JP2016080125A - Seal device of rolling bearing for water pump - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車用エンジンの冷却水を循環させる為のウォータポンプの回転軸をハウジングに支承する為の転がり軸受に、上記冷却水が入り込むのを防止する為に使用する。 The present invention is used to prevent the cooling water from entering a rolling bearing for supporting a rotating shaft of a water pump for circulating cooling water of an automobile engine on a housing.
自動車用エンジンの冷却水を循環させる為のウォータポンプは、例えば図3に示す様に構成している。ハウジング1は、外半部2と内半部3とを最中状に組み合わせ、これら両半部2、3同士をボルト4、4により互いに結合して成る。このうちの内半部3は、図示しないエンジンのウォータジャケットに、やはり図示しない管路を介して連通させる。一方、上記外半部2には円筒部5を設けており、この円筒部5の内側に回転軸6を、転がり軸受ユニット7により、回転自在に支持している。そして、上記回転軸6の内端部(ハウジング1の内側端部で、図3の右端部)にインペラ8を、外端部(ハウジング1の外側端部で、図3の左端部)にプーリ9を、それぞれ固定している。エンジンの運転時にはこのプーリ9をエンジンのクランクシャフトにより、ベルト10を介して回転駆動する。この結果、上記ハウジング1内で上記インペラ8が回転し、上記ウォータジャケット内の冷却水を循環させる。
A water pump for circulating cooling water of an automobile engine is configured as shown in FIG. 3, for example. The
上記転がり軸受ユニット7は、上記円筒部5に内嵌固定した外輪11の内周面に設けた外輪軌道と上記回転軸6の外周面に設けた内輪軌道との間に、それぞれが転動体であるころ12と玉13とを、それぞれ複数個ずつ、転動自在に設けている。この様な転がり軸受
ユニット7は、上記ベルト10からプーリ9を介して上記回転軸6に加わる大きなラジアル荷重を支承しつつ、この回転軸6がスラスト方向に変位する事を防止して、上記ハウジング1に対して上記回転軸6を、回転自在に支承する。又、この様な転がり軸受ユニット7の軸方向(図2の左右方向)両端部にはシールリング14、14を設けて、内部に封入したグリースの漏出防止と、外部に存在する塵芥や水蒸気等の漏入防止とを図っている。
これら各シールリング14、14は、図4に詳示する様に、円輪状の芯金15と弾性材16とから構成している。この弾性材16は、上記芯金15の内周縁部から直径方向内方に突出する状態でこの芯金15に添着しており、複数本のシールリップ17、17を有する。これら各シールリップ17、17の内周縁は上記回転軸6の中間部外周面に摺接させて、上記転がり軸受ユニット7の内外をシールしている。
The rolling
Each of these
上述の様なウォータポンプの場合、ハウジング1の内側での回転軸6の回転に拘らず、ウォータジャケット内に存在する水蒸気が混じった熱水が外部に漏洩する事を防止する為の機構が必要になる。何となれば、熱水の漏洩量が過大になると、冷却水の補給を頻繁
に行なわなければならず、面倒になるだけでなく、これら水蒸気を含んだ熱水が上記転がり軸受ユニット7側に入り込むと、この転がり軸受ユニット7の耐久性に悪影響を及ぼすからである。この為従来から、回転軸6の外周面とハウジング1の内周面との間にメカニカルシール18を設けて、上記水蒸気が混じった熱水が外部に漏洩する事を防止している。このメカニカルシール18は、エンジンの運転時、回転軸6の回転を許容しつつ、ウォータジャケット内を流れる水蒸気を含んだ熱水が外部に漏出するのを防止する。
In the case of the water pump as described above, a mechanism for preventing leakage of hot water mixed with water vapor present in the water jacket to the outside regardless of the rotation of the
上記ハウジング1の一部で上記メカニカルシール18と転がり軸受ユニット7との間部分には、それぞれが連通孔である吸気孔23と排気孔24とを、上下に分けて設けている。これら吸気孔23及び排気孔24は、上述したメカニカルシール18を通じて漏出した
熱水や水蒸気が上記転がり軸受ユニット7に達するのを阻止する為に設ける。即ち、エンジンの運転時に上記ウォータジャケット内の圧力は、例えば0.7〜0.9kg/cm2 (ゲージ圧)程度にまで上昇する。従って、このウォータジャケット内を流通する、水蒸気を含んだ熱水が、僅かずつとは言え、上記メカニカルシール18を通過してハウジング1内に入り込む。但し、この様にしてハウジング1内に入り込んだ水蒸気或は熱水は、上記排
気孔24からハウジング1外に排出される。吸気孔23は、ハウジング1内に外気を吸引する事により、上記排気孔24から水蒸気や熱水が円滑に排出される様にする。
In a part of the
上記ハウジング1の一部で、上記転がり軸受ユニット7の端部開口部分に設けたシールリング14が対向する部分の圧力は、特に高くなる事はない。この為、図3、4に示した従来構造の場合でも、一応実用上問題ない程度の耐久性を得られる。これに対して、上記
転がり軸受ユニット7内への冷却水の進入をより確実に防止する為の構造として、実開平3−77093号公報には図4に示す様なシール装置が記載されている。
The pressure at a portion of the
先ず、図5に示した従来構造の第2例の場合には、回転軸6の中間部でシールリング14aよりも少しだけインペラ側部分に、金属板を断面コ字形に折り曲げて全体を円環状に形成して成る、スリンガ19を外嵌固定している。又、上記シールリング14aの弾性材16には、その内周縁部に2本、インペラ側側面に1本の、合計3本のシールリップ17、17aを設けている。そして、これら3本のシールリップ17、17aのうち、内周縁部に形成した一方(図5の左方)のシールリップ17を上記回転軸6の外周面に、内周縁部に形成した他方(図5の右方)のシールリップ17を上記スリンガ19の内側円筒部の外周面に、側面に形成したシールリップ17aを上記スリンガ19の外側円筒部の外周面に、それぞれ全周に亙って摺接させている。
