JP2004116751A - プーリ用回転支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プーリ１の回転時に、転がり軸受２部分で耳障りな異音が発生する事を防止する。
【解決手段】上記転がり軸受２に組み込む玉５、５の数を７個とし、外輪４を上記プーリ１の中心孔８に締り嵌めで嵌合した状態で外輪軌道７に存在するうねりのうち、山数が３及び４のうねりの振幅を、山数が２のうねりの振幅よりも小さくする。これにより、ラジアル荷重を最も受ける玉５の隣に存在する玉５、５部分での、これら各玉５、５の転動面と上記外輪軌道７との隙間が小さくなる。この結果、上記プーリ１の回転時に、上記各玉５、５が外輪軌道７及び内輪軌道６に勢い良く衝突する事がなくなり、上記異音の発生を抑える事ができる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明のプーリ用回転支持装置は、自動車用エンジンのタイミングベルトや補機駆動用のベルト等の無端ベルトを掛け渡すプーリを、支持軸の周囲に回転自在に支持する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の補機やカムシャフトは、この自動車の走行用エンジンにより回転駆動する。即ち、この走行用エンジンのクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリと、上記補機の回転軸やカムシャフトの端部に固定した従動プーリとの間に無端ベルトを掛け渡し、上記クランクシャフトの回転に伴って上記補機の回転軸やカムシャフトを回転駆動する様にしている。
【０００３】
この様な構造で、上記回転軸やカムシャフトを確実に回転駆動する為には、上記駆動プーリ或は従動プーリに対する上記無端ベルトの巻き付け角度を確保したり、或はこの無端ベルトに必要な張力を付与したりして、上記駆動プーリ或は従動プーリとこの無端ベルトの内周面との係合部に滑りや歯飛びが生じない様にする必要がある。この為に従来から、上記無端ベルトの一部で上記駆動プーリ及び従動プーリから外れた部分を、ガイドプーリ（アイドラプーリ）或はテンションプーリに掛け渡し、上記巻き付け角度の確保や張力付与を行なっている。
【０００４】
図１は、この様な目的で従来から使用されているプーリ用回転支持装置の１例を示している。このプーリ用回転支持装置は、エンジンのシリンダブロックの前面等の固定の部分に設けた支持軸（図示省略）の周囲に、鋼板等の金属板をプレス成形して成るプーリ１を転がり軸受２により、回転自在に支持して成る。この転がり軸受２は、単列深溝型の玉軸受であって、互いに同心に配置された内輪３及び外輪４と、複数個の玉５、５とを備える。このうちの内輪３は、外周面に深溝型の内輪軌道６を有し、上記プーリ用回転支持装置への組み付け状態では、上記支持軸に外嵌固定される。又、上記外輪４は、内周面に深溝型の外輪軌道７を有し、上記プーリ１の中心孔８に、締り嵌めで内嵌固定される。又、上記各玉５、５は、上記内輪軌道６と上記外輪軌道７との間に、円周方向に等間隔で配置された状態で、転動自在に設けられている。この様なプーリ用回転支持装置の使用時には、上記プーリ１の外周面に、図示しない無端ベルトの一部を掛け渡す。この状態で上記転がり軸受２には、この無端ベルトの張力に基づいて、一定方向のラジアル荷重が負荷された状態となる。
【０００５】
上記転がり軸受２を構成する内輪３の外周面及び外輪４の内周面にそれぞれ内輪軌道６及び外輪軌道７を形成する為に、従来から心無研削盤が使用されている。このうちの外輪軌道７を形成する為の心無研削盤は、回転砥石と回転支持装置とを備える。このうちの回転砥石は、上記外輪４の内径よりも十分小さな外径を有し、外周面を研削面とした円筒状で、モータ等の駆動装置により回転駆動される。又、上記回転支持装置は、上記外輪４を回転駆動するものである。この様に構成される上記心無研削盤により上記外輪軌道７を形成する場合、上記回転支持装置により外輪４を支持し、この外輪４の内周側に上記回転砥石を挿入する。そして、この回転砥石の研削面を上記外輪４の内周面に押し付けた状態で、これら回転砥石と外輪４とを互いに回転速度を異ならせて同方向に回転させる。この結果、上記外輪４の内周面が上記回転砥石の外周面に順次接触する事により、この外輪４の内周面が研削され、上記外輪軌道７が形成される。この様に形成される外輪軌道７は、次述する様に、軌道面に凹凸（うねり）が存在する。
