JP2009156273A - Bearing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シャフトに対しプーリを回転自在に支持する軸受の構造に関する。 The present invention relates to a bearing structure that rotatably supports a pulley with respect to a shaft.
一般に、オルターネータ、パワーステアリングポンプ、エアコンコンプレッサ、およびウォータポンプなどの各種補機類は、それぞれシャフトに回転一体に連結されたプーリを有し、クランクシャフトの一端側のクランクプーリに巻き掛けられたベルトを各シャフトのプーリにも巻き掛けることによってそれぞれ駆動されるようになっている。この場合、各シャフトは、それぞれボールベアリングなどの軸受を介して各種補機類のケーシングなどにそれぞれ回転自在に支持されている。 In general, various auxiliary machines such as an alternator, a power steering pump, an air conditioner compressor, and a water pump each have a pulley that is integrally connected to a shaft and wound around a crank pulley on one end side of the crankshaft. Each belt is driven by being wound around a pulley of each shaft. In this case, each shaft is rotatably supported by a casing of various auxiliary machines via a bearing such as a ball bearing.
そして、ボールベアリングなどの軸受にあっては、シャフトに対しボールベアリングが直に取り付けられるため、ボールベアリングへの異物や水などの侵入を防止する上で、ボールベアリングのインナレースとアウタレースとの間の空間、つまりボールベアリングのシャフト方向両端面間の空間に、その空間を外部(空間外)から密閉状態にシールする一対のシール材を設けるようにすることが行われている(例えば、特許文献1参照)。 In the case of a ball bearing or the like, the ball bearing is directly attached to the shaft. Therefore, in order to prevent foreign matter or water from entering the ball bearing, the inner race and the outer race of the ball bearing are prevented from entering. A pair of sealing materials that seal the space from the outside (outside the space) in a sealed state is provided in the space between the both ends of the ball bearing in the shaft direction (for example, Patent Documents). 1).
ところで、クランクプーリから各種補機類のプーリに巻き掛けられるベルトは、各種補機類を円滑に駆動させる上で、テンショナプーリにも巻き掛けられており、このテンショナプーリが、テンショナアームに固定されたシャフトに対し軸受を介して回転自在に支持されることになる。 By the way, the belt that is wound around the pulley of the various auxiliary machines from the crank pulley is also wound around the tensioner pulley in order to smoothly drive the various auxiliary machines, and this tensioner pulley is fixed to the tensioner arm. The shaft is rotatably supported via a bearing.
その場合、このような軸受においても、異物や水などの侵入を防止する必要があり、かかる点から、従来より、シャフト側に取り付けられたシャフト側部材と、プーリ側に取り付けられたプーリ側部材との間に、軸受に連通するラビリンス空間を形成し、このラビリンス空間に、そのラビリンス空間を外部(ラビリンス空間外)から密閉状態にシールするシール部材を設けたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。この場合、シール部材は、プーリ側部材に固着され、シャフト側部材に対し接触することによってラビリンス空間をシールしている。
ところが、上記従来のものでは、シャフト側部材およびプーリ側部材の間のラビリンス空間がシール部材によって密閉状態にシールされているため、低温時にラビリンス空間内の空気の収縮によってラビリンス空間内が負圧になると、シャフト側部材およびプーリ側部材のいずれか一方(プーリ側部材)に固着されているシール部材の接触端側が、他方(シャフト側部材)に対し吸着することになる。この状態で、プーリが回転すると、プーリの回転抵抗が増大する上、シール部材の接触部位付近が損傷するおそれがある。 However, in the above conventional one, the labyrinth space between the shaft side member and the pulley side member is sealed in a sealed state by the seal member. Then, the contact end side of the seal member fixed to one of the shaft side member and the pulley side member (pulley side member) is adsorbed to the other (shaft side member). If the pulley rotates in this state, the rotational resistance of the pulley increases and the vicinity of the contact portion of the seal member may be damaged.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低温時にラビリンス空間内の空気が収縮した際のシール部材の吸着をなくし、プーリの回転抵抗の増大およびシール部材の接触部位付近の損傷を確実に防止することができる軸受の構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to eliminate the adsorption of the seal member when the air in the labyrinth space contracts at a low temperature, thereby increasing the rotational resistance of the pulley and the seal member. It is an object of the present invention to provide a bearing structure capable of reliably preventing damage in the vicinity of the contact portion.
