JP4807202B2

JP4807202B2 - 回転基部材

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Publication number: JP4807202B2
Application number: JP2006251273A
Authority: JP
Inventors: 世史紀多田; 倫保野坂; 拓志神谷; 孝行鈴木; 満弘田辺
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2026-09-15
Also published as: DE102007043627B4; DE102007043627A1; US20080069487A1; US7744284B2; JP2008069930A

Description

本発明は、エンジン等の外部動力源から、ベルト等の動力伝達手段を介して、回転力として伝達される回転基部材に関するものである。

従来、軸に対して回転基部材を介して回転体を回転自在に取り付けて、外部動力源から前記回転基部材を介し、前記回転体に回転力を伝達する構成において、前記回転基部材は、ベアリング外輪の外周面、またはベアリングを内包するリングの外周面に樹脂または粉体等の成形部材を設ける際、リングと成形部材とが過大なトルクによって軸回りにずれるのを防止する、回り止めの機能を持たせるために、溝を設ける手段が提案されている。例えば、次のようなものがある。

実用新案登録第３０６３４１９号

この文献における嵌合体を回転防止可能に設けたベアリングでは、ベアリングとその外周面に設置された嵌合体との回り止めを確実に実施するために、ベアリング外周面に一定の深さと幅を有する１本または複数本の条溝を螺旋状に凹周設することにより、ベアリングの外周面の条溝内に嵌合体の一部が入り込んで溶着させ、動力的に一体化結合させるようにしている。

しかしながら、このベアリングでは、溝が螺旋状または交差する形状となっているため、ベアリングに高荷重がかかる際には、螺旋形状では、確実な回り止めとすることは困難であり、交差する溝形状は、塑性加工する場合、型形状が複雑化すると共に、型寿命が低下するという課題がある。
本発明はこのような課題を改善するために提案されたものであって、エンジン等の外部動力源から、ベルト等を介して伝達される回転体の回転基部材に関し、特に、ベアリング外輪の外周面、またはベアリングを内包するリングの外周面に配置された別部材が、別々に回転することがないように傾斜溝を付与加工した、回転基部材を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明における請求項１では、ベアリング（１）と、ベアリングの外周面（１０３）に固着される成形部材（３）とよりなる回転基部材であって、ベアリング外輪（１０１）の外周面（１０３）に、複数の溝（１０４）を有し、前記複数の溝（１０４）は軸方向に対して傾斜していて、互いに交差しないように形成されていると共に、複数の溝は、ベアリング外輪の外周面を所定の周方向の角度で区分された複数のエリア（Ａ）に分けて、エリア毎にグループ化されていて、各グループ内の複数の溝は、同じように傾斜しており、また各々のエリアは、所定の間隔（Ｇ）で互いに離れているようにしたことで、ベアリング外輪（１０１）とその外周面（１０３）に形成される別部材である成形部材とは、過大な外力によって、軸回りにずれるようなことはない。また、塑性加工により溝加工を付与する際の型形状を単純化すると共に、型寿命の低下を抑制することができる。
また、前記複数の溝（１０４）は、前記ベアリング外輪（１０１）の外周面（１０３）に、複数のエリア（Ａ）に分けて、それらエリア（Ａ）毎にグループ化して列設する構成としたことで、少なくとも、前記ベアリング外輪（１０１）と、ベアリング外輪（１０１）の外周面（１０３）に配置される成形部材との回転方向のずれを防止することができる。

なお、上記各構成要素、並びに以下に記載する各構成要素に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

また本発明における請求項２では、ベアリング（１）と、ベアリングの外周面に外嵌されたアウターリング（２）とアウターリングの外周面（２０１）に固着される成形部材（３）とよりなる回転基部材であって、ベアリング（１）を内包するアウターリング（２）の外周面（２０１）に、複数の溝（２０２）を有し、前記複数の溝（２０２）の構成は、請求項１と同様の構成となっているものである。これにより、ベアリング（１）を内包するアウターリング（２）とその外周面（２０１）に配置される別部材である成形部材（３）とは、別々に回転することがない。
また、前記ベアリング（１）を内包するアウターリング（２）の外周面（２０１）に配置される別部材（３）と、前記アウターリング（２）との回転方向のずれを防止することができる。

