JP6610871B2

JP6610871B2 - Pulley structure using double-row six-point contact ball bearings

Info

Publication number: JP6610871B2
Application number: JP2015213142A
Authority: JP
Inventors: 正和岡島
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2019-11-27
Anticipated expiration: 2035-10-29
Also published as: JP2017082948A

Description

本発明は、主に自動車の電磁クラッチに内蔵されている玉軸受を用いたプーリ構造に関する。 The present invention mainly relates to a pulley structure using a ball bearing built in an electromagnetic clutch of an automobile.

自動車用エンジンに付随する電磁クラッチを構成している各種プーリ用の軸受には、プーリの周囲に取り付けられたベルトが回転することにより発生するラジアル荷重およびモーメント荷重、コンプレッサの回転軸が回転することで発生するアキシアル荷重の異なる方向に発生する３種類の荷重に耐えうるだけの性能が従来から要求されてきた。 Bearings for various pulleys that make up electromagnetic clutches associated with automobile engines have radial and moment loads generated by the rotation of the belt attached around the pulleys, and the rotating shaft of the compressor rotates. Conventionally, a performance sufficient to withstand three kinds of loads generated in different directions of the axial load generated in the above-mentioned has been required.

中でも、ラジアル荷重とモーメント荷重については、その負荷の度合いによって軸受の寿命を大きく左右する一因にもなっている。高負荷のラジアル荷重とモーメント荷重に耐えうる電磁クラッチ用の玉軸受としては、例えば特許文献１および２に開示されている単列構造の玉軸受や特許文献３に開示されている複列構造の玉軸受がある。また、複列構造の玉軸受の中でも多点接触構造の軸受としては、例えば特許文献４および５に開示されている。 Above all, the radial load and the moment load are a factor that greatly affects the life of the bearing depending on the degree of the load. As ball bearings for electromagnetic clutches that can withstand high radial loads and moment loads, for example, single-row ball bearings disclosed in Patent Documents 1 and 2 and double-row structure ball bearings disclosed in Patent Document 3 are used. There is a ball bearing. Further, among the double-row structure ball bearings, for example, Patent Documents 4 and 5 disclose a multi-point contact structure bearing.

特開平１１−３３６７９５号公報JP-A-11-336795 特開２０００−１２０６６８号公報JP 2000-120668 A 特開２００６−３４９０７３号公報JP 2006-349073 A 特開平５−１１８３２７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-118327 実開平５−１４６３７号公報Japanese Utility Model Publication No. HEI 5-14637

しかし、特許文献１および２に開示された単列の軸受では負荷荷重が増大すると、その定格荷重も増大するので軸受自体の大きさも大きくする必要がある。また、複数の単列軸受を組み合わせて使用することもできるが、その場合幅方向の設置場所を確保したり、組付け時の維持管理が煩雑になるという問題があった。 However, in the single row bearings disclosed in Patent Documents 1 and 2, when the load load increases, the rated load also increases, so the size of the bearing itself needs to be increased. In addition, a plurality of single row bearings can be used in combination, but in that case, there is a problem that an installation place in the width direction is secured and maintenance management at the time of assembly becomes complicated.

また、特許文献３ないし５に開示された複列の玉軸受では２点接触側の列の接触角が０°の場合、軸受にモーメント荷重が負荷されると玉（ボール）と軌道面との接触面圧が増大して発熱量が増加する結果、潤滑寿命（グリース寿命）が大幅に低下するという問題があった。同時に、４点接触側の列をより高負荷側に配置した場合にも同様の問題があった。 Further, in the double row ball bearings disclosed in Patent Documents 3 to 5, when the contact angle of the row on the two-point contact side is 0 °, when a moment load is applied to the bearing, the ball (ball) and the raceway surface As a result of increasing the contact surface pressure and increasing the amount of heat generated, there has been a problem that the lubrication life (grease life) is significantly reduced. At the same time, the same problem occurs when the four-point contact side row is arranged on the higher load side.

