JP5600169B2 - 滑車装置用のベアリングシールとしての偏向ベアリングシールド、およびその組み立て方法 - Google Patents

滑車装置用のベアリングシールとしての偏向ベアリングシールド、およびその組み立て方法 Download PDF

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Description

本発明は、滑車のベアリングの露出側を汚染物質から保護する滑車のベアリングシールドに関する。
（フロントサイドおよびバックサイドの両サイドの）駆動滑車、アイドラ滑車、テンショナ滑車などの滑車は自動車に、例えば駆動システムのベルトを駆動したり張力を加えるためによく利用されている。ベルト駆動システムの場合、駆動滑車、一つかそれ以上のアイドラ滑車、および各滑車のベルト面に巻き付けられたベルトを有する。ベルト表面は例えば平滑面でもよく、あるいは深いＶ字形、歯車付きでもよく、多数のリブを形成したものでもよい。
このような自動車などの産業用途では、埃、砂、塩および/または他の異物などの汚染物質が滑車のベアリングに侵入する傾向がある。ベアリングは汚染物質に暴露されると、摩耗が速く進み、ベアリングの寿命が短くなる。これら汚染物質は、ボール要素または回転要素が過剰なノイズを発生する原因、場合によって動けなくなる原因になることさえある。ボール要素などが動けなくなると、ベルトが固着された滑車上を滑る結果として、駆動ベルトが破断するか、落下する原因になる。
ベアリングシールは汚染物質に対する第１防止線であるが、十分でないことが多い。汚染物質防止を改善するために、ダブルシールに関するＵＳＰ４，９１６，７５０、ＵＳＰ３，１７７，０２０およびＵＳＰ２，７４７，６８９に記載されているように、シールを追加するか、シール方法を適用することが多い。ところが、これらダブルシールの場合、外部シールとしてではなく、ベアリングの内部に使用されている。
ＵＳＰ４，９１６，７５０ ＵＳＰ３，１７７，０２０ ＵＳＰ２，７４７，６８９
従来のラビリンスシールは、ベアリングに達する汚染物質の量を減らす外部シールまたはベアリングシールドの一例である。ラビリンスシールには、シールの下に開放通路があり、この通路がどんなに小さくても汚染物質がベアリングに達してしまうという問題がある。
他のシール設計においては、ベアリングを収容する滑車の開口に圧入するベアリングシールドを利用している。このような設計の問題の一つは、装着が難しく、例えば開口にベアリングシールドを圧入するために特殊な工具が必要となることである。さらに、この開口の場合、ベアリングシールドを安全に保持するためにタイトな許容差が必要であり、バラツキのない製造を難しくしている。これらシール設計はいずれも理想的なものではない。
従って、汚染物質防止の点が改善された上で、装着および/または製造がより容易なベアリングシールドが望まれている。
本発明の一態様は、滑車殻内のベアリングを汚染物質から保護する滑車装置に関する。この態様による滑車装置は回転軸線、滑車殻、およびベアリングを有する滑車、この滑車を受け取る滑車受け取り端部をもつシャフト、およびこのシャフトの滑車受け取り端部に設けられた第１ベアリングシールドからなる。滑車殻の環状壁がベアリングを収容する開口を形成する。開口に収容されたベアリングは、内側レース、外側レース、およびこれらレース間の回転要素からなる。
第１ベアリングシールドは、ベアリングを汚染物質から保護する第１接触シールとしてベアリングの外側レースおよび滑車殻の少なくとも一つにバイアスを作用させる偏向シール部材を有する。
本発明の一つの実施態様では、第１ベアリングシールドは自己偏向作用プレートを有し、この自己偏向作用プレートの外周周囲に偏向シール作用部材を有する。別な実施態様では、第１ベアリングシールドは偏向シール作用部材に結合されたカップを有し、ベアリングの外側レースおよび滑車殻の少なくとも一つに対して偏向シール作用部材を位置決めする。別な実施態様では、第１ベアリングシールはＶリングである。
本発明の滑車装置の場合、第１ベアリングシールドから滑車の反対側に、あるいはベアリングと滑車およびベアリングシールドをシャフトに取り付ける固定装置との間に第２ベアリングシールドを設けることができる。この第２ベアリングシールドとしては、従来のベアリングシールドを利用するか、あるいは第１ベアリングシールドと同種のベアリングシールドを利用すればよい。
本発明の別な態様は、滑車装置の組み立て方法であって、回転軸線を設定し、かつ滑車受け取り端部を有するピボットシャフトを準備し、このピボットシャフトの滑車受け取り端部に第１ベアリングシールドを設け、そして回転軸線を中心にして回転できるように滑車をピボットシャフトに取り付けることからなる組み立て方法に関する。滑車の滑車殻は、内側レース、外側レース、およびこれらレース間に回転要素を有するベアリングを収容する環状壁を有する。第１ベアリングシールドは、ベアリングの外側レースおよび滑車殻の少なくとも一つに対して第１接触シールとしてバイアスされる偏向シール作用部材を有する。本態様による方法の場合、滑車および第１ベアリングシールドをピボットシャフトに取り付ける工程も有する。あるいは、第１ベアリングシールドに対向するベアリングの上面に第２ベアリングシールドを設け、滑車、第１ベアリングシールドおよび第２ベアリングシールドをピボットシャフトに取り付けてもよい。
