(57)【要約】【課題】軸受内輪に精度の高い加工を施すことなく軸受内部への高圧洗浄水の浸入防止を図ることができるようにしたプーリユニットを提供することである。【解決手段】プーリ１０のボス部１３内に軸受２０を組み込み、その軸受２０の軸受空間２４の両端開口のそれぞれをシール部材３０によりシールする。そのシール部材３０を内輪２２の外径面端部に圧入される円筒部３２の内側端部に外向きフランジ３３が設けられた断面Ｌ形のスリンガ３１と、外輪２１の内径面における両端部に外周部が支持され、芯金３６によって補強された弾性シール部材３５とで形成し、弾性シール部材３５に内周に一対のシールリップ３７ａ、３７ｂの先端部を弾性接触させて軸受２０内部への高圧洗浄水の浸入防止を図る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト案内輪の内側にボス部が設けられたプーリと、前記ボス部の内側に組み込まれた外輪回転用の軸受とを有し、前記軸受の外輪と内輪間に形成された軸受空間の両端開口のそれぞれをシール部材によりシールしたプーリユニットにおいて、
前記シール部材が、前記内輪の外径面端部に圧入される円筒部を具え、その円筒部の圧入時における先行側の端部に外向きフランジが設けられ、その外向きフランジの外径面が前記外輪の内径面との間でラビリンス隙間を形成する外径とされた断面Ｌ形のスリンガと、前記外輪の内径面における両端部に外周部が支持され、芯金によって補強された弾性シール部材とを有し、前記弾性シール部材の内周部に、内径端が弾性シール部材の外側面より外方に位置する内向き傾斜の複数のシールリップを設け、その複数のシールリップのそれぞれ先端部を前記スリンガの円筒部に弾性接触させたことを特徴とするプーリユニット。
【請求項２】
前記弾性シール部材が、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムの一種から形成されて加硫接着により前記芯金に固着された請求項１に記載のプーリユニット。
【請求項３】
前記プーリが、前記軸受の外輪外径面上において成形された樹脂成形品からなる請求項１又は２に記載のプーリユニット。
【請求項４】
前記外輪の外径面にローレット加工を施した請求項３に記載のプーリユニット。
【請求項５】
前記外輪の外径面に周溝または凹部を設けた請求項３に記載のプーリユニット。
【請求項６】
前記軸受の外側に、前記軸受の側面および前記ボス部の端部外周を覆う一対のダストカバーを設けた請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプーリユニット。
【請求項７】
前記軸受の内輪内径面に、フランジを一端部に有する筒状のプーリ軸を圧入して軸受とプーリ軸とを一体化した請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプーリユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベルト伝動装置のベルトの移動を案内する自動車エンジン用のプーリユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
オルタネータやコンプレッサ等の自動車補機を駆動するベルト伝動装置においては、アイドラプーリによってベルトの移動を案内し、あるいは、油圧式オートテンショナによりテンションプーリをベルトに押し付けてベルトの張力変動を吸収するようにしている。
【０００３】
上記のようなアイドラプーリやテンションプーリは、一般的に、ボス部の内径側に組み込まれてユニット化された転がり軸受により回転自在に支持される。転がり軸受を有するプーリユニットのベルト伝動装置への組み込み状態において、転がり軸受が外部に露出していると、飛来してくる泥水等の異物が軸受内部に入り込み易く、その異物の侵入により転がり軸受を早期に損傷させることになる。
【０００４】
そのため、上記プーリユニットにおいては、転がり軸受として、シール付き転がり軸受が一般的に採用される。しかし、軸受シールは、一般に、その内周部に設けられたリップを内輪外径面に弾性接触させる接触形であって、その締め代により外部からの水の浸入を防止する構成であり、上記締め代を大きくすると回転トルクが増加するため、締め代を大きくすることができず、水の浸入を完全に防止することはできない。
【０００５】
ここで、特許文献１に記載されたプーリ用軸受装置のように、プーリ本体を回転自在に支持する軸受の両側にスリンガを設けることにより、耐水性の向上を図ることができるが、上記スリンガの外周部が軸受の外輪と接触していると、プーリ本体と共に回転する外輪の回転抵抗となるため、スリンガの外周部は外輪の側面に対して間隔を設けて非接触とする必要がある。
