JP2006144812A - Sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、ベルト駆動スタータに使用される一方向クラッチ付きプーリユニットや高速回転で使用される転がり軸受において好適に使用される密封装置に関する。 The present invention relates to a sealing device suitably used in, for example, a pulley unit with a one-way clutch used in a belt drive starter and a rolling bearing used in high-speed rotation.
ベルト駆動スタータに使用される一方向クラッチ付きプーリユニットとしては、軸とこれの周囲に同心状に配されたプーリとの間に、軸とプーリとの間のトルク伝達をロック状態またはフリー状態とする一方向クラッチが設けられ、この一方向クラッチを挟んで転がり軸受が設けられており、転がり軸受の外輪の軸方向外側の端部に、芯金およびこれに接着された弾性シールを有するシール部材が固定されているものが知られている(特許文献1)。
上記一方向クラッチ付きプーリユニットによると、外輪が12000〜15000回転/分以上の高速回転となることがあり、この場合に、シール摺動部の発熱が大きくなり、内部に封入されたグリースの寿命が短くなるという問題があった。 According to the pulley unit with a one-way clutch, the outer ring may rotate at a high speed of 12000 to 15000 rotations / minute or more. In this case, heat generation at the seal sliding part increases, and the life of the grease sealed inside is increased. There was a problem that became shorter.
この発明の目的は、外輪が高速回転となる使用条件下においても、シール摺動部の発熱が抑えられ、これにより、内部に封入されたグリーの短寿命化を防止することができる密封装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a sealing device that can suppress heat generation of the seal sliding portion even under use conditions where the outer ring rotates at a high speed, thereby preventing the life of the grease sealed inside from being shortened. It is to provide.
この発明による密封装置は、芯金およびこれに接着された弾性シールからなるシール部材を有し、回転輪となる外輪にシール部材が固定されている密封装置において、弾性シールは、外輪非回転時に内輪に設けられた環状溝側面に接触させられている主リップを有しており、主リップは、外輪回転時の遠心力によって非接触となる方向に変位させられるようになされているものである。 The sealing device according to the present invention includes a sealing member including a cored bar and an elastic seal bonded thereto, and the sealing member is fixed to an outer ring serving as a rotating ring. It has a main lip that is brought into contact with a side surface of an annular groove provided in the inner ring, and the main lip is adapted to be displaced in a non-contact direction by centrifugal force during rotation of the outer ring. .
外輪は、転がり軸受の外輪、一方向クラッチの外輪、プーリの回転輪などとされ、密封装置は、外輪回転の転がり軸受、外輪回転の一方向クラッチ、外輪回転の一方向クラッチ付きプーリユニット、プーリ本体を樹脂製としてその内周に転がり軸受を組み込んだ樹脂プーリ装置などに使用される。 The outer ring is an outer ring of a rolling bearing, an outer ring of a one-way clutch, a rotating wheel of a pulley, and the sealing device is a rolling bearing for outer ring rotation, a one-way clutch for outer ring rotation, a pulley unit with a one-way clutch for outer ring rotation, a pulley It is used for resin pulley devices and the like whose main body is made of resin and which incorporates rolling bearings on its inner periphery.
この発明による密封装置を備えた転がり軸受は、固定輪とされる内輪、回転輪とされる外輪、両輪の中央部間に配された転動体、および両輪の少なくとも一方の端部間に配されているシール部材を備えており、シール部材は、芯金およびこれに接着された弾性シールを有しかつ外輪に固定されている転がり軸受において、シール部材の弾性シールは、外輪非回転時に内輪に設けられた環状溝側面に接触させられている主リップを有しており、主リップは、外輪回転時の遠心力によって非接触となる方向に変位させられるようになされているものとなる。 A rolling bearing provided with a sealing device according to the present invention is arranged between an inner ring that is a fixed ring, an outer ring that is a rotating ring, a rolling element that is disposed between the central portions of both wheels, and at least one end of both wheels. In a rolling bearing having a cored bar and an elastic seal bonded thereto and fixed to the outer ring, the elastic seal of the sealing member is attached to the inner ring when the outer ring is not rotated. The main lip is brought into contact with a side surface of the annular groove provided, and the main lip is displaced in a non-contact direction by a centrifugal force when the outer ring rotates.
転がり軸受は、軸方向の両側に上記密封装置を有する両側シール軸受とされることがあり、軸方向の片側に上記密封装置を有する片側シール軸受とされることがある。 The rolling bearing may be a double-sided seal bearing having the sealing device on both sides in the axial direction, and may be a single-side sealed bearing having the sealing device on one side in the axial direction.
