(57)【要約】【課題】転がり軸受の放熱性を確保し、軸受の高温化を抑える。【解決手段】転がり軸受１１の外輪１２の外周部に樹脂プーリ部材１３を射出成形により一体成形する。樹脂プーリ部材１３は、外輪１２を外側から抱くボス部１４と、このボス部１４の外径側に同心状に設けられた外周部１５と、ボス部１４と外周部１５とをつなぐ複数の連結アーム１６、１６・・・とを備える。各連結アーム１６は、樹脂プーリ部材１３の両端面の間にわたって周方向等間隔に平板状に形成され、転がり軸受１１の軸方向および径方向に対して傾斜する。樹脂プーリ付き軸受１０が回転すると、隣り合う連結アーム１６、１６の間に気流が発生し、連結アーム１６の周方向に向く両面に、より多くの外気が接触する。その結果、転がり軸受１１で発生し連結アーム１６に伝わる熱が素早く放熱されるので、放熱性を確保することができる。【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(１２)の外周部に樹脂プーリ部材(１３)が射出成形により一体成形され、その樹脂プーリ部材(１３)は前記外輪(１２)の外周部に設けられるボス部(１４)と、このボス部(１４)の外径側に同心状に設けられた外周部(１５)と、前記ボス部(１４)と前記外周部(１５)とをつなぐ連結アーム(１６)とを備えた樹脂プーリ付き軸受において、
前記連結アーム(１６)は、周方向に間隔をもって複数設けられ、前記樹脂プーリ部材(１３)の両端面の間にわたって板状に形成されたことを特徴とする樹脂プーリ付き軸受。
【請求項２】
前記連結アーム(１６)は、前記転がり軸受(１１)の軸方向に対して直角の断面形状が、その転がり軸受(１１)の径方向に対して傾斜するように設けら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】
前記連結アーム(１６)は、前記ボス部(１４)側および外周部(１５)側端部が、前記転がり軸受(１１)の軸方向に対して傾斜するように設けら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】
前記連結アーム(１６)は、所要のひねりが付与されたものである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５】
前記ボス部(１４)と前記外周部(１５)との間にフランジ部(１７)が設けられ、このフランジ部(１７)の側面に前記連結アーム(１６)が設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項６】
前記連結アーム(１６)は、転がり軸受(１１)の軸方向の両側縁(１８、１８)が、その軸方向内向きに凹んだ円弧状に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５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部に、樹脂プーリ部材を射出成形により一体成形した樹脂プーリ付き軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のアイドラプーリやコンプレッサ用プーリは、金属製であったが、自動車部品の小型軽量化および低コスト化の要求に対応するため、転がり軸受の外輪の外周部に樹脂プーリ部材を射出成形により一体化した樹脂プーリ付き軸受として使用することが多くなっている。
【０００３】
この種の樹脂プーリ付き軸受は、その外輪の外周部が樹脂プーリ部材で覆われるため、金属製プーリを採用した金属プーリ付き軸受と比して放熱性が悪く、軸受温度が比較的に高温になり易い問題がある。
【０００４】
この問題を解決するため、前記の樹脂プーリ付き軸受の中には、樹脂プーリ部材を形成する樹脂材料に熱伝導材を添加することにより、樹脂プーリ部材の熱伝導性を高めて、転がり軸受の熱を樹脂プーリ部材に円滑に伝えて放熱させるもの（特許文献１参照）、樹脂プーリ部材の側面に周方向の凸部を径方向に間隔をおいて複数形成し、樹脂プーリの側面の表面積を大きくして放熱性を高めたもの（特許文献２参照）、または、軸受の内輪と外輪の両端面間を、芯金をゴム材料で覆ったシール部材で密封し、そのシール部材のゴム材料の一部分を取り除き、芯金を外部に露出させて放熱性を高めたもの（特許文献３参照）が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２２０９１７号公報
【特許文献２】特開２００４−３０８８４０号公報
【特許文献３】特開２００５−２７３７８７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、特許文献１に記載の樹脂プーリ付き軸受は、樹脂プーリ部材を形成する樹脂材料に熱伝導材を添加するため、その樹脂材料の価格が上昇して、製造コストが上昇する。
【０００７】
