(57)【要約】【課題】高い耐クリープ性能を有し、かつ、軸受内部で発生した熱を外輪から放熱しやすくして、軸受の放熱性を向上することができ、また、リム部に発生した熱が軸受内部に伝達し難いプーリ装置を提供する。【解決手段】転がり軸受２０と、転がり軸受２０の外周面２１ｂに形成された合成樹脂製のプーリ部３０と、を備え、プーリ部３０は、転がり軸受２０の外周面２１ｂに形成されたボス部３１と、ボス部３１の外径側に同心配置されるリム部３２と、ボス部３１とリム部３２を径方向に連結するフランジ部３３と、を有し、転がり軸受２０から、径方向外側か、軸方向いずれか、の３方向の内、少なくとも１つの方向に延びる凸部２５が、周方向に広い面を向けるようにして、周方向略等間隔に複数形成され、凸部２５の一部が、ボス部３１から露出している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受と、前記転がり軸受の外周面に形成された合成樹脂製のプーリ部と、を備え、
前記プーリ部は、前記転がり軸受の外周面に形成されたボス部と、前記ボス部の外径側に同心配置されるリム部と、前記ボス部と前記リム部を径方向に連結するフランジ部と、を有するプーリ装置であって、
前記転がり軸受から、径方向外側か、軸方向いずれか、の３方向の内、少なくとも１つの方向に延びる凸部が、周方向に広い面を向けるようにして、周方向略等間隔に複数形成され、
前記凸部の一部が、前記ボス部から露出していることを特徴とするプーリ装置。
【請求項２】
前記凸部が前記転がり軸受の外周面から軸方向端面に亘って形成されることを特徴とする請求項１に記載のプーリ装置。
【請求項３】
前記凸部の径方向先端を繋いだ仮想円の直径をＤ１、前記ボス部の外周面の直径をＤ２、前記リム部の内周面の直径をＤ３とした場合、Ｄ２≦Ｄ１≦（Ｄ２＋Ｄ３）／２であることを特徴とする請求項１に記載のプーリ装置。
【請求項４】
前記転がり軸受は、外輪の外周面に嵌合された円筒状のカラー部材を備え、
前記凸部が前記カラー部材に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプーリ装置。
【請求項５】
前記凸部が前記転がり軸受の外輪に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプーリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プーリ装置に関し、例えば、自動車や農耕用機械などに搭載されるエンジン補機類の駆動ベルトのアイドラプーリやテンショナプーリ、及びタイミングベルトのアイドラプーリやテンショナプーリに使用されるプーリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプーリ装置として、転がり軸受と、転がり軸受の外輪の外径面に取り付けられる金属製のプーリ部と、を備えたプーリ装置が知られている。これらプーリ装置には、重量軽減やコスト低減が求められていることから、近年、金属製のプーリ部に換えて樹脂製のプーリ部を転がり軸受の外輪の外径面に射出成形により一体成形したプーリ装置が知られている。
【０００３】
しかし、このように樹脂製のプーリ部が外輪に一体成形されているプーリ装置は、金属製の外輪と樹脂製のプーリ部とで線膨張係数が異なるため、温度上昇時の熱膨張差による外輪と樹脂製プーリ部との結合力の低下に加えて、高ベルト荷重、高速回転時の外輪及び樹脂製プーリの変形により、外輪と樹脂製プーリとの間で円周方向の相対的な滑り、即ちクリープが発生する可能性がある。
【０００４】
この様なプーリ装置の耐クリープ性を向上させるべく、例えば、下記特許文献１のプーリ装置では、転がり軸受の外輪の外周面にローレット加工を施している。このローレット加工により、樹脂製のプーリ部を射出成形により外輪の外径面に一体成形する際に、外輪とプーリ部との結合力を高めて耐クリープ性を向上させている。
【０００５】
ところで、最近では、プーリ装置に対する、高ベルト荷重化、高速回転化の要求がより厳しいものとなり、近い将来、従来のローレット加工による耐クリープ性の向上だけでは対応できなくなる可能性が出てきた。