上記目的を達成するため、本発明では、シャフトに対しプーリを回転自在に支持する軸受の構造を前提とし、上記シャフト側に取り付けられたシャフト側部材と、上記プーリ側に取り付けられたプーリ側部材との間に、上記軸受に連通するラビリンス空間を形成している。更に、上記シャフト側部材およびプーリ側部材のいずれか一方に、上記プーリ側部材およびシャフト側部材のいずれか他方に接触するように延びて上記ラビリンス空間を外部から密閉状態にシールするシール部材を設けている。そして、上記シール部材に、上記ラビリンス空間に対する外部からの水の浸入を抑制可能な範囲で外部に開口する開口部、例えば、上記ラビリンス空間に対し内外方向に連通するような複数の連通孔、または上記ラビリンス空間に対し内外方向に連通するように先端に開口するスリットなどを設けている。 In order to achieve the above object, the present invention presupposes a bearing structure that rotatably supports a pulley with respect to a shaft, and a shaft side member attached to the shaft side and a pulley side member attached to the pulley side. A labyrinth space communicating with the bearing is formed between the two. Further, a seal member is provided on one of the shaft side member and the pulley side member so as to extend in contact with either the pulley side member or the shaft side member and seal the labyrinth space from the outside in a sealed state. ing. Then, the seal member has an opening that opens to the outside within a range that can prevent water from entering the labyrinth space, for example, a plurality of communication holes that communicate inward and outward with respect to the labyrinth space, or A slit or the like opening at the tip is provided so as to communicate with the labyrinth space in the inner and outer directions.
この特定事項により、シャフト側部材およびプーリ側部材の間のラビリンス空間を密閉状態にシールするシール部材に、ラビリンス空間に対する外部(ラビリンス空間外)からの水の浸入を抑制可能な範囲で外部に連通する複数の連通孔やスリットなどの開口部が設けられているので、軸受(ラビリンス空間内)に対する異物や水などの侵入を効果的に防止することが可能となる。 With this specific matter, the seal member that seals the labyrinth space between the shaft-side member and the pulley-side member in a sealed state communicates with the outside in a range that can prevent water from entering the labyrinth space (outside the labyrinth space). Since openings such as a plurality of communication holes and slits are provided, it is possible to effectively prevent foreign matters and water from entering the bearing (in the labyrinth space).
その場合、低温時にラビリンス空間内の空気が収縮すると、開口部を介して外部の空気がラビリンス空間内に導入され、ラビリンス空間内が負圧になることがない。このため、シール部材は、その先端が接触してシールするシャフト側部材またはプーリ側部材に対し吸着することが防止される。これにより、プーリが回転する際の回転抵抗が小さく抑えられる上、シール部材の接触部位付近の損傷を確実に防止することが可能となる。 In this case, when the air in the labyrinth space contracts at a low temperature, external air is introduced into the labyrinth space through the opening, and the inside of the labyrinth space does not become negative pressure. For this reason, the seal member is prevented from adsorbing to the shaft-side member or the pulley-side member that the tip of the seal member contacts and seals. As a result, the rotational resistance when the pulley rotates can be suppressed to a small level, and damage near the contact portion of the seal member can be reliably prevented.
