(57)【要約】【課題】樹脂プーリのクリープを防止しつつ、転がり軸受の外輪を容易に製作し、製作コストの低減を図る。【解決手段】転がり軸受１１の外輪１３の外周に樹脂プーリ３１が一体化され、その外輪１３は、鋼板のプレス成形により筒状に形成され、一端部に径方向外向きのフランジ１７を有する。樹脂プーリ３１は、そのボス部３２の端面がフランジ１７の外端面に一致した状態で外輪１３の外周に一体化される。外輪１３がプレス成形により形成されると、塑性加工を中心とした加工となり、容易に製作することができ、製作コストの低減を図ることができる。また、樹脂プーリ３１のボス部３２はフランジ１７の内端面と径方向にそれぞれ接触するので、その径方向接触領域での摩擦抵抗によって、樹脂プーリ３１のクリープに対する耐力を維持することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受(１１)の外輪(１３)の外周に樹脂プーリ(３１)が射出成形により一体成形された樹脂プーリ付き軸受において、前記外輪(１３)は鋼板のプレス成形により形成され、一端部に径方向外向きのフランジ(１７)を有するものであり、前記樹脂プーリ(３１)の内周部(３２)が前記フランジ(１７)の外径面を覆う状態で前記外輪の外周に一体化されたことを特徴とする樹脂プーリ付き軸受。
【請求項２】
前記樹脂プーリ(３１)の内周部(３２)は前記外輪(１３)と同じ軸幅に形成され、その端面を前記フランジ(１７)の軸方向外側面に一致させて、前記フランジ(１７)の外径面を覆う状態とされたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項３】
前記フランジ(１７)の外径面にセレーション(１９)が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項４】
前記フランジ(１７)の外径面に径方向の突起(２０)が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項５】
前記フランジ(１７)の外周部に切り欠き(２１)が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項６】
前記フランジ(１７)に前記樹脂プーリ(３１)の樹脂が埋め込まれる係合孔(２２)が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項７】
前記フランジ(１７)が前記外輪(１３)の両端部に形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂プーリ付き軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受の外輪の外周に樹脂プーリを一体化した樹脂プーリ付き軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受の外輪の外周に樹脂プーリを一体化した樹脂プーリ付き軸受は、射出成形によって、樹脂プーリの基部が外輪の両端面を抱え込むように、外輪の外周部に樹脂プーリを一体化し、樹脂プーリを軸方向でずれ止めしたものが多い（例えば、特許文献１参照）。このような樹脂プーリ付き軸受では、軸受の温度上昇に伴う金属と樹脂の熱膨張率の差によって、外輪と樹脂プーリとの結合強度が低下し、樹脂プーリが周方向へ相対回転するクリープが生じることがある。
【０００３】
この樹脂プーリのクリープを防止する手段としては、外輪の外周部に周溝を形成する手段（例えば、特許文献２参照）、外輪の外周部で周方向へ傾斜して延び、その幅と深さが周方向で変化する周溝を形成する手段（例えば、特許文献３参照）、外輪の外周部に設けた周溝の底面にローレット加工等により凹凸を形成する手段（例えば、特許文献４参照）等が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】実開平７−２８２５９号公報
【特許文献２】特開２００４−２６３８００号公報
【特許文献３】特開２００３−６５４２４号公報
【特許文献４】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】
【０００５】
ところで、樹脂プーリ付き軸受に使用される転がり軸受の外輪は、樹脂プーリに掛かる負荷に耐え得るような高強度な材料を用い、鍛造により形成している。しかし、特許文献２〜４に記載されたもののように、外輪の外周部に周溝を設けたりローレット加工を施したりすることは、外輪が鍛造により形成されている場合、加工に手間が掛かるとともに、加工コストが高くなり、これに伴い製作コストが高くなるおそれがあった。
【０００６】
