JP2009191900A - Bearing with resin pulley - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、転がり軸受の外輪の外周に樹脂プーリを一体化した樹脂プーリ付き軸受に関する。 The present invention relates to a bearing with a resin pulley in which a resin pulley is integrated with an outer periphery of an outer ring of a rolling bearing.
転がり軸受の外輪の外周に樹脂プーリ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、樹脂プーリが周方向へ相対回転するクリープが生じることがある。 A bearing with a resin pulley in which a resin pulley is integrated on the outer periphery of the outer ring of a rolling bearing is formed by integrating a resin pulley on the outer periphery of the outer ring so that the base of the resin pulley holds both ends of the outer ring by injection molding. Are often offset in the axial direction (see, for example, Patent Document 1). In such a bearing with a resin pulley, the coupling strength between the outer ring and the resin pulley decreases due to the difference in thermal expansion coefficient between the metal and the resin as the temperature of the bearing rises, and creep occurs in which the resin pulley rotates relative to the circumferential direction. Sometimes.
この樹脂プーリのクリープを防止する手段としては、外輪の外周部に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)等が提案されている。 As a means for preventing creep of the resin pulley, a means for forming a circumferential groove in the outer peripheral portion of the outer ring (see, for example, Patent Document 2), the outer peripheral portion of the outer ring extends in the circumferential direction, and its width and depth. Means for forming a circumferential groove that changes in the circumferential direction (for example, see Patent Document 3), means for forming irregularities on the bottom surface of the circumferential groove provided on the outer peripheral portion of the outer ring by knurling (for example, see Patent Document 4) Etc. have been proposed.
ところで、樹脂プーリ付き軸受に使用される転がり軸受の外輪は、樹脂プーリに掛かる負荷に耐え得るような高強度な材料を用い、鍛造により形成している。しかし、特許文献2〜4に記載されたもののように、外輪の外周部に周溝を設けたりローレット加工を施したりすることは、外輪が鍛造により形成されている場合、加工に手間が掛かるとともに、加工コストが高くなり、これに伴い製作コストが高くなるおそれがあった。 By the way, the outer ring of the rolling bearing used for the bearing with the resin pulley is formed by forging using a high-strength material capable of withstanding the load applied to the resin pulley. However, as described in Patent Documents 2 to 4, providing the peripheral groove on the outer peripheral portion of the outer ring or performing knurling is troublesome in processing when the outer ring is formed by forging. However, there is a risk that the processing cost becomes high, and the production cost increases accordingly.
また、特許文献2〜4に記載されたものは、樹脂プーリのボス部が外輪の外周にその両端面を抱え込むように一体化され、外輪の周りが金属よりも熱伝導率が低い樹脂で覆われているので放熱性が悪く、蓄熱により軸受温度が高くなる問題がある。また、軸受温度が高くなると、これと接触する樹脂の強度が低下するので、前述したクリープの防止手段の効果も低下する。 In addition, in Patent Documents 2 to 4, the boss portion of the resin pulley is integrated so that both end faces are held on the outer periphery of the outer ring, and the periphery of the outer ring is covered with a resin having lower thermal conductivity than metal. Therefore, there is a problem that heat dissipation is poor and the bearing temperature increases due to heat storage. Further, since the strength of the resin that comes into contact with the bearing temperature increases as the bearing temperature increases, the effect of the above-described creep prevention means also decreases.
そこで、この発明の課題は、転がり軸受の外輪の外周に樹脂プーリが射出成形により一体成形された樹脂プーリ付き軸受において、樹脂プーリのクリープを防止しつつ、転がり軸受の外輪を容易に製作し、製作コストの低減を図ることである。 Therefore, the object of the present invention is to easily manufacture the outer ring of the rolling bearing while preventing the resin pulley from creeping in the bearing with the resin pulley in which the resin pulley is integrally formed by injection molding on the outer periphery of the outer ring of the rolling bearing. It is to reduce the manufacturing cost.
