JP4887571B2

JP4887571B2 - Pulley device

Info

Publication number: JP4887571B2
Application number: JP2001155055A
Authority: JP
Inventors: 利樹渡辺; 宏一矢嶋
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-05-24
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: JP2002349676A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るプーリ装置は、例えばエンジンの補機やカムシャフトを回転駆動する為の駆動プーリ或は従動プーリに対する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に必要な張力を付与したりする、ガイドプーリ或はテンションプーリとして、この無端ベルトを掛け渡した状態で使用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の補機は、この自動車の走行用エンジンにより回転駆動する。即ち、この走行用エンジンのクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリと、上記補機の回転軸の端部に固定した従動プーリとの間に無端ベルトを掛け渡し、上記クランクシャフトの回転に伴って上記補機の回転軸を回転駆動している。この様な構造で、上記回転軸やカムシャフトを確実に回転駆動する為には、上記駆動プーリ或は従動プーリに対する上記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に必要な張力を付与したりして、上記駆動プーリ及び従動プーリの外周面とこの無端ベルトの内周面との係合部に滑りが生じない様にする必要がある。
【０００３】
この為に従来から、上記無端ベルトの一部で上記駆動プーリ及び従動プーリから外れた部分を、ガイドプーリ或はテンションプーリに掛け渡し、上記巻き付け角度の確保や張力付与を行なっている。又、上記駆動プーリ及び従動プーリの外周面と上記無端ベルトの内周面との摩擦面積を増大させるべく、これら各周面の幅方向に関する断面形状を波形とする事も行なわれている。ポリＶベルトと呼ばれる、内周面の断面形状を波形とした無端ベルトの内周面と、ポリＶプーリと呼ばれる外周面の断面形状を波形とした駆動プーリ及び従動プーリの外周面とを摩擦係合すれば、動力伝達部である上記無端ベルトの内周面とこれら駆動プーリ及び従動プーリの外周面との摩擦面積を広くして、動力伝達部での滑りを抑える事ができる。尚、ポリＶベルトの場合でも、外周面の断面形状は単なる直線状としている。従って、上記ガイドプーリ及びテンションプーリのうち、上記ポリＶベルトの内周面と係合するプーリの外周面の断面形状は波形とするが、このポリＶベルトの外周面と係合するプーリの外周面の断面形状は、単なる直線状とする。
【０００４】
図１〜４は、この様な目的で従来から使用されているプーリ装置の４例を示している。このうちの図１〜２に示した２例は、上記ポリＶベルトの内周面と係合する構造のものを示している。これに対して、図３〜４に示した２例は、上記ポリＶベルトの外周面に押し付けられる構造のものを示している。
【０００５】
先ず、図１に示した第１例のプーリ装置は、鋼板等の金属板をプレス成形して成るプーリ１の中心部に設けた軸受抱持部２に、深溝型玉軸受等の転がり軸受３を抱持して成る。上記プーリ１は、ポリＶベルトの内周面と係合する為に外周面の断面形状を波形とした外径側円筒部４と、上記軸受抱持部２を構成する為の内径側円筒部５とを互いに同心に配置し、これら両円筒部４、５の軸方向一端縁同士を円輪状の連結部６により連結して成る。上記内径側円筒部５の軸方向他端縁は径方向内方に折り曲げて内向フランジ状の係止鍔部７とし、この係止鍔部７と上記内径側円筒部５とにより、上記軸受抱持部２を構成している。そして、この様な軸受抱持部２に、上記転がり軸受３を構成する外輪８を、締り嵌めにより内嵌固定している。自動車用エンジンへの組み付け時には上記転がり軸受３を構成する内輪９を図示しない支持軸に外嵌すると共に、上記プーリ１を上記ポリＶベルトの内周面に押し付ける。
【０００６】
又、図２に示した第２例のプーリ装置は、鋳鉄或はアルミニウム合金ダイキャスト等の金属を鋳造して成る、或は金属素材に削り加工を施して成るプーリ１ａの中心部に設けた軸受抱持部２ａに、転がり軸受３を抱持して成る。この軸受抱持部２ａの端部にも、内向フランジ状の係止鍔部７ａを形成している。本例の場合も、上記プーリ１ａの外周面の断面形状を波形として、このプーリ１ａの外周面とポリＶベルトの内周面とを係合自在としている。
【０００７】
又、図３に示した第３例のプーリ装置は、上述した第１例の場合と同様に、鋼板等の金属板をプレス成形して成るプーリ１ｂの中心部に設けた軸受抱持部２に、深溝型玉軸受等の転がり軸受３を抱持して成る。但し、本例の場合、上記プーリ１ｂの外周面は、ポリＶベルトの外周面と係合させる為に、断面形状を単なる直線状としている。
【０００８】