滑車装置の第１実施態様を示す正面横断面図である。 図１の円Ａ内部にある第１ベアリングシールド部分を示す拡大図である。 滑車装置の第２実施態様を示す正面横断面図である。 図３の第１ベアリングシールドを示す拡大上面図である。 図３の第１ベアリングシールドを示す拡大底面図である。 図３の第２ベアリングシールドを示す拡大上面図である。 図３の第２ベアリングシールドを示す拡大底面図である。 図３の円Ｂ内の第１ベアリングシールド部分を示す拡大図であって、別なフランジ設計を示す図である。 滑車装置の第３実施態様を示す正面横断面図である。 図７の第１ベアリングシールドを示す拡大斜視図である。 図８の第１ベアリングシールドを示す展開図である。 滑車装置の第４実施態様を示す正面横断面図である。 図１０の円Ｃ内の第１ベアリングシールド部分を示す拡大図である。
まず図１および図２に示す実施態様について説明すると、全体を１００で示す滑車装置は、図示のように、回転軸線１０４をもつ滑車１０２、滑車が着座する滑車受け取り端部１２１をもつシャフト１２０、第１ベアリングシールド１３０、適宜選択して使用する第２ベアリングシールド１５０、およびファスナー手段１２４を有する。シャフト１２０の滑車受け取り端部１２１は、滑車が周囲で回転する滑車ハブ１２２、および取り付け基部１２３を有する。一般的に、滑車１０２およびシャフト１２０は、締め付け力を与えるとともに、滑車装置の構成成分を固着するために役立つボルトなどのファスナー手段に係合する形状の開口を有する。当業者ならば理解できるように、ファスナー手段１２４としては締め付け力を与えることができるねじ、ピン、リベットやその他の手段を利用することができる。例えば中心に設定された滑車の開口は、滑車１０２内の開口１０９内に収容されたベアリング１１０を通る。
滑車１０２としてはアイドラ滑車を使用することができ、この場合には付属装置を駆動する駆動ベルトシステムを併用するか、あるいはベルトの方向を変えるか、またはベルト張力を維持するベルトテンショナの構成成分として使用することができるが、これらに制限されるものではない。場合によっては、滑車は車輪、ギヤ、ローラなどのものとしても機能することができる。
滑車１０２は滑車殻１０６、およびベアリング１１０を有する。滑車殻（pulley shell）１０６はベアリング１１０を収容する開口１０９を形成する環状壁１０８を有する。この滑車殻１０６にはベルト走行面１０７を形成することができる。なお、この走行面は限定するわけではないが、平滑面、ざらざらした面、Ｖリブなどのリブを形成した面であってもよい。当業者ならば理解できるように、滑車殻は任意に設計することができる。例示すれば、滑車殻にリブを有するか、あるいは滑車殻の他の部分とは異なる材料で構成したコアを形成してもよい。この滑車殻は成形体、非成形体のいずれでもよく、プラスチックその他の材料で構成することができる。
ベアリング１１０は、滑車殻１０６の環状壁１０８が形成する開口１０９内に収容する。このベアリングは内側レース１１２、外側レース１１４、これらレース間の回転要素１１６を有し、かつそれぞれ上面１１８および下面１１９をそれぞれ有する。図１に示す滑車装置の場合、第１および第２のベアリングシールド１３０および１５０がなければ、上下面１１８および１１９が汚染物質に暴露され、その影響を受けやすくなる。外側レース１１４が環状壁１０８に隣接し、そして内側レース１１２がファスナー手段１２４を受け取り、かつシャフト１２０の滑車受け取り端部１２１の滑車ハブ１２２を受け取る開口を形成する。ベアリング１１２の内側レースが、シャフト１２０の滑車受け取り端部１２１の取り付け基部１２３に着座することになる。
第１ベアリングシールド１３０については、シャフト１２０の滑車受け取り端部１２１に設ける。即ち、第１ベアリングシールド１３０については、全体として、滑車受け取り端部１２１とベアリングの下面１１９との間に設定すると、汚染物質がベアリングに侵入することが少なくなるか、これを防止することができる。第１ベアリングシールドは、開口１３４（なお、この開口については図４Ａおよび図４Ｂの別な実施態様において開口２３４としてより明確に示す）をもつ自己偏向作用プレート１３２、およびこの自己偏向作用プレート１３２の外周１３８の周囲の偏向シール作用部材１３６を有する。この自己偏向作用プレート１３２が、偏向シール作用部材１３６の少なくとも一部をベアリング１１０の外側レース１１４（図１および図２を参照）、滑車殻１０６の環状壁１０８（図７を参照）、あるいは滑車殻１０６のその他の部分、あるいはこれらの任意の複合部に対して第１接触シール１４０（図２を参照）としてバイアス作用を加える。図１〜図１１に示す実施態様の場合、オープンカップ形滑車殻であるが、偏向シール作用部材１３６は任意形式の滑車と併用することができ、偏向シール作用材が中実滑車のコアまたはその他の部分に対して接触シールを形成することができる。
開口１３４については、自己偏向作用プレート１３２のほぼ中心に設けると、自己偏向作用プレート１３２の内周１３７を取り付け基部１２３に着座させることができる。図１から理解できるように、内側レース１１２が軸方向力を、ファスナー手段１２４によって伝達されている間、第１ベアリングシールド１３０の内周１３７に作用させるため、滑車が回転しているときでも、即ち内周１３７が滑車受け取り端部１２１と内側レース１１２との間に挟まれているときでも、ベアリングシールド１３０を滑車受け取り端部１２１に対して所定位置に保持することができる。自己偏向作用プレート１３２の内周１３７を若干凹ませると、ベアリングシールド１３０を滑車受け取り端部１２１と内側レース１１２との間により安全に着座させることができる。
