(57)【要約】【課題】耐熱性や耐久性を有する通電軸受、さらに磁気効率のよいカーエアコン電磁クラッチプーリー用通電軸受を提供。【解決手段】ころがり軸受１′に第一のシール６と、転動体４を挟んで反対側に第二のシール７′と第三のシール８′とを設け、第一第二のシール間に潤滑用グリース１２を封入し、第二第三のシール間に導電性グリース１３を封入する。第二第三のシールは導電性金属部１０と導電性ゴム部１１とからなる導電性シールとし、導電性金属部を外内輪２，３のいずれか一方に固定し、導電性ゴム部を反対側の内外輪に摺接させる。さらには、第二、第三のシールの導電性金属部を互いに対向して配置し、導電性ゴム部が相手側の導電性金属部の摺接面１０ｃ、１０ｄを摺接するボックス形シール１８とする。さらに、第二、第三のシールがカーエアコン本体３２と反対側の軸端３３ａ側になるようにカーエアコンの電磁クラッチプーリー３１に嵌着させる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ころがり軸受の外輪と内輪との間に、前記内外輪の軌道面及び前記内外輪の軌道面を転動する転動体の外側に設けられた第一のシールと、前記軌道面及び転動体を挟んで前記第一のシールとは反対側に設けられた第二のシールと、さらに前記第二のシールの外側に設けられた第三のシールと、を有しており、前記第一のシールと前記第二のシール間に潤滑用グリースが封入され、前記第二のシールと前記第三のシール間に導電性グリースが封入され、前記第二、第三のシールと、前記導電性グリースと、で前記内外輪が通電されていることを特徴とする通電軸受。
【請求項２】
前記第二、第三のシールの少なくともいずれか一方が、導電性金属部と導電性ゴム部とからなる導電性シールであり、前記導電性金属部が前記外輪又は内輪のいずれか一方に通電可能に固定され、前記導電性ゴム部が前記導電性金属部が固定される前記外輪又は内輪と反対側の内輪又は外輪に通電可能に摺接するようにされていることを特徴とする請求項１記載の通電軸受。
【請求項３】
前記第二、第三のシールは導電性金属部とゴム部を有し、前記第二のシールの導電性金属部が前記外輪又は内輪のいずれか一方に通電可能に固定され、前記第三のシールの導電性金属部が前記第二のシールが外輪に固定されている場合は内輪に、前記第二にシールが内輪に固定されている場合は外輪に通電可能に固定され、前記ゴム部は前記導電性金属部が固定される前記外輪又は内輪と反対側の内輪又は外輪、又は、前記相手側のシールの導電性金属部の摺接面に摺接するようにされ、前記導電性グリースが前記第二及び第三のシールの導電性金属部間を通電するようにされていることを特徴とする請求項１記載の通電軸受。
【請求項４】
前記ゴム部は通電可能な導電性ゴム部であることを特徴とする請求項３記載の通電軸受。
【請求項５】
前記通電軸受はカーエアコンの電磁クラッチプーリーに嵌着され、前記第二、第三のシールはカーエアコン本体と反対側の軸端側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の通電軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受の内輪と外輪間を通電させる通電軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸受そのものの電食防止、あるいは電気回路でのアース経路として、軸受の内外輪間を通電させた通電軸受が知られている。この通電軸受の通電方法は、例えば特許文献１においては、軸受内部に導電性グリースを充填して通電している。また、特許文献２においては、導電性シールを装着するようにしている。さらに、特許文献３においては、軸受の両端に一般のシールを設け、その一方のシールの外側に伝導性の磁性流体及び磁性流体ユニット（ポールピース）を設けさらに伝導性の押圧部材により通電性を高めている。一方、シールを複数併設したものとして、例えば、特許文献４においては、シールを二枚軸方向に配設してシール性能を高めている。また、シールの一方を簡単なシールとし、外部からの泥水等の進入の虞の多い側をシール性能の高く、二以上のシールからなるダストサイドリップ付オイルシールを用いたものが開示されている（例えば、特許文献５）。