更に、図４に示した第４例のプーリ装置は、上述した第２例の場合と同様に、鋳鉄或はアルミニウム合金ダイキャスト等の金属を鋳造して成る、或は金属素材に削り加工を施して成るプーリ１ｃの中心部に設けた軸受抱持部２ａに、転がり軸受３を抱持して成る。但し、本例の場合、上記プーリ１ｃの外周面は、ポリＶベルトの外周面と係合させる為に、断面形状を単なる直線状としている。
【０００９】
上述の様な構造を有する、従来から知られているプーリ装置を構成するプーリ１、１ａ〜１ｃの表面には、防錆を目的として電着カチオン塗装皮膜を形成する事が行なわれている。但し、何れの場合でも、転がり軸受３の外輪８を内嵌固定する軸受抱持部２、２ａの内周面には、上記電着カチオン塗装皮膜を形成していなかった。この理由は、上記外輪８と上記軸受抱持部２、２ａとの嵌合締め代を厳密に規制し、この外輪８を軸受抱持部２、２ａに内嵌固定した状態で、上記転がり軸受３のラジアル内部隙間を適正値にする為である。
【００１０】
即ち、従来は、電着カチオン塗装皮膜を施すと、上記軸受抱持部２、２ａの内径寸法がばらつき、上記転がり軸受３のラジアル内部隙間が適正値から外れて、この転がり軸受３の転がり疲れ寿命が短くなったり（負のラジアル内部隙間でその絶対値が大きくなった場合）、転がり軸受３の剛性が低くなってプーリの振れが大きくなったり（正のラジアル内部隙間が大きくなった場合）するものと考えられていた。この為、上記プーリ１、１ａ〜１ｃの表面に電着カチオン塗装を行なう際に、上記軸受抱持部２、２ａの内周面にマスキングを施してこの内周面に電着カチオン塗装皮膜を形成しない様にしたり、或は上記軸受抱持部２、２ａの内周面に形成された電着カチオン塗装皮膜を後から除去する様にしていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様なプーリ装置を自動車用エンジンに組み付けて使用した場合に、転がり軸受の転がり接触部分（内輪軌道、外輪軌道、転動面）に、しばしば早期剥離が発生する事が知られている。この様な早期剥離は、転がり軸受の一般的な転がり疲れ寿命とは異なり、本来の転がり疲れ寿命よりも遥かに短い期間で発生する。特に、無端ベルトとして、一般的なＶベルトに代えてポリＶベルトを使用した場合に、早期剥離が発生し易くなる事も知られている。
【００１２】
この様な、ポリＶベルトの使用に伴って発生する、プーリ装置特有の早期剥離の原因に就いて本発明者等が研究したところ、上記転がり接触部分にイオン化した水素原子が吸着し、この水素原子が更にこの転がり接触部分の内部に侵入して、当該部分に組織変化（白色組織）を引き起こす事が原因であると考えられるに至った。そして、水素原子（水素イオン）が上記転がり接触部分の内部に侵入する為には、プーリの外周面とポリＶベルトとの接触部分（微小摩擦係合部分）で発生する静電気が大きく影響する事が分かった。即ち、この静電気に基づいて上記転がり接触部分に微小電流が流れる結果、（当該部分の電荷が−になった状態で）水素イオン（Ｈ⁺ ）をこの転がり接触部分に吸着し、更にこの転がり接触部分の内部にまで引き入れて、上記組織変化を引き起こすものと考えられるに至った。
【００１３】
プーリとして、絶縁材である合成樹脂製のものを使用する構造が従来から知られており、この様な構造の場合には、上述の様な原因での早期剥離は発生しない。但し、合成樹脂製プーリは金属製のプーリに比べて耐摩耗性が劣る為、プーリ装置の耐久性を確保する事が難しい場合がある。
本発明は、この様な事情に鑑み、優れた耐摩耗性を有する金属製のプーリを使用した構造で、上記転がり接触部分に微小電流が流れる事を防止できる構造を低コストで実現すべく発明したものである。即ち、この転がり接触部分の電荷が−になる事を防止して、この転がり接触部分に水素イオンが吸着され、更にこの水素イオンがこの転がり接触部分の内部にまで侵入する事を防止し、この転がり接触部分に上述の様な組織変化が発生するのを防止して、優れた耐久性を有するプーリ装置を実現すべく発明したものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のプーリ装置は、前述の従来から知られているプーリ装置と同様に、エンジンのシリンダブロック等の金属製の固定部材に支持された支持軸の周囲に金属製の転がり軸受を介して回転自在に設けられる金属製のプーリを備える。
特に、本発明のプーリ装置に於いては、上記転がり軸受を構成する外輪を圧入固定する軸受抱持部を含む、上記プーリの表面全体を、絶縁性を有する電着カチオン塗装皮膜で覆う事により、上記外輪とこのプーリとを絶縁すると共に、このプーリ表面に防食処理を施している。又、表面を電着カチオン塗装皮膜により覆う以前での上記軸受抱持部の真円度を５μｍ以下とし、同じく表面粗さを１０点平均粗さで２５Ｒｚ以下としている。
又、好ましくは、請求項２に記載した様に、外輪をプーリの軸受抱持部に圧入固定した状態での上記転がり軸受のラジアル内部隙間の大きさを、−１０μｍ〜０μｍとする。
【００１５】
【作用】
