JP2016114111A - 樹脂プーリ - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化による熱膨張によって転がり軸受の外輪と樹脂成形されたプーリ本体とが相対的に滑るのを効果的に防止することができるようにした樹脂プーリを提供することである。【解決手段】外輪１１の外径面に２本の環状溝１４を軸方向に間隔をおいて設け、その２本の環状溝１４間に形成された環状突出部１５の外径面における軸方向の幅内に周方向に連続する凹凸部１６と、その凹凸部１６における軸方向の少なくとも一側部に環状溝１４内に傾倒する軸方向突起１７とを設ける。外輪１１の外径面上にプーリ本体２０を樹脂成形し、その成形用溶融樹脂を前記凹部１６ａおよび環状溝１４内のそれぞれで侵入固化させて、温度変化による熱膨張によって樹脂成形されたプーリ本体２０が径方向外方に膨張するのを防止する。【選択図】図１

Description

この発明は、自動車エンジンのタイミングベルトや補機駆動用ベルトの移動を案内する樹脂プーリに関する。

タイミングベルトや補機駆動動用ベルトの移動を案内するアイドラプーリには、その重量の軽減およびコストの低減から、転がり軸受の外輪外径面上に合成樹脂からなるプーリ本体を成形した樹脂プーリが広く採用されている。

上記樹脂プーリにおいては、転がり軸受における外輪の素材とプーリ本体の素材とでは線膨張係数が相違するため、温度上昇による熱膨張量の差によってプーリ本体による外輪保持力が低下し、外輪とプーリ本体との間で相対的な滑り（クリープ）が生じる可能性がある。

近年では、二酸化炭素の排出量を削減するため、車両の停止時にエンジンを停止し、アクセルペダルの踏み込みによる車両の発進時にエンジンを瞬時に始動させるＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）のアイドルストップ機構が搭載されたエンジンが提案されている。

上記のようなアイドルストップ機構が搭載された自動車においては、アイドラプーリが加減速する回数が急激に増加するため、外輪の外径面に偏心溝や螺旋溝を形成する簡易的な滑り止めでは外輪とプーリ本体の相対的な滑りを防止することはできない。

ここで、外輪の外径面にローレット加工を施し、そのローレット加工によって形成された凹凸部の凹部内にプーリ本体を成形する溶融樹脂が侵入し、その固化によって形成された突起部と凹凸部の凸部との周方向の係合によって外輪とプーリ本体の相対的な滑りを防止することが提案されている（特許文献１乃至３参照）。

特開２００８−２４９１３１号公報 特開平１１−１４８５５０号公報 実開昭４６−００６２４８号公報

ところで、特許文献１乃至３に記載されたローレット加工による滑り止めにおいては、突起部と凸部が周方向のみで係合する構造であるため、周方向に対する係合力が強いものの、その回り止め部においてプーリ本体の径方向への膨張を阻止することができない。

このため、プーリ本体と外輪とが温度変化によって膨張した際、その膨張量の差によってプーリ本体による外輪保持力が弱まり、加減速が頻繁に行われるアイドルプーリとしての採用においては、外輪とプーリ本体が早期に相対的に滑りを生じる可能性がある。

この発明の課題は、温度変化による熱膨張によって転がり軸受の外輪と樹脂成形されたプーリ本体とが相対的に滑るのを効果的に防止することができるようにした樹脂プーリを提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、転がり軸受の外輪外径面上に合成樹脂からなるプーリ本体が成形された樹脂プーリにおいて、前記外輪の外径面に２本の環状溝を軸方向に間隔をおいて設け、その２本の環状溝間に形成された環状突出部の外径面における軸方向の幅内に周方向に連続する凹凸部と、その凹凸部における軸方向の少なくとも一側部に環状溝内に傾倒する軸方向突起とを設けて、プーリ本体の成形用溶融樹脂を前記凹部および環状溝内のそれぞれで侵入固化させた構成を採用したのである。

