(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂からなるプーリ本体のボス部の内周面に、転がり軸受の外輪が一体化されてなる樹脂製プーリにおいて、
上記プーリ本体のボス部の内周面に、上記転がり軸受外輪の軌道中央部に対応する部位に円周状に連なる切り欠き部が形成されていることを特徴とする樹脂製プーリ。
【請求項２】
上記切り欠き部内が、上記プーリ本体を構成する合成樹脂よりも柔らかい材料によって満たされていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製プーリ。
【請求項３】
上記転がり軸受の外輪外周面に金属材料からなるリング状部材が圧入され、そのリング状部材の外側にプーリ本体が一体成形されているとともに、このリング状部材には、上記転がり軸受外輪の軌道中央部に対応する部位に当該外輪外周面から離隔した円周状に連なった湾曲部が形成され、この湾曲部に上記プーリ本体の樹脂が沿うことによって上記切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製プーリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂製プーリに関し、例えば自動車のエンジンのタイミングベルトのテンショナー等に用いるのに適した樹脂製プーリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンのタイミングベルトのテンショナーとして用いられるプーリは、近年、軽量化への技術的な流れから順次鉄製のプーリから樹脂製プーリに移行しつつある。
【０００３】
この種の樹脂製プーリは、転がり軸受の外輪外周面に合成樹脂からなるプーリ本体を一体化したもの、つまり、樹脂製のプーリ本体の中心部に形成されたボス部に転がり軸受の外輪が挿入・一体化された構造を有し、プーリ本体は転がり軸受の外輪の外周面に直接射出成形されるか、あるいは、外輪外周面に金属材料からなるリング状部材を圧入し、そのリング状部材の外側にプーリ本体が一体成形される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような従来の樹脂製プーリを高温環境下で使用すると、相対的に転がり軸受の外輪が外側から締めつけられた状態となり、常温時に比して転がり軸受のラジアルすきまが小さくなり、最悪の場合には負すきまとなってしまう。この場合、回転によって温度が更に上昇し、寿命が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、高温環境下で使用しても転がり軸受のラジアルすきまの減少による温度上昇が生じず、寿命低下をきたすことのない樹脂製プーリの提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の樹脂製プーリは、合成樹脂からなるプーリ本体のボス部の内周面に、転がり軸受の外輪が一体化されてなる樹脂製プーリにおいて、上記プーリ本体のボス部の内周面に、上記転がり軸受外輪の軌道中央部に対応する部位に円周状に連なる切り欠き部が形成されていることによって特徴づけられる（請求項１）。
【０００７】
ここで、転がり軸受外輪の軌道中央部とは、外輪の内周側に形成された軌道面の軸方向への中央部を言う。
【０００８】
本発明における樹脂製プーリのより具体的な構成として、上記切り欠き部内が、プーリ本体を構成する合成樹脂よりも柔らかい材料によって満たされている構成（請求項２）を採用することができる。
【０００９】
また、本発明における樹脂製プーリの他の具体的な構成としては、上記転がり軸受の外輪外周面に金属材料からなるリング状部材が圧入され、そのリング状部材の外側にプーリ本体が一体成形されているとともに、このリング状部材には、上記転がり軸受外輪の軌道中央部に対応する部位に当該外輪外周面から離隔した円周状に連なった湾曲部が形成され、この湾曲部に上記プーリ本体の樹脂が沿うことによって上記切り欠き部が形成された構成（請求項３）を挙げることができる。
【００１０】
本発明は、合成樹脂からなるプーリ本体のボス孔部に、その内側に設けられる転がり軸受外輪の軌道中央部に沿った円周状の切り欠き部を設けることで、高温環境下での使用時に転がり軸受のラジアルすきまに及ぶ影響を緩和しようとするものである。
