(57)【要約】【課題】コンパクトな構成で、異音を発することのない異物侵入防止機構を提供する。【解決手段】ダストが侵入することを防止する異物侵入防止機構であって、中央部に開口（４１）を有し、かつ、無応力状態で湾曲形状を呈している一対のプレート（４Ａ、４Ｂ）と、プレートの開口を通して所定の支持軸（１）にプレートの中央部を押圧しながら係止する係止手段（５）と、を備え、一対のプレート（４Ａ、４Ｂ）が、略同軸上において湾曲形状における凹面側を互いに対向させた状態で、係止手段により所定の応力で支持軸に係止されて構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異物が侵入することを防止する異物侵入防止機構であって、
無応力状態で湾曲形状を呈している湾曲プレートを少なくとも一枚含み、所定の部材の遮蔽必要部分を覆う形状に形成されてなる複数のプレートを備え、
前記複数のプレートの一部を弾性変形させた状態で前記部材の一部に取り付けたこと、を特徴とする異物侵入防止機構。
【請求項２】
異物が侵入することを防止する異物侵入防止機構であって、
無応力状態で湾曲形状を呈している湾曲プレートを少なくとも一枚含み、所定の回転部材の遮蔽必要部分を覆う形状に形成されてなる複数のプレートと、
前記回転部材が回転自在に設けられる支持軸に対し、前記湾曲プレートの湾曲部分または当該湾曲部分に対向するプレートの湾曲部分に応力を加えながら係止する係止手段と、を備え、
前記複数のプレートのうち前記湾曲プレートは、前記湾曲形状における凹面側を他の一枚の前記プレートに対向させた状態で、前記係止手段により前記支持軸に所定の応力で係止されて構成されている異物侵入防止機構。
【請求項３】
前記湾曲プレートは、中央部に開口を有している、請求項１または２に記載の異物侵入防止機構。
【請求項４】
前記複数のプレートは一対の前記湾曲プレートであり、
前記一対の湾曲プレートの前記湾曲形状における凹面側が互いに対向した状態で前記支持軸に係止されて構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の異物侵入防止機構。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の異物侵入防止機構において、
前記湾曲プレートは、少なくとも当該湾曲プレートの周辺部において他の一枚のプレートに当接している、異物侵入防止機構、
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の異物侵入防止機構において、
前記回転部材は、前記支持軸に対応する内輪と、当該内輪の周囲に回動自在に設けられた外輪と、を備えたベアリングである異物侵入防止機構。
【請求項７】
請求項６に記載の異物侵入防止機構において、
さらに、前記ベアリングの外輪に固定されるプーリーを備えた異物侵入防止機構。
【請求項８】
請求項７に記載の異物侵入防止機構において、
前記プーリーはアイドルプーリーである異物侵入防止機構。
【請求項９】
所定の回転部材を異物から遮蔽する遮蔽プレートであって、
前記回転部材の遮蔽必要部分を覆う形状に形成されており、無応力状態で湾曲形状を有し、当該湾曲プレートに印加されうる弾性変形に必要な応力によって、当該湾曲プレートが略平面形状となるまで弾性変形可能な程度の弾性を備えている遮蔽プレート。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プーリ等の回転体を筐体に回転自在に取り付けるために利用されるベアリング軸受に、埃が入り込むことを防止するための遮蔽プレートに係わる。特に、使用時の振動によってもプレートが異音を発することの無い、異物侵入防止機構に関する。
【従来の技術】
内燃機関には、ベルトを介して内燃機関の主軸と連結され、ベルトを介して伝達される動力によって回転するプーリーが各種用意されている。例えば、オートテンショナー用プーリーは、ベルトが押圧されることによる付勢力の強さに応じて全体が移動するように構成されており、ベルトに適正な張力を付与しうるようになっている。
このようなプーリーの回転は、内燃機関の筐体に設けられた支持軸にベアリング軸受を介してプーリーを取り付けることによって可能になる。ベアリング軸受は、内輪と外輪とが金属球を狭持する構造を採ることによって外輪が内輪の周囲を自在に回転可能に構成されている。ベアリング軸受の側面は内輪と外輪との接合部が開口することになるため、埃の侵入を防止するためのカバーが設けられることがあった。
