(57)【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射出成形によって一体成形した樹脂プーリ付き軸受であって、
前記樹脂プーリに、貫通孔を形成し、
前記貫通孔は、
一端開口部が前記転がり軸受の玉の軸方向幅範囲内で前記樹脂プーリの内周面に開口し、
他端開口部がベルト案内面に開口し、
前記樹脂プーリの内周面は前記外輪の前記一端開口部に対応する箇所を除く外周面全体に当接していることを特徴とする樹脂プーリ付き軸受。
【請求項２】
貫通孔のベルト案内面側の他端開口部が、樹脂プーリの回転方向前方に偏位していることを特徴とする請求項１記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項３】
樹脂プーリに複数個の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項４】
各貫通孔が転がり軸受の軸心に対し均等に配置されていることを特徴とする請求項３記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項５】
転がり軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリを射出成形によって一体成形した樹脂プーリ付き軸受であって、
前記樹脂プーリに、吸気孔と排気孔とからなる通気孔を形成し、
前記吸気孔は、
一端開口部が前記転がり軸受の玉の軸方向幅範囲内で前記樹脂プーリの内周面に開口し、
他端開口部がベルト案内面に開口し、
前記排気孔は、
一端開口部が前記吸気孔の一端開口部と同じ位置に開口し、
他端開口部がベルト案内面の前記吸気孔の他端開口部と異なる位置に開口し、
前記樹脂プーリの内周面は前記外輪の前記吸気孔の一端開口部および前記排気孔の一端開口部に対応する箇所を除く外周面全体に当接していることを特徴とする樹脂プーリ付き軸受。
【請求項６】
吸気孔と排気孔とが、樹脂プーリの回転方向に並んで配設されていることを特徴とする請求項５記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項７】
吸気孔と排気孔とが、転がり軸受の軸心方向に並んで配設されていることを特徴とする請求項５記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項８】
吸気孔のベルト案内面側の他端開口部が、樹脂プーリの回転方向前方に偏位していることを特徴とする請求項５記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項９】
樹脂プーリに互いに独立した複数個の通気孔が設けられていることを特徴とする請求項５ないし請求項８記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項１０】
各通気孔が転がり軸受の軸心に対し均等に配置されていることを特徴とする請求項９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、ベルト伝動機構、特に自動車の補機駆動用ベルト等での使用に好適な樹脂製プーリ付き軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の補機にエンジンの回転動力を伝達するための補機駆動用ベルト等で使用されるプーリには、その重量軽減ならびにコスト削減のため、転がり軸受の金属製の外輪の外周面に合成樹脂製のプーリを一体成形してなる樹脂プーリ付き軸受が用いられている。樹脂プーリとしては、例えば、使用温度域が高く、熱硬化性であるフェノール樹脂等が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
樹脂プーリは、鉄製のプーリに比べて熱伝導性に劣るため放熱性が悪く、そのため、転がり軸受の回転によって発生する熱が転がり軸受内にこもってしまう。その結果、転がり軸受の内部に充填されているグリースの劣化が促進されてしまうという問題があった。
【０００４】
この発明は、転がり軸受内部に熱がこもるのを防ぎ、グリースの劣化を抑制して軸受の寿命を向上させることができる樹脂プーリ付き軸受を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリを射出成形によって一体成形した樹脂プーリ付き軸受であって、前記樹脂プーリに、貫通孔を形成し、前記貫通孔は、一端開口部が前記転がり軸受の玉の軸方向幅範囲内で前記樹脂プーリの内周面に開口し、他端開口部がベルト案内面に開口し、前記樹脂プーリの内周面は前記外輪の前記一端開口部に対応する箇所を除く外周面全体に当接していることを特徴とするものである。
