(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製のボスと、その外側に同軸に配置した樹脂製の円筒部と、前記ボスと円筒部を一体に連結する樹脂製のウェブを備え、前記円筒部の外周面がベルトをかけるためのクラウニング形状であり、前記クラウニング形状の頂部に沿ってパーティングラインを配置した射出成形金型で成形されたフラットプーリにおいて、
ボスと円筒部は、それぞれの端面においてウェブと連結されており、前記ボスならびに円筒部のウェブとの連結部は一方の同じ側の端面にあり、かつ、ボスとウェブとの連結部は円筒部の幅方向内側に位置し、
ボスとウェブと円筒部は、ボス端部に配置されたゲートから射出された樹脂で一体に成形されており、前記ボス端部のゲート跡は、ウェブが連結されているボス端面とは反対側のボス端部にあることを特徴とする樹脂製射出成形プーリ。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂製射出成形プーリを成形する金型であって、外周面のクラウニング形状頂部に沿ってパーティングラインを配置し、ボス端部に配置されたゲートと同じ側で円筒部の端面にエジェクタピンを配置したことを特徴とする射出成形金型。
【請求項３】
樹脂製のボスと、その外側に同軸に配置した樹脂製の円筒部と、前記ボスと円筒部を一体に連結する樹脂製のウェブを備え、前記円筒部の外周面がベルトをかけるためのクラウニング形状であり、前記クラウニング形状の頂部に沿ってパーティングラインを配置した射出成形金型で成形されたフラットプーリにおいて、
ボスと円筒部は、それぞれの端面においてウェブと連結されており、前記ボスならびに円筒部のウェブとの連結部は互いに異なる側の端面にあり、かつ、ボスとウェブとの連結部は円筒部の幅方向内側に位置し、
ボスとウェブと円筒部は、ボス端部に配置されたゲートから射出された樹脂で一体に成形されており、前記ボス端部のゲート跡は、ウェブが連結されているボス端面とは反対側のボス端部にあることを特徴とする樹脂製射出成形プーリ。
【請求項４】
請求項３に記載の樹脂製射出成形プーリを成形する金型であって、外周面のクラウニング形状頂部に沿ってパーティングラインを配置し、ボス端部に配置されたゲートと反対側で円筒部の端面にエジェクタピンを配置したことを特徴とする射出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車部品等として適した樹脂製射出成形プーリ及び当該樹脂製射出成形プーリを成形する射出成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、軽量化による燃費向上を目的として、フラットプーリの樹脂化が要望されている。その構成は、樹脂製のボスと、その外側に同軸に配置した樹脂製の円筒部と、前記ボスと円筒部を一体に連結する樹脂製のウェブを備えている。前記円筒部にベルトをかける外周面があり、前記外周面がフラットな形状である。ボスと円筒部は、一方の同じ側の端面においてそれぞれウェブと連結されており、断面が略コの字型の樹脂製射出成形プーリが一般的である（特許文献１）。
前記樹脂製射出成形プーリは、ベルトをかける外周面がフラットな形状をしているため、射出成形金型のパーティングラインをプーリの端面に配置しても成形品（プーリ）の成形金型からの取出しには支障はなく、このような成形金型構造では、射出成形時のガス抜け性は良好である。
図５はそのような樹脂製射出成形プーリを説明する図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断面図を示したものである。樹脂製のボス１と、その外側に同軸に配置した樹脂製の円筒部５と、前記ボス１と円筒部５を一体に連結する樹脂製のウェブ３を備えており、円筒部５の外周面２がベルトをかけるためのフラットな形状であるフラットプーリである。ボス１と円筒部５は、一方の同じ側の端面においてそれぞれウェブ３と連結されており、略コの字型の断面形状を有している。ボス１には、金属製ブッシュ４をインサート成形し、金属製ブッシュ４を回転軸との締結部にしている。金属製ブッシュ４の外周面には、ボス１との抜け止め、回り止めのための突起形状６を設けている。
