JP2001254743A - 水ポンプ軸受用保持器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】潤滑が必要なころ軌道面近くにより多くのグリ
ースを確保させ、ころ列側の潤滑寿命の延長を図り、ひ
いては水ポンプ軸受全体の寿命向上を図ることを可能と
した水ポンプ軸受用保持器を提供することである。 【解決手段】ころ列側の保持器における、ころ軸方向案
内面１２，１３の径ｄ１，ｄ２を、ころ４のＰＣＤ（こ
ろ径の中心）ｄｒと等しいか若しくは外径側にある

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車、建
機、農機具などのエンジン冷却用水ポンプ軸受に配され
る保持器に関する

【０００２】

【従来の技術】従来、水ポンプ軸受の寿命は、メカニカ
ルシールから漏れてきた水（不凍液）の蒸気や水滴がイ
ンぺラ側の軸受シール部から軸受内に浸入し、軸受の潤
滑不良を引き起こし、異音や早期焼き付き、はくり等の
不具合により左右される場合が多かった。

【０００３】しかし、インぺラ側シールの耐水浸入性が
強化されてからは軸受軌道面のグリース欠乏による局部
的な潤滑不良で軸受寿命がきまってくる場合が増加して
いる。また、ころ列と玉列で構成された水ポンプ軸受
は、ころ列側の潤滑が玉列側に比較して短いため（軌道
面へのグリース補給がされにくい）、ころ列側の潤滑寿
命で軸受寿命が決まっている。

【０００４】最近の自動車保証期間の延長に対し、水ポ
ンプ軸受の寿命が不足し、市場で焼き付き不具合を発生
するものがある。従って、いかにころ列側の潤滑を良好
に持続させるかが水ポンプ軸受の寿命延長の重要なポイ
ントとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１２乃至図１６に基
いて従来技術のころ列側の保持器を説明する。図中、１
００は外輪、２００は軸、３００はころ、４００は保持
器、５００はシールを示す。

【０００６】図１２に示す保持器４００はアキシアルド
ロータイプの保持器で、該保持器４００は、合成樹脂で
成形され、Ｆｔ側は保持器外径つば部４０１が外輪内径
で案内され、Ｒｒ側は、保持器内径つば部４０２が軸外
径で案内される。この従来技術によれば、Ｆｔ側形状は
ころ端面３０１と接する部分に空間部６００が形成され
ているため、この空間部６００でグリース保持すること
が出来る。しかし、グリース寿命を延長させるには、Ｆ
ｔ側のグリース溜まりの空間部６００と同様の空間部を
Ｒｒ側のころ端面３０２と接する部分にも造る必要があ
るが、Ｒｒ側の保持器内径（軸方向案内面の径）ｄ２が
小さいためグリース保持のための空間を作ることができ
ない。従って、ころ転動面の潤滑も良くなかった。

【０００７】図１３に示す保持器４００はラジアルドロ
ータイプの保持器で、該保持器４００は、ラジアル方向
の案内面は上記図１２と同様であるが、Ｆｔ側の空間部
６００が設けられていない点で異なる。勿論、Ｒｒ側に
も空間部はない。このように図１２に設けられていたＦ
ｔ側の空間部６００を塞いだ形状となっているため図１
２のものより更にころ転動面の潤滑は悪い方向にある。

【０００８】図１４に示す保持器４００は、内径側（Ｆ
ｔ側）のつば部４０２は軸外径で案内され、外径側（Ｒ
ｒ側）のつば部４０１が外輪内径に設けた溝部１０１に
係合して保持器の軸方向位置を規制している。すなわ
ち、当該従来技術にあっても、保持器内径側・外径側の
双方にグリース保持のための空間部がなく図１３と同様
にころ転動面の潤滑は悪い。

