(57)【要約】【課題】樹脂製プーリ付軸受装置の運転中に樹脂製プーリの樹脂割れが起こらず、かつ、軽量で製造コストが低い樹脂製プーリ付軸受装置を提供すること。【解決手段】この樹脂製プーリ付軸受装置は、外輪１と、外輪１の外周に配置したフェノール樹脂製プーリ７とを一体成形して形成されている。上記フェノール樹脂製プーリ７の第１円筒部１０の軸方向の幅Ｂと、第１円筒部１０のフェノール樹脂製プーリ７のベルト取り付け溝１５の底における第１円筒部１０の径方向の厚みｔには、０．０５＜ｔ／Ｂ＜０．２の関係が設定されている。このことから、フェノール樹脂製プーリ７の強度が、標準的なラバーベルトのベルト破断強度よりも大きくなると共に、フェノール樹脂製プーリ７の質量が、小さくなる。【選択図】  図１
2004263834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、内輪と、上記外輪と内輪との間に配置された転動体と、上記外輪の外周に配置された樹脂製プーリとを備え、上記外輪と上記樹脂製プーリとを一体成形してなる樹脂製プーリ付軸受装置であって、
上記樹脂製プーリは、外周にベルト取り付け溝を有する第１円筒部と、上記外輪に外嵌した第２円筒部と、上記第１円筒部と上記第２円筒部とを連結する支柱部とを備え、
上記第１円筒部の軸方向の幅をＢ、上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みをｔ、上記支柱部の軸方向の幅の最小値をｓとしたとき、
０．０５＜ｔ／Ｂ＜０．２、
０．８＜ｓ／ｔ
であることを特徴とする樹脂製プーリ付軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外輪と、内輪と、上記外輪と内輪との間に配置された転動体と、上記外輪の外周に配置された樹脂製プーリとを備え、上記外輪と上記樹脂製プーリとを一体成形してなる樹脂製プーリ付軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、樹脂製プーリ付軸受装置としては、例えば、特開２００１−２００９１７号公報（特許文献１）に示されたものがある。この樹脂製プーリ付軸受装置は、外輪と、内輪と、上記外輪と内輪との間に配置された玉と、上記外輪の外周に配置された樹脂製プーリとを備えている。上記樹脂製プーリ付軸受装置は、上記外輪と上記樹脂製プーリとを一体成形して形成されている。
【０００３】
上記樹脂製プーリは、外周にベルト取り付け溝を有する第１円筒部と、上記外輪に外嵌している第２円筒部と、上記第１円筒部と上記第２円筒部とを連結する支柱部とを備えている。
【０００４】
上記樹脂製プーリ付軸受装置は、上記樹脂製プーリが上記外輪をクランプする力を用いて、上記樹脂製プーリが外輪に対して相対回転しないようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２００９１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の樹脂製プーリ付軸受装置では、上記第１円筒部の軸方向の幅に対する上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みが小さいために、上記樹脂製プーリの強度が、この樹脂製プーリの上記第１円筒部のベルト取り付け溝に取り付けられているベルトのベルト破断強度よりも小さくなって、上記ベルト取り付け溝に取り付けられているベルトの張力が非常に高くなると、上記樹脂製プーリの樹脂割れが起こるという問題がある。
【０００７】
また、上記従来の樹脂製プーリ付軸受装置では、上記樹脂製プーリの強度を十分に確保するべく、上記第１円筒部の軸方向の幅に対する上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みの比を極めて大きくすると、樹脂製プーリの質量が重くなって金属製のプーリと比べ軽量であるという樹脂製プーリの利点がいかしきれなくなるという問題があり、また、成形時に樹脂の流れが均一でなくなり樹脂製プーリの精度が損われるという問題がある。また、上記第１円筒部の軸方向の幅に対する上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みの比を極めて大きくすると、樹脂製プーリの材料費が増大して、樹脂製プーリ付軸受装置の製造コストが増大すると共に、樹脂製プーリの硬化時間が長くなって樹脂製プーリを製造するときのサイクルタイムが長くなり、樹脂製プーリ付軸受装置の生産性が著しく低下するという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、樹脂製プーリ付軸受装置の運転中に樹脂製プーリの樹脂割れが起こらず、かつ、軽量で製造コストが低い樹脂製プーリ付軸受装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の樹脂製プーリ付軸受装置は、