【０００６】
さらなる、高ベルト荷重化、高速回転化が進むと、運転時の転がり軸受の発熱量も大きくなることが予測できる。金属製のプーリ部であればプーリ部からの放熱が期待できるが、プーリ部が樹脂製のプーリ装置では、転がり軸受の外輪の外周面が樹脂製のプーリ部で覆われているため、軸受内部で発生した熱が放熱されにくい構成になっている。そのため、高ベルト荷重化、高速回転化により転がり軸受の発熱量が大きくなると、転がり軸受の温度が上昇し、ローレット部の樹脂が軟化することにより、よりクリープが発生しやすくなることが懸念される。また、転がり軸受内部のグリースが熱により劣化し、軸受寿命が短くなることが懸念される。
【０００７】
このような問題を解決するために、下記特許文献２には、転がり軸受の外輪に円盤状の金属板を圧入した後に樹脂プーリを形成し、プーリのフランジ部に空いた窓から円盤状の金属板の一部を露出させることにより、軸受内部の熱を放出する技術が開示されている。しかし、このように、プーリのリム部付近にまで円盤状の金属板が到達している構成では、リム部とベルトの摩擦によって生じた熱が、この金属板を通して軸受に伝達され、かえって軸受温度の上昇を促してしまう虞が有った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１３／００２２８４号
【特許文献２】特開２００９−０１４１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、高い耐クリープ性能を有し、かつ、軸受内部で発生した熱を外輪から放熱しやすくして、軸受の放熱性を向上することができ、また、リム部に発生した熱が軸受内部に伝達し難いプーリ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）転がり軸受と、前記転がり軸受の外周面に形成された合成樹脂製のプーリ部と、を備え、前記プーリ部は、前記転がり軸受の外周面に形成されたボス部と、前記ボス部の外径側に同心配置されるリム部と、前記ボス部と前記リム部を径方向に連結するフランジ部と、を有するプーリ装置であって、前記転がり軸受から、径方向外側か、軸方向いずれか、の３方向の内、少なくとも１つの方向に延びる凸部が、周方向に広い面を向けるようにして、周方向略等間隔に複数形成され、前記凸部の一部が、前記ボス部から露出していることを特徴とするプーリ装置。
（２）前記凸部が前記転がり軸受の外周面から軸方向端面に亘って形成されることを特徴とする（１）に記載のプーリ装置。
（３）前記凸部の径方向先端を繋いだ仮想円の直径をＤ１、ボス部の外周面の直径をＤ２、リム部の内周面の直径をＤ３とした場合、Ｄ２≦Ｄ１≦（Ｄ２＋Ｄ３）／２であることを特徴とする（１）に記載のプーリ装置。
（４）前記転がり軸受は、外輪の外周面に嵌合された円筒状のカラー部材を備え、前記凸部が前記カラー部材に形成されていることを特徴とする（１）または（２）に記載のプーリ装置。
（５）前記凸部が前記転がり軸受の外輪に形成されていることを特徴とする（１）または（２）に記載のプーリ装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、転がり軸受から、径方向外側か、軸方向いずれか、の３方向の内、少なくとも１つの方向に延びる凸部が、周方向略等間隔に複数形成され、凸部の一部が、ボス部から露出しているため、転がり軸受の凸部に外気を直接当てることができる。これにより、軸受内部で発生した熱を凸部から放熱しやすくすることができるので、軸受の放熱性を向上することができる。この結果、軸受内部のグリースの劣化を抑制することができるため、軸受寿命を延ばすことができる。また、プーリ部のボス部の温度上昇を抑制することができるため、ボス部の樹脂の軟化を抑制することができる。さらに、凸部が周方向に広い面を有するので、樹脂製のプーリ部が軸受外輪に対して周方向に相対回転することを効果的に妨げることができ、高い耐クリープ性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るプーリ装置の第１実施形態を説明する斜視図である。
