(57)【要約】【課題】プーリから軸受に作用する衝撃的なラジアル荷重を緩和することが可能な軸受内蔵プーリをを提供する。【解決手段】内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に設けられた転動体とを有する転がり軸受と、前記外輪の外側に一体的に設けられベルトが巻き掛けられるためのプーリと、を備えた軸受内蔵プーリであって、前記プーリは前記外輪に取り付けられる基底部と、ベルトが巻き掛けられる外周側の外周部と、前記基底部と前記外周部を接続している中間部とを備え、前記中間部には、前記プーリの周方向全領域において、前記プーリの軸方向に貫通した空隔部が形成されている。【選択図】図１
2018044551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に設けられた転動体とを有する転がり軸受と、
前記外輪の外側に一体的に設けられベルトが巻き掛けられるためのプーリと、
を備えた軸受内蔵プーリであって、
前記プーリは前記外輪に取り付けられる基底部と、ベルトが巻き掛けられる外周側の外周部と、前記基底部と前記外周部を接続している中間部とを備え、
前記中間部には、前記プーリの周方向全領域において、前記プーリの軸方向に貫通した空隔部が形成されていること
を特徴とする軸受内蔵プーリ。
【請求項２】
前記空隔部は、ハニカム形状とされている請求項1に記載の軸受内蔵プーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の補機駆動ベルトやカムシャフト駆動ベルト等において使用される、アイドラプーリやテンションプーリ等に好適な軸受内蔵プーリに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの回転動力を利用し、クランクシャフトの端部に固定したクランクプーリと自動車用のエアコンディショナに使用するコンプレッサ等の補機に設けられたプーリや、上記クランクプーリとカムシャフトの端部に固定したカムプーリとの間で、無端ベルト、タイミングベルト、チエーン等（以下これらをまとめて単に「ベルト」といい、必要に応じて個々の名称を用いる。）を掛け渡して回転力を伝達する機構が用いられている。そして、この回転力伝達機構において、ベルトの張力調整のためにテンションプーリや、ベルトの走行経路を変更するためにアイドラプーリが使用されている。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載されている、回転力伝達機構の一例を示したものである。エンジン１０１内のピストン（不図示）と連結されたクランクシャフト１０３に、クランクシャフトプーリ１０３ａが固定されている。そして、クランクシャフト１０３の回転力を、オルタネータ１０５、エアコン用コンプレッサ１０７、ウオーターポンプなどの補機類の回転軸に伝達するために、ベルト１１１が使用されている。すなわち、オルタネータ１０５の回転軸にオルタネータプーリ１０５ａが、エアコン用コンプレッサ１０７の本体に回転軸と一体回転可能にコンプレッサプーリ１０７ａが、ウオーターポンプの本体に回転軸と一体回転可能にウオーターポンププーリ１０９ａがそれぞれ設けられ、上記クランクシャフトプーリ１０３ａとこれら各プーリの間にベルト１１１が掛け渡されることで、クランクシャフト１０３の回転力が、各回転軸に伝達される。
【０００４】
このとき、ベルトに所定以上の張力を付与するために、テンションプーリ１１３が設けられている。また、補機類の配置によっては、ベルトの走行経路を変更するために、アイドラプーリが用いられる場合もある。
【０００５】
これらテンションプーリ１１３及びアイドラプーリは、回転軸がシリンダブロック等（車体側部材）に固定されるので、この固定された軸とプーリとの間のプーリ回転時の摩擦ロスを低減させるため、プーリの内側に転がり軸受が内蔵されている場合がある。
【０００６】
図５は、別の特許文献２に開示されている、このような転がり軸受が内蔵された軸受内蔵プーリとしてのテンションプーリの一例を示したものであり、図５（ａ）は正面図、同（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。テンションプーリ２０１は、支持軸２２１のまわりに回転可能に支持されている。この支持軸２２１が、シリンダブロック等の車体側部材に取り付けられたベースプレート２２３に形成された長孔２２５に沿って図中上下方向に移動可能となっている。プーリ２０５は、転がり軸受２０３、スリーブ２２９を介して支持軸２２１に支持されている。
