JP2012172827A - プーリ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水没環境での使用時に転がり軸受１ａが急冷されて、この転がり軸受１ａの内部空間の圧力が急低下した場合でも、外部空間に存在する水がシール摺接部を通じて前記内部空間に引き込まれる事を抑制できる構造を実現する。
【解決手段】プーリ２ａの両端開口部のうち、支持部材１６側の開口部に非密閉型のダストカバー４ｃを設置し、この支持部材１６と反対側の開口部を密閉カバー２３により密閉する。又、この支持部材１６側のシールリング８を構成するシールリップ１１を外向側壁面１２に摺接させ、この支持部材１６と反対側のシールリング８ａを構成するシールリップ１１ａを内向側壁面１８に摺接させる。前記内部空間の圧力が急低下した際に、前記支持部材１６と反対側のシール摺接部を通じ、前記密閉カバー２３の内側の空気を前記内部空間に、優先的に引き込ませる事で、前記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車用エンジンの補機の回転軸を回転駆動する為の駆動プーリ又は従動プーリに対する無端ベルトの巻き付け角度を確保したり、この無端ベルトに必要な張力を付与したりするプーリ装置として使用する。

自動車用エンジンの補機の回転軸は、この自動車用エンジンにより回転駆動する。即ち、この自動車用エンジンのクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリと、前記回転軸の端部に固定した従動プーリとの間に無端ベルトを掛け渡し、前記クランクシャフトの回転に伴って前記回転軸を回転駆動する様にしている。この様な構造で、この回転軸を確実に回転駆動する為には、前記駆動プーリや前記従動プーリに対する前記無端ベルトの巻き付け角度を確保したり、この無端ベルトに必要な張力を付与したりして、前記駆動プーリや前記従動プーリとこの無端ベルトとの係合部に滑りが生じない様にする必要がある。この為に従来から、前記無端ベルトの一部で前記駆動プーリ及び前記従動プーリから外れた部分を、ガイドプーリやテンションプーリに掛け渡し、前記巻き付け角度の確保や張力付与を行っている。例えば、特許文献１〜３には、これらガイドプーリやテンションプーリとして使用可能なプーリ装置の具体的な構造が記載されている。

図３〜４は、この様なプーリ装置の従来構造の１例を示している。このプーリ装置は、前記特許文献１〜３に記載されたプーリ装置と同様の基本構造を有するもので、転がり軸受１と、プーリ２と、固定用ボルト３と、１対のダストカバー４ａ、４ｂとを備える。このうちの転がり軸受１は、外輪５と、内輪６と、この外輪５の内周面に形成した外輪軌道と前記内輪６の外周面に形成した内輪軌道との間に転動自在に設けられた、それぞれが転動体である複数個の玉７と、これら各玉７を設置した内部空間の軸方向両端開口を塞ぐ１対のシールリング８、８とを備える。

これら両シールリング８、８はそれぞれ、ゴムの如きエラストマー等の弾性材９と、この弾性材９を補強する、軟鋼板等の金属板製の芯金１０とにより、全体を円輪状に形成されている。これら両シールリング８、８は、それぞれの外周部を、前記外輪５の軸方向両端部内周面に形成した係止溝に係止すると共に、それぞれの内周部に設けた、前記弾性材９、９の一部であるシールリップ１１、１１の先端縁を、図４に詳示する様に、前記内輪６の軸方向両端部に設けた外向側壁面１２、１２（この内輪６の幅方向外側に向いた側壁面）に全周に亙り摺接させている。これにより、前記転がり軸受１の内部空間の軸方向両端開口を密閉する事で、この内部空間内に封入した潤滑用のグリースが前記転がり軸受１の外部空間に漏洩するのを防止すると共に、この外部空間に存在する、塵芥、雨水、泥水等の異物が、前記内部空間に侵入する事を防止している。

又、前記プーリ２は、鋼板等の金属板にプレス加工を施す事により、断面略コ字形で全体を円環状に構成したもので、内径側に前記外輪５を内嵌固定している。又、前記固定用ボルト３の軸方向中間部には、前記内輪６を、円筒状のスリーブ１３を介して外嵌支持している。又、前記１対のダストカバー４ａ、４ｂは、前記転がり軸受１の防塵性及び防水性を高める為のもので、それぞれ軟鋼板等の金属板にプレス加工を施す事により、全体を円輪状若しくは円環状に形成されている。これら両ダストカバー４ａ、４ｂは、前記転がり軸受１の軸方向両端面を覆う位置に配置された状態で、それぞれの内周部を、前記内輪６と前記スリーブ１３の一端部外周面に設けた外向フランジ状の鍔部１４との間、若しくは、前記内輪６と前記固定用ボルト３の頭部１５との間に挟持される事で、前記内輪６に支持されている。これと共に、それぞれの外周部を、前記プーリ２と前記外輪５との結合体の軸方向両端部に全周に亙り近接対向させている。

