(57)【要約】【課題】 放熱効果が高く、したがって、樹脂製プーリとともに使用されても、ゴムシールの劣化を防止するとともに、焼付き寿命が長い転がり軸受を提供する。【解決手段】  転がり軸受40は、内輪41と外輪42との端部間に配されたシール部材45を有している。外輪42は、樹脂製プーリ46に圧入されている。シール部材45は、ゴムシール49および芯金50からなる。ゴムシール49の一部49dが取り除かれ、芯金50の少なくとも一部が露出されている。芯金50は、鉄板であってもよく、また、アルミニウムや銅の板製としてもよい。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、両輪の中央部間に配された転動体、および両輪の端部間に配されたシール部材を有する転がり軸受において、シール部材は、ゴムシールおよび芯金からなり、ゴムシールの外側面に凹凸が設けられていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
芯金の外側面の少なくとも一部が露出されている請求項１の転がり軸受。
【請求項３】
シール部材の芯金がアルミニウム、銅などの鉄よりも熱伝導率の高い材料で形成されている請求項１または２の転がり軸受。
【請求項４】
外径に複数のＶ溝が形成された樹脂製プーリ本体と、プーリ本体の内径に固定された転がり軸受とを備え、転がり軸受が請求項１から３までのいずれかの転がり軸受とされている樹脂プーリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受に関し、例えば、カーエアコンのコンプレッサ用プーリやアイドラプーリに使用されるのに好適な転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カーエアコンのコンプレッサ用プーリに使用される転がり軸受として、内輪、外輪、両輪の中央部間に配された玉、および両輪の端部間に配されたシール部材を有する４点接触玉軸受が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−１３０２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
カーエアコンのコンプレッサ用プーリに使用される転がり軸受では、コンプレッサ本体からの熱が軸受に伝わることから、転がり軸受内部の温度が高くなりやすくなっている。また、４点接触玉軸受を用いた場合には、軌道輪と玉との接触部でのすべりが大きいため、これが発熱源となる。さらに、プーリを樹脂製とした場合には、伝熱性のよい金属製プーリに比べて、軸受内部の熱が逃げにくくなる。したがって、樹脂製プーリを使用するコンプレッサに４点玉軸受を使用する場合には、転がり軸受内部の温度が高くなることにより、転がり軸受のゴムシールが劣化しやすいという問題や、転がり軸受のグリスの潤滑不良などに伴って焼付きの寿命が短くなるという問題が起こり得る。
【０００４】
この発明の目的は、放熱効果が高く、したがって、ゴムシールの劣化を防止するとともに、焼付き寿命が長い転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明による転がり軸受は、内輪、外輪、両輪の中央部間に配された転動体、および両輪の端部間に配されたシール部材を有する転がり軸受において、シール部材は、ゴムシールおよび芯金からなり、ゴムシールの外側面に凹凸が設けられていることを特徴とするものである。
【０００６】
シール部材は、通常、両輪の端部間に１つずつ配されるが、そのうち、少なくとも一方（熱がこもりやすい側）のシール部材のゴムシールの外側面（軸方向外側の面）に凹凸が設けられる。シール部材は、例えば、外周縁部が外輪の内径に形成された環状溝に嵌められるとともに、内周縁部が内輪の外径に摺接し、これにより、そのシール性が確保される。
【０００７】
ゴムシールの凹凸形状は、特に限定されないが、例えば、ゴムシールは、内周側環状部、外周側環状部および両環状部同士を連結する連結部からなり、連結部は、両環状部同士と同じ厚みの厚肉部とこれより薄い薄肉部とが繰り返されて形成されたものとされる。
【０００８】
この発明による転がり軸受は、樹脂製プーリと組み合わされて使用されることが好ましい。この場合に、プーリは、例えば、小径部および大径部を有し、その大径部の外径に円周方向の複数のＶ溝が形成されているものとされる。そして、転がり軸受は、その外輪がプーリの小径部内径に固定される。外輪とプーリとを固定するには、プーリに外輪を圧入するようにしてもよく、また、プーリを外輪にインジェクション成形するようにしてもよい。前者の場合には、プーリの小径部に、外輪圧入時の位置決め用内向きフランジ部が設けられることが好ましく、後者の場合には、プーリの小径部に、外輪外径が軸方向移動不可能に嵌め入れられる環状の凹所が形成されていることが好ましい。
