JP4855151B2 - Bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、摺動部の防汚、防水などのためのブーツを備えた軸受装置に関する。 The present invention relates to a bearing device including a boot for antifouling and waterproofing of a sliding portion.
軸方向に移動する軸(ロッド)を支持する軸受は種々の機械、機器に用いられている。一例として、特許文献1には、バルブを開閉させるべく軸方向に移動するロッドを備えたアクチュエータが開示されている。このアクチュエータは、ケース(ハウジング)内に設けられているダイヤフラムの移動により、ダイヤフラムに結合されているロッドが移動し、リンク機構などを介してロッドに連結されているバルブが開閉されるようになっている。ロッドはリンク機構などを介してバルブに連結されているので、軸方向に移動する際にその径方向にも傾動(揺動)する。また、このようなアクチュエータは、一般的にロッドが傾いて(倒れて)装着されるので、ロッド作動時に揺動運動に伴う倒れが発生する。従って、ロッドは、Oリングを介してケースの内面に弾力的に保持された金属製のブッシュに軸受部材を介して支持されている。つまり、ロッドは、ブッシュ、Oリング等からなる軸受により、軸方向に摺動可能、かつ径方向に傾動可能に支持されている。
Bearings that support shafts (rods) that move in the axial direction are used in various machines and devices. As an example,
このような構造の軸受では、ロッドが傾動することから、アクチュエータのケースにおけるロッドが貫通する孔は、ロッドの傾動を許容するように余裕をもって形成されている。つまり、ロッドと孔の縁との間には隙間ができるように図られている。しかし、このように隙間を設けると、その隙間から軸受部であるロッドと軸受部材との間にちりやほこり、水などが侵入するおそれがある。軸受部へのちりやほこり、水などの侵入は、軸受部の動作不良を引き起こしかねないので、厳に防止する必要がある。そこで、ケースとロッドとにまたがってゴム製のブーツをかぶせ、軸受部及びロッドを防汚、防水することが考えられている。 In the bearing having such a structure, since the rod tilts, the hole through which the rod penetrates in the actuator case is formed with a margin so as to allow the rod to tilt. That is, a gap is created between the rod and the edge of the hole. However, when a gap is provided in this way, dust, dust, water, or the like may enter between the rod that is the bearing portion and the bearing member from the gap. Since intrusion of dust, dust, water or the like into the bearing portion may cause malfunction of the bearing portion, it must be strictly prevented. Therefore, it is considered to cover the case and the rod with a rubber boot so that the bearing and the rod are soiled and waterproofed.
ブーツを設ける構造としては、ロッドが貫通する孔より外側においてケースにブーツ係止具を設け、ロッドを囲むブーツの一端をブーツ係止具に嵌め込むと共にブーツの他端をロッドに密着固定するものが考えられている。 As a structure to provide boots, a boot locking tool is provided on the case outside the hole through which the rod passes, and one end of the boot surrounding the rod is fitted into the boot locking tool, and the other end of the boot is closely fixed to the rod. Is considered.
しかしながら、上述したブーツを設ける構造では、ブーツの係止具を設けるためにアクチュエータのケース自体の形状を変更して係止具を作るか、ゴムなどで作られた専用の係止具を追加する必要があり、構造が複雑となるだけでなく費用がかかってしまう。また、この種のアクチュエータは、前述したようにロッドが傾いた状態で取り付けられることがあり、取り付けられた状態ですでにブーツには偏荷重が加わってしまうというということもある。更にロッド自体が傾動することから、ブーツには、ロッドが倒れた側では縮み、反対側では伸びるという具合に繰り返し加重が加わり、ストレスによりブーツの耐久性が低下するという問題があった。 However, in the structure provided with the boot described above, in order to provide the boot locking device, the shape of the actuator case itself is changed to make the locking device, or a dedicated locking device made of rubber or the like is added. This is not only complicated, but also expensive. In addition, this type of actuator may be attached with the rod tilted as described above, and an unbalanced load may already be applied to the boot in the attached state. Furthermore, since the rod itself tilts, the boot has a problem that the boot is shrunk on the side where the rod is collapsed and is stretched on the opposite side.
