JP2014234907A - Pulley device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明に係るプーリ装置は、例えば、無端ベルトにより、自動車用のエアコンディショナに使用するコンプレッサ等の補機を駆動する機構や、タイミングベルトにより、クランクシャフトの端部に固定したクランクプーリとカムシャフトの端部に固定したカムプーリとの間で回転力を伝達する機構等のベルト伝動機構に組み込んで使用される、ガイドプーリやテンションプーリとして使用する。 The pulley device according to the present invention includes, for example, a mechanism for driving an auxiliary machine such as a compressor used in an air conditioner for an automobile by an endless belt, or a crank pulley and a cam fixed to an end of a crankshaft by a timing belt. It is used as a guide pulley or tension pulley that is used by being incorporated in a belt transmission mechanism such as a mechanism for transmitting rotational force to and from a cam pulley fixed to the end of the shaft.
ベルト伝動機構に組み込まれて使用されるガイドプーリやテンションプーリ等のプーリ装置として、重量軽減及びコスト低減を図る為に、転がり軸受の外輪に合成樹脂製のプーリを固設したプーリ装置が従来から使用されている。図7は、例えば、特許文献1に記載されている従来から知られた合成樹脂製のプーリを組み込んだプーリ装置1を示している。 As a pulley device such as a guide pulley or a tension pulley that is incorporated in a belt transmission mechanism, a pulley device in which a synthetic resin pulley is fixed to an outer ring of a rolling bearing has been conventionally used in order to reduce weight and cost. It is used. FIG. 7 shows a pulley apparatus 1 incorporating a conventionally known synthetic resin pulley described in Patent Document 1, for example.
このプーリ装置1は、外周面にベルトを掛け渡す為の合成樹脂製のプーリ2と、このプーリ2を支持軸等に回転自在に支持する為の、単列深溝型のラジアル玉軸受である転がり軸受3とから構成される。このうちの転がり軸受3は、外周面に単列の内輪軌道4を有する内輪5と、内周面に単列の外輪軌道6を有する外輪7と、これら内輪軌道4と外輪軌道6との間に転動自在に設けられた複数個の転動体8、8とを備える。又、上記内輪5の両端部外周面と、上記外輪7の両端部内周面との間に密封板9、9を設け、上記各転動体8を設置した空間に充填したグリースが外部に漏れるのを防止すると共に、外部の塵芥等がこの空間内に入り込む事を防止している。そして、この様に構成される上記転がり軸受3の外輪7の外周面には、上記プーリ2を固設している。
This pulley apparatus 1 is a rolling roller which is a single-row deep groove type radial ball bearing for rotatably supporting a pulley on a support shaft or the like, and a
上記プーリ2は、互いに同心に設けられた小径側円筒部10及び大径側円筒部11を有する。この小径側円筒部10の中間部外周面と大径側円筒部11の中間部内周面とは、円輪状の連結部12により連結しており、この連結部12の両側面にそれぞれ複数本ずつの補強リブ13、13を、それぞれ放射状に設けている。この様なプーリ2は、上記小径側円筒部10を上記転がり軸受3を構成する外輪7の周囲に、射出成形により固設している。即ち、この外輪7の外周寄り部分をその内周側にモールドした状態で、金型内に設けた上記プーリ2の外形に対応した内形を有するキャビティ内に、溶融した熱可塑性樹脂を注入する。そして、この熱可塑性樹脂が冷却・固化した後に上記金型を開いて、上記プーリ2を上記転がり軸受3と共に、上記キャビティ内から取り出す。
The
上述の様に構成されるプーリ装置1は、例えば、自動車の補機等を駆動するベルト伝動機構に組み込まれるガイドプーリやテンションプーリとして使用される。即ち、エンジンのシリンダブロック等の固定の部分に固設した支持軸に、上記転がり軸受3を構成する内輪5を外嵌固定する。そして、上記プーリ2の外周面に無端ベルトを掛け渡す。この状態で上記プーリ装置1は、この無端ベルトの走行に伴い上記プーリ2が回転し、この無端ベルトの巻き付け角度を確保したり、或はこの無端ベルトの張力を確保する。
The pulley apparatus 1 configured as described above is used as, for example, a guide pulley or a tension pulley incorporated in a belt transmission mechanism that drives an auxiliary machine of an automobile. That is, the
ところで、上述の様に、外輪7の外周面に合成樹脂製のプーリ2を固設するプーリ装置1の場合、この外輪7が軸受鋼等の金属材料製である為、この外輪7と上記プーリ2との線膨張係数が異なる。従って、使用時の温度上昇により、これら外輪7とプーリ2との密着性が低下し、これら外輪7とプーリ2との間で相対的な滑り(クリープ)が発生する場合がある。この様なクリープを防止する為の技術として、例えば特許文献2に記載された技術がある。