【特許文献１】特開２００２−２５０３５３号公報
【特許文献２】特開２００２−０９８１６１号公報
【特許文献３】特開２００２−０４４９００号公報
【特許文献４】特公昭３７−８８５１号公報
【特許文献５】実用新案登録第２６０２８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の導電性グリースでは、高温回転時の油膜が確保出来ず、高温耐久性が不足するという問題があった。また、特許文献２の導電性シールでは、シールゴム材料の耐熱性が１００度程度であり、例えば、カーエアコン用電磁クラッチ用軸受の環境温度は最大温度１６０度に達し、かかる高温での使用ではゴムが硬化変形により初期の性能を維持出来ない問題があり、カーエアコンのコンプレッサーの電磁クラッチプーリー用軸受のような高温、高回転数（１０，０００ｒｐｍ前後に達する）では通電軸受は使用されていなかった。また、特許文献３の磁性流体での通電では、導電性磁性流体を用いるので構造が複雑で価格も高価であり、また、性能が劣り、ハードディスク用の振動の少ないものに用いられ、自動車用の部品のような過酷な条件に対してシール性能は期待できない。さらに、特許文献４及び５においては複数のシールを使用することが開示されているが、内外輪の通電を必要とする通電軸受に関しての応用については示唆も開示もされていない。
【０００４】
一方、従来のカーエアコンの電磁クラッチプーリーは、例えば、図４に示すように、エンジン動力が図示しないエンジンクランクプーリー、ベルトにより電磁クラッチプーリー３１に伝達される。伝達された駆動力をコンプレッサー３２の回転軸３３端部３３ａに形成された円盤３４と円盤に取り付けられたアーマチュア３５と電磁クラッチプーリー３１の端部に形成された摩擦板３６を電磁コイル（ヨーク）３７の電磁力により吸着させ、エンジン駆動力をコンプレッサー回転軸３３に伝達させてコンプレッサーを駆動するようにされている。コンプレッサー回転軸３３を囲むようにしてコンプレッサーカバー３８から突出した固定軸３８ａに内輪３を固定された軸受４０が設けられ、該軸受の外輪２が電磁クラッチプーリー３１の凹部３１ａに嵌合され、内輪３に対して電磁クラッチプーリー３１が回転支持可能にされている。電磁コイル３７は支持体４１を介して固定軸３８ａに固定され、支持体を経由して電源回路に接続され、さらに、電磁クラッチプーリー３１の凹部４２に隙間３７ａ，３７ｂ，３７ｃを設けた状態で非接触に挿入されている。このため電磁コイル３７の磁力が弱い、大きくなるという問題があった。そこで、電磁コイルを電磁クラッチプーリーと一体として磁力を高め磁気効率の高くする。あるいは小型化することが望まれていた。
【０００５】
本発明の課題は、前述した問題点に鑑みて、軸受の耐熱性や耐久性を有しながら、低コストで、耐久性もあり、軸受内部の通電可能な通電軸受を提供することである。さらには電磁コイルを電磁クラッチプーリーと一体とし、磁気効率のよいカーエアコンの電磁クラッチプーリー用の新たな通電軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明においては、ころがり軸受の外輪と内輪との間に、前記内外輪の軌道面及び前記内外輪の軌道面を転動する転動体の外側に設けられた第一のシールと、前記軌道面及び転動体を挟んで前記第一のシールとは反対側に設けられた第二のシールと、さらに前記第二のシールの外側に設けられた第三のシールと、を有しており、前記第一のシールと前記第二のシール間に潤滑用グリースが封入され、前記第二のシールと前記第三のシール間に導電性グリースが封入され、前記第二、第三のシールと、前記導電性グリースと、で前記内外輪が通電されている通電軸受を提供することにより、上記課題を解決した。即ち、第一のシールと第二のシールとの間、即ち軸受転動体転走部に軸受本来の耐久性、温度、性能を有する潤滑用グリースを封入し、軸受本来の耐久性等を確保する。一方、軸受転動体転走部から切り離して、第二のシールと第三のシールとの間に潤滑用グリースより耐熱、耐久性能は劣るが導電性の高い導電性グリースを封入し、内外輪間を導電性グリースを介して通電させ軸受本来の耐久性等とは別に通電機能を設けたのである。
