(57)【要約】【課題】高ベルト荷重及び高回転速度の過酷条件下においても、耐クリープ性を向上させることができる軸受付き樹脂製プーリを提供する。【解決手段】全体円環状の金属製環状部材２１を外輪３の外径面３ｃに圧入して備え、前記金属製環状部材２１のまわりに樹脂製プーリ１５を一体成形してなり、前記金属製環状部材２１は、外輪３の外径面３ｃに圧入により嵌合される円筒状の嵌合部２３と、前記嵌合部２３から鉛直方向に一体に立ち上げ形成された円盤部２９とからなり、前記円盤部２９には、軸受１の軸方向に設けられる孔部３１が、周方向に複数個設けられている。【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径側に樹脂製プーリを一体的に備えてなる軸受付き樹脂製プーリであって、
全体円環状の金属製環状部材を外輪の外径面に圧入して備え、前記金属製環状部材のまわりに樹脂製プーリを一体成形してなり、
前記金属製環状部材は、外輪の外径面に圧入により嵌合される円筒状の嵌合部と、前記嵌合部から鉛直方向に一体に立ち上げ形成された円盤部とからなり、
前記円盤部には、軸受の軸方向に設けられる孔部が、周方向に複数個設けられていることを特徴とする軸受付き樹脂製プーリ。
【請求項２】
外周面をベルト転送面とする樹脂製プーリであって、
前記金属製環状部材は、前記円盤部の上端から前記転送面に沿った円筒部が一体に突設されていることを特徴とする軸受付き樹脂製プーリ。
【請求項３】
前記円筒部の軸方向幅が、周方向にわたって一定ではないことを特徴とする請求項２に記載の軸受付き樹脂製プーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受の外輪外径面に樹脂製プーリを一体成形してなる軸受付き樹脂製プーリに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のタイミングベルト等に使用されるアイドラプーリ等は、重量軽減やコスト低減が求められていることから、転がり軸受の外輪の外径面に樹脂製プーリを射出成形により一体成形して、軸受付き樹脂製プーリとして用いられている。
【０００３】
しかし、このように一体成形されている軸受付き樹脂製プーリは、金属製の外輪と樹脂製のプーリとで線膨張係数が異なるため、温度上昇時の熱膨張差による外輪と樹脂製プーリとの結合力の低下に加えて、高ベルト荷重、高速回転時の外輪及び樹脂製プーリの変形により、外輪と樹脂製プーリとの間で円周方向の相対的な滑り（クリープ現象）を生じる場合がある。
【０００４】
そこで、特許文献１では、この種の軸受付き樹脂製プーリの耐クリープ性を向上させるべく、例えば軸受外輪の外周面に溝を設け、この溝の溝底にローレット加工を施す先行技術を提案していた。すなわち、この溝と溝底に設けたローレット加工により、樹脂製プーリを射出成形により外輪の外径面に一体成形する際に、樹脂製プーリとの結合力を高めて耐クリープ性を向上させようとしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１４８５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、昨今、ベルト荷重及び最高回転速度は更なる増加傾向にあるが、特許文献１に開示の軸受付き樹脂製プーリにおいては、ＪＩＳ規格相当の軸受外輪の外周面に溝を設けたことにより、外輪の剛性を低下させてしまっていた。そのため、特に、高ベルト荷重及び高回転速度の過酷条件下では、外輪及び樹脂製プーリの変形が大きくなってしまう。従って、このような先行技術では、クリープ現象を十分に防止すること、すなわち耐クリープ性を向上させることが出来ないという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、高ベルト荷重及び高回転速度の過酷条件下においても、耐クリープ性を向上させることができる軸受付き樹脂製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】
この目的を達成するために、本発明の第１の本発明は、転がり軸受の外輪の外径側に樹脂製プーリを一体的に備えてなる軸受付き樹脂製プーリであって、
