JP2024007912A - Rolling bearing unit production method and rolling bearing unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり軸受と、金属製又は樹脂製のハウジングとが一体化した転がり軸受ユニットの製造方法、並びに転がり軸受ユニットに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a rolling bearing unit in which a rolling bearing and a housing made of metal or resin are integrated, and to a rolling bearing unit.
従来より、ピローブロックやプランマブロックなどのように、例えば、特許文献1や2に示すような、転がり軸受と、金属製のハウジングとが一体化した転がり軸受ユニットが広く使用されている。また、転がり軸受と、樹脂製のハウジングとが一体化した転がり軸受ユニットも広く知られている。
Conventionally, rolling bearing units such as pillow blocks and plummer blocks, such as those shown in
図6は、転がり軸受ユニット1の一例として従来のプランマブロックを模式的に示す断面図である。ハウジング100は、上ハウジング100Aと下ハウジング100Bとの2分割構造であり、上ハウジング100A及び下ハウジング100Bには、それぞれ半円筒状の軸受収容部101A,101Bが形成されている。そして、下ハウジング100Bの軸受収容部101Bに転がり軸受10の下半分が収容され、また、上ハウジング100Aの軸受収容部101Aに転がり軸受10の上半分が収容されるように、上ハウジング100Aを被せ、上ハウジング100Aと下ハウジング100Bとをボルト締めする。
これにより、上ハウジング100Aと下ハウジング100Bとが連結されるとともに、軸受収容部101A,101Bで形成される円筒状の軸受収容部101に転がり軸受10が収容され、転がり軸受10とハウジング100とが一体化する。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a conventional plummer block as an example of the rolling
As a result, the
しかしながら、上ハウジング100Aの軸受収容部101A及び下ハウジング100Bの軸受収容部101Bの各内周面は、転がり軸受10の外輪外周面との接触面となるため、加工精度を十分に高める必要があり、加工に手間がかかる。また、上ハウジング100Aの合わせ面102Aや、下ハウジング100Bの合わせ面102Bの加工も必要になる。更には、転がり軸受10を下ハウジング100Bの軸受収容部101Bに収容し、上ハウジング100Aを被せてボルト締めを行う工程も必要になる。このように、組立作業が必要で、加工も複雑になるため、コスト高は避けられない。
However, since the inner circumferential surfaces of the bearing accommodating
なお、図示は省略するが、ピローブロックでは、ハウジングが2分割ではないものの、転がり軸受の押し込み工程や、軸受収容部の内周面の加工を要する。 Although not shown in the drawings, in the case of a pillow block, although the housing is not divided into two parts, a process of pushing in the rolling bearing and machining of the inner circumferential surface of the bearing accommodating part are required.
加えて、転がり軸受に過度なトルクや荷重がかかることにより、転がり軸受の外輪とハウジングの内周面とが摺動してしまうという現象や、転がり軸受の軌道輪が、運転中に軸又はハウジングに対して移動するクリープ現象が生じるおそれもある。 In addition, excessive torque or load applied to a rolling bearing may cause the outer ring of the rolling bearing to slide against the inner circumferential surface of the housing, or the bearing ring of a rolling bearing may slide against the shaft or housing during operation. There is also a possibility that a creep phenomenon in which the material moves against the surface of the material may occur.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、転がり軸受と、金属製又は樹脂製のハウジングとの一体化に際して、組立作業や転がり軸受の押し込み作業、複雑な加工を必要とせず、製造工程を容易にして低コスト化を図ることを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and when integrating a rolling bearing with a metal or resin housing, there is no need for assembly work, pushing the rolling bearing, or complicated machining. The purpose is to simplify the manufacturing process and reduce costs.
本発明の上記目的は、転がり軸受ユニットの製造方法に係る下記[1]の構成により達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following configuration [1] related to the manufacturing method of a rolling bearing unit.
[1] 転がり軸受と、金属製又は樹脂製のハウジングとが一体化した転がり軸受ユニットの製造方法において、
前記転がり軸受をコアとして前記ハウジング用の金型に装着し、前記金型に金属溶湯又は溶融樹脂を流し込み、凝固させる、転がり軸受ユニットの製造方法。
[1] In a method for manufacturing a rolling bearing unit in which a rolling bearing and a metal or resin housing are integrated,
A method for manufacturing a rolling bearing unit, comprising: mounting the rolling bearing as a core in a mold for the housing, and pouring molten metal or molten resin into the mold and solidifying it.
