(57)【要約】【課題】合成樹脂製プーリの樹脂割れが起こらず、かつ、ラジアル隙間詰まり、異音の発生およびベルト外れも起こらない合成樹脂製プーリ付軸受装置を提供すること。【解決手段】この合成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。また、この合成樹脂製プーリ付軸受装置は、外輪１の軌道底部の径方向の厚みをａとし、フェノール樹脂製プーリ７の外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みをｂとしたとき、９０≦（ｂ／ａ）・１００の関係を設定して、フェノール樹脂製プーリ７と外輪１との相対回転を防止してフェノール樹脂製プーリ７の樹脂割れを防止すると共に、（ｂ／ａ）・１００≦２００の関係を設定して、軌道輪と玉３との間のラジアル隙間のラジアル隙間詰まりを防止している。【選択図】  図１
2004263800.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した玉と、上記外輪の外周に配置した合成樹脂製プーリとを備え、上記外輪と上記合成樹脂製プーリとを一体成形してなる合成樹脂製プーリ付軸受装置において、
外輪の軌道底部の径方向の厚みをａ、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みをｂとしたとき、
９０≦（ｂ／ａ）・１００≦２００
であることを特徴とする合成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した玉と、上記外輪の外周に配置した合成樹脂製プーリとを備え、上記外輪と上記合成樹脂製プーリとを一体成形してなる合成樹脂製プーリ付軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、合成樹脂製プーリ付軸受装置としては、特開２００１−２００９１７号公報（特許文献１）に示されたものがある。この合成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した玉と、上記外輪の外周に配置した合成樹脂製プーリとを備え、上記外輪と上記合成樹脂製プーリとを一体成形して形成されている。上記合成樹脂製プーリ付軸受装置は、上記合成樹脂製プーリが上記外輪をクランプする力及び外輪に形成された偏心溝と溝内に入り込んだ合成樹脂との間のくさび効果により、上記合成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。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２００９１７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の合成樹脂製プーリ付軸受装置では、上記外輪の軌道底部の径方向の厚みに対する上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みの比が小さいために、上記合成樹脂製プーリが上記外輪をクランプする力が小さくて、高温での使用時に該合成樹脂と外輪との熱膨張係数の違いにより相対的にプーリが膨張し、ベルト荷重が作用した際、上記合成樹脂製プーリが上記外輪に対して相対回転して、偏心溝部内の合成樹脂のくさび効果による応力によって、外輪周囲の樹脂、特に、端面側の樹脂が引張応力を受けることになり、その部位に樹脂割れ等が起きるという問題がある。
【０００５】
また、上記従来の合成樹脂製プーリ付軸受装置では、上記外輪の軌道底部の径方向の厚みに対する上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みの比を極めて大きくすると、厚さが大きい合成樹脂製プーリが、合成樹脂製プーリ付軸受装置の運転中に生じる熱によって大きく収縮して、上記外輪を径方向の内側にクランプする力が大きくなりすぎて、軌道輪（外輪および内輪）と玉との間に適正に設定されたラジアル隙間のラジアル隙間詰まりが生じるという問題がある。また、このラジアル隙間の隙間詰まりを考慮して、ラジアル隙間を予め大きく設定すると、雰囲気温度がそんなに高くなくて合成樹脂製プーリの収縮度が小さい領域で、大きなラジアル隙間に起因する大きな外輪の角振れが起こって、異音の発生やベルト外れが生じるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、合成樹脂製プーリの樹脂割れが起こらず、かつ、ラジアル隙間詰まり、異音の発生およびベルト外れも起こらない合成樹脂製プーリ付軸受装置を提供することにある。
【０００７】
【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の発明の合成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した玉と、上記外輪の外周に配置した合成樹脂製プーリとを備え、上記外輪と上記合成樹脂製プーリとを一体成形してなる合成樹脂製プーリ付軸受装置において、
外輪の軌道底部の径方向の厚みをａ、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みをｂとしたとき、
９０≦（ｂ／ａ）・１００≦２００
であることを特徴としている。
【０００８】
本発明者は、外輪の軌道底部の径方向の厚みをａ、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みをｂとしたとき、９０≦（ｂ／ａ）・１００が成立するように、外輪の軌道底部の径方向の厚みと、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みを設定すると、合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みが小さくなりすぎずに、上記合成樹脂製プーリが上記外輪をクランプする力が一定以上の大きさになって、高温使用時にも上記合成樹脂製プーリが上記外輪に対して相対回転しなくて、上記合成樹脂製プーリの樹脂割れが起こらないことを発見した。
【０００９】
