JP2009127755A - 樹脂製プーリ付軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリープの発生を抑制できて、加工も容易な樹脂製プーリ付軸受装置を提供すること。
【解決手段】外輪４の軸方向の両側の端面に、両端が外輪４の外周面につながる直線状の溝７０,８０を形成する。この溝７０,８０に、流動化した樹脂材料が充分に行き渡るように、射出成形により、外輪４とプーリ２とを一体成形する。
【選択図】図２

Description

本発明は、転がり軸受と、樹脂製プーリとを備える樹脂製プーリ付軸受装置に関する。

従来、樹脂製プーリ付軸受装置としては、特開２００１−３１７６１６号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この樹脂製プーリ付軸受装置は、鋼製の転がり軸受と、この転がり軸受の外輪の外周に配置された樹脂製プーリとを備え、上記外輪と上記樹脂製プーリとは一体成形されている。

また、転がり軸受の外輪の外周面に、深さおよび幅が周方向の位置において変動する周方向に延在する環状溝を設けて、この環状溝に樹脂製プーリの一部を収容することにより、上記樹脂製プーリが上記外輪をクランプする力を大きくして、上記樹脂製プーリが上記外輪に対して相対回転（クリープ）しないようにしている。詳しくは、樹脂製プーリが回り出したとしても、上記環状溝の楔作用によって樹脂製プーリの回動を止めて、樹脂製プーリの恒久的な回動を防止するようにしている。

しかしながら、上記樹脂製プーリ付軸受装置では、外輪の外周面の全周にわたって加工が必要な上に、周方向のおいて深さおよび溝を変化させる必要があり、加工が困難で、加工工数が大きくなる。
特開２００１−３１７６１６号公報

そこで、本発明の課題は、クリープの発生を抑制できて、加工も容易な樹脂製プーリ付軸受装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の樹脂製プーリ付軸受装置は、
内輪、外輪および転動体を有する転がり軸受と、
上記外輪の外周面に当接した内周面を有すると共に、上記外輪と一体成形された樹脂製の一体のプーリと
を備え、
上記外輪の軸方向の少なくも一方の端面は、直線状の溝を有し、
上記溝の両端は、上記外輪の外周面につながっており、
上記プーリの一部は、上記溝に入り込んでいることを特徴としている。

本発明によれば、外輪の軸方向の少なくも一方の端面に形成される溝が、両端が外輪の外周面につながる一定の直線状の溝であって、従来例の環状溝のように、溝において、溝の深さおよび幅を変動させる必要がないから、溝を簡易に迅速に加工することができる。また、複数の外輪において、各外輪の軸方向の端面の径方向が、同一の直線上に位置するように、複数の外輪を配置して、その後、ミーリング等を、上記直線に平行に走らせるだけで、複数の外輪に、略同時に溝加工を施すことができる。

また、本発明によれば、従来と異なり、溝が周方向に延在していない（溝が周方向に非連続である）から、プーリが外輪に対して周方向に相対回転するのを抑制する効果を大きくすることができる。また、溝が単純な直線形状であるから、射出成形で、プーリを外輪と一体成形する際、樹脂材料が溝内を円滑に流動し易く、更には、溝の両端が外輪の周面につながって、溝の両端が開口しているから、樹脂材料が溝内を流動する際、溝内の空気が樹脂材料の溝内の流動を阻害することもない。したがって、射出成形時において、樹脂材料をより短時間で溝内に封入することができ、かつ、溝の内面と樹脂材料との間に隙間が生成することをより確実に防止することができる。したがって、クリープの発生を抑制する抑制効果を大きくすることができる。特に、鋼の線膨張係数と樹脂の線膨張係数の違いから、樹脂プーリと外輪との嵌合いが小さくなる高温領域において、クリープの発生を効果的に抑制できる。したがって、本発明によれば、クリープの発生を効果的に抑制できると共に、使用可能である温度を高くできる。

