JP2007127283A - プーリ及びプーリの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 放熱効果の高い樹脂製のプーリ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 内輪（３ｃ）の内周面が圧縮機のフロントハウジング（１２）に圧入されたプーリであって、樹脂製の回転部材（２）と、回転部材（２）の回転中心部に装着された軸受（３）とを備え、軸受（３）は、インサート成形法にて回転部材（２）に一体化された外輪（３ａ）、及び外輪（３ａ）の内周期側に転がり接触する転動体（３ｂ）を有して構成され、外輪（３ａ）の軸方向寸法（Ｌｏ）を外輪（３ａ）より内側に位置して転動体（３ｂ）と転がり接触する内輪（３ｃ）の軸方向寸法（Ｌｉ）より大きくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力伝達用のプーリおよびプーリの製造方法に関するものである。

動力伝達用のプーリとして、例えば特許文献１に記載の発明では、インサート成形法により略円筒状の金具を樹脂製のプーリ本体に一体化している。
特開２００１−２２７６２０号公報

本発明は、放熱効果を高い樹脂製のプーリ及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するにあたり、請求項１に記載の発明は、走行用エンジンの動力を圧縮機に伝達するプーリであって、樹脂製の回転部材（２）と、回転部材（２）の回転中心部に装着された軸受（３）とを備え、軸受（３）は、インサート成形法にて前記回転部材（２）に一体化された外輪（３ａ）、及び前記外輪（３ａ）の内周側に転がり接触する転動体（３ｂ）を有して構成され、外輪（３ａ）の軸方向寸法（Ｌｏ）は、外輪（３ａ）より内側に位置して前記転動体（３ｂ）と転がり接触する内輪（３ｃ）の軸方向寸法（Ｌｉ）より大きく、内輪（３ｃ）の内周面は、圧縮機のフロントハウジング（１２）に圧入されていることを特徴とする。

これにより、軸受（３）の大気に晒される表面積を増大させて放熱効果を高めることができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、外輪（３ａ）の外周面のうち回転部材（２）との接合面には、凹凸部（３ｈ）が形成されていることを特徴とする。

これにより、軸受（３）と回転部材（２）との接合面積を増大させて両者（２、３）の接合強度を増大させることができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、外輪（３ａ）の肉厚寸法（Ｔｏ）は、内輪（３ｃ）の肉厚寸法（Ｔｉ）より大きいことを特徴とする。

これにより、インサート成形時の樹脂成形圧により外輪（３ａ）、特に外輪（３ａ）の軌道面が変形してしまうことを防止できるとともに、大気側に伝達することができる熱量を増大させることができ、更に放熱能力を向上させることができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の発明において、回転部材（２）には、軸方向両側から外輪（３ａ）を挟み込むようにして外輪（３ａ）の軸方向両端側に接触する突起部（２ｃ）が形成されていることを特徴とする。

これにより、軸受（３）が軸方向に移動することが拘束されるので、より強固に軸受（３）と回転部材（２）とを接合することができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の発明において、回転部材（２）は、少なくとも外輪（３ａ）の外周面（３ｋ）と外輪（３ａ）の軸方向の端面（３ｊ）と繋ぐ丸取り面又は面取り面（３ｍ）、及び外周面（３ｋ）に接触していることを特徴とする。

これにより、軸受（３）の軸方向両側が、回転部材（２）の成形時に丸取り面又は面取り面（３ｍ）に接合する部位にて挟まれた状態となるので、軸受（３）が軸方向に移動することが拘束され、より強固に軸受（３）と回転部材（２）とを接合することができる。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の発明において、外輪（３ａ）のうち大気に晒される部位には、放熱面積を増大させる放熱促進部（３ｑ、３ｒ、３ｓ）が形成されていることを特徴とする。

これにより、更に放熱能力を高めることができる。尚、より具体的には、放熱促進部（３ｑ、３ｒ、３ｓ）は、請求項７ないし９に記載の発明のように、外輪（３ａ）のうち大気に晒される部位の内周側に設けられた溝（３ｑ）、外輪（３ａ）のうち大気に晒される部位の端面（３ｊ）に設けられた凹凸部（３ｊ）、外輪（３ａ）のうち大気に晒される部位の内周側に圧入された放熱フィン（３ｒ）として形成することができる。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１つに記載のプーリの製造方法であって、外輪（３ａ）をインサート成形法にて前記回転部材（２）に一体化した後、転動体（３ｂ）を組み付けることを特徴とする。

