JP2006010027A - 水ポンプ用転がり軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】 スリンガーを軸に圧入する際、圧入によりスリンガーの垂直部が変形することを防止した水ポンプ用転がり軸受を提供する。
【解決手段】 密封装置17が外輪13に固定されたシール部材18および回転軸10の大径軸部11に固定されたスリンガー19からなる。スリンガー19は、シール部材18に軸方向外側から対向する大径部19aと、大径部19aの軸方向外側端部から径方向内方にのびる垂直部19bと、垂直部19bの内縁部から径方向内方にかつ軸方向内方にのびる屈曲部19cと、屈曲部19cから軸方向外方にのび回転軸10の大径軸部11に圧入されている小径部19dとからなる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、自動車の内燃機関の冷却水用ポンプに使用される水ポンプ用転がり軸受に関する。
従来、一端側にプーリが他端側にインペラが取り付けられかつ中間部分が内輪とされる回転軸と、回転軸に外挿された外輪と、回転軸と外輪との間に配置された転動体と、外輪両端部と回転軸との間に設けられた密封装置とを備えており、インペラ側の密封装置は、外輪に固定されたシール部材および回転軸に固定されたスリンガーからなる水ポンプ用転がり軸受が知られている（特許文献１）。スリンガーは、シール部材に軸方向外側から対向する大径部と、大径部の軸方向外側端部から径方向内方にのびる垂直部と、垂直部の内縁部から軸方向内方または外方にのび回転軸の大径軸部に圧入されている小径部とからなるものとされている。
特開平１１−１５３０９６号公報
上記特許文献１に開示の水ポンプ用転がり軸受では、スリンガーを軸に圧入する際、圧入によりスリンガーの垂直部が変形することがあるという問題があった。
この発明の目的は、スリンガーを軸に圧入する際、圧入によりスリンガーの垂直部が変形することを防止した水ポンプ用転がり軸受を提供することにある。
この発明による水ポンプ用転がり軸受は、一端側にプーリが他端側にインペラが取り付けられかつ中間部分が内輪とされる回転軸と、回転軸に外挿された外輪と、回転軸と外輪との間に配置された転動体と、外輪両端部と回転軸との間に設けられた密封装置とを備えており、インペラ側の密封装置は、外輪に固定されたシール部材および回転軸に固定されたスリンガーからなる水ポンプ用転がり軸受において、スリンガーは、シール部材に軸方向外側から対向する大径部と、大径部の軸方向外側端部から径方向内方にのびる垂直部と、垂直部の内縁部から径方向内方にかつ軸方向内方にのびる屈曲部と、屈曲部から軸方向内方または外方にのび回転軸に圧入されている小径部とからなることを特徴とするものである。
小径部は、屈曲部に対して軸方向内向き（屈曲部となす角が鈍角）にのびるように設けられていることがあり、また、小径部は、屈曲部に対して軸方向外向き（屈曲部となす角が鋭角）にのびるように設けられていることがある。前者の場合、シール部材のシールリップは、スリンガの小径部に接触させられ、後者の場合、シール部材のシールリップは、回転軸に接触させられる。また、後者の場合のスリンガの小径部の軸方向端部は、垂直部とほぼ面一とされることが好ましい。いずれの場合でも、スリンガーは、その垂直部よりも径方向外方に突出する部分を有していないかまたは有していても突出量を僅かとすることができるので、スリンガーの軸方向長さを短くすることができる。
シール部材は、芯金および弾性シールからなり、芯金は、大径円筒部、小径円筒部、これらの軸方向外側端部同士をつなぐ連結部、大径円筒部の軸方向内側端部に設けられて外輪に固定された外向きフランジ部、および小径円筒部の軸方向内側端部に設けられて回転軸に間隙をおいて対向する内向きフランジ部からなり、弾性シールは、芯金に接着された接着部および回転軸に接触するシールリップ部を有しており、芯金の大径円筒部がスリンガーの大径部よりも小径に形成され、芯金の連結部がスリンガーの大径部の軸方向内側端部よりも軸方向外側に位置させられていることが好ましい。このようにすると、スリンガーとシール部材とによって形成されるラビリンスシール効果が高められ、シール性がより向上させられる。
この発明の水ポンプ用転がり軸受によると、スリンガーが垂直部の内縁部から径方向内方にかつ軸方向内方にのびる屈曲部を有しており、屈曲部から軸方向内方または外方にのびる小径部が回転軸に圧入されているので、垂直部に対して屈曲部が変形し、これにより垂直部への負荷の集中が回避され、圧入時のスリンガーの変形が防止される。
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、図の左右をいうものとする。
