WO2020235351A1 - 軸受装置 - Google Patents

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WO2020235351A1
WO2020235351A1 PCT/JP2020/018605 JP2020018605W WO2020235351A1 WO 2020235351 A1 WO2020235351 A1 WO 2020235351A1 JP 2020018605 W JP2020018605 W JP 2020018605W WO 2020235351 A1 WO2020235351 A1 WO 2020235351A1
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WO
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bearing
flange portion
holder
bearing holder
tubular portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/018605
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English (en)
French (fr)
Inventor
白井 直樹
義彦 本田
将太 塚本
Original Assignee
愛三工業株式会社
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046Bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/06Ball or roller bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06Ball or roller bearings
    • F16C25/08Ball or roller bearings self-adjusting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/067Fixing them in a housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/08Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers for spindles
    • F16C35/12Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers for spindles with ball or roller bearings

Definitions

  • This disclosure relates to bearing equipment.
  • bearing devices such as ball bearings and tapered roller bearings are used to support the shaft of a rotating body. Then, a preload may be applied to the bearing in order to improve the rotational accuracy of the bearing device and reduce noise.
  • a preload is applied to the outer rings of a pair of bearings arranged coaxially. More specifically, a spacer is provided between the two inner rings to keep the distance between the two inner rings constant, and a coil spring is provided between the two outer rings to urge each of the outer rings in a direction away from each other. ing. As a result, a preload is applied to the pair of bearings.
  • An object of the technique of the present disclosure is to shorten the distance between a pair of bearings to which a predetermined preload is applied in a bearing device.
  • One means of the present disclosure is a shaft, a first bearing arranged at a predetermined interval in the axial direction of the shaft and attached to the first direction side of the shaft, and a second direction opposite to the first direction.
  • a bearing device including a pair of bearings including a second bearing attached to the side and a preload applying device for applying a preload to the pair of bearings in the thrust direction by an elastic body. Is the radial direction of the first tubular portion from the first tubular portion and the first tubular portion of the first tubular portion that are in contact with the radial outer surface of the pair of bearings and surround the pair of bearings.
  • a first bearing holder having a first flange portion extending outward and a second tubular portion that is spaced apart from each other at a radial outer position of the first tubular portion and surrounds the first tubular portion. , Provided at the second flange portion extending inward in the radial direction of the second tubular portion from the end on the second direction side of the second tubular portion and at the end on the first direction side of the second tubular portion.
  • the second bearing holder provided with the claw portion is in contact with the first bearing across the first tubular portion on the first direction side of the first tubular portion, and a part of the first tubular portion is of the claw portion.
  • the elastic body includes a plate that is located on the second direction side and is in contact with the claw portion to transmit the axial operation of the second bearing holder to the first bearing, and the elastic body is the first flange.
  • the second bearing is arranged between the portion and the second flange portion in a state of being compressed in the axial direction, and the second bearing has an integral relationship with the movement in the first direction with respect to the first bearing holder.
  • the first bearing is housed so as to be relatively movable, and the distance between the first flange portion and the second flange portion on which the elastic body is arranged is the pair. It is a bearing device that is larger than the distance between the facing surfaces in the bearing.
  • a predetermined preload can be applied to a pair of bearings by the elastic restoring force of the elastic body.
  • the distance between the first flange portion and the second flange portion on which the elastic body is arranged is larger than the distance between the facing surfaces of the pair of bearings. Therefore, while using a general elastic body, the distance between the pair of bearings can be shortened, and the dimensions of the device equipped with the bearing device in the thrust direction can be reduced.
  • a bearing device including a pair of bearings including a second bearing attached to the side and a preload applying device for applying a preload to the pair of bearings in the thrust direction by an elastic body.
  • 3 is a third tubular portion that is in contact with the radial outer surface of the pair of bearings and surrounds the pair of bearings, and a third flange that extends radially outward from the end of the third tubular portion on the first direction side.
  • a third bearing holder including a portion is further provided, and the first bearing is housed in the third bearing holder so as to have an integral relationship with the axial direction, and the second bearing is housed in the axial direction.
  • the second bearing is accommodated so as to be relatively movable, and the second bearing includes a fourth flange portion extending outward in the radial direction, and the elastic body includes the third flange portion and the fourth flange portion.
  • the distance between the third flange portion and the fourth flange portion on which the elastic body is arranged is larger than the distance between the facing surfaces of the pair of bearings. It is a large bearing device.
  • a predetermined preload can be applied to a pair of bearings by the elastic restoring force of the elastic body.
  • the distance between the third flange portion and the fourth flange portion on which the elastic body is arranged is larger than the distance between the facing surfaces of the pair of bearings. Therefore, while using a general elastic body, the distance between the pair of bearings can be shortened, and the dimensions of the device equipped with the bearing device in the thrust direction can be reduced.
  • the distance between the pair of bearings to which a predetermined preload is applied can be shortened.
  • FIG. 10 is an exploded view of the rotation regulating means of the bearing device shown in FIG. 10, and the second housing portion is shown in cross section. It is a top view of the bearing device which concerns on 3rd Embodiment. It is an enlarged view of the rotation regulation means of the bearing device shown in FIG. It is sectional drawing of the bearing device which concerns on 4th Embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a centrifugal pump 10 provided with the bearing device 90 according to the first embodiment.
  • the centrifugal pump 10 is mounted on a vehicle such as an automobile, and is used as a purge pump for supplementing the purge amount from the canister to the intake passage of the internal combustion engine (engine).
  • engine internal combustion engine
  • the description will be made with reference to the orientation of the centrifugal pump 10 in FIG.
  • the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction in FIG. 1 refer to the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction of the centrifugal pump 10, respectively. These directions do not limit the mounting direction of the centrifugal pump 10 on the vehicle.
  • the centrifugal pump 10 includes a motor 12, an impeller 14 that rotates by the torque generated by the motor 12, and a housing 16 that houses the motor 12 and the impeller 14.
  • the motor 12 may be a brushless motor.
  • the motor 12 includes a hollow cylindrical rotor 18, a shaft 20 having a lower end coaxially inserted into the rotor 18, and a stator 22 that surrounds the outer circumference of the rotor 18.
  • the rotor 18 is composed of a plurality of permanent magnets, and the permanent magnets have a plurality of magnetic poles in the circumferential direction with respect to the rotation axis of the shaft 20.
  • the stator 22 has a plurality of coils (not shown) that surround the outer circumference of the rotor 18, and the coils are separated from the rotor 18 by a predetermined distance.
  • the shaft 20 is cylindrical.
  • the upper end of the shaft 20 is coaxially fitted into the center hole of the impeller 14.
  • the housing 16 transmits the rotational torque generated between the rotor 18 and the stator 22 to the impeller 14.
  • the housing 16 may be made of resin.
  • the housing 16 has a first housing portion 24 and a second housing portion 26.
  • An O-ring 28 is sandwiched between the first housing portion 24 and the second housing portion 26.
  • the first housing portion 24 and the second housing portion 26 are tightly coupled to each other.
  • the first housing portion 24 and the second housing portion 26 form a pump chamber 30 for accommodating the impeller 14.
  • the impeller 14 is rotatably arranged in the pump chamber 30 without contacting the inner wall of the pump chamber 30.
  • the first housing portion 24 includes a cylindrical suction portion 32 that projects upward. Further, the first housing portion 24 has a discharge portion 34 protruding in the tangential direction (to the right in FIG. 1) of the outer circumference of the impeller 14.
  • the centrifugal pump 10 is configured to suck a fluid into the pump chamber 30 via a suction unit 32, boost the fluid in the pump chamber 30, and discharge the fluid from the discharge unit 34 to the outside.
  • the shaft 20 is rotatably supported by the first bearing 36 and the second bearing 38.
  • the first bearing 36 is a ball bearing having an inner ring 36A and an outer ring 36B.
  • the second bearing 38 is a ball bearing having an inner ring 38A and an outer ring 38B.
  • the shaft 20 is fitted into the inner ring 36A of the first bearing 36 and the inner ring 38A of the second bearing 38, and the first bearing 36 is located coaxially with the second bearing 38 and is located above the second bearing 38.
  • the outer ring 36B of the first bearing 36 and the outer ring 38B of the second bearing 38 are preloaded in a direction approaching each other by a preload applying device 50 described later. Specifically, a downward preload is applied to the outer ring 36B of the first bearing 36 arranged on the upper side. An upward preload is applied to the outer ring 38B of the second bearing 38 arranged on the lower side.
  • a control unit 40 is arranged below the second housing unit 26.
  • the control unit 40 is connected to an external connector connected to an external power supply (for example, a battery mounted on a vehicle) via a lead wire (lead wire, external power supply, and external connector are not shown).
  • the control unit 40 is configured to supply the electric power received from the external power source to the stator 22.
  • the preload applying device 50 includes a first bearing holder 52, a second bearing holder 54, a plate 56, and a coil spring 58.
  • the first bearing holder 52 includes a cylindrical first tubular portion 60 and a first flange portion 62 extending radially outward from the upper end of the first tubular portion 60.
  • the first tubular portion 60 surrounds the first bearing 36 and the second bearing 38.
  • the inner diameter of the portion surrounding the first bearing 36 of the first tubular portion 60 is larger than the inner diameter of the portion surrounding the second bearing 38.
  • two O-rings 64 and 66 are arranged between the upper first bearing 36 and the first tubular portion 60, and the first bearing 36 moves up and down in the first tubular portion 60. It can slide in the direction.
  • the lower second bearing 38 is fitted in the first tubular portion 60 and cannot move relative to the first tubular portion 60.
  • the first flange portion 62 is sandwiched between the first housing portion 24 and the second housing portion 26, and the relative movement with respect to the housing 16 is restricted.
  • a plurality of holes 68 (three in the present embodiment) are formed in the first flange portion 62.
  • the coil spring 58 corresponds to the elastic body in the present disclosure.
  • the second bearing holder 54 has a cylindrical second tubular portion 70, a second flange portion 72 extending radially inward from the lower end of the second tubular portion 70, and a second tubular portion.
  • a plurality of (three in this embodiment) claw portions 71 provided at the upper end of the portion 70 are provided.
  • the number of claws 71 is the same as the number of holes 68.
  • Each claw portion 71 has an L-shaped cross section.
  • Each claw portion 71 has a base portion 73 extending upward from the upper end surface 70A of the second tubular portion 70, a locking piece 74 extending radially outward from the upper end of the base portion 73, and a locking piece 74.
  • a step portion 75 that protrudes inward in the radial direction from the inner surface of the base portion 73 is provided at a position below the base portion 73.
  • the step portion 75 includes an upper end surface 75A.
  • the upper end surface 75A corresponds to the end surface in the present disclosure.
  • the second tubular portion 70 is spaced apart from each other at the radial outer position of the first tubular portion 60, and surrounds the outer peripheral surface of the first tubular portion 60. ..