By the way, in the case of the pulley device 1 in which the
特許文献2に記載されたプーリ装置100を図8に示す。図8は、前述の図7と同じ断面で切断したプーリ装置100の部分切断斜視図である。プーリ装置100は、前述の図7に示すプーリ装置1に対し、転がり軸受103の外輪107の外周面に当該外周面に対して凹んだ円周方向の溝である係止溝117が形成されている。この係止溝117の溝底部は、三角ローレット加工により凹凸面が形成されている。図9は、係止溝117の形状が分かるようにプーリ装置100から合成樹脂製のプーリ102を除いた斜視図であり、図10は、その正面図である。そして、図11は、図10のA−A断面図である。
A
この様な転がり軸受103の外輪107の外周面には、前述のプーリ装置1と同様にプーリ102が射出成形により固設されている。
外輪107の外周面には係止溝117が全周に亙って形成しているので、この射出成型時に溶融した熱可塑性樹脂が充填されるため、小径側円筒部110は、この係止溝117の凹凸面を埋めるように形成される。この凹凸面と小径側円筒部110の噛み合いによりクリープの発生を防ぐことが可能である。
A
Since the
ところで、上述の様な三角ローレット加工による係止溝の場合、樹脂の射出成型の際、樹脂がうまく回りこまない場合がある。又、近年の自動車の高性能化に伴い、プーリに要求される荷重や回転速度は、益々増加する傾向にあり、上記特許文献2のような三角ローレット加工による係止溝によるクリープ防止構造では、将来的にはクリープを防止できなくなる可能性がある。
By the way, in the case of the locking groove by the triangular knurling process as described above, the resin may not be properly wound during the injection molding of the resin. Further, with the recent high performance of automobiles, the load and rotation speed required for the pulley tend to increase more and more, and in the structure for preventing creep by the locking groove by the triangular knurling process as described in
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、クリープに対する信頼性を向上したプーリ装置を提供することを目的とする。 In view of the circumstances as described above, it is an object of the present invention to provide a pulley apparatus having improved reliability against creep.
前述した目的は、外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、前記外輪の外周面に固設した合成樹脂製のプーリと、を備えたプーリ装置に於いて、前記外輪の外周面には、底面に台形状のローレットにより凹凸面が形成されたクリープ防止のための係止溝が1つ以上設けられている事を特徴とするプーリ装置によって達成される。 The purpose mentioned above is an inner ring having an inner ring raceway on the outer peripheral surface, an outer ring having an outer ring raceway on the inner peripheral surface, and a plurality of rolling elements provided between the inner ring raceway and the outer ring raceway so as to be freely rollable. In a pulley apparatus comprising a synthetic resin pulley fixed to the outer peripheral surface of the outer ring, the outer peripheral surface of the outer ring has a concave and convex surface formed by a trapezoidal knurl on the bottom surface to prevent creep. This is achieved by a pulley device characterized in that one or more locking grooves are provided.
上述の様に構成される本発明のプーリ装置の場合、上記係止溝により、外輪とプーリとの間でクリープが発生する事を防止できる。又、射出成型の際の樹脂の回りこみが良好で有り、クリープに対する信頼性を向上することができる。 In the case of the pulley device of the present invention configured as described above, the above-mentioned locking groove can prevent creep from occurring between the outer ring and the pulley. In addition, the resin wrap-around at the time of injection molding is good, and the reliability against creep can be improved.
