JP2009257414A - プーリ付き軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】プーリのクリープを防止しつつ、転がり軸受の放熱性を高める。
【解決手段】転がり軸受１０と、その転がり軸受１０の外輪１１の外周に嵌め合わせたプーリ２０とからなり、このプーリ２０は、外輪１１の外周に締まり嵌めされる金属製の内筒部２１と、外輪１１と同軸の合成樹脂製の外筒部２４と、内筒部２１と外筒部２４とを連結する円環状の金属板からなる連結部２２とから形成される。この内筒部２１と連結部２２とダストカバー２３とが、一定の厚みを有する鋼板をプレス等により塑性加工して形成される。転がり軸受１０の熱は、外輪１１から内筒部２１を経て連結部２２に伝わり、連結部２２の露出部分と外気の間で放熱されるので、転がり軸受の放熱性が高められる。
【選択図】図１

Description

この発明は、転がり軸受の外輪の外周にプーリを設けたプーリ付き軸受に関する。

従来から、転がり軸受の外周にプーリを設けたプーリ付き軸受は、合成樹脂製のプーリの内筒部が外輪の両端面を抱くように、外輪の外周に成形により一体化しており、外輪とプーリの内筒部との間で、相対的な滑り（クリープ）を防止している。

このようなプーリ付き軸受では、外輪の外周面および端面の外周部がプーリの内筒部で覆われるため、金属製プーリを採用した金属プーリ付き軸受と比して放熱性が悪く、軸受温度が比較的に高温になり易い。その結果、金属と樹脂の熱膨張率の差によって、外輪とプーリの内筒部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。

この問題を解決するため、プーリ付き軸受として、転がり軸受の端面を覆う円環状のカバー部と、外輪の外周部に嵌る円筒状の嵌合部とを一体化した金属製のダストカバーを、外輪の外周部の両端にそれぞれ嵌めて、そのダストカバーおよび外輪の外周部とに合成樹脂製のプーリの内筒部を一体成形したものが知られている（特許文献１参照）。
特開２００１−２１４９６４号公報

このプーリ付き軸受は、転がり軸受の回転によって発生した熱が、外輪の外周部に嵌るダストカバーの嵌合部を経てカバー部で放熱されるので、軸受温度の上昇に伴う外輪と樹脂プーリとの結合強度の低下を抑えることができる。

しかし、特許文献１に記載のプーリ付き軸受のプーリの内筒部が、ダストカバーの嵌合部および外輪の外周部に外輪の両端面を抱え込むように一体化されている（特許文献１ 図１参照）ため、転がり軸受の回転によって発生する熱が、外輪からダストカバーの嵌合部を経てプーリの内筒部に蓄熱され易く、カバー部での放熱では不十分であった。

そこで、この発明は、プーリのクリープを防止しつつ、転がり軸受の放熱性を高めることを課題としたのである。

前記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プーリを設けたプーリ付き軸受において、前記プーリは、前記外輪の外周に締まり嵌めされる金属製の内筒部と、前記外輪と同軸の合成樹脂製の外筒部と、前記内筒部と前記外筒部とを連結する径方向外向きの円環状の金属板からなる連結部とから形成されたものとしたのである。

このようにすると、プーリの金属製の内筒部が外輪の外周に嵌まり合うので、転がり軸受の回転によって発生する熱は、内筒部を経て金属製の連結部に伝わる。プーリの内筒部はその外周面が露出しているので、その熱が外周面と外気との間で放熱する。また、内筒部と外筒部を連結する連結部は、内筒部寄りの部分が露出しているので、連結部の露出部分と外気との間でも放熱して、転がり軸受の放熱性が高められる。

また、外輪の外周に金属製の内筒部を締まり嵌めにより嵌め合わせているので、外輪の外周面と内筒部の内周面との摩擦抵抗によって、外輪とプーリとのクリープを防止することができる。

前記構成において、前記プーリは、前記転がり軸受の端面を覆う円環状の金属板からなるダストカバーを有し、そのダストカバーを前記内筒部に一体に形成したものを採用することができる。このようにすると、転がり軸受の回転によって発生する熱は、内筒部を経て連結部のみならずダストカバーにも伝わり、ダストカバーと外気の間でも放熱する。

前記プーリが転がり軸受の端面を覆う円環状の金属板からなるダストカバーを有する場合、前記ダストカバーを前記内筒部に段部を介して一体に形成し、その段部を前記内筒部の軸方向の一端から径方向内向きに延び軸方向外向きに折り曲げて形成したものとすることができる。

この構成では、転がり軸受の外周にプーリの内筒部を、その転がり軸受の端面が段部に接触するように嵌めると、ダストカバーが、段部の軸方向外向きの折り曲げ部分の幅だけ転がり軸受に対して離れるので、ダストカバーの軸方向両面で放熱させることができる。