  • the upper end of the second tubular portion 70 is located below the upper end of the first tubular portion 60.
  • the lower end of the second tubular portion 70 is located above the lower end of the first tubular portion 60.
  • Each claw portion 71 extends upward through a corresponding hole 68 provided in the first flange portion 62, and at least a part (locking piece 74) of each claw portion 71 is a first flange portion. It is located above the upper surface of 62.
  • the coil spring 58 is compressed into an annular space defined by the lower surface of the first flange portion 62, the upper surface of the second flange portion 72, the outer surface of the first tubular portion 60, and the inner surface of the second tubular portion 70. It is arranged in the state of being. As a result, the coil spring 58 urges the first flange portion 62 upward and the second flange portion 72 downward by its elastic restoring force. That is, the coil spring 58 has a free length longer than the distance L1 between the lower surface of the first flange portion 62 and the upper surface of the second flange portion 72. Further, the distance L1 between the lower surface of the first flange portion 62 and the upper surface of the second flange portion 72 is set longer than the distance L2 between the surfaces of the first bearing 36 and the second bearing 38 facing each other.
  • the plate 56 includes a substantially circular ring-shaped annular portion 76, a plurality of (three in this embodiment) retaining portions 78 formed on the outer peripheral portion of the annular portion 76, and an annular portion.
  • a plurality of (three in this embodiment) curved portions 80 extending downward from the inner peripheral edge of the 76 are provided.
  • the number of retaining portions 78 and the number of curved portions 80 are the same as the number of claw portions 71.
  • a part of each retaining portion 78 is in contact with the locking piece 74 of the corresponding claw portion 71 and is covered from above.
  • the curved portion 80 is in contact with the outer ring 36B of the upper first bearing 36 from above.
  • the coil spring 58 biases the outer ring 36B of the upper first bearing 36 downward and the outer ring 38B of the lower second bearing 38 upward by its elastic restoring force.
  • the second flange portion 72 receives a downward urging force from the coil spring 58.
  • This downward urging force is transmitted to the plate 56 via the locking piece 74 of the claw portion 71.
  • the curved portion 80 of the plate 56 is in contact with the outer ring 36B of the upper first bearing 36 from above, when the plate 56 is moved downward, the outer ring 36B is pressed downward by the curved portion 80 of the plate 56. ..
  • the first flange portion 62 receives an upward urging force from the coil spring 58. Since the lower second bearing 38 is fitted in the first tubular portion 60 so as not to be relatively movable, the upward urging force is transmitted to the outer ring 38B of the lower second bearing 38.
  • the assembly of the bearing device 90 of the present embodiment will be described.
  • the second bearing 38 is press-fitted into the first tubular portion 60 from below.
  • the upper end of the shaft 20 on which the rotor 18 is mounted is press-fitted into the second bearing 38 from below.
  • the first bearing 36 having the O-rings 64 and 66 mounted on the outer periphery is fitted into the first tubular portion 60 while being press-fitted into the upper end of the shaft 20.
  • the outer peripheral surface of the first bearing 36 is slidable with respect to the inner peripheral surface of the first tubular portion 60.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 5 in this state.
  • FIGS. 6 to 8 show the transition between one claw portion 71 of the second bearing holder 54 and one retaining portion 78 of the plate 56 in the assembly process.
  • FIG. 6 shows a state in which the upper end surface 70A of the second tubular portion 70 is in contact with the lower surface of the first flange portion 62.
  • FIG. 7 shows a state in which the retaining portion 78 of the plate 56 is arranged below the claw portion 71 of the second bearing holder 54.
  • FIG. 8 shows a state in which the claw portion 71 is moved downward and engaged with the retaining portion 78.
  • the coil spring 58 is omitted.
  • FIGS. 5 to 8 the plate 56 is placed on the upper surface of the first flange portion 62 so that the retaining portion 78 does not interfere with the claw portion 71 (the position of the plate 56 is indicated by a chain double-dashed line). Then, the plate 56 is rotated clockwise about the rotation axis of the shaft 20 (in the direction of arrow Y1 in FIG. 5).
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view taken along the line VV in this state.
  • each claw portion 71 includes a protrusion 84 that projects downward from the lower surface of the locking piece 74.
  • the protrusion 84 formed on the locking piece 74 of each claw portion 71 is located in the groove portion 86 formed on the corresponding retaining portion 78. Therefore, the rotation of the plate 56 with respect to the second bearing holder 54 is restricted. That is, the rotation regulating means 88 is formed by the groove portion 86 and the protrusion 84. The rotation regulating means 88 prevents the retaining portion 78 from coming off from the claw portion 71. As a result, the plate 56 can be prevented from rotating, so that the claw portion 71 moves relatively downward through the hole 68 and the bearing device 90 is prevented from being disassembled.
  • the rotation regulating means 88 of the first embodiment corresponds to the first rotation regulating means in the present disclosure.
  • the coil spring 58 is the first flange portion 62 of the first bearing holder 52 and the second flange of the second bearing holder 54. It is arranged in a compressed state with the portion 72.
  • the upward urging force received by the first flange portion 62 is transmitted to the outer ring 38B of the second bearing 38 fitted to the first tubular portion 60.
  • the downward urging force received by the second flange portion 72 is transmitted to the outer ring 36B of the first bearing 36 via the plate 56.
  • a predetermined preload can be applied to the first bearing 36 and the second bearing 38 by the coil springs 58 arranged radially outward of the first bearing 36 and the second bearing 38.
  • the distance L1 between the lower surface of the first flange portion 62 and the upper surface of the second flange portion 72 is set to be larger than the distance L2 between the surfaces of the first bearing 36 and the second bearing 38 facing each other. .. Therefore, it is possible to secure a sufficient space in the expansion / contraction direction with respect to the coil spring 58 that applies the preload while reducing the distance between the first bearing 36 and the second bearing 38.
  • the dimensions of the device equipped with the bearing device 90 in the thrust direction (vertical direction in the first embodiment) can be shortened without using a special coil spring.
  • the bearing device 90 can be kept in the assembled state without continuously applying a force contrary to the coil spring 58.
  • the first bearing holder 52 and the second bearing holder 54 are brought close to each other against the elastic restoring force of the coil spring 58, and the three claws 71 are passed through the three holes 68.
  • the upper end surface 70A of the second tubular portion 70 comes into contact with the lower surface of the first flange portion 62, the first bearing holder 52 and the second bearing holder 54 cannot be brought closer to each other. Therefore, overcompression of the coil spring 58 can be avoided, and by extension, damage or malfunction of the coil spring 58 can be prevented.
  • the rotation regulating means 88 is formed by the groove 86 of each retaining portion 78 of the plate 56 and the protrusion 84 provided on the locking piece 74 of each claw portion 71 of the second bearing holder 54. ing. As a result, the retaining portion 78 is prevented from coming off with respect to the claw portion 71. As a result, it is possible to avoid a situation in which the plate 56 accidentally rotates, the second bearing holder 54 moves downward with respect to the first bearing holder 52, and the bearing device 90 is disassembled. Therefore, the bearing device 90 can be easily handled after the bearing device 90 is assembled and before it is incorporated into a device such as a centrifugal pump 10.
  • each step portion 75 supports the outer edge portion of the annular portion 76 of the plate 56 from below, the lower surface of each protrusion 84 and the upper surface of each retaining portion 78 are separated from each other. There is. Therefore, when the plate 56 is rotated, the protrusion 84 and the retaining portion 78 do not come into contact with each other, and the plate 56 can be rotated smoothly without damaging them.
  • the plate 56 presses the outer ring 36B of the first bearing 36 in the direction approaching the second bearing 38 by the elastic restoring force of the coil spring 58. Therefore, even when the centrifugal pump 10 is mounted on a vehicle such as a two-wheeled vehicle whose vehicle body is greatly tilted during operation, it is possible to prevent the first bearing 36 from coming off from the first bearing holder 52.
  • a second embodiment will be described with reference to FIGS. 10-12.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the preload applying device 50, the bearing device 90, and the second housing portion 26 are replaced with the preload applying device 150, the bearing device 190, and the second housing portion 126. different. Therefore, the configurations other than the preload applying device 150, the bearing device 190, and the second housing portion 126 are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the first bearing 136 is a ball bearing having an inner ring 136A and an outer ring 136B.
  • the second bearing 138 is a ball bearing having an inner ring 138A and an outer ring 138B.
  • the shaft 20 is fitted into the inner ring 136A of the first bearing 136 and the inner ring 138A of the second bearing 138.
  • the outer ring 136B of the first bearing 136 and the outer ring 138B of the second bearing 138 are preloaded in a direction away from each other by the preload applying device 150 described later. Specifically, an upward preload is applied to the outer ring 136B of the upper first bearing 136. On the other hand, a downward preload is applied to the outer ring 138B of the lower second bearing 138.
  • the preload applying device 150 includes a bearing holder 152 and a coil spring 158.
  • the bearing holder 152 includes a cylindrical tubular portion 160 and a holder-side flange portion 162 extending radially outward from the upper end of the tubular portion 160.
  • a plurality of holes 168 are formed in the holder side flange portion 162.
  • the tubular portion 160 surrounds the first bearing 136 and the second bearing 138.
  • the inner diameter of the portion of the tubular portion 160 surrounding the second bearing 138 is larger than the inner diameter of the portion surrounding the first bearing 136.
  • the upper first bearing 136 is fitted in the tubular portion 160 and is immovable relative to the tubular portion 160.
  • the lower second bearing 138 is housed in the tubular portion 160 so as to be slidable in the vertical direction with respect to the tubular portion 160.
  • An O-ring 164 is sandwiched between the second bearing 138 and the tubular portion 160.
  • the holder-side flange portion 162 is sandwiched between the first housing portion 24 and the second housing portion 126, and movement with respect to the housing 16 is restricted.
  • the coil spring 158 corresponds to the elastic body in the present disclosure
  • the bearing holder 152 corresponds to the third bearing holder in the present disclosure
  • the tubular portion 160 corresponds to the third tubular portion in the present disclosure
  • the flange portion 162 corresponds to the third flange portion in the present disclosure.
  • the outer ring 138B of the lower second bearing 138 has a bearing-side flange portion 172 that projects radially outward in a substantially lower half portion thereof.
  • the bearing side flange portion 172 corresponds to the fourth flange portion in the present disclosure.
  • FIG. 12 shows the vertical cross section of the second housing portion 126 and the perspective view of the second bearing 138 in a simplified manner.
  • the bearing-side flange portion 172 is formed in a hexagonal shape in a plan view.
  • the recess 174 of the second housing portion 126 is also formed in a hexagonal shape in a plan view.
  • the bearing-side flange portion 172 is non-rotatably fitted into the recess 174.
  • a coil spring 158 is arranged between the holder side flange portion 162 and the bearing side flange portion 172.
