(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪および外輪と、当該内輪と外輪との間の環状空間を塞ぐシールとを有し、前記内輪が固定部材に固定される転がり軸受と、
前記転がり軸受の外輪外周側に一体成形された樹脂プーリと、を備えたプーリ付軸受装置において、
前記樹脂プーリには、前記転がり軸受の軸方向両端外周側から径方向内周側に向かって延び、当該転がり軸受両端の環状開口を覆うとともに、前記シール部材の側面に接触する一対の、前記樹脂プーリと同一樹脂製のスリンガが一体形成され、
前記一対の樹脂製スリンガの内周側先端と、前記固定部材とがラビリンスシールを構成していることを特徴とするプーリ付軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車用エンジンの補機類を駆動するためのベルトが巻き掛けられるプーリを備えたプーリ付軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンの補機類等をベルトにより駆動するための補機駆動システムにおいては、当該ベルトの走行をガイドするためにプーリ付軸受装置が用いられている。このようなプーリ付軸受装置は、内輪がエンジン側に固定される転がり軸受と、この転がり軸受の外輪外周側に一体に形成された樹脂プーリとを備えている。
上記プーリ付軸受装置は、転がり軸受に塵埃や水分等が浸入すると、当該転がり軸受に損傷が生じたり錆が発生したりして、その寿命が低下する。このため、転がり軸受両端の環状開口を覆う環状の金属板からなるスリンガを内輪の端面に固定し、転がり軸受の内部に塵埃や水分が浸入するのを防止し、寿命低下を抑制するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１６９７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記プーリ付軸受装置は、プーリを樹脂で一体成形することで、軽量化が図られているが、近年、自動車用部品においては、さらなる高性能、低燃費化を実現するために軽量化の要請が強く、上記プーリ付軸受装置においても、さらなる軽量化が求められていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、寿命低下を抑制しつつ、より軽量化を図ることができるプーリ付軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明は、内輪、外輪および前記内輪と外輪との間の環状空間を塞ぐシールを有し、前記内輪が固定部材に固定される転がり軸受と、前記転がり軸受の外輪外周側に一体成形された樹脂プーリと、を備えたプーリ付軸受装置において、前記樹脂プーリには、前記転がり軸受の軸方向両端外周側から径方向内周側に向かって延び、当該転がり軸受両端の環状開口を覆うとともに、前記シール部材の側面に接触する一対の、前記樹脂プーリと同一樹脂製のスリンガが一体形成され、前記一対の樹脂製スリンガの内周側先端と、前記固定部材とがラビリンスシールを構成していることを特徴としている。
【０００６】
上記のように構成されたプーリ付軸受装置によれば、転がり軸受両端の環状開口を覆うとともに、固定部材とでラビリンスシールを構成している一対の樹脂製スリンガを樹脂プーリに一体形成しているので、転がり軸受の内部に塵埃や水分が浸入するのを防止して転がり軸受の寿命低下を抑制することができる。また、スリンガが樹脂製であるので、上記従来例のように金属板からなるスリンガを用いた場合と比較して、より軽量なものとすることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のプーリ付軸受装置によれば、寿命低下を抑制しつつ、より軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るプーリ付軸受装置の構成を示す断面図である。
【図２】本実施形態のプーリ付軸受装置をインサート成形するためのインサート成形用金型を示す断面図である。
【図３】他のプーリ付軸受装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプーリ付軸受装置の構成を示す断面図である。
プーリ付軸受装置１は、自動車等のエンジンの補機類をベルトにより駆動するための補機駆動システムにおいて、ベルトの走行をガイドするために用いられるものであり、エンジンＥの前側面に固定された支持部材２０に固定されている。このプーリ付軸受装置１は、転がり軸受２と、転がり軸受２の外周側に一体成形されているとともに補機類駆動用のベルトＢが巻き掛けられる樹脂プーリ３とを備えている。