自己偏向作用プレート１３２としてはバネプレートを使用することができる。バネプレートは自己偏向作用を示し、金属を利用することができる。別な実施態様では、バネプレートは任意の耐久性プラスチックであればよく、特に具体例を挙げると、高温耐久性プラスチックナイロン６/６、ナイラトロン（Ｎｙｌａｔｒｏｎ）ＧＳや６０ブナ（Ｂｕｎａ）、６０カルボキシル化ブナなどのゴム材料がある。図２に示すように、バネプレートに、プレートを自己偏向させて、偏向シール作用部材１３６の少なくとも一部を接触シール１４０として外側レース１１４にバイアス作用させるバネベンド１４４を形成することができる。この自己偏向作用プレート１３２は、例えシール作用材が摩擦の結果として薄くなった場合にも、偏向シール作用部材１３６を外側レース１１４に対してバイアスし続ける点で有利である。この設計には、バネベンド１４４を調整して偏向作用部材のバイアス力を加減して、接触シールの特性を変更し、あらゆる滑車設計に対処できるように構成できる利点もある。
自己偏向作用プレート１３２および偏向シール作用部材１３６は一体部材でもよく、あるいは個別構成成分を一体に接続したものでもよい。この偏向シール作用部材１３６は、耐摩耗作用および/または可撓作用および/または自己偏向作用をもつシール作用材で構成することができる。好適なシール作用材としては、高温耐久性プラスチックナイロン６/６、ナイラトロン（Ｎｙｌａｔｒｏｎ）ＧＳや６０ブナ（Ｂｕｎａ）、６０カルボキシル化ブナなどのゴム材料がある。
一つの実施態様では、よく知られているオーバーモールディングなどの方法を利用して、シール作用材を偏向作用部材の外周に対して一体成形あるいは同時成形することができる。図２に示すように、偏向シール作用部材１３６は、偏向作用部材の外周１３８の上下面と全体として同じ距離延長する全体としてディスク形の部材として構成することができる。あるいは、図３、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、偏向シール作用部材２３６については、偏向作用部材の下面よりも上面において距離が長くなるように構成してもよい。鋳型については、図１および図２の場合と同様に、偏向作用部材の上下において偏向シール作用部材１３６がほぼ同じ厚さになるように設計することができる。なお、鋳型については、図３〜図６の場合と同様に偏向作用部材の下においてシール作用材が厚くなるように、あるいは偏向作用部材の上において外周１３８がシール作用材の上面または下面により近くなるように、設計することも可能である。外周のシール作用材の厚みに対する位置により偏向作用部材のバイアス力を加減できるため、これを利用して接触シールの特性を変化させることができる。
偏向シール作用部材１３６は、外周１３８の周りで連続的でもよく、あるいは非連続的でもよい。連続シール作用材のほうが汚染物質に対する保護効果が強い。偏向シール作用部材１３６には、ベアリング１１０の外側レース１１４および/または滑車殻１０６の環状壁１０８に対して接触シール１４０を形成できる材料ならば任意の好適な材料を利用することができる。
偏向シール作用部材１３６には、これの外周から回転軸線１０４に対して全体として平行に延長するフランジ１４２を形成することができ、このように構成すると、フランジ１４２が滑車殻１０６の環状壁１０８にオーバーハングすることになる。図１および図２に示すように、フランジ１４２が環状壁から、これに接触することなくオーバーハングするため、第２のラビリンスシールを形成する。別な実施態様では、図６に示すように、フランジ１４２が滑車殻の環状壁に向かって全体として反り返るため、開口がより小さくなり、汚染物質がフランジの下から上に移動することがほとんどなくなるか、あるいは環状壁１０８に接触して第２接触シール２４３を形成することがほとんどなくなる。本開示のいずれかの実施態様におけるフランジは、各種の滑車殻設計に対処することができる。換言すれば、フランジは、ベアリングの外側レースか、あるいはベアリングの上面に最も近い滑車殻の部分から、これらと接触状態で、あるいは接触することなくオーバーハングするか、あるいはこれらから延長するように構成することができる。
図１についてさらに説明を続けると、滑車装置１００の場合、第２ベアリングシールド１５０をベアリング１１０の上面１１８と開口１２５を超えて延長する滑車ボルトのヘッドなどのファスナー手段の部分との間に設けることができる。第２ベアリングシールド１５０としては、例えば図１に示すラビリンスシールなどの任意の公知シールを利用することができる。あるいは、滑車殻の構成を図７〜図９に示すカップ設計に対処できるようにした場合には、第２ベアリングシールド１５０は、本開示で説明する第１ベアリングシールドの実施態様のいずれかと同様な構成でもよい。
次に図３について説明すると、全体を参照符号２００で示す滑車装置は、図示のように、別な実施態様である第１ベアリングシールド２３０および第２ベアリングシールド２５０を含むが、これら以外の構成成分および特徴は図１と同じあり、従って同じ参照符号で示す。
