JP2012241819A - Bearing device for water pump - Google Patents
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- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
Abstract
Description
この発明は水ポンプ用軸受装置に関する。 The present invention relates to a bearing device for a water pump.
エンジンの冷却水を循環する循環経路に配設される水ポンプ用軸受装置においては、回転軸をハウジングに回転可能に支持する転がり軸受と、この転がり軸受の外輪の一端部内周面と回転軸の外周面との間に配設されて転がり軸受内を密封するシール部材とを備えている(例えば、特許文献1参照)。
また、転がり軸受の複数の転動体を転動可能に保持する保持器の強度を維持しながら軽量化等を図るため、保持器がガラス繊維等の強化繊維が混合された合成樹脂によって形成されるものが知られている。
このような強化繊維が混合された合成樹脂製の保持器は、その表面から0.2mm程度の厚さで樹脂成分が多い樹脂リッチ層が形成される。
In a bearing device for a water pump disposed in a circulation path for circulating cooling water of an engine, a rolling bearing that rotatably supports a rotating shaft on a housing, an inner peripheral surface of one end portion of an outer ring of the rolling bearing, and a rotating shaft And a seal member which is disposed between the outer peripheral surface and seals the inside of the rolling bearing (see, for example, Patent Document 1).
Further, in order to reduce the weight while maintaining the strength of the cage that holds a plurality of rolling elements of the rolling bearing in a rollable manner, the cage is formed of a synthetic resin mixed with reinforcing fibers such as glass fibers. Things are known.
A synthetic resin cage in which such reinforcing fibers are mixed is formed with a resin-rich layer having a thickness of about 0.2 mm and a large amount of resin components from the surface thereof.
ところで、転がり軸受の保持器には、転動体のスキュー力が作用して保持器が軸方向へ移動されることがある。
特に、転動体がころ(円筒ころ、針状ころ等)である場合には、そのころのスキュー力(軸方向の荷重)が保持器に作用して保持器がシール部材に向けて移動されると、保持器の側面の樹脂リッチ層がシール部材に接触することがある。
この際、保持器の側面の樹脂リッチ層が接触する部分が、樹脂リッチ層よりも硬いシール部材の芯金の部分である場合、先ず、保持器の側面の樹脂リッチ層が摩耗される。その後、保持器の側面の樹脂リッチ層が全て摩耗されると、その後は、保持器に混合の強化繊維の一部が保持器の側面から露出する。
保持器の側面から露出する強化繊維はシール部材の芯金よりも硬いため、保持器の側面から露出する強化繊維によってシール部材の芯金が摩耗され、長期間の使用によってシール部材の芯金が損傷されることが想定される。
Incidentally, the cage of the rolling bearing may be moved in the axial direction by the skew force of the rolling elements.
In particular, when the rolling element is a roller (cylindrical roller, needle roller, etc.), the skew force (axial load) of the roller acts on the cage, and the cage is moved toward the seal member. Then, the resin-rich layer on the side surface of the cage may come into contact with the seal member.
At this time, when the portion where the resin-rich layer on the side surface of the cage comes into contact is a core metal portion of the sealing member that is harder than the resin-rich layer, first, the resin-rich layer on the side surface of the cage is worn. After that, when the resin-rich layer on the side surface of the cage is all worn, thereafter, a part of the reinforcing fibers mixed in the cage is exposed from the side surface of the cage.
Since the reinforcing fiber exposed from the side surface of the cage is harder than the core metal of the seal member, the core metal of the seal member is worn by the reinforcing fiber exposed from the side surface of the cage. It is assumed that it will be damaged.
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、シール部材の摩耗を抑制して耐久性の向上を図ることができる水ポンプ用軸受装置を提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a water pump bearing device that can suppress wear of a seal member and improve durability.
