JP2014005757A - ウォータポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】プーリ側からボールベアリング内への水や塵などの浸入を効果的に抑制することのできるウォータポンプを提供する。
【解決手段】他端側に小径筒部９ｃを有するポンプハウジング１と、ポンプハウジングに回転自在に挿通配置されたポンプ軸３の他端部３ｂに固定されたインペラ５と、ポンプ軸の一端部３ａに固定され、前記小径筒部の外周側に所定隙間を介して配置された円筒部４ｃを有するプーリ４と、内輪６ａと外輪６ｂを有するボールベアリング６と、ボールベアリングの軸方向の一端部側を覆うように配置された第２シール部材１８と、内輪の軸方向一端面との間に第２シール部材を挟持固定するリテーナとを備え、第２シール部材は、ほぼ円盤状のゴム材からなる外周部２１の内側面に一体に設けられて、先端部２４ｂが外輪の一端面６ｆに当接して摺動可能なシールリップ２４を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばエンジンを冷却するための冷却水をエンジン内部に供給するために用いられるウォータポンプに関する。

この種の従来のウォータポンプとしては、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

概略を説明すると、ポンプハウジングの内部に、ポンプ軸がボールベアリングによって回転自在に支持されていると共に、前記ポンプ軸の一端部に、プレス成形によって成形されたプーリが固定されていると共に、他端部にポンプ室内で回転するインペラが固定されている。

前記ボールベアリングは、外輪が前記プーリの内周側円筒部に圧入固定されている一方、内輪がポンプハウジングの筒状部の外周面に圧入固定されている。

また、前記ポンプ軸とポンプハウジングとの間には、前記ポンプ室から前記ボールベアリング方向への冷却水の漏れを防止するためのメカニカルシールが設けられている。

さらに、前記プーリの前方位置には、樹脂製のカバー部材が設けられている。このカバー部材は、前記メカニカルシールから漏出したゲル状の液体を内面に付着させてプーリへの付着を防止すると共に、外部から前記ボールベアリングへの水や塵などの浸入を防止してボールベアリングの発錆を抑制するようになっている。

特開２００５−３１５０７９号公報

しかしながら、前記従来のウォータポンプにあっては、前記カバー部材によって外部からの水や塵などの浸入を防止するようになっているものの、カバー部材の外周側が開放状態になっているため、例えば洗浄水などの高圧水などが掛かった場合には、この高圧水がカバー部材の外周側から内部へ浸入してしまうおそれがある。この結果、前記ボールベアリングに水が付着して発錆し易くなり、耐久性の低下を招くおそれがある。

本発明は、前記従来のウォータポンプの実情に鑑みて案出されたもので、軸受である例えばボールベアリングへの水や塵などの浸入をさらに抑制し得るウォータポンプを提供するものである。

請求項１に記載の発明は、一端側内部にポンプ室が形成され、他端側に小径筒部を有するポンプハウジングと、該ポンプハウジングに回転自在に挿通配置された駆動軸と、該駆動軸の一端部に固定され、前記ポンプ室内に回転自在に収容されたインペラと、前記駆動軸の他端側に固定され、前記ポンプハウジングの小径筒部の外周側に所定隙間を介して配置された円筒部を有するプーリと、前記プーリの円筒部の内周面に圧入固定された外輪と、前記ポンプハウジングの小径筒部の外周面に圧入固定された内輪及び該内輪と外輪との間に介装された転動体と、を備えたベアリングと、前記ベアリングの軸方向の一端部側を覆うように配置されたシール部材と、前記ポンプハウジングの小径筒部の外周側に固定されると共に、前記内輪の軸方向一端面との間に前記シール部材を挟持固定する保持部材とを備え、前記シール部材は、少なくとも前記外輪の軸方向一端面に対向配置されたほぼ円盤状の弾性体と、該弾性体の内側面に一体に設けられて、先端部が前記外輪の一端面に当接して摺動可能なシールリップとを有することを特徴としている。

この発明によれば、前記シール部材のシールリップがベアリングの外輪に常時当接(摺動)して、該ベアリングの外周側を液密的に封止することから、ベアリング内への水や塵などの浸入を十分に抑制することができる。

本発明に係るウォータポンプの第１実施形態の要部縦断面図である。 本実施形態のウォータポンプに供されるリテーナの縦断面図である。 本実施形態のウォータポンプの縦断面図である。 本実施形態のウォータポンプの分解斜視図である。 本実施形態に供されるリテーナにテーパ面を形成しなかった場合の不具合を示す説明図である。 本発明に係るウォータポンプの第２実施形態の要部縦断面図である。