また、転がり軸受ユニットの製造方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の[2]~[5]に関する。 Further, preferred embodiments of the present invention relating to a method for manufacturing a rolling bearing unit relate to [2] to [5] below.
[2] 前記転がり軸受の外輪及び内輪の少なくとも一方を冷却しながら、前記金型に前記金属溶湯又は溶融樹脂を流し込み、凝固させる、[1]に記載の転がり軸受ユニットの製造方法。
[3] 前記転がり軸受の内輪と外輪との間の空間に潤滑油を供給しながら、前記金型に前記金属溶湯又は溶融樹脂を流し込み、凝固させる、[1]又は[2]に記載の転がり軸受ユニットの製造方法。
[4] 前記転がり軸受にグリースを充填した状態で、前記金型に前記金属溶湯又は溶融樹脂を流し込み、凝固させる、[1]又は[2]に記載の転がり軸受ユニットの製造方法。
[5] 前記金属溶湯が、アルミニウム合金又はマグネシウム合金の溶湯である、[1]~[4]のいずれか1つに記載の転がり軸受ユニットの製造方法。
[2] The method for manufacturing a rolling bearing unit according to [1], wherein the molten metal or molten resin is poured into the mold and solidified while cooling at least one of an outer ring and an inner ring of the rolling bearing.
[3] The rolling bearing according to [1] or [2], wherein the molten metal or molten resin is poured into the mold and solidified while supplying lubricating oil to the space between the inner ring and the outer ring of the rolling bearing. Manufacturing method of bearing unit.
[4] The method for manufacturing a rolling bearing unit according to [1] or [2], wherein the molten metal or molten resin is poured into the mold and solidified while the rolling bearing is filled with grease.
[5] The method for manufacturing a rolling bearing unit according to any one of [1] to [4], wherein the molten metal is a molten aluminum alloy or a magnesium alloy.
また、本発明の上記目的は、転がり軸受ユニットに係る下記[6]及び[7]の構成により達成される。 Further, the above object of the present invention is achieved by the following configurations [6] and [7] related to the rolling bearing unit.
[6] 転がり軸受と、金属製のハウジングとが一体化した転がり軸受ユニットにおいて、
前記転がり軸受をコアとする前記ハウジングとの鋳造品である、転がり軸受ユニット。
[7] 転がり軸受と、樹脂製のハウジングとが一体化した転がり軸受ユニットにおいて、
前記転がり軸受をコアとする前記ハウジングとの射出成形品である、転がり軸受ユニット。
[6] In a rolling bearing unit in which a rolling bearing and a metal housing are integrated,
A rolling bearing unit that is a cast product with the housing and having the rolling bearing as a core.
[7] In a rolling bearing unit in which a rolling bearing and a resin housing are integrated,
A rolling bearing unit that is an injection molded product with the housing having the rolling bearing as a core.
本発明によれば、転がり軸受と、金属製又は樹脂製のハウジングとの一体化に際して、組立作業や転がり軸受の押し込み作業、ハウジングの複雑な加工を必要とせず、製造工程が容易になり、低コスト化を図ることができる。 According to the present invention, when integrating a rolling bearing with a metal or resin housing, there is no need for assembly work, pushing the rolling bearing, or complicated machining of the housing, simplifying the manufacturing process and reducing costs. Cost reduction can be achieved.
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、転がり軸受をコアとし、金属製のハウジングを鋳造して一体化、又は樹脂製のハウジングを射出成形して一体化することが有効であることを見出した。 As a result of extensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention have found that a rolling bearing is used as a core, and a metal housing is cast and integrated, or a resin housing is injection molded and integrated. was found to be effective.
以下、実施の形態を例示して本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、実施の形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by illustrating embodiments, but the present invention is not limited thereto. Further, various changes or improvements can be made to the embodiments, and forms with such changes or improvements can also be included in the present invention.
[実施の形態1]
本発明の転がり軸受ユニットは、転がり軸受と、金属製又は樹脂製のハウジングとを鋳造により一体化したものである。
[Embodiment 1]
The rolling bearing unit of the present invention is one in which a rolling bearing and a housing made of metal or resin are integrated by casting.