上述の様に構成するプーリ装置の使用時には、前記固定用ボルト３の先端部で前記スリーブ１３から突出した部分を、支持部材１６（前記プーリ装置をガイドプーリとして使用する場合には、エンジンのシリンダブロック。同じくテンションプーリとして使用する場合には、このシリンダブロックに揺動変位可能に支持された揺動部材）に設けたねじ孔１７に螺合し、更に締め付ける。これにより、前記内輪６と前記スリーブ１３の鍔部１４と前記両ダストカバー４ａ、４ｂの内周部とを、前記支持部材１６と前記固定用ボルト３の頭部１５とにより軸方向両側から強く挟持する事で、前記各部材６、１３、４ａ、４ｂを前記支持部材１６に支持固定する。又、この状態で、前記プーリ２の外周面に図示しない無端ベルトの一部を掛け渡す。これにより、この無端ベルトの巻き付け角度の確保や張力付与を行う。

上述の様なガイドプーリやテンションプーリとして使用されるプーリ装置は、路面から跳ね上がった、塵芥、雨水、泥水等の異物に曝らされる環境で使用される。この為、このプーリ装置を構成する転がり軸受１には、高い防塵性及び防水性が要求される。この様な要求に応えるべく、上述した従来構造の場合には、前記両シールリング８、８を構成するシールリップ１１、１１の先端縁を、前記内輪６の軸方向両端部に設けた外向側壁面１２、１２に摺接させる事により、これら両摺接部を通じて、前記異物が前記転がり軸受１の内部空間に入り込みにくくなる様にしている。これと共に、この転がり軸受１の軸方向両側に前記両ダストカバー４ａ、４ｂを設置する事により、この転がり軸受１の防塵性及び防水性を向上させている。

ところが、近年、上述したプーリ装置を構成する転がり軸受１には、水没環境での使用を考慮して、より高い防水性が要求されつつある。上述した従来構造の場合、前記両ダストカバー４ａ、４ｂは密閉カバーではない為、水没環境での使用時には、これら両ダストカバー４ａ、４ｂの内側に水が入り込む。この結果、前記転がり軸受１が急冷され、この転がり軸受１の内部空間の圧力が急低下する。この内部空間の圧力の急低下は、前記両シールリップ１１、１１と前記両外向側壁面１２、１２との摺接部を通じて、前記外部空間の水を前記内部空間に引き込む傾向をもたらす。更に、前記外部空間の水流は、前記両外向側壁面１２、１２に対する前記両シールリップ１１、１１の摺接状態を不安定にする方向に働く。従って、前記内部空間の圧力が急低下した際に、前記両摺接部を通じて、前記外部空間の水が前記内部空間に引き込まれ易くなる可能性がある。

特開２００３−１９４０７７号公報 特開２００９−１７４６８３号公報 特表２００９−５３９０３９号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、水没環境での使用時に転がり軸受が急冷されて、この転がり軸受の内部空間の圧力が急低下した場合でも、外部空間に存在する水がシール摺接部を通じて前記内部空間に引き込まれる事を抑制できる構造を実現すべく発明したものである。

本発明のプーリ装置は、転がり軸受と、プーリと、固定用ボルトとを備える。
このうちの転がり軸受は、それぞれの外周部を外輪の軸方向両端部内周面に支持すると共に、それぞれの内周部に設けた弾性材製のシールリップの先端縁を内輪の軸方向両端部表面に摺接させた、１対のシールリングを有する。
又、前記プーリは、前記外輪の外周面に固定されている。
又、前記固定用ボルトは、前記内輪の内径側に、直接又は円筒状のスリーブ等の他の部材を介して挿通されている。
そして、これら各構成部材の軸方向片側に支持部材を配置すると共に、この支持部材に設けたねじ孔に前記固定用ボルトの先端部を螺合し、更に締め付ける事により、前記内輪を前記支持部材に支持固定した状態で使用する。
特に、本発明のプーリ装置に於いては、ダストカバーと密閉カバーとを備える。
このうちのダストカバーは、前記転がり軸受の前記支持部材側の端面を覆う位置に配置された状態で、内周部を前記内輪に支持されると共に、外周部を前記プーリと前記外輪との結合体に近接対向（例えば、厚さが１mm以下の隙間を介して、非接触状態で対向）させている。
又、前記密閉カバーは、前記プーリの前記支持部材と反対側の開口部に、この開口部を密閉する状態で装着されている。
又、前記１対のシールリングのうちの前記支持部材側のシールリングを構成するシールリップの先端縁を、前記内輪の前記支持部材側の端部に設けた外向側壁面（この内輪の幅方向外側に向いた側壁面）に摺接させている。これと共に、同じく前記支持部材と反対側のシールリングを構成するシールリップの先端縁を、前記内輪の前記支持部材と反対側の端部に設けた内向側壁面（この内輪の幅方向内側に向いた側壁面）に摺接させている。

