特許 7331275 回転軸の制振機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-14

(45)【発行日】2023-08-22

(54)【発明の名称】回転軸の制振機構

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/10 20060101AFI20230815BHJP

   F16C 35/077 20060101ALI20230815BHJP

   F16C 27/00 20060101ALI20230815BHJP

【ＦＩ】

F16F15/10 A

F16F15/10 B

F16C35/077

F16C27/00 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022574247

(86)(22)【出願日】2021-05-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-09

(86)【国際出願番号】 DK2021050161

(87)【国際公開番号】W WO2021249600

(87)【国際公開日】2021-12-16

【審査請求日】2022-11-30

(31)【優先権主張番号】PA202070359

(32)【優先日】2020-06-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DK

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】522467954

【氏名又は名称】コンポーネント ２．０ エーエス

【氏名又は名称原語表記】ＣＯＭＰＯＮＥＮＴ ２．０ Ａ／Ｓ

【住所又は居所原語表記】Ｌｙｎｇｓｏ Ａｌｌｅ ３ ２９７０ Ｈｏｒｓｈｏｌｍ Ｄｅｎｍａｒｋ

(74)【代理人】

【識別番号】100127188

【弁理士】

【氏名又は名称】川守田 光紀

(72)【発明者】

【氏名】ラルセン アスガー メング

(72)【発明者】

【氏名】ラスムセン ヤヌス ユール

【審査官】大谷 謙仁

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００５／０２６５７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭５０－１４６７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第００１３４８５６（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｆ １５／１０

Ｆ１６Ｃ ３５／０７７

Ｆ１６Ｃ ２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸のラジアル方向の振動を減衰させるための制振機構であって、前記制振機構は、
少なくとも１つの第１減衰要素と；
少なくとも１つの第２減衰要素と；
前記第１減衰要素と前記第２減衰要素に動作可能に係合するベアリング機構と；
を備え、前記ベアリング機構は、
第１ベアリング部材と；
第２ベアリング部材と；
少なくとも一部が入れ子状に配される基準と；
を備え、
前記第１ベアリング部材は、前記回転軸のラジアル方向の動きが前記第１ベアリング部材に伝達されるように、前記軸に回転可能に取り付けられ；
前記第１ベアリング部材は、前記第１減衰要素及び第１ステアリング構造によって前記第２ベアリング部材に動作可能に連結され；
前記第１ステアリング構造は、前記第１ベアリング部材及び前記回転軸の、第１のラジアル方向への往復運動のみを許容し、前記第１減衰要素は、前記第２ベアリング部材に関して前記第１のラジアル方向への往復運動を減衰させ；
前記第２ベアリング部材は、前記第２減衰要素及び第２ステアリング構造によって前記基準に動作可能に接続され；
前記第２ステアリング構造は、前記第２ベアリング部材，前記第１ベアリング部材，及び前記回転軸の、第２のラジアル方向への往復運動のみを許容し、前記第２減衰要素は、前記基準に対して前記第２のラジアル方向への往復運動を減衰させる；
制振機構。

【請求項2】

前記第２のラジアル方向は、前記第１のラジアル方向から、好ましくは少なくとも４５°の角度、最も好ましくは約９０°の角度だけ角度的に間隔が空けられている、請求項１に記載の制振機構。

【請求項3】

前記軸のラジアル方向の振動は、前記第１のラジアル方向及び／又は前記第２のラジアル方向への前記第１ベアリング部材の往復運動を生成し、及び／又は、前記第２のラジアル方向への前記第２ベアリング部材の往復運動を生成する、請求項１又は２に記載の制振機構。

【請求項4】

前記第１減衰要素は、前記第１ベアリング部材と前記第２ベアリング部材との間に少なくとも部分的に配置され、前記第１ベアリング部材の前記第１のラジアル方向への往復運動を減衰させ、
前記第２減衰要素は、前記第２ベアリング部材と前記基準との間に少なくとも部分的に配置され、前記第２ベアリング部材の前記第２のラジアル方向への往復運動を減衰させる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の制振機構。

【請求項5】

前記第１減衰要素及び前記第２減衰要素は、単動型又は複動型の減衰要素である、請求項１から４のいずれか１項に記載の制振機構。

【請求項6】

前記第２のラジアル方向は、前記第１のラジアル方向及び前記軸の中心軸に対して垂直に延びている、請求項１から５のいずれか１項に記載の制振装置。

【請求項7】

前記制振機構は、前記第１のラジアル方向に沿って、前記中心軸の径方向の両側に配置された２つの第１減衰要素を有する、請求項６に記載の制振機構。

【請求項8】

前記制振機構は、前記第２のラジアル方向に沿って、前記中心軸の径方向の両側に配置された２つの第２減衰要素を有する、請求項６又は７に記載の制振機構。

【請求項9】

前記第１ベアリング部材の前記第１のラジアル方向への往復運動は、前記中心軸から軸直径の±２５％の最大振幅を有し、及び／又は、
前記第２ベアリング部材の前記第２のラジアル方向への往復運動は、前記中心軸から前記軸直径の±２５％の最大振幅を有する、
請求項６から８のいずれか１項に記載の制振機構。