また、本発明者は、外輪の軌道底部の径方向の厚みをａ、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みをｂとしたとき、（ｂ／ａ）・１００≦２００が成立するように、外輪の軌道底部の径方向の厚みと、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みを設定すると、合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みが大きくなりすぎずに、合成樹脂製プーリ付軸受装置の高温時に発生する合成樹脂製プーリの収縮の寸法が一定以下になって、この収縮によって合成樹脂製プーリが外輪を径方向の内側に押し込む寸法も一定以下になり、軌道輪（外輪および内輪）と玉との間に適正に設定されたラジアル隙間のラジアル隙間詰まりが起こらないことを発見した。このことから、本発明者は、（ｂ／ａ）・１００≦２００が成立するように、外輪の軌道底部の径方向の厚みと、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みを設定すると、合成樹脂製プーリの収縮の寸法が大きくならないので、合成樹脂製プーリの収縮を見越して、ラジアル隙間を所定の値よりも大きく設定する必要もなくて、この大きく設定されたラジアル隙間に起因する上記外輪の角振れ、および、この角振れに起因する異音の発生やベルト外れが生ずることがないことを発見した。
【００１０】
上記請求項１の発明の合成樹脂製プーリ付軸受装置によれば、外輪の軌道底部の径方向の厚みをａ、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みをｂとしたとき、９０≦（ｂ／ａ）・１００が成立するように、外輪の軌道底部の径方向の厚みと、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みを設定したので、合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みが小さくなりすぎずに、上記合成樹脂製プーリの内周面が上記外輪をクランプする力が一定以上の大きさになる。したがって、高温使用時でも、上記合成樹脂製プーリが上記外輪に対して相対回転せずに、上記合成樹脂製プーリの樹脂割れが起こることがない。上記現象は、ナイロン系樹脂に比べ耐衝撃性が低いフェノール樹脂において顕著であり、フェノール樹脂製プーリにおいては必須の条件となる。
【００１１】
また、上記請求項１の発明の合成樹脂製プーリ付軸受装置によれば、外輪の軌道底部の径方向の厚みをａ、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みをｂとしたとき、（ｂ／ａ）・１００≦２００が成立するように、外輪の軌道底部の径方向の厚みと、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みを設定したので、合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みが過大にならずに、合成樹脂製プーリの高温時に発生する合成樹脂製プーリの収縮を一定以下にできる。したがって、軌道輪（外輪および内輪）と玉との間に適正に設定されたラジアル隙間のラジアル隙間詰まりを防止することができる。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態の合成樹脂製プーリ付軸受装置の軸方向の断面図である。この合成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玉３と、外輪１の外周に配置した合成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。上記合成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。
【００１４】
上記フェノール樹脂製プーリ７の材質であるフェノール樹脂は、母材であるレゾール型フェノール樹脂に、強化繊維やガラス繊維や球状シリカ粉末等を混合して作製されている。また、上記フェノール樹脂製プーリ７の外周側には、図示しないベルトを取り付ける複数のベルト取り付け溝１５が形成されている。
【００１５】
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。また、上記外輪１の外周側には、環状溝８が設けられている。この環状溝８は、外輪１の肉厚を確保するため、外輪１の径方向の肉厚が厚い外輪１の軸方向の端部の片側に設けられており、周方向で異なる溝幅と溝の深さとを有している。
【００１６】
上記合成樹脂製プーリ付軸受装置は、射出成形時に環状溝８に隙間がないようにフェノール樹脂を充填して、フェノール樹脂製プーリ７の環状溝８に入り込んでいる部分の樹脂の厚さが、周方向で変化するようにしている。上記合成樹脂製プーリ付軸受装置は、このように、環状溝８をその深さが周方向で異なる偏心溝にして、フェノール樹脂製プーリ７の環状溝８に入り込んでいる部分を、外輪１に対して回動不可にすると共に、フェノール樹脂製プーリ７が外輪１をクランプする力を用いることによって、フェノール樹脂製プーリ７が外輪１に対して相対回転しないようにしている。
【００１７】
また、上記合成樹脂製プーリ付軸受装置は、外輪１の軌道底部の径方向の厚みをａ、フェノール樹脂製プーリ７の外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みをｂとしたとき、ｂ／ａが９０≦（ｂ／ａ）・１００≦２００を満たすように設計されている。
【００１８】
尚、図１において、玉３の両端部には、シール部材１２，１３が配置されている。このシール部材１２，１３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、合成樹脂製プーリとしてフェノール樹脂製プーリを採用し、かつ、外輪の外周に形成される偏心溝の形状を一定とした合成樹脂製プーリ付軸受装置における肉厚比ｂ／ａと回動トルクとの関係を示す図である。
【００２０】
図２において、横軸は、肉厚比（ｂ／ａ）・１００を示し、縦軸は、フェノール樹脂製プーリと外輪間の回動トルク値を示している。また、図２において、白丸は実測値の一部を示し、直線Ａは上記実測値を基に割り出された肉厚比に対する回動トルクの下限値を示し、直線Ｂは上記実測値を基に割り出された肉厚比に対する回動トルクの上限値を示している。
【００２１】
