(57)【要約】      （修正有）【課題】摩耗粉等による噛み込みを防止するとともに、摩耗粉等が軸受部材の両端部から外部に放出されることを抑制し、摩耗粉等が、可動軸を駆動させるモータ等の他部品に付着すること等による他部品への悪影響を少なくする軸受構造を提供する。【解決手段】軸受部材１２と、該軸受部材１２の内周面１２ａに挿通して、その軸方向に摺動可能な可動軸３ａを有する軸受構造であって、前記軸受部材１２の内周面１２ａに、摩耗粉等を溜めることができる溜め部１３を設け、該溜め部１３の軸方向の両端部１３ｂは、前記軸受部材１２の軸方向の両端面に開放されていない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受部材と、該軸受部材の内周面に挿通して、その軸方向に摺動可能な可動軸を有する軸受構造であって、
前記軸受部材の内周面に、摩耗粉等を溜めることができる溜め部を設け、該溜め部の軸方向の両端部は、前記軸受部材の軸方向の両端面に開放されていないことを特徴とする軸受構造。
【請求項２】
前記溜め部は、軸受部材の周方向に形成された環状の溝を有することを特徴とする請求項１記載の軸受構造。
【請求項３】
前記溜め部を複数設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の軸受構造。
【請求項４】
前記軸受構造を、気体を流通させる流路内における気体流量を制御する流量制御弁の軸受構造に用いたことを特徴とする請求項１又は２又は３記載の軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受構造に関するもので、より詳しくは、軸受部材と、該軸受部材の内周面に挿通して、その軸方向に摺動可能な可動軸を有する軸受構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
気体を流通させる流路内における気体流量を制御する流量制御弁においては、軸受部材と、該軸受部材の内周面に挿通して、その軸方向に摺動可能な可動軸を有する軸受構造に対して、液体によるフローティングが使用できないため、軸受部材と、その内周面に挿通される可動軸との摩擦により軸受部材と可動軸との接触部に磨耗粉が生じやすい。
【０００３】
また、この流量制御弁を、可動軸が水平方向に摺動するように横置きに搭載した場合には、軸受部材と可動軸との間の摩耗粉や塵埃（以下、磨耗粉等という）は、可動軸が水平方向に摺動しても、軸受部材の外側等には排出されにくく、摩耗粉等により、可動軸と軸受部材との間の空隙が減少し、摺動抵抗が増加したり、噛み込みしたりする虞がある。
【０００４】
このような磨耗粉等による可動軸と軸受部材との摺動抵抗の増加や噛み込みを防止する軸受構造として、軸受部材の内周面に、軸と平行の又は軸を中心とする螺旋状の複数の溝を軸方向全長に亘って形成し、その溝の両端部を、軸受部材の軸方向の両端面に開放した軸受構造が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
前記従来構造においては、前記のように軸受部材の内周面に溝が、軸方向の全長に形成されていることにより、可動軸と軸受部材との間に生じた摩耗粉等は、この溝内を経て、その軸方向の両端に開放された開口部より軸受部材の外部に排出される。これにより、可動軸と軸受部材との間から摩耗粉等を除去し、摩耗粉等による噛み込みを防止している。
【特許文献１】再表ＷＯ０１／０２７５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来技術の摩耗粉等による噛み込みを防止する方法においては、摩耗粉が、軸受部材の両端部から外部に放出されるため、この放出された摩耗粉が、可動軸を駆動させるモータ等の他部品に付着すること等により、他部品に悪影響を及ぼす虞があるという問題がある。
【０００７】
また、溝の形成方向を軸方向とし、該溝を軸の周方向に適宜間隔を有して複数個形成しているため、磨耗粉等が発生した部位によっては、その摩耗粉等が溝上を通らない虞があり、そのような場合には、磨耗粉等を可動軸と軸受部材との間から除去できないという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、前記の問題点を解決する軸受構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、軸受部材と、該軸受部材の内周面に挿通して、その軸方向に摺動可能な可動軸を有する軸受構造であって、
前記軸受部材の内周面に、摩耗粉等を溜めることができる溜め部を設け、該溜め部の軸方向の両端部は、前記軸受部材の軸方向の両端面に開放されていないことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記溜め部は、軸受部材の周方向に形成された環状の溝を有することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記溜め部を複数設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２又は３記載の発明において、前記軸受構造を、気体を流通させる流路内における気体流量を制御する流量制御弁の軸受構造に用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、溜め部により、軸受部材と可動軸との間に生じた摩耗粉等を溜め部内に溜めることができ、可動軸と軸受部材との間から摩耗粉等を除去し、摩耗粉等による摺動抵抗の増加や、噛み込みを防止し、軸受構造の作動耐久性の向上を図ることができる。