図５の（ｃ）から（ｆ）は、プーリの射出成形時の金型への樹脂の充填率が、４０％（ｃ），６０％（ｄ），８０％（ｅ），１００％（ｆ）のそれぞれであるときの金型内の状態を示している。斜線部分が、樹脂が充填された部分を示している。金属製ブッシュ４を射出成形金型内にあらかじめセットしておき、型閉じ後に溶融樹脂を、ボス１の中心線に位置するランナ７からゲート８を経て金型内に射出する。溶融樹脂は、ボス１の幅方向中央付近からウェブ３を経て円筒部５の端面へと供給される。
図６は、上記プーリを成形するための射出成形金型を示す断面説明図である。プーリの端面に沿ってパーティングライン１４を配置し、円筒部５の幅方向の一方端面に当接するエジェクタピン１２を配置している。パーティングライン１４は樹脂の流動経路の最終端にあるので、パーティングライン１４からのガス抜け性は良好である。
【０００３】
一方、駆動時のベルトのバタツキを防止するために、ベルトをかける外周面の幅方向中央の直径を幅方向両側の直径より大きくしたクラウニング形状のフラットプーリが提案されている。このようなプーリを樹脂の射出成形により製造する場合は、外周面の幅方向中央が突出した凸形状となっているため、射出成形金型のパーティングラインは、必然的にクラウニング形状頂部に沿ってプーリの幅方向中央となる（特許文献２）。
図７はそのような樹脂製射出成形プーリを説明する図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断面図を示したものである。樹脂製のボス１と、その外側に同軸に配置した樹脂製の円筒部５と、前記ボス１と円筒部５を一体に連結する樹脂製のウェブ３を備えており、円筒部５の外周面２がベルトをかけるためのクラウニング形状であるフラットプーリである。ボス１と円筒部５がそれぞれの幅方向中央においてウェブ３と連結されており、略エの字型の断面形状を有している。ボス１には、金属製ブッシュ４をインサート成形し、金属製ブッシュ４を回転軸との締結部にしている。金属製ブッシュ４の外周面には、ボス１との抜け止め、回り止めのための突起形状６を設けている。
図７の（ｃ）から（ｆ）は、プーリの射出成形時の金型への樹脂の充填率が、４０％（ｃ），６０％（ｄ），８０％（ｅ），１００％（ｆ）のそれぞれであるときの金型内の状態を示している。斜線部分が、樹脂が充填された部分を示している。金属製ブッシュ４を射出成形金型内にあらかじめセットしておき、型閉じ後に溶融樹脂を、ボス１の中心線に位置するランナ７からゲート８を経て金型内に射出する。溶融樹脂は、ボス１の端部からウェブ３を経て円筒部５の両端面へと供給される。溶融樹脂の流動経路には、分岐や袋小路部分９、１０が存在する。
図８は、上記プーリを成形するための射出成形金型を示す断面説明図である。円筒部５の外周面のクラウニング形状頂部に沿ってパーティングライン１４を配置し、円筒部５の幅方向の一方端面に当接するエジェクタピン１２を配置している。パーティングライン１４は樹脂の流動経路の途中にあるので、パーティングライン１４からのガス抜けは十分ではない。成形時に流動経路の最終端（円筒部５の幅方向両端）まで追いやられたガスは、エジェクタピン１２を配置した最終端側では当該部分にその先端が位置するエジェクタピン１２のクリアランスから排出される。しかし、反対側の最終端は袋小路となり、ガス溜りができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５５７１１号公報
【特許文献２】特開平８−１１８３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フラットプーリの樹脂化にあたっては、射出成形時の外観不良が大きな問題となる。外観不良の主な原因は、成形材料に含まれる水分や反応時に発生するガスによる充填不良であり、このような不良を回避するために、射出成形中に射出成形金型のパーティングラインからガス抜きを行なうことが一般的である。
