JP2006258247A - プーリユニット - Google Patents

Abstract

【課題】軸受６の発熱を低減でき、且つ軸受６からのグリス洩れを抑制すること。
【解決手段】クラッチの両側に配設される一組の軸受６は、外輪１４と内輪１５との間に複数のボール１６を配置して構成されるボールベアリングであり、両側にシール部材１７を有している。シール部材１７は、クラッチ側が非接触シール１７Ａ、反クラッチ側が接触シール１７Ｂである。また、ボール１６を保持する保持器１８は、ボール１６の挿入口を非接触シール１７Ａ側、保持器１８の底側を接触シール１７Ｂ側に向けて配置される。この軸受６は、クラッチ側のシール部材１７が非接触シール１７Ａであるため、高速回転時の発熱を低減でき、グリスの寿命を向上できる。また、非接触シール１７Ａと内輪１５との隙間からグリスが洩れた場合でも、そのグリスがクラッチ側へ流れて、クラッチの摺動部に供給されるため、クラッチの潤滑性が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一方向クラッチ内蔵型のプーリユニットに係わり、特に、一方向クラッチの両側に配置される軸受のシール構造に関する。

従来技術として、特許文献１に記載されたプーリユニットがある。
このプーリユニットは、スタータの回転をベルト伝動によってエンジンのクランク軸に伝達するもので、図５に示す様に、スリーブ１００とプーリ１１０との間に一方向クラッチ１２０が配置されると共に、その一方向クラッチ１２０の両側に一組の軸受１３０が配置されている。
軸受１３０は、両側にシール機能を有するボールベアリングであり、プーリ１１０に加わるラジアル荷重を受けると共に、スリーブ１００とプーリ１１０とを相対回転可能に支持している。
特開２００４−３０１１０５号公報

ところが、上記の特許文献１に示される軸受１３０は、ボール１４０の両側にシールリング１５０を有することが記載されているだけであり、そのシールリング１５０のリップ（自由端）が、内輪１６０あるいは外輪１７０に対して接触しているのか非接触なのか明らかでない。また、ボール１４０を保持する保持器１８０（図６参照）の向きも不明である。このため、仮に、両側のシールリング１５０が共に接触タイプであると、高速回転時に発熱が大きくなって、グリスの寿命低下を招く恐れがある。

また、図６に示す様に、軸受１３０のクラッチ側（図示左側）に設けられるシールリング１５０が、内輪１６０との間に隙間を有する非接触タイプである場合に、保持器１８０の底側（ボール１４０を挿入する挿入口と反対側）が軸受１３０のクラッチ側（非接触シール側）を向いていると、クラッチ側のシールリング１５０と保持器１８０の底部との隙間が狭くなる。その結果、図示矢印で示す様に、グリスがシールリング１５０の隙間側へ流れてしまい、軸受１３０の外部へ洩れるグリス量が多くなるため、軸受１３０の潤滑不良を招く恐れがある。

なお、発熱低減のために、軸受１３０のクラッチ側をシールリング１５０の無い開放タイプとすることも考えられるが、この場合、グリスがクラッチ側と軸受側の一方に集まることがあり、他方側の潤滑ができなくなる恐れがある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、プーリユニットに使用される軸受の発熱を低減でき、且つ軸受のグリス洩れを抑制することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、ベルトが掛け渡されるプーリと、このプーリの内径側に一方向クラッチを介して配置される内側回転体と、一方向クラッチの両側に配置され、プーリと内側回転体とを相対回転可能に支持する一組の軸受とを備えたプーリユニットにおいて、軸受は、外輪と内輪との間に転動体を配置して構成されると共に、クラッチ側と反クラッチ側とにそれぞれシールを有する両面シール形の転がり軸受であり、シールは、軸受のクラッチ側が非接触シールであり、反クラッチ側が接触シールであることを特徴とする。

上記の構成では、軸受のクラッチ側が非接触シールであるため、両面に接触シールを有する軸受と比較した場合に、高速回転時の発熱を低減でき、グリスの寿命を向上できる。 また、軸受のクラッチ側に非接触シールを用いることで、その非接触シールと内輪または外輪との隙間から洩れ出たグリスがプーリユニットの反クラッチ側へ流出することはなく、クラッチ側へ流れるため、クラッチの摺動部に対する潤滑性が向上する。

