JP2008163967A - プーリ付き軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組付けや取り扱いが容易であるプーリ付き軸受装置を提供する。
【解決手段】金属製である取り付け部材２１に対して、樹脂製のプーリ本体２２をインサート成形してなるので、高温環境下でもクリープが生じることが抑制され、プーリ付き軸受装置１０６の信頼性を高めることができる。又、取り付け部材２１を玉軸受１０の外輪１１に圧入嵌合しているので、外輪１１に直接インサート成形する場合に比べ、取り扱い性に優れる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車のタイミングベルトや補機駆動ベルト等において、ベルトの張力調整や走行経路の変更のために使用されるアイドラ軸受やテンショナ軸受等に好適なプーリ付き軸受装置に関する。

従来より、自動車の補機等に補機駆動用ベルト等を介してエンジンの回転動力を伝達する駆動系で使用される軸受として、その重量軽減ならびにコスト削減のため、転がり軸受の金属製の外輪の外周面に合成樹脂製のプーリを一体成形してなるプーリ付き軸受装置が用いられる場合がある。

図４は、従来例であるプーリ付き軸受装置の断面図である。プーリ付き軸受装置は、外輪１１と、内輪１２と、両輪間に配置されたボール１３とを有する玉軸受１０と、外輪１１に取り付けられた樹脂製のプーリ２０’とからなる。

ここで、外輪１１の外周に対して、ナイロン等を用いてインサート成形することによりプーリ２０’を形成した場合には、エンジンルームなどの高温環境で用いられたときに、軸受の素材（鋼材）と樹脂との線膨張率の差により、プーリ２０’にクリープ（すべり）が発生し、継続使用が困難となる恐れがある。

そこで、図４に示すプーリ付き軸受装置においては、外輪１１の外周に周溝１１ａを設け、この周溝１１ａ内に樹脂を流し込んで固化させることで、外輪１１とプーリ２０’との分離を抑制するようにしている。ところが、このような周溝１１ａを外輪１１に形成しなければならないとすると、安価な汎用軸受を用いることができなくなり、コストが増大するという問題が生じる。
特開２００２−２６６９９０号公報

これに対し、特許文献１には、玉軸受の外輪に樹脂プーリをインサート成形により形成した例が開示されている。特許文献１の技術によれば、外輪の外周から軸線方向両端に回り込むように樹脂を形成しているので、樹脂プーリにクリープが発生しても玉軸受から脱落する恐れは少ない。しかしながら、玉軸受の外輪に樹脂プーリをインサート成形する場合、外輪を加工した後に行うため、精密に加工した軌道面等にキズ等が生じないように注意しなくてはならず、組付けや取り扱いに手間がかかる恐れがある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、組付けや取り扱いが容易であるプーリ付き軸受装置を提供することを目的とする。

本発明のプーリ付き軸受装置は、外輪と、内輪と、両輪間に配置された転動体とを有する転がり軸受と、前記外輪に取り付けられたプーリとからなるプーリ付き軸受装置において、
前記プーリは、前記外輪に嵌合する金属製の取り付け部材と、前記取り付け部材に固定されたプーリ本体とを有することを特徴とする。

本発明によれば、前記プーリは、前記外輪に嵌合する金属製の取り付け部材と、前記取り付け部材に固定されたプーリ本体とを有するので、前記取り付け部材に前記プーリ本体をインサート成形等した後に、前記外輪に圧入等により嵌合取り付けすればよく、取り扱い性に優れ、また外輪を損傷する恐れも少ない。

ところで、図４に示す従来例の場合、玉軸受はシール付き軸受であるが、例えば路面から飛散した小石などがシールに衝接することを回避するために、カバー部材４０を別体で設けている。従って、部品点数が増大し、組付けの手間やコストを増大させている。

これに対し、金属製である前記取り付け部材が、前記外輪側から半径方向内方に向かって延在するフランジ状のダストシール部を有するようにすれば、前記ダストシール部にカバー部材の機能を併せ持つようにでき、部品点数が減少して、組付けの手間やコストが低減する。

前記取り付け部材は、前記外輪に圧入されていると、容易に且つ確実に組み付けられるので好ましい。

前記取り付け部材は、開口を形成しており、前記プーリ本体は前記開口に嵌入していると、前記取り付け部材から前記プーリ本体の抜け止めを図れるので好ましい。

以下、本発明の実施の形態に係るプーリ付き軸受装置を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかるプーリ付き軸受装置を組み込んだ内燃機関の一部を示す斜視図である。図２は、本実施の形態にかかるプーリ付き軸受装置の断面図である。図３は、取り付け部材の斜視図である。

図１において、全体は不図示である内燃機関に対して回転可能に配置されたクランクシャフト１０１の端部に、クランクギヤ１０１ａが取り付けられている。クランクシャフト１０１に平行して、カムシャフト１０２、１０３が回転可能に配置されている。カムシャフト１０２，１０３の端部には、それぞれカムギヤ１０２ａ、１０３ａが取り付けられている。クランクギヤ１０１ａと、カムギヤ１０２ａ、１０３ａと、ウォータポンププーリギヤ１０４に掛け渡されるようにして歯付きベルト１０５が配置されている。歯付きベルト１０５の背面は、アイドラプーリである２つのプーリ付き軸受装置１０６，１０６を介して、不図示のスプリングにより押圧され、これにより所定のテンションを与えるようになっている。