【０００６】
即ち、上記心無研削盤は、回転砥石の不可避的なアンバランスにより、研削加工時にこの回転砥石の振れ回りが発生する。この回転砥石の振れ回りは上記外輪軌道７に転写され、この外輪軌道７にうねりが生じる。特に、回転砥石と外輪４との回転速度の比が整数となった場合には、次式に示す山数Ｐ（外輪軌道７の１円周当りのうねりの山の数）を有する、振幅の大きいうねりが、上記外輪軌道７に形成される。
Ｐ＝ω／ω′　−−−−−−−−−−−−−−（１）
この（１）式中、ωは回転砥石の回転角速度、ω′は外輪４の回転角速度である。
【０００７】
この様な原因で上記外輪軌道７にうねりが生じるのを防止する為、上記外輪軌道７の研削加工時に、回転砥石と外輪４との回転速度の比が整数とならない様に、これら回転砥石の回転速度と外輪４の回転速度とを予め規制する事が、従来から行なわれている。しかし、研削加工時に上記回転砥石の切り込み速度が速くなったり、この回転砥石の切れ味が悪くなると、研削抵抗が増加する為、この回転砥石の回転速度が低下する。この結果、上記回転速度の比が整数又はその近くの値となる場合があり、この場合には、上記外輪軌道７のうねりの振幅が大きくなる。
【０００８】
上記研削加工時の回転砥石の回転速度の変化を考慮して、特許文献１に記載された心無研削盤では、回転砥石の回転速度を検出し、この検出した値により回転砥石と外輪４との回転速度の比が整数とならない様に、外輪４の回転速度を制御（実際には外輪４を回転駆動するモータを制御）している。そして、研削加工時に回転砥石の回転速度が変化して上記回転速度の比が整数とならない様にする事により、上記外輪軌道７のうねりの振幅が大きくなる事を防止している。
【０００９】
【特許文献１】
特開平４−２５６５７３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記外輪軌道７に振幅の大きいうねりが存在する場合、言い換えれば、この外輪軌道７の形状精度が悪化している場合、プーリ用回転支持装置の運転時に、転がり軸受２部分で耳障りな異音が発生し易くなる。即ち、上記外輪軌道７の形状精度が悪化した外輪４を備えた転がり軸受２の運転時には、この外輪軌道７及び内輪軌道６と複数の玉５、５とが勢い良く衝突する事に伴って上記異音が発生する。そして、この衝突に基づく振動が、上記異音の原因となる。更に具体的に説明すると、一般的なプーリ用回転支持装置の場合、単列深溝型の玉軸受である上記転がり軸受２は、予圧を付与していない、即ち、正の内部隙間を有する状態で使用する。又、プーリ用回転支持装置の使用時に上記転がり軸受２には、常に同じ方向のラジアル荷重が加わる。従って、このラジアル荷重の作用方向から円周方向に外れた部分は、常にラジアル荷重を支承しない無負荷領域となる。例えば、一般的なプーリ用回転支持装置に組み込んだ転がり軸受２に、図２（Ｂ）に示す様にラジアル荷重Ｆが加わった場合に、この転がり軸受２は、このラジアル荷重Ｆの作用線を中心とする半円周よりも少し狭い範囲（負荷領域）で、このラジアル荷重Ｆを負荷する。そして、この負荷領域から円周方向に外れた部分は、ラジアル荷重を負荷しない、無負荷領域となる。そして、この無負荷領域では、上記内輪軌道６と上記外輪軌道７との間隔が上記各玉５、５の直径よりも大きくなり、これら各玉５、５が、上記内輪軌道６と上記外輪軌道７との間で変位自在となる。
【００１１】
上記内輪軌道６の形状精度並びに上記外輪軌道７の形状精度が、何れも良好であれば、上記転がり軸受２の運転時に上記各玉５、５は、無負荷領域から負荷領域に徐々に入り込む。従って、これら各玉５、５の転動面と上記各軌道６、７とが勢い良く衝突する事はなく、前記異音が発生する事はない。これに対して、上記外輪軌道７の形状精度が不良である（外輪軌道７に振幅の大きいうねりが存在する）と、上記各玉５、５の転動面と上記各軌道６、７とが勢い良く衝突する。即ち、図３に誇張して実線で示す様に、上記外輪軌道７の形状精度が不良であると、負荷圏に存在する玉５、５に関しても、一部（図３の中央）の玉５の転動面は上記各軌道６、７に当接するが、残りの（図３の両側の）玉５、５の転動面とこれら各軌道６、７との間には隙間が存在する状態となる。言い換えれば、上記一部の玉５のみに荷重が負荷され、上記残りの玉５、５には荷重が負荷されない状態となる。この結果、上記負荷圏に存在する玉５、５の転動面が、前記プーリ１と共に前記外輪４が回転するのに伴って、上記各軌道６、７に勢い良く衝突し、上記異音が発生する。又、上記各玉５、５の転動面と上記各軌道６、７とが勢い良く衝突する現象は、これら各玉５、５が無負荷領域から負荷領域に移動する瞬間にも発生し易くなり、やはり上記異音の原因となる。