図1は、本発明に係る転がり軸受ユニットの製造方法の実施の形態1を示す模式図である。製造に際して、まず、図1に示すように、転がり軸受10をコアとしてハウジング用の下金型50Bに装着し、上金型50Aで覆い、型締めした後、上金型50Aの適所に形成した注湯口(図示せず)から金属溶湯又は溶融樹脂(図示せず)を流し込み、転がり軸受10と上金型50Aと下金型50Bとの空所55に金属溶湯又は溶融樹脂を充填する。また、上金型50A及び下金型50Bには、それぞれ転がり軸受10の外径及び内径に相当するリング状の溝51A,51Bが設けられており、転がり軸受10を位置規制している。なお。空所55としては、図6に示したようなハウジング100の形状など、任意に選択できる。
FIG. 1 is a schematic
転がり軸受10には制限はなく、玉軸受やころ軸受、自動調心軸受など任意に選択可能である。また、外輪外周面の加工時に粗い加工をすることや、ショットピーニングや摺動方向と垂直の溝切をすることにより、ハウジング100との密着性が高まり、クリープ現象をより抑えることが可能になる。
The rolling
溶湯となる金属の種類にも制限はなく、ハウジングとしての強度を考慮して任意に選択可能であるが、転がり軸受10の外輪と接するため、熱的影響を考慮すると、低融点の金属が好ましく、例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金が好適である。また、線膨張係数は、鉄が11.8~12.1[×10-6/K]であるのに比べて、マグネシウムは25.4~26[×10-6/K]、アルミニウムは23~23.5[×10-6/K]と大きいことから、金属溶湯が凝固する際に収縮する方向にあるため、転がり軸受10とハウジング100との間がマイナスすき間となり、ハウジング/軸受間が摺動しにくくなると考えられることから、アルミニウム合金やマグネシウム合金が好適であるといえる。
また、樹脂の膨張係数は、一般的に11~20[×10-5/K]であって、上記マグネシウムやアルミニウムと同様、比較的大きいことから、転がり軸受と、樹脂製のハウジングとが一体化した、射出成形により形成される転がり軸受ユニットの場合においても、ハウジング/軸受間が摺動しにくくなると考えられる。
There are no restrictions on the type of metal used as the molten metal, and it can be selected arbitrarily taking into account the strength of the housing, but considering the thermal effects since it comes into contact with the outer ring of the rolling
In addition, the expansion coefficient of resin is generally 11 to 20 [×10 -5 /K], which is relatively large like the above-mentioned magnesium and aluminum, so the rolling bearing and the resin housing are integrated. Even in the case of a rolling bearing unit formed by injection molding, it is thought that sliding between the housing and the bearing becomes difficult.
そして、全体を自然冷却し、空所55に充填した金属溶湯又は溶融樹脂を凝固させた後、型を開くことにより、図2に示すような本実施形態に係る転がり軸受ユニット1が得られる。この転がり軸受ユニット1は、図6に示した従来のプランマブロックのようにハウジング100が2分割ではなく、ハウジング100と転がり軸受10とが一体化した鋳造品又は射出成形品である。そのため、上ハウジング100Aと下ハウジング100Bとの合わせ面102A,102Bがなく、軸受収容部101の内周面の加工も不要である。更には、軸受収容部101に転がり軸受10を押し込む工程も不要である。
After the whole is naturally cooled and the molten metal or molten resin filled in the
[実施の形態2]
図3は、本発明に係る転がり軸受ユニットの製造方法の実施の形態2を示す模式図である。金属溶湯又は溶融樹脂による転がり軸受10への熱的影響を軽減するために、図3に示すように、転がり軸受10の内輪に挿通される軸(図示せず)に相当する冷却水流通管60を用いることもできる。この冷却水流通管60に冷却水を流通させながら、空所55に金属溶湯又は溶融樹脂を流し込むことにより、転がり軸受10の内輪から転動体、外輪へと順次冷却され、軸受全体が冷却される。
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a schematic diagram showing Embodiment 2 of the method for manufacturing a rolling bearing unit according to the present invention. In order to reduce the thermal influence of molten metal or molten resin on the rolling
[実施の形態3]
図4は、本発明に係る転がり軸受ユニットの製造方法の実施の形態3を示す模式図である。金属溶湯又は溶融樹脂による転がり軸受10への熱的影響を軽減するために、図4に示すように、上金型50A及び下金型50Bのそれぞれに、転がり軸受10の内径及び外径に合わせて冷却水流通路70を設け、冷却水を流通させながら空所55に金属溶湯又は溶融樹脂を流し込むこともできる。冷却水流通路70により、転がり軸受10を側面から冷却することができる。
なお、冷却水流通路70は、上金型50A内で流通し、転がり軸受10の内輪及び外輪の上部を冷却させる、といった形でもよい。更には、下金型50B内で流通し、転がり軸受10の内輪及び外輪の下部を冷却させる、といった形でもよい。
[Embodiment 3]
FIG. 4 is a schematic diagram showing Embodiment 3 of the method for manufacturing a rolling bearing unit according to the present invention. In order to reduce the thermal influence of molten metal or molten resin on the rolling
Note that the cooling
また、図示は省略するが、実施の形態2で説明した冷却水流通管60を併用することもできる。これにより、転がり軸受10の冷却効果が高まり、熱的影響をより軽減することができる。
また,図4では、上金型及び下金型といったパーティングラインが横向きになるような形で設置しているが、本金型を横向き、すなわちパーティングラインが縦向きになるような形にしても構わない。
Although not shown, the cooling
In addition, in Figure 4, the upper mold and lower mold are installed in such a way that the parting line is oriented horizontally, but the main mold is installed horizontally, that is, with the parting line oriented vertically. I don't mind.