【０００６】
なお、貫通孔のベルト案内面側の他端開口部を、樹脂プーリの回転方向前方に偏位させてもよい。また、樹脂プーリに複数個の貫通孔を設けてもよく、しかも、各貫通孔が転がり軸受の軸心に対し均等に配置されていてもよい。
【０００７】
このように、樹脂プーリに貫通孔を形成したことで貫通孔内に空気が充填され、空気の熱伝導性は樹脂の熱伝導性に比べ優れているため、貫通孔を形成したことで樹脂プーリの放熱性が向上し、よって転がり軸受の熱が貫通孔内の空気を伝ってベルト案内面がら放出され、転がり軸受内部に熱がこもるのを防ぐことができる。
【０００８】
また、貫通孔のベルト案内面側の他端開口部を、樹脂プーリの回転方向前方に偏位させることで、貫通孔内に空気が流入し易くなり、転がり軸受の放熱が確実に行える。
【０００９】
さらに、樹脂プーリに複数個の貫通孔を転がり軸受の軸心に対し均等に配置することで、温度分布に係わりなく転がり軸受の放熱が効率良く行える。
【００１０】
本発明の請求項５の樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリを射出成形によって一体成形した樹脂プーリ付き軸受であって、前記樹脂プーリに、吸気孔と排気孔とからなる通気孔を形成し、前記吸気孔は、一端開口部が前記転がり軸受の玉の軸方向幅範囲内で前記樹脂プーリの内周面に開口し、他端開口部がベルト案内面に開口し、前記排気孔は、一端開口部が前記吸気孔の一端開口部と同じ位置に開口し、他端開口部がベルト案内面の前記吸気孔の他端開口部と異なる位置に開口し、前記樹脂プーリの内周面は前記外輪の前記吸気孔の一端開口部および前記排気孔の一端開口部に対応する箇所を除く外周面全体に当接していることを特徴とするものである。吸気孔と排気孔とは、例えば、樹脂プーリの回転方向に並んで配設されていてもよく、あるいは転がり軸受の軸心方向に並んで配設されていてもよい。
【００１１】
なお、吸気孔のベルト案内面側の開口部を、樹脂プーリの回転方向前方に偏位させてもよい。また、樹脂プーリに互いに独立した複数個の通気孔を設けてもよく、しかも、各通気孔が転がり軸受の軸心に対し均等に配置されていてもよい。
【００１２】
このように、樹脂プーリに吸気孔と排気孔とからなる通気孔を形成したことで通気孔内に空気が充填され、空気の熱伝導性は樹脂の熱伝導性に比べ優れているため、通気孔を形成したことで樹脂プーリの放熱性が向上し、よって転がり軸受の熱が通気孔内の空気を伝ってベルト案内面から放出され、転がり軸受内部に熱がこもるのを防ぐことができる。
【００１３】
また、転がり軸受の回転に伴い、吸気孔から空気が流入し、外輪の外周面を通って排気孔から排気されるので、転がり軸受の熱が通気孔内を流れる空気によってベルト案内面から放出され、転がり軸受内部に熱がこもるのをより一層防ぐことができる。
【００１４】
また、吸気孔のベルト案内面側の開口部を、樹脂プーリの回転方向前方に偏位させることで、通気孔内に空気が流入し易くなり、転がり軸受の放熱が確実に行える。
【００１５】
さらに、樹脂プーリに複数個の通気孔を転がり軸受の軸心に対し均等に配置することで、温度分布に係わりなく転がり軸受の放熱が効率良く行える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について、図１ないし図４を用いて説明する。
【００１７】
図１は、転がり軸受の外輪１１の外周面１２に合成樹脂製のプーリ１３を一体成形してなる樹脂プーリ付き軸受１０の部分断面図を示しており、樹脂プーリ１３の外周面は補機駆動用ベルト（図示せず）を掛けるベルト案内面１４となっており、かつ、樹脂プーリ１３のウェブ１５には貫通孔１７が形成されている。なお、１６は樹脂プーリ１３の補強リブであり、ウェブ１５の軸方向両側面に所定間隔置きに中心から放射状に形成されている。
【００１８】
次に、図２および図３を用いて、貫通孔１７について詳細に説明する。
【００１９】
貫通孔１７は、一端が外輪１１の外周面１２に開口し、他端が樹脂プーリ１３のベルト案内面１４に開口した直線状の孔である。また、貫通孔１７は、樹脂プーリ１３のウェブ１５部分において、転がり軸受の軸心Ｃ-Ｃに対して均等に配置して４箇所に形成されている。
【００２０】
さらに、各貫通孔１７は、ベルト案内面１４側の開口部が樹脂プーリ１３の回転方向（矢印Ａ方向）前方に傾斜角θだけ偏位している。傾斜角θは、樹脂プーリ１３の回転時に、貫通孔１７内に空気が流入し易い、例えば５°〜４５°内の適宜な角度に設定する。