さらに、軸受のクラッチ側が非接触シールであるため、プーリユニットを組み立てる際に、軸受の圧入時に生じる圧力を逃がすことができる。つまり、非接触シールは、内輪または外輪との間に隙間があるため、軸受の圧入時に前記隙間から圧力を逃がすことができる。さらに、軸受の反クラッチ側に用いられる接触シールは、軸受の内側から圧力が掛かると、軸受の反クラッチ側へ開くことで圧力を逃がすことができる。これにより、軸受の圧入時に生じる圧力により、接触シール及び非接触シールが変形することはなく、シール不良を防止できる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したプーリユニットにおいて、軸受は、転動体であるボールを保持する保持器を備え、この保持器の底側を接触シール側に向けて配置していることを特徴とする。この構成によれば、保持器の底側を非接触シール側に向けて配置した場合と比較すると、非接触シールとボールとの間に大きな隙間を確保でき、この隙間をグリスが容易に通ることができるため、非接触シールと内輪または外輪との隙間から洩れるグリスの量を低減できる。

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したプーリユニットにおいて、接触シール及び非接触シールは、ゴムあるいは弾性力を持った樹脂が使用され、それぞれの外周端部が外輪に密着して固定されていることを特徴とする。
この場合、接触シール及び非接触シールの外周端部と外輪との間に隙間を無くすことができるため、遠心力で外周に飛ばされたグリスが、接触シール及び非接触シールの外周側から軸受の外部に洩れ出ることを防止できる。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１はプーリユニット１に用いられる軸受６の断面図であり、図２はプーリユニット１の断面図である。
実施例１に係るプーリユニット１は、例えば、図４に示す様に、ベルト駆動によりエンジン２を始動するためのスタータ３、あるいはエンジン２によってベルト駆動されるオルタネータ（図示せず）等に用いることができる。
スタータ３に用いられるプーリユニット１は、図２に示す様に、スタータ３の出力軸４（図４参照）に取り付けられるスリーブ５と、このスリーブ５の外周に一組の軸受６を介して支持されるスタータプーリ７と、スリーブ５とスタータプーリ７との間に設けられるクラッチ８等により構成されている。

スリーブ５は、例えば、スタータ３の出力軸４に螺子結合され、スタータ３に内蔵されるモータ（図示せず）の回転が出力軸４に伝達されると、出力軸４と一体に回転する。
スタータプーリ７は、ベルト９（図４参照）を介してエンジン２のクランク軸２ａに取り付けられたクランクプーリ１０に連結されている。
クラッチ８は、スリーブ５の外周に嵌合してスリーブ５と一体に回転するインナ１１と、スタータプーリ７の内周に嵌合してスタータプーリ７と一体に回転するアウタ１２と、インナ１１とアウタ１２との間でトルクの伝達を断続するローラ１３等より構成される。このクラッチ８は、ローラ１３を介してインナ１１からアウタ１２へトルク伝達を行うと共に、アウタ１２からインナ１１へのトルク伝達を遮断する一方向クラッチとして構成されている。

軸受６は、図１に示す様に、外輪１４と内輪１５との間に複数のボール１６を配置して構成され、且つ軸受６の両側にシール部材１７（１７Ａ、１７Ｂ）を有する両面シール形のボールベアリングである。この軸受６は、クラッチ８の両側に配設されて、スリーブ５とスタータプーリ７とを相対回転可能に支持すると共に、スタータプーリ７に加わるラジアル荷重を受けている。
外輪１４は、スタータプーリ７の内周に嵌合して、スタータプーリ７と一体に回転可能に設けられ、外輪１４の内周面には、断面円弧状の外輪軌道１４ａが凹設されている。
内輪１５は、スリーブ５の外周に嵌合して、スリーブ５と一体に回転可能に設けられ、内輪１５の外周面には、断面円弧状の内輪軌道１５ａが凹設されている。