前記課題を解決するために、この発明の請求項1に係る水ポンプ用軸受装置は、水ポンプの回転軸をハウジングに回転可能に支持する転がり軸受と、この転がり軸受の外輪の一端部内周面と前記回転軸の外周面との間に配設されて前記転がり軸受内を密封するシール部材とを備えた水ポンプ用軸受装置であって、
前記転がり軸受の複数の転動体を転動可能に保持する保持器は、強化繊維が混合された合成樹脂によって形成され、
前記保持器の少なくとも前記シール部材に対向する側面にはコーティング層が施されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a bearing device for a water pump according to claim 1 of the present invention includes a rolling bearing that rotatably supports a rotating shaft of a water pump on a housing, and an inner peripheral surface of one end of an outer ring of the rolling bearing. A water pump bearing device comprising a seal member disposed between the outer peripheral surface of the rotary shaft and a sealing member for sealing the inside of the rolling bearing,
The cage that holds the plurality of rolling elements of the rolling bearing in a rollable manner is formed of a synthetic resin mixed with reinforcing fibers,
A coating layer is applied to at least a side surface of the cage facing the seal member.
前記構成によると、転動体のスキュー力(軸方向の荷重)が保持器に作用して保持器がシール部材に向けて移動されると、保持器の側面のコーティング層がシール部材に接触することがある。
この際、保持器の側面のコーティング層が接触する部分が、コーティング層よりも硬いシール部材の芯金部分である場合、先ず、保持器の側面のコーティング層が摩耗されることがあるが、保持器に混合の強化繊維の一部が保持器の側面から露出することがない。
すなわち、保持器の側面のコーティング層が全て摩耗された後、さらに、保持器の側面の樹脂リッチ層が全て摩耗される間においては、保持器の側面から強化繊維が露出することを抑制することができる。
このため、保持器の側面から露出する強化繊維が原因となるシール部材の摩耗を抑制して耐久性の向上を図ることができる。
According to the above configuration, when the skew force (axial load) of the rolling element acts on the cage and the cage is moved toward the seal member, the coating layer on the side surface of the cage contacts the seal member. There is.
At this time, if the portion where the coating layer on the side surface of the cage is in contact with the core member of the sealing member that is harder than the coating layer, the coating layer on the side surface of the cage may be worn first. Part of the reinforcing fibers mixed in the vessel is not exposed from the side of the cage.
That is, after all the coating layer on the side surface of the cage is worn, and further while the resin-rich layer on the side surface of the cage is all worn, it is possible to prevent the reinforcing fibers from being exposed from the side surface of the cage. Can do.
For this reason, wear of the sealing member caused by the reinforcing fibers exposed from the side surface of the cage can be suppressed, and durability can be improved.
請求項2に係る水ポンプ用軸受装置は、請求項1に記載の水ポンプ用軸受装置であって、
コーティング層は、フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂等の耐熱性、耐摩耗性を有する樹脂によって形成されていることを特徴とする。
The water pump bearing device according to claim 2 is the water pump bearing device according to claim 1,
The coating layer is formed of a heat-resistant and wear-resistant resin such as a fluorine resin or a polyamide resin.
前記構成によると、フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂等の耐熱性、耐摩耗性を有する樹脂によってコーティング層が形成されることで、コーティング層の摩耗を低減することができ、この分だけ、保持器の側面から強化繊維が露出することをより一層良好に抑制することができる。 According to the above configuration, the coating layer is formed of a heat-resistant and wear-resistant resin such as a fluorine-based resin or a polyamide-based resin, so that the wear of the coating layer can be reduced. It can suppress even more satisfactorily that a reinforced fiber is exposed from the side surface.
この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。 A mode for carrying out the present invention will be described in accordance with an embodiment.