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に樹脂プーリが射出成形により一体成形された樹脂プーリ付き軸受において、前記外輪は鋼板のプレス成形により形成され、一端部に径方向外向きのフランジを有するものであり、前記樹脂プーリの内周部が前記フランジの外径面を覆う状態で前記外輪の外周に一体化された構成を採用したのである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a bearing with a resin pulley in which a resin pulley is integrally formed by injection molding on the outer periphery of an outer ring of a rolling bearing, wherein the outer ring is formed by press forming of a steel plate and is formed at one end. It has a radially outward flange, and employs a configuration in which the inner peripheral portion of the resin pulley is integrated with the outer periphery of the outer ring so as to cover the outer diameter surface of the flange.
この構成によると、外輪が鋼板をプレス成形することで形成されるので、塑性加工を中心とした加工により容易に製作でき、これにより、製作コストの低減を図ることができる。
また、樹脂プーリの内周部が、前記フランジの軸方向内側面と接触し、樹脂プーリと外輪との径方向接触領域が確保される。その径方向接触領域における摩擦抵抗によって、樹脂プーリのクリープに対する耐力を維持することが可能となる。
According to this configuration, since the outer ring is formed by press-molding a steel plate, it can be easily manufactured by processing centering on plastic processing, thereby reducing the manufacturing cost.
Further, the inner peripheral portion of the resin pulley comes into contact with the axial inner side surface of the flange, and a radial contact area between the resin pulley and the outer ring is ensured. The resistance against creep of the resin pulley can be maintained by the frictional resistance in the radial contact region.
前記構成において、前記樹脂プーリの内周部は前記外輪と同じ軸幅に形成され、その端面を前記フランジの軸方向外側面に一致させて、前記フランジの外径面を覆う状態とされた構成を採用することができる。 In the above configuration, the inner peripheral portion of the resin pulley is formed to have the same axial width as that of the outer ring, and the end surface thereof coincides with the axially outer surface of the flange so as to cover the outer diameter surface of the flange. Can be adopted.
この構成によると、外輪の他端面およびフランジの外端面(軸方向外側面)が露出する。これらの露出する端面を放熱面として、外輪の熱が効率良く放熱される。これにより、前記特許文献2から4に記載のもののように、樹脂プーリのボス部が外輪の両端面を抱え込むように外輪の外径面に一体化されたものと比して、放熱性が向上する。 According to this configuration, the other end surface of the outer ring and the outer end surface (axially outer surface) of the flange are exposed. Using these exposed end faces as heat dissipation surfaces, the heat of the outer ring is efficiently radiated. As a result, the heat dissipation is improved as compared with the case where the boss portion of the resin pulley is integrated with the outer diameter surface of the outer ring so as to hold the both end surfaces of the outer ring, as in the above-mentioned Patent Documents 2 to 4. To do.
前記構成において、前記フランジが前記外輪の両端部に形成された構成を採用することができる。外輪の両端部にフランジが形成されると、前記径方向接触領域が増大して、樹脂プーリのクリープに対する耐力を向上させることができる。また、フランジが外輪の両端部に形成されることで、前記外輪に掛かる樹脂プーリの荷重に対する強度を向上させることができる。
また、前記樹脂プーリの内周部は前記外輪と同じ軸幅に形成され、その端面を前記フランジの軸方向外側面に一致させた構成を採用した場合、外輪の両端面に形成されたフランジの外端面がそれぞれ露出するので、さらに放熱性を向上させることができる。
The said structure WHEREIN: The structure in which the said flange was formed in the both ends of the said outer ring | wheel can be employ | adopted. When flanges are formed at both ends of the outer ring, the radial contact area increases, and the yield strength of the resin pulley against creep can be improved. Moreover, the strength with respect to the load of the resin pulley applied to the outer ring can be improved by forming the flanges at both ends of the outer ring.
Further, the inner peripheral portion of the resin pulley is formed to have the same axial width as the outer ring, and when adopting a configuration in which the end surface is made to coincide with the outer surface in the axial direction of the flange, the flange formed on both end surfaces of the outer ring Since the outer end surfaces are exposed, the heat dissipation can be further improved.
