(57)【要約】【課題】樹脂部のストレスクラック耐性の評価を簡単かつ高精度に行うことができる樹脂巻き部品の樹脂部の評価方法を提供する。【解決手段】環状の金属部材２の外周に一体成形されて樹脂巻き部品Ｓ１を構成する環状の樹脂部１の外径側から、当該樹脂部１の径方向内方に切り込み３を形成し、前記樹脂部１におけるクラック発生の有無に基づいて、樹脂部１のストレスクラック耐性を判定する。  【選択図】      図２
2008256174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の金属部材の外周に一体成形されて樹脂巻き部品を構成する環状の樹脂部の外径側から、当該樹脂部の径方向内方に切り込みを形成し、前記樹脂部におけるクラック発生の有無に基づいて、樹脂部のストレスクラック耐性を判定することを特徴とする、樹脂巻き部品の樹脂部の評価方法。
【請求項２】
前記樹脂部の軸方向において略同じ深さとなるように切り込みを形成する請求項１に記載の樹脂巻き部品の樹脂部の評価方法。
【請求項３】
環状の金属部材の外周に環状の樹脂部を一体成形して構成する樹脂巻き部品であって、
請求項１〜２のいずれかに記載の評価方法において、前記環状の金属部材の外径に至る深さまで切り込みを形成した場合に、前記樹脂部にクラックが生じないように当該樹脂部を設けたことを特徴とする樹脂巻き部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂巻き部品の樹脂部の評価方法及び樹脂巻き部品に関する。さらに詳しくは、環状の金属部材の外周に環状の樹脂部を一体成形した樹脂巻き部品における樹脂部のストレスクラック耐性を評価する方法及び樹脂巻き部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車のエンジン補機駆動ベルトのプーリとして、外周にベルト案内面を有する環状の樹脂部（プーリ）の内周に、転がり軸受や金属ハブなどの金属部材を一体化した樹脂巻き部品（樹脂プーリ）が用いられている（例えば、特許文献１参照）。かかる樹脂プーリは、その樹脂部の射出成形と同時に前記金属部材を一体化するインサート成形によって作製されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１７６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記樹脂プーリでは、前記樹脂部を構成する樹脂の収縮特性を利用して、前記軸受などの金属部材を固定することが広く行われているが、樹脂が収縮することにより樹脂部内部に応力が残留する。また、樹脂プーリは、低温から高温に至るまで広範囲の温度下で使用され、かかる熱負荷による後収縮によって内部応力が増大する。樹脂プーリは、内部応力が増大した場合においても、樹脂部にクラックが発生しないようなストレスクラック耐性を有していることが必要である。
【０００５】
そこで、成形による収縮、及び熱負荷による後収縮によりもたらされる樹脂部の内部応力の状態、すなわち樹脂部のストレスクラック耐性ないしは樹脂部の割れ感受性を評価するために、冷熱サイクル試験が行われている。この冷熱サイクル試験において、所定回数の冷却及び加熱を繰り返した後にクラックが発生しない樹脂プーリを合格品としている。
【０００６】
しかしながら、冷熱サイクル試験は、樹脂プーリの内部応力を直接的に把握するものではなく、評価の精度には限界があった。
また、前記冷熱サイクル試験は、冷却と加熱を１０００〜２０００回も繰り返して行うことから、時間がかかるとともに、試験のために大がかりな設備（冷却・加熱装置など）が必要である。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、樹脂部のストレスクラック耐性の評価を簡単かつ高精度に行うことができる樹脂巻き部品の樹脂部の評価方法を提供することを目的としている。
また、良好なストレスクラック耐性を有する樹脂巻き部品を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の樹脂巻き部品の樹脂部の評価方法（以下、単に「評価方法」ともいう）は、環状の金属部材の外周に一体成形されて樹脂巻き部品を構成する環状の樹脂部の外径側から、当該樹脂部の径方向内方に切り込みを形成し、前記樹脂部におけるクラック発生の有無に基づいて、樹脂部のストレスクラック耐性を判定することを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
