JP2014084981A

JP2014084981A - プーリアームの支点軸受装置

Info

Publication number: JP2014084981A
Application number: JP2012235743A
Authority: JP
Inventors: Seiji Sato; 誠二佐藤; 武博 ▲高▼野; Takehiro Takano
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-05-12
Anticipated expiration: 2032-10-25
Also published as: JP6093544B2

Abstract

【課題】シール部材の塑性変形を防止し、長期にわたり良好なシール性を確保できるようにしたプーリアームの支点軸受装置。
【解決手段】テンションプーリを支持し、油圧式オートテンショナによってテンションプーリがベルトを押圧するプーリアームのボス部４に軸挿入孔５を形成し、軸挿入孔内にスリーブ７を挿入し、スリーブの両端部に形成された小径筒部７ａのそれぞれ外周にワッシャ８を嵌合し、スリーブ内に挿通されたボルト９の締め付けによりスリーブをエンジンブロック１０に固定して、プーリアームを揺動自在に支持する。軸挿入孔の両端部に大径のシール収容凹部１２を設け、シール収容凹部内に収容されたシール部材１３をスリーブで支持してワッシャの内側面に密着し、シール部材の内側面とシール収容凹部の側面間にワッシャとボス部の対向面間に形成される軸方向すきま１１より大きな間隙１５を設け、ボス部でのシール部材への加圧を防止する。
【選択図】図２

Description

この発明は、ベルトの張力調整用テンションプーリを支持するプーリアームの支点軸受装置に関する。

一般に、オルタネータやエアコンディショナ用のコンプレッサ、ウォータポンプ等のエンジン補機を駆動するベルトの伝動装置においては、テンションプーリを支持する揺動可能なプーリアームに油圧式オートテンショナを連結し、その油圧式オートテンショナからプーリアームに負荷される調整力によりテンションプーリがベルトを押圧する方向にプーリアームを付勢し、ベルトの張力変化を上記油圧式オートテンショナにより吸収してベルトの張力を一定に保つようにしている。

上記のようなベルト伝動装置はエンジンの外部に設けられるため、プーリアームの揺動中心となる支点軸受部内に泥水やダスト等の異物が侵入するおそれがある。その異物の侵入によってプーリアームの揺動が阻害され、あるいは、軸受部の寿命が著しく低下するため、上記支点軸受部には異物の侵入防止対策が必要とされる。

異物の侵入防止対策を施したプーリアームの支点軸受装置として特許文献１に記載されたものが従来から知られている。

上記特許文献１に記載されたプーリアームの支点軸受装置においては、プーリアームに設けられたボス部に、その両端面に貫通する軸挿入孔を形成し、その軸挿入孔内に支点軸となるスリーブを挿入し、そのスリーブと軸挿入孔の内径面間にスリーブとプーリアームを相対的に回転自在に支持するすべり軸受を組込み、上記スリーブの両端部に形成された小径円筒部のそれぞれにワッシャを嵌合し、その一対のワッシャを貫通するようにしてスリーブの内側に挿通されたボルトをエンジンブロックにねじ込み、そのボルトの締め付けによりスリーブを固定して、プーリアームを揺動自在に支持している。

また、ボス部における軸挿入孔の両端部に、その軸挿入孔より大径の環状の凹部を設け、その凹部内にシール部材を組込み、そのシール部材に設けられた環状の基部をスリーブの端部に嵌合し、その基部に設けられた２つの平面状のシールリップを凹部の側面およびワッシャの内側面に弾性接触させ、あるいは、上記基部に設けられた１つの傾斜状のシールリップの先端を凹部の内径面に弾性接触させて、そのシール部材によりすべり軸受が組み込まれた支点軸受内に泥水やダスト等の異物が侵入するのを防止している。

米国特許第７９０１１４０号明細書

ところで、上記特許文献１に記載された支点軸受装置においては、プーリアームのボス部とワッシャの対向部間に軸方向すきまが形成され、その軸方向すきまの範囲内でボス部が軸方向に微振動し、その微振動するボス部と固定状態にあるワッシャ間にシール部材が組み込まれているため、シール部材は微振動するボス部およびそのボス部の内径面に嵌合されてボス部と共に振動するすべり軸受で繰り返し加圧されることになり、その繰り返しの加圧によりシール部材が塑性変形して、シール性を維持することができなくなる恐れがあった。