ここで、樹脂プーリに掛かる径方向の負荷が比較的大きい場合、樹脂プーリのクリープを効果的に防止するために、樹脂プーリと外輪との間の周方向の摩擦抵抗を増大させる構成、あるいは、樹脂プーリを形成する樹脂を外輪に係合させる構成など、種々考えられるが、例えば、前記フランジの外径面にセレーションが形成された構成、前記フランジの外径面に径方向の突起が形成された構成、前記フランジの外径部に径方向の切り欠きが形成された構成、または前記フランジに前記樹脂プーリの樹脂が埋め込まれる係合孔が形成された構成とすることができる。 Here, when the radial load applied to the resin pulley is relatively large, in order to effectively prevent the resin pulley from creeping, a configuration in which the circumferential frictional resistance between the resin pulley and the outer ring is increased, or Various configurations such as a configuration in which the resin forming the resin pulley is engaged with the outer ring are conceivable. For example, a configuration in which serrations are formed on the outer diameter surface of the flange, and a radial protrusion is formed on the outer diameter surface of the flange. A configuration in which a radial notch is formed in the outer diameter portion of the flange, or a configuration in which an engagement hole in which the resin of the resin pulley is embedded is formed in the flange.
前記フランジの外径面にセレーションが形成された構成では、そのセレーションに樹脂プーリの樹脂が食い込み、樹脂プーリと外輪との周方向の摩擦抵抗を増大させることができる。前記フランジの外径面に径方向の突起が形成された構成では、この突起が樹脂プーリの樹脂に係止し、この係止によって樹脂プーリのクリープに対する耐力を大きくすることができる。 In the configuration in which serrations are formed on the outer diameter surface of the flange, the resin of the resin pulley bites into the serrations, and the circumferential frictional resistance between the resin pulley and the outer ring can be increased. In the configuration in which the radial protrusion is formed on the outer diameter surface of the flange, the protrusion is locked to the resin of the resin pulley, and this locking can increase the resistance to creep of the resin pulley.
前記フランジの外径部に径方向の切り欠きが形成された構成、または前記フランジに前記樹脂プーリの樹脂が埋め込まれる係合孔が形成された構成では、切り欠きまたは係合孔に樹脂プーリの樹脂が埋まる。この埋まった樹脂がフランジに係合することで、樹脂プーリのクリープに対する耐力を大きくすることができる。 In a configuration in which a radial notch is formed in the outer diameter portion of the flange, or in a configuration in which an engagement hole in which the resin pulley resin is embedded is formed in the flange, the notch or the engagement hole is provided with a resin pulley. The resin is buried. When the buried resin is engaged with the flange, the resistance of the resin pulley to creep can be increased.
以上のように、この発明は、前記構成を採用することにより、樹脂プーリのクリープを防止しつつ、転がり軸受の外輪を容易に製作し、製作コストの低減を図ることができる。 As described above, according to the present invention, by adopting the above configuration, it is possible to easily manufacture the outer ring of the rolling bearing while preventing the resin pulley from creeping, and to reduce the manufacturing cost.
以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。図1および図2は、第1実施形態を示す。この樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受11の外輪13の外周に樹脂プーリ31が一体化されたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a first embodiment. In this bearing with a resin pulley, a