そこで、本発明においては例えば自動車用エンジンに付随する電磁クラッチに代表されるラジアル荷重、アキシアル荷重およびモーメント荷重が発生する使用環境下においても潤滑寿命の低下を抑制する複列六点接触玉軸受を用いたプーリ構造を提供することを課題とする。 Therefore, in the present invention, for example, a double-row six-point contact ball bearing that suppresses a decrease in the lubrication life even in a use environment where a radial load, an axial load and a moment load represented by an electromagnetic clutch attached to an automobile engine are generated. It is an object of the present invention to provide a used pulley structure.

前述した課題を解決するために、本発明に用いる複列六点接触玉軸受は、一方の列は玉が溝と四点接触している構造であり、他方の列は玉が溝と二点接触している構造である複列六点接触玉軸受であって、二点接触側の玉と溝との接触角を１０°以上４５°以下の範囲として、四点接触側の玉と溝との接触角を０°を超えて５０°以下の範囲とした。 In order to solve the above-described problems, the double-row six-point contact ball bearing used in the present invention has a structure in which one row is in contact with the groove at four points and the other row has two points at the ball and groove. A double-row six-point contact ball bearing having a contact structure, wherein the contact angle between the ball and groove on the two-point contact side is in the range of 10 ° to 45 °, and the ball and groove on the four-point contact side Was set to a range of more than 0 ° and 50 ° or less .

前述した複列六点接触玉軸受を利用して、回転軸および一端に凸部を備えるコンプレッサと、コンプレッサの凸部にはめ込まれたプーリと、プーリの内側に配置された複列六点接触玉軸受と、コンプレッサの回転軸の先端にはめ込まれたハブと、プーリの外周側に巻きつけられているベルトと、から構成するプーリ構造とした。また、複列六点接触玉軸受の幅方向中心がベルトの幅方向中心よりもコンプレッサ側になるように複列六点接触玉軸受が配置されており、かつ二点接触側の列が複列六点接触玉軸受の幅方向中心を基準としてベルトの幅方向中心側になるように配置するプーリ構造とした。 Using the double-row six-point contact ball bearing described above , a rotary shaft and a compressor having a convex portion at one end, a pulley fitted into the convex portion of the compressor, and a double-row six-point contact ball disposed inside the pulley The pulley structure is composed of a bearing, a hub fitted at the tip of the rotating shaft of the compressor, and a belt wound around the outer periphery of the pulley. The double-row six-point contact ball bearing is arranged so that the center in the width direction of the double-row six-point contact ball bearing is closer to the compressor side than the center in the width direction of the belt, and the two-point contact side row is double-row. The pulley structure is arranged so as to be on the center side in the width direction of the belt with respect to the center in the width direction of the six-point contact ball bearing.

以上述べたように、本発明においては、一方の列を玉が溝と四点接触している構造とし、他方の列を玉が溝と二点接触している構造とする複列六点接触玉軸受を用いるプーリ構造であって、二点接触側の玉と溝との接触角を１０°以上４５°以下の範囲として、四点接触側の玉と溝との接触角を０°を超えて５０°以下の範囲とすることによって、ラジアル荷重、アキシアル荷重およびモーメント荷重が発生する使用環境下においても潤滑寿命（グリース寿命）の低下を抑制することができた。 As described above, in the present invention, one row has a structure in which the ball is in contact with the groove at four points, and the other row has a structure in which the ball is in contact with the groove at two points. A pulley structure using ball bearings , where the contact angle between the ball and groove on the two-point contact side is in the range of 10 ° to 45 °, and the contact angle between the ball and groove on the four-point contact side exceeds 0 ° By setting the angle within a range of 50 ° or less, it was possible to suppress a decrease in the lubrication life (grease life) even in a use environment where radial load, axial load and moment load are generated.

本発明の実施形態に係るプーリ構造１０全体の模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an entire pulley structure 10 according to an embodiment of the present invention. 図１に示すプーリ構造１０における複列六点接触玉軸受１周辺の構造を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the structure of the double row 6 point contact ball bearing 1 periphery in the pulley structure 10 shown in FIG.

