JP2005299610A

JP2005299610A - ウォータポンプ

Info

Publication number: JP2005299610A
Application number: JP2004121039A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Ueda; 満上田; Yoshizumi Sakata; 佳純坂田
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】クーラントを外部に排出するための孔が塞がれたり、メカニカルシールから大量のクーラントが漏れても、そのクーラントの転がり軸受への侵入を防止することのできるウォータポンプを提供する。
【解決手段】インペラ１が取り付けられるシャフト部２１とベルト３が巻き掛けられるプーリ部２２とが一体に形成された回転部材２を外輪５２に装着し、内輪５１をボディ４に固定することにより、回転部材２をボディ４に対して回転自在に支持するための転がり軸受５のシール５５を、その内周部をにおいて内輪５１に固定し、外周部に設けられたリップ部５５ａを外輪５２に対して摺動接触させる構造とすることにより、内輪５１の近傍にクーラントが滞っても、そのクーラント内にリップ部５５ａが浸漬される状態を生じさせず、クーラントの転がり軸受５内への侵入を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の内燃機関を冷却するためのウォータポンプに関し、更に詳しくは、インペラが取り付けられるシャフト部とベルトが巻き掛けられるプーリ部とが一体化された金属プレス製の回転部材を用いたタイプのウォータポンプに関する。

自動車のエンジンを冷却すべくクーラントを循環させるウォータポンプとして、従来、図３に断面図を例示するように、インペラ３１が取り付けられるシャフト部３２１と、ベルト３３が巻き掛けられるプーリ部３２２とが一体に形成された金属プレス製の回転部材３２を、インペラ３１が収容される水室３４１を備えたボディ３４に対して転がり軸受３５を介して回転自在に支持するとともに、ボディ３４と回転部材３２のシャフト部３２１との間をメカニカルシール３６で封止した構造のものが知られている（例えば特許文献１参照）。

この構造のウォータポンプにおいては、通常、図示のように円筒部を備えた支持部材３４２をボディ３４に一体に設け、この支持部材３４２の円筒部の外周面に転がり軸受３５の内輪３５１を圧入するとともに、回転部材３２のプーリ部３２２の内側に形成されている円筒部３２２ａに転がり軸受３５の外輪３５２の外周面が圧入される。

組立てに際しては、通常、回転部材３２に転がり軸受３５を組み付けたものを、支持部材３４２対して組み付けた後、インペラ３１をシャフト部３２１に固着したうえで、支持部材３４２をボディ３４に取り付ける方法が採られる。すなわち、回転部材３２のプーリ部３２２を転がり軸受３５の外輪３５２に嵌め込んで一体化した後、転がり軸受３５の内輪３５１を支持部材３４２に対して圧入して一体化する。この圧入に際しては、圧入治具等を用いて内輪３５１を支持部材３４２に対して相応の力で押し込む必要があり、この圧入作業のために、回転部材３２のシャフト部３２１の付け根部分に、内輪３５１の一端面を臨むように複数の孔３２３が設けられる。また、これらの孔３２３は、水室３４１内のクーラントがメカニカルシール３６を通って外部に若干量だけ漏れた場合に、転がり軸受３５の回転等により発生する熱などで蒸発して蒸気となって逃がすための通路としても機能する。

また、この種のウォータポンプに用いられる転がり軸受３５は、グリース封入タイプの通常の玉軸受などが用いられる。すなわち、内輪３５１と外輪３５２、これらの間に転動自在に配置されたボール３５３、各ボール３５３を周方向に一定のピッチで保持する保持器３５４を備えるとともに、軸方向両端部にはシール３５５を備えた構造をとり、各シール３５５は、外輪３５２の両端部内側に設けられたシール溝３５２ａに対してその外周部が固定され、内周部に設けられたリップ部３５５ａが内輪３５１に摺動接触して、内部に設けられたグリースの漏出を防止すると同時に、外部からの異物や水等の侵入を防止する役割を担っている。
特開２００２−８９４８６号公報

