(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、
前記樹脂プーリは、片端面に樹脂注入用ゲート孔が配置され、かつ前記転がり軸受の外輪に固着する内径円筒部と、ベルト案内面を有する外径円筒部と、内外径円筒部間に設けられた円板部とを有し、
前記内径円筒部の軸受径方向の厚みを、前記円板部の軸受軸方向の厚みより大きくしたことを特徴とする樹脂プーリ付き軸受。
【請求項２】
転がり軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリを一体成形した樹脂プーリ付き軸受であって、
前記樹脂プーリは、片端面に樹脂注入用ゲート孔が配置され、かつ前記転がり軸受の外輪に固着する内径円筒部と、ベルト案内面を有する外径円筒部と、内外径円筒部間に設けられた円板部およびその円板部に放射状に形成された複数の補強リブとを有し、
前記内径円筒部の軸受径方向の厚みを、前記円板部の軸受軸方向の厚みより大きくしたことを特徴とする樹脂プーリ付き軸受。
【請求項３】
内径円筒部の軸受径方向の厚みＡと、円板部の軸受軸方向の厚みＢとの関係を、０．７×Ａ≦Ｂ≦０．９５×Ａとした請求項１または請求項２記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項４】
転がり軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリを一体成形する樹脂プーリ付き軸受の製造方法であって、
片端面に樹脂注入用ゲート孔を有した内径円筒部用のキャビティと、外径円筒部用のキャビティと、内外径円筒部のキャビティ間に設けられた円板部用のキャビティとからなり、前記内径円筒部用のキャビティの軸受径方向の厚みを前記円板部用のキャビティの軸受軸方向の厚みより大きくした成形金型内に、転がり軸受を配置して型締めする型締工程と、
前記ゲート孔から溶融樹脂をキャビティ内に射出し、前記内径円筒部用のキャビティの前記ゲート孔とは反対側端面に充填した後、前記円板部用のキャビティと前記外径円筒部用のキャビティとを充填する射出工程とを含む樹脂プーリ付き軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のタイミングベルトや補機駆動ベルト等において、ベルトの張力調整や走行経路の変更のために使用されるアイドラ軸受やテンショナ軸受等に好適な樹脂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軸受には、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。
【０００３】
従来の樹脂プーリ付き軸受４０の一例を、図４および図５を用いて説明する。樹脂プーリ付き軸受４０は、転がり軸受４１の外周に樹脂プーリ４２を一体成形してなる。転がり軸受４１は、内輪４３、外輪４４、玉やころの転動体４５等にて構成されている。また、樹脂プーリ４２は、転がり軸受４１の外輪４４に固着した内径円筒部４６と、ベルト案内面４８を有する外径円筒部４７と、内径円筒部４６と外径円筒部４７の間に設けた円板部４９とから構成されている。
【０００４】
樹脂プーリ４２は、合成樹脂の射出成形によって製造している。すなわち、図６に示すように、上型５０と下型５１の間に転がり軸受４１を芯出し固定し、上型５０と下型５１とスライド型５７の周りのキャビティに溶融樹脂を充填する。
【０００５】
ここで、５２は内径円筒部４６用のキャビティ、５３は外径円筒部４７用のキャビティ、５４は円板部４９用のキャビティである。また、内径円筒部用のキャビティ５２の片端面には、ランナ５６に接続されたゲート孔５５が開口している。
【０００６】
樹脂プーリ４２の成形に際しては、成形金型に転がり軸受４１をセットした状態で、ランナ５６を介してゲート孔５５から溶融樹脂を充填する。各キャビティ５２，５３，５４内に充填された溶融樹脂は固化し、型開きを行って樹脂プーリ４２が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
