JP2018119586A - Pulley device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プーリ装置に関し、例えば、自動車や農耕用機械などに搭載されるエンジン補機類の駆動ベルトのアイドラプーリやテンショナプーリ、及びタイミングベルトのアイドラプーリやテンショナプーリに使用されるプーリ装置に関する。 The present invention relates to a pulley device, for example, an idler pulley or a tensioner pulley of a driving belt of an engine accessory mounted on an automobile or an agricultural machine, and a pulley device used for an idler pulley or a tensioner pulley of a timing belt. .
従来のプーリ装置として、転がり軸受と、転がり軸受の外輪の外径面に取り付けられる金属製のプーリ部と、を備えたプーリ装置が知られている。これらプーリ装置には、重量軽減やコスト低減が求められていることから、近年、金属製のプーリ部に換えて樹脂製のプーリ部を転がり軸受の外輪の外径面に射出成形により一体成形したプーリ装置が知られている。 As a conventional pulley apparatus, a pulley apparatus including a rolling bearing and a metal pulley portion attached to an outer diameter surface of an outer ring of the rolling bearing is known. Since these pulley devices are required to reduce weight and cost, in recent years, instead of metal pulley parts, resin pulley parts are integrally formed by injection molding on the outer diameter surface of the outer ring of the rolling bearing. A pulley device is known.
しかし、このように樹脂製のプーリ部が外輪に一体成形されているプーリ装置は、金属製の外輪と樹脂製のプーリ部とで線膨張係数が異なるため、温度上昇時の熱膨張差による外輪と樹脂製プーリ部との結合力の低下に加えて、高ベルト荷重、高速回転時の外輪及び樹脂製プーリの変形により、外輪と樹脂製プーリとの間で円周方向の相対的な滑り、即ちクリープが発生する可能性がある。 However, the pulley device in which the resin pulley part is integrally formed with the outer ring in this way has different linear expansion coefficients between the metal outer ring and the resin pulley part. In addition to a decrease in the coupling force between the outer ring and the resin pulley, a high belt load, relative deformation in the circumferential direction between the outer ring and the resin pulley due to deformation of the outer ring and the resin pulley during high-speed rotation, That is, creep may occur.
この様なプーリ装置の耐クリープ性を向上させるべく、例えば、下記特許文献1のプーリ装置では、転がり軸受の外輪の外周面にローレット加工を施している。このローレット加工により、樹脂製のプーリ部を射出成形により外輪の外径面に一体成形する際に、外輪とプーリ部との結合力を高めて耐クリープ性を向上させている。 In order to improve the creep resistance of such a pulley device, for example, in the pulley device disclosed in Patent Document 1 below, the outer peripheral surface of the outer ring of the rolling bearing is knurled. By this knurling process, when the resin pulley part is integrally formed on the outer diameter surface of the outer ring by injection molding, the bond strength between the outer ring and the pulley part is increased to improve the creep resistance.
ところで、最近では、プーリ装置に対する、高ベルト荷重化、高速回転化の要求がより厳しいものとなり、近い将来、従来のローレット加工による耐クリープ性の向上だけでは対応できなくなる可能性が出てきた。 By the way, recently, demands for higher belt load and higher speed for pulley devices have become more severe, and in the near future, it may become impossible to cope with only the improvement of creep resistance by conventional knurling.
さらなる、高ベルト荷重化、高速回転化が進むと、運転時の転がり軸受の発熱量も大きくなることが予測できる。金属製のプーリ部であればプーリ部からの放熱が期待できるが、プーリ部が樹脂製のプーリ装置では、転がり軸受の外輪の外周面が樹脂製のプーリ部で覆われているため、軸受内部で発生した熱が放熱されにくい構成になっている。そのため、高ベルト荷重化、高速回転化により転がり軸受の発熱量が大きくなると、転がり軸受の温度が上昇し、ローレット部の樹脂が軟化することにより、よりクリープが発生しやすくなることが懸念される。また、転がり軸受内部のグリースが熱により劣化し、軸受寿命が短くなることが懸念される。 As the belt load and the rotation speed increase further, it can be predicted that the amount of heat generated by the rolling bearing during operation increases. If the pulley is made of metal, heat can be expected to be radiated from the pulley, but if the pulley is made of resin, the outer peripheral surface of the outer ring of the rolling bearing is covered with the resin pulley. The heat generated in is difficult to dissipate. Therefore, there is a concern that if the heat generation amount of the rolling bearing increases due to the high belt load and high speed rotation, the temperature of the rolling bearing rises and the resin of the knurled portion softens, so that creep is more likely to occur. . In addition, there is a concern that the grease inside the rolling bearing is deteriorated by heat and the bearing life is shortened.