特に、開口部として、シール部材の先端においてラビリンス空間を内外に連通させるスリットが適用されている場合には、シール部材に付着した水の表面張力によって開口部(スリット)が塞がれにくく、低温時にラビリンス空間内の空気の収縮した際に開口部を介したラビリンス空間内への外部からの空気の導入を円滑に行うことが可能となる。 In particular, when a slit that connects the inside and outside of the labyrinth space is applied as the opening at the tip of the seal member, the opening (slit) is not easily blocked by the surface tension of water adhering to the seal member. Sometimes, when air in the labyrinth space contracts, it is possible to smoothly introduce air from the outside into the labyrinth space through the opening.
以上、要するに、シャフト側部材およびプーリ側部材の間のラビリンス空間を密閉状態にシールするシール部材に、ラビリンス空間に対する外部からの水の浸入を抑制可能な範囲で外部に連通する複数の連通孔やスリットなどの開口部を設けることで、軸受(ラビリンス空間内)に対する異物や水などの侵入を効果的に防止することができる。そして、低温時にラビリンス空間内の空気が収縮すると、開口部を介して外部の空気をラビリンス空間内に円滑に導入させ、ラビリンス空間内の負圧化を抑制してシール部材の吸着を防止し、プーリが回転する際の回転抵抗を小さく抑えることができる上、シール部材の接触部位付近の損傷を確実に防止することができる。 In short, in short, the seal member that seals the labyrinth space between the shaft-side member and the pulley-side member in a sealed state has a plurality of communication holes that communicate with the outside within a range that can prevent water from entering the labyrinth space. By providing an opening such as a slit, it is possible to effectively prevent foreign matter and water from entering the bearing (in the labyrinth space). And when the air in the labyrinth space contracts at a low temperature, external air is smoothly introduced into the labyrinth space through the opening, the negative pressure in the labyrinth space is suppressed, and the adsorption of the seal member is prevented. The rotation resistance when the pulley rotates can be suppressed to a low level, and damage near the contact portion of the seal member can be reliably prevented.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1に係わる軸受の構造をベルトテンショナのアームに適用したエンジンの正面図であって、11はエンジン1よりも前端が前方に突出するクランクシャフトであって、このクランクシャフト11の前端にクランクプーリ111が回転一体に連結されている。また、クランクプーリ111のエンジン1からの前方への突出位置とほぼ同じ鉛直面上の位置には、オルターネータ12、パワーステアリングポンプ13、エアコンコンプレッサ14、ウォータポンプ15などの各種補機の軸端12a,13a,14a,15aにそれぞれ回転一体に連結されたオルターネータプーリ121、パワーステアリングポンププーリ131、エアコンコンプレッサプーリ141、ウォータポンププーリ151が配置されている。そして、エンジン1の前方面側には、クランクシャフト11の前端のクランクプーリ111と、このクランクプーリ111によりそれぞれ駆動されるオルターネータプーリ121、パワーステアリングポンププーリ131、エアコンコンプレッサプーリ141、ウォータポンププーリ151と、各プーリ111,121,131,141,151に巻き掛けられ、クランクプーリ111の駆動回転により各種補機12,13,14,15のプーリ121,131,141,151を従動回転させるサーペンタインベルト16とが設けられている。
FIG. 1 is a front view of an engine in which the structure of a bearing according to Embodiment 1 of the present invention is applied to an arm of a belt tensioner, and 11 is a crankshaft whose front end projects forward from the engine 1. A crank pulley 111 is connected to the front end of the shaft 11 so as to rotate together. Further, the axial end of various auxiliary machines such as an