図１は、この発明による水ポンプ用転がり軸受を備えた水ポンプを示している。
水ポンプ用転がり軸受(1)は、大径軸部(11)および小径軸部(12)からなり大径軸部(11)が内輪とされる段付きの回転軸(10)と、大径軸部(11)に外挿されてハウジング(2)に固定される外輪(13)と、大径軸部(11)と外輪(13)との間に配置されたころ(14)および玉(15)と、外輪(13)両端部と大径軸部(11)との間に設けられた左右密封装置(16)(17)とを有している。回転軸(10)の大径軸部側端部（左端部）には、プーリ(3)が取り付けられ、回転軸(10)の小径軸部側端部（右端部）には、インペラ(4)が取り付けられている。インペラ(4)は、金属製または合成樹脂製であり、その円筒状とされた軸部が回転軸(10)の小径軸部(12)の端部に圧入固定されている。小径軸部(12)には、これとハウジング(2)との間をシールするメカニカルシール(5)が設けられている。
左（プーリ側）の密封装置(16)は、環状芯金(16a)および弾性シール(16b)からなる。
右（インペラ側）の密封装置(17)は、環状芯金(20)および弾性シール(21)からなるシール部材(18)とスリンガー(19)とで構成される組合せシールとされている。
図２に拡大して示すように、スリンガー(19)は、シール部材(18)に軸方向外側から対向する大径部(19a)と、大径部(19a)の軸方向外側端部から径方向内方にのびる垂直部(19b)と、垂直部(19b)の内縁部から径方向内方にかつ軸方向内方にのびる屈曲部(19c)と、屈曲部(19c)から軸方向外方にのび回転軸(10)の大径軸部(11)に圧入されている小径部(19d)とからなる。芯金(20)は、大径円筒部(20a)、小径円筒部(20b)、これらの軸方向外側端部同士をつなぐ連結部(20c)、大径円筒部(20a)の軸方向内側端部に設けられて外輪(13)に固定された外向きフランジ部(20d)、および小径円筒部(20b)の軸方向内側端部に設けられて回転軸(10)の大径軸部(11)に間隙をおいて対向する内向きフランジ部(20e)からなる。弾性シール(21)は、芯金(20)の軸方向外面側に接着された接着部(21a)および回転軸(10)の大径軸部(11)に接触する２つのシールリップ部(21b)(21c)を有している。
そして、芯金(20)の大径円筒部(20a)がスリンガー(19)の大径部(19a)よりも小径に形成され、芯金(20)の連結部(20c)がスリンガー(19)の大径部(19a)の軸方向内側端部よりも軸方向外側に位置させられていることにより、シール部材(18)とスリンガー(19)との間に、ラビリンスシールが形成されている。
メカニカルシール(5)は、回転軸(10)の小径軸部(12)に装着された回転側摺動部材(31)およびハウジング(2)に装着された固定側摺動部材(32)からなる。回転側摺動部材(31)は、円筒状に形成されて回転軸(10)の小径軸部(12)に圧入固定された金属製の回転側取付部(33)と、取付部(33)の右端部に固定された回転側摺動リング(34)とからなる。また、固定側摺動部材(32)は、円筒状に形成されてハウジング(2)に圧入固定された固定側取付部(35)と、固定側取付部(35)に装着されたゴム等のパッキン(36)と、パッキン(36)の右側に配置されてこれに軸方向に移動可能に支持された固定側摺動リング(37)と、固定側摺動リング(37)を軸方向外向きに付勢するコイルばね(38)とからなる。そして、コイルばね(38)で付勢された固定側摺動リング(37)が回転側摺動リング(34)と摺接することにより、ハウジング(2)と回転軸(10)との間がシールされている。
上記水ポンプでは、メカニカルシール(5)およびインペラ側の密封装置(17)により、ポンプ室の冷却水が転がり軸受(1)の内部に入らないようにシールされており、メカニカルシール(5)から漏れ出た冷却水は、ハウジング(2)のボス部に設けてある水抜き孔から外部へ排出される。
スリンガー(19)は、圧入により回転軸(10)の小径軸部(12)に固定されるが、スリンガー(19)が屈曲部(19c)を有していることで、軸方向の剛性が高くなっており、圧入によるスリンガー(19)の変形を防止することができる。
図３は、右（インペラ側）の密封装置(37)の他の実施形態を示している。
この密封装置(37)は、環状芯金(50)および弾性シール(51)からなるシール部材(48)とスリンガー(49)とで構成される組合せシールとされている。
