JP5625817B2 - Resin pulley - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂製プーリに関し、例えば自動車のエンジンまわりの補機を駆動する無端ベルトやタイミングベルトに所望の張力を付与するためのアイドラプーリ又はオートテンショナプーリとして使用される樹脂製プーリに関するものである。 The present invention relates to a resin pulley, for example, a resin pulley used as an idler pulley or an auto tensioner pulley for applying a desired tension to an endless belt or timing belt for driving an auxiliary machine around an automobile engine. is there.
従来より、自動車等の補機駆動機構には、例えば、アイドラプーリやオートテンショナプーリのような軸受の外輪に樹脂部材を射出成形した樹脂製プーリが用いられている。この種の樹脂製プーリは、内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、これら両軌道溝との間に配置される転動体とを有する転がり軸受を備え、樹脂部材が転がり軸受の外輪外周部に成形されている。樹脂部材は、外径側円筒部と、内径側円筒部と、外径側円筒部と内径側円筒部との間に配設される円板部と、この円板部の両平面上に放射状に配設されると共に外径側円筒部と内径側円筒部とを接続する複数のリブと、を有している。 2. Description of the Related Art Conventionally, resin pulleys in which a resin member is injection-molded on an outer ring of a bearing, such as an idler pulley or an auto tensioner pulley, have been used in an accessory drive mechanism such as an automobile. This type of resin pulley includes a rolling bearing having an outer ring having an outer ring raceway groove on an inner peripheral surface, an inner ring having an inner ring raceway groove on an outer peripheral surface, and rolling elements disposed between the both raceway grooves. The resin member is formed on the outer ring outer peripheral portion of the rolling bearing. The resin member includes an outer diameter side cylindrical portion, an inner diameter side cylindrical portion, a disk portion disposed between the outer diameter side cylindrical portion and the inner diameter side cylindrical portion, and radial surfaces on both planes of the disk portion. And a plurality of ribs for connecting the outer diameter side cylindrical portion and the inner diameter side cylindrical portion.
転がり軸受の外輪に樹脂部材を成形するためには、一般的にインサート成形による射出成形方法が行われている。具体的には、軸受を射出成形装置の成形用金型内に配置した後、このキャビティ内にゲートを通して溶融樹脂を注入・充填することにより射出成形が行われている。そして、このキャビティ内に充填された溶融樹脂が冷却されることにより、前述の樹脂部材が軸受の外輪に成形されることになる。次いで、金型が開かれて、樹脂製プーリが取り出されて製品となる。 In order to mold a resin member on the outer ring of a rolling bearing, an injection molding method by insert molding is generally performed. Specifically, injection molding is performed by placing a bearing in a molding die of an injection molding apparatus and then injecting and filling molten resin into the cavity through a gate. And the above-mentioned resin member is shape | molded by the outer ring | wheel of a bearing by cooling the molten resin with which this cavity was filled. Next, the mold is opened, and the resin pulley is taken out to become a product.
上述の様な樹脂部材を射出成形する事により得られる樹脂製プーリの場合、従来から広く使用されている金属板にプレス加工を施して造るプレスプーリに比べて、軽量化とコスト低減とを図れることができる。一方、射出成形時のキャビティ内における冷却速度のバラツキによる変形又は、溶融樹脂が合流して融着した部分(以下、ウェルド部)による凸凹が生じ、樹脂製プーリの形状精度を確保するのが難しい。より具体的には、樹脂製プーリの外周面の真円度が悪化するため、ベルトの走行に伴って、樹脂製プーリの外周面とベルトの周面とが衝突して(互いに叩き合って)、比較的高い周波数を伴う噛み合い音が生じる可能性がある。
樹脂製プーリの性能としては、例えば、自動車部品などのベルト案内などの用途から、真円度が良い、或いは射出成形時に形成されてしまう突起がないなど安定的な形状であること、そして、溶融樹脂が均等に充填されて材質的(強度)に均一であること、などが主に求められている。
In the case of a resin pulley obtained by injection molding of the resin member as described above, weight reduction and cost reduction can be achieved compared to a press pulley that is manufactured by pressing a metal plate that has been widely used conventionally. be able to. On the other hand, deformation due to variations in the cooling rate in the cavity during injection molding or unevenness due to a portion where the molten resin has joined and fused (hereinafter referred to as a weld portion) occurs, making it difficult to ensure the accuracy of the shape of the resin pulley. . More specifically, since the roundness of the outer peripheral surface of the resin pulley deteriorates, the outer peripheral surface of the resin pulley and the peripheral surface of the belt collide (hit each other) as the belt travels. A meshing sound with a relatively high frequency may occur.