【００１４】
また、溜め部の軸方向の両端部は、前記軸受部材の軸方向の両端面に開放されていないことにより、摩耗粉等が溜め部から軸受部材の外へ放出されることを抑制し、前記従来技術のように、磨耗粉等によってモータ等の他部品に悪い影響を及ぼす虞を低減できる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、更に、溜め部を環状に形成したことにより、可動軸の周方向のいずれの部分に存在する磨耗粉等においても、可動軸の摺動によって、溜め部へ位置させることができるため、効率よく摩耗粉等を溜め部内へ除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の軸受構造は、軸受部材と、該軸受部材の内周面に挿通されて、その軸方向に摺動可能な可動軸を有する軸受構造であれば、任意の軸受構造に適用することができるものである。
【００１７】
以下、本発明の軸受構造を、気体を流通させる流路内における気体流量を制御する流量制御弁の軸受構造に適用した実施例について図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１乃至図３は、本発明の実施例１を示す。
流量制御弁１は、例えば、燃料電池システムに使用され、該燃料電池システム内を流れる空気（気体）の流量を制御する流量制御弁として使用することができる。
【００１９】
流量制御弁１は、図１に示すように、可動軸３ａと、該可動軸３ａの先端部に設けた弁部３ｂとからなる弁体３と、該弁体３を収容するハウジング４を有する。該ハウジング４には、流路５が形成されており、該流路５は、図１において、下側から上方に気体が流通する第１流路５ａと、右側から左方に気体が流通する第２流路５ｂと、前記第１流路５ａの上部と、第２流路５ｂの側部（図１の右側部）とを連通する湾曲状の流路５ｃとで形成されている。また、第１流路５ａは、気体流入側通路６と連通し、第２流路５ｂは、気体流出側通路７と連通している。
【００２０】
前記第２流路５ｂには、前記弁部３ｂが着座（閉弁）、離間（開弁）する弁座８が設けられている。
【００２１】
前記ハウジング４における前記弁座８と対向する側（図１における右側）には、その横方向（水平方向）に貫通する筒状の取付孔１０を有する取付部１１が形成されている。前記取付孔１０内には、円筒状の軸受部材１２が、その軸芯を横方向（水平方向）にして設けられ、該軸受部材１２内には、前記弁体３の弁軸である可動軸３ａが、前記軸受部材１２と同軸芯として、その軸方向に摺動可能に挿通されている。また、取付孔１０と可動軸３ａとの間で、かつ、軸受部材１２における前記弁座８側には、オイルシール１５が設けられている。
【００２２】
前記可動軸３ａと軸受部材１２とで軸受構造２０が構成されている。
前記可動軸３ａは、モータやダイヤフラムアクチュエータ等の駆動手段１４により、軸方向に移動するとともに、更に、その移動量が調整されるようになっている。そして、該駆動手段１４により、可動軸３ａの軸方向移動量を調整することにより、弁部３ｂと弁座８との離間量を調整し、第１流路５ａから第２流路５ｂへ流入する気体の流量を制御することができるようになっている。
【００２３】
前記軸受部材１２における軸受面である内周面（摺動面）１２ａには、図２及び図３に示すように、摩耗粉等を溜めることができる溜め部１３が形成されている。該溜め部１３は、軸受部材１２の内周面１２ａ側が開口し、かつ軸受部材１２の周方向全体に亘る環状の溝１３ａで形成され、該溝１３ａの縦断面形状、すなわち、軸方向と直交する方向の断面形状は、図２に示すように、軸方向が長い長方形形状に形成されている。該溝１３ａにおける軸受部材１２の軸方向の両端部は、図２に示すように、壁面１３ｂ、１３ｂで閉じられ、軸受部材１２の軸方向の両端面には開放されていない。この両壁面１３ｂは、図２に示すように、可動軸３ａの軸芯、すなわち、軸受部材１２の軸芯に対して略直交（直角）となる方向に形成されている。なお、前記両壁面１３ｂ、１３ｂのいずれか一方又は双方は、溝１３ａの開口部から径方向の奥部に向うほど軸方向の溝幅が拡がるテーパ面で形成しても良い。
【００２４】
更に、前記溜め部１３、すなわち溝１３ａは、図２に示すように、軸受部材１２における軸方向（水平方向）の略中央に位置して１個形成されている。
なお、溝１３ａの深さ及び軸方向の長さは任意に設定するものである。
【００２５】
前記実施例１の軸受構造２０は、上記の構造を有しているために、次のような作用、効果を奏する。
【００２６】
