JP2009068640A - 樹脂プーリ付き軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】軸受の寸法精度への影響を抑え、かつリングの外輪の外周部に対する接合強度を高める。
【解決手段】転がり軸受の外輪2の外周部に円環状の金属板からなるリング7を接合し、この接合体10のまわりに樹脂プーリ部材3を射出成形により一体成形する。接合体10を、リング7と外輪2との間に通電し電気抵抗熱が発生し、リング7と外輪2の接合部表面が軟化した固相状態で、外輪2の外周部をリング7の内周部に圧入することによって形成する。
【選択図】図1
【解決手段】転がり軸受の外輪2の外周部に円環状の金属板からなるリング7を接合し、この接合体10のまわりに樹脂プーリ部材3を射出成形により一体成形する。接合体10を、リング7と外輪2との間に通電し電気抵抗熱が発生し、リング7と外輪2の接合部表面が軟化した固相状態で、外輪2の外周部をリング7の内周部に圧入することによって形成する。
【選択図】図1
Description
この発明は、転がり軸受の外輪の外周にリングを接合し、その接合体のまわりに樹脂プーリ部材を射出成形により一体成形した樹脂プーリ付き軸受に関する。
転がり軸受に樹脂プーリ部材を一体化した樹脂プーリ付き軸受は、射出成形によって、樹脂プーリのボス部が外輪の両端面を抱くように、外輪の外周部に樹脂プーリを一体化し、外輪と樹脂プーリとの間で相対的な滑り(クリープ)を防止したものがある。
この種の樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受のまわりが樹脂プーリ部材で大きく囲まれるので、射出成形による樹脂収縮で外輪が締め付けられ、その結果、外輪の真円度が低下し、軌道、内輪内径面等の形状精度が低下し易い。
このため、従来の樹脂プーリ付き軸受の中には、転がり軸受の外輪の外周部に圧入するリングを備え、そのリングのまわりに樹脂プーリ部材を射出成形することにより、リングの剛性を利用して前記外輪の変形の防止を図るものがある(例えば、特許文献1)。
しかしながら、特許文献1に記載の樹脂プーリ付き軸受は、外輪の外周部に圧入したリングが外輪を締め付け、その締め付け力によって外輪に変形を生じさせるおそれがあり、外輪の変形を抑えるため、リングと外輪との間の締め代の大きさに限界があり、リングと外輪との圧入嵌合により得られる固定強度に限界があった。
そこで、リングと外輪の外周部とをアーク溶接やプロジェクション溶接により接合し、前記圧入嵌合の場合よりも固定強度を高めることが考えられる。
ところが、アーク溶接を採用すると、その溶接熱による熱変形等により、外輪、リングの母材の熱的劣化や、寸法歪みが発生しやすく、リングの外輪に対する接合精度への影響が避けられない。
そこで、プロジェクション溶接を採用することが考えられる。この溶接によれば、電流の収束性が良くて溶接が早いため、母材に変形が生じ難い。
ところが、プロジェクション溶接は、接合精度が接合面およびプロジェクションの接合状態に依存されるため、精度を高めることが難しいという問題がある。また、プロジェクション溶接の溶接時に、接合部の温度が急激に上昇して、接合部の溶融部分がスパークして飛散(スパッタ)し、このスパッタが、溶接部に酸化物を巻き込んで強度の低下、溶接不良の原因となっていた。
また、プロジェクション溶接では、リングの内周部または外輪の外周部の表面に酸化皮膜が形成されていると、プロジェクション溶接に支障をきたし、外輪の外周部が溶融変形しないときは、接合部の強度が十分に得られないという問題がある。
そこで、この発明の課題は、転がり軸受の外輪の寸法精度への影響を抑え、かつリングの外輪の外周部に対する接合強度を高め得ることにある。
前記の課題を達成するため、この発明は、転がり軸受の外輪の外周部に金属製のリングを接合し、この接合体のまわりに樹脂プーリ部材を射出成形により一体成形した樹脂プーリ付き軸受において、前記リングの内周部と前記外輪の外周部との間に圧入代を形成し、前記リングの内周部と前記外輪の外周部とを同心に配置し、前記リングの内周部と前記外輪の外周部との間の前記圧入代部分を接触させ軸方向に加圧力を加えた状態とし、その状態で前記リングと前記外輪との間に通電して前記圧入代部分を軟化させ、前記加圧力で前記リングと外輪とを軸方向の接合位置に押し込む圧入接合により、前記接合体を形成したことを特徴とするものである。
