JP2009174641A

JP2009174641A - プーリ

Info

Publication number: JP2009174641A
Application number: JP2008014010A
Authority: JP
Inventors: 和生 ▲濱▼田; Kazuo Hamada; Hiroshi Ueno; 弘上野; Kunio Yanai; 邦夫柳井; Masanori Shinohara; 正則篠原; Takao Uno; 共生宇野
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2009-08-06

Abstract

【課題】プーリの外周面の真円度を向上させる。
【解決手段】プーリ１０は、外周面にベルトが巻掛けられる樹脂製の外側円筒部２０と、この外側円筒部２０の径方向内側に同軸心状に配置され、内周面に転がり軸受が装着される樹脂製の内側円筒部２１と、前記外側円筒部２０の内周面と前記内側円筒部２１の外周面とを連結する複数のリブ２２とを備える。リブ２２は、径方向の仮想線に対して周方向に傾斜して設けられた金属製の板バネ部材からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車エンジンにおけるクランクシャフトと補機との間のベルト伝動系においてベルトをガイドするアイドラ等として用いられるプーリに関する。

自動車において、オルタネータ等の補機にエンジンの回転動力を伝達するためのベルト伝動系には、ベルトをガイドするアイドラプーリが設けられている。近年、このアイドラプーリには、軽量化やコストダウンのために樹脂製のものが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

図４（ａ）は従来の樹脂製プーリの上半分を示す側面図、図４（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。従来の樹脂製プーリ１１０は、外周面に伝動ベルトが巻掛けられる外側円筒部１２０と、この外側円筒部１２０の径方向内側に同軸心状に配置され、内周面に転がり軸受１１１が装着される内側円筒部１２１と、この内側円筒部１２１と外側円筒部１２０とを軸方向中央において相互に連結する円板部１２３と、円板部１２３の軸方向両側において、内側円筒部１２１と外側円筒部１２０とを相互に連結する複数のリブ１２２とを備えている。外側円筒部１２０、内側円筒部１２１、円板部１２３、及びリブ１２２は、転がり軸受１１１をインサートした状態で射出成形によって一体成形される。

特開平７−６３２４９号公報

図４に示す樹脂製プーリ１１０は、リブ１２２が径方向に向けて放射状に形成され、円板部１２３も径方向に向けて形成されているので、外側円筒部１２０に対してリブ１２２及び円板部１２３が垂直に突っ張った状態となる。そのため、ベルトから外側円筒部１２０へ荷重が付与されると、リブ１２２や円板部１２３との接合部近傍で外側円筒部１２０に応力が集中しやすくなる。また、ベルトからの衝撃や振動は、外側円筒部１２０からリブ１２２を介して内側円筒部１２１に殆ど緩和されずに伝わるので、転がり軸受１１１が大きな衝撃や振動を受け得る。そのため、転がり軸受１１１に白層剥離等の損耗が生じやすく、寿命が低下する可能性がある。

一方、図４に示す樹脂製プーリ１１０は、外側円筒部１２０に対してリブ１２２が垂直に突っ張った状態となっているので、射出成形の際にリブ形成部分とリブ間とで外側円筒部１２０の外周面に凹凸が生じやすく、真円度が悪化する。外側円筒部１２０の外周面にはベルトが巻掛けられるため、当該外周面の真円度の悪化は、騒音の発生やベルトの耐久性低下の原因となる。

また、図４に示す樹脂製プーリ１１０には円板部１２３が形成されているので、樹脂製プーリ１１０に対する軸方向の空気の流れが円板部１２３により遮断されてしまう。そのため、樹脂製プーリの放熱性が低下し、転がり軸受１１１内に注入されたグリースが熱影響により劣化し易くなる。

本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、プーリの衝撃や振動の吸収作用を高めることを主たる目的とする。

本発明のプーリは、外周面にベルトが巻掛けられる樹脂製の外側円筒部と、この外側円筒部の径方向内側に同軸心状に配置された樹脂製の内側円筒部と、前記外側円筒部の内周面と前記内側円筒部の外周面との間に配置された複数のリブとを備えており、
前記リブが、軸方向視で径方向の仮想線に対して周方向に傾斜して設けられた金属製の板バネ部材からなることを特徴とする。

この構成によれば、リブが金属製の板バネ部材から形成されるとともに、径方向の仮想線に対して周方向に傾斜して設けられているので、従来技術（図４参照）のように外側円筒部に対してリブが垂直に突っ張った状態にならず、ベルトからの荷重が外側円筒部に付与されたときに、リブとの接合部分で外側円筒部に応力が集中しにくく、応力を分散することができる。さらに、ベルトから伝わる衝撃や振動によってリブ自身が撓みやすくなり、衝撃や振動をリブによって吸収することができる。そのため、プーリの破損を防止し、耐久性を向上することができる。また、プーリの内側円筒部に転がり軸受が装着されている場合には、この転がり軸受の耐久性も向上することができる。