この発明の課題は、シール部材が塑性変形するのを防止し、長期にわたり良好なシール性を確保することができるようにしたプーリアームの支点軸受装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、テンションプーリを支持し、油圧式オートテンショナによって前記テンションプーリがベルトを押圧する方向に付勢されるプーリアームのボス部に、その両端面に貫通する軸挿入孔を形成し、その軸挿入孔内にスリーブを挿入し、そのスリーブの前記ボス部の両端面から外側に位置する両端部に小径筒部を設け、その小径筒部のそれぞれ外周にワッシャを嵌合し、そのワッシャとスリーブとからなる支点軸部を前記スリーブ内に挿通されたボルトの締め付けによりアーム取付け対象に固定して、プーリアームを揺動自在に支持したプーリアームの支点軸受装置において、前記ボス部における軸挿入孔の両端部に、その軸挿入孔より大径のシール収容凹部を設け、そのシール収容凹部内に収容されたシール部材を前記支点軸部で支持してワッシャに密着し、そのシール部材の内側面と前記シール収容凹部の側面間に前記ワッシャと前記ボス部の対向面間に形成される軸方向すきまより大きな間隙を設け、前記シール部材の外周に設けられたシールリップの先端を前記シール収容凹部の内径面に弾性接触させた構成を採用したのである。

上記のように、スリーブとワッシャで形成される支点軸部でシール部材を支持してワッシャの内側面に密着し、そのシール部材の内側面とシール収容凹部の側面間にワッシャとボス部の対向面間に形成される軸方向すきまより大きな間隙を設けることにより、上記軸方向すきまの範囲内でボス部が微振動しても、シール部材は加圧されることはない。

このため、シール部材が塑性変形するということはなく、ワッシャに常に密着する接触状態を維持すると共に、シールリップの先端部もシール収容凹部の内径面に弾性接触する状態を維持し、シール部材によって良好なシール性を長期にわたり確保されることになる。

この発明に係るプーリアームの支点軸受装置において、スリーブの外径面における両端部に、ワッシャとの間でシール取付溝を形成する凹段部を設け、その凹段部における円筒面にシール部材を嵌合し、そのシール部材をワッシャと凹段部の側面とで軸方向両側から挟持することにより、シール部材をワッシャの内側面に密着する状態で固定することができ、ワッシャの内側面に対して良好なシール性を長期にわたり維持することができる。

ここで、シール部材の内径面における外側端のエッジに面取りを設け、あるいは、凹段部における円筒面の外側端のエッジに面取りを施すことにより、シール部材の組付け後におけるワッシャの組付け時に、そのシール部材の外側面の内周部がワッシャとスリーブの対向面間に噛み込まれるのを防止することができる。

また、ワッシャの内側面にシール部材が嵌合される円筒部を設けておくと、ワッシャの組付け前の状態でシール部材を装着することができるため、組込み性を向上することができる。

この場合、円筒部の外径をスリーブの外径より大径としておくことにより、ワッシャの組付け時に、シール部材の内側面の内周部が円筒部とスリーブの対向面間に噛み込まれるのを防止することができる。

この発明に係るプーリアームの支点軸受装置において、シール部材は、断面形状が角形とされた環状部の外径面にシールリップを設けたゴムの成形品からなるものであってもよく、スリーブとワッシャとで内周部が挟持される環状のシール芯金を有し、そのシール芯金の外周部にシール収容凹部の内径面に弾性接触されるゴム製のシールリップを固着したものであってもよい。さらに、スリーブの端部外径面に嵌合されて外端面がワッシャの内側面に密着される円筒部の一端にフランジを設けたシール芯金を有し、そのシール芯金におけるフランジの外周部にシール収容凹部の内径面に弾性接触されるゴム製のシールリップを固着したものであってもよい。

上記シールリップのシール収容凹部の側面と対向する内側面を、外周部に至るに従って側面との対向間隔が拡くなるテーパ面を設け、あるいは、シール収容凹部の内径面を、開口端が大径端とされるテーパ面としておくと、シール収容凹部内に対するシール部材の嵌合時、シール収容凹部の内径面に対するシールリップの接触によって、そのシールリップは嵌合方向の後方に向けてスムーズに倒れるため、シール収容凹部内にシール部材を容易に嵌合することができる。

