(57)【要約】【課題】軸受と一体に成形された樹脂部を備えた樹脂製プーリにおいて、樹脂部の耐熱性と、耐塩化カルシウム性とを両立させ、耐久性を向上させる。【解決手段】樹脂部に使用する樹脂組成物を樹脂成分５０〜８０重量％、補強繊維２０〜５０重量％で構成し、樹脂成分全量の５０重量％以上をポリアミド４１０とする。樹脂組成物の主成分を耐熱性と耐塩化カルシウム性のバランスが良いポリアミド４１０とすることで、樹脂製プーリの耐久性が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受と一体に成形された樹脂部を備えた樹脂製プーリにおいて、樹脂部が、樹脂成分５０〜８０重量％、補強繊維２０〜５０重量％で構成される樹脂組成物であり、樹脂成分の全量の５０重量％以上がポリアミド４１０であることを特徴とする樹脂製プーリ。
【請求項２】
軸受と一体に成形された樹脂部を備えた樹脂製プーリにおいて、樹脂部が、ポリアミド４１０を５０〜８０重量％、補強繊維２０〜５０重量％で構成される樹脂組成物であることを特徴とする樹脂製プーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受を有し、少なくとも一部が高分子材料を成形してなる部材で構成された樹脂製プーリに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のエンジン補機類を駆動するベルトの案内用プーリとして、転がり軸受の外周に樹脂部を一体成形してなる樹脂製プーリが用いられている。この樹脂製プーリにおいては、ベルトを案内する樹脂部の外周部の成形精度、ベルトの張力に耐える強度特性、連続負荷使用による高温に対する耐熱性、及び耐塩化カルシウム性（耐薬品性）等が要求される。
【０００３】
そこで、上記のような成形精度、強度特性、耐熱性、及び耐塩化カルシウム性を向上させるため、先行技術として特許文献１には、合成樹脂部本体が、ガラス繊維等の強化繊維を１５〜４０数％配合したナイロン６６、６１０、６１２、あるいはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）とミネラルの複合材料等の材料で形成されている樹脂製プーリが開示されている。また、特許文献２には、ガラス繊維を４３重量％配合したポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６６を使用した樹脂製プーリが開示されている。
【０００４】
ここで、ポリアミドは下記の式１もしくは式２の化学式で表され、式１で表されるポリアミドは、ポリアミド（Ｘ＋１）、式２で表されるポリアミドは、ポリアミド（Ｙ）−（Ｚ＋２）と表記される。
―[ＮＨ−（ＣＨ２）Ｘ−ＣＯ]ｎ―  ・・・（式１）
―[ＮＨ−（ＣＨ２）Ｙ−ＮＨＣＯ−（ＣＨ２）Ｚ−ＣＯ]ｎ―  ・・・（式２）
上式のＸ、Ｙ、Ｚは、炭化水素（ＣＨ２）の数を表し、それらの数によってポリアミドの物理的、化学的性質は異なる。ポリアミドは、分子中のアミド基（ＮＨＣＯ）の含有率が高い（Ｘ、Ｙ、Ｚの数が少ない）と、耐熱性が高く、耐塩化カルシウム性が低い。また、アミド基の含有率が低いと、耐塩化カルシウム性が高く、耐熱性が低い。
そのため、特許文献１、２に記載の樹脂材料について、アミド基の含有率が高いポリアミド６６、ポリアミド６では、耐塩化カルシウム性が低く、アミド基の含有率が低いポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２では耐熱性が低いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開Ｈ０７−０６３２４９号公報
【特許文献２】特開Ｈ０８−００４８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決し、成形精度、強度特性、に加えて耐熱性と耐塩化カルシウム性をバランスよく備えた、耐久性の良い樹脂製プーリを提供することを課題とする。  
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は次の様な特徴を有する。すなわち、請求項１に記載の発明は、軸受と一体に成形された樹脂部を備えた樹脂製プーリにおいて、樹脂部が、樹脂成分５０〜８０重量％、補強繊維２０〜５０重量％で構成される樹脂組成物であり、樹脂成分の全量の５０重量％以上がポリアミド４１０であることを特徴としている。また、請求項２に記載の発明は、軸受と一体に成形された樹脂部を備えた樹脂製プーリにおいて、樹脂部が、ポリアミド４１０を５０〜８０重量％、補強繊維２０〜５０重量％で構成される樹脂組成物であることを特徴としている。
【０００８】
本発明に係わる樹脂製プーリにおいては、アミド基の含有率が上記に挙げたポリアミドの中間にあり、耐熱性と耐塩化カルシウム性のバランスに優れたポリアミド４１０を主成分とした樹脂組成物を使用することによって耐久性の良い樹脂製プーリを提供するものである。
【０００９】
本発明における樹脂製プーリの材料となる樹脂組成物は、ポリアミド４１０を少なくとも５０重量％以上含有する樹脂を５０〜８０重量％、補強材を２０〜５０重量％配合する。ポリアミド４１０以外に配合する樹脂は、他のポリアミド樹脂を選択することが出来る。例えば耐塩化カルシウム性を向上させるために、ポリアミド４１０よりもアミド基の含有率の低いポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２、等を配合することができる。但し、樹脂成分に占めるポリアミド４１０の割合が５０重量％未満となった場合、耐熱性が低下するため、樹脂成分に占めるポリアミド４１０の割合は、５０重量％以上となることが好ましい。
【００１０】
