(57)【要約】【課題】樹脂製プーリの回動を防止するとともに、高速回転時においても振れ回りを起こすことない樹脂プーリ付き軸受を提供する。【解決手段】外輪１の外周面１ｘに、径方向の溝深さおよび軸方向の溝幅が連続的に変化する２本の偏心溝１ａ，１ｂを、これらの偏心溝の偏心中心Ｏ１，Ｏ２が、外輪中心Ｏに対して互いに点対称となるように形成する。この構成により、偏心溝１ａ，１ｂに嵌入した樹脂と軸受外輪との間に、径方向および軸方向の楔効果が発生し、高い回動防止効果を得ることができる。また、外輪１の重心と回転中心とが一致した状態が保たれ、高速回転時においても、外輪１の振れ回りに起因する振動等の発生を抑えることができる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリを一体成形した樹脂プーリ付き軸受において、
前記外輪の外周面に、径方向の深さおよび軸方向の幅が周方向に変化する２本の偏心溝を、これらの偏心中心が、前記外輪中心に対して互いに点対称となるように形成したことを特徴とする樹脂プーリ付き軸受。
【請求項２】
前記偏心溝が、前記外輪の周方向に対し傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂プーリ付き軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製のプーリ付き軸受に関し、更に詳しくは、高速回転時にも振れ回りを起こすことがなく、プーリの回動防止効果の高い樹脂プーリ付き軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、エンジンから動力を取り出し、冷却用ポンプや発電機をベルト駆動する場合には、軸受と一体に射出成形された樹脂プーリが、テンショナやアイドラとして使用される。このような樹脂プーリにおいては、樹脂プーリと軸受（外輪）との結合強度が問題となる。すなわち、プーリと外輪の線膨張係数の相違から、作動時の高温によりこの結合強度が低くなると、荷重により樹脂プーリと軸受外輪とが相対的な滑り（回動）を生じる可能性がある。プーリと軸受外輪とが回動すると、プーリとしての動力伝達機能が損なわれ、最悪の場合、回動による異常発熱が発生し、樹脂溶解、軸受破損等に至る恐れがある。
【０００３】
上記するような回動を防止する方策として、従来は、図５に示すように、シェル形軸受のゴムや樹脂と結合する外輪１１の外周面１１ｘにフラット部１１ａ，１１ａを設けたり（実開平５−８６０３５号）、図６に示すように、外輪２１の外周２１ｘ端部に外輪側面に対して傾斜した逃げ部２１ａを設けたりする方法（実開昭５５−１８６１３号）、あるいは外径の大きな外輪を使用する方法等が知られている。
【０００４】
しかしながら、フラット部や逃げ部等を設ける方法は、使用条件によって、樹脂プーリと軸受外輪との結合強度が不足し、荷重によって相対滑り（回動）が発生してしまう恐れがある。そのため、プーリと外輪との結合を確実なものとするため、図７に示すような、樹脂プーリと一体に成形される外輪３１の外周面３１ｘに、周方向に平行な２本の偏心溝３１ａ，３１ｂを設けた構造（実開昭５３−１２９３９号）等が提案されている。また、本出願人らも、図８に示すように、回動を防止する偏心溝を容易に形成する方法として、凹溝（偏心溝）４１ａが、外輪４１の外周面４１ｘの周方向に対し傾斜して形成された樹脂プーリ付き軸受の外輪および軸受外輪の製造方法について提案している（特願２００１−２５７５４８号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような回動防止構造を有する樹脂プーリ付き軸受において、作動時に軸受が振れ回りを起こし、振動が発生してしまうという問題があった。この振動は、逃げ部や偏心溝等の回動防止構造が、外輪中心に対し偏心させて設けられているため、軸受外輪の重心と回転中心が一致しないことにより発生すると考えられる。特に、高速回転時にはその振動も大きく、プーリや軸受の破損の原因ともなりかねない。
【０００６】
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、樹脂製プーリの回動を防止するとともに、高速回転時においても振れ回りを起こすことない樹脂プーリ付き軸受を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、転がり軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリを一体成形した樹脂プーリ付き軸受において、前記外輪の外周面に、径方向の深さおよび軸方向の幅が周方向に変化する２本の偏心溝を、これらの偏心中心が、前記外輪中心に対して互いに点対称となるように形成したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記偏心溝が、前記外輪の周方向に対し傾斜して形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明は、樹脂プーリ付き軸受において、回動防止のために設けられる外輪外周面の偏心溝を、外輪全体の重量バランスを保つように配設することによって、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、外輪の外周面に、径方向の溝深さおよび軸方向の溝幅が連続的に変化する凹溝（以下、偏心溝）を２本形成することによって、この偏心溝に樹脂プーリが嵌入し、軸受回転方向への抵抗となって、樹脂プーリと外輪との間の回動を防止することができる。