JP2006200599A

JP2006200599A - 軸受装置

Info

Publication number: JP2006200599A
Application number: JP2005011281A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Yano; 修一矢野; Yukio Oura; 大浦　　行雄
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】転がり軸受内で発生した熱を効率よく放熱して軸受の耐久性の向上を図ることができる軸受装置を提供する。
【解決手段】軸部材１３と、合成樹脂製のプーリ１５と、該軸部材１３と該プーリ１５との間に配置された転がり軸受１４とを備え、該プーリ１５の熱伝導率が転がり軸受１４の材料の熱伝導率より小さい軸受装置１０であって、軸部材１３の熱伝導率を転がり軸受１４の材料の熱伝導率より大きくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸受装置に関し、より詳細には、自動車のエンジンのタイミングベルト用プーリや補機等の駆動ベルト用プーリを外周部に備える軸受装置に関する。

従来、この種の軸受装置としては、軸部材に転がり軸受を介してプーリが外嵌されたプーリユニットが知られており、プーリは、重量軽減及びコスト削減の観点から、転がり軸受の外輪外周面に合成樹脂の射出成形等で一体に成形されている。プーリの樹脂材料としては、例えば使用温度域が高く、熱硬化性であるフェノール樹脂等が用いられる（例えば、特許文献１、２参照。）。

そして、このように構成されるプーリユニットは、自動車のエンジンのタイミングベルトや補機駆動用ベルトの巻き掛け角を増大させ、ベルトに適当な張力を与える。
特開平１１−３１１３１３号公報特開平５−１８７５２４号公報

ところで、上記従来のプーリユニットにおいては、合成樹脂製のプーリが鉄製のプーリに比べて熱伝導性に劣るため放熱性が悪く、従って、転がり軸受の回転によって発生した熱をプーリを介して大気中に放熱することが難しい。

このため、転がり軸受の回転によって発生した熱が転がり軸受内にこもってしまい、その結果、転がり軸受の内部に封入されたグリースの劣化が促進され、軸受の耐久性が低下してしまうという問題がある。

本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、転がり軸受内で発生した熱を効率よく放熱して軸受の耐久性の向上を図ることができる軸受装置を提供することにある。

上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１）軸部材と、ハウジング部材と、該軸部材と該ハウジング部材との間に配置された転がり軸受とを備え、該ハウジング部材の熱伝導率が前記転がり軸受の材料の熱伝導率より小さい軸受装置であって、
前記軸部材の熱伝導率を前記転がり軸受の材料の熱伝導率より大きくしたことを特徴とする軸受装置。
（２）前記ハウジング部材が合成樹脂製のプーリであることを特徴とする（１）に記載の軸受装置。

本発明によれば、軸部材の熱伝導率を転がり軸受の材料の熱伝導率より大きくしているので、ハウジング部材の熱伝導率が転がり軸受の材料の熱伝導率より小さくても、転がり軸受内で発生した熱が軸部材を介して効率よく放熱でき、この結果、転がり軸受の内部に封入されたグリース等の劣化が抑制され、軸受の耐久性を向上することができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の軸受装置であるプーリユニット１０は、図１に示すように、ボルト１１によって支持部材１２に固定されたスリーブ状の軸部材１３と、本発明のハウジング部材であるプーリ１５と、軸部材１３とプーリ１５との間に配置される転がり軸受１４とを備える。

転がり軸受１４は、軸部材１３に外嵌される内輪１６と、プーリ１５に内嵌される外輪１７と、内輪１６と外輪１７との間に保持器１９を介して転動可能に配置される転動体としての複数の玉１８とを備える。転がり軸受１４を構成する内輪１６、外輪１７、玉１８の材料はＳＵＪ２等とされる。また、プーリ１５の材料はＳＵＪ２より熱伝導率が小さいフェノール樹脂等の合成樹脂とされており、プーリ１５は、外輪１７の外周面にフェノール樹脂の射出成形等で一体に成形されている。

