JP3449367B2 - Water pump device - Google Patents

Water pump device

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JP3449367B2
JP3449367B2 JP2001255668A JP2001255668A JP3449367B2 JP 3449367 B2 JP3449367 B2 JP 3449367B2 JP 2001255668 A JP2001255668 A JP 2001255668A JP 2001255668 A JP2001255668 A JP 2001255668A JP 3449367 B2 JP3449367 B2 JP 3449367B2
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Japan
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lip
shaft
ring
bearing
sub
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伸彦 三宅
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/784—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race
    • F16C33/7859—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a further sealing element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/44—Centrifugal pumps

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の水冷エンジン
等に好適なウォータポンプ、詳しくは、ウォータポンプ
の回転軸を支持する軸受内に水、水蒸気などが侵入する
のを防止し、同時に軸受内のグリースをシールするウォ
ータポンプに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water pump suitable for a water-cooled engine of an automobile, and more particularly, to prevent water, water vapor and the like from entering a bearing which supports a rotating shaft of the water pump, and at the same time, the bearing. The present invention relates to a water pump that seals the grease inside.

【０００２】[0002]

【技術の背景】以下本発明の技術背景について説明す
る。まず、自動車のエンジンの冷却回路は一般に図４
（例えば実開昭59−73588号公報に記載）のようになっ
ていて、自動車のエンジンＡは凍結防止剤などの化学物
質を含んだ水で冷却されており、ラジエータＢで８０℃
位に冷却された水は、ウォータポンプＣによってエンジ
ンＡに送られ、エンジンを冷却し、熱くなった冷却水は
ラジエータＢに戻され、再び冷却されてエンジンへ送ら
れる。このウォータポンプＣは図５（例えば実開昭59−
73588号公報に記載）のようになっており、ウォータポ
ンプＣのインペラＤが回転して冷却水をエンジンに送っ
ている。さらに、従来のウォータポンプの構造は、図６
（例えば実開昭60−23293号公報に記載）のようになっ
ており、ウォーターポンプＣは、ケーシングＥに内嵌さ
れた軸受Ｆの軸ＧにインペラＤを取付け、インペラＤを
冷却水中で回転させている。また、軸受Ｆには冷却水が
侵入しないように、ケーシングＥのインペラＤ側端部に
メカニカルシールＨを設けている。メカニカルシールＨ
は、相対回転するセラミック製の円盤Ｉに、カーボン製
又はゴム製の円盤Ｊを押し付けてシールとし、それらの
面を回転方向に滑らせて冷却水をシールするものであ
る。しかし、このすべり面では完全なシールは困難であ
り、シール面の摩擦熱により蒸発した高温の水蒸気が軸
受Ｆ側に漏出する。さらに、シール面での蒸発によって
凍結防止剤などの化学物質が濃縮された冷却水も軸受側
に漏出し、その結果、ケーシングＥ内の軸受とメカニカ
ルシールＨとの間は水蒸気が充満する水蒸気室Ｋとな
り、そこに化学物質が濃縮された冷却水も侵入してく
る。この為、水蒸気室Ｋに面する軸受の端部には、水蒸
気や化学物質が濃縮された冷却水が軸受内に侵入しない
ようにシールＭを設けている。しかし、このシールで
は、水蒸気や化学物質が濃縮された冷却水のシールが不
十分で水蒸気や冷却水が軸受内に侵入してグリースを劣
化させ、軸受の寿命を短くするという問題がある。これ
に対して本発明は、水蒸気室に隣接する従来の軸受のシ
ールをシール性強化構造としたものであり、軸受の寿命
を飛躍的に長くするものである。以下、本発明の本質を
明らかにする為に、背景としての従来技術を説明する。BACKGROUND OF THE INVENTION The technical background of the present invention will be described below. First, the cooling circuit of an automobile engine is generally shown in FIG.
(For example, as described in Japanese Utility Model Publication No. 59-73588), an automobile engine A is cooled with water containing a chemical substance such as an antifreezing agent, and a radiator B is used at 80 ° C.
The water that has been cooled to the lower level is sent to the engine A by the water pump C to cool the engine, and the hot cooling water is returned to the radiator B, cooled again, and sent to the engine. This water pump C is shown in FIG.
No. 73588), the impeller D of the water pump C rotates to send cooling water to the engine. Further, the structure of the conventional water pump is shown in FIG.
In the water pump C, an impeller D is attached to a shaft G of a bearing F fitted in a casing E, and the impeller D is rotated in cooling water. I am letting you. Further, a mechanical seal H is provided at the end of the casing E on the impeller D side so that the cooling water does not enter the bearing F. Mechanical seal H
In the above, a carbon or rubber disk J is pressed against a relatively rotating ceramic disk I to form a seal, and those surfaces are slid in the rotational direction to seal the cooling water. However, it is difficult to completely seal the sliding surface, and high-temperature steam evaporated by frictional heat of the sealing surface leaks to the bearing F side. Further, the cooling water in which the chemical substance such as the antifreezing agent is concentrated also leaks to the bearing side due to the evaporation at the sealing surface, and as a result, the space between the bearing in the casing E and the mechanical seal H is filled with steam. It becomes K, and the cooling water in which the chemical substances are concentrated also enters. For this reason, a seal M is provided at the end of the bearing facing the water vapor chamber K so that cooling water in which water vapor or a chemical substance is concentrated does not enter the bearing. However, with this seal, there is a problem in that the sealing of the cooling water in which the steam or the chemical substance is concentrated is insufficient, and the steam or the cooling water penetrates into the bearing to deteriorate the grease and shorten the life of the bearing. On the other hand, in the present invention, the seal of the conventional bearing adjacent to the water vapor chamber has a reinforced seal structure, which dramatically extends the life of the bearing. Hereinafter, in order to clarify the essence of the present invention, a background art will be described.

【０００３】[0003]

【従来の技術】以下従来技術について説明する。2. Description of the Related Art The prior art will be described below.