【００１１】
すなわち、高温環境下での使用時に相対的に転がり軸受の外輪が外側から締めつけられても、切り欠き部の存在により、その締めつけ力は転がり軸受外輪の軌道中央部分には直接的に及ばず、これによってラジアルすきまの減少を抑制することができる。ここで、切り欠き部が形成されていない位置においては、転がり軸受外輪はプーリ本体により締めつけられ、その締めつけ力は転がり軸受外輪の軌道の曲率を変化させるように作用することになるが、その方向への転がり軸受外輪の剛性はプーリ本体に比して大幅に高いので、その影響は少なく、転がり軸受外輪の軌道面の曲率変化はボール径の１％以下に収まり、特に問題とはならない。
【００１２】
請求項２および３に係る発明は、上記した位置に円周状の切り欠き部を有するプーリ本体を実現する具体的な構成を示すものである。すなわち、この種の樹脂製プーリにおけるプーリ本体は、転がり軸受の外輪の外周面に直接的に射出成形して一体化するか、あるいは、転がり軸受の外輪に圧入される金属材料からなるリング状部材をインサートした状態で射出成形され、通常はプーリ本体単独では成形されない。従ってプーリ本体のボス部の内周面に円周状に連なる切り欠き部を形成するには、以下に示す具体的構成を採用する必要がある。
【００１３】
請求項２に係る発明は、転がり軸受外輪の外周面に直接的にプーリ本体を射出成形する場合の具体的構成を示すものであり、プーリ本体の射出成形時に、転がり軸受外輪の外周面に、上記した切り欠き部に対応させて例えばゴム等のプーリ本体よりも柔らかいダミー材料をリング状に配置しておき、その状態でプーリ本体の射出成形を行うと、そのダミー材料が位置している部位に樹脂が及ばず、プーリ本体に所要の切り欠き部を形成することができる。この場合、そのプーリ本体の切り欠き部内にはダミー材料が残存した状態、つまり切り欠き部内に充填された状態となる。このダミー材料として、プーリ本体の射出成形温度に耐え、かつ、当該プーリ本体を形成する樹脂よりも柔らかい材料、例えばゴム等、を用いることにより、高温環境下での使用時において外輪を締めつけてラジアルすきまを減少させる要因にはならない。
【００１４】
一方、請求項３に係る発明は、転がり軸受の外輪外周に圧入される金属材料からなるリング状部材に対してプーリ本体を一体成形する場合の具体的構成を示すものであり、リング状部材に上記した切り欠き部に相当する部位に外輪外周面か離隔する湾曲部を円周状に形成しておくことで、リング状部材に対してプーリ本体を一体成形して外輪に圧入した状態では、外輪の軌道中心部に相当する位置に円周状の空隙が生じて切り欠き部が形成されることになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成を示す軸平行断面図である。
この図１に示す例は、転がり軸受１の外輪１２の外周面に直接的にプーリ本体２を射出成形したタイプの例である。
【００１６】
転がり軸受１は、内輪１１と外輪１２、それらの間の環状空間内に転動自在に配置された複数の転動体１３を主体とし、各転動体１３は保持器（図示せず）によって周方向に一定の間隔で保持されている。また、内輪１１と外輪１２の間の環状空間の軸方向両端部は、シール部材（図示せず）によって密閉され、その内部にグリースが封入されている。
【００１７】
プーリ本体２は合成樹脂からなり、中心のボス部２１と外周のリム部２２をウェブ部２３で繋いだ形状を有し、ボス部２１の内周面２１ａに転がり軸受１の外輪１２が一体化されている。
【００１８】
プーリ本体２のボス部２１の内周面２１ａには、転がり軸受１の外輪１２の軌道中央部Ｃ、つまり外輪１２の軌道面１２ａの軸方向中心を結ぶ円周状の部分Ｃに対応して、円周状に連なる切り欠き部Ｕが形成されている。この切り欠き部Ｕはその断面が周方向に一様であり、その幅（軸方向寸法）は、転がり軸受１の転動幅（転動体１３の外輪１２の軌道面に対する接触幅）と同等もしくは若干狭く、その深さは幅よりも小さい。例えば転がり軸受が♯６３０３の場合（転動幅が約２ｍｍ）には、切り欠き部Ｕの幅は１．５〜２ｍｍ程度、深さは０．５〜１ｍｍ程度とされる。
【００１９】
また、この切り欠き部Ｕの内部には、プーリ本体２を構成する合成樹脂よりも柔らかいダミー材料３、例えばゴムを一とするエラストマ等、が充填された状態となっている。
【００２０】