また、特許文献２に記載の樹脂プーリ付き軸受では、樹脂プーリ部材のボス部と外周部をつなぐ連結アームが、全周にわたって設けられている。このため、軸受の発熱による熱が外輪を経て樹脂プーリ部材の連結アームに蓄熱され易く、樹脂プーリ部材の側面の凸部による放熱では不十分であった。
【０００８】
特許文献３に記載の樹脂プーリ付き軸受では、軸受の発熱による熱は、軸受内の外部に露出した芯金から放熱されるが、外輪を経て樹脂プーリ部材に伝わった熱に対する放熱手段が設けられていないため、樹脂プーリ部材に蓄熱されて、軸受の放熱が十分に行われないおそれがあった。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、転がり軸受のまわりに樹脂プーリ部材を射出成形により一体成形した樹脂プーリ付き軸受において、転がり軸受の放熱性を確保し、軸受の高温化を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を達成するため、この発明は、転がり軸受の外輪の外周部に樹脂プーリ部材が射出成形により一体成形され、その樹脂プーリ部材は前記外輪の外周部に設けられるボス部と、このボス部の外径側に同心状に設けられた外周部と、前記ボス部と前記外周部とをつなぐ連結アームとを備えた樹脂プーリ付き軸受において、前記連結アームは、周方向に間隔をもって複数設けられ、前記樹脂プーリ部材の両端面の間にわたって板状に形成されたことを特徴とするものである。
【００１１】
これにより、板状の連結アームは、その両面（表面および裏面）が周方向に向き、その両面が樹脂プーリ付き軸受の回転により回転し、より多くの外気と接触し、軸受で発生し外輪を経て連結アームに伝わる熱を素早く放熱する。この放熱によって放熱性を確保することができる。
【００１２】
前記構成において、前記連結アームは、前記転がり軸受の軸方向に対して直角の断面形状が、その転がり軸受の径方向に対して傾斜するように設けられた構成を採用することができる。各連結アームが傾斜していると、樹脂プーリ付き軸受の回転時、隣り合う連結アーム間に外気が通り、連結アームと外気の接触する量が増えるので、放熱性を向上させることが可能となる。
【００１３】
前記連結アームが転がり軸受の径方向に対して傾斜するように設けられた構成を採用する場合において、さらに、前記連結アームは、前記ボス部側および外周部側端部が、前記転がり軸受の軸方向に対して傾斜するように設けられた構成としてもよい。このようにすると、樹脂プーリ付き軸受の回転時、隣り合う連結アーム間に気流が発生して、連結アームの外気との接触する量がさらに増えるために、単に連結アームを前記転がり軸受の径方向に傾斜させた場合と比して、放熱性を向上させることができる。
【００１４】
なお、各連結アームを、転がり軸受の径方向に対して傾斜させずに、単に、各連結アームのボス部側および外周部側端部を、転がり軸受の軸方向に対して傾斜するように設けてもよい。この場合でも、隣り合う連結アーム間に気流が発生するので、連結アームによる放熱性を高めることが可能である。また、各連結アームを転がり軸受の径方向または軸方向に、あるいは両方向に対して傾斜させたとき、これらの傾斜角度は、樹脂プーリ部材の放熱性、強度に影響を与えない範囲で、実験、実操業に基づいて適宜設定される。
【００１５】
前記連結アームは、所要のひねりが付与された構成としてもよい。この所要のひねりとは、樹脂プーリ付き軸受の回転時、各連結アームに当る外気（空気）の抵抗を小さくするためのものであり、転がり軸受の軸方向に対してらせん状に、例えば、スクリューの羽根のようにボス部から外径方向に向かって連結アームを湾曲させることをいう。このようにすると、樹脂プーリ付き軸受の回転時、空気抵抗が小さくなって、高速回転が可能となる。
【００１６】
また、前記ボス部と前記外周部との間にフランジ部が一体に設けられ、このフランジ部の側面に前記連結アームが設けられる構成を採用すると、フランジ部で、樹脂プーリ部材の外周部に掛けられたベルトからの径方向負荷を受けることができる。このため、そのフランジ部によってベルトの高張力化に対応することが可能である。
【００１７】
さらに、樹脂プーリ部材の強度を維持しつつ、軽量化を図る手段として、前記連結アームは、転がり軸受の軸方向の両側縁が、その軸方向内向きに凹んだ円弧状に形成されたものである構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、この発明は、転がり軸受のまわりに樹脂プーリ部材を射出成形により一体成形した樹脂プーリ付き軸受において、樹脂プーリ部材の連結アームを周方向に複数設け、隣り合う連結アーム間に外気を通して、連結アームによる転がり軸受の放熱性を確保し、軸受の高温化を抑えることができ、軸受の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の第１実施形態の樹脂プーリ付き軸受を添付図面に基づいて説明する。