この発明においては、上記のように、ボス部がワッシャとの間に形成された軸方向すきまの範囲内で微振動してもシール部材は加圧されることがないため、シール部材が塑性変形するという不都合の発生はなく、良好なシール性を長期にわたり確保することができる。

この発明に係るプーリアームの支点軸受装置を採用した補機駆動用ベルトの張力調整装置の正面図図１のII−II線に沿った断面図図２のシール部材の組込み部を拡大して示す断面図シール部材の他の例を示す断面図スリーブの他の例を示す断面図シール部材の支持の他の例を示す断面図シール部材のさらに他の例を示す断面図シール部材のさらに他の例を示す断面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は補機駆動用ベルト伝動装置を示す。このベルト伝動装置においては、揺動可能に支持されたプーリアーム１と、そのプーリアーム１の揺動側端部に回転自在に支持されたテンションプーリ２と、そのテンションプーリ２がベルトＢを押圧する方向にプーリアーム１を付勢する油圧式オートテンショナ３とからなっている。

図２は、図１に示すプーリアーム１を揺動自在に支持する支点軸受装置を示す。この支点軸受装置においては、プーリアーム１に設けられたボス部４に軸挿入孔５を設け、その軸挿入孔５内に組込まれた一対のすべり軸受６によって上記ボス部４より軸方向長さの長い支点軸としてのスリーブ７を支持し、このスリーブ７の両端部に設けられた小径筒部７ａのそれぞれ外周にワッシャ８を嵌合し、上記スリーブ７内に挿通されたボルト９をアーム取付け対象としてのエンジンブロック１０にねじ係合し、そのボルト９の締付けにより金属製のスリーブ７を固定してプーリアーム１を揺動自在に支持している。

ここで、スリーブ７の小径筒部７ａに嵌合されたワッシャ８のそれぞれは、ボス部４の端面と軸方向で対向し、その対向部間には軸方向すきま１１が設けられ、その軸方向すきま１１の範囲内でボス部４は軸方向に移動自在とされている。また、ワッシャ８は、メッキ処理されて耐食性が付与されている。

ボス部４の軸挿入孔５の両端部には、その軸挿入孔５の内径より大径のシール収容凹部１２が設けられ、そのシール収容凹部１２内にシール部材１３が組み込まれている。

図３に示すように、シール部材１３は、断面が角形とされた環状部１３ａの外径面にシールリップ１３ｂを設けたゴムの成形品からなっている。ゴムとして、耐摩耗性に優れたゴムが採用されている。そのようなゴムとして、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）を挙げることができる。

シール部材１３は、その環状部１３ａがスリーブ７の外径面両端部に形成された凹段部１４の円筒面１４ａに嵌合され、ワッシャ８と凹段部１４の側面１４ｂとで軸方向両側から挟持されて、外側面がワッシャ８の内側面に密着し、シールリップ１３ｂの先端部がシール収容凹部１２の内径面１２ａに弾性接触する組付けとされている。

上記のようなシール部材１３の組付け状態において、そのシール部材１３の内側面１３ｃとシール収容凹部１２の側面１２ｂ間に間隙１５が設けられる。その間隙１５の大きさをδ_１、ボス部４とワッシャ８の対向部間に形成された前述の軸方向すきま１１の大きさをδ_２とすると、δ_１＞δ_２の関係が成り立つ大きさ関係とされている。

シールリップ１３ｂの上記シール収容凹部１２の側面１２ｂと対向する内側面は、外周部に至るに従って側面との対向間隔が拡くなるテーパ面１３ｄとされている。

実施の形態で示すプーリアームの支点軸受装置は上記の構造からなり、シール部材１３の組付けは、スリーブ７の小径筒部７ａにワッシャ８を嵌合する前段において凹段部１４の円筒面１４ａに嵌合して、スリーブ７の外側に予め嵌合されたボス部４の両端のシール収容凹部１２内に収容する。

このとき、シールリップ１３ｂのテーパ面１３ｄがシール収容凹部１２の開口端に接触して嵌合方向の後側方に倒れるため、シール収容凹部１２内にシール部材１３をスムーズに収容することができる。また、その収容により、シールリップ１３ｂの先端部をシール収容凹部１２の内径面に弾性接触させることができる。

シール部材１３の組付け後、スリーブ７の小径筒部７ａにワッシャ８を嵌合する。そのワッシャ８の嵌合後、スリーブ７内にボルト９を挿入し、そのボルト９をエンジンブロック１０にねじ係合して締め付けると、スリーブ７とワッシャ８からなる支点軸部が固定され、その支点軸部を中心にしてプーリアーム１が揺動自在の支持とされる。