また、本発明では、外側円筒部と内側円筒部とが樹脂製で、リブが金属製であるため、それぞれを個別に形成したうえで組み立てにより一体化することが可能となる。そのため、外側円筒部をほぼ均等な厚さの筒体とすることができ、射出成型時に外周面に凹凸が生じにくくなる。したがって、外側円筒部の真円度を向上することができる。

周方向に隣接する前記リブの間には、軸方向に貫通する空孔部が形成されていることが好ましい。この構成によりプーリの放熱性を高めることができる。したがって、プーリに転がり軸受が装着されている場合には、転がり軸受に供給された潤滑剤に対する熱影響を少なくし、潤滑剤の寿命を延ばすことができる。

周方向に隣接する前記リブは、互いに逆向きに傾斜するように配置されていることが好ましい。
前記リブの径方向外端部は、径方向外方へ向かうほど径方向の仮想線に対する傾斜角度が大きくなるように形成されていることが好ましい。また、前記リブの径方向内端部は、径方向内方へ向かうほど径方向の仮想線に対する傾斜角度が大きくなるように形成されていることが好ましい。これらの構成によって、応力の分散効果、及び衝撃や振動の吸収効果を更に高めることができる。

本発明によれば、プーリの衝撃や振動の吸収作用を高めることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るプーリの側面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。プーリ１０は、転がり軸受１１とプーリ本体１２とからなる。転がり軸受１１は、内輪１４と、外輪１５と、内輪１４及び外輪１５の間に転動可能に配置された複数の玉（転動体）１６と、複数の玉１６を保持する保持器１８と、内輪１４と外輪１５との間の空間部を密封するシール部材１７とを備えている。内輪１４の内周面には、図示しない軸が嵌合され、この軸とプーリ本体１２とが転がり軸受１１を介して相対回転可能とされる。

プーリ本体１２は、外輪１５の外周面に装着されている。プーリ本体１２は、外輪１５の外周面に内周面２１ｂが嵌合された内側円筒部２１と、この内側円筒部２１と同軸心状に配置された外側円筒部２０と、内側円筒部２１と外側円筒部２０との間に設けられ、両者２１，２０を連結する複数のリブ２２とを備えている。外側円筒部２０は射出成形により形成され、内側円筒部２１は、転がり軸受１１をインサートした状態で射出成形により形成されている。複数のリブ２２は、バネ鋼等の金属製の板バネ部材からなる。なお、外側円筒部２０及び内側円筒部２１は、ナイロン等の熱可塑性樹脂を素材として、グラスファイバー等の強化繊維やエラストマ等の添加剤を加えた材料にて成形されている。もっとも、フェノール樹脂等の熱可塑性樹脂に強化繊維や添加剤を加えた材料にて成形することも可能である。

内側円筒部２１の内周面２１ｂの軸方向両側には、径方向内方へ突出する突条２１ｃが全周にわたって形成され、軸方向両側の突条２１ｃの間に外輪１５が嵌合されている。外側円筒部２０の外周面２０ａには、図示しないベルトが巻掛けられ、このベルトの回送に伴ってプーリ本体１２が回転する。

図１に示すように、複数のリブ２２は側面視（軸方向視）でジグザグ形状に配置されている。具体的には、図３に示すように、各リブ２２は、径方向に延びる仮想線Ｚ（以下、「径方向線Ｚ」という）に対して周方向一方側に傾斜した第１リブ２２Ａと、周方向他方側に傾斜した第２リブ２２Ｂとからなり、第１，第２リブ２２Ａ、２２Ｂは周方向交互に配置されている。

また、複数のリブ２２は、側面視において全体として正弦波のような波形状に形成されている。各リブ２２は、径方向外端部２２ａ及び径方向内端部２２ｃが円弧状に形成されており、両端部２２ａ，２２ｃの間の中間部２２ｂでは、直線状又は両端部２２ａ，２２ｃよりも緩やかな円弧状に形成されている。
したがって、各リブ２２の径方向外端部２２ａは、径方向外方へ向かうほど径方向線Ｚに対する傾斜角度が大きくなり、各リブ２２の径方向内端部２２ｃは、径方向内方へ向かうほど径方向線Ｚに対する傾斜角度が大きくなっている。