【０００９】図１５・図１６に示す保持器４００は、こ
ろ列側の保持器を軸方向Ｒｒ側に延長し、玉列の玉７０
０中心付近に突き当てることでころ列保持器のＲｒ側へ
の動き量を規制する形式の保持器である。この形式の保
持器は、外径側のつば部４０１が外輪内径に、内径側の
つば部４０２が軸外径で案内されている。当該従来技術
は、Ｒｒ側の空間部６０１はＦｔ側の空間部６００より
も小さく作られており、ころ転動面の潤滑は悪い。な
お、軸方向に長く空間をとっても、グリースがころから
離れてしまうため潤滑にはあまり寄与しない。

【００１０】すなわち、上述した従来のすべての水ポン
プ軸受用ころ列保持器４００は、Ｆｔ側とＲｒ側のころ
案内面（軸方向位置決め）の径ｄ１，ｄ２の一方若しく
は双方が、ころのＰＣＤ（ピッチサークルダイアシタ
ー：ころ径の中心）ｄｒより内径側に位置した構造であ
り（特にＲｒ側のころ案内面の径ｄ２が、ころのＰＣＤ
であるｄｒよりも内径側である）、このような構成のた
めグリース溜りとしての空間部確保が困難となってい
た。

【００１１】そこで本発明者は、回転中、ころに近い部
分にグリースをいかに多く保持させるかがころ列の潤滑
寿命延長に重要であり、ころの両端面に接する保持器軸
方向案内（位置決め）の円筒部内径の空間はグリース溜
まりとして非常に重要となる点に着目し本発明に至っ
た。

【００１２】本発明は、従来技術の有するこのような問
題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、
潤滑が必要なころ軌道面近くにより多くのグリースを確
保させ、ころ列側の潤滑寿命の延長を図り、ひいては水
ポンプ軸受全体の寿命向上を図ることを可能とした水ポ
ンプ軸受用保持器を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明がなした技術的手段は、内周面に軌道を有する
外輪と、外周面に軌道を有する軸との間に複列の転動面
を有し、少なくとも一列は転動体にころが、他の列は玉
が用いられており、前記外輪の両端寄りに密封シールを
設けた水ポンプ軸受において、ころ列側の保持器はころ
の軸方向案内面（軸方向位置決め）の径がころのＰＣＤ
（ころ径の中心）と等しいかまたは外径側にあるものと
する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を説明
する。また、本明細書にて示す水ポンプ軸受形態は、本
発明水ポンプ軸受用保持器の一実施形態を示すために挙
げた一例にすぎず何等これに限定解釈されるものではな
い。

【００１５】図１乃至図３は第一実施形態、図４及び図
５は第二実施形態、図６及び図７は第三実施形態、図８
乃至図１１は第四実施形態を夫々示し、各図において、
１は外輪、３は軸、４はころ（転動体）、２０は玉（転
動体）、７はころ列側保持器、２１は玉列側保持器、２
２はＦｔシール、２３はＲｒシールを夫々示す。なお、
外輪１、軸３、ころ４、玉２０、玉列側保持器２１、シ
ール２２，２３の各構成にあっては、本発明において周
知の形態が適用可能であるため、特に限定されず、また
その詳細は省略する。さらに、他の周知構成を追加する
ことも本発明の範囲内であれば勿論可能である。

【００１６】ころ列側の保持器７は、周方向に複数個の
ポケット９…を有する環状に合成樹脂材などをもって形
成され、少なくともＦｔ側またはＲｒ側の一方の径方向
案内面１２，１３を保持器外径の一部と外輪内径を接触
させることで行なう形式である。

【００１７】そして、ころの軸方向案内面（軸方向位置
決め）１２，１３の径ｄ１，ｄ２を、ころのＰＣＤ（こ
ろ径の中心）ｄｒと等しいか若しくは外径側に位置する
ように設定し、かつ、軸方向案内面１２，１３から左右
（軸方向）に伸びた保持器の内側にグリース溜まり用の
空間部１４，１５を設けている。

