(57)【要約】【課題】回転時の抵抗の増加をより抑制しながら、転動体の周囲（転動体収容空間）に水等が浸入することをより抑制することができる転がり軸受装置を提供する。【解決手段】転動体収容空間Ｋの開口部ＫＲ、ＫＬにはシール部材３６が設けられ、シール部材に対して外側には、内輪１２に設けられて開口部の内輪の側を覆うように外径方向に延設された内輪スリンガ３２と、外輪１４に設けられて開口部の外輪の側を覆うように内径方向に延設された外輪スリンガ３４とを備え、内輪スリンガの延設先と外輪スリンガの延設先とが回転軸方向に重なるように構成されている。そして少なくとも一方のスリンガは、温度が上昇するに従って他方のスリンガと反対の側に湾曲していく可変部材で形成されており、転がり軸受装置１０が非回転時において、一方のスリンガの延設先の先端部が、他方のスリンガに接触するように内輪スリンガと外輪スリンガが配置されている。【選択図】図１
2012112426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、
複数の転動体と、
前記外輪に複数の前記転動体を介して係合される内輪と、を備えた転がり軸受装置において、
前記外輪と前記内輪との間に形成されて前記転動体が収容されている転動体収容空間におけるそれぞれの開口部には、前記開口部を覆うように弾性体で形成された円環状のシール部材が設けられており、
それぞれの前記開口部であって、前記シール部材に対して転がり軸受装置の回転軸方向に沿った外側には、前記内輪に設けられて前記開口部における内輪の側を覆うように外径方向に延設された内輪スリンガと、前記外輪に設けられて前記開口部における外輪の側を覆うように内径方向に延設された外輪スリンガと、を備えるとともに、前記内輪スリンガの延設先と、前記外輪スリンガの延設先と、が前記回転軸方向に重なるように構成されており、
前記内輪スリンガと前記外輪スリンガの少なくとも一方のスリンガは、温度が上昇するに従って他方のスリンガと反対の側に湾曲していく可変部材で形成されており、
前記転がり軸受装置が非回転時において、前記内輪スリンガまたは前記外輪スリンガの一方のスリンガの延設先の先端部が、他方のスリンガに接触するように前記内輪スリンガと前記外輪スリンガが配置されている、
転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受装置であって、
それぞれの前記開口部において、前記内輪スリンガの方が、前記外輪スリンガよりも前記回転軸方向に沿った外側に配置されており、
前記外輪スリンガが、前記可変部材にて形成されている、
転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項２に記載の転がり軸受装置であって、
前記外輪スリンガは、外径側の方が内径側よりも前記回転軸方向に沿った内側となるように、所定角度の傾斜を有する円錐面となるように形成されている、
転がり軸受装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受装置であって、
前記外輪スリンガの内径よりも前記シール部材の内径の方が大きく設定されている、
転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置において、内輪と外輪との間の転動体を収容している空間を密封する密封構造に特徴を有する転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内輪と外輪との間に複数の転動体を備えた転がり軸受装置において、内輪と外輪との間に形成されて転動体を収容している転動体収容空間を密閉して、転動体の周囲に水等が浸入することを抑制する種々の密封構造を有する転がり軸受装置が開示されている。
例えば図１（Ａ）は車両のエンジンブロックにおける補機のプーリの略図を示している。クランクプーリＰ１の回転動力は、ベルトＢＴを介してＰ２〜Ｐ５の各補機（パワステポンプ、ウォータポンプ、オルタネータ、エアコン等）のプーリに伝達される。なお、プーリＰＡＴ、ＰＴはベルトＢＴの張力を調整するプーリである。
例えば張力調整用のプーリＰＴは、転がり軸受装置にプーリが嵌合されているが、エンジンブロックであるため、雨天時の走行等にて大量の水がかかる場合がある。このような場合でも転動体収容空間内に水が浸入しない転がり軸受装置が所望されている。
【０００３】
例えば、図３（Ａ）の例に示す特許文献１に記載された従来技術には、円筒部１３２Ｂとフランジ部１３２Ａとを有するスリンガ１３２の円筒部１３２Ｂの外周に転がり軸受装置の内輪１１２を嵌め込んで、スリンガ１３２とシール部材１３６にて転動体収容空間Ｋ内への水等の浸入を抑制する転がり軸受装置１１０が開示されている。