  • the coil spring 158 surrounds the tubular portion 160.
  • the free length of the coil spring 158 is longer than the distance L3 between the lower surface of the holder-side flange portion 162 and the upper surface of the bearing-side flange portion 172. That is, the coil spring 158 is arranged in a compressed state.
  • the distance L3 between the lower surface of the holder-side flange portion 162 and the upper surface of the bearing-side flange portion 172 is larger than the distance L4 between the first bearing 136 and the second bearing 138.
  • the coil spring 158 urges the outer ring 136B of the upper first bearing 136 upward and the outer ring 138B of the lower second bearing 138 downward. More specifically, the holder-side flange portion 162 of the bearing holder 152 receives an upward urging force from the coil spring 158. Since the upper first bearing 136 is fitted into the tubular portion 160 of the bearing holder 152 so as not to be relatively movable, the upward urging force is transmitted to the outer ring 136B of the upper first bearing 136. On the other hand, the bearing-side flange portion 172 of the lower second bearing 138 receives a downward urging force from the coil spring 158. Since the bearing-side flange portion 172 is integrally formed with the outer ring 138B, the downward urging force is directly transmitted to the outer ring 138B.
  • the assembly procedure of the bearing device 190 will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
  • the shaft 20 on which the rotor 18 is mounted is press-fitted into the inner ring 138A of the lower second bearing 138 from below.
  • the outer ring 138B of the second bearing 138 to which the shaft 20 is assembled is brought closer to the coil spring 158 from below. ..
  • the upper end of the shaft 20 is press-fitted into the inner ring 136A of the first bearing 136 housed in the tubular portion 160. This completes the assembly of the bearing device 190.
  • the lower second bearing 138 is slidably housed in the tubular portion 160 of the bearing holder 152.
  • the coil spring 158 urges the bearing side flange portion 172 of the second bearing 138 in the direction away from the first bearing 136, that is, downward. Therefore, unless the holder-side flange portion 162 and the bearing-side flange portion 172 are pressed in a direction approaching each other, the elastic restoring force of the coil spring 158 causes the second bearing 138 to separate from the first bearing 136 in the tubular portion 160. It slides in the direction and separates from the tubular portion 160. Further, when the second bearing 138 is detached, the coil spring 158 is detached from the tubular portion 160.
  • the bearing device 190 is disassembled.
  • the holder side flange portion 162 and the bearing side flange portion 172 are brought closer to each other from the completion of the assembly of the bearing device 190 to the completion of the assembly of the centrifugal pump 10. You need to keep pressing.
  • the coil spring 158 is in a compressed state between the holder side flange portion 162 of the bearing holder 152 and the bearing side flange portion 172 of the lower second bearing 138. It is arranged. The upward urging force received by the holder-side flange portion 162 is transmitted to the outer ring 136B of the first bearing 136 that is fitted into the tubular portion 160 of the bearing holder 152 so as to be relatively immovable. Further, the coil spring 158 directly urges the outer ring 138B of the second bearing 138 via the bearing side flange portion 172. Therefore, a predetermined preload can be applied to the first bearing 136 and the second bearing 138 by the coil springs 158 arranged radially outward of the first bearing 136 and the second bearing 138.
  • the distance L3 between the lower surface of the holder side flange portion 162 and the upper surface of the bearing side flange portion 172 is the surfaces of the first bearing 136 and the second bearing 138 facing each other. It is formed larger than the interval L4 between them.
  • the bearing side flange portion 172 of the outer ring 138B of the second bearing 138 is rotatably fitted into the recess 174 of the second housing portion 126. Therefore, when the shaft 20 rotates, it is possible to suppress the co-rotation of the outer ring 138B.
  • a third embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
  • the third embodiment differs from the first embodiment in that the plate 356 is provided instead of the plate 56. Therefore, different configurations will be mainly described, and repeated description will be omitted.
  • the plate 356 has a substantially circular ring-shaped annular portion 376, a plurality of mounting holes 385 and a plurality of retaining portions 378 formed on the outer peripheral portion of the annular portion 376, and a circle.
  • a plurality of curved portions 380 extending downward from the inner peripheral circle of the ring portion 376 are provided.
  • the number of mounting holes 385, the number of retaining portions 378, and the number of annular portions 376 are the same as each other, and are three in the present embodiment.
  • Each retaining portion 378 is located in front of the corresponding mounting hole 385 in the clockwise direction, and a groove portion 386 and an elongated hole 387 connecting the mounting hole 385 and the groove portion 386 are formed.
  • the procedure for mounting the plate 356 is the same as that in the first embodiment. That is, as shown in FIG. 6, the first bearing holder 52 and the second bearing holder 54 are brought close to each other against the elastic restoring force of the coil spring 58, and the claw portion 71 is passed through the hole 68, respectively. While maintaining this state, the plate 356 is placed on the upper surface of the first flange portion 62 so that the claw portion 71 is accommodated in the mounting hole 385 of the plate 356 (the position of the plate 356 at this time is shown in FIG. 13). Indicated by the alternate long and short dash line).
  • the plate 356 is centered on the rotation axis of the shaft 20. Rotate counterclockwise as (arrow Y2 direction).
  • the application of the force contrary to the urging force by the coil spring 58 applied to the first bearing holder 52 and the second bearing holder 54 is stopped.
  • the second bearing holder 54 moves downward relative to the first bearing holder 52 until the locking piece 74 of each claw portion 71 comes into contact with the upper surface of the corresponding retaining portion 378.
  • the locking piece 74 of each claw portion 71 is supported from below by the upper surface of the corresponding retaining portion 378, thereby restricting further downward movement of the second bearing holder 54.
  • the protrusion 84 formed on the locking piece 74 of each claw portion 71 is arranged in the groove portion 386 formed on each retaining portion 378. Therefore, as in the first embodiment, the rotation of the plate 356 with respect to the second bearing holder 54 is restricted. That is, the rotation regulating means 388 is formed by the groove portion 386 and the protrusion 84.
  • the rotation regulating means 388 corresponds to the first rotation regulating means in the present disclosure.
  • a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the fourth embodiment is different from the second embodiment in that the second bearing 238 is provided instead of the second bearing 138. Therefore, different configurations will be mainly described, and repeated description will be omitted.
  • the bearing side flange portion 272 is formed separately from the second bearing 238, and is formed in an annular shape.
  • the second bearing 238 is fitted in the bearing-side flange portion 272.
  • the technique disclosed in the present specification is not limited to the above-described embodiment, and changes can be made without departing from the technique disclosed in the present specification.
  • the lower second bearing 38 is fitted into the first tubular portion 60 so as to be relatively immovable, but when the upper part of the first cylinder moves upward, the second bearing 38 is fitted.
  • Any configuration may be used as long as it moves integrally. Therefore, the second bearing 38 may be supported from below by a flange portion extending inward in the radial direction from the first tubular portion 60. In that case, even if the second bearing 38 is housed in the first tubular portion 60 so as to be relatively movable in the axial direction, the second bearing 38 is integrally moved upward when the first tubular portion 60 moves upward. Move to.
  • ball bearings have been used as bearings, but the present invention is not limited to this.
  • a tapered roller bearing which is a bearing having a conical surface on the raceway surfaces of the inner ring and the outer ring, may be used.
  • the centrifugal pump is equipped with the bearing device, but the bearing device of the present disclosure may be mounted on a device other than the centrifugal pump.
  • the technology was disclosed in various ways.
  • the shaft the first bearing arranged at a predetermined interval in the axial direction of the shaft and attached to the first direction side of the shaft, and the second direction side opposite to the first direction.
  • a bearing device including a pair of bearings including a second bearing to be attached and a preload applying device for applying a preload to the pair of bearings in the thrust direction by an elastic body.
  • the preload applying device is a bearing device.
  • the first tubular portion that is in contact with the radial outer surface of the pair of bearings and surrounds the pair of bearings, and the radial outer side of the first tubular portion from the end of the first tubular portion on the first direction side.
  • a first bearing holder provided with a first flange portion extending to the surface, and a second tubular portion that is spaced apart from each other at a radial outer position of the first tubular portion and surrounds the first tubular portion.
  • the second bearing holder provided with the claw portion and the first bearing on the first direction side of the first tubular portion straddle the first tubular portion and come into contact with the first bearing, and a part thereof is in contact with the first bearing of the claw portion.
  • a plate that is located on the two-way side and is in contact with the claw portion and transmits the axial operation of the second bearing holder to the first bearing is provided, and the elastic body is provided with the first flange portion.
  • the second bearing is arranged between the second bearing portion in a state of being compressed in the axial direction, and has an integral relationship with the first bearing holder with respect to the movement in the first direction.
  • the first bearing is housed so as to be relatively movable, and the distance between the first flange portion and the second flange portion on which the elastic body is arranged is the pair of bearings. It is a bearing device that is larger than the distance between the faces in.
  • a preload can be applied to the pair of bearings by the elastic restoring force of the elastic body arranged radially outside the pair of bearings.
  • the distance between the first flange portion and the second flange portion on which the elastic body is arranged is larger than the distance between the facing surfaces of the pair of bearings. Therefore, while using a general elastic body, the distance between the pair of bearings can be shortened, and the dimensions of the device equipped with the bearing device in the thrust direction can be reduced.
  • the elastic restoring force of the elastic body is a urging force in the first direction with respect to the first flange portion of the first bearing holder, and the elastic restoring force with respect to the second flange portion. It acts as an urging force in two directions. Then, the urging force in the first direction is transmitted to the second bearing, and the urging force in the second direction is transmitted to the first bearing via the plate. That is, the urging force caused by the elastic restoring force of the elastic body acts on the pair of bearings as a force in the direction of approaching each other.
  • the bearing device has a configuration in which the urging force caused by the elastic restoring force of the elastic body acts on the pair of bearings as a force in the direction in which they are separated from each other, the bearing is assembled after the assembly of the bearing device is completed. In order to prevent the device from being disassembled, it is not necessary to apply a force to the bearing device against the urging force acting on the pair of bearings. As a result, the bearing device is easy to handle.
  • the second aspect is the bearing device of the first aspect described above, wherein the plate and the claw portion are provided so as to straddle the bearing device, and the rotation of the plate with respect to the second bearing holder is regulated.
  • a bearing device provided with regulatory means.
  • the portion where the plate rotates with respect to the second bearing holder and is a part of the plate and is located on the second direction side of the claw portion and is in contact with the claw portion is no longer present. It is possible to avoid a situation in which the second bearing holder does not come into contact with the claw portion and moves to the second direction side.
  • the third aspect is the bearing device of the first or second aspect, in which the claw portion of the second bearing holder is in the first direction on the first flange portion of the first bearing holder.
  • a hole is formed so as to be projectable toward the direction, and the claw portion of the second bearing holder extends in the radial direction and is located on the first direction side of the part of the plate.