本発明の実施の形態の一例について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係るプーリ構造１０全体の模式断面図、図２は図１に示すプーリ構造１０における複列六点接触玉軸受１周辺の構造を示す模式断面図である。本発明に係るプーリ構造１０は、図１に示すように回転軸２ａおよび一端に凸部２ｂを備えるコンプレッサ２と、コンプレッサ２の凸部２ｂにはめ込まれたプーリ３と、プーリ３の内側に配置された複列六点接触玉軸受１と、コンプレッサ２の回転軸２ａの先端にはめ込まれたハブ４と、プーリ３の外周側に巻きつけられているベルト５とから構成されている。 An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the entire pulley structure 10 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure around the double-row six-point contact ball bearing 1 in the pulley structure 10 shown in FIG. As shown in FIG. 1, the pulley structure 10 according to the present invention is disposed inside the pulley 3, the compressor 2 having the rotating shaft 2 a and the convex portion 2 b at one end, the pulley 3 fitted into the convex portion 2 b of the compressor 2, and the pulley 3. The double-row six-point contact ball bearing 1, the hub 4 fitted to the tip of the rotating shaft 2 a of the compressor 2, and a belt 5 wound around the outer periphery of the pulley 3.

プーリ３内に配置された複列六点接触玉軸受１は、図２に示すように一方の列が玉１ａと溝１ｂとが四点接触している列であり、他方の列が玉１ａと溝１ｂとが二点接触している列からなる複列の玉軸受である。二点接触側の玉１ａと溝１ｂとの接触角α１は１０°以上４５°以下の範囲であり、四点接触側の玉１ａと溝１ｂとの接触角α２、α３は共に０°を超えて５０°以下の範囲とする構成である。 As shown in FIG. 2, the double-row six-point contact ball bearing 1 disposed in the pulley 3 has one row in which the ball 1a and the groove 1b are in contact with each other at four points, and the other row is the ball 1a. And the groove 1b are double row ball bearings composed of rows in contact with each other. The contact angle α1 between the ball 1a on the two-point contact side and the groove 1b is in the range of 10 ° to 45 °, and the contact angles α2 and α3 between the ball 1a on the four-point contact side and the groove 1b both exceed 0 ° . Thus, the range is set to 50 ° or less.

また、プーリ３内における複列六点接触玉軸受１の配置に関しては、複列六点接触玉軸受１の幅方向中心Ｃ１がベルト５の幅方向中心Ｃ２よりも図１に示すコンプレッサ２側になるように配置されており、かつ複列六点接触玉軸受１の二点接触側の列（図面上左側の列）が複列六点接触玉軸受１の幅方向中心Ｃ１を基準としてベルト５の幅方向中心Ｃ２側になるように配置される。 Further, regarding the arrangement of the double-row six-point contact ball bearing 1 in the pulley 3, the center C1 in the width direction of the double-row six-point contact ball bearing 1 is closer to the compressor 2 shown in FIG. The two-contact six-point contact ball bearing 1 on the two-point contact side (the left-hand column in the drawing) has a belt 5 with reference to the center C1 in the width direction of the double-row six-point contact ball bearing 1. It arrange | positions so that it may become the width direction center C2 side.

プーリ内に配置される複列六点接触玉軸受について、軸受の配置の相違による軸受寿命の比較評価を寿命計算式により行ったので、その結果について説明する。プーリ内における軸受の配置としては、図２に示すように２点接触側の列を図１に示すハブ側に配置した（２点接触側の列を複列六点接触玉軸受１の幅方向中心を基準としてベルトの幅方向中心側に配置した）場合とこのような配置とは逆に２点接触側の列を図１に示すコンプレッサ側に配置した場合とについて比較評価（耐久評価）を寿命計算式により行った。また、寿命計算については日本工業規格ＪＩＳＢ１５１８「転がり軸受−動低格荷重及び定格寿命」の寿命計算式に基づいて算出した。算出した結果、複列六点接触玉軸受における２点接触側の列をハブ側に配置した場合の方が、２点接触側の列をコンプレッサ側に配置した場合に比べて、約１．７倍の寿命結果が得られた。 Regarding the double-row six-point contact ball bearings arranged in the pulley, a comparative evaluation of the bearing life due to the difference in the arrangement of the bearings was performed by a life calculation formula, and the result will be described. As shown in FIG. 2, the arrangement of the bearings in the pulley is such that the two-point contact side row is arranged on the hub side shown in FIG. 1 (the two-point contact side row is the width direction of the double row six-point contact ball bearing 1 Comparative evaluation (durability evaluation) is performed for the case where the center of the belt is arranged on the center side in the width direction of the belt) and the case where the row on the two-point contact side is arranged on the compressor side shown in FIG. The life calculation was performed. The life calculation was performed based on the life calculation formula of Japanese Industrial Standard JIS B1518 “Rolling Bearings—Dynamic Low Load and Rated Life”. As a result of calculation, the case where the two-point contact side row in the double-row six-point contact ball bearing is arranged on the hub side is approximately 1.7 in comparison with the case where the two-point contact side row is arranged on the compressor side. Double life results were obtained.