【請求項10】

前記第１ステアリング構造及び／又は前記第２ステアリング構造は、少なくとも２つの摺動自在に係合するステアリング要素を備え、前記ステアリング要素は好ましくは１つの溝及び１つの突起である、請求項１から９のいずれか１項に記載の制振機構。

【請求項11】

前記第２ベアリング部材は複数の溝を有し、そのうち少なくとも１つの第１の溝は前記第１ステアリング構造の一部であり、少なくとも１つの第２の溝は前記第２ステアリング構造の一部であり、
前記第１ベアリング部材は、前記第１の溝に係合する少なくとも１つの第１突出部を有し、
前記基準は、前記第２の溝に係合する少なくとも１つの第２の突出部を有する、
請求項１０に記載の制振機構。

【請求項12】

前記基準は少なくとも１つの軸方向停止部を備え、該軸方向停止部は、前記第１ベアリング部材及び前記第２ベアリング部材が、前記基準に対して、前記軸に沿って軸方向に移動することを防止するように構成される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の制振機構。

【請求項13】

軸と、第１ベアリングと、第２ベアリングとを備えると共に、請求項１から１２のいずれか１項に記載の制振機構を少なくとも１つ備える回転軸構造であって、
前記軸と、前記第１ベアリングと、前記第２ベアリングと、前記制振機構とは、中心軸を共有し、
前記第１ベアリングと前記第２ベアリングとは前記中心軸に沿った距離だけ離れており、
前記制振機構は、前記中心軸に沿って、前記軸のラジアル方向の振動が最大振幅となる位置で、前記第１ベアリングと前記第２ベアリングとの間に配される、
回転軸構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書の開示事項は回転軸の構造に関し、より詳細には、回転軸装置の回転軸における径方向の振動を減衰させるための制振機構に関する。

【背景】

【0002】

回転軸のような回転部品を有する機械システムでは、部品間の機械的なアンバランスやミスアライメント、軸の固有振動数などが相まって、しばしば振動に関連する問題が発生することがある。

【0003】

固有振動数とは、システムが振動しやすい周波数で、一般にシステムの運用上好ましくない周波数である。

【0004】

すべての回転軸はある程度アンバランスな質量を有する。これは、軸の回転速度がその固有振動数に近いか等しいとき、共振振動を生じさせる。（このような速度は危険速度（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓｐｅｅｄ）と呼ばれることがある。）軸のたわみの大きさは、軸とその支持体の剛性、支持体間の距離、軸と付属部品の質量分布、回転軸に関する質量のアンバランス、軸の形状、システムの減衰量などの要因に依存する。

【0005】

一般に、回転軸の危険速度は計算する必要がある。というのも、 危険速度は、軸の共振振動を励起する回転速度、すなわち固有振動数であるからである。軸の回転速度が軸の固有周波数に近づくと、軸は共振を始め、システムの振動や、場合によっては騒音が劇的に増加する。

【0006】

さらに、このような軸の振動は、ベアリングやカップリング、ギアなどの他の部品にさらなる負荷を与え、最終的に機械システムの破壊的な故障につながる可能性がある。

【0007】

軸の固有振動数を刺激しないようにする一つの解決策は、最高速度が最低危険速度より低くなるようにシステムを設計することや、最高速度がある危険速度と他の危険速度の間の区間に入るようにシステムを設計することだけでする。しかし、これでは機械システムの有用性が大きく制限される。

【0008】

代わりに、この固有振動数励起の問題を、回転軸に沿って複数のベアリング又はベアリング機構を追加し、ラジアル方向の振動を減衰させることで、緩和することができる。しかしその場合、ベアリングを正確に調整する必要があり、それは非常に高価で時間のかかるプロセスであるという、別の問題が発生する。また、ベアリングのアライメントは長年使用することで悪化する可能性がある。さらに、ベアリングの数を増やして軸を過度に拘束すると、ベアリング間の位置ずれや公差累積のリスクが高まる。

【摘要】

【0009】

上述の課題を解決するか又は少なくとも緩和する制振機構であって、ラジアル方向の振動を減衰させるための制振機構を提供することが目的の一つである。上述の課題やその他の課題が、独立請求項に記載の特徴により解決される。より具体的な実装形態は、従属請求項や発明の詳細な説明、図面から明らかになるだろう。

