JP2003049846A - 転がり軸受ユニットおよび水ポンプ - Google Patents

転がり軸受ユニットおよび水ポンプ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量化が可能であり、しかも、コスト高や加
工が困難であるという問題を解消した転がり軸受ユニッ
トを提供する。 【解決手段】 回転軸10は、内輪とされる大径軸部11と
小径軸部12とからなる。小径軸部12が中空状とされると
ともに、同小径軸部12の端部に大径の嵌入部12aが設け
られる。小径軸部12の嵌入部12aに大径軸部11の端部が
嵌め入れられて固定されている。小径軸部12の嵌入部12
aの端部に外向きつば部12bが一体に形成され、このつば
部12bおよび大径軸部11の外周面に摺接するリップを有
するシール部材15aが外輪に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、転がり軸受ユニ
ットおよび水ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、水ポンプにおいては、大径軸部お
よび小径軸部からなり大径軸部が内輪とされる中実一体
物の回転軸と、大径軸部に外挿されかつハウジングに固
定された外輪と、大径軸部と外輪との間に配置された転
動体とを有する転がり軸受ユニットが使用されており、
回転軸の大径軸部側端部（外端部）にプーリが、小径軸
部側端部（内端部）にインペラがそれぞれ取り付けられ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の転がり軸受
ユニットでは、回転軸が中実材で大径軸部および小径軸
部の両方を一体で形成するために、軸長さが長いもので
は重量が非常に重くなるという問題があった。
【０００４】また、大径軸部および小径軸部の両方を一
体で形成するための旋削、研磨等の加工が困難であり、
材料歩留まりが悪くコスト高になるという問題もあっ
た。さらにまた、大径軸部および小径軸部を一体物とし
ていることにより、転がり疲れ性能が不要な小径軸部に
ついても大径軸部と同一の軸受鋼材となり、小径軸部の
錆を防止する防錆対策を大径軸部にも施すとなると、防
錆処理時に軌道溝をマスキングすることが必要になるな
ど、困難かつ高価なものになるという問題もあった。
【０００５】大径軸部および小径軸部からなる回転軸を
中空一体物として、塑性加工により軌道を形成すること
が提案されているが、この中空一体物の回転軸を使用す
るものでも、回転軸全体が軸受鋼で生産されることによ
るコスト高や加工が困難であるという問題は依然として
解消されていない（特開２０００−６５０７０参照）。
【０００６】また、水ポンプにも使用できる転がり軸受
ユニットには、軸受部分の回転性能を健全に保つための
シール装置が必要となる。しかし、従来から行われてき
たように圧入によって回転軸に固定する金属製のスリン
ガと外輪に設けた溝に固定したゴム製シール部材からな
るシール装置を転がり軸受ユニットに付加する構成で
は、スリンガに相当する部品点数が減らせないだけでな
く、スリンガを圧入する行程での圧入寸法と圧入荷重の
監視など、転がり軸受ユニットを生産するために管理す
る項目が減らせず、生産性の向上が妨げられてきたとい
う問題もあった。
【０００７】この発明の目的は、軽量化および冷却効率
の向上が可能であり、しかも、コスト高や加工が困難で
あるという問題を解消した転がり軸受ユニットおよび水
ポンプを提供することにある。
【０００８】またこの発明の他の目的は、転がり軸受ユ
ニットの軸受部分にシール装置を付加する際の部品点数
を削減し生産管理項目の削減をも実施しながら、高い水
準の耐泥水性を得るなどのために大径軸部の外周面に摺
接する従来からのリップに加えて、つば部と摺接するリ
ップを有するよう新たに設計したシール部材であっても
容易に装着することができる転がり軸受ユニットおよび
水ポンプを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】この発
明による転がり軸受ユニットは、大径軸部および小径軸
部からなり大径軸部が内輪とされる回転軸と、大径軸部
に外挿された外輪と、大径軸部と外輪との間に配置され
た転動体とを備えている転がり軸受ユニットにおいて、
小径軸部が中空状とされるとともに、同端部に大径の嵌
入部が設けられ、小径軸部の嵌入部に大径軸部の端部が
嵌め入れられて固定されていることを特長とするもので
ある。
【００１０】この発明の転がり軸受ユニットによると、
中空とした小径軸部に大径軸部を嵌め入れることにより
回転軸を製作することができ、切削加工によって中実一
体物の回転軸を製作したり、塑性加工によって中空一体
物の回転軸を製作するのに比べて、容易にかつ低コスト
