JP2009270644A - 樹脂プーリ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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装置において、転がり軸受の放熱性を確保しつつ、樹脂プーリの軸方向の位置ずれを防止する。
【解決手段】転がり軸受１１の外輪１３の外周面の一端寄りに周溝１７が形成され、その周溝１７に嵌まる円環状の止め輪１８を有する。外輪１３の外周に一体化された樹脂プーリ２１は、ボス部２３に止め輪１８が埋め込まれる。埋め込まれた止め輪１８は、ボス部２３と係合して、樹脂プーリ２１の軸方向のずれ止めとなる係合手段とされ、樹脂プーリ２１の軸方向の位置ずれが確実に防止される。これにより、樹脂プーリ２１は、ボス部２３の内周面が外輪１３の外周面と一致した状態で、外輪１３の両端面が露出するように一体化され、その両端面による放熱性を確保することができる。
【選択図】図１

Description

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装置に関する。

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に樹脂プーリが射出成形により一体化された樹脂プーリ装置を使用することが多くなっている。

この種の樹脂プーリ装置は、外輪の外周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射出成形によって一体化し、樹脂プーリを軸方向でずれ止めしたものが多い。この樹脂プーリ装置は、樹脂プーリのボス部が外輪の両端面の外周部を覆うため、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、軸受温度が比較的高温になり易い問題がある。

この問題を解決するため、前記の樹脂プーリ装置の中には、外輪の外周に樹脂プーリを射出成形により一体化するとともに、その樹脂プーリに径方向に貫通する貫通孔を形成し、転がり軸受の熱を貫通孔内の空気に伝えて放熱させるもの（特許文献１参照）や、外輪の両端面を抱え込むように一体化した樹脂プーリの側面に、周方向の凸条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）が提案されている。

さらに、樹脂プーリのボス部の内周部に嵌り合う円筒部と、樹脂プーリの一端面を覆うフランジとからなる放熱用金属板を、樹脂プーリに圧入により一体化し、転がり軸受の熱を放熱用金属板に伝えて放熱させるもの（特許文献３参照）や、樹脂プーリを圧入により嵌合した転がり軸受の内輪と外輪との両端面間を、芯金をゴム材料で覆ったシール部材で封止し、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４参照）も提案されている。

特開２００２−２２７９７２号公報 特開２００４−３０８８４０号公報 特開２００１−３５５７１１号公報 特開２００５−２９９７１２号公報

特許文献１に記載の樹脂プーリ装置では、樹脂プーリを外輪の外周部に対して締まり嵌めとなるよう射出成形により一体化し、樹脂プーリの軸方向の位置ずれを防止している（特許文献１ 図１参照）。このため、貫通孔からの放熱が十分に行われないと、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、樹脂プーリが軸方向へ位置ずれすることがある。

また、特許文献２に記載の樹脂プーリ装置では、樹脂プーリ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の連結アームに蓄熱され易く、樹脂プーリの側面の凸部による放熱では不十分であった。

特許文献３に記載の樹脂プーリ装置では、放熱用金属板の円筒部の周りが樹脂プーリのボス部に覆われているので、円筒部からフランジへの熱伝導が十分に行われず、樹脂プーリのボス部に蓄熱され易く、フランジによる放熱では不十分であった。

特許文献４に記載の樹脂プーリ装置では、軸受で発生した熱は、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る。その結果、特許文献１の場合と同様、外輪と樹脂プーリとの結合強度が低下し、樹脂プーリが軸方向へ位置ずれするという問題があった。

そこで、この発明の課題は、転がり軸受の放熱性を確保しつつ、樹脂プーリの軸方向の位置ずれを防止する樹脂プーリ装置を提供することにある。

前記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装置において、前記外輪は、前記樹脂プーリが係合する係合手段を有し、前記樹脂プーリは、その内周面が前記外輪の外周面と一致し、前記外輪の両端面が露出するように一体化され、前記係合手段により前記樹脂プーリが前記外輪に対して軸方向にずれ止めされた構成を採用することができる。

