(57)【要約】【課題】樹脂プーリ部材のクリープを防止しつつ、転がり軸受の外輪の強度を確保する。【解決手段】転がり軸受１１のまわりに樹脂プーリ部材１３を射出成形により一体成形し、転がり軸受１１の外輪１２の外周部に周方向等間隔に３箇所、突起１９が設けられる。この突起１９は、外輪１２の外周部に設けられたピン固定穴１７に円柱状のピン部材１８を圧入固定することにより形成される。この外輪１２の外周部から突き出す突起１９が、樹脂プーリ部材１３に埋め込まれ、樹脂プーリ部材１３と外輪１２の間のクリープを防止する。また、突起１９が樹脂プーリ部材１３に食い込んでいるので、ローレットや周溝を外輪１２の外周部に設ける必要がなく、外輪１２の肉厚が薄くならず、外輪１２の強度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、前記転がり軸受の外輪の外周部に突起が設けられ、前記射出成形により前記樹脂プーリ部材に前記突起が埋め込まれたことを特徴とする樹脂プーリ付き軸受。
【請求項２】
前記突起が、前記外輪の外周部に周方向等間隔に複数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】
前記突起が、前記外輪の外周部の幅方向中央に対して端面寄り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】
前記外輪の外周部にピン固定穴が設けられ、そのピン固定穴にピン部材を挿入固定することにより前記突起が形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項５】
前記ピン部材が、圧入によって前記ピン固定穴に固定されたことを特徴とする請求項４に記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項６】
前記ピン部材が、溶接によって前記ピン固定穴に固定されたことを特徴とする請求項４に記載の樹脂プーリ付き軸受。
【請求項７】
前記ピン部材が、圧入接合によって前記ピン固定穴に固定されたことを特徴とする請求項４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】
本発明は、転がり軸受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、樹脂プーリが円周方向へ相対回転するクリープが生じることがある。
【０００３】
このような樹脂プーリのクリープを防止する手段としては、外輪の外周部で周方向へ延び、深さ方向で互いに逆向きに傾斜する２つの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）、外輪の外周部に螺旋溝を形成する手段（例えば、特許文献５参照）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２００２−３７２１３１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
【特許文献５】特開２００３−２０７０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２〜５に記載されたように、外輪の外周部にローレットや周溝等を設けると、外輪の肉厚が薄くなり、強度低下のおそれがある。また、強度を確保するために、外輪の肉厚を大きくして、肉厚を維持しつつローレットや溝を設けることが考えられるが、外輪が標準規格品から外れるだけでなく、製造コストが高くなる。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、樹脂プーリ部材のクリープを防止しつつ、転がり軸受の外輪の強度を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、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、前記転がり軸受の外輪の外周部に突起が設けられ、前記射出成形により前記樹脂プーリ部材に前記突起が埋め込まれた構成を採用したのである。
【０００８】
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させると、この外輪の外周部から突き出す突起は、その周りを樹脂プーリ部材が覆い、樹脂プーリ部材に埋め込まれた状態となり、樹脂プーリ部材が突起により外輪の外周部に係止する。この係止により、樹脂プーリ部材と外輪との間のクリープを防止することができる。
【０００９】
また、前記突起により樹脂プーリ部材を外輪の外周部に係止しているので、前述の特許文献２〜５に記載のように、樹脂プーリ部材を食い込ませて係止するためのローレットや周溝を外輪の外周部に設ける必要がない。このため、外輪の肉厚が薄くならず、外輪の強度を確保することができる。
【００１０】
前記突起が前記外輪の外周部の周方向に等間隔に複数設けられる構成を採用すると、その突起を形成するピン部材の存在によって外輪の重心が軸受の回転中心からずれることがないので、樹脂プーリ付き軸受の運転時、軸受を円滑に回転させることができる。
【００１１】
