(57)【要約】【課題】過大なコスト上昇を招くことなく、小型・軽量で耐モーメント荷重性に優れたプーリ装置を提供する。【解決手段】プーリ２を支持する玉軸受を、複列の深溝玉軸受として形成するとともに、この複列玉軸受の各軌道溝（３ａ，３ｂおよび４ａ，４ｂ）のピッチ間距離ｐを、これらの軌道内に配置されるボール５ａ，５ｂの直径ｄより小さく（ｐ＜ｄ）形成する。この構成により、このプーリ装置に使用される玉軸受は、従来の単列玉軸受からの幅寸法拡大が最小限に抑えられ、コンパクトな玉軸受とすることができる。また、本発明のプーリ装置は、以上の構成の玉軸受を使用したことにより、プーリ２から加わるモーメント荷重に対する抵抗力が向上し、このプーリ２の傾斜や振れ回りを防止することができる。また、従来品に比べ、部品点数の増加や回転トルクの上昇を抑えることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持軸と、この支持軸に嵌め合わされた玉軸受と、この玉軸受の周囲に固定されたプーリとからなり、前記玉軸受の内輪外周面に設けられた内輪軌道溝と外輪内周面に設けられた外輪軌道溝との間に配置された複数のボールの転動によって、前記支持軸回りのプーリの回転を自在に支持するプーリ装置において、
前記玉軸受が複列玉軸受であり、かつ、この複列玉軸受における各軌道溝のピッチ間距離が、前記ボールの直径より小さく形成されていることを特徴とするプーリ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、玉軸受付きのプーリ装置に関し、更に詳しくは、無端ベルトを掛け渡した動力伝達機構に用いられるアイドラプーリやテンションプーリ等に適した、コンパクトで耐モーメント荷重性の高いプーリ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用エンジンのカムシャフトや補機類は、このエンジンのクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリと、これらカムシャフトや補機類の回転軸端部に固定した従動プーリとの間に無端ベルトを掛け渡し、この無端ベルトによる動力伝達によって回転駆動されている。このような無端ベルトを用いた動力伝達機構において、カムシャフトや補機類にロスなく駆動回転を伝達するためには、駆動プーリと従動プーリに対する無端ベルトの適正な巻き付け角度を維持したり、あるいは無端ベルトに必要な張力を付与したりして、上記の駆動プーリや従動プーリと、この無端ベルトとの間に滑りや歯飛びが発生しないようにする必要がある。このため、無端ベルトの一部で駆動プーリおよび従動プーリから外れた部分にアイドラプーリ（アイドルプーリ）やガイドプーリあるいはテンションプーリを設け、これらに無端ベルトを掛け渡すことによって、駆動プーリおよび従動プーリに対する巻き付け角度の維持や張力の付与を行っている（例えば、特許文献１等を参照。）。
【０００３】
図３は、アイドラプーリ等に用いられる従来のプーリ装置の構造を示す断面図である。このプーリ装置は、エンジンのシリンダブロック等に固定された支持軸１の周囲に、鋼板等をプレス成形してなるプーリ２を、単列の深溝玉軸受を介して支持したものである。
【０００４】
この玉軸受は、支持軸１の外周に嵌合固定された内輪１３と、その内輪１３と同心状に配置された外輪１４と、これら内輪１３と外輪１４との間に配置された複数のボール５，５，・・・を主体として構成されている。内輪１３の外周面１３ｘには、深溝型の内輪軌道溝１３ａが軸方向に１本形成されているとともに、この内輪軌道溝１３ａに対向する外輪１４の内周面１４ｙにも、同じく深溝型の外輪軌道溝１４ａが軸方向に１本形成されている。また、ボール５は、内輪軌道溝１３ａと外輪軌道溝１４ａとの間に、これらの軌道溝に沿って周方向に１列に配置されており、保持器１６によって周方向に所定の間隔を開けて転動自在に保持されている。なお、内輪１３と外輪１４との間の環状空間内には、図示しない潤滑剤が封入されており、この環状空間の両端開口部は、外輪１４の両端面に配置されたシール部材７，７により密閉されている。
【０００５】
以上のような構成の玉軸受は、外輪外周面１４ｘがプーリ２中心側の内周面２ｙに締り嵌めにて固定された状態で、その内輪内周面１３ｙを支持軸１の外周面１ｘに嵌め入れて固定することによって、このプーリ２を支持軸１回りに回転自在に支持する。また、このプーリ装置が使用される場合は、プーリ２の外周面２ｘに、図示しない無端ベルトが掛け渡されることとなる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２７９７０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のようなプーリ装置において、異音が発生したり、無端ベルトがプーリからせり出してしまう場合があった。この問題は、無端ベルトから加わるモーメント荷重によって、プーリが軸方向に傾斜したことに起因して発生していると考えられる。