【００１２】
又、上記外輪４はプーリ１に締り嵌めで内嵌されるが、この時プーリ１の内周面に存在するうねりが外輪軌道４に転写される場合がある。従って、上記プーリ１の内周面に振幅の大きいうねりが存在している場合、この振幅の大きいうねりが上記外輪軌道７に転写され、この外輪軌道７の形状精度が悪化する。即ち、上記プーリ１は、通常、ＳＣ材（構造用炭素鋼）やＦＣ材（ねずみ鋳鉄）、ＳＰＣＣ材（冷間圧延鋼板）等の、軸受鋼製である外輪４と比べて軟らかい材料により造られる。この為、上記プーリ１の中心孔８にこの外輪４を小さい締め代で内嵌した場合には、このプーリ１の内周面に存在するうねりは上記外輪軌道７に転写されにくい。しかし、これらプーリ１と外輪４とは、運転時に嵌合面でクリープが生じるのを防止する為、通常、大きい締め代で嵌合する。この場合、上記プーリ１が硬い材料により造られている場合は勿論、上述の様に軟らかい材料により造られたものであっても、このプーリ１の内周面に存在するうねりが上記外輪軌道７に転写される。従って、この外輪軌道７の形状精度は、上記プーリ１の内周面の形状精度にも影響される場合がある。本発明者の研究によれば、例えば、プーリ１の内径が３７ｍｍで締め代が１５μｍ以上の場合には、このプーリ１の内周面に存在するうねりが上記外輪軌道７に転写される事が分かった。上記内径が３０〜４５ｍｍ程度であれば、同様の転写が生じると考えられる。尚、上記締め代の上限は、上記プーリ１に対する上記外輪４の嵌合作業の容易性確保の面から、７５μｍ以下に規制する。従って、上記締め代が１５〜７５μｍの範囲内で、上記プーリ１の内周面の形状が上記外輪軌道７に転写される可能性を考慮する必要がある。
【００１３】
又、本発明者の研究により、転がり軸受２に組み込む玉５、５の数との関係で、外輪軌道７に存在するうねりのうち、特定の山数のうねりが前記異音の原因となる事が分かった。即ち、上記玉５、５の数との関係で外輪軌道７に特定の山数のうねりが存在する場合に、前記図３に示した様に、ラジアル荷重を支承している玉の両側に存在する玉５、５の転動面と、内輪軌道６及び外輪軌道７との間の隙間が大きくなると考えられる。
本発明は、この様な事情に鑑みて、プーリ用回転支持装置の運転時の異音の発生を抑えるべく発明したものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のプーリ用回転支持装置は何れも、従来構造と同様に、支持軸と、この支持軸の周囲に転がり軸受を介して回転自在に支持されたプーリとを備える。
上記転がり軸受は、内輪と、外輪と、複数個の玉とを備え、この内輪の内径が２５ｍｍ以下である。
このうちの内輪は、外周面に内輪軌道を有し、上記支持軸に外嵌固定されている。
又、上記外輪は、内周面に外輪軌道を有し、上記プーリの中心孔に締り嵌めで内嵌固定されている。
又、上記各玉は、上記外輪軌道と上記内輪軌道との間に、円周方向に等間隔に配置された状態で、転動自在に設けられている。
特に、請求項１に記載したプーリ用回転支持装置に於いては、上記玉の数が７個であり、上記外輪が上記中心孔に内嵌固定された状態で上記外輪軌道に存在するうねりのうち、山数が３のうねりの振幅及び山数が４のうねりの振幅の大きさが、山数が２のうねりの振幅の大きさよりも小さい。
又、請求項２に記載したプーリ用回転支持装置に於いては、上記玉の数が９個であり、上記外輪軌道に存在するうねりのうち、山数が４のうねりの振幅及び山数が５のうねりの振幅が、山数が２のうねりの振幅と山数が３のうねりの振幅とのうち大きい方の（より好ましくは両方の）振幅よりも小さい。
【００１５】
【作用】
上述の様に構成する本発明のプーリ用回転支持装置によれば、プーリの中心孔に外輪を締り嵌めで嵌合した状態で、外輪軌道に存在するうねりのうち、玉の数との関係で特定の山数のうねりの振幅を規制している為、プーリ用回転支持装置の運転時の異音の発生を抑える事ができる。以下、この理由に就いて詳述する。