これにより、仮に軸受（３）内に、回転部材（２）より融点の低い材料からなる部材が存在していても、問題なくインサート成形法にて軸受（３）を回転部材（２）に一体化することができる。

因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る回転体を、走行用エンジンの動力を圧縮機に伝達するプーリ１に適用したものである。

なお、図１（ａ）は本実施形態に係るプーリ１の断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の左側面図であり、図２はプーリ本体２の断面図、すなわち図３のＨ−Ｈ断面図であり、図３は図２の左側面図であり、図４は図２の右側面図であり、図５は図２のＡ部拡大図であり、図６（ａ）はラジアル転がり軸受３の外観図であり、図６（ｂ）はラジアル転がり軸受３の断面図であり、図７はインサート成形時における図２のＡ部に相当する部位の拡大図あり、以下、図１〜図７を用いて本実施形態を説明する。

プーリ１は、図１、２に示すように、プーリ本体２及びラジアル転がり軸受３等からなるもので、プーリ本体２は、その外周面にポリードライブベルト対応する複数列のＶ溝２ａが設けられた樹脂製の回転部材であり、このプーリ本体２の回転中心部にラジアル転がり軸受３が装着されている。

ここで、ラジアル転がり軸受３は、図５に示すように、インサート成形法にてプーリ本体２に一体化された鉄鋼等の金属からなる外輪３ａ、外輪３ａの内周面側に転がり接触する鉄鋼等の金属からなる転動体３ｂ、外輪３ａより内側に位置して転動体３ｂと転がり接触する鉄鋼等の金属からなる内輪３ｃ、転動体３ｂを保持するナイロン６６等の樹脂からなるリテーナ３ｄ、外輪３ａと内輪３ｃとの隙間３ｅに封入されたグリース、及びグリースが隙間３ｅから流出することを防止するアクリルゴム等の樹脂からなるシール部材３ｆ等からなるものである。なお、シール部材３ｆは、その内部に埋設された金属製の芯金３ｇにて剛性が補強されている。

そして、外輪３ａの軸方向寸法Ｌｏを内輪３ｃの軸方向寸法Ｌｉより大きくすることにより外輪３ａを圧縮機１０側に延出させるとともに、外輪３ａの肉厚寸法Ｔｏを内輪３ｃの肉厚寸法Ｔｉより大きくしている。なお、肉厚寸法Ｔｏ、Ｔｉは、最小肉厚寸法、すなわち転動体３ｂに対応する部位の厚み寸法を言う。

また、外輪３ａの外周面のうちプーリ本体２との接合面には、図６に示すように螺旋状の溝部を形成することにより外周面を凹凸状とした凹凸部３ｈが設けられ、内輪３ｃの内周面は、図１に示すように、圧縮機１０のフロントハウジング１２に圧入される。

また、外輪３ａの軸方向端部側は、図７に示すように、その外周面３ｋと外輪３ａの軸方向の端面３ｊと繋ぐ丸取り面３ｍから構成されており、この丸取り面３ｍには、図５に示すように、プーリ本体２の成形時にプーリ本体２と一体形成された略三角形断面を有する突起部２ｃが、軸方向両側から外輪３ａを挟み込むようにして接触している。

また、センターハブ４は、プーリ本体２に伝達されたトルクを圧縮機１０のシャフト１１に伝達するもので、このセンターハブ４とプーリ本体２とは、ゴム等の弾性部材からなるダンパーを介して互いに噛み合うように係合している。

ここで、センターハブ４は、図１に示すように、圧縮機１０のシャフト１１の外周面に形成された雄ねじ部とネジ結合する雌ねじ部が形成された円筒部４ａ、ダンパーを介してプーリ本体２に形成された壁状の突起部２ｂ（図３参照）と噛み合う突起部４ｂ、この突起部４ｂが形成された環状部４ｃ、及び環状部４ｃと円筒部４ａとを機械的に連結して環状部４ｃから円筒部４ａにトルクを伝達するとともに、環状部４ｃから円筒部４ａに伝達されるトルクが所定トルク以上となったときに破断するような強度に設定されたブリッジ部４ｄ等から構成されている。