また、図３（Ｂ）の例に示す特許文献２に記載された従来技術には、カバー部材１３８をスリンガとして外輪１１４に固定して、このカバー部材１３８とシール部材１３６にて転動体収容空間Ｋ内への水等の浸入を抑制する転がり軸受装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３７３８３号公報
【特許文献２】特開２００１−２１４９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２に記載されているように、従来から転動体収容空間Ｋ内への水等の浸入を抑制するために、シール部材１３６が用いられているが、回転時の抵抗を小さくしたい個所であるため、比較的軽く接触して回転時の抵抗を低減したシール部材１３６が用いられている。なお、シール部材１３６で水等の浸入を完全に防止することは困難であり、浸入をより抑制するには、シール部材１３６の接触部への押し付け力をより大きくすることが考えられるが、回転時の抵抗が増大するので好ましくない。そこで、特許文献１及び２に記載されているように、シール部材１３６の外側をスリンガ１３２やカバー部材１３８で覆い、シール部材１３６に到達する水等をより少なくすることで、転動体収容空間Ｋ内への水等の浸入をより抑制している。
【０００６】
なお、特許文献１に記載された従来技術では、スリンガ１３２の円筒部１３２Ｂの外周面に内輪１１２が嵌め込まれているので、スリンガ１３２のフランジ部１３２Ａは外輪１１４に接触しないように構成されており、隙間ΔＤが形成されている（回転抵抗が増大しないように非接触としている）。従って、当該隙間ΔＤからシール部材１３６の側に浸入する水を抑制することは困難である。また、回転しない内輪１１２にスリンガ１３２を固定しており、回転の遠心力で水を跳ね飛ばすことができない。
また特許文献２に記載された従来技術では、外輪１１４に固定されたカバー部材１３８と内輪１１２との間には必ず隙間ΔＤがあるので（回転抵抗が増大しないように非接触としているので）、当該隙間ΔＤからシール部材１３６の側に浸入する水を抑制することは困難である。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、回転時の抵抗の増加をより抑制しながら、転動体の周囲（転動体収容空間）に水等が浸入することをより抑制することができる転がり軸受装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る転がり軸受装置は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、外輪１４と、複数の転動体２２と、前記外輪１４に複数の前記転動体２２を介して係合される内輪１２と、を備えた転がり軸受装置１０において、前記外輪１４と前記内輪１２との間に形成されて前記転動体２２が収容されている転動体収容空間Ｋにおけるそれぞれの開口部ＫＲ、ＫＬには、前記開口部ＫＲ、ＫＬを覆うように弾性体で形成された円環状のシール部材３６が設けられている。
それぞれの前記開口部ＫＲ、ＫＬであって、前記シール部材３６に対して転がり軸受装置１０の回転軸ＺＪ方向に沿った外側には、前記内輪１２に設けられて前記開口部ＫＲ、ＫＬにおける内輪１２の側を覆うように外径方向に延設された内輪スリンガ３２と、前記外輪１４に設けられて前記開口部ＫＲ、ＫＬにおける外輪１４の側を覆うように内径方向に延設された外輪スリンガ３４と、を備えるとともに、前記内輪スリンガ３２の延設先と、前記外輪スリンガ３４の延設先と、が前記回転軸ＺＪ方向に重なるように構成されている。
そして、前記内輪スリンガ３２と前記外輪スリンガ３４の少なくとも一方のスリンガは、温度が上昇するに従って他方のスリンガと反対の側に湾曲していく可変部材で形成されており、前記転がり軸受装置１０が非回転時において、前記内輪スリンガ３２または前記外輪スリンガ３４の一方のスリンガの延設先の先端部が、他方のスリンガに接触するように前記内輪スリンガ３２と前記外輪スリンガ３４が配置されている。
【０００９】
この第１の発明によれば、転がり軸受装置が非回転の場合（温度上昇していない時）は、外輪スリンガと内輪スリンガが接触して開口部を密封するので、水等の浸入をより抑制することができる。
また、転がり軸受装置が回転を開始した場合、外輪スリンガと内輪スリンガが接触している場合は水等の浸入をより抑制できるが、回転時の抵抗がやや大きい。しかし、接触しながら回転していくと温度が上昇して可変部材で形成した一方のスリンガ（図２の例では外輪スリンガ）の先端が湾曲して、他方のスリンガ（図２の例では内輪スリンガ）と非接触状態となり、接触による回転時の抵抗がなくなる。また、回転するスリンガ（図２の例では外輪スリンガ）にて外部から浸入しようとする水等を跳ね飛ばすことができる。
これにより、回転時の抵抗の増加をより抑制しながら、転動体収容空間に水等が浸入することをより抑制することができる。