全体円環状の金属製環状部材を外輪の外径面に圧入して備え、前記金属製環状部材のまわりに樹脂製プーリを一体成形してなり、
前記金属製環状部材は、外輪の外径面に圧入により嵌合される円筒状の嵌合部と、前記嵌合部から鉛直方向に一体に立ち上げ形成された円盤部とからなり、
前記円盤部には、軸受の軸方向に設けられる孔部が、周方向に複数個設けられていることを特徴とする軸受付き樹脂製プーリとしたことである。
【０００９】
本発明によれば、外輪と金属製環状部材とは金属同士のため両者結合間にてクリープが生じにくい。そして、外輪の外径面に樹脂製プーリを、例えば射出成形によって一体成形する際に、金属製環状部材の円盤部に設けられた複数個の孔部に樹脂材が入り込んで一体成形される。
このように前記複数個の孔部に樹脂材が入り込んで一体成形されるため、金属製環状部材によって外輪と樹脂製プーリとの結合力を強くすることができ、耐クリープ性を向上（クリープ現象を抑制）させる効果を有する。
従って、外輪と樹脂製プーリの一体化が向上し得るため、高ベルト荷重及び高回転速度の過酷条件下においても、耐クリープ性を向上させることができる。
また、樹脂製プーリとの結合力を高めるために外輪の外径面を削ったりすることもないため剛性を損ねる虞もない。
【００１０】
第２の本発明は、第１の発明において、外周面をベルト転送面とする樹脂製プーリであって、
前記金属製環状部材は、前記円盤部の上端から前記転送面に沿った円筒部が一体に突設されていることを特徴とする軸受付き樹脂製プーリとしたことである。
【００１１】
第２の本発明によれば、円筒部が樹脂製プーリの芯の役割となるため、耐クリープ性の向上効果とともに、プーリ強度が向上する効果を有する。
【００１２】
第３の本発明によれば、第２の発明において、前記円筒部の軸方向幅が、周方向にわたって一定ではないことを特徴とする軸受付き樹脂製プーリとしたことである。
【００１３】
第３の本発明によれば、樹脂材との接触部分において円筒部が楔効果を有するため、円筒部の軸方向幅が均一な場合と比して樹脂材と円筒部とのクリープ防止効果が向上する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高ベルト荷重及び高回転速度の過酷条件下においても、耐クリープ性を向上させることができる軸受付き樹脂製プーリを提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明軸受付き樹脂製プーリの第一実施形態を一部省略するとともに一部断面して示す斜視図である。
【図２】第一実施形態の軸受付き樹脂製プーリの一部省略して示す縦断面図である。
【図３】第一実施形態の軸受付き樹脂製プーリを構成する金属製環状部材の全体斜視図である。
【図４】本発明軸受付き樹脂製プーリの第二実施形態を一部省略するとともに一部断面して示す斜視図である。
【図５】第二実施形態の軸受付き樹脂製プーリの一部省略して示す縦断面図である。
【図６】第二実施形態の軸受付き樹脂製プーリを構成する金属製環状部材の全体斜視図である。
【図７】本発明軸受付き樹脂製プーリの第三実施形態を一部省略するとともに一部断面して示す斜視図である。
【図８】第三実施形態の軸受付き樹脂製プーリの一部省略して示す縦断面図である。
【図９】第三実施形態の軸受付き樹脂製プーリを構成する金属製環状部材の全体斜視図である。
【図１０】本発明軸受付き樹脂製プーリの第四実施形態を一部省略するとともに一部断面して示す斜視図である。
【図１１】第四実施形態の軸受付き樹脂製プーリの一部省略して示す縦断面図である。
【図１２】本発明軸受付き樹脂製プーリの第五実施形態を一部省略するとともに一部断面して示す斜視図である。
【図１３】第五実施形態の軸受付き樹脂製プーリの一部省略して示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。
図１乃至図３は第一実施形態、図４乃至図６は第二実施形態、図７乃至図９は第三実施形態、図１０及び図１１は第四実施形態、図１２及び図１３は第五実施形態をそれぞれ示す。
