(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、上記外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、上記外輪の軸方向一端部内周面と上記内輪の軸方向一端部外周面との間に設けて、上記外輪の内周面と上記内輪の外周面との間の空間の軸方向一端開口を塞いだ第一のシールリングと、上記外輪の軸方向他端部内周面と上記内輪の軸方向他端部外周面との間に設けて、上記空間の軸方向他端開口を塞いだ第二のシールリングとを備え、上記第一のシールリングを流体継手を構成する粘性流体に対向させ、上記第二のシールリングをこの流体継手と反対側に向けた状態で使用する流体継手用転がり軸受に於いて、上記第一のシールリングを構成するゴムとして、上記第二のシールリングを構成するゴムよりも耐熱温度の高いものを使用した事を特徴とする流体継手用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係る流体継手用転がり軸受は、自動車用エンジンのラジエータに通風する為の冷却ファンに付属した流体継手と、この冷却ファンを駆動する為の駆動軸との間に設けた状態で使用する。
【０００２】
【従来の技術】
前置エンジン・後輪駆動車（ＦＲ車）用エンジンの冷却水放熱用のラジエータに送風する為の冷却ファンは、エンジンのクランクシャフトによりベルトを介して駆動する。即ち、上記クランクシャフトの端部に固定した駆動プーリと、冷却ファンを回転駆動する為の駆動軸に固定した従動プーリとの間にベルトを掛け渡し、上記クランクシャフトの回転に伴って上記駆動軸を回転駆動し、この駆動軸に支持した冷却ファンを回転駆動する。
【０００３】
上記駆動軸の回転速度はクランクシャフトの回転速度に比例して増大するのに対して、上記冷却ファンの回転速度は、必ずしもクランクシャフトの回転速度に伴って増大させる必要はない。一方、冷却ファンを回転させる為に要するトルクは、この冷却ファンの回転速度が増大するのに伴って増大する。従って、冷却ファンの回転速度を上記クランクシャフトの回転速度に応じて増大させると、エンジンの動力が無駄に消費される事になり、好ましくない。この為従来から、上記駆動軸と冷却ファンとの間に流体継手を設けて、この冷却ファンの回転速度が或る程度以上は上昇しない様にしている。
【０００４】
図１は、この様な理由で流体継手を組み込んだ、冷却ファンの駆動機構を示している。この図１に示した構造は、冷却水を循環させる為のウォータポンプ１と冷却ファン２とを、単一の駆動軸３により回転駆動させる構造を示している。この駆動軸３は、上記ウォータポンプ１のハウジング４に支持した軸受ユニット５により、その中間部を回転自在に支持している。そして、上記駆動軸３の内端部（図１の右端部）で上記ハウジング４内に位置する部分にはインペラ６を、同じく外端部（図１の左端部）で上記ハウジング４外に位置する部分には従動プーリ７を、それぞれ固定している。この従動プーリ７と、図示しないクランクシャフトの端部に固定した駆動プーリとの間にはベルト８を掛け渡して、エンジンの運転時に上記駆動軸３を回転駆動自在としている。尚、この駆動軸３の一部で、上記インペラ６と軸受ユニット５との間にはメカニカルシール９を設けて、上記ハウジング４内を流通する冷却水が軸受ユニット５側に入り込まない様にしている。
【０００５】
一方、上記従動プーリ７を上記駆動軸３の外端部に固定する為の内側ハブ１０の外半部（図１の左半部）には上記冷却ファン２を、転がり軸受１１及び流体継手１２を介して支持している。これら転がり軸受１１と流体継手１２とは、動力の伝達方向に対して互いに並列に配置している。即ち、上記冷却ファン２の中央部に設けた外側ハブ１３の一部を上記内側ハブ１０の中間部に、上記転がり軸受１１により回転自在に支持している。又、上記内側ハブ１０の外端部で上記転がり軸受１１よりも外方に突出した部分に、上記流体継手１２を構成するロータ１４を外嵌固定している。そして、このロータ１４と上記転がり軸受１１との間に、粘性流体である、シリコンオイル１５を充填している。
【０００６】
エンジンの運転に伴って上記駆動軸３及び内側ハブ１０が回転すると（この時エンジンルーム内の温度は低い）、この回転は軸受トルクと上記シリコンオイル１５の粘性に基づき、上記ロータ１４から外側ハブ１３に伝わり、上記冷却ファン２がゆっくりと回転する。エンジンルーム内の温度が上昇すると、バイメタル２６の作用により、ラビリンス部２７を上記シリコンオイル１５が通過する様になり、粘性抵抗がより大きくなり、上記冷却ファン２の回転速度が増す。この様にエンジンルーム内の温度に対応して適切に上記冷却ファン２を回転させると共に、シリコンオイル１５の粘性抵抗に基づき、上記冷却ファン２を回転させる事により、上記駆動軸３の回転上昇に拘らず、上記冷却ファン２の回転速度が過度に上昇する事を防止し、動力の消費を軽減する。
【０００７】
上述の様に構成され作用する冷却ファンの駆動機構に組み込む転がり軸受１１は、例えば図２〜３に示す様に構成されている。即ち、内周面に外輪軌道１６を有する外輪１７と、外周面に内輪軌道１８を有する内輪１９と、上記外輪軌道１６と内輪軌道１８との間に転動自在に設けられた複数の転動体２０、２０と、第一、第二のシールリング２１、２２とを備える。このうちの第一のシールリング２１は、上記外輪１７の軸方向一端部（図２〜３の左端部）内周面と上記内輪１９の軸方向一端部外周面との間に設けて、上記外輪１７の内周面と上記内輪１９の外周面との間の空間２３の軸方向一端開口を塞ぐ。又、上記第二のシールリング２２は、上記外輪１７の軸方向他端部（図２〜３の右端部）内周面と上記内輪１９の軸方向他端部外周面との間に設けて、上記空間２３の軸方向他端開口を塞ぐ。
【０００８】