樹脂プーリ４２の射出成形に際し、各ゲート孔５５から注入された溶融樹脂ｒは、内径円筒部用のキャビティ５２内を軸受の軸方向に流入する。内径円筒部用のキャビティ５２内を流れる溶融樹脂ｒが円板部用のキャビティ５４部分に達すると、円板部用のキャビティ５４内に流れ込む。これは、円板部４９の軸受軸方向の厚みＦが、内径円筒部４６の軸受径方向の厚みＥより大きく、溶融樹脂ｒは抵抗の少ない厚肉の円板部用のキャビティ５４内に進もうとするためである。ただし、溶融樹脂ｒの全てが円板部用のキャビティ５４内に流入するのではなく、一部は内径円筒部用のキャビティ５２内をゲート孔５５の反対側端面Ｓに向かって進む。
【０００８】
円板部用のキャビティ５４内に流入した溶融樹脂ｒ1は、外径円筒部用のキャビティ５３内に流入する。外径円筒部用のキャビティ５３内に溶融樹脂ｒ1が完全に充填されると、内径円筒部用のキャビティ５２のゲート孔５５の反対側端面Ｓにも溶融樹脂ｒ2が充填される。
【０００９】
このように、内径円筒部用のキャビティ５２のゲート孔５５の反対側端面Ｓには、外径円筒部用のキャビティ５３内に溶融樹脂ｒ1が充填された後、溶融樹脂ｒ2が充填されるため、当該反対側端面Ｓでは溶融樹脂ｒ2の充填に時間がかかってしまう。そのため、溶融樹脂ｒ2が完全に充填される前に反対側端面Ｓに流入した溶融樹脂ｒ2が硬化し、外径円筒部用のキャビティ５３内に溶融樹脂ｒ1が完全に充填された後に、反対側端面Ｓに溶融樹脂ｒ2が流入できなくなり、反対側端面Ｓ部分に空洞が生じたり、あるいは、先に流入した溶融樹脂ｒ2の合流部にて発生するウェルド部の接合強度が低下することがあった。
【００１０】
空洞が生じると、樹脂プーリ４２の反対側端面Ｓ部分において強度が著しく低下する。また、反対側端面Ｓは転がり軸受４１の外輪４４の近傍に位置するため、ウェルド部の接合強度が低下すると、使用時に、樹脂製のプーリ４２と金属製の外輪４４との線膨張係数の違いによって、当該ウェルド部分を起点として、樹脂プーリ４２にクラックが発生する。これらの結果、樹脂プーリ４２が破損するという問題があった。
【００１１】
この発明は、樹脂プーリの内径円筒部におけるゲート孔の反対側端面に空洞やウェルド部の接合強度が低下するのを抑制し、樹脂プーリの破損を防止することができる樹脂プーリ付き軸受およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、転がり軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリを一体成形した樹脂プーリ付き軸受であって、前記樹脂プーリは、片端面に樹脂注入用ゲート孔が配置され、かつ前記転がり軸受の外輪に固着する内径円筒部と、ベルト案内面を有する外径円筒部と、内外径円筒部間に設けられた円板部とを有し、前記内径円筒部の軸受径方向の厚みを、前記円板部の軸受軸方向の厚みより大きくしたことを特徴とするものである。
【００１３】
なお、内径円筒部の軸受径方向の厚みＡと、円板部の軸受軸方向の厚みＢとの好ましい関係は、０．７×Ａ≦Ｂ≦０．９５×Ａである。
【００１４】
本発明の請求項１の樹脂プーリ付き軸受によると、樹脂プーリの内径円筒部の軸受径方向の厚みを、円板部の軸受軸方向の厚みより大きくしたことで、内径円筒部の片端面のゲート孔より注入した溶融樹脂が、ゲート孔の反対側端面に流入して充填された後、円板部を通して外径円筒部に流入するため、内径円筒部におけるゲート孔の反対側端面に溶融樹脂が素早く充填され、空洞やウェルド部の接合強度が低下するのを抑制できる。
【００１５】
本発明の請求項２は、転がり軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリを一体成形した樹脂プーリ付き軸受であって、片端面に樹脂注入用ゲート孔が配置され、かつ前記樹脂プーリは、前記転がり軸受の外輪に固着する内径円筒部と、ベルト案内面を有する外径円筒部と、内外径円筒部間に設けられた円板部およびその円板部に放射状に形成された複数の補強リブとを有し、前記内径円筒部の軸受径方向の厚みを、前記円板部の軸受軸方向の厚みより大きくしたことを特徴とするものである。