【００１６】
本発明は、外輪軌道に生じるうねりの山数に対応して、ラジアル荷重を最も受ける玉の隣に存在する玉の転動面と内輪、外輪各軌道との間の隙間を小さくするものである。即ち、前述の図３に示した様に、外輪軌道７のうねりの山に対応する位置に存在してラジアル荷重を最も受ける、同図の中央の玉５の隣に存在する、同図の両側の玉５、５と、内輪軌道６及び外輪軌道７との間の隙間を小さくする事ができれば、外輪４の回転に伴い上記各玉５、５が上記外輪軌道７及び内輪軌道６に勢い良く衝突する事を防ぎ、上記異音の発生が抑えられる。この異音の原因である、上記両側の玉５、５と外輪軌道７との隙間を小さくする為には、この両側の玉５、５に対応する部分をうねりの谷とする様な山数のうねりの振幅を小さくする必要がある。即ち、上記外輪軌道７には、種々の山数のうねりが混ざり合った状態で存在するが、上記図３の両側の各玉５、５に対応する部分をうねりの谷とする山数のうねりの振幅を小さくすれば、上記両側の玉５、５が、上記内輪軌道６と上記外輪軌道７との間で変位しにくくなり、上記異音の発生を防止できる。
そこで、先ず、本発明の前提条件である、上記異音の発生に影響を及ぼす、玉の数とうねりの山数との関係に就いて説明する。
【００１７】
本発明者の研究によれば、外輪軌道に存在する複数の山数のうねりのうち、次式の関係を有する山数Ｐのうねりが、プーリ用回転支持装置の異音の発生に与える影響が大きい事が分かった。
Ｐ＝Ｚ（２ｎ−１）／２　−−−−−−−−−（２）
この（２）式中、Ｚは転がり軸受に組み込まれる玉の数、ｎは自然数である。この様な（２）式を満たす山数Ｐのうねりの振幅が大きければ、図３に示した、上記異音の原因となる上記両側の玉５、５と、内輪軌道６及び外輪軌道７との間の隙間が大きくなる。逆に言えば、上記（２）式を満たす山数Ｐのうねりの振幅を小さくすれば、上記隙間を小さくして、異音の発生を抑えられる。
そこで、転がり軸受に組み込む玉の数を７個（請求項１）若しくは９個（請求項２）とした理由に就いて説明する。
【００１８】
上記（２）式から明らかな様に、異音の発生に大きく影響する山数Ｐは、玉の数Ｚが偶数個の場合に存在する。従って、玉の数Ｚが偶数個の場合には上記異音が発生し易くなると考えられる。例えば、上記（２）式より、転動体の数Ｚが６個の場合、山数Ｐが３、９、１５・・・のうねりが、転動体の数Ｚが８個の場合、山数Ｐが４、１２、２０・・・のうねりが、上記異音の発生に大きく影響すると考えられる。逆に、上記玉の数を奇数個にすれば、上記（２）式を満たす山数Ｐ（自然数）が存在せず、上記異音が発生しにくくなると考えられる。又、玉の数Ｚが１０個以上の場合、次述する理由により、上記（２）式の関係に拘わらず、上記異音が発生しにくいと考えられる。
【００１９】
即ち、図４（Ｂ）に示す様に、１０個の玉５、５を組み込んだ転がり軸受２の場合、８個の玉５、５を組み込んだ前記図２（Ｂ）、図３に示した転がり軸受２と比べて、円周方向に隣り合う各玉５、５同士の間隔が狭い。従って、うねりの山の頂部に位置してラジアル荷重を最も受ける玉５の隣に位置する玉５、５部分でも、内輪軌道６と外輪軌道７との間隔が大きくなる程度は限られ、当該部分での玉５、５のラジアル方向の動きも限られる。又、図示の様にラジアル荷重Ｆが作用した場合に、内輪軌道６及び外輪軌道７と当接している玉５｛図４（Ｂ）のａの位置｝の両側の玉５、５（同じくｂの位置）と外輪軌道７との間には隙間が存在するが、更にその隣の玉５、５（同じくｃの位置）と上記外輪軌道７との間には隙間が存在しない（若しくは隙間が小さい）。従って、玉５のラジアル方向の移動は或る程度抑えられて、外輪４の回転に伴いこの玉５がｂからａの位置に移動した時、或は、玉５がｂからｃの位置に移動した時に、この玉５が各軌道６、７に勢い良く衝突しにくい。この様に、転がり軸受に組み込む玉の数が１０個以上であれば、外輪の回転に伴い玉と各軌道とが勢い良く衝突しにくい為、上記異音が発生しにくい。尚、図４の転がり軸受２は、外輪軌道７に存在するうねりを誇張して示している。
【００２０】
