JP4123836B2 - プーリユニットの封止構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方向クラッチを備えたプーリユニットにおいて、このプーリユニットを例えば自動車用エンジンの伝動対象装置としての補機（一例として特にオルタネータ）へエンジンからの動力を伝達する状態に取付けるためのプーリユニットの封止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に自動車エンジンに付設される各種の補機は、自動車エンジンのクランクシャフトによりベルトを介して駆動される構造となっている。ここで補機のうち、例えばオルタネータの場合、クランクシャフトの回転数が低下すると発電能力も低下することになる。
【０００３】
そこで、オルタネータに付設するプーリユニットに一方向クラッチを内蔵させることで、クランクシャフトの回転数が低下した場合には、オルタネータのロータの回転数を慣性力により継続させて発電効率を維持するようにした技術が周知である。
【０００４】
そして、プーリユニットは、オルタネータに対して近接する状態で、かつ、オルタネータの入力軸にプーリが連動連結する嵌合状態で、取り付けられていた。
【０００５】
この場合、プーリユニットにおけるオルタネータとは反対側の外部に臨む自由端での軸体部やプーリに対する封止は、専用のシール部や防水用カバーを設けることによって、塵埃や泥水等がプーリユニット内に入らないよう十分規制できるものとなっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プーリユニットとオルタネータとの軸心方向での対向面箇所においては、互いを軸心方向で近接させることで、対向面間の隙間を狭くしているものの、その内側における入力軸近くでのシールは、シール部を設けるだけであったため、そのプーリユニットとオルタネータとの対向面箇所の隙間を通して塵埃や泥水等がプーリユニットまたはオルタネータに浸入するおそれが高いものとなっていた。
【０００７】
特に、エンジン等の洗浄時に水が侵入するおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであって、プーリユニットと補機との対向箇所における防水や防塵の信頼性の向上を図ることのできるプーリユニットの封止構造の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプーリユニットの封止構造は、請求項１に示すように、プーリユニットと補機を、互いに近接する対向状態で設けたプーリユニットの封止構造であって、前記プーリユニットのプーリと前記補機のハウジングの側面との間において微小隙間でラビリンスシールが形成され、前記プーリユニットは、前記補機のハウジングに軸受支持した入力軸に連結する軸体部が設けられ、この軸体部の端面は、前記補機のハウジング内の前記入力軸を支持するとともにシールを有する玉軸受の内輪端面に当接し、前記軸体部に対して、一方向クラッチおよびその側方の転がり軸受を介して前記プーリが相対回転可能に設けられるとともに、径方向で対向する前記補機の前記ハウジングと前記軸体部との間に形成される環状の隙間空間部に、前記軸体部における前記補機側の端面近傍に固定されるシールドリングを設け、該シールドリングの外周面と、前記ハウジングの内周面との対向面間に、前記ハウジングに対する内外方向でラビリンス経路長を備える微小隙間のラビリンスシール部を形成してあり、このラビリンスシール部の一端側には前記ハウジング内の前記玉軸受のシールが配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項１に係る構成によれば、プーリユニットと補機とのその対向箇所でかつ軸体部周りに形成される隙間空間部にシールドリングを設けることによって、ラビリンスとしての機能を発揮する微小隙間が軸体部外周面もしくはハウジング内周面との間に形成されるようにしているから、外部からの泥水や塵埃などの補機ハウジング内への侵入を十分抑制できるものとなっている。よって、プーリユニットと補機とを互いに近接する状態で対向させている箇所における封止性能が高められることになる。
【００１１】
本発明に係るプーリユニットの封止構造は、請求項２に示すように、請求項１に記載のプーリユニットの封止構造において、前記シールドリングは、前記隙間空間部において、前記入力軸の前記ハウジングに対する軸受装置寄りに偏らせて配置していることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２に係る構成によれば、シールドリングを、隙間空間部において、入力軸のハウジングに対する軸受寄りに偏らせて配置していることによって、軸心方向での全幅にわたりシールドリングを設けるものと比較して、小型のシールドリングを設けることができるとともに、シール対象である補機のハウジングに近いところでシールすることでそのハウジングに対するシール性を安価に高めることができる。
【００１３】
本発明に係るプーリユニットの封止構造は、請求項３に示すように、請求項１に記載のプーリユニットの封止構造において、前記シールドリングは、前記隙間空間部において、前記プーリユニットと前記補機との間の軸心方向のほぼ全体にわたって前記微小隙間を形成するように構成していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項３に係る構成によれば、隙間空間部においては、プーリユニットに対しても、補機に対してもそのシール性が高いものとなり、封止性能の信頼性が高められることになる。
【００１５】
本発明のプーリユニットの封止構造は、請求項４に示すように、請求項２に記載のプーリユニットの封止構造において、前記シールドリングとは別の第２シールドリングを、外周面が前記プーリの内周面と対向するように前記軸体部に固定して設け、前記第２シールドリングの外周面と前記プーリの内周面との間は、前記プーリユニットに対する軸方向でラビリンス経路長を備える微小隙間を形成してあることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項４に係る構成によれば、複数のシールドリングを隙間空間部に分散配置することによって、プーリユニットに対しても、また補機に対してもその互いの対向箇所における封止性能が高められることになる。