この発明の構成によると、通電して軟化した前記圧入代部分が、前記加圧力でリングと外輪とを軸方向の接合位置に押し込むことによって塑性変形するため、リングと外輪との圧入代が解消される。その結果、リングによる外輪の締め付け力をなくすことができ、外輪の寸法精度への影響が抑えられる。
さらに、前記接合体を構成するリングと外輪の接合は、通電して軟化した前記圧入代部分が、塑性変形するため固相接合となる。固相接合では、プロジェクション溶接のように接合部の母材の温度が急激に高まり、溶融、飛散してスパッタを発生させることがなく、リングおよび外輪の母材に対する熱的劣化の発生する範囲が小さくなり、リングや外輪の熱的劣化や歪み発生が抑えられる。
また、前記圧入接合によれば、接合部の表面はリングの内周部と外輪の外周部との軸方向の移動によりしごかれ、不純物質層が取り除かれて清浄化される。この清浄な表面組織での固相接合が行われるため、酸化皮膜の影響を受けない良好な接合が行え、リングと外輪との接合強度を高めることができる。
前記構成において、前記リングが、前記外輪の外周部を圧入可能な円環状の金属板からなる構成を採用することができる。リングが円環状の金属板であると、外輪の外周部の幅に対する、リングとの接合部の幅を小さくすることが可能となり、樹脂プーリ部材と転がり軸受との幅方向接触領域の減少を避けられる。
また、前記リングを、前記外輪の外周部に接合するスリーブと、そのスリーブより小幅で外径方向に延びるフランジとを有するものとし、前記接合体を、前記スリーブを前記外輪の外周部に接合することによって形成した構成とすることができる。
この構成によれば、リングのスリーブと外輪の外周部とを大幅で接合させることができるので、接合面積が大きくなり、リングと外輪との接合強度をより高めることができる。
前記フランジに係る構成を採用する場合、前記フランジを前記スリーブの一端に設けた構成を採用することができる。この構成によると、リングを金属プレス加工により形成することが可能となり、スリーブとフランジとの溶接を行う必要がなくなり、リングを容易に形成することができる。
また、前記フランジに係る構成を採用する場合、前記フランジを前記スリーブの軸方向の中央部に設けた構成を採用することができる。このようにすれば、このフランジは、軌道と転動体との摩擦熱で特に高温になり易い外輪の軸方向中央部近くに配置されることとなり、外輪の外周部に接合するスリーブの熱が両側からフランジに効率良く伝わるので、放熱性を高めることができる。
前記リングに係る構成としては、前記リングを、前記外輪の外周部の端面に連続する環状面を形成する2つの円環部からなるものとし、前記接合体を、前記円環部を前記外輪の外周部の両端部に接合することによって形成した構成を採用すると、外輪の外周部の両端部に接合した円環部によって樹脂プーリの外輪との結合部分が挟まれるため、樹脂プーリの軸方向の両方向へのずれを防止することができる。
前記外輪の外周部の両端部に接合する前記リングを、前記外輪の外周部に接合され前記円環部よりも薄肉に形成された円筒部で一体に連結した構成を採用することができる。このようにすると、円環部と円筒部により形成される径方向の段差により、樹脂プーリの軸方向の両方向へのずれ防止作用を確保しつつ、両円環部と外輪の外周部との接合に加えて、円筒部と外輪の外周部が接合するため、円筒部の接合面積分だけリングの接合強度をより高めることができる。その結果、耐クリープ性を高めることができる。
また、前記円筒部で前記円環部を一体に連結したリングを、パイプ材の切削加工により形成した構成を採用してもよい。このようにすると、パイプ材の外周部の幅中央部分を切削することで、両円環部の間に円筒部を一体に連結したリングを容易に形成することができる。
さらに、前記円筒部で前記円環部を一体に連結したリングを板材のプレス加工により形成した構成とすることができる。この構成により、円環部と円筒部とをプレス加工によって形成可能となるので、リングを安価に形成することができる。
以上のように、この発明は、リングの内周部と外輪の外周部との間に圧入代を形成し、リングと外輪との間に通電して電気抵抗熱を伴う圧入を行うことで、リングと外輪とを固相接合して接合体を形成したことから、外輪の寸法精度への影響が抑えられて、樹脂プーリ付き軸受の寸法精度を高めることができる。また、リングと外輪との接合部の接合強度が高まるため、樹脂プーリ付き軸受の強度を高めることができる。
以下、この発明の実施形態の樹脂プーリ付き軸受を添付図面に基づいて説明する。