[実施の形態4]
図5は、本発明に係る転がり軸受ユニットの製造方法の実施の形態4を示す模式図である。金属溶湯又は溶融樹脂による転がり軸受10への熱的影響を軽減するために、図5に示すように、下金型50Bの空所55を貫通し、更には転がり軸受10の外輪11を貫通する潤滑油流通管80を設け、潤滑油流通管80を通じて転がり軸受10の外輪11と内輪12との間の空間(軸受空間)に潤滑油を供給しながら、空所55に金属溶湯又は溶融樹脂を流し込むこともできる。潤滑油が冷媒となり、転がり軸受10を軸受空間、すなわち内部から冷却することできる。
[Embodiment 4]
FIG. 5 is a schematic diagram showing Embodiment 4 of the method for manufacturing a rolling bearing unit according to the present invention. In order to reduce the thermal influence of the molten metal or molten resin on the rolling
なお、潤滑油流通管80は、得られる転がり軸受ユニット1において、そのまま転がり軸受10の給油孔として利用することができる。そのため、製造後に給油孔から新たな潤滑剤を供給し、製造中に冷却媒として使用した潤滑油を転がり軸受10から流し出すことができる。
Note that the lubricating
また、実施の形態2や実施の形態3で説明した、冷却水流通管60や冷却水流通路70を併用してもよい。
Further, the cooling
[実施の形態5]
図示は省略するが、実施の形態1~3において、転がり軸受10として、軸受空間にグリースを充填した状態で使用することもできる。グリースが冷却材となって、転がり軸受10の冷却に寄与する。
[Embodiment 5]
Although not shown, in the first to third embodiments, the rolling
金属溶湯又は溶融樹脂が凝固するまでは短時間であり、一般的な軸受用グリースであれば、熱分解などを起こさずに十分に耐え得る。 It takes only a short time for the molten metal or molten resin to solidify, and general grease for bearings can withstand it sufficiently without causing thermal decomposition.
1 転がり軸受ユニット
10 転がり軸受
11 外輪
12 内輪
50A 上金型
50B 下金型
51A 溝
51B 溝
55 空所
60 冷却水流通管
70 冷却水流通路
80 潤滑油流通管
100 ハウジング
101 軸受収容部
1
Claims (7)
前記転がり軸受をコアとして前記ハウジング用の金型に装着し、前記金型に金属溶湯又は溶融樹脂を流し込み、凝固させる、転がり軸受ユニットの製造方法。 In a method for manufacturing a rolling bearing unit in which a rolling bearing and a metal or resin housing are integrated,
A method for manufacturing a rolling bearing unit, comprising: mounting the rolling bearing as a core in a mold for the housing, and pouring molten metal or molten resin into the mold and solidifying it.
前記転がり軸受をコアとする前記ハウジングとの鋳造品である、転がり軸受ユニット。 In a rolling bearing unit that integrates a rolling bearing and a metal housing,
A rolling bearing unit that is a cast product with the housing and having the rolling bearing as a core.
前記転がり軸受をコアとする前記ハウジングとの射出成形品である、転がり軸受ユニット。 In a rolling bearing unit that integrates a rolling bearing and a resin housing,
A rolling bearing unit that is an injection molded product with the housing having the rolling bearing as a core.
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