JP4193042B2

JP4193042B2 - 樹脂製プーリ付き軸受

Info

Publication number: JP4193042B2
Application number: JP2003030482A
Authority: JP
Inventors: 悟村尾
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: JP2004239382A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用エンジン等に採用されている無端ベルトを掛け渡した動力伝達機構に用いられる合成樹脂製プーリ付き転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用エンジンのカムシャフトや補機類は、無端ベルトによる動力伝達によって回転駆動されている。このような無端ベルトを用いた動力伝達機構においては、クランクシャフトに繋がる駆動プーリあるいは補機類等に繋がる従動プーリから外れた無端ベルトの一部に、樹脂製のアイドラプーリやガイドプーリ、あるいはテンションプーリ等を設け、これらに無端ベルトを掛け渡すことによって、駆動プーリおよび従動プーリに対する巻き付け角度の維持や張力の付与を行っている。
【０００３】
図２は、従来の樹脂製プーリ付き軸受を軸方向から見た正面図であり、図３は図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
この樹脂製プーリは、図２に示すように、同心状に配置された外側円筒部１と、内側円筒部２と、これら外側円筒部１と内側円筒部２とを一体に連結する環状円板部３を主体として形成されている。また、この環状円板部３の両端面には、このプーリの径方向に沿って外側円筒部１と内側円筒部２とを連結する複数の放射状補強リブ５，５，・・・が形成されている。なお、この樹脂製プーリの内側円筒部（ボス部）２の内周には、このプーリを回転自在に支持する転がり軸受（玉軸受Ｂ等）が配置されているとともに、外側円筒部１の外周面１ｘには、図示しない無端ベルト等が掛け渡されることとなる。
【０００４】
図３の一部断面図に示すように、ベルト転走面（外周面１ｘ）を有する外側円筒部１は、内側円筒部２に比べて幅広に形成されているとともに、これら径方向に離間した外側円筒部１と内側円筒部２との間に配置された環状円板部３は、外側円筒部１の軸方向中央から内側円筒部２の軸方向中央にかけて形成されている。また、環状円板部３の端面に配置された補強リブ５，５は、外側円筒部１の内周面１ｙと内側円筒部２の外周面１ｘの端部間に形成されており、一方の端面３ａ側の補強リブ５と他方の端面３ｂ側の補強リブ５とは、周方向に同位相となる位置に、それぞれが対となるように形成されている。
【０００５】
以上のような構成の樹脂製プーリの材質としては、例えばガラス繊維などの強化繊維を配合したポリアミド樹脂等を用いたものが採用されており、この例におけるプーリのように、転がり軸受の外輪外周面に射出成形することにより一体に形成されているものが多い。
【０００６】
なお、樹脂製プーリは成形後に収縮を起こすことが知られているが、内側円筒部に比べ径が大きくかつ肉薄の外側円筒部は、補強リブによって支えられている部位（支持部位）と支えられていない部位（非支持部位）との収縮率が異なり、成形後の放冷によって真円度が悪化してしまう場合がある。そのため、この外側円筒部における周方向の収縮率差を緩和すべく、環状円板部に配置される補強リブの形状及び配置に関し、種々の提案及び考案等がなされている（例えば、特許文献１および特許文献２等を参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
実開平４−１０６５５１号公報
【特許文献２】
実用新案登録第２５１６８８７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような樹脂製プーリ付き軸受においては、回転中に振動や異音等が発生し、その寿命が低下してしまう場合があることが、以前より指摘されている。
【０００９】