【０００６】
このため、エンジンルームが高圧洗浄水によって洗浄される際、高圧洗浄水がスリンガと外輪の対向面間に形成された隙間から、そのスリンガと軸受シールの対向部間に浸入する可能性がある。このとき、内輪にリップを接触させる接触形軸受シールでは、上記のように、リップの締め代が小さいため、軸受内部への水の浸入を完全に防止することはできない。
【０００７】
そこで、特許文献２に記載されているように、内輪にスリンガを圧入し、外輪に外周部が支持された摺動シール部の上記スリンガと対向するアキシャル基面に副シールリップを設け、その副シールリップの先端部をスリンガに弾性接触させることにより、摺動シール部の損傷防止と、高圧洗浄水の浸入防止に大きな効果を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３３７３８３号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記特許文献２に記載されたスリンガ付きの軸受用密封装置においては、副シールリップのみでは耐水性が充分ではないため、摺動シール部の内周縁部に主シールリップを設け、その主シールリップを内輪の端部に形成された段差部のアキシャル方向端部に弾性接触させて上記副シールリップとで２重のシール構造として耐水性の向上を図るようにしている。このとき、内輪には段差部を形成する必要があり、しかも、その段差部の主シールリップが弾性接触するアキシャル方向端部を高精度に加工する必要が生じ、内輪の加工に手間がかかるという不都合がある。
【００１０】
この発明の課題は、軸受内輪に精度の高い加工を施すことなく軸受内部への高圧洗浄水の浸入防止を図ることができるようにしたプーリユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明においては、ベルト案内輪の内側にボス部が設けられたプーリと、前記ボス部の内側に組み込まれた外輪回転用の軸受とを有し、前記軸受の外輪と内輪間に形成された軸受空間の両端開口のそれぞれをシール部材によりシールしたプーリユニットにおいて、前記シール部材が、前記内輪の外径面端部に圧入される円筒部を具え、その円筒部の圧入時における先行側の端部に外向きフランジが設けられ、その外向きフランジの外径面が前記外輪の内径面との間でラビリンス隙間を形成する外径とされた断面Ｌ形のスリンガと、前記外輪の内径面における両端部に外周部が支持され、芯金によって補強された弾性シール部材とを有し、前記弾性シール部材の内周部に、内径端が弾性シール部材の外側面より外方に位置する内向き傾斜の複数のシールリップを設け、その複数のシールリップのそれぞれ先端部を前記スリンガの円筒部に弾性接触させた構成を採用したのである。
【００１２】
上記のように、弾性シール部材の内周部に複数のシールリップを設けてスリンガの円筒部に弾性接触し、かつ、スリンガの外向きフランジの外径面と外輪の内径面間にラビリンス隙間を設けることにより、上記複数のシールリップとラビリンス隙間の双方において水の浸入を防止することができる。
【００１３】
また、エンジンルームを洗浄する高圧洗浄水が弾性シール部材に吹き付けられると、複数のシールリップのそれぞれがスリンガの円筒部に強く接触することになるため、高圧洗浄水の軸受内部への浸入を確実に防止することができる。
【００１４】
ここで、内輪にシールリップを接触させてシール性を確保する場合、内輪のリップ接触面を高精度に仕上げる必要があるが、シールリップのそれぞれはスリンガに円筒部に弾性接触してスリンガとの対向部間をシールするため、内輪にシール性を保持するための精度の高い加工を必要とせず、内輪の加工の容易化を図ることができる。
【００１５】
また、弾性シール部材は、シールリップがスリンガの円筒部に対して弾性接触する状態で回転するため、柔軟性および耐摩耗性に優れたゴムで形成するのが好ましい。そのようなゴムとして、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムを挙げることができる。これらのゴムは、加硫接着によって芯金に一体化するのが好ましい。
【００１６】
この発明に係るプーリユニットにおいて、プーリを軸受の外輪外径面上において成形された樹脂成形品とすることにより、プーリの成形と同時に軸受を一体化することができるため、プーリユニットの組立て作業を不要とし、取扱いの容易なプーリユニットを得ることができる。
【００１７】
この場合、外輪の外径面にローレット加工を施し、あるいは、外輪外径面に周溝や凹部を設けて軸受と樹脂の成形品からなるプーリの結合力を高めるのが好ましい。
【００１８】