【００１０】
転がり軸受２は、内輪４と、樹脂プーリ３が一体に固定された外輪５と、内外輪４，５間に転動自在に介在している転動体である複数の玉６と、複数の玉６を周方向に等間隔に保持する保持器７と、外輪５の内周面端部に固定されて内外輪４、５間の環状開口を塞ぐシール部材８とを備えており、単列の深溝玉軸受を構成している。
【００１１】
内輪４は、軸受鋼等で形成された環状の部材であり、支持部材２０に設けられた支持軸２１の外周面２１ａに外嵌されている。内輪４と、支持部材２０の基部２２との間には、円筒状の第一スペーサ２３が内輪４の一端面及び基部２２に当接した状態で介在しており、内輪４は、第一スペーサ２３によって軸方向に位置決めされている。また、支持軸２１の先端部には、ねじ部２１ｂが形成されており、このねじ部２１ｂには、フランジ部２４ａを有するフランジナット２４が螺合されている。フランジナット２４は、そのフランジ部２４ａが内輪４の他端面に当接した状態で、軸方向エンジンＥ側に締め込まれており、内輪４及び第一スペーサ２３を、当該フランジナットのフランジ部２４ａと、基部２２との間で挟持固定している。
【００１２】
本実施形態のプーリ付軸受装置１は、第一スペーサ２３、及びフランジナット２４によって内輪４を支持部材２０に固定することで、エンジンＥに固定されており、これら支持部材２０、第一スペーサ２３、及びフランジナット２４は、内輪４を固定する固定部材を構成している。
【００１３】
外輪５は、軸受鋼等を用いた環状の部材であり、複数の玉６が介在する内輪４との間で相対回転可能である。外輪５の内周面両端部には、環状のシール溝５ａが形成されており、このシール溝５ａには、シール部材８が一体回転可能に嵌合固定されている。
【００１４】
シール部材８は、金属板等を環状に形成した芯金８ａと、この芯金８ａの外側面に沿って加硫成形された合成ゴム等の弾性体からなるシール部材８ｂとにより構成されている。
シール部材８ｂの内周端には、内輪４の外周面端部に摺接して内外輪４，５間を密封するシールリップ８ｃが形成されている。
【００１５】
樹脂プーリ３は、例えば、ガラス繊維等の強化材を混合したフェノール樹脂によって形成された環状の部材であり、インサート成形によって、転がり軸受２の外輪５に対して一体成形されており、外輪５と一体回転可能である。
樹脂プーリ３は、ベルトＢが巻き掛けられる外周面に多数のガイド溝９ａが形成された外側円筒部９と、柱部１０によって外側円筒部９に連結されて外側円筒部９の内周側に同心に配置されている内側円筒部１１と、内側円筒部１１の軸方向両端それぞれから径方向内側に延びる一対の樹脂スリンガ１２とを備えている。
【００１６】
内側円筒部１１は、外輪５の外周面に密接して形成されている。また、この内側円筒部１１の軸方向両端から延びる一対の樹脂スリンガ１２は、それぞれ、転がり軸受２の軸方向端面に沿って形成されており、当該転がり軸受２両端の環状開口をシール部材８の外側から覆っている。
また、樹脂スリンガ１２は、その先端部がシール部材８に設けられたシールリップ８ｃの直前まで延びており、シールリップ８ｃについては覆わないように形成されている。
【００１７】
軸方向エンジンＥ側に位置する一方側の樹脂スリンガ１２は、その内周側の先端部１２ａと、第一スペーサ２３の外周面との間の隙間寸法Ｓ１が０．１ｍｍ程度となるように形成されている。これにより、樹脂スリンガ１２の先端部１２ａと、第一スペーサ２３とは、ラビリンスシールを構成している。
また、軸方向エンジンＥ側の反対側に位置する他方側の樹脂スリンガ１２においても、その内周側の先端部１２ａと、フランジ部２４ａの外周面との間の隙間寸法Ｓ２が０．１ｍｍ程度となるように形成されている。これにより、樹脂スリンガ１２の先端部１２ａと、フランジ部２４ａとは、ラビリンスシールを構成している。
本実施形態では、転がり軸受２の環状開口を覆いつつ、第一スペーサ２３及びフランジ部２４ａとともにラビリンスシールを構成している樹脂スリンガ１２を樹脂プーリ３に一体形成することで、樹脂プーリ３及び外輪５が内輪４に対して相対回転するのを許容しつつ、塵埃や水分等が転がり軸受２の内部へ浸入するのを防止している。
なお、本実施形態のプーリ付軸受装置１では、一対の樹脂スリンガ１２が内輪４の端面に接触しないように、樹脂スリンガ１２の先端部１２ａの径方向の位置、第一スペーサ２３の外周径、及びフランジ部２４ａの外周径が設定されている。
【００１８】