As for the performance of resin pulleys, for example, for applications such as belt guides for automobile parts, etc., the roundness is good or the shape is stable such that there are no protrusions formed during injection molding, and melting It is mainly required that the resin is uniformly filled and the material (strength) is uniform.
樹脂製プーリの真円度改善の先行技術として、特許文献1では、リブ厚さよりも円輪状板部の厚さを大きくすることで、射出成形時に円輪状板部に流れる樹脂の流動がリブ部よりも先行して流れることにより、外径円筒部のウェルド部による凸凹を小さく抑えることが開示されている。一方、特許文献2には、プーリ内径円筒部厚さを円板部厚さよりも大きくすることで、射出成形時には先行して内径円筒部に樹脂が充填された後、リブ部や円板部を通して外形円筒部に樹脂が流入するという成形方法が開示されている。
As a prior art for improving the roundness of a resin pulley, in
しかしながら、特許文献1に記載された樹脂製プーリは、コスト削減の為にゲート点数を少なくした場合には溶融樹脂の流動が不均一となり、真円度が悪化するという問題があった。また、プーリ外周面の真円度改善のために射出圧力を高くした場合、溶融樹脂を注入するゲートが転がり軸受の外輪の近傍に設けられているので、不均一で大きな圧力を受けた外輪の真円度が崩れるため、転がり軸受の回転精度・寿命が悪化するという問題があった。
However, the resin pulley described in
本発明は、ゲート点数を少なくした構成でありながら効率的に溶融樹脂をキャビティ内に充填して、樹脂部材の成形安定性を向上させることができ、プーリ外周面の真円度が向上した樹脂製プーリを提供することを目的とする The present invention is a resin in which the molten resin is efficiently filled into the cavity while improving the roundness of the outer peripheral surface of the pulley by efficiently filling the cavity with the molten resin while having a reduced number of gates. Aim to provide a pulley made of
上記問題を解決するために、本発明の樹脂製プーリは、互いに同心に設けられた内径側円筒部及び外径側円筒部と、これら内径側円筒部と外径側円筒部との間に設けられた円板部と、前記円板部の両側面に等間隔で放射状に設けている複数のリブとを備え、上記内径側円筒部をラジアル転がり軸受を構成する外輪の周囲に、この外輪の外周寄り部分をその内周側にモールドした状態で固設した樹脂製のプーリに於いて、前記円板部は、前記内径側円筒部及び外径側円筒部と同心に形成される円環状肉厚部を有し、前記円環状肉厚部の軸方向一端側には、円周方向等間隔に射出成型時に溶融樹脂を送り込むための複数のゲートを配し、円環状肉厚部の軸方向幅をAA、円環状肉厚部の径方向幅をAR、円板部の軸方向幅をBA、リブの周方向幅をRC 、ゲートの直径をGDとした時、下記の式を満たすことを特徴とする。
AA>BA
AA>RC
AR>GD
本発明の樹脂製プーリは、円環状肉厚部の軸方向幅を板部の軸方向幅及びリブの周方向幅よりも厚くすることにより、ゲートから注入された溶融樹脂が円環状肉厚部から充填され、その後リブ部、プーリの外径側円筒部及び内径側円筒部に充填されるので、ゲート点数が少ない場合でも、リブ間毎にゲートを設ける全点ゲートの場合と同程度の真円度を得ることが出来る。
In order to solve the above problems, the resin pulley of the present invention is provided between an inner diameter side cylindrical portion and an outer diameter side cylindrical portion provided concentrically with each other, and between the inner diameter side cylindrical portion and the outer diameter side cylindrical portion. And a plurality of ribs provided radially at equal intervals on both side surfaces of the disk portion, and the inner diameter side cylindrical portion is disposed around the outer ring constituting the radial rolling bearing. In a resin pulley fixed in a state where a portion near the outer periphery is molded on the inner periphery side, the disc portion is formed in an annular shape concentric with the inner diameter side cylindrical portion and the outer diameter side cylindrical portion. A plurality of gates for feeding molten resin at the time of injection molding are arranged at equal intervals in the circumferential direction on one end side in the axial direction of the annular thick part. width a a, the radial width of the annular thick portion a R, the axial width of the circular plate portion B a, the circumferential direction of the rib When the width R C, diameter of Gate was G D, characterized by satisfying the following equation.