【００２１】
次に、図４を用いて、転がり軸受の外輪１１の外周面１２に樹脂プーリ１３を一体成形する作業について説明する。樹脂プーリ１３は、例えば、射出成形によって形成される。すなわち、転がり軸受またはその外輪１１を金型３０内に芯出し固定し、かつ、貫通孔１７を形成する位置に棒状金型３４を所定の角度にて差し込み、先端を外輪１１の外周面１２に当接させる。次に、型内のキャビティ３３にランナ３１ならびに樹脂注入ゲート３２を介して溶融樹脂を充填し、固化させた後、棒状金型３４を抜き取り型開きを行って形成する。
【００２２】
次に、転がり軸受の放熱作用について説明する。すなわち、樹脂プーリ１３の回転に伴って、樹脂プーリ１３の回転方向前方に傾斜角θだけ偏位した貫通孔１７のベルト案内面１４側の開口部から空気が貫通孔１７内に流入する。貫通孔１７は、外輪１１の外周面１２とベルト案内面１４との間に連通しており、転がり軸受の回転によって発生する熱が貫通孔１７内の空気を伝ってベルト案内面１４から放出され、転がり軸受内に熱がこもるのを防ぐ。
【００２３】
なお、貫通孔１７の個数は特に限定されるものではなく、１個あるいは２個以上の複数個のいずれであってもよい。また、貫通孔１７は樹脂プーリ１３の回転方向前方に傾斜しておらず、軸心Ｃ-Ｃに対し放射状に形成されていてもよく、あるいは樹脂プーリ１３の補強リブ１６部分に形成されていてもよい。さらに、貫通孔１７は直線状に限るものではなく、しかも圧力差によって吸気が円滑に行えるように途中で径が変化するようなものでもよく、また空気が流入し易いようにベルト案内面１４側の開口部に空気を内部に案内する凹部等を形成したものであってもよい。
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について、図５および図６を用いて説明する。
【００２４】
この実施の形態は、樹脂プーリ１３に、一端がベルト案内面１４に開口し他端が外輪１１の外周面１２に開口した吸気孔４１と、一端が吸気孔４１の外輪外周面側の開口部に連通し他端がベルト案内面１４に開口した排気孔４２とからなる通気孔４０を形成したものであり、吸気孔４１と排気孔４２は、樹脂プーリ１３の回転方向に並んで配設されている。
【００２５】
通気孔４０は、樹脂プーリ１３のウェブ１５部分において、転がり軸受の軸心Ｃ-Ｃに対して均等に配置して４箇所に形成されている。また、各通気孔４０の吸気孔４１は、ベルト案内面１４側の開口部が樹脂プーリ１３の回転方向（矢印Ａ方向）前方に、空気が流入し易い傾斜角θ、例えば５°〜４５°だけ偏位している。なお、排気孔４２の傾斜角は特に限定されるものではない。
【００２６】
また、転がり軸受の外輪１１の外周面１２に樹脂プーリ１３を一体成形する作業は、第１の実施の形態と同様、金型内に吸気孔４１ならびに排気孔４２を形成するための一対の棒状金型を差込み、溶融樹脂を充填/固化してなる射出成形によって行う。
【００２７】
次に、転がり軸受の放熱作用について説明する。すなわち、樹脂プーリ１３の回転に伴って、樹脂プーリ１３の回転方向前方に傾斜角θだけ偏位した吸気孔４１のベルト案内面１４側の開口部から空気が通気孔４０内に流入する。通気孔４０は、外輪１１の外周面１２とベルト案内面１４との間に連通しており、転がり軸受の回転によって発生する熱が通気孔４０内の空気を伝ってベルト案内面１４から放出され、転がり軸受内に熱がこもるのを防ぐ。
【００２８】
また、転がり軸受の回転に伴って、吸気孔４１内にベルト案内面１４側の開口部から空気が流入し、外輪１１の外周面１２を通って排気孔４２のベルト案内面１４側の開口部から排気されるので、軸受の熱が通気孔４０内を流れる空気によってベルト案内面１４から放出され、転がり軸受内部に熱がこもるのをより一層防ぐことができる。
【００２９】
なお、通気孔４０の個数は特に限定されるものではなく、１個あるいは２個以上の複数個のいずれであってもよい。また、吸気孔４１は傾斜しておらず、軸心Ｃ-Ｃに対し放射状に形成されていてもよい。また、吸気孔４１ならびに排気孔４２は直線状に限るものではなく、しかも圧力差によって吸排気が円滑に行えるように途中で径が変化するようなものでもよく、また空気が流入し易いように吸気孔４１のベルト案内面１４側の開口部に空気を内部に案内する凹部等を形成したものであってもよい。さらに、排気孔４２を補強リブ１６に形成してもよい。（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について、図７および図８を用いて説明する。