(実施例1)
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態の一例であるプーリ装置200を示している。
Example 1
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a
このプーリ装置200は、外周面にベルトを掛け渡す為の合成樹脂製のプーリ202と、このプーリ202を支持軸等に回転自在に支持する為の、単列深溝型のラジアル玉軸受である転がり軸受203とから構成される。このうちの転がり軸受203は、外周面に単列の内輪軌道4を有する内輪5と、内周面に単列の外輪軌道6を有する外輪207と、これら内輪軌道4と外輪軌道6との間に転動自在に設けられた複数個の転動体8とを備える。又、上記内輪5の両端部外周面と、上記外輪207の両端部内周面との間に密封板9、9を設け、上記各転動体8を設置した空間に充填したグリースが外部に漏れるのを防止すると共に、外部の塵芥等がこの空間内に入り込む事を防止している。
This
転がり軸受203の外輪207の外周面には、当該外周面に対して凹んだ円周方向の溝である係止溝217が形成されている。この係止溝217の溝底部は、台形型のローレット加工により、凹凸面が形成されている。図2は、係止溝217の形状が分かるようにプーリ装置200から合成樹脂製のプーリ202を除いた斜視図であり、図3は、その正面図である。そして、図4は、図3の軸直角方向断面であるB−B断面図であり、図5は、図3の軸方向断面であるC−C断面図である。
On the outer peripheral surface of the
係止溝217は、外輪207の軸方向の中央ではなく、軸方向一方に寄った径方向厚さが厚い端部に設けられている。これは、係止溝217により外輪207の径方向厚さが薄くなることによる剛性低下などを避けるために、外輪軌道6と係止溝217の間隔を一定以上確保するためである。また、係止溝217を密封板9よりも軸方向内側(転動体8側)に設けることによって、外輪207の内周面に設けられた密封板9を取付けるための溝と係止溝217の間隔も同様に一定以上確保する。
なお、本実施の形態においては、外輪207の軸方向一方に寄った位置に1つの係止溝217を設けたが、軸方向、外輪軌道6を挟んだ両側に2つの係止溝を設けても良い。
The locking
In this embodiment, one
係止溝217の形状は、図2〜5に示すように、一定幅、一定深さの円周溝の底に、略台形の凹部を円周上に並べたような形状である。図4(a)、図5(a)に示すように、円周溝の底部に同一形状の略台形の凹部が単一ピッチで並んでいる。但し、この形状に限定されるのではなく、図4(b)に示すように、略台形の凹部が、円周方向不連続ピッチでも良いし、各々の凹部の円周方向幅が異なっていても良い。また、図4(c)に示すように、各々の凹部の径方向深さが異なっていても良い。
また、係止溝217は、軸直角方向断面であるB−B断面で見たときに、図5(a)に示すように円周溝底に奥部を設けるが、図5(b)のように、加工を容易にするために、円周溝の軸方向両端に円周溝の溝底よりも更に深い側溝を設けても良い。
さらには、図4(d)、図5の(c)に示すように、円周溝の底ではなく、直接外輪207の外周面に略台形の凹部を円周上に並べたような凹部の列を設けても良い。これは、厳密には溝ではないが、本明細書、請求の範囲においては、便宜的にこのようなものも係止溝217と称す。
As shown in FIGS. 2 to 5, the shape of the locking
Further, the locking
Further, as shown in FIGS. 4 (d) and 5 (c), a concave portion in which substantially trapezoidal concave portions are arranged on the circumference directly on the outer peripheral surface of the
上記プーリ202は、互いに同心に設けられた小径側円筒部210及び大径側円筒部11を有する。この小径側円筒部210の中間部外周面と大径側円筒部11の中間部内周面とは、円輪状の連結部12により連結しており、この連結部12の両側面にそれぞれ複数本ずつの補強リブ13、13を、それぞれ放射状に設けている。この様なプーリ202は、上記小径側円筒部210を上記転がり軸受203を構成する外輪207の周囲に、射出成形により固設している。即ち、この外輪207の外周寄り部分をその内周側にモールドした状態で、金型内に設けた上記プーリ202の外形に対応した内形を有するキャビティ内に、溶融した合成樹脂を注入する。そして、この合成樹脂が冷却・固化した後に上記金型を開いて、上記プーリ202を上記転がり軸受203と共に、上記キャビティ内から取り出す。
The
外輪207の外周面には係止溝217が全周に亙って形成しているので、この射出成型時に溶融した合成樹脂が充填されるため、小径側円筒部210は、この係止溝217の凹凸面を埋めるように形成される。この凹凸面と小径側円筒部210の噛み合いによりクリープの発生を防ぐことが可能である。