【0010】

第１の捉え方によれば、回転軸のラジアル方向の振動を減衰させるための、次のような制振機構が提供される。この制振機構は、
少なくとも１つの第１減衰要素と；
少なくとも１つの第２減衰要素と；
前記第１減衰要素と前記第２減衰要素に動作可能に係合するベアリング機構と；
を備え、前記ベアリング機構は、
第１ベアリング部材と；
第２ベアリング部材と；
少なくとも一部が入れ子状に配される基準（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）と；
を備え、
前記第１ベアリング部材は、前記回転軸のラジアル方向の動きが前記第１ベアリング部材に伝達されるように、前記軸に回転可能に取り付けられ；
前記第１ベアリング部材は、前記第１減衰要素及び第１ステアリング構造によって前記第２ベアリング部材に動作可能に連結され；
前記第１ステアリング構造は、前記第１ベアリング部材及び前記回転軸の、第１のラジアル方向への往復運動のみを許容し、前記第１減衰要素は、前記第２ベアリング部材に関して前記第１のラジアル方向への往復運動を減衰させ；
前記第２ベアリング部材は、前記第２減衰要素及び第２ステアリング構造によって前記基準に動作可能に接続され；
前記第２ステアリング構造は、前記第２ベアリング部材，前記第１ベアリング部材，及び前記回転軸の、第２のラジアル方向への往復運動のみを許容し、前記第２減衰要素は、前記基準に対して前記第２のラジアル方向への往復運動を減衰させる。

【0011】

この制振機構は、ラジアル方向の振動を減衰させる機構を内蔵するベアリング機構を提供することによって、軸のラジアル方向の振動を減衰させ、したがって、システムの振動及び騒音を防止することを可能にする。この第１の捉え方に従う制振機構と組み合わせることによって、軸の全長に沿って配置された複数のベアリングを必要とする先行技術の解決策よりも、著しく少ない数のベアリングで回転軸を支持することができる。前記第１の捉え方による制振機構のみを使用することによって、多数のベアリングを正確に位置合わせする必要がなくなり、制振機構をより安価にするだけでなく、組立中及び使用中の位置合わせの正確さがもはや問題ではないので、先行技術の解決策よりも信頼性が高くなる。

【0012】

前記第１の捉え方の実装形態の一例において、前記第１ベアリング部材は、前記第１ベアリング部材に対して前記軸が回転するように前記軸に回転可能に取り付けられる。軸の回転軸は、好ましくは軸の中心軸に対応する。これにより、回転に起因する前記第１ベアリング部材と前記軸との間の位置ずれを防止することができる。

【0013】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第１ベアリング部材及び前記第２ベアリング部材は、ラジアル方向の振動に応じて、第１のラジアル方向及び第２のラジアル方向に互いに対して自動的にアライメントが調整されるように構成される。それによって、前記第１ベアリング部材と前記第２ベアリング部材、ひいては前記第２ベアリング部材と前記軸の間のいかなる永久的な位置不整合も防止される。

【0014】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第１ベアリング部材と前記第２ベアリング部材とは滑り軸受を形成してもよい。

【0015】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記ベアリングの構成はオルダムカップリング（Ｏｌｄｈａｍ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）である。

【0016】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第２の方向は、前記第１の方向から、好ましくは少なくとも４５°の角度、最も好ましくは約９０°の角度だけ角度的に間隔が空けられている。このような配置は、前記軸が第１の方向に曲がることを防止する。

【0017】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第２の方向は、前記第１の方向と直交し、軸の中心軸に直交している。

【0018】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第１ベアリング部材と前記第２ベアリング部材とは前記軸と中心軸を共有する。

【0019】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記軸のラジアル方向の振動は、前記第１ベアリング部材の前記第１の方向及び／又は前記第２の方向への往復運動、及び／又は、前記第２ベアリング部材の前記第２の方向への往復運動を生成する。複数の、好ましくはすべてのラジアル方向の振動に応答することを促す。

【0020】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第１ベアリング部材は、前記第１の方向及び前記第２の方向に沿って移動可能とされ、前記第２ベアリング部材は、前記第１の方向に沿って固定的とされる。

【0021】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第１減衰要素は、前記第１ベアリング部材と前記第２ベアリング部材との間に少なくとも部分的に配置され、前記第１ベアリング部材の前記第１の方向への往復運動を減衰させ、前記第２減衰要素は、前記第２ベアリング部材と前記基準との間に少なくとも部分的に配置され、前記第２ベアリング部材の前記第２方向への往復運動を減衰させる。これにより、前記第１ベアリング部材の回転を前記基準にロックする。また、前記第１ベアリング部材と前記第２ベアリング部材との間、及び前記第２ベアリング部材と前記基準との間の相対運動を利用して、減衰要素により振動を減衰させる。

【0022】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、第１の固有周波数、及び場合によっては第２の固有周波数を有する少なくともラジアル方向の振動は、システムの振動及び騒音が最小限に保たれるように、制振機構によって減衰される。

【0023】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第１減衰要素及び前記第２減衰要素は、単動型又は複動型であり、スペースや製造コストの制約に応じた制振機構を可能にする。

【0024】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記制振機構は、前記中心軸の径方向の両側に前記第１の方向に沿って配置された２つの第１減衰要素を有し、簡単かつ信頼性の高い減衰要素によって、２つの反対方向への減衰を実現することが可能である。

【0025】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記制振機構は、前記中心軸の径方向の両側に前記第２の方向に沿って配置された２つの第２減衰要素を有し、簡単かつ信頼性の高い減衰要素によって、別の２つの反対方向への減衰を実現することが可能である。