本発明者は、外輪の外周側にある偏心溝の形状を一定としたフェノール樹脂製プーリにおいて、（ｂ／ａ）・１００の値を様々な値に設定して、フェノール樹脂製プーリと外輪間の回動トルクの値の測定と、その時の合成樹脂製プーリ付軸受装置の状態の観察を行った。その結果、回動トルクの値が８０Ｎ・ｍより小さく成ると、フェノール樹脂製プーリが外輪に対して１８０°以上回転したり、フェノール樹脂製プーリの軸受端面当接面の樹脂部分の樹脂割が起こることを発見した。いいかえれば、本発明者は、肉厚比に対する回動トルクの下限値を示す直線である直線Ａが、回動トルク値８０Ｎ・ｍよりも小さく成る領域、すなわち、（ｂ／ａ）・１００の値が９０より小さい領域で、フェノール樹脂製プーリが外輪に対して１８０°以上回転したり、フェノール樹脂製プーリの軸受端面当接面の樹脂部分の樹脂割れが発生することを発見した。
【００２２】
また、本発明者は、（ｂ／ａ）・１００の値が２００を超えると、外輪軌道径収縮率（外輪寸法に対する割合）が０．０４％を超えてしまい、そのために合成樹脂製プーリ付軸受装置内のラジアル隙間詰まり（隙間がマイナス）が発生することを発見した。
【００２３】
上記実施形態の合成樹脂製プーリ付軸受装置によれば、外輪１の軌道底部の径方向の厚みをａ、フェノール樹脂製プーリ７の外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みをｂとしたとき、９０≦（ｂ／ａ）・１００が成立するように、外輪１の軌道底部の径方向の厚みと、フェノール樹脂製プーリ７の外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みを設定したので、フェノール樹脂製プーリ７の外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みが小さくなりすぎずに、フェノール樹脂製プーリ７が外輪１をクランプする力が一定以上の大きさになる。したがって、高温使用時でも、フェノール樹脂製プーリ７が外輪１に対して相対回転せずに、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、上記実施形態の合成樹脂製プーリ付軸受装置によれば、外輪１の軌道底部の径方向の厚みをａ、フェノール樹脂製プーリ７の外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みをｂとしたとき、（ｂ／ａ）・１００≦２００が成立するように、外輪１の軌道底部の径方向の厚みと、フェノール樹脂製プーリ７の外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みを設定したので、フェノール樹脂製プーリ７の外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みが過大にならずに、フェノ−ル樹脂製プーリ７の高温時に発生するフェノール樹脂製プーリ７の収縮を一定以下にできる。したがって、軌道輪（外輪１および内輪２）と玉３との間に適正に設定されたラジアル隙間のラジアル隙間詰まりを防止できる。
【００２５】
尚、上記実施形態の合成樹脂製プーリ付軸受装置では、合成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、本発明者は、合成樹脂製プーリとして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合成樹脂製プーリを用いても、ｂ／ａの値を９０≦（ｂ／ａ）・１００≦２００に設定すると、合成樹脂製プーリの樹脂割れ、および、合成樹脂製プーリ付軸受装置のアキシアル隙間の隙間詰まりが生じないことを発見しており、この発明の合成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合成樹脂製プーリを採用しても良い。
【００２６】
また、上記実施形態の合成樹脂製プーリ付軸受装置では、上で述べたように、ｂ／ａの値を９０≦（ｂ／ａ）・１００≦２００に設定すると、使用条件の範囲内で、合成樹脂製プーリのクリープ現象や樹脂割れ、および、合成樹脂製プーリ付軸受装置のアキシアル隙間の隙間詰まりが生じないことが発見されている。このことから、上記実施形態の合成樹脂製プーリ付軸受装置では、外輪１の外周に設けられた偏心溝として、溝幅と溝の深さが周方向で変化する環状溝８を採用したが、この発明の合成樹脂製プーリ付軸受装置では、外輪の外周に設けられた偏心溝として、溝の深さが一定で溝幅が周方向で変化する環状溝を採用しても良い。また、この発明の合成樹脂製プーリ付軸受装置では、外輪の外周に設けられた偏心溝として、溝幅が一定で溝の深さが周方向で共に変化する環状溝を採用しても良く、環状でない偏心溝を採用しても良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の合成樹脂製プーリ付軸受装置によれば、外輪の軌道底部の径方向の厚みをａ、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みをｂとしたとき、９０≦（ｂ／ａ）・１００が成立するように、外輪の軌道底部の径方向の厚みと、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みを設定したので、上記合成樹脂製プーリが上記外輪をクランプする力が一定以上の大きさになって、高温使用時でも、上記合成樹脂製プーリが上記外輪に対して相対回転することがなくて、上記合成樹脂製プーリの樹脂割れが起こることがない。
【００２８】
また、上記請求項１の発明の合成樹脂製プーリ付軸受装置によれば、外輪の軌道底部の径方向の厚みをａ、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みをｂとしたとき、（ｂ／ａ）・１００≦２００が成立するように、外輪の軌道底部の径方向の厚みと、上記合成樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚みを設定したので、合成樹脂製プーリの温度の高温時に発生する合成樹脂製プーリの収縮をある程度以下の大きさに抑えることができて、軌道輪（外輪および内輪）と玉の間に適正に設定されたラジアル隙間のラジアル隙間詰まりが起こることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の合成樹脂製プーリ付軸受装置の軸方向の断面図である。
【図２】肉厚比と回動トルク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
ａ  外輪の軌道底部の径方向の厚み
ｂ  フェノール樹脂製プーリの外輪外周嵌合部の円筒状部の径方向の厚み
【図１】
2004263800.tif 000003
【図２】
2004263800.tif 000004