外輪と、内輪と、上記外輪と内輪との間に配置された転動体と、上記外輪の外周に配置された樹脂製プーリとを備え、上記外輪と上記樹脂製プーリとを一体成形してなる樹脂製プーリ付軸受装置であって、
上記樹脂製プーリは、外周にベルト取り付け溝を有する第１円筒部と、上記外輪に外嵌した第２円筒部と、上記第１円筒部と上記第２円筒部とを連結する支柱部とを備え、
上記第１円筒部の軸方向の幅をＢ、上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みをｔ、上記支柱部の軸方向の幅の最小値をｓとしたとき、
０．０５＜ｔ／Ｂ＜０．２、
０．８＜ｓ／ｔ
であることを特徴としている。
【００１０】
本発明者は、上記第１円筒部の軸方向の幅をＢ、上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みをｔとしたとき、０．０５＜ｔ／Ｂが成立するように、上記第１円筒部の軸方向の幅と、上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みとを設定すると、上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みが一定以上の厚みになって、上記樹脂製プーリの強度が一定以上の大きさになり、上記樹脂製プーリの強度が、標準的なラバーベルトのベルト破断強度よりも大きな強度になることを発見した。すなわち、本発明者は、上記樹脂製プーリのベルト取り付け溝に取り付けられたベルトの張力が非常に大きくなっても、上記樹脂製プーリの樹脂割れが起こることがないことを発見した。
【００１１】
また、本発明者は、上記第１円筒部の軸方向の幅をＢ、上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みをｔとしたとき、ｔ／Ｂ＜０．２が成立するように、上記第１円筒部の軸方向の幅と、上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みを設定すると、樹脂製プーリの質量を、金属製のプーリの質量よりも小さくできて、軽量であるという樹脂プーリの利点をいかしきれると共に、樹脂プーリの材料費を低減できて、かつ、樹脂プーリの製造のサイクルタイムも実用範囲の時間内に抑えることができることを発見した。
【００１２】
上記請求項１の発明の樹脂製プーリ付軸受装置によれば、０．０５＜ｔ／Ｂが成立するように、上記第１円筒部の軸方向の幅Ｂと、上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みｔとを設定したので、上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みが小さくなりすぎずに、樹脂製プーリの強度が標準的なラバーベルトのベルト破断強度よりも大きな強度になる。したがって、上記樹脂製プーリのベルト取り付け溝に取り付けられたベルトの張力が非常に大きくなっても、上記樹脂製プーリの樹脂割れが起こることがない。
【００１３】
また、上記請求項１の発明の樹脂製プーリ付軸受装置によれば、ｔ／Ｂ＜０．２が成立するように、上記第１円筒部の軸方向の幅Ｂと、上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みｔとを設定したので、軽量であるという樹脂プーリの利点をいかしきれると共に、樹脂プーリの材料費を低減できて、かつ、樹脂プーリの製造のサイクルタイムも実用範囲の時間内に抑えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置の軸方向の断面図である。この樹脂製プーリ付軸受装置は、外輪１と、内輪２と、外輪１と内輪２との間に配置された転動体の一例としての玉３と、外輪１の外周に配置した樹脂製プーリの一例としてのフェノール樹脂製プーリ７とを備えている。上記樹脂製プーリ付軸受装置は、外輪１とフェノール樹脂製プーリ７とを射出成形を用いて一体成形して形成されている。
【００１６】