【００１７】
本発明のプーリユニットの封止構造は、請求項５に示すように、請求項１に記載のプーリユニットの封止構造において、前記シールドリングが、小筒部と、この小筒部の軸方向一端から径方向外向きに立ち上がる環状板部と、この環状板部の外周に一体に連接されて前記小筒部に対して所定の隙間を介して同心状に配置される大筒部とを有する形状であり、前記小筒部が、プーリユニットの軸体部の外周面に対して所定のしめしろを持つ状態で外嵌装着されており、前記大筒部が、前記ハウジングにおいて入力軸が挿通される孔の外側開口側の内周面との間で前記ラビリンス経路長を有する微小隙間を形成していることを特徴とする。この場合、大筒部とハウジングとの間の微小隙間が、非接触でありながらある程度の密封作用を発揮するので、外部の泥水や塵埃などが補機ハウジングの内部へ入ることを十分抑制できるものとなる。しかも、シールドリングの形状が、例えば一枚の金属板をプレス加工などで屈曲して製作することが可能であると言えるから、製作コストを低減するうえで有利となる。
【００１８】
本発明のプーリユニットの封止構造は、請求項６に示すように、請求項５に記載のプーリユニットの封止構造において、前記プーリの内周部で前記補機のハウジング寄りの位置に、前記プーリまたは軸体部の一方に対して固定されて、前記他方に対して接触される接触タイプのシールリングが設けられており、前記シールドリングの環状板部が、前記入力軸支持用の軸受寄りに配置されており、前記シールドリングの大筒部が、前記接触タイプのシールリングに対して非接触でありながら密封作用を発揮する微小隙間を介して対向されていることを特徴とする。この場合、シールリングでプーリユニットを密封したうえで、シールドリングで外部の水分が前記シールリングに対してかかりにくいようにしているから、プーリユニット内部の密封性が高められる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。本発明の実施の形態に係るプーリユニット１は、エンジンの補機に付設されるものであって、この補機と称されるものには、例えばオルタネータ２、エアコンディショナ用コンプレッサ、ウォータポンプ、冷却ファンなどがある。そして、以下において、特にオルタネータ２を具体例として説明する。
【００２８】
まず、図１に基づいて本発明の実施の形態に係るプーリユニット１を説明すると、これは、エンジンの駆動部とオルタネータ２の発電用回転軸（入力軸に相当する）３とを連結する部分に配置されるもので、このプーリユニット１は、ハウジング４から側方に突出した発電用回転軸３の突出部に外嵌する中空の軸体部（以下、ロータ軸という）５を有している。
【００２９】
また、このロータ軸５に対し、公知の一方向クラッチ６およびその両側方、すなわちオルタネータ２側に配置した玉軸受７、すなわち深溝玉軸受およびこの玉軸受７の反対側に配置したころ軸受８（いずれも転がり軸受の一例）を介して、エンジンからの動力が伝達される動力伝達用ベルト（Ｖリブドベルト）９を巻回するプーリ１０を有している。
【００３０】
そして、一方向クラッチ６により、プーリ１０とロータ軸５とは互いに相対回転可能に構成されている。
【００３１】
なお、プーリ１０の外周面には、ベルト９内周面の凹凸が嵌合する波状の溝が形成されている。
【００３２】
一方向クラッチ６は、プーリ１０とロータ軸５とが対向する環状空間１１の軸心方向中央位置に配置され、転動体としてのころ１２の内輪軌道はロータ軸５の外周面に、外輪軌道はプーリ１０の内周面にそれぞれ一体形成されている。
【００３３】
また、一方向クラッチ６は、合成樹脂製の環状のころ保持器１３、ころ１２を、図示しない楔状空間の狭い側（ロック側）へ付勢する機能を有する楕円形のコイルばね１４を有している。
【００３４】
ころ軸受け８は、ころ８ａの内輪軌道をロータ軸５の外周面に、外輪軌道をプーリ１０の内周面にそれぞれ一体形成され、保持器１５にて保持されている。
【００３５】
玉軸受７は玉１６の内輪軌道をロータ軸５の外周面に、外輪軌道をプーリ１０の内周面にそれぞれ一体形成し、保持器１７にて保持されている。
【００３６】
そして、ころ軸受８および玉軸受７のそれぞれの軸心方向２６外側に、環状空間１１をシールするシールリング１８が装着され、これらシールリング１８は、環状芯金１９とその外側に被着した弾性体２０からなり、この弾性体２０のラジアル方向一端側がプーリ１０の内径面に固着され、他端側がシールリップ２１とされてロータ軸５の外周面に接触した構成となっている。なお、ころ軸受８側のシールリング１８の外側には、当該シールリング１８を外部から隠蔽するための環状板３０が配設されている。この環状板３０は、ロータ軸５の外周に外嵌固定されるとともに、プーリ１０の内周面に対して微小隙間を介して対向されている。この微小隙間は、非接触でありながらある程度の密封作用を発揮するラビリンスシール部になっている。
【００３７】
ロータ軸５の中心孔２２の自由端側に、ロータ軸５を回転させるための工具（例えば六角レンチ）が嵌合する操作溝２３が形成され、また中心孔２２の途中に、発電用回転軸３の途中に形成した雄ねじ部２４が螺合する雌ねじ部２５が形成されている。
【００３８】
次に、本発明に係る構成について説明する。
【００３９】
プーリユニット１は、軸心方向でオルタネータ２に近接させているので、プーリユニット１のプーリ１０のオルタネータ２側の端面は、オルタネータ２のハウジング４の外周面に対してかなり接近したものとなっている。
【００４０】
したがって、プーリ１０のその端面とハウジング４の外周面との間の隙間５０は比較的狭いものとなっており、ある程度径方向で経路長を有していることからラビリンスとしての機能を備えている。
【００４１】
そして、ハウジング４における発電用回転軸３を回転自在に支持する玉軸受４０の内輪４２端面にロータ軸５の端面を当接する状態に、ハウジング４に形成された貫通孔５１に対して、ロータ軸５を入り込ませている。
【００４２】
なお、ハウジング４の玉軸受４０は、ハウジング４に嵌着する外輪部材４１、発電用回転軸３に嵌着する内輪部材４２、転動体としての玉４３、その保持器４４、両側のシールリング４５から構成される。
【００４３】
ロータ軸５の外周面２７と、貫通孔５１の内周面との間には、隙間空間部Ｓが環状に形成されることになり、前記隙間５０を介してこの隙間空間部Ｓは外部に通じるものとなっている。