【０００４】図７は従来技術である実開昭56−5823号公
報に記載のウォーターポンプの断面図（説明上、図を反
転させて記載している）である。このウォータポンプの
メカニカルシールＨは円盤Ｉの端面にカーボン製の円盤
Ｊを押し付けた水止め用のメカニカルシールである。図
８（ａ）は従来技術である実開昭56−5823号公報に記載
のウォータポンプの要部の断面図（説明上、図を反転さ
せて記載している）である。図８（ｂ）はそのシール部
の拡大図である。この図８（ｂ）は図７のメカニカルシ
ールＨを円盤ＬとゴムリップＮ−a，Ｎ−b，Ｎ−cとを
組合わせた水止め用シールＰとしたもので、水止め用シ
ールＰの軸受Ｆ側にある水蒸気室Ｋに排出穴Ｑをあけ、
軸受ＦのシールＭは先端をＹ字状にして２重リップシー
ルとなっている。要するに、軸受Ｆを水蒸気や冷却水か
ら守るシールＭは２重リップシールである。また、図９
（ａ）は従来技術である実開昭60−167194号公報に記載
のウォータポンプの断面図（説明上、図を反転させて記
載している）である。このウォータポンプは軸受Ｆの端
部にシールＭとスリンガＲを設けている。そしてメカニ
カルシールＨとシールＭとの間の空間は水蒸気室Ｋとな
っている。図９（ｂ）は、図９（ａ）のシール部の拡大
図である。シールＭはゴムリップＴとＵとからなる２重
リップシールとなっていて、このシールＭは水を振り切
るスリンガＲの円盤部Ｓから離れて独立している。要す
るに、軸受Ｆを水蒸気や冷却水から守るシールＭは、２
重リップシールになっている。上記のウォータポンプの
メカニカルシールＨは、［技術の背景］で説明したよう
に完全なシールは難しく、シール面の摩擦熱により蒸発
した高温の水蒸気と、この蒸発によって凍結防止剤など
の化学物質が濃縮された冷却水が軸受Ｆ側の水蒸気室Ｋ
に漏れ出してくる。その結果、シールＭの外側ゴムリッ
プＴの外側面は凍結防止剤などの化学物質が濃縮された
冷却水と高温の水蒸気とに攻撃される。このシールＭの
外側ゴムリップＴの外面側は、化学物質が濃縮された冷
却水と高温の水蒸気との相乗作用により外側ゴムリップ
Ｔは変形し、軸側の摺接面との間に隙間があき、この隙
間から冷却水と水蒸気が侵入し、水蒸気は冷えて水にな
り２重リップシールＭの内側ゴムリップＵの手前に水が
溜まってくる。その内側ゴムリップＵは軸方向内向きに
設けられていて、その目的は軸受Ｆ内のグリースの外部
への流出止めであるので、外部から軸受Ｆ内に前記の水
が入ろうとするのを止めるのは難しく、軸受Ｆ内に水が
侵入しやすく、その結果グリースを劣化させ、軸受Ｆの
寿命が短くなるという問題が従来の２重リップシールに
はある。FIG. 7 is a sectional view of a conventional water pump disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-5823 (illustrated by inverting the drawing). The mechanical seal H of this water pump is a mechanical seal for water stop in which a disk J made of carbon is pressed against the end surface of the disk I. FIG. 8A is a cross-sectional view of a main part of a water pump described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-5823, which is a conventional technique (for the sake of explanation, the drawing is reversed and shown). FIG. 8B is an enlarged view of the seal portion. This FIG. 8 (b) shows the mechanical seal H of FIG. 7 as a water stop seal P that is a combination of a disk L and rubber lips N-a, N-b, N-c. Drill a discharge hole Q in the water vapor chamber K on the bearing F side,
The seal M of the bearing F is a double lip seal having a Y-shaped tip. In short, the seal M that protects the bearing F from steam and cooling water is a double lip seal. In addition, FIG.
(A) is a cross-sectional view of a water pump disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-167194, which is a conventional technique (for the sake of explanation, the figure is reversed and shown). This water pump has a seal M and a slinger R at the end of a bearing F. The space between the mechanical seal H and the seal M is a water vapor chamber K. FIG. 9B is an enlarged view of the seal portion of FIG. 9A. The seal M is a double lip seal composed of rubber lips T and U, and the seal M is independent of the disk portion S of the slinger R that shakes off water. In short, the seal M that protects the bearing F from steam and cooling water is 2
It has a heavy lip seal. As described above in [Technical background], it is difficult to completely seal the mechanical seal H of the water pump, and high-temperature steam evaporated by frictional heat of the seal surface and chemical substances such as an antifreezing agent are generated by this evaporation. The concentrated cooling water is the steam chamber K on the bearing F side.
Leaks out. As a result, the outer surface of the outer rubber lip T of the seal M is attacked by cooling water in which a chemical substance such as an antifreezing agent is concentrated and high temperature steam. On the outer surface side of the outer rubber lip T of the seal M, the outer rubber lip T is deformed by the synergistic action of the cooling water in which the chemical substance is concentrated and the high temperature steam, and a gap is formed between the outer rubber lip T and the sliding contact surface on the shaft side. Cooling water and water vapor enter through this gap, and the water vapor cools to water, and water accumulates in front of the inner rubber lip U of the double lip seal M. The inner rubber lip U is provided so as to face inward in the axial direction, and its purpose is to prevent the grease in the bearing F from flowing out, so that the water is prevented from entering the bearing F from the outside. However, the conventional double lip seal has a problem that water easily enters the bearing F, which deteriorates the grease and shortens the life of the bearing F.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、軸受
内部に侵入しようとする冷却水や水蒸気などをほぼ確実
に防止し、同時に軸受内のグリースをシールして軸受の
寿命を飛躍的に長くするウォータポンプを提供すること
である。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to almost certainly prevent cooling water, water vapor and the like from entering the inside of a bearing, and at the same time seal grease in the bearing to dramatically extend the life of the bearing. The purpose is to provide a water pump that will lengthen.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の技術的手段は次の通りである。ケーシングと、インペ
ラと、プーリと、ウォータポンプ用軸受とを備えたウォ
ータポンプ装置のウォータポンプ用軸受は、 （ａ）外輪と、 （ｂ）転動体と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段となっていて、他端
側にインペラを有する軸と、 （ｄ）軸受内にあるグリースと、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内
に侵入することを防止するとともに、軸受内のグリース
の流出を防止するためのシール装置とを有していて、 （ｆ）シール装置は、外輪に固定される外輪側シール環
と軸に固定される軸側シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、軸の大径部に嵌合固定された円
筒部とこの円筒部の転動体側端部から外径方向に延びて
いる外径方向部分とを有し、 （ｈ）外輪側シール環は、補強環と主リップと第１副リ
ップと第２副リップとを有し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、補強環から延びていて主リップ
よりも転動体側にあって軸と接し、 （ｋ）第２副リップは、補強環から延びていて主リップ
に対して第１副リップの反対側にあって軸側シール環の
外径方向部分と接し主リップとの間に密閉空間を形成し
ている。また、ウォータポンプ用軸受は、 （ａ）ケーシングに固定される外輪と、 （ｂ）転動体と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段となっていて、他端
側にインペラを有する軸と、（ｄ）軸受内にあるグリー
スと、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内
に侵入することを防止するとともに、軸受内のグリース
の流出を防止するためのシール装置とを有していて、 （ｆ）シール装置は、外輪に固定される外輪側シール環
と軸に固定される軸側シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、軸の大径部に嵌合固定された円
筒部とこの円筒部の転動体側端部から外径方向に延びて
