(57)【要約】【課題】  防錆油等の油が残存する軸体に環体を圧入した際に十分な嵌合力を確保することのできる軸体と環体の結合構造を提供する。【解決手段】  軸体２０を環体１０３に圧入する際に、軸体２０の外表面に設けた凹部（**）が、軸体２０と環体１０３の嵌め合い部２１に残存している油を掻き取ると共に収容する。このとき、十分な嵌合力を得るためには、軸体２０と環体１０３との嵌め合い部２１に一定以上の接触面積を確保する必要があるので、軸体２０の外表面に対する凹部２２の占める割合を２０〜４０％とする。これにより、軸体２０を環体１０３に圧入した際に、十分な嵌合力を確保して引抜力の向上を図ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
嵌め合い部に油が残存する軸体と環体を圧入により結合させる軸体と環体の結合構造であって、
前記嵌め合い部における前記軸体の外表面に、圧入時に前記油を収容する凹部を設け、前記軸体の外周に対して前記凹部の占める割合が２０〜４０％となるようにしたことを特徴とする軸体と環体の結合構造。
【請求項２】
前記環体が、回転部材取付用シートであることを特徴とする請求項１に記載した軸体と環体の結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軸体と環体の結合構造に係り、例えば、自動車に用いられるウォーターポンプ軸受の軸に、プーリー取付用のプーリーシートを結合させることができる軸体と環体の結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、軸体と環体の結合構造としては、例えばウォーターポンプ軸に適用されるものが開示されている（例えば特許文献１参照）。
図５に示すように、この軸体５０と環体（図示せず）の結合構造では、軸体５０の外周面５１と環体の孔部内周面との少なくとも一方に凹部５２を設け、環体５０の圧入時に凹部５２のエッジで嵌めあい面に残留する防錆油の油膜を遮断して油膜を掻き取るようにしている。
しかしながら、特許文献１に開示された軸体５０と環体の結合構造では、凹部５２の後方部分の油膜が掻き取られなくなる。このため、この部分で嵌挿摩擦の状態となり、圧入が進められると「かじり」が生じて圧入作業が困難となるという不具合を生じる場合がある。
【０００３】
そこで、図６に示すような軸体と環体の結合構造が考えられた（例えば特許文献２参照）。
図６および図７に示すように、この軸体と環体の結合構造１１０は、例えばウォーターポンプ１００に用いられるものがある。ウォーターポンプ１００では、ポンプハウジング１０１は図示しないエンジンブロックに取付けられ、このポンプハウジング１０１の孔部に軸体と環体の結合構造１１０が用いられている。すなわち、軸受装置１１１の外輪１１２はポンプハウジング１０１の孔部に取付けられ、ポンプ軸１１３が内輪として回転自在に支持されている。ポンプ軸１１３の一方の端部（図７において右端）にはポンプロータ１０２が、他方の端部（図７において左端）にはプーリーシート１０３がそれぞれ圧入固定されている。
【０００４】
図７に示すように、軸受装置１１１では、長筒状の外輪１１２と、外輪１１２の一端側とポンプ軸１１３との間に配置され、保持器１１４により円周方向に等間隔に保持されている複数のボール１１５と、外輪１１２の他端側とポンプ軸１１３との間に配置され保持器１１６により円周方向に等間隔で保持されている複数の円筒ころ１１７を有している。
ポンプ軸１１３の一端には、軸心に対して傾斜した断面略Ｖ字形状の複数本の溝１１８が、互いに平行に周方向に不連続に設けられている。これにより、圧入過程では、溝１１８のエッジにより若干の油掻き取りがあるが、隣り合う溝１１８の間に平滑面を存在させているので、はめあい面の全域にわたって連続する油膜が残留されて境界摩擦の状態で円滑に圧入が行われるようにしている。
【特許文献１】実開昭６３−１１５９２６号公報（図５）
【特許文献２】実公平７−８９１４号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ポンプ軸１１３とプーリーシート１０３との嵌め合い構造において、ポンプ軸１１３の防錆上の観点から表面に塗布されている防錆油が残留すると、ポンプ軸１１３とプーリーシート１０３との間に油膜が残って、十分な嵌合力を得られない場合がある。一方、溝１１８を増やして掻き取ることができる油量を増加させると、ポンプ軸１１３とプーリーシート１０３との接触面積の低下から、十分な嵌合力が得られない場合が生じるという不都合があった。
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、防錆油等の油が残存する軸体に環体を圧入した際に十分な嵌合力を確保することのできる軸体と環体の結合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために、本発明に係る軸体と環体の結合構造は、嵌め合い部に油が残存する軸体と環体を圧入により結合させる軸体と環体の結合構造であって、前記嵌め合い部における前記軸体の外表面に、圧入時に前記油を掻き取って収容する凹部を設け、前記軸体の外周に対して前記凹部の占める割合が２０〜４０％となるようにしたことを特徴としている。
【０００８】
このように構成された軸体と環体の結合構造においては、軸体を環体に圧入する際に、軸体の外表面に設けた凹部が、軸体と環体の嵌め合い部に残存している油を掻き取ると共に収容する。このとき、十分な嵌合力を得るためには、軸体と環体との嵌め合い部に一定以上の接触面積を確保する必要があるので、軸体の外表面に対する凹部の占める割合を２０〜４０％とする。これにより、軸体を環体に円滑に圧入した際に、十分な嵌合力を確保して引抜力の向上を図ることができる。
【０００９】