First, in the case of the second example of the conventional structure shown in FIG. 5, the metal plate is bent into a U-shaped cross section at the middle portion of the
この従来構造の第2例の場合には、前述の図3、4に示した第1例の場合に比べて、シール部で大きなラビリンス作用を得られる。この為、転がり軸受ユニット7内に入り込む冷却水の量を少なくして、この転がり軸受ユニット7の耐久性向上を図れる。
In the case of the second example of this conventional structure, a larger labyrinth action can be obtained at the seal portion than in the case of the first example shown in FIGS. For this reason, the amount of cooling water entering the rolling bearing
近年、省資源思考の浸透等により、車両の長寿命化が図られており、ウォータポンプ用転がり軸受も、より長寿命を要求される様になっている。この為、図3、4に示した従来構造の第1例は勿論、図5に示した従来構造の第2例の場合よりも優れた耐久性を得られる、ウォータポンプ用転がり軸受のシール装置の実現が望まれている。本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものである。 In recent years, the life of vehicles has been extended due to the permeation of resource-saving thinking, etc., and water pump rolling bearings are also required to have a longer life. Therefore, it is possible to obtain the durability superior to the case of the second example of the conventional structure shown in FIG. 5 as well as the first example of the conventional structure shown in FIGS. Realization of is desired. The present invention has been made in view of such circumstances.
本発明の上記の課題は、下記の構成により達成される。
一端部にウォータポンプを構成するインペラを固定する回転軸と、この回転軸の中間部周囲に配置した状態で上記ウォータポンプのハウジングに内嵌固定する外輪と、この外輪の内周面に設けた外輪軌道と上記回転軸の外周面に設けた内輪軌道との間に設けた複数の転動体と、円輪状の芯金とこの芯金の内周縁部から直径方向内方に突出する状態でこの芯金に添着し、複数本のシールリップを有する弾性材とから成り、このうちの芯金の外周縁部を上記インペラ側の外輪の開口部内周縁に係止する事により上記外輪の開口端部に固定したシールリングと、上記回転軸の中間部でこのシールリングよりも上記インペラ側に外嵌固定して、上記シールリングを構成する複数のシールリップのうち少なくとも1本のシールリップの先端縁をその全周に亙って摺接させるスリンガと、を備えたウォータポンプ用転がり軸受のシール装置に於いて、複数の羽を前記スリンガと一体または別体に設ける。
The above-described problems of the present invention are achieved by the following configuration.
A rotating shaft for fixing the impeller constituting the water pump at one end, an outer ring fitted and fixed to the housing of the water pump in a state of being arranged around the intermediate portion of the rotating shaft, and provided on the inner peripheral surface of the outer ring A plurality of rolling elements provided between the outer ring raceway and the inner ring raceway provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft, a ring-shaped cored bar, and a state protruding inward in the diameter direction from the inner peripheral edge of the cored bar It consists of an elastic material attached to a cored bar and having a plurality of seal lips, and by opening the outer peripheral edge of the cored bar to the inner peripheral edge of the opening of the outer ring on the impeller side, the opening end of the outer ring A seal ring fixed to the shaft, and an outer edge of at least one seal lip among the plurality of seal lips constituting the seal ring by being fitted and fixed to the impeller side of the seal ring at an intermediate portion of the rotation shaft The whole circumference Over and a slinger sliding contact, in the sealing device of the rolling bearing water pump with a, providing a plurality of blades on the slinger and integrally or separately.