また本発明における請求項３では、前記複数の溝（１０４，２０２）は、隣接するエリア（Ａ）のグループごとに交互に、傾斜角度を反転させて形成したことで、前記ベアリング外輪（１０１）又はアウターリング（２）と、ベアリング外輪（１０１）又はアウターリング（２）の外周面（１０３，２０１）に配置される成形部材（３）とは、回転方向は勿論、軸方向へのずれも防止することができる。

また本発明における請求項４では、複数の溝（１０４，２０２）のベアリングの軸方向に対する傾斜角度を４５°と規定したものである。

以下、本発明にかかる回転基部材につき、一つの実施の態様を示し、添付の図面に基づいて説明する。
図１に本発明にかかる回転基部材を構成するベアリング１の一例を示す。このベアリング1は中心軸に沿う貫通孔Ｈを有し、この貫通孔Ｈに挿通される軸部材（図示せず）を中心軸回りに回動自在に支えるため、前記ベアリング１には、ベアリング外輪１０１とベアリング内輪１０２間に、多数の転動部材Ｒ（後述）を介装している。
前記ベアリング外輪１０１の外周面１０３には、ベアリングを貫く中心軸方向に対して、所定角度傾斜させた溝１０４が形成されている。
この溝１０４には、第１の溝１０４ａと、この第１溝１０４ａとは異なる傾斜角度の第２の溝１０４ｂとがある。なお、図１においては、前記第１溝１０４ａと、第２溝１０４ｂとを、それぞれ１本のみ形成した状態を示しているが、複数本形成することができる。

また、図２に示す回転基部材では、上述のようなベアリング１の外周面１０３に、リング形状のアウターリング２を外嵌し、さらに、このアウターリング２の外周面２０１に、樹脂または粉体等の成形部材３を外嵌している。そして、前記アウターリング２の外周面２０１には、溝２０２を形成している。この溝２０２も、前述の第１、第２溝１０４ａ,１１０４ｂ同様、所定の傾斜角度で刻設している。すなわち、前記溝２０２は、交差しない溝であり、アウターリング２の中心を貫く中心軸の軸方向に対して所定角度傾斜して形成している。なお、ここでは、溝２０２は、一つのみ示している（図３参照）。

以上のような回転基部材について、実際に、前述のベアリング１における外周面１０３や、アウターリング２の外周面２０１に形成した溝について、図４に平面的に示した、ベアリング１（またはアウターリング２）の外周面を基に説明する。
すなわち、前記外周面１０３（２０１）には、溝１０４（２０２）が、例えば９０度ごとに区切ったエリアＡに、それぞれ、所定の傾斜角度で、所定数形成している。この場合、各エリアＡの間隔Ｇは適宜であり、また、それぞれのエリアＡに形成された溝１０４（２０２）は、隣接するエリアＡごとに交互に、傾斜角度を反転させて形成している。また、前記溝１０４（２０２）の傾斜角度、および溝１０４（２０２）間の距離、溝１０４（２０２）の断面形状は、任意である。この場合、前記溝１０４（２０２）の傾斜角度は、前記ベアリング１（またはアウターリング２）の中心を貫く中心軸に対して、略４５度とすることができる。
なお、以上の溝１０４（２０２）を形成した、ベアリング１（またはアウターリング２）の外周面１０３（２０１）は、展開すると図７に示すとおりである。

また、溝１０４（２０２）は、必ずしも直線でなくてもよく、図５に示すように、Ｖ字状に屈曲した形状も可能である。この場合においては、それぞれのエリアＡに形成された溝１０４（２０２）は、Ｖ字状の形状であることから、それぞれのエリアＡにおける溝１０４（２０２）は、互いに反転した傾斜角度の部位を対向させた状態となっている。
なお、溝１０４（２０２）の形状としては、例えばサインカーブ形状も考えられる。