また、特許文献２〜４に記載されたものは、樹脂プーリのボス部が外輪の外周にその両端面を抱え込むように一体化され、外輪の周りが金属よりも熱伝導率が低い樹脂で覆われているので放熱性が悪く、蓄熱により軸受温度が高くなる問題がある。また、軸受温度が高くなると、これと接触する樹脂の強度が低下するので、前述したクリープの防止手段の効果も低下する。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、転がり軸受の外輪の外周に樹脂プーリが射出成形により一体成形された樹脂プーリ付き軸受において、樹脂プーリのクリープを防止しつつ、転がり軸受の外輪を容易に製作し、製作コストの低減を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、この発明は、転がり軸受の外輪の外周に樹脂プーリが射出成形により一体成形された樹脂プーリ付き軸受において、前記外輪は鋼板のプレス成形により形成され、一端部に径方向外向きのフランジを有するものであり、前記樹脂プーリの内周部が前記フランジの外径面を覆う状態で前記外輪の外周に一体化された構成を採用したのである。
【０００９】
この構成によると、外輪が鋼板をプレス成形することで形成されるので、塑性加工を中心とした加工により容易に製作でき、これにより、製作コストの低減を図ることができる。
また、樹脂プーリの内周部が、前記フランジの軸方向内側面と接触し、樹脂プーリと外輪との径方向接触領域が確保される。その径方向接触領域における摩擦抵抗によって、樹脂プーリのクリープに対する耐力を維持することが可能となる。
【００１０】
前記構成において、前記樹脂プーリの内周部は前記外輪と同じ軸幅に形成され、その端面を前記フランジの軸方向外側面に一致させて、前記フランジの外径面を覆う状態とされた構成を採用することができる。
【００１１】
この構成によると、外輪の他端面およびフランジの外端面（軸方向外側面）が露出する。これらの露出する端面を放熱面として、外輪の熱が効率良く放熱される。これにより、前記特許文献２から４に記載のもののように、樹脂プーリのボス部が外輪の両端面を抱え込むように外輪の外径面に一体化されたものと比して、放熱性が向上する。
【００１２】
前記構成において、前記フランジが前記外輪の両端部に形成された構成を採用することができる。外輪の両端部にフランジが形成されると、前記径方向接触領域が増大して、樹脂プーリのクリープに対する耐力を向上させることができる。また、フランジが外輪の両端部に形成されることで、前記外輪に掛かる樹脂プーリの荷重に対する強度を向上させることができる。
また、前記樹脂プーリの内周部は前記外輪と同じ軸幅に形成され、その端面を前記フランジの軸方向外側面に一致させた構成を採用した場合、外輪の両端面に形成されたフランジの外端面がそれぞれ露出するので、さらに放熱性を向上させることができる。
【００１３】
ここで、樹脂プーリに掛かる径方向の負荷が比較的大きい場合、樹脂プーリのクリープを効果的に防止するために、樹脂プーリと外輪との間の周方向の摩擦抵抗を増大させる構成、あるいは、樹脂プーリを形成する樹脂を外輪に係合させる構成など、種々考えられるが、例えば、前記フランジの外径面にセレーションが形成された構成、前記フランジの外径面に径方向の突起が形成された構成、前記フランジの外径部に径方向の切り欠きが形成された構成、または前記フランジに前記樹脂プーリの樹脂が埋め込まれる係合孔が形成された構成とすることができる。
【００１４】
前記フランジの外径面にセレーションが形成された構成では、そのセレーションに樹脂プーリの樹脂が食い込み、樹脂プーリと外輪との周方向の摩擦抵抗を増大させることができる。前記フランジの外径面に径方向の突起が形成された構成では、この突起が樹脂プーリの樹脂に係止し、この係止によって樹脂プーリのクリープに対する耐力を大きくすることができる。
【００１５】
前記フランジの外径部に径方向の切り欠きが形成された構成、または前記フランジに前記樹脂プーリの樹脂が埋め込まれる係合孔が形成された構成では、切り欠きまたは係合孔に樹脂プーリの樹脂が埋まる。この埋まった樹脂がフランジに係合することで、樹脂プーリのクリープに対する耐力を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、この発明は、前記構成を採用することにより、樹脂プーリのクリープを防止しつつ、転がり軸受の外輪を容易に製作し、製作コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１実施形態を示す。この樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受１１の外輪１３の外周に樹脂プーリ３１が一体化されたものである。
【００１８】
転がり軸受１１は、内輪１２と外輪１３との間に複数のボール１４が転動可能に保持器１５により保持されており、内輪１２と外輪１３の両端面を封止するシールド板１６が設けられている。なお、この転がり軸受１１は、図１に示すような深溝玉軸受に限らず、例えば、公知の転がり軸受であるアンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受等を適用することができる。
【００１９】
この転がり軸受１１の外輪１３は、鋼板のプレス成形により筒状に形成され、一端部に径方向外向きのフランジ１７を有するものであり、その内周面には軌道１８が形成されている。外輪１３がプレス成形により形成されると、塑性加工を中心とした加工となり、特許文献２〜４に記載されたもののように鍛造で形成された外輪に周溝等を加工する場合と比して、容易に製作することができる。その結果、製作コストの低減を図ることができる。なお、外輪１３を形成する鋼板のプレス成形方法は、公知の方法が適用可能であり、実験、実操業に基づいて適宜決定される。