また、軸受の外側に、その軸受の側面およびボス部の端部外周を覆う一対のダストカバーを設けると、そのダストカバーで弾性シール部材を保護することができるため、弾性シール部材が異物との接触により損傷するのを防止することができると共に、高圧洗浄水の浸入をより効果的に防止することができる。
【００１９】
さらに、軸受の内輪内径面に、フランジを一端部に有する筒状のプーリ軸を圧入して軸受とプーリ軸とを一体化すると、プーリ軸内に挿入するボルトをプーリ取付け対象にねじ込むことによってプーリユニットの組み付けとすることができるため、組み付けの容易なプーリユニットを得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明においては、上記のように、弾性シール部材の内周部に複数のシールリップを設けてスリンガの円筒部に弾性接触し、かつ、スリンガの外向きフランジの外径面と外輪の内径面間にラビリンス隙間を設けたことにより、上記複数のシールリップとラビリンス隙間の双方で水の浸入を防止することができ、耐水性に優れたプーリユニットを得ることができる。
【００２１】
また、複数のシールリップはスリンガの円筒部に弾性接触してその対向部間をシールするため、軸受内輪に特別な加工を施すことなく耐水性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明に係るプーリユニットの実施の形態を示す縦断面図
【図２】図１のシール部材の取り付け部を拡大して示す断面図
【図３】（ａ）乃至（ｃ）はプーリと軸受の結合力を高める手段の各例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、プーリユニットは、プーリ１０と、そのプーリ１０を回転自在に支持する軸受２０と、その軸受２０を支持するプーリ軸４０と、軸受２０の両側方に設けられた一対のダストカバー５０ａ、５０ｂを有している。
【００２４】
プーリ１０は、外径部にベルト案内輪１１を有し、そのベルト案内輪１１の内径面に環状フランジ１２が形成され、その環状フランジ１２の内径部にボス部１３が設けられた樹脂の成形品からなり、上記ボス部１３の一方の端部には内向きフランジ１４が設けられている。
【００２５】
ベルト案内輪１１として、ここでは、外径面が円筒面１５からなる平ベルト案内用のものを示したが、外径面に複数のＶ溝が形成されたＶベルト案内用のものであってもよい。
【００２６】
軸受２０は、外輪２１、内輪２２、その両輪２１、２２間に組み込まれた複列の転動体としてのボール２３を有する玉軸受からなり、各列のボール２３の外側にシール部材３０が組み込まれ、そのシール部材３０によって外輪２１と内輪２２の対向面間に形成された軸受空間２４の両端開口がシールされている。
【００２７】
なお、玉軸受として複列玉軸受の場合を示したが、支障のない範囲で、単列の玉軸受や、単列の玉軸受を複数個、例えば、２列で使用する形態としてもよい。
【００２８】
図２に示すように、シール部材３０は、内輪２２の外径面端部に装着されたスリンガ３１と、そのスリンガ３１の外側に設けられた弾性シール部材３５とからなる。
【００２９】
スリンガ３１は、円筒部３２の一方の端部に外向きフランジ３３を設けた鋼板のプレス成形品からなり、上記円筒部３２が内輪２２の外径面端部に圧入する取り付けとされている。このとき、円筒部３２は、外向きフランジ３３を前側として内輪２２の端部に圧入される。また、円筒部３２は、その外径面が外輪２１の内径面との間にラビリンス隙間３４を形成する外径寸法とされている。
【００３０】
弾性シール部材３５は、環状をなし、芯金３６によって補強されている。弾性シール部材３５の外周部には芯金３６の外周に形成された円筒部３６ａを覆うようにして嵌合部３５ａが設けられ、その嵌合部３５ａが外輪２１の内径面端部に形成されたシール取付溝２５に圧入されて外周部が外輪２１で支持されている。
【００３１】
また、弾性シール部材３５の内周部には内向き傾斜部３５ｂが設けられ、その傾斜部３５ｂの内周に、内径端が弾性シール部材３５の外側面より外方に位置する内向き傾斜の複数のシールリップ３７ａ、３７ｂが設けられ、それぞれのシールリップ３７ａ、３７ｂの先端部がスリンガ３１の円筒部３２の外径面に弾性接触して円筒部３２と傾斜部３５ｂ間をシールしている。
【００３２】
弾性シール部材３５は外輪２１と一体に回転する。その回転時、シールリップ３７ａ、３７ｂの先端部は円筒部３２の外径面を摺動し、その摺動面の面粗さが粗いと、早期に接触摩耗する可能性がある。
【００３３】
そのような不都合の発生を防止するため、スリンガ３１における円筒部３２の外径面および外向きフランジ３３の軸受空間２４と対向する内側面の面粗さは他の残りの面粗さより細かくされて平滑面とされている。
【００３４】