背景技術で述べたように、ボスと円筒部がそれぞれの幅方向中央部においてウェブと連結された断面が略エの字型の樹脂製射出成形プーリは、射出成形金型のパーティングラインがプーリの幅方向中央部となるため、射出成形時に成形材料の最終到達点であるボス端面および円筒部端面のガス抜け性が悪化するという問題がある。パーティングラインが射出成形時の成形材料の最終到達点にないため、パーティングラインがガス抜きの機能を充分に果たさないのである。
【０００６】
また、背景技術で述べたように、ボスと円筒部が一方の同じ側の端面においてそれぞれウェブと連結された断面が略コの字型の樹脂製射出成形プーリは、円筒部の外周面にかかるベルトの荷重を円筒部の端面と直角に連結されたウェブで保持する片持ち形状となっているため、ベルト荷重に対する円筒部の変形量が金属製プーリに対して大きいという問題がある。この対策として、ボスと円筒部を連結するウェブに複数の補強用リブを設けることが一般的であるが、金型構造が複雑となり、また補強用リブ部の成形性が悪いという問題がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、フラットプーリの形状および射出成形金型を工夫して、ガス抜け性に起因する充填不良を低減し、ベルト荷重に対する円筒部の変形量も小さく抑えた樹脂製射出成形プーリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、樹脂製のボスと、その外側に同軸に配置した樹脂製の円筒部と、前記ボスと円筒部を一体に連結する樹脂製のウェブを備え、前記円筒部の外周面がベルトをかけるためのクラウニング形状であり、前記クラウニング形状の頂部に沿ってパーティングラインを配置した射出成形金型で成形されたフラットプーリを次のような構成とする。また、当該プーリを射出成形する金型を次のような構成とする。
【０００９】
すなわち、第１の発明に係る樹脂製射出成形プーリは、ボスと円筒部がそれぞれの端面においてウェブと連結されている。前記ボスならびに円筒部のウェブとの連結部は一方の同じ側の端面にあり、かつ、ボスとウェブとの連結部は円筒部の幅方向内側に位置している。そして、ボスとウェブと円筒部は、ボス端部に配置されたゲートから射出された樹脂で一体に成形されており、前記ボス端部のゲート跡は、ウェブが連結されているボス端面とは反対側のボス端部にあることを特徴とする（請求項１）。前記樹脂製射出成形プーリを成形する金型は、外周面のクラウニング形状頂部に沿ってパーティングラインを配置し、ボス端部に配置されたゲートと同じ側で円筒部の端面にエジェクタピンを配置したことを特徴とする（請求項２）。
【００１０】
第２の発明に係る樹脂製射出成形プーリは、ボスと円筒部がそれぞれの端面においてウェブと連結されている。前記ボスならびに円筒部のウェブとの連結部は互いに異なる側の端面にあり、かつ、ボスとウェブとの連結部は円筒部の幅方向内側に位置している。そして、ボスとウェブと円筒部は、ボス端部に配置されたゲートから射出された樹脂で一体に成形されており、前記ボス端部のゲート跡は、ウェブが連結されているボス端面とは反対側のボス端部にあることを特徴とする（請求項３）。前記樹脂製射出成形プーリを成形する金型は、外周面のクラウニング形状頂部に沿ってパーティングラインを配置し、ボス端部に配置されたゲートと反対側で円筒部の端面にエジェクタピンを配置したことを特徴とする（請求項４）。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明に係る樹脂製射出成形プーリは、ゲート跡があるボス端部から反対側のボス端面へ、そして、ウェブを介して円筒部の一方側の端面から反対側の端面へと、射出成形時の成形材料の流動経路が形成されている。その流動経路は、ゲートから流動経路の最終端まで分岐や袋小路部分がなく、一筆書きの連続した流動経路となっている。そして、流動経路の最終端まで追いやられたガスは、円筒部の端面（流動経路の最終端に当る）に配置したエジェクタピンのクリアランスから排出されるので、ガス抜け性が向上し充填不良を大幅に低減できる。ボスとウェブとの連結部を円筒部の幅方向内側に位置させているので、円筒部の外周面にかかるベルトの荷重を円筒部の端面と鋭角に連結されたウェブで保持することができ、ウェブの剛性を向上させて、ベルト荷重に対する円筒部の変形量を小さくすることができる。
【００１２】