第１ベアリングシールド２３０は、図１の第１ベアリングシールドについて説明した同じ位置に設ける。図３および図４Ａ〜図４Ｂに示す第１ベアリングシールド２３０は、上記のように、内周２３７によって形成される開口２３４を有する自己偏向作用プレート２３２、および偏向作用部材の外周２３８周囲の偏向シール作用部材２３６を有する。内周２３７の一部を若干凹ませて、ベアリングシールド２３０を滑車受け取り端部１２１に対してより安全に着座させることができる。偏向シール作用部材２３６は、自己偏向作用プレート２３２の下面よりも上面においてより長く延長し、上面のシール作用材は、自己偏向作用プレート２３２の上面の突出部２４８と係合する一つかそれ以上のスロット２４６を有する。偏向部材２３２上に成形したプラスチック材料は、偏向シール作用部材２３６中にスロット２４８を有するため、一旦ベアリングシールド２３０が偏向したならば、直径方向に膨張することになる。スロット２４８は、偏向シール作用部材２３６に割れが発生することを防止するのに役立つ。シール作用材には、環状壁１０８に接触することなくこれからオーバーハングするフランジ２４２、あるいはこの環状壁からオーバーハングするとともにこれに接触して第２接触シール２４３を形成するフランジ２４２´（図６）を形成することができる。
図５Ａ〜図５Ｂに示す第２ベアリングシールド２５０は、上記のように、内周２５７によって形成された開口２５４を有する自己偏向作用プレート２５２、および偏向作用部材の外周２５８の周囲にある偏向シール作用部材２５６を有する。内周２５７の一部を若干凹ませ、ベアリングシールド２５０をベアリングの上面１１８とファスナー手段１２４との間により安全に着座させることができる。第２ベアリングシールド２５０は、第１ベアリングシールド２３０と同構成であるが、ベアリング１１０の上面１１８を覆うか、および/またはベアリング１１０の外側レース１１４または滑車殻１０６の外側レースに隣接する部分からオーバーハングするか、これらと接触して接触シールを形成するように、寸法を設定している。第１ベアリングシールド２３０と同じように、第２ベアリングシールド２５０は、偏向シール作用部材２５６を自己偏向作用プレート２５２の下面においてよりも上面において距離が長くなるように延長し、そしてフランジ２６２を形成することができる。偏向シール作用部材２５６には、第１ベアリングシールド２３０について説明したのと同様な、自己偏向作用プレート２５２の上面の突出部２６８に係合するスロット２６６を形成することができる。
第１ベアリングシールド２３０および第２ベアリングシールド２５０については、上記のように、偏向作用部材およびシール作用部材は一体部材でもよく、あるいは個別構成成分を一体に接続したものでもよい。いずれの実施態様でも、図示のように、偏向作用部材は全体として平坦なプレートであり、金属プレートまたは座金であればよい。あるいは、上記のその他の材料のうち任意の材料で構成してもよい。図４Ａ〜４Ｂおよび図５Ａ〜図５Ｂに示す偏向シール作用部材２３６および２５６は、それぞれ、連続的な、全体としてディスク状の部材として偏向作用部材の外周にオーバーモールドするが、別な方法で接続してもよい。
図３に示すように、第１ベアリングシールドおよび第２ベアリングシールド２３０、２５０はいずれも偏向作用部材の外周をシール作用材内に設けて、接触シールを形成するプレート下のシール作用材の材厚がプレート上のシール作用材の材厚よりも厚くなるように設定する。即ち、横断面図に示すように、“オフセンター”構成にする。プレートを全体として平坦構成を取るようにし、かつシール作用材内にオフセンター設定してあるため、ファスナー手段１２４が偏向作用部材２３２、２５２のいずれかの、あるいは両方の内周に軸方向力を作用させると、この軸方向力によってプレートが外周２３８、２５８をベアリングに向けて軸方向に偏向させ、これによってシール作用材がベアリング１１０の外側レース１１４に接触し、それぞれ接触シール２４０および２６０を形成する。接触シールは、偏向作用材の下側でシール作用材の最も厚い部分に形成した場合には、その作用がより長く続くことになる。
さらに図３について説明を続けると、フランジ２４２および２６２は、第１および第２のベアリングシールド２３０、２５０のシール作用材の全体としてディスク状の本体の外周に延設する。全体としてディスク状の本体の形状については、フランジが接触シール２４０または２６０を超え、ベアリング１１０の外側レース１１４、滑車殻１０６の環状壁１０８、および/または滑車殻の外側レースに隣接する部分からオーバーハングできるように構成すればよい。フランジ２４２は環状壁１０８に接触せず、同様にフランジ２６２は滑車殻の外側レース１１４に隣接する部分に接触しない。即ち、これらフランジ２４２、２６２は汚染物質の付加的な防護体として二次的なラビリンスシールを構成するものである。
次に、図３の円Ｂ内の第２ベアリングシールド部分の拡大図である図６について説明すると、図示のものは別なフランジ設計例２４２´である。フランジ２４２´は偏向シール作用部材２３６に延設し、環状壁１０８からオーバーハングし、環状壁の方に反り返って、第１接触シール２４０に加えて二次的な接触シール２４３として環状壁に接触する。当業者ならば、フランジ形状については各種の設計が可能であるが、ここで大切なことは、フランジが滑車の別な面に接触して二次的な接触シールを形成することであることを理解できるはずである。この別なフランジ設計例は、滑車殻の設計に対処できる場合には、第１ベアリングシールド２５０にも応用することができる。