上述の様に構成する本発明のプーリ装置によれば、プーリの表面の防食を図ると同時に、転がり軸受の転がり接触部分に微小電流が流れる事を防止できる。即ち、それぞれが金属製であるプーリと転がり軸受の外輪との間に、電気抵抗値が大きな電着カチオン塗装皮膜を設け、これらプーリと外輪とを絶縁している為、無端ベルト部分で発生してこのプーリに伝わった静電気が、上記転がり軸受内を流れる事はない。この為、この転がり軸受の内部に存在する転がり接触部分の電荷が−になる事を防止して、この転がり接触部分に水素イオンが吸着され、更にこの水素イオンがこの転がり接触部分の内部にまで侵入する事を防止する。そして、この転がり接触部分に前述の様な組織変化が発生するのを防止し、優れた耐久性を有するプーリ装置を実現できる。
【００１６】
しかも、上記電着カチオン塗装皮膜は、上記金属製のプーリの表面に防食の為の皮膜を形成するのと同時に形成できる為、上記微小電流が流れるのを防止する為に特にコストを要する事はない。
又、表面を電着カチオン塗装皮膜により覆う以前での軸受抱持部の真円度を５μｍ以下に抑え、同じく表面粗さを１０点平均粗さで２５Ｒｚ以下に抑えているので、上記軸受抱持部に上記外輪を圧入固定する際に、上記電着カチオン塗装皮膜が剥れる事を防止できる。そして、この電着カチオン塗装皮膜による上記組織変化の発生防止を確実に行なえる様にできる。
又、請求項２に記載した様に、外輪をプーリの軸受抱持部に圧入固定した状態での上記転がり軸受のラジアル内部隙間の大きさを、−１０μｍ〜０μｍの範囲内に規制すれば、プーリの振れを抑えると共に、上記転がり軸受の疲れ寿命の確保を図れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に就いて説明するが、本発明の特徴は、転がり軸受を構成する外輪に対してプーリを圧入固定する構造で、ポリＶベルト部分で発生して金属製のプーリ１、１ａ〜１ｃに伝わった静電気が、転がり軸受３の外輪８にまで流れない様にして、この転がり軸受３の疲れ寿命の向上を図る点にある。プーリ装置の基本的な構造自体は、前述の図１〜４に示した様な、従来から知られているプーリ装置の構造と同様である。就いては、以下の説明は、上記図１〜４に示した構造に、本発明を適用する場合に就いて説明する。
【００１８】
図１〜４に示したプーリ装置に本発明を適用する場合、軸受抱持部２、２ａ部分を含んで、上記プーリ１、１ａ〜１ｃの表面全体を、電着カチオン塗装皮膜により覆う。この様にしてこれら各プーリ１、１ａ〜１ｃの表面全体を覆った電着カチオン塗装皮膜のうち、上記軸受抱持部２、２ａの内面（内周面及び係止鍔部７の内側面）を覆う電着カチオン塗装皮膜は、上記各プーリ１、１ａ〜１ｃと上記外輪８とを絶縁する為の絶縁層として機能する。これに対して、上記軸受抱持部２、２ａの内面以外の部分を覆う電着カチオン塗装皮膜は、上記各プーリ１、１ａ〜１ｃの表面が錆びるのを防止する防食皮膜として機能する。
【００１９】
本発明のプーリ装置は、上述の様に、上記軸受抱持部２、２ａ部分を含む、上記各プーリ１、１ａ〜１ｃの表面全体を上記電着カチオン塗装皮膜により覆うので、上記軸受抱持部２、２ａの内径側に抱持固定した転がり軸受３の転がり接触部分に微小電流が流れる事を防止できる。即ち、それぞれが金属製である上記各プーリ１、１ａ〜１ｃと上記転がり軸受３の外輪８との間に、電気抵抗値が大きな電着カチオン塗装皮膜を設け、これら各プーリ１、１ａ〜１ｃと外輪８とを絶縁している為、無端ベルトであるポリＶベルト部分で発生して上記各プーリ１、１ａ〜１ｃに伝わった静電気が、上記転がり軸受３内を流れる事はない。
【００２０】
この為、この転がり軸受３の内部に存在する転がり接触部分、即ち、上記外輪８の内周面に形成した外輪軌道１０及び上記内輪９の外周面に形成した内輪軌道１１と、これら両軌道１０、１１同士の間に設けた複数の玉１２、１２の転動面との転がり接触部分の電荷が−になる事を防止できる。そして、この転がり接触部分に水素イオンが吸着され、更にこの水素イオンがこの転がり接触部分の内部にまで侵入する事を防止する。この結果、この転がり接触部分に前述の様な組織変化が発生するのを防止し、優れた耐久性を有するプーリ装置を実現できる。
【００２１】
しかも、上記電着カチオン塗装皮膜は、上記各金属製のプーリ１、１ａ〜１ｃの表面に防食の為の皮膜を形成するのと同時に形成できる為、上記微小電流が流れるのを防止する為に特にコストを要する事はない。即ち、上記各プーリ１、１ａ〜１ｃの表面に電着カチオン塗装皮膜を形成する作業は、本来、上記転がり軸受３の耐久性確保以外の要求を満たす為に行なうものである。本発明を実施する場合には、この電着カチオン塗装皮膜を、従来は施さなかった軸受抱持部２、２ａの内面にまで施すのみで、上記転がり軸受３の耐久性向上を図るものである。上記電着カチオン塗装皮膜を、上記軸受抱持部２、２ａを除いた部分のみに形成するよりも、この軸受抱持部２、２ａを含む表面全体に形成する作業の方が容易である。又、この軸受抱持部２、２ａを被覆する為の塗料の量は少量で済む。従って、本発明により上記転がり軸受３の耐久性向上を図る場合、余分なコストを要する事は殆どない。むしろ、上記軸受抱持部２、２ａに塗料を付着させない為に行なう、マスキングや削り取り等の手間が不要になる分、コスト低減を図れる余地がある。
【００２２】
