(57)【要約】【課題】低温時にラビリンス空間内の空気が収縮した際のリップ先端の吸着をなくし、テンショナプーリの回転抵抗の増大およびリップ先端の接触部位付近の損傷を確実に防止することができる軸受の構造を提供する。【解決手段】シャフト２３方向で互いに対峙する、スリンガ２４７とシール材２４６との間に、インナレース２４１とアウタレース２４２とのシャフト２３方向内外両端間における保持空間２５０をシール材２４６の開口部を介して外方に連通させるラビリンス空間２５１を形成する。シール材２４６に、スリンガ２４７に接触するように半径方向斜め外方向きに延びてラビリンス空間２５１を外部から密閉状態にシールするリップ２５２を一体的に設ける。そして、リップ２５２の周方向所定間隔おきの４箇所に、ラビリンス空間２５１に対する外部からの水の浸入を抑制可能な範囲で外部に連通する連通孔２５３，２５３，…を設けている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトに対しプーリを回転自在に支持する軸受の構造であって、
上記シャフト側に取り付けられたシャフト側部材と、上記プーリ側に取り付けられたプーリ側部材との間には、上記軸受に連通するラビリンス空間が形成されているとともに、
上記シャフト側部材およびプーリ側部材のいずれか一方には、上記プーリ側部材およびシャフト側部材のいずれか他方に接触するように延びて上記ラビリンス空間を外部から密閉状態にシールするシール部材が設けられており、
上記シール部材には、上記ラビリンス空間に対する外部からの水の浸入を抑制可能な範囲で外部に開口する開口部が設けられていることを特徴とする軸受の構造。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受の構造において、
上記開口部としては、上記ラビリンス空間に対し内外方向に連通するように上記シール部材に設けられた複数の連通孔が適用されていることを特徴とする軸受の構造。
【請求項３】
請求項１に記載の軸受の構造において、
上記開口部としては、上記ラビリンス空間に対し内外方向に連通するように上記シール部材の先端に開口するスリットが適用されていることを特徴とする軸受の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトに対しプーリを回転自在に支持する軸受の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、オルターネータ、パワーステアリングポンプ、エアコンコンプレッサ、およびウォータポンプなどの各種補機類は、それぞれシャフトに回転一体に連結されたプーリを有し、クランクシャフトの一端側のクランクプーリに巻き掛けられたベルトを各シャフトのプーリにも巻き掛けることによってそれぞれ駆動されるようになっている。この場合、各シャフトは、それぞれボールベアリングなどの軸受を介して各種補機類のケーシングなどにそれぞれ回転自在に支持されている。
【０００３】
そして、ボールベアリングなどの軸受にあっては、シャフトに対しボールベアリングが直に取り付けられるため、ボールベアリングへの異物や水などの侵入を防止する上で、ボールベアリングのインナレースとアウタレースとの間の空間、つまりボールベアリングのシャフト方向両端面間の空間に、その空間を外部（空間外）から密閉状態にシールする一対のシール材を設けるようにすることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、クランクプーリから各種補機類のプーリに巻き掛けられるベルトは、各種補機類を円滑に駆動させる上で、テンショナプーリにも巻き掛けられており、このテンショナプーリが、テンショナアームに固定されたシャフトに対し軸受を介して回転自在に支持されることになる。
【０００５】
その場合、このような軸受においても、異物や水などの侵入を防止する必要があり、かかる点から、従来より、シャフト側に取り付けられたシャフト側部材と、プーリ側に取り付けられたプーリ側部材との間に、軸受に連通するラビリンス空間を形成し、このラビリンス空間に、そのラビリンス空間を外部（ラビリンス空間外）から密閉状態にシールするシール部材を設けたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。この場合、シール部材は、プーリ側部材に固着され、シャフト側部材に対し接触することによってラビリンス空間をシールしている。