【００２０】
前記フランジ１７は、図３に示すように、外径面にセレーション１９が形成されている。このセレーション１９は、例えば、プレス加工前の鋼板を複数枚まとめてフランジ１７となる部分に形成することが可能であるため、鍛造で製作された外輪に周溝等を形成する場合と比して、外輪１３を容易に製作することができる。その結果、製作コストを低減させることができる。
【００２１】
前記フランジ１７のセレーション１９には、図３に示すように、樹脂プーリ３１の樹脂が食い込んでいる。この樹脂の食い込みにより樹脂プーリ３１と外輪１３との摩擦抵抗が高まり、クリープ防止性能を高めることが可能となる。なお、樹脂プーリ３１に掛かるベルト負荷が比較的小さい場合など、フランジ１７の外径面にセレーション１９を形成せずに、フランジ１７の外径面と樹脂プーリ３１との摩擦抵抗により樹脂プーリ３１のクリープを防止するようにしてもよい。セレーション１９を形成する工程を省略し、その省略された工程分だけ外輪１３の製作コストを低減することができるからである。
【００２２】
前記樹脂プーリ３１は、内周部のボス部３２とベルト（図示省略）が掛けられるプーリ溝を有する外周部３３とが一体に形成され、ボス部３２が外輪１３の軸方向の幅（軸幅）と同じ軸幅に形成されている。このボス部３２はその両端面を外輪１３の他端面およびフランジ１７の外端面にそれぞれ一致させた状態となっている。これにより、外輪１３の他端面及びフランジ１７の外端面が露出する。
【００２３】
このように露出している外輪１３およびフランジ１７の端面を放熱面として、転がり軸受１１で発生し外輪１３に伝わる熱が放熱される。これにより、特許文献２〜４に記載のものと比して、放熱性を向上させることができる。
【００２４】
また、樹脂プーリ３１のボス部３２は、その両端面を外輪１３の他端面およびフランジ１７の外端面（軸方向外側面）にそれぞれ一致させた状態となるため、フランジ１７の外径面をボス部３２が覆う状態となる。このとき、外輪１３のフランジ１７の内端面（軸方向内側面）と径方向に接触し、樹脂プーリ３１と外輪１３との径方向接触領域が確保される。
【００２５】
この径方向接触領域での摩擦抵抗によって、外輪１３の他端面およびフランジ１７の外端面を露出させても、樹脂プーリ１３のクリープに対する耐力を維持することが可能となる。なお、樹脂プーリ３１のボス部３２は外輪１３と同じ軸幅に形成されているが、フランジ１７の外周面を覆う状態であれば、樹脂プーリ付き軸受としての機能に影響のない範囲で適宜の軸幅としてもよい。この場合、樹脂プーリ付き軸受の軽量化に有利である。
【００２６】
第１実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受の変形例１を図４（ａ）、（ｂ）に示す。この変形例は、図４（ａ）に示すように、外輪１３のフランジ１７に径方向の突起２０が形成された点で前述の第１実施形態と相違する。その他の構成は第１実施形態と同様であり、同一に考えられる構成に同符号を用いる。
【００２７】
この変形例１では、外輪１３のフランジ１７に、前記第１実施形態におけるセレーション１９の代わりに、突起２０が周方向の４箇所に等間隔で形成されている。この各突起２０は軸方向の外側面が露出しており、この露出状態で樹脂プーリ３１の樹脂に埋め込まれている（図４（ｂ）参照）。
【００２８】
この突起２０は、プレス成形前の鋼板に予めプレス加工等で形成することが可能である。このため、前述のセレーション１９を形成した場合と同様、特許文献２〜４に記載されたもののように鍛造で形成された外輪に周溝等を加工する場合と比して、外輪１３に突起２０を容易に形成することができる。その結果、製作コストを低減させることができる。なお、突起２０のフランジ１７に対する設置数は、樹脂プーリ３１に掛かる径方向の負荷に応じて適宜設定され、例えば、１箇所、２箇所、３箇所、または５箇所以上としてもよい。
【００２９】
また、樹脂プーリ３１の樹脂に突起２０が埋め込まれているので、樹脂プーリ３１が外輪１３の突起２０に係止する。これにより、前述の第１実施形態の場合と同様、樹脂プーリ３１のクリープに対する耐力を高めることができる。
【００３０】
第１実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受の変形例２を図５（ａ）、（ｂ）に示す。この変形例は、図５（ａ）に示すように、外輪１３のフランジ１７に切り欠き２１が形成された点で前述の第１実施形態と相違する。その他の構成は第１実施形態と同様であり、同一に考えられる構成に同符号を用いる。
【００３１】
この変形例２では、外輪１３のフランジ１７に、前記第１実施形態におけるセレーション１９の代わりに、切り欠き２１が周方向の４箇所に等間隔で形成されている。この各切り欠き２１には樹脂プーリ３１の樹脂が埋め込まれている（図５（ｂ）参照）。  
【００３２】