又、上記各プーリ１、１ａ〜１ｃが振れを抑える必要があるものである場合には、前記外輪８をこれら各プーリ１、１ａ〜１ｃの軸受抱持部２、２ａに圧入固定した状態での上記転がり軸受３のラジアル内部隙間の大きさを、−１０μｍ〜０μｍの範囲内に規制する。このラジアル内部隙間の大きさをこの範囲内に納めれば、上記各プーリ１、１ａ〜１ｃの振れを抑えると共に、上記転がり軸受３の疲れ寿命の確保を図れる。即ち、上記各プーリ１、１ａ〜１ｃの振れを抑える為には、上記転がり軸受３の角隙間を小さくする必要があり、この角隙間を小さく抑える為には、上記ラジアル内部隙間を小さく抑える必要がある。例えば、このラジアル内部隙間を負の値とし、その絶対値を大きくすれば上記振れを小さく抑える事ができる。一方、負のラジアル内部隙間の絶対値を大きくすると、上記転がり軸受３の転がり接触部の面圧が高くなって、この転がり軸受３の疲れ寿命が短くなる。
【００２３】
これに対して、上記転がり軸受３のラジアル内部隙間の大きさを、−１０μｍ〜０μｍの範囲内に規制すれば、上記振れの抑制と疲れ寿命の確保とを両立させる事ができる。図５は、プーリの回転支持に利用する転がり軸受として一般的な、呼び番号が６２０３である単列深溝型玉軸受（内輪内径＝１７mm、外輪外径＝４０mm、幅＝１２mm）に４９０Ｎ（５０kgf ）のラジアル荷重を負荷した状態での、ラジアル内部隙間と疲れ寿命との関係を表している。この様な図５で、横軸はラジアル内部隙間の大きさを表している。又、縦軸は疲れ寿命を、ラジアル内部隙間を０とした場合の寿命に対する比（寿命比）として表している。この様な図５から明らかな通り、上記ラジアル内部隙間の大きさを−１０μｍ〜０μｍの範囲内に規制すれば、上記疲れ寿命を、このラジアル内部隙間が０である場合と同等かそれ以上確保できる。
【００２４】
更に、水素イオンの侵入に基づく脆性低下による上記転がり軸受３の疲れ寿命の低下防止効果をより確実に得る為に、前記軸受抱持部２、２ａの内面、特に内周面の真円度を向上させ、表面を平滑にしている。即ち、本発明を実施する場合には、表面を電着カチオン塗装皮膜により覆われた上記軸受抱持部２、２ａ内に上記転がり軸受３を構成する外輪８を、締り嵌めで圧入固定する。この圧入固定作業の際に上記軸受抱持部２、２ａの内周面を覆った上記電着カチオン塗装皮膜が強く擦られて、この内周面から剥れ落ちる可能性がある。そして、剥れ落ちた場合には、前記各プーリ１、１ａ〜１ｃと上記外輪８とが金属同士で接触して電気的に導通するので、上記疲れ寿命の低下防止効果を十分に得られなくなる。
【００２５】
これに対して本発明は、表面を電着カチオン塗装皮膜により覆う以前での上記軸受抱持部２、２ａの真円度を５μｍ以下に抑え、同じく表面粗さを１０点平均粗さで２５Ｒｚ以下に抑えるので、上記軸受抱持部２、２ａに上記外輪８を圧入固定する際に、上記電着カチオン塗装皮膜が剥れる事を防止できる。即ち、真円度を向上させる事により、上記外輪８の圧入時に、この外輪８の一部外周面と上記軸受抱持部２、２ａの一部内周面とが特に強く擦れ合う事を防止して、上記電着カチオン塗装皮膜が円周方向の一部で剥れ落ちる事を防止できる。又、上記表面粗さを向上させて上記軸受抱持部２、２ａの内周面を平滑にするので、この内周面の一部に存在する微小突起部分で上記電着カチオン塗装が削り取られる事を防止できる。そして、この電着カチオン塗装皮膜による上記組織変化の発生防止を確実に行なえる様にできる。尚、上記真円度を５μｍ以下に、表面粗さを２５Ｒｚ以下に、それぞれ抑える作業は、旋削、研削等の機械加工により行なう。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成し作用するので、転がり軸受を構成する外輪に対してプーリを圧入固定する構造で、このプーリを支持するこの転がり軸受に、水素原子の吸着に基づく早期剥離が発生するのを防止して、優れた耐久性を有するプーリ装置を、低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象となるプーリ装置の第１例を示す断面図。
【図２】同第２例を示す断面図。
【図３】同第３例を示す断面図。
【図４】同第４例を示す断面図。
【図５】ラジアル内部隙間の大きさが転がり軸受の疲れ寿命に及ぼす影響を示す線図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃプーリ
２、２ａ軸受抱持部
３転がり軸受
４外径側円筒部
５内径側円筒部
６連結部
７、７ａ係止鍔部
８外輪
９内輪
１０外輪軌道
１１内輪軌道
１２玉[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The pulley device according to the present invention secures the winding angle of the endless belt with respect to, for example, a driving pulley or a driven pulley for rotationally driving an engine accessory or a camshaft, or applies a necessary tension to the endless belt. The endless belt is used as a guide pulley or tension pulley.