ところで、自動車のエンジンを冷却するクーラントには、一般に、防錆や凍結防止等を目的として、水に対してエチレングリコール等が添加される場合が多い。このクーラントに含まれるエチレングリコールが、長期の使用やその他の原因によって、メカニカルシール３６を通って漏れた後に凝固し、図４に図３のＡ部拡大図を示すように、この凝固物Ｓがシャフト部３２１の付け根部分に形成されている孔３２３を塞いでしまう場合がある。この場合、メカニカルシール３６を通過してシャフト部３２１を伝ってきたクーラントは、転がり軸受３５の内輪３５１の一端側のＣで示される部位に滞ることになる。

この状態においては、転がり軸受３５のシール３５５のリップ部３５５ａがクーラントに浸漬した状態となり、転がり軸受３５の内部にクーラントが侵入し、転がり軸受３５の破損の原因となる場合もあるという問題がある。この現象は、孔３２３が塞がれなくても、メカニカルシール３６から大量のクーラントが漏れた場合にも生じる。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、クーラントを外部に排出するための孔が塞がれたり、メカニカルシールから大量のクーラントが漏れても、そのクーラントが転がり軸受に侵入することを防止することのできるウォータポンプの提供をその課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明のウォータポンプは、インペラが取り付けられるシャフト部とベルトが巻き掛けられるプーリ部とが一体化された金属プレス成形体からなる回転部材を、上記インペラを収容する水室が形成されたボディに対して転がり軸受を介して回転自在に支持するとともに、その転がり軸受は、上記ボディに形成された円筒部外周面に内輪が圧入固定され、上記回転部材のプーリブの内側に形成された円筒部に外輪画集面が圧入固定されるウォータポンプにおいて、上記転がり軸受の両端部に、それぞれ内周部が内輪に固定され、かつ、外周部が外輪に対して摺動接触するシールが装着されていることによって特徴づけられる。

本発明は、メカニカルシールを通過したクーラントが滞りやすい部位に転がり軸受のシールのリップ部を設けず、この部位にはシールの転がり軸受への固定部を設けることによって、所期の課題を解決しようとするものである。

すなわち、メカニカルシールを通過したクーラントが転がり軸受内部に侵入するのは、前記したように、滞ったクーラント内にシールのリップ部が浸漬された状態となるためであり、クーラントが滞りやすいのは内輪の近傍である。そこで、転がり軸受のシールの内周側を内輪に対して固定し、外周側に外輪に対して摺動接触するリップ部を設けることにより、クーラントが滞ってもリップ部が浸漬されることなく、内輪に対する固定部が浸漬された状態となる。シールの液体に対するシール性能は、一般に、リップ部に比して固定部が圧倒的に良好であるため、クーラントの転がり軸受への侵入を可及的に少なくすることができる。

本発明によれば、回転部材に形成されたクーラントを逃がすための孔が塞がれたり、あるいはメカニカルシールから大量のクーラントが漏れた場合でも、転がり軸受内へのクーラントの侵入を有効に防止することができる。しかも、このクーラントの侵入を防止するために別途シールなどの部材を追加する必要がないため、本発明の適用によるコストアップも生じない。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の要部断面図であり、図２はその転がり軸受５の詳細構造を示す軸平行断面図である。

この例においては、ウォータポンプの基本的構成は図３に示したものと同等であり、インペラ１が装着されるシャフト部２１と、ベルト３が巻き掛けられるプーリ部２２とが一体に形成された金属プレス成形体からなる回転部材２、インペラ１を収容する水室４１が形成され、かつ、転がり軸受５の内輪５１が圧入される円筒部を有する支持部材４２が一体化されたボディ４、および水室４１内のクーラントの漏れを防止するためのメカニカルシール６を主体として構成されている。

