【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受と、該転がり軸受の周囲に該転がり軸受と一体的に形成された樹脂部とから成る樹脂製プーリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載される補機類の駆動用ベルトやその他のベルトのテンショナ用、或いはアイドラプーリ等には、転がり軸受の外周に樹脂部を一体成形してなる樹脂製プーリが多用されている。
【０００３】
樹脂製プーリでは、ベルトを案内する外周部の成形精度及びベルト張力に耐える強度特性と連続負荷使用による耐熱性、更には耐塩化カルシウム性等が要求されており、従来、樹脂部を、ガラス繊維を１５〜４０質量％程度充填した強化ナイロン６６、強化ナイロン６１０、強化ナイロン６１２、或いはポリフェニレンサルファイドとミネラルとの複合材料からなる樹脂製プーリや、６ナイロン、６６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン等のポリアミド樹脂からなる樹脂製プーリ等が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】
特開平７−６３２４９号公報
【特許文献２】
特開平８−４８８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、今日では、環境問題への高まりから、不燃ゴミの削減や燃焼時のＣＯ２削減等が要求されてきており、上記のポリアミド樹脂やポリフェニレンサルファイドはこのような要求に十分に応えることが難しいと推定される。
【０００５】
本発明はこのような状況に着目してなされたものであり、不燃ゴミの削減や燃焼時のＣＯ２削減等の要求に対応可能な樹脂製プーリを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、転がり軸受と、該転がり軸受の周囲に該転がり軸受と一体的に形成された樹脂部とから成る樹脂製プーリにおいて、樹脂部が生分解性樹脂を含有する樹脂組成物からなることを特徴とする樹脂製プーリを提供する。
【０００７】
生分解性樹脂は、土壌に埋設することにより、微生物によって二酸化炭素と水とに分解され、燃焼することなく処分することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について詳説する。
【０００９】
本発明において、樹脂製プーリの構造や構成には制限が無く、例えば図１（正面図）及び図２（図１のＡ−Ａ断面図）に示すような樹脂製プーリを例示することができる。図１及び図２において、樹脂製プーリ１０は、転がり軸受１２と、この転がり軸受１２の周囲に転がり軸受１２と一体的に形成された樹脂部２４とから構成されている。樹脂部２４は、具体的には、転がり軸受１２の外輪１４に固着された内径円筒部２６と、ベルト案内面３６を有する外径円筒部３０と、外径円筒部３０と内径円筒部２６との間に形成された円板部３２とを有し、更に、円板部３２には多数のリブ３４が放射状に形成されている。
【００１０】
また、転がり軸受１２は、外輪１４と、内輪１８との間に保持器２１により転動体である玉２０を保持してなり、更にシール２２でグリースを封入する構成となっており、外輪１４の外周部に樹脂部２４の脱着を防止する凹溝１６を有する。
【００１１】
樹脂製プーリ１０として、その他にも図３に断面図にて示す構成のものを例示することができる。図３に示される樹脂プーリ１０は、樹脂部２４のベルト案内面３６が、Ｖ字リブ４０に形成されたものである。
【００１２】
本発明では、上記の樹脂部２４を、生分解性樹脂を含有する樹脂組成物で形成する。生分解性樹脂は、特に制限は無いが、使用環境を考慮するとある程度の耐熱性を有する必要があり、融点が２００℃以上であるものが適当であり、具体的には、ポリビニルアルコール（化学式（Ｉ）、部分けん化型）、ポリビニルアルコールの熱安定性を改良したオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール（化学式（ＩＩ）、部分けん化型）、ポリエチレンテレフタレートサクシネートの他、ポリ乳酸とポリエチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステルとのブロック共重合体、ポリエチレンテレフタレート、サクシネートアジペート等が好適である。その他にも、耐熱性があまり要求されない場合には、ポリ乳酸（融点１４９．６℃）等も使用することができる。
【００１３】
【化１】
【００１４】
これらの生分解性樹脂には、より過酷な使用条件でのプーリの摩耗や破損を想定して、信頼性を向上させるために補強材を配合することが好ましい。具体的にはガラス繊維、炭素繊維等でも良いが、好ましくは土壌等の環境に及ぼす影響が少ない軽質炭酸カルシウム（結晶形：カルサイト，アルゴナイト）、天然含水ケイ酸アルミニウム（カオリン、クレー）、タルク、ベントナイト、繊維状水酸化マグネシウム、ウォラストナイト、セピオライト、カーボンブラック、マイカ、二酸化ケイ素、珪藻土等を好適に使用できる。補強材の含有量は、樹脂組成物全体の１０質量％以上５０質量％未満とすることが好ましい。１０質量％未満であると機械的強度の向上があまり得られず、樹脂製プーリとしての実用性が低くなる。それに対して、５０質量％以上であると、溶融成形時の樹脂組成物の流動性を充分に確保することが困難となり、射出成形等で成形する場合、生産性等に影響を及ぼし、好ましくない。
【００１５】
更に、補強材の他に、樹脂部の熱劣化等を防止する添加剤を別途添加してもよい。添加剤としては、生分解性樹脂に影響を及ぼさず、環境汚染とならないものが好ましく、フェノール系の酸化防止剤が好適である。