図５にはこのような機構を示す従来例である。図５に示すように、支持軸２０１にはベアリング軸受２０２が設けられており、支持軸２０１の先端部には回り止め部材２０４にダストカバー２０３が嵌め合わされている。ダストカバー２０３を設けることによって、単純にキャップを設ける場合に比べて突出量を少なくしつつ、ベアリング軸受２０２の回転接触部に埃が入ることを防止できるのである。
【特許文献１】実開平０２−１１６０５４号公報（第１図等）
【特許文献２】特開平０７−１０３２９６号公報（図１等）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のベアリング軸受に設けられるダストカバーには、異音を生ずるという課題が生じていた。図６に示すように、従来のダストカバーは、その中央において支持軸に固定されているため、中心部から離れるほど振動による軸方向の変動が激しくなる。この変動によって、ダストカバーの周辺部が軸方向に変位して波打つような状態により、比較的高い騒音を立てるのである。
このような課題を解決するために、プーリーまたはベアリングの外輪にダストカバーの周辺部を当接させ周辺部の変動を押さえることも考えられる。しかし、ダストカバー自体は回転しない軸に支持される一方で、プーリーまたはベアリングの外輪は回転している。このためダストカバーの周辺部を当接させると摩擦が発生することとなるからである。
さらに、ダストカバーの厚みを多くして剛性を高め振動を減らすことも考えられる。しかし、剛性を高めることのみによってはこのような振動を十分低くすることはできないし、剛性を上げることで部品が重くなったり価格を上げたりする可能性がある。
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、コンパクトな構成で、異音を発することのない異物侵入防止機構を提供することを目的とする。
本発明は、異物が侵入することを防止する異物侵入防止機構であって、無応力状態で湾曲形状を呈している湾曲プレートを少なくとも一枚含み、所定の部材の遮蔽必要部分を覆う形状に形成されてなる複数のプレートを備え、複数のプレートの一部を弾性変形させた状態で部材の一部に取り付けたこと、を特徴とする異物侵入防止機構である。
上記構成によれば、湾曲プレートは湾曲形状に形成されているので、応力により弾性変形することが可能となっている。この弾性変形可能なプレートは開口している凹面側を他の一枚のプレート（湾曲形状をしているか平面であるか等にかかわらない）に対向させた状態で組み合わされる。これら複数のプレートの一部を弾性変形させると、湾曲プレートと他のプレートとは、互いの当接部分に強い応力を作用させながら変形するため、この当接部分において反発するように強く付勢され部材に取り付けられることになる。このような応力の作用による緊張状態のまま取付先の部材から振動が伝わっても、軸方向の振動に対し極めて強固に対抗するので、プレートの周辺部で波状に振動するようなことがない。このためプレートが異音を発することが無い。
ここで、「異物」とは、埃（ダスト）をはじめとする微粒子の他、水や油等の液状体をも含む。
「無応力状態」とは係止手段により強い押力が加えられていない状態のことをいう。
「遮蔽」とは、所定方向から飛来する異物を防ぐことをいい、必ずしも完全に密閉することを意味しない。従って、異物の飛来方向に設けるある程度の面積のある構造であれば本発明の「遮蔽」が可能である。
「プレート」は、所定形状の平板または湾曲状の「湾曲プレート」を含み、異物侵入を防止すべき領域（遮蔽必要部分）の形状に形成されている。ベアリング等の回転に係る部材の異物侵入防止に利用する場合には、円形状が好ましい。但し、プレート形状は正円形である必要は無く、他の形状、例えば楕円形、方形、多角形を有していてもよい。
「湾曲形状」とは、例えば浅皿型または受皿型形状をいうが、プレート全体に亘って曲率を有している必要はない。支持軸への締結時に周辺部に応力が作用するような形状を有していればよい。
「複数のプレートの一部」とは、湾曲プレート、その他のプレート（湾曲プレートに対向するプレート）、またはその双方をいう。
「部材」は、回転自在に設けられた回転部材でも静止した部材であってもよい。
「取り付け」は、所定の係止部材によるものの他、直接溶接等の方法によりプレートの一部を部材に取り付ける場合も含む。
異物が侵入することを防止する異物侵入防止機構であって、無応力状態で湾曲形状を呈している湾曲プレートを少なくとも一枚含み、所定の回転部材の遮蔽必要部分を覆う形状に形成されてなる複数のプレートと、回転部材が回転自在に設けられる支持軸に対し、湾曲プレートの湾曲部分または当該湾曲部分に対向するプレートの対向部分に応力を加えながら係止する係止手段と、を備え、複数のプレートのうち湾曲プレートは、湾曲形状における凹面側を他の一枚のプレートに対向させた状態で、係止手段により支持軸に所定の応力で係止されて構成されている。
