(57)【要約】【課題】  高いシール性を有するシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールを提供する。【解決手段】  シェル形ころ軸受に備えられたシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１は、弾性を有する環状部材１２のみから構成されている。シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１の外径面１３は、相対的に径の小さい小径部分１６と、この小径部分１６よりも径方向に膨出して相対的に径が大きくなっている大径部分１５とを有する。【選択図】      図１
2007064308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル形外輪と複数のころとを含むシェル形ころ軸受に組み込まれ、流体の漏れを防止するシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールであって、
前記シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールの外径面は、相対的に径の小さい小径部分と、この小径部分よりも径方向に膨出して相対的に径が大きくなっている大径部分とを有する、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール。
【請求項２】
前記大径部分の半径と前記小径部分の半径との差が、前記シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールの締め代の寸法と同等である、請求項１に記載のシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール。
【請求項３】
前記締め代は、熱収縮量を加味した締め代である、請求項２に記載のシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールを有する、シェル形ころ軸受。
【請求項５】
スロットルバルブ装置に含まれ、吸気通路の開閉により吸気量を調節するスロットルブレードを固定するスロットルシャフトを回転自在に支持する、請求項４に記載のシェル形ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、芯金無しシールおよびシェル形ころ軸受に関し、特にシェル形ころ軸受に組み込まれるシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールおよびこのようなシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールを有するシェル形ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジン等へのエアー流入量を制御する装置として、スロットルバルブ装置がある。スロットルバルブ装置の一例の概略図を図６に示す。図６を参照して、スロットルバルブ装置９１は、内部に吸気通路を形成するスロットルボディ９４と、開閉により吸気量を調節するスロットルブレード９５と、スロットルブレード９５を固定するスロットルシャフト９３と、スロットルシャフト９３を回転自在に支持するシェル形ころ軸受９２とを有する。ここで、スロットルシャフト９３を支持する軸受としてシェル形ころ軸受９２を用いるのは、玉軸受等と比較して軸受の外径寸法が小さく、また、内部に密封性の高いシールを組み込むことができ、空気漏れ防止性能が有することによる。
【０００３】
スロットルバルブ装置９１は、スロットルシャフト９３を、ギアを介してワイヤーやモータ（図示せず）等により回転させることにより、スロットルブレード９５を開閉させ、吸気量を調整する。シェル形ころ軸受９２は、スロットルボディ９４に設けられた内径穴へ圧入され、固定されている。
【０００４】
ここで、上記したスロットルシャフトを支持するシェル形ころ軸受には、スロットルシャフトとの間の空気の漏れを防止するため、シェル形ころ軸受組込み用のシールが備えられている。シェル形ころ軸受組込み用のシールには、その構成材料に芯金を有する芯金付きシールと、芯金を有しない芯金無しシールとがある。シェル形ころ軸受組込み用の芯金無しシールについては、特開２００４−２９３６１８号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００５】
図７は、従来におけるフリーな状態の、シェル形ころ軸受に組み込まれるシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールの一部を示す断面図である。図７において、組み込み時にシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールの外径側に位置するシェル形外輪（図示せず）の内径面を二点鎖線で、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールの内径側に位置する回転軸としてのスロットルシャフト（図示せず）の外径面を一点鎖線で示す。なお、この明細書中、フリーな状態とは、回転軸、スロットルシャフトおよびシェル形ころ軸受に組み込まれていない状態をいう。図７を参照して、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１０１は、弾性を有する環状部材１０２のみから構成されている。したがって、コストが安く、また、シェル形ころ軸受に組み込んだ後においても、取り外しが容易である。
【０００６】
シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１０１は、外径面１０３をシェル形外輪の内径面にニップさせるため、組み込まれるシェル形外輪の内径よりも、やや大きく構成されている。すなわち、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１０１の外径寸法Ｘは、シェル形外輪の内径寸法Ｃよりも大きい。このようなシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１０１は、図７中の矢印Ｕで示す方向、すなわち、その径が小さくなる方向に押し縮められ、シェル形ころ軸受に組み込まれる。組み込まれた後に、押し縮められたシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１０１は、元の径に戻ろうとして、シェル形外輪の内径面に適度な圧力でニップし、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１０１とシェル形外輪の内径面との間の漏れを防止することができる。
【０００７】
また、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１０１には、内径側に突出したリップ部１０４が設けられている。リップ部１０４の内径寸法Ｚは、スロットルシャフトの外径寸法Ｅよりも小さく構成されている。こうすることにより、スロットルシャフトに取り付けた際に、リップ部１０４が適度な圧力でスロットルシャフトの外径面にニップし、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１０１とスロットルシャフトとの間の漏れを防止することができる。