このような転がり軸受は、軸とこれの周囲に同心状に配されたプーリとの間に一方向クラッチが設けられ、一方向クラッチの軸方向少なくとも一側に転がり軸受が設けられている一方向クラッチ付きプーリユニットにおいて、好適に使用される。この場合に、転がり軸受の外輪および内輪は、一方向クラッチの外輪および内輪と一体であってもよく、一方向クラッチの外輪および内輪とは別体であってもよい。 In such a rolling bearing, a one-way clutch is provided between a shaft and a pulley arranged concentrically around the shaft, and the rolling bearing is provided at least on one side in the axial direction of the one-way clutch. It is preferably used in a pulley unit with a clutch. In this case, the outer ring and inner ring of the rolling bearing may be integrated with the outer ring and inner ring of the one-way clutch, or may be separate from the outer ring and inner ring of the one-way clutch.
この発明による密封装置において、外輪非回転時における環状溝側面と主リップとのしめ代は、0.04〜0.40mm程度とされる。主リップは、このしめ代が外輪回転時の遠心力によって小さくなる(軽接触または非接触となる)形状とされる。外輪非回転時および外輪低速回転時では、しめ代がプラスのままで維持されるので、シール部材によるシール性が確保される。外輪高速回転時では、内部のグリースは遠心力で外輪内周側に移動し、シール部材に付着した水分も遠心力で飛ばされるので、しめ代がマイナスになったとしても、弾性シールと内輪との間に形成されているラビリンスシールだけで、そのシール性が確保される。シールのPV値(荷重×速度)は、例えば、24Nm/s以下に設定され、高速回転(回転数したがって速度Vが大)時に非接触(押し付け力したがって荷重Pが小)方向へ主リップが移動することにより、高速回転時においても、所定のPV値以下を維持することができる。 In the sealing device according to the present invention, the interference between the side surface of the annular groove and the main lip when the outer ring is not rotated is about 0.04 to 0.40 mm. The main lip has such a shape that the interference is reduced (becomes light contact or non-contact) by centrifugal force when the outer ring rotates. When the outer ring is not rotating and when the outer ring is rotating at a low speed, the interference is maintained at a plus value, so that the sealing performance by the sealing member is ensured. During high-speed rotation of the outer ring, the internal grease moves to the inner periphery side of the outer ring by centrifugal force, and the moisture adhering to the seal member is also blown away by centrifugal force, so even if the interference is negative, the elastic seal and inner ring Only the labyrinth seal formed between the two can secure the sealing performance. The PV value (load x speed) of the seal is set to, for example, 24 Nm / s or less, and the main lip moves in the non-contact (pressing force and therefore load P is small) direction at high speed (the rotation speed and therefore the speed V is large). By doing so, a predetermined PV value or less can be maintained even during high-speed rotation.
弾性シールは、芯金の内周縁部を覆っている接着部と、接着部の軸方向内側端部に設けられて内輪の環状溝周縁に非接触で臨まされている補助リップと、接着部から軸方向内方にのび内周縁部に主リップが形成されている連結部を有しており、主リップは、連結部より軸方向外方に突出し遠心力作用時に主リップが環状溝側面から離れる方向のモーメントが作用するように形状が決定されている重心バランス設計用突出部を有していることが好ましい。 The elastic seal includes an adhesive portion covering the inner peripheral edge of the cored bar, an auxiliary lip provided at the inner end in the axial direction of the adhesive portion and facing the peripheral edge of the annular groove of the inner ring, and an adhesive portion. It has a connecting part in which a main lip is formed on the inner peripheral edge of the inner part in the axial direction. The main lip protrudes outward in the axial direction from the connecting part, and the main lip is separated from the side surface of the annular groove when centrifugal force acts. It is preferable to have a center-of-gravity balance design protrusion whose shape is determined so that a directional moment acts.
重心バランス設計用突出部は、その突出量や重心位置を変更した場合の回転数の変化に対するシールの押し付け力を計算することにより、適正な重心バランスを得る形状にすることができる。例えば、重心バランス設計用突出部を大きくして、突出部に作用する遠心力が主リップの連結部よりも軸方向内方にある部分に作用する遠心力よりも大きくなるようにすることなどにより、主リップを環状溝側面から離れる方向に変位させることができる。 The center-of-gravity balance design protrusion can be shaped to obtain an appropriate center-of-gravity balance by calculating the pressing force of the seal against changes in the number of rotations when the amount of protrusion and the position of the center of gravity are changed. For example, by increasing the center of gravity balance design protrusion so that the centrifugal force acting on the protrusion is greater than the centrifugal force acting on the axially inward portion of the main lip connection, etc. The main lip can be displaced away from the side surface of the annular groove.