【００１８】空間部１４，１５は、上述の通り、ころの
軸方向案内面（軸方向位置決め）１２，１３の径ｄ１，
ｄ２を、ころのＰＣＤ（ころ径の中心）ｄｒと等しいか
若しくは外径側に位置するように設定することにより広
く確保することができるようになったもので、例えば保
持器内面をえぐって形成するか、柱１７を保持器幅方向
略全域にわたる長さに突設させてスプライン状に形成す
るか、若しくは保持器内径端に形成する円筒状凹部１６
をもって構成するなど本発明の範囲内で任意に設けるこ
とができる。

【００１９】「第一実施形態」図１乃至図３に本発明水
ポンプ軸受用保持器の第一実施形態を示す。図１はこ
ろ、玉形式の水ポンプ軸受の断面図、図２は図１のころ
列側保持器の断面図、図３は部分斜視図（成形型をアキ
シアルドロータイプにした時の保持器形状）である。

【００２０】本実施形態の保持器７は、軸方向Ｒｒ側に
延長し、その延長部分８を玉列１９の玉２０の中心付近
に突き当てることでころ列保持器のＲｒ側への動き量を
規制する形式の保持器で、合成樹脂材をもって環状に形
成されている。保持器７は、外周の周方向に等間隔で同
一形状の複数のポケット９…を形成し、Ｆｔ側の外径に
径方向案内のつば部１０を周設すると共に、Ｒｒ側の内
径に径方向案内のつば部１１を周設し、上記外径側のつ
ば部１０が外輪１の内径部に、内径側のつば部１１が軸
３の外径に案内されている。

【００２１】そして保持器７は、ころ４を軸方向に規制
するＦｔ側およびＲｒ側の双方の案内面１２，１３の径
ｄ１，ｄ２が、ころのＰＣＤ（ころ径の中心）ｄｒより
も夫々外径側に位置するように形成すると共に、上記案
内面１２，１３の内側をえぐって広い空間部１４，１５
を確保している。Ｆｔ側およびＲｒ側の空間部１４，１
５は、ころのポケット９と同位相で軸方向に串状に延び
た空間（外径側に蓋のついた）である。図中１７は、こ
ろ４を円周方向に案内する柱である。

【００２２】従って、このようにころ４を軸方向に規制
するＦｔ側およびＲｒ側の双方の案内面１２，１３の径
ｄ１，ｄ２が、ころのＰＣＤ（ころ径の中心）ｄｒより
も夫々外径側に位置するものとなるように形成したた
め、ころ４のＦｔ側端面５およびＲｒ側端面６と接する
案内面内側の空間部１４，１５が広く確保できた。これ
により、十分なグリースを溜めておくことが可能とな
り、ころのＦｔ側およびＲｒ側と同様にころ転走面へグ
リース（または油分）を引き込ませることができる。

【００２３】図１にて、ころのＰＣＤ（ころ径の中心）
ｄｒ、Ｆｔ側案内面１２の径ｄ１、Ｒｒ側案内面１３の
径ｄ２との関係は、ｄ１＞ｄｒ、ｄ２＞ｄｒとなる。

【００２４】上記空間部１４，１５は、保持器７が回転
しても上部に蓋がついたような構造となり、グリースが
遠心力で保持器から飛び出しにくいため、長くグリース
が保持され、ころ列の潤滑寿命を延長することが出来
る。

【００２５】「第二実施形態」図４及び図５に本発明水
ポンプ軸受用保持器の第二実施形態を示す。図４は保持
器の断面図、図５は保持器の側面図で、図５（ａ）は保
持器のＦｔ側から見た側面図、（ｂ）は保持器のＲｒ側
から見た側面図である。なお、本実施形態の説明では図
示省略するが、本実施形態の保持器７は図１に開示した
と同様のころ・玉形式の水ポンプ軸受に用いられるもの
とする。