【図２】図１に示す転がり軸受の斜視図である。
【図３】図１に示すプーリ装置の断面斜視図である。
【図４】本発明に係るプーリ装置の第２実施形態を説明する斜視図である。
【図５】図４に示す転がり軸受の斜視図である。
【図６】本発明に係るプーリ装置の第３実施形態を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るプーリ装置の各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
第１実施形態のプーリ装置１０は、図１〜図３に示すように、転がり軸受２０と、転がり軸受２０の外輪２１の外周面に形成されたプーリ部３０と、を備える。
【００１５】
転がり軸受２０は、図２及び図３に示すように、内周面に外輪軌道面２１ａを有する外輪２１と、外周面に内輪軌道面２２ａを有する内輪２２と、外輪軌道面２１ａと内輪軌道面２２ａとの問に転動自在に配置される複数の玉２３と、転がり軸受２０の軸方向両端部に装着され、軸受空間と外部との間をシールするシール部材２４と、を備える。
【００１６】
プーリ部３０は、図1に示すように、転がり軸受２０の外周面に取り付けられる円筒状のボス部３１と、ボス部３１の外径側に同心配置され、図示しないベルトが巻き掛けられる円筒状のリム部３２と、ボス部３１の外周面の軸方向中間部とリム部３２の内周面の軸方向中間部を径方向に連結する円板状のフランジ部３３と、を有する。また、フランジ部３３の両側面には、複数本ずつの補強リブ３４が周方向に略等間隔に放射状にそれぞれ形成されている。そして、プーリ部３０は、転がり軸受２０の外周面に合成樹脂の射出成形により形成されている。
【００１７】
転がり軸受２０の外輪２１の外周面２１ｂには、軸方向に沿った、軸方向全幅に亘る、径方向に放射状に延びる、周方向に薄い板状の凸部２５が、周方向に広い面を向けるようにして、周方向に略等間隔に複数形成されている。これら複数の凸部２５の径方向先端を繋いだ仮想円の直径Ｄ１は、ボス部３１の外周面３１ａの直径Ｄ２以上の径となっている。そのため、凸部２５の一部が露出している。即ち、凸部２５の径方向先端面がボス部３１の外周面３１ａから覗いているか、凸部２５の径方向先端部が外周面３１ａから突出している。ここで、フランジ部３３の両側面の複数の補強リブ３４は、凸部２５の整数倍になっており、凸部２５の径方向先端部は、隣り合う補強リブ３４の周方向中央部から突出している。この突出している凸部２５の径方向先端部は、外周面３１ａから突出している部分の表面積が大きければ大きいほど放熱効果は高い。
【００１８】
但し、凸部２５の径方向高さが高すぎると、リム部３２の熱を軸受に伝達してしまうので、図３に示すように、（ボス部３１の外周面３１ａの直径Ｄ２）≦（凸部２５の径方向先端を繋いだ仮想円の直径Ｄ１）≦｛（ボス部３１の外周面３１ａの直径Ｄ２）＋（リム部の内周面の直径Ｄ３）｝／２、であることが望ましい。
【００１９】
なお、ボス部３１の外周面３１ａから突出した凸部２５は、周方向に面を向けているため、外気に触れる投影面積が広いので、効率的に放熱することが可能である。
【００２０】
なお、凸部２５の径方向先端部を露出させず、凸部２５の径方向先端部をボス部３１に埋没させた場合でも、放熱効果は得られないものの、ローレットの凹凸の段差よりも凸部２５の径方向高さを高くすることにより、従来のローレットによるクリープ防止機構よりも高いクリープ防止の効果を得ることができる。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態のプーリ装置１０によれば、外輪２１の外周面２１ｂに径方向に延びる凸部２５が周方向に複数形成されているので、従来技術のローレット加工による外輪とプーリ部の結合力よりも、高い結合力が期待できるので、高いクリープ防止の効果を得ることができる。
【００２２】