弾性シールの接着部に、接着部に対して連結部を動きやすくするための切欠きが設けられていることがより好ましい。 It is more preferable that a notch for facilitating movement of the connecting portion relative to the adhesive portion is provided in the adhesive portion of the elastic seal.
このようにすると、遠心力の変化に伴う主リップの変位量を大きくすることができるとともに、非接触とされている補助リップの遠心力による浮き上がりが抑制され、補助リップ側のシール性の悪化を防止することができる。 This makes it possible to increase the amount of displacement of the main lip associated with the change in centrifugal force, suppresses the lift of the auxiliary lip that is not in contact with the centrifugal force, and reduces the sealing performance on the auxiliary lip side. Can be prevented.
この発明の密封装置によると、外輪が高速回転となる使用条件下においても、シール摺動部の発熱が抑えられ、これにより、内部に封入されたグリースの短寿命化を防止することができる。 According to the sealing device of the present invention, heat generation of the seal sliding portion can be suppressed even under use conditions in which the outer ring rotates at high speed, thereby preventing the life of the grease sealed inside from being shortened.
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、左右は、図1の左右をいうものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the left and right refer to the left and right in FIG.
図1および図2は、この発明による密封装置が適用される1実施形態としての一方向クラッチ付きプーリユニットを示している。 1 and 2 show a pulley unit with a one-way clutch as an embodiment to which a sealing device according to the present invention is applied.
一方向クラッチ付きプーリユニット(1)は、エンジンの駆動部とスタータモータの回転軸とを連結する部分に配置されるもので、スタータモータの回転軸(2)に嵌められた中空軸(3)とこれと同心に配置されたプーリ(4)との間に、一方向クラッチ(5)が設けられている。プーリ(4)の外周には、Vリブドベルトが掛け渡されるベルト掛け渡し部が設けられている。一方向クラッチ(5)は、中空軸(3)の軸方向中間部とプーリ(4)の軸方向中間部との間に設けられており、中空軸(3)の左端寄り部分とプーリ(4)の左端寄り部分との間および中空軸(3)の右端寄り部分とプーリ(4)の右端寄り部分との間に、それぞれ転がり軸受(6)(7)が設けられている。プーリ(4)の中間部の内径部分は、一方向クラッチ(5)の外輪を兼ねており、中空軸(3)の中間部の外径部分は、一方向クラッチ(5)の内輪を兼ねている。 A pulley unit (1) with a one-way clutch is arranged at a portion connecting an engine drive unit and a rotation shaft of a starter motor, and is a hollow shaft (3) fitted to the rotation shaft (2) of the starter motor. And a pulley (4) arranged concentrically therewith, a one-way clutch (5) is provided. On the outer periphery of the pulley (4), there is provided a belt spanning part on which a V-ribbed belt is spanned. The one-way clutch (5) is provided between the axial intermediate portion of the hollow shaft (3) and the axial intermediate portion of the pulley (4), and the left end portion of the hollow shaft (3) and the pulley (4 ) And the left end portion of the hollow shaft (3), and between the right end portion of the hollow shaft (3) and the right end portion of the pulley (4), rolling bearings (6) and (7) are respectively provided. The inner diameter part of the middle part of the pulley (4) also serves as the outer ring of the one-way clutch (5), and the outer diameter part of the middle part of the hollow shaft (3) also serves as the inner ring of the one-way clutch (5). Yes.
プーリ(4)の内径は、左右端部(大径部)(4a)(4b)が中間部(小径部)(4c)よりも大径となる段付き状に形成されており、中空軸(3)の外径は、シール部材(10)用の環状溝部分を除いて同じ径とされている。 The inner diameter of the pulley (4) is formed in a stepped shape in which the left and right end parts (large diameter part) (4a) (4b) are larger in diameter than the intermediate part (small diameter part) (4c). The outer diameter of 3) is the same except for the annular groove portion for the seal member (10).