【００２６】本実施形態の保持器７は、Ｆｔ側のつば部
１０が外輪１の内径で案内され、Ｒｒ側のつば部１１が
外輪１の内径に設けた溝部に係合して保持器７の軸方向
位置を規制する形式の保持器で、合成樹脂材をもって環
状に形成され、外周の周方向に等間隔で同一形状の複数
のポケット９を形成している。

【００２７】保持器７は、ころ４を円周方向に案内する
柱１７が保持器７の幅の略全幅近くまで設けられてお
り、保持器内径側はスプラインを切ったような形状を
し、この両側のスプラインのような広い空間部１４，１
５がグリース溜まりとなる。空間部１４，１５の形状
は、特に限定されず任意で、柱１７の形状によって異な
るものであり、いずれの形状であっても本発明の範囲内
である。

【００２８】そして保持器７は、ころ４を軸方向に規制
するＦｔ側の案内面１２の径ｄ１が、ころのＰＣＤ（こ
ろ径の中心）ｄｒよりも外径側に位置するように形成す
ると共に、Ｒｒ側の案内面１３の径ｄ２がころのＰＣＤ
（ころ径の中心）ｄｒと等しい位置となるように形成さ
れている。ここで、ころのＰＣＤ（ころ径の中心）ｄ
ｒ、Ｆｔ側案内面の径ｄ１、Ｒｒ側案内面の径ｄ２の関
係は、ｄ１＞ｄｒ、ｄ２≧ｄｒ、ｄ１＞ｄ２となる。

【００２９】Ｆｔ側およびＲｒ側の空間部１４，１５
は、ころのポケット９と同位相で軸方向に串状に延びた
空間（外径側に蓋のついた）である。

【００３０】従って、このようにころ４を軸方向に規制
するＦｔ側およびＲｒ側の両案内面１２，１３の径ｄ
１，ｄ２が、ころのＰＣＤ（ころ径の中心）ｄｒと等し
いか若しくは外径側に位置するように形成したため、こ
ろのＦｔ側端面５およびＲｒ側端面６と接する案内面内
側の空間部１４，１５が広く確保できた。これにより、
十分なグリースを溜めておくことが可能となり、ころ４
のＦｔ側およびＲｒ側と同様にころ転走面へグリース
（または油分）を引き込ませることができる。

【００３１】本実施形態の空間部１４，１５にあって
も、上記実施形態と同様に保持器７が回転しても上部に
蓋がついたような構造となり、グリースが遠心力で保持
器から飛び出しにくいため、長くグリースが保持され、
ころ列の潤滑寿命を延長することが出来る。

【００３２】「第三実施形態」図６及び図７に本発明水
ポンプ軸受用保持器の第三実施形態を示す。図６は保持
器の断面図、図７は保持器の側面図で、図７（ａ）は保
持器のＦｔ側から見た側面図、（ｂ）は保持器のＲｒ側
から見た側面図である。なお、本実施形態の説明では図
示省略するが、本実施形態の保持器７は図１に開示した
と同様のころ・玉形式の水ポンプ軸受に用いられるもの
とする。

【００３３】本実施形態は、Ｒｒ側案内面１３の内側に
位置する柱１７部分の空間部１５と連通する円筒状空間
部（Ｒｒ側端内面に形成される周溝部分）１６を形成
し、両空間部１５，１６によりＲｒ側のグリース溜りと
した。図中、１４はグリース溜りとなるＦｔ側の空間部
である。空間部１４，１５，１６の形状は特に限定され
ず任意である。その他の構成は第二実施形態と同一であ
り、同一箇所に同一符号を付してその説明を省略する。

