JPH04316712A - 歯車支持軸受構造 - Google Patents

歯車支持軸受構造

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JPH04316712A JP3082742A JP8274291A JPH04316712A JP H04316712 A JPH04316712 A JP H04316712A JP 3082742 A JP3082742 A JP 3082742A JP 8274291 A JP8274291 A JP 8274291A JP H04316712 A JPH04316712 A JP H04316712A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、歯車支持軸受構造に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の歯車支持軸受構造として、歯車の
噛み合い振動の伝達を抑制するようにしたものがある。 このような歯車支持軸受構造としては、例えば特開昭６
２−１８８８５４号公報記載のものが知られており、図
８のように示される。図８において、歯車軸１は軸受２
を介してケース３に回動自在に支持されており、軸受２
の外輪２ａとケース３の間には制振材４が介装されてい
る。制振材４は鋳物材料等からなり、ケース３に伝達さ
れる歯車の噛み合い振動が制振材４により減衰されるよ
うになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の歯車支持軸受構造にあっては、制振材４を軸
受２とケース３の間に配置していたため、歯車の噛み合
い振動の伝達をある程度は減衰することはできるが、振
動の伝達そのものをなくすことはできないといった問題
点があった。
【０００４】そこで、本発明は、歯車噛み合い振動の伝
達をアクチュエータの伸縮によって吸収して、振動の伝
達そのものをなくすことができる歯車支持軸受構造を提
供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、歯車軸に連結された内輪およびケースに連
結された外輪を有する軸受と、歯車の噛み合い振動によ
って軸受に生じる所定方向の力、加速度、速度および変
位のうちの少なくとも一つを検出する検出手段と、供給
される駆動信号に応じて前記所定方向に伸縮する圧電素
子または電歪素子からなり、伸縮方向の一端で軸受の外
輪に当接し、他端でケースに当接するアクチュエータと
、歯車の噛み合い振動がアクチュエータの伸縮によって
吸収されるように、検出手段の検出結果に基づいて、駆
動信号を生成してアクチュエータに供給する駆動信号供
給手段と、を備えたことを特徴としており、また、前記
検出手段が、歯車軸を軸中心にアクチュエータに対して
軸対称になるように配置され、加えられた力に応じた検
出信号を制御手段に出力する圧電素子または電歪素子か
らなることを特徴としており、または、前記検出手段が
、アクチュエータとケースの間に配置され、歯車の噛み
合い振動によって軸受に生じる所定方向の力、加速度、
速度および変位のうちの少なくとも一つをアクチュエー
タを介して検出することを特徴としている。
【０００６】
【作用】本発明では、検出手段の検出結果に基づいて、
例えば検出結果がゼロになるようにアクチュエータの伸
縮を制御することにより、歯車の噛み合い振動がアクチ
ュエータの伸縮によって吸収される。また、検出手段を
歯車軸を軸中心にアクチュエータに対して軸対称になる
ように配置した圧電素子または電歪素子から構成した場
合、検出手段の検出信号をアクチュエータの駆動信号と
して供給することが可能になる。
【０００７】または、検出手段をアクチュエータとケー
スの間に配置して、アクチュエータを介して検出するよ
うにした場合、例えば検出手段およびアクチュエータの
組を軸受全周に亘って任意の位置に配置することが可能
になり、ケースに加わる任意の方向の振動の伝達を防止
することが可能になる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１〜図４は本発明に係る歯車支持軸受構造の第１実施例
を示す図である。まず、構成を説明する。図１において
、１１は軸受であり、軸受１１は歯車軸１２に連結され
た内輪１１ａおよびケース１３に連結された外輪１１ｂ
を有している。詳しくは、軸受１１はケース１３の軸受
支持穴１３ａに圧入されている。図示しない歯車の噛み
合いによって軸受１１には歯車軸１２から軸受荷重Ｐが
加わる。軸受荷重Ｐは、歯車支持スパン等により計算さ
れるものであり、この計算方法等は例えば「設計家の歯
車（昭和４５年）　平沢次郎著　理工学社　３０２頁」
に記載されており、軸受荷重Ｐの方向は歯車の噛み合い
振動方向に一致する。１４は圧電素子からなる圧電素子
型センサであり、圧電素子型センサ１４の一端は軸受１
１の外輪１１ｂに当接し、他端はケース１３に当接して
いる。圧電素子型センサ１４は軸受荷重Ｐ方向の力を検
出するものであり、検出手段を構成する。なお、圧電素
子型センサ１４に代えて、歯車の噛み合い振動によって
軸受に生じる所定方向の加速度、速度および変位のうち