【０００７】
導電性グリースの使用により、通電性能を上げられるが、さらに、シール自体も導電性があればよい。そこで、請求項２に記載の発明においては、前記第二、第三のシールの少なくともいずれか一方が、導電性金属部と導電性ゴム部とからなる導電性シールであり、前記導電性金属部が前記外輪又は内輪のいずれか一方に通電可能に固定され、前記導電性ゴム部が前記導電性金属部が固定される前記外輪又は内輪と反対側の内輪又は外輪に通電可能に摺接するようにされた通電軸受とした。第二、第三の両シールを導電性シールとするのがよいが、一方のみでもよい。第三のシールを導電性シールとし、第二のシールを一般のシールとすれば、第一のシールと第二のシール性能は従来と同様な耐熱性、耐久性を得られる。かかる構造のシールは従来の導電性シールと一般シール又は導電性シールを併設することにより容易に得ることができる。
【０００８】
一方、導電性グリースはできる限り、内外輪及び内外輪に電気的に接続される部分と高い導電性能を確保するために内外輪等に接触する部分を多くしたい。そこで、請求項３に記載の発明においては、前記第二、第三のシールは導電性金属部とゴム部を有し、前記第二のシールの導電性金属部が前記外輪又は内輪のいずれか一方に通電可能に固定され、前記第三のシールの導電性金属部が前記第二のシールが外輪に固定されている場合は内輪に、前記第二のシールが内輪に固定されている場合は外輪に通電可能に固定され、前記ゴム部は前記導電性金属部が固定される前記外輪又は内輪と反対側の内輪又は外輪、又は、前記相手側のシールの導電性金属部の摺接面に摺接するようにされ、前記導電性グリースが前記第二及び第三のシールの導電性金属部間を通電するようにされた通電軸受とするのがよい。即ち、例えば、第二のシールの導電性金属部を内輪に嵌着させ、第三のシールの導電性金属部を外輪に嵌着させ、内輪、第二のシールの導電性金属部、導電性グリース、第三のシールの導電性金属部、外輪と導電通路が形成されるようにすることにより、内外輪間の導電を確実にするようにした。さらに、前記ゴム部は通電可能な導電性ゴムとするのがより好ましいことはいうまでもない（請求項４）。
【０００９】
かかる通電軸受は、高温使用等に適している。特に、前述したカーエアコン用電磁クラッチ用軸受の環境温度は例えば最大温度１６０度に達する。そこで、請求項５に記載の発明においては、前記通電軸受はカーエアコンの電磁クラッチプーリーに嵌着され、前記第二、第三のシールはカーエアコン本体と反対側の軸端側に設けられた通電軸受とした。これにより、電食防止ができ、さらには、アースラインを通電軸受を用いて構成できる。また、通電側のシールをダブルリップシールと同様な構造とでき、外部からの塵埃等の進入も防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、第一のシールと第二のシールとの間に潤滑用グリースを封入し、軸受本来の耐久性等を確保し、第二のシールと第三のシールとの間に導電性グリースを封入し、通電機能を設けるようにしたので、高温、高速度での使用であっても、従来と同様の耐熱性、耐久性等に加え、さらに通電機能を得られ、種々の用途において電食を防止し、あるいは、通電路を形成できる通電軸受を提供するものとなった。また、前述した磁性流体を使用する必要もなく低コストである。