この発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、軸方向に移動し、かつ傾動するロッド(軸)を支持する軸受装置として、部品点数が少なく、構造が簡素化でコストの低減が図れ、かつ耐久性の高いものを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and as a bearing device for supporting a rod (shaft) that moves in an axial direction and tilts, the number of parts is small, the structure is simplified, and the cost is reduced. An object is to provide a highly durable product that can be reduced.
この発明に係る軸受装置は、軸を軸方向に摺動可能かつ傾動可能に支持する軸受部材を備えた軸受装置において、前記軸受部材はOリングを介し軸受ホルダに対し傾動可能に弾性支持され、前記軸を覆うブーツの一端部を前記軸受部材にブーツ係止部を介し支承し、前記ブーツの他端部を前記軸に直接支承すると共に、ブーツ係止部の軸貫通部は径が緩やかに大きくなっているものである。 Bearing device according to the present invention is a bearing device having a bearing member for supporting axes to be slidable and tiltable in the axial direction, the bearing member is tiltably resiliently supported with respect bearing holder through an O-ring, One end of the boot covering the shaft is supported on the bearing member via a boot locking portion, the other end of the boot is directly supported on the shaft, and the shaft through portion of the boot locking portion has a gentle diameter. It's getting bigger .
この発明に係る軸受装置によれば、軸を軸方向に摺動可能かつ傾動可能に支持する軸受部材を備えた軸受装置において、前記軸受部材はOリングを介し軸受ホルダに対し傾動可能に弾性支持され、前記軸を覆うブーツの一端部を前記軸受部材にブーツ係止部を介し支承し、前記ブーツの他端部を前記軸に直接支承すると共に、ブーツ係止部の軸貫通部は径が緩やかに大きくしたので、ブーツを支持するための特別の部材を設ける必要がなく、構造が簡素化されると共に部品点数が減少し、製造コストの低減が達成できる。また、軸の傾動に伴い、ブーツが軸受部材と共に軸の傾動に追随するので、ブーツに偏荷重がかからなくなり、ブーツの耐久性が大幅に向上する。
According to the bearing device of the present invention, in the bearing device including the bearing member that supports the shaft so as to be slidable and tiltable in the axial direction, the bearing member is elastically supported so as to be tiltable with respect to the bearing holder via the O-ring. One end of the boot covering the shaft is supported on the bearing member via a boot locking portion, the other end of the boot is directly supported on the shaft, and the shaft through portion of the boot locking portion has a diameter. Since the size is increased gradually, it is not necessary to provide a special member for supporting the boot, the structure is simplified, the number of parts is reduced, and the manufacturing cost can be reduced. Further, as the shaft tilts, the boot follows the shaft tilt together with the bearing member, so that the load is not applied to the boot, and the durability of the boot is greatly improved.
以下、本発明に係る軸受装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る軸受装置を適用したアクチュエータの断面図である。図2は、その一部の拡大図、図3は、軸受装置の作用を示す図2と同じ部分の断面図である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a bearing device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an actuator to which a bearing device according to
先ず、アクチュエータの構成について説明する。
このアクチュエータ1は、例えばリンク機構などを介してターボチャージャのゲートバルブを開閉する駆動原として用いられる。アクチュエータ1の外郭をなすハウジング(ケース)2は、二つの容器状のハウジング部材2a、2bを結合して構成される。ハウジング2内にはダイヤフラム3が設けられ、このダイヤフラム3によってハウジング2内は圧力室4と大気室5とに区分けされる。ダイヤフラム3は、例えば二つのハウジング部材2a、2bをその縁部6、7同士で結合するときに、これらの縁部6、7間に挟み付けられて一体に結合される。
First, the configuration of the actuator will be described.
