JP2010540877A - プラスチック材料でオーバーモールドされている環状体を備えている軸受組立体 - Google Patents

Abstract

本発明のおける軸受組立体（１０）は、外輪（２１）と外輪に対して相対的に回転可能な内輪（２２）とを有している少なくとも１つの転がり軸受ユニット（２０）と、軸受ユニットの外輪（２１）及び内輪（２２）にオーバーモールドされているプラスチック材料から成る２つの環状体（３０，４０）と、を備えている。２つの環状体（３０，４０）のうち少なくとも１つの環状体が、略自由な環状の表面（４１）を有している。外輪（２１）及び内輪（２２）のうち一方の輪体が、ラジアル方向に延在していると共に周方向に連続又は不連続な円筒状の端面（２６）を有しているフランジ（２５）を形成しており、フランジが、プラスチック材料から成る自由な円筒状の表面（４１）と略面一になって終端している。

Description

本発明は、プラスチック材料から成ると共に１つ以上の軸受ユニットの内輪及び外輪にオーバーモールドされている環状体を備えている軸受組立体に関する。本発明は、関連する軸受ユニットにさらに関する。

転がり軸受の内輪及び外輪にオーバーモールドされ、且つプラスチック材料から成る環状要素を有している軸受組立体が知られている。これら軸受組立体は、様々な技術分野において、例えば電動モータ内で軸を回転可能に支持するために、特に電流が軸受を通過することに起因する損傷から潜在的に軸受を保護する必要がある分野において利用されている。上述のような軸受組立体は、重量を低減すると共に軸受鋼の処理に関するコストを低減するために、軸受を構成する鋼材の量を低減することが望まれている分野でも利用されている。

本発明の目的は、重量低減及び電気絶縁の観点において優れた性質を有していると共に、軸受の中心に取り付けられたスピンドル（axle）及び回転軸（shaft）の幾何学的中心軸線に関して、軸受の内輪及び外輪を同軸又は同心に高精度で確実に取り付けることができるようにすることである。本発明の他の目的は、プラスチック材料から成ると共に様々な応用分野に従って大きさが異なる環状体を得るように、オーバーモールドすることができるモジュール式軸受ユニットを提供することである。

上記目的及び利点並びに他の目的及び利点は、以下の説明において理解されるだろうが、本発明における、具体的には特許請求の範囲に規定されている特徴を有している軸受組立体によって達成される。本発明は、関連する軸受ユニットにさらに関する。

結論として、軸受組立体は、それぞれが外輪に対して回転可能な内輪を有している共に、外輪及び内輪にオーバーモールドされているプラスチック材料から成る環状体を備えている１つ以上の軸受ユニットを含んでいる。２つの輪体のうち一方の輪体が、周方向において連続又は不連続な表面に至るまで径方向に延在しているフランジを形成している。この表面は、金属面であり、関連する輪体にオーバーモールドされているプラスチック材料から成る環状体の自由な円筒面と面一になり終端している。

優位には、軸受組立体を軸に圧入することによって、軸に関して軸受の輪体のアキシアル方向及びラジアル方向における位置を正確に位置決めすることができる。鋼材と鋼材とが圧入されるので、経時的な信頼性が高く、温度変化による影響を受けないが、異なる膨張係数を有している２つの材料、例えば鋼材とプラスチック材料との結合では安定性を損なうこととなる。

本発明の好ましいが非限定的な実施例について、添付図面を参照しつつ、以下に説明する。

本発明の第１の実施例における軸受組立体の斜視全体図である。 本発明の第１の実施例における軸受組立体のアキシアル方向の断面図である。 本発明における軸受ユニットの外輪の側面図である。 図３の断面ＩＶ−ＩＶにおけるアキシアル方向の断面図である。 図４の部分Ａの拡大詳細図である。 本発明における軸受ユニットの内輪の側面図である。 図５の断面ＶＩ−ＶＩにおけるアキシアル方向の断面図である。 本発明のさらなる実施例におけるアキシアル方向の断面図である。 本発明のさらなる実施例におけるアキシアル方向の断面図である。 本発明のさらなる実施例におけるアキシアル方向の断面図である。 本発明のさらなる実施例におけるアキシアル方向の断面図である。 本発明のさらなる実施例におけるアキシアル方向の断面図である。 本発明のさらなる実施例におけるアキシアル方向の断面図である。

図１〜図６は、本発明における軸受組立体１０の概略的な第１の実施例を表わす。軸受組立体１０は、軸受ユニット２０を備えている。該軸受ユニットは、外輪２１と、内輪２２と、外輪２１と内輪２２との間に配設されている一連の転がり要素２３（当該実施例では、玉）と、軸受ユニットの外輪２１にオーバーモールドされているプラスチック材料から成る外側環状体３０と、軸受ユニットの内輪２２にオーバーモールドされている内側環状体４０とを有している。該軸受組立体の組み立てが完了した場合には、プラスチック材料から成る環状体３０，４０が、軸受ユニット２０にオーバーモールドされている。例えば“内側（inner）”、“外側（outer）”、“ラジアル方向（radial）”、及び“アキシアル方向（axial）”のような、位置及び方向を示す用語及び表現は、本明細書及び特許請求の範囲の全体を通じて、軸受ユニットの回転中心軸線Ｘを基準として解釈される。