但し、玉の数Ｚが１０個以上と多い場合、転がり軸受の寿命が短くなる。即ち、アイドラプーリに組み込む転がり軸受は、内輪３の内径が２５ｍｍ以下のものを使用する事が多く、この内径が２５ｍｍ以下の転がり軸受に玉を１０個以上組み込んだ場合、各玉の直径が小さくなる。各玉の直径が小さくなれば、これら各玉の転動面と内輪、外輪各軌道との当接部の面圧が高くなり、これら各面の転がり疲れ寿命が低下する他、上記各玉自体の耐久性も低下し、転がり軸受の寿命も短くなる。従って、転がり軸受の寿命を考慮した場合、玉の数Ｚを１０個未満とする必要がある。そして、負荷圏に常に複数の玉を存在させて、一部の玉に過大な荷重が加わるのを防止すべく、転がり軸受に組み込む玉の数を６個以上にする事を考慮すると、玉の数Ｚを７個若しくは９個とすれば、上記異音が発生しにくく、又、転がり軸受の寿命が低下する事も防止できる事になる。
次に、玉の数が７個の場合に、山数が３のうねりの振幅及び山数が４のうねりの振幅を、山数が２のうねりの振幅よりも小さく（請求項１の場合）、玉の数が９個の場合に山数が４のうねりの振幅及び山数が５のうねりの振幅を、山数が２のうねりの振幅と山数が３のうねりの振幅とのうち大きい方のうねりの振幅よりも小さく（請求項２の場合）する理由に就いて説明する。
【００２１】
玉の数が奇数個の場合、前記（２）式を満たす値に近い値が、異音の発生に影響を与えると考えられる。この理由は、うねりの山に位置してラジアル荷重を受ける玉の隣に位置する玉の近傍に、うねりの谷が存在する事になる為である。従って、玉の数が奇数個の場合、次式の関係を有する山数Ｐのうねりが、異音の発生に影響を与えると考えられる。
Ｐ＝｛Ｚ（２ｎ−１）−１｝／２　−−−−−（３）
Ｐ＝｛Ｚ（２ｎ−１）＋１｝／２　−−−−−（４）
これら（３）、（４）式より、玉の数Ｚが７個の場合、山数Ｐが３、４、１０、１１・・・のうねりが異音の発生に影響を与えると考えられる。但し、実際には山数が増えれば振幅が小さくなる為、山数Ｐが３、４のうねりが異音の発生に影響を与えると考えられる。即ち、玉の数が７個の場合、これら山数Ｐが３、４のうねりの振幅が大きければ、ラジアル荷重を最も受ける玉の隣に存在する転動体部分での隙間も大きくなると考えられる。これに対して、山数Ｐが２のうねりに関しては、負荷圏若しくはその近傍に存在する玉をラジアル方向に変位し易くする事に結び付きにくい為、その振幅が多少大きくても良い。同様に、玉の数Ｚが９個の場合、山数Ｐが４、５のうねりが異音の発生に影響を与える反面、山数Ｐが２、３のうねりは、異音の発生に影響しにくいと考えられる。従って、異音の発生を抑える為には、転がり軸受に組み込む玉の数が７個の場合、山数が３及び４のうねりの振幅が、玉の数が９個の場合、山数が４及び５のうねりの振幅が、それぞれ大きくならない様にする必要がある。この場合に、玉の数が７個の場合で山数が２の、玉の数が９個の場合で山数が２、３の、それぞれうねりの振幅を特に小さくする必要がないので、コスト上昇を抑えられる。
【００２２】
本発明の対象となるプーリ用回転支持装置の場合、外輪軌道の研削加工時に回転砥石の振れ回りが転写されたり、プーリの内周面のうねりが転写されたりして、山数が多いうねりの振幅が山数が少ないうねりの振幅よりも大きくなる事がある。具体的には、外輪軌道の研削加工時に回転砥石と外輪との回転速度の比が前記（１）式に示した所定の山数になった場合、この所定の山数のうねりの振幅がこの所定の山数よりも少ない山数のうねりの振幅よりも大きくなる場合がある。又、プーリの内周面に振幅が大きい所定の山数のうねりが存在する場合、外輪をこのプーリの中心孔に締り嵌めで嵌合する事に伴って、この所定の山数のうねりが外輪軌道に転写される。そして、この所定の山数のうねりの振幅が、この所定の山数よりも少ない山数のうねりの振幅よりも大きくなる場合がある。
【００２３】
