(57)【要約】【課題】強化繊維の不均一による強度や剛性のムラがなく、また寸法精度を向上させることができる樹脂製プーリを提供する。【解決手段】樹脂製プーリは、軸受と一体に成形された樹脂部を備えている。当該樹脂部が、熱可塑性樹脂４０〜９０重量％、繊維強化材１０〜６０重量％で構成される樹脂組成物とされている。また当該樹脂部は、プレス成形にて成形されている。プレス成形されているため、樹脂部が強化繊維を含む樹脂材料から形成されていても、強化繊維を均一に分布させることができる。【選択図】図１
2016138589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受と一体に成形された樹脂部を備えた樹脂製プーリにおいて、
樹脂部が、熱可塑性樹脂４０〜９０重量％、繊維強化材１０〜６０重量％で構成される樹脂組成物であり且つプレス成形にて成形されていることを特徴とする樹脂製プーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受を有し、少なくとも一部が高分子材料を成形してなる部材で構成された樹脂製プーリに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のエンジン補機類を駆動するベルトの案内用プーリとして、転がり軸受の外周に樹脂部を一体成形してなる樹脂製プーリが用いられている。この樹脂製プーリにおいては、ベルトを案内する樹脂部の外周部の成形精度、ベルトの張力に耐える強度特性、連続負荷使用による高温に対する耐熱性、及び耐塩化カルシウム性（耐薬品性）等が要求される。
【０００３】
上記のような要求に応えるため、先行技術として特許文献１には、合成樹脂部本体が、ガラス繊維等の強化繊維を１５〜４０数％配合したナイロン６６、６１０、６１２、あるいはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）とミネラルの複合材料等の材料で形成されている樹脂製プーリが開示されている。また、特許文献２には、ガラス繊維を４３重量％含有したポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６６を使用した樹脂製プーリが開示されている。
【０００４】
特許文献１、２に開示されているような熱可塑性樹脂プーリは、生産性を鑑みて射出成形にて成形が行われている。ところが、射出成形の場合はゲート部が必須であり、またゲート部から金型内に流入した樹脂材料が合流する地点ではウェルド部が生じることから、円周方向にて強化繊維の不均一が発生し、強度や剛性のムラを生じる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−６３２４９号公報
【特許文献２】特開平８−４８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決し、強化繊維の不均一による強度や剛性のムラがなく、また寸法精度を向上させることができる樹脂製プーリを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る樹脂プーリは、以下のように構成される。
軸受と一体に成形された樹脂部を備えた樹脂製プーリにおいて、
樹脂部が、樹脂成分４０〜９０重量％、繊維強化材１０〜６０重量％で構成される樹脂組成物であり且つプレス成形にて成形されている樹脂製プーリ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る樹脂製プーリによれば、樹脂部が樹脂成分４０〜９０重量％、繊維強化材１０〜６０重量％で構成される樹脂組成物とされていることにより、強度特性に優れた樹脂製プーリを得ることができる。また、プレス成形にて成形されていることにより繊維強化材が均一に分布しているので、強度や剛性のムラがなく、また寸法精度を向上させた樹脂製プーリを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】プーリの製造方法の説明図である。
【図４】プーリの引張強度を調べるために作製したテストピースを示す正面図である。
【図５】プーリの引張強度を調べるために使用した引張治具を示す正面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【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は、本発明の実施形態を示す正面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１１】
この樹脂製プーリ１は、転がり軸受１０ところがり軸受１０の周囲に一体成形された樹脂部２０とによって構成されている。
【００１２】
転がり軸受１０は、内輪１１と、外輪１２と、内外輪間に設けられた転動体１３とを有する。これらの部材は何れも、好ましくは軸受鋼（例えばＳＵＪ２）製とされている。
【００１３】