周方向に隣接する第１，第２リブ２２Ａ，２２Ｂは、径方向内端部２２ｃ同士、及び径方向外端部２２ａ同士が直接的に連結され、一体化されている。すなわち、複数のリブ２２は、帯板状の板バネ部材を波形状に屈曲することによって一体形成されている。また、リブ２２と外側円筒部２０及び内側円筒部２１とは、例えば、外側円筒部２０及び内側円筒部２１にリブ２２側へ突出する係合片を一体に形成し、この係合片をリブ２２に形成したスリットや溝に嵌合させることによって連結することができる。逆に、リブ２２に外側円筒部２０及び内側円筒部２１側に突出する係合片を形成し、外側円筒部２０及び内側円筒部２１に係合片を嵌合させるスリットや溝を形成してもよい。

図１に示すように、外側円筒部２０と内側円筒部２１とはリブ２２のみで連結されており、周方向に隣接する第１，第２リブ２２Ａ，２２Ｂの間には、プーリ本体１２を軸方向に貫通する空孔部Ｓが形成されている。

以上の構成において、プーリ本体１２は、外側円筒部２０と内側円筒部２１との間に複数のリブ２２を備え、このリブ２２は、金属製の板バネ部材から形成されるとともに、径方向線Ｚ（図３参照）に対して周方向に傾斜しているので、図４に示す従来技術のように外側円筒部１２０に対してリブ１２２が垂直に突っ張った状態にならない。そのため、ベルトからの荷重が外側円筒部２０に付与されたときに、リブ２２との接合部分で外側円筒部２０に応力が集中しにくくなり、応力が分散される。さらに、ベルトから伝わる衝撃や振動によってリブ２２自身が径方向に撓みやすくなるので、弾力性が増し、当該衝撃及び振動をリブ２２によって好適に吸収することができる。そのため、プーリ本体１２や転がり軸受１１の破損を防止し、耐久性を向上することができる。
なお、図３に示すように、リブ２２は、径方向外端部２２ａが円弧状に形成され、径方向外方へ向かうほど傾斜角度が大きく外側円筒部２０に沿うように形成されているので、上述の応力の分散作用や、衝撃及び振動の吸収作用をより高めることができる。

また、外側円筒部２０と内側円筒部２１とは樹脂製であるが、リブ２２は金属製であり、これらはそれぞれ個別に形成された後、組み立てることによって一体化される。そのため、外側円筒部２０はほぼ均等な厚さの筒体とすることができ、射出成型時に外周面に凹凸が生じにくくなり、真円度を向上することができる。

プーリ本体１２には、軸方向に貫通するように空孔部Ｓが形成されているので、プーリ本体１２の放熱性を高めることができる。そのため、転がり軸受１１内に封入されたグリースが熱により劣化するのを防止し、グリースの寿命を延ばすことができる。また、プーリ本体１２は、図４に示すような円板部１２３を備えていないので、軽量化を図ることができる。

本発明は、上記実施の形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、上記実施の形態では、リブの径方向外端部及び径方向内端部は円弧状に形成されているが、中間部とともに一直線状に形成されていてもよい。ただし、応力の分散作用や、衝撃及び振動の吸収作用をより高めるためには、上記実施の形態のように、リブの径方向外端部及び内端部を円弧状とし、全体を波形状に形成するのが好ましい。また、複数のリブ２２は、互いに一体化されずに、それぞれ分離した状態で外側円筒部２０及び内側円筒部２１に連結されていてもよい。

また、本発明のプーリ１０は、内側円筒部２１の内周面に転がり軸受１１を装着したものとなっているが、内側円筒部２１の内周側にボス部を形成し、このボス部を直接的に回転軸（例えば、エンジンのクランク軸等）に固定するものであってもよい。

本発明の実施の形態に係るプーリの側面図である。図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図１のプーリの要部の拡大側面図である。図４（ａ）は従来の樹脂製プーリの上半分を示す側面図、図４（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。

符号の説明

１０プーリ
１１転がり軸受
１２プーリ本体
２０外側円筒部
２１内側円筒部
２２リブ
Ｓ空孔部

Claims

外周面にベルトが巻掛けられる樹脂製の外側円筒部と、この外側円筒部の径方向内側に同軸心状に配置された樹脂製の内側円筒部と、前記外側円筒部の内周面と前記内側円筒部の外周面との間に配置された複数のリブとを備えており、
前記リブが、軸方向視で径方向の仮想線に対して周方向に傾斜して設けられた金属製の板バネ部材からなることを特徴とするプーリ。
周方向に隣接する前記リブの間に、軸方向に貫通する空孔部が形成されている請求項１に記載のプーリ。
周方向に隣接する前記リブが互いに逆向きに傾斜するように配置されている請求項１又は２に記載のプーリ。