(57)【要約】      （修正有）【課題】回転トルクを増加させることなく、防水性能を向上させるとともに、容易に組み付けることができる軸受装置を提供する。【解決手段】内輪１８と、外輪２０と、内外輪１８，２０間に配置される転動体２２，２３と、内輪１８が連結される内輪連結部材１４と、外輪２０が連結される外輪連結部材６と、内外輪１８，２０間の空間の両側開口部を封止するシール部材２６，２７と、シール部材２６の軸方向外側で内輪連結部材１４もしくは外輪連結部材６のとの連結を維持する抜け止め部材１５と、を備える軸受装置１において、抜け止め部材１５は、弾性的に縮小および拡開可能にＣリング状に形成され、軸方向外側に折れ曲がる折れ曲がり部と、連結を維持している側の軌道輪とは別の軌道輪側に延在する径方向延在部とを有し、径方向延在部は、別の軌道輪の端面または別の軌道輪が取り付けられている連結部材との間に微小隙間ｄを形成する。【選択図】図２
2014084998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、
内輪と外輪との間に配置される転動体と、
前記内輪が連結される内輪連結部材と、
前記外輪が連結される外輪連結部材と、
前記外輪と前記内輪との間の前記転動体が配置された空間の両側開口部を封止するシール部材と、
前記シール部材の軸方向外側で前記内輪連結部材もしくは前記外輪連結部材との連結を維持する抜け止め部材と、
を備える軸受装置において、
前記抜け止め部材は、弾性的に縮小および拡開可能にＣリング状に形成され、軸方向外側に折れ曲がる折れ曲がり部と、連結を維持している側の軌道輪とは別の軌道輪側に延在する径方向延在部とを有し、
前記径方向延在部は、前記別の軌道輪の端面または別の軌道輪が取り付けられている連結部材との間に微小隙間を形成することを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受装置であって、
前記抜け止め部材は、周方向の切り欠き部を覆う弾性被膜を有することを特徴とする軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の軸受装置であって、
前記シール部材は、前記抜け止め部材の端面に向かって突出するシールリップを備えることを特徴とする軸受装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の軸受装置を有し、
前記軸受装置により回転自在に支持された回転部材と、
前記回転部材に固定されたプーリと、
通電によって電磁力を発生するコイルと、
前記回転部材に従動して回転する従動部材と、
前記回転部材と前記従動部材とを断続させる電磁クラッチと、
を備え、
エンジンの駆動によって、ベルトが巻き掛けられた前記プーリが回転され、前記コイルで発生した電磁力で、前記プーリの前記回転部材と前記従動部材とを接続させた前記電磁クラッチを介して、前記プーリが固定された前記回転部材の回転を前記従動部材に連結されたコンプレッサの駆動軸に伝達することにより駆動されるカーエアコン用コンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受装置およびカーエアコン用コンプレッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジン補機、例えばオルタネータやカーエアコン用コンプレッサは、エンジンの前面に取り付けられ、ベルトおよびプーリを介して駆動されている。これらのエンジン補機は、エンジンルームの下部に取り付けられていることが多いため、自動車が冠水した道路を走行した場合、このエンジン補機を駆動するプーリを支持する軸受装置にも雨水や泥水などがかかりやすい。この軸受装置の軸受内部に水が浸入すると、軸受内部に錆が発生し、異音や破損の要因となることがあるため、軸受装置は水の浸入を防止するシール部を備えている。
【０００３】
ところで、近年は省エネルギー化および環境問題の観点から、自動車の低燃費化や高効率化が望まれており、この対応として小型軽量化が図られている。さらに、自動車室内空間拡大の要望により、エンジンルーム空間の減少を余儀なくされており、エンジン補機の小型軽量化がより一層進められている。上記のカーエアコン用コンプレッサも例外ではなく、小型化が図られている。しかし、コンプレッサを単純に小型化すると、コンプレッサの出力の低下が避けられない。このため、コンプレッサの回転軸を高速回転させることで出力の低下を補っている。また、自動車室内の静粛性向上のため、エンジンルームの密閉化が進んでおり、エンジンルーム内の温度が上昇する傾向になっている。このため、カーエアコン用コンプレッサを駆動するプーリを支持する軸受装置は、高温に耐えるとともに、高速回転にともなう発熱を抑制することが要求されている。一方、道路事情や気象条件が過酷な地域における厳しい使用条件や、ＲＶ車などで見られる冠水状態あるいは水没状態での使用を考慮して、軸受装置にはさらに高い防水性能が要求されている。
【０００４】