また、本実施形態では、軸部材１３の材料として、熱伝導率が転がり軸受１４の材料であるＳＵＪ２等の熱伝導率より大きいアルミニウム材を用いている。

このように本実施形態では、軸部材１３の熱伝導率を転がり軸受１４の材料の熱伝導率より大きくしているので、軸部材１３に転がり軸受１４を介して外嵌されたプーリ１５の熱伝導率が転がり軸受１４の材料の熱伝導率より小さくても、転がり軸受１４内で発生した熱を軸部材１３を介して効率よく放熱することができ、これにより、転がり軸受１４の内部に封入されたグリース等の劣化が抑制され、軸受１４の耐久性の向上を図ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、軸部材の材料としてアルミニウム材を用いているが、転がり軸受１４の材料の熱伝導率より大きいものであれば、材料は特に限定されない。

また、ハウジング部材としてプーリを例示したが、プーリ以外のハウジング部材を用いた場合にも本発明を適用してもよい。
さらに、本実施形態では、転がり軸受として玉軸受を例示したが、玉軸受以外の転がり軸受を用いてもよいのは勿論である。

本発明の効果を確認するために、以下の実験を行った。
まず、図１と略同一構造のプーリユニットについて、熱伝導率が転がり軸受１４の材料の熱伝導率より大きいアルミニウム材からなる軸部材１３を用いた場合を実施例とし、熱伝導率が転がり軸受１４の材料の熱伝導率と同一のＳＣ材からなる軸部材１３を用いた場合を比較例として、回転試験時の両者の軸受外輪１７側の温度を赤外線応力測定装置により測定した。

転がり軸受１４は実施例及び比較例共に、内径φ３５ｍｍ、外径φ５２ｍｍの玉軸受を用い、軸受材料の熱伝導率は４６Ｗ／ｍＫである。なお、軸受内には潤滑剤としてグリースを封入してある。

プーリ１５は外径がφ１１５ｍｍで、成形材料は熱伝導率０．４Ｗ／ｍＫのフェノール樹脂を用いた。
また、軸部材１３としては、実施例が熱伝導率９６Ｗ／ｍＫのアルミニウム材を、比較例が熱伝導率４６Ｗ／ｍＫのＳＣ材を用いた。

試験条件は次の通りである。
軸受荷重：２０００Ｎ
回転速度：１２０００ｍｉｎ^-1
温度：内輪１８０°Ｃに調整、雰囲気８０°Ｃ

図２に示された試験結果から、軸部材１３がアルミニウム材からなる実施例の場合には外輪温度は１８０°Ｃ、軸部材１３がＳＣ材からなる比較例の場合には外輪温度は２００°Ｃとなり、軸部材１３の熱伝導率が大きいほど、外輪１７の温度が低いことが判る。これは軸部材１３の熱伝導率が大きいほど、軸部材１３の放熱性が高く、転がり軸受１４内で発生した熱が軸受内輪１６側から軸部材１３へ逃げるためと考えられる。

また、実施例と比較例とで転がり軸受が焼付きに至るまでの時間（耐久性）を比較した。なお、試験条件は上記と同様とし、比較例については、３回試験を行った。

図３に示す試験結果から、軸部材１３がアルミニウム材からなる実施例の場合には２１０時間で、軸部材１３がＳＣ材からなる従来例の場合には４９時間、６４時間、３１時間で、熱伝導率が大きい軸部材１３を用いた実施例の方が、転がり軸受１４内で発生する熱の軸部材１３側への放散が促進されて、その結果、グリースの寿命が格段に延びることが実証された。

本発明の一実施形態であるプーリユニットを説明するための断面図である。実施例及び比較例における転がり軸受の外輪温度の測定結果を示すグラフ図である。実施例及び比較例における耐久性の比較を示すグラフ図である。

符号の説明

１０軸受装置
１３軸部材
１４転がり軸受
１５プーリ（ハウジング部材）

Claims

軸部材と、ハウジング部材と、該軸部材と該ハウジング部材との間に配置された転がり軸受とを備え、該ハウジング部材の熱伝導率が前記転がり軸受の材料の熱伝導率より小さい軸受装置であって、
前記軸部材の熱伝導率を前記転がり軸受の材料の熱伝導率より大きくしたことを特徴とする軸受装置。
前記ハウジング部材が合成樹脂製のプーリであることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。