また、エンジン1の前方面側には、サーペンタインベルト16の張力を調整するベルトテンショナ2が配置されている。このベルトテンショナ2は、テンショナプーリ21(プーリ)およびアーム22を備えている。このアーム22は、テンショナ本体20に揺動可能に軸支されており、上記テンショナプーリ21は、そのアーム22の先端に軸支されている。このアーム22は、テンショナ本体20に内蔵されたスプリング(図示せず)によって、図1に矢印で示す方向に付勢されている。そして、テンショナプーリ21は、クランクプーリ111とパワーステアリングポンププーリ131との間に位置するサーペンタインベルト16の張架部分に巻き掛けられ、ベルトテンショナ2のアーム22の揺動に応じてサーペンタインベルト16に張力が付与されるようになっている。
A belt tensioner 2 that adjusts the tension of the
そして、図2および図3に示すように、テンショナプーリ21は、外周面にサーペンタインベルト16が巻き掛けられる外周側筒状部211と、この外周側筒状部211の内方に略円環状の連結部212を介して一体的に設けられた内周側筒状部213とからなる。また、テンショナプーリ21は、アーム22の先端より前方(図2では左側)に突出するシャフト23に軸受24を介して回転自在に支持されている。この軸受24は、シャフト23に内周面が回転一体に連結されたインナレース241と、テンショナプーリ21の内周側筒状部213に外周面が回転一体に連結されたアウタレース242と、インナレース241とアウタレース242との間におけるシャフト23方向内外2箇所においてそれぞれ周方向等間隔おきに7つずつ回転自在に配置された内側ボール243,243,…および外側ボール244,244,…とを備えている。また、軸受24は、インナレース241とアウタレース242との間におけるシャフト23方向内外2箇所において内側ボール243,243,…および外側ボール244,244,…をそれぞれ個別に保持する保持器245,245を備えている。そして、各内側ボール243および各外側ボール244はそれぞれ保持器245に保持された状態でインナレース241とアウタレース242との間に収容され、この状態で、テンショナプーリ21の内周側筒状部213に圧入されることによって軸受24がテンショナプーリ21に取り付けられるようになっている。この軸受24が圧入されたテンショナプーリ21は、アーム22の先端より突出するシャフト23にインナレース241の内周面が挿通され、シャフト23の基部に設けた段部231との当接により位置決めされ、シャフト23の先端に螺着されるナットNによってインナレース241がシャフト23に回転一体に連結されてシャフト23に対する回転支持を可能にしている。なお、シャフト23方向での内側および外側は、便宜上、エンジン1が位置する側(図2では右側)を内側、反エンジン側(図2では左側)を外側と称している。
2 and 3, the
また、インナレース241の外周側における内外両端部(シャフト23方向両端部)には、その内外両端部での外周面の径をそれぞれ若干縮小させた段部241a,241bが設けられている。一方、アウタレース242の内周側における内外両端部(シャフト23方向両端部)にも、その内外両端部での内周面の径をそれぞれ若干拡大させた段部242a,242bが設けられている。また、軸受24は、テンショナプーリ21に取り付けられるプーリ側部材としての内外一対の円環状のシール材246,246と、シャフト23に取り付けられるシャフト部材としての内外一対の円環状のスリンガ247,247とを備えている。そして、アウタレース242の内外両端部の段部242a,242bには、それぞれシール材246,246の外端部が圧入されて取り付けられている。
In addition,
図4に示すように、シール材246,246(図4では外側のもののみ示す)は、合成樹脂よりなる円環板状の芯材246aと、この芯材246aの周囲に加硫されたアクリルゴムよりなるゴム材246bとを備え、そのゴム材246bの内端部がインナレース241の内外両端部における段部241a,241bの縦面にそれぞれ接触してシールしている。また、インナレース241の内外両端部の段部241a,241bには、それぞれスリンガ247,247の内端部が圧入されて取り付けられている。このスリンガ247,247(図4では外側のもののみ示す)は、合成樹脂よりなる円環板状の芯材247aと、この芯材247aの外面に加硫されたスーパニトルゴムよりなるゴム材247bとを備えている。この場合、各シール材246のゴム材246bの内端部には、図示しないスリットや連通孔などの開口部が設けられ、軸受24のインナレース241とアウタレース242との間の空間、つまりインナレース241とアウタレース242とのシャフト23方向内外両端間における各内側ボール243および各外側ボール244の保持空間250を開口部を介して外部(保持空間250外)に連通させている。なお、内側のスリンガ247は、テンショナプーリ21の内周側筒状部213の内側端(図2では右端)が半径方向内方側に若干突設されている関係上、外側のスリンガ247の外径よりも小径に形成されている。
As shown in FIG. 4, the sealing