カーエアコン用コンプレッサを駆動するプーリを支持する軸受装置は、内輪が非回転側となり、プーリが固定される外輪が回転側となって使用されている。このような軸受装置は、その径方向外周縁部が外輪の軸方向端部内周側に相対回転不能に嵌合するとともに、径方向内周縁側に形成されたゴム材等の弾性体からなるシールリップが、内輪の軸方向端部外周側に摺接するシール部材を有している。例えば、特許文献１には、このようなシール部材の軸方向外側に、非回転となる内輪側のスリーブに嵌合するスリンガ（ダストカバー）を配置し、軸受内部に雨水や泥水などの異物の浸入を抑制しているものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９４０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の構成ではスリンガを取り付ける場合、スリーブの外周面にスリンガの取り付け面を形成し、スリンガの内周面と嵌合させる必要があり、組み付けに手間がかかるという問題があった。また、防水性能向上のため、シールリップの締め代を大きくすると、回転トルクが増加することにより、高速回転性能を維持できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、回転トルクを増加させることなく、防水性能を向上させるとともに、容易に組み付けることができる軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係わる発明は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に配置される転動体と、前記内輪が連結される内輪連結部材と、前記外輪が連結される外輪連結部材と、前記外輪と前記内輪との間の前記転動体が配置された空間の両側開口部を封止するシール部材と、前記シール部材の軸方向外側で前記内輪連結部材もしくは前記外輪連結部材との連結を維持する抜け止め部材と、を備える軸受装置において、前記抜け止め部材は、弾性的に縮小可能にＣリング状に形成され、軸方向外側に折れ曲がる折れ曲がり部と、連結を維持している側の軌道輪とは別の軌道輪側に延在する径方向延在部とを有し、前記径方向延在部は、前記別の軌道輪の端面または別の軌道輪が取り付けられている連結部材との間に微小隙間を形成する。
【０００９】
上記のように構成した請求項１の発明によれば、シール部材が、外輪と内輪との間の転動体が配置された空間の両側開口部を封止して、抜け止め部材が、シール部材の軸方向外側において、内輪もしくは外輪の連結部材との連結を維持するように配置されている。そして、抜け止め部材が内輪もしくは外輪の連結部材との連結を維持している側の軌道輪とは別の軌道輪側に延在する径方向延在部を有することで、異物の浸入を防ぐスリンガとして機能することができる。また、抜け止め部材の径方向延在部は、別の軌道輪の端面、または別の軌道輪が取り付けられている連結部材との間に微小隙間を形成している。このように、抜け止め部材は抜け止めおよびスリンガとして機能することができる。そして、この抜け止め部材は、シール部材のさらに外側において、微小隙間からなるラビリンス構造を形成するので、シール部材とともに多重に防水することで防水性能を向上させることができる。また、このラビリンス構造は摺接部を持たないので、回転トルクの増加および高速回転による発熱を抑制することができる。また、抜け止め部材は弾性的に縮小および拡開可能にＣリング状に形成されているので、スリーブへの組み付けを容易におこなうことができる。
【００１０】
請求項２に係わる発明は、請求項１に記載の軸受装置であって、前記抜け止め部材は、周方向の切り欠き部を覆う弾性被膜を有する。
【００１１】
上記のように構成した請求項２の発明によれば、抜け止め部材は周方向の切り欠き部を弾性被膜で覆っているので、この切り欠き部から異物が浸入することを抑制することができる。
【００１２】
請求項３に係わる発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の軸受装置であって、前記シール部材は、前記抜け止め部材の端面に向かって突出するシールリップを備える。
【００１３】
上記のように構成した請求項３の発明によれば、シール部材は、シールリップと抜け止め部材の端面との間を密閉するので、さらに防水性能を向上させることができる。
【００１４】
請求項４に係わる発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の軸受装置を有し、前記軸受装置により回転自在に支持された回転部材と、前記回転部材に固定されたプーリと、通電によって電磁力を発生するコイルと、前記回転部材に従動して回転する従動部材と、前記回転部材と前記従動部材とを断続させる電磁クラッチと、を備え、エンジンの駆動によって、ベルトが巻き掛けられた前記プーリが回転され、前記コイルで発生した電磁力で、前記プーリの前記回転部材と前記従動部材とを接続させた前記電磁クラッチを介して、前記プーリが固定された前記回転部材の回転を前記従動部材に連結されたコンプレッサの駆動軸に伝達することにより駆動されるカーエアコン用コンプレッサである。
【００１５】