【００４４】
そしてこの隙間空間部Ｓにおける玉軸受４０寄り部分を埋めるように、金属製もしくは弾性ゴム製のシールドリング５２を、ロータ軸５外周の端部に外嵌している。
【００４５】
このシールドリング５２の外周面と貫通孔５１との間に、ラビリンス経路長を備える微小隙間が形成されている。このラビリンス経路長を備える微小隙間とは、非接触でありながらある程度の密封作用を発揮するもののことであり、いわゆるラビリンスシール部Ｌとなる。
【００４６】
したがって、このラビリンスシール部Ｌが設けられることで、隙間５０を通して外部から隙間空間部Ｓまで水もしくは塵埃等の異物が侵入してきても、玉軸受４０までそれら異物が侵入しないよう阻止されることになる。
【００４７】
（別の実施の形態）
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すものも含むものである。なお、上記実施の形態と同様の構造についてはその説明を省略するとともに、同一の符号を付す。
【００４８】
（１）図２に示すように、隙間空間部Ｓに軸心方向でのほぼ全範囲にわたって金属製もしくは弾性ゴム性のシールドリング５３を、ロータ軸５外周に外嵌して、このシールドリング５３外周面と貫通孔５１内周面との間の微小隙間にてラビリンスシール部Ｌを構成している。
【００４９】
この場合、隙間空間部Ｓが軸心方向でのほぼ全範囲にわたってシールドリング５３によって埋められた状態となるから、ラビリンスシール部Ｌによって、玉軸受４０に対する異物の侵入が一層阻止されることになる。
【００５０】
（２）図３に示すように、隙間空間部Ｓの軸心方向での玉軸受４０寄り箇所と、プーリ１０側箇所とに、それぞれ振り分けてシールドリング５４，５５を、ロータ軸５外周に外嵌して、シールドリング５４外周面と貫通孔５１内周面との間の微小隙間にてラビリンスシール部Ｌ１を構成し、シールドリング５５外周面とプーリ１０内周面との間の微小隙間にてラビリンスシール部Ｌ２を構成している。
【００５１】
この場合、ラビリンスシール部Ｌ１によって、玉軸受４０に対する異物の侵入の阻止が図れるとともに、ラビリンスシール部Ｌ２によって、プーリユニット１における玉軸受７や一方向クラッチ６等への隙間空間部Ｓ側からの異物の侵入を阻止できる。
【００５２】
上述の実施の形態では、シールドリング５４をロータ軸５に設け、ラビリンスシール部Ｌ２の微小隙間をハウジング４とシールドリング５４との間に設けたものを示したが、シールドリング５４をハウジング４側に設けて、ラビリンスシール部Ｌ２の微小隙間をロータ軸５とシールドリング５４との対向面間に形成するようにしても良い。
【００５３】
（３）参考例として、図４に示すように、上記各実施の形態とは異なりオルタネータ２側におけるロータ軸５の端面とプーリ１０の端面とをほぼ面一状に構成し、そのロータ軸５端面と玉軸受４０との間で、かつ発電用回転軸３の外周面との間に囲まれるように隙間空間部Ｓを形成し、この隙間形成部Ｓのほぼ全体を埋めるように構成したシールドリング５６を発電用回転軸３に外嵌して、シールドリング５６外周面と貫通孔５１内周面との間の微小隙間にてラビリンスシール部Ｌを構成している。
【００５４】
この場合、ラビリンスシール部Ｌによって、玉軸受４０に対する異物の侵入の阻止が図れるとともに、プーリユニット１における玉軸受７や一方向クラッチ６等への隙間空間部Ｓ側からの異物の侵入を阻止できる。
【００５５】
なお、図４に示すように、隙間空間部Ｓがロータ軸５端面と玉軸受４０との間で、かつ発電用回転軸３の外周面との間に囲まれるように形成されたものにおいて、シールドリング５６を、隙間空間部Ｓにおいて、（ａ）発電用回転軸３のハウジング４に対する玉軸受４０寄りに偏らせて配置すること、（ｂ）シールドリング５６を、隙間空間部Ｓにおいて、プーリユニット１とオルタネータ２との間の軸心方向のほぼ全体にわたって微小隙間を形成するように構成すること、（ｃ）シールドリング５６とは別の第２シールドリングを軸体部およびプーリの一方に固定して設けることは、参考例である。
【００５６】
なお、シールドリング５６をハウジング４に固定して、隙間空間部をプーリユニット１と補機２のハウジング４との間で、かつ入力軸３周りに備えるものの場合でもよい。また、シールドリング５６を、隙間空間部における軸心方向でのプーリユニット１寄り箇所と、ハウジング４の入力軸３に対する軸受４０寄り箇所との複数箇所に振り分けて設けても良い。
【００５７】
上記各実施の形態では、一方向クラッチ６の両側に設けられる転がり軸受７，８の外輪および内輪をそれぞれプーリ１０およびロータ軸５が一体に兼用する構造を示したが、その転がり軸受７，８の外輪および内輪をそれぞれプーリ１０およびロータ軸５とは別体のものに構成しても良い。
【００５８】
（４）図５にハブユニット１の他の実施形態を示す。ここでのハブユニット１の基本構成は、上述した各実施形態と同じであるが、シールドリング５７を変えている。
【００５９】
ここでのシールドリング５７は、図６に示すように、小筒部５７ａと、この小筒部５７ａの軸方向一端から径方向外向きに立ち上がる環状板部５７ｂと、この環状板部５７ｂの外周に一体に連接されて小筒部５７ａに対して所定の隙間を介して同心状に配置される大筒部５７ｃとを有している。
【００６０】
このようなシールドリング５７は、一枚の金属板をプレス加工して製作することができるが、その他、切削加工により製作することもできる。なお、シールドリング５７を金属板のプレス加工とする場合には、基材となる金属板をステンレス鋼などの耐腐食性に優れたものとすることができるが、耐腐食性をもたない金属材に対して耐腐食性に優れた膜をコーティングしたり、表面処理を施したりしたものとしてもよい。
【００６１】
そして、上記小筒部５７ａは、ロータ軸５に対して所定のしめしろを持つ状態で外嵌装着されている。このロータ軸５において、小筒部５７ａが嵌合装着される領域は、玉軸受７の軌道面となる領域よりも小径に設定されている。上記環状板部５７ｂは、発電用回転軸３の支持用の玉軸受４０に装着してあるシールリング４５の外側面に対して微小隙間を介して対向されている。また、大筒部５７ｃは、ハウジング４において発電用回転軸３が挿通される貫通孔５１の外側開口側の内周面、つまりハウジング４において径方向内向きのフランジ４ａの内周面に対して微小隙間を介して対向されており、この大筒部５７ｃの先端は、ハブユニット１の玉軸受７寄りに設けてあるシールリング１８の外側面に対して微小隙間を介して対向されている。これらすべての微小隙間は、非接触でありながらある程度の密封作用を発揮するラビリンスシール部になっている。