この発明の実施例1を図面にしたがって説明する。
図1に示すように、この実施例1に係る水ポンプ用軸受装置は、水ポンプの回転軸40をハウジング10に回転可能に支持する転がり軸受50と、この転がり軸受50の外輪51の端部内周面と回転軸40の外周面との間に配設されて転がり軸受50内を密封するシール部材70、80とを備える。
また、回転軸40の一端部は、ハウジング10の一端面から所定長さ突出されており、その突出部の外周面には、プーリ部材20がプーリシート23を介してトルク伝達可能に組み付けられる。
ハウジング10の他端部内周面と、回転軸40の他端部外周面との間にはメカニカルシール25が介在される。、
さらに、回転軸40の他端部は、ハウジング10の他端面から所定長さ突出されており、その他端部(突出部)外周面には、インペラ部材30がトルク伝達可能に組み付けられる。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the water pump bearing device according to the first embodiment includes a rolling bearing 50 that rotatably supports a rotating
Further, one end portion of the rotating
A
Furthermore, the other end portion of the rotating
図2に示すように、転がり軸受50は、内輪として機能する回転軸40と、外輪51と、複列の転動体としてのころ(円筒ころ、針状ころ等)55及び玉57と、保持器60、69とを備えている。
すなわち、回転軸40の軸方向中央部には、両端部よりも大径な中間軸部40aが形成され、この中間軸部40aの外周面には、複列をなす内輪軌道面41、42が軸方向に所定距離を隔てて形成されている。
これら複列の内輪軌道面41、42のうち、一方の内輪軌道面41は、複数の転動体としてのころ55に対応する円筒面に形成され、他方の内輪軌道面42は、複数の転動体としての玉57に対応する縦断面凹円弧状に形成されている。
As shown in FIG. 2, the rolling
That is, an
Of these double-row inner
一方、図1に示すように、ハウジング10内の軸受組込部11には、回転軸40の中間軸部40aの外周面に環状空間を隔てる外輪51が圧入等によって組み込まれている。
図2に示すように、外輪51の内周面には、複列の内輪軌道面41、42にそれぞれ対応する複列の外輪軌道面52、53が軸方向に所定距離を隔てて形成されている。
また、図3に示すように、外輪51の内周面のころ55に対応する外輪軌道面52の片側(内部側)には、ころ55の端面を案内する案内面を有するころ鍔54が形成されている。
そして、回転軸40の複列の内輪軌道面41、42と、外輪51の複列の外輪軌道面52、53の間には、ころ55と、玉57とがそれぞれ保持器60、69によって保持された状態で転動可能に組み込まれている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, an
As shown in FIG. 2, double row outer
Further, as shown in FIG. 3, on one side (inner side) of the outer
And between the double row inner
また、図3に示すように、外輪51の内周面の一端開口部には、外輪軌道面52よりも大径の開口孔部58が段差面58aをもって形成されている。
さらに、大径の開口孔部58の段差面58aと隣接する内周面には環状溝58bが形成されている。
そして、外輪51の開口孔部58の内周面と、回転軸40の中間軸部40aの一端部外周面との間には、転がり軸受50内を密封するシール部材70が配設されている。
As shown in FIG. 3, an
Further, an
A
シール部材70は、金属板のプレス加工によって形成された芯金71と、ゴム、軟質樹脂等によって形成された弾性体75とを備えている。
芯金71は、外径側環状部72と、中間段差部73と、内径側環状部74とを有している。
弾性体75は、芯金71の外径側環状部72の外周部を覆う固定部76と、芯金71の外径側環状部72、中間段差部73及び内径側環状部74の外側面を覆う被覆層77と、この被覆層77の内径端部から回転軸40の中間軸部40aの外周面に摺接可能に二股状に突出されたリップ78、79とを有している。
そして、シール部材70は、固定部76が環状溝58bに弾性圧縮された状態で嵌込まれることによって、外輪51の環状溝58bに固定される。
The
The
The
The
また、外輪51の内周面の他端開口部には、前記シール部材70と同様に構成されるシール部材80が組み付けられる。
A
図3に示すように、複数の転動体としてのころ55を転動可能に保持する保持器60は、軸方向に所定間隔を隔てる両環状部61、62と、これら両環状部61、62を連結しかつ複数のころ55をそれぞれ保持するポケット63を区画形成する複数の柱部64とを一体に備えている。
また、図3と図4に示すように、保持器60は、ガラス繊維等の強化繊維66が混合された合成樹脂によって形成される。これによって、保持器60は、その表面から0.2mm程度の厚さtで樹脂成分が多い樹脂リッチ層65が形成される。
保持器60の少なくともシール部材70の芯金71の外径側環状部72の内側面に対向する側の環状部61側面の樹脂リッチ層65の表面には、フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂等の耐熱性、耐摩耗性を有するコーティング層68が施されている。なお、保持器60の表面全体をコーティング層68で覆ってもよい。
As shown in FIG. 3, the
As shown in FIGS. 3 and 4, the
At least the surface of the resin
上述したように構成されるこの実施例1に係る水ポンプ用軸受装置において、転動体としてのころ55のスキュー力(軸方向の荷重)が保持器60に作用して保持器60がシール部材70に向けて移動されることがある(図4に二点差線参照)。
この場合、保持器60の側面のコーティング層68がシール部材70に接触する。
この際、コーティング層70の接触部分がコーティング層68よりも硬い芯金71の外径側環状部72の内側面の部分であると、保持器60コーティング層68が摩耗されることがあるが、保持器60に混合の強化繊維66の一部が保持器60の側面から露出することがないため、芯金71の摩耗を防止することができる。