上記のように構成した請求項３の発明によれば、道路事情や気象条件が過酷な地域における厳しい使用条件や、ＲＶ車などで見られる冠水状態あるいは水没状態での使用に耐えるカーエアコン用コンプレッサを提供することができる。さらには、軸受装置の着脱が容易になることで、エンジンメンテナンス時の取り扱いを容易にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回転トルクを増加させることなく、防水性能を向上させるとともに、容易に組み付けることができる軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る軸受装置を用いたカーエアコン用コンプレッサの電磁クラッチを示す断面図である。
【図２】図１の軸受装置の拡大断面図である。
【図３】図２の軸受装置の要部拡大断面図である。
【図４】図３の軸受装置のＣリングの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態の軸受装置を図面に従って説明する。
図１は、この軸受装置１をカーエアコン用コンプレッサ２の駆動系における電磁クラッチ３のプーリ４に用いた例を示している。なお、以下の説明において図面左側をクラッチ側、図面左側をコンプレッサ側という。
【００１９】
図１に示すように、プーリ４は、回転部材６と軸受装置１とで構成されている。回転部材６は、軸受装置１を介してコンプッサ２のハウジング５に回転自在に支持されている。回転部材６は、リング状の部材であり、外周に駆動用のベルト７が巻き掛けられるベルト溝８が設けられている。ベルト７は、自動車のエンジン（図示せず）により回動駆動される。ベルト７は、タイミングベルトであっても良い。この場合、回転部材６のベルト溝８は歯付きとされ、プーリ４は歯付きプーリとなる。
【００２０】
電磁クラッチ３は、プーリ４と、通電によって電磁力を発生するコイル９と、回転自在な従動部材１０とを備え、コイル９で発生した電磁力でプーリ４の回転部材６と従動部材１０とを吸着させて回転部材６の回転を従動部材１０に伝えるものである。コイル９は、ハウジング５に固定されており、プーリ４の回転部材６の裏面に設けられた円周溝６ａ内に遊嵌している。回転部材６は磁性体であることが好ましい。
【００２１】
従動部材１０は、クラッチ板１２を板ばね等のばね部材１３によってコンプレッサ駆動軸１１に取付けられている。クラッチ板１２は、磁性体からなり、リング状に形成されている。コンプレッサ駆動軸１１は、ハウジング５のスリーブ１４に挿通され、軸受（図示せず）により回転自在に支持されている。コイル９を励磁すると、ばね部材１３が電磁力で撓んでクラッチ板１２が回転部材６に吸着され、従動部材１０が回転部材６と一体に回転する。コイル９の励磁を解除すると、ばね部材１３の復元力でクラッチ板１２が離れる。
【００２２】
軸受装置１は、内輪２１、外輪２２およびこれら内外輪２１，２２の間に介在した複数の転動体である玉２２，２３を備えている。内輪２１は、ハウジング５に嵌合された内輪連結部材であるスリーブ１４の外周に嵌合されている。外輪２２は、外輪連結部材である回転部材６の内径孔内に固定されている。
【００２３】
スリーブ１４の外周には、嵌合された内輪２１のクラッチ側の端面部に隣接する位置に嵌合溝１４ａが形成されている。スリーブ１４の嵌合溝１４ａには、抜け止め部材であるＣリング１５が嵌合されている。
【００２４】
図２に示すように、軸受装置１は複列のアンギュラ玉軸受からなり、各列の転動体２３は保持器２４により保持され、内外輪２１，２２間の軸受空間の両端はシール部材２５，２６により密封されている。
【００２５】
図３に示すように、Ｃリング１５は、ステンレス鋼などの鉄鋼材からなり、弾性的に縮小および拡開可能にＣリング状に形成されている。Ｃリング１５は、軸方向外側に折れ曲がる折れ曲がり部１５ｂと、径方向外側に延在する径方向延在部１５ａを有している。Ｃリング１５の折れ曲り部１５ｂは、スリーブ１４に組み付けた状態で、内輪２１の外径よりも径方向外方に位置するように形成されている。Ｃリング１５は、スリーブ１４の嵌合溝１４ａに嵌合されることにより、内輪２１の軸方向の抜け止めがされて、径方向延在部１５ａがシール部材２５の外側の側面に位置するように配置されている。また、Ｃリング１５の径方向延在部１５ａの外径端は、径方向に対向する回転部材６の内径孔との間に微小隙間ｄを形成している。
【００２６】
図４に示すように、Ｃリング１５の周方向の切り欠き部１５ｃを塞ぐように弾性被膜１６が被着されている。弾性被膜１６は、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＡＣＭ（アクリラートゴム）などのゴム材からなり、円環状に形成され、Ｃリング１５の軸方向外側の端面に加硫接着されている。
【００２７】
図３に示すように、クラッチ側のシール部材２６は、円環状に形成された芯金部材２８と、この芯金部材２８に被着された円環状の弾性部材３０により構成されている。芯金部材２８は、冷延鋼板であるＳＰＣＣ等からなり、プレス加工されて形成されている。弾性部材３０は、ゴム材や合成樹脂等の弾性体からなり、芯金部材２８に加硫接着されている。なお、コンプレッサ側のシール部材２７については、シール部材２６と同様の構成であるので説明を省略する。