This
ダイヤフラム3の圧力室4側にはスプリングホルダ8が取り付けられ、このスプリングホルダ8とそれに対向するハウジング部材2aの壁面9(図1に示す状態では天井面)との間に、ダイヤフラム3にばね力を付与するスプリング10が設けられている。ハウジング部材2aには、圧力室4に負圧を形成させる負圧源に配管を介して接続するための配管接続部11が設けられている。
A spring holder 8 is attached to the
大気室5側を形成するハウジング部材2bの、ダイヤフラム3と対向する壁面(図1に示す状態では底面)には凹部12が形成されている。ダイヤフラム3にはロッド(軸)13の一端が結合され、ロッド13の他端側は凹部12の底に設けられた孔14を通してハウジング2外に伸びている。ロッド13の他端部13aは、リンク機構などを介してターボチャージャのゲートバルブに結合される。
A
以上の構成となっていることにより、圧力室4に負圧がかかっていない状態では、スプリング10のばね力によりダイヤフラム3は大気室5側に押された状態となる。圧力室4に負圧がかかると、ダイヤフラム3がスプリング10のばね力に抗して圧力室4側に引っ張られ、ロッド13が移動(図1に示す状態では上方に移動)される。よって、ロッド13にリンク機構等を介して連結されているゲートバルブは開閉動される。
Due to the above configuration, when no negative pressure is applied to the pressure chamber 4, the
このようなアクチュエータ1において、ハウジング2におけるロッド13が貫通する部分であるハウジング部材2bの底部に、ロッド13の軸方向移動を案内すると共にその傾動を許容する軸受部を備え、かつ軸受部の防汚、防水する、本発明に係る軸受装置21が設けられている。
In such an
図1、2に示すように、ハウジング部材2bの凹部12内に、軸受部を構成する軸受部材として環状のロッド支持部材22が設けられ、このロッド支持部材22にロッド13が貫通して支持されている。ロッド支持部材22は、凹部12内に収まる環状の軸受本体部23と、軸受本体部23と一体に形成され、凹部12の底部に設けられた孔14からハウジング2外に延びるブーツ係止部24とからなる。ブーツ係止部24は筒状をなし、その内面は、ハウジング2外に行くにしたがって径がゆるやかに大きくなる湾曲面又はテーパ面となっている。ブーツ係止部24の端部(図1に示す状態では下端部)の外周には、その断面形状が鉤状となったフック部24aが形成されている。ロッド支持部材22は、例えば樹脂材で成形される。なお、凹部12に設けた孔14は、後述するようにロッド支持部材22の傾動を許容するように、ブーツ係止部24の外径より大きい内径となっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, an annular
ロッド支持部材22は、カップ状のホルダ25によりハウジング2bの凹部12内に上下動しないように保持される。カップ状のホルダ25は折り返し部25aを有し、この折り返し部25aを凹部12に圧入することにより、ホルダ25は凹部12に固定される。折り返し部25aは、必要に応じ凹部12の内壁面に溶接、ろう付けなどにより固定される。ホルダ25のロッド13が貫通する部分(図1に示す状態では頂面部分)には孔25bが設けられており、この孔25bは、ロッド13の傾動を許容できるように、ロッド13の外径より大きい内径となっている。
The
ロッド支持部材22の軸受本体部23の外周面には、リング状の溝23aが形成され、その中にホルダ25の内面に密着するOリング26が嵌め込まれている。つまり、ロッド支持部材22は、Oリング26を介してホルダ25に対し傾動可能に弾性支持されている。Oリング26はゴムなどの弾力性のある材料により作られている。
A ring-