なお、本実施形態は、本発明の一実施形態であって、何等これらに限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００１７】
「第一実施形態」
本実施形態では、転がり軸受１の外輪３の外径面３ｃ側に、例えば射出成形によって樹脂製プーリ１５を一体成形してなり、例えば自動車のエンジン補機ベルト用の樹脂製アイドラプーリや、ベルトに張力を与える樹脂製テンショナプーリなど、樹脂製プーリ１５の外周部の面部（外径面３ｃ）をベルト転送面とする樹脂製プーリを想定している（図１及び図２参照。）。
【００１８】
転がり軸受１は、相対回転可能な外輪３及び内輪７と、外輪３の内径面の周方向に連続して設けられた外輪側軌道溝５と内輪７の外径面の周方向に連続して設けられた内輪側軌道溝９の間に、保持器１３を介して転動可能に組み込まれる複数個の転動体（玉）１１と、軸受内部を密封すべく備えられる密封装置（環状のシール部材）１４とで構成されている（図２参照。）。
なお、図示した本実施形態の転がり軸受１は本発明の一実施形態であって、これに限定解釈されず本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００１９】
金属製環状部材２１は、外輪３の外径面３ｃに圧入により嵌合される円筒状の嵌合部２３と、前記嵌合部２３から鉛直方向に一体に立ち上げ形成された円盤部２９とからなる全体円環状に構成されている（図１乃至図３参照。）。
【００２０】
嵌合部２３は、外輪３の外径面３ｃに圧入可能な内径を備え、径方向（矢印Ｒ１で示す方向）に所定の厚みをもった円筒状に形成されている。
また、本実施形態では、外輪外径面３ｃの幅方向（矢印Ｗ１で示す方向）の略中央位置に、円盤部２９を立ち上げ形成した側の端部２７を合わせて嵌合部２３を配設している（図２及び図３参照。）。
また、本実施形態では、前記端部２７とは反対側の端部（遊端側の端部）２５と、外輪３の端面３ａとの間に環状の段差部３７が形成されている（図１及び図２参照。）。
【００２１】
なお、図示は省略するが、嵌合部２３は、外輪３の外径面３ｃの幅方向略全域にわたる幅広状に形成してなる形態であってもよく、さらに、外輪３との一体化が向上する。
【００２２】
円盤部２９は、嵌合部２３の端部２７から鉛直方向に連続して所定厚みを持った円盤状に立ち上げ形成されている。そして、円盤部２９には、その左右両面２９ａ，２９ｂにわたって貫通する（軸受の軸方向に設けられる）円形の孔部３１を有し、この孔部３１が円盤部２９の周方向に等間隔で複数個設けられている（図２参照。）。
【００２３】
本実施形態では、同一径の複数個の孔部３１にて構成されているが、径の異なる複数個の孔部３１にて構成されているものであってもよく、また、孔部３１の形状は円形状に限らず、樹脂部材との接触面積を多くするように多角形状や複雑な形状とすることも可能である。
また、本実施形態では、周方向で同一位置に設けている（各孔部３１の中心が単一の円上に位置するように設けている）が、千鳥状に設けたり、大小さまざまな径の孔部を設けたりしてなるものであってもよく、樹脂製プーリ１５との結合力を向上し得るものであればよく本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００２４】
さらに、本実施形態の孔部３１は貫通しているが、貫通しない孔部（凹状の窪みともいう）であっても樹脂製プーリ１５との結合力を高めることができるため、本発明では貫通しない孔部も含める趣旨である。特にこの場合、左右両面２９ａ，２９ｂにそれぞれ貫通しない孔部（凹状の窪み）を設けるようにするとよい。
【００２５】
樹脂製プーリ１５は、転がり軸受１の外輪外径面３ｃ、本実施形態では、金属製環状部材２１を覆うようにして、射出成形によって金属製環状部材２１及び外輪３と一体成形される。
外輪３の左右端面３ａ，３ｂにわたって回り込むように固定される環状のボス部１７と、ボス部１７から一体に立ち上げ形成され、ベルトが掛け渡される環状の外周部１９とを有している（図１及び図２参照。）。
なお、樹脂製プーリ１５の形状は特に図示した本実施形態に限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。本実施形態では外周面がフラット状であるが、外周面にプーリ溝を設けてなるものであっても本発明の範囲内である。