本発明の樹脂製プーリ付軸受装置によれば、外輪の軸方向の少なくも一方の端面に形成される溝が、両端が外輪の外周面につながる直線状の溝であって、溝の深さおよび幅を変動させる必要がないから、溝を簡易に迅速に加工することができる。例えば、複数の外輪において、各外輪の軸方向の端面の径方向が、同一の直線上に位置するように、複数の外輪を配置して、その後、ミーリング等を、上記直線に平行に走らせるだけで、複数の外輪に、略同時に溝加工を施すことができる。

また、本発明の樹脂製プーリ付軸受装置によれば、溝が直線状であるから、射出成形で、プーリを外輪と一体成形する際、樹脂材料が溝内を円滑に流動し易く、かつ、溝の両端が開口しているから、樹脂材料が溝内を流動する際、溝内の空気が樹脂材料の溝内の流動を阻害することもない。したがって、射出成形時において、樹脂材料をより短時間で溝内に封入することができ、かつ、溝の内面と樹脂材料との間に隙間が生成することをより確実に防止することができて、プーリが外輪をクランプする力をより大きくすることができる。したがって、クリープの発生を抑制する抑制効果を大きくすることができ、特に、鋼の線膨張係数と樹脂の線膨張係数の違いから、樹脂プーリと外輪との嵌合いが小さくなる高温領域において、クリープの発生を効果的に抑制できる。したがって、クリープの発生を効果的に抑制できると共に、使用可能である温度を高くすることができる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置の軸方向の断面図である。

この樹脂製プーリ付軸受装置は、転がり軸受の一例としての玉軸受１と、樹脂製プーリの一例としての一体のフェノール樹脂製プーリ２とを備える。

上記玉軸受１は、軸受鋼製の外輪４と、軸受鋼製の内輪５と、複数の玉６とを有する。上記複数の玉６は、外輪４の軌道溝と内輪５の軌道溝との間に、保持器７によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記フェノール樹脂製プーリ２（以下、単に、プーリ２という）の材質は、母材（主成分）であるレゾール型フェノール樹脂に、強化繊維やガラス繊維や球状シリカ粉末等を混合してなっている。上記プーリ２は、外輪４の外周面１０に当接した内周面１１を有している。上記プーリ２と、外輪４とは、射出成形によって一体成形されている。上記プーリ２の外周側には、図示しないベルトを取り付ける複数のベルト取り付け溝１５が形成されている。

尚、図１において、玉６の軸方向の両端部には、シール部材２１,２２が配置されている。このシール部材２１,２２は、外輪４および内輪５の軌道溝や玉６を外部に対してシールすると共に、玉軸受１の内部のグリース等の潤滑剤が、外部に漏洩することを防止している。

図２は、図１における外輪４周辺の拡大断面図である。詳しくは、図２は、以下に説明する溝７０を、その溝７０の延在方向に対して垂直に二等分する垂直二等分線と、玉軸受１の軸方向とを含む平面で、玉軸受１を切断したときの断面図である。

図２に示すように、上記外輪４の軸方向の一方の側の端面は、軸方向の外方に開口する溝７０を有し、外輪４の軸方向の他方の側の端面は、軸方向の外方に開口する溝８０を有している。上記軸方向の一方の側の端面に形成された溝７０,および、軸方向の他方の側の端面に形成された溝８０には、プーリ２の一部分が隙間なく入り込んでいる。

尚、詳述しないが、図２において、４１は、シール部材２１の芯金部を示し、４２は、シール部材２１の弾性部を示している。また、５１は、シール部材２２の芯金部を示し、５２は、シール部材２２の弾性部を示している。上記シール部材２１は、径方向の一端部が外輪４の内周面のシール取付溝に嵌入固定されている一方、径方向の他端部を構成する弾性部４２のシールリップが、内輪５の外周面に対して摺動するようになっている。また、上記シール部材２２は、径方向の一端部が外輪４の内周面のシール取付溝に嵌入固定されている一方、径方向の他端部を構成する弾性部５２のシールリップが、内輪５の外周面に対して摺動するようになっている。