一方向クラッチ(5)は、図2に示すように、プーリ(4)の中間部の内周面に設けられたカム面(11)と、カム面(11)と中空軸(3)の中間部の外周面とによって形成された楔状空間(12)内に配置され、中空軸(3)とプーリ(4)とが一の方向(ロック方向)に相対回転することにより中空軸(3)とプーリ(4)との間に噛み込み、他の方向(フリー方向)に相対回転したとき噛み込みを解除する複数の噛み込み部材としてのころ(13)と、ころ(13)を噛み込み方向(楔状空間(12)の狭い側)に付勢する付勢部材としてのコイルばね(14)と、ころ(13)を楔状空間(12)内に位置させる保持器(15)とを備えている。 As shown in FIG. 2, the one-way clutch (5) includes a cam surface (11) provided on the inner peripheral surface of the intermediate portion of the pulley (4), and an intermediate between the cam surface (11) and the hollow shaft (3). The hollow shaft (3) is arranged in a wedge-shaped space (12) formed by the outer peripheral surface of the section, and the hollow shaft (3) and the pulley (4) are rotated relative to each other in one direction (locking direction). Roller (13) as a plurality of biting members that release between the pulley (4) and release the bite when rotated relative to the other direction (free direction) and the roller (13) in the biting direction ( A coil spring (14) as a biasing member that biases the wedge-shaped space (12) on the narrow side) and a cage (15) that positions the rollers (13) in the wedge-shaped space (12) are provided.
左右の転がり軸受(6)(7)は、それぞれ、外輪(6a)(7a)、内輪(6b)(7b)、玉(6c)(7c)および保持器(6d)(7d)からなる玉軸受とされている。 The left and right rolling bearings (6) and (7) are ball bearings comprising outer rings (6a) and (7a), inner rings (6b) and (7b), balls (6c) and (7c), and cages (6d) and (7d), respectively. It is said that.
左右の転がり軸受(6)(7)の外輪(6a)(7a)は、その外径がプーリ(4)の左右端部(4a)(4b)の内径に等しくされて、同部(4a)(4b)に圧入され、内輪(6b)(7b)は、その内径が中空軸(3)の外径に等しくされて、中空軸(3)の左右端部に圧入されている。 The outer rings (6a) and (7a) of the left and right rolling bearings (6) and (7) have the outer diameters equal to the inner diameters of the left and right ends (4a) and (4b) of the pulley (4). The inner rings (6b) and (7b) are press-fitted into the left and right ends of the hollow shaft (3) with the inner diameter being equal to the outer diameter of the hollow shaft (3).
各転がり軸受(6)(7)は、後述するこの発明による密封装置を有する両側シール軸受とされており、各転がり軸受(6)(7)の左右端部には、環状の芯金(8a)(9a)およびこれに接着された環状の弾性シール(8b)(9b)からなる環状のシール部材(8)(9)がそれぞれ配置されている。シール部材(8)(9)は、外輪(6a)(7a)の左右端部の内径に設けられた環状溝に芯金(8a)(9a)の外周縁部が圧入されており、弾性シール(8b)(9b)の内周縁部が内輪(6b)(7b)に摺接させられている。 Each of the rolling bearings (6) and (7) is a double-sided seal bearing having a sealing device according to the present invention, which will be described later, and an annular metal core (8a ) (9a) and annular seal members (8), (9) each comprising an annular elastic seal (8b) (9b) adhered thereto are disposed. The seal members (8) and (9) are made by elastically sealing the outer peripheral edge portions of the core bars (8a) and (9a) into the annular grooves provided in the inner diameters of the left and right end portions of the outer rings (6a) and (7a). The inner peripheral edges of (8b) and (9b) are brought into sliding contact with the inner rings (6b) and (7b).
プーリユニットの自由端側(図の左端側)には、プーリユニット内部に泥水等の侵入を防止するために、さらに別のシール部材(10)が中空軸(3)の左端部とプーリ(4)の左端部との間に配置されている。 On the free end side of the pulley unit (the left end side in the figure), another seal member (10) is installed between the left end of the hollow shaft (3) and the pulley (4) to prevent muddy water from entering the pulley unit. ) Between the left end and
図2に示すように、一方向クラッチのカム面(11)は、軸心を挟んで対向するカムの各面(11a)が周方向に複数組(この実施形態では4組)設けられることによって構成されている。各面(11a)は、ころ(13)の中心および軸心を通る法線に対して直角ではなく、直角よりも若干小さい鋭角とされている。カムの各面(11a)の楔状空間(12)の広い側の端部には、横断面が円弧状で遠心力を受けたころ(13)を停止させる保持用凹面部(16)が設けられている。 As shown in FIG. 2, the cam surface (11) of the one-way clutch is provided with a plurality of sets (four sets in this embodiment) of the cam surfaces (11a) facing each other across the shaft center in the circumferential direction. It is configured. Each surface (11a) is not perpendicular to the normal passing through the center and axis of the roller (13), but has an acute angle slightly smaller than the right angle. At the end of each side (11a) of the cam on the wide side of the wedge-shaped space (12), there is provided a holding concave surface portion (16) for stopping the roller (13) receiving a centrifugal force with a circular cross section. ing.