【００６２】
このようなシールドリング５７を用いれば、プーリユニット１の玉軸受７と、発電用回転軸３を支持するための玉軸受４０とを同時に密封することができる。仮に、外部の水が、プーリ１０とハウジング４との間の微小隙間を通じて、シールドリング５７の内部の環状空間５８にまで入ったとしても、シールリング１８のラジアルリップ２１ａ，２１ｂが小筒部５７ａよりも外径側に段違いに配置されている関係より、前記環状空間５８に入った水分を前記シールリング１８のラジアルリップ２１ａ，２１ｂから遠ざけることができるので、当該ラジアルリップ２１ａ，２１ｂによる密封性を確保できるようになる。しかも、環状空間５８に入った水分は、当該環状空間５８の下半分の領域においてシールドリング５７の大筒部５７ｃの先端とシールリング１８との間の微小隙間から外部に排出されることになる。
【００６３】
なお、図５に示すハブユニット１では、図１から図４に示す環状板３０の替わりに、環状芯金に弾性体からなるラジアルリップを被着した構成のシールリング３１を用いている。このシールリング３１は、ロータ軸５の先端側外周に装着されて、そのラジアルリップがプーリ１０の先端側の内周面に設けられる周溝の段壁面に対して接触されるようになっている。
【００６４】
（５）上記図５および図６に示したシールドリング５７について、図７および図８に示すように、大筒部５７ｃの軸方向他端に径方向外向きに立ち上がるフランジ５７ｄを設けることができる。さらに、玉軸受７寄りに設けてあるシールリング１８について、環状芯金１９の内周に設けてある２つのラジアルリップ２１ａ，２１ｂの他に、環状芯金１９の外側面にアキシアルリップ２１ｃを設けている。このアキシアルリップ２１ｃは、その付け根から先端へ向けて漸次拡径された形状になっている。
【００６５】
そして、シールドリング５７のフランジ５７ｄをシールリング１８の外側面に対して微小隙間を介して対向させているとともに、シールリング１８のアキシアルリップ２１ｃをシールドリング５７において大筒部５７ｃとフランジ５７ｄとの連接部分に対して微小隙間を介して対向させている。これらの微小隙間は、非接触でありながらある程度の密封作用を発揮するラビリンスシール部になっている。
【００６６】
このようなシールドリング５７を用いていれば、仮に外部の水が、プーリ１０とハウジング４との間の微小隙間に入ったとしても、この水がシールドリング５７の内部の環状空間５８に対して入りにくくなるとともに、大筒部５７ｃとハウジング４のフランジ４ａ内周面との間の微小隙間に対して入りにくくなる。これにより、プーリユニット１の玉軸受７や発電用回転軸３を支持するための玉軸受４０の密封性を上記（４）の構成よりもさらに高めることができる。しかも、仮に、シールドリング５７の内部の環状空間５８に対して水などが入ったとしても、この水は前記微小隙間のうち、下半分の領域から外部に排出される。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、プーリユニットと補機とのその対向箇所でかつ入力軸もしくは軸体部周りに形成される隙間空間部にラビリンスシール部が設けられることによって、その隙間空間部は狭くなるので、外部からの水や塵埃などのプーリユニットや補機ハウジング内への侵入を十分抑制できるものとなっている。よって、プーリユニットと補機とを互いに近接する状態で対向させている箇所における封止性能が高められることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態のプーリユニット等を示す展開断面図
【図２】本発明に係る別の実施の形態（１）におけるプーリユニット等の上半部を示す断面図
【図３】本発明に係る別の実施の形態（２）におけるプーリユニット等の上半部を示す断面図
【図４】参考例の実施の形態（３）におけるプーリユニット等の上半部を示す断面図
【図５】本発明に係る別の実施の形態（４）におけるプーリユニット等の上半部を示す断面図
【図６】図５のシールドリング付近を示す拡大図
【図７】本発明に係る別の実施の形態（５）におけるプーリユニット等の上半部を示す断面図
【図８】図７のシールドリング付近を示す拡大図
【符号の説明】
１プーリユニット
２オルタネータ
３発電用回転軸（入力軸）
４ハウジング
５ロータ軸（軸体部）
６一方向クラッチ
７玉軸受（転がり軸受）
８ころ軸受（転がり軸受）
１０プーリ
５２〜５７シールドリング
Ｌラビリンスシール部
Ｓ隙間空間部
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方向クラッチを備えたプーリユニットにおいて、このプーリユニットを例えば自動車用エンジンの伝動対象装置としての補機（一例として特にオルタネータ）へエンジンからの動力を伝達する状態に取付けるためのプーリユニットの封止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に自動車エンジンに付設される各種の補機は、自動車エンジンのクランクシャフトによりベルトを介して駆動される構造となっている。ここで補機のうち、例えばオルタネータの場合、クランクシャフトの回転数が低下すると発電能力も低下することになる。
【０００３】
そこで、オルタネータに付設するプーリユニットに一方向クラッチを内蔵させることで、クランクシャフトの回転数が低下した場合には、オルタネータのロータの回転数を慣性力により継続させて発電効率を維持するようにした技術が周知である。
【０００４】
そして、プーリユニットは、オルタネータに対して近接する状態で、かつ、オルタネータの入力軸にプーリが連動連結する嵌合状態で、取り付けられていた。
【０００５】
この場合、プーリユニットにおけるオルタネータとは反対側の外部に臨む自由端での軸体部やプーリに対する封止は、専用のシール部や防水用カバーを設けることによって、塵埃や泥水等がプーリユニット内に入らないよう十分規制できるものとなっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プーリユニットとオルタネータとの軸心方向での対向面箇所においては、互いを軸心方向で近接させることで、対向面間の隙間を狭くしているものの、その内側における入力軸近くでのシールは、シール部を設けるだけであったため、そのプーリユニットとオルタネータとの対向面箇所の隙間を通して塵埃や泥水等がプーリユニットまたはオルタネータに浸入するおそれが高いものとなっていた。