図３は、射出成形前の玉軸受１を、軸方向の上記一方の側の外方から見たときの端面図である。尚、図３において、参照番号９０は、外輪４の外周側の面取り部分を示している。また、図３において、ＡＡ線を含むと共に、紙面に垂直な平面で切断した断面図が、図１および図２における外輪４の断面図に相当している。

図３に示すように、上記溝７０は、直線形状を有し、溝７０の両端は、外輪４の外周面８３に開口していて外輪４の外周面８３につながっている。また、図３に示すように、直線状の溝７０を、その延在方向に対して垂直に二等分する線と、軸方向とを含む断面図において、溝７０は、面取り部の径方向の最内方の部分よりも径方向の内方に位置している。また、図２に示すように、溝７０は、プーリ２の径方向の最内方の部分よりも径方向の外方に位置している。

また、図示しないが、上記外輪４の軸方向の一方の側の端面８５（図２、図３参照）は、４つの溝７０を有し、これら４つの溝７０は、周方向に等間隔に配置されている。

再度、図２を参照して、外輪４の軸方向の他方の側の端面に形成された溝８０は、外輪４の軸方向の一方の側の端面に形成された溝７０と同一の形状および大きさを有している。上記他方の側の端面は、４つの溝８０を有し、これら４つの溝８０は、周方向に等間隔に配置されている。上記外輪４の上記一方の側の端面に形成された溝７０と、外輪４の他方の側の端面に形成された溝８０とは、軸方向に重なっている。

上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置を、例えば、以下のように形成する。

先ず、図示しない回転刃が外輪４の軸方向を含む平面内に略位置している状態で、上記回転刃を玉軸受１の外輪４の一方および他方の端面に接触させた上、上記回転刃を直線上を移動させて、外輪４の軸方向の一方および他方の端面の夫々に、周方向に等間隔に、両端が外輪４の外周面８３につながる４つの溝７０,８０を形成する。

次に、都合８つの溝７０,８０が形成された外輪４と、複数の玉６、保持器７、内輪５およびシール部材２１,２２を組み付けて玉軸受１を形成する。

その後、金型の所定の箇所に、上記玉軸受１を配置した後、上記金型内に、熱可塑性樹脂であるフェノール樹脂を主成分とする樹脂材料を加熱して流動化させた上、金型内に射出する。この際、流動化した上記樹脂材料を、上記各溝７０,８０全体に行き渡らせる。

その後、金型を冷やして、上記樹脂材料を硬化させた後、離型して、玉軸受１と一体になったフェノール樹脂製のプーリ２を成形する。

その後、プーリ２および玉軸受１からなるアッセンブリに、周知の後処理を行って、樹脂製プーリ付軸受装置の形成を完了する。

上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置によれば、外輪４の軸方向の少なくも一方の端面に形成される溝７０,８０が、両端が外輪４の外周面につながる直線状の溝であって、従来例の環状溝のように、溝において、溝の深さおよび幅を変動させる必要がないから、溝７０,８０を簡易に迅速に加工することができる。また、複数の外輪４に略同時に溝加工を施すことができる。詳しくは、複数の外輪４において、各外輪４の軸方向の端面の径方向が、同一の直線上に位置するように、複数の外輪４を配置して、その後、ミーリング等を、上記直線に平行に走らせるだけで、複数の外輪４に、略同時に溝加工を施すことができる。

