、外輪４は、外周面４Ａから径方向外方に突出している円柱形状の係合部１２を有する。この外輪４の係合部１２は、外輪４と環状の振動減衰部材２とが周方向に相対的に位置ずれしたときに、振動減衰部材２の開放部１１の周方向の両端を規定する開放端面１１Ａまたは１１Ｂに係合する。

この実施形態の転がり軸受装置では、図４Ａ,図４Ｂに示すように、環状の振動減衰部材２の内周面２１の内径Ｒ１は、外輪４に組み付ける前には外輪４の外周面４Ａの外径Ｒ２よりも所定寸法だけ小さくなっている。そして、環状の振動減衰部材２は、外輪４の外周面４Ａに嵌合させて取り付けたときに、開放部１１が周方向に拡がることで、外輪４の外周面４Ａに自身の弾性で押圧される。これにより、開放部１１の無い閉じた環状の振動減衰部材を採用した場合に比べて、嵌め合い応力を低減でき、嵌め合いによる歪みを抑制でき、十分な制振機能を発揮できる。また、この実施形態によれば、外輪４と振動減衰部材２との締め代を精密に設定しなくても、外輪４への嵌合時の振動減衰部材２の歪みを低減でき、精密な加工を要することなく、振動減衰部材２による十分な制振機能が得られる。

また、この実施形態の転がり軸受装置によれば、外輪４の外周面４Ａの係合部１２が、外輪４に対する振動減衰部材２の回り止めの役割を果たす。よって、外輪４と振動減衰部材２との締め代がなくてもよくなり、振動減衰部材２の歪みを回避できて、振動減衰部材２によるより確実な制振効果が得られる。

尚、上記実施形態の転がり軸受装置では、外輪４の外周面４Ａに強磁性型合金で作製した振動減衰部材２を嵌合させたが、図３Ａおよび図３ＡのＡ−Ａ’断面を示す図３Ｂに示すように、内輪３の内周面３Ａに強磁性型合金で作製した環状の振動減衰部材３１を嵌合させてもよい。この環状の振動減衰部材３１は、軸方向と径方向に貫通する開放部３３を有する。また、内輪３は、内周面３Ａから径方向内方に突出している円柱形状の係合部３５を有する。この内輪３の係合部は、内輪３と環状の振動減衰部材３１とが周方向に相対的に位置ずれしたときに、振動減衰部材３１の開放部３３の周方向の両端を規定する開放端面３３Ａまたは３３Ｂに係合する。

この振動減衰部材３１を有する転がり軸受装置では、図５Ａ,図５Ｂに示すように、環状の振動減衰部材３１の外周面３２の外径Ｒ３は、内輪３に組み付ける前には、内輪３の内周面３Ａの内径Ｒ４よりも所定寸法だけ大きくなっている。そして、環状の振動減衰部材３１は、内輪３の内周面３Ａに嵌合させて取り付けたときに、開放部３３が周方向に狭まり、内輪３の内周面３Ａに自身の弾性で押圧される。これにより、開放部３３の無い閉じた環状の振動減衰部材を採用した場合に比べて、嵌め合い応力を低減でき、嵌め合いによる歪みを抑制でき、十分な制振機能を発揮できる。また、この実施形態によれば、内輪３と振動減衰部材３１との締め代を精密に設定しなくても、内輪３への嵌合時の振動減衰部材３１の歪みを低減でき、精密な加工を要することなく、振動減衰部材３１による十分な制振機能が得られる。また、内輪３の内周面３Ａの係合部３５が内輪３に対する振動減衰部材３１の回り止めの役割を果たす。よって、内輪３と振動減衰部材３１との締め代がなくてもよくなり、振動減衰部材３１の歪みを回避できて、振動減衰部材３１によるより確実な制振効果が得られる。

なお、上記実施形態では、係合部１２,３５を円柱形状としたが係合部の形状は円柱形状に限らないのは勿論で三角柱,四角柱その他の多角形柱や楕円柱でもよく、半球状でもよい。また、係合部１２と開放端面１１Ａ,１１Ｂとの間の隙間、係合部３５と開放端面３３Ａ,３３Ｂとの間の隙間はなくてもよい。また、外輪４と振動減衰部材２との締め代、内輪３と振動減衰部材３１との締め代が得られる場合には、係合部１２,２５はなくてもよい。また、上記振動減衰部材２と３１との両方を備えてもよい。また、上記実施形態では、転がり軸受が玉軸受１である場合を説明したが、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受等の他の転がり軸受の軌道輪に振動減衰部材を嵌合しても良いことは勿論である。また、振動減衰部材２の鍔部２Ｂはなくてもよいが、振動減衰部材２が鍔部２Ｂを有する方が振動減衰性能を向上できる。また、上記実施形態では、内輪の内周面に嵌合する振動減衰部材の外周面、または、外輪の外周面と嵌合する振動減衰部材の内周面は、嵌合前の軸方向に垂直な断面を円弧としたが、楕円の一部など他の形状をとることもできる。

この発明の転がり軸受装置の実施形態を示す断面図である。上記実施形態での振動減衰部材２と外輪４との嵌合状態を軸方向に見た様子を示す図である。上記振動減衰部材２と外輪４との嵌合状態を径方向に見た様子を示す図である。この発明の他の実施形態での振動減衰部材３１と内輪３との嵌合状態を軸方向に見た様子を示す図である。図３ＡのＡ−Ａ’断面を示す図である。上記実施形態での組み付け前の振動減衰部材２を軸方向に見た様子を示す図である。上記実施形態での外輪４を軸方向に見た様子を示す図である。上記他の実施形態での組み付け前の振動減衰部材３１を軸方向に見た様子を示す図である。上記他の実施形態での内輪３を軸方向に見た様子を示す図である。

１玉軸受
２、３１振動減衰部材
２Ａ筒部
３内輪
３Ａ内周面
４外輪
４Ａ外周面
５玉
６回転軸
６Ａ外周面
７ハウジング
１１、３３開放部
１１Ａ,１１Ｂ、３３Ａ,３３Ｂ開放端面
１２、３５係合部
２１内周面
２２外周面

Claims

内輪と、外輪と、上記内輪と外輪との間に介装される転動体と、上記内輪の内周面または上記外輪の外周面に嵌合して取り付けられる環状の振動減衰部材とを備え、
上記環状の振動減衰部材は、強磁性型金属で作製されていると共に、軸方向と径方向に貫通する開放部を有し、
上記開放部は、上記開放部の両端を規定する一方側の開放端面および他方側の開放端面を含み、
上記環状の振動減衰部材が取り付けられる上記内輪の内周面または上記外輪の外周面は、
上記環状の振動減衰部材の上記開放部で径方向に延在すると共に上記内輪または外輪と上記環状の振動減衰部材とが周方向に相対的に位置ずれした場合に上記開放部の一方側の開放端面または他方側の開放端面の一方に対して周方向に係合すると共に一方側の開放端面または他方側の開放端面の他方に対して隙間が形成される係合部を有することを特徴とする転がり軸受装置。