【特許文献１】特開２００４−２９３６１８号公報（段落番号００１８〜００２６、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したように、シェル形ころ軸受に組み込まれたときに、適度な圧力でニップすることができるよう、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１０１は、その外径寸法が、シェル形外輪の内径寸法よりも大きく構成されている。しかし、シェル形外輪の内径寸法に対して、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１０１の外径寸法が大きすぎると、組み込み時に、内径側に収縮する量が多くなる。そうすると、内径側において、スロットルシャフトに対するリップ部１０４のニップ量が大きくなり、スロットルシャフトとの食いつき量が多くなる。その結果、回転時に、スロットルシャフトとシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１０１が一緒に回転することになり、シール性が損なわれるおそれがある。
【０００９】
特に、低温時等の熱収縮を考慮して、常温時における外径寸法を大きくする場合があるが、このような場合についても同様である。
【００１０】
この発明は、高いシール性を有するシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールおよびシェル形ころ軸受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】
【００１１】
この発明に係るシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールは、シェル形外輪と複数のころとを含むシェル形ころ軸受に組み込まれ、流体の漏れを防止する。ここで、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールの外径面は、相対的に径の小さい小径部分と、この小径部分よりも径方向に膨出して相対的に径が大きくなっている大径部分とを有する。
【００１２】
このように構成することにより、シェル形ころ軸受にシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールを組み込む際に、小径部分の内径側への収縮量を低減することができる。そうすると、外径面全体として収縮する量を低減することができ、シェル形ころ軸受によって支持される回転軸とシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールとのニップ量を適当にすることができる。したがって、回転軸への食いつき量は多くならず、回転時に、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールが回転軸とともに回転するおそれはなくなる。
【００１３】
好ましくは、大径部分の半径と小径部分の半径との差が、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールの締め代の寸法と同等である。こうすることにより、小径部分より膨出した大径部分が、締め代の寸法と同等になるため、組み込み時における締め代による収縮量を低減することができ、シール性を高めることができる。なお、本明細書中、「同等」とは、厳密に寸法が同じであることを意味するのではなく、多少の寸法の相違も含める。
【００１４】
より好ましくは、締め代は、熱収縮量を加味した締め代である。こうすることにより、低温時において、熱収縮によりシェル形外輪とのすき間が生じないよう大きな締め代としたときでも、高いシール性を有する。
【００１５】
この発明の他の局面においては、シェル形ころ軸受は、上記したいずれかのシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールを有する。こうすることにより、高いシール性を有するシェル形ころ軸受を提供することができる。
【００１６】
好ましくは、シェル形ころ軸受は、スロットルバルブ装置に含まれ、吸気通路の開閉により吸気量を調節するスロットルブレードを固定するスロットルシャフトを回転自在に支持する。このようなシェル形ころ軸受は、高精度なエアー吸入量制御性能が要求されるスロットルバルブ装置の機能を向上することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、シェル形ころ軸受にシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールを組み込む際に、小径部分の内径側への収縮量を低減することができる。そうすると、外径面全体として収縮する量を低減することができ、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールと回転軸とのニップ量を適当にすることができる。したがって、回転軸への食いつき量は多くならず、回転時に、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールが回転軸とともに回転するおそれはなくなる。
【００１８】
その結果、高いシール性を有するシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールおよびシェル形ころ軸受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】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図２は、フリーな状態での、この発明の一実施形態に係るシェル形ころ軸受に含まれるシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１の一部を示す断面図である。図２を参照して、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１は、弾性を有する環状部材１２のみから構成されている。また、内径側に突出したリップ部１４は、組み込まれた後に、内径側に位置し、シェル形ころ軸受によって支持される回転軸（図示せず）とニップして、シールする。シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１は、外径面１３を矢印Ｕの方向に押し縮められ、シェル形ころ軸受に組み込まれる。外径面１３は、相対的に径の小さい小径部分１６と、この小径部分１６よりも径方向に膨出して相対的に径が大きくなっている大径部分１５とを有するように、段差形状をもって形成されている。なお、このような構成とすることにより、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１を径方向に押し縮める力も、低減することができる。
【００２０】
次に、上記したシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１を、スロットルバルブ装置に備えられたシェル形ころ軸受に組み込んだ状態について説明する。図１は、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１を含むシェル形ころ軸受の一部を示す断面図である。なお、図１中、組み込む前のフリーな状態のシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１の外径面１３を点線で示す。図１を参照して、シェル形ころ軸受２１は、その内径側に位置する回転軸としてのスロットルシャフト（図示せず）を支持する。なお、スロットルシャフトは、スロットルバルブ装置に含まれ、吸気通路の開閉により吸気量を調節するスロットルブレードを固定している。シェル形ころ軸受２１は、その内径面２５に軌道面を有するシェル形外輪２２と、複数のころ２３と、複数のころ２３を保持する保持器２４と、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１とを有する。シェル形外輪２２は、その縁曲げ部が径方向内側に向かって延びている鍔部２６を有する。
【００２１】