[0002]
[Prior art]
Auxiliary equipment for automobiles is driven to rotate by a traveling engine of the automobile. That is, an endless belt is stretched between the driving pulley fixed to the end of the crankshaft of the traveling engine and the driven pulley fixed to the end of the rotating shaft of the auxiliary machine, and as the crankshaft rotates. The rotary shaft of the auxiliary machine is driven to rotate. In such a structure, in order to reliably rotate and drive the rotating shaft and camshaft, the winding angle of the endless belt with respect to the driving pulley or the driven pulley is secured, or the tension necessary for the endless belt is secured. It is necessary to prevent slippage at the engaging portion between the outer peripheral surface of the driving pulley and the driven pulley and the inner peripheral surface of the endless belt.
[0003]
For this reason, conventionally, a part of the endless belt, which is separated from the driving pulley and the driven pulley, is stretched over a guide pulley or a tension pulley to secure the winding angle and to apply tension. Further, in order to increase the friction area between the outer peripheral surface of the drive pulley and the driven pulley and the inner peripheral surface of the endless belt, the cross-sectional shape in the width direction of each peripheral surface is also corrugated. Friction between the inner peripheral surface of an endless belt called a poly V belt whose corrugated cross-sectional shape is the inner peripheral surface of the drive pulley and the driven pulley whose corrugated cross-sectional shape is called poly V pulley. If combined, the friction area between the inner peripheral surface of the endless belt, which is the power transmission unit, and the outer peripheral surfaces of the drive pulley and the driven pulley can be increased, and slippage at the power transmission unit can be suppressed. Even in the case of the poly V belt, the cross-sectional shape of the outer peripheral surface is a simple linear shape. Accordingly, of the guide pulley and the tension pulley, the outer peripheral surface of the pulley that engages with the inner peripheral surface of the poly V belt is corrugated, but the outer periphery of the pulley that engages with the outer peripheral surface of the poly V belt. The cross-sectional shape of the surface is simply a straight line.
[0004]
1-4 show four examples of pulley devices conventionally used for such purposes. Of these, the two examples shown in FIGS. 1 and 2 show a structure that engages with the inner peripheral surface of the poly V belt. On the other hand, the two examples shown in FIGS. 3 to 4 show structures that are pressed against the outer peripheral surface of the poly V belt.
[0005]
First, in the pulley apparatus of the first example shown in FIG. 1, a rolling bearing 3 such as a deep groove type ball bearing is provided on a bearing holding portion 2 provided at the center of a pulley 1 formed by press-molding a metal plate such as a steel plate. Hugging. The pulley 1 includes an outer diameter side cylindrical portion 4 having a corrugated cross section of the outer peripheral surface for engaging with the inner peripheral surface of the poly V belt, and an inner diameter side cylindrical portion for constituting the bearing holding portion 2. 5 are arranged concentrically with each other, and one end edges in the axial direction of both cylindrical portions 4 and 5 are connected by an annular connecting portion 6. The other end in the axial direction of the inner diameter side cylindrical portion 5 is bent inward in the radial direction to form an inward flange-like locking collar portion 7. The holding part 2 is comprised. And the outer ring | wheel 8 which comprises the said rolling bearing 3 is internally fitted and fixed to such a bearing holding part 2 by interference fitting. When assembled to an automobile engine, the inner ring 9 constituting the rolling bearing 3 is fitted on a support shaft (not shown) and the pulley 1 is pressed against the inner peripheral surface of the poly V belt.
[0006]
The pulley apparatus of the second example shown in FIG. 2 is provided at the center of a pulley 1a formed by casting a metal such as cast iron or aluminum alloy die cast, or by cutting a metal material. The rolling bearing 3 is held in the bearing holding portion 2a. An inward flange-like locking collar portion 7a is also formed at the end of the bearing holding portion 2a. Also in this example, the outer peripheral surface of the pulley 1a is corrugated, and the outer peripheral surface of the pulley 1a and the inner peripheral surface of the poly V belt are freely engageable.
[0007]
Further, the pulley apparatus of the third example shown in FIG. 3 has a bearing holding part 2 provided at the center part of a pulley 1b formed by press-molding a metal plate such as a steel plate as in the case of the first example. And a rolling bearing 3 such as a deep groove type ball bearing. However, in the case of this example, the outer peripheral surface of the pulley 1b has a simple linear cross-sectional shape in order to engage with the outer peripheral surface of the poly V belt.
[0008]
Further, the pulley apparatus of the fourth example shown in FIG. 4 is formed by casting a metal such as cast iron or aluminum alloy die-cast, or cutting a metal material, as in the case of the second example. A rolling bearing 3 is held by a bearing holding portion 2a provided at the center of a pulley 1c. However, in the case of this example, the outer peripheral surface of the pulley 1c has a simple linear cross-sectional shape in order to engage with the outer peripheral surface of the poly V belt.
[0009]
An electrodeposited cationic coating film is formed on the surfaces of the pulleys 1 and 1a to 1c constituting the conventionally known pulley apparatus having the above-described structure for the purpose of preventing rust. However, in any case, the electrodeposition cation coating film was not formed on the inner peripheral surfaces of the bearing holding portions 2 and 2a for internally fitting and fixing the outer ring 8 of the rolling bearing 3. The reason for this is that the tightening allowance between the outer ring 8 and the bearing holding parts 2 and 2a is strictly regulated, and the rolling bearing is in a state where the outer ring 8 is fitted and fixed to the bearing holding parts 2 and 2a. This is because the radial internal clearance of 3 is set to an appropriate value.