また、凸部２５の一部をボス部３１の外周面３１ａから露出させることにより、金属製の外輪２１の凸部２５の径方向先端部、もしくは、凸部２５の径方向外端面に外気を直接当てることができる。これにより、軸受内部で発生した熱を凸部２５から放熱しやすくすることができるので、軸受の放熱性を向上することができる。この結果、転がり軸受２０の温度上昇を抑えることができるので、転がり軸受内部のグリースの劣化を抑制し、軸受寿命を延ばすことができる。また、プーリ部３０のボス部３１の温度上昇を抑制することができるため、ボス部３１の樹脂の軟化を抑制することができる。また、温度上昇に伴う熱膨張差による金属製の軸受外輪と樹脂製のプーリ部の結合力の低下を抑えることができる。
【００２３】
次に、第２実施形態を図４及び図５に示す。第２実施形態は、第１実施形態に対し、凸部２５が、外輪２１の軸方向端面２１ｃよりも軸方向に突出して形成されている点が異なる。即ち、転がり軸受２０の外輪２１の軸方向端面２１ｃには、軸方向に延びる凸部２５が周方向に複数形成されている。凸部２５の軸方向端部は、ボス部３１の軸方向端面３１ｂと同じか、それよりも延びており、凸部２５の一部が露出している。即ち、凸部２５の軸方向先端面がボス部３１の軸方向端面３１ｂから覗いているか、凸部２５の軸方向先端部が軸方向端面３１ｂから突出している。この突出している凸部２５の軸方向先端部は、軸方向端面３１ｂから突出している部分の表面積が大きければ大きいほど放熱効果は高い。
【００２４】
なお、凸部２５の軸方向先端部を露出させず、凸部２５の軸方向先端部をボス部３１に埋没させた場合でも、放熱効果は低いものの、ローレットの凹凸の段差よりも凸部２５の軸方向長さを長くすることにより、従来のローレットによるクリープ防止機構よりも高いクリープ防止の効果を得ることができる。なお、凸部２５の軸方向長さは、両端面が同じである必要はない。
【００２５】
また、第２実施形態は第１実施形態と組み合わせてもよい。この場合、径方向、軸方向両端の内、３箇所全てに凸部２５の露出があることが望ましい。但し、このうちの一箇所だけの露出でも放熱効果を得ることができる。
【００２６】
次に、第３実施形態を図６に示す。第３実施形態は、第１実施形態、第２実施形態、及びそれらの組み合わせにおける凸部２５を、転がり軸受２０の外輪２１に直接設けずに、凸部２５を設けた別体のカラー部材４０を外輪２１の外周面２１ｂに圧入嵌合したものである。カラー部材４０は鋼製であり、外輪２１に圧入により一体化することにより、第１実施形態、第２実施形態、及びそれらの組み合わせと同じ効果を得ることができる。
【００２７】
なお、図４では、代表として第１実施形態に関して図示した。第２実施形態の場合には、一方の軸方向端面しかカラー部材に設けることはできないが、外輪２１の軸方向幅の１／２のカラー部材を軸方向両側から圧入することで、軸方向両側に凸部２５が突出した実施形態にも対応できる。
【００２８】
なお、本発明は上記各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、本実施形態では、本発明を玉軸受に適用する場合を例示したが、これに限定されず、円筒ころ軸受や円すいころ軸受などの他のタイプの転がり軸受に本発明を適用してもよい。また、本実施形態では、単列の転がり軸受に適用する場合を例示したが、これに限定されず、複列の転がり軸受に本発明を適用してもよい。
なお、プーリ部３０のリム部３２には、Ｖベルトが巻き掛けられるように複数のＶ字状の溝が形成されていてもよい。また、プーリ部３０の補強リブ３４はなくてもよい。その場合、凸部２５の露出する周方向位置に制限はない。
【符号の説明】
【００２９】
１０    プーリ装置
２０    転がり軸受
２１    外輪
２１ａ  外輪軌道面
２１ｂ  外周面
２１ｃ  軸方向端面
２２    内輪
２２ａ  内輪軌道面
２５    凸部
３０    プーリ部
３１    ボス部
３１ａ  外周面
３２    リム部
３３    フランジ部
３４    補強リブ
４０    カラー部材
４０ａ  外周面
Ｄ１  複数の凸部の径方向先端を繋いだ仮想円の直径
Ｄ２  ボス部の外周面の直径
Ｄ３  リム部の内周面の直径
【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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