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明においては、第二、第三のシールの少なくともいずれか一方を導電性シールとし通電軸受としたので、より高い通電性能を得られる。また導電性シールは従来のものを使用できるので、設計、製作も容易である。さらに、請求項３及び４に記載の発明においては、それぞれ内外輪に電気的に接続された第二、第三のシールの金属部間に導電性グリースを介在させるようにして通電させ、さらにはゴム部を導電性ゴムとして、内外輪間の導電を確実にするようにしたので、より高い通電性能を得られ、電食防止や低電流の回路に限らず、比較的電流の大きな電気経路を形成可能となる。
【００１２】
さらに、本発明の通電軸受は高温での軸受性能を維持しながら通電を可能としたので、従来耐熱耐久性に問題があったカーエアコン電磁クラッチ部位への使用も可能となり、請求項５に記載の発明においては、通電軸受をカーエアコンの電磁クラッチプーリーに嵌着し、第二、第三のシールをカーエアコン本体と反対側の軸端側に設け、電食を防止し、さらには、電気回路を構成することができ、外部からの塵埃等の進入も防止できるので、電磁効率のよいカーエアコンの電磁クラッチプーリーを提供できるものとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第一の実施の形態について図を参照して説明する。図１は本発明の第一の実施の形態を示す単列ボール軸受タイプの通電軸受の縦断面図である。本発明の第一の実施の形態においては単列のボールベアリングに３個のシールを設けたものである。図１に示すように、通電軸受１は、外輪２、内輪３、ボール（転動体）４、保持器５から構成され、さらに、外輪と内輪との間に、内外輪の軌道面３ａ，２ａを転動するボールの外側に第一のシール６と、第二のシール７とが設けられている。さらに第二のシール７の外側に第三のシール８が設けられている。第一乃至第三のシールは円盤状に形成され、第一及び第二のシールはその外周側は心材を兼ねた金属部６ａ，７ａとされ、金属部の内周側、あるいは金属を覆うようにして、ゴムからなるリップ部６ｂ，７ｂが形成されている。外周側６ａ，７ａは外輪内周２ｄに設けられたシール溝２ｂ，２ｃに嵌着され、リップ部６ｂ，７ｂは内輪外周３ｄの摺動面３ｂ，３ｃを摺動するようにされている。第三のシール８はその外周側８ａは心材を兼ねた導電性の金属部１０とされ、金属部の内周側に導電性ゴム部１１が設けられ先端にリップ部８ｂが形成されている。第二のシール７のシール溝２ｃの外側にさらに第三のシール溝２ｅが設けられており、第三のシールの外周側８ａは外輪内周２ｄに設けられた第三のシール溝２ｅに嵌着され、リップ部８ｂは内輪外周３ｄの摺動面３ｅを摺動するようにされている。さらに、第一のシール６と第二のシール７間に潤滑用グリース１２が封入され、第二のシールと第三のシール８間に導電性グリース１３が封入されている。
【００１４】
かかる通電軸受１によれば、軸受の耐熱性、耐久性は、従来と同様の第一のシール６と第二のシール７、及び第一、第二のシール間に設けられた潤滑用グリース１２により従来と同様の性能を確保できる。さらに、第二のシール７と第三のシール８との間に封入された導電性グリース１３により内輪３及び外輪２が通電される。また、第三のシール８の導電性金属部１０、導電性ゴム部１１により、さらには導電性グリース１３の導電性金属部、導電性ゴム部への接触により、内輪３及び外輪２が通電され、従来の耐熱性、耐久性を有しながら通電可能な軸受を提供できる。また、外輪２又は内輪３とボール４の間には，潤滑用グリース１２により油膜が形成されるため通電せず，スパークによる電食は発生しない。さらに、高温や経年変化で導電性ゴム部１１が硬化変形しても，内部に充填されている導電性グリース１３が機能し通電を維持できる。なお、使用条件により第二、第一のシールを導電性シールとしてもよいことはいうまでもない。また、シール形状も一般的なものが使用できる。
【００１５】