前記突起が、外輪の外周部の軸方向中心に設けられるようにしてもよいが、前記突起が、前記外輪の外周部の幅方向中央に対して端面寄りに設けられた構成を採用すると、樹脂プーリ部材の成形時、その熱収縮による締め付け力が、突起を介して外輪の外径面の、軌道の外径側に対応する部分に直接作用しない。その結果、外輪の軌道の内径方向への変位が抑えられ、射出成形後の軸受精度の低下を防止することができる。
【００１２】
前記構成において、前記外輪の外周部にピン固定穴が設けられ、そのピン固定穴にピン部材を挿入固定することで前記突起が形成された構成を採用すると、外輪の外周部に対して加工を施した（ピン固定穴を設けた）範囲を、前述の特許文献２〜５に記載の外輪の外周部にローレットや周溝を設けた場合に比して、小さくすることができる。このため、ピン固定穴を設けることによる外輪の変形を生じ難くすることができる。
【００１３】
また、ピン固定穴がピン部材により塞がれているので、樹脂プーリ部材の成形時、その熱収縮による締め付け力を、ピン部材および外輪の外周部が受け、ピン部材で吸収するため、その締め付け力がピン固定穴の底面部や側面部などに作用せず、その締め付け力による外輪の変形の影響を受けにくい。
【００１４】
外輪の外周部のピン固定穴にピン部材を固定する手段としては、圧入、溶接、圧入接合等を採用することができる。
【００１５】
ピン部材が圧入によって前記ピン固定穴に固定された構成を採用すれば、溶接の場合と比して、固定に必要な道具、工具等が少なくてすむため、容易に突起を形成することができる。
【００１６】
外輪の外周部にピン部材を圧入すると、ピン部材によってピン固定穴の周縁部が変形し、その影響による外輪変形が生じ得る。外輪の変形防止を優先したい場合は、前記ピン部材を金属製とし、ピン固定穴に差し込んだ状態で溶接により固定した構成を採用すればよい。
【００１７】
この構成によれば、ピン部材とピン固定穴の嵌め合いは、溶接に必要な接触を得られる程度で済み、ピン部材を圧入によりピン固定穴に挿入固定する場合と比して緩くし、これにより、外輪変形を生じ難くすることができる。
【００１８】
また、ピン部材が固相接合の一種である圧入接合によりピン固定穴に固定された構成を採用することもできる。
【００１９】
ここで、前記圧入接合とは、圧入部材（例えば、軸体）と被圧入部材（例えば、板状のリング）との間に圧入代を設け、両部材間に通電してその圧入代部分を電気抵抗熱で軟化させつつ軸体をリング内に圧入することにより両部材を接合する固相接合をいう（特許第３２７０７５８号公報  段落００２７〜段落００３１参照）。
【００２０】
この圧入接合を、ピン部材のピン固定穴に対して固定する手段として適用する。すなわち、ピン部材とピン固定穴の周縁部との間に圧入代を設け、ピン部材と外輪の間に通電して電気抵抗熱を伴う圧入によって固定する。その結果、電気抵抗熱により軟化した圧入代部分が塑性変形して、ピン部材とピン固定穴の周縁部の圧入代が解消され、ピン部材を圧入によりピン固定穴に挿入固定する場合と比して、強固に固定されるとともに、外輪変形を生じ難くすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
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、転がり軸受の外輪の外周部に突起を設けた構成とすることにより、樹脂プーリ部材のクリープを防止しつつ、転がり軸受の外輪の強度を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
第１実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受１０は、図１に示すように、転がり軸受１１の外輪１２のまわりに樹脂プーリ部材１３を射出成形により一体成形したものである。
【００２３】
樹脂プーリ部材１３は、外輪１２を外側から抱くボス部１４と、ベルトが架けられる外周部１５と、ボス部１４と外周部１５とを繋ぐリブ１６を有している。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により、樹脂プーリ部材１３と外輪１２との軸方向の相対的なずれ動きが防止されている。なお、樹脂プーリ部材１３の外周部にベルト（図示省略）を巻き掛けるプーリ溝を形成してもよい。
【００２４】
転がり軸受１１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。
転がり軸受１１の外輪１２の外周部には、断面円形有底のピン固定穴１７が設けられる。このピン固定穴１７は、外輪１２の軸方向の中央部分に設けられ、かつ周方向の３箇所に等間隔に設けられる（図２参照）。
【００２５】
この各ピン固定穴１７は、金属製の円柱状のピン部材１８が圧入により固定される。固定されたピン部材１８の一部が外輪１２の外周部から突き出し、突起１９を形成している。この突起１９は、外輪１２の外周部の周方向等間隔に設けられているので、突起１９の存在により外輪１２の重心が樹脂プーリ付き軸受１０の回転中心から外れず、樹脂プーリ付き軸受１０が円滑に回転する。
【００２６】