ゴム等で製作され蛇腹状のブーツ31がロッド13にかぶせられる。ブーツ31のハウジング2側の端部の径方向内側には凹状のフック部32が設けられ、このフック部32が、ブーツ係止部24のフック部24aと係合されることにより、ブーツ31はブーツ係止部24と一体とされる。ブーツ31のフック部32はロッド支持部材22側のフック部24と密着して係合され、ブーツ31とロッド支持部材22間の気密性が担保される。ブーツ31の他端部は取り付け部33となっており、その弾性力によりロッド13に密着して一体となる。
A bellows-
軸受装置21は以上の構成となっており、前述のように圧力室4に負圧がかかり、ダイヤフラム3が移動してロッド13がその軸方向に移動する際、ロッド13の移動はロッド支持部材22により案内される。ロッド13とロッド支持部材22のブーツ係止部24との間にブーツ31が気密性をもって設けられているので、ロッド支持部材22によりロッド13の支持部に塵埃や水が侵入することはない。
The bearing
ロッド13の先端にリンク機構等が連結されていることにより、ロッド13がその軸方向に移動する際、ロッド13は、ロッド13の支持点であるダイヤフラム3との取り付け部を中心として図3中に矢印で示すように傾動する。この際、ロッド支持部材22もロッド13に追随して傾くので、ブーツ31に偏荷重がかかることはない。ロッド13の傾動は、アクチュエータ1が取り付け箇所に傾いて取り付けられることによっても生じるが、その場合のロッド13の傾動に対してもロッド支持部材22は同様に機能し、ブーツ31に偏荷重がかかることはない。
When the
このように、この実施の形態による軸受装置21によれば、ロッド支持部材22自体にブーツ31との係合部であるブーツ係止部24を設けて、ブーツ係止部24がロッド13に追随して傾動するようにしたので、アクチュエータの構造を変更したり特別な部品を設けたりする必要がなくなる。また、部品点数が減り、構造が簡素化され、製造コストの低減が図れる。更に、ブーツ31に偏荷重がかかることがなくなり、ブーツ31に、収縮の違いによるひずみが生ぜず、ブーツ31の寿命が増す。この実施の形態では、ロッド支持部材22を樹脂製としたことにより、型を用いた一体成形が可能となり、工程数の低減、材料費の低減等により、コストの削減が図れる。
As described above, according to the
実施の形態2.
図4には実施の形態2に係る軸受装置41の部分断面を示す。この軸受装置41におけるロッド支持部材42は、環状の軸受本体部43にハウジング部材2bの孔14からわずかに外側に突出する程度の環状の凸部44を設けた構造となっている。一方、ブーツ31は、そのハウジング1側の端部にはフック部を設けず、厚肉の接続部45のみを形成してある。そして、この接続部45の端面とロッド支持部材42の凸部44の端面とが合わせられて一体化されている。一体化の方法としては、接着など種々の方法が採用できるが、この実施の形態では、焼付けにより一体化している。焼付けは、ロッド支持部材42をハウジング2b内に組み付ける前又は後のどちらにおいてもできる。ロッド支持部材42をハウジング2b内に組み付ける前にブーツ31と接合した場合には、そのロッド支持部材42とブーツ31との組み立て体をハウジング部材2bに組み付けるには、ハウジング部材2bの内側からブーツ31の取り付け部33を変形させて孔14に通し、軸受本体部43を凹部12内に収めることにより行う。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 shows a partial cross section of the bearing
この実施の形態2に係る軸受装置41よれば、前述した実施の形態1に係る軸受装置21と同様の作用効果を奏するだけでなく、ロッド支持部材42、ブーツ31の形状が極めて簡素化されることから、製造コストを更に低減できる。
According to the
実施の形態3.