A A > B A
A A > R C
A R > G D
In the resin pulley of the present invention, the axial thickness of the annular thick portion is made larger than the axial width of the plate portion and the circumferential width of the rib, so that the molten resin injected from the gate is annular thick portion. After that, the rib part, the outer diameter side cylindrical part of the pulley, and the inner diameter side cylindrical part are filled, so even if the number of gate points is small, the trueness is about the same as in the case of all-point gates where gates are provided between ribs. Circularity can be obtained.
さらに、本発明の樹脂製プーリは、各ゲート間にはリブが偶数本存在し、円環状肉厚部の各ゲートからの中間に中間肉厚部を有し、中間肉厚部の軸方向幅をCA、中間肉厚部の径方向幅をCRとした時、下記の式を満たすことを特徴とする。
CA>AA
CR>AR
各ゲートの中間部を円環状肉厚部よりもさらに肉厚とすることにより、ウェルド部による樹脂製プーリの強度低下を防止することができる。
Furthermore, the resin pulley of the present invention has an even number of ribs between the gates, has an intermediate thick portion in the middle from each gate of the annular thick portion, and the axial width of the intermediate thick portion. the C a, when the radial width of the intermediate thick portion was set to C R, and satisfies the following formula.
C A > A A
C R > A R
By making the middle part of each gate thicker than the annular thick part, it is possible to prevent the strength of the resin pulley from being lowered by the weld part.
本発明によれば、転がり軸受の外輪に樹脂部材を射出成形した樹脂製プーリにおいて、円周方向等間隔にゲートが設置された円環状肉厚部を円板部及びリブよりも肉厚にする構成により、ゲートから注入された溶融樹脂が円環状肉厚部から充填され、その後円板部及びリブ内を流動して、プーリ外径側円筒部及び内径側円筒部に充填されることにより、ゲート点数が少なくても、擬似的に全点ゲートと同様の樹脂流動を再現することができるので、全点ゲートと同程度のプーリ外周真円度が得られ、かつコスト削減することができるという効果が有る。また、軸受外輪に不均一な圧力を及ぼすこともないため、軸受外輪の真円度の崩れを最小限とすることができる。 According to the present invention, in a resin pulley in which a resin member is injection-molded on an outer ring of a rolling bearing, an annular thick part having gates installed at equal intervals in the circumferential direction is made thicker than a disk part and a rib. By the configuration, the molten resin injected from the gate is filled from the annular thick part, and then flows in the disk part and the rib, and is filled in the pulley outer diameter side cylindrical part and inner diameter side cylindrical part, Even if the number of gates is small, the same resin flow as that of all-point gates can be reproduced in a pseudo manner, so that the same degree of roundness of the pulley outer circumference as that of all-point gates can be obtained and the cost can be reduced. There is an effect. In addition, since non-uniform pressure is not exerted on the bearing outer ring, the collapse of the roundness of the bearing outer ring can be minimized.
以下、本発明に係る樹脂製プーリの実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
(実施形態)
まず、図1及び図2を参照して、本発明に係る樹脂製プーリの実施形態について説明する。樹脂製プーリ1は、転がり軸受2の外輪4の外周部を樹脂部材9で包み込んだ状態で一体成形されている。転がり軸受2は、内輪3と外輪4とが、保持器6により保持された転動体5,5を介して相対的に回転するものである。
樹脂部材9は、転がり軸受2と同心である外径側円筒部11及び内径側円筒部10と、外径側円筒部11と内径側円筒部10との間に配設される円板部12と、円板部12の両方の平面上に等間隔で放射状に配設されると共に外径側円筒部11と内径側円筒部10とを接続する複数のリブ13とを有する。なお、本実施形態では、複数のリブ13は、円板部12の両方の平面上に設けられているが、これに限定されず、円板部12の片方の平面上のみに設けられていてもよい。
Hereinafter, embodiments of a resin pulley according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment)
First, an embodiment of a resin pulley according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The
The resin member 9 includes an outer diameter side
さらに、円板部12は、外径側円筒部11と内径側円筒部10との中間部分に、軸方向幅を円板部12よりも大きくした円環状肉厚部14を有しており、円環状肉厚部14の軸方向一端側には、円周方向等間隔で各リブ13の中間位置に溶融樹脂を注入するゲート15が設けられている。また、この円環状肉厚部14は外径側円筒部11及び内径側円筒部10と同心の円環形状をしており、円環状肉厚部14の軸方向幅AAは円板部12の軸方向幅BA及びリブ13の円周方向幅RCよりも大きく、円環状肉厚部14の径方向幅ARはゲート15の直径GDよりも大きくしている。
Further, the
次に、本発明の樹脂製プーリの製造方法について説明する。
インサート品である転がり軸受2を成形金型に装填し、図示しない射出装置からの溶融樹脂を、各ゲート15からキャビティ内に注入する。注入された溶融樹脂は円環状肉厚部14内を円周方向に流れ込み、先行して円環状肉厚部14は溶融樹脂により充填される。これは円環状肉厚部14の軸方向幅AAは、円板部12の軸方向幅BA及びリブ13の周方向幅RCに対して相対的に大きく形成されているため、溶融樹脂は抵抗の少ない肉厚の円環状肉厚部14内を進もうとする為である。ただし、溶融樹脂の一部は円板部12又はリブ13内に流れ込む。円環状肉厚部14に溶融樹脂が完全に充填されると、円板部12及びリム13内に流入した溶融樹脂が、外径側円筒部11及び内径側円筒部10内に流動・充填され、樹脂製プーリ1が成形される。
Next, the manufacturing method of the resin pulley of the present invention will be described.