【００１６】
一方、転がり軸受１２において、シール２２は従来と同等のニトリルゴムや水素添加ニトリルゴム、アクリルゴム等を原料ゴムとし、それに各種充填材を配合したものを用いることができるが、本発明ではシール２２にも生分解性を持たせることが環境保全の観点からより好ましい。同様に、保持器２１にも生分解性を持たせることがより好ましい。そのためには、シール２２や保持器２１を、上記の樹脂部２４を形成する生分解性樹脂組成物で形成すればよい。
【００１７】
また、封入グリースは、使用温度を考慮して、ポリα−オレフィン油やアルキルジフェニルエーテル油等を基油とし、ジウレア等を増ちょう剤とし、酸化防止剤、摩耗防止剤等を添加したグリースが従来より好適に使用されており、本発明でも使用することができる。但し、グリースにも生分解性を持たせることにより、より環境保全に寄与できるようになる。生分解性グリースとしては、ポリオールエステルやペンタエリスリトールを基油とするグリースが知られており、本発明でもこれらを好ましく使用できる。
【００１８】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００１９】
（実施例１）
日本精工（株）製外輪凹溝付き密封シール付き深溝玉軸受「呼び番号６２０３ＤＤＬ１８（内径１７ｍｍ、外径４０ｍｍ、幅１２ｍｍ）」をコアにして、ポリエチレンテレフタレートサクシネート（デュポン社製「バイオマックスＷＵＨ」；ガラス繊維４０質量％含有、融点２００℃）をインサート成形（射出成形）し、図１に示す構成の試験用樹脂製プーリを作製した。
【００２０】
（実施例２）
オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール（日本合成化学工業（株）製「エロマテイＡＸ」；ガラス繊維３０質量％含有、フェノール系酸化防止剤含有、融点２００℃）を用い、実施例１と同様にして試験用樹脂製プーリを作製した。
【００２１】
（比較例１）
ポリアミド６６（宇部興産（株）製「ＵＢＥナイロン２０２０ＧＵ６」；ガラス繊維３０質量％含有、Ｃｕ系添加剤含有）を用い、実施例１と同様にして試験用樹脂製プーリを作製した。
【００２２】
［生分解性評価］
各試験用樹脂製プーリを、恒温恒湿槽内で温度６０℃、含水率３０質量％に調整した腐葉土中に埋設し、６ヶ月後の外観変化と質量変化を調査した。６ヶ月後に樹脂部が原型を留めていなかったものを「○」、原型を留めていたものを「×」として、結果を表１に示す。
【００２３】
［耐久性評価］
各試験用樹脂製プーリを、図４に示す評価試験機を用いて耐久運転試験を実施した。図示される評価試験機は、鉄製の駆動輪４４と従動輪４６とを備え、それらの間にタイミングベルト４８を掛け渡して連結しており、タイミングベルト４８に試験用樹脂製プーリ１１を係合させ、転がり軸受３１にはラジアル方向に１００ｋｇの荷重を掛けて押し付ける構成となっている。また、評価試験機は恒温糟５０中に収納しており、設定温度１００℃で雰囲気をコントロールしている。試験は、駆動輪４４を図外の駆動用モータにより駆動させて、試験プーリ１１を８０００ｍｉｎ−１で回転させた。そして、５０００時間問題なく耐えることができた場合を合格「○」、５０００時間運転に耐えることができなかった場合を不合格「×」として結果を表１に併記した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
上記の各評価結果から、本発明の生分解性樹脂を用いた樹脂製プーリは、良好な生分解性と、従来と同等以上の耐久性とを有することが確認された。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来と同等の諸特性を有し、かつ不燃ゴミの削減や燃焼時のＣＯ２削減等の要求に対応可能な樹脂製プーリが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の樹脂製プーリの一例を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の樹脂製プーリの他の例を示す断面図である。
【図４】実施例において、耐久運転試験に用いた装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ 樹脂製プーリ
１２ 転がり軸受
１４ 外輪
１６ 凹溝
１８ 内輪
２０ 玉
２１ 保持器
２２ シール
２４ 樹脂部
２６ 内径円筒部
３０ 外径円筒部
３２ 円板部
３４ リブ
３６ ベルト案内面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin pulley including a rolling bearing, and a resin portion formed around the rolling bearing and integrally with the rolling bearing.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A resin pulley in which a resin portion is integrally formed on the outer periphery of a rolling bearing is often used for a driving belt of an auxiliary device mounted on an automobile, a tensioner for other belts, or an idler pulley.