因みに、ブリッジ部４ｄと円筒部４ａとは、金属粉を焼結することにより一体成形され、ブリッジ部４ｄは、環状部４ｃ及び突起部４ｂの樹脂成形と同時にインサート成形法にて環状部４ｃに一体化される。

次に、図７を用いてプーリ１の製造方法について述べる。

成形用金型２１〜２３によって形成された型空間（キャビティ）にラジアル転がり軸受３を所定の部位に配置した状態で、溶融状態の樹脂を型空間内に射出する。

このとき、成形用金型２１、２２が外輪３ａの端面３ｊに接触することによりラジアル転がり軸受３の位置が保持されるとともに、丸取り面３ｍとの間に型空間を成す隙間２４が発生するので、外輪３ａの軸方向両端側の丸取り面３ｍに接触する突起部２ｃがプーリ本体２に一体形成される。

次に、本実施形態の特徴を述べる。

本実施形態によれば、ラジアル転がり軸受３とプーリ本体２とがインサート成形法にて一体化されているので、樹脂製のプーリ本体２とラジアル転がり軸受３との間に金属製のインサート金具を配置する必要がないので、プーリ１の製造原価低減を図ることができる。

また、外輪３ａの軸方向寸法Ｌｏを内輪３ｃの軸方向寸法Ｌｉより大きくしているので、ラジアル転がり軸受３とプーリ本体２との接合面積を増大させて両者２、３の接合強度を増大させることができるとともに、ラジアル転がり軸受３の表面積を増大させて放熱効果を高めることができる。そこで、以下、外輪３ａのうち圧縮機１０側に延出して大気に晒される部位を放熱部３ｐと呼ぶ。

また、外輪３ａの外周面のうちプーリ本体２との接合面に凹凸部３ｈが設けられているので、ラジアル転がり軸受３とプーリ本体２とを係合させるように接合することができ、両者２、３の接合強度を強固なものとすることができる。

また、外輪３ａの肉厚寸法Ｔｏを内輪３ｃの肉厚寸法Ｔｉより大きくしているので、インサート成形時の樹脂成形圧により外輪３ａ、特に外輪３ａの軌道面が変形してしまうことを防止できるとともに、放熱部３ｐに伝達することができる熱量を増大させることができ、放熱能力を向上させることができる。

また、ラジアル転がり軸受３は、その軸方向両側が突起部２ｃにて挟まれた状態となっているので、ラジアル転がり軸受３が軸方向に移動することが拘束され、より強固にラジアル転がり軸受３とプーリ本体２とを接合することができる。

なお、突起部２ｃは、外輪３ａの軸方向端部に形成された丸取り面３ｍを利用してプーリ本体２の成形と同時に成形されるので、特別な工程を設けることなく、突起部２ｃを設けることができる。

因みに、本実施形態では、表面が滑らかな曲面とした丸取り面３ｍにて外周面３ｋと端面３ｊとを繋いだが、丸取り面３ｍを廃止して外周面３ｋと端面３ｊとを平面に繋ぐ面取り面としてもよい。

（第２実施形態）
本実施形態は、図８に示すように、外輪３ａの外径寸法のうち転動体３ｂに対応する部位の外径寸法Ｄ１をその他の部位の外形寸法Ｄ２より大きくして段差を設けたものである。

これにより、外輪３ａの機械的強度を増大させてインサート成形時に外輪３ａの軌道面が変形してしまうことを防止できるとともに、放熱部３ｐに伝達することができる熱量を増大させることができ、放熱能力をさらに向上させることができる。

（第３実施形態）
本実施形態は、放熱部３ｐの放熱面積、すなわち表面積を増大させるべく、放熱部３ｐの内周面に放熱促進部としての螺旋状の溝３ｑを設けたものである。

なお、溝３ｑが螺旋状に限定されるものではなく、同心状の複数本の溝やクロス螺旋溝等のその他形状であってもよい。

（第４実施形態）
本実施形態も第２実施形態と同様に、放熱部３ｐの放熱面積の増大を図ったもので、放熱部３ｐの内周面に放熱促進部としての断面コの字状の放熱フィン３ｒを外輪３ａに圧入したものである。

なお、本実施形態では、放熱フィン３ｒをアルミニウム製としたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば銅等のその他の金属製としてもよい。