図1に示す樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受1の外輪2の外周部にリング7が接合され、その接合体10のまわりに樹脂プーリ部材3が射出成形により一体成形されたものである。
図1に示す樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受1の外輪2の外周部にリング7が接合され、その接合体10のまわりに樹脂プーリ部材3が射出成形により一体成形されたものである。
転がり軸受1は、公知の転がり軸受とし、例えば、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受等を適用することができる。この転がり軸受1の外輪2の外周部の軸方向中央部には、リング7が接合されている。このリング7は、外輪2の外周部に圧入可能な円環状の金属板からなる。このリング7は、金属製のため、射出樹脂より熱伝導率が高い。特に、リング7を鋼板のプレス加工品とすれば、容易に形成することができる。
外輪2および外輪2の外周部に接合されたリング7(接合体10)のまわりに、樹脂プーリ部材3が射出成形により一体成形されており、リング7の剛性により、外輪2が射出樹脂の収縮で変形することが防止される。
樹脂プーリ部材3は、外輪2を外側から抱くボス部4と、ベルトが架けられる外周部5とを有している。樹脂プーリ部材3のボス部4が外輪2を外側から抱くことにより、樹脂プーリ部材3と外輪2との相対的なずれ動きが防止されている。樹脂プーリ部材3の外周部5は、その外端にプーリ溝が形成されている。
リング7の外周部と樹脂プーリ部材3の外周部5とは、径方向に接触している。外輪2の外周部は、リング7との接合部を除いた他の部分において樹脂プーリ部材3のボス部4と径方向に接触している。したがって、樹脂プーリ部材3と転がり軸受1側(外輪2及びリング7)との径方向接触領域が減少しておらず、リング7を設けたことでクリープ防止性能が低下することはない。
なお、リング7は、樹脂プーリ部材3の幅及び外径から突き出る部分がないように設けられ、これにより、外部との干渉が避けられている。
なお、リング7は、樹脂プーリ部材3の幅及び外径から突き出る部分がないように設けられ、これにより、外部との干渉が避けられている。
また、リング7の外周部が樹脂プーリ部材3の外周部5で両側から支持され、リング7の内周部が樹脂プーリ部材3のボス部4で両側から支持される。
さらに、樹脂プーリ部材3は、ボス部4と外周部5とを繋ぐ複数のリブ8、8・・・がリング7の両側方に形成されたものとなっている。各リブ8は、リング7の同側の側面に接触している。これにより、リング7の径方向中間部は、両側から全周に亘ってリブ8で均等に支持されている。
さらに、樹脂プーリ部材3は、ボス部4と外周部5とを繋ぐ複数のリブ8、8・・・がリング7の両側方に形成されたものとなっている。各リブ8は、リング7の同側の側面に接触している。これにより、リング7の径方向中間部は、両側から全周に亘ってリブ8で均等に支持されている。
なお、リング7は、樹脂プーリ部材3のボス部4及び外周部5で傾き、両側方への変位が防止されるので、必ずしもリブ8を両側方に形成することは要さない。例えば、リング7の側方変位を一側方にのみ規制すればよい場合は、リブ8をリング7の一側方にのみ形成すればよい。
外輪2に接合されたリング7と各リブ8の支持接触により、転がり軸受1と樹脂プーリ部材3間のクリープ発生がより防止される。このクリープ防止の観点からは、リング7の両側にリブ8を形成する方がよい。
また、リング7は、金属製であり、樹脂プーリ部材3を形成する樹脂より剛性が高い。このように剛性に優れたリング7は、外輪2の外周部に接合されると共に樹脂プーリ部材3の外周部5に達し、複数のリブ8、8により両側から支持されるため、外周部5の外周部に掛けられたベルト(図示省略)からの径方向負荷を受けることができる。したがって、リング7を利用してベルトの高張力化に対応することが可能である。
樹脂プーリ部材3の複数のリブ8、8の間に、リング7を外部露出させる放熱窓9、9、9・・・が形成されている。このため、リング7は、その両側面のうち、各放熱窓9から露出する部分において外気に触れることができる。
各放熱窓9は、樹脂プーリ部材3の射出成形時に形成されているが、後加工で空けることも可能である。