以下、本発明に係るウォータポンプの実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図３及び図４は本発明のウォータポンプの第１実施形態を示し、このウォータポンプは、自動車のラジエータとエンジンの間で冷却水である不凍液（エチレングリコール）を循環させる冷却装置に適用されている。

このウォータポンプは、図外の自動車用エンジンのシリンダブロックの側部にボルトによって直接取り付けられ、シリンダブロック側の前端部内にポンプ室２が形成されたポンプハウジング１と、該ポンプハウジング１の内部に回転自在に挿通配置された駆動軸であるポンプ軸３と、該ポンプ軸３の一端部３ａに固定されたプーリ４と、前記ポンプ軸３の他端部３ｂに固定されて、前記ポンプ室２内に回転自在に収容されたインペラ５と、前記ポンプハウジング１とプーリ４との間に設けられて、前記プーリ４をポンプハウジング１に回転自在に軸受けする単一のベアリング(軸受)であるボールベアリング６と、ポンプハウジング１とポンプ軸３との間に介装されて、ポンプ室２と前記ボールベアリング６との間をシールするメカニカルシール７と、から主として構成されている。

前記ポンプハウジング１は、例えばアルミニウム合金材で一体に形成され、ポンプ室２側のハウジング本体８が異形円環状に形成されていると共に、該ハウジング本体８の後端側に段差径状の筒状部９を一体に有している。

前記ハウジング本体８は、前端にシリンダブロックの側部に有する平面部に当接する平坦な環状の取付面８ａが形成されていると共に、外周にはシリンダブロックに螺着固定される取付ボルトが挿通される４つのボルト孔８ｂを構成する４つのボス部８ｃが複数突設されている。

また、このハウジング本体８の内部には、図外のラジエータ側の吸入ポートからポンプ室２に流入した冷却水をインペラ５の回転に伴ってシリンダブロック内のウォータジャケット内に吐出する吐出ポート８ｄが形成されている。

前記筒状部９は、図１及び図３に示すように、ポンプ室２側の大径筒部９ａと、該大径筒部９ａから前記ボールベアリング６方向へ延出した中径筒部９ｂと、該中径筒部９ｂからポンプ軸３の一端部３ａ方向へ延出した小径筒部９ｃと、から構成され、したがって、内部に段差径状の中空部９ｄが形成されている。

前記中径筒部９ｂは、重力方向の下側に前記メカニカルシール７から漏れ出た冷却水の水滴を流下させるドレン孔１１が上下方向に貫通形成されていると共に、該ドレン孔１１の下側には該ドレン孔１１から滴下した水滴を捕集貯留するドレンチャンバ１２が前記大径筒部９ａの内部に跨って形成されている。このドレンチャンバ１２は、下端開口がドレンキャップ１３によって液密的に閉止されている。

また、前記中径筒部９ｂの重力方向の上側には、前記メカニカルシール７から漏出した、あるいは前記ドレンチャンバ１２内などに貯留された冷却水の水蒸気を外部に排出する大気開放孔１４が穿設されている。さらに、この中径筒部９ｂの内周側には、前記ポンプ軸３との間に円環状の環状空間１５が形成されており、この環状空間１５は前記ドレン孔１１と大気開放孔１４に上下方向で連通している。また、前記中径筒部９ｂの外周には、前記大気開放孔１４と大気とを連通する大気連通孔１０を形成する円筒状の膨出部９ｆが一体に形成されている。

前記小径筒部９ｃは、先端部の外周縁に、後述する一方のシール部材１８とリテーナ２５とを圧入案内するテーパガイド面９ｈが形成されている。

前記プーリ４は、図３及び図４に示すように、金属プレート材をプレス成形によって円盤状に一体に形成されており、前記ポンプ軸３の一端部３ａが圧入固定される中央部の円筒状の固定部４ａと、該固定部４ａの軸方向端縁からポンプ軸３の径方向に延出した円板状のフランジ壁４ｂと、該フランジ壁４ｂの外周縁からポンプ軸３の軸方向に折曲された大径状の円筒部４ｃと、該円筒部４ｃの軸方向端縁からポンプ軸３の径方向に折曲形成された大径な第２のフランジ壁４ｄと、該第２のフランジ壁４ｄの外周縁から折り返し状に形成されたベルト装着部４ｅとから構成されている。