以上の実施の形態を製造するには、プーリ本体２を成形するための射出成形金型内に転がり軸受１をセットする際、その外輪１２の外周面の軌道中央部Ｃに対応する位置にリング状のダミー材料３をあらかじめ固定しておく。その状態で合成樹脂を射出成形することによって、プーリ本体２のボス部２１の内周面２１ａには、外輪１２の軌道中央部Ｃに対応する部位に円周状に連なる切り欠き部Ｕが形成され、その切り欠き部Ｕ内にダミー材料３が充填された図１に示した本発明の実施の形態の樹脂製プーリが得られる。
【００２１】
以上の実施の形態によると、高温環境下で使用したとき、転がり軸受１の外輪１２が外側から締めつけられた状態となるが、プーリ本体２のボス部２１の内周面２１ａに外輪１２の軌道中央部Ｃに対応して切り欠き部Ｕが形成させれているため、その締めつけ力は外輪１２の軌道中央部Ｃには直接的に作用せず、従って、この締めつけ力によって転がり軸受１のラジアルすきまが減少することを防止することができる。
【００２２】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図２はその軸平行断面図である。なお、図２においては、図１に示したものと同等の部材については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００２３】
この例の特徴は、転がり軸受１の外輪１２の外周面とプーリ本体２の間に、金属材料からなるリング状部材４が介在しており、そのリング状部材４に上記した切り欠き部Ｕに相当する湾曲部Ｕ′を形成した点にある。
リング状部材４はプーリ本体２の射出成形時にボス部２１の内周面にインサート成形されて一体化され、このリング状部材４を転がり軸受１の外輪１２の外周面に圧入することによって、転がり軸受１の外輪１２とプーリ本体２とが一体化されている。
【００２４】
リング状部材４は、外輪１２の軌道中央部Ｃに対応する部位に、外輪１２の外周面から離隔するように湾曲した湾曲部Ｕ′が円周状に形成されており、この湾曲部Ｕ′と外輪１２との間に円周状の空隙が形成されている。この湾曲部Ｕ′は上記した切り欠き部Ｕと同様にその断面が周方向に一様であり、また、その幅および深さについても図１における切り欠き部Ｕと同等である。
【００２５】
この実施の形態の製造方法は、リング状部材をプーリ本体と転がり軸受の間に介在させたタイプの従来の樹脂製プーリと同じであり、リング状部材４にあらかじめ湾曲部Ｕ′を形成しておくだけでよく、そのリング状部材４を転がり軸受１の外輪１２の外周面に圧入した状態で射出成形金型内に位置決めし、プーリ本体２を射出成形することによって製造することができる。
【００２６】
この図２の実施の形態においても、高温環境下で使用したとき、転がり軸受１の外輪１２が外側から締めつけられた状態となるが、外輪１２の軌道中央部Ｃに対応して円周状に形成された湾曲部Ｕ′と外輪１２の外周との間は空隙となっているため、その締めつけ力は外輪１２の軌道中央部Ｃには直接的に作用せず、従って、この締めつけ力によって転がり軸受１のラジアルすきまが減少することを防止することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、合成樹脂からなるプーリ本体のボス部に、その内側に一体形成されている転がり軸受の外輪の軌道中央部に沿った円周状に連なる切り欠き部を形成しているため、高温環境下での使用に際して、転がり軸受の外輪が相対的に外側から締めつけられても、その締めつけ力は軌道中央部に対して直接的に作用することがなく、従って転がり軸受のラジアルすきまが減少する不具合を防止することができる。その結果、高温環境下で使用してもラジアル隙間の減少に伴う温度上昇が生じず、寿命が低下してしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示す軸平行断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態の構成を示す軸平行断面酢である。
【符号の説明】
１  転がり軸受
１１  内輪
１２  外輪
１２ａ  軌道面
１３  転動体
２  プーリ本体
２１  ボス部
２１ａ  内周面
２２  リム部
２３  ウェブ部
３  ダミー材料
４  リング状部材
Ｃ  外輪１２の軌道中央部
Ｕ  切り欠き部
Ｕ′  湾曲部
【図１】
0003794016.tif 000002
【図２】
0003794016.tif 000003