【０００８】
このようなプーリの傾斜が発生した場合は、プーリに嵌合固定されている玉軸受の外輪も同時に傾斜することとなり、この外輪の中心軸と、支持軸に固定されている玉軸受内輪の中心軸との間にずれが生じてしまう。また、この無端ベルトからのモーメント荷重は、互いに逆方向に交互に加わる場合が多く、この場合は、プーリおよび玉軸受外輪が振れ回りを起こしてしまうことになる。従って、前記の異音は、このプーリの振れ回りにより、玉軸受を構成するボールが、比較的自由に動ける玉軸受下部の無負荷領域において、軌道面に衝突しているために発生していると考えられ、また、前記の無端ベルトのせり出しも同様に、このプーリの傾斜によるベルトの軸方向の滑りによるものと思われる。
【０００９】
このようなモーメント荷重によるプーリの傾斜（あるいは振れ回り）を抑えるための手段として、従来、プーリを支持する玉軸受のラジアルすき間を小さくするか、あるいは玉軸受を複列化する等の方法が用いられてきた。しかしながら、ラジアルすき間を小さくする方法は、回転トルクが大きくなってしまうばかりでなく、低温時にすき間がゼロとなった時、共振音が発生してしまう恐れもある。しかも、このようなプーリ装置の場合は、玉軸受外周面がプーリ内周面に対し締めしろをもって圧入されるため、圧入後のラジアルすき間を管理することは困難である。また、玉軸受の複列化は、モーメント荷重に対して有効ではあるものの、軸受の幅方向寸法が大きくなってしまう上、部品点数の増加からコスト高となってしまう。
【００１０】
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、過大なコスト上昇を招くことなく、小型・軽量で耐モーメント荷重性に優れたプーリ装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、支持軸と、この支持軸に嵌め合わされた玉軸受と、この玉軸受の周囲に固定されたプーリとからなり、前記玉軸受の内輪外周面に設けられた内輪軌道溝と外輪内周面に設けられた外輪軌道溝との間に配置された複数のボールの転動によって、前記支持軸回りのプーリの回転を自在に支持するプーリ装置において、前記玉軸受が複列玉軸受であり、かつ、この複列玉軸受における各軌道溝のピッチ間距離が、前記ボールの直径より小さく形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、無端ベルトを掛け渡した動力伝達機構に用いられるアイドラプーリやテンションプーリ等のプーリ装置において、このプーリを支承する深溝玉軸受に、接近した２つのボール軌道を形成し、部品点数の増加を抑えつつ複列化することによって、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１３】
すなわち、本発明のプーリ装置によれば、深溝玉軸受を複列化したことにより、プーリから加わるモーメント荷重に対する抵抗力が向上し、このプーリの傾斜や振れ回りを防止することができる。しかも、この複列玉軸受は、各軌道溝のピッチ間距離がこれらの軌道内に配置されるボールの直径より小さく形成されていることから、円周方向に互いに隣り合うボールは、それぞれ左右の軌道溝に振り分けられ、一方の列のボールとボールの間に他方の列のボールが来るように配置されることになり、従来の単列玉軸受からの幅寸法の拡大を最小限に抑えて、コンパクトな玉軸受とすることが可能である。
【００１４】
なお、総ボール数を従来の単列玉軸受に比べ増加させた場合は、軸受の負荷容量を向上させる効果を併せて奏することができるが、従来の単列玉軸受と同数にした場合でも、部品点数の増加や回転トルクの上昇を招くことなく、従来のプーリ装置と同様、高回転で動作可能なプーリ装置とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態におけるプーリ装置の構造を示す断面図であり、図２は、このプーリ装置におけるボールの周方向配置を模式的に示す説明図である。なお、従来例と同様の機能を有する構成部材には、同じ符号を付記する。
【００１６】