本発明の第二の実施の形態について図を参照して説明する。図２は本発明の第二の実施の形態を示す複列ボール軸受タイプの通電軸受の縦断面図である。本発明の第二の実施の形態においては、例えば、自動車のハブ用車軸用やカーエアコンの電磁クラッチプーリー用の複列のボールベアリングに単リップ形のシールとボックス形シールを設けたものである。なお、図１と同様の部分については同符号を付し説明の一部を省略する。図２に示すように、第一のシール６は図１と同様に円盤状に形成され外周側は心材を兼ねた金属部６ａとされ、金属部の内周側、あるいは金属を覆うようにして、ゴムからなるリップ部６ｂが形成されている。一方、第二と第三のシールは環状に形成され、ボックス形シール１８として一体に組み立てられている。第二のシール７′は断面が逆Ｌ字形の長辺を外周部とする導電性金属部１０と、金属部の短辺の内径側端で一体に形成されたリップ部１１とから構成され、金属部の長辺の外周１０ａが外輪２の内周２ｄに嵌着されている。第三のシール８′は断面が逆Ｌ字形の長辺を内周部とする導電性金属部１０と、金属部の短辺の外径側端で一体に形成されたリップ部１１とから構成され、金属部の長辺の内周１０ｂが内輪３の外周３ｄに嵌着されている。第二、第三のシールのリップ部１１はその先端が二つに分かれたダブルリップとされ、第二のリップ部先端１１ａは第三の金属部の長辺の外周に設けられた摺接面１０ｄに摺接するようにされ、第三のリップ部先端１１ｂは第二の金属部の長辺の内周に設けられた摺接面１０ｃに摺接するようにされており、第一及び第二のシール７′，８′とでボックス形シール１８を形成している。さらに、第一のシール６とボックス形シール１８の内側、即ち第二のシール７′との間に潤滑用グリース１２が封入され、ボックス形シール内、即ち、第二のシール７′と第三のシール８′間に導電性グリース１３が封入されている。
【００１６】
かかる通電軸受１′によれば、前述したと同様の従来と同様の耐熱、耐久性を保持し、導電性の良好な通電軸受を提供できる。さらに、リップ部先端１１ａ，１１ｂを相手側長辺の摺接面１０ｃ、１０ｄとしたので、導電性グリース１３は直接互いの導電性金属部１０に接触するので良好な通電性能を確保できる。リップ部１１を短辺側１１ｅ，１１ｆに摺接するようにすると両導電性金属間に封入される導電性グリースの量が減るので、摺接面は長辺側に設けるのが好ましい。なお、リップ部１１は導電性ゴムが好ましいことはもちろんである。これによれば従来のボックス形シールと同様の取り扱い、使用が可能となり、電食を防止、さらには電気回路の確保が可能である。
【００１７】
本発明の第三の実施の形態について図を参照して説明する。図３は本発明の第三の実施の形態を示すカーエアコン用の電磁クラッチ及びコンプレッサの縦断面説明図である。本発明の第三の実施例においては、第二の実施の形態で述べた通電軸受をカーエアコン電磁クラッチに使用した例である。図２と同様の部分については同符号を付し説明の一部を省略する。図３において、従来例で述べたように、エンジン動力が図示しないエンジンクランクプーリー、ベルトにより電磁クラッチプーリー３１に伝達される。伝達された駆動力を本体（コンプレッサー）３２の回転軸３３端部３３ａに形成された円盤３４と円盤に取り付けられたアーマチュア３５と電磁クラッチプーリー３１の端部に形成された摩擦板３６を電磁コイル（ヨーク）３７の電磁力により吸着させ、エンジン駆動力をコンプレッサー回転軸３３に伝達させてコンプレッサーを駆動するようにされている。コンプレッサー回転軸３３を囲むようにしてコンプレッサーカバー３８から突出した固定軸３８ａに内輪３を固定された第二の実施の形態で述べた通電軸受１′が設けられ、この通電軸受の外輪２が電磁クラッチプーリー３１の凹部３１ａに嵌合され、内輪３に対して電磁クラッチプーリー３１が回転支持可能にされている。
【００１８】