補強材の配合量は、２０重量％未満では、樹脂組成物の補強を十分に行うことができず好ましくない。また、５０重量％より多い場合は、樹脂組成物の流動性が低下し、成形性が悪くなり、プーリの真円度が悪化するため好ましくない。補強材は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウムウィスカー等の繊維状、または、ウィスカー状の補強材を用いることが出来る。
【００１１】
また、上記の樹脂成分において、耐衝撃性を向上させるために、アクリルゴム、無水マレイン酸変性エチレンプロピレン非共役ジエンゴム、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴム、等のゴム状物質を配合しても良い。但し、ゴム状物質は、樹脂成分全量の１０重量％以下が望ましい。ゴム状物質の配合量が、樹脂成分全量の１０重量％を超えると、樹脂組成物の耐熱性、耐塩化カルシウム性、強度が低下するため好ましくない。
【００１２】
さらに、前記樹脂組成物は、成形時及び使用時の熱劣化を防止する目的でヨウ化物系熱安定剤や、アミン系熱安定剤の何れかを使用、若しくは、両方を併用して添加しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態のひとつを示す図である。
【図２】図１に示した実施形態のＡ−Ａ断面図である。
【図３】耐塩化カルシウム性試験に用いたラジアル荷重付加装置の正面図である。
【図４】図３に示したラジアル荷重付加装置の側面図である。
【図５】樹脂製プーリの樹脂部の引張り試験を表した図である。
【図６】図５に示した引張試験に用いた引張り冶具の斜視図である。
【図７】耐熱試験に於ける、加熱時間に対する強度保持率の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明による実施例を挙げて本発明を説明する。図１は、本発明の実施形態のひとつである樹脂製プーリ１０であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。この樹脂製プーリ１０は、転がり軸受１１ところがり軸受１１の周囲に一体成形された樹脂部１２によって構成されている。樹脂部１２は円筒状のボス１３と、円筒状のリム１５と、ボス１３とリム１５とを連結する円環部１４と、円環部１４の軸方向両面にそれぞれ放射状に所定の肉厚で軸方向に突設され、外径側がリム１５と、内径側がボス１３とそれぞれ結合する複数のリブ１６とを備えている。リム１５の外周面が図示しないベルトの案内面である。この樹脂製プーリ１０は、金型内に転がり軸受１１を配置し、表1に示す樹脂組成物をインサート成形することにより形成した。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
上記の実施例１、２及び比較例１〜３の樹脂組成物より形成した樹脂製プーリについて、耐塩化カルシウム性を検証するために以下の試験を行った。樹脂製プーリを８０℃の熱水中に２時間浸漬して吸水させた後に、塩化カルシウム５０％水溶液に５分間浸漬する。次に、浸漬後の樹脂製プーリを図３、４に示すラジアル荷重付加装置２０を用いてラジアル荷重１５０ｋｇｆを掛けた状態で、恒温槽にてヒートサイクル試験を行った。ヒートサイクル試験は、２０℃から１１０℃まで３０分かけて昇温した後に１１０℃で２時間保持し、その後３０分かけて１１０℃から２０℃まで降温した後に２０℃で１時間保持する。これを１サイクルとして、２サイクル毎に樹脂製プーリを塩化カルシウム５０％溶液に５分間浸漬し、これを１０サイクル繰り返した後、樹脂製プーリの樹脂部にクラックが発生していないかを確認した。結果を表２に示す。
【００１７】
上記の実施例１、２及び比較例１〜３の樹脂組成物より形成した樹脂製プーリについて、耐熱性を検証するために以下の試験を行った。
樹脂製プーリを恒温槽に入れ、１５０℃で所定の時間（２５０時間、５００時間、７５０時間、１０００時間）放置した。次に、樹脂製プーリのボスの内側に、図５、図６に示す引張り冶具３１を取り付けて引張試験を行い、樹脂製プーリの樹脂部の引張り強度を測定した。そして、耐熱性試験を行わない樹脂部の引張り強度と、耐熱性試験後の樹脂部の引張り強度を比較し、下記式より引張り強度保持率を算出した。
引張り強度保持率（％）＝（耐熱性試験後の樹脂部引張り強度／耐熱性試験を行わない樹脂部の引張り強度）×１００
結果を図７と表２に示す。
【００１８】
【表２】
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【００１９】
表２に示すように、実施例１，２のポリアミド４１０を主成分とした樹脂組成物では、耐塩化カルシウム試験においてクラックの発生がなく、耐塩化カルシウム性に優れた樹脂製プーリを得ることが出来る。比較例１のように、アミド基の含有率が高いポリアミド６６を主成分とした樹脂組成物では、耐熱性は高いものの、樹脂部にクラックが発生し、耐塩化カルシウム性が低い。また、実施例１、２は耐熱性試験においても１０００時間後に強度保持率が７０％以上であり、耐熱性を維持している。比較例２、３のようにアミド基の含有率の低いポリアミド６１２を主成分とした樹脂組成物では、１０００時間後の強度保持率が７０％未満であり、耐熱性が低いことがわかる。
【符号の説明】
【００２０】
１０ 樹脂製プーリ
１１ 転がり軸受
１２ 樹脂部
１３ ボス
１４ 円環部
１５ リム
１６ リブ
１７ プーリ外周面
２０ ラジアル荷重付加装置
３１ 引張り冶具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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