上記フェノール樹脂製プーリ７は、径方向の外側の第１円筒部１０と、外輪１に外嵌している第２円筒部１１と、第１円筒部１０と第２円筒部１１とを連結する支柱部１２とを備えている。上記フェノール樹脂製プーリ７の第１円筒部１０の外周側には、図示しないベルトを取り付ける複数の断面Ｖ字状のベルト取り付け溝１５が形成されている。また、上記外輪１と内輪２との間に配置された玉３は、保持器４によって保持された状態で、周方向に一定の間隔に複数個配置されている。
【００１７】
この実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置では、上記第１円筒部１０の軸方向の幅をＢ、第１円筒部１０のベルト取り付け溝１５の底における第１円筒部１０の径方向の厚みをｔ、支柱部１２の軸方向の幅の最小値をｓと夫々定義したとき、上記Ｂ、ｔおよびｓの間に、以下の式（１）および式（２）の関係が設定されている。
ｔ／Ｂ≒０．１２・・・・・（１）
ｓ／ｔ≒１．５・・・・・（２）
【００１８】
尚、図１において、玉３の両端部には、シール部材１８，１９が配置されている。このシール部材１８，１９は、外輪１および内輪２の軌道面や玉３を外部に対してシールしている。
【００１９】
図２は、樹脂製プーリとして、第１円筒部、第２円筒部および支持部を備えると共に、形状（例えば、ベルト取り付け溝の数、ベルト取り付け溝の深さ等）や材質が異なる多数の樹脂製プーリを採用し、かつ、樹脂製プーリのベルト取り付け溝に取り付けられるベルトとして、標準的なラバーベルト（ベルト破断強度１．７〜２．１ＫＮ／１山）を採用した場合における、上記多数の樹脂製プーリのｔ／Ｂの値と樹脂製プーリの強度との関係を示す図である。
【００２０】
図２において、横軸は、ｔ／Ｂの値を示し、縦軸は、ラバーベルト破断強度に対する樹脂製プーリの強度の比を示している。また、図２において、白丸は実測値の一部を示し、点線は、基準強度（６山ラバーベルトの最大破断強度）を示している。
【００２１】
図２に示すように、上記比（ｔ／Ｂ）の値が、０．０２５以上０．０５以下の樹脂製プーリでは、測定された樹脂製プーリの強度が、図２に矢印で示すベルト破断個強度の範囲の値になる一方、上記比（ｔ／Ｂ）の値が、０．０５よりも大きい場合には、測定された全ての樹脂製プーリの強度が、樹脂製プーリの材質や形状に因らず、図２に矢印で示すベルト破断個強度よりも大きくなっていることがわかる。このことから、（ｔ／Ｂ）の値を、０．０５よりも大きく設定すると、ベルトの張力が非常に大きくなっても、樹脂製プーリの樹脂割れが起こらないことがわかる。
【００２２】
また、本発明者は、上記ｔ／Ｂの値が、０．２以上になると、樹脂製プーリの質量が大きくなって、金属製のプーリに比べ軽量であるという樹脂製プーリの利点がいかしきれなくなるということを発見し、また、樹脂製プーリの材料費が増大して、樹脂製プーリ付軸受装置の製造コストが増大すると共に、樹脂製プーリの硬化時間が長くなって樹脂製プーリ付軸受装置の生産性が著しく低下するということを発見した。
【００２３】
上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置によれば、０．０５＜ｔ／Ｂを満たすように、式（１）（ｔ／Ｂ≒０．１２）の関係を設定したので、第１円筒部１０のベルト取り付け溝１５の底における第１円筒部１０の径方向の厚みｔが小さくなりすぎずに、フェノール樹脂製プーリ７の強度が、標準的なラバーベルト破断強度よりも大きな強度になる。したがって、フェノール樹脂製プーリ７のベルト取り付け溝１５に取り付けられたベルトの張力が非常に大きくなっても、フェノール樹脂製プーリ７の樹脂割れが起こることがない。
【００２４】
また、上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置によれば、ｔ／Ｂ＜０．２を満たすように、式（１）（ｔ／Ｂ≒０．１２）の関係を設定したので、上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置を金属製のプーリを用いたプーリ付軸受装置よりも軽量にでき、かつ、安価に製造できる。また、ｔ／Ｂ＜０．２を満たすように、式（１）（ｔ／Ｂ≒０．１２）の関係を設定したので、樹脂製プーリの硬化時間を一定時間以下の時間にすることができて、樹脂製プーリ付軸受装置のサイクルタイムを、実用範囲内の時間にすることができる。
【００２５】