【0026】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第１ベアリング部材、前記第２ベアリング部材、及び前記基準部は、実質的に柱状である。

【0027】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第１の減衰要素及び前記第２の減衰要素は流体を有する。つまり、非常にシンプルで簡単に交換可能な減衰要素によって、減衰を両方向に実行することを可能にする。

【0028】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第１ベアリング部材及び前記第２ベアリング部材は、流体を収容するように構成された、外周方向に延在する凹部を備える。前記凹部は前記第１ベアリング部材及び前記第２ベアリング部材の外周面に延在しする。前記第１ベアリング部材及び前記第２ベアリング部材の凹部面によって形成される空間は前記流体を収容する。また前記空間は、前記流体が、ラジアル方向において十分な耐荷重を提供することを可能にする。

【0029】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第１ベアリング部材の前記第１方向への往復運動は、前記中心軸から軸直径の±２５％の最大振幅を有し、及び／又は、前記第２ベアリング部材の前記第２方向への往復運動は、前記中心軸から前記軸直径の±２５％の最大振幅を有する。これらによって、前記制振機構または前記軸に過度のストレスを与えることなく、減衰が必要な機械システムの大部分において、ラジアル振動の減衰を可能にする。

【0030】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第１ステアリング構造及び／又は前記第２ステアリング構造は、少なくとも２つの摺動自在に係合するステアリング要素を備え、前記ステアリング要素は好ましくは１つの溝及び１つの突起である。これは、あらゆる動きを１つの軸に沿った２つの反対方向に制限する、費用対効果が高く、信頼性の高い解決策である。

【0031】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第２ベアリング部材は複数の溝を有し、そのうち少なくとも１つの第１の溝は前記第１ステアリング構造の一部であり、少なくとも１つの第２の溝は前記第２ステアリング構造の一部であり、前記第１ベアリング部材は、前記第１の溝に係合する少なくとも１つの第１突出部を有し、

【0032】

前記基準は、前記第２の溝に係合する少なくとも１つの第２の突出部を有する、。これらによって、ベアリング機構の部品間の簡単で信頼できる相互接続を可能にする。またこの相互接続は、ラジアル方向の動きを依然として可能にする。

【0033】

前記第１の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記基準は少なくとも１つの軸方向停止部を備え、該軸方向停止部は、前記第１ベアリング部材及び前記第２ベアリング部材が、前記基準に対して、前記軸に沿って軸方向に移動することを防止するように構成される。これにより、前記制振機構は、前記軸に沿ったその初期位置に維持され、従って、前記軸に対する制振効果も維持される。

【0034】

第２の捉え方によれば、次のような回転軸構造が提供される。この回転軸構造は、軸と、第１ベアリングと、第２ベアリングと、前述の制振機構とを備え、
前記軸と、前記第１ベアリングと、前記第２ベアリングと、前記制振機構とは、中心軸を共有し、
前記第１ベアリングと前記第２ベアリングとは前記中心軸に沿った距離だけ離れており、
前記制振機構は前記軸に沿った位置において前記第１ベアリングと前記第２ベアリングの間に配され、
前記軸のラジアル振動は最大振幅を有する。

【0035】

このタイプの軸構造は、軸のラジアル方向の振動を減衰させる。そのためラジアル方向の振動に最も影響される軸の位置に配置されたたった１つの制振機構によって、系の振動と騒音を抑制することを可能にする。さらに、前記構造は運動学的に決定されるため、前記構造内の公差やミスアライメントなどの問題に関わらず、寄生負荷（ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｌｏａｄ）を発生させることがない。前記制振機構は、ラジアル方向の速度にのみ抵抗するフローティングダンパーであり、純粋なダンパーとみなすことができる。

【0036】

前記第２の捉え方の実装形態の一例において、前記ラジアル方向の振動は正弦波であり、該正弦波形の最大振幅は前記ラジアル方向振動の最大振幅に対応する。

【0037】

前記第２の捉え方の更なる実装形態の一例において、軸のラジアル方向振動が第１の固有周波数に等しいとき、前記最大振幅は、中心軸に沿って第１ベアリング及び第２ベアリングから等距離の位置に生じる。前記制振機構は、最大振幅点でラジアル振動を抑制するために、好ましくは、第１ベアリング及び第２ベアリングから等距離に配置されている。

【0038】

前記第２の捉え方の更なる実装形態の一例において、軸のラジアル方向振動が第２の固有周波数に等しいとき、前記最大振幅は、前記第１ベアリングから１／４＊距離ｄ３及び前記第２ベアリングから１／４＊距離ｄ３に生じる。ここで距離ｄ３は、第１ベアリングと第２ベアリングとの間の距離である。この場合、最大振幅を呈する全ての点でラジアル方向の振動を減衰するために、前記制振機構は好ましくは、前記第１ベアリングから１／４＊距離ｄ３の位置と、前記ｄ３第２ベアリングから１／４＊距離３の位置とに、軸に沿ってオフセットされて配置される。