第２の発明に係る樹脂製射出成形プーリにおいても、ゲート跡があるボス端部から反対側のボス端面へ、そして、ウェブを介して円筒部の一方側の端面から反対側の端面へと、射出成形時の成形材料の流動経路が形成されている。その流動経路は、ゲートから流動経路の最終端まで分岐や袋小路部分がなく、一筆書きの連続した流動経路となっている。そして、流動経路の最終端まで追いやられたガスは、円筒部の端面（流動経路の最終端に当る）に配置したエジェクタピンのクリアランスから排出されるので、ガス抜け性が向上し充填不良を大幅に低減できる。ボスとウェブとの連結部を円筒部の幅方向内側に位置させているので、第１の発明に係る樹脂製射出成形プーリと同様、円筒部の外周面にかかるベルトの荷重を円筒部の端面と鋭角に連結されたウェブで保持することができ、ウェブの剛性を向上させて、ベルト荷重に対する円筒部の変形量を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、第１の発明に係る樹脂製射出成形プーリの実施の形態であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断面図を示したものである。樹脂製のボス１と、その外側に同軸に配置した樹脂製の円筒部５と、前記ボス１と円筒部５を一体に連結する樹脂製のウェブ３を備えており、円筒部５の外周面２がベルトをかけるためのクラウニング形状であるフラットプーリである。ボス１と円筒部５がそれぞれの端面においてウェブ３と連結されており、ボス１ならびに円筒部５のウェブ３との連結部は、一方の同じ側の端面にある。かつ、ボス１とウェブ３との連結部は、円筒部５の幅方向内側に位置している。ボス１には、必要に応じて金属製ブッシュ４をインサート成形し、金属製ブッシュ４を回転軸との締結部にして、回転軸への装着の信頼性を高める。金属製ブッシュ４の外周面には、ボス１との抜け止め、回り止めのための突起形状６を設ける。
【００１４】
ボス１とウェブ３と円筒部５は、ボス端部に配置されたゲートから射出された樹脂で一体に成形されており、前記ボス端部のゲート跡は、ウェブ３が連結されているボス端面とは反対側のボス端部にある。図１の（ｃ）から（ｆ）は、プーリの射出成形時の金型への樹脂の充填率が、４０％（ｃ），６０％（ｄ），８０％（ｅ），１００％（ｆ）のそれぞれであるときの金型内の状態を示している。斜線部分が、樹脂が充填された部分を示している。金属製ブッシュ４を射出成形金型内にあらかじめセットしておき、型閉じ後に溶融樹脂を、ボス１の中央を貫通するランナ７からゲート８を経て金型内に射出する。溶融樹脂は、ボス１の端部から反対側のボス１の端面へ、さらに、ウェブ３を介して円筒部５の一方側の端面から反対側の端面へと、一筆書きの流動経路に供給される。そして、流動経路の最終端に当る円筒部５の端面は、成形したプーリを金型から突き出すエジェクタピン１２が当接する面となっている。成形時に流動経路の最終端まで追いやられたガスは、エジェクタピンのクリアランスから排出される。
【００１５】
ボス１とウェブ３との連結部は、円筒部５の幅方向内側に位置しているので、ベルト荷重に対する円筒部５の変形量を小さくすることができるが、ウェブ３と円筒部５の厚みについては、プーリの大きさ、ベルト荷重を考慮して適宜調整する。
【００１６】
図２は、上記プーリを成形するための射出成形金型を示す断面説明図である。円筒部５の外周面のクラウニング形状頂部に沿ってパーティングライン１４を配置し、ボス１の端部に配置されたゲート８と同じ側で円筒部５の端面に当接するエジェクタピン１２を配置している。パーティングライン１４は樹脂の流動経路の途中にあるので、パーティングライン１４からのガス抜けは十分ではないが、流動経路の最終端まで追いやられたガスは、当該部分にその先端が位置するエジェクタピン１２のクリアランスから排出される。
【００１７】
射出成形材料は、フェノール樹脂、ポリアミド等、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂のいずれも使用することができる。
【００１８】