以上の結果より、プーリ構造において内部に組み込む複列六点接触玉軸受はベルトの幅方向中心に対して、軸受の幅方向中心をオフセットした状態で配置し（図２で示す距離ｗの位置関係となるようオフセットする）、さらに複列六点接触玉軸受における２点接触側の列を複列六点接触玉軸受の幅方向中心を基準としてベルトの幅方向中心側に配置することで、軸受寿命が向上することがわかった。 From the above results, the double-row six-point contact ball bearing incorporated in the pulley structure is arranged with the center in the width direction of the bearing offset from the center in the width direction of the belt (positional relationship of the distance w shown in FIG. 2). In addition, the two-point contact side row in the double-row six-point contact ball bearing is disposed on the center side in the width direction of the belt with respect to the center in the width direction of the double-row six-point contact ball bearing. It was found that the service life was improved.

次に、複列六点接触玉軸受の各列における玉と溝との接触角を変化、特に２点接触側の列の接触角（図２で示すα１）を変化させることによる寿命比較を行ったので、その比較結果について説明する。本比較は、複列六点接触玉軸受に対しては、ベルト側よりプーリ側に対してラジアル荷重およびモーメント荷重の両方の荷重を負荷した状態で行った。なお、４点接触側の列における玉と溝との接触角（図２で示すα２、α３）は、共に２０°で固定するものとする。また、寿命計算については実施例１の場合と同様に日本工業規格ＪＩＳＢ１５１８「転がり軸受−動低格荷重及び定格寿命」の寿命計算式に基づいて算出した。 Next, life comparison is performed by changing the contact angle between the ball and the groove in each row of the double row 6-point contact ball bearing, in particular, changing the contact angle (α1 shown in FIG. 2) of the row on the two-point contact side. Therefore, the comparison result will be described. This comparison was performed in a state where both radial load and moment load were applied from the belt side to the pulley side for the double row 6 point contact ball bearing. Note that the contact angles (α2 and α3 shown in FIG. 2) between the balls and the grooves in the four-point contact side row are both fixed at 20 °. The life calculation was performed based on the life calculation formula of Japanese Industrial Standard JIS B1518 “Rolling Bearings—Dynamic Low Load and Rated Life” in the same manner as in Example 1.

算出した結果、図２で示す接触角α１が０°における寿命評価結果を１とした場合に、接触角α１が１０°および４５°の場合には約１．１、接触角α１が１５°および３５°の場合には約１．２、接触角α１が２０°、２５°および３０°の場合には、約１．２５まで向上するという結果が得られた。 As a result of the calculation, when the life evaluation result when the contact angle α1 shown in FIG. 2 is 0 ° is 1, the contact angle α1 is about 1.1 when the contact angle α1 is 10 ° and 45 °, and the contact angle α1 is 15 °. As a result, the result was about 1.2 when the angle was 35 °, and increased to about 1.25 when the contact angle α1 was 20, 25, and 30 °.