いる外径方向部分とを有し、 （ｈ）外輪側シール環は、補強環と主リップと第１副リ
ップと第２副リップとを有し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、補強環から延びていて主リップ
よりも転動体側にあって軸と接し、 （ｋ）第２副リップは、補強環から延びていて主リップ
に対して第１副リップの反対側にあって軸側シール環の
外径方向部分と接し主リップとの間に密閉空間を形成し
ている。さらに、ウォータポンプ軸受用シール装置は、 （ａ）ケーシングに固定される外輪と、（ｂ）転動体
と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段となっていて、他端
側にインペラを有する軸と、 （ｄ）軸受内にあるグリースを有するウォータポンプ軸
受に用いるもので、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内
に侵入することを防止するとともに、軸受内のグリース
の流出を防止するためのシール装置で、 （ｆ）このシール装置は、外輪に固定される外輪側シー
ル環と軸に固定される軸側シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、軸の大径部に嵌合固定された円
筒部とこの円筒部の転動体側端部から外径方向に延びて
いる外径方向部分とを有し、 （ｈ）外輪側シール環は、補強環と主リップと第１副リ
ップと第２副リップとを有し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、補強環から延びていて主リップ
よりも転動体側にあって軸又は軸に嵌合固定された軸側
シール環の円筒部の外周面と接し、 （ｋ）第２副リップは、補強環から延びていて主リップ
に対して第１副リップの反対側にあって軸側シール環の
外径方向部分と接し主リップとの間に密閉空間を形成し
ている。としたことである。[Means for Solving the Problems] The technical means for solving the above problems are as follows. A bearing for a water pump of a water pump device including a casing, an impeller, a pulley, and a bearing for a water pump is (a) an outer ring, (b) a rolling element, and (c) an outer ring through an rolling element. A shaft having a pulley supported at one end, a large diameter portion and a small diameter portion at the other end, and having an impeller at the other end, (d) grease in the bearing, and (e) rolling. Sealing device that is located on the impeller side of the moving body, is adjacent to the cavity between the moving body, and prevents cooling water and water vapor from entering the bearing from this cavity and prevents grease from flowing out of the bearing. (F) The seal device has an outer ring side seal ring fixed to the outer ring and a shaft side seal ring fixed to the shaft, and (g) the shaft side seal ring is a large shaft ring. Cylindrical part fitted and fixed to the diameter part and the end on the rolling element side of this cylindrical part (H) the outer ring side seal ring has a reinforcing ring, a main lip, a first sub-lip and a second sub-lip, and (i) a main sub-lip. The lip extends from the reinforcing ring and is in contact with the shaft. (J) The first sub lip extends from the reinforcing ring and is on the rolling element side of the main lip and is in contact with the shaft. (K) The second sub lip is It extends from the reinforcing ring and is on the opposite side of the first sub-lip with respect to the main lip, and contacts the outer radial portion of the shaft-side seal ring to form a sealed space between the main lip and the main lip. A bearing for a water pump is supported by the outer ring via (a) an outer ring fixed to a casing, (b) a rolling element, and (c) a rolling element, with a pulley on one end and a large diameter on the other end. Part and small diameter part in two stages, the shaft having an impeller on the other end side, (d) grease in the bearing, and (e) a cavity between the impeller and the impeller side of the rolling element. And a seal device for preventing cooling water and steam from entering the bearing from this cavity and for preventing grease from flowing out of the bearing. (F) The seal device is An outer ring side seal ring fixed to the outer ring and a shaft side seal ring fixed to the shaft are provided. (G) The shaft side seal ring is a cylindrical portion fitted and fixed to a large diameter portion of the shaft and the cylindrical portion. And an outer radial portion that extends in the outer radial direction from the rolling element side end portion of The seal ring has a reinforcing ring, a main lip, a first sub-lip and a second sub-lip, (i) the main lip extends from the reinforcing ring and contacts the shaft, and (j) the first sub-lip is reinforced. (2) the second sub-lip extends from the ring and is on the rolling element side of the main lip and is in contact with the shaft; and (k) the second sub-lip extends from the reinforcing ring and is on the opposite side of the first sub-lip with respect to the main lip. A closed space is formed between the main seal lip and the outer seal portion of the side seal ring. Further, the water pump bearing seal device is supported by (a) an outer ring fixed to a casing, (b) a rolling element, and (c) an outer ring via the rolling element, with a pulley on one end and a pulley on the other end. It is used for a shaft having a large diameter part and a small diameter part in two stages and having an impeller on the other end side, and (d) a water pump bearing having grease in the bearing, and (e) an impeller rather than a rolling element. A sealing device which is located on the side and is adjacent to the cavity between the impeller, and which prevents cooling water and water vapor from entering the bearing through this cavity and prevents grease from flowing out of the bearing. ) This sealing device has an outer ring side seal ring fixed to the outer ring and a shaft side seal ring fixed to the shaft. (G) The shaft side seal ring is fitted and fixed to the large diameter part of the shaft. It extends from the cylindrical part and the end of the cylindrical part on the rolling element side in the outer diameter direction. (H) the outer ring side seal ring has a reinforcement ring, a main lip, a first sub lip and a second sub lip, and (i) the main lip extends from the reinforcement ring. And (j) the first sub-lip extends from the reinforcing ring and is closer to the rolling element than the main lip and is the shaft or the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the shaft-side seal ring fitted and fixed to the shaft. (K) The second sub-lip extends from the reinforcing ring and is on the opposite side of the first sub-lip with respect to the main lip, and is in contact with the outer radial direction portion of the shaft-side seal ring, and is between the main lip. It forms a closed space. That is.