【0039】

前記第２の捉え方の更なる実装形態の一例において、軸のラジアル方向振動が第３の固有周波数に等しいとき、前記最大振幅は、中心軸に沿って、前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングから等距離の点と、前記第１ベアリングから１／４＊距離ｄ３の点と、前記第２ベアリングから１／４＊距離ｄ３の点に生じる。ここで距離ｄ３は、第１ベアリングと第２ベアリングとの間の距離である。この場合、前記最大振幅を呈する全ての点でのラジアル方向振動を減衰するために、前記制振機構は好ましくは、前記第１ベアリング及び前記第２ベアリング前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングから等距離の点と、前記第１ベアリングから１／４＊距離ｄ３の点と、前記第２ベアリングから１／４＊距離ｄ３の点に配される。

【0040】

前記第２の捉え方の更なる実装形態の一例において、前記第１のベアリング及び／又は前記第２のベアリングは、球面ボールベアリングなどのボールベアリング、ジャーナルベアリング、磁気ベアリングであってもよい。

【0041】

これらの捉え方及び他の捉え方は、以下に説明される実施例により更に明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0042】

以下、図面に示される例示的な実施形態を参照しつつ、様々な捉え方や実施形態、実装例を詳細に説明する。

【図1】先行技術による回転軸構造を示す模式図である。

【図2】ある実施形態に係る回転軸構造を示す模式図である。

【図3】ある実施形態に係る回転軸構造の長手方向断面図である。

【図4】さらなる実施形態に係る回転軸構造の長手方向断面図である。

【図5】ある実施形態に係る回転軸構造の横断面を示す図である。

【図6】ある実施形態に係る回転軸構造を軸上に配置した場合の透視図である。

【図7】図６の実施形態を示す分解斜視図である。

【図8】ある実施形態に係る回転軸構造の横断面を示す図である。

【図9】図８の実施形態の縦断面を示す図である。

【詳細説明】

【0043】

図１は、軸２と、軸２の中心軸Ａ１に沿って配置された複数のベアリング１５，１６とからなる従来の回転軸構造を示す図である。このような回転軸構造は、タービン発電機や内燃機関などの機械システムの一部であり、道路車両のドライブシャフト、船舶の推進軸、ファン軸、またはクランク軸などとして使用される場合がある。このような回転軸２は、例えば部品間の機械的なアンバランスやミスアライメントに起因して、軸の固有振動数と共振して径方向の振動を受けるが、この振動は、図１に示すように、軸２に沿って配置された複数のベアリング１５、１６を用いて緩和されることが多い。

【0044】

図２に概略的に示す実施形態は、回転軸構造１４に関するものである。回転軸構造１４は、軸２と、第１のベアリング１５と、第２のベアリング１６と、制振機構１とを備える。制振機構１については後に詳細に説明される。軸２は、好ましくは、等方性（ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）の材料からなる柱状（ｐｒｉｓｍａｔｉｃ）の軸である。ここで柱状とは、軸の断面がその長さ全体にわたって一定であることを意味する。

【0045】

第１のベアリング１５と第２のベアリング１６は、軸２を担持し、中心軸Ａ１に沿って距離ｄ３だけ離間している。好ましくは、第１のベアリング１５及び第２のベアリング１６は、それぞれ軸２の反対側の端部に配されるか、又は隣接して配される。回転軸構造１４は複数の制振機構１を備えてもよいが、以下の段落では、説明を簡潔にするために、１つの制振機構１のみを備える回転軸構造１４を説明する。また回転軸構造１４は、２つ以上のベアリング１５、１６を備えてもよい。

【0046】

軸２、第１のベアリング１５、第２のベアリング１６、および制振機構１は、すべて中心軸Ａ１を共有しており、すなわち、第１のベアリング１５、第２のベアリング１６、および制振機構１は、軸２の周りに少なくとも部分的に整列して配置されている。

【0047】

制振機構１は、好ましくは、中心軸Ａ１に沿って、第１のベアリング１５と第２のベアリング１６との間の位置であって、軸２のラジアル方向の振動が最大振幅を有し、それゆえ、最大の制振効果を与える位置に配される。ラジアル方向振動は正弦波波形を有していてもよく、正弦波波形の最大振幅がラジアル方向振動の最大振幅に大きさと位置の両方で対応するような波形を有していてもよい。

【0048】

回転軸構造１４で生じるすべての固有周波数は、１つまたは複数の制振機構１によって減衰させられてもよい。

【0049】

軸２のラジアル方向の振動が軸２の第１固有周波数に等しいとき、振動の最大振幅は、中心軸Ａ１に沿って、第１のベアリング１５及び第２のベアリング１６から等距離の点に生じ、好ましくは軸２の中心点で生じる。このような実施形態では、図３及び図４に示すように、制振機構１も、第１のベアリング１５及び第２のベアリング１６から等距離に配される。