ここで、周方向に連続する凹凸部は、例えばローレット加工によって形成され、その形状は、軸方向の両端が端壁で閉塞されたものであってもよく、あるいは、軸方向の一端が開口し、他端が端壁で閉塞されたものであってもよい。

上記のように、軸方向端に端壁を有する凹部をローレット加工によって形成することにより、肉の逃げによって端壁が環状溝内に傾倒して軸方向突起が形成されることになる。その軸方向突起の形成により、外輪とプーリ本体とが温度変化により膨張した際、プーリ本体の径方向外方への熱膨張を軸方向突起によって阻止することができ、プーリ本体による外輪保持力が低減するのを防止することができる。

また、凹部内に侵入する溶融樹脂の固化によって形成される突起部は凹凸部の凸部と周方向で係合するため、外輪とプーリ本体の相対的な滑りを効果的に防止することができる。

ここで、ローレット加工によって形成される軸方向突起の突出量はローレット加工具の歯形の山と谷とで相違し、山の部分では突出量が多く、谷の部分で少なくなるため、軸方向突起は周方向で波を打ち、回り止めとしての機能も発揮する。このため、凹凸部と軸方向突起の双方で外輪とプーリ本体の相対的な回り止めとすることができ、相対的な滑りをより効果的に防止することができる。

この発明に係る樹脂プーリにおいて、凹凸部における凹部および凸部のそれぞれの軸方向と直交する方向の断面形状は三角形とされたものであってもよく、あるいは、台形とされたものであってもよい。凹部および凸部を台形とすると、プーリ本体を成形する溶融樹脂が侵入し易くなり、回転方向の滑り防止効果の向上を図ることができる。

この発明においては、上記のように、プーリ本体の径方向外方への熱膨張を軸方向突起によって阻止することができるため、プーリ本体による外輪保持力が低減するのを防止することができる。このため、転がり軸受の外輪と樹脂成形されたプーリ本体の相対的な周方向への滑りを凹部内に侵入固化して形成された突起部と凹凸部における凸部の周方向の係合によって効果的に防止することができ、耐久性に優れた樹脂プーリを得ることができる。

この発明に係る樹脂プーリの実施の形態を示す縦断面図 図１の転がり軸受の外輪とプーリ本体の回り止め部を拡大して示す断面図 図２のIII-III線に沿った断面図 外輪の一部を示す斜視図 転がり軸受の外輪とプーリ本体の回り止め部の他の例を示す断面図 図５のVI-VI線に沿った断面図 図５に示す外輪の一部を示す斜視図 転がり軸受の外輪とプーリ本体の回り止め部のさらに他の例を示す断面図 図８に示す外輪の一部を示す斜視図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、樹脂プーリは、転がり軸受１０と、その転がり軸受１０の外周に設けられたプーリ本体２０とからなる。

転がり軸受１０として、ここでは、外輪１１と内輪１２間にボール１３が組み込まれた深みぞ玉軸受が示されており、その外輪１１の外径面には、図１乃至図４に示すように、２本の環状溝１４が軸方向に間隔をおいて設けられている。

また、２本の環状溝１４間に形成された環状突出部１５の外径面には、その軸方向の幅内で転造によるローレット加工が施されて、周方向に連続する凹凸部１６が設けられている。

凹凸部１６における凹部１６ａおよび凸部１６ｂのそれぞれの軸方向と直交する周方向の断面形状は三角形とされている。凹部１６ａは軸方向の両端が閉塞し、その閉塞端壁を軸方向の両側に有する凹部１６ａを転造によるローレット加工で形成することにより、肉が径方向および軸方向に逃げ、その軸方向への肉の逃げによって凹凸部１６の軸方向の両側に環状溝１４に向けて傾倒する軸方向突起１７が同時に成形される。

このとき、ローレット加工によって形成される軸方向突起１７の突出量はローレット加工具の歯形の山と谷とで相違し、歯の山の部分で突出量が多く、谷の部分で少なくなるため、軸方向突起１７は凹部１６ａの位置での突出量が多くなり、凸部１６ｂでの位置で少なくなって、軸方向突起１７が周方向に波を打つようになる。