また、これら偏心溝の深さと幅の変化によって、偏心溝に嵌入した樹脂と軸受外輪との間には、径方向の楔効果と軸方向の楔効果が発生する。これらの楔効果は、２本の偏心溝のそれぞれにおいて発生することから、外輪周方向への回動トルク（すなわち樹脂プーリと外輪との結合強度）を更に向上させる効果を発揮する。
【００１１】
一方、これら２本の偏心溝の偏心中心が、外輪中心に対して互いに点対称となるように形成されていることから、本発明の樹脂プーリ付き軸受は、これら偏心溝の形成によっても外輪の重心位置が変化せず、外輪全体の重量バランスが保たれる。従って、本発明の樹脂プーリ付き軸受は、高速回転時においても、外輪が振れ回りを起こさず、振動等の発生を抑えることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記２本の偏心溝を外輪周方向に傾斜して形成することにより、プーリに掛かる荷重に対し、軸受回転方向への回動トルクが向上する。従って、本発明の樹脂プーリ付き軸受は、前記の楔効果と相俟って、より確実に樹脂プーリと外輪との間の回動を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しつつこの発明の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態における樹脂プーリ付き軸受の構造を示す断面図である。また、図２は、第１の実施の形態における樹脂プーリ付き軸受の外輪を軸直交方向から見た正面図であり、図３は、この外輪を軸方向から見た側面図である。
【００１４】
本実施の形態における樹脂プーリ付き軸受は、深溝玉軸受の外輪の外周面に、樹脂製のプーリを一体に形成したものである。この深溝玉軸受は、図１に示すように、外輪１と、内輪２と、複数の転動体３，３，・・・と、保持器４と、シール部材５，５とから構成されている。この軸受の外輪１の外周には、ベルト（図示省略）を掛ける溝を有する樹脂プーリ６が、射出成形によって、外輪１と一体に形成されている。また、内輪２の内周には軸７が嵌合固定される。
【００１５】
本実施の形態における樹脂プーリ付き軸受の特徴は、図２に示すように、外輪１の外周面１ｘに、外輪中心とは異なる中心を持つ２本の偏心溝１ａ，１ｂが形成されている点である。これらの偏心溝１ａ，１ｂは、その軸方向の幅および溝深さが、外輪１の外周面１ｘに沿って連続的に変化するように形成されている。また、図２に外輪１の正面図を、図３にその外輪１の側面図を示すように、これら偏心溝１ａ，１ｂは、それぞれの中心Ｏ１とＯ２が、外輪中心Ｏに対して互いに点対称となるように形成されている。言い換えれば、これらの偏心溝１ａ，１ｂは、外輪全体の重心が変わらないように、その偏心方向が外輪中心Ｏに対して１８０°反対方向になるように設計されているのである。そして、これら偏心溝１ａ，１ｂが形成された外輪１には、樹脂プーリ６が射出成形されると同時に、その溶融樹脂が偏心溝１ａ，１ｂに充填固化されることとなる。
【００１６】
以上のような構成によって、本実施の形態における樹脂プーリ付き軸受は、偏心溝の深さが周方向に連続して変化することから、その溝に嵌入している樹脂の厚みの差により、樹脂プーリ６と外輪１の間で径方向の楔効果による噛合いを起こして、回動を防止することができる。同様に、これら偏心溝の幅が周方向に連続して変化していることからも、偏心溝に嵌入されている樹脂が、軸方向の楔効果による噛合いを起こし、より一層樹脂プーリ６と外輪１の間の回動トルク（結合強度）を向上させることができる。また、これらの回動トルクは、外輪１の外周面１ｘに形成されている２本の偏心溝１ａ，１ｂのそれぞれにおいて発生することから、その相乗効果によって、回動の防止効果を更に確実なものとすることが可能になる。
【００１７】
一方、これら偏心溝１ａ，１ｂのそれぞれの中心Ｏ１とＯ２が、外輪中心Ｏに対して互いに点対称となるように形成されていることから、この軸受の外輪１の重心と回転中心とは一致した状態を保っている。従って、本実施の形態における樹脂プーリ付き軸受は、外輪１全体の重量バランスが保たれ、高速回転時においても、外輪１の振れ回りに起因する振動等の発生を防止することができる。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図４は、第２の実施の形態における樹脂プーリ付き軸受の外輪を軸直交方向から見た正面図である。なお、第１の実施の形態と同様の機能を有する構成部材には、同じ符号を付記する。