図７について説明する。図示の全体として参照符号３００で示す滑車装置は、第１ベアリングシールド２３０の別な実施態様からなる。それ以外の構成成分および特徴は図１および図３と同じであり、従って同じ参照符号を使用する。第１ベアリングシールド３３０が、ベアリング１１０の下面１１９、特に外側レース１１４に対してではなく、偏向シール作用部材３３６と滑車殻１０６の環状壁１０８との間に第１接触シール３４０を形成する。図示では、偏向シール作用部材３３６はカップ３３２の内壁に設けられているが、カップの外壁に設けるか、あるいはリム３３８を被覆するように設けてもよく、この場合には、接触シールがコア壁１１７または外側環状壁１０８´の少なくとも一つに対して形成することができる。別な実施態様では、環状壁１０８を短く設定するか、あるいは環状壁１０８に隣接する外側レース１１４が現れる開口を形成してもよく、この場合には偏向シール作用部材３３６が外側レースの表面に接触し、接触シール３４０を形成することになる。また、滑車殻が中実体の場合には、偏向シール作用部材が滑車殻の任意の部分に接触し、接触シールを形成するか、あるいは滑車殻に形成した溝に嵌合させることも可能である。
図７〜図９に示す第１ベアリングシールド３３０は、カップ３３２および偏向シール作用部材３３６を有する。図示では、カップ３３２は全体して円形の側壁３３５を有するが、カップはこれに制限されるものではない。このカップ３３２は、上記自己偏向作用プレート１３２について説明したのと同様な開口３３４を有し、またカップの外周を形成するリム３３８を有する。カップ３３２の形状については、偏向シール作用部材３３６の少なくとも一部が接触シール３４０として環状壁１０８に接触できる形状であればよい。また、シール作用材は、偏向して環状壁１０８に嵌合するか、あるいは環状壁１０８に係合することができる。カップのリム３３８には、一つかそれ以上のスロット３４６などを形成することができ、偏向シール作用部材３３６をカップ３３２に接続することができる。
偏向シール作用部材３３６は、カップ３３２のリム３３８の周りに連続的に設けてもよく、あるいは非連続的に設けてもよく、全体としてリム３３８に係合するように形状設定すればよい。偏向シール作用部材３３６の少なくとも一部はカップの一つかそれ以上の壁３３５の内周に整列していればよい。図７〜図９に示すように、シール作用材はカップ３３２のリム３３８のスロット３４６に係合する一つかそれ以上の突出部３４８を形成した環状リングであり、シール作用部材とカップとを接続するものである。突出部３４８およびスロット３４６は、全体として締まり嵌めタイプや隙間嵌めタイプであればよい。隙間嵌めタイプでも、シール作用材がカップと滑車殻の環状壁に隣接する部分との間から滑り出る余地のない図７に示す装置の結果としてシール作用材を所定位置に保持できる。
また偏向シール作用部材３３６には、図示のように、一つかそれ以上の連続リッジまたは非連続リッジ３４１を設ける。これらリッジは、シール作用材から外側に突出しカップに入り、環状壁１０８などの滑車部分に接触し、接触シール３４０を形成する。これらリッジ３４１は、全体として偏向シール作用部材を自己偏向性にするものである。リッジの形状および/または角度については、滑車の一部に接触させて接触シールを形成する場合に、リッジが滑車に接触したままでカップのほうに偏向するように設定する。滑車の回転時の摩擦の結果としてシール作用材が摩耗すると、シール作用材が滑車のほうにバイアスされて、接触を維持し、これによって接触シールを維持し、かつベアリングを汚染物質から保護する。
図９に示すように、カップ３３２と偏向シール作用部材３３６は、分離可能に設定しておくことができる。別な実施態様では、偏向シール作用部材３３６はカップと一体成形してもよく、あるいは同時成形してもよく、例えば、シール作用材はリムにオーバーモールドしてもよい。
次に図１０について説明すると、全体として参照符号４００で示す滑車装置は、第１ベアリングシールドの別な態様を有し、それ以外の図１および図３と同じ構成成分および特徴は同じ参照符号で示す。第１ベアリングシールド４３０が、偏向シール作用部材４３２とベアリング１１０の外側レース１１４との間に第１接触シール４４０を形成する。あるいは、偏向シール作用部材４３２が、環状壁１０８または滑車殻のその他の部分に対して接触シールを形成してもよく、あるいはこれらのいずれかをベアリングの外側レースと組み合わせてもよい。
第１ベアリングシールド４３０はＶリング４３８である。このＶリング４３８は、図１１の横断面に示すように、Ｖの第１辺４３８´および第２辺４３８´´を有する。なお、図１１は、以下に説明するようにフランジ４６０およびリップ４６２を取り除いた点を除けば、円Ｃ内に示す図１０の部分と同じである。偏向シール作用部材４３８がＶの第１辺４３８´であり、そしてスペーサ４４２がＶの第２辺４３８´´である。偏向シール作用部材４３８は先端縁部４４４および後端縁部４４６を有し、この後端縁部４４６にスペーサ４４２を接続する。組み立てられた滑車装置内においては、スペーサ４４２によって先端縁部４４４が取り付け基部１２３の上面の上に位置決めされる。この位置では、ベアリングの外側レースが、あるいは滑車殻の一部が偏向シール作用部材をスペーサのほうに押圧するため、第１接触シール４４０が形成する。この偏向シール作用部材４３８の場合、偏向量は０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであればよい。
