(57)【要約】【課題】組立性に優れ、ベルト負荷能力に優れ、ベルト案内を安定して行うことができるプーリユニットを提供すること。【解決手段】本プーリユニット１０は、プーリ１１と、プーリ１１をエンジンブロック（固定部材）１３に取り付けたボルト１４に支持する複列転がり軸受１２とを備え、複列転がり軸受１２は、プーリ１１の内径面に嵌合し内径面に複列の軌道部１５ａ，１５ｂを備えた外輪１５を有し、ボルト１４の外径面に複列の軌道部１５ａ，１５ｂに対向する複列の軌道部１４ａ，１４ｂを設けてボルト１４を複列の軌道部１４ａ，１４ｂを備えた内輪とした構成。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プーリと、このプーリを固定部材に取り付けたボルトに支持する転がり軸受とを備えたプーリユニットにおいて、
上記転がり軸受が、外径面がプーリの内径面に嵌合し内径面に複列の外輪軌道部が形成されている単一の外輪を有し、かつ、ボルトの外径面に上記複列の外輪軌道部に対向する複列の内輪軌道部を設けて該ボルトを単一の内輪として備え、これら単一の外輪と内輪それぞれの複列の軌道部間に複数の転動体が転動自在に配置されて複列転がり軸受の構成とされている、ことを特徴とするプーリユニット。
【請求項２】
プーリが、外径面にベルト案内面を備える外径側筒部と、内径面に前記外輪が嵌合される内径側筒部と、上記両筒部を連結する連結部とを備え、内径側筒部の側端に半径方向内向きに環状に延びる鍔部を設け、この鍔部の内径端がボルトの外径面にシール隙間を隔てて対向している、ことを特徴とする請求項１に記載のプーリユニット。
【請求項３】
プーリと、このプーリを固定部材に取り付けたボルトに支持する転がり軸受とを備えたプーリユニットにおいて、
上記転がり軸受が、上記プーリの内径面に複列の外輪軌道部が形成され、かつ、ボルトの外径面に上記複列の外輪軌道部に対向する複列の内輪軌道部を設けて該ボルトを単一の内輪として備え、プーリと内輪それぞれの複列の軌道部間に複数の転動体が転動自在に配置されて複列転がり軸受の構成とされている、ことを特徴とするプーリユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン側と補機側との間に介装したベルトにより自動車エンジンの回転動力を補機に伝動したり補機よりの駆動力をエンジン側に伝動したりするベルト伝動装置において、それらエンジン側と補機側との間に介在してベルトを案内するプーリユニットに関する。自動車の補機にはウォーターポンプ、オルタネータ、パワーステアリング用ポンプ、空調機用のコンプレッサ等がある。補機にはエンジンのスタータモータがあり、スタータモータの回転動力をベルトを介してエンジンに伝動する。
【背景技術】
【０００２】
プーリユニットは、ベルト伝動装置におけるベルト伝動経路内に配置されたベルトを案内するようになっている。このようなプーリユニットにおいては、プーリをボルトに支持するのに、２つの単列転がり軸受を用いてボルトに支持するものと、１つの単列転がり軸受を用いて支持するものとがある。
【０００３】
図５で示すプーリユニット５０は、プーリ５１と、このプーリ５１をエンジンブロック５２のねじ孔５２ａに取り付けたボルト５３に回転自在に支持する２つの単列転がり軸受５４，５５とを備え、両単列転がり軸受５４，５５をボルト５３の頭部とスペーサ５６との間に位置決めしている。（特許文献１参照）。図５で示すプーリユニット５０においては、プーリユニットの組立性向上のために一般に両単列転がり軸受５４，５５それぞれの内輪５４ａ，５５ａの内径面とボルト５３の外径面とがルーズに嵌め合わされている。そのため、ユーザーがエンジンブロック５２のねじ孔５２ａにボルト５３を固定し、このボルト５３に両単列転がり軸受５４，５５を組み付けるときに一方の内輪５４ａ，５５ａあるいは両内輪５４ａ，５５ａが半径方向に位置ずれし、その位置ずれした状態でボルト５３とスペーサ５６との間に固定されて組立てられてしまう場合がある。また、両内輪５４ａ，５５ａが位置ずれせずに組立てることができたとしてもその後のベルト案内動作におけるベルトの過負荷等により一方の内輪５４ａ，５５ａあるいは両内輪５４ａ，５５ａが共に正規の装着位置から位置ずれする状態になりやすい。このように内輪が位置ずれした状態でベルト案内した場合、ベルトが傾いて案内され往々にしてベルトとプーリ５１との間に滑りが生じてベルトがプーリ５１を擦るような不快な音が発生したりプーリ５１からの過大面圧を受けて軸受剥離が発生するという課題がある。
【０００４】