【0050】

代わりに、軸２のラジアル方向の振動が軸２の第２固有周波数に等しいとき、最大振幅は、第１のベアリング１５から１／４＊距離ｄ３、および第２のベアリング１６から１／４＊距離ｄ３で生じる。すなわち最大振幅は軸２に沿ってオフセットされ、軸２の中心点と第１のベアリング１５との間および軸２の中心点と第２のベアリング１６との間で生じる。第１のベアリング１５と最大振幅位置との間の距離は、第１のベアリング１５と第２のベアリング１６との間の総距離ｄ３の１／４であり、第２のベアリング１６と最大振幅位置との間の距離も、総距離ｄ３の１／４である。このような実施形態では、制振機構１も軸２に沿ってオフセットされて配置され、中心軸Ａ１に沿った第１のベアリング１５からの距離ｄ３の１／４（すなわち１／４＊ｄ３）、および中心軸Ａ１に沿った第２のベアリング１６からの距離ｄ３の１／４（すなわち１／４＊ｄ３）に配される（図示されていない）。

【0051】

軸２のラジアル振動が軸２の第３固有振動数に等しい場合、第１ベアリング１５から１／３＊距離ｄ３、第１ベアリング１５から２／３＊距離ｄ３、第２ベアリング１６から１／３＊距離ｄ３で最大振幅が生じる。すなわち最大振幅は、軸２に沿って、軸２の中心点、軸２の中心点と第１ベアリング１５の間、および軸２の中心点と第２ベアリング１６の間で生じる（図示されていない）。

【0052】

第１のベアリング１５および／または第２のベアリング１６は、球面ボールベアリングなどのボールベアリング、ジャーナルベアリング、磁気ベアリング、または他の任意のタイプの適切なベアリングであってもよい。

【0053】

回転軸２のラジアル方向の振動を減衰させるために使用される制振機構１の一実施形態が、図３及び図４に概略的に示されている。この制振機構１は、上述の軸２、第１のベアリング１５、及び第２のベアリング１６と組み合わされていることが示されている。図５から図９は、軸２上に配されるような制振機構１の更なる実施形態を示す。

【0054】

制振機構１は、少なくとも１つの第１の減衰要素３と、少なくとも１つの第２の減衰要素４と、第１の減衰要素３および第２の減衰要素４に動作可能に係合するベアリング機構５とを備える。図５に示されるように、制振機構１は、２つの対向配置された第１の減衰要素３ａ、３ｂと、２つの対向配置された第２の減衰要素４ａ、４ｂとを備えてもよい。

【0055】

第１の減衰要素３、３ａ、３ｂおよび第２の減衰要素４、４ａ、４ｂは、任意の種類の適切なリニアダンパであってよい。第１の減衰要素３、３ａ、３ｂおよび第２の減衰要素４、４ａ、４ｂは、単動式または複動式の減衰要素であってもよい。

【0056】

一実施形態（図示せず）において、制振機構１は、第１のラジアル方向Ｄ１に沿って往復運動を減衰する１つの複動式減衰要素と、第２のラジアル方向Ｄ２に沿って往復運動を減衰する１つの複動式減衰要素とを備えている。

【0057】

図５は、ラジアル方向Ｄ１に沿って作用する２つの第１の減衰要素３ａ、３ｂと、ラジアル方向Ｄ２に沿って作用する２つの対向配置された第２の減衰要素４ａ、４ｂとを備える実施形態を示している。この場合の「方向」は「軸」に等しく、すなわち、ラジアル方向Ｄ１に沿った動きは、第１の軸に沿った、第１の方向に向かう動き及び第２の方向に向かう動きを含み、第２の方向は第１の方向の正反対である。

【0058】

言い換えれば、第１のラジアル方向Ｄ１は、同じ１つの第１の軸に沿って延びる２つの反対方向を指する。これに対応して、第２のラジアル方向Ｄ２は、１つの同じ第２の軸に沿って延びる２つの反対方向を意味する。第１の軸と第２の軸は平行ではなく、互いに対して０°を超える角度で延びている。

【0059】

実施形態によっては、第２の方向Ｄ２は、第１の方向Ｄ１から少なくとも４５°の角度、最も好ましくは、約９０°の角度だけ角度的に間隔を空けている。言い換えれば、第２の方向Ｄ２は、図５に示されるように、第１の方向Ｄ１及び軸２の中心軸Ａ１に対して垂直に延びていてもよい。

【0060】

図５～図８に詳細に示すように、制振装置１は、中心軸Ａ１の径方向の両側に、第１方向Ｄ１に沿って配置された２つの第１制振要素３ａ、３ｂを備えてもよい。さらに、制振装置１は、中心軸Ａ１の径方向の両側に、第２の方向Ｄ２に沿って配置された２つの第２の減衰要素４ａ、４ｂを備えてもよい。第１減衰要素３ａ，３ｂ及び第２減衰要素４ａ，４ｂは、単動型減衰要素又は複動型減衰要素のいずれであってもよい。

【0061】

前述のように、第１の減衰要素３、３ａ、３ｂおよび第２の減衰要素４、４ａ、４ｂは、リニアダンパであってもよい。しかし、第１減衰要素３や第２減衰要素４は、代わりに、油や水などの流体で構成されてもよい。