この切り欠き２１は、プレス成形前の鋼板に予めプレス加工等で形成することが可能である。このため、前述のセレーション１９を形成した場合と同様、特許文献２〜４に記載されたもののように鍛造で形成された外輪に周溝等を加工する場合と比して、外輪１３に切り欠き２１を容易に形成することができる。その結果、製作コストを低減させることができる。なお、切り欠き２１のフランジ１７に対する設置数は、樹脂プーリ３１に掛かる径方向の負荷に応じて適宜設定され、例えば、１、２、３箇所、または５箇所以上としてもよい。
【００３３】
また、樹脂プーリ３１の樹脂が切り欠き２１を埋めているので、樹脂プーリ３１が切り欠き２１に係合する。これにより、前述の第１実施形態の場合と同様、樹脂プーリ３１のクリープに対する耐力を高めることができる。
【００３４】
第１実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受の変形例３を図６（ａ）〜（ｃ）に示す。この変形例は、図６（ａ）に示すように、外輪１３のフランジ１７に係合孔２２が形成された点で前述の第１実施形態と相違する。その他の構成は第１実施形態と同様であり、同一に考えられる構成に同符号を用いる。
【００３５】
この変形例３では、外輪１３のフランジ１７に、前記第１実施形態におけるセレーション１９の代わりに、係合孔２２が周方向の４箇所に等間隔で形成されている。この各係合孔２２には樹脂プーリ３１の樹脂が埋め込まれている（図６（ｂ）参照）。  
【００３６】
この係合孔２２は、プレス成形前の鋼板に予めプレス加工等で形成することが可能である。このため、前述のセレーション１９を形成した場合と同様、特許文献２〜４に記載されたもののように鍛造で形成された外輪に周溝等を加工する場合と比して、外輪１３に係合孔２２を容易に形成することができる。その結果、製作コストを低減させることができる。なお、係合孔２２のフランジ１７に対する設置数は、樹脂プーリ３１に掛かる径方向の負荷に応じて適宜設定され、例えば、１、２、３箇所、または５箇所以上としてもよい。
【００３７】
また、樹脂プーリ３１の樹脂が係合孔２２を埋めているので、樹脂プーリ３１が係合孔２２に係合する（図６（ｂ）参照）。これにより、前述の第１実施形態の場合と同様、樹脂プーリ３１のクリープに対する耐力を高めることができる。
【００３８】
この発明の第２実施形態を図７に示す。
第２実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、外輪１３の両端部に前記フランジ１７が形成された点で前述の第１実施形態に相違し、他の構成は第１実施形態と同様であり、同一に考えられる構成に同符号を用いて、その説明を省略する。
【００３９】
この実施形態の外輪１３も、鋼板のプレス成形により筒状に形成され、両端部に径方向外向きのフランジ１７を有するものであり、前記第１実施形態と同様、塑性加工を中心とした加工となり、容易に製作することができる。その結果、製作コストの低減を図ることができる（図７参照）。
【００４０】
また、樹脂プーリ３１は、そのボス部３２の両端面が両フランジ１７の外端面にそれぞれ一致した状態で両フランジ１７、１７の間に一体化される。このため、両フランジ１７の外端面が露出し、前記第１実施形態のものと比して、外輪１３に伝わる熱の放熱性が向上する。
【００４１】
さらに、樹脂プーリ３１のボス部３２は両フランジ１７の内端面と径方向にそれぞれ接触し、その径方向接触領域が、第１実施形態のものと比して増大する。増大した径方向接触領域での摩擦抵抗によって、樹脂プーリ１３のクリープに対する耐力を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受を示す縦断面図
【図２】同上の樹脂プーリ付き軸受を示す側面図
【図３】同上の樹脂プーリ付き軸受を示す一部切り欠き斜視図
【図４】（ａ）同上の樹脂プーリ付き軸受の変形例１を示す一部切り欠き側面図、（ｂ）同上の樹脂プーリ付き軸受の変形例１を示す一部切り欠き斜視図
【図５】（ａ）同上の樹脂プーリ付き軸受の変形例２を示す一部切り欠き側面図、（ｂ）同上の樹脂プーリ付き軸受の変形例２を示す一部切り欠き斜視図
【図６】（ａ）同上の樹脂プーリ付き軸受の変形例３を示す一部切り欠き側面図、（ｂ）同上の樹脂プーリ付き軸受の変形例３を示す一部切り欠き縦断面図、（ｃ）同上の樹脂プーリ付き軸受の変形例３を示す一部切り欠き斜視図
【図７】第３実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受を示す縦断面図
【符号の説明】
【００４３】
１１  転がり軸受
１２  内輪
１３  外輪
１４  ボール
１５  保持器
１６  シールド板
１７  フランジ
１８  軌道
１９  セレーション
２０  突起
２１  切り欠き
２２  係合孔
３１  樹脂プーリ
３２  ボス部
３３  外周部
【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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