図３は、第２の発明に係る樹脂製射出成形プーリの実施の形態であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断面図を示したものである。樹脂製のボス１と、その外側に同軸に配置した樹脂製の円筒部５と、前記ボス１と円筒部５を一体に連結する樹脂製のウェブ３を備えており、円筒部５の外周面２がベルトをかけるためのクラウニング形状であるフラットプーリである。ボス１と円筒部５がそれぞれの端面においてウェブ３と連結されており、ボス１ならびに円筒部５のウェブ３との連結部は、互いに異なる側の端面にある。かつ、ボス１とウェブ３との連結部は、円筒部５の幅方向内側に位置している。ボス１には、必要に応じて金属製ブッシュ４をインサート成形し、金属製ブッシュ４を回転軸との締結部にして、回転軸への装着の信頼性を高める。金属製ブッシュ４の外周面には、ボス１との抜け止め、回り止めのための突起形状６を設ける。
【００１９】
ボス１とウェブ３と円筒部５は、ボス端部に配置されたゲートから射出された樹脂で一体に成形されており、前記ボス端部のゲート跡は、ウェブ３が連結されているボス端面とは反対側のボス端部にある。図３の（ｃ）から（ｆ）は、プーリの射出成形時の金型への樹脂の充填率が、４０％（ｃ），６０％（ｄ），８０％（ｅ），１００％（ｆ）のそれぞれであるときの金型内の状態を示している。斜線部分が、樹脂が充填された部分を示している。金属製ブッシュ４を射出成形金型内にあらかじめセットしておき、型閉じ後に溶融樹脂を、ボス１の中心線に位置するランナ７からゲート８を経て金型内に射出する。溶融樹脂は、ボス１端部から反対側のボス１の端面へ、さらに、ウェブ３を介して円筒部５の一方側の端面から反対側の端面へと、一筆書きの流動経路に供給される。そして、流動経路の最終端に当る円筒部５の端面は、成形したプーリを金型から突き出すエジェクタピン１２が当接する面となっている。成形時に流動経路の最終端まで追いやられたガスは、エジェクタピンのクリアランスから排出される。
【００２０】
ボス１とウェブ３との連結部は、円筒部５の幅方向内側に位置しているので、ベルト荷重に対する円筒部５の変形量を小さくすることができるのは、第１の発明と同様である。
【００２１】
図４は、上記プーリを成形するための射出成形金型を示す断面説明図である。円筒部５の外周面のクラウニング形状頂部に沿ってパーティングライン１４を配置し、ボス１の端部に配置されたゲート８と反対の側で円筒部５の端面に当接するエジェクタピン１２を配置している。パーティングライン１４は樹脂の流動経路の途中にあるので、パーティングライン１４からのガス抜けは十分ではないが、流動経路の最終端まで追いやられたガスは、当該部分にその先端が位置するエジェクタピン１２のクリアランスから排出される。
【実施例】
【００２２】
本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
実施例１
図２において説明した射出成形金型を使用し、シリンダ内部で溶融させたフェノール樹脂成形材料を射出して、図１において説明した構成の樹脂製射出成形プーリを得た。射出成形の条件は表１に示すとおりである。成形時に発生するガスは、パーティングライン１４およびエジェクタピン１２のクリアランスから排出される。
【００２３】
実施例２
図４において説明した射出成形金型を使用し、シリンダ内部で溶融させたフェノール樹脂成形材料を射出して、図３において説明した構成の樹脂製射出成形プーリを得た。射出成形の条件は表１に示すとおりである。成形時に発生するガスは、パーティングライン１４およびエジェクタピン１２のクリアランスから排出される。
【００２４】
従来例１
図６において説明した射出成形金型を使用し、シリンダ内部で溶融させたフェノール樹脂成形材料を射出して、図５において説明した構成の樹脂製射出成形プーリを得た。射出成形の条件は表１に示すとおりである。成形時に発生するガスは、パーティングライン１４から排出される。
【００２５】
従来例２
図８において説明した射出成形金型を使用し、シリンダ内部で溶融させたフェノール樹脂成形材料を射出して、図７において説明した構成の樹脂製射出成形プーリを得た。射出成形の条件は表１に示すとおりである。成形時に発生するガスは、パーティングライン１４およびエジェクタピン１２のクリアランスから排出される。
【００２６】
【表１】