  • the plate is provided with a locking piece in contact with the part and a step portion located on the second direction side of the locking piece, and the plate is radially inward from the first tubular portion.
  • the second bearing holder is provided with a curved portion that extends in the second direction and is in contact with the first bearing in the assembled state of the bearing device, and the second tubular portion of the second bearing holder is said.
  • the curved portion In a state of being relatively moved with respect to the first bearing holder until it comes into contact with the first flange portion of the first bearing holder, the curved portion is supported by the end face of the step portion and the curved portion is the first bearing. It is a bearing device that is separated from.
  • the curved portion and the first bearing do not interfere with each other, so that the rotation can be smoothly performed without damaging them.
  • the fourth aspect is the bearing device of the second aspect, wherein the claw portion of the second bearing holder is directed toward the first direction on the first flange portion of the first bearing holder.
  • a protruding hole is formed, and the claw portion of the second bearing holder extends in the radial direction and is located on the first direction side of the portion of the plate.
  • a locking piece in contact with the bearing piece, a step portion located on the second direction side of the locking piece, and the first rotation regulating means include a groove formed in the part of the plate and the groove.
  • the plate comprises a protrusion formed on the locking piece of the claw portion of the second bearing holder and which can be fitted into the groove, and the plate has the second bearing holder and the second bearing holder.
  • the protrusions and the part of the plate do not interfere with each other, so that the rotation can be smoothly performed without damaging them. ..
  • a fifth aspect is on a shaft, a first bearing arranged at a predetermined interval in the axial direction of the shaft and attached to the first direction side of the shaft, and a second direction side opposite to the first direction.
  • a bearing device including a pair of bearings including a second bearing to be attached and a preload applying device for applying a preload to the pair of bearings in the thrust direction by an elastic body.
  • the preload applying device is a bearing device.
  • a third tubular portion that is in contact with the radial outer surface of the pair of bearings and surrounds the pair of bearings, and a third flange portion that extends radially outward from the end of the third tubular portion on the first direction side.
  • a third bearing holder is further provided, and the first bearing is housed in the third bearing holder so as to have an integral relationship with the axial direction, and the second bearing is housed with respect to the axial direction.
  • the second bearing is housed so as to be relatively movable, and the second bearing includes a fourth flange portion extending outward in the radial direction, and the elastic body is formed by the third flange portion and the fourth flange portion.
  • the distance between the third flange portion and the fourth flange portion, which are arranged in a compressed state between the bearings and in which the elastic body is arranged, is larger than the distance between the facing surfaces of the pair of bearings. It is a bearing device.
  • a preload can be applied to the pair of bearings by the elastic restoring force of the elastic body arranged radially outside the pair of bearings.
  • the distance between the third flange portion and the fourth flange portion on which the elastic body is arranged is larger than the distance between the facing surfaces of the pair of bearings. Therefore, while using a general elastic body, the distance between the pair of bearings can be shortened, and the dimensions of the device equipped with the bearing device in the thrust direction can be reduced.
  • the sixth aspect is the bearing device of the fifth aspect, wherein the fourth flange portion is formed separately from the second bearing and is integrated with the second bearing with respect to the axial movement. It is a bearing device attached to the second bearing so as to have a specific relationship.
  • the bearing device can be manufactured using a general-purpose bearing, an increase in the manufacturing cost of the bearing device can be suppressed.
  • a seventh aspect is the bearing device of the fifth or sixth aspect, wherein the fourth flange portion is provided so as to straddle the fourth flange portion and a housing for accommodating the bearing device.
  • a bearing device provided with a second rotation regulating means for regulating the rotation of the second bearing with respect to the housing.
  • the co-rotation of the second bearing can be prevented, and the wear of the second bearing can be suppressed.
  • the eighth aspect is any one of the first to seventh aspects, and the pair of bearings is a bearing device which is a radial ball bearing or a radial conical roller bearing.
  • the gap between the bearing surface and the rolling element can be reduced, wear of the rolling element and the rolling element can be suppressed, and noise can be reduced.

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Abstract