【特許文献１】実開昭６３−８６４２４号公報
【特許文献２】特開平５−３２２００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記従来のものでは、シャフト側部材およびプーリ側部材の間のラビリンス空間がシール部材によって密閉状態にシールされているため、低温時にラビリンス空間内の空気の収縮によってラビリンス空間内が負圧になると、シャフト側部材およびプーリ側部材のいずれか一方（プーリ側部材）に固着されているシール部材の接触端側が、他方（シャフト側部材）に対し吸着することになる。この状態で、プーリが回転すると、プーリの回転抵抗が増大する上、シール部材の接触部位付近が損傷するおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低温時にラビリンス空間内の空気が収縮した際のシール部材の吸着をなくし、プーリの回転抵抗の増大およびシール部材の接触部位付近の損傷を確実に防止することができる軸受の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、シャフトに対しプーリを回転自在に支持する軸受の構造を前提とし、上記シャフト側に取り付けられたシャフト側部材と、上記プーリ側に取り付けられたプーリ側部材との間に、上記軸受に連通するラビリンス空間を形成している。更に、上記シャフト側部材およびプーリ側部材のいずれか一方に、上記プーリ側部材およびシャフト側部材のいずれか他方に接触するように延びて上記ラビリンス空間を外部から密閉状態にシールするシール部材を設けている。そして、上記シール部材に、上記ラビリンス空間に対する外部からの水の浸入を抑制可能な範囲で外部に開口する開口部、例えば、上記ラビリンス空間に対し内外方向に連通するような複数の連通孔、または上記ラビリンス空間に対し内外方向に連通するように先端に開口するスリットなどを設けている。
【０００９】
この特定事項により、シャフト側部材およびプーリ側部材の間のラビリンス空間を密閉状態にシールするシール部材に、ラビリンス空間に対する外部（ラビリンス空間外）からの水の浸入を抑制可能な範囲で外部に連通する複数の連通孔やスリットなどの開口部が設けられているので、軸受（ラビリンス空間内）に対する異物や水などの侵入を効果的に防止することが可能となる。
【００１０】
その場合、低温時にラビリンス空間内の空気が収縮すると、開口部を介して外部の空気がラビリンス空間内に導入され、ラビリンス空間内が負圧になることがない。このため、シール部材は、その先端が接触してシールするシャフト側部材またはプーリ側部材に対し吸着することが防止される。これにより、プーリが回転する際の回転抵抗が小さく抑えられる上、シール部材の接触部位付近の損傷を確実に防止することが可能となる。
【００１１】
特に、開口部として、シール部材の先端においてラビリンス空間を内外に連通させるスリットが適用されている場合には、シール部材に付着した水の表面張力によって開口部（スリット）が塞がれにくく、低温時にラビリンス空間内の空気の収縮した際に開口部を介したラビリンス空間内への外部からの空気の導入を円滑に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、要するに、シャフト側部材およびプーリ側部材の間のラビリンス空間を密閉状態にシールするシール部材に、ラビリンス空間に対する外部からの水の浸入を抑制可能な範囲で外部に連通する複数の連通孔やスリットなどの開口部を設けることで、軸受（ラビリンス空間内）に対する異物や水などの侵入を効果的に防止することができる。そして、低温時にラビリンス空間内の空気が収縮すると、開口部を介して外部の空気をラビリンス空間内に円滑に導入させ、ラビリンス空間内の負圧化を抑制してシール部材の吸着を防止し、プーリが回転する際の回転抵抗を小さく抑えることができる上、シール部材の接触部位付近の損傷を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の実施例１に係わる軸受の構造をベルトテンショナのアームに適用したエンジンの正面図であって、１１はエンジン１よりも前端が前方に突出するクランクシャフトであって、このクランクシャフト１１の前端にクランクプーリ１１１が回転一体に連結されている。