の少なくとも一つを検出するセンサを用いてもよい。
【０００９】一方、歯車軸１２を軸中心に圧電素子型セ
ンサ１４に対して軸対称になるように圧電素子からなる
圧電アクチュエータ１５が配置されている。圧電アクチ
ュエータ１５は供給される駆動信号に応じて軸受荷重Ｐ
方向に伸縮するものであり、圧電アクチュエータ１５は
、伸縮方向の一端で軸受１１の外輪１１ｂに当接し他端
でケース１３に当接している。すなわち、圧電アクチュ
エータ１５が本願のアクチュエータに相当する。上述の
圧電素子型センサ１４、圧電アクチュエータ１５は何れ
も軸受１１とケース１３の間に圧入された状態になって
いる。また、圧電素子型センサ１４、圧電アクチュエー
タ１５は電歪素子から構成してもよい。
【００１０】１６はバンドパストラッキングフィルター
、１７は位相進み送れ制御回路、１８は波形整形回路、
１９はパワー部であり、これらにより、歯車の噛み合い
振動が圧電アクチュエータ１５の伸縮によって吸収され
るように、圧電素子型センサ１４の検出結果に基づいて
、駆動信号を生成して圧電アクチュエータ１５に供給す
る駆動信号供給手段が構成される。圧電素子型センサ１
４からの検出信号は、バンドパストラッキングフィルタ
ー１６、位相進み送れ制御回路１７、波形整形回路１８
、パワー部１９の順に通して、あるいは、波形整形回路
１８を除いた前記の順に通して、駆動信号として圧電ア
クチュエータ１５に供給される。バンドパストラッキン
グフィルター１６は、歯車軸回転数と歯車の歯数から噛
み合い周波数を演算し、この演算周波数を中心周波数と
するものである。
【００１１】次に作用を説明する。歯車の噛み合い振動
により軸受荷重Ｐは図２の上段に示すように変動し、こ
の変動に応じて圧電素子型センサ１４の検出信号は図２
の下段に示すように変動する。したがって、圧電素子型
センサ１４の検出信号は軸受荷重Ｐの位相と反転した信
号となり、この検出信号を駆動信号として圧電アクチュ
エータ１５に与えると、圧電アクチュエータ１５に発生
する力は軸受荷重Ｐの位相と反転した位相で変動する。 したがって、圧電アクチュエータ１５の検出信号がゼロ
になるように圧電アクチュエータ１５を伸縮させること
ができ、圧電素子型センサ１４の検出信号をＥとすると
、本実施例の基本回路のブロック線図は図３のように示
される。
【００１２】上述のように本実施例では、ケース１３に
伝達しようとする歯車の噛み合い振動を圧電アクチュエ
ータ１５により吸収することができるので、伝達する振
動そのものをなくすことができる。また、信号を波形整
形回路１８を通すことにより、単一の周波数についての
振動伝達を的確に防止することができる。さらに、位相
進み送れ制御回路１７を設けたことにより、歪んだ振動
波形に対してもあるいは僅かな時間差が圧電型センサ１
４と圧電アクチュエータ１５の間にあったとしても、振
動の伝達を確実に防止することができる。
【００１３】なお、歯車の振動は噛み合い一次の他に整
数倍次の成分が大きくなり、問題となる場合があるので
、バンドパストラッキングフィルター１６はハイパス側
に設定しておくと良い場合もある。また、圧電素子型セ
ンサ１４、圧電アクチュエータ１５は歯車軸１２を支持
する他の軸受に設けてよいのは言うまでもなく、図４は
軸受１１に加え、軸受２０にも圧電素子型センサ１４ａ
および圧電アクチュエータ１５ａを取り付けた例を示し
ている。図４において、軸受荷重Ｐが大きくて、Ｐの振
動伝達のみを遮断すればよい場合には、圧電アクチュエ
ータ１５ａを力検出素子として用いることもできる。さ
らに、本実施例では、圧電素子型センサ１４により軸受
荷重Ｐと逆位相の信号を検出するようにしているが、ギ
ヤノイズの音圧波形や振動伝達経路中の歯車噛み合いの
振動波形を用いて検出することもできる。
【００１４】図５〜図７は本発明に係る歯車支持軸受構
造の第２実施例を示す図である。なお、図５において、
図１に示した前述の第１実施例の構成部材と同一の部材
には同じ符号を付してその説明は省略する。図５におい
て、２１は圧電素子型センサ（検出手段）であり、圧電
素子型センサ２１は、圧電アクチュエータ１５とケース
１３の間に配置され、歯車の噛み合い振動によって軸受
１１に生じる軸受荷重作用方向の力を圧電アクチュエー
タ１５を介して検出するものである。
【００１５】圧電素子型センサ２１および圧電アクチュ
エータ１５は、ドライブ負荷時軸受荷重Ｄ方向、コース
ト負荷時軸受荷重Ｃ方向にそれぞれ３個ずつ配置されて
いる。ドライブ負荷時とコースト負荷時では軸受荷重作
用方向が異なるため、Ｄ、Ｃ方向は互いに異なる方向と
なる。各圧電素子型センサ２１の検出信号は対応する各
圧電アクチュエータ１５に制御回路２２（駆動信号供給
手段）を通して供給されるようになっている。制御回路
２２はフィードバック制御を行なうものであり、そのフ
ィードバック制御のブロック線図は図６のように示され
、圧電素子型センサ２１の検出信号がゼロになるように
制御される。 すなわち、圧電アクチュエータ１５を介して圧電素子型
センサ２１が図７の最上段に示すように軸受荷重Ｄまた
はＣの変動により加振されると、圧電アクチュエータ１
５がフィードバック制御により図７の２段目に示す位相
で伸縮駆動され、結果的に図７の３段目に示すように圧