そして、外側(図2および図4では左側)のスリンガ247は、外側のシール材246をシャフト23方向外方側から覆うように配置されている一方、内側(図2および図4では右側)のスリンガ247は、内側のシール材246をシャフト23方向内方側から覆うように配置されている。このようにシャフト23方向で互いに対峙する、外側のスリンガ247と外側のシール材246との間、および内側のスリンガ247と内側のシール材246,246との間には、軸受24内つまりインナレース241とアウタレース242とのシャフト23方向内外両端間における保持空間250を各シール材246の開口部を介して外方に連通させるラビリンス空間251,251がそれぞれ形成されている。また、内側および外側のシール材246,246(ゴム材246b,246b)には、内側および外側のスリンガ247,247に接触するように半径方向斜め外方向きに延びてそれぞれラビリンス空間251,251を外部(ラビリンス空間251外)から密閉状態にシールするシール部材としてのリップ252,252が一体的に設けられている。そして、図5にも示すように、各リップ252の周方向所定間隔おき(略90°おき)の4箇所には、各ラビリンス空間251に対する外部からの水の浸入を抑制可能な範囲で外部に開口する開口部としての連通孔253,253,…が設けられている。各連通孔253は、各ラビリンス空間251に対しシャフト23の内外方向に連通している。
The
したがって、上記実施例1では、軸受24内つまりインナレース241とアウタレース242とのシャフト23方向内外両端間における保持空間250を各シール材246の開口部を介して外方に連通させるラビリンス空間251,251を密閉状態にシールするリップ252,252に、各ラビリンス空間251に対する外部(ラビリンス空間251外)からの水の浸入を抑制可能な範囲で外部に連通する4つの連通孔253,253,…が設けられているので、軸受24(ラビリンス空間251,251内)に対する異物や水などの侵入を効果的に防止することができる。
Therefore, in the first embodiment, the
その場合、低温時にラビリンス空間251,251内の空気が収縮すると、各連通孔253を介して外部の空気がラビリンス空間251,251内に導入され、ラビリンス空間251,251内が負圧になることがない。このため、リップ252,252は、その先端が接触してシールする内側および外側のスリンガ247,247に対し吸着することが防止される。これにより、テンショナプーリ21が回転する際の回転抵抗を小さく抑えることができる上、リップ252,252の接触部位付近の損傷を確実に防止することができる。
In that case, when the air in the
次に、本発明の実施例2を図6および図7に基づいて説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
この実施例では、リップに開口する開口部を変更している。なお、開口部を除くその他の構成は、上記実施例1の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。 In this embodiment, the opening that opens in the lip is changed. The other configurations except for the opening are the same as those in the first embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
すなわち、本実施例では、図6に示すように、ラビリンス空間251,251(図6では外側のもののみ示す)に対し内外方向に連通するようにリップ252,252の先端に開口する開口部としてのスリット254を設けている。このスリット254は、リップ252,252の先端の周方向1箇所のみに形成されている。そして、ラビリンス空間251,251は、リップ252,252の先端が内側および外側のスリンガ247,247に接触した状態で、スリット254,254を介して外部(ラビリンス空間251外)と連通している。このスリット254は、リップ252,252の基部に向かって略半分の長さ近くまで切り欠かれ、スリット254を介して導入された空気をラビリンス空間251内に導きやすくしている。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 6, as an opening that opens at the tip of the
したがって、上記実施例2では、低温時にラビリンス空間251,251内の空気が収縮すると、リップ252,252の先端のスリット254を介して外部の空気がラビリンス空間251,251内に導入され、ラビリンス空間251,251内が負圧になることがない。このため、リップ252,252は、その先端が接触してシールする内側および外側のスリンガ247,247に対し吸着することが防止される。これにより、テンショナプーリ21が回転する際の回転抵抗を小さく抑えることができる上、リップ252,252の接触部位付近の損傷を確実に防止することができる。
Therefore, in the second embodiment, when the air in the
しかも、内側および外側のシール材246,246(ゴム材246b,246b)に一体的に設けられたリップ252,252の先端にラビリンス空間251,251を内外に連通させるスリット254,254が設けられていることにより、リップ252,252に付着した水の表面張力によって開口部(スリット252,252)が塞がれにくく、低温時にラビリンス空間251,251内の空気の収縮した際にスリット252,252を介したラビリンス空間251,251内への外部からの空気の導入を円滑に行うことができる。
In addition, slits 254 and 254 for connecting the
なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施例2では、リップ252,252の先端に、基部に向かって略半分の長さ近くまで切り欠いたスリット254を設けたが、図8に示すように、リップ252,252の先端に、内側および外側のスリンガ247,247の接触面に対し略平行に切り欠いた必要最小限のスリット255(開口部)であってもよい。