保持器(15)は、合成樹脂製で、カム面(11)にほぼ沿った外周形状と中空軸(3)外周面に沿った内周形状を有しており、カム面(11)内に圧入されている。保持器(15)の内径と中空軸(3)の外径との間には若干の間隙が設けられており、保持器(15)と中空軸(3)とが接触することが防止されている。保持器(15)には、コイルばね(14)を位置決めするばね受け凹所(17)が設けられている。ばね受け凹所(17)には、噛み合い性能(特に低温噛み合い性能)に優れたグリースが封入されている。 保持器(15)の左右端部に位置する柱には、左右の転がり軸受(6)(7)の内輪(6b)(7b)の内側端面に接触しないように、径方向内方突出部(15a)(15b)が設けられており、この径方向内方突出部(15a)(15b)は、内輪(6b)(7b)の内側端部との間にラビリンスシールを形成している。 The cage (15) is made of synthetic resin and has an outer peripheral shape substantially along the cam surface (11) and an inner peripheral shape along the outer peripheral surface of the hollow shaft (3), and within the cam surface (11). It is press-fitted. A slight gap is provided between the inner diameter of the cage (15) and the outer diameter of the hollow shaft (3) to prevent the cage (15) and the hollow shaft (3) from contacting each other. Yes. The cage (15) is provided with a spring receiving recess (17) for positioning the coil spring (14). The spring receiving recess (17) is filled with grease having excellent meshing performance (particularly low-temperature meshing performance). The pillars located at the left and right ends of the cage (15) are radially inwardly projecting so as not to contact the inner end surfaces of the inner rings (6b) and (7b) of the left and right rolling bearings (6) and (7). 15a) and 15b are provided, and the radially inward protruding portions (15a) and (15b) form a labyrinth seal between the inner ends of the inner rings (6b) and (7b).
ばね受け凹所(17)は、カム面(11)のころ保持用凹面部(16)に連なってプーリ(4)の内周に設けられたばね位置決め面(18)とによってコイルばね(14)の中心軸方向を一定に保っている。コイルばね(14)の中心軸は、コイルばね(14)に遠心力が作用した際にころ(13)に対する付勢力を減少させる方向に変形させられるように、中空軸(3)の外周面の接線方向に対して傾斜させられている。プーリ(4)のばね位置決め面(18)は、カム面(11)と同様に、一方向クラッチ(5)の軸心を挟んで対向して形成された2面が周方向に複数組設けられることによって構成されている。 The spring receiving recess (17) is connected to the roller holding concave portion (16) of the cam surface (11) and the spring positioning surface (18) provided on the inner periphery of the pulley (4) to The central axis direction is kept constant. The central axis of the coil spring (14) is such that when the centrifugal force acts on the coil spring (14), the coil spring (14) is deformed in a direction that reduces the biasing force against the roller (13). It is inclined with respect to the tangential direction. As with the cam surface (11), the spring positioning surface (18) of the pulley (4) is provided with a plurality of sets of two surfaces formed opposite to each other across the axis of the one-way clutch (5) in the circumferential direction. Is made up of.
ばね受け凹所(17)は、コイルばね(14)がばね軸方向へ移動することを阻止するばね端部位置決め面(17a)と、コイルばね(14)がばね軸に直交する内向きに移動することを阻止するばね内側位置決め面(17b)とを有しており、プーリ(4)のばね位置決め面(18)は、コイルばね(14)がばね軸に直交する外向きに移動することを阻止するばね外側位置決め面となっている。これらのばね位置決め面(17a)(17b)(18)によって、コイルばね(14)の中心軸は、ころ(13)の中心軸と直交するように保たれている。ばね受け凹所(17)のばね内側位置決め面(17b)に連なって、ころ保持用傾斜面(17c)が設けられている。この傾斜面(17c)の他端は、中空軸(3)の外周面に対してわずかに間隙を有するようになされている。 The spring receiving recess (17) includes a spring end positioning surface (17a) that prevents the coil spring (14) from moving in the spring axis direction, and the coil spring (14) moves inwardly perpendicular to the spring axis. And a spring positioning surface (18) of the pulley (4) that prevents the coil spring (14) from moving perpendicularly to the spring axis. It is a spring outer positioning surface for blocking. By these spring positioning surfaces (17a), (17b) and (18), the central axis of the coil spring (14) is kept perpendicular to the central axis of the roller (13). A roller holding inclined surface (17c) is provided continuously to the spring inner positioning surface (17b) of the spring receiving recess (17). The other end of the inclined surface (17c) has a slight gap with respect to the outer peripheral surface of the hollow shaft (3).