また、本発明に係る軸体と環体の結合構造は、前記環体が、回転部材取付用シートであることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された軸体と環体の結合構造においては、軸体に回転部材取付用シートを確実に取付けることができるので、例えばプーリーのような回転部材を十分な嵌合力をもって軸体に取付けることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来のような十分な嵌合力を得ることができない場合があるという問題を解消でき、防錆油等の油が残存する軸体に環体を圧入した際に十分な嵌合力を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る軸体と環体の結合構造の実施形態としての軸受装置を示す一部断面の正面図、図２（Ａ）〜（Ｃ）は凹部の断面形状を例示する断面図、図３はポンプ軸の外周に対する凹部の割合と、嵌合力との関係を示すグラフ、図４ポンプ軸の外周に対する凹部の割合と嵌合力との関係における各要素の関係を示すグラフである。なお、前述した従来技術におけるウォーターポンプ１００（図６参照）の各部と共通する部材には同じ符号を付して、重複する説明は省略することとする。
【００１３】
図１には、軸体と環体の結合構造として、ウォーターポンプ１００（図５参照）に使用される軸受装置１０が示されている。この軸受装置１０では、内輪を構成する軸体としてのポンプ軸２０と、長筒状の外輪３０とを有している。外輪３０の一端（図１において右端）とポンプ軸２０との間には、保持器３１によりボール３２が円周方向に等間隔位置において回転自在に保持されている。また、外輪３０の他端（図１において左端）とポンプ軸２０との間には、保持器３３により円筒ころ３４が円周方向に等間隔位置において回転自在に保持されている。従って、ポンプ軸２０は外輪３０によって、相対的にスムーズに回転可能に支持されることになる。
なお、前述したように、一方はボール３２、他方は円筒ころ３４を設ける構造のほか、両方ともボール３２を用いても良いし、あるいは両方とも円筒ころ３４を用いるようにしても良い。
【００１４】
環体としてのプーリーシート１０３（図６参照）との間に形成される嵌め合い部２１であるポンプ軸２０の外表面２０ａには、通常、防錆油等の油が残存している。このため、残存している油を圧入時に掻き取ると共に、掻き取った油を収容するために、軸方向に延伸される幅Ｗ（図２参照）の凹部２２が全周にわたって、所定の間隔で複数個設けられている。
【００１５】
図２（Ａ）〜（Ｃ）には、凹部２２の断面形状が例示されている。図２（Ａ）に示す凹部２２は、角度θのＶ字状の溝であり、底部は半径Ｒの円弧２２ａとなっている。また、図２（Ｂ）に示す凹部２２は、角度θのＶ字状の溝であり、平坦な底部２２ｂを有している。また、図２（Ｃ）に示す凹部２２は、角度θのＶ字状の溝であり、半径Ｒの円弧状の底部２２ｃを有している。いずれの断面形状でも適用可能であるが、凹部２２の肩部２３は、ポンプ軸２０とプーリーシート１０３との間に残存する油を掻き取るため、エッジを有する形状とするのが良い。また、掻き取る油を全て収容できる断面積を有する形状および寸法とする。
【００１６】
図３には、嵌め合い部２１である図１中Ａ−Ａ位置におけるポンプ軸２０の外周に対する凹部２２（幅Ｗ）の割合と、圧入により得られる嵌合力との関係が示されている。また、図４には、嵌め合い部２１におけるポンプ軸２０とプーリーシート１０３との接触面積と嵌合力との関係、および残存する防錆油の量と嵌合力との関係が示されている。
【００１７】
すなわち、凹部２２の割合が１０％〜２０％の範囲では、凹部２２の割合の増加に伴って掻き取って収容することのできる油量が増加することから、接触面積の低下の影響よりもポンプ軸２０とプーリーシート１０３との密着度が増す効果が大きく、嵌合力が増加する。また、２０〜４０％の間では、掻き取って収容する油量の増加の効果と、凹部２２の割合の増加による接触面積の減少の影響とが釣り合うため、嵌合力は略一定となる。そして、４０％を超えると、凹部２２の増加に伴う接触面積の減少の影響が大きくなり、嵌合力は低下することがわかった。このため、凹部２２の占める割合は、ポンプ軸２０の外周に対して２０〜４０％の割合となるように設定する。
【００１８】
以上、前述した軸体と環体の結合構造によれば、嵌め合い部２１において掻き取って収容することができる残存油量の増加と、凹部２２の形成により減少するポンプ軸２０とプーリーシート１０３との接触面積の減少との釣り合いを図ることができ、嵌合力の増加を図ることができる。
【００１９】
なお、本発明の軸体と環体の結合構造は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
例えば、前述した実施形態において、軸体と環体の結合構造としてウォーターポンプに用いられる軸受装置１０を例示したが、その他の軸受装置にも適用可能である。
【００２０】
また、前述した実施形態においては、凹部２２を軸方向に平行に設けた場合について説明したが、軸方向に傾けて平行に設けることも可能である。
さらに、前述した実施形態において示した凹部２２の断面形状は例示であり、これに限定されるものではない。
そして、前述した実施形態では、プーリーシートを用いた構造を例示したが、本発明はプーリーシートを用いないプーリー直結型の構造にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る軸体と環体の結合構造の実施形態としての軸受装置を示す一部断面の正面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、凹部の断面形状を例示する断面図である。
【図３】ポンプ軸の外周に対する凹部の割合と、嵌合力との関係を示すグラフである。
【図４】ポンプ軸の外周に対する凹部の割合と嵌合力との関係における各要素の関係を示すグラフである。
【図５】従来の軸体と環体の結合構造を示す断面図である。
【図６】従来の軸体と環体の結合構造である軸受装置を適用したウォーターポンプを示す断面図である。
【図７】従来の軸体と環体の結合構造としての軸受装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  軸受装置（軸体と環体の結合構造）
２０  ポンプ軸（軸体）
２０ａ  外表面
２１  嵌め合い部
２２  凹部
１０３  プーリーシート（環体、回転部材取付用シート）
【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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【図７】
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