In the water pump bearing device according to the first embodiment configured as described above, the skew force (load in the axial direction) of the
In this case, the
At this time, if the contact portion of the
すなわち、保持器60の側面のコーティング層68が全て摩耗された後、さらに、保持器60の側面の樹脂リッチ層65が全て摩耗される間においては、保持器60の側面から強化繊維66が露出することがない。
このため、保持器60の側面から露出する強化繊維66が原因となるシール部材70の芯金71の摩耗を抑制することができ、耐久性の向上を図ることができる。
また、フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂等の耐熱性、耐摩耗性を有する樹脂によってコーティング層68が形成されることで、コーティング層68の摩耗を低減することができ、この分だけ、保持器60の側面から強化繊維が露出することをより一層良好に抑制することができる。
That is, after all of the
For this reason, abrasion of the cored
Further, since the
強化繊維66が混合された合成樹脂によって形成される保持器において、この実施例1のコーティング層68が施された保持器60と、コーティング層68がない従来の保持器を用いてシール部材70の芯金71の摩耗試験を行った結果、図5に示すような結果が得られた。
図5から明らかなように、コーティング層68が施された保持器60を用いたこの実施例1においては、コーティング層68がない従来の保持器を用いた場合と比較して、シール部材70の芯金71の摩耗開始時期を、コーティング層68が摩耗される時間だけ遅くすることができ、この分だけシール部材70の耐久性の向上を図ることが可能となった。
In the cage formed of the synthetic resin mixed with the reinforcing
As apparent from FIG. 5, in this Example 1 using the
なお、この発明は前記実施例1に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。 In addition, this invention is not limited to the said Example 1, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can implement with a various form.
10 ハウジング
40 回転軸
41 内輪軌道面
50 転がり軸受
51 外輪
52 外輪軌道面
55 ころ(転動体)
60 保持器
65 樹脂リッチ層
68 コーティング層
70 シール部材
71 芯金
75 弾性体
78、79 リップ
DESCRIPTION OF
60
Claims (2)
前記転がり軸受の複数の転動体を転動可能に保持する保持器は、強化繊維が混合された合成樹脂によって形成され、
前記保持器の少なくとも前記シール部材に対向する側面にはコーティング層が施されていることを特徴とする水ポンプ用軸受装置。 A rolling bearing that rotatably supports a rotating shaft of a water pump on a housing, and a seal that is disposed between an inner peripheral surface of one end of an outer ring of the rolling bearing and an outer peripheral surface of the rotating shaft to seal the inside of the rolling bearing A bearing device for a water pump comprising a member,
The cage that holds the plurality of rolling elements of the rolling bearing in a rollable manner is formed of a synthetic resin mixed with reinforcing fibers,
A bearing device for a water pump, wherein a coating layer is applied to at least a side surface of the cage facing the seal member.
コーティング層は、フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂等の耐熱性、耐摩耗性を有する樹脂によって形成されていることを特徴とする水ポンプ用軸受装置。 The water pump bearing device according to claim 1,
The water pump bearing device, wherein the coating layer is formed of a heat-resistant and wear-resistant resin such as a fluorine-based resin or a polyamide-based resin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011113328A JP2012241819A (en) | 2011-05-20 | 2011-05-20 | Bearing device for water pump |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10975817B2 (en) | 2018-04-26 | 2021-04-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Protector and method for manufacturing protector |
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2011
- 2011-05-20 JP JP2011113328A patent/JP2012241819A/en not_active Withdrawn
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