図１に示すように、流量制御弁１が自動車の車体等に横置き（水平置き）に搭載された場合、すなわち、弁軸である可動軸３ａが横方向（水平方向）に移動するように設置した場合には、弁部３ｂは、可動軸３ａより体積が大きく可動軸３ａより重くなるため、可動軸３ａの重心が、軸受部材１２より弁部３ｂ寄りに位置し、弁部３ｂ側が下り、その反対側が上がるように可動軸３ａが傾斜するおそれがある。このように傾斜すると可動軸３ａが水平方向に摺動する際に、可動軸３ａと軸受部材１２との間に大きな摩擦力が生じ、摩耗粉が発生し易くなる。
【００２７】
このような磨耗粉等が発生した場合には、軸受部材１２の内周面１２ａにおいて可動軸３ａが往復摺動することにより、摩耗粉等も往復移動され、その磨耗粉等が溝１３ａ部を通過する際に、溝１３ａ内に離脱することにより溝１３ａ内に捕集されて溜められる。これにより、可動軸３ａと軸受部材１２との間から摩耗粉等が除去され、摺動抵抗の増加を抑制し、噛みこみを抑制することができ、軸受構造２０の作動耐久性を向上することができる。
【００２８】
また、溜め部１３を、軸受部材１２の内周面１２ａの周方向全体に亘る環状の溝１３ａで形成したことにより、往復移動時に、周方向のいずれの部位に存在する磨耗粉等も、溝１３ａ上を通ることができるため、従来技術のように、磨耗粉等が溝上を通らない部位が生じることがなく、前記従来技術に比べてより確実に磨耗粉等を軸受部材１２と可動軸３ａとの間から除去することができる。
【００２９】
また、溜め部１３を形成する溝１３ａの軸方向の両端部が、軸受部材１２の軸方向の両端面には開放されていないことにより、溝１３ａに捕集された摩耗粉等が軸受構造２０の外部に放出されにくいため、前記従来技術よりも磨耗粉等が軸受け部材１２の外部に放出されることを抑制し、磨耗粉等が他部品に悪影響を及ぼす虞を抑制することができる。
【実施例２】
【００３０】
図４、図５は、本発明の実施例２を示す。
前記実施例１においては、溜め部１３として環状の溝１３ａのみで形成したが、図４、図５に示す実施例２は、前記溝１３ａと同様の溝１３ａと、穴１３ｃとで溜め部２３を形成したものである。
【００３１】
前記穴１３ｃは、環状の溝１３ａの下部において、軸受部材１２に、前記溝１３ａの底部と、軸受部材１２の外周面とを貫通するように形成されている。
【００３２】
また、前記軸受部材１２が取付部１１に密着的に嵌合されていることにより、前記穴１３ｃの下端部は、取付部１１の内周面により閉塞され、該穴１３ｃ内に捕集して溜められた摩耗粉等が、該穴１３ｃから軸受部材１２の外部へ排出されないようになっている。
【００３３】
なお、本実施例２における上記以外の構造は前記実施例１と同様であるため、前記と同一部分には前記と同一の符号を付してその構造の説明は省略する。
【００３４】
本実施例２においても、前記実施例１と同様の作用、効果を奏する。
更に、本実施例２では、穴１３ｃを形成したことにより、該穴１３ｃ内にも摩耗粉等を溜めることができるため、溜め部２３の内容積を、前記実施例１に比べて増加することができ、より多くの摩耗粉等を捕集して溜めることができる。
【実施例３】
【００３５】
前記実施例１、２においては、溜め部１３、２３を１個設けたが、該溜め部１３、２３を、軸方向に適宜間隔を有して複数個設けても良い。
【００３６】
例えば、図６に示すように、溜め部１３を、軸受部材１２における軸方向の一方側と他方側に夫々１個設けて、計２個の溜め部１３、１３を設けても良い。
【００３７】
上記のように、複数個形成する場合には、その隣り合う溜め部の間隔は、可動軸３ａの摺動幅よりも短く設定することが好ましい。また、溜め部１３、２３の数や位置は、摩耗粉等の量、摩耗粉等が生じやすい部位、集積し易い部位に応じて任意に設定する。また、複数個の溜め部を、前記実施例１の溜め部１３のみで構成しても良いし、前記実施例２の溜め部２３のみで構成しても良いし、前記実施例１の溜め部１３と前記実施例２の溜め部２３とを組合わせて構成しても良い。
【００３８】
なお、本実施例３における上記以外の構造は前記実施例１、２と同様であるため、前記と同一部分には前記と同一の符号を付してその構造の説明は省略する。
【００３９】
本実施例３においても、前記実施例１、２と同様の作用、効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例１の軸受構造を、流量制御弁に適用した側断面図。
【図２】図１の要部拡大側断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線拡大断面図。
【図４】本発明の実施例２の軸受構造を示す側断面図。
【図５】図４のＢ−Ｂ線拡大断面図。
【図６】本発明の実施例３の軸受構造を示す側断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１  流量制御弁
３ａ  可動軸
５  流路
１２  軸受部材
１３、２３  溜め部
１３ａ  環状の溝
２０  軸受構造
【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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