特に、電磁コイル３７は固定軸３８ａではなく、電磁クラッチプーリー３１の凹部４２に挿入固定されている。さらに電磁コイル３７のプラス端子が回転ブラシ４３を経由して図示しない電気回路に接続されている。一方、電磁コイル３７のマイナス端子は導電性を有するプーリー３１にアースされ、さらに、プーリーを介して通電軸受１′の外輪２に導通するようにされている。
【００１９】
かかる構造のカーエアコン電磁クラッチ２０においては、電磁コイル３７への電源の供給は、図示しない電源回路からブラシ４３を通じ電磁コイル３７、プーリー３１、通電軸受１′の外輪２、導電性シールであるボックス形シール１８、内輪３、固定軸３８ａを経由して図示しない電源回路に戻る電気回路が構成できる。また、外輪２又は内輪３とボール４の間には、潤滑用グリース１２により油膜が形成されるため通電せず、スパークによる電食も発生しない。さらに、電磁コイル３７をプーリー３１に密着固定できるので、図４で示したコイルとプーリのすきま３７ａ，３７ｂ，３７ｃを無くして小型化ができ、さらに磁気効率を高めることができる。さらに、軸端３３ａ側にボックス形シール１８を設けるので外部からの塵埃等の進入も防止でき、本体（コンプレッサー）３２側からの熱の影響も少ない。
【００２０】
なお、通電軸受を第一の実施の形態で示したような単列通電軸受を互いに背面になるように２個配置し、互いに絶縁状態となるようにすれば、ブラシに代えて、２個の通電軸受によりプラス・マイナスを備えた電気回路を構成できる。また、実施の形態においてはボール軸受について説明したが、円筒ころ、円錐ころ、ニードル軸受等のころがり軸受に適用できる。また、シールのゴム部はリップ形の摺接シールタイプの場合について述べたが、ラビリンスシールでも適宜応用できる。また、導電性シールは片側のみでなく両側に構成してもよい。さらに、高温、高速回転の電磁クラッチ用に限らず種々の用途の通電軸受に使用できることはいうまでもない。
【００２１】
また、潤滑用グリースはころがり軸受に一般に使用されるものでよい。また、導電性グリースは増ちょう剤にカーボンを含んだグリース、例えば協同油脂マルテンプＥＬＫ（商品名）、あるいはポリグリコール系合成油グリース、例えば協同油脂マルテンプＡＣ−Ｊ（商品名）等がよく知られている。また、導電性ゴムはカーボンを含んだゴムが多く用いられている。金属部は、銅、真鍮、鋼板等の金属材料を使用すればよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の潤滑用グリース、導電性グリース、金属材料が使用されることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一の実施の形態を示す単列ボール軸受タイプの通電軸受の縦断面図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態を示す複列ボール軸受タイプの通電軸受の縦断面図である。
【図３】本発明の第三の実施の形態を示すカーエアコン用の電磁クラッチ及びコンプレッサの縦断面説明図である。
【図４】従来のカーエアコン用の電磁クラッチ及びコンプレッサの縦断面説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１、１′    通電軸受
２    外輪
２ａ  外輪軌道面
２ｄ  外輪内周
３    内輪
３ｂ  内輪軌道面
３ｄ  内輪外周
４    転動体（ボール）
５    保持器
６    第一のシール
７、７′    第二のシール
８、８′    第三のシール
１０  導電性金属部
１０ａ、１０ｂ  摺接面
１１  導電性ゴム部
１２  潤滑用グリース
１３  導電性グリース
１８  ボックス形シール
２０  カーエアコンの電磁クラッチ
３１  プーリー
３２  本体（コンプレッサー）
３３ａ  軸端部
３７  電磁コイル
【図１】
2005083442.tif 000003
【図２】
2005083442.tif 000004
【図３】
2005083442.tif 000005
【図４】
2005083442.tif 000006