Ｖリング４３８の場合、偏向シール作用部材４３２の角度は組み立て前スペーサに対して約３５°〜約５５°であればよい。一つの実施態様では、Ｖリングの組み立て前の角度は４５°である。各種形状、各種角度、各種直径のＶリングが市販されている。一般に、Ｖリングはエラストマーからなり、織布や板金シートなどで補強しない。また、Ｖリングは延伸でき、そしてサイズにもよるが、取り付け基部１２３などの他の構成成分の上に押しつけることができる。Ｖリングには交換が容易である利点もある。Ｖリングの組み立て前の角度は組み立て時に偏向することができるため、偏向シール作用部材は自己偏向性である。即ち、滑車を取り外すと、偏向シール作用部材は元の位置に復元する。
滑車受け取り端部１２１は、図１０に示すように、そのフランジ４６０には、Ｖリング４３８の外周を取り囲むリップ４６２を適宜形成することができる。また、図１１に示すように、Ｖリング４３８は全体して平坦な表面に設けてもよい。
滑車装置４００には、図１０に示すように、第２ベアリングシールド４５０およびキャップ４８０を設けることも可能である。第２ベアリングシールド４５０は、以上説明してきた任意のシールド、あるいは従来公知な任意のシールドであればよい。図１０に、第２Ｖリング４５４としての第１ベアリングシールド４３０を示す。第２Ｖリングは偏向シール作用材４５２およびスペーサ４５６を有する。キャップ４８０は、取り付け基部４８２を有する。第２ベアリングシールド４５０は、この取り付け基部４８２に着座し、ベアリング１１０の上面１１８に着座する。第２Ｖリング４５４は、組み立て前の角度は前記の通りであり、組み立て時にスペーサ４５６に対して偏向する。キャップ４８０には、第２Ｖリングの外周を取り囲むフランジ４８４を適宜形成することができる。フランジ４８４が存在する場合、第２Ｖリング４５４はキャップ４８０の凹部内に収まることになる。この凹部については、第２Ｖリングが取り付け基部に延伸嵌合し、かつ静止しているため、即ち第２Ｖリング４５４が軸線１０４の周りで回転せず、また軸線にそって並進せず、あるいは軸線から離間する外側方向に並進しないため、第２Ｖリングよりも大きく設定することができる。Ｖリング４３８についても同じである。
本発明の第２態様は、上記の各種実施態様の滑車装置を組み立てる方法に関する。本発明の組み立て方法では、回転軸線１０４を形成するピボットシャフト１２０を設け、この回転軸線の周りで回転できるようにピボットシャフトに滑車１０２を設け、そしてベアリングの下面にベアリングシールド１３０、２３０または３３０などの第１ベアリングシールドを設ける。第１ベアリングシールドを設ける場合、滑車装置のベアリング１１０とピボットシャフト１２０との間に同軸的にベアリングシールドを取り付けてもよい。この方法の場合、上記のように、ファスナー手段１２４を使用して、ピボットシャフトに滑車および第１ベアリングシールドを取り付けてもよい。
本発明方法の場合、ベアリング１１０の上面１１８上にベアリングシールド１５０、２５０などの第２ベアリングシールドやその他の利用可能なカバーやシールを設け、そして滑車および第１、第２のベアリングシールドをピボットシャフトに取り付けることも可能である。また、第２ベアリングシールドは、ベアリングの上面と、滑車ボルトのヘッドなどのファスナー手段１２４の一部との間に設けてもよい。
以上説明してきた実施態様のそれぞれにおいて、偏向シール作用部材は、ベアリングの外側レースと接触するか、あるいは滑車殻の一部と接触するかに応じて、滑車の一部と接触シールを構成する。偏向シール作用部材は偏向して、ベアリングシールドの構成成分によって、滑車装置の他の構成成分、特に滑車によって接触シールを構成するか、自己偏向するか、あるいはこれらの両者を行う。シール作用部材が偏向する事実は、滑車との摩擦の結果シール作用部材が摩耗するに従って、シール作用部材が滑車のほうにバイアスして、偏向シール作用部材の寿命の全期間を通じて接触シールが維持されるため、ベアリングを汚染物質の汚染から良好に保護することができる作用効果を有する。
図面に示し、かつ本明細書で説明してきた本発明の実施態様は、特許請求の範囲内において構成可能な数多くの実施態様のうち例示に過ぎない。即ち、本明細書に示した作用効果を利用すればこれら以外の滑車装置の構成も可能である。つまり、特許権利の範囲は、特許請求の範囲によってのみ制限を受けるものである。
１００：滑車装置
１０２：滑車
１０４：回転軸線
１０６：滑車殻
１０７：ベルト走行面
１０８：環状壁
１０９：開口
１１０：ベアリング
１１２：内側レース
１１４：外側レース
１１６：回転要素
１１８：上面
１１９：下面
１２０：シャフト
１２１：滑車受け取り端部
１２２：滑車ハブ
１２３：取り付け基部
１２４：ファスナー手段
１３０：第１ベアリングシールド
１３４：開口
１３６：偏向シール作用部材
１４０：第１接触シール
１４２，２４２’：フランジ
１５０：第２ベアリングシールド

Claims (17)

  1. ベルト走行面を有し、回転軸線をもち、かつ滑車殻およびベアリングからなる滑車であって、前記滑車殻が前記ベアリングを収容する開口を画定する環状壁を有し、前記ベアリングが前記開口内にあり、前記ベアリングが内側レース、外側レース、およびこれらレース間にある回転要素を有する前記滑車において、