本実施の形態におけるプーリ装置も、基本的な構成は従来例と同様であり、支持軸１の外周に嵌合固定された内輪３と、その内輪３と同心状に配置された外輪４と、これら内輪３と外輪４との間に配置された複数のボール５ａおよび５ｂを主体として構成されている。また、内輪３と外輪４との間の環状空間内には、図示しない潤滑剤が封入されており、この環状空間の両端開口部は、外輪４の両端面に配置されたシール部材７，７により密閉されている。なお、本実施の形態における玉軸受も、従来例と同様、外輪４の外周面４ｘがプーリ２中心側の内周面２ｙに締り嵌めにて固定された状態で、内輪３の内周面３ｙを支持軸１の外周面１ｘに嵌め入れて固定することによって、このプーリ２を支持軸１回りに回転自在に支持する。また、このプーリ装置が使用される場合は、プーリ２の外周面２ｘに、図示しない無端ベルトが掛け渡されることとなる。
【００１７】
本実施の形態におけるプーリ装置の特徴は、プーリ２を支持する玉軸受が、複列の深溝玉軸受として形成されているとともに、この複列玉軸受の各軌道のピッチ間距離ｐがこれらの軌道内に配置されるボールの直径ｄより小さく形成されている（ｐ＜ｄ）点である。
【００１８】
この複列玉軸受の内輪３の外周面３ｘには、深溝型の２つの内輪軌道溝３ａ，３ｂが形成されており、これら内輪軌道溝３ａおよび３ｂに対向する外輪４の内周面４ｙにも、同じく深溝型の２つの外輪軌道溝４ａおよび４ｂが形成されている。これら隣り合う各内輪軌道溝３ａ，３ｂのピッチ間距離ｐおよび各外輪軌道溝４ａ，４ｂのピッチ間距離ｐは、配置されるボール５ａ，５ｂの直径ｄより小さく、これら軌道溝上を転動するボールの軌道が重なるように構成されている。
【００１９】
そのため、軌道溝上に配置されるボール５ａ，５ｂは、内輪軌道溝３ａと外輪軌道溝４ａの間および内輪軌道溝３ｂと外輪軌道溝４ｂの間に、それぞれ周方向の別のボール列として配置されており、図２に示すように、保持器６によって、一方の列のボールとボールの間に他方の列のボールが来るように、すなわち周方向に千鳥状となるように保持されている。なお、これらボール５ａ，５ｂの総数は、従来の単列玉軸受と同じであり、単列玉軸受におけるボール５の半数を一方のボール列に、残りの半数を他方のボール列に割り当てた構成となっている。
【００２０】
以上の構成により、このプーリ装置に使用される玉軸受は、従来の単列玉軸受からの幅寸法拡大が最小限に抑えられ、コンパクトな玉軸受とすることができる。また、本実施の形態におけるプーリ装置は、以上の構成の玉軸受を使用したことにより、プーリ２から加わるモーメント荷重に対する抵抗力が向上し、このプーリ２の傾斜や振れ回りを防止することができる。また、従来品に比べ、部品点数の増加や回転トルクの上昇がなく、低コストで製作することが可能になる。
【００２１】
なお、以上の実施の形態においては、使用されるボールの総数を、従来の単列玉軸受と同数としたが、これらボールの総数は本実施の形態での例に限定されるものではなく、総ボール数を従来の単列玉軸受に比べ増加させた場合は、軸受の負荷容量を向上させる効果を併せて奏することもできる。
【００２２】
また、本実施の形態において例示したシール部材や保持器の種類や形状も、特に限定されるものではない。２つのボール列５ａ，５ｂを保持する方法として、本実施の形態における例のように、実公昭６４−２９７２号公報等に公知の保持器を用いても良く、あるいは実公昭６４−５１３１号公報等のように、左右２列のボールを別々の保持器で保持する方法を採用しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、全体としてのコスト上昇を最小限に抑えつつ、小型・軽量で耐モーメント荷重性に優れ、異音の発生や無端ベルトのプーリからせり出し等のトラブルを防止することのできるプーリ装置を製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるプーリ装置の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態のプーリ装置におけるボールの配置を模式的に示す説明図である。
【図３】従来のプーリ装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  支持軸
１ｘ  外周面
２  プーリ
２ｘ  外周面
２ｙ  内周面
３，１３  内輪
３ａ，３ｂ，１３ａ  内輪軌道溝
３ｘ，１３ｘ  外周面
３ｙ，１３ｙ  内周面
４，１４  外輪
４ａ，４ｂ，１４ａ  外輪軌道溝
４ｘ，１４ｘ  外周面
４ｙ，１４ｙ  内周面
５，５ａ，５ｂ  ボール
６，１６  保持器
７  シール部材
【図１】
2004211880.tif 000003
【図２】
2004211880.tif 000004
【図３】
2004211880.tif 000005