【０００７】[0007]

【作用】本発明の構成によれば、外輪側シール環の第１
副リップは軸受内のグリースをシールし、第２副リップ
は主リップに対して第１副リップの反対側で軸側シール
環の外径方向部分と接し、さらに軸側シール環の外径方
向部分が軸側シール環の円筒部の転動体側端部から外径
方向に延びている、いいかえると軸側シール環の円筒部
をインペラ側に延ばすことにより、以下に説明するよう
にメカニカルシールから水蒸気室である空洞に漏れ出た
水蒸気や冷却水が軸受内に侵入しようとするのをシール
することができる。もしも本発明の参考例の図２のよう
に軸側シール環の外径方向部分が円筒部のインペラ側端
部から外径方向に延びていると、プレス加工によって鋼
板から作られる軸側シール環の外径方向部分の根元はＲ
（円弧状に湾曲）形状になり、このＲ部分と軸との間に
は冷却水が溜まり易くなる。又、通常軸側シール環の材
料はステンレスなのに対して、軸の材料はコスト上の理
由でステンレスではないので、前記のＲ部分と軸との間
に溜った冷却水によって軸が錆やすい。この錆は軸の径
方向だけではなく、軸方向にも進行する。その結果、軸
側シール環の外径方向部分の根元が宙にういて、外径方
向部分が不安定になりやすい。そして、そこに接してい
る第２副リップの接触状態も不安定になりやすく、冷却
水や水蒸気が入り易くなる。これに対して、軸側シール
環の円筒部をインペラ側に延ばすと円筒部のインペラ側
端部にＲ部はできないので、この部分に冷却水が溜まり
にくくなり軸が錆びにくい。又、もしもこの部分の軸が
錆びても、外径方向部分の根元ではないので、外径方向
部分の安定性が損われることがあまり無い。従って、外
径方向部分に接している第２副リップの接触状態は安定
し、冷却水や水蒸気をシールし易くなる。そして、軸側
シール環が軸の大径部に固定され、さらに、この軸側シ
ール環の外径方向部分は軸の大径部よりも径方向に大き
く、回転により発生する遠心力が大きいので、化学物質
が濃縮された冷却水は、この冷却水が軸側シール環の外
径方向部分をつたっている時に、遠心力で振り飛ばされ
て第２副リップの方に来にくいので、軸受内に冷却水が
侵入しにくくなる。つまり本願発明は、ウォータポンプ
の水蒸気室である空洞に隣接するシール装置に、軸側シ
ール環の外径方向部分と接する第２副リップを設けて軸
側シール環一体型の３重リップシール構造とすると共に
軸側シール環の円筒部を軸の大径部に固定し、この円筒
部をインペラ側に延ばすことにより、メカニカルシール
から水蒸気室である空洞に漏れ出た水蒸気や冷却水が軸
受に侵入しようとするのをシールするとともに、軸受内
のグリースの流出をシールするものである。According to the structure of the present invention, the first outer ring seal ring is provided.
The sub-lip seals the grease in the bearing, the second sub-lip is in contact with the outer radial direction portion of the shaft-side seal ring on the side opposite to the first sub-lip with respect to the main lip, and the outer radial direction of the shaft-side seal ring The portion extends in the outer diameter direction from the rolling element side end of the cylindrical portion of the shaft side seal ring, in other words, by extending the cylindrical portion of the shaft side seal ring to the impeller side, as described below, from the mechanical seal. It is possible to prevent the steam and the cooling water leaking into the cavity, which is the steam chamber, from trying to enter the bearing. If the outer diameter portion of the shaft side seal ring extends outward from the impeller side end of the cylindrical portion as shown in FIG. 2 of the reference example of the present invention, the shaft side seal ring made of a steel plate by press working. The root of the outer diameter part of is
The shape becomes (curved in an arc), and cooling water is likely to collect between the R portion and the shaft. Further, the material of the shaft-side seal ring is usually stainless, whereas the material of the shaft is not stainless for cost reasons. Therefore, the shaft is easily rusted by the cooling water accumulated between the R portion and the shaft. This rust progresses not only in the radial direction of the shaft but also in the axial direction. As a result, the root of the outer diameter portion of the shaft-side seal ring is exposed to the air, and the outer diameter portion is likely to become unstable. Then, the contact state of the second sub-lip in contact therewith is likely to be unstable, and cooling water and water vapor are likely to enter. On the other hand, if the cylindrical portion of the shaft-side seal ring is extended to the impeller side, the R portion cannot be formed at the end of the cylindrical portion on the impeller side, so that cooling water is less likely to collect in this portion and the shaft is less likely to rust. Further, even if the shaft of this portion is rusted, it is not the root of the outer radial portion, so that the stability of the outer radial portion is not significantly impaired. Therefore, the contact state of the second sub-lip in contact with the outer diameter direction is stable, and it becomes easy to seal the cooling water and the steam. The shaft-side seal ring is fixed to the large-diameter portion of the shaft, and the outer-diameter portion of the shaft-side seal ring is larger in the radial direction than the large-diameter portion of the shaft, so that the centrifugal force generated by rotation is large. In the bearing, since the cooling water with concentrated chemical substances is less likely to be shaken off by the centrifugal force and come to the second sub-lip when this cooling water is plugging the outer diameter portion of the shaft side seal ring, It becomes difficult for cooling water to enter. That is, according to the present invention, the seal device adjacent to the cavity that is the water vapor chamber of the water pump is provided with the second auxiliary lip that is in contact with the outer radial direction portion of the shaft side seal ring, and the shaft side seal ring is integrated with the triple lip seal structure. In addition, by fixing the cylindrical part of the shaft side seal ring to the large diameter part of the shaft and extending this cylindrical part to the impeller side, steam and cooling water leaked from the mechanical seal to the cavity that is the steam chamber can be transferred to the bearing. It seals against the intrusion and also seals out the grease out of the bearing.

