JP2009108959A - 樹脂プーリ付き軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂プーリ部材のクリープを防止しつつ、転がり軸受の外輪の強度を確保する。
【解決手段】転がり軸受１１の外輪１２の外周部に樹脂プーリ部材１３が射出成形により一体成形され、その外輪１２の外周面の幅方向両側にそれぞれ面取りにより切除した形状の係合部２１が設けられる。この係合部２１、２１は、周方向の４箇所に等間隔に設けられ、樹脂プーリ部材１３が射出成形されると、そのボス部１４が食い込み、樹脂プーリ部材１３と外輪１２の間のクリープが防止される。また、ボス部１４が外輪１２に食い込むように係合しているので、ローレットや周溝を外輪１２の外周部に設ける必要がなく、外輪１２の肉厚が薄くならず、外輪１２の強度を確保することができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、転がり軸受の外輪の外周部に樹脂プーリ部材を一体化した樹脂プーリ付き軸受に関する。

転がり軸受の外輪の外周に樹脂プーリ部材を一体化した樹脂プーリ付き軸受は、射出成形によって、樹脂プーリの基部が外輪の両端面を抱え込むように、外輪の外周部に樹脂プーリを一体化し、樹脂プーリを軸方向でずれ止めしたものが多い（例えば、特許文献１参照）。このような樹脂プーリ付き軸受では、軸受の温度上昇に伴う金属と樹脂の熱膨張率の差によって、外輪と樹脂プーリとの結合強度が低下し、樹脂プーリが円周方向へ相対回転するクリープが生じることがある。

このような樹脂プーリのクリープを防止する手段としては、外輪の外周部で周方向へ延び、深さ方向で互いに逆向きに傾斜する２つの周溝を形成する手段（例えば、特許文献２参照）、外輪の外周部で周方向へ傾斜して延び、その幅と深さが周方向で変化する周溝を形成する手段（例えば、特許文献３参照）、外輪の外周部に設けた周溝の底面にローレット加工等により凹凸を形成する手段（例えば、特許文献４参照）、外輪の外周部に螺旋溝を形成する手段（例えば、特許文献５参照）等が提案されている。

特開平７−２８２５９号公報 特開２００２−３７２１３１号公報 特開２００３−６５４２４号公報 特開平１１−１４８５５０号公報 特開２００３−２０７０３２号公報

特許文献２〜５に記載されたように、外輪の外周部にローレットや周溝等を設けると、外輪の肉厚が薄くなり、強度低下のおそれがある。また、強度を確保するために、外輪の肉厚を大きくして、肉厚を維持しつつローレットや溝を設けることが考えられるが、外輪が標準規格品から外れるだけでなく、製造コストが高くなる。

そこで、この発明の課題は、樹脂プーリ部材のクリープを防止しつつ、転がり軸受の外輪の強度を確保することである。

上記の課題を解決するために、この発明は、転がり軸受の外輪の外周部に樹脂プーリ部材を射出成形により一体成形した樹脂プーリ付き軸受において、前記外輪は、その外周面と端面とによって全周に形成されたコーナー部に、その一部を面取りした形状である前記樹脂プーリ部材に対する係合部が形成されたものである構成を採用したのである。

ここで、前記コーナー部とは、外輪の外周面と、その外輪の端面との間の全周に面取り部が設けられた場合において、外輪の外周面と、前記面取り部と、外輪の端面とによって全周に形成された（囲まれた）部分も含むものとする。

外輪の外周部に樹脂プーリ部材を射出成形により一体化させると、この外輪のコーナー部の係合部に、樹脂プーリ部材を形成する射出樹脂が埋め込まれ、その埋め込まれた部分により樹脂プーリ部材が外輪の外周部に係合する。この係合により、樹脂プーリ部材と外輪との間のクリープを防止することができる。

また、樹脂プーリ部材は、前記係合部によって外輪の外周部に係合している。その結果、前述の特許文献２〜５に記載のように、樹脂プーリ部材の射出樹脂を食い込ませて係合させるローレットや周溝を、外輪の外周部の幅方向中央部分に設ける必要がない。これにより、外輪の肉厚が薄くならず、外輪の強度を確保することができる。

前記構成において、前記係合部が、前記外輪の外周部に周方向等間隔に複数設けられた構成を採用すると、外輪の周方向に係合部がバランスよく配置されるため、その係合部の存在によって外輪の重心が軸受の回転中心からずれないため、樹脂プーリ付き軸受の運転時、円滑に回転して振動、騒音の発生を防止することができる。