上記構成によれば、湾曲プレートは湾曲形状に形成されているので、応力により弾性変形することが可能となっている。この弾性変形可能なプレートは開口している凹面側を他の一枚のプレート（湾曲形状をしているか平面であるか等にかかわらない）に対向させた状態で組み合わされる。係止手段は、この湾曲プレートを支持軸に係止（例えば係止手段が螺子部材であれば、螺持）する際に、湾曲プレートの湾曲部分またはこれに対向するプレートの対向部分に応力を加えて弾性変形させる。例えば、湾曲プレートの湾曲部分に応力を加える場合、湾曲プレートは周辺部において当接しているので応力が加えられることにより、徐々に曲率半径が大きくなる。そして、係止手段がほぼ完全に押し込まれて支持軸に固定された場合、湾曲プレートはほぼ平面状になるまで変形していることになる。このような湾曲プレートは、周辺部において反発するように強く付勢されている。このような状態で支持軸から振動が伝わっても、軸方向の振動に対し極めて強固に対抗するので、周辺部で波状に振動するようなことがない。このためプレートが異音を発することが無い。なお、湾曲プレートに応力を加える代わりに当該湾曲プレートに対向するプレートの対向部分に応力を加えてもよい。
「係止手段」とは、湾曲プレートが弾性変形しうるような応力で湾曲プレートを変形させることが可能な部材であって、例えば、プレートの開口以上の径を有する鍔部と当該開口以下の径を有する螺子部とからなる螺子が考えられる。但し、螺子以外の係合機構により支持軸に係止されるものであってもよい。例えば、開口していない湾曲プレートの中央部を支持軸に溶接して恒常的に付勢を加えることが可能に構成してもよい。
「支持軸」とは、当該機構が締結される対象となる軸をいい、例えばプーリーの軸である。
例えば、湾曲プレートは、中央部に開口を有している。このように構成すれば、ボルトを開口に挿通して支持軸に螺持させることで、応力を加えることができる。
なお、「中央部」とは、プレートの幾何学上の中心点や重心点に相当するが、必ずしもそれに限定はされず周辺部に対向する内側のいずれかの位置を含む。
例えば、複数のプレートは一対の湾曲プレートであり、一対の湾曲プレートの湾曲形状における凹面側が互いに対向した状態で支持軸に係止されて構成されていてもよい。このような構成によれば、双方のプレートの付勢力により一対の湾曲プレートが互いに支え合うように強く支持されるので、効果的に振動防止が図れる。
ここで本発明において、湾曲プレートは、少なくとも当該湾曲プレートの周辺部において他の一枚のプレートに当接している。開口面を向けて湾曲プレートに応力が加えられているので、周辺部においては当接していることになるからである。中心部が当接するか否かは、係止手段による押圧と湾曲プレートの弾性とによる。
また本発明において、回転部材は、支持軸に対応する内輪と、当該内輪の周囲に回動自在に設けられた外輪と、を備えたベアリングである。異物侵入防止機構を備えるベアリング軸受を提供するものである。
さらに本発明において、ベアリングの外輪に固定されるプーリーを備えていてもよい。異物侵入防止機構を備えるプーリーを提供するものである。このプーリーは例えばアイドルプーリーである。
本発明遮蔽プレートは、所定の回転部材を異物から遮蔽する遮蔽プレートであって、回転部材の遮蔽必要部分を覆う形状に形成されており、無応力状態で湾曲形状を有し、当該湾曲プレートに印加されうる弾性変形に必要な応力によって、当該湾曲プレートが略平面形状となるまで弾性変形可能な程度の弾性を備えている遮蔽プレートである。
上記構成によれば、係止手段によって応力が加えられた場合に、十分変形して平面形状となりうるからである。上記係止手段による応力により湾曲プレートが平面形状に近くなるまで変形可能な弾性を備えていることが好ましい。また係止手段が係止可能な力の範囲であれば、応力が加えられた場合に周辺部に生じる抗力がある程度高い好ましい。抗力が高ければ振動しにくくなるからである。
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施するための実施の形態を、図面を参照して説明する。
本発明の実施の形態は、本発明の異物侵入防止機構に係り、特に、ベアリング軸受を介して支持軸に設けられるプーリーに関する。
（構造）
図１に、本発明に係る異物侵入防止機構をプーリーに適用した場合の断面図を示す。