本発明の評価方法では、樹脂部の外径側から切り込みを形成し、当該樹脂部におけるクラック発生の有無に基づいて、樹脂部のストレスクラック耐性を判定している。樹脂部に残留応力がある場合、この部分に切り込みを形成するとクラックが発生するが、本発明では、この現象を利用して、樹脂部に切り込みを形成することで樹脂部の内部応力の状況を直接把握するようにしている。これにより、残留応力の程度を正確に知ることができ、ストレスクラック耐性の評価を高精度に行うことができる。また、樹脂部の外径側から、当該樹脂部の径方向内方に切り込みを形成するだけでよいので、極めて短時間で評価結果を得ることができ、さらに、前記切り込みは、鋸歯ベルトなどの比較的簡易な設備で形成することができる。したがって、従来の冷熱サイクル試験に比べて、簡単かつ短時間に樹脂部のストレスクラック耐性の判定を行うことができる。
【００１０】
前記樹脂部の軸方向において略同じ深さとなるように切り込みを形成するのが好ましい（請求項２）。この場合、樹脂部の軸方向に沿った全体について、同じ精度でストレスクラック耐性の判定を行うことができる。
【００１１】
前記環状の金属部材の外径に至る深さまで、クラックを生じることなく切り込みが形成された場合に、前記樹脂部のストレスクラック耐性が良好であり、環状の金属部材の外径寸法以上の樹脂部に残留応力が少ないと判定することができ、実使用時において樹脂部にクラックが発生する可能性がほとんどないと考えられる。したがって、環状の金属部材の外径に至る深さまで、クラックを生じることなく切り込みが形成できることを合否判定の基準とすることで、樹脂部のストレスクラック耐性の評価の信頼性をより高いものとすることができる。
【００１２】
前記樹脂部は、前記環状の金属部材の両端面外周縁を挟持する肩部を有しており、切り込みの深さが前記肩部の角部から前記環状の金属部材の外径に至るまでの間でクラックが発生した場合に、前記樹脂部のストレスクラック耐性が不十分であり樹脂部の設計変更が必要であると判定することができる。前記範囲内の切り込み深さでクラックが発生する場合は、前記樹脂部を構成する樹脂材料、樹脂部の寸法などを適宜変更することにより、樹脂部のストレスクラック耐性が合格基準に達する可能性がある。したがって、前記樹脂部の設計変更の必要性を容易に認識し、かつ設計変更により合格基準に達する目途を容易に立てることができる。
【００１３】
また、本発明の樹脂巻き部品は、環状の金属部材の外周に環状の樹脂部を一体成形して構成する樹脂巻き部品であって、
請求項１〜２のいずれかに記載の評価方法において、前記環状の金属部材の外径に至る深さまで切り込みを形成した場合に、前記樹脂部にクラックが生じないように当該樹脂部を設けたことを特徴としている。
【００１４】
本発明の樹脂巻き部品は、環状の金属部材の外径に至る深さまで切り込みを形成した場合に、前記樹脂部にクラックが生じないように当該樹脂部を設けたので、樹脂部のストレスクラック耐性を良好なものとすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の評価方法によれば、樹脂部のストレスクラック耐性の評価を簡単かつ高精度に行うことができる。また、本発明の樹脂巻き部品によれば、樹脂部のストレスクラック耐性を良好なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の評価方法及び樹脂巻き部品の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の評価方法の対象となる樹脂巻き部品の一例である樹脂プーリＳの部分断面説明図であり、図２は、図１に示される樹脂プーリＳの部分正面説明図である。この樹脂プーリＳは、環状の樹脂部１の内周に金属部材としての転がり軸受２をインサートしたものであり、前記樹脂部１の外周側には、外周に複数のＶ溝１１ａを有する外周円筒部１１が形成されており、内周側には、前記転がり軸受２の外輪２１の外周を固着する内周円筒部１２が形成されている。この内周円筒部１２は、前記転がり軸受２の外輪２１の両端面外周縁を挟持する肩部１２ａを有している。また、前記外周円筒部１１と内周円筒部１２との間には、接続部１３が形成されている。なお、図１において、２２は、前記外輪２１の内径側において当該外輪１と同心に配設された内輪であり、また、２３は、前記外輪２１と内輪２２との間の環状空間に配置される複数の転動体であるボールである。ボール２３は、保持器２４によって周方向に所定の間隔で保持されている。前記環状空間の左右（図１において左右）の端部、すなわち両輪２１、２２の左右端部間には、それぞれシール部材２５が配設されている。
【００１７】