【０００８】[0008]

【他の技術分野との作用の違い】尚、ウォータポンプ軸
受のシール技術分野以外の技術として、図１０の従来技
術がある（図１０は実開昭61−112119号公報に記載の自
動車のホイール軸受の断面図である。）。これは自動車
のホイール軸受のシール技術で、シールＶの外側リップ
Ｘは開放外部から泥水やダストが軸受Ｚ内へ侵入するこ
とを防ぐもので、内側リップＹは軸受Ｚ内のグリースの
外部への流出を防ぐものである。このように、ホイール
軸受のシールの目的は、水蒸気よりもはるかに温度の低
い泥水やダストを防ぐことであり、ホイール軸受のシー
ルにはウォータポンプ軸受のシールとは違って、メカニ
カルシールから水蒸気室に漏れ出た高温の水蒸気や化学
物質が濃縮された冷却水がかからないので、ホイール軸
受のシールが変形することはほとんど無い。従って、ホ
イール軸受のシールは基本的に泥水やダストの侵入を防
止する外側リップと軸受内のグリースの流出を防止する
内側リップの２重リップシールであればよい。尚、ホイ
ール軸受のシールには、図１１や図１２のように３重リ
ップシールのものもあるが、３重リップシールにする理
由は、ウォータポンプ軸受のシールのように水蒸気や冷
却水の侵入を防ぐ為とは別な理由であり、例えばダスト
によるシールリップの摩耗対策の為やシールリップの数
を増やしたシールの幅寸法上の為やホイール軸受のシー
ル摺接面の加工上の為で、図１１、図１２のような構造
にしているものである。このように、ホイール軸受のシ
ールは、基本的に２重リップシールでよいが、その使用
状況によっては３重リップシールにすることもあり、そ
の形状もいろいろな形がある。つまり、ホイール軸受の
シールの３重リップシールはウォータポンプ軸受のシー
ルとは、別な理由で３重リップシールにしているのでホ
イール軸受のシールの技術分野は、ウォータポンプ軸受
のシールとは別の技術分野である。これに対して、ウォ
ータポンプはメカニカルシールから水蒸気室に漏れた高
温の水蒸気や凍結防止剤などの化学物質が濃縮された冷
却水が軸受に入ってくる問題があるので、その問題をい
かに解決するかという課題が従来から問題になってい
て、これを解決したのが本発明のウォータポンプ用軸受
のシール技術である。ところが、ホイール軸受のシール
である図１１や図１２の３重リップシールには、ウォー
タポンプの水蒸気室である空洞もなく、水蒸気室に漏れ
た高温の水蒸気と化学物質が濃縮された冷却水が軸受に
入ってくるのをどのようにすればシールできるかという
技術思想の開示も示唆も無く、本発明の動機づけともな
るものではない。[Difference in action from other technical fields] As a technology other than the technical field of sealing water pump bearings, there is a conventional technology shown in Fig. 10 (Fig. 10 shows a wheel of an automobile described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-112119). It is a sectional view of a bearing.). This is a sealing technology for automobile wheel bearings. The outer lip X of the seal V prevents muddy water or dust from entering the bearing Z from the outside, and the inner lip Y of the grease in the bearing Z to the outside. It prevents the outflow. In this way, the purpose of the wheel bearing seal is to prevent muddy water and dust, which is much cooler than water vapor, and the wheel bearing seal is different from the mechanical seal to the water vapor chamber, unlike the water pump bearing seal. The high temperature water vapor and the cooling water that is concentrated in the chemical substance do not come into contact with the water, so the seal of the wheel bearing is hardly deformed. Therefore, the seal of the wheel bearing may basically be a double lip seal having an outer lip for preventing the intrusion of muddy water and dust and an inner lip for preventing the grease in the bearing from flowing out. Some wheel bearing seals have triple lip seals as shown in FIG. 11 and FIG. 12, but the reason for using triple lip seals is that water vapor and cooling water are infiltrated like water pump bearing seals. This is for another reason, such as to prevent wear of the seal lip due to dust, on the width dimension of the seal with an increased number of seal lips, and on the processing of the seal sliding contact surface of the wheel bearing. The structure is as shown in FIGS. 11 and 12. As described above, the seal of the wheel bearing may basically be a double lip seal, but depending on the use situation, it may be a triple lip seal, and there are various shapes. That is, the triple lip seal of the wheel bearing seal is a triple lip seal for a different reason from the seal of the water pump bearing, so the technical field of the seal of the wheel bearing is different from that of the water pump bearing. It is a technical field. On the other hand, the water pump has a problem that high-temperature steam leaked from the mechanical seal to the steam chamber and cooling water in which chemical substances such as antifreezing agents are concentrated enter the bearings. This problem has been a problem in the past, and the solution to this problem is the seal technology for bearings for water pumps of the present invention. However, the triple lip seal shown in FIGS. 11 and 12, which is the seal of the wheel bearing, does not have a cavity which is the steam chamber of the water pump, and the high temperature steam leaked into the steam chamber and the cooling water in which the chemical substances are concentrated There is no disclosure or suggestion of the technical idea of how to seal the bearing, and it does not motivate the present invention.

【０００９】[0009]

【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。図１
は本発明の参考例を示すウォータポンプ装置の要部縦断
面図、図２は図１の要部拡大断面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
2 is a longitudinal sectional view of a main part of a water pump device showing a reference example of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG.

【００１０】10はウォータポンプ用転がり軸受の全体を
表す。101 は転がり軸受10の外輪で、該外輪101 はケー
シング11の内周面に固定され、該外輪101 の内周面には
複数列の軌道溝1011が形成されると共にその両端部にシ
ール溝1012が形成されている。Reference numeral 10 represents an entire rolling bearing for a water pump. Reference numeral 101 denotes an outer ring of the rolling bearing 10. The outer ring 101 is fixed to an inner peripheral surface of the casing 11. A plurality of rows of raceway grooves 1011 are formed on the inner peripheral surface of the outer ring 101 and sealing grooves 1012 are provided at both ends thereof. Are formed.