各リブ8及び放熱窓9は、周方向に等間隔で形成され、外輪2、リング7、樹脂プーリ部材3は前記等間隔ピッチで回転対称になっている。このため、外輪2からリング7を経て樹脂プーリ部材3に伝わった熱は、リング7または樹脂プーリ部材3の全周からバランスよく放熱される。また、各放熱窓9がリング7の両側方に形成されており、リング7の両側面を利用して放熱することでも放熱性能が高められている。
前記の構成を有するこの樹脂プーリ付き軸受は、外輪2の熱がこの幅中心上に位置するリング7に両側からバランスよく伝わる。また、外輪2の幅中心上は、外輪2の軌道と転がり軸受1の転動体との摩擦熱により特に高温になり易い。このような部分にリング7が接触するため、外輪2の熱がリング7へ効率よく伝わる。
リング7の熱は、この両側面における各放熱窓9の外部露出部分が外気に触れることによりバランスよく放熱される。外輪2から樹脂プーリ部材3に伝わった熱も、その樹脂プーリ部材3からバランスよく放熱される。
次に、外輪2の外周部に対するリング7の接合方法を図2に基づいて説明する。
この接合方法による接合は、固相接合の一種である圧入接合が採用され、圧入接合としては、板状のリング(リング7)と軸体(外輪2)の外周部との間に圧入代を設け、リングと軸体との間に通電して電気抵抗熱を伴う圧入による固相接合を行うものである(特許第3270758号 公報 段落0027〜段落0031参照)。
この接合方法による接合は、固相接合の一種である圧入接合が採用され、圧入接合としては、板状のリング(リング7)と軸体(外輪2)の外周部との間に圧入代を設け、リングと軸体との間に通電して電気抵抗熱を伴う圧入による固相接合を行うものである(特許第3270758号 公報 段落0027〜段落0031参照)。
すなわち、この外輪2の外周部に対するリング7の接合は、図2に示す治具を用いて行われる。この治具は、下端部に円柱状の穴部16が設けられたクロム銅製の上型15と、上端部に円柱状の穴部18が設けられたクロム銅製の下型17とを有する。この上型15と下型17は、それぞれ電極として機能する。
上型15の穴部16は、転がり軸受1の外輪2の上面部(端面部)および外周部に密着して電気抵抗の低減を図っている。下型17の穴部18は、外輪2の外径よりも大径であり、外輪2の外周部が接触しないようになっている。
リング7と外輪2との間には、図2に示すように、所定の圧入代dが形成されている。圧入代dはリング7の内周部の直径D1から外輪2の外径D2の差、すなわち、d=D1−D2となる。この圧入代dは、製造される樹脂プーリの径や、その樹脂プーリに適用する転がり軸受1の外輪2の外径、リング7の板厚t等に基づいて、実験、実操業等により設定される。
この接合方法の一例において、下型17の上面にリング7を載せ、上型15の穴部16に外輪2が、リング7と同心となるように保持され、プレス装置(図示省略)に固定した上型15とともに、外輪2を軸方向に降下させる。この降下により、外輪2の外周部に形成された面取り部が、リング7の内周部の縁に接するように位置合せを行う(図2(a)参照)。その後、外輪2の面取り部とリング7の内周部の縁(リング7と外輪2の間の圧入代部分21)を接触させ、前記プレス機により上型15を介して外輪2に所定の加圧力を加えた状態とする。
前記の状態で、その後に下型17および上型15を介してリング7と外輪2の間に電流を通電し圧入を開始する。圧入直後は、リング7と外輪2の接合部が狭いことから電流が集中して圧入代部分21が軟化し、この軟化した状態で、前記加圧力によって外輪2がリング7内に押し込まれる。ここで、前記加圧力は、リング7の母材の応力(外輪2がリング7の内周部に押し込まれることを妨げる抵抗力)よりも低い圧力としている。このため、この加圧力が、電気抵抗熱の発生によるリング7の軟化で低下した応力を上回った時点から圧入が開始される。なお、前記加圧力および印加電流は、実験、実操業に基づいて適宜設定される。
圧入が開始されると、外輪2がリング7の内周部内を降下移動し、外輪2がリング7に圧入され、さらに、図2(b)に示すように、接合位置である外輪2の外周部の軸方向中央部にリング7が接合される。外輪2のリング7内周部への圧入で、外輪2とリング7の接合部の表面がしごかれて、不純物質層(油分、表面処理剤、酸化皮膜等)が取り除かれて清浄化される。この清浄な表面組織での接合が行われるため、酸化皮膜等の影響を受けない良好な接合が行われて、リング7と外輪2との接合強度が高まる。