上述の様に構成する本発明のプーリ装置の場合には、プーリの軸方向両端開口部のうち、転がり軸受が水被害を受け易い、支持部材と反対側の開口部を、密閉カバーにより密閉している。この為、前記転がり軸受の前記支持部材と反対側の側面に水が掛かる事を防止でき、その分だけ、この転がり軸受の防水性を高める事ができる。

更に、本発明の場合には、水没環境で使用する際の前記転がり軸受の防水性を、１対のシールリングを構成するシールリップの挙動に基づいて十分に確保できる。
即ち、本発明の場合、水没環境で使用する際には、ダストカバーの外周部とプーリ及び外輪の結合体との間に存在する微小隙間を通じて、前記ダストカバーの内側に水が入り込む。この結果、前記転がり軸受が急冷され、この転がり軸受の内部空間の圧力が急低下する。この内部空間の圧力の急低下は、前記両シールリングを構成するシールリップの先端縁と相手面との摺接部を通じて、前記転がり軸受の外部空間に存在する流体（前記ダストカバーの内側に入り込んだ水、又は、前記密閉カバーの内側に存在する空気）を、前記内部空間に引き込む傾向をもたらす。但し、前記内部空間の圧力の急低下は、この様な傾向をもたらすのと同時に、支持部材側のシールリングを構成するシールリップの先端縁と、その相手面である外向側壁面との摺接部の摺接圧を上昇させる一方で、前記支持部材と反対側のシールリングを構成するシールリップの先端縁と、その相手面である内向側壁面との摺接部の摺接圧を低下若しくは喪失させる傾向をもたらす。この理由は、前記内部空間の圧力が急低下する事に伴い、前記両シールリップが前記内部空間側に引き寄せられる為である。従って、本発明の場合、上述の様に内部空間の圧力が急低下した際には、前記支持部材と反対側の摺接部を通じて、前記密閉カバーの内側に存在する空気を前記内部空間に優先的に引き込ませる事ができる。そして、これに伴い、前記支持部材側の摺接部を通じて、前記ダストカバーの内側に存在する水が前記内部空間に引き込まれる量を、僅少乃至零に抑えられる。この様に、本発明の場合には、前記内部空間の圧力が急低下した際の、この内部空間への水の引き込み量を僅少乃至零に抑えられる為、水没環境で使用する際の前記転がり軸受の防水性を十分に確保できる。

本発明の実施の形態の１例を示す半部断面図。 図１のＡ部拡大図（ａ）及びＢ部拡大図（ｂ）。 従来構造の１例を示す半部断面図。 図３のＣ部拡大図（ａ）及びＤ部拡大図（ｂ）。

図１〜２は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、主として、転がり軸受１ａに組み付けた１対のシールリング８、８ａを構成するシールリップ１１、１１ａの先端縁の相手面に対する摺接方向と、前記転がり軸受１ａの軸方向両側に設置する１対のカバーの種類とを工夫した点にある。その他の部分の基本構造及び作用は、前述の図３〜４に示した従来構造の場合とほぼ同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、並びに、上述した従来構造と異なる部分を中心に説明する。

本例の場合、前記両シールリング８、８ａのうち、支持部材１６と反対側のシールリング８ａを構成するシールリップ１１ａの先端縁を、図２の（ａ）に詳示する様に、内輪６ａの前記支持部材１６と反対側の端部に設けた内向側壁面１８（この内輪６ａの幅方向内側を向いた側壁面）に、全周に亙り摺接させている。これに対し、前記支持部材１６側のシールリング８を構成するシールリップ１１の先端縁は、前述した従来構造の場合と同様、図２の（ｂ）に詳示する様に、前記内輪６ａの前記支持部材１６側の端部に設けた外向側壁面１２（この内輪６ａの幅方向外側に向いた側壁面）に、全周に亙り摺接させている。