図１（ａ）に示す樹脂プーリ付き軸受１０は、転がり軸受１１の外輪１２の外周部に樹脂プーリ部材１３が射出成形により一体成形されたものである。
【００２０】
転がり軸受１０は、公知の転がり軸受とし、例えば、深溝玉軸受、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。この転がり軸受１０の外輪１２の外周部のまわりに、樹脂プーリ部材１３が射出成形により一体成形される。
【００２１】
樹脂プーリ部材１３は、図１（ｂ）に示すように、外輪１２を外側から抱くボス部１４と、このボス部１４の外径側に同心状に設けられた外周部１５と、ボス部１４と外周部１５とをつなぐ複数の連結アーム１６、１６・・・とを備えたものである。
【００２２】
樹脂プーリ部材１３のボス部１４が外輪１２を外側から抱くことで、樹脂プーリ部材１３と外輪１２との相対的なずれ動きが防止されている。樹脂プーリ部材１３の外周部１５には、その外端にプーリ溝が形成され、ベルト（図示省略）が架けられる。なお、各連結アーム１６は、樹脂プーリ部材１３の射出成形時に形成されているが、後加工で形成することも可能である。
【００２３】
前記各連結アーム１６、１６は、図２に示すように、平板状をなし、樹脂プーリ部材１３の両端面の間にわたって周方向に等間隔で形成され、外輪１２、樹脂プーリ部材１３は前記等間隔ピッチで回転対称になっている（図１（ｂ）参照）。
【００２４】
また、各連結アーム１６は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、転がり軸受１１の軸方向および径方向に対して傾斜する。すなわち、各連結アーム１６は、図３（ａ）に示すように、転がり軸受１１の径方向に対して角度α傾斜するように形成されるとともに、ボス部１４側および外周部１５側の端部が、転がり軸受１０の軸方向に対して角度β傾斜するように形成される（図３（ｂ）参照）。なお、この傾斜角度α、βは、樹脂プーリ付き軸受１０の規格に応じて、樹脂プーリ部材１３の強度、放熱性に影響を与えない範囲で実験、実操業に基づいて適宜設定する。
【００２５】
このように、各連結アーム１６が傾斜するように形成されているので、樹脂プーリ付き軸受１０が回転すると（図２中の矢印ａの向きに回転すると）、傾斜した連結アーム１６の周方向に向く面（樹脂プーリ付き軸受１０の回転方向に向く面）に外気が当り、隣り合う連結アーム１６、１６の間に気流Ｆが発生する。
【００２６】
この気流Ｆによって、連結アーム１６の周方向に向く両面に、より多くの外気が接触するため、転がり軸受１０で発生し外輪１２を経て連結アーム１６に伝わる熱を素早く放熱し、放熱性を確保することができる。
【００２７】
なお、前記連結アーム１６は、その周方向の枚数を樹脂プーリ付き軸受１０の放熱性と強度に影響のない範囲で設けることができるが、樹脂プーリ部材１３の径方向に対して、所要の角度毎に、例えば、１０度毎に３６枚設けるようにしてもよい（図４参照）。このようにすると、図１に示す連結アームと比して肉厚を薄くし、樹脂プーリ部材の強度を維持することが可能となり、さらに放熱性を高めることもできる。
【００２８】
この第１実施形態において、各連結アーム１６は、転がり軸受１１の軸方向および径方向に対して傾斜するように形成されたものであるが、軸方向にのみ、または径方向にのみ傾斜するように形成することができる。この場合でも、各連結アーム１６は、その周方向を向く面が樹脂プーリ付き軸受１０の回転によって回転し、多くの外気と接触して、連結アーム１６に伝わる熱を素早く放熱させることが可能である。
【００２９】
次に、この発明の第２実施形態を図５、図６に基づいて説明する。
この第２実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受は、転がり軸受１１の外輪１２の外周部に樹脂プーリ部材１３を射出成形により一体成形した点で、前述の第１実施形態の樹脂プーリ付き軸受１０と共通しているが、樹脂プーリ部材１３の連結アーム１６の形状が相違している。なお、以下においては、前記第１実施形態と同一に考えられる構成に同符号を用いる。
【００３０】
この第２実施形態は、図５に示すように、前記樹脂プーリ部材１３の各連結アーム１６に、所要のひねりが付与されたものである。このひねりによって、各連結アーム１６は、転がり軸受１０の軸方向に対してらせん状となるようにボス部から外径方向に向かって湾曲し、スクリューの羽根のように形成される（図６（ａ）、（ｂ）参照）。これにより、樹脂プーリ付き軸受１０の回転時、隣り合う連結アーム１６間に気流を発生させて、放熱性が確保される。また、各連結アーム１６に当る外気（空気）の抵抗を小さくすることができるため、高速回転させる際に有利である。
【００３１】
この発明の第３実施形態を図７〜図９に示す。
