(57)【要約】【課題】クリープの発生を抑制して信頼性の向上を図ることのできるプーリ付き転がり軸受を提供する。【解決手段】外輪１１の側面部１１１に環状溝１９を形成して外輪１１と一体化されたプーリを樹脂成形するようにし、高温時に外輪１１の外周面とプーリの内周面との間に線膨張係数の違いによる隙間が生じることを防止するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周側に外側転動体軌道面を有する外輪と、前記外側転動体軌道面と対向する内側転動体軌道面を外周側に有する内輪と、前記外側転動体軌道面と前記内側転動体軌道面との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記外輪の外周に形成された樹脂製プーリとを備え、前記外輪と前記樹脂製プーリとを一体化したプーリ付き転がり軸受であって、
前記外輪の二つの側面部のうち少なくとも一方の側面部に環状溝を形成し、かつ該環状溝と嵌合する環状突起を前記樹脂製プーリに形成したことを特徴とするプーリ付き転がり軸受。
【請求項２】
内周側に外側転動体軌道面を有する外輪と、前記外側転動体軌道面と対向する内側転動体軌道面を外周側に有する内輪と、前記外側転動体軌道面と前記内側転動体軌道面との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記外輪の外周に形成された樹脂製プーリとを備え、前記外輪と前記樹脂製プーリとを一体化したプーリ付き転がり軸受であって、
前記外輪の二つの側面部のうち少なくとも一方の側面部に環状突起を形成し、かつ該環状突起と嵌合する環状溝を前記樹脂製プーリに形成したことを特徴とするプーリ付き転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばオルタネータ、エアコン用コンプレッサなどの自動車用補機や自動車用補機をベルト駆動するベルト式駆動機構においてプーリ用軸受として用いられるプーリ付き転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車のエンジンルーム内には、オルタネータ、エアコン用コンプレッサなどの自動車用補機や自動車用補機をベルト駆動するベルト式駆動機構が収容されている。最近では、重量軽減およびコスト低減を図る目的で、転がり軸受の外輪と一体化された合成樹脂製のプーリを、ベルトに適度な張力を付与するテンショナプーリやアイドラプーリなどのプーリ用軸受として用いることが多くなってきている。
【０００３】
金属からなる外輪と樹脂からなるプーリとを一体化したプーリ付き転がり軸受としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られているが、特許文献１に記載のプーリ付き転がり軸受では、外輪とプーリの線膨張係数が異なるため、軸受温度が上昇した時に外輪の外周面とプーリの内周面との間に隙間が生じることによって外輪とプーリとの結合強度が低下する。このため、外輪の外周面やプーリの内周面にクリープが発生し、外輪の外周面やプーリの内周面に発生したクリープによって適切な駆動力を補機に伝達できなくなるだけでなく、外輪とプーリとの結合部における摩耗や異常発熱を引き起こし、ひいてはプーリや軸受そのものの破損に至ることがある。
【０００４】
このようなクリープによる弊害を防止するため、特許文献２には、図１２に示すように、外輪１１の外周面にナールｎを全周にわたって形成し、ナールｎの食い込みによって外輪に対するプーリの滑りを防止したものが開示されている。また、特許文献３〜５には、図１３に示すように、外輪１１の外周面に溝ｇを外輪１１の円周方向に沿って形成し、この溝ｇのクサビ作用により外輪に対するプーリの滑りを防止したものが開示されている。
【特許文献１】特開平４−３４２６０号公報
【特許文献２】特開昭６１−３８２１８号公報
【特許文献３】実開昭５０−２００４３号公報
【特許文献４】実開昭５０−２３５４０号公報
【特許文献５】特開２００２−３７２１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、外輪の外周面にナールを加工した後に外輪に熱処理を施さねばならないため、熱処理後の残留歪により外輪に熱変形が生ずるおそれがあった。また、外輪の外周面にナールを形成した後に外側転動体軌道面を外輪の内周面に形成しようとすると、外側転動体軌道面の加工時に外輪の外周面を精度よく支持することが困難なため、外側転動体軌道面の加工性や加工精度が低下するおそれがあった。
【０００６】
一方、特許文献２〜５に記載のものは、外輪の外周面に円筒部分が残っているため、外側転動体軌道面の加工性や加工精度が低下するおそれは少ないが、外輪外周面とプーリ内周面との間で発生するクリープ力が大きい場合には、外輪外周面とプーリ内周面との間に少なからず位相ずれが発生し、プーリに傾きが生じたり、プーリの傾きに起因する振動や異常音が発生したりするおそれがあった。