前記固定部４ａは、先端部に前記ポンプ軸３の一端部３ａのスムーズな圧入性を確保するための空気抜き孔４ｆが貫通形成されている。

前記フランジ壁４ｂは、図４にも示すように、径方向のほぼ中央位置に６つの貫通孔１６が円周方向のほぼ等間隔位置に穿設されている。この各貫通孔１６は、前記筒状部９の小径筒部９ｃの外周に前記ボールベアリング６の後述する内輪６ａを圧入する際に図外の圧入用治具を挿入する作業用孔としての機能を有していると共に、前記ドレンチャンバ１２内などから蒸発して小径筒部９ｃの内部に到達した水蒸気を外部に排出させる機能も有している。したがって、前記各貫通孔１６は、それぞれの形成位置と内径が前記各役割を果たすに必要な位置と大きさに設定されている。

前記円筒部４ｃは、図１にも示すように、内周面４ｇに前記ボールベアリング６の後述する外輪６ｂが圧入固定されるようになっており、したがって、その軸方向の長さが前記外輪６ｂの軸方向の長さよりも大きく形成されていると共に、内周面４ｇの内径が圧入代を考慮して前記外輪６ｂの外径よりも僅かに小さく形成されている。

前記第２のフランジ壁４ｄは、前記インペラ５方向へ膨出状に折曲形成され、これによって剛性を確保するようになっている。

前記ベルト装着部４ｅは、波形歯状に形成された外周に図外のクランクシャフトの先端部に固定された駆動プーリに巻回された伝達ベルトが巻回されて回転力が伝達されるようになっている。

前記ボールベアリング６は、図１、図３に示すように、前記小径筒部９ｃの外周面９ｇに圧入された内輪６ａと、前記円筒部４ｃの内周面４ｇに圧入された外輪６ｂと、前記内輪６ａと外輪６ｂとの間に保持器を介して転動自在に設けられた複数の転動部材であるボール６ｃと、から構成されている。また、前記内輪６ａと外輪６ｂとの間には、潤滑用のグリース６ｄが充填されている。

前記内輪６ａは、その軸方向の最大圧入位置が前記筒状部９の中径筒部９ｂの前端縁に設けられた環状突部９ｅによって、後述する第１シール部材１８を介して規制されている一方、外輪６ｂは、内輪６ａの位置決めによって自ずと前記円筒部４ｃへの圧入によってその軸方向の位置が設定されている。

前記内輪６ａと外輪６ｂの前後端内には、内部に塵芥などの浸入を阻止する一対のベアリングシール１７、１７がそれぞれ設けられている。同一構成の両ベアリングシール１７は、外側の環状ゴム１７ａと内側の芯金１７ｂが加硫接着によって一体的に結合されてなり、前記環状ゴム１７ａの外周部が前記外輪６ｂの軸方向の各端部に固定されている一方、内周部の複数のシールリップが前記内輪６ａに摺動自在に当接して、内部を封止して前記グリース６ｄの漏出を阻止するようになっている。

また、前記ボールベアリング６の前端側とフランジ壁４ｂとの間には、前記水蒸気などを前記各貫通孔１６方向へ導く円環状の隙間Ｓが形成されている。

そして、前記ボールベアリング６の前後位置には、図１〜図３に示すように、一対の第１、第２シール部材１８、１８が設けられており、この両シール部材１８、１８は、ボールベアリング６の軸方向両側を覆うように対向配置されている。

前記両シール部材１８，１８は、基本構成が同一であるから同一箇所には同一の符番を付けて説明する。

すなわち、前記両シール部材１８、１８は、円環状のゴム材からなる弾性体であるシール本体１９、１９と、前記シール本体１９、１９と加硫接着によって一体的に結合された芯金２０、２０と、から構成されて、該前記両シール本体１９、１９と芯金２０、２０とは、後述する外周部２１，２１がボールベアリング６の外輪６ｂから軸方向へ離間するように断面ほぼクランク状に折曲形成されている。

前記シール本体１９，１９は、前記円筒部４ｃ側へ延出した円環板状の前記外周部２１、２１と、該外周部２１、２１の内周縁に一体に形成されて、前記小径筒部９ｃ側へ延出した内周部２２、２２と、前記外周部２１、２１と内周部２２、２２との間に形成された段差部２３、２３と、を有している。

また、前記両シール部材１８，１８は、外径ｄが前記プーリ４の円筒部４ｃの内径よりも僅かに小さく設定されて、各外周部２１、２１の外周面と円筒部４ｃの間に約１ｍｍ以下のクリアランスＣ、Ｃが形成されている。