【０００９】
こうして得られた転がり軸受およびプーリからなる樹脂プーリ装置は、アイドラプーリやコンプレッサプーリとして使用される。この際、アイドラプーリでは、例えば、内輪に段状やテーパ状の取付孔が形成され、コンプレッサプーリでは、内輪は円筒状とされて、コンプレッサの駆動軸を回転自在に支持するハウジングの円筒部に固定される。
【００１０】
上記の転がり軸受において、芯金の外側面の少なくとも一部が露出されていることが好ましい。このようにするには、ゴムシールは、内周側環状部、外周側環状部および両環状部同士を連結する複数の連結部からなり、連結部同士の間のゴム部分が取り除かれたものとすればよい。
【００１１】
このようにすると、芯金部分が放熱に寄与するので、放熱効果がさらに向上し、焼付き寿命をより長くすることができる。
【００１２】
転がり軸受としては、種々のタイプが可能であり、このうち、４点接触玉軸受は、軌道輪と玉との接触部におけるすべりが相対的に大きく、その発熱が相対的に大きいという点で、上記構成を採用するのに好適である。４点接触玉軸受は、玉が内輪軌道面に２点で接触するとともに、外輪軌道面にも２点で接触するようになされており、これにより、がたが防止されるので、複列の玉軸受に代えて使用することができる。そして、置き換えた場合の発熱の増加が放熱効果の向上によって抑制されることから、熱を受けやすい箇所にも容易に適用することができる。
【００１３】
また、この転がり軸受の用途としては、種々の用途が可能であるが、例えば、コンプレッサのように発熱源となりかつ樹脂製プーリが使用されている装置の近傍において使用するようにすると、熱がこもりやすいという樹脂製プーリの欠点を補えるという点で、好適である。
【００１４】
また、上記転がり軸受において、シール部材の芯金がアルミニウム、銅などの鉄よりも熱伝導率の高い材料で形成されていることがある。このようにすると、シール部材の放熱性の向上に加えて、芯金自体の放熱性が向上し、より一層焼付き寿命を長くすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の転がり軸受によると、ゴムシールに凹凸が設けられていることにより、放熱効果が向上するので、温度上昇によるゴムシールの劣化やグリスの潤滑不良が抑えられ、焼付き寿命が長くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１７】
図１および図２は、この発明の転がり軸受の第１実施形態を示している。以下の説明において、左右とは、図１の左右をいうものとする。
【００１８】
図１は、エンジンの回転駆動力をエアコンのコンプレッサに伝達または遮断するための電磁クラッチ部分を示しており、この電磁クラッチ部分は、コンプレッサのハウジング(11)と、電磁コイル(13)を有しかつハウジング(11)に固定されたステータ(12)と、ステータ(12)を囲むように配された断面コ字状のロータ(14)と、ロータ(14)外周に固定されかつエンジンの回転駆動力を伝達する多段式Ｖベルト(16)が巻き掛けられるプーリ(15)と、ロータ(14)内周とハウジング(11)との間に配されてロータ(14)を回転自在に支持する転がり軸受(17)と、電磁コイル(13)のオン・オフに伴ってロータ(14)に吸着または離間することによりロータ(14)の回転をコンプレッサ軸(19)に伝達するアーマチュア(18)とを備えている。
【００１９】
転がり軸受(17)は、４点接触玉軸受で、内輪(21)、外輪(22)、両輪(21)(22)の中央部間に配された玉（転動体）(23)、玉(23)を保持する保持器(24)、および両輪(21)(22)の左右端部間に配された左右シール部材(25)(25)を有し、玉(23)は、内輪(21)の軌道面に対して２カ所で接触し、かつ、外輪(22)の軌道面に対しても２カ所で接触している。そして、内輪(21)がハウジング(11)の円筒状端部に圧入またはすき間ばめされ、外輪(22)がロータ(14)の内周に圧入固定されている。
【００２０】
外輪(22)の左端部の内径および右端部の内径には、それぞれ環状溝(27)(27)が形成されている。また、この環状溝(27)(27)に対向する内輪(21)の外径にも、それぞれ環状溝(28)(28)が形成されている。
【００２１】