外輪軌道の研削加工時に生じるうねりに就いては、通常、回転砥石と外輪との回転速度の比をずらせば、上記所定の山数のうねりの振幅が、この所定の山数よりも少ない山数のうねりの振幅よりも大きくなる事はない。これに対して、プーリの内周面に存在するうねりが外輪軌道に及ぼす影響は大きい。即ち、上記プーリはプレス加工や研削加工により形成されるが、この加工時にプーリの内周面に振幅の大きいうねりが生じる場合がある。例えば、プーリを研削加工により形成した場合、このプーリを３個の爪片を有するチャックにより把持して加工する為、このプーリの内周面に生じるうねりのうち、山数が３のうねりの振幅が大きくなり易い。又、プーリをプレス加工により形成した場合、山数が４のうねりの振幅が大きくなり易い。そして、この様に山数が３若しくは４のうねりの振幅が大きい上記プーリの中心孔に外輪を締り嵌め（締め代が１５〜７５μｍ）で嵌合した場合、この山数が３若しくは４のうねりが、外輪軌道に転写される可能性がある。これに対して、本発明の場合、転がり軸受に組み込む玉の数を７個若しくは９個としている為、外輪軌道に存在するうねりのうち、山数が３及び４（若しくは４及び５）のうねりの振幅が大きくなると、異音が発生し易くなる。この為、本発明では、プーリの中心孔に外輪を嵌合した状態で、外輪軌道に存在するうねりの振幅を上述した様に規制している。
【００２４】
上述の様に、外輪をプーリの中心孔に嵌合した状態で外輪軌道に存在するうねりを規制する為には、これら外輪とプーリとを嵌合させる際に、外輪とプーリとの組み合わせを次述する関係に基づいて選択する。即ち、上記プーリの内周面から外輪軌道に転写されるうねりの大きさは、プーリと外輪との締め代と、プーリの内周面のうねりの大きさとにより決まる（外輪の外周面のうねりは、通常、外輪軌道のうねりに影響を及ぼす程大きくはない）。又、上記締め代とプーリの内周面のうねりの大きさとの関係が上記外輪軌道に及ぼす影響は、プーリの材料や厚さ等により異なる。従って、この関係を予め実験により調べておき、外輪軌道のうねりのうち、山数が３及び４（若しくは４及び５）のうねりの振幅が大きくならない様に、上記プーリと外輪とを組み合わせてこれらプーリと外輪とを嵌合する。
【００２５】
又、上記外輪軌道に存在するうねりの振幅を規制する為に、外輪をプーリの中心孔に嵌合する前に、このプーリの内周面のうねりの振幅を予め規制しておく事も考えられる。例えば、プーリの内周面に、回転砥石と工作物との回転速度の比がうねりの振幅の大きさと関係する事を利用して、研削加工や切削加工を施してこのプーリの内周面のうねりの振幅を規制する。この様に、本発明では、プーリの中心孔に外輪を締り嵌めで嵌合した状態で、外輪軌道のうねりを上述の様に規制する為、確実に前記異音の発生を抑える事ができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図２（Ａ）は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本発明の特徴は、プーリ用回転支持装置の異音の発生を抑えるべく、転がり軸受に組み込む玉５、５の数との関係で、外輪軌道７に存在するうねりのうち、特定の山数のうねりの振幅を規制するものである。図面に現れる構造に就いては、玉５、５の数を除き、前述した従来から知られている構造と同様である為、重複する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
プーリ１の中心孔８（図１参照）には、転がり軸受２を構成する外輪４を、締り嵌め（外輪の外径が３０〜４５ｍｍの場合に、締め代が１５〜７５μｍ）で内嵌固定している。又、上記転がり軸受２の内径は、２５ｍｍ以下である。
【００２７】
特に、本例の場合、図に示す様に、上記転がり軸受２に組み込む玉５、５の数を７個としている。従って、この転がり軸受２の寿命が低下する事はない。即ち、上記転がり軸受２に組み込む玉５、５の数が７個であれば、これら各玉５、５の直径が小さくなり過ぎる事がなく、又、負荷圏に常に複数個の玉５、５が存在する為、これら各玉５、５及び内輪、外輪各軌道６、７の耐久性を確保できて、転がり軸受２の寿命が低下する事はない。又、上記玉５、５の数を７個とする事により、上記転がり軸受２の運転時に異音が発生しにくくなる。即ち、図２（Ｂ）に示した様に、玉５、５の数が８個の場合、異音の発生に影響を与える山数Ｐと転動体の数Ｚとの関係を示す、前記（２）式｛Ｐ＝Ｚ（２ｎ−１）／２｝を満たす山数Ｐが存在する。この為、この（２）式を満たす山数Ｐのうねりの振幅が大きいと、図３に実線で示した様に、両側の玉５、５の転動面と外輪軌道７との隙間が大きくなる。これに対して本例の場合、図２（Ａ）に示す様に、玉５、５の数が７個である為、上記（２）式を満たす山数Ｐは存在しない。この為、上記異音が発生しにくくなる。
【００２８】