本発明は、上述した問題点に着目してなされたものであり、クリープの発生を抑制して信頼性の向上を図ることのできるプーリ付き転がり軸受を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、内周側に外側転動体軌道面を有する外輪と、前記外側転動体軌道面と対向する内側転動体軌道面を外周側に有する内輪と、前記外側転動体軌道面と前記内側転動体軌道面との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記外輪の外周に形成された樹脂製プーリとを備え、前記外輪と前記樹脂製プーリとを一体化したプーリ付き転がり軸受であって、前記外輪の二つの側面部のうち少なくとも一方の側面部に環状溝を形成し、かつ該環状溝と嵌合する環状突起を前記樹脂製プーリに形成したことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、内周側に外側転動体軌道面を有する外輪と、前記外側転動体軌道面と対向する内側転動体軌道面を外周側に有する内輪と、前記外側転動体軌道面と前記内側転動体軌道面との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記外輪の外周に形成された樹脂製プーリとを備え、前記外輪と前記樹脂製プーリとを一体化したプーリ付き転がり軸受であって、前記外輪の二つの側面部のうち少なくとも一方の側面部に環状突起を形成し、かつ該環状突起と嵌合する環状溝を前記樹脂製プーリに形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明に係るプーリ付き転がり軸受では、高温時には外輪の側面部に形成された環状溝に対するプーリの嵌合力（締め代力）が低温時よりも大きくなり、軸受温度が上昇しても外輪の外周面とプーリの内周面との間に線膨張係数の違いによる隙間が生じることを防止できるので、クリープの発生を抑制して信頼性の向上を図ることができる。また、外輪の外周面に滑り防止用のナールや溝を加工する必要がないため、外輪の熱変形を抑制できると共に外輪の内周面に外側転動体軌道面を精度よく加工することができる。
第２の発明に係るプーリ付き転がり軸受では、環状突起の内周側角部と係合する引っ掛り部がプーリに形成され、プーリが外輪の外径方向に熱膨張しようとする力が引っ掛り部により抑制されるため、外輪の外周面とプーリの内周面との間に線膨張係数の違いによる隙間が生じることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図４は本発明の第１の実施形態を示す図であり、図１に示されるプーリ付き転がり軸受１０は、外輪１１、内輪１３および転動体１５を備えている。
外輪１１および内輪１３は軸受鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼などの金属材料から形成されており、外輪１１の内周面には外側転動体軌道面１２ａ，１２ｂが外輪１１の円周方向に沿って形成されている。これらの外側転動体軌道面１２ａ，１２ｂは外輪１１の全周にわたって形成されており、内輪１３の外周面には、外側転動体軌道面１２ａ，１２ｂと各々対向する内側転動体軌道面１４ａ，１４ｂが内輪１３の全周にわたって形成されている。
【００１１】
転動体１５は本実施形態では球状に形成されているが、転動体１５の形状は特に限定されるものではなく、例えば円筒状であってもよい。また、転動体１５は外側転動体軌道面１２ａ，１２ｂと内側転動体軌道面１４ａ，１４ｂとの間に複数個ずつ介装されており、外輪１１と内輪１３との間には、転動体１５を等間隔に保持する二つの転動体保持器１６が設けられている。なお、回転輪である外輪１１の両端部には、異物の侵入などを防止するために、外輪１１と内輪１３との間を密封する環状のシール板１７が取り付けられている。
【００１２】
外輪１１の外周には、プーリ１８が設けられている。このプーリ１８は例えばフェノール、ナイロン、ＰＰＳなどの合成樹脂からなり、外輪１１と一体化されている。また、プーリ１８は外輪１１の外周面に嵌合する円筒部１８１を有しており、この円筒部１８１の両端部に形成された環状側壁部１８２，１８２（図２参照）には、外輪１１の二つの側面部１１１，１１１（図３参照）に形成された環状溝１９と各々嵌合する環状突起２０が形成されている。
【００１３】