前記各外周部２１、２１は、シール本体１９、１９がクランク状に折曲形成されたことによって前記ボールベアリング６の外輪６ｂの両端面６ｅ、６ｆから所定幅だけ離間して配置され、これによって、前記両端面６ｅ、６ｆとの間に所定幅Ｗの環状隙間Ｓ１，Ｓ１が形成されている。

また、この外周部２１，２１の対向内面の径方向のほぼ中央位置には、シールリップ２４、２４が突設されている。この各シールリップ２４，２４は、外周部２１、２１の対向内面に一体に結合された肉厚な基部２４ａ、２４ａと、該基部２４ａ、２４ａから前記各環状隙間Ｓ１，Ｓ１を介して外方へ傾斜状に立ち上がった先端部２４ｂ、２４ｂとから構成されている。

前記各先端部２４ｂ、２４ｂは、先端先細り状に形成されていると共に、この先端縁が前記外輪６ｂの前後端面６ｅ、６ｆにそれぞれ弾性的に当接している。

前記内周部２２，２２は、内周面２２ａ、２２ａが前記ハウジング本体９の小径筒部９ｃの外周面９ｇに密着状態に嵌合当接していると共に、前記芯金２０、２０の内周部２０ｂ、２０ｂの外面に形成された薄肉な端面シール部２２ｂ、２２ｂを有している。

前記段差部２３，２３は、内周面２３ａ、２３ａが平坦な円環状に形成されていると共に、外側部に断面ほぼ三角形の突部２３ｂ、２３ｂが一体に設けられている。

前記芯金２０、２０は、鉄系金属によって円盤状に形成されて、軸方向外側へ折曲された外周部２０ａ、２０ａの一部が前記シール本体１９の外周部２１，２１内に埋設されているが、内周部２０ｂ、２０ｂの対向側面が前記内輪６ａの軸方向両端面にメタルタッチしている。

そして、図１中、右側、つまり前記中径筒部９ｂ側の第１シール部材１８は、内周側が前記シール本体１９の内周部２２と芯金２０の内周部２０ｂを介して前記環状突部９ｅと内輪６ａの一端面との間に挟持状態に固定されている。

一方、前記左側、つまりフランジ壁４ｂ側の第２シール部材１８は、内周側が前記シール本体１９の内周部２２と芯金２０の内周部２０ｂを介して保持部材であるリテーナ２５によって内輪６ａの他方側端面との間に挟持状態に固定されている。

前記リテーナ２５は、鉄系金属によって一体に形成され、図１、図２及び図４に示すように、前記小径筒部９ｃの外周面９ｇに圧入する筒状部２５ａと、該筒状部２５ａの軸方向端縁から径方向へ折曲されたフランジ状の円環部２５ｂと、から構成されている。

前記筒状部２５ａは、軸方向へ所定長さに形成されていると共に、内径が前記ポンプハウジング８の小径筒部９ｃの外周面９ｇとの圧入代を確保する大きさに設定されている。

前記円環部２５ｂは、その平坦な外周面２５ｃの外径が前記第２シール部材１８の段差部２３の内径とほぼ同一に設定されており、これによって、前記筒状部２５ａを介して前記小径筒部９ｃに圧入した際に、第２シール部材１８の径方向の位置決めと安定した支持が得られるようになっている。

また、この円環部２５ｂの内輪６ａ側の外面２５ｄには、テーパ面２５ｅが形成されている。このテーパ面２５ｅは、円環部２５ｂの径方向のほぼ中央位置から外周面２５ｃ方向に沿って下り傾斜状に形成されて、リテーナ２５を小径筒部９ｃに圧入しつつ円環部２５ｂの外面２５ｄを前記第２シール部材１８の内周部２２(端面シール部２２ｂ)に軸方向から圧接した際に、第２シール部材１８の外周部２１側がボールベアリング６の外輪６ｂ側への倒れを抑制するものであるが、具体的には後述する。

前記ポンプ軸３は、図３及び図４に示すように、金属材によってほぼ全体が均一な外径に形成されていると共に、外周面３ｃの軸方向のほぼ中央位置に環状に切り欠かれた環状溝である小径軸部２６が形成されている。

すなわち、この小径軸部２６は、前記環状空間室１５に臨む位置に設けられており、前記メカニカルシール７側の一端面が段差部である第１段差面２６ａとして構成され、これと反対側の他端面が第２段差面２６ｂとして構成されている。