図5には、実施の形態3に係る軸受装置51の部分断面を示す。この軸受装置51におけるロッド支持部材52は、図1、2に示した実施の形態と同様に、環状の軸受本体部53と筒状のブーツ係止部54を有し、ブーツ係止部54の先端外側にはフック部54aを有する。そして、ブーツ係止部54の根元近くに、ハウジング部材2bの孔14の縁部15の下面に係合し得る係止爪部55が設けられる。ロッド支持部材52は樹脂材により成形される。
In FIG. 5, the partial cross section of the
ロッド支持部材52は、その係止爪部55が孔14の縁部15の下面に当たることにより上方への抜け止めがなされる。従って、実施の形態1で、ロッド支持部材22を保持するために必要であったホルダ25が不要となる。ホルダ25が不要となるので、軸受本体部53の外周面の溝53a内に設けられたOリング26は、ハウジング部材2bの凹部12の内壁面に密着される。つまり、ロッド支持部材52は、Oリング26を介してハウジング部材2bに対し傾動可能に弾性支持される。
The rod support member 52 is prevented from coming off upward when the locking
ブーツ31の端部には、図1、2に示した実施の形態と同様にフック部32が形成されている。よって、このフック部32が、ブーツ係止部54のフック部54aと係合されることにより、ブーツ31はブーツ係止部54と一体とされる。ブーツ31のフック部32はロッド支持部材52側のフック部54と密着して係合され、ブーツ31とロッド支持部材52間の気密性が確保される。
A
この実施の形態3に係る軸受装置51では、ロッド13が傾動すると、ロッド支持部材52及びロッド支持部材52と一体化されているブーツ31も追随して傾く。よって、ブーツ31に偏荷重はかからない。
In the
この実施の形態3に係る軸受装置51によれば、実施の形態1に係る軸受装置21と同様の効果を奏するだけでなく、図1〜4に示した実施の形態で必要であったホルダが不要となることから、更に部品点数が少なくなると共に構造が簡素化され、更なるコストの低減が図れる。この実施の形態では、ロッド支持部材52を樹脂製としたことにより、型を用いた一体成形が可能となり、工程数の低減、材料費の低減等により、コストの削減が図れる。
According to the
実施の形態4.
図6には、実施の形態4に係る軸受装置61の部分断面を示す。この軸受装置61におけるロッド支持部材62は、図5に示した実施の形態3と同様の構造をなす。つまり、環状の軸受本体部63と筒状のブーツ係止部64を有し、ブーツ係止部64の先端外側にはフック部64aを有し、ブーツ係止部64の根元近くには、ハウジング部材2bの孔14の縁部15の下面に係合する係止爪部65が設けられる。ロッド支持部材62は、その係止爪部65が孔14の縁部15の下面に当たることにより上方への抜け止めがなされる。ロッド支持部材62は樹脂材により成形される。
Embodiment 4 FIG.
In FIG. 6, the partial cross section of the
この実施の形態4に係る軸受装置61では、ブーツ31の端部にフック部32が設けられていることは、図5に示した実施の形態と同じであるが、更にブーツ31のハウジング部材2b側の端面に、ハウジング部材2bの縁部15の下面15aに当接する突起部66が設けられる。ブーツ31は、そのフック部32をフック係止部64のフック部64aに係合させることによりロッド支持部材62と一体化される。そして、このようにブーツ31とロッド支持部材62とが一体化されると、突起部66が孔14の縁部15の下面15aに当たる。ロッド支持部材62は、突起部66と軸受本体部63の底面63aが孔14の縁部15を挟むことによりハウジング部材2bに傾動可能に支持される。
In the
ロッド13が傾動すると、ロッド13が傾動する側の突起部66が弾性変形してロッド13と共にロッド支持部材62及びブーツ13も傾動する。よって、ブーツ13自体に偏荷重はほとんどかからない。
When the
この実施の形態4に係る軸受装置61によれば、他の実施の形態に係る軸受装置と同様の効果を奏するだけでなく、ロッド支持部材を傾動可能に支持するOリングが不要となることから、更に部品点数が少なくなると共に構造が簡素化され、更なるコストの低減が図れる。この実施の形態でも、ロッド支持部材62を樹脂製としたことにより、型を用いた一体成形が可能となり、工程数の低減、材料費の低減等により、コストの削減が図れる。
According to the
実施の形態5.