0004556874.tif 000002
【００２７】
比較例１
板金プレス加工により、図６において説明した構成に相当する鋼（Ｓ４５Ｃ）製プーリを得た。
【００２８】
上記実施例、従来例で作製した樹脂製射出成形プーリの外観観察結果、上記実施例、従来例、比較例で作製したプーリについて、ベルト荷重による円筒部の変形量を測定した結果を表３に示す。外観観察と円筒部の変形量の測定方法は、以下に示すとおりである。
外観観察：外観観察を行ない、金型内滞留ガスによる充填不良の発生数を比較した。
円筒部の変形量：表２に示す条件によりプーリの外周面にベルトを巻き付け、ベルトに張力をかけながらダイヤルゲージにて円筒部の変形量を測定した。
【００２９】
【表２】
0004556874.tif 000003
【００３０】
【表３】
0004556874.tif 000004
【００３１】
表３から明らかなように、本発明の実施例に係る樹脂製射出成形プーリは、従来の樹脂製射出成形プーリと比較して滞留ガスによる充填不良がなく、ガス抜け性が良好であることがわかる。また、本発明の実施例に係る樹脂製射出成形プーリは、従来の片持ち形状の樹脂製射出成形プーリ（従来例１）より周面の変形量が少なく、円筒部の変形量を金属製プーリと同等以下に抑えることができることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の発明に係る樹脂製射出成形プーリの実施の形態であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断面図を示し、（ｃ）から（ｆ）は、プーリの射出成形時の金型への樹脂の充填率が、４０％（ｃ），６０％（ｄ），８０％（ｅ），１００％（ｆ）のそれぞれであるときの金型内の状態を示したものである。
【図２】図１の樹脂製射出成形プーリを成形するための射出成形金型を示す断面説明図である。
【図３】第２の発明に係る樹脂製射出成形プーリの実施の形態であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断面図を示し、（ｃ）から（ｆ）は、プーリの射出成形時の金型への樹脂の充填率が、４０％（ｃ），６０％（ｄ），８０％（ｅ），１００％（ｆ）のそれぞれであるときの金型内の状態を示したものである。
【図４】図３の樹脂製射出成形プーリを成形するための射出成形金型を示す断面説明図である。
【図５】従来の樹脂製射出成形プーリであって、（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断面図を示し、（ｃ）から（ｆ）は、プーリの射出成形時の金型への樹脂の充填率が、４０％（ｃ），６０％（ｄ），８０％（ｅ），１００％（ｆ）のそれぞれであるときの金型内の状態を示したものである。
【図６】図５の樹脂製射出成形プーリを成形するための射出成形金型を示す断面説明図である。
【図７】従来の他の樹脂製射出成形プーリであって、（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断面図を示し、（ｃ）から（ｆ）は、プーリの射出成形時の金型への樹脂の充填率が、４０％（ｃ），６０％（ｄ），８０％（ｅ），１００％（ｆ）のそれぞれであるときの金型内の状態を示したものである。
【図８】図７の樹脂製射出成形プーリを成形するための射出成形金型を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１はボス
２は外周面
３はウェブ
４は金属製ブッシュ
５は円筒部
６は突起形状
７はランナ
８はゲート
９、１０は袋小路部分
１２はエジェクタピン
１３は射出成形金型
１４はパーティングライン
【図１】
0004556874.tif 000005
【図２】
0004556874.tif 000006
【図３】
0004556874.tif 000007
【図４】
0004556874.tif 000008
【図５】
0004556874.tif 000009
【図６】
0004556874.tif 000010
【図７】
0004556874.tif 000011
【図８】
0004556874.tif 000012