また、外輪１２の外周部の各突起１９は、射出成形により樹脂プーリ部材１３のボス部１４を形成する射出樹脂に埋め込まれている。これにより、各突起１９にボス部１４が係止し、外輪１２と樹脂プーリ部材１３間のクリープが防止される。なお、突起１９の設置数は、樹脂プーリ部材１３に掛かる径方向の負荷に対して必要な外輪１２の強度に応じて適宜設定され、例えば、２箇所、４箇所、５箇所、・・・としてもよい。また、樹脂プーリ部材１３に掛かる径方向の負荷が比較的小さい場合や、トルクの小さい場合など、突起１９を外輪１２の外周部の１箇所に設けてもよい。
【００２７】
この第１実施形態においては、ピン部材１８を外輪１２のピン固定穴１７に圧入により固定したが、ピン部材の固定手段は、射出成形時の位置ずれ、及び樹脂プーリ付き軸受としての所望の機能に影響しない限り、適宜の手段を採用することができる。例えば、ピン部材を外輪１２のピン固定穴に挿入した状態で溶接すれば、圧入による固定よりも強固な固定が得られる。この溶接によるピン部材の固定手段において、外輪１２にピン固定穴１７を設けずに、ピン部材１８を外輪１２の外周面に溶接により直接固定するようにしてもよい。この場合、ピン固定穴１７を設けることによる外輪１２の変形を抑えることができる。
【００２８】
また、ピン部材１８の他の固定手段として、ピン部材１８を固相接合の一種である圧入接合によりピン固定穴１７に固定してもよい。
【００２９】
この圧入接合は、図３（ａ）、（ｂ）に示す治具を用いて行われる、この治具は、先端部に円柱状の穴部３２が設けられたクロム銅製の挿し込み型３１と、上端部に円柱状の穴部３４が設けられたクロム銅製の受け型３３とを有する。この挿し込み型３１と受け型３３は、それぞれ電極として機能する。
【００３０】
この接合方法の一例において、ピン部材１８と外輪１２のピン固定穴１７の周縁部の間に所定の圧入代を形成し、その外輪１２を受け型３３の穴部３４に嵌合し、挿し込み型３１の穴部３２にピン部材１８を、外輪１２のピン固定穴１７と同心となるように保持する（図３（ａ）参照）。
【００３１】
その後、プレス装置（図示省略）に固定した挿し込み型３１とともに、ピン部材１８をピン固定穴１７の中心線上で平行移動させて、ピン部材１８の先端縁部とピン固定穴１７の開口部の縁を接触させ、プレス装置により挿し込み型３１を介してピン部材１８に所定の加圧力を加えた状態とする。
【００３２】
前記の状態で、挿し込み型３１および受け型３３を介してピン部材１８と外輪１２の間に電流を通電し圧入開始する。圧入直後は、ピン部材１８と外輪１２の接合部が狭いことから電流が集中して圧入代部分が軟化し、この軟化した状態で、前記加圧力によってピン部材１８がピン固定穴１７内に押し込まれる。
【００３３】
この押し込みが開始されると、ピン部材１８がピン固定穴１７内に圧入され、図３（ｂ）に示すように、ピン部材１８の外周部とピン固定穴１７の内周部が固相接合される。この圧入で、ピン部材１８とピン固定穴１７の接合部の表面がしごかれて、不純物質層（油分、表面処理剤、酸化皮膜等）が取り除かれて清浄化される。
【００３４】
この清浄な表面組織で接合が行われるため、酸化皮膜等の影響を受けない良好な接合が行われて、ピン部材１８とピン固定穴１７の接合強度を、ピン部材１８を圧入によりにピン固定穴１７に固定する場合と比して高めることができる。
【００３５】
また、この圧入を伴った接合（圧入接合）では、軟化した圧入代部分が塑性変形して、その圧入代が解消され、外輪変形の生じ難くすることができる。
【００３６】
この発明に係る第２実施形態を図４に示す。この第２実施形態では、同図に示すように、樹脂プーリ部材１３が、転がり軸受１１の外輪１２の外周部に射出成型によって一体化されたものであり、外輪１２の外周部に設けられた突起１９が、外輪１２の外周部の軸方向中央部よりも端面部寄りに設けられた点で、第１実施形態の場合と相違する。その他の構成は前記第１実施形態の場合と同様である。
【００３７】
すなわち、外輪１２の外周部の幅方向中央よりも端面寄りにピン固定穴１７が設けられ、このピン固定穴１７にピン部材１８が挿入固定される。これにより、樹脂プーリ部材１３の成形時、その熱収縮による締め付け力が、突起１９を介して外輪１２の外径面の、軌道の外径側に対応する部分に直接作用しない。その結果、外輪１２の軌道の内径方向への変位が抑えられ、射出成形後の軸受精度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【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正面図
【図２】図１のＡ−Ａ線における樹脂プーリ付き軸受を示す縦断側面図
【図３】ａは同上のピン部材とピン固定穴との圧入接合を概念的に示した作用図、ｂはａのピン部材とピン固定穴との接合状態を概念的に示した作用図
【図４】第２実施形態に係る樹脂プーリ付き軸受を示す縦断正面図
【符号の説明】
【００３９】
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  リブ
１７  ピン固定穴
１８  ピン部材
１９  突起
３１  挿し込み型
３２  穴部
３３  受け型
３４  穴部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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