転がり軸受11は、内輪12と外輪13との間に複数のボール14が転動可能に保持器15により保持されており、内輪12と外輪13の両端面を封止するシールド板16が設けられている。なお、この転がり軸受11は、図1に示すような深溝玉軸受に限らず、例えば、公知の転がり軸受であるアンギュラ玉軸受、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。
In the rolling bearing 11, a plurality of
この転がり軸受11の外輪13は、鋼板のプレス成形により筒状に形成され、一端部に径方向外向きのフランジ17を有するものであり、その内周面には軌道18が形成されている。外輪13がプレス成形により形成されると、塑性加工を中心とした加工となり、特許文献2〜4に記載されたもののように鍛造で形成された外輪に周溝等を加工する場合と比して、容易に製作することができる。その結果、製作コストの低減を図ることができる。なお、外輪13を形成する鋼板のプレス成形方法は、公知の方法が適用可能であり、実験、実操業に基づいて適宜決定される。
The
前記フランジ17は、図3に示すように、外径面にセレーション19が形成されている。このセレーション19は、例えば、プレス加工前の鋼板を複数枚まとめてフランジ17となる部分に形成することが可能であるため、鍛造で製作された外輪に周溝等を形成する場合と比して、外輪13を容易に製作することができる。その結果、製作コストを低減させることができる。
As shown in FIG. 3, the
前記フランジ17のセレーション19には、図3に示すように、樹脂プーリ31の樹脂が食い込んでいる。この樹脂の食い込みにより樹脂プーリ31と外輪13と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。なお、樹脂プーリ31に掛かるベルト負荷が比較的小さい場合など、フランジ17の外径面にセレーション19を形成せずに、フランジ17の外径面と樹脂プーリ31との摩擦抵抗により樹脂プーリ31のクリープを防止するようにしてもよい。セレーション19を形成する工程を省略し、その省略された工程分だけ外輪13の製作コストを低減することができるからである。
As shown in FIG. 3, the resin of the
前記樹脂プーリ31は、内周部のボス部32とベルト(図示省略)が掛けられるプーリ溝を有する外周部33とが一体に形成され、ボス部32が外輪13の軸方向の幅(軸幅)と同じ軸幅に形成されている。このボス部32はその両端面を外輪13の他端面およびフランジ17の外端面にそれぞれ一致させた状態となっている。これにより、外輪13の他端面及びフランジ17の外端面が露出する。
In the
このように露出している外輪13およびフランジ17の端面を放熱面として、転がり軸受11で発生し外輪13に伝わる熱が放熱される。これにより、特許文献2〜4に記載のものと比して、放熱性を向上させることができる。
Heat that is generated in the rolling
また、樹脂プーリ31のボス部32は、その両端面を外輪13の他端面およびフランジ17の外端面(軸方向外側面)にそれぞれ一致させた状態となるため、フランジ17の外径面をボス部32が覆う状態となる。このとき、外輪13のフランジ17の内端面(軸方向内側面)と径方向に接触し、樹脂プーリ31と外輪13との径方向接触領域が確保される。
Further, the
この径方向接触領域での摩擦抵抗によって、外輪13の他端面およびフランジ17の外端面を露出させても、樹脂プーリ13のクリープに対する耐力を維持することが可能となる。なお、樹脂プーリ31のボス部32は外輪13と同じ軸幅に形成されているが、フランジ17の外周面を覆う状態であれば、樹脂プーリ付き軸受としての機能に影響のない範囲で適宜の軸幅としてもよい。この場合、樹脂プーリ付き軸受の軽量化に有利である。
With this frictional resistance in the radial contact region, even if the other end surface of the
第1実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受の変形例1を図4(a)、(b)に示す。この変形例は、図4(a)に示すように、外輪13のフランジ17に径方向の突起20が形成された点で前述の第1実施形態と相違する。その他の構成は第1実施形態と同様であり、同一に考えられる構成に同符号を用いる。
Modification 1 of the bearing with the resin pulley according to the first embodiment is shown in FIGS. This modification differs from the first embodiment described above in that
この変形例1では、外輪13のフランジ17に、前記第1実施形態におけるセレーション19の代わりに、突起20が周方向の4箇所に等間隔で形成されている。この各突起20は軸方向の外側面が露出しており、この露出状態で樹脂プーリ31の樹脂に埋め込まれている(図4(b)参照)。
In the first modification,
この突起20は、プレス成形前の鋼板に予めプレス加工等で形成することが可能である。このため、前述のセレーション19を形成した場合と同様、特許文献2〜4に記載されたもののように鍛造で形成された外輪に周溝等を加工する場合と比して、外輪13に突起20を容易に形成することができる。その結果、製作コストを低減させることができる。なお、突起20のフランジ17に対する設置数は、樹脂プーリ31に掛かる径方向の負荷に応じて適宜設定され、例えば、1箇所、2箇所、3箇所、または5箇所以上としてもよい。
The
また、樹脂プーリ31の樹脂に突起20が埋め込まれているので、樹脂プーリ31が外輪13の突起20に係止する。これにより、前述の第1実施形態の場合と同様、樹脂プーリ31のクリープに対する耐力を高めることができる。
Further, since the
第1実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受の変形例2を図5(a)、(b)に示す。この変形例は、図5(a)に示すように、外輪13のフランジ17に切り欠き21が形成された点で前述の第1実施形態と相違する。その他の構成は第1実施形態と同様であり、同一に考えられる構成に同符号を用いる。