ピストン１０７に付与される爆発力で、コンロッド１０８を介してクランクシャフト１０１が回転すると、クランクギヤ１０１ａを介して歯付きベルト１０５が駆動され、それによりウォータポンププーリギヤ１０４を介してウォータポンプが駆動され、且つカムギヤ１０２ａ、１０３ａを介してカムシャフト１０２，１０３が回転駆動され、その周囲に形成されたカム１０２ｂ、１０３ｂによりバルブ１０９を往復動作させるようになっている。このとき、プーリ付き軸受装置１０６，１０６は、移動する歯付きベルト１０５に当接しながら、そのテンションが高まるにつれて外方へと移動し、テンションを略一定に維持する機能を有する。以下、プーリ付き軸受装置１０６について説明するが、２つのプーリ付き軸受装置は同様の構成であるため、一方のみ説明するものとする。

図２において、プーリ付き軸受装置１０６は、外輪１１と、内輪１２と、両輪間に配置された転動体であるボール１３と、ボール１３を保持する保持器（不図示）と、ボール１３の軸線方向両側で両輪間を密封するシール１４，１５とを有する玉軸受１０と、外輪１１に取り付けられたプーリ２０とからなる。プーリ２０は、外輪１１に嵌合する金属製の取り付け部材２１と、取り付け部材２１に固定されたプーリ本体２２とを有する。プーリ本体２２の外周に、歯付きベルト１０５（図１）が当接するようになっている。

より具体的には図３に示すように、取り付け部材２１は、中空円筒部２１ａと、中空円筒部２１ａの一端から半径方向内方に延在するフランジ部２１ｂとを有し、金属製の板材をプレスして一体的に形成されている。中空円筒部２１ａの外周には、矩形状の開口２１ｃが周方向に等間隔に並んで形成されている。

図２において、中空環状のプーリ本体２２は、取り付け部材２１の外周にインサート成形されており、その内周側は、成形時に溶融した樹脂が開口２１ｃ内に侵入して固化し即ち嵌入する（Ａ）ことで、取り付け部材２１からの分離を抑制するようになっている。又、内周側における溶融した樹脂の一部は、成形時にフランジ部２１ｂの外方に回り込んで固化している（Ｂ）ので、これによりプーリ本体２２と取り付け部材２１との分離を抑制するようになっている。

プーリ付き軸受装置１０６の組み付け時には、取り付け部材２１の中空円筒部２１ａを、玉軸受１０の外輪１１に圧入し、外輪１１の端面にフランジ部２１ｂが当接するようにする。更に、内輪１２の内周に間座３０を嵌合させ、ボルト３１により不図示のホルダ（シリンダブロックに対して可動）に取り付けるようになっている。

本実施の形態によれば、金属製である取り付け部材２１に対して、樹脂製のプーリ本体２２をインサート成形してなるので、高温環境下でもクリープが生じることが抑制され、プーリ付き軸受装置１０６の信頼性を高めることができる。又、取り付け部材２１を玉軸受１０の外輪１１に圧入嵌合しているので、外輪１１に直接インサート成形する場合に比べ、取り扱い性に優れる。尚、プーリ本体２２は樹脂製であるため、環境温度変化に応じて膨張／収縮し易いから、例えば高温環境下で使用された場合、取り付け部材２１が薄すぎるとプーリ本体２２が膨張することによって、常温時には開口２１ｃ内に嵌入していた樹脂が抜け出てしまう恐れもある。そこで、例えば高温環境下で使用されることが予めわかっている場合には、肉厚の厚い取り付け部材２１を組み合わせることで、プーリ本体２２が膨張しても樹脂の十分な嵌入代を確保できるようにすると好ましい。

更に、金属製である取り付け部材２１が、玉軸受１０の外輪１１側から半径方向内方に向かって延在するフランジ部（フランジ状のダストシール部）２１ｂを有しているので、飛散する異物が玉軸受１０のシール１４を損傷することを抑制でき、これにより遮蔽機能を併せ持つようにでき、別個にカバー部材を設ける必要がなく、部品点数が減少して、組付けの手間やコストが低減する。

以上、実施の形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。尚、本発明のプーリ付き軸受装置は、内燃機関の補機類の駆動系に用いる場合に限られず、種々の産業機械等にも用いられる。

本実施の形態にかかるプーリ付き軸受装置を組み込んだ内燃機関の一部を示す斜視図である。 本実施の形態にかかるプーリ付き軸受装置の断面図である。 取り付け部材の斜視図である。 従来例であるプーリ付き軸受装置の断面図である。

符号の説明

１０ 玉軸受
１１ 外輪
１１ａ 周溝
１２ 内輪
１３ ボール
１４、１５ シール
２０ プーリ
２１ 取り付け部材
２１ａ 中空円筒部
２１ｂ フランジ部
２１ｃ 開口
２２ プーリ本体
３０ 間座
３１ ボルト
４０ カバー部材
１０１ クランクシャフト
１０１ａ クランクギヤ
１０２，１０３ カムシャフト
１０２ａ、１０３ａ カムギヤ
１０２ｂ、１０３ｂ カム
１０４ ウォータポンププーリギヤ
１０５ 歯付きベルト
１０６ プーリ付き軸受装置
１０７ ピストン
１０８ コンロッド
１０９ バルブ

Claims (4)

1. 外輪と、内輪と、両輪間に配置された転動体とを有する転がり軸受と、
   前記外輪に取り付けられたプーリとからなるプーリ付き軸受装置において、
   前記プーリは、前記外輪に嵌合する金属製の取り付け部材と、前記取り付け部材に固定されたプーリ本体とを有することを特徴とするプーリ付き軸受装置。
2. 前記取り付け部材は、前記外輪側から半径方向内方に向かって延在するフランジ状のダストシール部を有することを特徴とする請求項１に記載のプーリ付き軸受装置。
3. 前記取り付け部材は、前記外輪に圧入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプーリ付き軸受装置。
4. 前記取り付け部材は、開口を形成しており、前記プーリ本体は前記開口に嵌入していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプーリ付き軸受装置。

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