また、シールリップ３７ａ、３７ｂのそれぞれは、円筒部３２の外径面に弾性接触して対向部間をシールするため、柔軟性および耐摩耗性に優れたゴムで形成するのが好ましい。そのようなゴムとして、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムを挙げることができる。
【００３５】
図１に示すように、軸受２０はプーリ１０におけるボス部１３の内径面に圧入され、そのボス部１３の一端部に設けられた上述の内向きフランジ１４によって軸方向に位置決めされる。
【００３６】
プーリ軸４０は、筒状をなし、その一方の端部にはフランジ４１が設けられている。プーリ軸４０は軸受２０における内輪２２の内径面に圧入されて軸受２０と一体化され、その内側に挿通されてエンジンブロック等のプーリ取付け対象Ａにねじ込まれるボルト４２の締め付けにより固定される。
【００３７】
図１に示すように、一対のダストカバー５０ａ、５０ｂのそれぞれは、環状をなし、その外周部にはテーパ状周壁５１が設けられている。また、内周部には上記周壁５１と同方向に膨出する膨出部５２が設けられている。
【００３８】
一対のダストカバー５０ａの一方のダストカバー５０ａは、プーリ軸４０のフランジ４１と軸受２０の内輪２２とで膨出部５２の内周部が両側から挟持される取り付けとされて軸受２０の一側面およびボス部１３の一端部外周を覆っている。
【００３９】
また、他方のダストカバー５０ｂは、ボルト４２に設けられた座４２ａとプーリ軸４０の端部とで膨出部５２の内周部が両側から挟持される取り付けとされて軸受２０の一側面およびボス部１３の一端部外周を覆っている。
【００４０】
図１および図２に示すように、弾性シール部材３５の内周部に複数のシールリップ３７ａ、３７ｂを設けてスリンガ３１の円筒部３６ａに弾性接触し、かつ、スリンガ３１の外向きフランジ３３の外径面と外輪２１の内径面間にラビリンス隙間３４を設けることにより、上記複数のシールリップ３７ａ、３７ｂとラビリンス隙間３４の双方において水の浸入を防止することができる。
【００４１】
このため、ダストカバー５０ａ、５０ｂを省略した場合においても、優れた耐水性を有し、エンジンルームが高圧洗浄水によって洗浄され、その洗浄水が吹き付けられると、シールリップ３７ａ、３７ｂのそれぞれが円筒部３２の外径面にさらに強く接触することになるため、高圧洗浄水の軸受２０内部への浸入を確実に防止することができる。
【００４２】
ここで、内輪２２にシールリップを接触させてシール性を確保する場合、内輪２２のリップ接触面を高精度に仕上げる必要があるが、シールリップ３７ａ、３７ｂのそれぞれはスリンガ３１に円筒部３２に弾性接触してスリンガ３１との対向部間をシールするため、内輪２２に精度の高い加工を必要とせず、内輪２２の加工の容易化を図ることができる。
【００４３】
図１に示すように、軸受２０の外側に、その軸受２０の側面およびボス部１３の端部外周を覆う一対のダストカバー５０ａ、５０ｂを設けると、そのダストカバー５０で弾性シール部材３５を保護することができる。
【００４４】
このため、飛来してくる異物が弾性シール部材３５に直接衝突するということはなく、異物の衝突によって弾性シール部材３５が損傷するのを防止することができると共に、高圧洗浄水が弾性シート部材３５に直接衝突することはないため、高圧洗浄水の浸入をより確実に防止することができる。
【００４５】
図１では、プーリ１０のボス部１３内に軸受２０を圧入したが、軸受２０における外輪２１の外径面上にプーリ１０を樹脂成形してもよい。このとき、プーリ１０と軸受２０は一体化されるため、プーリユニットの組立て作業を不要とすることができ、取扱いの容易なプーリユニットを得ることができる。
【００４６】
この場合、軸受２０と樹脂の成形品からなるプーリ１０の結合力を高めるため、図３（ａ）においては、外輪２１の外径面にローレット加工を施してローレット目４３を設けている。また、図３（ｂ）においては、外輪２１の外径面に周溝４４を設け、さらに、図３（ｃ）においては、外輪２１の外径面に盲孔からなる凹部４５を設けている。
【符号の説明】
【００４７】
１０  プーリ
１１  ベルト案内輪
１３  ボス部
２０  軸受
２１  外輪
２２  内輪
２４  軸受空間
３０  シール部材
３１  スリンガ
３２  円筒部
３３  外向きフランジ
３４  ラビリンス隙間
３５  弾性シール部材
３６  芯金
３７ａ  シールリップ
３７ｂ  シールリップ
４０  プーリ軸
４１  フランジ
４２  ボルト
４３  ローレット目
４４  周溝
４５  凹部
５０ａ  ダストカバー
５０ｂ  ダストカバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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