前記第１、第２段差面２６ａ、２６ｂは、ポンプ軸３の軸直角方向に形成されて、前記各外周縁が前記環状空間室１５を介して前記ドレン孔１１や大気開放孔１４に臨んでいる。

前記インペラ５は、プレス成形によって一体に形成され、前記ポンプ軸３の他端部３ｂに圧入固定された円筒状の圧入固定部５ａと、該圧入固定部５ａの軸方向端縁から径方向に延出した複数の羽根部５ｂとから構成されている。なお、前記圧入固定部５ａの中央位置には、ポンプ軸３をスムーズに圧入するための空気抜き孔５ｃが穿設されている。

前記メカニカルシール７は、一般的なものであって、前記筒状部９の中径筒部９ｂの内周面に固定されたカートリッジ部７ａと、前記ポンプ軸３の外周面に支持されたスリーブ部７ｂと、前記カートリッジ７ａの内周側と前記スリーブ部７ｂの外周側との間に設けられて摺動するシール部７ｃとから構成されている。

〔本実施形態の作用〕
したがって、この実施形態によれば、機関のクランクシャフトが回転駆動して前記プーリ４が回転駆動されると、前記ポンプ軸３を介して前記インペラ５が回転してポンプ作用を行い、冷却水を前記吐出ポート８ｄから機関のウォータジャケットに圧送してエンジンの冷却を行う。

そして、本実施形態では、前記ボールベアリング６の内部に対して、該ボールベアリング６の両側端側に配置された一対のベアリングシール１７、１７と一対の第１、第２シール部材１８、１８によって内外二重にシールされることから、シール性能が大幅に向上する。

特に、前記各シール部材１８，１８は、外周部２１，２１の対向内面にそれぞれシールリップ２４，２４が設けられ、その先端部２４ｂ、２４ｂが外輪６ｂの両端面６ｅ、６ｆに常時当接しつつ摺動していることから、ボールベアリング６に対するシール効果が十分に大きくなる。したがって、車両走行時の跳ね上げられた泥水や塵などの浸入は勿論のこと、たとえ洗浄水などの高圧水などが掛かった場合でも、この高圧水などの浸入を十分に阻止することが可能になる。

この結果、ボールベアリング６の発錆を抑制することができ、耐久性の向上が図れる。

また、前記第１、第２シール部材１８、１８の外周部２１、２１の外周面と円筒部４ｃの内周面との間に幅が１ｍｍ以下のクリアランスＣ、Ｃに形成されていることから、ここでラビリンス効果が得られて、この部位においても十分なシール効果が得られる。

さらに、前記各シール部材１８、１８は、クランク状に折曲形成したことによって外周部２１，２１と外輪６ｂの両端面６ｅ、６ｆとの間に環状隙間Ｓ１、Ｓ１を形成し、この幅Ｗ、Ｗを精度良く管理することによって各シールリップ２４，２４の形成と各先端部２４ｂ、２４ｂの前記両端面６ｅ、６ｆに対する当接精度を高めることが可能になる。これによって、各シールリップ２４，２４の良好なシール性能を長期に渡って維持することが可能になる。

また、前述したように、前記リテーナ２５の円環部２５ｂの外周面２５ｄにテーパ面２５ｅを形成したことによって、第１シール部材１８のボールベアリング６方向への倒れを抑制することができる。

すなわち、図５に示すように、前記円環部２５ｂの外面２５ｄにテーパ面２５ｅが存在しない場合は、円環部２５ｂの外面２５ｄを前記第２シール部材１８の内周部２２(端面シール部２２ｂ)に軸方向から圧接した際に、加工精度などに起因して前記外周面２５ｄの外周部側が端面シール部２２ｂを押圧する力が大きくなって、シール部材１８の外周部２１側が、図中一点鎖線で示すように、外輪６ｂ側へ倒れ変形してしまうおそれがある。この結果、前記シールリップ２４の先端部２４ｂが外輪６ｂの一端面６ｆへの当接力が強くなって反り返り変形してしまい、シール性能の低下を招来するおそれがある。

そこで、本実施形態では、前記テーパ面２５ｅを形成することによって、外周面２５ｄでの端面シール部２２ｂを押圧する力を低減させて、前記第２シール部材１８の倒れを抑制することにより、シールリップ２４の一端面６ｆに対する適正な当接力にさせて、シール性能の低下を抑制することができる。