[0010]
That is, conventionally, when the electrodeposition cationic coating film is applied, the inner diameter dimensions of the bearing holding portions 2 and 2a vary, the radial internal gap of the rolling bearing 3 deviates from an appropriate value, and rolling fatigue of the rolling bearing 3 occurs. Life is shortened (when the absolute value is increased due to the negative radial internal clearance), the rigidity of the rolling bearing 3 is decreased and the pulley runout is increased (when the positive radial internal clearance is increased) It was thought to be. For this reason, when performing electrodeposition cation coating on the surfaces of the pulleys 1, 1a to 1c, masking is applied to the inner peripheral surfaces of the bearing holding portions 2, 2a, and an electrodeposition cation coating film is applied to the inner peripheral surfaces. The electrodeposition cationic coating film formed on the inner peripheral surfaces of the bearing holding portions 2 and 2a is removed later.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
It is known that when the pulley device as described above is assembled and used in an automobile engine, early peeling often occurs at the rolling contact portion (inner ring raceway, outer ring raceway, rolling surface) of the rolling bearing. Such early delamination occurs in a much shorter period than the original rolling fatigue life, unlike the general rolling fatigue life of rolling bearings. In particular, when a poly V belt is used instead of a general V belt as an endless belt, it is known that early peeling is likely to occur.
[0012]
As a result of studies by the present inventors on the cause of the early separation specific to the pulley device that occurs with the use of the poly V belt, ionized hydrogen atoms are adsorbed on the rolling contact portion, and this hydrogen It was thought that this was caused by atoms further entering the inside of the rolling contact part and causing a structural change (white structure) in the part. In order for hydrogen atoms (hydrogen ions) to enter the inside of the rolling contact portion, static electricity generated at the contact portion (micro friction engagement portion) between the outer peripheral surface of the pulley and the poly V belt is greatly affected. I understood. That is, as a result of a minute current flowing through the rolling contact portion based on the static electricity, hydrogen ions (H ⁺ ) are adsorbed to the rolling contact portion (in a state where the charge of the portion becomes-), and further, this rolling contact portion It came to be considered to cause the above-mentioned organization change by pulling into the inside of the part.
[0013]
As a pulley, a structure using a synthetic resin made of an insulating material has been conventionally known. In such a structure, early peeling due to the above-described causes does not occur. However, since the synthetic resin pulley is inferior in wear resistance to the metal pulley, it may be difficult to ensure the durability of the pulley device.
In view of such circumstances, the present invention is a structure that uses a metal pulley having excellent wear resistance, and is designed to realize a structure that can prevent a minute current from flowing through the rolling contact portion at a low cost. It is a thing. That is, the charge at the rolling contact portion is prevented from becoming-, hydrogen ions are adsorbed on the rolling contact portion, and further, the hydrogen ions are prevented from entering the inside of the rolling contact portion. The invention has been invented to realize a pulley apparatus having excellent durability by preventing the occurrence of the above-described change in structure at the rolling contact portion.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The pulley device of the present invention is rotated through a metal rolling bearing around a support shaft supported by a metal fixing member such as an engine cylinder block or the like, similarly to the conventionally known pulley device. A metal pulley provided freely is provided.
In particular, in the pulley apparatus of the present invention, the entire surface of the pulley including the bearing holding portion for press-fitting and fixing the outer ring constituting the rolling bearing is covered with an electrodeposited cationic coating film having insulating properties. The outer ring and the pulley are insulated and the pulley surface is subjected to anticorrosion treatment. Further, the roundness of the bearing holding portion before the surface is covered with the electrodeposited cationic coating film is 5 μm or less, and the surface roughness is 10 R average roughness of 25 Rz or less.
Preferably, as described in claim 2, the size of the radial internal clearance of the rolling bearing in a state where the outer ring is press-fitted and fixed to the bearing holding portion of the pulley is set to −10 μm to 0 μm .
[0015]
[Action]
According to the pulley device of the present invention configured as described above, it is possible to prevent corrosion of the surface of the pulley and at the same time prevent a minute current from flowing through the rolling contact portion of the rolling bearing. In other words, an electrodeposited cationic coating film with a large electrical resistance is provided between the pulley made of metal and the outer ring of the rolling bearing, and these pulleys and the outer ring are insulated. Static electricity transmitted to the lever pulley does not flow in the rolling bearing. For this reason, the charge of the rolling contact portion existing inside the rolling bearing is prevented from becoming negative, hydrogen ions are adsorbed on the rolling contact portion, and further, the hydrogen ions reach the inside of the rolling contact portion. Prevent intrusion. Then, it is possible to prevent the occurrence of the tissue change as described above in the rolling contact portion, and to realize a pulley apparatus having excellent durability.
[0016]
Moreover, since the electrodeposition cationic coating film can be formed simultaneously with the formation of the anticorrosion film on the surface of the metal pulley, it is particularly expensive to prevent the minute current from flowing. Absent.
Further, since the roundness of the bearing holding portion before the surface is covered with the electrodeposited cationic coating film is suppressed to 5 μm or less, and the surface roughness is also suppressed to 25 Rz or less with an average roughness of 10 points, the above bearing holding When the outer ring is press-fitted and fixed to the holding portion, the electrodeposition cationic coating film can be prevented from peeling off. And the generation | occurrence | production prevention of the said structure change by this electrodeposition cation coating film can be performed reliably.