The rolling
以上のように、本発明の樹脂製プーリ1は、円周方向等間隔にゲートを設置する部分を円環状に肉厚にするという構造において、円環状肉厚部14の軸方向幅AA、円板部12の軸方向幅BA、リブ13の周方向幅RCの関係はAA>BA、AA>RCであり、円環状肉厚部14の径方向幅ARとゲート15の直径GDの関係はAR>GDとしている。
これにより、リブ間に設けられたゲート15から注入された溶融樹脂は、まず円環状肉厚部14に充填され、その後円板部12及びリブ13を通り全周に亘って均等に径方向外径側及び内径側に流動するため、ゲート15を各リブ間全てに設置した場合と同様な効果が有り、擬似的に全点ゲートと同様の樹脂流動を再現することができるので、外周面の凹凸を非常に小さく抑えることができる。また、ゲート15の点数を少なくしたことにより、コストを削減することができる。さらに、ゲート15は外径側円筒部11と内径側円筒部10の中間に設けられているので、外輪4は過大な圧力を受けることはなく、しかも圧力は均一であるため、外輪4の真円度を悪化させることはない。
As described above, the
As a result, the molten resin injected from the
本実施形態において、樹脂製プーリ1を構成する樹脂材料として、ポリアミド6、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド66、ポリアミド46、ポリアミド610、ポリアミド612、芳香環を有する芳香族ポリアミド、シクロ環を有する非晶性ポリアミドの単独または複数を混合したもの、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、フェノール樹脂等の熱可塑性樹脂を母材として、ガラス繊維等の強化繊維やタルク、マイカ等のミネラル等の充填剤を添加した複合材料等を使用できる。
In this embodiment, the resin material constituting the
より詳しくは、上記充填剤として、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウムウィスカ等を使用でき、粒子状充填剤として、シリカ(SiO2)やアルミナ(Al2O3)の粒子、炭酸カルシウム(CaO3)、タルク、マイカ、グラファイト等を使用できる。更に、上記充填剤は、それぞれ単独でも使用できるが、繊維系充填剤と粒子状充填剤とを組み合わせた場合には、粒子状充填剤により合成樹脂の体積収縮の異方性を抑制できると共に、繊維系充填剤により機械的強度の低下を抑制する事ができる。 More specifically, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, potassium titanate whisker or the like can be used as the filler, and silica (SiO2) or alumina (Al2O3) particles, calcium carbonate (CaO3) can be used as the particulate filler. , Talc, mica, graphite, etc. can be used. Furthermore, each of the above fillers can be used alone, but when a fibrous filler and a particulate filler are combined, the particulate filler can suppress the volume shrinkage anisotropy of the synthetic resin, The decrease in mechanical strength can be suppressed by the fiber filler.
(変形例)
次に、図3及び図4を参照して、本発明に係る樹脂製プーリの変形例について説明する。なお、前記実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。
本変形例の樹脂製プーリ1aは、円環状肉厚部14に中間肉厚部16を有している。この中間肉厚部16は、各ゲート15の周方向中間位置に形成され、各ゲート15の間にはリブ13が偶数本存在している。
(Modification)
Next, a modification of the resin pulley according to the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the same or equivalent parts as those of the above embodiment are given the same or equivalent reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted or simplified.