【0062】

ベアリング構造５は、図４及び図５に示すように、第１のベアリング部材６と、第２のベアリング部材７と、基準（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）８とを備える。基準８は、フレームまたはハウジングと呼ばれることもある。基準８は、軸、第１のベアリング部材６、および第２のベアリング部材７に対して完全に静止するように配置されている。

【0063】

第１のベアリング部材６、第２のベアリング部材７、および基準８は、特に図４および５に示すように、入れ子構成に配されている。すなわち、第１のベアリング部材６が第２のベアリング部材７によって少なくとも部分的に囲まれ、第２のベアリング部材は基準８によって少なくとも部分的に囲まれている。すなわち、第２のベアリング部材７が第１のベアリング部材６と基準８との間に配置される。ベアリング構造５の能動部品、すなわち第１のベアリング６および第２のベアリング７を、その受動部品、すなわち基準８内に配置することによって、これらの能動部品の動きおよび機能は、軸２以外の他の部品によって影響を受けないようにすることができる。

【0064】

ベアリングとも呼ばれることがある第１のベアリング部材６は、軸２のラジアル方向の動きが第１のベアリング部材６に伝達されるように、軸２に取り付けられる。好ましくは、第１のベアリング部材６は、軸２が第１のベアリング部材６に対して相対的に回転できるように軸２に回転可能に取り付けられている。軸２の回転軸は、軸２の中心軸Ａ１に一致する。

【0065】

リングとも呼ばれることがある第２のベアリング部材７は、以下でさらに詳細に説明するように、第１のベアリング部材６に動作可能に接続されている。第１のベアリング部材６及び第２のベアリング部材７は、例えば図８に示されるように、軸２と中心軸を共有してもよい。第１のベアリング部材６と第２のベアリング部材７は、一緒になって滑り軸受を形成してもよい。

【0066】

好ましくは、第１のベアリング部材６および第２のベアリング部材７は、ラジアル方向の振動に応じて、第１のラジアル方向Ｄ１および第２のラジアル方向Ｄ２に、互いに対して自動的に位置が合うように構成される。

【0067】

基準８は、少なくとも１つの軸方向停止部１３を有してもよく、例えば図３及び図４に示すような２つの軸方向停止部１３を含んでいてもよい。この軸方向停止部１３は、第１のベアリング部材６及び第２のベアリング部材７が基準８に対して軸２の中心軸Ａ１に沿って軸方向に移動しないように構成されている。

【0068】

軸２の回転に伴って発生する軸２のラジアル方向の振動は、第１の方向Ｄ１への軸２の往復運動及びそれに続く第１のベアリング部材６の第１の方向Ｄ１への往復運動を発生させる可能性があり、及び／又は、第２の方向Ｄ２への軸２の往復運動及びそれに続く第２のベアリング部材７の第２の方向Ｄ２への往復運動を発生させる可能性がある。軸２と第１のベアリング部材６との間の狭い空間により、第２の方向Ｄ２における軸２のラジアル方向の振動は、同じく第２の方向Ｄ２における第１のベアリング部材６の往復運動を生成し得る。これにより、第２のベアリング部材７の第２の方向Ｄ２への往復運動が発生する。図５に示すように、第１のベアリング部材６は、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２に沿って可動とされてもよい。一方、第２のベアリング部材７は、第１の方向Ｄ１に沿って固定的とされてもよい。すなわち、第２の方向Ｄ２に沿ってのみ可動に配されてもよい。言い換えれば、ベアリング機構５はオルダムカップリング（Ｏｌｄｈａｍ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）に相当すると考えることができる。

【0069】

第１ベアリング部材６の第１方向Ｄ１への往復運動と第２ベアリング部材７の第２方向Ｄ２への往復運動は、任意の大きさのラジアル振動を減衰させるようなものであってもよい。ただし、実施形態によっては、第１ベアリング部材６の第１方向Ｄ１への往復運動は、中心軸Ａ１から、軸２の直径の±２５％の最大振幅を有していてもよい。また、第２のベアリング部材７の第２の方向Ｄ２への往復運動は、中心軸Ａ１から、軸２の直径の±２５％の最大振幅を有していてもよい。

【0070】

第１のベアリング部材６は、上述した１つ又は複数の第１の減衰要素３、３ａ、３ｂと、図５～図７に示す第１のステアリング構造９とによって、第２のベアリング部材７に動作可能に連結されている。第１のステアリング構造９は、軸２及び第１のベアリング部材６の第１のラジアル方向Ｄ１への往復運動のみを可能にする。第１の減衰要素３は、第２のベアリング部材７に関して、この第１のラジアル方向Ｄ１への往復運動を減衰させる。

【0071】

これに対応して、第２のベアリング部材７は、１つ又は複数の第２の減衰要素４、４ａ、４ｂによって、また、図５～図７に示す第２のステアリング構造１０によって、基準８に動作可能に接続される。第２のステアリング構造１０は、主に第２のベアリング部材７の往復運動と、軸２及び第１のベアリング部材６の第２のラジアル方向Ｄ２への若干の運動とを可能にする。第２の減衰要素４は、基準８を基準として、この第２のラジアル方向Ｄ２への往復運動を減衰させる。