    滑車受け取り端部を有するシャフト、および
    前記シャフトの前記滑車受け取り端部に設けられた第１ベアリングシールドがあり、
    前記第１ベアリングシールドが偏向シール作用部材を設け、この偏向シール作用部材を前記ベアリングの前記外側レースまたは前記滑車殻の一部、あるいはこれら両者に対して偏向させる自己偏向作用プレートを有し、
    前記シャフトの前記滑車受け取り端部と前記滑車との間に挟まれた前記自己偏向作用プレートの内周側に、前記自己偏向作用プレートが前記偏向シール作用部材を偏向させるバネベンドを有し、
    前記ベアリングを汚染物質から保護する第１接触シールとして、前記ベアリングの前記外側レースに対して前記バネベンドでバイアス力を与える前記偏向シール作用部材であり、
    前記偏向シール作用部材が前記回転軸線と平行に伸び且つ前記偏向シール作用部材の外周周囲から伸びるフランジであって、前記ベルト走行面を設けた前記滑車殻の外側部分と前記環状壁との間に位置する空洞部に入る前記フランジを有し、
    そして、前記フランジが前記滑車殻の前記環状壁を覆うようにオーバハングしており、さらに前記フランジと前記環状壁との間にラビリンスシールを形成するか、あるいは第２接触シールを形成することを特徴とする滑車装置。
  2. 前記偏向シール作用部材が、前記自己偏向作用プレートの外周にオーバーモールドしたシール作用材からなる、ディスク状体である請求項１に記載の滑車装置。
  3. ベルト走行面を有し、回転軸線をもち、かつ滑車殻およびベアリングからなる滑車であって、前記滑車殻が前記ベアリングを収容する開口を画定する環状壁を有し、前記ベアリングが前記開口内にあり、前記ベアリングが内側レース、外側レース、およびこれらレース間にある回転要素を有する前記滑車において、
    滑車受け取り端部を有するシャフト、および
    前記シャフトの前記滑車受け取り端部に設けられた第１ベアリングシールドがあり、
    前記第１ベアリングシールドが偏向シール作用部材を設け、この偏向シール作用部材を前記ベアリングの前記外側レースまたは前記滑車殻の一部、あるいはこれら両者に対して偏向させる自己偏向作用プレートを有し、
    前記シャフトの前記滑車受け取り端部と前記滑車との間に挟まれた前記自己偏向作用プレートの内周側に、前記自己偏向作用プレートが前記偏向シール作用部材を偏向させるバネベンドを有し、
    前記ベアリングを汚染物質から保護する第１接触シールとして、前記ベアリングの前記外側レースに対して前記バネベンドでバイアス力を与える前記偏向シール作用部材であり、
    前記偏向シール作用部材が前記回転軸線と平行に伸び且つ前記偏向シール作用部材の外周周囲から伸びるフランジであって、前記ベルト走行面を設けた前記滑車殻の外側部分と前記環状壁との間に位置する空洞部に入る前記フランジを有し、
    そして、前記フランジが前記滑車殻の前記環状壁を覆うようにオーバハングしており、さらに前記フランジと前記環状壁との間にラビリンスシールを形成するか、あるいは第２接触シールを形成し、
    この第１ベアリングシールドがさらに、前記偏向シール作用部材に結合されて、前記偏向シール作用部材を前記ベアリングの前記外側レースおよび前記滑車殻の少なくとも一つに対して位置決めするカップを有することを特徴とする滑車装置。
  4. 前記偏向シール作用部材のバイアス力が、前記ベアリングの前記外側レースの代わりに前記滑車殻の前記環状壁に作用する請求項３に記載の滑車装置。
  5. 前記偏向シール作用部材が自己偏向作用を有し、前記カップが、前記自己偏向作用を有するシール部材を受け取る構成のリムを有する請求項３に記載の滑車装置。
  6. 前記リムが一つかそれ以上のスロットを有し、そして前記自己偏向作用を有するシール部材が、これら少なくとも一つ以上のスロットに嵌合する形状の突出部を有する請求項５に記載の滑車装置。
  7. 前記自己偏向作用を有するシール部材が上面においてシール作用材からなる一つかそれ以上の突出リッジを有し、これらリッジが前記ベアリングの前記外側レースおよび前記滑車殻の少なくとも一つに接触する請求項６に記載の滑車装置。
  8. さらに第２ベアリングシールドを設けて、前記第１ベアリングシールドに対向する前記ベアリング面を保護する請求項１に記載の滑車装置。
  9. 前記第１ベアリングシールドがＶリングであり、前記偏向シール作用部材がＶの第１辺であり、そしてスペーサがＶの第２辺である請求項１に記載の滑車装置。
  10. 偏向シール作用部材の前記スペーサに対する角度が３５°〜５５°であり、前記偏向シール作用部材が自己偏向作用をもつ請求項９に記載の滑車装置。
  11. 前記偏向シール作用部材が先端縁部および後端縁部を有し、前記シャフトの前記滑車受け取り端部が取り付け基部を含み、前記スペーサがこの偏向シール作用部材の前記先端縁部を前記取り付け基部の上面上に位置決めし、そして前記ベアリングの前記外側レースおよび前記滑車殻の少なくとも一つが前記偏向シール作用部材を前記スペーサに押しつけ、前記第１接触シールを形成する請求項１０に記載の滑車装置。
  12. 前記Ｖリングが延伸作用をもち、前記取り付け基部周囲に嵌合する請求項１１に記載の滑車装置。
  13. 滑車のベアリングを汚染物質から保護する滑車装置の組み立て方法であって、