【００１６】
なお、内径円筒部の軸受径方向の厚みＡと、円板部の軸受軸方向の厚みＢとの好ましい関係は、０．７×Ａ≦Ｂ≦０．９５×Ａである。
【００１７】
本発明の請求項２の樹脂プーリ付き軸受によると、樹脂プーリの内径円筒部の軸受径方向の厚みを、円板部の軸受軸方向の厚みより大きくしたことで、内径円筒部の片端面のゲート孔より注入した溶融樹脂が、ゲート孔の反対側端面に流入して充填された後、円板部を通して外径円筒部に流入するため、内径円筒部におけるゲート孔の反対側端面に溶融樹脂が素早く充填され、空洞やウェルド部の接合強度が低下するのを抑制できる。しかも、内径円筒部の軸受径方向の厚みが円板部の軸受軸方向の厚みより大きくなるように、円板部の厚みを薄くしても、円板部に放射状に形成した複数の補強リブによって補強できる。
【００１８】
本発明の請求項４は、転がり軸受の外輪の外周面に樹脂製のプーリを一体成形する樹脂プーリ付き軸受の製造方法であって、片端面に樹脂注入用ゲート孔を有した内径円筒部用のキャビティと、外径円筒部用のキャビティと、内外径円筒部のキャビティ間に設けられた円板部用のキャビティとからなり、前記内径円筒部用のキャビティの軸受径方向の厚みを前記円板部用のキャビティの軸受軸方向の厚みより大きくした成形金型内に、転がり軸受を配置して型締めする型締工程と、前記ゲート孔から溶融樹脂をキャビティ内に射出し、前記内径円筒部用のキャビティの前記ゲート孔とは反対側端面に充填した後、前記円板部用のキャビティと前記外径円筒部用のキャビティとを充填する射出工程とを含む方法である。
【００１９】
本発明の請求項４の樹脂プーリ付き軸受の製造方法によると、成形金型の内径円筒部用のキャビティの軸受径方向の厚みを、円板部用のキャビティの軸受軸方向の厚みより大きくしたことで、内径円筒部用のキャビティの片端面のゲート孔より注入した溶融樹脂が、ゲート孔の反対側端面に流入して充填された後、円板部用のキャビティを通して外径円筒部用のキャビティに流入するため、樹脂プーリの内径円筒部におけるゲート孔の反対側端面に溶融樹脂が素早く充填され、空洞やウェルド部の接合強度が低下するのを抑制できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１および図２を用いて説明する。
【００２１】
図１は、転がり軸受１１の外周に樹脂プーリ１２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いる。転がり軸受１１は、内輪１３、外輪１４、玉やころの転動体１５等にて構成されている。また、樹脂プーリ１２は、転がり軸受１１の外輪１４に固着した内径円筒部１６と、ベルト案内面１８を有する外径円筒部１７と、内径円筒部１６と外径円筒部１７の間に設けた円板部１９とから構成されている。
【００２２】
内径円筒部１６の軸受径方向の厚みＡは、円板部１９の軸受軸方向の厚みＢより大きく形成されている。厚みＡと厚みＢの関係は、Ａ＞Ｂであればよいが、好ましくは、０．７×Ａ≦Ｂ≦０．９５×Ａとする。
【００２３】
次に、樹脂プーリ１２の成形について、図２を用いて説明する。
【００２４】
図２において、成形金型は上型２０と下型２１とスライド型２７とからなり、２２は内径円筒部１６用のキャビティ、２３は外径円筒部１７用のキャビティ、２４は円板部１９用のキャビティである。また、内径円筒部用のキャビティ２２の片端面には、ランナ２６に接続されたゲート孔２５が開口している。
【００２５】
樹脂プーリ１２の成形に際しては、成形金型に転がり軸受１１をセットした状態で、ランナ２６を介してゲート孔２５から溶融樹脂を充填する。各キャビティ２２，２３，２４内に充填された溶融樹脂は固化し、型開きを行って樹脂プーリ１２が形成される。
【００２６】
樹脂プーリ１２の射出成形に際し、各ゲート孔２５から注入された溶融樹脂Ｒは、内径円筒部用のキャビティ２２内を軸受の軸方向に流入する。内径円筒部用のキャビティ２２内を流れる溶融樹脂Ｒが円板部用のキャビティ２４部分に達すると、そのまま内径円筒部用のキャビティ２２内をゲート孔２５の反対側端面Ｓに向かって流れ込む。これは、内径円筒部１６の軸受径方向の厚みＡが、円板部１９の軸受軸方向の厚みＢより大きく、溶融樹脂Ｒは抵抗の少ない厚肉の内径円筒部用のキャビティ２２内に進もうとするためである。ただし、溶融樹脂Ｒの全てが内径円筒部用のキャビティ２２内を反対側端面Ｓに向かって進むのではなく、一部は円板部用のキャビティ２４内に流れ込む。