Since the outer circumferential surface of the
さらに、外輪207の径方向厚さは、内輪5の径方向厚さよりも厚く設定されている。これは、上述のように係止溝217による剛性低下を抑えると同時に、射出成形時に外輪207に負荷される成型圧による外輪207の特に外輪軌道6の変形などを抑制するためである。
Further, the radial thickness of the
(実施例2)
図6は、本発明の第2の実施形態の一例であるプーリ装置300を示している。
このプーリ装置300は、外周面にベルトを掛け渡す為の合成樹脂製のプーリ302と、このプーリ302を支持軸等に回転自在に支持する為の、複列アンギュラ玉軸受である転がり軸受303とから構成される。このうちの転がり軸受303は、外周面に複列の内輪軌道304、304を有する内輪305と、内周面に複列の外輪軌道306、306を有する外輪307と、これら内輪軌道304と外輪軌道306との間に転動自在に設けられた複数個の転動体308、308とを備える。又、上記内輪305の両端部外周面と、上記外輪307の両端部内周面との間に密封板309、309を設け、上記各転動体308を設置した空間に充填したグリースが外部に漏れるのを防止すると共に、外部の塵芥等がこの空間内に入り込む事を防止している。
(Example 2)
FIG. 6 shows a
This
転がり軸受303の外輪307の外周面には、当該外周面に対して凹んだ円周方向の溝である係止溝317が形成されている。この係止溝317の溝底部は、台形型のローレット加工により、凹凸面が形成されている。なお、係止溝317の形状は、前述の第1の実施の形態であるプーリ装置200の係止溝217と同じ形状である。
On the outer peripheral surface of the
係止溝317は、外輪307の軸方向、複列の外輪軌道306、306の間であって、径方向の厚さが厚い、軸方向略中央部に設けられている。これは、係止溝317により外輪307の径方向厚さが薄くなることによる剛性低下などを避けるためである。なお、本実施の形態においては、軸方向略中央部に1つの係止溝317を設けたが、前述の第1の実施の形態であるプーリ装置200の係止溝217と同様、軸方向一方の端部、あるいは軸方向両端部にも係止溝を設けても良い。また、これらを組み合わせ、1から3つの係止溝を設けても良い。
The locking
上記プーリ302は、前述の第1の実施の形態であるプーリ装置200のプーリ202と同様、互いに同心に設けられた小径側円筒部310及び大径側円筒部311を有する。この小径側円筒部310の中間部外周面と大径側円筒部311の中間部内周面とは、円輪状の連結部312により連結しており、この連結部312の両側面にそれぞれ複数本ずつの補強リブ313、313を、それぞれ放射状に設けている。この様なプーリ302は、上記小径側円筒部310を上記転がり軸受303を構成する外輪307の周囲に、射出成形により固設している。即ち、この外輪307の外周寄り部分をその内周側にモールドした状態で、金型内に設けた上記プーリ302の外形に対応した内形を有するキャビティ内に、溶融した合成樹脂を注入する。そして、この合成樹脂が冷却・固化した後に上記金型を開いて、上記プーリ302を上記転がり軸受303と共に、上記キャビティ内から取り出す。
The
外輪307の外周面には係止溝317が全周に亙って形成しているので、この射出成型時に溶融した合成樹脂が充填されるため、小径側円筒部310は、この係止溝317の凹凸面を埋めるように形成される。この凹凸面と小径側円筒部310の噛み合いによりクリープの発生を防ぐことが可能である。
Since the outer circumferential surface of the
さらに、外輪307の径方向厚さは、内輪305の径方向厚さよりも厚く設定されている。これは、前述のように係止溝317による剛性低下を抑えると同時に、射出成形時に外輪307に負荷される成型圧による外輪307の特に外輪軌道306の変形などを抑制するためである。
Further, the radial thickness of the
なお、本実施の形態では、転がり軸受として、単列深溝型のラジアル玉軸受と複列アンギュラ玉軸受の例を挙げて説明したが、転がり軸受は、これに限定されるものではない。例えば、転動体が円筒ころのもの、円錐ころのものであっても良い。 In this embodiment, examples of the single-row deep groove type radial ball bearing and the double-row angular ball bearing have been described as the rolling bearing. However, the rolling bearing is not limited to this. For example, the rolling element may be a cylindrical roller or a tapered roller.