Further, as described in claim 2, if the size of the radial internal clearance of the rolling bearing in a state where the outer ring is press-fitted and fixed to the bearing holding portion of the pulley is regulated within a range of −10 μm to 0 μm, It is possible to suppress the pulley runout and to secure the fatigue life of the rolling bearing .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The feature of the present invention is a structure in which a pulley is press-fitted and fixed to an outer ring constituting a rolling bearing. 1, 1 a to 1 c is intended to improve the fatigue life of the rolling bearing 3 so that static electricity transmitted to the outer ring 8 of the rolling bearing 3 does not flow. The basic structure of the pulley apparatus itself is the same as the structure of a conventionally known pulley apparatus as shown in FIGS. In the following description, the present invention is applied to the structure shown in FIGS.
[0018]
When the present invention is applied to the pulley apparatus shown in FIGS. 1 to 4, the entire surfaces of the pulleys 1, 1 a to 1 c including the bearing holding portions 2 and 2 a are covered with an electrodeposition cationic coating film. Of the electrodeposition cationic coating film covering the entire surface of each of the pulleys 1, 1a to 1c in this way, the inner surfaces of the bearing holding portions 2, 2a (the inner peripheral surface and the inner surface of the locking collar portion 7). The electrodeposited cationic coating film covering the surface functions as an insulating layer for insulating the pulleys 1, 1 a to 1 c and the outer ring 8. On the other hand, the electrodeposition cationic coating film that covers the portions other than the inner surfaces of the bearing holding portions 2 and 2a functions as an anticorrosion film that prevents the surfaces of the pulleys 1 and 1a to 1c from rusting.
[0019]
As described above, the pulley apparatus of the present invention covers the entire surface of each of the pulleys 1, 1 a to 1 c including the bearing holding portions 2, 2 a with the electrodeposition cationic coating film. It is possible to prevent a minute current from flowing through the rolling contact portion of the rolling bearing 3 held and fixed to the inner diameter side of the portions 2 and 2a. That is, an electrodeposited cationic coating film having a large electric resistance value is provided between the pulleys 1, 1 a to 1 c each made of metal and the outer ring 8 of the rolling bearing 3, and these pulleys 1, 1 a to 1 c are provided. Since the outer ring 8 and the outer ring 8 are insulated, static electricity generated in the poly V belt portion which is an endless belt and transmitted to the pulleys 1, 1 a to 1 c does not flow through the rolling bearing 3.
[0020]
For this reason, the rolling contact portion existing inside the rolling bearing 3, that is, the outer ring raceway 10 formed on the inner peripheral surface of the outer ring 8, the inner ring raceway 11 formed on the outer peripheral surface of the inner ring 9, and both the raceways 10 , 11 can prevent the electric charges at the rolling contact portions with the rolling surfaces of the balls 12, 12 provided between the balls 11 from becoming negative. Then, hydrogen ions are adsorbed on the rolling contact portion, and further, this hydrogen ion is prevented from entering the inside of the rolling contact portion. As a result, it is possible to prevent a change in the structure as described above from occurring in the rolling contact portion, and to realize a pulley apparatus having excellent durability.
[0021]
Moreover, the electrodeposition cationic coating film can be formed at the same time as the anticorrosion film is formed on the surface of each of the metal pulleys 1, 1a to 1c, so that the minute current does not flow. There is no particular cost. That is, the operation of forming the electrodeposition cationic coating film on the surfaces of the pulleys 1, 1 a to 1 c is originally performed in order to satisfy requirements other than ensuring the durability of the rolling bearing 3. In carrying out the present invention, the electrodeposition cationic coating film is only applied to the inner surfaces of the bearing holding portions 2 and 2a which have not been conventionally applied, and the durability of the rolling bearing 3 is improved. . The operation of forming the electrodeposition cationic coating film on the entire surface including the bearing holding portions 2 and 2a is easier than forming only the portion excluding the bearing holding portions 2 and 2a. Further, the amount of paint for covering the bearing holding portions 2 and 2a is small. Therefore, when the durability of the rolling bearing 3 is improved according to the present invention, there is almost no need for extra cost. Rather, there is room for cost reduction because the labor of masking and scraping, etc., which is performed in order to prevent the paint from adhering to the bearing holding portions 2 and 2a, is unnecessary.
[0022]
When the pulleys 1 and 1a to 1c need to suppress vibration, the outer ring 8 is press-fitted and fixed to the bearing holding portions 2 and 2a of the pulleys 1 and 1a to 1c. The size of the radial internal clearance of the rolling bearing 3 is regulated within the range of −10 μm to 0 μm. If the size of the radial internal gap is within this range, the swing of the pulleys 1, 1 a to 1 c can be suppressed, and the fatigue life of the rolling bearing 3 can be ensured. That is, in order to suppress the swing of the pulleys 1, 1a to 1c, it is necessary to reduce the angular gap of the rolling bearing 3, and in order to reduce the angular gap, it is necessary to suppress the radial internal gap. There is. For example, if the radial internal gap is set to a negative value and the absolute value thereof is increased, the shake can be reduced. On the other hand, when the absolute value of the negative radial internal gap is increased, the surface pressure of the rolling contact portion of the rolling bearing 3 is increased, and the fatigue life of the rolling bearing 3 is shortened.