【００１１】12は前記外輪101 内に複数列の転動体13を
介して嵌挿された軸体で、該軸体は特許請求の範囲に記
載した軸に相当する。該軸体12の一端側にはプーリ130
を備え、他端側が大径部12aと小径部12bの２段になって
いて、該他端側にはインペラ14を備えている（図１参
照）。121 は外輪101 の軌道溝1011と対向して軸体12の
外周面に形成された軌道溝である。Reference numeral 12 denotes a shaft body inserted into the outer ring 101 via a plurality of rows of rolling bodies 13, and the shaft body corresponds to the shaft described in the claims. A pulley 130 is provided at one end of the shaft body 12.
The other end side has a large diameter portion 12a and a small diameter portion 12b in two stages, and the other end side is provided with an impeller 14 (see FIG. 1). Reference numeral 121 denotes a raceway groove formed on the outer peripheral surface of the shaft body 12 so as to face the raceway groove 1011 of the outer ring 101.

【００１２】15は転動体13よりもインペラ14側にあり、
前記外輪101 のインペラ14側のシール溝1012に固定され
た外輪側シール環151 と軸側シール環（スリンガ）152
からなるシール装置で、該シール装置15の外輪側シール
環151 は補強環1511とゴム、合成樹脂などの弾性体でも
って形成された少なくとも軸方向内向きの第１副リップ
1512と軸方向外向きの主リップ1513と該主リップ1513よ
りも外径側に位置して軸方向外側に延びた第２副リップ
1514とから構成されてなる。また、補強環1511は、一端
部1511a を外輪101 に固定され、円筒状に形成された中
間部1511b を介して他端部1511c が軸体側に延びている
（図２参照）。15 is on the impeller 14 side of the rolling element 13,
An outer ring side seal ring 151 and a shaft side seal ring (slinger) 152 fixed in a seal groove 1012 on the impeller 14 side of the outer ring 101.
The outer ring seal ring 151 of the sealing device 15 is made of a reinforcing ring 1511 and an elastic body such as rubber or synthetic resin, and is at least a first sub lip facing inward in the axial direction.
1512, a main lip 1513 that faces outward in the axial direction, and a second sub lip that is located on the outer diameter side of the main lip 1513 and extends outward in the axial direction.
It consists of 1514 and. The reinforcing ring 1511 has one end portion 1511a fixed to the outer ring 101, and the other end portion 1511c extending toward the shaft body through a cylindrical intermediate portion 1511b (see FIG. 2).

【００１３】19は、シール装置15とインペラ14との間の
空洞（水蒸気室）でシール装置15はこの空洞19に隣接し
ている。空洞19の外周20を構成する外輪101の内周が、
外輪101と同じく空洞19の外周20を構成するケーシング1
1の内周よりも小さくなっていることにより、空洞19に
は空洞の内周20がシール装置15側で小さくなっている段
差が形成されている。この段差により、ウォータポンプ
の空洞19（水蒸気室）内の冷却水は内周の大きいケーシ
ング11の内周に溜まり、内周の小さい外輪101の内周に
は登ってきにくいので軸受10に冷却水が侵入しにくくな
る。つまり、空洞19（水蒸気室）内の段差で、主に冷却
水の侵入を減少させ、軸側シール環と接する第２副リッ
プで主に水蒸気の侵入を減少させることができ、冷却水
と水蒸気との侵入を別々の手段で減少させることができ
る。Reference numeral 19 denotes a cavity (water vapor chamber) between the sealing device 15 and the impeller 14, and the sealing device 15 is adjacent to the cavity 19. The inner circumference of the outer ring 101, which constitutes the outer circumference 20 of the cavity 19,
A casing 1 that constitutes the outer periphery 20 of the cavity 19 as with the outer ring 101.
By being smaller than the inner periphery of 1, the cavity 19 has a step in which the inner periphery 20 of the cavity is smaller on the sealing device 15 side. Due to this step, the cooling water in the cavity 19 (steam chamber) of the water pump collects in the inner circumference of the casing 11 having a large inner circumference, and does not easily climb to the inner circumference of the outer ring 101 having a small inner circumference. Becomes difficult to enter. That is, it is possible to mainly reduce the intrusion of cooling water at the step inside the cavity 19 (water vapor chamber) and mainly to reduce the invasion of water vapor at the second sub-lip contacting the shaft side seal ring. Intrusion with and can be reduced by different means.

【００１４】次に、前記軸側シール環152 は耐腐蝕性に
とむ特殊鋼板例えばステンレス鋼板を用いて成形された
もので、その形状は断面ほぼコ字状にして前記軸体12の
大径部12aに緊密嵌合固定される特許請求の範囲に記載
した円筒部である第１円筒部1521とこれよりも外径側に
延びた中間部1522とこれに続き軸方向内側に延びた第２
円筒部1523とから構成されてなる。尚、中間部1522と第
2円筒部1523とが特許請求の範囲に記載した外径方向部
分となる。Next, the shaft-side seal ring 152 is formed by using a special steel plate which is resistant to corrosion, for example, a stainless steel plate, and its shape is substantially U-shaped in cross section, and the large diameter portion of the shaft body 12 is formed. A first cylindrical portion 1521, which is a cylindrical portion described in the scope of the invention, which is tightly fitted and fixed to 12a, an intermediate portion 1522 extending outward from the first cylindrical portion 1521, and a second cylindrical portion extending inward in the axial direction.
It is composed of a cylindrical portion 1523. The middle part 1522 and the
The two cylindrical portions 1523 form the outer diameter direction portion described in the claims.