上記構成のプーリ付軸受装置１によれば、転がり軸受２両端の環状開口を覆うとともに、第一スペーサ２３及びフランジ部２４ａとでラビリンスシールを構成している一対の樹脂スリンガ１２を樹脂プーリ３に一体形成しているので、転がり軸受２の内部に塵埃や水分が浸入するのを防止して転がり軸受２の寿命低下を抑制することができる。また、樹脂スリンガ１２が樹脂製であるので、上記従来例のように、金属板からなるスリンガを用いた場合と比較して、より軽量なものとすることができる。
また、樹脂スリンガ１２を一体形成することで、上記従来例と比較して、プーリ付軸受装置１を構成する部品点数を少なくすることができ、製造コストの低減化を図ることもできる。
【００１９】
ここで、本実施形態のプーリ付軸受装置１を製造するには、以下に示す方法が採られる。図２は、本実施形態のプーリ付軸受装置１をインサート成形するためのインサート成形用金型を示す断面図である。
このインサート成型用金型５０は、固定側金型５１と可動側金型５２とを備えている。
可動側金型５２は、樹脂プーリ３のガイド溝９ａを形成するための外周側金型５３と、樹脂プーリ３の一端面を形成するための端面側金型５４と、金型内部で転がり軸受２を位置決めするための位置決め部材５５とを備えている。
【００２０】
位置決め部材５５は、転がり軸受２が外嵌されるとともに端面側金型５４に形成された孔部５４ａに挿入される軸部５５ａと、軸部５５ａの先端に設けられ転がり軸受２を端面側金型５４との間で挟持する挟持部５５ｂとを有している。
挟持部５５ｂには、軸部５５ａの外周面よりも径方向外側に突出した突出部５５ｂ２が設けられている。
位置決め部材５５は、突出部５５ｂ２と、端面側金型５４の孔部５４ａの周縁に形成されて内輪４の一端面に当接している環状突起５４ｂとの間で内輪４を挟持することで、転がり軸受２を固定する。また、突出部５５ｂ２及び環状突起５４ｂの外径は、樹脂プーリ３の樹脂スリンガ１２先端部１２ａの内周径と一致するように設定されている。従って、突出部５５ｂ２及び環状突起５４ｂは、シール部材８の外側面８ｄに当接する位置まで転がり軸受２の両端を覆っている。これにより、溶融樹脂が、内輪４の両端面、及びシール部材８のシールリップ８ｃにまで達し、固化するのを防止している。
【００２１】
また、本実施形態では、外輪５にシール部材８を固定しているので、溶融樹脂が転がり軸受２の内部に流入するのが防止される。なお、シール部材８と樹脂とが一体固化したとしても、シール部材８は、外輪５に固定されているので、内外輪４、５が相対回転するのを阻害しない。
また、挟持部５５ｂの固定側金型５１側の先端面５５ｂ１は、凸曲面状に形成されており、固定側金型５１に形成された凹曲面部５１ａと組み合わされることで、溶融樹脂をキャビティ６０内に供給するためのランナ５６及びゲート５７を構成している。
固定側金型５１には、凹曲面部５１ａ及び挟持部５５ｂの先端面５５ｂ１によって構成されるランナ５６と外部とを連通するスプルー５８が形成されている。
【００２２】
本実施形態のプーリ付軸受装置１を製造するには、まず、転がり軸受２を、位置決め部材５５と、可動側金型５２とによって挟持固定し、その可動側金型５２を固定側金型５１に組み合わせる。その後、スプルー５８から溶融樹脂をキャビティ６０内に供給することで、樹脂プーリ３が、転がり軸受２の外周側に一体成形される。
以上によって、本実施形態のプーリ付軸受装置１を得ることができる。
【００２３】
このように、上記製造方法によれば、位置決め部材５５と可動側金型５２とによって内輪４の端面を覆って内輪４を挟持固定するので、内外輪４、５間の相対回転阻害することなく、樹脂プーリに、内外輪４、５間の環状開口を覆う樹脂スリンガ１２を一体形成することができる。また、位置決め部材５５は、固定側金型５１とともにランナ５６及びゲート５７を構成するので、インサート成型用金型５０の構成を簡易なものとすることができる。
【００２４】
図３は、他のプーリ付軸受装置の構成を示す断面図である。
本形態と、上記実施形態との相違点は、軸方向転がり軸受２側に向かって凹む環状溝１３が樹脂スリンガ１２の軸方向外側端面に形成されている点、及び、この環状溝１３との間でラビリンスを構成している第二スペーサ３０及び第三スペーサ４０が内輪４の両端側に配置されている点である。その他の点については、上記実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００２５】
図において、内輪４と、支持部材２０の基部２２との間には、第一スペーサ２３及び第二スペーサ３０が介在している。また、内輪４と、フランジナット２４との間には、第三スペーサ４０が介在している。フランジナット２４は、軸方向エンジンＥ側に締め込まれており、各スペーサ２３、３０、４０及び内輪４を、基部２２と、フランジ部２４ａとの間で挟持している。これによって、内輪４は、各スペーサによって軸方向に位置決めされつつ、第二スペーサ３０と、第三スペーサ４０との間で挟持固定されている。