また、クランクプーリ１１１のエンジン１からの前方への突出位置とほぼ同じ鉛直面上の位置には、オルターネータ１２、パワーステアリングポンプ１３、エアコンコンプレッサ１４、ウォータポンプ１５などの各種補機の軸端１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａにそれぞれ回転一体に連結されたオルターネータプーリ１２１、パワーステアリングポンププーリ１３１、エアコンコンプレッサプーリ１４１、ウォータポンププーリ１５１が配置されている。そして、エンジン１の前方面側には、クランクシャフト１１の前端のクランクプーリ１１１と、このクランクプーリ１１１によりそれぞれ駆動されるオルターネータプーリ１２１、パワーステアリングポンププーリ１３１、エアコンコンプレッサプーリ１４１、ウォータポンププーリ１５１と、各プーリ１１１，１２１，１３１，１４１，１５１に巻き掛けられ、クランクプーリ１１１の駆動回転により各種補機１２，１３，１４，１５のプーリ１２１，１３１，１４１，１５１を従動回転させるサーペンタインベルト１６とが設けられている。
【００１５】
また、エンジン１の前方面側には、サーペンタインベルト１６の張力を調整するベルトテンショナ２が配置されている。このベルトテンショナ２は、テンショナプーリ２１（プーリ）およびアーム２２を備えている。このアーム２２は、テンショナ本体２０に揺動可能に軸支されており、上記テンショナプーリ２１は、そのアーム２２の先端に軸支されている。このアーム２２は、テンショナ本体２０に内蔵されたスプリング（図示せず）によって、図１に矢印で示す方向に付勢されている。そして、テンショナプーリ２１は、クランクプーリ１１１とパワーステアリングポンププーリ１３１との間に位置するサーペンタインベルト１６の張架部分に巻き掛けられ、ベルトテンショナ２のアーム２２の揺動に応じてサーペンタインベルト１６に張力が付与されるようになっている。
【００１６】
そして、図２および図３に示すように、テンショナプーリ２１は、外周面にサーペンタインベルト１６が巻き掛けられる外周側筒状部２１１と、この外周側筒状部２１１の内方に略円環状の連結部２１２を介して一体的に設けられた内周側筒状部２１３とからなる。また、テンショナプーリ２１は、アーム２２の先端より前方（図２では左側）に突出するシャフト２３に軸受２４を介して回転自在に支持されている。この軸受２４は、シャフト２３に内周面が回転一体に連結されたインナレース２４１と、テンショナプーリ２１の内周側筒状部２１３に外周面が回転一体に連結されたアウタレース２４２と、インナレース２４１とアウタレース２４２との間におけるシャフト２３方向内外２箇所においてそれぞれ周方向等間隔おきに７つずつ回転自在に配置された内側ボール２４３，２４３，…および外側ボール２４４，２４４，…とを備えている。また、軸受２４は、インナレース２４１とアウタレース２４２との間におけるシャフト２３方向内外２箇所において内側ボール２４３，２４３，…および外側ボール２４４，２４４，…をそれぞれ個別に保持する保持器２４５，２４５を備えている。そして、各内側ボール２４３および各外側ボール２４４はそれぞれ保持器２４５に保持された状態でインナレース２４１とアウタレース２４２との間に収容され、この状態で、テンショナプーリ２１の内周側筒状部２１３に圧入されることによって軸受２４がテンショナプーリ２１に取り付けられるようになっている。この軸受２４が圧入されたテンショナプーリ２１は、アーム２２の先端より突出するシャフト２３にインナレース２４１の内周面が挿通され、シャフト２３の基部に設けた段部２３１との当接により位置決めされ、シャフト２３の先端に螺着されるナットＮによってインナレース２４１がシャフト２３に回転一体に連結されてシャフト２３に対する回転支持を可能にしている。なお、シャフト２３方向での内側および外側は、便宜上、エンジン１が位置する側（図２では右側）を内側、反エンジン側（図２では左側）を外側と称している。
【００１７】
また、インナレース２４１の外周側における内外両端部（シャフト２３方向両端部）には、その内外両端部での外周面の径をそれぞれ若干縮小させた段部２４１ａ，２４１ｂが設けられている。一方、アウタレース２４２の内周側における内外両端部（シャフト２３方向両端部）にも、その内外両端部での内周面の径をそれぞれ若干拡大させた段部２４２ａ，２４２ｂが設けられている。また、軸受２４は、テンショナプーリ２１に取り付けられるプーリ側部材としての内外一対の円環状のシール材２４６，２４６と、シャフト２３に取り付けられるシャフト部材としての内外一対の円環状のスリンガ２４７，２４７とを備えている。そして、アウタレース２４２の内外両端部の段部２４２ａ，２４２ｂには、それぞれシール材２４６，２４６の外端部が圧入されて取り付けられている。