【００３４】従って、本実施形態にあっても、このよう
にころ４を軸方向に規制するＦｔ側およびＲｒ側の両案
内面１２，１３の径ｄ１，ｄ２が、ころのＰＣＤ（ころ
径の中心）ｄｒと等しいか若しくは外径側に位置するよ
うに形成したため、ころ４のＦｔ側端面５およびＲｒ側
端面６と接する案内面内側の空間部１４，１５が広く確
保できた。これにより、十分なグリースを溜めておくこ
とが可能となり、ころ４のＦｔ側およびＲｒ側と同様に
ころ転走面へグリース（または油分）を引き込ませるこ
とができる。

【００３５】また本実施形態の空間部１４，１５にあっ
ても、上記実施形態と同様に保持器７が回転しても上部
に蓋がついたような構造となり、グリースが遠心力で保
持器から飛び出しにくいため、長くグリースが保持さ
れ、ころ列の潤滑寿命を延長することが出来る。

【００３６】「第四実施形態」図８乃至図１１に本発明
水ポンプ軸受用保持器の第四実施形態を示す。図８はこ
ろ、玉形式の水ポンプ軸受の断面図、図９は図８のころ
列側保持器の断面図、図１０は保持器のＦｔ側およびＲ
ｒ側から見た側面図で、図１１は図９に示す保持器７の
柱部１７の変形例である。

【００３７】本実施形態の保持器７は、ころ列保持器の
Ｒｒ側軸方向の動き量が、間座１８を介して玉列１９で
規制され、Ｆｔ側の動き量が、保持器のＦｔ側端面がＦ
ｔ側シール２２の内側面に当たることにより規制される
形式の保持器で、合成樹脂材をもって環状に形成されて
いる。保持器７は、外周の周方向に等間隔で同一形状の
複数のポケット９…を形成し、Ｆｔ側およびＲｒ側の両
外径に径方向案内のつば部１０，１１を夫々周設し、上
記両つば部１０，１１が外輪１の内径に案内される断面
形状左右対称とした。

【００３８】そして保持器７は、ころ４を軸方向に規制
するＦｔ側およびＲｒ側の双方の案内面１２，１３の径
ｄ１，ｄ２が、ころのＰＣＤ（ころ径の中心）ｄｒと等
しい位置となるように形成すると共に、Ｒｒ側案内面１
３の内側に位置する柱１７部分の空間部１５と連通する
円筒状空間部（Ｒｒ側端内面に形成される周溝部分）１
６を形成し、両空間部１５，１６によりＲｒ側のグリー
ス溜りとした。図中、１４はグリース溜りとなるＦｔ側
の空間部である。空間部１４，１５，１６の形状は特に
限定されず任意である。Ｆｔ側およびＲｒ側の空間部１
４，１５は、ころのポケット９と同位相で軸方向に串状
に延びた空間（外径側に蓋のついた）である。

【００３９】従って、このようにころ４を軸方向に規制
するＦｔ側およびＲｒ側の双方の案内面１２，１３の径
ｄ１，ｄ２が、ころのＰＣＤ（ころ径の中心）ｄｒと等
しい位置となるように形成したため、ころ４のＦｔ側端
面５およびＲｒ側端面６と接する案内面内側の空間部１
４，１５が広く確保できた。また、さらに本実施形態で
は円筒状空間部１６をグリース溜りとして併せて設ける
構造としたため、これによりさらに十分なグリースを溜
めておくことが可能となり、ころ４のＦｔ側およびＲｒ
側と同様にころ転走面へ十分なグリース（または油分）
を引き込ませることができる。

【００４０】本実施形態では、Ｆｔ側およびＲｒ側の双
方の案内面１２，１３の径ｄ１，ｄ２が、ころのＰＣＤ
（ころ径の中心）ｄｒと等しい位置となるように形成し
ているが、ｄ１≧ｄｒ、ｄ２≧ｄｒとなるものであれば
よく、Ｆｔ側とＲｒ側の双方の案内面１２，１３の径ｄ
１，ｄ２が、ころのＰＣＤ（ころ径の中心）ｄｒよりも
外径側であってもよく、またＦｔ側とＲｒ側のいずれか
一方の案内面１２，１３の径ｄ１，ｄ２がころのＰＣＤ
（ころ径の中心）ｄｒよりも外径側で、他方が等しい位
置とするものであってもよい。