図１に示すように、本実施の形態に係るプーリー１００は、内燃機関等の固定部材に設けられた支持軸１と、当該支持軸と同軸に設けられたベアリング軸受２と、当該ベアリング軸受２の外輪２２に設けられるプーリー本体３と、本発明に係る遮蔽プレート４Ａ及び４Ｂと、遮蔽プレート４Ａ及び４Ｂを支持軸１の軸方向に押圧する、本発明の係止手段に対応するボルト５と、を備えて構成されている。
支持軸１は、内燃機関等の固定部材に設けられる突起部であり、ボルト５の螺子部５２と螺合するためのねじ切りがされた軸芯１１を備え、ボルト５の螺子部５２と螺合可能に構成されている。
ベアリング軸受２は、いわゆるボールベアリングであり、大きく内輪２１と外輪２２とからなり、内輪２１と外輪２２との間には複数の金属球が回動自在に狭持され、外輪２２が内輪２１に対し回動自在に構成されている。
プーリー本体３は、外周面３１にベルト等の動力伝達機構が掛けられるような構造を有しており、鍔部３２とストッパ３３を備えて、ベアリング軸受２の外輪３３の縁部を狭持することによって、外輪２２に固定されている。このプーリー本体３は、いわゆるアイドルプーリーであり、ベルトが架けられテンションの調整等を行うものである。なお、本発明の異物侵入防止機構はサーペンタインシステムのアイドルプーリーに適用可能である。
遮蔽プレート４Ａ及び４Ｂは、同一構造を備える一対の遮蔽プレートであり、ボルト５に設けられるワッシャー５１によってその中央部が押圧され、ベアリング軸受２の内輪２１に固定されるようになっている。
図３（ａ）に本実施の形態に係る遮蔽プレートの正面図を、図３（ｂ）にその中心断面図を示す。
図３（ａ）に示すように、本実施の形態に係る遮蔽プレート４は、正円形状を備え、その中央部に開口４１を有している。当該遮蔽プレート４は、図３（ｂ）に示すように、無応力状態で湾曲形状を有しており、底に穴の空いた受け皿のような形状を有している。この受け皿の凹面側が内面４３であり凸面側が外面４４である。
図４（ａ）に示すように、このような構造を備える遮蔽プレート４が一対、内面４３が対向するようにして組み合わせられている。図４（ａ）は、応力が中央部に加えられていない状態において周辺部４２のみを当接させた状態を示している。
図４（ｂ）に示すように、当該遮蔽プレート４は、当該開口４１を通じてプレートに所定の力、すなわち印加されうる弾性変形させるに充分な応力ｆが加えられた場合に、プレートが略平面形状となるまで弾性変形可能な程度の弾性を備えている。例えば、このような材料としては、アルミニウム、その他の弾性変形可能な金属材料が考えられる。このような形状を備えることによって、当該遮蔽プレート４はスプリングプレートとしての構造を備えている。このような弾性を備えることによって、図４（ｂ）に示すように、遮蔽プレート４Ａ及び４Ｂが変形して面接触しているような状態にまで力が加えられて、ベアリング軸受２に押しつけられるようになっている。
図２に、本遮蔽プレートの取り付け方法を説明する断面図を示す。
支持軸１に対しベアリング軸受２の内輪２１を嵌合した後、一対の遮蔽プレート４Ａ及び４Ｂを互いに内面４３が対向するようにして同軸に揃え、ボルト５を、開口４１を通して支持軸１の軸芯１１に螺合させる。ボルト５を螺合させていくと、ワッシャー５１により遮蔽プレート４の開口４１の周囲（中央部）が押圧され、一対の遮蔽プレート４Ａ及び４Ｂが双方とも弾性変形していく。ボルト５が支持軸１に完全に螺合されると、図１に示すように、遮蔽プレート４Ａ及び４Ｂはほぼ平面形状になって互いに面接触しているようにまでなる。
ただし、遮蔽プレートがほぼ平面形状にまで変形していなくとも、周辺部の充分な抗力の発生によって遮蔽プレートが強固な構造体となる程度の応力を加えていればよく、必ずしも中央部までが当接する必要はない。
上記構成によれば、弾性変形時の抗力によって、遮蔽プレート４はその周辺部４２が互いに強い抗力で支え合っているような状態になることにより、その素材そのものの剛性を超えた支持構造が出現することになる。したがって、このような応力状態で支持軸１に係止された一対の遮蔽プレート４Ａ及び４Ｂは支持軸１の軸方向の振動に対しても耐え、従来品より変動しにくくなる。すなわち、振動が支持軸から伝達されたとしても、遮蔽プレート４の周辺部が波状に振動し異音を発するようなことが防止されるのである。
（実施形態の利点）
以上、本実施の形態によれば、一対の遮蔽プレート４Ａ及び４Ｂが強い構造体を形成するので、振動が支持軸から伝達されたとしても、周辺部が波状に振動し異音を発するようなことが防止されるという効果を奏する。
また、本実施の形態によれば、係止手段としてボルト５を使用するので、遮蔽プレートのスプリングとしての応力により常に螺子部５２に力が加わりボルトが緩みにくくなるという利点を有する。すなわち、ボルトの緩み防止のための構造体を使用しなくてもボルトの緩みが無くなる。