【００１０】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る転がり軸受装置であって、それぞれの前記開口部ＫＲ、ＫＬにおいて、前記内輪スリンガ３２の方が、前記外輪スリンガ３４よりも前記回転軸ＺＪ方向に沿った外側に配置されており、前記外輪スリンガ３４が、前記可変部材にて形成されている。
【００１１】
この第２の発明によれば、内輪が回転する場合、外輪が回転する場合、のいずれにおいても、回転による遠心力で跳ね飛ばされた水等が転動体収容空間に浸入しにくいようにすることができる。
【００１２】
次に、本発明の第３の発明は、上記第２の発明に係る転がり軸受装置であって、前記外輪スリンガ３４は、外径側の方が内径側よりも前記回転軸ＺＪ方向に沿った内側となるように、所定角度θ１の傾斜を有する円錐面となるように形成されている。
【００１３】
この第３の発明によれば、内輪スリンガと外輪スリンガとを接触させる個所において、面接触でなく線接触とさせることができるので、接触状態における回転時の抵抗を、より小さくすることができる。
また、回転による遠心力にて、外輪スリンガに付着した水等を、より適切に跳ね飛ばすことができる。
【００１４】
次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明〜第３の発明のいずれか１つに係る転がり軸受装置であって、前記外輪スリンガ３４の内径よりも前記シール部材３６の内径の方が大きく設定されている。
【００１５】
この第４の発明によれば、シール部材の側に浸入しようとする水等を、外輪スリンガにて、より適切に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】車両のクランクプーリＰ１の回転動力がベルトＢＴを介して各補機のプーリＰ２〜Ｐ５に伝達される例（Ａ）と、ベルトＢＴの張力調整用のプーリＰＴにおける転がり軸受装置１０の構造の例（Ｂ）を説明する図である。
【図２】転がり軸受装置１０の開口部ＫＲの周辺の拡大図である。
【図３】プーリＰＴに用いている従来の転がり軸受装置１１０の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１（Ａ）は、車両のクランクプーリＰ１の回転動力がベルトＢＴを介して各補機のプーリＰ２〜Ｐ５に伝達される例を示しており、図１（Ｂ）は、本発明の転がり軸受装置１０（プーリＰＴに用いる転がり軸受装置）における回転軸ＺＪに沿った断面図の例を示している。なお、プーリＰＴ、ＰＡＴはベルトＢＴの張力調整用のプーリである。
【００１８】
●［転がり軸受装置１０の構造（図１（Ｂ））］
図１（Ｂ）に示すように、転がり軸受装置１０は、外輪１４と、複数の転動体２２と、外輪１４に対して複数の転動体２２を介して係合される内輪１２とを備えている。
各転動体２２は、内輪１２の外周面に形成された内輪軌道面１２Ｍと、外輪１４の内周面に形成された外輪軌道面１４Ｍと、の間に収容されている。
なお図１の例では、プーリ軸ＰＪの外周に内輪１２が嵌合され、外輪１４の外周にプーリＰＴが嵌合された例を示している。また各転動体２２は保持器２４にて、円周上において所定間隔に保持されている。
また、外輪１４と内輪１２との間に形成されて転動体２２が収容されている転動体収容空間Ｋにおけるそれぞれの開口部ＫＲ、ＫＬには、開口部を覆うように弾性体で形成された円環状のシール部材３６が設けられている。なお、回転時の抵抗の増大を抑制するために、シール部材３６の接触個所（摺接個所）ではシールのための押付け力を小さくしている。
【００１９】
また、それぞれの開口部ＫＲ、ＫＬであって、シール部材３６に対して回転軸ＺＪに沿った外側には、外輪スリンガ３４と内輪スリンガ３２が設けられている。内輪スリンガ３２は、内輪１２に固定されて、開口部ＫＲ、ＫＬにおける内輪１２の側を覆うように外径方向に延びる形状を有している。外輪スリンガ３４は、外輪１４に固定されて、開口部ＫＲ、ＫＬにおける外輪１４の側を覆うように内径方向に延びる形状を有している。
そして、内輪スリンガ３２の延設先（外径方向の先端部）と、外輪スリンガ３４の延設先（内径方向の先端部）と、が回転軸ＺＪ方向に重なり合うように構成されている。なお図１の例では、回転軸ＺＪに沿って外輪スリンガ３４の外側に内輪スリンガ３２が重なり合うように構成されているが、逆であってもよい。
【００２０】
●［内輪スリンガ３２と外輪スリンガ３４の動作（図２）］
内輪スリンガ３２と外輪スリンガ３４の少なくとも一方のスリンガは、温度が上昇するに従って他方のスリンガと反対の側に湾曲していく可変部材で形成されている。例えば可変部材は、線膨張係数の大きな第１膨張部材３４Ａと第１膨張部材３４Ａよりも線膨張係数が小さな第２膨張部材３４Ｂとを接合して形成されたバイメタルや、形状記憶合金等である。