このようにすると、樹脂プーリは外輪の係合手段により軸方向の位置ずれが防止されるので、樹脂プーリを外輪の外径面にその両端面を抱え込むように一体化させる必要がなくなる。このため、樹脂プーリは、その内周面を外輪の外周面に一致させ、外輪の両端面を露出させるように一体化することが可能となり、露出した外輪の両端面で放熱性を確保することができる。

外輪の有する樹脂プーリが係合する係合手段としては、種々の構成が考え得るが、例えば、前記外輪がその外周部に形成された周溝に嵌る止め輪を有し、この止め輪が前記係合手段とされたもの、前記外輪がその外周部の一端に形成された径方向外向きのフランジを有し、前記フランジが前記係合手段とされたもの、または、前記外輪がその外周部に形成された周溝を有し、その周溝が前記係合手段とされたものを採用することができる。

前記止め輪が係合手段とされれば、その止め輪が樹脂プーリに埋め込まれた状態で、樹脂プーリが前記外輪に一体化されるので、止め輪と樹脂プーリが係合し、樹脂プーリの軸方向の位置ずれが確実に防止される。

樹脂プーリの位置ずれが防止されることで、樹脂プーリの内周部で外輪の両端部を抱え込むように一体化させる必要がなくなり、樹脂プーリの内周面が外輪の外周面と一致し、外輪の両端面が露出するように樹脂プーリを一体化させることが可能となる。その結果、外輪の露出した両端面により放熱性を確保することができる。

また、前記フランジが係合手段とされた場合、止め輪が係合手段とされた場合と同様、そのフランジが樹脂プーリに埋め込まれた状態で、樹脂プーリが前記外輪に一体化されるので、フランジと樹脂プーリが係合し、樹脂プーリの軸方向の位置ずれが確実に防止される。

樹脂プーリの位置ずれが防止されることで、この場合も、止め輪が係合手段とされた場合と同様、樹脂プーリの内周面が外輪の外周面と一致し、外輪の両端面が露出するように樹脂プーリを一体化させることが可能となる。その結果、外輪の露出した両端面により放熱性を確保することができる。

前記周溝が係合手段とされた場合では、その周溝に樹脂プーリの樹脂を埋め込んだ状態で、樹脂プーリが外輪に一体化されるので、周溝と、その周溝に埋め込まれた樹脂プーリの樹脂が係合し、樹脂プーリの軸方向の位置ずれが確実に防止される。

樹脂プーリの位置ずれが防止されることで、この場合も、止め輪が係合手段とされた場合と同様、樹脂プーリの内周面が外輪の外周面と一致し、外輪の両端面が露出するように樹脂プーリを一体化させることが可能となる。その結果、外輪の露出した両端面により放熱性を確保することができる。

前記止め輪、あるいはフランジは、その表面に樹脂プーリの食い込む溝を有するものとしてもよい。このようにすると、樹脂プーリの軸方向の位置ずれの防止だけでなく、樹脂プーリの外輪に対する相対回転（クリープ）に対する耐力を向上させることもできる。

また、前記周溝が係合手段とされた場合において、前記クリープを防止するために周溝の溝壁が、樹脂プーリのクリープを防止しうる粗面とされたものとすることができる。これにより、樹脂プーリを溝に食い込ませて樹脂プーリのクリープを防止することができる。

以上のように、この発明の樹脂プーリ装置は、外輪の有する樹脂プーリが係合する係合手段により、樹脂プーリの軸方向の位置ずれが防止され、その樹脂プーリが外輪の両端面を露出させるように一体化されるので、転がり軸受の放熱性が確保される。このため、軸方向の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。

以下、この発明の第１実施形態の樹脂プーリ装置を添付図面に基づいて説明する。
図１に示す樹脂プーリ装置は、転がり軸受１１の外輪１３の外周部に樹脂プーリ２１が射出成形により一体成形されたものである。

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。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。

この転がり軸受１１の外輪１３は、外周面の一端寄りに周溝１７が形成され、その周溝１７に嵌まる円環状の止め輪１８を有する。周溝１７は断面矩形の角溝であり、周溝１７に嵌まった止め輪１８が、外輪１３の外周面から突出している。周溝１７の断面形状は矩形に限られず、例えば、Ｖ字形、円弧状形など採用可能であるが、止め輪１８が安定して嵌めることができる矩形が好ましい。