[0023]
On the other hand, if the size of the radial internal gap of the rolling bearing 3 is regulated within a range of −10 μm to 0 μm, it is possible to achieve both the suppression of the deflection and the securing of the fatigue life. FIG. 5 shows 490 N (50 kgf) in a single-row deep groove ball bearing (inner ring inner diameter = 17 mm, outer ring outer diameter = 40 mm, width = 12 mm), which is a typical rolling bearing used for supporting the rotation of pulleys and having a nominal number of 6203. ) Represents the relationship between the radial internal clearance and the fatigue life when the radial load is applied. In FIG. 5, the horizontal axis represents the size of the radial internal gap. The vertical axis represents the fatigue life as a ratio (life ratio) to the life when the radial internal gap is zero. As is apparent from FIG. 5, if the radial internal gap is restricted within the range of −10 μm to 0 μm, the fatigue life is equal to or greater than that when the radial internal gap is zero. it can.
[0024]
Further, in order to more surely obtain the effect of preventing the fatigue life of the rolling bearing 3 from being lowered due to the brittleness reduction due to the penetration of hydrogen ions, the roundness of the inner surfaces of the bearing holding portions 2, 2a, particularly the inner peripheral surface, is increased. to improve, and to smooth the surface. That is, when the present invention is carried out, the outer ring 8 constituting the rolling bearing 3 is press-fitted and fixed with an interference fit in the bearing holding portions 2 and 2a whose surfaces are covered with an electrodeposition cationic coating film. During the press-fitting and fixing work, the electrodeposition cationic coating film covering the inner peripheral surfaces of the bearing holding portions 2 and 2a may be rubbed strongly and peeled off from the inner peripheral surfaces. And when it peels off, since each said pulley 1, 1a-1c and the said outer ring | wheel 8 contact each other and electrically conduct | electrically_connect, the said fatigue life fall prevention effect cannot fully be acquired. .
[0025]
On the other hand, in the present invention , the roundness of the bearing holding portions 2 and 2a before the surface is covered with the electrodeposited cationic coating film is suppressed to 5 μm or less, and the surface roughness is 25 Rz with 10-point average roughness. Therefore, when the outer ring 8 is press-fitted and fixed to the bearing holding portions 2 and 2a, the electrodeposition cationic coating film can be prevented from peeling off. That is, by improving the roundness, when the outer ring 8 is press-fitted, a part of the outer peripheral surface of the outer ring 8 and a part of the inner peripheral surface of the bearing holding portions 2 and 2a are prevented from rubbing particularly strongly. The electrodeposition cationic coating film can be prevented from peeling off at a part in the circumferential direction. Further, since the surface roughness is improved and the inner peripheral surfaces of the bearing holding portions 2 and 2a are smoothed, the electrodeposition cation coating is scraped off at the minute projections existing on a part of the inner peripheral surfaces. You can prevent things. And the generation | occurrence | production prevention of the said structure change by this electrodeposition cation coating film can be performed reliably. The operations for suppressing the roundness to 5 μm or less and the surface roughness to 25 Rz or less are performed by machining such as turning and grinding.
[0026]
【Effect of the invention】
Since the present invention is configured and operates as described above, the pulley is press-fitted and fixed to the outer ring constituting the rolling bearing. The rolling bearing that supports the pulley has an early separation based on adsorption of hydrogen atoms. It is possible to prevent the occurrence of the occurrence of a pulley apparatus having excellent durability at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first example of a pulley device that is an object of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing the second example.
FIG. 3 is a sectional view showing the third example.
FIG. 4 is a sectional view showing the fourth example.
FIG. 5 is a diagram showing the influence of the size of a radial internal gap on the fatigue life of a rolling bearing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b, 1c Pulley 2, 2a Bearing holding part 3 Rolling bearing 4 Outer diameter side cylindrical part 5 Inner diameter side cylindrical part 6 Connection part 7, 7a Locking collar part 8 Outer ring 9 Inner ring 10 Outer ring track 11 Inner ring track 12 ball

Claims

金属製の固定部材に支持された支持軸の周囲に金属製の転がり軸受を介して回転自在に設けられる金属製のプーリを備えたプーリ装置に於いて、この転がり軸受を構成する外輪を圧入固定する軸受抱持部を含む、上記プーリの表面全体を、絶縁性を有する電着カチオン塗装皮膜で覆う事により、上記外輪とこのプーリとを絶縁すると共に、このプーリ表面に防食処理を施しており、表面を上記電着カチオン塗装皮膜により覆う以前での上記軸受抱持部の真円度が５μｍ以下であり、同じく表面粗さが１０点平均粗さで２５Ｒｚ以下である事を特徴とするプーリ装置。In a pulley apparatus including a metal pulley that is rotatably provided around a support shaft supported by a metal fixing member via a metal rolling bearing, the outer ring constituting the rolling bearing is press-fitted and fixed. The entire surface of the pulley including the bearing holding portion is covered with an insulating electrodeposition cationic coating film to insulate the outer ring from the pulley, and the pulley surface is subjected to anticorrosion treatment. A pulley characterized in that the roundness of the bearing holding portion before the surface is covered with the electrodeposition cationic coating film is 5 μm or less, and the surface roughness is also 10 points average roughness of 25 Rz or less. apparatus.

外輪をプーリの軸受抱持部に圧入固定した状態で、転がり軸受のラジアル内部隙間の大きさが、−１０μｍ〜０μｍである、請求項１に記載したプーリ装置。The pulley apparatus according to claim 1, wherein the radial inner clearance of the rolling bearing is −10 μm to 0 μm in a state where the outer ring is press-fitted and fixed to the bearing holding portion of the pulley.