Modification 2 of the bearing with a resin pulley according to the first embodiment is shown in FIGS. This modification is different from the first embodiment described above in that a
この変形例2では、外輪13のフランジ17に、前記第1実施形態におけるセレーション19の代わりに、切り欠き21が周方向の4箇所に等間隔で形成されている。この各切り欠き21には樹脂プーリ31の樹脂が埋め込まれている(図5(b)参照)。
In the second modification,
この切り欠き21は、プレス成形前の鋼板に予めプレス加工等で形成することが可能である。このため、前述のセレーション19を形成した場合と同様、特許文献2〜4に記載されたもののように鍛造で形成された外輪に周溝等を加工する場合と比して、外輪13に切り欠き21を容易に形成することができる。その結果、製作コストを低減させることができる。なお、切り欠き21のフランジ17に対する設置数は、樹脂プーリ31に掛かる径方向の負荷に応じて適宜設定され、例えば、1、2、3箇所、または5箇所以上としてもよい。
This
また、樹脂プーリ31の樹脂が切り欠き21を埋めているので、樹脂プーリ31が切り欠き21に係合する。これにより、前述の第1実施形態の場合と同様、樹脂プーリ31のクリープに対する耐力を高めることができる。
Further, since the resin of the
第1実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受の変形例3を図6(a)〜(c)に示す。この変形例は、図6(a)に示すように、外輪13のフランジ17に係合孔22が形成された点で前述の第1実施形態と相違する。その他の構成は第1実施形態と同様であり、同一に考えられる構成に同符号を用いる。
Modification 3 of the bearing with the resin pulley according to the first embodiment is shown in FIGS. This modification is different from the first embodiment described above in that an
この変形例3では、外輪13のフランジ17に、前記第1実施形態におけるセレーション19の代わりに、係合孔22が周方向の4箇所に等間隔で形成されている。この各係合孔22には樹脂プーリ31の樹脂が埋め込まれている(図6(b)参照)。
In the third modified example, the engagement holes 22 are formed at equal intervals in four circumferential directions on the
この係合孔22は、プレス成形前の鋼板に予めプレス加工等で形成することが可能である。このため、前述のセレーション19を形成した場合と同様、特許文献2〜4に記載されたもののように鍛造で形成された外輪に周溝等を加工する場合と比して、外輪13に係合孔22を容易に形成することができる。その結果、製作コストを低減させることができる。なお、係合孔22のフランジ17に対する設置数は、樹脂プーリ31に掛かる径方向の負荷に応じて適宜設定され、例えば、1、2、3箇所、または5箇所以上としてもよい。
The
また、樹脂プーリ31の樹脂が係合孔22を埋めているので、樹脂プーリ31が係合孔22に係合する(図6(b)参照)。これにより、前述の第1実施形態の場合と同様、樹脂プーリ31のクリープに対する耐力を高めることができる。
Further, since the resin of the
この発明の第2実施形態を図7に示す。
第2実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、外輪13の両端部に前記フランジ17が形成された点で前述の第1実施形態に相違し、他の構成は第1実施形態と同様であり、同一に考えられる構成に同符号を用いて、その説明を省略する。
A second embodiment of the present invention is shown in FIG.
The bearing with a resin pulley according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the
この実施形態の外輪13も、鋼板のプレス成形により筒状に形成され、両端部に径方向外向きのフランジ17を有するものであり、前記第1実施形態と同様、塑性加工を中心とした加工となり、容易に製作することができる。その結果、製作コストの低減を図ることができる(図7参照)。
The
また、樹脂プーリ31は、そのボス部32の両端面が両フランジ17の外端面にそれぞれ一致した状態で両フランジ17、17の間に一体化される。このため、両フランジ17の外端面が露出し、前記第1実施形態のものと比して、外輪13に伝わる熱の放熱性が向上する。
Further, the
さらに、樹脂プーリ31のボス部32は両フランジ17の内端面と径方向にそれぞれ接触し、その径方向接触領域が、第1実施形態のものと比して増大する。増大した径方向接触領域での摩擦抵抗によって、樹脂プーリ13のクリープに対する耐力を維持することが可能となる。
Further, the
11 転がり軸受
12 内輪
13 外輪
14 ボール
15 保持器
16 シールド板
17 フランジ
18 軌道
19 セレーション
20 突起
21 切り欠き
22 係合孔
31 樹脂プーリ
32 ボス部
33 外周部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
The bearing with a resin pulley according to any one of claims 1 to 6, wherein the flange (17) is formed at both ends of the outer ring (13).
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