また、この圧入を伴った接合(圧入接合)では、軟化した圧入代部21が塑性変形して、リング7と外輪2の圧入代dが解消される。圧入代dが解消されることで、リング7による外輪2の外周部への締め付けがなくなり、外輪2の寸法精度への影響が抑えられる。
さらに、前述の圧入接合では、プロジェクション溶接のように、その溶接時、接合部の温度が急激に上昇して、接合部の溶融部分が飛散してスパッタすることなく、通電して軟化した圧入代部分21が、塑性変形する固相接合が行われる。その結果、外輪2とリング7の母材に対する熱的劣化、歪みの発生範囲が小さくなり、外輪2およびリング7の熱的劣化や寸法精度の影響を受ける部分を小さく抑えることができる。
また、この圧入接合を行う際の、リング7と外輪2の外周部間の圧入代dは、接合部に通電して圧入代部分21を電気抵抗熱により軟化させることが可能な程度の接触が得られる大きさであればよく、リング7を圧入嵌合のみで外輪2に固定する場合と比較して圧入代を小さくすることができる。圧入代が小さくなると、圧入接合後、塑性変形したリング7が冷えて硬くなった後に、外輪2の外周面への締め付けることがなくなり、この場合も、前述の圧入代部分21の塑性変形による圧入代dの解消と同様、外輪2の変形を生じ難くすることができる。
このようにして外輪2の外周部にリング7を圧入接合した接合体10が形成される。この後、この接合体10のまわりに射出成形で前記樹脂プーリ部材3を一体に成形する。これにより、樹脂プーリ付き軸受が製造される。
前記樹脂プーリ部材3、リング7、接合体10の構造は、リング7の外輪2への接合、及びクリープに対する強度を確保することが可能な限り、適宜に変更することができる。一例として、この発明の第2実施形態を図3に示す。なお、以下においては、前記第1実施形態との相違点を中心に述べ、同一に考えられる構成に同符号を用いる。
図3に示すように、第2実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、樹脂プーリ部材19のボス部11と外周部12とを繋ぐ各リブ13を薄肉にして数を増やし、これにより、樹脂プーリ部材19の強度を維持しながら放熱窓14の数を増やしている。転がり軸受1の外輪2’の外周部には、円環状の金属板からなるリング7’が、第1実施形態と同様、圧入接合されることにより、接合体20が形成される。また、樹脂プーリ部材19は、外周部12の外端にプーリ溝のない平面プーリとなっている。
この発明の第3実施形態を図4に示す。
第3実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受1の外輪2の外周部にリング22を接合し、この接合体30のまわりに樹脂プーリ部材23を射出成形により一体成形したものである。
第3実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受1の外輪2の外周部にリング22を接合し、この接合体30のまわりに樹脂プーリ部材23を射出成形により一体成形したものである。
リング22は、外輪2の外周部に嵌合するスリーブ24と、このスリーブ24より小幅で外径方向に延びるフランジ25とを有するものである。
このリング22のスリーブ24は、円筒状の鋼材から形成されており、その幅は、外輪2の幅に対応している。このスリーブ24の内周部と外輪2の外周部とが、第1実施形態における、接合体10を形成する圧入接合方法によって、すなわち、リング22のスリーブ24と外輪2の外周部との間に圧入代を形成し、リング22と外輪2との間に通電して電気抵抗熱を伴う圧入により固相接合することによって、圧入接合され、接合体30が形成される。この圧入接合は、スリーブ24と外輪2が同幅に揃うように実施される。これにより、第1実施形態のものよりも、リング7と外輪2との接合領域が増えるため、接合強度が高まる。
リング22のフランジ25は、円環状のプレス加工品からなり、鋼板を素材としている。フランジ25は、スリーブ24の幅中心上に溶接されている。その結果、リング22は、スリーブ24とフランジ25とで断面T字状をなすものとなっており、第1実施形態のものより剛性が高く、外輪2の変形防止性能の点で優れる。
リング22を外輪2に圧入接合した後、樹脂プーリ部材23がリング22のまわりに射出成形される。この成形によって、樹脂プーリ部材23のボス部26がスリーブ24のまわりに形成され、樹脂プーリ部材23の外周部27がフランジ25のまわりに形成される。その結果、リング22のフランジ25は、樹脂プーリ部材23のボス部26と外周部27の間に介在させられる。