図６で示すプーリユニット６０は、段付き軸状のボルト６１の大径部に１つの単列転がり軸受６２を介してプーリ６３を取り付けたものである（特許文献２参照）。図６で示すプーリユニット６０においては、１つの単列転がり軸受６２でベルト負荷を受けるために、図５で示すプーリユニット５０のような内輪の半径方向の位置ずれといった課題およびそれに付随して発生する課題はないものの、同一のベルト幅のベルトを案内する場合、相対的に軸受の幅寸法に対してプーリ１１の幅寸法が大きくなるためにベルト案内中に負荷され得るベルトからの僅かな偏荷重でもプーリ６１を介して転がり軸受６２には比較的過大なモーメント荷重として作用して、転がり軸受６２がそのモーメント荷重により外輪、転動体、内輪が偏摩耗され易くなって、軸受性能が早期に低下しベルト案内が不安定となる。さらには、単列転がり軸受が１つであるから２つの場合と比較してベルト負荷容量が低くなり、その分、プーリユニットの寿命が短くなるという課題がある。
【特許文献１】特開２００２−１８１１６７号公報
【特許文献２】特開平９−１８４５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は、組立性に優れ、ベルト負荷能力に優れ、ベルト案内を安定して行うことができるプーリユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるプーリユニットは、プーリと、このプーリを固定部材に取り付けたボルトに支持する転がり軸受とを備えたプーリユニットにおいて、上記転がり軸受が、外径面がプーリの内径面に嵌合し内径面に複列の外輪軌道部が形成されている単一の外輪を有し、かつ、ボルトの外径面に上記複列の外輪軌道部に対向する複列の内輪軌道部を設けて該ボルトを単一の内輪として備え、これら単一の外輪と内輪それぞれの複列の軌道部間に複数の転動体が転動自在に配置されて複列転がり軸受の構成とされていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によると、プーリをボルトに支持する転がり軸受を複列転がり軸受の構成となし、かつ、当該複列転がり軸受を単一の外輪とボルトで兼用された単一の内輪とで構成したので、従来のごとく２つの単列転がり軸受を並設した場合に内輪内径面とボルト外径面との間のルーズな嵌合により組立に際して両内輪が位置ずれするという組立上の課題を解決することができるとともに、プーリとボルトとの間に１つの単列転がり軸受を組み込んだ場合にベルト負荷容量の低下、不安定なベルト案内という課題を解決することができたものとなる。
【０００８】
上記プーリにおいては、当該プーリを外径面にベルト案内面を備える外径側筒部と、内径面に前記外輪が嵌合される内径側筒部と、両筒部を連結する連結部とにより構成し、内径側筒部の側端に半径方向内向きに環状に延びる鍔部を設け、この鍔部の内径端をボルトの外径面にシール隙間を隔てて対向させていることが好ましい。こうしたシール隙間を設けると、プーリを複列転がり軸受でボルトに支持するために該複列転がり軸受の軸方向の配置スペースが狭くなる場合、上記鍔部をシールド代用となして軸受外に設けられるシールドを省略してその配置スペースを確保することができる。
【０００９】
なお、ボルトを固定する固定部材を例えばエンジンブロックの壁面となし、この壁面とプーリの鍔部の外側面とを僅かな隙間とし、この隙間と上記シール隙間とによりラビリンスシール隙間とすることができる。
【００１０】
本発明のプーリユニットは、プーリの種類に限定されるものではない。例えば、エンジンのクランクシャフトに取り付けられたクランクプーリ、エンジンの周辺に取り付けられた各補機それぞれに取り付けられたプーリ、スタータモータに取り付けられたプーリをベルトで連結してベルト伝動系を構成し、このベルト伝動系内にベルト張力を調整するためのテンションプーリ、アイドラプーリを介装したベルト伝動システムがある。このシステムにおいては、スタータモータによりベルトを介してエンジンを始動させ、エンジン始動後はエンジンによってベルトを介して各補機を駆動するようになっている。また、エンジン周辺のベルト伝動系だけではなく、他の機械や装置においても複数のプーリをベルトで連結するベルト伝動システムがある。本発明のプーリユニットはこのようなプーリを備えたプーリユニットに適用することができる。
【００１１】
上記複列転がり軸受は、その種類に限定されず、複列の玉軸受や複列のころ軸受を含むものである。
【００１２】
また、上記複列転がり軸受は、両列の転動体の仕様が同一の場合、異なる場合も含むものである。
【００１３】
また、上記転がり軸受は、外輪の内径面に設けた複列の外輪軌道部それぞれの軌道径が各列で同一の場合、異なる場合、ボルトで代用される内輪の外径面に設けた複列の内輪軌道部それぞれの軌道径が同一の場合、異なる場合を含むものである。
【００１４】
また、上記固定部材は、ボルトを固定し、ボルトにプーリを取り付ける部材であればよく、エンジンブロックに限定されない。
【００１５】