【０００７】
転がり軸受２０３は、外周面に深溝型の内輪軌道２１１ａを有する内輪２１１と、内周面に深溝型の外輪軌道２１３ａを有する外輪２１３と、これら内輪軌道２１１ａと外輪軌道２１３ａとの間に転動自在に設けた複数個の玉２１５とを備える。
【０００８】
上述の様なテンションプーリ２０１により、無端ベルトに所望の張力を付与する場合には、上記プーリ２０５の外周面（図５の下面）に、無端ベルト（図４のベルト１１１参照）を掛け渡す。そして、上記調整ボルト２２７を回転させる事により、この調整ボルト２２７と螺合している支持軸２２１を図中上下方向に移動させることで上記プーリ２０５の位置を調整し、無端ベルトに付与する張力を調節する。
【０００９】
ところで、上述した回転力伝達機構によって、クランクシャフトに生ずる回転力を各補機の回転軸に伝達する場合、クランクシャフトに生ずる回転力は常に一定でないことを考慮する必要がある。すなわち、圧縮された燃料と空気の混合気がシリンダー内で燃焼したとき、ピストンが急激に押圧され、ピストンと連結されたクランクシャフトに瞬時に大きな回転力が発生する。
【００１０】
このようにクランクシャフトに急激な回転力が発生すると、クランクプーリは急激に回転し、クランクプーリに巻き掛けられているベルトも急激に引っ張られる。このような急激なベルトの引っ張りは、図５に示すプーリ２０５を上方へ移動させようとする衝撃力となってプーリ２０５に伝達され、更に転がり軸受２０３を介して支持軸２２１へと伝達される。この際、転がり軸受２０３に作用する衝撃力がある限度を越えると軸受の円滑な回転を妨げる虞がある。特に近年では、シリンダとピストン間の摩擦を低減させる技術が進歩してきており、ピストンに作用する混合気の燃焼の衝撃がそのままクランクシャフトに伝達される傾向が高まりつつある。
【００１１】
ところが、図５に記載した従来のテンションプーリ２０１は、プーリ２０５の内周側と外周側とが連続しているので、ベルトからプーリ２０５に作用する衝撃力がダイレクトに転がり軸受２０３に伝達される構造となっている。なお、説明は省略しているが、アイドラプーリや、補機類に設けられる各プーリについても、これらプーリから軸受に衝撃力がダイレクトに伝達されるという事情は同じである。従って、近年のシリンダとピストン間の摩擦低減技術の進歩に対応する意味でも、軸受に作用する衝撃力を緩和できることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−４６３９２号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、プーリから軸受に作用する衝撃的なラジアル荷重を緩和することが可能な軸受内蔵プーリを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係るころ軸受は以下のように構成される。
（１）内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に設けられた転動体とを有する転がり軸受と、
前記外輪の外側に一体的に設けられベルトが巻き掛けられるためのプーリと、
を備えた軸受内蔵プーリであって、
前記プーリは前記外輪に取り付けられる基底部と、ベルトが巻き掛けられる外周側の外周部と、前記基底部と前記外周部を接続している中間部とを備え、
前記中間部には、前記プーリの周方向全領域において、前記プーリの軸方向に貫通した空隔部が形成されている軸受内蔵プーリ。
（２）前記空隔部は、ハニカム形状とされている（１）に記載の軸受内蔵プーリ。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ベルトが巻き掛けられるプーリの中間部には、プーリの周方向全領域において、プーリの軸方向に貫通した空隔部が形成されているので、プーリに何れの方向から衝撃的なラジアル荷重が負荷されても、かかるラジアル荷重は緩和されて軸受に伝達され、軸受に不具合が発生するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る軸受内蔵プーリを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る軸受内蔵プーリを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る軸受内蔵プーリを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】エンジンの回転力伝達機構の一例を示す図である。