さらに、溝１０４（２０２）は、隣接するエリアＡに対し、傾斜角度を反転させて形成されなくてもよい（図６参照）。この場合も、傾斜角度は、ベアリング１（またはアウターリング２）の中心を貫く中心軸に対して、略４５度とすることができる。

次に、図８に、前述のベアリング１におけるベアリング外輪１０１の外周面１０３や、アウターリング２の外周面２０１に溝加工を施す一例として、プレス加工を示して説明する。
この場合、前記アウターリング２またはベアリング外輪１０１に溝加工を施す手段として、中央に配置したアウターリング２またはベアリング外輪１０１に、プレス型Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ４０１〜４０４が外側から中央に移動し、型突起部４０５を、外周面１０３（２０１）に押し付けることにより、溝１０４（２０２）を刻設する。
この際、プレス型Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ４０１〜４０４それぞれに型突起部４０５が存在し、それぞれのプレス型Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ４０１〜４０４が、一つのエリアＡにおける溝１０４（２０２）を形成することができる。

以上のような構成の回転基部材において、アウターリング２またはベアリング外輪１０１に溝加工を施す際には、上述のプレス型Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ４０１〜４０４により、外周面１０３（２０１）を、９０度ごとに４つのエリアＡに分け、エリアＡ毎に、交互に傾斜角度を持たせて溝加工を施すことができる。なお、これら溝１０４（２０２）は、互いに等間隔Ｇ毎に施すことができる。
この場合、アウターリング２またはベアリング外輪１０１における外周面１０３（２０１）に施される溝１０４（２０２）は、互いに交差してはおらず、そのために、上述のプレス型Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ４０１〜４０４の型形状を単純化すると共に、型寿命の低下を抑制することができる。

そして、上記溝加工を施したアウターリング２またはベアリング外輪１０１の外周面１０３（２０１）には、所望の樹脂や粉体等の成形部材３を、周知の加工手段（溶着等）で固着することで、製品としての回転基部材を得ることができる。
例えば樹脂製の成形部材３にあっては、溶着による加工工程において、前記成形部材３は、成形部材３の接触面が熱によって軟化流動して、前記外周面１０３（２０１）に刻設された溝１０４（２０２）に、隙間なく入り込むことで、前記成形部材３とアウターリング２またはベアリング外輪１０１とを、強固に一体化することができる。

ここで、図４に示す実施の態様では、前述しているようにアウターリング２またはベアリング外輪１０１の外周面１０３（２０１）に形成された溝１０４（２０２）は、９０度ごとに区切ったエリアＡに、ベアリング１（またはアウターリング２）の中心を貫く中心軸に対して、略４５度の傾斜角度で形成されている。このため、前記溝１０４（２０２）には、アウターリング２またはベアリング外輪１０１の軸方向、および回転方向すなわち周方向へのずれ力がかかる。
この場合のずれ力に対する耐ずれ力は、実際の溝長さの軸方向、および周方向への投影長さに依存する。
そのため、図９に示すように耐ずれ力を最大とするには、互いに直交する縦溝長さ方向、および周り溝長さ方向の長さが最大となる傾斜角（４５度）を設定すればよいことがわかる。

以上のように、上記アウターリング２またはベアリング外輪１０１においては、溝１０４（２０２）を、略４５度の傾斜角度で形成したことで、軸方向、および周方向へのずれ力に対する耐ずれ力を最大限のものとすることができ、しかも、上記アウターリング２またはベアリング外輪１０１においては、４つのエリアＡ毎に、溝１０４（２０２）の傾斜角度を交互に反転するように形成することで、一層、回転方向、軸方向共に、拘束力を増大することができる。

以上、本発明にかかる回転基部材について、種々、実施の態様を示し、図４に示す実施態様についてのみ作用を説明したが、図５、図６に示す実施の態様についても同様の作用をなす。すなわち、図５、図６に示す実施の態様において、過大な軸力を付加して回転させても、成形体３と、アウターリング２、ベアリング外輪１０１との間にずれが生ずることはなく、さらに軸方向へのずれもない。