図2に二点鎖線で示されているころ(13)は、遠心力が働いていないときの状態を示しており、この状態で中空軸(3)が反時計方向に回転させられると、ころ(13)が中空軸(3)とプーリ(4)との間に噛み込み、中空軸(3)とプーリ(4)とは、一体となって回転する。そして、プーリ(4)が高速回転となり、中空軸(3)の回転が停止させられると、ころ(13)にはカムの各面(11a)に沿った方向の力が掛かり、これにより、ころ(13)は、楔状空間(12)の広い側に移動する。 The roller (13) indicated by a two-dot chain line in FIG. 2 shows a state when the centrifugal force is not working, and when the hollow shaft (3) is rotated counterclockwise in this state, (13) is caught between the hollow shaft (3) and the pulley (4), and the hollow shaft (3) and the pulley (4) rotate together. When the pulley (4) is rotated at a high speed and the rotation of the hollow shaft (3) is stopped, the roller (13) is subjected to a force in a direction along each surface (11a) of the cam. (13) moves to the wide side of the wedge-shaped space (12).
次いで、右側のシール部材(9)を例にとってこの発明による密封装置を説明する。この発明による密封装置は、図3に示すように、芯金(9a)および弾性シール(9b)からなるシール部材(9)が回転輪となる外輪(7a)に固定されているとともに、弾性シール(9b)は、芯金(9a)の内周縁部を覆っている接着部(21)と、接着部(21)の軸方向内側端部から内方にのび内輪(7b)の環状溝(20)周縁に非接触で臨まされている補助リップ(22)と、外輪(7a)非回転時に内輪(7b)の環状溝(20)の内側面に接触させられている主リップ(23)と、接着部(21)の軸方向ほぼ中央部分から軸方向内方にのび内周縁部に主リップ(23)が形成されている連結部(24)とを有しており、主リップ(23)は、同図に鎖線で示すように、外輪(7a)回転時の遠心力によって非接触となる方向に変位させられるようになされているものである。 Next, the sealing device according to the present invention will be described taking the right seal member (9) as an example. In the sealing device according to the present invention, as shown in FIG. 3, a seal member (9) composed of a core metal (9a) and an elastic seal (9b) is fixed to an outer ring (7a) serving as a rotating ring, and an elastic seal (9b) is an adhesive portion (21) covering the inner peripheral edge of the core metal (9a), and an annular groove (20) extending inward from the axially inner end of the adhesive portion (21). ) Auxiliary lip (22) facing the periphery without contact, and main lip (23) that is in contact with the inner surface of the annular groove (20) of the inner ring (7b) when the outer ring (7a) is not rotating, It has a connecting portion (24) in which a main lip (23) is formed on the inner peripheral edge of the adhesive portion (21) in the axially inward direction from the substantially central portion in the axial direction, and the main lip (23) As indicated by a chain line in the figure, the outer ring (7a) is displaced in a non-contact direction by a centrifugal force when rotating.
主リップ(23)が外輪回転時の遠心力によって非接触となる方向に確実に変位させられるものとするために、主リップ(23)は、連結部(24)より軸方向外方に突出した重心バランス設計用突出部(25)を有しており、弾性シール(9b)の接着部(21)に、接着部(21)に対して連結部(24)を動きやすくするための切欠き(26)が設けられている。重心バランス設計用突出部(25)は、その重心が主リップ(23)の連結部(24)よりも軸方向内方にある部分(23a)の重心よりも径方向外方に位置させられており、連結部(24)よりも軸方向内方にある部分(23a)に対して相対的に大きくなされることなどにより、遠心力作用時に主リップ(23)が環状溝(20)の内側面から離れる方向のモーメントが作用するように形状が決定されている。 In order to ensure that the main lip (23) is displaced in a non-contact direction by the centrifugal force when the outer ring rotates, the main lip (23) protrudes axially outward from the connecting portion (24). It has a center of gravity balance design protrusion (25), and a notch for easily moving the connecting part (24) relative to the adhesive part (21) in the adhesive part (21) of the elastic seal (9b) ( 26) is provided. The center of gravity balance design protrusion (25) is positioned radially outward from the center of gravity of the portion (23a) whose center of gravity is axially inward of the connecting portion (24) of the main lip (23). The main lip (23) is formed on the inner surface of the annular groove (20) when centrifugal force is applied, for example, by being relatively large with respect to the portion (23a) that is axially inward of the connecting portion (24). The shape is determined so that a moment in a direction away from the center acts.