ボール１６は、外輪軌道１４ａと内輪軌道１５ａとの間で転動自在に配置され、ボール１６同士が接触しない様に、保持器１８によって一定の間隔に保持されている。
保持器１８は、図３に示す様に、ボール１６を保持する保持孔１８ａと、この保持孔１８ａにボール１６を挿入するための挿入口１８ｂとが形成されている。
シール部材１７は、図１に示す様に、例えば、鋼板製の心金１７ａに合成ゴム１７ｂを覆って形成され、外輪１４の内周両端部に形成された取り付け溝１４ｂに、シール部材１７の外周端部が圧入固定されている。このシール部材１７は、軸受６のクラッチ８側（図示左側）が非接触シール１７Ａ、反クラッチ側が接触シール１７Ｂである。

非接触シール１７Ａは、自身の内周リップ１７ｃが内輪１５に接触することはなく、内輪１５に設けられた段差部との間に１ｍｍ以下のラビリンス隙間を形成している。
接触シール１７Ｂは、自身の内周リップ１７ｃが内輪１５に設けられた段差面に接触して、外輪１４と内輪１５との反クラッチ側開口部を密封している。
保持器１８は、ボール１６の挿入口１８ｂを非接触シール１７Ａが設けられるクラッチ８側、挿入口１８ｂと反対側（底側と呼ぶ）を接触シール１７Ｂが設けられる反クラッチ側に向けて配置される。

次に、スタータ３で使用される場合の上記プーリユニット１の作動を説明する。
ａ）エンジン始動時
スタータ３に内蔵されるモータの回転力が出力軸４に伝達されると、その出力軸４と一体にスリーブ５が回転する。スリーブ５の回転は、クラッチ８を介してスタータプーリ７に伝達され、そのスタータプーリ７からベルト９を介してクランクプーリ１０に伝達されて、エンジン２をクランキングする。
ｂ）エンジン始動後
エンジン２の回転がクランクプーリ１０からベルト９を介してスタータプーリ７に伝達されると、クラッチ８が切り離される（ローラ１３が空転する）ため、スタータプーリ７からスリーブ５へのトルク伝達が遮断される。

（実施例１の効果）
上記のプーリユニット１に使用される軸受６は、両面シール形のボールベアリングであるが、クラッチ８側のシール部材１７が非接触シール１７Ａであり、反クラッチ側のシール部材１７が接触シール１７Ｂであるため、両面に接触シール１７Ｂを有する軸受６と比較した場合に、高速回転時の発熱を低減でき、グリスの寿命を向上できる。
また、軸受６のクラッチ８側が非接触シール１７Ａであるため、プーリユニット１を組み立てる際に、軸受６の圧入時に生じる圧力を逃がすことができる。つまり、非接触シール１７Ａは、内輪１５との間に隙間があるため、軸受６の圧入時に前記隙間から圧力を逃がすことができる。更に、軸受６の反クラッチ側に用いられる接触シール１７Ｂは、軸受６の内側から圧力が掛かると、軸受６の反クラッチ側へ開く（内輪１５の段差面から離れる）ことで圧力を逃がすことができる。これにより、軸受６の圧入時に生じる圧力によってシール部材１７が変形することはなく、シール不良を防止できる。

また、軸受６に用いられる保持器１８は、挿入口１８ｂを非接触シール１７Ａ側、保持器１８の底側を接触シール１７Ｂ側に向けて配置している。この場合、図１に示す様に、ボール１６の反クラッチ側（接触シール１７Ｂ側）では、保持器１８の底側と接触シール１７Ｂとの隙間が狭くなっているため、図示矢印ａで示す様に、遠心力によって外周に飛ばされたグリスが保持器１８の底側に当たって、接触シール１７Ｂのリップ１７ｃ側へ跳ね返されることが多くなる。このため、反クラッチ側に非接触シール１７Ａを設けると、軸受６の外部へグリスが洩れてしまうが、実施例１に記載した軸受６は、反クラッチ側に接触シール１７Ｂを設けているので、接触シール１７Ｂのリップ１７ｃ側へ流れたグリスが軸受６の外部へ洩れることはなく、グリスの低減を抑制できる。