従来の放射状補強リブを有する樹脂製プーリにおいては、プーリの外側円筒部の剛性が、補強リブによって支えられている部位（支持部位）と支えられていない部位（非支持部位）とで異なり、ベルトからの荷重（応力）が、これら補強リブと内側円筒部（ボス部）との結合点に集中してしまうことが知られている。また、これら支持部位と非支持部位との間には、補強リブの有無による熱膨張率の差が生じるため、ベルトとの摩擦熱あるいは軸受の発熱等によって、上述の荷重の集中が使用時により顕著になってしまう場合もある。
【００１０】
このような内側円筒部に対する荷重の周方向の偏在化が起こると、この樹脂製プーリの回転を支持する転がり軸受の外輪が、その荷重の分布に倣った変形を起こしてしまい、それと同時に内部の外輪軌道も変形してしまうことが確認されている。この外輪軌道の変形は、プーリ自身の角速度変動による振動や軸受からの異音の発生等のトラブルを招くばかりでなく、プーリや転がり軸受の寿命を縮めてしまうことにもなりかねない。
【００１１】
この問題を解決すべく、例えば樹脂製プーリ各部の肉厚を調整したり、多数の放射状補強リブを形成したりする方法が検討されているが、これらの方法は、材料費や設備等費等の上昇及び工数の増加等を招き、樹脂製プーリ付き軸受の製造コストを上昇させてしまう。
【００１２】
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、プーリに多数の補強リブを必要とせず、簡易なリブ構成で回転時の振動や異音の発生等を防止することのできる樹脂製プーリ付き軸受を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、互いに同心状に設けられた外側円筒部と内側円筒部と、これら外側円筒部と内側円筒部とを連結する環状円板部と、この環状円板部の両端面にそれぞれ配置された複数の補強リブとが、樹脂を用いて一体に成形されてなる樹脂製プーリの内周に転がり軸受を配置した樹脂製プーリ付き軸受において、前記プーリの補強リブは、周方向に隣り合う補強リブどうしが、該プーリの径方向に対し互いに逆方向に傾斜するように形成されているとともに、この傾斜によって接近するこれら補強リブの外径側端部どうし及び内径側端部どうしが、それぞれ前記プーリの外側円筒部の内周面上及び前記内側円筒部の外周面上で、互いに結合されていることを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記プーリの補強リブの配置として、前記環状円板部における一方の端面側の補強リブと、他方の端面側の補強リブが、互いにプーリ周方向の位相をずらして形成されている構成を好適に採用することができる。（請求項２）
【００１５】
本発明は、樹脂製プーリの環状円板部を補強するリブどうしの間に、三角形状で構成した剛接構造（ラーメン構造）を形成することにより、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１６】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、プーリの外側円筒部と内側円筒部との間に、径方向に対して傾斜し、かつ、互いに端部を接続しあう補強リブ構造を形成したことにより、この樹脂製プーリは、ベルトから加わる径方向の応力を周方向に分散して支持することができる。また、このプーリのリブ構造は、ベルトから加わる応力の径方向のベクトル成分だけではなく、接線方向のベクトル成分も支持することができることから、補強リブと内側円筒部との結合点にかかる応力を緩和する効果もある。従って、本発明の樹脂製プーリ付き軸受は、プーリ周方向に多数の補強リブを形成する従来の構成に比べ、少数のリブ構成で、このプーリを支持する転がり軸受の局部的な変形が抑えられ、この変形に起因する回転時の振動や異音等の発生を防止することができる。
【００１７】
また、これらの補強リブを、プーリの環状円板部の一方の端面側と他方の端面側でプーリ周方向の位相が異なるように形成した場合は、内側円筒部におけるベルトからの荷重を支える点が倍増し、応力の更なる分散支持が可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態における樹脂製プーリ付き軸受を軸方向から見た正面図である。なお、従来例と同様の機能を有する構成部材には、同じ符号を付記する。
【００１９】