【0072】

第１のステアリング構造９及び／又は第２のステアリング構造１０は、スライド可能に係合するステアリング要素を少なくとも２つ含んでいてもよい。これらのステアリング要素は、図５～図７に示すように、好ましくは１つの溝１１および１つの突出部１２である。

【0073】

図５～図７に示すように、実施形態によっては、第２のベアリング部材７は、複数の溝１１を有する。このうち少なくとも１つの第１の溝１１ａは第１のステアリング構造９の一部であり、少なくとも１つの第２の溝１１ｂは第２のステアリング構造１０の一部である。第１のベアリング部材６は、第１の溝１１ａに係合する少なくとも１つの第１の突起１２ａを有し、基準８は、第２の溝１１ｂに係合する少なくとも１つの第２の突起１２ｂを有する。図５～図７に示す実施形態では、２つの第１の溝１１ａ、２つの第２の溝１１ｂ、２つの第１の突起１２ａ、および２つの第２の突起１２ｂを開示している。溝１１と突起１２のそれぞれの組み合わせは、好ましくは、軸の周りに等距離に分布している。実施形態によっては、２つの第１溝１１ａ及び２つの第１突起１２ａは、第１方向Ｄ１に沿って配され、２つの第２溝１１ｂ及び２つの第２突起１２ｂは、第２方向Ｄ２に沿って配される。

【0074】

特に図３～図５に示すように、第１の減衰要素３は、第１のベアリング部材６と第２のベアリング部材７との間に少なくとも部分的に配置されて、第１の方向Ｄ１における第１のベアリング部材６の往復運動を減衰させることができる。これに対応して、第２の減衰要素４は、第２のベアリング部材７と基準８との間に少なくとも部分的に配置されて、第２の方向Ｄ２における第２のベアリング部材７の往復運動を減衰させることができる。

【0075】

前述のように、第１のベアリング部材６、第２のベアリング部材７、および基準部８は、図５にも示すように、実質的に柱状、例えば円柱状であることが好ましい。

【0076】

前述のように、第１の減衰要素３及び第２の減衰要素４は流体であってもよい。このような実施形態では、ベアリング構造５には流体を保持するための区画が設けられ、軸２の往復運動に応じて流体がこの区画内で移動することを可能にする。

【0077】

そのような区画は、周辺に延在する凹部（図示せず）によって形成されてもよい。第１のベアリング部材６及び第２のベアリング部材７はそれぞれ、周辺に延在する凹部を１つ有してもよい。各凹部は、流体を収容するように構成される。実施形態によっては、周辺に延在する凹部は、第１のベアリング部材６及び第２のベアリング部材７の外周面に延在している。実施形態によっては、凹部は、第１のベアリング部材６と第２のベアリング部材７との間の連絡部、及び第２のベアリング部材７と基準８との間の連絡部の任意の部分に延在していてもよい。例えば、第２のベアリング部材７は、第２のベアリング部材７の外周面内及び外周面に沿って延在し、基準８の内周面と共に連絡部を形成する、外周に延在する凹部と、第２のベアリング部材７の内周面内に延在し、第１のベアリング部材６の外周面と共に連絡部を形成する、内部に延在する凹部の両方を備えてもよい。さらに、基準部８の内周面は、内部に延在する凹部を備えてもよい。

【0078】

発明の様々な捉え方や実装形態が、いくつかの実施例と共に説明されてきた。しかし、本願の明細書や図面、特許請求の範囲を検討すれば、当業者は、特許請求の範囲に記載される発明を実施するにおいて、説明された実施例に加えて多くのバリエーションが存在することを理解し、また具現化することができるであろう。特許請求の範囲に記載される「備える」「有する」「含む」との語句は、記載されていない要素やステップが存在することを排除しない。特許請求の範囲において記載される要素の数が複数であると明示されていなくとも、当該要素が複数存在することを除外しない。特許請求の範囲に記載されるいくつかの要素の機能は、単一のプロセッサやその他のユニットによって遂行されてもよい。いくつかの事項が別々の従属請求項に記載されていても、これらを組み合わせて実施することを排除するものではなく、組み合わせて実施して利益を得ることができる。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体に記憶又は配布されてもよいが、インターネット又は他の有線又は無線電気通信システムを介してなど、他の形態で配布されることもできる。

【0079】

特許請求の範囲で使用されている符号は発明の範囲を限定するものと解釈されてはならない。特に言及されない限り、図面は明細書と共に読まれることが意図されており、本願による開示の全体の一部である。明細書中で、「水平」「縦」「左」「右」「上」「下」との用語や、これらの形容詞形や副詞形（例えば「水平に」「右方向に」「上方向に」等）の用語は、単に、読者が見る方向に図示された構造の向きを表すに過ぎない。同様に、「内側方向に」や「外側方向に」との用語は、状況によって長手方向軸や回転軸に対する面の方向を一般的に表す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】