図１に示したプーリ付き転がり軸受１０を製造する場合は、先ず、図３に示すように、外輪１１の二つの側面部１１１に環状溝１９を予め形成しておく。そして、図４に示すように、上型２１１と下型２１２とからなる成形型２１の内部に外輪１１をセットした後、成形型２１のキャビティ２２内に溶融した合成樹脂２３を充填すると、図１に示すようなプーリ１８すなわち外輪１１と一体化されたプーリ１８が樹脂成形される。
【００１４】
このように、金属からなる外輪１１と合成樹脂からなるプーリ１８とを一体化してプーリ付き転がり軸受を製造するに際して、外輪１１の側面部１１１に環状溝１９を形成してプーリ１８を樹脂成形すると、プーリ１８の熱膨張量のほうが外輪１１の熱膨張量よりも大きいため、高温時には外輪１１の側面部１１１に形成された環状溝１９に対するプーリ１８の嵌合力（締め代力）が低温時よりも大きくなる。これにより、軸受温度が上昇しても外輪１１の外周面とプーリ１８の内周面との間に線膨張係数の違いによる隙間が生じることを防止できるので、クリープの発生を抑制して信頼性の向上を図ることができる。
【００１５】
また、前述した従来例のように、外輪１１の外周面に滑り防止用のナールや溝を加工する必要がないため、外輪１１の熱変形を抑制できると共に外輪１１の内周面に外側転動体軌道面を精度よく加工することができる。
上述した実施形態では断面が矩形状の環状溝１９を外輪１１の側面部１１１に形成したが、環状溝１９の断面形状は特に限定されるものではなく、外輪の側面部に対して丸みを有する矩形状の断面を持つ環状溝や円弧形状の断面を持つ環状溝であってもよい。
【００１６】
また、上述した実施形態では外輪１１の二つの側面部１１１に環状溝１９をそれぞれ形成したが、必ずしも二つの側面部１１１に環状溝１９を形成する必要はなく、例えば図５〜図７に示す第２の実施形態のように、外輪１１の二つの側面部１１１のうち一方の側面部１１１のみに環状溝１９を形成してもよい。
さらに、外輪の側面部に形成される環状溝の数は特に限定されるものではなく、例えば図８に示すように、外輪１１の二つの側面部１１１に環状溝１９を二本ずつ形成してもよい。
【００１７】
また、上述した実施形態では環状溝１９の中心を外輪１１の中心に一致させて外輪１１の側面部１１１に環状溝１９を形成したが、必ずしも環状溝１９の中心を外輪１１の中心に一致させる必要はなく、例えば図９に示すように、外輪１１の中心に対して偏心した環状溝１９を外輪１１の側面部１１１に形成してプーリ１８を樹脂成形するようにしてもよい。
【００１８】
また、上述した各実施形態では外輪１１の二つの側面部１１１のうち少なくとも一方の側面部１１１に環状溝１９を形成してプーリ１８を樹脂成形するようにしたが、図１０及び図１１に示すように、外輪１１の二つの側面部１１１の環状突起２０を形成してプーリ１８を樹脂成形するようにしてもよい。
このように、外輪１１の側面部１１１に環状突起２０を形成してプーリ１８を樹脂成形すると、環状突起２０と嵌合する環状溝１９がプーリ１８に形成される。そして、環状突起２０のの内周側角部と係合する引っ掛り部２１がプーリ１８に形成され、プーリ１８が外輪１１の外径方向に熱膨張しようとする力が引っ掛り部２１により抑制されるため、外輪１１の外周面とプーリ１８の内周面との間に線膨張係数の違いによる隙間が生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係るプーリ付き転がり軸受の一部を示す断面図である。
【図２】外輪の側面部に形成された環状溝を示す斜視図である。
【図３】プーリに形成された環状突起を示す斜視図である。
【図４】図１に示すプーリを樹脂成形する場合の手順を説明するための説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るプーリ付き転がり軸受の一部を示す断面図である。
【図６】外輪の側面部に形成された環状溝を示す斜視図である。
【図７】プーリに形成された環状突起を示す斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るプーリ付き転がり軸受の一部を示す断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態を示す図である。
【図１２】第１の従来例を説明するための説明図である。
【図１３】第２の従来例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  プーリ付き転がり軸受
１１  外輪
１２ａ，１２ｂ  外側転動体軌道面
１３  内輪
１４ａ，１４ｂ  内側転動体軌道面
１５  転動体
１６  転動体保持器
１７  シール板
１８  プーリ
１９  環状溝
２０  環状突起
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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