【００２６】
本実施形態によれば、外輪３と金属製環状部材２１とは金属同士のため両者結合間にてクリープが生じにくい。
そして、例えば、射出成形によって外輪３の外径面３ｃに樹脂製プーリ１５を一体成形する際に、金属製環状部材２１の円盤部２９に設けられた複数個の孔部３１…に樹脂材が入り込んで一体成形される。
このように複数個の孔部３１…に樹脂材が入り込んで一体成形されるため、金属製環状部材２１によって外輪３と樹脂製プーリ１５との結合力を強くすることができ、耐クリープ性を向上（クリープ現象を抑制）させることができる。
従って、外輪３と樹脂製プーリ１５の一体化が向上し得るため、高ベルト荷重及び高回転速度の過酷条件下においても、耐クリープ性を向上させることができる。
また、樹脂製プーリ１５との結合力を高めるために外輪３の外径面３ｃを削ったりすることもないため剛性を損ねる虞もない。
【００２７】
さらに、本実施形態では、上述のとおり嵌合部２３の端部２５と外輪３の端面３ａとの間に環状の段差部３７を有している形態としているため、樹脂製プーリ１５を一体成形した際に、樹脂製プーリ１５のボス部１７がこの段差部３１を介して外輪３の端面３ａに回りこんで固定される。よって、接触面積が多くなり結合力が高まる。
「第二実施形態」
【００２８】
本実施形態では、第一実施形態を構成する金属製環状部材２１の円盤部２９の上端から、樹脂製プーリ１５の転送面（外周部１９の外径面）に沿った円筒部３３が一体に突設されている一実施形態である（図４乃至図６参照。）。
本実施形態は、金属製環状部材２１に円筒部３３が突設されている以外は第一実施形態と同一であるため、同一箇所に同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
円筒部３３は、円盤部２９の上端側を軸方向（嵌合部２３の突出方向と同一方向）に折り返して、嵌合部２３と同心円状で、かつ嵌合部２３よりも大径に形成され、そして前記嵌合部２３よりも幅方向（矢印Ｗ１で示す方向）に幅広の円筒状に形成されている（図４乃至図６参照。）。
【００３０】
このように円筒部３３を一体成形することによって、前記円筒部３３が樹脂製プーリ１５の芯の役割として機能するため、耐クリープ力に加えてプーリ強度が向上する効果を有する。
【００３１】
なお、円筒部３３を嵌合部２３と同一幅としたり、嵌合部２３よりも幅狭状としたりすることも可能で本発明の範囲内で設計変更可能である。
また、円筒部２３は、その端縁（遊端縁）３３ａを周方向に凹凸状に形成していてもよく、また円筒部３３は周方向に断続的に設けてもよく、本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。
「第三実施形態」
【００３２】
本実施形態では、第二実施形態を構成する金属製環状部材２１を２つ、外輪３の外径面３ｃに対して軸方向の左右両側からそれぞれ圧入し、それぞれの円盤部２９，２９の右面（背面）２９ｂ，２９ｂ同士を突き合わせて備えた（背中合わせ状に備えた）一実施形態を示す（図７乃至図９参照。）。
【００３３】
本実施形態は、第二実施形態を構成する金属製環状部材２１を背中合わせ状に２つ備えたこと以外は、第一実施形態及び第二実施形態と同一であるため、同一箇所に同一符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
本実施形態によれば、外輪３の外径面３ｃの略全領域にわたって圧入される嵌合部２３によって外輪３との結合力が高くなるとともに、円筒部３３も幅広状となるため、プーリ強度もさらに向上することとなる。
「第四実施形態」
【００３５】
本実施形態では、第二実施形態と同様、金属製環状部材２１の円盤部２９の上端から、樹脂製プーリ１５の転送面（外周部１９の外径面）に沿った円筒部３３が一体に突設されている他の実施形態であるが、本実施形態では、円筒部３３の軸方向幅が周方向にわたって一定ではない形態を示す（図１０及び図１１参照。）。
【００３６】