このような問題を解決するために、下記特許文献2には、転がり軸受の外輪に円盤状の金属板を圧入した後に樹脂プーリを形成し、プーリのフランジ部に空いた窓から円盤状の金属板の一部を露出させることにより、軸受内部の熱を放出する技術が開示されている。しかし、このように、プーリのリム部付近にまで円盤状の金属板が到達している構成では、リム部とベルトの摩擦によって生じた熱が、この金属板を通して軸受に伝達され、かえって軸受温度の上昇を促してしまう虞が有った。
In order to solve such a problem, the following
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、高い耐クリープ性能を有し、かつ、軸受内部で発生した熱を外輪から放熱しやすくして、軸受の放熱性を向上することができ、また、リム部に発生した熱が軸受内部に伝達し難いプーリ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, has high creep resistance, and can easily dissipate the heat generated inside the bearing from the outer ring to improve the heat dissipation of the bearing. Another object of the present invention is to provide a pulley apparatus in which heat generated in the rim portion is difficult to be transmitted to the inside of the bearing.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1)転がり軸受と、前記転がり軸受の外周面に形成された合成樹脂製のプーリ部と、を備え、前記プーリ部は、前記転がり軸受の外周面に形成されたボス部と、前記ボス部の外径側に同心配置されるリム部と、前記ボス部と前記リム部を径方向に連結するフランジ部と、を有するプーリ装置であって、前記転がり軸受から、径方向外側か、軸方向いずれか、の3方向の内、少なくとも1つの方向に延びる凸部が、周方向に広い面を向けるようにして、周方向略等間隔に複数形成され、前記凸部の一部が、前記ボス部から露出していることを特徴とするプーリ装置。
(2)前記凸部が前記転がり軸受の外周面から軸方向端面に亘って形成されることを特徴とする(1)に記載のプーリ装置。
(3)前記凸部の径方向先端を繋いだ仮想円の直径をD1、ボス部の外周面の直径をD2、リム部の内周面の直径をD3とした場合、D2≦D1≦(D2+D3)/2であることを特徴とする(1)に記載のプーリ装置。
(4)前記転がり軸受は、外輪の外周面に嵌合された円筒状のカラー部材を備え、前記凸部が前記カラー部材に形成されていることを特徴とする(1)または(2)に記載のプーリ装置。
(5)前記凸部が前記転がり軸受の外輪に形成されていることを特徴とする(1)または(2)に記載のプーリ装置。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) a rolling bearing, and a synthetic resin pulley portion formed on an outer peripheral surface of the rolling bearing, wherein the pulley portion includes a boss portion formed on the outer peripheral surface of the rolling bearing, and the boss portion. A pulley device having a rim portion concentrically disposed on the outer diameter side of the roller, and a flange portion that connects the boss portion and the rim portion in a radial direction, and is a radially outer side or an axial direction from the rolling bearing. Among the three directions, a plurality of convex portions extending in at least one direction are formed at substantially equal intervals in the circumferential direction so that a wide surface is directed in the circumferential direction, and a part of the convex portions is the boss. Pulley device which is exposed from the part.
(2) The pulley apparatus according to (1), wherein the convex portion is formed from an outer peripheral surface of the rolling bearing to an axial end surface.
(3) D2 ≦ D1 ≦ (D2 + D3) where D1 is the diameter of the virtual circle connecting the radial tips of the convex portions, D2 is the diameter of the outer peripheral surface of the boss portion, and D3 is the diameter of the inner peripheral surface of the rim portion. ) / 2, and the pulley apparatus according to (1).