（第５実施形態）
本実施形態も第２実施形態と同様に、放熱部３ｐの放熱面積の増大を図ったもので、放熱部３ｐ、すなわち端面３ｊに放熱促進部としての凹凸部３ｓを設けたものである。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、ラジアル転がり軸受３として外輪３ａ及び内輪３ｃを有するものを採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、内輪３ｃを廃したシェル型の軸受を採用してもよい。

また、上述の実施形態では、ラジアル転がり軸受３をそのまま、インサート成形法によりプーリ本体２に一体化したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、外輪３ａをインサート成形法にてプーリ本体２に一体化した後、転動体３ｂ等を組み付けてもよい。

上述の実施形態では、プーリ１に本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。

（ａ）は本発明の第１実施形態に係るプーリ１の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。 本発明の第１実施形態に係るプーリ本体２の断面図である。 図２の左側面図である。 図２の右側面図である。 図２のＡ部拡大図である。 （ａ）は第１実施形態に係るラジアル転がり軸受３の外観図であり、（ｂ）はラジアル転がり軸受３の断面図である。 インサート成形時における図２のＡ部に相当する部位の拡大図ある。 （ａ）は第２実施形態に係るラジアル転がり軸受３の外観図であり、（ｂ）はラジアル転がり軸受３の断面図である。 第３実施形態に係るラジアル転がり軸受３の断面図である。 第４実施形態に係るラジアル転がり軸受３の断面図である。 第５実施形態に係るラジアル転がり軸受３の断面図である。

符号の説明

１…プーリ、２…プーリ本体、３…ラジアル転がり軸受、３ａ…外輪３ａ、３ｂ…転動体、３ｃ…内輪。

Claims (10)

1. 走行用エンジンの動力を圧縮機に伝達するプーリであって、
   樹脂製の回転部材（２）と、
   前記回転部材（２）の回転中心部に装着された軸受（３）とを備え、
   前記軸受（３）は、インサート成形法にて前記回転部材（２）に一体化された外輪（３ａ）、及び前記外輪（３ａ）の内周側に転がり接触する転動体（３ｂ）を有して構成され、
   前記外輪（３ａ）の軸方向寸法（Ｌｏ）は、前記外輪（３ａ）より内側に位置して前記転動体（３ｂ）と転がり接触する内輪（３ｃ）の軸方向寸法（Ｌｉ）より大きく、
   前記内輪（３ｃ）の内周面は、前記圧縮機のフロントハウジング（１２）に圧入されていることを特徴とするプーリ。
2. 前記外輪（３ａ）の外周面のうち前記回転部材（２）との接合面には、凹凸部（３ｈ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプーリ。
3. 前記外輪（３ａ）の肉厚寸法（Ｔｏ）は、前記内輪（３ｃ）の肉厚寸法（Ｔｉ）より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のプーリ。
4. 前記回転部材（２）には、軸方向両側から前記外輪（３ａ）を挟み込むようにして前記外輪（３ａ）の軸方向両端側に接触する突起部（２ｃ）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のプーリ。
5. 前記回転部材（２）は、少なくとも前記外輪（３ａ）の外周面（３ｋ）と前記外輪（３ａ）の軸方向の端面（３ｊ）と繋ぐ丸取り面又は面取り面（３ｍ）、及び前記外周面（３ｋ）に接触していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のプーリ。
6. 前記外輪（３ａ）のうち大気に晒される部位には、放熱面積を増大させる放熱促進部（３ｑ、３ｒ、３ｓ）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のプーリ。
7. 前記放熱促進部（３ｑ、３ｒ、３ｓ）は、前記外輪（３ａ）のうち大気に晒される部位の内周側に設けられた溝（３ｑ）であることを特徴とする請求項６に記載のプーリ。
8. 前記放熱促進部（３ｑ、３ｒ、３ｓ）は、前記外輪（３ａ）のうち大気に晒される部位の端面（３ｊ）に設けられた凹凸部（３ｊ）であることを特徴とする請求項６に記載のプーリ。
9. 前記放熱促進部（３ｑ、３ｒ、３ｓ）は、前記外輪（３ａ）のうち大気に晒される部位の内周側に圧入された放熱フィン（３ｒ）であることを特徴とする請求項６に記載のプーリ。
10. 請求項１ないし９のいずれか１つに記載のプーリの製造方法であって、
    前記外輪（３ａ）をインサート成形法にて前記回転部材（２）に一体化した後、前記転動体（３ｂ）を組み付けることを特徴とするプーリの製造方法。

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