The
各ゲート15の間にリブ13が偶数本存在しているので、ウェルドが発生する各ゲート15の中間部にはリブ13が存在せず、中間肉厚部16を成形することができる。中間肉厚部16の軸方向幅CAと円環状肉厚部14の軸方向幅AAの関係はCA>AAであり、中間肉厚部16の径方向幅CRと円環状肉厚部14の径方向幅ARの関係はCR>ARとしている。以上の構造により、リブ13の間に設けられたゲート15から注入された溶融樹脂は円環状肉厚部14から充填され、その後円板部12及びリブ13内を流動して、外径側円筒部11及び内径側円筒部10に充填されることにより、ゲート点数が少なくても、全点ゲートと同様の樹脂流動を再現することができるので、全点ゲートと同程度のプーリ外周真円度が得られ、かつコストを削減することができる。さらに、ウェルド部を肉厚にすることにより、樹脂製プーリの強度低下を防止することができる。
なお、その他の構成及び作用効果については、前述の実施形態と同様である。
Since there are an even number of
In addition, about another structure and an effect, it is the same as that of the above-mentioned embodiment.
なお、本発明は前述した実施形態及び変形例に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。
例えば、上記実施形態では、軸受として玉軸受を例に説明したが、これに限らず、外輪に対して樹脂部材を固着させる必要がある軸受であれば、本発明を適用してもよい。
In addition, this invention is not limited to what was illustrated by embodiment and the modification which were mentioned above, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
For example, in the above-described embodiment, the ball bearing is described as an example of the bearing. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to any bearing that requires the resin member to be fixed to the outer ring.
本発明は、樹脂製プーリとして、例えば自動車用エンジンの補機、あるいはカムシャフトを駆動する為の無端ベルトやタイミングベルトに所望の張力を付与する為に、あるいはベルトの巻き掛け角を確保すべくこのベルトを案内する為に使用するアイドラプーリまたはオートテンショナプーリとして利用可能である。 The present invention provides a pulley made of resin, for example, an auxiliary machine for an automobile engine, an endless belt for driving a camshaft, a timing belt, or the like, or a desired belt wrap angle. It can be used as an idler pulley or an auto tensioner pulley used to guide the belt.
1、1a 樹脂製プーリ
2 転がり軸受
3 内輪
4 外輪
5 転動体
6 保持器
9、9a 樹脂部材
10 内径側円筒部
11 外径側円筒部
12 円板部
13 リブ
14 円環状肉厚部
15 ゲート
16 中間肉厚部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記円板部は、前記内径側円筒部及び外径側円筒部と同心に形成される円環状肉厚部を有し、前記円環状肉厚部の軸方向一端側には、円周方向等間隔に射出成型時に溶融樹脂を送り込むための複数のゲートを配し、円環状肉厚部の軸方向幅をAA、円環状肉厚部の径方向幅をAR、円板部の軸方向幅をBA、リブの周方向幅をRC 、ゲートの直径をGDとした時、下記の式を満たし、
AA>BA
AA>RC
AR>GD
前記各ゲート間にはリブが偶数本存在し、円環状肉厚部の各ゲートからの中間に中間肉厚部を有し、中間肉厚部の軸方向幅をC A 、中間肉厚部の径方向幅をC R とした時、下記の式を満たすことを特徴とする樹脂製プーリ。
C A >A A
C R >A R An inner diameter side cylindrical portion and an outer diameter side cylindrical portion provided concentrically with each other, a disc portion provided between the inner diameter side cylindrical portion and the outer diameter side cylindrical portion, and both sides of the disc portion, etc. A plurality of ribs provided radially at intervals, and the inner diameter side cylindrical portion is fixed around the outer ring constituting the radial rolling bearing in a state in which a portion near the outer periphery of the outer ring is molded on the inner periphery side. In the pulley made of resin,
The disc portion has an annular thick portion formed concentrically with the inner diameter side cylindrical portion and the outer diameter side cylindrical portion, and a circumferential direction or the like is provided at one end side in the axial direction of the annular thick portion. a plurality of arranged gate, annular wall an axial width a a thick portion, the radial width of the annular thick portion a R, the axial direction of the disk portion for feeding a molten resin during injection molding to the spacing when the width B a, the rib circumferential width R C, the diameter of the gate was G D, meet the following equation,
A A > B A
A A > R C
A R> G D
There is an even number of ribs between the gates, the annular thick part has an intermediate thick part in the middle from each gate, the axial width of the intermediate thick part is C A , and the intermediate thick part when the radial width is C R, resin pulley to satisfy the following equation.
C A > A A
C R > A R
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