具体的には、例えば円筒部３３は、径方向（図１１にて符合Ｒ１で示す方向）で相対向する位置（周方向で１８０度離れた位置）に、軸方向幅で最大幅を有する部分３３ｂと、軸方向幅で最小幅を有する部分３３ｃが位置するように形成されており、前記最大幅を有する部分３３ｂから最小幅を有する部分３３ｃに行くに従って徐々に軸方向幅が狭くなり、最小幅を有する部分３３ｃから最大幅を有する部分３３ｂに行くに従って徐々に軸方向幅が広くなるように構成されている（図１０及び図１１参照。）。
すなわち、円筒部３３の端縁３３ａは、軸方向幅で最大幅を有する部分３３ｂと、軸方向幅で最小幅を有する部分３３ｃとの間にわたってテーパ形状に構成されている（図１０及び図１１参照。）。
【００３７】
なお、本実施形態では、図１１に示すように、前記最小幅を有する部分３３ｃを、嵌合部２３の軸方向幅よりも小さい軸方向幅としているが、これに限定解釈されるものではなく、嵌合部２３の軸方向と同一幅としてもよく、また嵌合部２３の軸方向幅よりも大きい軸方向幅としてもよい。
本実施形態は、円筒部３３の形態が異なる以外は第二実施形態と同一であるため、同一箇所に同一符号を付してその説明を省略する。
また、本実施形態では、前記最大幅を有する部分３３ｂと前記最小幅を有する部分３３ｃとの間の円筒部３３を、徐々に軸方向幅が変化するように構成しているが、これに限定されるものではなく、軸方向幅が周方向にわたって一定ではない形態であれば全て本実施形態の範囲であって任意である。
【００３８】
本実施形態のように構成することにより、樹脂製プーリ１５（樹脂材）との接触部分において、テーパ形状の円筒部３３が楔効果を有するため、円筒部３３の軸方向幅が均一な場合と比して樹脂製プーリ１５（樹脂材）と円筒部３３との結合力が高まりクリープ防止効果が向上する。
「第五実施形態」
【００３９】
本実施形態では、第四実施形態を構成する金属製環状部材２１を２つ、外輪３の外径面３ｃに対して軸方向の左右両側からそれぞれ圧入し、それぞれの円盤部２９，２９の右面（背面）２９ｂ，２９ｂ同士を突き合わせて備えた（背中合わせ状に備えた）一実施形態を示す（図１２及び図１３参照。）。
本実施形態では、円筒部３３，３３がそれぞれの最大幅を有する部分３３ｂ，３３ｂ同士、及び最小幅を有する部分３３ｃ，３３ｃ同士を互いに背中合わせ状に配して構成している。
【００４０】
本実施形態は、第四実施形態を構成する金属製環状部材２１を背中合わせ状に２つ備えたこと以外は、第一実施形態乃至第四実施形態と同一であるため、同一箇所に同一符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
本実施形態によれば、外輪３の外径面３ｃの略全領域にわたって圧入される嵌合部２３によって外輪３との結合力が高くなるとともに、円筒部３３の楔効果も強くなるため、さらに結合力が高まりクリープ防止効果がさらに向上する。
【００４２】
なお、本実施形態では、円筒部３３，３３がそれぞれの最大幅を有する部分３３ｂ，３３ｂ同士、及び最小幅を有する部分３３ｃ，３３ｃ同士を互いに背中合わせ状に配して構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、それぞれの最大幅を有する部分３３ｂ，３３ｂ、最小幅を有する部分３３ｃ，３３ｃをそれぞれ周方向でずらした状態に構成することも可能で本発明の範囲内であり、このように構成することによっても楔効果が発揮されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、例えば、自動車のエンジン補機ベルト用の樹脂製アイドラプーリや、ベルトに張力を与える樹脂製テンショナプーリなどに利用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  転がり軸受
３  外輪
３ｃ  外径面
１５  樹脂製プーリ
２１  金属製環状部材
２３  嵌合部
２９  円盤部
３１  孔部
３３  円筒部
【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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