尚、上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置では、式（２）の条件、すなわち、ｓ／ｔ≒１．５の条件をかしたが、この条件は、射出成形時における金型中の樹脂の流れを均一にする条件である。そして、この条件をかすことにより、射出成形時における金型中の樹脂の流れを均一に出来て、精度のよい樹脂製プーリを提供することができる。上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置では、式（２）の条件をかすことにより、樹脂製プーリの精度が損われることを防止したが、ｓ／ｔを０．８＜ｓ／ｔの範囲内に設定しておけば、ｓ／ｔをｓ／ｔ≒１．５に設定したときと同じように、樹脂製プーリの精度が損われることを防止できる。
【００２６】
また、上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置では、外輪１と内輪２の間に転動体の一例としての玉３を配置したが、この発明の樹脂製プーリ付軸受装置では、外輪と内輪の間に転動体の一例としてのころを配置しても良い。
【００２７】
また、上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置では、樹脂製プーリとしてフェノール樹脂製プーリ７を採用したが、図２に示すように、ｔ／Ｂの値を０．０５＜ｔ／Ｂ＜０．２に設定しさえすれば、樹脂製プーリは、その材質としてどのようなものを用いても樹脂割れを起こすことがなく、かつ、金属製のプーリとの質量における優位性も損うこともない。したがって、この発明の樹脂製プーリ付軸受装置では、フェノール樹脂製プーリ７の代わりに、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）樹脂製プーリ等のフェノール樹脂製プーリ以外の樹脂製プーリを採用し、ｔ／Ｂの値を０．０５＜ｔ／Ｂ＜０．２の範囲内に設定しても良い。
【００２８】
また、上記実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置では、式（１）（ｔ／Ｂ≒０．１２）の関係を満たすように、第１円筒部１０の軸方向の幅Ｂと、第１円筒部１０のベルト取り付け溝の底における第１円筒部１０の径方向の厚みｔとを設定したが、０．０５＜ｔ／Ｂ＜０．２を満たすように、第１円筒部の軸方向の幅Ｂと、第１円筒部のベルト取り付け溝の底における第１円筒部の径方向の厚みｔとを設定すると、式（１）（ｔ／Ｂ≒０．１２）の関係を満たすように、第１円筒部１０の軸方向の幅Ｂと、第１円筒部１０のベルト取り付け溝の１５底における第１円筒部１０の径方向の厚みｔとを設定した場合と同様に、樹脂製プーリの樹脂割れを防止できると共に、樹脂製プーリ付軸受装置を軽量にすることができ、かつ、安価に製造できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の樹脂製プーリ付軸受装置によれば、０．０５＜ｔ／Ｂが成立するように、第１円筒部の軸方向の幅Ｂと、上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みｔを設定したので、上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みを一定以上の厚みにできて、上記樹脂製プーリの強度を上記樹脂製プーリのベルト取り付け溝に取り付けられたベルトのベルト破断強度よりも大きくできる。したがって、上記ベルト取り付け溝に取り付けられたベルトの張力が大きくなっても、上記樹脂製プーリの樹脂割れが起こることがない。
【００３０】
また、上記請求項１の発明の樹脂製プーリ付軸受装置によれば、ｔ／Ｂ＜０．２が成立するように、上記第１円筒部の軸方向の幅Ｂと、上記第１円筒部のベルト取り付け溝の底における上記第１円筒部の径方向の厚みｔを設定したので、樹脂製プーリの質量を小さくできて、樹脂製プーリ付軸受装置を軽量にでき、かつ、樹脂製プーリ付軸受装置を安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の樹脂製プーリ付軸受装置の軸方向の断面図である。
【図２】異なる形状および異なる材質から成る複数の樹脂製プーリにおけるｔ／Ｂ値と樹脂製プーリの強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  外輪
２  内輪
３  玉
７  フェノール樹脂製プーリ
１０  第１円筒部
１１  第２円筒部
１２  支柱部
１５  ベルト取り付け溝
Ｂ  第１円筒部の軸方向の幅
ｔ  第１円筒部のベルト取り付け溝の底における第１円筒部の径方向の厚み
ｓ  支柱部の軸方向の幅の最小値
【図１】
2004263834.tif 000003
【図２】
2004263834.tif 000004