また、係合部が外輪のコーナー部に形成されているので、樹脂プーリ部材の成形時、その熱収縮による外輪に対する内径方向の締め付け力が、係合部に埋め込まれた樹脂部分を介して、外輪の外径面の軌道の外径側に対応する部分に直接作用しない。その結果、外輪の軌道の内径方向への変位が抑えられて、射出成形後の軸受精度の低下を防止することができる。

外輪と樹脂プーリ部材間のクリープに対する耐力を高めるために、前記コーナー部が前記外輪の外周面の幅方向両側に形成され、その両コーナー部の係合部がそれぞれ向かい合う位置に設けられた構成を採用することができる。

この構成によると、両コーナー部の係合部がそれぞれ向かい合う位置に設けられるので、外輪の軸方向にも係合部がバランスよく配置され、その係合部の存在によって外輪の重心が軸受の回転中心から外れず、この場合も、樹脂プーリ付き軸受の運転時、円滑に回転して振動、騒音の発生を確実に防止することができる。

また、前記係合部が、その表面に前記樹脂プーリ部材の食い込む溝を有するものであってもよい。このようにすると、樹脂プーリ部材との間の摩擦抵抗が高まり、クリープ防止性能を高めることが可能となる。

前記係合部としては、樹脂プーリ部材を形成する樹脂が埋め込まれ、樹脂プーリ部材が外輪の外周部に係合して、クリープを防止することができるものであれば、その表面を凹面状、凸面状などを採用することができるが、例えば、前記係合部は、その表面が平面状である構成を採用すれば、外輪の加工、成形が容易となる。

さらに、転がり軸受の外輪の製造方法としては、切削加工法や、ダイカスト加工法などが挙げられるが、例えば、前記転がり軸受の外輪が鍛造により成形され、その成形時に前記係合部が設けられる構成を採用することができる。

ここで、「鍛造により成形する」とは、金型を用いて固体材料の一部または全部を圧縮することにより成形を行うこという。このとき、熱間鍛造または冷間鍛造のいずれの鍛造によって成形するかは、軸受の規格、用途などにより適宜決定する。

この構成によると、金型を用いて外輪を鍛造により成形する際、係合部をその金型によって成形可能であるため、容易に係合部を有する外輪を製造することができる。切削加工法により外輪を製作する場合のように、外輪製作後、係合部を研削などで形成する必要がなく、また、ダイカスト加工により外輪を製作する場合のように、外輪内に気泡が混入し、強度が低下するおそれがないからである。

以上のように、この発明は、転がり軸受のまわりに樹脂プーリ部材を射出成形により一体成形した樹脂プーリ付き軸受において、転がり軸受の外輪の外周面の幅方向両側に係合部を形成することにより、樹脂プーリ部材のクリープを防止しつつ、転がり軸受の外輪の強度を確保することができる。

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
第１実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受１０は、図１に示すように、転がり軸受１１の外輪１２の外周面に樹脂プーリ部材１３を射出成形により一体成形したものである。

樹脂プーリ部材１３は、外輪１２を外側から抱くボス部１４と、ベルトが架けられる外周部１５と、ボス部１４と外周部１５とを繋ぐリブ１６を有している。樹脂プーリ部材１３のボス部１４が外輪１２を外側から抱くことにより、樹脂プーリ部材１３と外輪１２との軸方向の相対的なずれ動きが防止されている。なお、樹脂プーリ部材１３の外周部にベルト（図示省略）を巻き掛けるプーリ溝を形成してもよい。

転がり軸受１１は、公知の転がり軸受とし、例えば、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受等を適用することができる。

転がり軸受１１の外輪１２は、図２示すように、その外周面１８と両端面１７、１７とによって、その外周面１８の幅方向両側にコーナー部２０、２０が全周にわたって形成される。この両コーナー部２０を形成する外周面１８と端面１７との間の全周に面取り部１９が設けられている。

この両コーナー部２０の面取り部１９に、係合部２１が周方向の４箇所に等間隔となるように設けられる。この各係合部２１は、図３（ａ）に示すように、コーナー部２０を形成する外周面１８と端面１７との間の周方向の一部を、面取りにより切除した形状であり、その表面が平面状をなしている。