また、前記連結部を前記内筒部に前記外輪の軸方向の幅中央に径方向外向きとなるように設けた構成とすることができる。このようにすると、連結部が内筒部に対して外輪の軸方向の幅中央に位置する。外輪の軸方向の幅中央は、軌道と転動体との摩擦熱で特に高温になりやすいため、外輪の外周に嵌り合う内筒部に伝わる摩擦熱が連結部に効率良く伝わり、放熱性を高めることができる。

ここで、プーリの外筒部は、一般に、その軸方向中央が外輪の軸方向中央に一致するように形成されている。このため、連結部を内筒部に外輪の軸方向の幅中央に径方向外向きとなるように設けると、プーリの外筒部の幅方向の中央で連結部が連結される。その結果、外筒部に掛かるベルト負荷の重心が連結部の軸方向の中心線を通り、連結部に対する曲げ応力が小さくなる。

さらに、前記連結部の外周部に周方向の切り欠きを設けることができる。このようにすると、合成樹脂製の外筒部を連結した連結部の切り欠きに外筒部の樹脂が係合する。このため、その係合により、外筒部が連結部に対して周り止めされる。

前記プーリが転がり軸受の端面を覆う金属製のダストカバーを有する構成を採用する場合、前記プーリの内筒部と連結部とダストカバーとを鋼板のプレス成形により一体に形成したものとすることができる。

このようにすると、プーリの内筒部と連結部とダストカバーとを鋼板のプレス成形品とすることが可能となり、プレス成形品の連結部の外周部に合成樹脂製の外筒部を形成することで、プーリ単体を容易に製作することができる。

以上のように、この発明のプーリ付き軸受は、プーリが、外輪の外周に締まり嵌めされる金属製の内筒部と、合成樹脂製の外筒部と、内筒部と外筒部とを連結する円環状の金属板からなる連結部とから形成されることにより、転がり軸受の回転によって発生する熱が内筒部の外周部および連結部の露出部分で放熱するので、転がり軸受の放熱性が高められる。

以下、この発明のプーリ付き軸受の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
このプーリ付き軸受は、図１に示すように、転がり軸受１０と、その転がり軸受１０の外輪１１の外周に嵌め合わせたプーリ２０とを備えている。

転がり軸受１０は、内輪１２と外輪１１の両軌道の間に保持器１４により周方向に間隔をおいてボール１３が複数保持され、内輪１２と外輪１１の間の両端面を一対のシール１５、１５により閉塞している。この転がり軸受１０は、図１に示す転がり軸受に限られず、公知の転がり軸受、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１０の外輪１１の外周にプーリ２０が嵌め合わされている。このプーリ２０は、金属製の内筒部２１と、外輪１１と同軸の合成樹脂製の外筒部２４との間を、内筒部２１の一端に設けた円環状の金属板からなる連結部２２で連結し、その内筒部２１の他端にダストカバー２３を設けたものである。

このプーリ２０の内筒部２１と連結部２２とダストカバー２３とが一定の厚みを有する鋼板からなる１枚の板材（板金）をプレス等により塑性加工して形成されている。

内筒部２１は、その内径が外輪１１の外周面に対して締まり嵌め可能となるように形成されている。内筒部２１を外輪１１の外周に圧入により嵌め合わせると、プーリ２０の回転時、プーリ２０の内筒部２１の内周面と外輪１１の外周面との間で摩擦抵抗力が働き、プーリ２０の外輪１１に対するクリープを防止することができる。

連結部２２は、内筒部２１の一端から軸方向外向きに延び径方向外向きに湾曲しており、その外周部が軸方向内向きに折り曲げられている。この折り曲げ部２６には、図２に示すように周方向の切り欠き２７が設けられている。

プーリ２０の外筒部２４は、転がり軸受１０の外輪１１に対して同軸に形成され、その軸方向の一端で、連結部２２の折り曲げ部２６を覆うように射出成形により連結部２２に一体化されている。これにより、外筒部２４の軸方向中央が、外輪１１の軸方向中央と一致するとともに、外筒部２４の樹脂が折り曲げ部２６の切り欠き２７に係合する（図３参照）。

この係合により、この外筒部２４の外周面に掛け渡されたベルト（図示省略）が回転して、外筒部２４にトルクが伝わったとき、外筒部２４が連結部２２に対して相対回転するのを防止することができる（図３参照）。なお、この切り欠き２７の数は、１箇所に限られず、２、３箇所、・・・と複数設けてもよく、実験、実操業に基づいて設定される。

ダストカバー２３は、内筒部２１の他端に段部２５を介して一体に設けられ、転がり軸受１０の他端面を覆っている。この段部２５は、内筒部２１の他端部から径方向内向きに延び軸方向外向き折り曲げて形成される。転がり軸受１０にプーリ２０の内筒部２１を嵌めたとき、段部２５の径方向内向きに延びる部分が外輪１１の他端面に突き当たり、転がり軸受１０の軸方向の位置決めがされる。

この段部２５によって、ダストカバー２３は、転がり軸受１０の他端面と離れる（接触しない）ので、内筒部２１を経て段部２５から伝わる転がり軸受１０の熱を、軸方向の両面で放熱する。