また、本実施の形態によれば、遮蔽プレートの平面構造体だけでダスト侵入が防止できるので、キャップをかぶせる場合に比べ、異物侵入防止の目的のために占有する空間を極力少なくすることができ、構造体全体をコンパクトにできる。
（その他の変形例）
なお、本発明の異物侵入防止機構の構造については、上記実施の形態で説明した異物侵入防止機構によらず、種々に変更して適用することが可能である。
例えば、上記実施形態では一対の湾曲プレートを利用したが、これに限定されない。すなわち、湾曲プレートが一枚であり対向するプレートが平板であっても、応力を加えることにより本発明の作用効果を呈する。応力を加える対象は、湾曲プレートとする代わりに対向する平板プレートに応力を加えて湾曲状態とする構造でもよい。このような弾性変形のさせ方であっても、本発明の作用における応力状態が作り出され、本発明と同様の作用効果を奏する。
さらに、湾曲プレート、平板プレート、湾曲プレートという３枚のプレートを備え、ボルト等の係止手段により２枚の湾曲プレートに弾性変形を生じさせるように構成してもよい。
上記実施形態では、プレートに開口を設けボルトを係止手段としてプレートに応力を加えるようにしていたが、これに限られない。例えば、バー構造または螺子切りを有するボルト構造を溶接等により湾曲プレートの凹面側中央部に設け、そのバー構造やボルト構造を引っ張る構造とすることにより、湾曲プレートに弾性変形を生じさせてもよい。
または、係止手段が貫通するような開口を設ける代わりに、平板プレートの外縁を軸方向に移動させることが可能な機構を設け、当該平板プレートと支持軸との間に設けられた湾曲プレートを含む複数のプレート全体に応力を加えることが可能に構成してもよい。
なお、遮蔽プレートの形状は正円形である必要は無く、他の形状、例えば楕円形、方形、多角形を有していてもよい。
また、開口の位置はプレートの幾何学上の中心点や重心点である必要はなく、偏芯した位置であってもよい。
さらに係止手段としては、ボルトに限ることなく、プレートが弾性変形しうるような押力でプレートを押すことが可能な係止方法、すなわち、プレートの中央部に応力を加えつつ支持軸と係合可能な構造であればよい。
またさらに、遮蔽プレートは、受け皿形状や浅皿形状を例示したが、プレート全体に亘って曲率を有している必要はなく、支持軸への締結時に周辺部に押力が作用するような形状を有していればよい。
係止手段については、ボルトワッシャーを設ける必要はなく、ボルトのみを用いてプレートをワッシャーとして機能させることも可能である。
さらに、必ずしも係止手段が必要ではなく、例えば、湾曲プレートまたはそれに対向するプレートに応力を加えたままプレートの中央部を支持軸に溶接してもよい。このような溶接された構造では、ボルトによって湾曲プレートの中央部を支持軸に螺持した場合と同様の応力状態をプレートに及ぼすことになるため、常に異音防止作用を奏する構造を提供できる。
【発明の効果】
本発明によれば、係止手段によって加えられる応力により、湾曲プレートが弾性変形し、その周辺部に強い抗力が作用するような状態になり、その素材そのものの剛性を超えた支持構造で支持軸に係止される。このため、このような異物侵入防止機構によれば、従来品より振動したり変動したりしにくくなり、振動が支持軸から伝達されたとしても異音を発するようなことが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る異物防止機構の実施形態であり、異物防止機構をプーリーに適用した場合の断面図。
【図２】本実施形態に係る異物防止機構の取り付け方法を説明する断面図。
【図３】本実施形態に係る遮蔽プレートの説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は中心断面図。
【図４】本実施形態に係る遮蔽プレートに加える応力と弾性とを説明する図であり、（ａ）は無応力印加時の側面断面図、（ｂ）は充分に応力を加えた場合の断面図。
【図５】従来の遮蔽プレートを説明する、プーリー主軸における断面図。
【図６】従来の遮蔽プレートにおける振動発生の説明図。
【符号の説明】
１…支持軸、２…ベアリング軸受、３…プーリー本体、４…遮蔽プレート、５…ボルト（係止手段）、２１…内輪、２２…外輪、４１…開口、４２…周辺部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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