での製作が可能となる。 また、回転軸の長さは、圧入
代（結合幅）を調整するだけでよく、一品一様の一体物
に比べて精度よくかつ簡単に調整することができる。ま
た、小径軸部は、軸受寿命に影響しないので、転がり特
性を考慮しない安価な材料を使用することができ、安価
な材料を使用すれば軸受寿命が短くなる一体物の回転軸
に比べて、低コストで長寿命の軸受ユニットを得ること
ができる。
【００１１】また、小径軸部をＳＵＳ材のような防錆性
の高い材料にしたり、小径軸部にのみメッキなどの表面
処理を施すことが容易にでき、小径軸部の錆による寿命
の低下を防止することができ、さらにまた、小径軸部が
中空状であることにより、軽量化および冷却効率の向上
が可能となる。
【００１２】本発明の転がり軸受ユニットにおいて、た
とえば、小径軸部の嵌入部の端部に外向きつば部が一体
に形成され、少なくともこのつば部に摺接するリップを
有するシール部材が外輪に固定される。 シール部材
は、たとえば、外輪の内周のシール溝などを利用して、
外輪に固定される。
【００１３】このようにすると、小径軸の表面に付着し
た水分やじん埃が、回転するつば部の遠心力で振り切ら
れ、水分やじん埃が軸受に侵入し難くなる振り切り効果
が得られると同時に、前記外輪に固定されたシール部材
とつば部の周面が摺接するシール面を構成することがで
きる。
【００１４】さらに、小径軸部と一体としたつば部によ
りスリンガに相当する部材が形成されることにより、軸
受のラジアル方向に加えアキシアル方向にも新たなシー
ル面を配置した軸受シール装置が構成され、耐泥水性が
要求された場合などの厳しい環境のもとであっても効果
を発揮するシール装置が構成できることになる。 これ
により、従来ゴムシールとスリンガによって構成してい
た軸受シール装置に比べ、部品点数を削減し生産上の管
理項目の削減もまた可能になる。
【００１５】このつば部は、前記の回転軸の径方向に延
びた円板状に形成してもよく、軸方向内向き、もしく
は、軸方向外向きに円板の縁部を折り曲げるか、湾曲さ
せるか、またはカールさせることによって、つば部自体
が無用な変形を起こさないよう補強し、もしくは、振り
切り効果を高めた形状としてもよい。
【００１６】なお、このつば部は、前記外輪端面とのあ
いだにわずかな隙間を開けて対向させることで、軸受部
へのじん埃や水分の侵入がしにくく、潤滑油が漏れにく
い構成としている。
【００１７】好ましくは、シール部材は、このつば部お
よび大径軸部の外周面に摺接するリップを有する。
【００１８】また、この発明による水ポンプは、前記い
ずれかの軸受ユニットと、前記回転軸の小径軸部側端部
に設けられたインペラとを備えていることを特徴とする
ものである。
【００１９】このようにすると、水ポンプの軽量化およ
び冷却効率の向上が図れ、しかも、コスト高や加工が困
難であるという問題を解消した水ポンプを提供すること
ができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下図
面を参照して説明する。
【００２１】図１は、この発明による転がり軸受ユニッ
トおよび水ポンプの実施形態を示している。同図におい
て、水ポンプ(1)には、大径軸部(11)および小径軸部(1
2)からなり大径軸部(11)が内輪とされる回転軸(10)と、
回転軸(10)の大径軸部(11)に外挿されてハウジング(2)
に固定された外輪(13)と、回転軸(10)の大径軸部(11)と
外輪(13)との間に配置された転動体(14)とを有する転が
り軸受ユニット(5)が使用されている。そして、回転軸
(10)の大径軸部側端部(外端部)にプーリ(3)が取り付け
られ、回転軸(10)の小径軸部側端部(内端部)にインペラ
(4)が取り付けられている。また、回転軸(10)の小径軸
部(12)とハウジング(2)との間には、メカニカルシール
(6)が設けられている。
【００２２】図２は、図1のポンプに使われる軸受ユニ
ットの第1の実施形態を示している。同図において、回
転軸(10)の小径軸部(12)は、中空状とされており、その
一端には、内径が大径軸部(11)の外径にほぼ等しい嵌入
部(12a)が設けられている。小径軸部(12)の嵌入部(12a)
が設けられていない方の端部は、防水のため閉鎖されて
いる。回転軸(10)の大径軸部(11)は、例えばＪＩＳ Ｓ
ＵＪ−２材やＳＵＳ４４０Ｃ材などの転がり疲れ性能に
優れた鋼材とすると共に、所定の剛性を得るために中実
状とされており、その外周には、軸方向に離隔した２つ
の軌道溝(11a)が形成されている。大径軸部(11)の軌道
溝(11a)に対応するように、外輪(13)の内周にも２つの
軌道溝(13a)が形成されている。外輪(13)の両端部と大
径軸部(11)との間には、シール装置（15）（25）が設け
られている。小径軸部（12）側のシール装置（15）は、