(4) According to (1) or (2), the rolling bearing includes a cylindrical collar member fitted to an outer peripheral surface of an outer ring, and the convex portion is formed on the collar member. The pulley apparatus as described.
(5) The pulley apparatus according to (1) or (2), wherein the convex portion is formed on an outer ring of the rolling bearing.
本発明によれば、転がり軸受から、径方向外側か、軸方向いずれか、の3方向の内、少なくとも1つの方向に延びる凸部が、周方向略等間隔に複数形成され、凸部の一部が、ボス部から露出しているため、転がり軸受の凸部に外気を直接当てることができる。これにより、軸受内部で発生した熱を凸部から放熱しやすくすることができるので、軸受の放熱性を向上することができる。この結果、軸受内部のグリースの劣化を抑制することができるため、軸受寿命を延ばすことができる。また、プーリ部のボス部の温度上昇を抑制することができるため、ボス部の樹脂の軟化を抑制することができる。さらに、凸部が周方向に広い面を有するので、樹脂製のプーリ部が軸受外輪に対して周方向に相対回転することを効果的に妨げることができ、高い耐クリープ性能を得ることができる。 According to the present invention, a plurality of convex portions extending in at least one of the three directions, either radially outside or axially, from the rolling bearing are formed at substantially equal intervals in the circumferential direction. Since the portion is exposed from the boss portion, the outside air can be directly applied to the convex portion of the rolling bearing. Thereby, since the heat generated inside the bearing can be easily radiated from the convex portion, the heat radiation performance of the bearing can be improved. As a result, deterioration of the grease inside the bearing can be suppressed, so that the bearing life can be extended. Moreover, since the temperature rise of the boss | hub part of a pulley part can be suppressed, softening of the resin of a boss | hub part can be suppressed. Furthermore, since the convex portion has a wide surface in the circumferential direction, the resin-made pulley portion can be effectively prevented from rotating relative to the bearing outer ring in the circumferential direction, and high creep resistance can be obtained. .
以下、本発明に係るプーリ装置の各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, each embodiment of a pulley device concerning the present invention is described in detail based on a drawing.
第1実施形態のプーリ装置10は、図1〜図3に示すように、転がり軸受20と、転がり軸受20の外輪21の外周面に形成されたプーリ部30と、を備える。
The
転がり軸受20は、図2及び図3に示すように、内周面に外輪軌道面21aを有する外輪21と、外周面に内輪軌道面22aを有する内輪22と、外輪軌道面21aと内輪軌道面22aとの問に転動自在に配置される複数の玉23と、転がり軸受20の軸方向両端部に装着され、軸受空間と外部との間をシールするシール部材24と、を備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the rolling
プーリ部30は、図1に示すように、転がり軸受20の外周面に取り付けられる円筒状のボス部31と、ボス部31の外径側に同心配置され、図示しないベルトが巻き掛けられる円筒状のリム部32と、ボス部31の外周面の軸方向中間部とリム部32の内周面の軸方向中間部を径方向に連結する円板状のフランジ部33と、を有する。また、フランジ部33の両側面には、複数本ずつの補強リブ34が周方向に略等間隔に放射状にそれぞれ形成されている。そして、プーリ部30は、転がり軸受20の外周面に合成樹脂の射出成形により形成されている。
As shown in FIG. 1, the
転がり軸受20の外輪21の外周面21bには、軸方向に沿った、軸方向全幅に亘る、径方向に放射状に延びる、周方向に薄い板状の凸部25が、周方向に広い面を向けるようにして、周方向に略等間隔に複数形成されている。これら複数の凸部25の径方向先端を繋いだ仮想円の直径D1は、ボス部31の外周面31aの直径D2以上の径となっている。そのため、凸部25の一部が露出している。即ち、凸部25の径方向先端面がボス部31の外周面31aから覗いているか、凸部25の径方向先端部が外周面31aから突出している。ここで、フランジ部33の両側面の複数の補強リブ34は、凸部25の整数倍になっており、凸部25の径方向先端部は、隣り合う補強リブ34の周方向中央部から突出している。この突出している凸部25の径方向先端部は、外周面31aから突出している部分の表面積が大きければ大きいほど放熱効果は高い。