なお、図３（ｂ）に示すように、前記係合部２１を、外周面１８と、面取り部１９との間を面取りにより切除した形状とすることができる。このようにすると、係合部２１の外輪１２の径方向の深さが、図３（ａ）に示した係合部２１の場合と比して小さくなり、外輪１２の強度低下を抑えることができる。

また、両コーナー部２０の係合部２１は、図２に示すように、外輪１２の外周面１８において互いに向かい合うように設けられている。この幅方向両側の係合部２１、２１が周方向の等間隔に設けられると、係合部２１の存在により外輪１２の重心が樹脂プーリ付き軸受１０の回転中心から外れず、樹脂プーリ付き軸受１０は、その運転時、円滑に回転して振動、騒音の発生を防止することができる。

前記外輪１２の外周面１８に樹脂プーリ部材１３が射出成形されると、各係合部２１には、樹脂プーリ部材１３のボス部１４を形成する射出樹脂が埋め込まれる（図２参照）。これにより、係合部２１にボス部１４が係合し、外輪１２と樹脂プーリ部材１３間のクリープが防止される。

なお、一対の係合部２１が両コーナー部２０の周方向に対して設けられる数は、樹脂プーリ部材１３に掛かるトルクの大きさに応じて適宜設定され、例えば、２箇所、３箇所、５箇所、・・・としてもよい。また、樹脂プーリ部材１３に掛かる径方向の負荷が比較的小さい場合や、トルクの小さい場合など、係合部２１を外輪１２の外周部の１箇所に設けてもよい。

この実施形態において、転がり軸受１１の外輪１２の製造方法は、射出成形時の位置ずれ、及び樹脂プーリ付き軸受としての所望の機能に影響しない限り、切削加工法やダイカスト加工法など適宜の方法を採用することができる。例えば、金型を用いて固体材料の一部または全部を圧縮することにより成形および鍛錬する鍛造により製造するものであってもよい。このようにすると、外輪１２の鍛造時に、係合部２１を金型によって設けることが可能であるため、容易に係合部２１を有する外輪１２を製造することができる。

この発明に係る第２実施形態を図４に示す。この実施形態では、同図に示すように、樹脂プーリ部材１３が、転がり軸受１１の外輪１２の外周部に射出成型によって一体化されたものであり、外輪１２の外周部に設けられた各係合部２１の表面に溝２２が設けられた点で、第１実施形態と相違する。その他の構成は前述の第１実施形態の場合と同様である。

係合部２１の溝２２は、多数のスリット溝や、ローレットなどの溝であり、この溝２２にボス部１４を食い込ませて外輪１２と樹脂プーリ部材１３間の摩擦抵抗を高めることにより、クリープに対する耐力を向上させることができる。

ａは第１実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受を示す縦断正面図、ｂはａのＡ−Ａ線における樹脂プーリ付き軸受を示す縦断側面図 同上の樹脂プーリ付き軸受の一部を切り欠いた全体斜視図 ａは同上の外輪の係合部の要部拡大縦断側面図、ｂは同上の外輪の他の変形例の係合部の要部拡大縦断側面図 第２実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受の一部を切り欠いた全体斜視図

符号の説明

１０ 樹脂プーリ付き軸受
１１ 転がり軸受
１２ 外輪
１３ 樹脂プーリ部材
１４ ボス部
１５ 外周部
１６ リブ
１７ 端面
１８ 外周面
１９ 面取り部
２０ コーナー部
２１ 係合部
２２ 溝

Claims (6)

1. 転がり軸受の外輪の外周部に樹脂プーリ部材を射出成形により一体成形した樹脂プーリ付き軸受において、
   前記外輪は、その外周面と端面とによってコーナー部が全周にわたって形成されており、前記コーナー部の周方向の一部に、面取りにより前記樹脂プーリ部材との係合部が形成されたことを特徴とする樹脂プーリ付き軸受。
2. 前記係合部が、前記コーナー部の周方向等間隔に複数設けられたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂プーリ付き軸受。
3. 前記コーナー部が前記外輪の外周面の幅方向両側に形成され、その両コーナー部に形成された前記係合部が向かい合う位置に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂プーリ付き軸受。
4. 前記係合部が、その表面に前記樹脂プーリ部材の食い込む溝を有するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂プーリ付き軸受。
5. 前記係合部は、平面状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂プーリ付き軸受。
6. 前記転がり軸受の外輪が鍛造により成形され、その成形時に前記係合部が設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂プーリ付き軸受。

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