また、プーリユニットの複列転がり軸受の外輪軌道部をプーリの内径面に設けて複列転がり軸受の外輪をプーリで代用して当該外輪を省略することが好ましい。この外輪の削減により、組立部材数の削減、プーリユニットの寸法小型化等を図ることができるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、優れた組立性、高いベルト負荷容量、高安定なベルト案内を得ることができるプーリユニットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るプーリユニットを詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１によるプーリユニットの断面図、図２は同プーリユニット要部の拡大断面図である。これらの図に示すプーリユニット１０は、プーリ１１と、深溝型の複列転がり軸受１２と、エンジンブロック１３のねじ孔１３ａに螺着固定したボルト１４とを備える。複列転がり軸受１２は、プーリ１１の内径面に嵌合した外輪１５を備える。外輪１５は外径面がプーリ１１の内径面に嵌合しその内径面に複列の外輪軌道部１５ａ，１５ｂを形成している。ボルト１４はその外径面に複列の外輪軌道部１５ａ，１５ｂに対向する複列の内輪軌道部１４ａ，１４ｂを備える。複列の外輪軌道部１５ａ，１５ｂと複列の内輪軌道部１４ａ，１４ｂとの間に保持器１６ａ，１６ｂに保持した各列の転動体（玉）１７ａ，１７ｂを転動自在に配置している。外輪１５とボルト１４の軸方向両側に接触シール１８ａ，１８ｂを配置して軸受内部を潤滑するためのグリースを密封し、軸方向一方にシールド２１を配置して泥水等の侵入を防止している。
【００１９】
以上の構成においては、複列転がり軸受１２は、ボルト１４を単一の内輪の代用として用いる。
【００２０】
プーリ１１は、軸方向円筒状に延び外径面がベルト案内面となる外径側筒部１１ａと、外径側筒部１１ａの内径側を軸方向円筒状に延び内径面に複列転がり軸受１２の外輪１５が嵌合される内径側筒部１１ｂと、外径側筒部１１ａと内径側筒部１１ｂとをそれらの軸方向一方側端部で連結する環状の連結部１１ｃと、内径側筒部１１ｂの軸方向他方の自由端部から半径方向内向きに環状に延びる鍔部１１ｄとを備える。プーリ１１は、その素材に限定されないが、ベルト１９を外径側筒部１１ａのベルト案内面との摩擦係合で案内し得る素材であればよく、例えば金属板のプレス成形品であってもよく、また、樹脂成形品であってもよい。
【００２１】
外輪１５の外径面を上記のようにプーリ１１の内径側筒部１１ｂの内径面に嵌合し、外輪１５の内径面に複列の外輪軌道部１５ａ，１５ｂを形成する。ボルト１４は先端に小径のねじ軸部１４ｃを備え他端側に六角レンチ孔１４ｄを有し大径の胴部１４ｅの外径面に外輪１５の複列の外輪軌道部１５ａ，１５ｂに半径方向で対向する複列の内輪軌道部１４ａ，１４ｂを設ける。ボルト１４はこの複列の内輪軌道部１４ａ，１４ｂにより複列転がり軸受１２の内輪を構成する。上記外輪軌道部１５ａ，１５ｂと内輪軌道部１４ａ，１４ｂとの間に各列の保持器１６ａ，１６ｂそれぞれに保持した転動体１７ａ，１７ｂを転動自在に配置する。
【００２２】
実施の形態１のプーリユニット１０は以下の構成を有することに特徴がある。すなわち、実施の形態１では、ボルト１４がプーリユニット１０のエンジンブロック１３への取り付け用であると同時に複列転がり軸受１２の内輪を兼用している。プーリ１１の内径側筒部１１ｂの側端に半径方向内側に延びて外輪１５の軸方向の位置決めをする環状の鍔部１１ｄを設けている。この鍔部１１ｄの内径端をボルト１４の外径面にシール隙間２０を隔てて対向させている。このシール隙間２０は軸方向他方のシールドとして機能しエンジンブロック１３周りの泥水や砂塵等の侵入を防止する。
【００２３】
以上の構成により、実施の形態１のプーリユニット１０では、１つの単列転がり軸受ではなく複列転がり軸受１２によりプーリ１１をボルト１４に支持するので、プーリ１１を安定して支持することができ、さらに、ボルト１４を複列転がり軸受１２の内輪に兼用したので、２つの単列転がり軸受のように内輪の位置ずれがなくなり、ベルト１９の傾動が解消され、ベルト１９から異音が発生したりするなどの不具合がない。
【００２４】
以上のように実施の形態１のプーリユニット１０においては、複列転がり軸受１２によりプーリ１１を支持し、かつ、ボルト１４を複列転がり軸受１２の内輪に兼用したので、組立性に優れたものとなるとともに、ベルト負荷容量も大きく確保することができ、ベルトを安定して案内することができるものとなる。
【００２５】
特に、実施の形態１のプーリユニット１０では、プーリ１１の内径側の鍔部１１ｄとボルト１４とを半径方向に微小なシール隙間２０をあけて離間させたので、当該軸受を軸方向他方からシールドすることができる。この隙間はエンジンブロック１３の壁面と鍔部１１ｄとの対向面と共にラビリンスシール隙間とすることができるようにしてもよい。