なお、前記第２シール部材１８の倒れを抑制するためには、前記テーパ面２５ｅだけではなく、前記円環部２５ｂの外周部を貫通孔１６方向へ僅かに変形させることによっても行うことができる。

また、前記各シール部材１８、１８の内周部２２，２２の内周面２２ａ、２２ａが、前記筒状部９の小径筒部９ｃの外周面９ｇに密着状態に当接していることから、この部位での十分なシール性が得られる。特に、両シール部材１８、１８は、各端面シール部２２ｂが筒状部９の環状突起９ｅやリテーナ２５の外周面２５ｄに押し付けられて圧着状態になっていることから、前記内周面２２ａ、２２ａによる良好なシール性と相俟ってより高いシール性が得られる。

前記リテーナ２５は、円環部２５ｂの外周面２５ｃが第２シール部材１８の段差部２３の内周面２３ａに当接して該第２シール部材１８の径方向の位置決めをすると共に、円環部２５ｂの外周面２５ｃと前記内輪６ａの一端面との間に内周部２２を芯金２０の内周部２０ｂと一緒に挟持固定することから、軸方向の位置決めと安定した支持が得られる。

また、前記各芯金２０、２０は、各内周部２０ｂ、２０ｂが内輪６ａの両端面にメタルタッチすることによって各シール部材１８，１８の支持性が向上する。

さらに、本実施形態では、前記各シール部材１８，１８のシールリップ２４、２４が外輪６ｂの両端面６ｅ、６ｆに摺動することによって発熱して、ボールベアリング６に伝熱される。このため、該ボールベアリング６の全体の温度が上昇して内部のグリース６ｄが熱劣化し易くなるなどの悪影響を招くおそれがある。

しかし、前記各シールリップ２４，２４で発生した熱は、第１シール部材１８側では、この内部を通ってそのまま筒状部９の中径筒部９ｂや小径筒部９ｃに伝達され、第２シール部材１８側では、内周部２２ｂが前記リテーナ２５の円環部２５ｂと接していることから、前記リテーナ２５の内部を通って前記小径筒部９ｃに伝達されて、これらのそれぞれの部位で効果的に放熱される。これにより、前記第２シール部材１８をカシメ固定などにより固定する場合と比較し、効果的な放熱が可能となる。

したがって、ボールベアリング６の温度上昇が抑制されて、内部に充填されているグリース６ｄの熱的劣化を抑えることができる。

特に、前記ポンプハウジング１は、放熱性の高いアルミニウム合金材によって形成されていることから、ボールベアリング６の冷却効率が向上する。

また、前記第１シール部材１８と第２シール部材１８とは、構成のすべてが同一であるから共用化が可能になるので、製造コストの低減化が図れる。

なお、例えば、前記メカニカルシール７の摺動するシール部７ｃから漏れ出した冷却水は、ポンプ軸３の外周面３ｃを伝って一端部３ａ側に流動し、この流動した冷却水は、第１段差面２６ａに到達すると、ポンプ軸３の回転遠心力の作用に伴って第１段差面２６ａの外周縁で切られて、前記環状空間室１５を介してドレン孔１１からドレンチャンバ１２内に滴下してここに捕集貯留される。したがって、ボールベアリング６方向への流出を抑制できる。
〔第２実施形態〕
図６は本発明の第２実施形態を示し、この実施形態では、第２シール部材１８とリテーナ２５を一体化したものである。

すなわち、第２シール部材１８は、外周部２２やシールリップ２４、芯金２０の外周部２０ａは第１実施形態と同じ構成であるが、前記内周部２２や段差部２３及び端面シール部２２ｂが廃止されていると共に、芯金２０の内周部２０ｂの内周縁とリテーナ２５の円環部２５ｂの外周縁が一体に結合されている。

また、前記芯金２０の内周部２０ｂは、第１実施形態のものに比較して薄肉に形成されて、この内面２０ｃとこれに対面するボールベアリング６の一端面との間に円盤状の空間部２６が形成されている。これによって、前記リテーナ２５の円環部２５ｂの外周面２５ｄと内輪６ａの一端面を軸方向からメタルタッチさせて、筒状部２５ａの小径筒部９ｃに対する圧入とともに前記第２シール部材１８の安定した支持が得られるようになっている。

また、前記リテーナ２５の円環部２５ｂを内輪６ａにメタルタッチさせることによって、前記第２シール部材１８の外周部２１と内面と外輪６ｂの一端面６ｆとの間の環状隙間Ｓ１の幅Ｗの高い精度を確保して、シールリップ２４の前記一端面６ｆに対する高い当接精度を維持することができる。

