(57)【要約】【課題】軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリ本体をインサート成形した樹脂製プーリにおける、前記軸受と前記プーリ本体との間の接合強度を評価する方法を提供する。【解決手段】軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリ本体をインサート成形した樹脂製プーリを、前記軸受の酸化温度において加熱する加熱工程と、前記加熱工程を施した前記外輪の前記外周面の酸化による変色に基づいて、前記軸受と前記プーリ本体との接合強度を判定する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリ本体をインサート成形した樹脂製プーリを、前記軸受の酸化温度において加熱する加熱工程と、
前記加熱工程を施した前記外輪の前記外周面の酸化による変色に基づいて、前記軸受と前記プーリ本体との接合強度を判定する判定工程とを有することを特徴とする樹脂製プーリの接合強度評価方法。
【請求項２】
前記加熱工程において、前記軸受の前記外周面が酸化によって青色の酸化被膜を形成する酸化温度で加熱し、
前記判定工程において、前記外輪の外周面における青色酸化皮膜形成に基づいて、前記軸受と前記プーリ本体との接合強度を判定する請求項１に記載の樹脂製プーリの接合強度評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のエンジン部品等に用いられる樹脂製プーリの接合強度評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用エンジンの補機等の回転駆動に用いられるプーリ類としては、小型軽量化や低コスト化等の要請から、金属製プーリに代わって樹脂製プーリが用いられている。前記補機等の回転駆動に用いられる樹脂製プーリは、一般に、玉軸受等の軸受と、この軸受の外周面にインサート成形によって一体化された環状のプーリ本体とを備えている。
【０００３】
前記プーリ本体は、フェノール系樹脂にガラス繊維等の繊維状強化材を含有させた樹脂組成物や、ポリアミド系樹脂からなる樹脂母材に繊維状強化材を含有させた樹脂組成物、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）に繊維状強化材を含有させた樹脂組成物等を射出成形したものが用いられている（例えば、特許文献1参照）。
【０００４】
上記樹脂製プーリでは、前記プーリ本体と前記軸受とを構成する材料の線膨張係数に差があるため、前記樹脂製プーリが回転中に、前記軸受と前記プーリ本体との接合面において相対的な滑り（回動）が生じる場合があった。前記軸受と前記プーリ本体の接合面における相対的な滑りは、前記軸受と前記プーリ本体との間の接合強度が弱いと起こりやすい。そこで、静止している樹脂製プーリのプーリ本体と外輪との間に相対変位を与えて静的に回動させるときの動き出しトルク（回動トルク）を指標として、前記接合強度を評価することが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２１７８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記評価方法では、トルクの計測に手間がかかるという問題点があった。
従って、本発明の目的は、軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリ本体をインサート成形した樹脂製プーリにおける、前記軸受と前記プーリ本体との間の接合強度を簡便に評価する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するための本発明の樹脂製プーリの接合強度評価方法の第１特徴手段は、軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリ本体をインサート成形した樹脂製プーリを、前記軸受の酸化温度において加熱する加熱工程と、前記加熱工程を施した前記外輪の前記外周面の酸化による変色に基づいて、前記軸受と前記プーリ本体との接合強度を判定する判定工程とを有する点にある。
【０００８】
上記特徴手段によれば、加熱工程において、軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリ本体をインサート成形した樹脂製プーリを、その軸受（特に、外輪の外周面）を構成する材料の酸化温度において加熱する。この際、前記軸受の外輪の外周面と前記プーリ本体との接合面において、両者が密着する部分では軸受表面は酸化しない。他方、前記軸受の外輪の外周面と前記プーリ本体との接合面が密着していない部分では、前記外輪の外周面に酸化による変色が生じる。従って、判定工程において、例えば、前記外周面の変色領域の面積の大小や変色スポットの個数等を参照にして、前記外輪の前記外周面の酸化による変色に基づいて、前記軸受と前記プーリ本体との接合強度を判定することができる。詳細には、前記軸受の外輪の外周面における変色面積が小さいほど、また、変色スポットの個数が少ないほど、前記軸受と前記プーリ本体との密着度、つまり接合強度が高いといえる。
しかも、本法は、軸受鋼や浸炭鋼等の軸受用鋼から構成される軸受全般の評価に適用可能であるばかりでなく、前記プーリ本体の着色の有無にかかわらず樹脂製プーリの接着強度の評価に用いることができる。従って、本法は、黒色に着色され、加熱によるプーリ本体の変色を観察することができない自動車部品用の樹脂製プーリの評価に特に有用である。
【０００９】
本発明の第２特徴手段は、前記加熱工程において、前記軸受の前記外周面が酸化によって青色の酸化被膜を形成する酸化温度で加熱し、前記判定工程において、前記外輪の外周面における青色酸化皮膜形成に基づいて、前記軸受と前記プーリ本体との接合強度を判定する点にある。
【００１０】
一般的に、軸受用鋼等の鋼材は、酸素存在下で２００〜３００℃に加熱すると青色の酸化皮膜を形成する。この性質を利用し、前記加熱工程において、前記軸受の前記外周面が酸化によって青色の酸化被膜を形成する酸化温度で加熱することで、前記軸受の外輪の外周面と前記プーリ本体との接合面が密着していない部分に、酸化による青色の変色を生じさせる。そして、前記判定工程において、前記外周面における前記外輪の外周面における青色酸化皮膜形成領域の面積の大小や変色スポットの個数等に基づいて、前記軸受と前記プーリ本体との接合強度を判定することができる。