【００１８】
図４に示すように、シール材２４６，２４６（図４では外側のもののみ示す）は、合成樹脂よりなる円環板状の芯材２４６ａと、この芯材２４６ａの周囲に加硫されたアクリルゴムよりなるゴム材２４６ｂとを備え、そのゴム材２４６ｂの内端部がインナレース２４１の内外両端部における段部２４１ａ，２４１ｂの縦面にそれぞれ接触してシールしている。また、インナレース２４１の内外両端部の段部２４１ａ，２４１ｂには、それぞれスリンガ２４７，２４７の内端部が圧入されて取り付けられている。このスリンガ２４７，２４７（図４では外側のもののみ示す）は、合成樹脂よりなる円環板状の芯材２４７ａと、この芯材２４７ａの外面に加硫されたスーパニトルゴムよりなるゴム材２４７ｂとを備えている。この場合、各シール材２４６のゴム材２４６ｂの内端部には、図示しないスリットや連通孔などの開口部が設けられ、軸受２４のインナレース２４１とアウタレース２４２との間の空間、つまりインナレース２４１とアウタレース２４２とのシャフト２３方向内外両端間における各内側ボール２４３および各外側ボール２４４の保持空間２５０を開口部を介して外部（保持空間２５０外）に連通させている。なお、内側のスリンガ２４７は、テンショナプーリ２１の内周側筒状部２１３の内側端（図２では右端）が半径方向内方側に若干突設されている関係上、外側のスリンガ２４７の外径よりも小径に形成されている。
【００１９】
そして、外側（図２および図４では左側）のスリンガ２４７は、外側のシール材２４６をシャフト２３方向外方側から覆うように配置されている一方、内側（図２および図４では右側）のスリンガ２４７は、内側のシール材２４６をシャフト２３方向内方側から覆うように配置されている。このようにシャフト２３方向で互いに対峙する、外側のスリンガ２４７と外側のシール材２４６との間、および内側のスリンガ２４７と内側のシール材２４６，２４６との間には、軸受２４内つまりインナレース２４１とアウタレース２４２とのシャフト２３方向内外両端間における保持空間２５０を各シール材２４６の開口部を介して外方に連通させるラビリンス空間２５１，２５１がそれぞれ形成されている。また、内側および外側のシール材２４６，２４６（ゴム材２４６ｂ，２４６ｂ）には、内側および外側のスリンガ２４７，２４７に接触するように半径方向斜め外方向きに延びてそれぞれラビリンス空間２５１，２５１を外部（ラビリンス空間２５１外）から密閉状態にシールするシール部材としてのリップ２５２，２５２が一体的に設けられている。そして、図５にも示すように、各リップ２５２の周方向所定間隔おき（略９０°おき）の４箇所には、各ラビリンス空間２５１に対する外部からの水の浸入を抑制可能な範囲で外部に開口する開口部としての連通孔２５３，２５３，…が設けられている。各連通孔２５３は、各ラビリンス空間２５１に対しシャフト２３の内外方向に連通している。
【００２０】
したがって、上記実施例１では、軸受２４内つまりインナレース２４１とアウタレース２４２とのシャフト２３方向内外両端間における保持空間２５０を各シール材２４６の開口部を介して外方に連通させるラビリンス空間２５１，２５１を密閉状態にシールするリップ２５２，２５２に、各ラビリンス空間２５１に対する外部（ラビリンス空間２５１外）からの水の浸入を抑制可能な範囲で外部に連通する４つの連通孔２５３，２５３，…が設けられているので、軸受２４（ラビリンス空間２５１，２５１内）に対する異物や水などの侵入を効果的に防止することができる。
【００２１】
その場合、低温時にラビリンス空間２５１，２５１内の空気が収縮すると、各連通孔２５３を介して外部の空気がラビリンス空間２５１，２５１内に導入され、ラビリンス空間２５１，２５１内が負圧になることがない。このため、リップ２５２，２５２は、その先端が接触してシールする内側および外側のスリンガ２４７，２４７に対し吸着することが防止される。これにより、テンショナプーリ２１が回転する際の回転抵抗を小さく抑えることができる上、リップ２５２，２５２の接触部位付近の損傷を確実に防止することができる。
【実施例２】
【００２２】
次に、本発明の実施例２を図６および図７に基づいて説明する。
【００２３】
この実施例では、リップに開口する開口部を変更している。なお、開口部を除くその他の構成は、上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００２４】