この樹脂製プーリ付き軸受のプーリも、従来例と同様、同心状に配置された外側円筒部１と、内側円筒部２と、これら外側円筒部１と内側円筒部２とを一体に連結する環状円板部３を主体として形成されている。また、この環状円板部３の両端面には、このプーリの径方向に沿って外側円筒部１と内側円筒部２とを連結する複数の直線状補強リブ４，４，・・・が形成されている。なお、この樹脂製プーリの内側円筒部（ボス部）２の内周にも、従来例と同様の転がり軸受（玉軸受Ｂ）が配置されているとともに、外側円筒部１の外周面１ｘには、図示しない無端ベルト等が掛け渡されることとなる。
【００２０】
本実施の形態における樹脂製プーリ付き軸受の特徴は、周方向に隣り合うプーリの補強リブ４，４どうしが、プーリの径方向に対し互いに逆方向に傾斜するように形成されているとともに、これら補強リブ４，４の外径側端部４ａ，４ａどうし及び内径側端部４ｂ，４ｂどうしが、それぞれ外側円筒部１の内周面１ｙ上及び内側円筒部２の外周面２ｘ上で互いに結合され、剛接構造を形成している点である。また、図中実線で示した環状円板部３の一方の端面（３ａ）側の補強リブ４と、図中隠れ線で示した他方の端面（３ｂ）側の補強リブ４とは、周方向の位相がお互いに異なるように形成されている。
【００２１】
以上の補強リブ構成により、この樹脂製プーリは、ベルトからの荷重が補強リブ４と内側円筒部２の結合点に集中することなく、その応力を周方向に分散させて支持することができる。従って、本実施の形態における樹脂製プーリ付き軸受は、内周に配置された転がり軸受の外輪軌道に局部的な変形の発生がなく、回転時の振動や異音等の発生が防止される。
【００２２】
また、この補強リブ構成によって、外側円筒部１の周方向の剛性差が緩和されることから、プーリの補強リブ４によって支えられている部位（支持部位）と支えられていない部位（非支持部位）との剛性の差が小さくなる。従って、本実施の形態における樹脂製プーリ付き軸受は、成形後の放冷による外側円筒部１の真円度の悪化を防止する効果も併せて奏することができる。
【００２３】
【００２４】
なお、本発明の樹脂製プーリを構成する合成樹脂材料は特に限定されず、例えば、ポリアミド６樹脂、ポリアミド６−６樹脂、フェノール樹脂あるいはポリアセタール樹脂等を使用することができる。また、これらの合成樹脂には、必要に応じてガラス繊維等の強化繊維を混合しても良い。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の樹脂製プーリ付き軸受によれば、プーリの外側円筒部と内側円筒部との間に、三角形状で構成した補強リブによる剛接構造を形成することにより、プーリの周方向に多数の補強リブを形成する従来の構成に比べ、少数のリブ構成で転がり軸受回転時の振動や異音等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における樹脂製プーリ付き軸受を軸方向から見た正面図である。
【図２】従来の樹脂製プーリ付き軸受を軸方向から見た正面図である。
【図３】従来の樹脂製プーリ付き軸受におけるプーリの補強リブ構成を示す一部断面図である。
【符号の説明】
１外側円筒部
１ｘ外周面
１ｙ内周面
２内側円筒部
２ｘ外周面
２ｙ内周面
３環状円板部
３ａ，３ｂ端面
４補強リブ
４ａ外径側端部
４ｂ内径側端部
５補強リブ
Ｂ玉軸受

Claims

互いに同心状に設けられた外側円筒部と内側円筒部と、これら外側円筒部と内側円筒部とを連結する環状円板部と、この環状円板部の両端面にそれぞれ配置された複数の補強リブとが、樹脂を用いて一体に成形されてなる樹脂製プーリの内周に転がり軸受を配置した樹脂製プーリ付き軸受において、
前記プーリの補強リブは、周方向に隣り合う補強リブどうしが、該プーリの径方向に対し互いに逆方向に傾斜するように形成されているとともに、この傾斜によって接近するこれら補強リブの外径側端部どうし及び内径側端部どうしが、それぞれ前記プーリの外側円筒部の内周面上及び前記内側円筒部の外周面上で、互いに結合されていることを特徴とする樹脂製プーリ付き軸受。
前記プーリの環状円板部における一方の端面側の前記補強リブと、他方の端面側の前記補強リブが、互いにプーリ周方向の位相をずらして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製プーリ付き軸受。