さらに本願発明は、前述の実施の態様に限定されるものではない。
例えば、溝１０４（２０２）の形状としては、Ｖ字状の形状の他、サインカーブ形状も可能であるとしているが、さらに他の曲線形状も考えることができる。
また、溝加工においても、プレス加工に限られるものではなく、転造による加工によっても可能である。

本発明にかかる回転基部材の、一つの実施の形態を示す、斜視説明図である。図１に示す回転基部材のベアリングに、アウターリングおよび成形体を付加した、模式的な断面説明図である。図２に示す回転基部材の、要部を破断して示した、模式的な斜視説明図である。回転基部材のベアリング外輪またはアウターリングに形成された溝の一例を示した、平面的説明図である。回転基部材のベアリング外輪またはアウターリングに形成された溝の別例を示した、平面的説明図である。回転基部材のベアリング外輪またはアウターリングに形成された溝の別例を示した、平面的説明図である。図４に示す、回転基部材のベアリング外輪またはアウターリングにおける外周面を展開して示した展開図である。本発明にかかる回転基部材に対する溝加工の一例を説明するための模式図である。本発明にかかる回転基部材に形成された溝の長さと傾斜角度との関係を示したグラフである。

符号の説明

１ベアリング
１０１ベアリング外輪
１０２ベアリング内輪
１０３外周面
１０４溝
１０４ａ第１溝
１０４ｂ第２溝
２アウターリング
２０１外周面
２０２溝
３成形部材
４０１プレス型Ａ
４０２プレス型Ｂ
４０３プレス型Ｃ
４０４プレス型Ｄ
４０５型突起部
Ｈ貫通孔
Ｒ転動部材
Ａエリア

Claims

ベアリング（１）と、このベアリングの外周面に固着される成形部材（３）とよりなる回転基部材において、
前記ベアリング（１）のベアリング外輪（１０１）の外周面（１０３）に複数の溝（１０４）が設けられており、
前記複数の溝（１０４）は、前記回転基部材の軸方向に対して傾斜していて、かつ前記溝（１０４）は、互いに交差しないように形成されており、さらに
前記複数の溝（１０４）は、前記ベアリング外輪の外周面を複数のエリア（Ａ）に分けて、それらエリア毎にグループ化されていて、各グループ内の前記複数の溝は、前記回転基部材の軸方向に対して同じように傾斜しており、また
前記回転基部材の軸方向に直交する方向から見て、前記複数の溝の各々は、前記回転基部材の軸方向に対して傾斜した直線で与えられており、
前記ベアリング外輪（１０１）の外周面（１０３）上に形成された各エリア（Ａ）は、それぞれ所定の周方向の角度で区分され、それぞれのエリア（Ａ）は、所定の間隔（Ｇ）で互いに離されていることを特徴とする回転基部材。
ベアリング（１）と、このベアリングの外周面に外嵌されたアウターリング（２）と、このアウターリングの外周面（２０１）に固着される成形部材（３）とよりなる回転基部材において、
前記アウターリング（２）の外周面（２０１）に複数の溝（２０２）が設けられており、
前記複数の溝（２０２）は、前記回転基部材の軸方向に対して傾斜していて、かつ前記溝（２０２）は、互いに交差しないように形成されており、さらに
前記複数の溝（２０２）は、前記ベアリング外輪の外周面を複数のエリア（Ａ）に分けて、それらエリア毎にグループ化されていて、各グループ内の前記複数の溝は、前記回転基部材の軸方向に対して同じように傾斜しており、また
前記回転基部材の軸方向に直交する方向から見て、前記複数の溝の各々は、前記回転基部材の軸方向に対して傾斜した直線で与えられており、
前記アウターリング（２）の外周面（２０１）上に形成された各エリア（Ａ）は、それぞれ所定の周方向の角度で区分され、それぞれのエリア（Ａ）は、所定の間隔（Ｇ）で互いに離されていることを特徴とする回転基部材。
前記複数の溝（１０４，２０２）は、隣接するエリア（Ａ）のグループごとに交互に、傾斜角度を反転させて形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の回転基部材。
前記複数の溝（１０４，２０２）の前記ベアリングの軸方向に対する傾斜角度が、４５°であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の回転基部材。