軸受装置(90)は、軸方向に離間して同軸に配置された第1軸受(36)及び第2軸受(38)と、下側の第2軸受け(38)に係合された第1軸受ホルダ(52)と、上側の第1軸受け(36)に係合された第2軸受ホルダ(54)と、軸受(36,38)の径方向外方に配置されたコイルスプリング(58)とを有する。コイルスプリング(58)は、第1軸受ホルダ(52)の第1フランジ部(62)と第2軸受ホルダ(54)の第2フランジ部(72)との間に圧縮状態で配設されている。コイルスプリング(58)は、第1軸受ホルダ(52)を介して下側の第2軸受(38)を上方に付勢し、第2軸受ホルダ(54)を介して上側の第1軸受(36)を下方に付勢する。

Description

軸受装置
 本開示は、軸受装置に関する。
 通常、回転体のシャフトを支持するために、玉軸受や円錐ころ軸受等の軸受装置が用いられる。そして、軸受装置の回転精度の向上、騒音の低減などのために、軸受には予圧を加えることがある。特開2010-196707号公報では、同軸状に配置した一対の軸受の外輪に予圧が加えられている。より詳細には、2つの内輪の間には互いの間隔を一定に保つスペーサが設けられ、2つの外輪の間には、該外輪のそれぞれを互いに離反する方向へ付勢するコイルスプリングが設けられている。これにより一対の軸受に予圧を与えている。
 一対の軸受を有する軸受装置を搭載する機器において、その設置スペース等の理由により、軸受間の距離を短くすることが必要とされることがある。しかし、特開2010-196707号公報に開示される軸受装置において、与圧が与えられる軸受間の距離を短くすると、両者の間に配置されたコイルスプリングを圧縮しすぎてヘタリが生じることがある。また、コイルスプリングの密着長さを小さくするために線径を細くすると、必要な予圧が得られないことがある。また、材質、形状等が特殊なコイルスプリングを使用すると、製造コストが増大してしまう。
 本開示の技術の目的は、軸受装置において、所定の予圧が与えられる一対の軸受間の間隔を短くすることである。
 上記目的は、以下の手段により実現できる。
 本開示の一つの手段は、シャフトと、前記シャフトの軸方向に所定の間隔で配設されて前記シャフトの第1方向側に取り付けられる第1軸受及び該第1方向とは反対の第2方向側に取り付けられる第2軸受とからなる一対の軸受と、前記一対の軸受に対して弾性体によりスラスト方向の予圧荷重を付与する予圧付与装置と、を備える軸受装置であって、前記予圧付与装置は、前記一対の軸受の径方向外面に接して前記一対の軸受を包囲する第1筒状部及び前記第1筒状部の前記第1方向側の端から前記第1筒状部の径方向外方に延びる第1フランジ部を備える第1軸受ホルダと、前記第1筒状部の径方向外方位置に離隔して配設され、前記第1筒状部を包囲する第2筒状部、該第2筒状部の前記第2方向側の端から前記第2筒状部の径方向内方に延びる第2フランジ部及び前記第2筒状部の前記第1方向側の端に設けられた爪部を備える第2軸受ホルダと、前記第1筒状部の前記第1方向側において該第1筒状部を跨いで前記第1軸受と接触し、その一部が前記爪部の前記第2方向側に位置しつつ該爪部と接触し、前記第2軸受ホルダの前記軸方向の動作を前記第1軸受に伝達するプレートと、を備え、前記弾性体は、前記第1フランジ部と前記第2フランジ部との間に前記軸方向に圧縮された状態で配設され、前記第1軸受ホルダに対し、前記第2軸受は前記第1方向への移動に対して一体的関係となるよう収容されており、前記第1軸受は相対移動可能に収容されており、前記弾性体が配設される前記第1フランジ部と前記第2フランジ部との間の間隔は、前記一対の軸受における対面間の間隔よりも大きい、軸受装置である。
 上記手段によれば、弾性体の弾性復元力によって、一対の軸受に対して所定の予圧を与えることができる。そして、弾性体が配設される第1フランジ部と第2フランジ部との間の間隔は、一対の軸受の対面間の間隔よりも大きい。そのため、一般的な弾性体を使用しつつ、一対の軸受間の間隔を短くし、ひいては軸受装置を搭載している機器の、スラスト方向の寸法を小型化することができる。
 本開示の別の手段は、シャフトと、前記シャフトの軸方向に所定の間隔で配設されて前記シャフトの第1方向側に取り付けられる第1軸受及び該第1方向とは反対の第2方向側に取り付けられる第2軸受とからなる一対の軸受と、前記一対の軸受に対して弾性体によりスラスト方向の予圧荷重を付与する予圧付与装置と、を備える軸受装置であって、前記予圧付与装置は、前記一対の軸受の径方向外面に接して前記一対の軸受を包囲する第3筒状部及び前記第3筒状部の前記第1方向側の端から径方向外方に延びる第3フランジ部を備える第3軸受ホルダを更に備え、前記第3軸受ホルダに対し、前記第1軸受は前記軸方向に対して一体的関係となるよう収容されており、前記第2軸受は前記軸方向に対して相対移動可能に収容されており、前記第2軸受は、径方向外方に向けて延びる第4フランジ部を備えており、前記弾性体は、前記第3フランジ部と前記第4フランジ部との間に圧縮状態で配設されており、前記弾性体が配設される前記第3フランジ部と前記第4フランジ部との間の間隔は、前記一対の軸受における対面間の間隔よりも大きい、軸受装置である。
 上記手段によれば、弾性体の弾性復元力によって、一対の軸受に対して所定の予圧を与えることができる。そして、弾性体が配設される第3フランジ部と第4フランジ部との間の間隔は、一対の軸受の対面間の間隔よりも大きい。そのため、一般的な弾性体を使用しつつ、一対の軸受間の間隔を短くし、ひいては軸受装置を搭載している機器の、スラスト方向の寸法を小型化することができる。
 上述した手段によれば、軸受装置において、所定の予圧が与えられる一対の軸受間の間隔を短くすることができる。
第1の実施形態に係る軸受装置を搭載した遠心ポンプの断面図である。 図1に示す遠心ポンプの部分IIの拡大図である。 図1に示す軸受装置の分解図である。 図3に示す第2軸受ホルダの斜視図である。 図1に示す軸受装置の上面図である。 図1に示す軸受装置の第1の組み立て工程を示す模式図である。 図1に示す軸受装置の第2の組み立て工程を示す模式図である。 図1に示す軸受装置の第3の組み立て工程を示す模式図である。 図1に示す軸受装置の回転規制手段の拡大図である。 第2の実施形態に係る軸受装置を搭載した遠心ポンプの断面図である。 図10に示す遠心ポンプの部分Xの拡大図である。 図10に示す軸受装置の回転規制手段の分解図であり、第2ハウジング部は断面で示される。 第3の実施形態に係る軸受装置の上面図である。 図13に示す軸受装置の回転規制手段の拡大図である。 第4の実施形態に係る軸受装置の断面図である。
 以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1の実施形態]
(遠心ポンプ10)
 第1の実施形態を、図1乃至9を用いて説明する。図1は第1の実施形態に係る軸受装置90を備えた遠心ポンプ10を示す断面図である。遠心ポンプ10は、例えば、自動車等の車両に搭載され、キャニスタから内燃機関(エンジン)の吸気通路へのパージ量を補填するためのパージポンプとして用いられる。説明の便宜上、図1中の遠心ポンプ10の向きを基準として説明を行う。具体的には、図1中のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向は、それぞれ遠心ポンプ10の前後方向、左右方向、上下方向を指す。これらの方向は、遠心ポンプ10の車両への搭載方向を限定するものではない。
 図1に示すように、遠心ポンプ10は、モータ12と、モータ12で発生したトルクにより回転するインペラ14と、モータ12及びインペラ14を収容するハウジング16とを備える。モータ12は、ブラシレスモータであってもよい。モータ12は、中空円筒状のロータ18と、ロータ18内に同軸に挿入された下端を有するシャフト20と、ロータ18の外周を取り囲むステータ22とを備える。ロータ18は、複数の永久磁石によって構成されており、該永久磁石は、シャフト20の回転軸に対して周方向に複数の磁極を有する。ステータ22は、ロータ18の外周を取り囲む複数のコイル(図示せず)を有し、該コイルは、ロータ18から所定の距離だけ離間している。
 シャフト20は円柱状である。シャフト20の上端は、インペラ14の中心孔に同軸に嵌入されている。これにより、シャフト20は、ロータ18とステータ22との間で生じた回転トルクをインペラ14へと伝える。ハウジング16は、樹脂製であってもよい。ハウジング16は、第1ハウジング部24と、第2ハウジング部26とを有する。第1ハウジング部24と第2ハウジング部26との間には、Oリング28が挟持されている。第1ハウジング部24及び第2ハウジング部26は、相互に堅く結合されている。第1ハウジング部24と第2ハウジング部26は、インペラ14を収容するためのポンプ室30を形成する。インペラ14は、ポンプ室30の内壁に接触することなく回転可能に、ポンプ室30内に配置されている。第1ハウジング部24は、上方向に突出する円筒状の吸入部32を備える。更に、第1ハウジング部24は、インペラ14の外周の接線方向(図1において右方)に突出する吐出部34を有する。遠心ポンプ10は、吸入部32を介してポンプ室30内に流体を吸入し、該流体をポンプ室30内で昇圧して、吐出部34から外部へ吐出するよう構成されている。
 シャフト20は、第1軸受36及び第2軸受38により回転可能に支持されている。第1軸受36は、内輪36A及び外輪36Bを有する玉軸受である。第2軸受38は、内輪38A及び外輪38Bを有する玉軸受である。シャフト20は、第1軸受36の内輪36Aと第2軸受38の内輪38Aとに嵌入されており、第1軸受36は、第2軸受38と同軸に位置しており、第2軸受38から上方に所定距離離間している。第1軸受36の外輪36Bと第2軸受38の外輪38Bとは、後述する予圧付与装置50により、互いに接近する方向へ予圧を与えられている。具体的には、上側に配置された第1軸受36の外輪36Bには下方への予圧が付与されている。下側に配置された第2軸受38の外輪38Bには上方への予圧が付与されている。
 第2ハウジング部26の下部には、制御部40が配設されている。制御部40は、リード線を介して外部電源(例えば、車両に搭載されているバッテリ)に接続された外部コネクタに接続されている(リード線、外部電源、外部コネクタは図示を省略)。制御部40は、外部電源から受け取った電力をステータ22に供給するよう構成されている。
(軸受装置及び予圧付与装置)
 図2に示すように、予圧付与装置50は、第1軸受ホルダ52、第2軸受ホルダ54、プレート56、及びコイルスプリング58を備える。第1軸受ホルダ52は、円筒状の第1筒状部60と、第1筒状部60の上端から径方向外方へ向かって延びる第1フランジ部62とを備える。第1筒状部60は、第1軸受36及び第2軸受38を包囲している。第1筒状部60は、第1軸受36を包囲する部分の内径が、第2軸受38を包囲する部分の内径より大きく構成されている。より詳細には、上側の第1軸受36と第1筒状部60との間には2つのOリング64,66が配置されており、第1軸受36は第1筒状部60内を上下方向に摺動可能である。一方、下側の第2軸受38は第1筒状部60内に嵌合されており、第1筒状部60に対して相対移動不可となっている。図1に示すように、第1フランジ部62は、第1ハウジング部24と第2ハウジング部26とで挟持されており、ハウジング16に対する相対移動が規制されている。図3に示すように、第1フランジ部62には複数の(本実施形態では3つ)の孔68が形成されている。なお、コイルスプリング58は、本開示における弾性体に相当する。
 図4に示すように、第2軸受ホルダ54は、円筒状の第2筒状部70、第2筒状部70の下端から径方向内方に延びる第2フランジ部72、及び第2筒状部70の上端に設けられた複数(本実施形態では3つ)の爪部71を備える。爪部71の数は、孔68の数と同じである。各爪部71は、断面L字状である。各爪部71は、第2筒状部70の上端面70Aから上方へ向かって延在する基部73、基部73の上端から径方向外方へ延在する係止片74、及び係止片74よりも下方の位置において、基部73の内側面から径方向内方に突出する段部75を備える。段部75は上端面75Aを備える。なお、上端面75Aは、本開示における端面に相当する。
 図2に示すように、第2筒状部70は、第1筒状部60の径方向外方位置に離隔して配設されており、第1筒状部60の外周面を取り囲んでいる。第2筒状部70の上端は、第1筒状部60の上端より下方に位置する。第2筒状部70の下端は、第1筒状部60の下端よりも上方に位置している。各爪部71は、第1フランジ部62に設けられた対応する孔68を通って上方に延在しており、各爪部71の少なくとも一部(係止片74)は、第1フランジ部62の上面の上方に位置している。