【図５】回転力伝達機構に用いられるテンションプーリの一例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
【００１８】
図１は第１実施形態の軸受内蔵プーリを示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図である。尚、本実施形態の特徴は、軸受内蔵プーリの構造にあり、かかるプーリの取付け構造等については、前述した図５の場合や他の従来公知の技術を採用可能である。従って、以下は軸受内蔵プーリに絞って説明を進める。
【００１９】
軸受内蔵プーリ１は、シリンダブロック等の車体側部材に支持される転がり軸受３と、ベルトが巻き掛けられるプーリ５とを有する。
【００２０】
転がり軸受３（以下単に「軸受」ともいう。）は、単列の深溝玉軸受であり、固定側の軌道輪としての内輪１１と、回転側の軌道輪としての外輪１３と、内輪１１と外輪１３との間に転動可能に配置される複数の転動体１５と、保持器１７と、一対のシール１９、１９と、を備える。なお、本実施形態では玉が単列に配置された例で示しているが、回転モーメントを受けるような例えばエアコン用コンプレッサの本体に取り付けられたプーリを支持するような場合は、玉が複列に配置された複列玉軸受であってもよい。
【００２１】
内輪１１は、好ましくは軸受鋼（例えばＳＵＪ２）製とされ、外周面に内輪軌道溝１１ａが形成されている。内周面は円筒状とされて、上述した車体側部材に取り付けられた支持軸や、各補機類の回転軸や本体に固定されるようになっている。
【００２２】
外輪１３は、好ましくは軸受鋼（例えばＳＵＪ２）製とされ、内周面に上記内輪軌道溝と対向する外輪軌道溝１３ａが形成されている。外周面（外側）には、後述するプーリ５が一体に取り付けられている。
【００２３】
転動体としての玉１５は、好ましくは軸受鋼（例えばＳＵＪ２）製とされ、外輪軌道溝１３ａと内輪軌道溝１１ａとの間に転動可能に配置されている。なお、転動体として、玉に代えてころを使用してもよい。
【００２４】
プーリ５は、金属板をプレス成形にて作製されたもので、全体的には外周側にコ字状断面を持った円板状とされ、外輪の端面を覆う内端部５ｅ、この内端部５ｅから外輪外周面に沿って伸びた基底部５ａ、この基底部５ａと径方向に隔てて配置されベルト（図４のベルト１１１参照）が掛け渡される外周部５ｂ、基底部５ａと外周部５ｂとを接続する中間部５ｃとを備えている。プーリ５の基底部５ａが軸受外輪１３の外周面に圧入されることで、プーリ５と軸受３とは一体とされている。
【００２５】
プーリ５の中間部５ｃには、図１から明らかなように、ハニカム形状の空隔部５ｄが、プーリ５の軸方向に貫通して、中間部５ｃの周方向全領域においてほぼ均一に分散した状態で設けられている。この空隔部５ｄを形成しているハニカムは、大きさが均一であると、中間部５ｃをほぼ充たすようにするのが難しいため、中間部５ｃの形状に合うようにそれぞれのハニカムの大きさが調整されて径方向に複数個（複数層）設けられ、内周側及び外周側においては、一部は台形状とされている。
【００２６】
本実施形態では、空隔部５ｄをハニカム形状とする事で中間部５ｃをほぼ均一に充たし、プーリ５の径方向に何れの方向から荷重が負荷されても、緩衝機能を発揮できるようにしている。なお、空隔部５ｄの断面形状はハニカム形状に限定することなく、円形、方形等、他の断面形状であってもよいし、これらを適宜組合わせてもよい。
【００２７】
次に上述した軸受内蔵プーリ１の作動について説明する。
【００２８】
エンジン回転時に、クランクシャフトから回転力伝達機構によって、各補機類に回転力が伝達され、各補機類に設けられたプーリや、テンションプーリ、アイドラプーリには、掛け渡されているベルトから作用する荷重が負荷されている。そして、エンジン内のピストンが、混合気の燃焼により急激に移動したときに、クランクシャフトの回転力が瞬間的に増大し、各プーリには衝撃力が作用する。
【００２９】