図１に表わす典型的な実施例では、外側環状体３０が外面３１を有している。該外面は、軸受組立体の円筒状のハウジング（図示しない）内への圧入を最適化するのに適した大きさである一連の長手方向に延在している凹凸が形成されている。この凹凸が、ラジアル方向における締め代の大きさを低減し、これにより外側環状体３０が、自身の圧入によって過度に変形しないようになる。圧入することによって、凸部の変形が凹部に吸収される。凹部は、外側環状体３０の外面とハウジングとの間の界面に塗布される所定量の接着剤を受容するための容器としても機能する場合がある。

図３、図４、及び図４Ａに表わすように、軸受の外輪は、自身の外面の周囲に沿って、周囲にキャビティ又は凹所２４を備えている。これら凹所は、周方向において離隔配置されている。該凹所によって、成形プラスチック材料から成る外側環状体３０には、多数の対応する相補的な構成体が形成されている。これにより、外側環状体３０と軸受の外輪２１とが相対的に回転することが防止される。

軸受ユニットの内輪２２は、ラジアル方向において中心軸線Ｘに向かって延在していると共にアキシアル方向に延在している円筒状の表面２６を形成している、フランジ２５を形成している。該円筒状の表面は、当該実施例では、周方向において不連続になっているので、中心軸（図示しない）と結合するのに適している。応力分布及び歪み分布を一層且つ確実に一様とするために、フランジ２５は、軸受ユニットのアキシアル軸線に関して対称なラジアル平面Ｐ内で延在している（図６）。図１〜図９に表わす実施例では、円筒状の表面２６が、複数の区分によって形成されている。そして、該複数の区分が、対応する数のアキシアル方向の通路２７によって等角配置されている。これにより、フランジ２５の２つの対向する側部同士又はラジアル方向の表面同士の間が連通している。通路２７には、軸受の内輪２２にオーバーモールドされている内側環状体４０のプラスチック材料が充填されている。従って、通路２７には、成形プラスチック材料から成る内側環状体４０によって、一連の対応する相補的な構成体が形成されている。これにより、プラスチック材料から成る内側環状体４０と内輪２２とが相対的に回転することが防止される。不連続な円筒状の表面２６が、突出しており、内側環状体４０の円筒状の内面４１と面一になっている。

軸受組立体は、環状体３０，４０がプラスチック材料から作られているので、内輪のフランジによる影響を除けば、全体として軽量に作られていることは言うまでもない。従って、中心軸との精密な金属同士の結合によって、軸受の内輪及び外輪を幾何学的中心軸線Ｘに関して完全に同心状に配置することができる。

図７、図８、及び図９は、本発明の実施可能な幾つかの変形例を表わす。図７では、プラスチック材料から成る外側環状体３０の外面が、円筒状ではなく、僅かに膨出している。代替的には、該外面が、例えば球状や錐状のような様々な形態とすることができる。図８では、外側環状体３０は、ラジアル方向外側に突出しているフランジ３３を形成している。図９では、２つの軸受ユニットが並列に配置されている。プラスチック材料から成る環状体３０，４０は、並列に配置されている軸受ユニットにオーバーモールドされている。

図１０に表わす変形例では、プラスチック材料のための通路２７が、互いからアキシアル方向にフランジを通じて延在している窓によって形成されている。この場合には、フランジ２５のラジアル方向における円筒状の内面２６が、周方向において連続している。内面２６は、外側環状体４０の円筒状の内面４１と略面一になっている。

図１１の変形例では、ラジアル方向に突出しているフランジ２５が、軸受の外輪２１によって形成されている。当該変形例では、円筒状の内面２６が、必要に応じて、周方向において連続又は不連続に形成されているが、軸受組立体の円筒状の外面に突出しており、これにより円筒状のハウジング（図示しない）に圧入されている。

図１２に表わす単純化された好ましくない実施例では、フランジ２５を形成している軸受の内輪２２には、本発明の上述の実施例におけるアキシアル方向の通路２７が設けられていない。

本発明について、本明細書で説明及び図示されている実施例に限定する意図はないので、当該実施例を本発明における軸受組立体及び軸受ユニットを実施するための例示として考えるべきである。むしろ、本発明は、当業者にとっては明白なように、部品の形状及び配置、構成部品の数量、構成、及び機能の詳細部分に関して改良することができる。例えば、フランジ２５のアキシアル方向長さが、関連する内輪２２のアキシアル方向長さよりも短いことは言うまでもない。しかしながら、フランジの幅は、必要に応じて変更することができる。最後に、軸受ユニットは、一方の側面又は両側面に、潤滑グリースのためのシール装置を備えている場合がある。