また、上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置によれば、従来と異なり、溝７０,８０が周方向に延在していない（溝７０,８０が周方向に非連続である）から、プーリ２が外輪４に対して周方向に相対回転するのを抑制する効果を大きくすることができる。また、上記溝７０,８０が直線状であるから、射出成形で、プーリ２を外輪４と一体成形する際、樹脂材料が溝７０,８０内を円滑に流動し易く、かつ、溝７０,８０の両端が開口しているから、樹脂材料が溝７０,８０内を流動する際、溝７０,８０内の空気が樹脂材料の溝７０,８０内の流動を阻害することがない。したがって、射出成形時において、樹脂材料をより短時間で溝内に封入することができ、かつ、溝７０,８０の内面と樹脂材料との間に隙間が生成することをより確実に防止することができて、プーリ２が外輪４をクランプする力をより大きくすることができる。したがって、従来の樹脂製プーリ付軸受装置と比較して、クリープの発生を抑制する抑制効果を大きくできる。特に、鋼の線膨張係数と樹脂の線膨張係数の違いから、樹脂製のプーリ２と外輪４との嵌合いが小さくなる高温領域において、クリープの発生を効果的に抑制できる。したがって、クリープの発生を効果的に抑制できると共に、使用可能である温度を高くすることができる。

尚、上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置では、両端が外輪４の外周面に開口する直線状の溝７０,８０を、外輪４の軸方向の両側の端面に形成したが、この発明では、両端が外輪の外周面に開口する直線状の溝を、外輪の軸方向の一方の側の端面のみに形成しても良い。

また、上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置では、両端が外輪４の外周面に開口する直線状の溝７０,８０を、外輪４の軸方向の両側の端面に、周方向に等間隔に４つ形成したが、この発明では、両端が外輪の外周面に開口する直線状の溝を、外輪の軸方向の少なくとも一方の側の端面に、一つまたは周方向に等間隔に３つまたは５つ以上形成しても良い。

また、上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置では、両端が外輪４の外周面に開口する直線状の溝７０,８０を、外輪４の軸方向の両側の端面に、周方向に等間隔に４つ形成したが、この発明では、両端が外輪の外周面に開口する直線状の溝を、外輪の軸方向の少なくとも一方の側の端面に、等間隔でない状態で複数形成しても良い。

また、上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置では、外輪４の軸方向の一方の側の端面に存在する溝７０と、外輪４の軸方向の他方の端面に存在する溝８０とが、軸方向に重なるように、外輪４の軸方向の両側の端面に、各端面に４つずつ溝７０,８０を形成したが、この発明では、外輪の軸方向の一方の側の端面に存在する溝と、外輪の軸方向の他方の端面に存在する溝とが、軸方向に重なっていない状態で、外輪の軸方向の両側の端面に、溝を形成しても良い。

また、上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置では、フェノール樹脂を主成分とするプーリ２を採用したが、本発明で使用できるプーリが、フェノール樹脂を主成分とするプーリに限定されないことは言うまでもない。例えば、本発明では、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）樹脂を主成分とする樹脂材料からなるプーリ等、フェノール樹脂を主成分とする樹脂材料以外の樹脂材料からなる樹脂製プーリを用いても良い。

尚、上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置では、転がり軸受が玉軸受１であったが、この発明では、転がり軸受は、ころ軸受等、玉軸受以外の転がり軸受であっても良いことは、言うまでもない。

本発明の一実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置の軸方向の断面図である。 図１における外輪周辺の拡大断面図である。 この実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置が有する玉軸受の外輪の射出成形前の状態を、軸方向の一方の側の外方から見たときの部分端面図である。

符号の説明

１ 玉軸受
２ フェノール樹脂製プーリ
４ 外輪
５ 内輪
６ 玉
７ 保持器
７０,８０ 溝
８３ 外輪の外周面
８５ 外輪の軸方向の一方の側の端面

Claims (1)

1. 内輪、外輪および転動体を有する転がり軸受と、
   上記外輪の外周面に当接した内周面を有すると共に、上記外輪と一体成形された樹脂製の一体のプーリと
   を備え、
   上記外輪の軸方向の少なくも一方の端面は、直線状の溝を有し、
   上記溝の両端は、上記外輪の外周面につながっており、
   上記プーリの一部は、上記溝に入り込んでいることを特徴とする樹脂製プーリ付軸受装置。

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