【００３０】
この実施の形態は、樹脂プーリ１３に、一端がベルト案内面１４に開口し他端が外輪１１の外周面１２に開口した吸気孔５１と、一端が吸気孔５１の外輪外周面側の開口部に連通し他端がベルト案内面１４に開口した排気孔５２とからなる通気孔５０を形成したものであり、吸気孔５１と排気孔５２は、転がり軸受の軸心方向に並んで配設されている。
【００３１】
通気孔５０は、樹脂プーリ１３の補強リブ１６部分において、転がり軸受の軸心Ｃ-Ｃに対して均等に配置して４箇所に形成されている。また、吸気孔５１のベルト案内面１４側の開口部には、空気を内部に案内する凹部が形成されている。
【００３２】
また、転がり軸受の外輪１１の外周面１２に樹脂プーリ１３を一体成形する作業は、第１の実施の形態と同様、金型内に吸気孔５１ならびに排気孔５２を形成するための一対の棒状金型を差込み、溶融樹脂を充填/固化してなる射出成形によって行う。
【００３３】
次に、転がり軸受の放熱作用について説明する。すなわち、樹脂プーリ１３の回転に伴って、吸気孔５１のベルト案内面１４側の開口部から空気が通気孔５０内に流入する。通気孔５０は、外輪１１の外周面１２とベルト案内面１４との間に連通しており、転がり軸受の回転によって発生する熱が通気孔５０内の空気を伝ってベルト案内面１４から放出され、転がり軸受内に熱がこもるのを防ぐ。
【００３４】
また、転がり軸受の回転に伴って、吸気孔５１内にベルト案内面１４側の開口部から空気が流入し、外輪１１の外周面１２を通って排気孔５２のベルト案内面１４側の開口部から排気されるので、軸受の熱が通気孔５０内を流れる空気によってベルト案内面１４から放出され、転がり軸受内部に熱がこもるのをより一層防ぐことができる。
【００３５】
なお、通気孔５０の個数は特に限定されるものではなく、１個あるいは２個以上の複数個のいずれであってもよい。また、吸気孔５１ならびに排気孔５２は直線状に限るものではなく、しかも圧力差によって吸排気が円滑に行えるように途中で径が変化するようなものでもよい。
【００３６】
また、吸気孔５１と排気孔５２を、補強リブ１６の厚みの範囲内において、樹脂プーリ１３の回転方向に並んで配設してもよい。すなわち、吸気孔５１が樹脂プーリ１３の回転方向前方に傾斜し、排気孔５２が樹脂プーリ１３の回転方向後方に傾斜して設けられていてもよい。
【００３７】
さらに、樹脂プーリ１３の形状は、ウェブ１５の両面に補強リブ１６を一体成形したものに限らず、例えば、厚肉のフラットな円盤状であって、貫通孔あるいは通気孔を任意の位置に、任意の角度にて形成したものであってもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の樹脂プーリ付き軸受によれば、転がり軸受内部に熱がこもるのを防ぎ、長時間に渡り連続回転させても転がり軸受の温度上昇が抑制され、グリースの劣化を防止して軸受の寿命を向上させることができるという効果が得られる。
【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部分断面図である。
【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樹脂プーリの正面図である。
【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断面図である。
【図４】  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製造工程の断面図である。
【図５】  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樹脂プーリの正面図である。
【図６】  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断面図である。
【図７】  本発明の第３の実施の形態における樹脂プーリ付き軸受の樹脂プーリの正面図である。
【図８】  本発明の第３の実施の形態における樹脂プーリ付き軸受の断面図である。
【符号の説明】
１０  樹脂プーリ付き軸受
１１  外輪
１２  外周面
１３  樹脂プーリ
１４  ベルト案内
１５  ウェブ
１６  補強リブ
１７  貫通孔
４０，５０  通気孔
４１，５１  吸気孔
４２，５２  排気孔
【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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