 コイルスプリング58は、第1フランジ部62の下面、第2フランジ部72の上面、第1筒状部60の外側面、及び第2筒状部70の内側面により画定される環状の空間に圧縮された状態で配設されている。これにより、コイルスプリング58は、その弾性復元力によって第1フランジ部62を上方に、第2フランジ部72を下方に付勢する。すなわち、コイルスプリング58は、第1フランジ部62の下面と第2フランジ部72の上面との間の間隔L1よりも長い自由長を有する。また、第1フランジ部62の下面と第2フランジ部72の上面間の間隔L1は、第1軸受36と第2軸受38の互いに対向する面間の間隔L2よりも長く設定されている。
 図5に示すように、プレート56は、略円環形状の円環部76、円環部76の外周部に形成された複数(本実施形態では3つ)の抜止部78、及び円環部76の内周縁から下方に向かって延びる複数(本実施形態では3つ)の曲部80を備える。抜止部78の数、及び曲部80の数は、爪部71の数と同じである。図2に示すように、各抜止部78の一部は、対応する爪部71の係止片74に接触しており、上方から覆われている。そして、曲部80は上側の第1軸受36の外輪36Bに上方から接触している。上述した構成により、コイルスプリング58は、その弾性復元力により、上側の第1軸受36の外輪36Bを下向きに付勢し、下側の第2軸受38の外輪38Bを上向きに付勢する。
 詳細には、第2フランジ部72は、コイルスプリング58から下方への付勢力を受ける。この下方への付勢力は、爪部71の係止片74を介してプレート56に伝達される。プレート56の曲部80は上側の第1軸受36の外輪36Bに上方から接触しているため、プレート56が下方に移動されると、外輪36Bはプレート56の曲部80により下方に押圧される。一方、第1フランジ部62は、コイルスプリング58から上方への付勢力を受ける。下側の第2軸受38は相対移動不能に第1筒状部60内に嵌合されているため、この上方への付勢力は、下側の第2軸受38の外輪38Bに伝達される。
(軸受装置の組み立て)
 次に、本実施形態の軸受装置90の組み立てについて説明する。先ず、図3に示すように、第1筒状部60内に、その下方から第2軸受38を圧入する。次に、ロータ18が装着されたシャフト20の上端を下方から第2軸受38に圧入する。次に、外周にOリング64,66を装着した第1軸受36を、シャフト20の上端に圧入しつつ、第1筒状部60内に嵌合する。この際、第1軸受36の外周面は第1筒状部60の内周面に対して摺動可能である。
 次に、コイルスプリング58を第1筒状部60の周囲に保持しつつ、コイルスプリング58が第2筒状部70内に収容されるよう、第1筒状部60の下方から第2軸受ホルダ54を接近させる。第1軸受ホルダ52と第2軸受ホルダ54を、コイルスプリング58の弾性復元力に反して相互に接近させ、爪部71を対応する孔68に下方から通す。そして、第2筒状部70の上端面70Aが第1フランジ部62の下面と当接するまで、第1軸受ホルダ52と第2軸受ホルダ54を相互に接近させる。図6は、このときの状態における図5におけるV-V線矢視断面図を示す。
 図6から図8は、組み立て工程における、第2軸受ホルダ54の一つの爪部71とプレート56の一つの抜止部78との変遷を示す。図6は、第2筒状部70の上端面70Aが第1フランジ部62の下面と当接した状態を示す。図7は、第2軸受ホルダ54の爪部71の下方にプレート56の抜止部78を配置した状態を示す。図8は、爪部71を下降移動させて抜止部78と係合した状態を示す。なお、図6~図8において、コイルスプリング58は省略した。
 図5から図8に基づき説明を続ける。図5に示すように、プレート56を、その抜止部78が爪部71と干渉しないように、第1フランジ部62の上面に載置する(プレート56の位置を二点鎖線で示す)。そして、プレート56を、シャフト20の回転軸を中心として時計回りに回転させる(図5の矢印Y1方向)。図7は、このときの状態におけるV-V線矢視断面図を示す。
 3つの爪部71が3つの孔68から上方に向かって突出している状態においてプレート56を第1フランジ部62上に載置すると、図7に示すように、各段部75の上端面75Aは下方から円環部76の外縁部を支持する。これにより、プレート56は下方への移動が制限される。このとき、第1軸受36の外輪36Bの上面と、各曲部80の下面80Aは離隔しており、両者の間には間隙G1が存在している。また、各爪部71は、その係止片74の下面から下方に突出する突起84を備える。各段部75の上端面75Aが下方からプレート56の円環部76の外縁部を支持している状態では、突起84の下面と、抜止部78の上面は離間しており、両者の間には間隙G2が存在している。なお、プレート56を時計回り方向に回転させる間は、第1軸受36の外輪36Bの上面と各曲部80の下面80Aとの間は離間したままであり、各突起84の下面と各抜止部78の上面との間も離間したままである。
 プレート56を時計回り方向(図5の矢印Y1方向)に回転させた後、第1軸受ホルダ52と第2軸受ホルダ54に継続的に加えていた、コイルスプリング58による付勢力に反する力の付与を停止する。すると、第2軸受ホルダ54は、第1軸受ホルダ52に対して下方へと相対移動する。第2軸受ホルダ54が下方に移動したことにより、円環部76の外縁部は上端面75Aにより支持されない。そのためプレート56は、曲部80の下面80Aが外輪36Bの上面と当接するまで下方へ移動する。そして、図8に示すように、プレート56は、当接した外輪36Bの上面に下方から支持される。また、第2軸受ホルダ54は、爪部71の係止片74が抜止部78の上面によって下方から支持されることにより、更なる下方への移動が規制される。これにより、軸受装置90(図2参照)の組み立てが完了する。
 図9に示すように、各爪部71の係止片74に形成された突起84は、対応する抜止部78に形成された溝部86内に位置している。そのため、プレート56の、第2軸受ホルダ54に対する回転が規制される。すなわち、溝部86と突起84とにより回転規制手段88が形成されている。回転規制手段88により、抜止部78が、爪部71に対して抜け止めされる。その結果、プレート56が回転することを防止できるため、爪部71が孔68を通って相対的に下方に移動して軸受装置90が分解することが回避される。なお、第1の実施形態の回転規制手段88は、本開示における第1回転規制手段に対応する。
(遠心ポンプの組み立て)
 軸受装置90の組み立てが完了した後は、図1に示すように、シャフト20の上端をインペラ14の中心孔に圧入してから、軸受装置90を、ステータ22と制御部40がすでに搭載された第2ハウジング部26内に嵌合する。その後、Oリング28を所定の位置に配置してから、第1ハウジング部24で軸受装置90及び第2ハウジング部26を覆う。そして、第1ハウジング部24、第2ハウジング部26を互いに結合することで、遠心ポンプ10の組み立てが完了する。
(第1の実施形態の利点)
 図2に示すように、第1の実施形態に係る軸受装置90が備える予圧付与装置50では、コイルスプリング58が第1軸受ホルダ52の第1フランジ部62と第2軸受ホルダ54の第2フランジ部72との間に圧縮状態で配設されている。第1フランジ部62が受ける上向きの付勢力は、第1筒状部60に嵌合された第2軸受38の外輪38Bに伝達される。第2フランジ部72が受ける下向きの付勢力は、プレート56を介して、第1軸受36の外輪36Bに伝達される。このような構成により、第1軸受36及び第2軸受38の径方向外方に配設したコイルスプリング58により、第1軸受36及び第2軸受38に所定の予圧を付与することができる。また、第1フランジ部62の下面と第2フランジ部72の上面との間の間隔L1は、第1軸受36と第2軸受38の互いに対向する面間の間隔L2よりも大きく設定されている。そのため、第1軸受36と第2軸受38との間の間隔を小さくしつつも、予圧を付与するコイルスプリング58に対して、十分な伸縮方向の空間を確保することができる。その結果、特殊なコイルスプリングを用いることなく、軸受装置90を搭載した機器のスラスト方向(第1の実施形態においては上下方向)の寸法を短くできる。
 また、プレート56の抜止部78が第2軸受ホルダ54の爪部71に当接することにより、第2軸受ホルダ54の第1軸受ホルダ52に対する下方の移動が規制される。これによってコイルスプリング58に反する力を継続して付与することなく、軸受装置90を組み立て状態に保つことができる。
 また、軸受装置90を組み立てる工程において、第1軸受ホルダ52と第2軸受ホルダ54を、コイルスプリング58の弾性復元力に反して接近させ、3つの爪部71を、3つの孔68に通す。このとき、第2筒状部70の上端面70Aが第1フランジ部62の下面と当接するため、第1軸受ホルダ52と第2軸受ホルダ54を、更に接近させることはできない。このため、コイルスプリング58の過圧縮を回避することができ、ひいてはコイルスプリング58の破損や機能不全を防ぐことができる。
 また、図7に示すように、第2筒状部70の上端面70Aが第1フランジ部62の下面と当接した状態では、各段部75の上端面75Aがプレート56の円環部76の外縁部を下方から支持する。そのため、プレート56は更に下方へ移動することが制限される。この状態において、各曲部80の下面80Aと第1軸受36の外輪36Bの上面は離隔している。そのため、プレート56を回転させる際に、各曲部80の下面80Aと第1軸受36の外輪36Bの上面が相互に接触することがなく、これらの面が傷つくことを防止できると共に、プレート56をスムーズに回転できる。
 また、図9に示すように、プレート56の各抜止部78の溝部86と第2軸受ホルダ54の各爪部71の係止片74に設けられた突起84とにより回転規制手段88が形成されている。これによって、抜止部78が、爪部71に対して抜け止めされる。その結果、プレート56が偶然に回転し、第2軸受ホルダ54が第1軸受ホルダ52に対して下方に移動し、軸受装置90が分解するという事態を回避できる。そのため、軸受装置90の組み立て後であって、遠心ポンプ10等の装置に組み込む前において、軸受装置90の取り扱いが容易になる。
 また、各段部75の上端面75Aがプレート56の円環部76の外縁部を下方から支持している状態において、各突起84の下面と各抜止部78の上面とは相互に離隔している。そのため、プレート56を回転させる際に、突起84と、抜止部78が接触せず、これらを傷つけることなく、かつ、スムーズに回転を行うことができる。
 また、プレート56が、コイルスプリング58の弾性復元力により、第1軸受36の外輪36Bを第2軸受38に接近する方向に押圧している。そのため、遠心ポンプ10が二輪車のような運転時に車体が大きく傾く車両に搭載されるような場合においても、第1軸受36が第1軸受ホルダ52から抜けることを防ぐことができる。
[第2の実施形態]
 第2の実施形態を、図10乃至12を参照しながら説明する。第2の実施形態は、予圧付与装置50、軸受装置90、及び第2ハウジング部26に代えて予圧付与装置150、軸受装置190、及び第2ハウジング部126を備える点において第1の実施形態と異なる。そのため、予圧付与装置150、軸受装置190及び第2ハウジング部126以外の構成については、第1の実施形態と同一の符号を付して、その説明を省略する。
 第1軸受136は、内輪136A及び外輪136Bを有する玉軸受である。第2軸受138は、内輪138A及び外輪138Bを有する玉軸受である。図10に示すように、シャフト20は、第1軸受136の内輪136Aと第2軸受138の内輪138Aとに嵌入されている。第1軸受136の外輪136B及び第2軸受138の外輪138Bは、後述する予圧付与装置150により、互いに離反する方向へ予圧を付与されている。詳細には、上側の第1軸受136の外輪136Bには、上方への予圧が付与されている。一方、下側の第2軸受138の外輪138Bには、下方への予圧が付与されている。
(軸受装置及び予圧付与装置)