転がり軸受５は、内輪５１、外輪５２、複数のボール５３、各ボール５３を周方向に一定のピッチで保持する保持器５４、および両端部に装着されるシール５５からなり、上記のように内輪５１の内周面が支持部材４２の円筒部に圧入されているとともに、回転部材２のプーリ部２２の内側に形成されている円筒部２２ａに外輪５２の外周面が圧入され、これにより回転部材２がボディ４に対して回転自在に支持されている。

回転部材２のシャフト部２１の付け根部分には、図３の例と同様に複数の孔２３が形成されており、転がり軸受５の外輪５２に回転部材２を装着してこれらを一体化した後、孔２３を介して圧入治具で内輪５１を押圧することによって、内輪５１を支持部材４２の円筒部に圧入して三者を一体化するとともに、シャフト部２１にインペラ１を固定した後、支持部材４２をボディ４に固定することによって組み立てられる。また、孔２３はメカニカルシール６を介して漏出したクーラントの逃がし孔としても機能することも、図３に示した従来のものと同様である。

さて、この実施の形態の特徴は、転がり軸受５のシール５５が、内輪固定／外輪摺動接触となっている点である。すなわち、図２に示すように、内輪５１の両端部外周にシール溝５１ａが形成されており、各シール５５はその内周部がこのシール溝５１ａに対して嵌め込まれて固定されている。各シール５５の外周部にはリップ部５５ａが形成されており、このリップ部５５ａが外輪５２の内周面と、外輪５２の両端部に形成された溝５２ａの側端部に摺動接触する。なお、５５ｂは芯金である。

以上の本発明の実施の形態によると、メカニカルシール６を通過したクーラントに含まれるエチレングリコールが凝固して孔２３が塞がれ、これによって前記した図４にＣで示した部位にクーラントが滞っても、あるいはメカニカルシール６を通じて大量のクーラントが漏れても、シール５５の内輪５１に対する固定部がクーラント内に浸漬されるものの外輪５２に対する摺動接触部は浸漬されないため、摺動接触部を通じてクーラントが転がり軸受５内に侵入することがない。その結果、転がり軸受５が長期にわたって安定した性能を発揮することができる。

なお、本発明は、インペラ１や回転部材２、およびボディ４の形状等については、上記した実施の形態で示したものに限られることなく、この種のウォータポンプで用いられている公知の形状等を採用し得ることは勿論である。また、シール５５のリップ部５５ａの形状等についても、他の公知の形状等を採用し得ることは言うまでもない。

本発明の実施の形態の要部断面図である。図１の転がり軸受５の詳細構造を示す軸平行断面図である従来のウォータポンプの構造例を示す要部断面図である。従来のウォータポンプにおいてクーラントに含まれるエチレングリコールの凝固により、クーラントを逃がすための孔を塞いだときに転がり軸受内にクーラントが侵入する原因の説明図で、図３のＡ部拡大図を用いて示す図である。

符号の説明

１インペラ
２回転部材
２１シャフト部
２２プーリ部
２３孔
３ベルト
４ボディ
４１水室
４２支持部材
５転がり軸受
５１内輪
５１ａシール溝
５２外輪
５２ａ溝
５３ボール
５４保持器
５５シール
５５ａリップ部

Claims

インペラが取り付けられるシャフト部とベルトが巻き掛けられるプーリ部とが一体化された金属プレス製の回転部材を、上記インペラを収容する水室が形成されたボディに対して転がり軸受を介して回転自在に支持するとともに、その転がり軸受は、上記ボディに形成された円筒部外周面に内輪が圧入固定され、上記回転部材のプーリ部の内側に形成された円筒部に外輪外周面が圧入固定されるウォータポンプにおいて、
上記転がり軸受の両端部に、それぞれ内周部が内輪に固定され、かつ、外周部が外輪に対して摺動接触するシールが装着されていることを特徴とするウォータポンプ。