また、前記シールリップ２４の摺動に伴う発熱を、芯金２０からリテーナ２５へ直接的に伝達できるため、小径筒部９ｃへの伝熱性が良好になって、放熱効果が一層向上する。この結果、ボールベアリング６内のグリース６ｄの熱的劣化をさらに抑制できる。

本実施形態は、前記第２シール部材１８とリテーナ２５を一体化(単一化)することによって、部品点数の削減が図れることから、構造の簡素化が図れると共に、製造作業や組付作業能率が向上してコストの低減化が図れる。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、ベアリング(軸受)としては、前記ボールベアリング６に限定されるものではなく、例えばニードルベアリングなどであってもよい。

また、ポンプハウジング１を鉄系金属によって形成することも可能であり、また、リテーナ２５をアルミニウム合金材などで形成することも可能である。

前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕請求項１に記載のウォータポンプであって、
前記ポンプハウジングは、アルミニウム合金材によって形成されていることを特徴とするウォータポンプ。

本発明によれば、シールリップの外輪との摺動に伴う発熱がシール部材から保持部材を介して熱伝導率の高いポンプハウジングに伝達され、ここから放熱されることからベアリングの冷却性が向上する。これによって、ベアリング内部のグリースなどの潤滑剤の熱的劣化を抑制できる。
〔請求項ｂ〕請求項１に記載のウォータポンプであって、
前記保持部材を、鉄系金属によって形成したことを特徴とするウォータポンプ。

保持部材を鉄系金属によって形成したことによって、前記ポンプハウジングへの熱伝達性が向上すると共に、成形加工が容易になる。
〔請求項ｃ〕請求項１に記載のウォータポンプであって、
前記保持部材を、アルミニウム合金材によって形成したことを特徴とするウォータポンプ。

アルミニウム合金材であるから、さらに熱伝達性が向上する。

〔請求項ｄ〕請求項１に記載のウォータポンプであって、
前記保持部材は、前記ポンプハウジングの円筒部の外周面に圧入固定される筒状部と、該筒状部の軸方向端部に一体に結合されて、前記シール部材の内周部を前記内輪側へ押圧するフランジ状の円環部と、から構成されていることを特徴とするウォータポンプ。

この発明によれば、筒状部によってポンプの円筒部外周面に対する接触面積が大きくなるので、より保持部材からポンプハウジングへの伝熱効果が大きくなる。

〔請求項ｅ〕請求項ｄに記載のウォータポンプであって、
前記円環部は、薄板円形状に形成されていることを特徴とするウォータポンプ。

円形状に形成することによって内輪側への押圧力が均一となり、安定した保持が可能になる。

〔請求項ｆ〕請求項ｅに記載のウォータポンプであって、
前記円環部の内輪側の外側面に、内周側から外周側に沿って下り傾斜状のテーパ面を形成したことを特徴とするウォータポンプ。

この発明によれば、前記保持部材の円環部によってシール部材の内周部を軸方向から押圧して内輪の一端面と協働して挟持した際に、前記テーパ面によって円環部の外周部によるシール部材の外周部に対する外輪方向への押し出し力が小さくなることから、シール部材の外輪側への倒れを抑制できる。この結果、前記シールリップの先端部が、前記外輪の一端面に対して強く当接して反り返り変形することがなくなり、常時密着かつ安定した当接性が得られる。

〔請求項ｇ〕請求項１に記載のウォータポンプであって、
前記保持部材は、ポンプハウジングの円筒部に圧入によって固定されていることを特徴とするウォータポンプ。

圧入によって前記ポンプハウジングの円筒部に固定したことによって、圧入荷重の管理ができることから、安定した固定が可能になる。

〔請求項ｈ〕請求項１に記載のウォータポンプであって、
前記プーリの内周部前端壁には、少なくとも１つの作業用孔が貫通形成されていることを特徴とするウォータポンプ。

ウォータポンプの各構成部の組付け時に、前記作業用孔を利用して前記保持部材を介して内輪を軸方向へ押圧することができると共に、ポンプハウジング内の水蒸気を、前記作業用孔を利用して外部に排出することができる。

〔請求項ｉ〕請求項ｈに記載のウォータポンプであって、
前記シール部材と保持部材は、前記内輪と外輪の前記インペラと反対側に設けられていることを特徴とするウォータポンプ。