転がり軸受１１の外輪１３の外周には、樹脂プーリ２１が射出成形により一体化されている。樹脂プーリ２１は、外輪１３の外周に一体化されるボス部２３と、ベルト（図示省略）が巻き掛けられる外周部２２と、ボス部２３と外周部２２とをつなぐ連結部２４が一体に形成されたものである。このボス部２３は内周面が円筒面をなしている。

この樹脂プーリ２１が外輪１３の外周に一体化されると、ボス部２３に止め輪１８が埋め込まれる。埋め込まれた止め輪１８は、ボス部２３と係合して、樹脂プーリ２１の軸方向のずれ止めとなる係合手段とされ、樹脂プーリ２１の軸方向の位置ずれが確実に防止される。

樹脂プーリ２１の位置ずれが防止されることにより、樹脂プーリ２１のボス部２３で外輪１３の両端部を抱え込むように一体化させる必要がなく、図１に示すように、ボス部２３の内周面が外輪１３の外周面と一致し、外輪１３の両端面が露出するように樹脂プーリ２１を一体化させることが可能となる。その結果、外輪１３の露出した両端面による放熱性を確保することができる。

また、外輪１３に止め輪１８を有する転がり軸受１１としては、ＪＩＳＢ１５１３により呼び番号が規格された標準軸受、例えば、外輪止め輪付き軸受（軌道輪形状番号：ＮＲ（止め輪付き））を採用することができる。

この場合、転がり軸受１１として、規格標準品を使用可能であるので、転がり軸受の入手が容易となる。このため、樹脂プーリ装置の製作の際、外輪に周溝を加工する工程や、周溝に止め輪を嵌め合わせる工程等を追加する必要がなく、樹脂プーリ装置を安価に製作可能となる。

さらに、外輪１３の周溝１７に嵌める止め輪１８の表面に溝を形成することができる。この溝は、多数のスリット溝や、ローレットなどの溝とされる。この溝に樹脂プーリ２１のボス部２３の樹脂を食い込ませて外輪１３と樹脂プーリ２１間の摩擦抵抗を高めることにより、クリープに対する耐力を向上させることができる。

この発明の第２実施形態を図２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装置は、転がり軸受１１の外輪１３の外周に樹脂プーリ２１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装置と共通しているが、転がり軸受１１の外輪１３の形状が相違している。その他の構成は前記第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説明を省略する。

この実施形態において、転がり軸受１１の外輪１３は、外周部の一端に形成された径方向外向きのフランジ１９を有する。外輪１３の外周に樹脂プーリ２１が一体化されると、フランジ１９が樹脂プーリ２１に埋め込まれる。埋め込まれたフランジ１９は、ボス部２３と係合して、樹脂プーリ２１の軸方向のずれ止めとなる係合手段とされ、樹脂プーリ２１の軸方向の位置ずれが確実に防止される。

樹脂プーリ２１の位置ずれが防止されることにより、図２に示すように、ボス部２３の内周面が外輪１３の外周面と一致し、外輪１３の両端面が露出するように樹脂プーリ２１を一体化させることが可能となる。その結果、外輪１３の露出した両端面により放熱性を確保することができる。

外輪１３にフランジ１９を有する転がり軸受１１としては、ＪＩＳＢ１５１３により呼び番号が規格された標準軸受、例えば、外輪フランジ付き軸受（軌道輪形状番号：Ｆ（フランジ付き））を採用してもよい。この場合、転がり軸受１１として、規格標準品を使用可能であるので、転がり軸受の入手が容易となり、樹脂プーリ装置を安価に製作することが可能となる。

また、外輪１３のフランジ１９の表面に溝を形成することができる。この溝は多数のスリット溝や、ローレットなどの溝とされ、この溝にボス部２３が食い込むことで、外輪１３と樹脂プーリ２１間の摩擦抵抗が高まり、クリープに対する耐力を向上させることができる。

この発明の第３実施形態を図３に基づいて説明する。
この第３実施形態に係る樹脂プーリ装置は、転がり軸受１１の外輪１３の外周に樹脂プーリ２１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装置と共通しているが、転がり軸受１１の外輪１３が止め輪１８を有しない点で相違している。その他の構成は前記第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説明を省略する。