また、リング22のフランジ25の両側方に、複数のリブ28、28と、フランジ25の側面を外部露出させる放熱窓29とが形成されている。
また、リング22のフランジ25の両側方に、複数のリブ28、28と、フランジ25の側面を外部露出させる放熱窓29とが形成されている。
外輪2の熱は、この外周部の面取り部分を除いた接触領域からリング22のスリーブ24に伝わる。外輪2とリング22の固定が圧入接合によるため、単に圧入により嵌め合わせた場合よりも、これらの間の熱伝導が確実である。また、リング22のスリーブ24の熱は、フランジ25へ両側からバランスよく伝わる。
前述のようにリング22のスリーブ24の幅を外輪2の幅に対応させることは、外輪2の外周部との接触面積の最大化及びリング22の剛性の向上が得られる点で好ましい。なお、リング22の軽量化を優先する場合は、スリーブ24の幅を外輪2より狭くすることもできる。
リング22のフランジ25は、樹脂プーリ部材23の複数のリブ28、28・・・で側方から支持されており、クリープや傾きが防止されている。フランジ25の傾きを防止すれば、樹脂プーリ部材23の外周部27との接触が緩み難くなる。
第3実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、特にリング22のフランジ25が両側から支持されるので、一側方から支持する場合と比してクリープ防止等がより効果的に得ることができる。特に図示しないが、リブ28、放熱窓29をフランジ25の一側方にのみ形成することも可能である。
なお、樹脂プーリ部材23のボス部26は、外輪2及びリング22のスリーブ24の一方の幅面にのみに掛っているが、外輪2とリング22間の位置ずれは問題とならない。リング22のスリーブ24と外輪2の圧入接合により、転がり軸受1とリング22間の相対的な軸方向のずれ動きを十分に防止することができるからである。
この発明の第4実施形態を図5に示す。
この第4実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受1の外輪2の外周部にリング32が接合され、この接合体40のまわりに樹脂プーリ部材33が射出成形により一体成形され、リング32がスリーブ34とフランジ35とを有する点で前記第3実施形態と共通しているが、以下の構成が相違している。
この第4実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受1の外輪2の外周部にリング32が接合され、この接合体40のまわりに樹脂プーリ部材33が射出成形により一体成形され、リング32がスリーブ34とフランジ35とを有する点で前記第3実施形態と共通しているが、以下の構成が相違している。
この第4実施形態に係るリング32は、フランジ35がスリーブ34の軸方向の一端部に設けられ、スリーブ34とフランジ35とで断面L字状をなす金属プレス加工品により形成される。このため、リング32は、スリーブ34とフランジ35との溶接を行う必要がなく、前記第3実施形態と比して容易に形成することができる。
リング32を断面L字状としたことで、樹脂プーリ部材33のボス部36はL字屈曲側にのみ形成されることになる。このため、樹脂プーリ部材33のボス部36と外周部37とを繋ぐ複数のリブ38、38及び放熱窓39も、リング32のフランジ35のL字屈曲側の一側方にのみ形成されている。そのフランジ35の他側方は、外部に開放されている。このため、第4実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、リング32からの放熱性能を前記第1〜3実施形態と比して高めることができる。
また、リング32は、スリーブ34が外輪2の幅に対応しており、スリーブ34は、第3実施形態と同様、外輪2の外周部に圧入接合され、接合体40が形成される。この接合体40は、リング32のスリーブ34と外輪2が同幅に揃うものとなる。その結果、この第4実施形態の樹脂プーリ付き軸受は、第1実施形態のものよりも、リング7と外輪2との接合領域が増えるため、接合強度を高めることができる。
なお、特に図示しないが、リング32を採用する場合においても、樹脂プーリ部材33の外周部37を内径方向に延ばして鍔、又は複数のリブ及び放熱窓を形成し、鍔等でフランジ35の他側面を支持することも可能である。
この発明の第5実施形態を図6に示す。