【００１５】前記外輪側シール環151 の前記第１副リッ
プ1512が軸方向内向きに設けられて主リップ1513よりも
転動体13側で軸体12の外周面122 と接触し、主リップ15
13が軸方向外向きに設けられて前記軸側シール環152 の
第１円筒部1521の外周面1524と接してシール部を形成
し、第２副リップ1514が主リップ1513に対して第１副リ
ップ1512の反対側にあって軸側シール環152 の第２円筒
部1523の内周面1525との間で接触のシール部を形成し、
主リップ1513と第２副リップ1514と軸側シール環152で
囲まれた空間は密閉空間を形成する。The first sub lip 1512 of the outer ring seal ring 151 is provided inward in the axial direction and contacts the outer peripheral surface 122 of the shaft body 12 on the rolling element 13 side with respect to the main lip 1513.
13 is provided axially outwardly to form a seal portion in contact with the outer peripheral surface 1524 of the first cylindrical portion 1521 of the shaft side seal ring 152, and the second sub lip 1514 is the first sub lip 1513 with respect to the main lip 1513. Forming a contact seal portion on the opposite side of the lip 1512 and in contact with the inner peripheral surface 1525 of the second cylindrical portion 1523 of the shaft side seal ring 152,
The space surrounded by the main lip 1513, the second sub lip 1514, and the shaft side seal ring 152 forms a closed space.

【００１６】上記実施例において、外輪側シール環151
の第１副リップ1512は軸方向内向きに設けられて軸体12
の外周面122 に接触していることにより軸受内のグリー
スをシールし、主リップ1513が軸側シール環152 の第１
円筒部1521の外周面1524と接することにより中間シール
の役目をなしシール部が形成される。尚、本実施例にお
いては第１副リップ1512は軸体12の外周面122 に接触し
ていることにより、軸側シール環152 と軸体12とのはめ
あい面から軸受内のグリースが洩れるのを防ぐのにも効
果的である。また、第２円筒部1523の端面1526と外輪側
シール環151 の側壁1515間にすきまＣのラビリンスシー
ルが形成される。In the above embodiment, the outer ring side seal ring 151
The first sub-lip 1512 of the shaft body 12 is provided inward in the axial direction.
By contacting the outer peripheral surface 122 of the shaft, the grease in the bearing is sealed, and the main lip 1513 is the first side of the shaft side seal ring 152.
By contacting the outer peripheral surface 1524 of the cylindrical portion 1521, a seal portion is formed which serves as an intermediate seal. In this embodiment, since the first sub-lip 1512 is in contact with the outer peripheral surface 122 of the shaft body 12, grease in the bearing is prevented from leaking from the fitting surface between the shaft side seal ring 152 and the shaft body 12. It is also effective to prevent. Further, a labyrinth seal having a clearance C is formed between the end surface 1526 of the second cylindrical portion 1523 and the side wall 1515 of the outer ring side seal ring 151.

【００１７】また、外輪側シール環151 の第２副リップ
1514が軸側シール環152 の第２円筒部1523の内周面に接
触により外部シールの役目をなすシール部が形成され、
また該シール部は、軸側シール環152 の中間部1522と第
２円筒部1523との協働作用により軸受側に侵入しようと
する冷却水、水蒸気を振り切ることができる。The second auxiliary lip of the outer ring seal ring 151
1514 contacts the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 1523 of the shaft-side seal ring 152 to form a seal portion serving as an outer seal,
Further, the seal portion can shake off the cooling water and the steam that try to enter the bearing side by the cooperation of the intermediate portion 1522 of the shaft side seal ring 152 and the second cylindrical portion 1523.

【００１８】要するに、本発明の軸受シール装置は、第
１副リップ1512が軸体12の外周面122 と接触することに
より形成されるシール部と、また主リップ1513が第１円
筒部1521の外周面1524と接触することにより形成される
シール部と、第２副リップ1514が第２円筒部1523の内周
面との間で接触することにより形成されるシール部の三
重構造が形成される。In summary, in the bearing seal device of the present invention, the seal portion formed by the first sub-lip 1512 contacting the outer peripheral surface 122 of the shaft body 12, and the main lip 1513 the outer periphery of the first cylindrical portion 1521. A triple structure of a seal portion formed by contact with the surface 1524 and a seal portion formed by contact between the second auxiliary lip 1514 and the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 1523 is formed.

【００１９】また外輪側シール環151 の第２副リップ15
14は、腕部1514a と、該腕部1514aの先端に設けられた
突起1514b とを有し、腕部1514a は軸側シール環152 の
第２円筒部1523と平行に軸方向内側に延び、第２円筒部
1523との間に軸方向シール隙間Ｃ８を形成している。ま
た、腕部1514a の先端に設けられた突起1514b が、第２
円筒部1523の内周面と接触している。また、仮に摩耗に
より接触状態が非接触状態になったとしても、軸方向シ
ール隙間Ｃ８によるラビリンスシールが形成されている
ため、冷却水、水蒸気等の侵入は減少する。The second auxiliary lip 15 of the outer ring seal ring 151
14 has an arm portion 1514a and a projection 1514b provided at the tip of the arm portion 1514a. The arm portion 1514a extends inward in the axial direction parallel to the second cylindrical portion 1523 of the shaft side seal ring 152, and 2 cylindrical parts
An axial seal gap C 8 is formed with 1523. Also, the protrusion 1514b provided at the tip of the arm portion 1514a is
It is in contact with the inner peripheral surface of the cylindrical portion 1523. Further, even if the contact state becomes a non-contact state due to wear, the labyrinth seal is formed by the axial seal gap C 8, so that the intrusion of cooling water, water vapor, etc. is reduced.

【００２０】さらに、軸側シール環152 の第２円筒部15
23は、外輪101 の端部よりも軸方向内側に延びて、端面
1526と外輪側シール環151 の側壁1515間にすきまＣのラ
ビリンスシールを形成することにより、ウォータポンプ
内の冷却水、水蒸気の侵入は減少する。Further, the second cylindrical portion 15 of the shaft-side seal ring 152
23 is an end surface that extends axially inward from the end of the outer ring 101.
By forming a labyrinth seal having a clearance C between 1526 and the side wall 1515 of the outer ring side seal ring 151, intrusion of cooling water and water vapor in the water pump is reduced.