【００４１】上記空間部１４，１５，１６は、保持器７
が回転しても上部に蓋がついたような構造となり、グリ
ースが遠心力で保持器から飛び出しにくいため、長くグ
リースが保持され、ころ列の潤滑寿命を延長することが
出来る。

【００４２】図１１は、図９の保持器７における柱部１
７の他の実施形態を示す。ここで、ころ４を円周方向に
案内する柱１７の軸方向長さＬ（Ｌ１，Ｌ２）は特に限
定しない。例えば、図９の柱１７は、ポケット９の長さ
よりも長く、保持器両端の円筒状空間部１６に連続する
軸方向長さＬとしているが、図１１（ａ）の柱１７は、
その軸方向長さＬをポケット長さよりも短くしたもの
で、図１１（ｂ）の柱１７は、軸方向長さＬ１とした部
分，Ｌ２とした部分との間に凹み空間２４を設けてい
る。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、上述の通り、保持器における
ころ軸方向案内面の径が、ころのＰＣＤと等しいか若し
くは外径側にある構成としたため、ころ列保持器におい
て、ころ端面と接する案内面の内側にグリース溜まりと
なる空間部を従来のものより大きく設ける構造とするこ
とができ、ころ列の潤滑寿命延長を図り、ひいては水ポ
ンプ軸受全体の寿命延長が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明水ポンプ軸受用保持器を組込んだ水ポン
プ軸受の一実施形態を示す縦断面図。

【図２】本発明ころ列側保持器の第一実施形態を示す一
部省略断面図。

【図３】本発明ころ列側保持器の第一実施形態を示す斜
視図。

【図４】第二実施形態を示す一部省略断面図。

【図５】第二実施形態のころ列側保持器を一部省略して
示す側面概略図で、（ａ）はＦｔ側から見た図、（ｂ）
はＲｒ側から見た図。

【図６】第三実施形態を示す一部省略断面図。

【図７】第三実施形態のころ列側保持器を一部省略して
示す側面概略図で、（ａ）はＦｔ側から見た図、（ｂ）
はＲｒ側から見た図。

【図８】第四実施形態のころ列側保持器を組込んだ水ポ
ンプ軸受の一実施形態を示す縦断概略図。

【図９】第四実施形態を示す一部省略断面図。

【図１０】第四実施形態のころ列側保持器を一部省略し
て示す側面概略図。

【図１１】柱の他の実施形態を示す縦断面図。

【図１２】従来技術を示す縦断面図。

【図１３】他の従来技術を示す縦断面図。

【図１４】他の従来技術を示す縦断面図。

【図１５】他の従来技術を示す縦断面図。

【図１６】他の従来技術を示す縦断面図。

【符号の説明】

１：外輪 ３：軸 ７：ころ列側保持器 １２，１３：軸
方向案内面 １４，１５：空間部（グリース溜り） １６：円筒状空
間部（グリース溜り） ｄ１：軸方向案内面の径（Ｆｔ側） ｄ２：軸方向案
内面の径（Ｒｒ側） ｄｒ：ころのＰＣＤ（ころ径の中心）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA12 AA32 AA43 AA52 AA62 AA72 AA83 BA01 BA22 CA12 EA63 FA31 GA01 GA51 GA60

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内周面に軌道を有する外輪と、外周面に軌
   道を有する軸との間に複列の転動面を有し、少なくとも
   一列は転動体にころが、他の列は転動体に玉が用いられ
   ており、前記外輪の両端寄りに密封シールを設けた水ポ
   ンプ軸受において、ころ列側の保持器は、ころの軸方向
   案内面の径が、ころのＰＣＤと等しいか若しくは外径側
   にあることを特徴とする水ポンプ軸受用保持器。