そして、転がり軸受装置１０が非回転時（温度上昇していない時）では、内輪スリンガ３２または外輪スリンガ３４の一方のスリンガの先端部が、他方のスリンガに軽く接触するように、内輪スリンガ３２と外輪スリンガ３４とが配置されている。
このように非回転時では、内輪スリンガ３２と外輪スリンガ３４を軽接触させて密封することで、シール部材３６の側への水の浸入を抑制する。
【００２１】
なお、図２（Ｂ）の「温度上昇していない時」に示す例では、外輪スリンガ３４の先端部が接触個所Ｓ１にて内輪スリンガ３２に接触するように配置されている例を示している。
この場合、転がり軸受装置１０が回転すると、内輪スリンガ３２と外輪スリンガ３４とが接触個所Ｓ１の摩擦にて温度上昇し、可変部材で形成されている側のスリンガ（図２の例では外輪スリンガ３４）が、他方のスリンガ（図２の例では内輪スリンガ３２）から離れる方向に湾曲し、一方のスリンガと他方のスリンガとが非接触となって、回転時の抵抗が減少する（図２（Ｂ）の「温度上昇時」参照）。またスリンガ同士の焼きつきを防止することもできる。
そしてスリンガが離間した状態が続くと温度が徐々に低下して湾曲形状が元の形状へと徐々に戻り、再度スリンガが接触する。そして、スリンガが接触すると再度温度が上昇してスリンガが離間する、という動作を繰り返す（図２（Ｂ）に示す「温度上昇していない時」の状態と「温度上昇時」の状態を交互に繰り返す）。
【００２２】
なお、図１（Ｂ）及び図２に示すように、内輪スリンガ３２のほうが、外輪スリンガ３４よりも回転軸ＺＪに沿った外側となるように配置することが好ましい。逆の配置（内輪スリンガ３２のほうが内側）の場合、内輪スリンガ３２と外輪スリンガ３４とが回転軸ＺＪ方向に重なる個所に溜まっている水が回転の遠心力でシール部材３６の側に浸入する可能性があるので好ましくない。図１（Ｂ）及び図２に示すように外輪スリンガ３４の外側に内輪スリンガ３２が配置されている場合、内輪スリンガ３２と外輪スリンガ３４とが回転軸ＺＪ方向に重なる個所に溜まっている水は、回転の遠心力で外輪スリンガ３４の外周側に移動し、シール部材３６の側に浸入しない。
このように回転時では、回転の遠心力を有効に利用して水を跳ね飛ばし、シール部材３６の側に浸入しようとする水をより抑制する。
【００２３】
また、外輪スリンガ３４は、外径側のほうが内径側よりも回転軸ＺＪに沿って内側となるように、所定角度θ１の傾斜を有する円錐面となるように形成されている。
これにより、図２（Ｂ）に示すように外輪スリンガ３４の先端部と内輪スリンガ３２との接触個所が、面接触にならずに線接触となるので接触抵抗が低減され、温度上昇していない場合における回転時の抵抗の増大を抑制することができる。
また、所定角度θ１の傾斜により、図２（Ｃ）に示すように、外輪スリンガ３４の面に付着した水Ｗに対して、外輪スリンガ３４の面から離間する方向に、回転の遠心力を付与することができるので、水Ｗの浸入をより抑制することができる。
【００２４】
また図２（Ａ）に示すように、外輪スリンガ３４の内径Ｒ２よりも、シール部材３６の内径Ｒ１のほうが大きく設定されている。
これにより、外輪スリンガ３４が湾曲して内輪スリンガ３２との間に隙間ができても、浸入しようとする水を回転の遠心力で外径側に跳ね飛ばすので、シール部材３６の側に浸入する水をより抑制することができる。
【００２５】
本発明の転がり軸受装置１０は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造、形状等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また本実施の形態にて説明した転がり軸受装置１０は、張力を調整するプーリＰＴへの使用に限定されるものではなく、種々の用途の転がり軸受装置に適用することが可能である。
また本実施の形態の説明では、外輪スリンガ３４を湾曲する可変部材で形成した例を説明したが、内輪スリンガ３２と外輪スリンガ３４の少なくとも一方のスリンガを可変部材で形成しても良い。
また本実施の形態の説明では、転動体が球体の転がり軸受装置の例を説明したが、転動体が円柱状や円錐状の転がり軸受であっても良い。
【符号の説明】
【００２６】
１０        転がり軸受装置
１２        内輪
１４        外輪
２２        転動体
２４        保持器
３２        内輪スリンガ
３４        外輪スリンガ
３４Ａ      第１膨張部材
３４Ｂ      第２膨張部材
３６        シール部材
Ｋ          転動体収容空間
ＫＲ、ＫＬ  開口部
ＰＴ        プーリ
ＰＪ        プーリ軸
ＺＪ        回転軸
θ１        所定角度
【図１】
2012112426.tif 000003
【図２】
2012112426.tif 000004
【図３】
2012112426.tif 000005