 予圧付与装置150の構造を、図11を参照して説明する。予圧付与装置150は、軸受ホルダ152、及びコイルスプリング158を備える。軸受ホルダ152は、円筒状の筒状部160と、筒状部160の上端から径方向外方へ向かって延びるホルダ側フランジ部162とを備える。ホルダ側フランジ部162には、複数の孔168が形成されている。筒状部160は、第1軸受136及び第2軸受138を包囲している。筒状部160は、第2軸受138を包囲する部分の内径が、第1軸受136を包囲する部分の内径より大きく構成されている。より詳細には、上側の第1軸受136は筒状部160内に嵌入されており、筒状部160に対して相対移動不可となっている。一方、下側の第2軸受138は、筒状部160に対して上下方向に摺動可能に、筒状部160内に収容されている。第2軸受138と筒状部160との間にはOリング164が挟持されている。図10に示すように、ホルダ側フランジ部162は、第1ハウジング部24と第2ハウジング部126とで挟持されており、ハウジング16に対する移動が規制されている。ここで、コイルスプリング158は本開示における弾性体に対応し、軸受ホルダ152は本開示における第3軸受ホルダに対応し、筒状部160は本開示における第3筒状部に対応し、ホルダ側フランジ部162は本開示における第3フランジ部に対応する。
 図11に示すように、下側の第2軸受138の外輪138Bは、その略下半分部分に、径方向外側に張り出した軸受側フランジ部172を有している。ここで、軸受側フランジ部172は本開示における第4フランジ部に対応する。
 図12は、第2ハウジング部126の縦断面と第2軸受138の斜視を簡略化して示す。図12に示すように、軸受側フランジ部172は、平面視で六角形形状に形成されている。また、第2ハウジング部126の凹部174も、平面視で六角形形状に形成されている。軸受側フランジ部172は、回転不能に凹部174に嵌入される。このような構成により、シャフト20からのトルクが第2軸受138の内輪138A及びボールを介して第2軸受138の外輪138Bに伝達されたとしても、外輪138Bの第2ハウジング部126に対する回転は規制される。すなわち、軸受側フランジ部172と第2ハウジング部126の凹部174とは、回転規制手段176を構成している。なお、第2の実施形態の回転規制手段176は、本開示における第2回転規制手段に対応する。
 図11に示すように、ホルダ側フランジ部162と軸受側フランジ部172の間には、コイルスプリング158が配設されている。コイルスプリング158は、筒状部160を取り囲んでいる。コイルスプリング158の自由長は、ホルダ側フランジ部162の下面と軸受側フランジ部172の上面との間隔L3よりも長い。すなわち、コイルスプリング158は圧縮された状態で配設されている。また、ホルダ側フランジ部162の下面と軸受側フランジ部172の上面との間隔L3は、第1軸受136と第2軸受138との間隔L4よりも大きい。
 上述した構成により、コイルスプリング158は、上側の第1軸受136の外輪136Bを上方に付勢し、下側の第2軸受138の外輪138Bを下方に付勢する。より詳細には、軸受ホルダ152のホルダ側フランジ部162は、コイルスプリング158から上方への付勢力を受ける。上側の第1軸受136は軸受ホルダ152の筒状部160に相対移動不能に嵌入されているため、この上方への付勢力は、上側の第1軸受136の外輪136Bに伝達される。一方、下側の第2軸受138の軸受側フランジ部172は、コイルスプリング158から下方への付勢力を受ける。軸受側フランジ部172は外輪138Bと一体に形成されているため、下方への付勢力は直接的に外輪138Bへと伝達される。
(軸受装置の組み立て)
 図10及び図11を参照して、軸受装置190の組み立て手順を説明する。まず、軸受ホルダ152の筒状部160に、上方から上側の第1軸受136を圧入する。次に、下側の第2軸受138の内輪138Aに、ロータ18が装着されたシャフト20を下方から圧入する。次に、コイルスプリング158を、軸受ホルダ152の筒状部160の外周を覆うように保持しつつ、シャフト20が組付けられた第2軸受138の外輪138Bを、下方からコイルスプリング158に接近させる。そして、シャフト20の上端を筒状部160に収容された第1軸受136の内輪136Aに圧入する。これにより、軸受装置190の組み立てが完了する。
(遠心ポンプ10の組み立て)
 軸受装置190の組み立ての完了後、ホルダ側フランジ部162と軸受側フランジ部172を互いに接近する方向に押圧しつつ、軸受側フランジ部172を第2ハウジング部126の凹部174に嵌合する。その後、ホルダ側フランジ部162を、凹部174(図12参照)の底面に向かって押し下げつつ、シャフト20の上端をインペラ14の中心孔に嵌合する。その後、図10に示すように、第1ハウジング部24と第2ハウジング部126との間にOリング28を配置し、第1ハウジング部24と第2ハウジング部126とを組み付けて、遠心ポンプ10の組み立てが完了する。
 第2の実施形態の軸受装置190では、下側の第2軸受138は、軸受ホルダ152の筒状部160内に摺動可能に収容されている。また、コイルスプリング158は、第2軸受138の軸受側フランジ部172を第1軸受136から離反する方向、すなわち下方へと付勢する。そのため、ホルダ側フランジ部162と軸受側フランジ部172を互いに接近する方向に押圧しないと、コイルスプリング158の弾性復元力により、第2軸受138は筒状部160内を第1軸受136から離反する方向へと摺動し、筒状部160から離脱する。更に、第2軸受138が離脱すると、コイルスプリング158が筒状部160から離脱する。つまり、軸受装置190が分解する。このような軸受装置190の分解を防ぐため、軸受装置190の組み立てが完了してから、遠心ポンプ10の組み立てが完了するまで、ホルダ側フランジ部162と軸受側フランジ部172を互いに接近する方向に押圧し続ける必要がある。
(第2の実施形態の利点)
 第2実施形態に係る軸受装置190の予圧付与装置150では、コイルスプリング158が軸受ホルダ152のホルダ側フランジ部162と下側の第2軸受138の軸受側フランジ部172との間に圧縮状態で配設されている。ホルダ側フランジ部162が受ける上向きの付勢力は、軸受ホルダ152の筒状部160に相対移動不能に嵌入された第1軸受136の外輪136Bに伝達される。また、コイルスプリング158は、軸受側フランジ部172を介して第2軸受138の外輪138Bを直接付勢する。そのため、第1軸受136及び第2軸受138の径方向外方に配設したコイルスプリング158により、第1軸受136及び第2軸受138に所定の予圧を付与することができる。
 また、第2実施形態に係る軸受装置190によれば、ホルダ側フランジ部162の下面と軸受側フランジ部172の上面間の間隔L3は、第1軸受136及び第2軸受138の互いに対向する面間の間隔L4よりも大きく形成されている。かかる構成により、第1軸受136と第2軸受138との間の間隔を小さくしつつも、予圧を付与するコイルスプリング158に対して、十分な伸縮方向の空間を確保することができる。その結果、特殊なコイルスプリングを用いることなく、装置全体の上下方向の寸法の小型化を図ることができる。
 また、第2軸受138の外輪138Bの軸受側フランジ部172は、第2ハウジング部126の凹部174に回転不能に嵌入される。そのため、シャフト20が回転した際に、外輪138Bの共回りを抑制することができる。
[第3の実施形態]
 第3の実施形態を、図13及び図14に基づき説明する。第3の実施形態は、プレート56に代えてプレート356を備える点において第1の実施形態と異なる。そのため、主に異なる構成を説明し、繰り返しの説明は省略する。
 図13及び図14に示すように、プレート356は、略円環形状の円環部376と、円環部376の外周部に形成された複数の装着孔385及び複数の抜止部378と、円環部376の内周円から下方に向かって延びる複数の曲部380を備える。装着孔385の数と、抜止部378の数と、円環部376の数は相互に同一であり、本実施形態では3つである。各抜止部378は、対応する装着孔385の時計回り方向前方に位置しており、溝部386と、装着孔385及び溝部386を連結する長孔387とが形成されている。プレート356を装着する手順は、第1実施形態と同様である。すなわち、図6に示すように、第1軸受ホルダ52と第2軸受ホルダ54を、コイルスプリング58の弾性復元力に反して接近させ、爪部71を孔68にそれぞれ通す。その状態を維持しつつ、プレート356を、プレート356の装着孔385内に爪部71が収容されるよう、第1フランジ部62の上面に載置する(このときのプレート356の位置を図13において二点鎖線で示す)。そして、コイルスプリング58による付勢力に反する力を加えて第1軸受ホルダ52と第2軸受ホルダ54の位置関係を図6に示す状態に維持しつつ、プレート356を、シャフト20の回転軸を中心として反時計回りに回転させる(矢印Y2方向)。プレート356を回転させた後、第1軸受ホルダ52と第2軸受ホルダ54に加えていた、コイルスプリング58による付勢力に反する力の付与を停止する。その結果、第2軸受ホルダ54は、各爪部71の係止片74が対応する抜止部378の上面に当接するまで、第1軸受ホルダ52に対して下方に相対移動する。各爪部71の係止片74が対応する抜止部378の上面によって下方から支持されることにより、第2軸受ホルダ54の更なる下方への移動が規制される。
 図14に示すように、各爪部71の係止片74に形成された突起84は各抜止部378に形成された溝部386内に配置されている。そのため、第1の実施形態と同様に、第2軸受ホルダ54に対するプレート356の回転が規制される。すなわち、溝部386と突起84とにより回転規制手段388が形成されている。回転規制手段388は本開示における第1回転規制手段に対応する。
[第4の実施形態]
 第4の実施形態を、図15に基づき説明する。第4の実施形態は、第2軸受138に代えて第2軸受238を備える点において第2の実施形態と異なる。そのため、主に異なる構成を説明し、繰り返しの説明は省略する。
 図15に示すように、軸受側フランジ部272は、第2軸受238とは別体に形成されており、環状に形成されている。そして、第2軸受238は、軸受側フランジ部272内に嵌入されている。このように第2軸受238を構成することによって、本明細書にて開示する予圧付与装置に汎用的な軸受を用いることができる。
[その他の実施形態]
 本明細書に開示の技術は前記した実施形態に限定されるものではなく、本明細書に開示の技術を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、第1の実施形態では、下側の第2軸受38は第1筒状部60に相対移動不能に嵌入されていたが、第1筒上部が上方に移動する際に第2軸受38が一体的に移動する構成であればよい。そのため、第2軸受38は、第1筒状部60から径方向内方に延びるフランジ部に下方から支持されていてもよい。その場合、第2軸受38が軸方向に相対移動可能に第1筒状部60に収容されていても、第1筒状部60が上方に移動する際に第2軸受38は一体的に上方に移動する。
 上記実施形態では、軸受として、玉軸受が使用されていたが、これに限定されない。例えば、内輪及び外輪の軌道面に円錐面を有する軸受である、円錐ころ軸受を使用してもよい。上記実施形態では、遠心ポンプが軸受装置を搭載していたが、遠心ポンプ以外の機器に本開示の軸受装置を搭載してもよい。
 本開示では様々な態様で技術の開示を行った。第1の態様は、シャフトと、前記シャフトの軸方向に所定の間隔で配設されて前記シャフトの第1方向側に取り付けられる第1軸受及び該第1方向とは反対の第2方向側に取り付けられる第2軸受とからなる一対の軸受と、前記一対の軸受に対して弾性体によりスラスト方向の予圧荷重を付与する予圧付与装置と、を備える軸受装置であって、前記予圧付与装置は、前記一対の軸受の径方向外面に接して前記一対の軸受を包囲する第1筒状部及び前記第1筒状部の前記第1方向側の端から前記第1筒状部の径方向外方に延びる第1フランジ部を備える第1軸受ホルダと、前記第1筒状部の径方向外方位置に離隔して配設され、前記第1筒状部を包囲する第2筒状部、該第2筒状部の前記第2方向側の端から前記第2筒状部の径方向内方に延びる第2フランジ部及び前記第2筒状部の前記第1方向側の端に設けられた爪部を備える第2軸受ホルダと、前記第1筒状部の前記第1方向側において該第1筒状部を跨いで前記第1軸受と接触し、その一部が前記爪部の前記第2方向側に位置しつつ該爪部と接触し、前記第2軸受ホルダの前記軸方向の動作を前記第1軸受に伝達するプレートと、を備え、前記弾性体は、前記第1フランジ部と前記第2フランジ部との間に前記軸方向に圧縮された状態で配設され、前記第1軸受ホルダに対し、前記第2軸受は前記第1方向への移動に対して一体的関係となるよう収容されており、前記第1軸受は相対移動可能に収容されており、前記弾性体が配設される前記第1フランジ部と前記第2フランジ部との間の間隔は、前記一対の軸受における対面間の間隔よりも大きい、軸受装置である。