【００２８】
シール部材２６の弾性部材３０の外径端側の係止部３２は、外輪２０の軸方向両端部の内周面に全周にわたり形成された係止溝３３に、弾性変形して係止されている。シール部材２６の弾性部材３０の内径端側は、内径側に向けてやや軸受内部方向に傾いた断面アーム状で全体が円環状のアーム部３４が形成されている。
【００２９】
このアーム部３４の先端側の軸受内部側に主リップ４２が形成されている。主リップ４２は、内輪１８の軸心方向両端部外周面に全周にわたり形成したシール溝３６の内側面４０に締め代により付与される緊迫力でもって摺接するように軸受内部方向に突出している。
【００３０】
シール部材２６の側面となる弾性部材３０の軸方向外側端面には、Ｃリング１５の端面に向けて外径側に傾いて突出するアキシアルリップ４３が形成されている。アキシアルリップ４３は、ラビリンス形成のため、ごく近接した状態、あるいはＣリング１５の端面に摺接している。
【００３１】
このように構成されたカーエアコン用コンプレッサ２によれば、電磁クラッチ３のプーリ４と従動部材１０クラッチ板１２との隙間から、雨水や泥水などの異物が浸入すると、軸受装置１の開口部に至る場合がある。
【００３２】
この開口部には、クラッチ側のシール部材２６により封止され、さらにシール部材２６の外側の側面において、Ｃリング１５が配置されている。このＣリング１５は、径方向外側に延在する径方向延在部１５ａを有することで、異物の浸入を防ぐスリンガとして機能することができる。また、Ｃリング１５の径方向延在部１５ａの外径端は、回転部材６の内径孔との間に微小隙間ｄを形成している。
【００３３】
この微小隙間ｄがラビリンス構造を形成することにより、シール部材２６とともに多重に防水することで防水性能を向上させることができる。また、シール部材２６の側面に形成されたアキシアルリップ４３は、Ｃリング１５の端面との間を密閉しているので、さらに防水性能を向上させることができる。また、Ｃリング１５は周方向の切り欠き部１５ｃを有しているが、この切り欠き部１５ｃを塞ぐように弾性被膜１６が被着されているので、切り欠き部１５ｃから異物が浸入することを防ぐことができる。
【００３４】
このように、軸受装置１の防水性能を向上させることで、カーエアコン用コンプレッサ２は、道路事情や気象条件が過酷な地域における厳しい使用条件や、ＲＶ車などで見られる冠水状態あるいは水没状態での使用に耐えることができる。
【００３５】
さらに、上記のラビリンス構造は摺接部を持たないので、回転トルクの増加および高速回転による発熱を抑制することができる。ここで、シール部材２６は、外輪２２とともに回転するため、シール部材２６の側面に形成されたアキシアルリップ４３には遠心力が作用している。そして、回転停止時において、アキシアルリップ４３はＣリング１５の端面に非常に低い接触面圧で摺接しているので、高速回転時には、遠心力でアキシアルリップ４３が弾性変形することにより非摺接となって、摺接による発熱を抑制することができる。
【００３６】
また、スリンガとして機能する抜け止め部材は、弾性的に縮小および拡開可能なＣリング１５であるので、スリーブ１４への組み付けを容易におこなうことができる。さらには、軸受装置１の着脱が容易になることで、エンジンメンテナンス時の取り扱いを容易にすることができる。
【００３７】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で適宜変更することが可能である。例えば、本実施例では、シール部材側面のアキシアルリップは１個であるが、複数個設けてもよい。また、本実施例では、複列のアンギュラ玉軸受に適用しているが、玉軸受全般（深溝玉軸受、単列アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受等）に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１：軸受装置、  ２：コンプレッサ、  ３：電磁クラッチ、  ４：プーリ、  ５：ハウジング、  ６：回転部材、  ６ａ：円周溝、  ７：ベルト、  ８：ベルト溝、  ９：コイル、  １０：従動部材、  １１：コンプレッサ駆動軸、  １２：クラッチ板、  １３：ばね部材、  １４：スリーブ、  １４ａ：嵌合溝、  １５：Ｃリング、  １５ａ：径方向延在部、  １５ｂ：折り曲げ部、  １５ｃ：切り欠き部、  １６：弾性被膜、  １８：内輪、  ２０：外輪、  ２２，２３：玉（転動体）、  ２４：保持器、  ２６，２７：シール部材、  ２８：芯金部材、  ３０：弾性部材、  ３２：係止部（外径端側）、  ３３：係止溝、  ３４：アーム部、  ３６：シール溝、  ４０：内側面、  ４２：主リップ、４３：アキシアルリップ、  ｄ：微小隙間
【図１】
2014084998.tif 000003
【図２】
2014084998.tif 000004
【図３】
2014084998.tif 000005
【図４】
2014084998.tif 000006