【００２６】
内輪４と、第一スペーサ２３との間に介在している第二スペーサ３０は、支持軸２１の外周面２１ａに外嵌し内輪４と第一スペーサ２３とに当接している円筒部３１と、円筒部３１の第一スペーサ２３側の端部から径方向外側に延びる環状部３２と、環状部３２の径方向外側端部から軸方向転がり軸受２側へ突設された環状突起３３とを有している。
環状部３２は、内側円筒部１１の軸方向端面と面一となるように形成されている。
環状突起３３は、一方側の樹脂スリンガ１２に形成された環状溝１３の底面、内周面、及び外周面に対して僅かな隙間をおいて設けられている。また、環状部３２、及び円筒部３１も、樹脂スリンガ１２の先端部１２ａに対して僅かな隙間をおいて設けられている。なお、この僅かな隙間としては、例えば、互いの間隔が０．１ｍｍ程度に設定される。
このように、第二スペーサ３０と、一方側の樹脂スリンガ１２の環状溝１３及び先端部１２ａとは、互いに僅かな隙間をおくことで、ラビリンスシールを構成している。
【００２７】
また、内輪４と、フランジナット２４との間に介在している第三スペーサ４０は、支持軸２１の外周面２１ａに外嵌し内輪４とフランジナット２４とに当接している円筒部４１と、円筒部４１と、円筒部４１のフランジナット２４側の端部から径方向外側に延びる環状部４２と、環状部４２の径方向外側から軸方向転がり軸受２側へ突設された環状突起４３とを有している。
環状部４２は、内側円筒部１１の軸方向端面と面一となるように形成されている。
環状突起４３は、他方側の樹脂スリンガ１２に形成された環状溝１３の底面、内周面、及び外周面に対して僅かな隙間をおいて設けられている。また、環状部４２、及び円筒部４１も、他方側の樹脂スリンガ１２の先端部１２ａに対して僅かな隙間をおいて設けられている。なお、この僅かな隙間としては、上述したように、互いの間隔が０．１ｍｍ程度に設定される。
このように、第三スペーサ４０と、他方側の樹脂スリンガ１２の環状溝１３及び先端部１２ａとは、互いに僅かな隙間をおくことで、ラビリンスシールを構成している。
【００２８】
本形態では、上記のように、転がり軸受２の環状開口を覆うとともに、環状溝１３を形成した樹脂スリンガ１２を樹脂プーリ３に形成するのに加え、樹脂スリンガ１２との間でラビリンスシールを構成する第二スペーサ３０、及び第三スペーサ４０を設けたので、ラビリンスの経路をより長くすることができ、塵埃や水分等が転がり軸受２の内部へ浸入するのをより効果的に防止することができる。
【００２９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、樹脂スリンガ１２が、第一スペーサ２３、及びフランジナット２４との間でラビリンスシールを構成した場合を例示したが、樹脂スリンガ１２とともにラビリンスシールを構成する対象部材としては、内輪４を固定するための固定部材を構成する部材であればよく、例えば、内輪４を挟持固定するためにワッシャや、カラー等が配置されている場合には、これらワッシャや、カラーとの間で、ラビリンスシールを構成することもできる。
さらに、支持軸２１に第一スペーサ２３を一体に形成したもの、すなわち、支持軸２１に内輪４を挟持するための段差を設けても良い。
また、支持軸２１先端に設けたねじ部２１ｂについて、上記実施形態では、支持軸２１の外径よりも小さい呼び径としたものを例示したが、支持軸２１の外径と同一寸法の呼び径のねじ部２１ｂとしてもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、樹脂プーリ３を強化材を混合したフェノール樹脂で形成した場合を例示したが、ナイロン樹脂を用いて形成することもできる。
また、上記実施形態では、転がり軸受２として、単列の深溝玉軸受を用いた場合を例示したが、例えば、円筒ころ軸受、円すいころ軸受等を用いてもよいし、複列の転がり軸受とすることもできる。
【符号の説明】
【００３１】
１  プーリ付軸受装置          ２  転がり軸受          ３  樹脂プーリ
４  内輪                      ５  外輪                １２  樹脂スリンガ
１２ａ  先端部                ２０  支持部材（固定部材）
２１  支持軸（固定部材）      ２３  第一スペーサ（固定部材）
２４  フランジナット（固定部材）
【図１】
0005629988.tif 000002
【図２】
0005629988.tif 000003
【図３】
0005629988.tif 000004