 上記第1の態様によれば、一対の軸受よりも径方向外側に配設された弾性体の弾性復元力によって、該一対の軸受に対して予圧を与えることができる。そして、弾性体が配設される第1フランジ部と第2フランジ部との間の間隔は、一対の軸受の対面間の間隔よりも大きい。そのため、一般的な弾性体を使用しつつ、一対の軸受間の間隔を短くし、ひいては軸受装置を搭載している機器の、スラスト方向の寸法を小型化することができる。
 また、上記第1の態様によれば、弾性体の弾性復元力は、第1軸受ホルダの第1フランジ部に対しては第1方向への付勢力として、第2フランジ部に対しては第2方向への付勢力として作用する。そして第1方向への付勢力は第2軸受に伝達され、第2方向への付勢力はプレートを介して第1軸受に伝達される。すなわち、弾性体の弾性復元力に起因する付勢力は一対の軸受に対して、互いに接近する方向への力として作用する。そのため、軸受装置が弾性体の弾性復元力に起因する付勢力が一対の軸受に対して、互いに離反する方向への力として作用する構成を有する場合とは異なり、軸受装置の組み立て完了後、軸受装置の分解を防ぐために、一対の軸受に作用する付勢力に逆らって軸受装置に力を加える必要がなくなる。ひいては軸受装置の取り扱いが容易になる。
 第2の態様は、上記した第1の態様の軸受装置であって、前記プレート及び前記爪部は、これらに跨って設けられ、前記プレートの前記第2軸受ホルダに対する回転を規制する第1回転規制手段を備える軸受装置である。
 上記第2の態様によれば、プレートが第2軸受ホルダに対して回転し、プレートの一部であって爪部の第2方向側に位置しつつ爪部と接触している部位が、最早爪部と接触しなくなり、第2軸受ホルダが第2方向側へと移動するという事態を回避できる。
 第3の態様は、上記第1又は第2の態様の軸受装置であって、前記第1軸受ホルダの前記第1フランジ部には、前記第2軸受ホルダの前記爪部が前記第1方向に向かって、突出可能に形成された孔が形成されており、前記第2軸受ホルダの前記爪部は、径方向に延び、かつ前記プレートの前記一部の前記第1方向側に位置しつつ、該一部と接触する係止片と、前記係止片よりも前記第2方向側に位置する、段部を備え、前記プレートは、前記第1筒状部よりも径方向内方において、前記第2方向へ向かって延び、かつ前記軸受装置の組み立て状態において、前記第1軸受と当接する曲部を備え、前記第2軸受ホルダを、該第2軸受ホルダの前記第2筒状部が前記第1軸受ホルダの前記第1フランジ部に当接するまで、該第1軸受ホルダに対して相対移動させた状態においては、前記段部の端面により支持されつつ、その前記曲部が前記第1軸受から離隔している、軸受装置である。
 上記第3の態様によれば、軸受装置を組み立てる工程においてプレートを回転させる際に、曲部と第1軸受が干渉しないので、これらを傷つけることなく、かつ、スムーズに回転を行うことができる。
 第4の態様は、上記第2の態様の軸受装置であって、前記第1軸受ホルダの前記第1フランジ部には、前記第2軸受ホルダの前記爪部が前記第1方向に向かって、突出可能に形成された孔が形成されており、前記第2軸受ホルダの前記爪部は、径方向に延び、かつ前記プレートの前記一部の前記第1方向側に位置しつつ、該一部と接触する係止片と、前記係止片よりも前記第2方向側に位置する、段部を備え、前記第1回転規制手段は、前記プレートの前記一部に形成された溝と、前記第2軸受ホルダの前記爪部の前記係止片に形成された、該溝に嵌合可能な突起と、を備え、前記プレートは、前記第2軸受ホルダを、該第2軸受ホルダの前記第2筒状部が前記第1軸受ホルダの前記第1フランジ部に当接するまで、該第1軸受ホルダに対して相対移動させた状態においては、前記段部の端面により支持されつつ、その前記一部が前記第2軸受ホルダの前記爪部の前記突起から離隔している、軸受装置である。
 上記第4の態様によれば、軸受装置を組み立てる工程においてプレートを回転させる際に、突起とプレートの該一部が干渉しないので、これらを傷つけることなく、かつ、スムーズに回転を行うことができる。
 第5の態様は、シャフトと、前記シャフトの軸方向に所定の間隔で配設されて前記シャフトの第1方向側に取り付けられる第1軸受及び該第1方向とは反対の第2方向側に取り付けられる第2軸受とからなる一対の軸受と、前記一対の軸受に対して弾性体によりスラスト方向の予圧荷重を付与する予圧付与装置と、を備える軸受装置であって、前記予圧付与装置は、前記一対の軸受の径方向外面に接して前記一対の軸受を包囲する第3筒状部及び前記第3筒状部の前記第1方向側の端から径方向外方に延びる第3フランジ部を備える第3軸受ホルダを更に備え、前記第3軸受ホルダに対し、前記第1軸受は前記軸方向に対して一体的関係となるよう収容されており、前記第2軸受は前記軸方向に対して相対移動可能に収容されており、前記第2軸受は、径方向外方に向けて延びる第4フランジ部を備えており、前記弾性体は、前記第3フランジ部と前記第4フランジ部との間に圧縮状態で配設されており、前記弾性体が配設される前記第3フランジ部と前記第4フランジ部との間の間隔は、前記一対の軸受における対面間の間隔よりも大きい、軸受装置である。
 上記第5の態様によれば、一対の軸受よりも径方向外側に配設された弾性体の弾性復元力によって、該一対の軸受に対して予圧を与えることができる。そして、弾性体が配設される第3フランジ部と第4フランジ部との間の間隔は、一対の軸受の対面間の間隔よりも大きい。そのため、一般的な弾性体を使用しつつ、一対の軸受間の間隔を短くし、ひいては軸受装置を搭載している機器の、スラスト方向の寸法を小型化することができる。
 第6の態様は、上記第5の態様の軸受装置であって、前記第4フランジ部は、前記第2軸受と別体で形成されており、前記軸方向の移動に関して前記第2軸受と一体的関係となるよう該第2軸受に取り付けられている、軸受装置である。
 上記第6の態様によれば、汎用的な軸受を用いて軸受装置を作製することができるため、軸受装置の製造コストの増加を抑制できる。
 第7の態様は、上記第5又は第6の態様の軸受装置であって、前記第4フランジ部には、該第4フランジ部と、該軸受装置を収容するハウジングとに跨って設けられ、前記第2軸受の前記ハウジングに対する回転を規制する第2回転規制手段が備えられている、軸受装置である。
 上記第7の態様によれば、第2軸受の共回りが防止され、ひいては第2軸受の摩耗を抑制することができる。
 第8の態様は、上記第1~第7の態様のいずれかであって、前記一対の軸受は、ラジアル玉軸受又はラジアル円錐ころ軸受である、軸受装置である。
 上記第8の態様によれば、軸受の軌道面と転動体との隙間を縮小し、転動体や軌道面の摩耗の抑制、異音の低減が達成できる。

Claims (8)

  1.  シャフトと、前記シャフトの軸方向に所定の間隔で配設されて前記シャフトの第1方向側に取り付けられる第1軸受及び該第1方向と反対の第2方向側に取り付けられる第2軸受とからなる一対の軸受と、前記一対の軸受に対して弾性体によりスラスト方向の予圧荷重を付与する予圧付与装置と、を備える軸受装置であって、
     前記予圧付与装置は、
     前記一対の軸受の径方向外面に接して前記一対の軸受を包囲する第1筒状部及び前記第1筒状部の前記第1方向側の端から前記第1筒状部の径方向外方に延びる第1フランジ部を備える第1軸受ホルダと、
     前記第1筒状部の径方向外方位置に離隔して配設され、前記第1筒状部を包囲する第2筒状部、該第2筒状部の前記第2方向側の端から前記第2筒状部の径方向内方に延びる第2フランジ部、及び前記第2筒状部の前記第1方向側の端に設けられた爪部を備える第2軸受ホルダと、
     前記第1筒状部の前記第1方向側において該第1筒状部を跨いで前記第1軸受と接触し、その一部が前記爪部の前記第2方向側に位置しつつ該爪部と接触し、前記第2軸受ホルダの前記軸方向の動作を前記第1軸受に伝達するプレートと、
     を備え、
     前記弾性体は、前記第1フランジ部と前記第2フランジ部との間に前記軸方向に圧縮された状態で配設され、
     前記第1軸受ホルダに対し、前記第2軸受は前記第1方向への移動に対して一体的関係となるよう収容されており、前記第1軸受は相対移動可能に収容されており、
     前記弾性体が配設される前記第1フランジ部と前記第2フランジ部との間の間隔は、前記一対の軸受における対面間の間隔よりも大きい、軸受装置。
  2.  請求項1に記載の軸受装置であって、前記プレート及び前記爪部は、これらに跨って設けられ、前記プレートの前記第2軸受ホルダに対する回転を規制する第1回転規制手段を備える軸受装置。
  3.  請求項1又は2に記載の軸受装置であって、
     前記第1軸受ホルダの前記第1フランジ部には、前記第2軸受ホルダの前記爪部が前記第1方向に向かって、突出可能に形成された孔が形成されており、
     前記第2軸受ホルダの前記爪部は、径方向に延び、かつ前記プレートの前記一部の前記第1方向側に位置しつつ、該一部と接触する係止片と、前記係止片よりも前記第2方向側に位置する、段部を備え、
     前記プレートは、
     前記第1筒状部よりも径方向内方において、前記第2方向へ向かって延び、かつ前記軸受装置の組み立て状態において、前記第1軸受と当接する曲部を備え、
     前記第2軸受ホルダを、該第2軸受ホルダの前記第2筒状部が前記第1軸受ホルダの前記第1フランジ部に当接するまで、該第1軸受ホルダに対して相対移動させた状態においては、前記段部の端面により支持されつつ、その前記曲部が前記第1軸受から離隔している、軸受装置。
  4.  請求項2に記載の軸受装置であって、
     前記第1軸受ホルダの前記第1フランジ部には、前記第2軸受ホルダの前記爪部が前記第1方向に向かって、突出可能に形成された孔が形成されており、
     前記第2軸受ホルダの前記爪部は、径方向に延び、かつ前記プレートの前記一部の前記第1方向側に位置しつつ、該一部と接触する係止片と、前記係止片よりも前記第2方向側に位置する、段部を備え、
     前記第1回転規制手段は、前記プレートの前記一部に形成された溝と、前記第2軸受ホルダの前記爪部の前記係止片に形成された、該溝に嵌合可能な突起と、を備え、
     前記プレートは、前記第2軸受ホルダを、該第2軸受ホルダの前記第2筒状部が前記第1軸受ホルダの前記第1フランジ部に当接するまで、該第1軸受ホルダに対して相対移動させた状態においては、
     前記段部の端面により支持されつつ、その前記一部が前記第2軸受ホルダの前記爪部の前記突起から離隔している、軸受装置。
  5.  シャフトと、前記シャフトの軸方向に所定の間隔で配設されて前記シャフトの第1方向側に取り付けられる第1軸受及び該第1方向とは反対の第2方向側に取り付けられる第2軸受とからなる一対の軸受と、前記一対の軸受に対して弾性体によりスラスト方向の予圧荷重を付与する予圧付与装置と、を備える軸受装置であって、
     前記予圧付与装置は、前記一対の軸受の径方向外面に接して前記一対の軸受を包囲する第3筒状部及び前記第3筒状部の前記第1方向側の端から径方向外方に延びる第3フランジ部を備える第3軸受ホルダを備え、
     前記第3軸受ホルダに対し、前記第1軸受は前記軸方向に対して一体的関係となるよう収容されており、前記第2軸受は前記軸方向に対して相対移動可能に収容されており、
     前記第2軸受は、径方向外方に向けて延びる第4フランジ部を備えており、
     前記弾性体は、前記第3フランジ部と前記第4フランジ部との間に圧縮状態で配設されており、
     前記弾性体が配設される前記第3フランジ部と前記第4フランジ部との間の間隔は、前記一対の軸受における対面間の間隔よりも大きい、軸受装置。
  6.  請求項5に記載の軸受装置であって、前記第4フランジ部は、前記第2軸受と別体で形成されており、前記軸方向の移動に関して前記第2軸受と一体的関係となるよう該第2軸受に取り付けられている、軸受装置。
  7.  請求項5又は6に記載の軸受装置であって、前記第4フランジ部は、該第4フランジ部と、前記軸受装置を収容するハウジングとに跨って設けられ、前記第2軸受の前記ハウジングに対する回転を規制する第2回転規制手段を形成する、軸受装置。
  8.  請求項1~7のいずれか一項に記載の軸受装置であって、前記一対の軸受は、ラジアル玉軸受又はラジアル円錐ころ軸受である、軸受装置。
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