また、かかる加熱温度域では、加熱工程においてプーリ本体を構成する樹脂が著しく熱変形することがないため、酸化による変色領域は、加熱工程におけるプーリ本体の熱変形に伴う新たな非密着領域を含まず、前記軸受の外輪の外周面と前記プーリ本体との接合面に加熱前から存在する非密着領域を反映する。したがって、判定工程において、より正確な接合強度判定を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリ本体をインサート成形した樹脂製プーリにおける、前記軸受と前記プーリ本体との間の接合強度を簡便に評価できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本法は、図１に示すような、軸受２の外輪２１の外周面２２に樹脂製のプーリ本体３をインサート成形した樹脂製プーリ１に適用される。前記軸受２は、内輪２０と、外輪２１と、これらの間に転動自在に配置される複数個の鋼製の玉６と、これら玉６を円周方向等配位置に保持する保持器７とを備えている。前記プーリ本体３は、前記軸受２の外周面２２から側面２３にかけて密着する円筒状のボス部３１と、このボス部３１から径方向外方に延びる円環部３２と、この円環部３２の外周に連続する円筒状のリム部３３とを有しており、前記リム部３３の外周のベルト転走面３４に、ベルト４が巻き掛けられる。
図１では、前記プーリ本体３は、その円環部３２の軸方向幅がリム部３３の軸方向幅よりも狭い断面略Ｈ型になっているが、軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリ本体をインサート成形した樹脂製プーリであれば、他の形状を有するプーリ本体を備えた樹脂製プーリであっても本法の適用対象となる。例えば、円環部３２を備えず、前記軸受２の外周面２２から側面２３にかけて密着する円筒状のボス部３１の外周面が、ベルト転走面３４として機能する樹脂製プーリであってもよい。
【００１３】
前記外輪２１の外周面２２とプーリ本体３の接合面３５は完全に密着することが好ましいが、図２に示すように、空隙３６が生じることがある。前記空隙３６が生じると前記外輪２１の外周面２２とプーリ本体３の密着度が低下し、前記外輪２１の外周面２２でプーリ本体３が相対的に滑って（回動して）、樹脂製プーリ１使用時にクリープが生じやすくなる。本法は、樹脂製プーリ１のクリープの生じやすさを評価するため、前記外輪２１の外周面２２とプーリ本体３の接合面３５との接合強度を、これらの間に存在する空隙３６の面積及び個数に基づいて判定するものである。従って、本法は、従来の回動トルクによる評価に代えて、またはこれと共に、樹脂製プーリ１の性能評価に用いることができる。
【００１４】
具体的な評価方法の実施手順を、以下に説明する。
先ず、評価対象である樹脂プーリ１を、恒温槽に静置する等して、所望の加熱温度下に置く。この加熱温度は、軸受２の外輪を構成する材料が酸化によって変色する温度域（酸化温度）とする。好ましくは、加熱処理中のプーリ本体３の変形を防ぐため、加熱温度は、プーリ本体３を構成する樹脂が軟化・融解する温度以下とする。例えば、樹脂の変形が起こりにくく、かつ、軸受用鋼から構成される外輪外周面２２に青色酸化被膜が形成される温度（２００〜３００℃）が好適である。加熱時間は軸受を構成する材料と酸素との反応が十分に行われれば特に限定されない。例えば、本実施形態においては、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）から構成される外輪外周面２２にフェノール樹脂製のプーリ本体３をインサート成形した樹脂製プーリを、２５０℃の恒温槽に５時間静置した。
【００１５】
加熱処理によって、軸受２の外周面２２とプーリ本体３の接合面３４とが密着していない部分では、雰囲気または空隙３６に存在する酸素と軸受外周面２２とが反応して、その表面に酸化による変色が生じる。図３に示すように、判定時に軸受２とプーリ本体３とを分離して、この変色部分３７の面積または個数を計量し、これに基づいて軸受外周面２２とプーリ本体３の接合面３４との密着度合いから接合強度を定量的に判定する。変色部分３７の面積が小さいほど、また、変色箇所が少ないほど、軸受外周面２２とプーリ本体３の接着強度は高いと判定することができる。ここで、製品として実用に耐えうるか否かの判断は、その製品の用途等に基づいて、個別具体的に定められる。
本法は、従来のトルク測定による接合強度評価方法のように特殊な装置を必要としないので、恒温槽に多数のプーリを同時に収容して加熱処理する等して、短時間に多数のプーリの評価を行うことができる。
【００１６】
本法は、樹脂製プーリの製造工程の検討（例えば、樹脂組成や成形条件の検討）、出荷前製品の品質検査にも用いることができるのは勿論のこと、使用時にクリープが生じた樹脂製プーリに本法を適用し、故障原因の解析に利用することもできる。
【００１７】
又、上記実施形態において、軸受を構成する鋼材に形成された青色酸化被膜に基づいて軸受外輪の外周面とプーリ本体との接着強度を判定する例を挙げたが、軸受を構成する材料の酸化に起因する軸受外周面の変色に基づいて判定を行う限り、他色への変色に基づく判定も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用可能な樹脂製プーリの断面図。
【図２】軸受とプーリ本体との間に空隙が存在する状態を模式的に示す樹脂製プーリの部分断面図。
【図３】加熱工程を施した樹脂製プーリの外輪を模式的に示す部分斜視図。
【符号の説明】
【００１９】
１    樹脂製プーリ
２    軸受
２１  外輪
２２  外周面
３    プーリ本体
３５  接合面
３６  空隙
３７  変色部分
４    ベルト 
【図１】
2008261645.tif 000002
【図２】
2008261645.tif 000003
【図３】
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