第３実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受１０は、転がり軸受１１の外輪１２の外周部に樹脂プーリ部材１３を射出成形により一体成形した点で、前述の第１実施形態の樹脂プーリ付き軸受１０と共通しているが、樹脂プーリ部材１３の形状が相違している。なお、以下においては、前記第１実施形態と同一に考えられる構成には同符号を用いる。
【００３２】
この実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受１０の樹脂プーリ部材１３は、図７に示すように、ボス部１４と外周部１５との間にフランジ部１７が一体に設けられ、このフランジ部１７の両側面に連結アーム１６が設けられたものである。
【００３３】
このフランジ部１７は、樹脂プーリ部材１３の射出樹脂と同じ合成樹脂製の円環板状をなしており、樹脂プーリ部材１３のボス部１４と外周部１５との間の幅中央の全周にわたって一体に設けられる（図８参照）。このため、各連結アーム１６のみならずフランジ部１７でも、樹脂プーリ部材１３の径方向負荷を受けることができ、ベルトの高張力化に対応することが可能である。なお、このフランジ部１７および各連結アーム１６は、樹脂プーリ部材１３の射出成形時に形成されているが、後加工で形成することも可能である。
【００３４】
また、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、フランジ部１７の両側（転がり軸受１１の軸方向の両側）には各連結アーム１６が設けられる。このため、樹脂プーリ付き軸受１０の回転時、各連結アーム１６の周方向に向く面、およびフランジ部１７の両側面を利用して放熱するので、放熱性を維持することができる。なお、フランジ部１７を、前述の第２実施形態の樹脂プーリ部材１３のボス部１４と外周部１５との間に設けることもできる。この場合も、フランジ部１７の両側面（転がり軸受１１の軸方向両側面）に連結アーム１６を設けることで、ベルトの高張力化に対応し、放熱性を維持することができる。
【００３５】
この発明の第４実施形態を図１０に示す。
この実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受１０は、樹脂プーリ部材１３の連結アーム１６の形状を変形させた構成である。その他の構成は、前述の第１実施形態の樹脂プーリ付き軸受１０の構成と同様であり、前記第１実施形態と同一に考えられる構成に同符号を用いて説明する。
【００３６】
第４実施形態において、樹脂プーリ部材１３の各連結アーム１６は、転がり軸受１１の軸方向の両側縁１８、１８が、その軸方向内向きに凹んだ円弧状に形成されたものである（図１０参照）。このようにすると、樹脂プーリ部材１３の強度を維持しつつ、軽量化を図ることができる。この各連結アーム１６の両側縁１８、１８を円弧状に形成する構成は、前述の第２実施形態および、第３実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受１０の樹脂プーリ部材１３に適用することができる。この場合にも、樹脂プーリ部材１３の強度を維持しつつ、軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）第１実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受の縦断面図、（ｂ）同上の樹脂プーリ付き部材の側面図
【図２】同上の樹脂プーリ付き軸受の一部を示す拡大斜視図
【図３】（ａ）同上の樹脂プーリ部材の一部を示す拡大側面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図
【図４】同上の連結アームの本数を変更した樹脂プーリ付き軸受を示す斜視図
【図５】第２実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受の一部を示す拡大斜視図
【図６】（ａ）同上の樹脂プーリ部材の一部を示す拡大側面図、（ｂ）（ａ）のＣ−Ｃ線における横断面図
【図７】第３実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受の縦断面図
【図８】同上の樹脂プーリ付き軸受の一部を示す拡大斜視図
【図９】（ａ）同上の樹脂プーリ部材の一部を示す拡大側面図、（ｂ）（ａ）のＤ−Ｄ線における横断面図
【図１０】第４実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受の縦断面図
【符号の説明】
【００３８】
１０  樹脂プーリ付き軸受
１１  転がり軸受
１２  外輪
１３  樹脂プーリ部材
１４  ボス部
１５  外周部
１６  連結アーム
１７  フランジ部
１８  側縁部
【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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