In addition, this invention is not limited to said each Example, The other various modifications are included. For example, in the second embodiment, the
また、上記各実施例では、テンショナプーリ21の軸受24に適用した場合について述べたが、これに限定されるものではなく、アイドラプーリなどの軸受であってもよいのはもちろんである。
In each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to the bearing 24 of the
21 テンショナプーリ(プーリ)
23 シャフト
24 軸受
246 内側および外側シール材(プーリ側部材)
247 内側および外側スリンガ(シャフト側部材)
251 ラビリンス空間
252 リップ(シール部材)
253 連通孔(開口部)
254 スリット(開口部)
255 スリット(開口部)
21 Tensioner pulley (pulley)
23
247 Inner and outer slinger (shaft side member)
251
253 communication hole (opening)
254 slit (opening)
255 slit (opening)
Claims (3)
上記シャフト側に取り付けられたシャフト側部材と、上記プーリ側に取り付けられたプーリ側部材との間には、上記軸受に連通するラビリンス空間が形成されているとともに、
上記シャフト側部材およびプーリ側部材のいずれか一方には、上記プーリ側部材およびシャフト側部材のいずれか他方に接触するように延びて上記ラビリンス空間を外部から密閉状態にシールするシール部材が設けられており、
上記シール部材には、上記ラビリンス空間に対する外部からの水の浸入を抑制可能な範囲で外部に開口する開口部が設けられていることを特徴とする軸受の構造。 A bearing structure that rotatably supports a pulley with respect to a shaft,
A labyrinth space communicating with the bearing is formed between the shaft side member attached to the shaft side and the pulley side member attached to the pulley side,
One of the shaft side member and the pulley side member is provided with a seal member that extends so as to contact either the pulley side member or the shaft side member and seals the labyrinth space from the outside in a sealed state. And
The bearing structure according to claim 1, wherein the seal member is provided with an opening that opens to the outside in a range in which entry of water from the outside into the labyrinth space can be suppressed.
上記開口部としては、上記ラビリンス空間に対し内外方向に連通するように上記シール部材に設けられた複数の連通孔が適用されていることを特徴とする軸受の構造。 In the structure of the bearing according to claim 1,
As the opening, a plurality of communication holes provided in the seal member are applied so as to communicate with the labyrinth space in the inner and outer directions.
上記開口部としては、上記ラビリンス空間に対し内外方向に連通するように上記シール部材の先端に開口するスリットが適用されていることを特徴とする軸受の構造。 In the structure of the bearing according to claim 1,
The structure of the bearing characterized in that a slit that opens at the tip of the seal member is applied as the opening so as to communicate with the labyrinth space in the inner and outer directions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007331568A JP2009156273A (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Bearing structure |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017207142A (en) * | 2016-05-19 | 2017-11-24 | 株式会社ジェイテクト | Rolling bearing device |
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2007
- 2007-12-25 JP JP2007331568A patent/JP2009156273A/en not_active Withdrawn
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