この発明によれば、前記作業用孔からポンプハウジング内に浸入した水や塵などを前記シール部材と保持部材によってそれ以上の浸入を阻止できる。

〔請求項ｊ〕請求項１に記載のウォータポンプであって、
前記保持部材を、前記シール部材に一体に設けたことを特徴とするウォータポンプ。

部品の単一化が図れるので、製造作業や組立作業能率の向上が図れると共に、シール部材から保持部材を介してポンプハウジングへの熱伝達性が向上する。

１…ポンプハウジング
２…ポンプ室
３…ポンプ軸
３ａ…一端部
３ｂ…他端部
４…プーリ
５…インペラ
６…ボールベアリング（ベアリング、軸受）
６ａ…内輪
６ｂ…外輪
６ｃ…ボール(転動部材)
６ｅ、６ｆ…外輪両端面
７…メカニカルシール
８…ハウジング本体
９…筒状部
９ｂ…中径部
９ｃ…小径部
１６…貫通孔
１７、１７…ベアリングシール
１８…第１、第２シール部材
１９…シール本体
２０…芯金
２１…外周部
２２…内周部
２３…段差部
２４…シールリップ
２４ｂ…先端部
２５…リテーナ
２５ａ…筒状部
２５ｂ…円環部
２５ｃ…外周面
２５ｄ…外周面

Claims (3)

1. 一端側内部にポンプ室が形成され、他端側に小径筒部を有するポンプハウジングと、
   該ポンプハウジングに回転自在に挿通配置された駆動軸と、
   該駆動軸の一端部に固定され、前記ポンプ室内に回転自在に収容されたインペラと、
   前記駆動軸の他端側に固定され、前記ポンプハウジングの小径筒部の外周側に所定隙間を介して配置された円筒部を有するプーリと、
   前記プーリの円筒部の内周面に圧入固定された外輪と、前記ポンプハウジングの小径筒部の外周面に圧入固定された内輪と、該内輪と外輪との間に介装された転動体と、を備えたベアリングと、
   前記ベアリングの軸方向の一端部側を覆うように配置されたシール部材と、
   前記ポンプハウジングの小径筒部の外周側に固定されると共に、前記内輪の軸方向一端面との間に前記シール部材を挟持固定する保持部材とを備え、
   前記シール部材は、少なくとも前記外輪の軸方向一端面に対向配置されたほぼ円盤状の弾性体と、該弾性体の内側面に一体に設けられて、先端部が前記外輪の一端面に当接して摺動可能なシールリップとを有することを特徴とするウォータポンプ。
2. 駆動力が伝達されるプーリと、
   一端側内部にポンプ室が形成されたポンプハウジングと、
   前記ポンプハウジング内に回転自在に設けられ、一端部がポンプ室に臨み他端部が前記プーリに固定された駆動軸と、
   該駆動軸の一端部に固定され、前記ポンプ室内に回転自在に収容されたインペラと、
   前記プーリの内周側に圧入固定された外輪と、前記ポンプハウジングの外周面に圧入固定された内輪と、該内輪と外輪との間に介装された転動体と、を有する軸受と、
   を備え、
   前記プーリの前記軸受の軸方向一端部と対向する位置に、少なくとも一つの作業用孔を貫通形成すると共に、
   前記プーリとポンプハウジングとの間に、前記軸受の軸方向一端部側を覆うように配置され、内側面に、前記内輪と外輪のうちいずれか一方の一端面に当接するシールリップを一体に有する遮蔽部材を設け、
   前記ポンプハウジングの前記軸受近傍に、前記遮蔽部材を前記内輪と外輪のうちいずれか他方と協働して挟持状態に保持する保持部材を設けたことを特徴とするウォータポンプ。
3. 駆動力が伝達されるプーリと、
   一端側内部にポンプ室が形成されたポンプハウジングと、
   前記ポンプハウジング内に回転自在に設けられ、一端部がポンプ室に臨み他端部が前記プーリに固定された駆動軸と、
   該駆動軸の一端部に固定され、前記ポンプ室内に回転自在に収容されたインペラと、
   前記ポンプハウジングとプーリとの間に内輪と外輪を介して設けられ、前記ポンプハウジングに対して前記プーリを回転自在に軸支する軸受と、
   該軸受の軸方向の一端部側を覆うように配置されていると共に、シールリップが前記外輪の一端面に当接することによって前記外輪と内輪の間をシールするシール部材と、
   を備え、
   前記シール部材を前記内輪と外輪の一方側に固定する保持部材を設けたことを特徴とするウォータポンプ。

Images