    回転軸線を設定し、かつ滑車受け取り端部を有するピボットシャフトを準備し、
    前記滑車受け取り端部が、取り付け基部を有し、そして、第１ベアリングシールドを設けるさいに、この取り付け基部に接触した状態で前記第１ベアリングシールドを同軸的に取り付け、
    偏向シール作用部材を有する前記第１ベアリングシールドを前記ピボットシャフトの前記滑車受け取り端部に設け、
    前記第１ベアリングシールドの中心に穴を形成し、この穴によって前記第１ベアリングシールドを前記滑車受け取り端部に着座させ、前記第１ベアリングシールドを前記滑車と前記ピボットシャフトの間に介在させた状態で前記回転軸線の周りで回転できるようにこの滑車を前記ピボットシャフトに設け、
    そこで、前記滑車および前記第１ベアリングシールドを前記ピボットシャフトに取り付ける組み立て方法において、
    このさいに滑車として、ベアリングを収容する開口を有する滑車殻であって、前記開口がベルト走行面を有する前記滑車殻の環状壁で画定され、およびこの開口内に収容されたベアリングが内側レース、外側レース、およびこれらレース間の回転要素を有し、
    前記第１ベアリングシールドが偏向シール作用部材を設け、この偏向シール作用部材を前記ベアリングの前記外側レースまたは前記滑車殻の一部、あるいはこれら両者に対して偏向させる自己偏向作用プレートを有し、
    前記ピボットシャフトの前記滑車受け取り端部と前記滑車との間に挟まれた前記自己偏向作用プレートの内周側に、前記自己偏向作用プレートが前記偏向シール作用部材を偏向させるバネベンドを有し、
    前記ベアリングを汚染物質から保護する第１接触シールとして、前記ベアリングの前記外側レースに対して前記バネベンドでバイアス力を与える前記偏向シール作用部材であり、
    前記偏向シール作用部材が前記回転軸線と平行に伸び且つ前記偏向シール作用部材の外周周囲から伸びるフランジであって、前記ベルト走行面を設けた滑車殻の外側部分と前記環状壁との間に位置する空洞部に入る前記フランジを有し、
    そして、前記フランジが滑車殻の環状壁を覆うようにオーバハングしており、さらに前記フランジと前記環状壁との間にラビリンスシールを形成するか、あるいは第２接触シールを形成することを特徴とする組み立て方法。
  14. 滑車のベアリングを汚染物質から保護する滑車装置の組み立て方法において、
    回転軸線を設定し、かつ滑車受け取り端部を有するピボットシャフトを準備し、
    偏向シール作用部材を有する第１ベアリングシールドを前記ピボットシャフトの前記滑車受け取り端部に設け、
    前記第１ベアリングシールドを前記滑車と前記ピボットシャフトの間に介在させた状態で前記回転軸線の周りで回転できるようにこの滑車を前記ピボットシャフトに設け、
    このさいに滑車として、ベアリングを収容する開口を有する滑車殻であって、前記開口がベルト走行面を有する前記滑車殻の環状壁で画定され、およびこの開口内に収容されたベアリングが内側レース、外側レース、およびこれらレース間の回転要素を有し、
    前記第１ベアリングシールドが偏向シール作用部材を設け、この偏向シール作用部材を前記ベアリングの前記外側レースまたは前記滑車殻の一部、あるいはこれら両者に対して偏向させる自己偏向作用プレートを有し、
    前記ピボットシャフトの前記滑車受け取り端部と前記滑車との間に挟まれた前記自己偏向作用プレートの内周側に、前記自己偏向作用プレートが前記偏向シール作用部材を偏向させるバネベンドを有し、
    前記ベアリングを汚染物質から保護する第１接触シールとして、前記ベアリングの前記外側レースに対して前記バネベンドでバイアス力を与える前記偏向シール作用部材であり、
    前記偏向シール作用部材が前記回転軸線と平行に伸び且つ前記偏向シール作用部材の外周周囲から伸びるフランジであって、前記ベルト走行面を設けた滑車殻の外側部分と前記環状壁との間に位置する空洞部に入る前記フランジを有し、
    そして、前記フランジが滑車殻の環状壁を覆うようにオーバハングしており、さらに前記フランジと前記環状壁との間にラビリンスシールを形成するか、あるいは第２接触シールを形成し、
    前記第１ベアリングシールドがさらに、前記偏向シール作用部材に結合されて、前記偏向シール作用部材を前記外側レースおよび前記滑車殻の一部、又はそれら両方に対して位置決めするカップを有することを特徴とする組み立て方法。
  15. 前記偏向シール作用部材のバイアス力が、前記ベアリングの前記外側レースの代わりに前記滑車殻の前記環状壁に作用する請求項１４に記載の組み立て方法。
  16. 前記偏向シール作用部材が自己偏向作用をもつ請求項１４に記載の組み立て方法。
  17. 前記第１ベアリングシールドがＶリングで、前記偏向シール作用部材が該Ｖの第１辺であり、そしてスペーサが前記Ｖの第２辺であって、この偏向シール作用部材が先端縁部および後端縁部を有し、前記スペーサが前記偏向シール作用部材の前記先端縁部を前記取り付け基部の上面に位置決めし、前記ベアリングの前記外側レースおよび前記滑車殻の少なくとも一つが前記スペーサに前記偏向シール作用部材を押しつけて、前記第１接触シールを形成する請求項１３に記載の組み立て方法。
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