この第5実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受1の外輪2の外周部にリング42を接合し、この接合体50のまわりに樹脂プーリ部材43を射出成形により一体成形した点で前記第1実施形態と共通しているが、以下の構成が相違している。
この第5実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受1の外輪2の外周部にリング42を接合し、この接合体50のまわりに樹脂プーリ部材43を射出成形により一体成形した点で前記第1実施形態と共通しているが、以下の構成が相違している。
すなわち、リング42は、外輪2の外周部の端面に連続する環状面Sを形成する2つの円環部42aからなり、前記接合体50を、円環部42aを外輪2の外周部の両端部に接合することによって形成したものである。
リング42の円環部42aは、断面角型の円環状の鋼材からなり、その一端面(軸方向の端面)に、外輪2の端面の外径側に連続する環状面Sを有する。この円環部42aの内周部と外輪2の外周部とが、第1実施形態における、接合体10を形成する圧入接合方法によって、すなわち、リング42の円環部42aと外輪2の外周部との間に圧入代を形成し、リング42の円環部42aと外輪2との間に通電して電気抵抗熱を伴う圧入により固相接合することによって、圧入接合され、接合体50が形成される。このように形成されたこの接合体50は、その外輪2の端面の外径側に連続する環状面Sを有する。
リング42の円環部42aを外輪2に圧入接合した後、樹脂プーリ部材43が接合体50のまわりに射出成形される。この成形によって、樹脂プーリ部材43のボス部46がリング42(両円環部42a)に挟まれるように成形され、さらにボス部46から外径方向に中間部48を介して外周部47が一体に成形される。ボス部46が両円環部42aに挟まれるため、樹脂プーリ部材43の軸方向の位置ずれを防止することができる。
中間部48の幅は、外輪2の幅に対応するように成形される。この結果、そのボス部46側(内径側)の両端面が、リング42の円環部42aの環状面Sに連続し、環状面Sが放熱面として外部露出する。環状面Sは全周にわたって外部露出しているため、外輪2からリング42に伝わった熱は放熱され易い。
この発明の第6実施形態を図7に示す。
この第6実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受1の外輪2の外周部にリング52が接合され、この接合体60のまわりに樹脂プーリ部材53が射出成形により一体成形され、リング52が、外輪2の外周部の端面に連続する環状面Sを形成する2つの円環部52aを有する点で前記第5実施形態と共通しているが、以下の構成が相違している。
この第6実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受1の外輪2の外周部にリング52が接合され、この接合体60のまわりに樹脂プーリ部材53が射出成形により一体成形され、リング52が、外輪2の外周部の端面に連続する環状面Sを形成する2つの円環部52aを有する点で前記第5実施形態と共通しているが、以下の構成が相違している。
すなわち、この第6実施形態のリング52aは、前記円環部52aと、外輪2の外周部に接合され、円環部52aよりも薄肉に形成された円筒部52bからなるものとし、両円環部52aを円筒部52bで一体に連結したものである。
このリング52は、外輪2の軸方向の幅と同じ幅の鋼材からなるパイプ材の幅中央部分を切削することで、リング52を容易に作成することができる。パイプ材を切削加工したリング52が第1実施形態における、接合体10を形成する接合方法によって、すなわち、リング52の内周部と外輪2の外周部との間に圧入代を形成し、リング52と外輪2との間に通電して電気抵抗熱を伴う圧入により固相接合することによって、外輪2の外周部に圧入接合され、接合体60が形成される。
リング52を外輪2に圧入接合した後、樹脂プーリ部材53が接合体60のまわりに射出成形される。この成形によって、樹脂プーリ部材53のボス部56が円筒部52b外周部の両円環部52aに挟まれるように成形され、さらにボス部56から外径方向に中間部58を介して外周部57が一体に成形される。ボス部56が両円環部52aに挟まれるため、第5実施形態と同様、樹脂プーリ部材53の軸方向の位置ずれを防止することができる。