以上の結果より、複列六点接触玉軸受における２点接触側の列の接触角が１０°〜４５°の場合には、他の角度範囲の場合に比べて軸受寿命が向上することがわかった。 From the above results, it is understood that the bearing life is improved when the contact angle of the two-point contact side row in the double-row six-point contact ball bearing is 10 ° to 45 ° as compared to the other angle ranges. It was.

１複列六点接触玉軸受
１ａ玉
１ｂ溝
１ｃ内輪
１ｄ外輪
２コンプレッサ
２ａ回転軸
２ｂ凸部
３プーリ
４ハブ
５ベルト
１０プーリ構造
α１２点接触側の接触角
α２、α３４点接触側の接触角
Ｃ１複列六点接触玉軸受１の幅方向中心
Ｃ２ベルト５の幅方向中心
ｗ複列六点接触玉軸受１の幅方向中心Ｃ１とベルト５の幅方向中心Ｃ２とのオフセット距離 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Double row 6 point contact ball bearing 1a Ball 1b Groove 1c Inner ring 1d Outer ring 2 Compressor 2a Rotating shaft 2b Convex part 3 Pulley 4 Hub 5 Belt 10 Pulley structure α1 Contact angle on the 2-point contact side α2, α3 Contact on the 4-point contact side Angle C1 Center of width direction of double row six-point contact ball bearing 1 C2 Center of width direction of belt 5 w Offset distance between width direction center C1 of double row six point contact ball bearing 1 and width direction center C2 of belt 5

Claims

回転軸および一端に凸部を備えるコンプレッサと、前記コンプレッサの凸部にはめ込まれたプーリと、前記プーリの内側に配置された複列六点接触玉軸受と、前記コンプレッサの回転軸の先端にはめ込まれたハブと、前記プーリの外周側に巻きつけられているベルトと、から構成されるプーリ構造であって、
前記複列六点接触玉軸受の幅方向中心と前記ベルトの幅方向中心は互いにずれていて、前記複列六点接触玉軸受は、一方の列は玉が溝と四点接触している構造であり、他方の列は玉が溝と二点接触している構造であり、前記二点接触側の前記玉と前記溝との接触角は１０°以上４５°以下の範囲であり、前記四点接触側の前記玉と前記溝との接触角は０°を超えて５０°以下の範囲であり、前記二点接触側の列の玉と前記複列六点接触玉軸受の外輪の接触位置は、前記玉と前記複列六点接触玉軸受の内輪の接触位置に比べて前記複列六点接触玉軸受の幅方向中心側にあって、かつ前記二点接触側の列が前記複列六点接触玉軸受の幅方向中心を基準として前記ベルトの幅方向中心側になるように配置されていることを特徴とするプーリ構造。 Compressor having a rotary shaft and a convex portion at one end, a pulley fitted into the convex portion of the compressor, a double-row six-point contact ball bearing disposed inside the pulley, and fitted to the tip of the rotary shaft of the compressor A pulley structure including a hub and a belt wound around an outer peripheral side of the pulley,
The center in the width direction of the double-row six-point contact ball bearing and the center in the width direction of the belt are offset from each other, and the double-row six-point contact ball bearing has a structure in which one row is in contact with the groove at four points. The other row has a structure in which the balls are in contact with the grooves at two points, and the contact angle between the balls on the two-point contact side and the grooves is in the range of 10 ° to 45 °, and the four The contact angle between the ball on the point contact side and the groove is in the range of more than 0 ° and 50 ° or less, and the contact position between the ball on the two-point contact side and the outer ring of the double-row six-point contact ball bearing Is a center side in the width direction of the double-row six-point contact ball bearing compared to the contact position of the ball and the inner ring of the double-row six-point contact ball bearing, and the row on the two-point contact side is the double row A pulley structure characterized by being arranged so as to be on the width direction center side of the belt with respect to the width direction center of a six-point contact ball bearing.

前記複列六点接触玉軸受の幅方向中心が、前記ベルトの幅方向中心よりも前記コンプレッサ側になるように前記複列六点接触玉軸受が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプーリ構造。
Claim 1 in the width direction center of the double row six-point contact ball bearing, wherein the double row six-point contact ball bearing so that the compressor side is located than the width direction center of the belt The pulley structure described in 1.