図7には、実施の形態5に係る軸受装置71の部分断面を示す。この軸受装置71におけるロッド支持部材72は、中央側に凹部73を有する軸受本体部材74と、この軸受本体部材74と別材料で形成され、基端部が凹部73に嵌め込まれた状態で軸受本体部材74と一体的に接合される筒状のブーツ係止部材75とからなる。ブーツ係止部材75の内面には、先端に行くに従って広がるわずかな湾曲又はテーパが付けられている。ブーツ係止部材75の先端外周にはフック部76が形成されている。ブーツ係止部材75は、軸受本体部材74と同一の材料でもよいが、少なくともブーツ31の材料であるゴムよりも硬い材料で形成される。
In FIG. 7, the partial cross section of the
一方、ブーツ31の端部には内側に向けてフランジ部77が形成され、その表面にリング状の突起部78が形成される。
On the other hand, a
この軸受装置71は、先ず、軸受本体部材74を凹部12内に収容して縁部15上に載置し、次いで、ブーツ31のフランジ部77の内側面にフック部76を当接させたブーツ係止部材75の基端部をハウジング部材2bの孔14を通して軸受本体部材74の凹部73に嵌め込み、その状態で軸受本体部材74とブーツ係止部材75とを接着等により一体化することにより構成される。ブーツ31の端部にある突起部78は、ブーツ係止部材75のフック部76とハウジング部材2bの縁部15の下面15aとにより挟み付けられる。つまり、ロッド支持部材72は、軸受本体部材74の底面74aとで縁部15を挟み付けている突起部78が弾性変形可能であることにより、傾動可能となっている。突起部78を裏側から支えるフック部76は、ブーツ31より硬い材料で形成されているので、突起部78の弾性保持力は安定する。
In this
この実施の形態において、ブーツ係止部材75と軸受本体部材74との接合方法は、接着剤による接着だけでなく、圧入、溶着など、いずれの方法も可能である。
In this embodiment, the
この軸受装置71によれば、ロッド13が傾けば、突起部78が弾性変形してロッド支持部材72及びブーツ31は、その傾きに追随する。つまり、他の実施の形態と同様、ブーツ31の倒れ角は常にロッド13の倒れ角と同じとなり、ブーツ31に偏荷重はかからない。
According to this
この実施の形態5に係る軸受装置によれば、実施の形態4と同様の効果を奏するだけでなく、突起部78をその裏側から硬いフック部76で支えることから、突起部78のゴム弾性が有効に発揮される。
According to the bearing device according to the fifth embodiment, not only has the same effect as the fourth embodiment, but also the
以上、各実施の形態を説明したが、本発明に係る軸受装置は、軸方向に移動し、かつ傾きもする軸を支持する軸受すべてに適用でき、ロッド支持部材とブーツとの結合構造も、上述の実施の形態に限らず種々採用できる。また、アクチュエータに適用した場合も、その向きは上下方向に設ける場合に限らず、横方向及びその他の向きで設置した場合にも適用できる。 Each embodiment has been described above, but the bearing device according to the present invention can be applied to all bearings that support the shaft that moves in the axial direction and also tilts, and the coupling structure of the rod support member and the boot is also The present invention is not limited to the above-described embodiment and can be variously adopted. In addition, when applied to an actuator, the direction is not limited to the vertical direction, but can be applied to a horizontal direction and other directions.
1 アクチュエータ、2 ハウジング、3 ダイヤフラム、13 ロッド、14 孔、21 軸受装置、23 軸受本体部、24 ブーツ係止部、24a フック部、25 ホルダ、26 Oリング、31 ブーツ、32 フック部、41 軸受装置、42 ロッド支持部材、43 軸受本体部、51 軸受装置、52 ロッド支持部材、53 軸受本体部、54 ブーツ係止部、55 係止爪部、61 軸受装置、62 ロッド支持部材、63 軸受本体部、64 ブーツ係止部、65 係止爪部、66 突起部、71 軸受装置、72 ロッド支持部材、74 軸受本体部、78 突起部。
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