[0003]
The resin pulley is required to have the molding accuracy of the outer periphery for guiding the belt, the strength property to withstand the belt tension, the heat resistance by using continuous load, and the calcium chloride resistance. Nylon 66, Reinforced Nylon 610, Reinforced Nylon 612 or a resin pulley made of a composite material of polyphenylene sulfide and mineral, 6 nylon, 66 nylon, 11 nylon, 12 nylon, etc. A resin pulley made of a polyamide resin and the like have been proposed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
[Patent Document 1]
JP-A-7-63249 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-4883
[Problems to be solved by the invention]
However, today, due to an increase in environmental issues, reduction of non-combustible garbage and reduction of CO 2 during combustion have been demanded, and it is difficult for the above-mentioned polyamide resin and polyphenylene sulfide to sufficiently meet such demands. It is estimated to be.
[0005]
The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a resin pulley capable of meeting demands such as reduction of non-combustible dust and reduction of CO 2 during combustion.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a resin pulley comprising a rolling bearing and a resin portion formed integrally with the rolling bearing around the rolling bearing, wherein the resin portion is made of a biodegradable resin. A resin pulley comprising a resin composition containing the resin pulley.
[0007]
By burying the biodegradable resin in the soil, the biodegradable resin is decomposed into carbon dioxide and water by microorganisms and can be disposed without burning.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0009]
In the present invention, the structure and configuration of the resin pulley are not limited, and examples thereof include resin pulleys as shown in FIG. 1 (a front view) and FIG. 2 (a cross-sectional view along AA in FIG. 1). . 1 and 2, the resin pulley 10 includes a rolling bearing 12 and a resin portion 24 formed around the rolling bearing 12 and integrally with the rolling bearing 12. The resin portion 24 includes, specifically, an inner cylindrical portion 26 fixed to the outer ring 14 of the rolling bearing 12, an outer cylindrical portion 30 having a belt guide surface 36, an outer cylindrical portion 30, and an inner cylindrical portion 26. And a plurality of ribs 34 are radially formed on the disk portion 32.
[0010]
Further, the rolling bearing 12 has a configuration in which a ball 20 as a rolling element is held by a retainer 21 between an outer ring 14 and an inner ring 18, and grease is sealed with a seal 22. The outer peripheral portion has a groove 16 for preventing the resin portion 24 from being detached.
[0011]
Other examples of the resin pulley 10 include those having a configuration shown in a sectional view in FIG. In the resin pulley 10 shown in FIG. 3, the belt guide surface 36 of the resin portion 24 is formed on a V-shaped rib 40.
[0012]
In the present invention, the resin part 24 is formed of a resin composition containing a biodegradable resin. The biodegradable resin is not particularly limited, but needs to have a certain degree of heat resistance in consideration of the use environment, and a resin having a melting point of 200 ° C. or more is suitable. Specifically, polyvinyl alcohol (chemical formula ( I), partially saponified type), oxyalkylene group-containing polyvinyl alcohol having improved thermal stability of polyvinyl alcohol (chemical formula (II), partially saponified type), polyethylene terephthalate succinate, and aromatics such as polylactic acid and polyethylene terephthalate Block copolymers with polyester, polyethylene terephthalate, succinate adipate and the like are preferred. In addition, when heat resistance is not so required, polylactic acid (melting point: 149.6 ° C.) can be used.
[0013]
Embedded image
[0014]
It is preferable to incorporate a reinforcing material into these biodegradable resins in order to improve reliability, assuming wear and breakage of the pulley under more severe use conditions. Specifically, glass fiber, carbon fiber, etc. may be used, but light calcium carbonate (crystal form: calcite, argonite), which has little effect on the environment such as soil, natural hydrous aluminum silicate (kaolin, clay), Talc, bentonite, fibrous magnesium hydroxide, wollastonite, sepiolite, carbon black, mica, silicon dioxide, diatomaceous earth and the like can be suitably used. It is preferable that the content of the reinforcing material is 10% by mass or more and less than 50% by mass of the whole resin composition. If the content is less than 10% by mass, the mechanical strength is not so much improved, and the practicality as a resin pulley is reduced. On the other hand, when the content is 50% by mass or more, it is difficult to ensure sufficient fluidity of the resin composition during melt molding, and when molding by injection molding or the like, productivity is affected, which is not preferable. .