又、本例の場合、外輪５に外嵌固定したプーリ２ａは、鋼板、ステンレス鋼板等の金属板にプレスによる絞り加工を施す事により、断面略コ字形で全体を円環状に形成されている。この様なプーリ２ａは、互いに同心の外径側円筒部１９及び外嵌用部位である内径側円筒部２０と、この内径側円筒部２０の前記支持部材１６と反対側の端部から径方向内方に直角に折れ曲がった、当接用部位である位置決め用円輪部２１と、この位置決め用円輪部２１の径方向内端部から軸方向に関して前記支持部材１６と反対側に直角に折れ曲がった、支持用部位である支持用円筒部２２とを備える。この様なプーリ２ａは、前記内径側円筒部２０を外輪５に締り嵌めで外嵌すると共に、前記位置決め用円輪部２１をこの外輪５の前記支持部材１６と反対側の端面に当接させる事により、軸方向の位置決めを図った状態で、前記外輪５に外嵌固定している。尚、使用時には、前記外径側円筒部１９の外周面に、無端ベルトの一部を掛け渡す。

又、本例の場合、前記転がり軸受１ａの軸方向両側に設置する１対のカバーのうち、前記支持部材１６と反対側のカバーを、密閉カバー２３としている。この密閉カバー２３は、軟鋼板等の金属板にプレス加工を施す事により、全体をシャーレ状に形成されている。この様な密閉カバー２３は、外周部に設けた円筒状の周板部２４の先半部を、前記プーリ２ａの支持用円筒部２２に締り嵌めで内嵌すると共に、前記周板部２４の先端縁を、前記外輪５の前記支持部材１６と反対側の端面に当接させている。これにより、前記密閉カバー２３を、前記プーリ２ａの前記支持部材１６と反対側の開口部に、軸方向の位置決めを図った状態で装着している。又、この様に装着した状態で、当該開口部を密閉する事により、前記密閉カバー２３と前記転がり軸受１ａと結合用ボルト３とにより周囲を囲まれた空間内に、塵芥、雨水、泥水等の異物が侵入する事を防止している。尚、前記密閉カバー２３を前記支持用円筒部２２に内嵌固定する作業は、前記プーリ２ａを前記外輪５に外嵌固定した後に行うが、内嵌固定時に、これらプーリ２ａと外輪５とがずれ動く事はない。又、本例を実施する場合に、前記密閉カバー２３の装着作業は、前記支持部材１６に設けたねじ孔１７に固定用ボルト３の先端部を螺合し、更に締め付けた後に行う。

一方、前記支持部材１６側のカバーは、前述した従来構造の場合と同様の、非密閉型のダストカバー４ｃとしている。但し、このダストカバー４ｃの形状は、前述した従来構造のダストカバー４ｂ（図３参照）の形状と異なり、略円輪状としている。尚、本例の場合には、使用状態で、前記内輪６ａと、前記ダストカバー４ｃの内周部分と、スリーブ１３の鍔部１４とが、前記支持部材１６と固定用ボルト３の頭部１５との間で強く挟持された状態となる。

上述の様に構成する本例のプーリ装置の場合には、前記プーリ２ａの軸方向両端開口部のうち、前記転がり軸受１ａが水被害を受け易い、前記支持部材１６と反対側の開口部を、前記密閉カバー２３により密閉している。この為、前記転がり軸受１ａの前記支持部材１６と反対側の側面に水が掛かる事を防止でき、その分だけ、この転がり軸受１ａの防水性を高める事ができる。