また、ボルト９の締め付けにより、シール部材１３はワッシャ８とスリーブ７の軸方向の両端部に形成された凹段部１４の側面１４ｂとで両側から挟持されて固定状態とされる。また、シール部材１３はワッシャ８の内側面に密着する状態に保持される。

図１に示すように、プーリアーム１を揺動自在に支持し、そのプーリアーム１に油圧式オートテンショナ３の調整力を付与するベルトＢの張力調整状態において、ベルトＢが振動し、その振動がテンションプーリ２を介してプーリアーム１に伝達されると、図２に示すボス部４がスリーブ７の軸方向に移動する。

このとき、ボス部４は、ワッシャ８との間に形成された軸方向すきま１１の範囲内で移動し、その軸方向すきま１１はボス部４の両端部に形成されたシール収容凹部１２の側面１２ｂとシール部材１３の内側面１３ｃ間に設けられた間隙１５より小さいため、シール部材１３が圧縮されることはない。

このように、ボス部４が軸方向に振動してもシール部材１３に圧縮力が付与されるようなことがないため、シール部材１３が塑性変形することはない。このため、シール部材１３はワッシャ８の内側面に密着する状態を長期にわたって維持すると共に、シールリップ１３ｂもシール収容凹部１２の内径面１２ａに弾性接触する状態を長期にわたって維持する。したがって、ボス部４とワッシャ８の対向部間に形成された軸方向すきま１１から内部に雨水が浸入したとしても、その雨水はスリーブ７の端部外周に付着することはなく、スリーブ７が酸化腐食することはない。

ここで、図４に示すように、シール部材１３の内径面における外側端のエッジに面取り２０を設け、あるいは、図５に示すように、凹段部１４における円筒面１４ａの外側端のエッジに面取り２１を施すことにより、シール部材１３の組付け後、スリーブ７の小径筒部７ａにワッシャ８を嵌合する組付け時、シール部材１３の外側面の内周部がワッシャ８とスリーブ７の対向面間に噛み込まれるのを防止することができる。

図２においては、スリーブ７の両端部に凹段部１４を形成し、その凹段部１４の円筒面１４ａでシール部材１３を支持するようにしたが、図６に示すように、ワッシャ８の内側面に円筒部２２を設け、その円筒部２２でシール部材１３を嵌合支持してもよい。

上記のように、ワッシャ８にシール部材１３が嵌合支持される円筒部２２を設けておくと、ワッシャ８の組付け前の状態でシール部材１３を装着することができるため、組込み性を向上することができる。

図６に示すように、円筒部２２の外径Ｄ_１をスリーブ７の外径Ｄ_２より大径としておくことにより、ワッシャ８の組付け時に、シール部材１３の内側面の内周部が円筒部２２とスリーブ７の対向面間に噛み込まれるのを防止することができる。

なお、図６に示す場合においては、ワッシャ８の内側面にシール部材１３を密着させ、かつ、シール部材１３の内径面を円筒部２２の外径面に密着させてシール性を確保するようにしてもよく、あるいは、シール部材１３の内径面のみを円筒部２２の外径面に密着させてシール性を確保するようにしてもよい。

図３では、シール部材１３として、断面形状が角形とされた環状部１３ａの外径面にシールリップ１３ｂを設けたゴムの成形品からなるものを示したが、シール部材１３はこれに限定されるものではない。

図７および図８はシール部材１３の他の例を示す。図７に示すシール部材１３は、薄金属板からなる環状のシール芯金２３の外周部にテーパ部２４を設け、そのテーパ部２４の外周にゴム製のシールリップ２５を固着した構成とし、上記シール芯金２３の内周部をスリーブ７の端面とワッシャ８の内側面に設けられた円筒部２２で軸方向の両側から挟持して、シール芯金２３の外側面を円筒部２２の端面に密着させ、シールリップ２５をシール収容凹部１２の内径面１２ａに弾性接触させるようにしている。

図８に示すシール部材１３においては、薄金属板からなるシール芯金２６を円筒部２７の一端に傾斜状のフランジ２８を設けた断面Ｌ字状とし、そのフランジ２８の外周部にゴム製のシールリップ２９を固着した構成とし、上記シール芯金２６の円筒部２７をスリーブ７の端部外径面に嵌合して、その外端面をワッシャ８の内側面に密着させ、シールリップ２９をシール収容凹部１２の内径面１２ａに弾性接触させるようにしている。