１０ 軸受組立体
２１ 外輪
２２ 内輪
２３ 転がり要素
２４ 凹所（キャビティ）
２５ フランジ
２６ 円筒状の表面
２７ アキシアル方向の通路
３０ 外側環状体
３１ 外面
３３ フランジ
４０ 内側環状体
４１ 円筒状の内面

Claims (13)

1. 外輪（２１）、及び前記外輪に対して相対的に回転可能な内輪（２２）を有している少なくとも１つの転がり軸受ユニット（２０）と、
   プラスチック材料から成り、前記転がり軸受ユニットの前記外輪（２１）及び前記内輪（２２）にオーバーモールドされている２つの環状体（３０，４０）であって、前記２つの環状体（３０，４０）のうち少なくとも１つの環状体が、円筒状の表面（４１）を有している前記２つの環状体と、
   を備えている軸受組立体（１０）であって、
   前記外輪（２１）及び前記内輪（２２）のうち一方が、ラジアル方向において延在していると共に周方向において連続又は不連続な円筒状の端面（２６）を有しているフランジ（２５）を形成しており、
   前記フランジが、プラスチック材料から成る前記円筒状の表面（４１）と略面一になり、終端していることを特徴とする軸受組立体（１０）。
2. 前記フランジ（２５）が、少なくとも１つのアキシアル方向の通路（２７）を有しており、
   前記通路が、前記フランジ（２５）の両側部の間を連通しており、前記通路には、前記フランジ（２５）にオーバーモールドされている前記環状体のプラスチック材料が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受組立体。
3. 前記フランジ（２５）が、複数の軸方向の通路（２７）を有しており、
   前記通路が、前記フランジ（２５）の両側部の間を連通しており、前記通路には、前記フランジ（２５）にオーバーモールドされているプラスチック材料から成る前記環状体が充填されていることを特徴とする請求項２に記載の軸受組立体。
4. 前記端面（２６）が、前記フランジ（２５）の両側部の間を連通しているアキシアル方向の前記通路（２７）によって分断されている、周方向において不連続な表面であることを特徴とする請求項３に記載の軸受組立体。
5. 前記端面（２６）が、周方向において連続している表面であり、
   アキシアル方向の前記通路（２７）が、前記フランジ（２５）の一方の側部から他方の側部に前記フランジ（２５）を貫通して、アキシアル方向に延在している窓の形態をしていることを特徴とする請求項３に記載の軸受組立体。
6. 前記軸受組立体が、並列に配置されている２つ以上の前記転がり軸受ユニット（２０）を含んでおり、
   プラスチック材料から成る一方の環状体（３０）が、前記転がり軸受ユニット（２０）の前記外輪（２１）にオーバーモールドされており、
   プラスチック材料から成る他方の環状体（４０）が、前記軸受ユニット（２０）の前記内輪（２２）にオーバーモールドされていることを特徴とする請求項１に記載の軸受組立体。
7. 外輪（２１）と、前記外輪に対して相対的に回転可能な内輪（２２）とを有している転がり軸受ユニットであって、
   前記外輪（２１）及び前記内輪（２２）のうち一方が、周方向に連続しているか又は不連続であるか問わず、円筒状の端面（２６）を有していると共にラジアル方向に延在している、フランジ（２５）を形成していることを特徴とする軸受ユニット。
8. 前記フランジ（２５）が、前記転がり軸受ユニット（２０）のアキシアル軸線に関して対称なラジアル平面（Ｐ）内で延在していることを特徴とする請求項７に記載の軸受ユニット。
9. 前記フランジ（２５）が、前記フランジ（２５）の両側部の間を連通している少なくとも１つのアキシアル方向の通路（２７）を有していることを特徴とする請求項７又は８に記載の軸受ユニット。
10. 前記フランジ（２５）が、前記フランジ（２５）の両側部の間を連通している複数のアキシアル方向の通路（２７）を有していることを特徴とする請求項９に記載の軸受ユニット。
11. 前記端面（２６）が、前記フランジ（２５）の両側部の間を連通しているアキシアル方向の前記通路（２７）によって分断されている、周方向に不連続な表面であることを特徴とする請求項７に記載の軸受ユニット。
12. 前記端面（２６）が、周方向において連続している表面であり、
    アキシアル方向の前記通路（２７）が、前記フランジ（２５）の一方の側部から他方の側部に前記フランジ（２５）を貫通して、アキシアル方向に延在している窓の形態をしていることを特徴とする請求項７に記載の軸受組立体。
13. 前記フランジ（２５）が、前記軸受ユニットの中心軸線（Ｘ）に向かってラジアル方向に延在しており、
    前記フランジ（２５）が、周方向に不連続であると共に中心軸に圧入するのに適している円筒状の端面（２６）を形成していることを特徴とする請求項７に記載の軸受ユニット。

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