大径軸部（11）に圧入された鋼製のスリンガ（15b）
と、外輪（13）の端部内周に固定されてスリンガ（15
b）および大径軸部（11）の外周面に摺接するゴム製シ
ール部材（15a）とからなる。他方のシール装置（25）
は外輪（13）の端部内周に固定されて大径軸部の外周面
に摺接するリップを有するゴム製シール部材よりなる。
【００２３】大径軸部(11)は、例えば、切削や鍛造によ
って形成することができ、小径軸部(12)は、プレス成形
により形成することができる。
【００２４】小径軸部(12)は、必要に応じて、ステンレ
ス鋼などの耐食材料で形成したり、りん酸塩被膜やクロ
ム系、ニッケルクロム系被膜などの耐食メッキの表面処
理が施される。
【００２５】回転軸(10)の大径軸部(11)と小径軸部(12)
とは、小径軸部(12)の嵌入部(12a)に大径軸部(11)端部
が圧入されて固定されている。両者を固定するには、こ
のほか、ゴムなどの弾性体を介して小径軸部(12)の嵌入
部(12a)に大径軸部(11)端部を強制的に嵌め入れてもよ
く、接着や溶接などによってもよい。
【００２６】図３は、図1のポンプに使われる軸受ユニ
ットの第２の実施形態を示している。第２の実施形態の
軸受ユニットは、次に説明する小径軸部（12）側のシー
ル装置を除いて、第１の実施形態のものと同じであり、
図３において、図２のものと同じ部分は同一の符号を付
している。
【００２７】図４は、第2の実施形態における小径軸部
（12）側のシール装置（16）の部分を拡大している。図
４において、小径軸部（12）の嵌入部（12a）の端部に
外向きつば部（12b）が形成され、外輪（13）の端部内
周に形成されたシール溝（13a）に、つば部（12b）に摺
接するアキシアルリップ（17a）および大径軸部（11）
の外周面に摺接するラジアルリップ（17b）（17c）を有
するゴム製シール部材（17）が固定されており、これら
によって小径軸部（12）側のシール装置（16）が構成さ
れている。この例では、つば部（12b）の外周縁部が軸
方向内側に屈曲させられているが、軸方向外側に屈曲さ
せられていてもよく、また、カールされていてもよい。
また、この屈曲した縁部の周面にゴム製シール部材（1
7）のリップが摺接させられてもよい。
【００２８】シール部材(17)は、カーボン製あるいはフ
ェルト製であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明による転がり軸受ユニットお
よび水ポンプの実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、この発明による転がり軸受ユニットの
第１実施形態を示す縦断面図である。
【図３】図３は、この発明による転がり軸受ユニットの
第２実施形態を示す一部切り欠き縦断面図である。
【図４】図４は、回転軸に設けられる密封装置の構成の
１例を示す拡大縦断面図である。
【符号の説明】
(1) 水ポンプ (4) インペラ (5) 軸受ユニット (10) 回転軸 (11) 大径軸部 (12) 小径軸部 (12a) 嵌入部 (12b) つば部 (13) 外輪 (14) 転動体 (15) 軸受シール装置 (15a) シール部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J016 AA01 AA02 BB02 BB03 BB16 CA02 CA03 3J101 AA01 AA02 AA32 AA43 AA52 AA62 BA51 BA52 BA53 BA55 DA09 DA16 FA44 GA01 GA29

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 大径軸部および小径軸部からなり大径軸
    部が内輪とされる回転軸と、大径軸部に外挿された外輪
    と、大径軸部と外輪との間に配置された転動体とを備え
    ている転がり軸受ユニットにおいて、 小径軸部が中空状とされるとともに、同小径軸部の端部
    に大径の嵌入部が設けられ、小径軸部の嵌入部に大径軸
    部の端部が嵌め入れられて固定されていることを特徴と
    する転がり軸受ユニット。
  2. 【請求項２】 請求項１の転がり軸受ユニットであっ
    て、小径軸部の嵌入部の端部に外向きつば部が一体に形
    成され、少なくともこのつば部に摺接するリップを有す
    るシール部材が外輪に固定されていることを特徴とする
    転がり軸受ユニット。
  3. 【請求項３】 請求項１および２のいずれかの転がり軸
    受ユニットと、前記回転軸の小径軸部側端部に設けられ
    たインペラとを備えている水ポンプ。
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