【０００７】
特に、エンジン等の洗浄時に水が侵入するおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであって、プーリユニットと補機との対向箇所における防水や防塵の信頼性の向上を図ることのできるプーリユニットの封止構造の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプーリユニットの封止構造は、請求項１に示すように、プーリユニットと補機を、互いに近接する対向状態で設けたプーリユニットの封止構造であって、前記プーリユニットのプーリと前記補機のハウジングの側面との間において微小隙間でラビリンスシールが形成され、前記プーリユニットは、前記補機のハウジングに軸受支持した入力軸に連結する軸体部が設けられ、この軸体部の端面は、前記補機のハウジング内の前記入力軸を支持するとともにシールを有する玉軸受の内輪端面に当接し、前記軸体部に対して、一方向クラッチおよびその側方の転がり軸受を介して前記プーリが相対回転可能に設けられるとともに、径方向で対向する前記補機の前記ハウジングと前記軸体部との間に形成される環状の隙間空間部に、前記軸体部における前記補機側の端面近傍に固定されるシールドリングを設け、該シールドリングの外周面と、前記ハウジングの内周面との対向面間に、前記ハウジングに対する内外方向でラビリンス経路長を備える微小隙間のラビリンスシール部を形成してあり、このラビリンスシール部の一端側には前記ハウジング内の前記玉軸受のシールが配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項１に係る構成によれば、プーリユニットと補機とのその対向箇所でかつ軸体部周りに形成される隙間空間部にシールドリングを設けることによって、ラビリンスとしての機能を発揮する微小隙間が軸体部外周面もしくはハウジング内周面との間に形成されるようにしているから、外部からの泥水や塵埃などの補機ハウジング内への侵入を十分抑制できるものとなっている。よって、プーリユニットと補機とを互いに近接する状態で対向させている箇所における封止性能が高められることになる。
【００１１】
本発明に係るプーリユニットの封止構造は、請求項２に示すように、請求項１に記載のプーリユニットの封止構造において、前記シールドリングは、前記隙間空間部において、前記入力軸の前記ハウジングに対する軸受装置寄りに偏らせて配置していることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２に係る構成によれば、シールドリングを、隙間空間部において、入力軸のハウジングに対する軸受寄りに偏らせて配置していることによって、軸心方向での全幅にわたりシールドリングを設けるものと比較して、小型のシールドリングを設けることができるとともに、シール対象である補機のハウジングに近いところでシールすることでそのハウジングに対するシール性を安価に高めることができる。
【００１３】
本発明に係るプーリユニットの封止構造は、請求項３に示すように、請求項１に記載のプーリユニットの封止構造において、前記シールドリングは、前記隙間空間部において、前記プーリユニットと前記補機との間の軸心方向のほぼ全体にわたって前記微小隙間を形成するように構成していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項３に係る構成によれば、隙間空間部においては、プーリユニットに対しても、補機に対してもそのシール性が高いものとなり、封止性能の信頼性が高められることになる。
【００１５】
本発明のプーリユニットの封止構造は、請求項４に示すように、請求項２に記載のプーリユニットの封止構造において、前記シールドリングとは別の第２シールドリングを、外周面が前記プーリの内周面と対向するように前記軸体部に固定して設け、前記第２シールドリングの外周面と前記プーリの内周面との間は、前記プーリユニットに対する軸方向でラビリンス経路長を備える微小隙間を形成してあることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項４に係る構成によれば、複数のシールドリングを隙間空間部に分散配置することによって、プーリユニットに対しても、また補機に対してもその互いの対向箇所における封止性能が高められることになる。
【００１７】
本発明のプーリユニットの封止構造は、請求項５に示すように、請求項１に記載のプーリユニットの封止構造において、前記シールドリングが、小筒部と、この小筒部の軸方向一端から径方向外向きに立ち上がる環状板部と、この環状板部の外周に一体に連接されて前記小筒部に対して所定の隙間を介して同心状に配置される大筒部とを有する形状であり、前記小筒部が、プーリユニットの軸体部の外周面に対して所定のしめしろを持つ状態で外嵌装着されており、前記大筒部が、前記ハウジングにおいて入力軸が挿通される孔の外側開口側の内周面との間で前記ラビリンス経路長を有する微小隙間を形成していることを特徴とする。この場合、大筒部とハウジングとの間の微小隙間が、非接触でありながらある程度の密封作用を発揮するので、外部の泥水や塵埃などが補機ハウジングの内部へ入ることを十分抑制できるものとなる。しかも、シールドリングの形状が、例えば一枚の金属板をプレス加工などで屈曲して製作することが可能であると言えるから、製作コストを低減するうえで有利となる。
【００１８】