以上説明したように、本発明のプーリ装置によれば、係止溝により外輪とプーリとの間でクリープが発生する事を防止でき、又、射出成型の際の樹脂の回りこみが良好で有り、クリープに対する信頼性を向上することができるので、例えば、無端ベルトにより、自動車用のエアコンディショナに使用するコンプレッサ等の補機を駆動する機構や、タイミングベルトにより、クランクシャフトの端部に固定したクランクプーリとカムシャフトの端部に固定したカムプーリとの間で回転力を伝達する機構等のベルト伝動機構に組み込んで使用される、ガイドプーリやテンションプーリとして好適に使用できる。 As described above, according to the pulley device of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of creep between the outer ring and the pulley by the locking groove, and the resin wrap-around during the injection molding is good. Because it can improve the reliability against creep, for example, it is fixed to the end of the crankshaft by an endless belt or a mechanism that drives an auxiliary machine such as a compressor used in an air conditioner for automobiles, or by a timing belt. It can be suitably used as a guide pulley or a tension pulley that is used by being incorporated in a belt transmission mechanism such as a mechanism for transmitting rotational force between the crank pulley and the cam pulley fixed to the end of the camshaft.
1 プーリ装置
2 プーリ
3 転がり軸受
4 内輪軌道
5 内輪
6 外輪軌道
7 外輪
8 転動体
9 密封板
10 小径側円筒部
11 大径側円筒部
12 連結部
13 補強リブ
100 プーリ装置
102 プーリ
103 転がり軸受
107 外輪
110 小径側円筒部
117 係止溝
200 プーリ装置
202 プーリ
203 転がり軸受
207 外輪
210 小径側円筒部
217 係止溝
300 プーリ装置
302 プーリ
303 転がり軸受
304 内輪軌道
305 内輪
306 外輪軌道
307 外輪
308 転動体
309 密封板
310 小径側円筒部
311 大径側円筒部
312 連結部
313 補強リブ
317 係止溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
内周面に外輪軌道を有する外輪と、
これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、
前記外輪の外周面に固設した合成樹脂製のプーリと、
を備えたプーリ装置に於いて、
前記外輪の外周面には、底面に台形状のローレットにより凹凸面が形成されたクリープ防止のための係止溝が1つ以上設けられている事を特徴とするプーリ装置。 An inner ring having an inner ring raceway on the outer peripheral surface;
An outer ring having an outer ring raceway on the inner peripheral surface;
A plurality of rolling elements provided between the inner ring raceway and the outer ring raceway so as to be freely rollable;
A synthetic resin pulley fixed to the outer peripheral surface of the outer ring;
In the pulley apparatus provided with
The pulley apparatus according to claim 1, wherein one or more locking grooves for preventing creep are formed on the outer peripheral surface of the outer ring.
前記外輪は内周面に複列の外輪軌道を有する外輪であり、
前記係止溝は、前記外輪の軸方向略中央部に設けられている事を特徴とする請求項1又は2に記載のプーリ装置。 The inner ring is an inner ring having double-row inner ring raceways on the outer peripheral surface;
The outer ring is an outer ring having a double row outer ring raceway on the inner peripheral surface,
The pulley device according to claim 1, wherein the locking groove is provided in a substantially central portion in the axial direction of the outer ring.
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