一方、ボール１６のクラッチ８側では、非接触シール１７Ａとボール１６との間に大きな隙間が確保されるため、遠心力によって外周に飛ばされたグリスが保持器１８に当たって跳ね返されることはなく、図示矢印ｂで示す様に、ボール１６と非接触シール１７Ａとの間を流れる。この結果、軸受６のクラッチ８側に非接触シール１７Ａを設けた場合でも、非接触シール１７Ａと内輪１５との隙間から洩れるグリスの量を少なくできる。また、非接触シール１７Ａと内輪１５との隙間からグリスが洩れた場合でも、そのグリスがプーリユニット１の外側へ流れ出ることはなく、クラッチ８側へ流れて、クラッチ８の摺動部に供給されるため、クラッチ８の潤滑性が向上する。

また、軸受６に使用されるシール部材１７は、鋼板製の心金１７ａに合成ゴム１７ｂを覆って形成され、その外周端部が、外輪１４に形成された取り付け溝１４ｂに圧入固定されている。この場合、シール部材１７を外輪１４に対し隙間無く固定できるので、遠心力で外周に飛ばされたグリスが、シール部材１７の外周側から軸受６の外部に洩れ出ることを防止できる。

（変形例）
軸受６に使用されるシール部材１７は、心金１７ａの無いゴム単体で形成されたものでも良い。あるいは、合成ゴム１７ｂの代わりに、弾性力を有する樹脂（例えば、エラストマー）を用いることもできる。
実施例１に記載した軸受６は、転動体にボール１６を使用するボールベアリングであるが、ボール１６の代わりにころを用いたころ軸受を採用することもできる。
また、本発明は、転動体を２列に配置した複列型の軸受にも適用できる。

実施例１では、本発明のプーリユニット１をスタータ３の出力軸４に取り付ける例を記載したが、エンジン２のクランク軸２ａに取り付けることもできる。つまり、クランクプーリ１０の内側にクラッチ８を配置し、そのクラッチ８の両側に配設される一組の軸受６を介してクランクプーリ１０とスリーブ５とが相対回転可能に支持され、そのスリーブ５をクランク軸２ａに結合する構成でも良い。また、エンジン２によってベルト駆動されるオルタネータに本発明のプーリユニット１を用いることもできる。

軸受（ボールベアリング）の断面図である。 プーリユニットの断面図である。 軸受（ボールベアリング）に使用される保持器の平面図である。 エンジンのベルト駆動システムを示す側面図である。 プーリユニットの断面図である（従来技術）。 軸受（ボールベアリング）の断面図である（従来技術）。

符号の説明

１ プーリユニット
５ スリーブ（内側回転体）
６ 軸受
７ スタータプーリ（プーリ）
８ 一方向クラッチ
１４ 外輪
１５ 内輪
１６ ボール（転動体）
１７ シール部材
１７Ａ 非接触シール
１７Ｂ 接触シール
１８ 保持器

Claims (3)

1. ベルトが掛け渡されるプーリと、
   このプーリの内径側に一方向クラッチを介して配置される内側回転体と、
   前記一方向クラッチの両側に配置され、前記プーリと前記内側回転体とを相対回転可能に支持する一組の軸受とを備えたプーリユニットにおいて、
   前記軸受は、外輪と内輪との間に転動体を配置して構成されると共に、クラッチ側と反クラッチ側とにそれぞれシールを有する両面シール形の転がり軸受であり、前記シールは、前記軸受のクラッチ側が非接触シールであり、反クラッチ側が接触シールであることを特徴とするプーリユニット。
2. 請求項１に記載したプーリユニットにおいて、
   前記軸受は、前記転動体であるボールを保持する保持器を備え、この保持器の底側を前記接触シール側に向けて配置していることを特徴とするプーリユニット。
3. 請求項１または２に記載したプーリユニットにおいて、
   前記接触シール及び前記非接触シールは、ゴムあるいは弾性力を持った樹脂が使用され、それぞれの外周端部が前記外輪に密着して固定されていることを特徴とするプーリユニット。
   

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