前記樹脂部１は、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂で作製されており、この熱硬化性樹脂の収縮特性を利用して前記転がり軸受２と樹脂部１との一体化が行われる。その際、樹脂部１の内部に応力が残留する。また、樹脂プーリＳは、低温から高温に至るまで広範囲の温度下で使用され、かかる熱負荷による後収縮によって内部応力が増大する。本発明では、このような成形による収縮、及び熱負荷による後収縮によりもたらされる樹脂部の内部応力の状態、すなわち樹脂部のストレスクラック耐性ないしは樹脂部の割れ感受性を評価して、樹脂部の設計を検証するために、樹脂部１の外径側から切り込み３を形成し、当該樹脂部１におけるクラック発生の有無に基づいて、樹脂部１のストレスクラック耐性を判定している。クラックＣの発生は、目視にて確認することができる。
【００１８】
前記切り込み３は、例えば鋸歯ベルト（図示せず）を用いて簡単に形成することができ、その幅は、本発明において特に限定されるものではないが、通常、１ｍｍ程度である。また、自動車のエンジンに取付けられる一般的な樹脂プーリの場合、１０〜２０秒程度で、転がり軸受２の外径、すなわち外輪２１の外径に至る深さ（ｄ１）の切り込み３を形成することができる。
切り込み３を形成するための鋸歯は、本発明において特に限定されるものではないが、円弧状鋸歯は切り込み３の深さを均一にすることが難しいので、直線状鋸歯を用いるのが好ましい。
【００１９】
樹脂部１に残留応力がある場合、この部分に切り込み３を形成するとクラックＣが発生するが、本発明では、この現象を利用して、樹脂部１に切り込みを形成することで樹脂部１の内部応力の状況を直接把握するようにしている。これにより、残留応力の程度を正確に知ることができ、ストレスクラック耐性の評価を高精度に行うことができる。また、樹脂部１の外径側から、当該樹脂部１の径方向内方（図２において下方）に切り込みを形成するだけでよいので、極めて短時間（１０〜２０秒程度）で評価用試料を得ることができる。さらに、前記切り込み３は、鋸歯ベルトなどの比較的簡易な設備で形成することができる。したがって、従来の冷熱サイクル試験に比べて、簡単かつ短時間に樹脂部１のストレスクラック耐性の判定を行うことができる。
【００２０】
本実施の形態では、前記切り込み３を鋸歯ベルトで形成しており、前記樹脂部１の軸方向（図１において左右方向）において略同じ深さとなるように形成することができる。これにより、樹脂部１の軸方向に沿った全体について、同じ精度でストレスクラック耐性の判定を行うことができる。
【００２１】
本発明では、前記切り込み３の深さ、すなわち樹脂部１の径方向内方のどの位置まで切り込み３が形成できたかを、当該樹脂部１のストレスクラック耐性の良否を判定する際の判断基準としている。具体的に、前記外輪２１の外径に至る深さまで、クラックを生じることなく切り込み３が形成された場合に、前記樹脂部１のストレスクラック耐性が良好であり、外輪２１の外径寸法以上の樹脂部１に残留応力が少ないと判定することができ、実使用時において樹脂部１にクラックが発生する可能性がほとんどないと考えられる。したがって、外輪２１の外径に至る深さまで、クラックを生じることなく切り込みが形成できることを合否判定の基準とすることで、樹脂部１のストレスクラック耐性の評価の信頼性をより高いものとすることができる。
【００２２】
また、切り込み３の深さが前記肩部１２ａの角部１２ａ１から前記外輪２１の外径に至るまでの間（切り込み３の深さが図１において、ｄ１からｄ２までの間）でクラックが発生した場合に、前記樹脂部１のストレスクラック耐性が不十分であり樹脂部１の設計変更が必要であると判定することができる。前記範囲内の切り込み深さでクラックが発生する場合は、前記樹脂部１を構成する樹脂材料、樹脂部の寸法などを適宜変更することにより、樹脂部１のストレスクラック耐性が合格基準に達する可能性がある。したがって、前記樹脂部１の設計変更の必要性を容易に認識し、かつ設計変更により合格基準に達する目途を容易に立てることができる。こうして、環状の金属部材の外径に至る深さまで切り込みを形成した場合に、前記樹脂部にクラックが生じないように当該樹脂部を設けた樹脂巻き部品は、樹脂部のストレスクラック耐性が良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の評価方法の対象となる樹脂巻き部品の一例の部分断面説明図である。
【図２】図１に示される樹脂巻き部品の部分正面説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１      樹脂部
２      転がり軸受
３      切り込み
１１      外周円筒部
１２      内周円筒部
１２ａ    肩部
１２ａ１  角部
２１      外輪
２２      内輪
Ｃ      クラック
Ｓ      樹脂プーリ
【図１】
2008256174.tif 000003
【図２】
2008256174.tif 000004