【００２６】
（実施の形態２）
図３を参照して本発明の実施の形態２に係るプーリユニット１０を説明すると、実施の形態２のプーリユニット１０においては、プーリ１１を外径側筒部１１ａと、内径側筒部１１ｂと、外径側筒部１１ａと内径側筒部１１ｂとを軸方向中央側で連結する環状の連結部１１ｃと、内径側筒部１１ｂの軸方向一端側から半径方向内向きに環状に延びる鍔部１１ｄとを備えている。さらに、内径側筒部１１ｂの軸方向他端側には内径側に延びるような鍔部を設けていないのであって、ボルト１４に装着されたシールド２１によって外輪１５とボルト１４との間で構成される転がり軸受１２への泥水などの侵入を防ぐようにしている。
【００２７】
実施の形態２では、鍔部１１ｄの半径方向内端面とボルト１４の外径面との間にシール隙間２０を形成し、シール隙間２０と、上述のシールド２１により軸方向両側から軸受内部に泥水や砂塵等が侵入しにくくしているので、別体のシールドを軸方向両側に別途配置する必要がなくなり、シールド性能を維持しつつ図１の実施の形態１のそれよりも複列転がり軸受１２の配置スペースを広く確保することができる。
【００２８】
（実施の形態３）
図４を参照して本発明の実施の形態３に係るプーリユニット１０を説明すると、実施の形態３のプーリユニット１０においては、プーリ１１を外径側筒部１１ａと、内径側筒部１１ｂと、外径側筒部１１ａと内径側筒部１１ｂとを軸方向中央側で連結する環状の連結部１１ｃとを備えている。
【００２９】
実施の形態３では、内径側筒部１１ｂの内径面に複列転がり軸受１２の外輪軌道部１１ｆ，１１ｇを形成し図１および図２で示す実施の形態１や図３で示す実施の形態２の外輪１５を省略している。また、ボルト１４をエンジンブロック１３のねじ孔１３ａに螺着固定する際に介在させるスペーサ２３に、転がり軸受１２の一方側面の特にシール１８ａ箇所全体を少なくとも覆うシールド２２を設けているとともに、ボルト１４の頭部に、転がり軸受１２の他方側面の特にシール１８ｂ箇所全体を少なくとも覆うシールド２１を設けている。
【００３０】
これにより、実施の形態３のプーリユニット１０では、プーリ１１の内径側筒部１１ｂの内径面に複列に設けた外輪軌道部１１ｆ，１１ｇとボルト１４の胴部１４ｅの外径面に複列に設けた内輪軌道部１４ａ，１４ｂとの間に二列に転動体１７ａ，１７ｂを配置している。
【００３１】
これにより、実施の形態３のプーリユニット１０では、外輪１５を省略し、プーリ１１を外輪１５の代用とすることができるので、組立部品点数の削減、この削減に伴う部品のメンテナンスコストの低減、プーリユニットの寸法小型化、組立コストの低減、等を図ることができる。
【００３２】
各実施の形態に係るプーリユニットは、自動車エンジンのタイミングベルトやエンジンの回転動力を補機に伝動するベルト、補機からの回転動力をエンジン側に伝動するベルト等を巻き掛けるプーリに適用することができる。
【００３３】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、種々な変更ないしは変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプーリユニットの断面図である。
【図２】図１の軸方向２つの内輪を両内端面側から示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るプーリユニットの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係るプーリユニットの断面図である。
【図５】２つの単列転がり軸受を用いた従来のプーリユニットの断面図である。
【図６】１つの単列転がり軸受を用いた従来のプーリユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０             プーリユニット
１１             プーリ
１１ａ           外径側筒部
１１ｂ           内径側筒部
１１ｃ           連結部
１１ｄ           鍔部
１２             複列転がり軸受
１３             エンジンブロック
１４             ボルト
１４ａ，１４ｂ   内輪軌道部
１４ｃ           ねじ軸部
１４ｄ           六角レンチ孔
１４ｅ           胴部
１５             外輪
１５ａ，１５ｂ   外輪軌道部
１９             ベルト
２０             シール隙間
【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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