なお、図では省略したが、シール収容凹部１２の内径面１２ａを、開口端を大径端とするテーパ面にすると、シール収容凹部１２内にシール部材１３を容易に挿入することができ、シール部材１３の組み付けの容易化を図ることができる。

１プーリアーム
２テンションプーリ
３油圧式オートテンショナ
４ボス部
５軸挿入孔
７スリーブ
７ａ小径筒部
８ワッシャ
９ボルト
１０エンジンブロック（アーム取付け対象）
１１軸方向すきま
１２シール収容凹部
１２ａ内径面
１２ｂ側面
１３シール部材
１３ａ環状部
１３ｂシールリップ
１３ｃ内側面
１３ｄテーパ面
１４凹段部
１４ａ円筒面
１４ｂ側面
１５間隙
２０面取り
２１面取り
２２円筒部
２３シール芯金
２５シールリップ
２６シール芯金
２７円筒部
２９シールリップ

Claims

テンションプーリを支持し、油圧式オートテンショナによって前記テンションプーリがベルトを押圧する方向に付勢されるプーリアームのボス部に、その両端面に貫通する軸挿入孔を形成し、その軸挿入孔内にスリーブを挿入し、そのスリーブの前記ボス部の両端面から外側に位置する両端部に小径筒部を設け、その小径筒部のそれぞれ外周にワッシャを嵌合し、そのワッシャとスリーブとからなる支点軸部を前記スリーブ内に挿通されたボルトの締め付けによりアーム取付け対象に固定して、プーリアームを揺動自在に支持したプーリアームの支点軸受装置において、
前記ボス部における軸挿入孔の両端部に、その軸挿入孔より大径のシール収容凹部を設け、そのシール収容凹部内に収容されたシール部材を前記支点軸部で支持してワッシャに密着し、そのシール部材の内側面と前記シール収容凹部の側面間に前記ワッシャと前記ボス部の対向面間に形成される軸方向すきまより大きな間隙を設け、前記シール部材の外周に設けられたシールリップの先端を前記シール収容凹部の内径面に弾性接触させたことを特徴とするプーリアームの支点軸受装置。
前記スリーブの外径面における両端部に、前記ワッシャとの間でシール取付溝を形成する凹段部を設け、その凹段部における円筒面に前記シール部材を嵌合し、そのシール部材を前記ワッシャと前記凹段部の側面とで軸方向両側から挟持した請求項１に記載のプーリアームの支点軸受装置。
前記シール部材の内径面における外側端のエッジに面取りを施した請求項２に記載のプーリアームの支点軸受装置。
前記凹段部における円筒面の外側端のエッジに面取りを施した請求項２に記載のプーリアームの支点軸受装置。
前記ワッシャの内側面に前記シール部材が嵌合される円筒部を設け、その円筒部の外径を前記スリーブの外径より大径とした請求項１に記載のプーリアームの支点軸受装置。
前記シール部材が、断面形状が角形とされた環状部の外径面にシールリップを設けたゴムの成形品からなる請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプーリアームの支点軸受装置。
前記シールリップの前記シール収容凹部の側面と対向する内側面を、外周部に至るに従って側面との対向間隔が拡くなるテーパ面を設けた請求項６に記載のプーリアームの支点軸受装置。
前記シール部材が、前記スリーブとワッシャとで内周部が挟持されてワッシャの内側面に密着される環状のシール芯金を有し、そのシール芯金の外周部にシール収容凹部の内径面に弾性接触されるゴム製のシールリップを固着した構成からなる請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプーリアームの支点軸受装置。
前記シール部材が、スリーブの端部外径面に嵌合されて外端面がワッシャの内側面に密着される円筒部の一端にフランジを設けたシール芯金を有し、そのシール芯金におけるフランジの外周部に前記シール収容凹部の内径面に弾性接触されるゴム製のシールリップを固着した構成からなる請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプーリアームの支点軸受装置。
前記ゴムが、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴムの一種からなる請求項６乃至９のいずれか１項に記載のプーリアームの支点軸受装置。
前記シール収容凹部の内径面を、開口端が大径端とされるテーパ面とした請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のプーリアームの支点軸受装置。