第二のスリンガの複数の羽が回転することにより空気の流れが発生する。このためシールリップ近傍の水や異物が低減し、ウォータポンプ用転がり軸受の耐水/耐ダスト性を向上させることができる。 An air flow is generated by the rotation of the plurality of wings of the second slinger. For this reason, water and foreign matter in the vicinity of the seal lip are reduced, and the water / dust resistance of the water pump rolling bearing can be improved.
以下、本発明に係るウォータポンプ用転がり軸受のシール装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の特徴はスリンガを工夫した点にあり、その他の部分の構造及び作用は、前述の図3から5に示した従来構造と同様であるから、従来構造と同じ部分は図を省略するか、同一符号を付して重複する説明は省略し、以下、本発明の特徴部分である、スリンガの構成及び作用ついて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a seal device for a rolling bearing for a water pump according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The feature of the present invention is that the slinger is devised, and the structure and operation of the other parts are the same as those of the conventional structure shown in FIGS. In addition, the same reference numerals are used and overlapping descriptions are omitted, and the configuration and operation of the slinger, which is a characteristic part of the present invention, will be described in detail below.
図1を参照して、本発明に係る第1の実施形態について説明する。
上記回転軸6の中間部で、第一のスリンガであるスリンガ19とメカニカルシール18(図3を参照)との間部分には、金属板を断面L字形に折り曲げて全体を円環状に形成して成る、第二のスリンガ20を外嵌固定している。即ち、この第二のスリンガ20は、上記回転軸6に外嵌固定する為の円筒部21と、この円筒部21の軸方向一端縁から直径方向外方に折れ曲がった円輪部22とから成り、この円輪部22の一部分を切り起こし、複数の羽22aを形成している。そして、この羽22aをハウジング1に形成した吸気孔23及び排気孔24(図3を参照)の内周面側開口端部に対向させている。上記羽22aが回転することにより空気の流れが発生し、近傍の水や異物は直径方向外方に吹き飛ばされ、それぞれが連通孔である上記吸気孔23又は排気孔24に送り込まれる。尚、上記第二のスリンガ20(更には第一のスリンガ19)は、漏れ出た冷却水により腐食するのを防止すべく、ステンレス鋼板により造る事が好ましい。
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
A metal plate is bent into an L-shaped cross section at the intermediate portion of the
上述の様に構成される本発明のウォータポンプ用転がり軸受のシール装置の場合には、上記回転軸6と共に回転する第二のスリンガ20が、メカニカルシール18から漏れ出た冷却水のうちの多くの部分を上記吸気孔23又は排気孔24(特に排気孔24)に送り込み、この吸気孔23又は排気孔24を通じて上記ハウジング1外に排出する。従って、上記第二のスリンガ20を構成する円輪部22を越えて転がり軸受ユニット7側に達する冷却水や異物の絶対量が少なくなる。この為、上記転がり軸受ユニット7の開口端部に設けた、スリンガ19とシールリング14aとにより構成されるシール部を通過して上記転がり軸受ユニット7内に入り込む冷却水や異物の量は極く少なく(ゼロに近く)なる。この結果、冷却水や異物の進入に基づく上記転がり軸受ユニット7の耐久性低下を防止して、この転がり軸受ユニット7を組み込んだウォータジャケットの耐久性を、飛躍的に向上させる事が可能になる。
In the case of the water pump rolling bearing seal device of the present invention configured as described above, the
図2を参照して、本発明に係る第2の実施形態について説明する。
本例の場合は、樹脂性の複数の羽22bをスリンガ19に一体成型したものであり、作用、
効果は第1の実施形態と同様である。
A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
In the case of this example, a plurality of
The effect is the same as in the first embodiment.
1 ハウジング
2 外半部
3 内半部
4 ボルト
5 円筒部
6 回転軸
7 転がり軸受ユニット
8 インペラ
9 プーリ
10 ベルト
11 外輪
12 ころ
13 玉
14、14a シールリング
15 芯金
16 弾性材
17、17a シールリップ
18 メカニカルシール
19 (第一の)スリンガ
20 第二のスリンガ
21 円筒部
22 円輪部
22a、22b 羽
23 吸気孔
24 排気孔
DESCRIPTION OF
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CN107387570A (en) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 舍弗勒技术股份两合公司 | Cassette sealing device and bearing comprising same |
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