この実施形態では、転がり軸受１１の外輪１３に周溝１７が形成されている。外輪１３の外周に樹脂プーリ２１が一体化されると、周溝１７にボス部２３の樹脂が埋め込まれる。周溝１７は、ボス部２３と係合して、樹脂プーリ２１の軸方向のずれ止めとなる係合手段とされ、樹脂プーリ２１の軸方向の位置ずれを確実に防止する。

樹脂プーリ２１の位置ずれが防止されることにより、図３に示すように、ボス部２３の内周面が外輪１３の外周面と一致し、外輪１３の両端面が露出するように樹脂プーリ２１を一体化させることが可能となる。その結果、外輪１３の露出した両端面により放熱性を確保することができる。

また、周溝１７の溝壁を、樹脂プーリ２１のクリープを防止しうる粗面とすることができる。周溝１７にボス部２３の樹脂が埋め込まれることで、溝壁の粗面と樹脂プーリ２１の樹脂との間の摩擦抵抗が高まり、クリープに対する耐力を向上させることができる。

さらに、外輪１３に周溝１７を形成した転がり軸受１１としては、ＪＩＳＢ１５１３により呼び番号が規格された標準軸受、例えば、外輪輪溝付き軸受（軌道輪形状番号：Ｎ（輪溝付き））を採用してもよい。この場合、第１実施形態と同様、転がり軸受１１として、規格標準品を使用可能であるので、樹脂プーリ装置を安価に製作可能となる。

第１実施形態に係る樹脂プーリ装置の縦断面図 第２実施形態に係る樹脂プーリ装置の縦断面図 第３実施形態に係る樹脂プーリ装置の縦断面図

符号の説明

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 周溝
１８ 止め輪
１９ フランジ
２１ 樹脂プーリ
２２ 外周部
２３ ボス部
２４ 連結部

Claims (7)

1. 転がり軸受(１１)の外輪(１３)の外周に樹脂プーリ(２１)が射出成形により一体成形された樹脂プーリ装置において、
   前記外輪(１３)は、前記樹脂プーリ(２１)が係合する係合手段を有し、前記樹脂プーリ(２１)は、その内周面が前記外輪(１３)の外周面と一致し、前記外輪(１３)の両端面が露出するように一体化され、前記係合手段により前記樹脂プーリ(２１)が前記外輪(１３)に対して軸方向にずれ止めされたことを特徴とする樹脂プーリ装置。
2. 前記外輪(１３)は、その外周部に形成された周溝(１７)に嵌る止め輪(１８)を有し、その止め輪(１８)が前記係合手段とされ、前記止め輪(１８)が前記樹脂プーリ(２１)に埋め込まれた状態で、前記樹脂プーリ(２１)が前記外輪(１３)に一体化されることを特徴とする請求項1に記載の樹脂プーリ装置。
3. 前記外輪(１３)は、その外周部の一端に形成された径方向外向きのフランジ(１９)を有し、前記フランジ(１９)が前記係合手段とされ、前記フランジ(１９)が前記樹脂プーリ(２１)に埋め込まれた状態で、前記樹脂プーリ(２１)が前記外輪(１３)に一体化されることを特徴とする請求項１に記載の樹脂プーリ装置。
4. 前記外輪(１３)はその外周部に形成された周溝(１７)を有し、前記周溝(１７)が前記係合手段とされ、前記周溝(１７)に前記樹脂プーリ(２１)の樹脂を埋め込んだ状態で、前記樹脂プーリ(２１)が前記外輪(１３)に一体化されることを特徴とする請求項１に記載の樹脂プーリ装置。
5. 前記止め輪(１８)は、その表面に前記樹脂プーリ(２１)の食い込む溝を有することを特徴とする請求項２に記載の樹脂プーリ装置。
6. 前記フランジ(１９)は、その表面に前記樹脂プーリ(２１)の食い込む溝を有することを特徴とする請求項３に記載の樹脂プーリ装置。
7. 前記外輪(１３)の周溝(１７)の溝壁が、前記樹脂プーリ(２１)のクリープを防止しうる粗面とされたことを特徴とする請求項４に記載の樹脂プーリ装置。

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