【００１９】
この第２の実施の形態における樹脂プーリ付き軸受も、第１の実施の形態と同様の基本構造を有する。第１の実施の形態と異なる点は、外輪１の外周面１ｘに形成されている２本の偏心溝が、図４のように、外輪１の周方向に対して傾斜して形成されている点である。これらの偏心溝１ｃ，１ｄは、その軸方向の幅および溝深さが、外輪１の外周面１ｘに沿って連続的に変化するように形成されているとともに、それぞれの中心Ｏ３とＯ４が、外輪中心Ｏに対して互いに点対称となるように形成されている。
【００２０】
従って、本実施の形態における樹脂プーリ付き軸受も、第１の実施の形態同様、樹脂プーリ６と外輪１の間で径方向および軸方向の楔効果による噛合いを起こして、回動を防止することができる。また、この樹脂プーリ６の回動トルクは、外輪１の外周面１ｘに形成されている２本の偏心溝１ｃ，１ｄのそれぞれにおいて発生する上、それぞれの偏心溝が回転方向に対して傾斜していることから、樹脂プーリ６の回転によって外輪１周方向への抵抗が発生し、回動の防止効果をより向上させる効果を奏することができる。
【００２１】
なお、このように偏心溝１ｃ，１ｄを周方向に対して傾斜して形成しても、これら偏心溝のそれぞれの中心Ｏ３とＯ４が、外輪中心Ｏに対して互いに点対称となっていることから、この樹脂プーリ付き軸受も、外輪１の重心と回転中心とが一致した状態が保たれ、高速回転時における外輪１の振れ回りに起因する振動等の発生を抑えることができる。
【００２２】
以上の実施の形態においては、外輪外周面１ｘに形成される偏心溝の断面形状を略台形としたが、本発明の樹脂プーリ付き軸受の外輪に形成される偏心溝の断面形状は、これに限定されず、略半円形や略三角等のその他の形状としても、同様の効果を発揮することができる。
【００２３】
また、樹脂プーリ付き軸受に使用される軸受も、深溝玉軸受を用いた例を示したが、本発明は、その他のタイプの転がり軸受や滑り軸受等を用いた樹脂プーリ付き軸受にも適用でき得ることは、言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の樹脂プーリ付き軸受によれば、外輪の外周面に、径方向の溝深さおよび軸方向の溝幅が連続的に変化する２本の偏心溝を、これらの偏心溝の偏心中心が、外輪中心に対して互いに点対称となるように形成することにより、偏心溝に嵌入した樹脂と軸受外輪との間の楔効果による高い回動防止効果を得るとともに、外輪の振れ回りに起因する振動等の発生を防止することができる。
【００２５】
また、これら２本の偏心溝を周方向に対して傾斜して形成することにより、樹脂プーリの軸受回転方向への抵抗が増し、前記の楔効果と相俟って、樹脂プーリと外輪との間の回動トルクを更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における樹脂プーリ付き軸受の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における樹脂プーリ付き軸受の外輪を、軸直交方向から見た正面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における樹脂プーリ付き軸受の外輪を、軸方向から見た側面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における樹脂プーリ付き軸受の外輪を、軸直交方向から見た正面図である。
【図５】従来の樹脂プーリ付き軸受の外輪に形成される回動防止構造（フラット部）を示す正面図である。
【図６】従来の樹脂プーリ付き軸受の外輪に形成される別の回動防止構造（逃げ部）を示す正面図である。
【図７】従来の樹脂プーリ付き軸受の外輪に形成される別の回動防止構造（偏心溝）を示す正面図である。
【図８】従来の樹脂プーリ付き軸受の外輪に形成される更に別の回動防止構造（偏心溝）を示す正面図である。
【符号の説明】
１　外輪
１ａ，１ｂ　偏心溝
１ｃ，１ｄ　偏心溝
１ｘ　外周面
２　内輪
３　転動体
４　保持器
５　シール部材
６　樹脂プーリ
７　軸
１１　外輪
１１ａ　フラット部
１１ｘ　外周面
２１　外輪
２１ａ　逃げ部
２１ｘ　外周面
３１　外輪
３１ａ，３１ｂ　偏心溝
３１ｘ　外周面
４１　外輪
４１ａ　凹溝（偏心溝）
４１ｘ　外周面
【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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【図７】
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【図８】
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