On the outer
但し、凸部25の径方向高さが高すぎると、リム部32の熱を軸受に伝達してしまうので、図3に示すように、(ボス部31の外周面31aの直径D2)≦(凸部25の径方向先端を繋いだ仮想円の直径D1)≦{(ボス部31の外周面31aの直径D2)+(リム部の内周面の直径D3)}/2、であることが望ましい。
However, if the height in the radial direction of the
なお、ボス部31の外周面31aから突出した凸部25は、周方向に面を向けているため、外気に触れる投影面積が広いので、効率的に放熱することが可能である。
In addition, since the
なお、凸部25の径方向先端部を露出させず、凸部25の径方向先端部をボス部31に埋没させた場合でも、放熱効果は得られないものの、ローレットの凹凸の段差よりも凸部25の径方向高さを高くすることにより、従来のローレットによるクリープ防止機構よりも高いクリープ防止の効果を得ることができる。
Even if the radial front end of the
以上説明したように、本実施形態のプーリ装置10によれば、外輪21の外周面21bに径方向に延びる凸部25が周方向に複数形成されているので、従来技術のローレット加工による外輪とプーリ部の結合力よりも、高い結合力が期待できるので、高いクリープ防止の効果を得ることができる。
As described above, according to the
また、凸部25の一部をボス部31の外周面31aから露出させることにより、金属製の外輪21の凸部25の径方向先端部、もしくは、凸部25の径方向外端面に外気を直接当てることができる。これにより、軸受内部で発生した熱を凸部25から放熱しやすくすることができるので、軸受の放熱性を向上することができる。この結果、転がり軸受20の温度上昇を抑えることができるので、転がり軸受内部のグリースの劣化を抑制し、軸受寿命を延ばすことができる。また、プーリ部30のボス部31の温度上昇を抑制することができるため、ボス部31の樹脂の軟化を抑制することができる。また、温度上昇に伴う熱膨張差による金属製の軸受外輪と樹脂製のプーリ部の結合力の低下を抑えることができる。
Further, by exposing a part of the
次に、第2実施形態を図4及び図5に示す。第2実施形態は、第1実施形態に対し、凸部25が、外輪21の軸方向端面21cよりも軸方向に突出して形成されている点が異なる。即ち、転がり軸受20の外輪21の軸方向端面21cには、軸方向に延びる凸部25が周方向に複数形成されている。凸部25の軸方向端部は、ボス部31の軸方向端面31bと同じか、それよりも延びており、凸部25の一部が露出している。即ち、凸部25の軸方向先端面がボス部31の軸方向端面31bから覗いているか、凸部25の軸方向先端部が軸方向端面31bから突出している。この突出している凸部25の軸方向先端部は、軸方向端面31bから突出している部分の表面積が大きければ大きいほど放熱効果は高い。
Next, a second embodiment is shown in FIGS. The second embodiment differs from the first embodiment in that the
なお、凸部25の軸方向先端部を露出させず、凸部25の軸方向先端部をボス部31に埋没させた場合でも、放熱効果は低いものの、ローレットの凹凸の段差よりも凸部25の軸方向長さを長くすることにより、従来のローレットによるクリープ防止機構よりも高いクリープ防止の効果を得ることができる。なお、凸部25の軸方向長さは、両端面が同じである必要はない。
Even when the axial tip portion of the
また、第2実施形態は第1実施形態と組み合わせてもよい。この場合、径方向、軸方向両端の内、3箇所全てに凸部25の露出があることが望ましい。但し、このうちの一箇所だけの露出でも放熱効果を得ることができる。
The second embodiment may be combined with the first embodiment. In this case, it is desirable that the
次に、第3実施形態を図6に示す。第3実施形態は、第1実施形態、第2実施形態、及びそれらの組み合わせにおける凸部25を、転がり軸受20の外輪21に直接設けずに、凸部25を設けた別体のカラー部材40を外輪21の外周面21bに圧入嵌合したものである。カラー部材40は鋼製であり、外輪21に圧入により一体化することにより、第1実施形態、第2実施形態、及びそれらの組み合わせと同じ効果を得ることができる。
Next, a third embodiment is shown in FIG. In the third embodiment, the
なお、図4では、代表として第1実施形態に関して図示した。第2実施形態の場合には、一方の軸方向端面しかカラー部材に設けることはできないが、外輪21の軸方向幅の1/2のカラー部材を軸方向両側から圧入することで、軸方向両側に凸部25が突出した実施形態にも対応できる。
FIG. 4 shows the first embodiment as a representative. In the case of the second embodiment, only one end face in the axial direction can be provided on the collar member. However, by pressing a collar member having a half the axial width of the
なお、本発明は上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、本発明を玉軸受に適用する場合を例示したが、これに限定されず、円筒ころ軸受や円すいころ軸受などの他のタイプの転がり軸受に本発明を適用してもよい。また、本実施形態では、単列の転がり軸受に適用する場合を例示したが、これに限定されず、複列の転がり軸受に本発明を適用してもよい。
なお、プーリ部30のリム部32には、Vベルトが巻き掛けられるように複数のV字状の溝が形成されていてもよい。また、プーリ部30の補強リブ34はなくてもよい。その場合、凸部25の露出する周方向位置に制限はない。