この様な転がり軸受１１は、上記第一のシールリング２１を、上記流体継手１２を構成するシリコンオイル１５に対向させ、上記第二のシールリング２２をこの流体継手１２と反対側（図１の右側）に向けた状態で使用する。この状態で上記第一のシールリング２１は、上記シリコンオイル１５が上記空間２３内に入り込む事を防止すると共に、この空間２３内に封入したグリースが上記シリコンオイル１５を封入した空間側に漏れ出す事を防止する。又、上記第二のシールリング２２は、上記グリースが外部空間に漏洩する事を防止すると共に、外部空間に浮遊する異物が上記空間２３内に入り込む事を防止する。
【０００９】
ところで、エンジンの運転時に上記シリコンオイル１５の温度は、前記ロータ１４による攪拌抵抗に基づき上昇する。従って、このシリコンオイル１５と接触する第一のシールリング２１には、十分な耐熱性を持たせる必要がある。この為従来は、第一、第二の両シールリング２１、２２を、優れた耐熱性を有する弗素ゴムにより構成していた。即ち、第一、第二のシールリング２１、２２として、弗素ゴムであるシール材２４を金属製で円環状の芯金２５により補強したものを使用していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
弗素ゴムは耐熱性が優れている反面、高価な為、第一、第二のシールリング２１、２２を構成するシール材２４、２４を何れをも弗素ゴムにより造った場合には、転がり軸受１１全体としてのコストが嵩んでしまう。一方、流体継手１２と反対側に配置される第二のシールリング２２は、冷却ファン２によって冷却された雰囲気中に曝らされる為、それ程温度上昇しない。従って、弗素ゴム程優れた耐熱性を有する材料を使用しなくても、十分な耐久性を確保できる。
本発明の流体継手用転がり軸受は、上述の様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の流体継手用転がり軸受は、前述した従来の流体継手用転がり軸受と同様、例えば図２〜３に示す様に、内周面に外輪軌道１６を有する外輪１７と、外周面に内輪軌道１８を有する内輪１９と、上記外輪軌道１６と内輪軌道１８との間に転動自在に設けられた複数の転動体２０、２０と、第一、第二のシールリング２１、２２とを備える。このうちの第一のシールリング２１は、上記外輪１７の軸方向一端部内周面と上記内輪１９の軸方向一端部外周面との間に設けて、上記外輪１７の内周面と上記内輪１９の外周面との間の空間２３の軸方向一端開口を塞ぐ。又、上記第二のシールリング２２は、上記外輪１７の軸方向他端部内周面と上記内輪１９の軸方向他端部外周面との間に設けて、上記空間２３の軸方向他端開口を塞ぐ。
【００１２】
この様な転がり軸受１１は、図１に示す様に、上記第一のシールリング２１を、上記流体継手１２を構成するシリコンオイル１５に対向させ、上記第二のシールリング２２をこの流体継手１２と反対側に向けた状態で使用する。この状態で上記第一のシールリング２１は、上記シリコンオイル１５が上記空間２３内に入り込む事を防止すると共に、この空間２３内に封入したグリースが上記シリコンオイル１５を封入した空間側に漏れ出す事を防止する。又、上記第二のシールリング２２は、上記グリースが外部空間に漏洩する事を防止すると共に、外部空間に浮遊する異物が上記空間２３内に入り込む事を防止する。
【００１３】
特に、本発明の流体継手用転がり軸受に於いては、上記第一のシールリング２１を構成するゴムとして、上記第二のシールリング２２を構成するゴムよりも耐熱温度の高いものを使用する。即ち、上記シリコンオイル１５に接触する為、十分な耐熱性を確保する必要がある第一のシールリング２１を構成するシール材２４は、弗素ゴム等の、優れた耐熱性を有するゴムにより造る。これに対して、余り耐熱性を要求されない、第二のシールリング２２を構成するシール材２４は、水添加ニトリルゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム等、弗素ゴムに比較して安価なゴムにより造る。
【００１４】
【作用】
上述の様に構成される本発明の流体継手用転がり軸受が、流体継手１２との組み合わせにより、駆動軸３と冷却ファン２との間で、所望範囲の回転力伝達を行なう際の作用は、前述した従来構造の場合と同様である。
【００１５】
特に、本発明の流体継手用転がり軸受の場合には、あまり耐熱性を要求されない第二のシールリング２２を構成するシール材２４を、安価なゴムにより造っているので、流体継手用転がり軸受全体としてのコスト低減を図れる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、十分な耐久性を確保しつつ、低廉な流体継手用転がり軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象となる流体継手用転がり軸受を組み込んだ冷却ファンの駆動機構の断面図。
【図２】本発明の対象となる流体継手用転がり軸受の第１例を示す断面図。
【図３】同第２例を示す断面図。
【符号の説明】
１  ウォータポンプ
２  冷却ファン
３  駆動軸
４  ハウジング
５  軸受ユニット
６  インペラ
７  従動プーリ
８  ベルト
９  メカニカルシール
１０  内側ハブ
１１  転がり軸受
１２  流体継手
１３  外側ハブ
１４  ロータ
１５  シリコンオイル
１６  外輪軌道
１７  外輪
１８  内輪軌道
１９  内輪
２０  転動体
２１  第一のシールリング
２２  第二のシールリング
２３  空間
２４  シール材
２５  芯金
２６  バイメタル
２７  ラビリンス部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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