このように形成されるプーリ２０に、転がり軸受１０を嵌め合わせると、金属製の内筒部２１が外輪１１の外周に嵌まり合うので、転がり軸受１０の回転によって発生する熱は、内筒部２１を経て連結部２２に伝わる。内筒部２１はその外周面が露出しているので、その熱が外周面で放熱する。

また、内筒部２１と合成樹脂製の外筒部２４を連結する連結部２２は、内筒部２１寄りの部分が露出している。このため、連結部２２の露出部分と外気の間でも放熱されるので、転がり軸受１０の放熱性が高められる。

この発明のプーリ付き転がり軸受の第２実施形態を図４〜図６に基づいて説明する。
この実施形態は、プーリ２０の連結部２２を内筒部２１に対して外輪１１の軸方向の幅中央に径方向外向きとなるように設けた点で、前述の第１実施形態と相違する。その他の構成は前記第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。

この実施形態では、連結部２２が内筒部２１に外輪１１の軸方向の幅中央Ｐに径方向外向きとなるように、プレス等により塑性加工して形成されている。すなわち、連結部２２は、内筒部２１の一端で折り返され、折り返された端部が再度、径方向外向きに折り曲げられており、転がり軸受１０にプーリ２０を嵌めたときに、連結部２２の軸方向の中心が外輪１１の幅中央Ｐと一致する（図４参照）。

ここで、外輪１１の軸方向の幅中央部分は、内輪１２および外輪１１の両軌道とボール１３との摩擦熱で特に高温になりやすい。このため、外輪１１の外周に嵌り合う内筒部２１に伝わる摩擦熱が、外輪１１の幅中央Ｐと一致する連結部２２に伝わりやすく、効率良く放熱することができる。

外筒部２４は、転がり軸受１０の外輪１１に対して同軸に形成され、その軸方向の幅中央で、連結部２２の外周部を覆うように射出成形により一体化され、連結部２２の外周部に外筒部２４が連結される。この連結部２２の外周部には、図５に示すように、切り欠き２７が設けられており、外筒部２４と一体化されると、この切り欠き２７に外筒部２４の樹脂が係合する（図６参照）。

この係合によって、この外筒部２４の外周面に掛け渡されたベルト（図示省略）が回転して、外筒部２４にトルクが伝わったとき、外筒部２４の連結部２２に対する相対回転が防止される。

また、外筒部２４の幅方向の中央が、外輪１１の幅中央Ｐと一致する連結部２２に連結されるので、外筒部２４に掛かるベルト負荷の重心が連結部２２の軸方向の中心線（外輪の軸方向の幅中央Ｐ）を通り、連結部２２に対する曲げ応力が小さくなる。

この発明の第１実施形態のプーリ付き軸受を示す縦断面図 同上のプーリの切り欠きを示す一部切り欠き側面図 同上のプーリの切り欠きを示す一部切り欠き斜視図 この発明の第２実施形態のプーリ付き軸受を示す縦断面図 同上のプーリの切り欠きを示す一部切り欠き側面図 同上のプーリの切り欠きを示す一部切り欠き斜視図

符号の説明

１０ 転がり軸受
１１ 外輪
１２ 内輪
１３ ボール
１４ 保持器
１５ シール
２０ プーリ
２１ 内筒部
２２ 連結部
２３ ダストカバー
２４ 外筒部
２５ 段部
２６ 折り曲げ部
２７ 切り欠き

Claims (6)

1. 転がり軸受(１０)の外輪(１１)の外周にプーリ(２０)を設けたプーリ付き軸受において、前記プーリ(２０)は、前記外輪(１１)の外周に締まり嵌めされる金属製の内筒部(２１)と、前記外輪(１１)と同軸の合成樹脂製の外筒部(２４)と、前記内筒部(２１)と前記外筒部(２４)とを連結する円環状の金属板からなる連結部(２２)とから形成されたことを特徴とするプーリ付き軸受。
2. 前記プーリ(２０)は、前記転がり軸受(１０)の端面を覆う円環状の金属板からなるダストカバー(２３)を有し、そのダストカバー(２３)を前記内筒部(２１)に一体に形成したことを特徴とする請求項１に記載のプーリ付き軸受。
3. 前記ダストカバー(２３)を前記内筒部(２１)に段部(２５)を介して一体に形成し、その段部(２５)を前記内筒部(２１)の軸方向の一端から径方向内向きに延び軸方向外向きに折り曲げて形成したことを特徴とする請求項２に記載のプーリ付き軸受。
4. 前記連結部(２２)を前記内筒部(２１)に前記外輪(１１)の軸方向の幅中央に径方向外向きとなるように設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプーリ付き軸受。
5. 前記連結部(２２)の外周部(２６)に周方向の切り欠き(２７)を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプーリ付き軸受。
6. 前記プーリ(２０)の内筒部(２１)と連結部(２２)とダストカバー(２３)とを鋼板のプレス成形により一体に形成したことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のプーリ付き軸受。

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