又、本例の場合、上記プーリ１の中心孔８に上記外輪４を内嵌した状態で、外輪軌道７に存在するうねりのうち、山数が３のうねりの振幅及び山数が４のうねりの振幅を、山数が２のうねりの振幅よりも小さくしている。即ち、上記玉５、５の数が７個の場合に、上記異音が発生し易いと考えられる前記（３）式［Ｐ＝｛Ｚ（２ｎ−１）−１｝／２］、（４）式［Ｐ＝｛Ｚ（２ｎ−１）＋１｝／２］を満たす、山数Ｐが３のうねりの振幅及び山数が４のうねりの振幅を、山数が２のうねりの振幅よりも小さくしている。この為、前記図３（Ｂ）に示した様な、ラジアル荷重を受ける玉５の両隣に存在する玉５、５の転動面と内輪軌道６及び外輪軌道７との間の隙間を小さくする事ができる。
【００２９】
尚、図４（Ａ）に示す様に、転がり軸受２に組み込む玉５、５の数を、請求項２に対応する９個とした場合、外輪軌道７に存在するうねりのうち山数が４のうねりの振幅及び山数が５のうねりの振幅を、山数が２のうねりの振幅と山数が３のうねりの振幅とのうち大きい方の振幅よりも小さくする。この場合、図４（Ｂ）に示した、玉５、５の数が１０個の場合と同様に、転がり軸受２に組み込む玉５、５の数が多い為、外輪４の回転に伴いこれら各玉５、５が外輪軌道７及び内輪軌道６に勢い良く衝突しにくい。更に、この外輪軌道７に存在するうねりの振幅を、上述の様に規制する事により、上記図３に示した様な隙間を小さくする事ができる。
【００３０】
但し、上述の様に、転がり軸受２に組み込む玉５、５の数を９個とした場合には、玉５、５の数を７個とした場合に比べて、各玉５、５の直径が小さくなる。この為、転がり軸受２に組み込む玉５、５の数が７個の場合と比べて、この転がり軸受２の基本動定格荷重が小さくなる。従って、プーリ用回転支持装置の設計の自由度を確保する面からは、上記玉５、５の数を９個よりも７個とした方が好ましい。
【００３１】
又、本例のプーリ１はプレス加工により形成されている為、プーリ１の内周面には山数が４である、比較的大きな振幅を有するうねりが存在する。従って、本例の様に、このプーリ１の中心孔８に上記外輪４を締り嵌め（締め代が１５〜７５μｍ）で内嵌した場合、上記山数が４のうねりが、上記外輪軌道７に転写される可能性がある。この為、上記プーリ１の中心孔８に上記外輪４を締り嵌めで嵌合した状態で、外輪軌道７のうねりを上述の様に規制する為には、これら外輪４とプーリ１とを嵌合させる際に、外輪４とプーリ１との組み合わせを次述する関係に基づいて選択する。即ち、上記プーリの内周面から外輪軌道に転写されるうねりの大きさは、プーリと外輪との締め代と、プーリの内周面のうねりの大きさとにより決まる。従って、上記プーリ１と外輪４との嵌合により、このプーリ１の内周面のうねりが外輪軌道７に影響を及ぼす、プーリ１の内周面のうねりの振幅の大きさと、プーリ１と外輪４との締め代との関係の較正曲線を、予め実験により作成しておく。そして、この較正曲線に基づき、上記外輪軌道７のうねりが、山数が４のうねりの振幅が山数が２のうねりの振幅よりも小さくなる範囲で、上記プーリ１と外輪４とを組み合わせる。この結果、プーリ１の内周面のうねりが上記外輪軌道７に及ぼす影響を小さくする事ができ、この外輪軌道７に存在する、山数が４のうねりの振幅が山数が２のうねりの振幅よりも大きくなる事はない。尚、上記プーリ１をプレス加工ではなく研削加工や切削加工で形成する場合も同様に、上記較正曲線に基いて、外輪軌道７のうねりが、山数が３のうねりの振幅が山数が２のうねりの振幅よりも小さくなる範囲で、上記プーリ１と外輪４とを組み合わせる。
【００３２】
又、上記外輪軌道に存在するうねりの振幅を規制する為には、上記外輪４を上記中心孔８に嵌合する前に、この山数が４のうねりの振幅が山数が２のうねりの振幅よりも小さくなる様に、上記プーリ１の内周面のうねりを予め規制する事も考えられる。この為には、回転砥石と工作物との回転速度の比がうねりの振幅の大きさと関係する事を利用して、このプーリ１の内周面に研削加工や切削加工を行なう。尚、プーリをプレス加工ではなく研削加工や切削加工により形成する場合、（プーリの外周面３個所位置をチャックで抑え付ける為）内周面に山数が３の大きい振幅のうねりが存在する為、この場合には、この山数が３のうねりの振幅を山数が２のうねりの振幅よりも小さくなる様に加工する。
【００３３】