本発明のプーリユニットの封止構造は、請求項６に示すように、請求項５に記載のプーリユニットの封止構造において、前記プーリの内周部で前記補機のハウジング寄りの位置に、前記プーリまたは軸体部の一方に対して固定されて、前記他方に対して接触される接触タイプのシールリングが設けられており、前記シールドリングの環状板部が、前記入力軸支持用の軸受寄りに配置されており、前記シールドリングの大筒部が、前記接触タイプのシールリングに対して非接触でありながら密封作用を発揮する微小隙間を介して対向されていることを特徴とする。この場合、シールリングでプーリユニットを密封したうえで、シールドリングで外部の水分が前記シールリングに対してかかりにくいようにしているから、プーリユニット内部の密封性が高められる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。本発明の実施の形態に係るプーリユニット１は、エンジンの補機に付設されるものであって、この補機と称されるものには、例えばオルタネータ２、エアコンディショナ用コンプレッサ、ウォータポンプ、冷却ファンなどがある。そして、以下において、特にオルタネータ２を具体例として説明する。
【００２８】
まず、図１に基づいて本発明の実施の形態に係るプーリユニット１を説明すると、これは、エンジンの駆動部とオルタネータ２の発電用回転軸（入力軸に相当する）３とを連結する部分に配置されるもので、このプーリユニット１は、ハウジング４から側方に突出した発電用回転軸３の突出部に外嵌する中空の軸体部（以下、ロータ軸という）５を有している。
【００２９】
また、このロータ軸５に対し、公知の一方向クラッチ６およびその両側方、すなわちオルタネータ２側に配置した玉軸受７、すなわち深溝玉軸受およびこの玉軸受７の反対側に配置したころ軸受８（いずれも転がり軸受の一例）を介して、エンジンからの動力が伝達される動力伝達用ベルト（Ｖリブドベルト）９を巻回するプーリ１０を有している。
【００３０】
そして、一方向クラッチ６により、プーリ１０とロータ軸５とは互いに相対回転可能に構成されている。
【００３１】
なお、プーリ１０の外周面には、ベルト９内周面の凹凸が嵌合する波状の溝が形成されている。
【００３２】
一方向クラッチ６は、プーリ１０とロータ軸５とが対向する環状空間１１の軸心方向中央位置に配置され、転動体としてのころ１２の内輪軌道はロータ軸５の外周面に、外輪軌道はプーリ１０の内周面にそれぞれ一体形成されている。
【００３３】
また、一方向クラッチ６は、合成樹脂製の環状のころ保持器１３、ころ１２を、図示しない楔状空間の狭い側（ロック側）へ付勢する機能を有する楕円形のコイルばね１４を有している。
【００３４】
ころ軸受け８は、ころ８ａの内輪軌道をロータ軸５の外周面に、外輪軌道をプーリ１０の内周面にそれぞれ一体形成され、保持器１５にて保持されている。
【００３５】
玉軸受７は玉１６の内輪軌道をロータ軸５の外周面に、外輪軌道をプーリ１０の内周面にそれぞれ一体形成し、保持器１７にて保持されている。
【００３６】
そして、ころ軸受８および玉軸受７のそれぞれの軸心方向２６外側に、環状空間１１をシールするシールリング１８が装着され、これらシールリング１８は、環状芯金１９とその外側に被着した弾性体２０からなり、この弾性体２０のラジアル方向一端側がプーリ１０の内径面に固着され、他端側がシールリップ２１とされてロータ軸５の外周面に接触した構成となっている。なお、ころ軸受８側のシールリング１８の外側には、当該シールリング１８を外部から隠蔽するための環状板３０が配設されている。この環状板３０は、ロータ軸５の外周に外嵌固定されるとともに、プーリ１０の内周面に対して微小隙間を介して対向されている。この微小隙間は、非接触でありながらある程度の密封作用を発揮するラビリンスシール部になっている。
【００３７】
ロータ軸５の中心孔２２の自由端側に、ロータ軸５を回転させるための工具（例えば六角レンチ）が嵌合する操作溝２３が形成され、また中心孔２２の途中に、発電用回転軸３の途中に形成した雄ねじ部２４が螺合する雌ねじ部２５が形成されている。
【００３８】
次に、本発明に係る構成について説明する。
【００３９】
プーリユニット１は、軸心方向でオルタネータ２に近接させているので、プーリユニット１のプーリ１０のオルタネータ２側の端面は、オルタネータ２のハウジング４の外周面に対してかなり接近したものとなっている。
【００４０】
したがって、プーリ１０のその端面とハウジング４の外周面との間の隙間５０は比較的狭いものとなっており、ある程度径方向で経路長を有していることからラビリンスとしての機能を備えている。
【００４１】
そして、ハウジング４における発電用回転軸３を回転自在に支持する玉軸受４０の内輪４２端面にロータ軸５の端面を当接する状態に、ハウジング４に形成された貫通孔５１に対して、ロータ軸５を入り込ませている。
【００４２】
なお、ハウジング４の玉軸受４０は、ハウジング４に嵌着する外輪部材４１、発電用回転軸３に嵌着する内輪部材４２、転動体としての玉４３、その保持器４４、両側のシールリング４５から構成される。
【００４３】
ロータ軸５の外周面２７と、貫通孔５１の内周面との間には、隙間空間部Ｓが環状に形成されることになり、前記隙間５０を介してこの隙間空間部Ｓは外部に通じるものとなっている。
【００４４】
そしてこの隙間空間部Ｓにおける玉軸受４０寄り部分を埋めるように、金属製もしくは弾性ゴム製のシールドリング５２を、ロータ軸５外周の端部に外嵌している。
【００４５】
このシールドリング５２の外周面と貫通孔５１との間に、ラビリンス経路長を備える微小隙間が形成されている。このラビリンス経路長を備える微小隙間とは、非接触でありながらある程度の密封作用を発揮するもののことであり、いわゆるラビリンスシール部Ｌとなる。
【００４６】
したがって、このラビリンスシール部Ｌが設けられることで、隙間５０を通して外部から隙間空間部Ｓまで水もしくは塵埃等の異物が侵入してきても、玉軸受４０までそれら異物が侵入しないよう阻止されることになる。
【００４７】
（別の実施の形態）
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すものも含むものである。なお、上記実施の形態と同様の構造についてはその説明を省略するとともに、同一の符号を付す。
【００４８】
（１）図２に示すように、隙間空間部Ｓに軸心方向でのほぼ全範囲にわたって金属製もしくは弾性ゴム性のシールドリング５３を、ロータ軸５外周に外嵌して、このシールドリング５３外周面と貫通孔５１内周面との間の微小隙間にてラビリンスシール部Ｌを構成している。
【００４９】
この場合、隙間空間部Ｓが軸心方向でのほぼ全範囲にわたってシールドリング５３によって埋められた状態となるから、ラビリンスシール部Ｌによって、玉軸受４０に対する異物の侵入が一層阻止されることになる。
【００５０】