プーリ本体２０は合成樹脂の成形品からなる。このプーリ本体２０には、ベルト案内輪２１の内周に環状板部２２が設けられ、その環状板部２２の内周にボス部２３が設けられている。また、ボス部２３の両端部に内向きのフランジ２４が設けられている。

プーリ本体２０は、外輪１１の外径面上において射出成形により成形される。その成形時、溶融樹脂は凹凸部１６の凹部１６ａおよび環状溝１４内に侵入して固化し、凹部１６ａ内での固化によって形成される突起部２０ａは凹凸部１６の凸部１６ｂと周方向で係合し、また、環状溝１４内での固化によって形成される突起部２０ｂは軸方向突起１７と径方向および周方向で係合する。

上記のように、外輪１１に形成された環状突出部１５の軸方向の幅内でローレット加工を施して周方向に連続する凹凸部１６と、その凹凸部１６の軸方向両側部に軸方向突起１７を形成し、その外輪１１の外径面上でプーリ本体２０を樹脂成形することにより、外輪１１とプーリ本体２０とが温度変化により膨張した際、プーリ本体２０の径方向外方への熱膨張を軸方向突起１７と環状溝１４内での固化によって形成される突起部２０ｂの係合によって阻止することができる。このため、プーリ本体２０による外輪１１の保持力が低減することはない。

また、凹部１６ａ内に侵入する溶融樹脂の固化によって形成される突起部２０ａは凹凸部１６の凸部１６ｂと周方向で係合するため、外輪１１とプーリ本体２０の相対的な滑りは効果的に防止されることになる。

図２乃至図４においては、凹凸部１６における凹部１６ａおよび凸部１６ｂのそれぞれの軸方向と直交する周方向の断面形状は三角形としたものを示したがこれに限定されるものではない。例えば、図５乃至図７に示すように、凹部１６ａおよび凸部１６ｂのそれぞれが台形とされたものであってもよい。凹部１６ａおよび凸部１６ｂを台形とすると、プーリ本体２０を成形する溶融樹脂が侵入し易くなり、回転方向の滑り防止効果の向上を図ることができる。

図２乃至図４においては、凹部１６ａとして、軸方向の両端が端壁によって閉塞されたものを示したが、図８および図９に示すように、一端が開口し、他端が端壁によって閉塞されたものであってもよい。また、閉塞端壁は周方向に千鳥に配置されるようにしたものであってもよい。

１０ 転がり軸受
１１ 外輪
１４ 環状溝
１５ 環状突出部
１６ 凹凸部
１６ａ 凹部
１６ｂ 凸部
１７ 軸方向突起
２０ プーリ本体

Claims (3)

1. 転がり軸受（１０）の外輪（１１）外径面上に合成樹脂からなるプーリ本体（２０）が成形された樹脂プーリにおいて、
   前記外輪（１１）の外径面に２本の環状溝（１４）を軸方向に間隔をおいて設け、その２本の環状溝（１４）間に形成された環状突出部（１５）の外径面における軸方向の幅内に周方向に連続する凹凸部（１６）と、その凹凸部（１６）における軸方向の少なくとも一側部に環状溝（１４）内に傾倒する軸方向突起（１７）とを設けて、プーリ本体（２０）の成形用溶融樹脂を前記凹部（１６ａ）および環状溝（１４）内のそれぞれで侵入固化させたことを特徴とする樹脂プーリ。
2. 前記凹凸部（１６）における凹部（１６ａ）および凸部（１６ｂ）のそれぞれの軸方向と直交する方向の断面形状を三角形とした請求項１に記載の樹脂プーリ。
3. 前記凹凸部（１６）における凹部（１６ａ）および凸部（１６ｂ）のそれぞれの軸方向と直交する方向の断面形状を台形とした請求項１に記載の樹脂プーリ。

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