シェル形ころ軸受２１の構成部材であるシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１は、スロットルシャフトとシェル形外輪２２との間に配置され、組み込まれる。なお、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１の軸方向における位置は、保持器２４と、鍔部２６との間である。
【００２２】
組み込み時においては、外径面１３を矢印Ｕの方向に押して、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１を内径側に押し縮め、組み込む。ここで、外径側においてニップする面である外径面１３のうち、小径部分１６の内径側への収縮量は小さい。したがって、外径面１３の全面が内径側へ収縮するよりも、全体として収縮量は低減する。そうすると、組み込み時のリップ部１４の内径寸法Ｄは大幅に小さくならず、スロットルシャフトの外径寸法Ｅよりもやや小さい程度となる。したがって、リップ部１４のスロットルシャフトに対するニップ量は適当になり、回転時において、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１とスロットルシャフトが、ともに回転するおそれはない。
【００２３】
ここで、大径部分１５の半径と小径部分１６の半径との差は、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１の有する締め代Ａと同等であってもよい。締め代Ａは、組み込まれるシェル形外輪２２の内径寸法Ｃに対して、ニップ量を考慮し、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール１１の外径寸法Ｂを大きくして設けたものである。このように、小径部分１６より径方向に膨出した大径部分１５について、締め代Ａと同等とすることにより、締め代による内径側への収縮が過剰に大きくならず、適正な量とすることができる。したがって、組み込み時におけるリップ部１４のスロットルシャフトへのニップを、より最適にすることができる。
【００２４】
さらに、上記した締め代Ａは、熱収縮量を加味した締め代としてもよい。こうすることにより、低温時の熱収縮を加味して外径寸法を大きくしても、組み込み時における内径側への収縮を低減することができる。
【００２５】
このようなシェル形ころ軸受に組み込まれるシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールに関しては、シェル形外輪の一方の鍔部側に組み込まれてもよいし、両方の鍔部側に組み込まれてもよい。図３は、一方の鍔部側にシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールを組み込んだ場合のシェル形ころ軸受の断面図である。図３を参照して、シェル形ころ軸受３１は、シェル形外輪３２の一方の鍔部３３側に、上記した大径部分と小径部分を有するシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール３４を組み込んでいる。こうすることにより、一方の鍔部３３側の漏れを、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール３４で防止することができる。また、図４は、両方の鍔部側にシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールを組み込んだ場合のシェル形ころ軸受の断面図である。図４を参照して、シェル形ころ軸受３６は、シェル形外輪３７の両方の鍔部３８ａ、３８ｂ側に、上記した大径部分と小径部分を有するシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール３９ａ、３９ｂを組み込んでいる。こうすることにより、両方の鍔部３８ａ、３８ｂ側の漏れを、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール３９ａ、３９ｂで防止することができる。
【００２６】
なお、上記の実施の形態においては、外径面に含まれる大径部分と小径部分は、ともに対面するシェル形外輪の内径面に沿う形状であったが、これに限らず、大径部分と小径部分は、他の形状であってもよい。たとえば、図５（Ａ）で示すように、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール６１の大径部分６２が、対面する内径面に沿う形状を有さず、滑らかな凸状部を有していてもよい。また、図５（Ｂ）で示すように、シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール６３が、小径部分からテーパ６４で連なる形状であり、大径部分が、対面する内径面に沿う面をほとんどもたない形状であってもよい。さらに、大径部分および小径部分は、外径面のうち、軸方向に複数に分かれて設けられていてもよく、外径面に、大径部分または小径部分以外の部分を含んでいてもよい。
【００２７】
なお、上記の実施の形態においては、シェル形ころ軸受は、保持器を含むこととしたが、これに限らず、保持器を含まない、いわゆる総ころタイプのシェル形ころ軸受であってもよい。
【００２８】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明に係るシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールおよびこのようなシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールを有するシェル形ころ軸受は、高精度なエアー吸入量制御性能が要求されるスロットルバルブ装置等に有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施形態に係るシェル形ころ軸受の一部を示す断面図である。
【図２】フリーな状態での、この発明の一実施形態に係るシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールの一部を示す断面図である。
【図３】一方の鍔部側にシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールを組み込んだシェル形ころ軸受の断面図である。
【図４】両方の鍔部側にシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールを組み込んだシェル形ころ軸受の断面図である。
【図５】この発明の他の実施形態に係るシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールの一部を示す断面図であり、（Ａ）大径部分が凸状部である場合、（Ｂ）外径面がテーパを有する場合を示す。
【図６】スロットルバルブ装置の概略図である。
【図７】従来におけるシェル形ころ軸受組込み用芯金無しシールの一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１，３４，３９ａ，３９ｂ，６１，６３  シェル形ころ軸受組込み用芯金無しシール、１２  環状部材、１３  外径面、１４  リップ部、１５，６２  大径部分、１６  小径部分、２１，３１，３６  シェル形ころ軸受、２２，３２，３７  シェル形外輪、２３  ころ、２４  保持器、２５  内径面、２６，３３，３８ａ，３８ｂ  鍔部、６４  テーパ。
【図１】
2007064308.tif 000003
【図２】
2007064308.tif 000004
【図３】
2007064308.tif 000005
【図４】
2007064308.tif 000006
【図５】
2007064308.tif 000007
【図６】
2007064308.tif 000008
【図７】
2007064308.tif 000009