更に、本例の場合には、水没環境で使用する際の前記転がり軸受１ａの防水性を、前記両シールリング８、８ａを構成するシールリップ１１、１１ａの挙動に基づいて十分に確保できる。
即ち、本例の場合、水没環境で使用すると、前記ダストカバー４ｃの外周縁部と前記プーリ２ａ及び外輪５の結合体との間に存在する微小隙間を通じて、前記ダストカバー４ｃの内側に水が入り込む。この結果、前記転がり軸受１ａが急冷され、この転がり軸受１ａの内部空間の圧力が急低下する。この内部空間の圧力の急低下は、前記両シールリング８、８ａを構成するシールリップ１１、１１ａの先端縁と相手面との摺接部を通じて、前記転がり軸受１ａの外部空間に存在する流体（前記ダストカバー４ｃの内側に入り込んだ水、又は、前記密閉カバー２３の内側に存在する空気）を、前記内部空間に引き込む傾向をもたらす。但し、前記内部空間の圧力の急低下は、この様な傾向をもたらすのと同時に、前記支持部材１６側のシールリング８を構成するシールリップ１１の先端縁と、その相手面である前記外向側壁面１２との摺接部の摺接圧を上昇させる一方で、前記支持部材１６と反対側のシールリング８ａを構成するシールリップ１１ａの先端縁と、その相手面である前記内向側壁面１８との摺接部の摺接圧を低下若しくは喪失させる傾向をもたらす。この理由は、前記内部空間の圧力が急低下する事に伴い、前記両シールリップ１１、１１ａが前記内部空間側に引き寄せられる為である。従って、本例の場合、上述の様に内部空間の圧力が急低下した際には、前記支持部材１６と反対側の摺接部を通じて、前記密閉カバー２３の内側に存在する空気を前記内部空間に優先的に引き込ませる事ができる。そして、これに伴い、前記支持部材１６側の摺接部を通じて、前記ダストカバー４ｃの内側に存在する水が前記内部空間に引き込まれる量を、僅少乃至零に抑えられる。この様に、本例の場合には、前記内部空間の圧力が急低下した際の、この内部空間への水の引き込み量を僅少乃至零に抑えられる為、水没環境で使用する際の前記転がり軸受１ａの防水性を十分に確保できる。

尚、本発明を実施する場合、プーリとしては、金属板にプレス加工を施して成るプーリ以外に、鋳鉄或いはアルミニウム合金ダイキャスト等の、金属を鋳造して成るプーリや、金属材を削り出して円筒状に形成して成るプーリ、更には合成樹脂を射出成形して成るプーリ等を使用する事もできる。又、転がり軸受を構成する内輪の内径側に固定用ボルトを、円筒状のスリーブ等の他の部材を介する事なく、直接挿通する構成を採用する事もできる。

１、１ａ 転がり軸受
２、２ａ プーリ
３ 固定用ボルト
４ａ、４ｂ、４ｃ ダストカバー
５ 外輪
６、６ａ 内輪
７ 玉
８、８ａ シールリング
９、９ａ 弾性材
１０、１０ａ 芯金
１１、１１ａ シールリップ
１２ 外向側壁面
１３ スリーブ
１４ 鍔部
１５ 頭部
１６ 支持部材
１７ ねじ孔
１８ 内向側壁面
１９ 外径側円筒部
２０ 内径側円筒部
２１ 位置決め用円輪部
２２ 支持用円筒部
２３ 密閉カバー
２４ 周板部

Claims (2)

1. 内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、それぞれの外周部を前記外輪の軸方向両端部内周面に支持すると共に、それぞれの内周部に設けた弾性材製のシールリップの先端縁を前記内輪の軸方向両端部表面に摺接させた１対のシールリングとを有する転がり軸受と、前記外輪の外周面に固定したプーリと、前記内輪の内径側に挿通した固定用ボルトとを備え、これら各構成部材の軸方向片側に支持部材を配置すると共に、この支持部材に設けたねじ孔に前記固定用ボルトの先端部を螺合し、更に締め付ける事により、前記内輪を前記支持部材に支持固定した状態で使用するプーリ装置に於いて、
   ダストカバーと密閉カバーとを備え、
   このうちのダストカバーは、前記転がり軸受の前記支持部材側の端面を覆う位置に配置された状態で、内周部を前記内輪に支持されると共に、外周部を前記プーリと前記外輪との結合体に近接対向させており、
   前記密閉カバーは、前記プーリの前記支持部材と反対側の開口部に、この開口部を密閉する状態で装着されており、
   前記１対のシールリングのうちの前記支持部材側のシールリングを構成するシールリップの先端縁を、前記内輪の前記支持部材側の端部に設けた外向側壁面に摺接させると共に、同じく前記支持部材と反対側のシールリングを構成するシールリップの先端縁を、前記内輪の前記支持部材と反対側の端部に設けた内向側壁面に摺接させている事を特徴とするプーリ装置。
2. 前記プーリは、前記外輪に締り嵌めで外嵌した外嵌用部位と、この外輪の前記支持部材と反対側の端面に当接させた当接用部位と、この当接用部位を挟んでこの支持部材と反対側に存在する支持用部位とを備えたものであり、
   前記密閉カバーは、外周部を前記支持用部位に締り嵌めで内嵌している
   請求項１に記載したプーリ装置。

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