（２）図３に示すように、隙間空間部Ｓの軸心方向での玉軸受４０寄り箇所と、プーリ１０側箇所とに、それぞれ振り分けてシールドリング５４，５５を、ロータ軸５外周に外嵌して、シールドリング５４外周面と貫通孔５１内周面との間の微小隙間にてラビリンスシール部Ｌ１を構成し、シールドリング５５外周面とプーリ１０内周面との間の微小隙間にてラビリンスシール部Ｌ２を構成している。
【００５１】
この場合、ラビリンスシール部Ｌ１によって、玉軸受４０に対する異物の侵入の阻止が図れるとともに、ラビリンスシール部Ｌ２によって、プーリユニット１における玉軸受７や一方向クラッチ６等への隙間空間部Ｓ側からの異物の侵入を阻止できる。
【００５２】
上述の実施の形態では、シールドリング５４をロータ軸５に設け、ラビリンスシール部Ｌ２の微小隙間をハウジング４とシールドリング５４との間に設けたものを示したが、シールドリング５４をハウジング４側に設けて、ラビリンスシール部Ｌ２の微小隙間をロータ軸５とシールドリング５４との対向面間に形成するようにしても良い。
【００５３】
（３）参考例として、図４に示すように、上記各実施の形態とは異なりオルタネータ２側におけるロータ軸５の端面とプーリ１０の端面とをほぼ面一状に構成し、そのロータ軸５端面と玉軸受４０との間で、かつ発電用回転軸３の外周面との間に囲まれるように隙間空間部Ｓを形成し、この隙間形成部Ｓのほぼ全体を埋めるように構成したシールドリング５６を発電用回転軸３に外嵌して、シールドリング５６外周面と貫通孔５１内周面との間の微小隙間にてラビリンスシール部Ｌを構成している。
【００５４】
この場合、ラビリンスシール部Ｌによって、玉軸受４０に対する異物の侵入の阻止が図れるとともに、プーリユニット１における玉軸受７や一方向クラッチ６等への隙間空間部Ｓ側からの異物の侵入を阻止できる。
【００５５】
なお、図４に示すように、隙間空間部Ｓがロータ軸５端面と玉軸受４０との間で、かつ発電用回転軸３の外周面との間に囲まれるように形成されたものにおいて、シールドリング５６を、隙間空間部Ｓにおいて、（ａ）発電用回転軸３のハウジング４に対する玉軸受４０寄りに偏らせて配置すること、（ｂ）シールドリング５６を、隙間空間部Ｓにおいて、プーリユニット１とオルタネータ２との間の軸心方向のほぼ全体にわたって微小隙間を形成するように構成すること、（ｃ）シールドリング５６とは別の第２シールドリングを軸体部およびプーリの一方に固定して設けることは、参考例である。
【００５６】
なお、シールドリング５６をハウジング４に固定して、隙間空間部をプーリユニット１と補機２のハウジング４との間で、かつ入力軸３周りに備えるものの場合でもよい。また、シールドリング５６を、隙間空間部における軸心方向でのプーリユニット１寄り箇所と、ハウジング４の入力軸３に対する軸受４０寄り箇所との複数箇所に振り分けて設けても良い。
【００５７】
上記各実施の形態では、一方向クラッチ６の両側に設けられる転がり軸受７，８の外輪および内輪をそれぞれプーリ１０およびロータ軸５が一体に兼用する構造を示したが、その転がり軸受７，８の外輪および内輪をそれぞれプーリ１０およびロータ軸５とは別体のものに構成しても良い。
【００５８】
（４）図５にハブユニット１の他の実施形態を示す。ここでのハブユニット１の基本構成は、上述した各実施形態と同じであるが、シールドリング５７を変えている。
【００５９】
ここでのシールドリング５７は、図６に示すように、小筒部５７ａと、この小筒部５７ａの軸方向一端から径方向外向きに立ち上がる環状板部５７ｂと、この環状板部５７ｂの外周に一体に連接されて小筒部５７ａに対して所定の隙間を介して同心状に配置される大筒部５７ｃとを有している。
【００６０】
このようなシールドリング５７は、一枚の金属板をプレス加工して製作することができるが、その他、切削加工により製作することもできる。なお、シールドリング５７を金属板のプレス加工とする場合には、基材となる金属板をステンレス鋼などの耐腐食性に優れたものとすることができるが、耐腐食性をもたない金属材に対して耐腐食性に優れた膜をコーティングしたり、表面処理を施したりしたものとしてもよい。
【００６１】
そして、上記小筒部５７ａは、ロータ軸５に対して所定のしめしろを持つ状態で外嵌装着されている。このロータ軸５において、小筒部５７ａが嵌合装着される領域は、玉軸受７の軌道面となる領域よりも小径に設定されている。上記環状板部５７ｂは、発電用回転軸３の支持用の玉軸受４０に装着してあるシールリング４５の外側面に対して微小隙間を介して対向されている。また、大筒部５７ｃは、ハウジング４において発電用回転軸３が挿通される貫通孔５１の外側開口側の内周面、つまりハウジング４において径方向内向きのフランジ４ａの内周面に対して微小隙間を介して対向されており、この大筒部５７ｃの先端は、ハブユニット１の玉軸受７寄りに設けてあるシールリング１８の外側面に対して微小隙間を介して対向されている。これらすべての微小隙間は、非接触でありながらある程度の密封作用を発揮するラビリンスシール部になっている。
【００６２】
このようなシールドリング５７を用いれば、プーリユニット１の玉軸受７と、発電用回転軸３を支持するための玉軸受４０とを同時に密封することができる。仮に、外部の水が、プーリ１０とハウジング４との間の微小隙間を通じて、シールドリング５７の内部の環状空間５８にまで入ったとしても、シールリング１８のラジアルリップ２１ａ，２１ｂが小筒部５７ａよりも外径側に段違いに配置されている関係より、前記環状空間５８に入った水分を前記シールリング１８のラジアルリップ２１ａ，２１ｂから遠ざけることができるので、当該ラジアルリップ２１ａ，２１ｂによる密封性を確保できるようになる。しかも、環状空間５８に入った水分は、当該環状空間５８の下半分の領域においてシールドリング５７の大筒部５７ｃの先端とシールリング１８との間の微小隙間から外部に排出されることになる。
【００６３】
なお、図５に示すハブユニット１では、図１から図４に示す環状板３０の替わりに、環状芯金に弾性体からなるラジアルリップを被着した構成のシールリング３１を用いている。このシールリング３１は、ロータ軸５の先端側外周に装着されて、そのラジアルリップがプーリ１０の先端側の内周面に設けられる周溝の段壁面に対して接触されるようになっている。
【００６４】