上述の様に構成する本例のプーリ用回転支持装置によれば、プーリ用回転支持装置の運転時の異音の発生を抑える事ができる。即ち、転がり軸受２に組み込む玉５、５を７個｛図２（Ａ）｝若しくは９個｛図４（Ａ）｝としている為、玉５、５が偶数個の場合と比べて異音が発生しにくい。又、上記玉５、５の数が７個の場合に、上記異音の発生に影響与える、山数が３のうねりの振幅及び山数が４のうねりの振幅を、上記玉５、５の数が９個の場合に、上記異音の発生に影響与える、山数が４のうねりの振幅及び山数が５のうねりの振幅を、それぞれ外輪４をプーリ１の中心孔８に嵌合した状態で上述の様に規制している為、前記図３に示した様な隙間を小さくする事ができる。この為、外輪４の回転に伴い各玉５、５が外輪軌道７及び内輪軌道６に勢い良く衝突する事がない。これにより確実に上記異音の発生を抑える事ができる。
【００３４】
尚、好ましくは、転がり軸受２の残留隙間を２０μｍ以下に規制する。即ち、上記転がり軸受２を図示しない支持軸の外周面とプーリ１の中心孔８の内周面との間に組み付けた状態で、この転がり軸受２の残留隙間が２０μｍ以下になる様に規制する。この様に、転がり軸受２の残留隙間を２０μｍ以下とすれば、上記図３に示した様な、ラジアル荷重に支承する玉の両側に存在する玉５、５の転動面と内輪軌道６及び外輪軌道７との隙間をより小さくできる。この為には、上記支持軸の外周面と上記プーリ１の中心孔８の内周面との間に組み付ける以前でのこの転がり軸受２のラジアル内部隙間を、４０μｍ以下に規制する。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のプーリ用回転支持装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、自動車用エンジンの運転時にプーリ等の回転部分で発生する異音を低減し、自動車等各種機械装置の運転時に発生する騒音の低減に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象となるプーリ用回転支持装置の１例を示す要部断面図。
【図２】（Ａ）は玉を７個組み込んだ転がり軸受を、（Ｂ）は玉を８個組み込んだ転がり軸受に加わるラジアル荷重の分布を、それぞれ示す模式図。
【図３】図２（Ｂ）の下部を、外輪軌道の変形を誇張した状態で示す模式図。
【図４】（Ａ）は玉を９個組み込んだ転がり軸受を、（Ｂ）は玉を１０個組み込んだ転がり軸受を外輪軌道に存在するうねりを誇張して、それぞれ示す模式図。
【符号の説明】
１　　プーリ
２　　転がり軸受
３　　内輪
４　　外輪
５　　玉
６　　内輪軌道
７　　外輪軌道
８　　中心孔

Claims (2)

1. 支持軸と、この支持軸の周囲に転がり軸受を介して回転自在に支持されたプーリとを備え、この転がり軸受は、外周面に内輪軌道を有し上記支持軸に外嵌固定された内輪と、内周面に外輪軌道を有し上記プーリの中心孔に締り嵌めで内嵌固定された外輪と、この外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の玉とを備え、上記内輪の内径が２５ｍｍ以下であるプーリ用回転支持装置に於いて、これら各玉の数が７個であり、上記外輪が上記中心孔に内嵌固定された状態で上記外輪軌道に存在するうねりのうち、山数が３のうねりの振幅及び山数が４のうねりの振幅が、山数が２のうねりの振幅よりも小さい事を特徴とするプーリ用回転支持装置。
2. 支持軸と、この支持軸の周囲に転がり軸受を介して回転自在に支持されたプーリとを備え、この転がり軸受は、外周面に内輪軌道を有し上記支持軸に外嵌固定された内輪と、内周面に外輪軌道を有し上記プーリの中心孔に締り嵌めで内嵌固定された外輪と、この外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の玉とを備え、上記内輪の内径が２５ｍｍ以下であるプーリ用回転支持装置に於いて、これら各玉の数が９個であり、上記外輪が上記中心孔に内嵌固定された状態で上記外輪軌道に存在するうねりのうち、山数が４のうねりの振幅及び山数が５のうねりの振幅が、山数が２のうねりの振幅と山数が３のうねりの振幅とのうち大きい方の振幅よりも小さい事を特徴とするプーリ用回転支持装置。

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