左右シール部材(25)(25)は、リング状のゴムシール(29)と、ゴムシール(29)に軸方向内方から当てられてこれを補強するリング状の鉄板製芯金(30)とからなる同一形状とされ、対称状に配置されている。各シール部材(25)(25)は、その外周縁部が外輪(22)の環状溝(27)(27)に嵌合され、その内周縁部が内輪(21)の環状溝(28)(28)に摺接している。
【００２２】
シール部材(25)のゴムシール(29)は、図２に詳しく示すように、芯金(30)の内周縁部に固定された内周側環状部(29a)、芯金(30)の外周縁部に固定された外周側環状部(29b)および両環状部(29a)(29b)同士を連結する複数の連結部(29c)からなり、連結部(29c)と連結部(29c)との間の部分(29d)が取り除かれることにより、芯金(30)の外側面（左のシール部材(25)の芯金(30)の左側面および右のシール部材(25)の芯金(30)の右側面）の一部が露出するようになされている。
【００２３】
上記の転がり軸受(17)によると、コンプレッサからの熱が内輪(21)に伝達され、転がり軸受(17)にこの熱がこもりやすくなっているが、芯金(30)の外側面の一部が露出していることにより、放熱効果が向上している。また、４点接触玉軸受(17)は、軌道輪(21)(22)と玉(23)との接触部でのすべりが大きいために発熱源となるという点で、コンプレッサに適用しにくかったが、上記のゴムシール(29)とすることにより、コンプレッサへの適用が容易となっている。これにより、複列斜接玉軸受を使用しているコンプレッサの電磁クラッチ部分において、その軸受をこの４点接触玉軸受(17)に置き換えることが可能となり、軽量、コンパクトおよび低コスト化が可能となる。
【００２４】
図３および図４は、この発明の転がり軸受の第２実施形態を示している。以下の説明において、左右は、図３の左右をいうものとする。
【００２５】
この実施形態のものは、コンプレッサ用として好適な樹脂プーリ装置を示しており、樹脂プーリ装置は、樹脂プーリ本体(46)およびこれに組み込まれた転がり軸受(40)を備えている。
【００２６】
図３に示すように、転がり軸受(40)は、内輪(41)、外輪(42)、両輪(41)(42)の中央部間に配された玉（転動体）(43)、玉(43)を保持する保持器(44)、および両輪(41)(42)の左右端部間に配された左右シール部材(45)(45)を有している。
【００２７】
プーリ(46)は、フェノール樹脂等からなり、互いに同心の小径部(46a)、中間径部(46b)および大径部(46c)を有している。大径部(46c)の外径に、円周方向の複数のＶ溝(46d)が形成されている。小径部(46a)の右端部には、内向きのフランジ部(46e)が設けられており、転がり軸受(40)の外輪(42)は、小径部(46a)内径に左方から圧入されて、内向きフランジ部(46e)により位置決めされている。
【００２８】
外輪(42)の左端部の内径および右端部の内径には、それぞれ環状溝(47)(47)が形成されている。また、この環状溝(47)(47)に対向する内輪(41)の外径にも、それぞれ環状溝(48)(48)が形成されている。
【００２９】
左右シール部材(45)(45)は、リング状のゴムシール(49)と、ゴムシール(49)に軸方向内方から当てられてこれを補強するリング状の鉄板製芯金(50)とからなる同一形状とされ、対称状に配置されている。各シール部材(45)(45)は、その外周縁部が外輪(42)の環状溝(47)(47)に嵌合され、その内周縁部が内輪(41)の環状溝(48)(48)に摺接している。
【００３０】
シール部材(45)のゴムシール(49)は、図４に詳しく示すように、芯金(50)の内周縁部に固定された内周側環状部(49a)、芯金(50)の外周縁部に固定された外周側環状部(49b)および両環状部(49a)(49b)同士を連結する複数の連結部(49c)からなり、連結部(49c)と連結部(49c)との間の部分(49d)が取り除かれることにより、芯金(50)の外側面（左のシール部材(45)の芯金(50)の左側面および右のシール部材(45)の芯金(50)の右側面）の一部が露出するようになされている。
【００３１】
この実施形態の樹脂プーリ装置によると、樹脂製プーリ(46)の熱伝導性が悪いために、転がり軸受(40)に熱がこもりやすくなっているが、芯金(50)の外側面の一部が露出していることにより、放熱効果が向上し、樹脂製プーリ(46)のデメリットが解消されている。したがって、この樹脂プーリ装置はコンプレッサに容易に適用することができる。
【００３２】
樹脂製プーリは、コンプレッサ以外の箇所においても使用されるものであり、図５および図６には、この発明の転がり軸受の第３実施形態として、アイドラプーリ用として好適な樹脂プーリ装置を示す。