第6実施形態のリング52、接合体60の構造は、リング52の外輪2への接合、及びクリープに対する強度を確保することが可能な限り、適宜に変更することができる。一例として、この発明の第7実施形態を図8に示す。
この第7実施形態の樹脂プーリ付き軸受も、第6実施形態のものと同様に、リング62が、円環部62aと、外輪2の外周部に接合され、円環部62aよりも薄肉に形成された円筒部62bからなるものとし、両円環部62aを円筒部62bで一体に連結したものである。
このリング62は板材のプレス加工で形成されており、両側の円環部62aがフランジ曲げによって形成される。このように、リング62をプレス加工により形成すると、リング62を安価に製作することが可能となる。このリング62が、第6実施形態のリング52と同様、外輪2の外周部に圧入接合され、接合体70が形成される。
リング62を外輪2に圧入接合した後、樹脂プーリ部材63が接合体70のまわりに射出成形される。この成形によって、樹脂プーリ部材63のボス部66が円筒部62b外周部の両円環部62aに挟まれるように成形され、さらにボス部66から外径方向に中間部68を介して外周部67が一体に成形される。ボス部66が両円環部62aに挟まれるため、第6実施形態と同様、樹脂プーリ部材63の軸方向の位置ずれを防止することができる。
1 転がり軸受
2、2’ 外輪
3、19、23、33,43、53、63 樹脂プーリ部材
4、11、26、36、46、56、66 ボス部
5、12、27、37、47、57、67 外周部
7、7’、22、32、42、52、62 リング
8、13、28、38 リブ
9、14、29、39 放熱窓
10、20、30、40、50、60、70 接合体
15 上型
16、18 穴部
17 下型
24、34 スリーブ
25、35 フランジ
2、2’ 外輪
3、19、23、33,43、53、63 樹脂プーリ部材
4、11、26、36、46、56、66 ボス部
5、12、27、37、47、57、67 外周部
7、7’、22、32、42、52、62 リング
8、13、28、38 リブ
9、14、29、39 放熱窓
10、20、30、40、50、60、70 接合体
15 上型
16、18 穴部
17 下型
24、34 スリーブ
25、35 フランジ
Claims (9)
- 転がり軸受の外輪の外周部に金属製のリングを接合し、この接合体のまわりに樹脂プーリ部材を射出成形により一体成形した樹脂プーリ付き軸受において、
前記リングの内周部と前記外輪の外周部との間に圧入代を形成し、前記リングの内周部と前記外輪の外周部とを同心に配置し、前記リングの内周部と前記外輪の外周部との間の前記圧入代部分を接触させ軸方向に加圧力を加えた状態とし、その状態で前記リングと前記外輪との間に通電して前記圧入代部分を軟化させ、前記加圧力で前記リングと外輪とを軸方向の接合位置に押し込む圧入接合により、前記接合体を形成したことを特徴とする樹脂プーリ付き軸受。 - 前記リングを、前記外輪の外周部に接合する円環状の金属板からなるものとしたことを特徴とする請求項1に記載の樹脂プーリ付き軸受。
- 前記リングを、前記外輪の外周部に接合するスリーブと、そのスリーブより小幅で外径方向に延びるフランジとを有するものとし、前記接合体を、前記スリーブを前記外輪の外周部に接合することによって形成したことを特徴とする請求項2に記載の樹脂プーリ付き軸受。
- 前記フランジを前記スリーブの一端に設けたことを特徴とする請求項3に記載の樹脂プーリ付き軸受。
- 前記フランジを前記スリーブの軸方向の中央部に設けたことを特徴とする請求項3に記載の樹脂プーリ付き軸受。
- 前記リングを、前記外輪の外周部の端面に連続する環状面を形成する2つの円環部からなるものとし、前記接合体を、前記円環部を前記外輪の外周部の両端部に接合することによって形成したことを特徴とする請求項1に記載の樹脂プーリ付き軸受。
- 前記外輪の外周部の両端部に接合する前記リングを、前記外輪の外周部に接合され前記円環部よりも薄肉に形成された円筒部で一体に連結したものとしたことを特徴とする請求項6に記載の樹脂プーリ付き軸受。
- 前記円筒部で前記円環部を一体に連結したリングを、パイプ材の切削加工により形成したことを特徴とする請求項7に記載の樹脂プーリ付き軸受。
- 前記円筒部で前記円環部を一体に連結したリングを板材のプレス加工により形成したことを特徴とする請求項7に記載の樹脂プーリ付き軸受。
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