しかし、本実施形態の軸受内蔵プーリ１によれば、プーリ５の中間部５ｃに、プーリ５の周方向全領域において、プーリ５の軸方向に貫通した空隔部５ｄが形成されているので、プーリ５に衝撃的なラジアル荷重が何れの方向から負荷されても、かかるラジアル荷重は緩和して軸受３に伝達することが可能となる。この衝撃力緩衝作用により、軸受３に不具合が発生するのを防止できる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態の軸受内蔵プーリ１によれば、プーリ５から軸受３に負荷される衝撃的なラジアル荷重を緩和することが可能となり、軸受３に不具合が発生するのを防止することができる。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、図２を参照してプーリの構造を変更した第２実施形態について説明する。なお、以下の実施形態において、転がり軸受３は第１実施形態と実質同一であるので、同一部材には同一符号を付して説明は省略する。本実施形態の軸受内蔵プーリ２１に用いられているプーリ２５は合成樹脂製とされ、射出成形によって作製されたものである。
【００３２】
プーリ２５は、全体的にはドーナツ状とされ、外輪外周面に沿って伸びた基底部２５ａ、この基底部２５ａと径方向に隔てて配置され、ベルトが掛け渡される外周部２５ｂ、基底部２５ａと外周部２５ｂとを接続する中間部２５ｃとを備えている。プーリ２５の中間部２５ｃには、図２から明らかなように、ハニカム形状の空隔部２５ｄが、プーリ２５を軸方向に貫通して、中間部２５ｃの周方向全領域においてほぼ均一に分散した状態で設けられている。軸受３を成形型の中に配置し、軸受３の外側に樹脂をインサート成形することにより、プーリ２５と軸受３とは一体とされている。なお、外輪１３には、プーリ２５のクリープを防止するため、底部に樹脂が係合するローレットが設けられた溝１３ａが形成されている。
【００３３】
本実施形態においても、第１実施形態と同様、プーリ２５に衝撃的なラジアル荷重が何れの方向から負荷されても、かかるラジアル荷重は緩和して軸受３に伝達することが可能となる。この衝撃力緩衝作用により、軸受３に不具合が発生するのを防止できる。
【００３４】
（第３実施形態）
次に、図３を参照してプーリの構造を変更した第３実施形態について説明する。本実施形態の軸受内蔵プーリ３１に用いられているプーリ３５は焼結金属製とされ、型内に充填された金属粉を焼結することにより作製されたものである。
【００３５】
本実施形態のプーリ３５は、回転力伝達部材としてチエーンを用いる場合に使用され、軸受３の外輪外周面に沿って伸びた基底部３５ａ、この基底部３５ａと径方向に隔てて配置され、チエーンが掛け渡される外周スプロケット部３５ｂ、基底部３５ａと外周スプロケット部３５ｂとを接続する中間部３５ｃとを備えている。プーリ３５の中間部３５ｃには、図３から明らかなように、ハニカム形状の空隔部３５ｄが、プーリ３５を軸方向に貫通して、中間部３５ｃの周方向全領域においてほぼ均一に分散した状態で設けられている。プーリ３５の基底部３５ａが外輪１３の外周面に圧入されることで、プーリ３５と軸受３とは一体とされている。
【００３６】
本実施形態においても、第１実施形態と同様、プーリ３５に衝撃的なラジアル荷重が何れの方向から負荷されても、かかるラジアル荷重は緩和して軸受３に伝達することが可能となる。この衝撃力緩衝作用により、軸受３に不具合が発生するのを防止できる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、自動車のエンジンの回転力を伝達する機構に用いられるプーリに限定されることなく、農機やブルドーザ等、混合気の燃焼によって回転力が瞬間的に増大し、プーリから転がり軸受に衝撃的な力が作用する環境であれば、どのような環境でも使用できる。
【符号の説明】
【００３８】
３    転がり軸受
５、２５、３５    プーリ
１１    内輪
１３    外輪
１５    転動体
５ａ、２５ａ、３５ａ    基底部
５ｂ、２５ｂ、３５ｂ    外周部
５ｃ、２５ｃ、３５ｃ    中間部
５ｄ、２５ｄ、３５ｄ    空隔部
【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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