【００２７】
内径円筒部用のキャビティ２２内のゲート孔２５の反対側端面Ｓに溶融樹脂Ｒ1が完全に充填されると、円板部用のキャビティ２４内に流入した溶融樹脂Ｒ2が、外径円筒部用のキャビティ２３内に充填され、樹脂プーリ１２が成形される。
【００２８】
このように、各ゲート孔２５から注入された溶融樹脂Ｒは、まず、内径円筒部用のキャビティ２２内のゲート孔２５の反対側端面Ｓに流入するため、短時間で反対側端面Ｓ部分に溶融樹脂が充填され、空洞やウェルド部の接合強度が低下するのを抑制できる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図３を用いて説明する。
【００２９】
図２は、転がり軸受１１の外周に樹脂プーリ３１を一体成形してなる樹脂プーリ付き軸受３０の断面図を示している。転がり軸受１１は、実施の形態１と同様であり、内輪１３、外輪１４、玉やころの転動体１５等にて構成されている。また、樹脂プーリ３１は、転がり軸受１１の外輪１４に固着した内径円筒部３２と、ベルト案内面３４を有する外径円筒部３３と、内径円筒部３２と外径円筒部３３の間に設けた円板部３５と、円板部３５の両面に所定間隔置きに放射状に形成した複数の補強リブ３６とから構成されている。
【００３０】
内径円筒部３２の軸受径方向の厚みＣは、円板部３５の軸受軸方向の厚みＤより大きく形成されている。厚みＣと厚みＤの関係は、Ｃ＞Ｄであればよく、好ましくは、０．７×Ｃ≦Ｄ≦０．９５×Ｃとする。ただし、樹脂プーリ３１の円板部３５は補強リブ３６によって補強されているため、強度上の問題が生じない範囲において、円板部３５の軸受軸方向の厚みＤを薄くし、Ｄ＜０．７×Ｃとなるようにしてもよい。
【００３１】
なお、樹脂プーリ３１は、図２と同様に、補強リブ用のキャビティを備えた成形金型を用いて射出成形する。
【００３２】
このように、補強リブ３６を有した樹脂プーリ３１においても、実施の形態１と同様、ゲート孔から注入された溶融樹脂は、まず、内径円筒部用のキャビティ内のゲート孔の反対側端面Ｓに流入するため、短時間で反対側端面Ｓ部分に溶融樹脂が充填され、空洞やウェルド部の接合強度が低下するのを抑制できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の樹脂プーリ付き軸受およびその製造方法によれば、樹脂プーリの内径円筒部におけるゲート孔の反対側端面に空洞やウェルド部の接合強度が低下するのを抑制し、樹脂プーリの破損を防止す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】本発明の実施の形態１における樹脂プーリ付き軸受の部分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における樹脂プーリの成形工程の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２における樹脂プーリ付き軸受の部分断面図である。
【図４】従来の樹脂プーリ付き軸受の正面図である。
【図５】図４のＶ-Ｖ断面図である。
【図６】従来の樹脂プーリの成形工程の断面図である。
【符号の説明】
１０，３０  樹脂プーリ付き軸受
１１  転がり軸受
１２，３１  樹脂プーリ
１３  内輪
１４  外輪
１５  転動体
１６，３２  内径円筒部
１７，３３  外径円筒部
１８，３４  ベルト案内面
１９，３５  円板部
３６  補強リブ
【図１】
0004269530.tif 000002
【図２】
0004269530.tif 000003
【図３】
0004269530.tif 000004
【図４】
0004269530.tif 000005
【図５】
0004269530.tif 000006
【図６】
0004269530.tif 000007