芯金(9a)の内周縁部には、弾性シール(9b)の補助リップ(22)の動きを抑えるように、軸方向内方に傾斜する折り曲げ部(27)が設けられている。 A bent portion (27) inclined inward in the axial direction is provided on the inner peripheral edge of the core metal (9a) so as to suppress the movement of the auxiliary lip (22) of the elastic seal (9b).
外輪(7a)が回転して主リップ(23)に遠心力が作用すると、重心バランス設計用突出部(25)の存在により、主リップ(23)にはこれを環状溝(20)の内側面から離す方向にモーメントが作用する。連結部(24)は、相対的に薄く形成されており、また、接着部(21)に切欠き(26)が設けられていることから、連結部(24)は接着部(21)に対して動きやすくなっており、主リップ(23)は、外輪(7a)の回転が高速になればなるほど、鎖線で示す方向に変位させられる。シール摺動部の発熱は、PV値(荷重×速度)によって推定することができ、荷重(シールの押し付け力)が変化しない場合には、外輪(7a)が高速回転することによって大きくなるが、上記のように、主リップ(23)が鎖線で示す方向に変位させられることにより、荷重Pが小さくなり、高速回転時においても、所定のPV値以下に抑えることができる。 When the outer ring (7a) rotates and centrifugal force is applied to the main lip (23), the main lip (23) is provided with an inner surface of the annular groove (20) due to the presence of the center of gravity balance design projection (25). Moment acts in the direction away from The connecting portion (24) is formed relatively thin, and since the notched portion (26) is provided in the bonding portion (21), the connecting portion (24) is not connected to the bonding portion (21). The main lip (23) is displaced in the direction indicated by the chain line as the outer ring (7a) rotates faster. The heat generation of the seal sliding part can be estimated by the PV value (load x speed). If the load (seal pressing force) does not change, the outer ring (7a) rotates at a high speed. As described above, the main lip (23) is displaced in the direction indicated by the chain line, so that the load P is reduced and can be suppressed to a predetermined PV value or less even during high-speed rotation.
この一方向クラッチ付きプーリユニットは、次のように動作する。 This one-way clutch-equipped pulley unit operates as follows.
まず、始動時においては、スタータモータの回転軸(2)と一体の中空軸(3)が反時計回りに回転させられる。これにより、一方向クラッチ(5)の中空軸(3)が反時計回りに回転し、一方向クラッチ(5)の楔状空間(12)の狭い側にころ(13)が噛み込まれ、駆動力が伝達されて、一方向クラッチ(5)の中空軸(3)とプーリ(4)とが一体となって回転する。プーリ(4)はベルトを介してクランクシャフトに接続されており、プーリ(4)の回転によってエンジンが始動する。エンジンが始動すると、スタータが停止し、プーリ(4)は反時計方向の回転を続ける。これにより、ころ(13)の噛み込みが解除され、プーリ(4)だけが回転する状態が継続される。特にエンジンの高速回転時、ころ(13)は、ころ(13)とほぼ同じ曲率の凹面部(16)によって位置決めされ、中空軸(3)と非接触状態となる。こうして、始動時においては、ころ(噛み込み部材)(13)およびコイルばね(付勢部材)(14)がプーリ(4)と一体となって回転し、その後、プーリ(4)が所定回転速度以上になると、プーリ(4)だけが回転することになり、エンジンの駆動に寄与しない部分が回転することに伴うエネルギロスを抑えることができる。一旦エンジンが始動すると、プーリ(4)だけが回転する空転時間が数十分から数時間続き、この間、各転がり軸受(6)(7)の外輪(6a)(7a)は、高速回転させられる。従来の密封装置では、主リップが遠心力で非接触方向に移動させられることはないので、回転数の増加に伴って、PV値が増加し、これは、シール摺動部の発熱が大きくなることを意味しているが、この一方向クラッチ付きプーリユニットでは、密封装置の主リップ(23)が非接触となる方向に変位させられることにより、PV値の増加が抑えられ、弾性シール(9b)の劣化や内部に封入されているグリースの劣化が防止される。 First, at the time of starting, the hollow shaft (3) integrated with the rotation shaft (2) of the starter motor is rotated counterclockwise. As a result, the hollow shaft (3) of the one-way clutch (5) rotates counterclockwise, and the roller (13) is engaged with the narrow side of the wedge-shaped space (12) of the one-way clutch (5), and the driving force Is transmitted, and the hollow shaft (3) and the pulley (4) of the one-way clutch (5) rotate together. The pulley (4) is connected to the crankshaft via a belt, and the engine is started by the rotation of the pulley (4). When the engine starts, the starter stops and the pulley (4) continues to rotate counterclockwise. As a result, the roller (13) is released and the state where only the pulley (4) rotates continues. In particular, when the engine rotates at high speed, the roller (13) is positioned by the concave surface portion (16) having substantially the same curvature as the roller (13), and is not in contact with the hollow shaft (3). Thus, at the time of starting, the roller (engagement member) (13) and the coil spring (biasing member) (14) rotate integrally with the pulley (4), and then the pulley (4) is rotated at a predetermined rotational speed. If it becomes above, only the pulley (4) will rotate and the energy loss accompanying the rotation of the part which does not contribute to the drive of an engine can be suppressed. Once the engine is started, the idle time during which only the pulley (4) rotates lasts from several tens of minutes to several hours, and during this time, the outer rings (6a) and (7a) of the rolling bearings (6) and (7) are rotated at high speed. . In the conventional sealing device, since the main lip is not moved in the non-contact direction by centrifugal force, the PV value increases as the rotation speed increases, which increases the heat generation of the seal sliding portion. However, in this pulley unit with a one-way clutch, the main lip (23) of the sealing device is displaced in a non-contacting direction, whereby an increase in PV value is suppressed, and an elastic seal (9b ) And grease contained inside are prevented.
なお、上記実施形態においては、一方向クラッチ(5)の外輪=プーリ(4)と転がり軸受(6)(7)の外輪(6a)(7a)とが別体とされ、一方向クラッチ(5)の内輪=中空軸(3)と転がり軸受(6)(7)の内輪(6b)(7b)とが別体とされているが、一方向クラッチ(5)の外輪と転がり軸受(6)(7)の外輪とが一体とされ、一方向クラッチ(5)の内輪と転がり軸受(6)(7)の内輪とが一体とされてもよい。この場合には、シール部材(8)(9)は、一体とされた外輪(プーリ)の端部に固定される。 In the above embodiment, the outer ring of the one-way clutch (5) = the pulley (4) and the outer rings (6a) and (7a) of the rolling bearings (6) and (7) are separated from each other, and the one-way clutch (5 ) = Inner ring of hollow shaft (3) and inner ring (6b) (7b) of rolling bearing (6) (7) are separated, but outer ring of one-way clutch (5) and rolling bearing (6) The outer ring of (7) may be integrated, and the inner ring of the one-way clutch (5) and the inner ring of the rolling bearings (6) and (7) may be integrated. In this case, the seal members (8) and (9) are fixed to the end portion of the integrated outer ring (pulley).
また、上記シール装置およびこれを備えた転がり軸受(6)(7)は、図示した両側シールに代えて、転がり軸受の軸方向外側のみにシール部材を設けた片側シールとしてもよく、また、一方向クラッチ付きプーリユニット以外のものにも適用可能である。 In addition, the sealing device and the rolling bearings (6) and (7) provided with the sealing device may be one-sided seals in which a sealing member is provided only on the outer side in the axial direction of the rolling bearings, instead of the illustrated both-side seals. It can be applied to other than the pulley unit with the direction clutch.
(1) 一方向クラッチ付きプーリユニット
(3) 中空軸
(4) プーリ
(5) 一方向クラッチ
(6)(7) 転がり軸受
(8)(9) シール部材
(8a)(9a) 芯金
(8b)(9b) 弾性シール
(13) ころ
(20) 環状溝
(21) 接着部
(22) 補助リップ
(23) 主リップ
(24) 連結部
(25) 重心バランス設計用突出部
(26) 切欠き
(1) Pulley unit with one-way clutch
(3) Hollow shaft
(4) Pulley
(5) One-way clutch
(6) (7) Rolling bearing
(8) (9) Seal member
(8a) (9a) Core
(8b) (9b) Elastic seal
(13) Roll
(20) Annular groove
(21) Bonded part
(22) Auxiliary lip
(23) Main lip
(24) Connecting part
(25) Center of gravity balance design protrusion
(26) Notch
Claims (5)
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