【００３３】
同図において、樹脂プーリ装置は、樹脂プーリ本体(66)およびこれに組み込まれた転がり軸受(60)を備えている。
【００３４】
図５に示すように、転がり軸受(60)は、内輪(61)、外輪(62)、両輪(61)(62)の中央部間に配された玉（転動体）(63)、玉(63)を保持する保持器(64)、および両輪(61)(62)の左右端部間に配された左右シール部材(65)(65)を有しており、その外輪(62)外径に樹脂製プーリ(66)が固定されている。
【００３５】
プーリ(66)は、フェノール樹脂等からなり、互いに同心の小径部(66a)および大径部(66b)を有している。この実施形態では、プーリ(66)に外輪(62)を圧入するのではなく、プーリ(66)は、外輪(62)の外径にインジェクション成形することにより、外輪(62)に一体形成されている。プーリ(66)の大径部(66b)の外径には、円周方向の複数のＶ溝(66c)が形成されており、プーリ(66)の小径部(66a)の内径には、外輪(62)外径が軸方向移動不可能に嵌め入れられる環状の凹所(66d)が形成されている。
【００３６】
樹脂プーリ装置は、転がり軸受(60)の内輪(61)をテンション調整部に固定することにより、ベルト伝動機構のアイドラプーリ（アイドラまたはテンショナー）として用いられる。この実施形態の樹脂プーリ装置によると、樹脂製プーリ(66)の熱伝導性が悪いために、転がり軸受(60)に熱がこもりやすくなっているが、芯金(70)の外側面の一部が露出していることにより、放熱効果が向上し、樹脂製プーリ(66)のデメリットが解消されている。
【００３７】
なお、上記各実施形態において、ゴムシール(29)(49)(69)の連結部(29c)(49c)(69c)と連結部(29c)(49c)(69c)との間の削除部分(29d)(49d)(69d)は、必ずしも完全に除去する必要はなく、薄肉部としてもよい。薄肉部は、ゴムシール(29)(49)(69)の形成段階で連結部と連結部との間を削除しておき、これを芯金(30)(50)(70)に当てて加圧しながら加熱することにより形成することができる。この薄肉部の厚みは、例えば、０．２ｍｍ以下（より好ましくは０．１ｍｍ以下）、または、連結部（厚肉部）(29c)(49c)(69c)の厚みの１／３以下とされる。
【００３８】
また、上記実施形態では、ゴムシール(29)(49)(69)の内周側環状部(29a)(49a)(69a)および外周側環状部(29b)(49b)(69b)は、いずれも一定の厚みの円環状とされているが、これらの環状部(29a)(49a)(69a)(29b)(49b)(69b)にも、削除部または薄肉部を設けるようにしてもよい。
【００３９】
さらにまた、芯金(30)(50)(70)は、鉄板に代えて、アルミニウムや銅（いずれも合金を含む）の板製としてもよく、これにより、芯金(30)(50)(70)自体の放熱性が向上し、焼付き寿命がより向上する。
【００４０】
なお、上記実施形態では、樹脂製プーリ(15)(46)(66)を使用している装置における転がり軸受について説明したが、上記の転がり軸受は、汎用的な転がり軸受として使用することももちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明による転がり軸受の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】この発明による転がり軸受の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。
【図５】この発明による転がり軸受の第３実施形態を示す縦断面図である。
【図６】同側面図である。
【符号の説明】
【００４２】
(21)(41)(61)          内輪
(22)(42)(62)          外輪
(23)(43)(63)          玉（転動体）
(25)(45)(65)          シール部材
(29)(49)(69)          ゴムシール
(30)(50)(70)          芯金
【図１】
2005036964.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005036964.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005036964.tif 000007
【図６】
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