In addition, this invention is not limited to what was illustrated by said each embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
For example, in the present embodiment, the case where the present invention is applied to a ball bearing is illustrated, but the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to other types of rolling bearings such as a cylindrical roller bearing and a tapered roller bearing. Good. Moreover, although this embodiment illustrated the case where it applies to a single row rolling bearing, it is not limited to this, You may apply this invention to a double row rolling bearing.
A plurality of V-shaped grooves may be formed on the
10 プーリ装置
20 転がり軸受
21 外輪
21a 外輪軌道面
21b 外周面
21c 軸方向端面
22 内輪
22a 内輪軌道面
25 凸部
30 プーリ部
31 ボス部
31a 外周面
32 リム部
33 フランジ部
34 補強リブ
40 カラー部材
40a 外周面
D1 複数の凸部の径方向先端を繋いだ仮想円の直径
D2 ボス部の外周面の直径
D3 リム部の内周面の直径
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記プーリ部は、前記転がり軸受の外周面に形成されたボス部と、前記ボス部の外径側に同心配置されるリム部と、前記ボス部と前記リム部を径方向に連結するフランジ部と、を有するプーリ装置であって、
前記転がり軸受から、径方向外側か、軸方向いずれか、の3方向の内、少なくとも1つの方向に延びる凸部が、周方向に広い面を向けるようにして、周方向略等間隔に複数形成され、
前記凸部の一部が、前記ボス部から露出していることを特徴とするプーリ装置。 A rolling bearing, and a pulley portion made of synthetic resin formed on the outer peripheral surface of the rolling bearing,
The pulley portion includes a boss portion formed on an outer peripheral surface of the rolling bearing, a rim portion concentrically disposed on an outer diameter side of the boss portion, and a flange portion that connects the boss portion and the rim portion in a radial direction. And a pulley device comprising:
A plurality of convex portions extending in at least one of the three directions, either radially outward or axially, from the rolling bearing are formed at substantially equal intervals in the circumferential direction so that a wide surface faces in the circumferential direction. And
A pulley apparatus, wherein a part of the convex part is exposed from the boss part.
前記凸部が前記カラー部材に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のプーリ装置。 The rolling bearing includes a cylindrical collar member fitted to the outer peripheral surface of the outer ring,
The pulley apparatus according to claim 1, wherein the convex portion is formed on the collar member.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114838058A (en) * | 2022-05-25 | 2022-08-02 | 江苏欧斯特精密机械有限公司 | Motor bearing state monitoring and early warning device and heat dissipation and lubrication device for bearing |
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2017
- 2017-01-24 JP JP2017010675A patent/JP2018119586A/en active Pending
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CN114838058A (en) * | 2022-05-25 | 2022-08-02 | 江苏欧斯特精密机械有限公司 | Motor bearing state monitoring and early warning device and heat dissipation and lubrication device for bearing |
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