（５）上記図５および図６に示したシールドリング５７について、図７および図８に示すように、大筒部５７ｃの軸方向他端に径方向外向きに立ち上がるフランジ５７ｄを設けることができる。さらに、玉軸受７寄りに設けてあるシールリング１８について、環状芯金１９の内周に設けてある２つのラジアルリップ２１ａ，２１ｂの他に、環状芯金１９の外側面にアキシアルリップ２１ｃを設けている。このアキシアルリップ２１ｃは、その付け根から先端へ向けて漸次拡径された形状になっている。
【００６５】
そして、シールドリング５７のフランジ５７ｄをシールリング１８の外側面に対して微小隙間を介して対向させているとともに、シールリング１８のアキシアルリップ２１ｃをシールドリング５７において大筒部５７ｃとフランジ５７ｄとの連接部分に対して微小隙間を介して対向させている。これらの微小隙間は、非接触でありながらある程度の密封作用を発揮するラビリンスシール部になっている。
【００６６】
このようなシールドリング５７を用いていれば、仮に外部の水が、プーリ１０とハウジング４との間の微小隙間に入ったとしても、この水がシールドリング５７の内部の環状空間５８に対して入りにくくなるとともに、大筒部５７ｃとハウジング４のフランジ４ａ内周面との間の微小隙間に対して入りにくくなる。これにより、プーリユニット１の玉軸受７や発電用回転軸３を支持するための玉軸受４０の密封性を上記（４）の構成よりもさらに高めることができる。しかも、仮に、シールドリング５７の内部の環状空間５８に対して水などが入ったとしても、この水は前記微小隙間のうち、下半分の領域から外部に排出される。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、プーリユニットと補機とのその対向箇所でかつ入力軸もしくは軸体部周りに形成される隙間空間部にラビリンスシール部が設けられることによって、その隙間空間部は狭くなるので、外部からの水や塵埃などのプーリユニットや補機ハウジング内への侵入を十分抑制できるものとなっている。よって、プーリユニットと補機とを互いに近接する状態で対向させている箇所における封止性能が高められることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態のプーリユニット等を示す展開断面図
【図２】本発明に係る別の実施の形態（１）におけるプーリユニット等の上半部を示す断面図
【図３】本発明に係る別の実施の形態（２）におけるプーリユニット等の上半部を示す断面図
【図４】参考例の実施の形態（３）におけるプーリユニット等の上半部を示す断面図
【図５】本発明に係る別の実施の形態（４）におけるプーリユニット等の上半部を示す断面図
【図６】図５のシールドリング付近を示す拡大図
【図７】本発明に係る別の実施の形態（５）におけるプーリユニット等の上半部を示す断面図
【図８】図７のシールドリング付近を示す拡大図
【符号の説明】
１プーリユニット
２オルタネータ
３発電用回転軸（入力軸）
４ハウジング
５ロータ軸（軸体部）
６一方向クラッチ
７玉軸受（転がり軸受）
８ころ軸受（転がり軸受）
１０プーリ
５２〜５７シールドリング
Ｌラビリンスシール部
Ｓ隙間空間部
Claims (6)
- プーリユニットと補機を、互いに近接する対向状態で設けたプーリユニットの封止構造であって、
前記プーリユニットのプーリと前記補機のハウジングの側面との間において微小隙間でラビリンスシールが形成され、
前記プーリユニットは、前記補機のハウジングに軸受支持した入力軸に連結する軸体部が設けられ、この軸体部の端面は、前記補機のハウジング内の前記入力軸を支持するとともにシールを有する玉軸受の内輪端面に当接し、前記軸体部に対して、一方向クラッチおよびその側方の転がり軸受を介して前記プーリが相対回転可能に設けられるとともに、径方向で対向する前記補機の前記ハウジングと前記軸体部との間に形成される環状の隙間空間部に、前記軸体部における前記補機側の端面近傍に固定されるシールドリングを設け、該シールドリングの外周面と、前記ハウジングの内周面との対向面間に、前記ハウジングに対する内外方向でラビリンス経路長を備える微小隙間のラビリンスシール部を形成してあり、このラビリンスシール部の一端側には前記ハウジング内の前記玉軸受のシールが配置されていることを特徴とするプーリユニットの封止構造。 - 請求項１に記載のプーリユニットの封止構造において、
前記シールドリングは、前記隙間空間部において、前記入力軸の前記ハウジングに対する軸受寄りに偏らせて配置していることを特徴とするプーリユニットの封止構造。 - 請求項１に記載のプーリユニットの封止構造において、
前記シールドリングは、前記隙間空間部において、前記プーリユニットと前記補機との間の軸心方向のほぼ全体にわたって前記微小隙間を形成するように構成していることを特徴とするプーリユニットの封止構造。 - 請求項２に記載のプーリユニットの封止構造において、前記シールドリングとは別の第２シールドリングを、外周面が前記プーリの内周面と対向するように前記軸体部に固定して設け、前記第２シールドリングの外周面と前記プーリの内周面との間は、前記プーリユニットに対する軸方向でラビリンス経路長を備える微小隙間を形成してあることを特徴とするプーリユニットの封止構造。
- 請求項１に記載のプーリユニットの封止構造において、前記シールドリングが小筒部と、この小筒部の軸方向一端から径方向外向きに立ち上がる環状板部と、この環状板部の外周に一体に連接されて前記小筒部に対して所定の隙間を介して同心状に配置される大筒部とを有する形状であり、前記小筒部が、プーリユニットの軸体部の外周面に対して所定のしめしろを持つ状態で外嵌装着されており、前記大筒部が、前記ハウジングにおいて入力軸が挿通される孔の外側開口側の内周面との間で前記ラビリンス経路長を有する微小隙間を形成していることを特徴とするプーリユニットの封止構造。
- 請求項５に記載のプーリユニットの封止構造において、
前記プーリの内周部で前記補機のハウジング寄りの位置に、前記プーリまたは軸体部の一方に対して固定されて、前記他方に対して接触される接触タイプのシールリングが設けられており、前記シールドリングの環状板部が、前記入力軸支持用の軸受寄りに配置されており、前記シールドリングの大筒部が、前記接触タイプのシールリングに対して非接触でありながら密封作用を発揮する微小隙間を介して対向されていることを特徴とするプーリユニットの封止構造。
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