すなわち、本実施例では、図６に示すように、ラビリンス空間２５１，２５１（図６では外側のもののみ示す）に対し内外方向に連通するようにリップ２５２，２５２の先端に開口する開口部としてのスリット２５４を設けている。このスリット２５４は、リップ２５２，２５２の先端の周方向１箇所のみに形成されている。そして、ラビリンス空間２５１，２５１は、リップ２５２，２５２の先端が内側および外側のスリンガ２４７，２４７に接触した状態で、スリット２５４，２５４を介して外部（ラビリンス空間２５１外）と連通している。このスリット２５４は、リップ２５２，２５２の基部に向かって略半分の長さ近くまで切り欠かれ、スリット２５４を介して導入された空気をラビリンス空間２５１内に導きやすくしている。
【００２５】
したがって、上記実施例２では、低温時にラビリンス空間２５１，２５１内の空気が収縮すると、リップ２５２，２５２の先端のスリット２５４を介して外部の空気がラビリンス空間２５１，２５１内に導入され、ラビリンス空間２５１，２５１内が負圧になることがない。このため、リップ２５２，２５２は、その先端が接触してシールする内側および外側のスリンガ２４７，２４７に対し吸着することが防止される。これにより、テンショナプーリ２１が回転する際の回転抵抗を小さく抑えることができる上、リップ２５２，２５２の接触部位付近の損傷を確実に防止することができる。
【００２６】
しかも、内側および外側のシール材２４６，２４６（ゴム材２４６ｂ，２４６ｂ）に一体的に設けられたリップ２５２，２５２の先端にラビリンス空間２５１，２５１を内外に連通させるスリット２５４，２５４が設けられていることにより、リップ２５２，２５２に付着した水の表面張力によって開口部（スリット２５２，２５２）が塞がれにくく、低温時にラビリンス空間２５１，２５１内の空気の収縮した際にスリット２５２，２５２を介したラビリンス空間２５１，２５１内への外部からの空気の導入を円滑に行うことができる。
【００２７】
なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施例２では、リップ２５２，２５２の先端に、基部に向かって略半分の長さ近くまで切り欠いたスリット２５４を設けたが、図８に示すように、リップ２５２，２５２の先端に、内側および外側のスリンガ２４７，２４７の接触面に対し略平行に切り欠いた必要最小限のスリット２５５（開口部）であってもよい。
【００２８】
また、上記各実施例では、テンショナプーリ２１の軸受２４に適用した場合について述べたが、これに限定されるものではなく、アイドラプーリなどの軸受であってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１に係わる軸受の構造をテンショナプーリに用いた場合の各種補機のレイアウトを示すエンジンの正面図である。
【図２】同じくテンショナプーリの縦断側面図である。
【図３】同じくシャフト方向前側から見たテンショナプーリの正面図である。
【図４】同じくシール材のリップ付近の拡大断面図である。
【図５】同じくスリンガ側から見たシール材の正面図である。
【図６】本発明の実施例２係わる軸受の構造を用いたシール材のリップ付近の拡大断面図である。
【図７】同じくスリンガ側から見たシール材の正面図である。
【図８】本発明の実施例２の変形例に係る軸受の構造を用いたシール材のリップ付近の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２１        テンショナプーリ（プーリ）
２３        シャフト
２４        軸受
２４６      内側および外側シール材（プーリ側部材）
２４７      内側および外側スリンガ（シャフト側部材）
２５１      ラビリンス空間
２５２      リップ（シール部材）
２５３      連通孔（開口部）
２５４      スリット（開口部）
２５５      スリット（開口部）
【図１】
2009156273.tif 000003
【図２】
2009156273.tif 000004
【図３】
2009156273.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009156273.tif 000007
【図６】
2009156273.tif 000008
【図７】
2009156273.tif 000009
【図８】
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