[0015]
Further, in addition to the reinforcing material, an additive for preventing thermal deterioration of the resin portion may be separately added. As the additive, one that does not affect the biodegradable resin and does not cause environmental pollution is preferable, and a phenolic antioxidant is preferable.
[0016]
On the other hand, in the rolling bearing 12, as the seal 22, a material obtained by using the same material as the conventional nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, acrylic rubber or the like as a raw rubber and blending various fillers can be used. It is more preferable to have biodegradability from the viewpoint of environmental protection. Similarly, it is more preferable to make the retainer 21 biodegradable. For this purpose, the seal 22 and the retainer 21 may be formed of a biodegradable resin composition that forms the resin portion 24 described above.
[0017]
In consideration of operating temperature, grease containing poly-α-olefin oil or alkyl diphenyl ether oil as base oil, diurea as thickener, antioxidant, anti-wear agent, etc. It is more preferably used and can be used in the present invention. However, by providing grease with biodegradability, it is possible to further contribute to environmental conservation. As a biodegradable grease, a grease based on a polyol ester or pentaerythritol is known, and these can be preferably used in the present invention.
[0018]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
[0019]
(Example 1)
Nippon Seiko Co., Ltd. has a deep groove ball bearing with an outer ring grooved groove and a hermetically sealed seal “No. 6203DDL18 (inner diameter 17 mm, outer diameter 40 mm, width 12 mm)” as the core, and polyethylene terephthalate succinate (DuPont “Biomax WUH”). A test resin pulley having the configuration shown in FIG. 1 was produced by insert molding (injection molding) of glass fiber containing 40% by mass and melting point of 200 ° C.
[0020]
(Example 2)
Using an oxyalkylene group-containing polyvinyl alcohol ("Eromati AX" manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd .; containing 30% by mass of glass fiber, containing a phenolic antioxidant, and melting point of 200 ° C.), the test was performed in the same manner as in Example 1. A resin pulley was manufactured.
[0021]
(Comparative Example 1)
A resin pulley for a test was produced in the same manner as in Example 1 using polyamide 66 (“UBE nylon 2020GU6” manufactured by Ube Industries, Ltd .; containing 30% by mass of glass fiber and containing a Cu-based additive).
[0022]
[Biodegradability evaluation]
Each test resin pulley was buried in humus adjusted to a temperature of 60 ° C. and a water content of 30% by mass in a thermo-hygrostat, and the appearance change and mass change after 6 months were investigated. After six months, the results are shown in Table 1, where "O" indicates that the resin part did not retain the original pattern, and "X" indicates that the resin part retained the original pattern.
[0023]
[Durability evaluation]
A durability operation test was performed on each test resin pulley using an evaluation tester shown in FIG. The illustrated evaluation tester includes an iron drive wheel 44 and a driven wheel 46, and a timing belt 48 is stretched between the drive wheel 44 and the driven wheel 46 so that the test belt pulley 11 is engaged with the timing belt 48. The rolling bearing 31 is pressed against the rolling bearing 31 by applying a load of 100 kg in the radial direction. The evaluation tester is housed in a thermostat 50, and the atmosphere is controlled at a set temperature of 100 ° C. In the test, the driving wheel 44 was driven by a driving motor (not shown), and the test pulley 11 was rotated at 8000 min −1 . The results are also shown in Table 1 as "O" when the sample could withstand 5000 hours without any problem and "X" when the sample could not withstand 5000 hours of operation.
[0024]
[Table 1]
[0025]
From the above evaluation results, it was confirmed that the resin pulley using the biodegradable resin of the present invention had good biodegradability and durability equal to or higher than that of the conventional one.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is provided a resin pulley having various characteristics equivalent to those of the related art and capable of responding to requests for reduction of incombustible dust and reduction of CO 2 during combustion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an example of a resin pulley of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is a sectional view showing another example of the resin pulley of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing an apparatus used in a durability operation test in Examples.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 10 resin pulley 12 rolling bearing 14 outer ring 16 concave groove 18 inner ring 20 ball 21 cage 22 seal 24 resin part 26 inner diameter cylindrical part 30 outer diameter cylindrical part 32 disk part 34 rib 36 belt guide surface