スリンガー(49)は、シール部材(48)に軸方向外側から対向する大径部(49a)と、大径部(49a)の軸方向外側端部から径方向内方にのびる垂直部(49b)と、垂直部(49b)の内縁部から径方向内方にかつ軸方向内方にのびる屈曲部(49c)と、屈曲部(49c)から軸方向内方にのび回転軸(10)の大径軸部(11)に圧入されている小径部(49d)とからなる。芯金(50)は、大径円筒部(50a)、小径円筒部(50b)、これらの軸方向外側端部同士をつなぐ連結部(50c)、大径円筒部(50a)の軸方向内側端部に設けられて外輪(13)に固定された外向きフランジ部(50d)、および小径円筒部(50b)の軸方向内側端部に設けられて回転軸(10)の大径軸部(11)に間隙をおいて対向する内向きフランジ部(50e)からなる。弾性シール(51)は、芯金(50)の軸方向外面側に接着された接着部(51a)およびスリンガー(49)の小径部(49d)に接触する２つのシールリップ部(51b)(51c)を有している。
そして、芯金(50)の大径円筒部(50a)がスリンガー(49)の大径部(49a)よりも小径に形成され、芯金(50)の連結部(50c)がスリンガー(49)の大径部(49a)の軸方向内側端部よりも軸方向外側に位置させられていることにより、シール部材(48)とスリンガー(49)との間に、ラビリンスシールが形成されている。
第１実施形態のスリンガー(19)の小径部(19d)が屈曲部(19c)に対して軸方向外方にのびるように設けられているのに対し、第２実施形態のスリンガー(49)の小径部(49d)は、軸方向内方にのびるように設けられている。この実施形態のスリンガー(49)についても、屈曲部(49c)を有していることで、第１実施形態のもの同様、軸方向の剛性が高くなっており、スリンガー(49)が圧入により回転軸(10)の小径軸部(12)に固定されるに際し、スリンガー(49)の変形を防止することができる。
この発明による水ポンプ用転がり軸受の第１実施形態を示す縦断面図である。 同要部の拡大縦断面図である。 この発明による水ポンプ用転がり軸受の第２実施形態を示す拡大縦断面図である。
符号の説明
(1) 水ポンプ用転がり軸受
(10) 回転軸
(11) 大径軸部
(12) 小径軸部
(13) 外輪
(14) ころ（転動体）
(15) 玉（転動体）
(16)(17) 左右密封装置
(18) シール部材
(19) スリンガー
(19a) 大径部
(19b) 垂直部
(19c) 屈曲部
(19d) 小径部
(20) 環状芯金
(20a) 大径円筒部
(20b) 小径円筒部
(20c) 連結部
(20d) 外向きフランジ部
(20e) 内向きフランジ部
(21) 弾性シール
(21a) 接着部
(21b)(21c) シールリップ部
(48) シール部材
(49) スリンガー
(49a) 大径部
(49b) 垂直部
(49c) 屈曲部
(49d) 小径部
(50) 環状芯金
(50a) 大径円筒部
(50b) 小径円筒部
(50c) 連結部
(50d) 外向きフランジ部
(50e) 内向きフランジ部
(51) 弾性シール
(51a) 接着部
(51b)(51c) シールリップ部

Claims (3)

  1. 一端側にプーリが他端側にインペラが取り付けられかつ中間部分が内輪とされる回転軸と、回転軸に外挿された外輪と、回転軸と外輪との間に配置された転動体と、外輪両端部と回転軸との間に設けられた密封装置とを備えており、インペラ側の密封装置が外輪に固定されたシール部材および回転軸に固定されたスリンガーからなる水ポンプ用転がり軸受において、スリンガーは、シール部材に軸方向外側から対向する大径部と、大径部の軸方向外側端部から径方向内方にのびる垂直部と、垂直部の内縁部から径方向内方にかつ軸方向内方にのびる屈曲部と、屈曲部から軸方向内方または外方にのび回転軸に圧入されている小径部とからなることを特徴とする水ポンプ用転がり軸受。
  2. 小径部は、屈曲部に対して軸方向外向きにのびるように設けられている請求項１の水ポンプ用転がり軸受。
  3. シール部材は、芯金および弾性シールからなり、芯金は、大径円筒部、小径円筒部、これらの軸方向外側端部同士をつなぐ連結部、大径円筒部の軸方向内側端部に設けられて外輪に固定された外向きフランジ部、および小径円筒部の軸方向内側端部に設けられて回転軸に間隙をおいて対向する内向きフランジ部からなり、弾性シールは、芯金に接着された接着部および回転軸に接触するシールリップ部を有しており、芯金の大径円筒部がスリンガーの大径部よりも小径に形成され、芯金の連結部がスリンガーの大径部の軸方向内側端部よりも軸方向外側に位置させられている請求項１または２の水ポンプ用転がり軸受。
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