樹脂部２０は円筒状のボス２１と、円筒状のリム２２と、ボス２１とリム２２とを連結する円環部２３と、を備えている。リム２２の外周面２４が図示しないベルトの案内面となっている。
【００１４】
この樹脂製プーリ１は、金型内に転がり軸受１０を配置し、後述する樹脂組成物からなるプリ成形体をプレス成形するインサート成形により作製される。
【００１５】
樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と繊維強化材とからなり、熱可塑性樹脂４０〜９０重量％、繊維強化材１０〜６０重量％で構成されている。繊維強化材の含有量が１０重量％未満の場合には，機械的強度の改善が少なく好ましくない。逆に、含有量が６０重量％を超える場合には，材料の靭性が損なわれ，例えば，耐冷熱衝撃性が不足する可能性があり好ましくない。
【００１６】
また熱可塑性樹脂は、ポリアミド６６とポリアミド６１０とを含む。ポリアミド６６は、アミド基の含有率が比較的高く耐熱性の向上を図ることができる。一方ポリアミド６１０は、アミド基の含有率が比較的低く、これにより耐塩化カルシウム性を向上させることができる。
【００１７】
樹脂組成物の構成は、要求される強度、耐熱性等に応じて調整することができるが、実施例の樹脂組成物として具体的には表１に示す構成とした。
【００１８】
【表１】
2016138589.tif 000003
樹脂製プーリ１の作製に当たっては、先ず、熱可塑性樹脂繊維およびガラス繊維を、図３（ａ）に示すように、水中にて分散させた水溶液２０ｘを作成する。次いで図３（ｂ）に示すように、水溶液２０ｘを矢印Ｘで示す位置から抄紙型Ｄに注入する。このとき矢印Ｗで示すように脱水することで、表1の成分のプリ成形体２０ｙを形成する。次いで、金型（不図示）内に転がり軸受１０を配置し、転がり軸受１０の外側に上述したプリ成形体２０ｙを配置した後、金型を閉じて加圧し、３５０℃で３０秒間加熱した。
【００１９】
比較例として、表1に示す構成の樹脂組成物を、射出成形によって成形した樹脂製プーリを形成した。
【００２０】
そして、上記の実施例、及び比較例の樹脂製プーリについて、機械的強度を試験装置３０によって調べるために、樹脂製プーリ１の場合と同じ条件で成形を行うことにより、図４に示すテストピース１２０を作製した。このテストピース１２０を、図５、６に示す引張荷重試験装置３０を用いて引張試験を行った。図５は、試験装置３０の正面図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図である。図５、６に示すように、このテストピース１２０に一対の引っ張り治具３１を取り付けて引張強度を測定する。
【００２１】
引っ張り治具３１は、試験体１２０の内部に挿入される略半円筒状の内挿部３１ａと、テストピース１２０の一端面に当接させる面を有する板状の引っ張り部３１ｂとが一体に形成されたものである。内挿部３１ａの周面は、テストピース１２０の内周面に所定の隙間で嵌合する形状になっており、引っ張り部３１ｂは、内装部３１ａからＬ字状にテストピース１２０の外側に向けて延びる形状になっている。
【００２２】
この引っ張り治具３１の内挿部３１ａを、二つの引っ張り治具３１の対向面（両内挿部３１ａの平面）３１ａ１が平行となり、この対向面３１ａ１間の外側にテストピース１２０のウエルド部１２５（比較例）が配置されるように、テストピース１２０の内部に挿入して、引っ張り部３１ｂの裏面をテストピース１２０の端面に当接させる。この状態で、両引っ張り治具３１の引っ張り部３１ｂを引っ張り試験装置３０の上下の各チャックに取り付けて、所定の引っ張り速度で引っ張り試験を行い、テストピース１２０が破断するまでの最大応力を引っ張り強度として測定した。なお、図６の符号Ｅ，Ｆは、各引っ張り治具３１の引っ張り方向を示す。
【００２３】
実施例の引張強度測定値を、比較例の測定値を１００として対比させた値で、表２に示す。
【００２４】
【表２】
2016138589.tif 000004
表２から明らかなように、実施例のプレス成形品は、比較例の射出成形品に対し強度が５０％向上している。これは、実施例のプレス成形品はウエルド部がなく、また繊維強化材が均一に分布しているためと思われる。
【００２５】
また、寸法精度のばらつきについて、プーリ１２０の外周面に触針を当接させ真円度を測定した。その結果を、比較例の測定値を１００として対比させた値で上記の表２に併せて示している。
【００２６】
この結果から、実施例のプレス成形品は、ばらつきが比較例の２／５と小さくなっていて、寸法精度が向上していることが分かる。
【符号の説明】
【００２７】
１    樹脂製プーリ
１０  転がり軸受
２０  樹脂部
２１  ボス
２２  リム
２３  円環部
２４  プーリ外周面
３０  引張荷重試験装置
３１  引っ張り冶具
【図１】
2016138589.tif 000005
【図２】
2016138589.tif 000006
【図３】
2016138589.tif 000007
【図４】
2016138589.tif 000008
【図５】
2016138589.tif 000009
【図６】
2016138589.tif 000010