電素子型センサ２１の検出信号の変動がほぼゼロになり
、図７の最下段に示すようにケース３に加わる力の変動
もほぼゼロになる。なお、振動変動成分のみを抑制する
目的の場合、制御回路２２に直流成分をカットするフィ
ルターを設けてもよい。本実施例では、圧電素子型セン
サ２１により歯車の噛み合い振動を検出するようにして
いるが、検出手段はこれに限定されるものではなく、軸
受１１に生じる力、加速度、速度および変位のうちの少
なくとも一つを検出することができるものであればよい
。
【００１６】上述のように本実施例では、圧電素子型セ
ンサ２１を圧電アクチュエータ１５とケース１３の間に
配置しているので、前述の第１実施例の効果に加え、圧
電素子型センサ２１および圧電アクチュエータ１５の組
を軸受１１の外周部の任意位置に配置することができ、
あらゆる方向の軸受荷重の振動を防止することができる
。したがって、本実施例のように、ドライブ負荷時の軸
受荷重作用方向とコースト負荷時の軸受荷重作用方向の
両方の振動伝達防止に容易に適用することができる。ま
た、手動変速機のように、例えば歯車の噛み合い位置が
軸方向に異なったり、あるいは一つの歯車軸において噛
み合い状態の歯車の歯数が違ったりすると、軸受荷重の
作用方向は変化する。このような場合にも、個別の素子
毎に独立して制御すれば本実施例を容易に適用すること
ができる。 さらに、圧電アクチュエータ１５の直流成分も任意に変
えるようにすれば、ケース１３に対する力の入力をゼロ
にすることができ、ケース１３の静曲げ強度を軽減する
ことができ、軽量化を図ることができる。さらにまた、
歯車軸中心位置を移動させて歯車の片当りを防止するこ
とができる。またさらに、圧電素子型センサ２１を圧入
状態にしないでも検出を確実にすることができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、検出手段の検出結果に
基づいて、例えば検出結果がゼロになるようにアクチュ
エータの伸縮を制御することにより、歯車の噛み合い振
動をアクチュエータの伸縮によって吸収させることがで
きるので、振動の伝達そのものをなくすことができる。
【００１８】また、検出手段を歯車軸を軸中心にアクチ
ュエータに対して軸対称になるように配置した場合、検
出手段の検出信号を駆動信号としてアクチュエータに供
給することができる。または、検出手段をアクチュエー
タとケースの間に配置した場合、検出手段およびアクチ
ュエータの組を軸受全周に亘って配置することが可能に
なるので、ケースに加わる任意の方向の振動伝達を防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る歯車支持軸受構造の第１実施例を
示すその概略全体図。
【図２】図１における歯車支持軸受構造の軸受荷重と検
出信号の関係を示す図。
【図３】図１における歯車支持軸受構造の制御ブロック
線図。
【図４】図１における歯車支持軸受構造を２つの軸受部
に適用した場合の概略斜視図。
【図５】本発明に係る歯車支持軸受構造の第２実施例を
示すその概略全体図。
【図６】図５における歯車支持軸受構造の制御ブロック
線図。
【図７】図５における歯車支持軸受構造の軸受荷重、駆
動信号、検出信号、ケースに加わる力の関係を示す図。
【図８】従来の歯車支持軸受構造の要部断面図。
【符号の説明】
１１　　　　軸受 １１ａ　　内輪 １１ｂ　　外輪 １２　　　　歯車軸 １３　　　　ケース １４、２１　　圧電素子型センサ（検出手段）１５　　
　　圧電アクチュエータ（アクチュエータ）１６　　　
　バンドパストラッキングフィルター（駆動信号供給手
段）

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】歯車軸に連結された内輪およびケースに連
    結された外輪を有する軸受と、歯車の噛み合い振動によ
    って軸受に生じる所定方向の力、加速度、速度および変
    位のうちの少なくとも一つを検出する検出手段と、供給
    される駆動信号に応じて前記所定方向に伸縮する圧電素
    子または電歪素子からなり、伸縮方向の一端で軸受の外
    輪に当接し、他端でケースに当接するアクチュエータと
    、歯車の噛み合い振動がアクチュエータの伸縮によって
    吸収されるように、検出手段の検出結果に基づいて、駆
    動信号を生成してアクチュエータに供給する駆動信号供
    給手段と、を備えたことを特徴とする歯車支持軸受構造
    。
  2. 【請求項２】前記検出手段が、歯車軸を軸中心にアクチ
    ュエータに対して軸対称になるように配置され、加えら
    れた力に応じた検出信号を制御手段に出力する圧電素子
    または電歪素子からなることを特徴とする請求項１記載
    の歯車支持軸受構造。
  3. 【請求項３】前記検出手段が、アクチュエータとケース
    の間に配置され、歯車の噛み合い振動によって軸受に生
    じる所定方向の力、加速度、速度および変位の少なくと
    も一つをアクチュエータを介して検出することを特徴と
    する請求項１記載の歯車支持軸受構造。
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