【００２１】また、外輪側シール環151 の補強環1511
は、一端部1511a が外輪101 に固定され、円筒状に形成
された中間部1511b を介して、他端部1511c が軸体側に
延びているので、他端部1511c は一端部1511a より軸方
向外側に位置し、他端部1511cは第１副リップ1512を補
強している。このため、第１副リップ1512 は軸体12 の
外周面122 と緊迫力をもって摺接することができ、ガー
タスプリング等を使用する必要がない。Further, the reinforcing ring 1511 of the outer ring side seal ring 151.
The one end 1511a is fixed to the outer ring 101, and the other end 1511c extends toward the shaft body through the intermediate portion 1511b formed in a cylindrical shape, so that the other end 1511c is axially outer than the one end 1511a. , And the other end portion 1511c reinforces the first sub lip 1512. Therefore, the first sub-lip 1512 can make sliding contact with the outer peripheral surface 122 of the shaft body 12 with a tense force, and it is not necessary to use a garter spring or the like.

【００２２】図３は本発明の実施例を示す要部拡大断面
図で、参考例と異なる点は、軸側シール環152 を、軸体
12の大径部12aに緊密嵌合固定される第１円筒部1530
と、この円筒部の転動体側端部から外径側に延びた中間
部1531と、これに続き軸方向内側に延びた第２円筒部15
32とにより断面ほぼＺ形状に形成したところにある。従
って、外輪側シール環151 の第１副リップ1512と主リッ
プ1513の両リップは軸体12の外周面に接触状態にあると
共に第２円筒部1532の端面1533と外輪側シール環151 の
側面1515間のすきまＣ7 によりラビリンスシールが形成
される。FIG. 3 is an enlarged sectional view of an essential part showing an embodiment of the present invention. The difference from the reference example is that the shaft side seal ring 152 is
First cylindrical portion 1530 tightly fitted and fixed to the large diameter portion 12a of 12
An intermediate portion 1531 extending outward from the rolling element side end of the cylindrical portion, and a second cylindrical portion 15 extending inward in the axial direction following the intermediate portion 1531.
32, it is formed in a substantially Z-shaped cross section. Therefore, both the first sub lip 1512 and the main lip 1513 of the outer ring side seal ring 151 are in contact with the outer peripheral surface of the shaft body 12 and the end surface 1533 of the second cylindrical portion 1532 and the side surface 1515 of the outer ring side seal ring 151. A labyrinth seal is formed by the clearance C7.

【００２３】[0023]

【発明の効果】本発明の構成によれば、外輪側シール環
の第１副リップは軸受内のグリースをシールし、第２副
リップは主リップに対して第１副リップの反対側で軸側
シール環の外径方向部分と接し、さらに軸側シール環の
外径方向部分が軸側シール環の円筒部の転動体側端部か
ら外径方向に延びている、いいかえると軸側シール環の
円筒部をインペラ側に延ばすことにより、以下に説明す
るようにメカニカルシールから水蒸気室である空洞に漏
れ出た水蒸気や冷却水が軸受内に侵入しようとするのを
シールすることができる。もしも本発明の参考例の図２
のように軸側シール環の外径方向部分が円筒部のインペ
ラ側端部から外径方向に延びていると、プレス加工によ
って鋼板から作られる軸側シール環の外径方向部分の根
元はＲ（円弧状に湾曲）形状になり、このＲ部分と軸と
の間には冷却水が溜まり易くなる。又、通常軸側シール
環の材料はステンレスなのに対して、軸の材料はコスト
上の理由でステンレスではないので、前記のＲ部分と軸
との間に溜った冷却水によって軸が錆やすい。この錆は
軸の径方向だけではなく、軸方向にも進行する。その結
果、軸側シール環の外径方向部分の根元が宙にういて、
外径方向部分が不安定になりやすい。そして、そこに接
している第２副リップの接触状態も不安定になりやす
く、冷却水や水蒸気が入り易くなる。これに対して、軸
側シール環の円筒部をインペラ側に延ばすと円筒部のイ
ンペラ側端部にＲ部はできないので、この部分に冷却水
が溜まりにくくなり軸が錆びにくい。又、もしもこの部
分の軸が錆びても、外径方向部分の根元ではないので、
外径方向部分の安定性が損われることがあまり無い。従
って、外径方向部分に接している第２副リップの接触状
態は安定し、冷却水や水蒸気をシールし易くなる。そし
て、軸側シール環が軸の大径部に固定され、さらに、こ
の軸側シール環の外径方向部分は軸の大径部よりも径方
向に大きく、回転により発生する遠心力が大きいので、
化学物質が濃縮された冷却水は、この冷却水が軸側シー
ル環の外径方向部分をつたっている時に、遠心力で振り
飛ばされて第２副リップの方に来にくいので、軸受内に
冷却水が侵入しにくくなる。つまり本願発明は、ウォー
タポンプの水蒸気室である空洞に隣接するシール装置
に、軸側シール環の外径方向部分と接する第２副リップ
を設けて軸側シール環一体型の３重リップシール構造と
すると共に軸側シール環の円筒部を軸の大径部に固定
し、この円筒部をインペラ側に延ばすことにより、メカ
ニカルシールから水蒸気室である空洞に漏れ出た水蒸気
や冷却水が軸受に侵入しようとするのをシールするとと
もに、軸受内のグリースの流出をシールするものであ
る。従って、本発明は、メカニカルシールより漏れ出て
軸受内部に侵入しようとする水蒸気や冷却水に対して高
いシール性を持つので、軸受内のグリースが水により劣
化しにくく、さらに軸受内のグリースをシールすること
によりウォーターポンプの寿命を飛躍的に長くするもの
である。According to the structure of the present invention, the first sub-lip of the outer ring seal ring seals grease in the bearing, and the second sub-lip is on the opposite side of the first lip from the main lip. Is in contact with the outer diameter portion of the side seal ring, and the outer diameter portion of the shaft side seal ring extends in the outer diameter direction from the rolling element side end of the cylindrical portion of the shaft side seal ring. By extending the cylindrical portion to the impeller side, it is possible to prevent the steam and the cooling water leaking from the mechanical seal into the cavity, which is the steam chamber, from trying to enter the bearing, as described below. FIG. 2 of a reference example of the present invention
When the outer diameter portion of the shaft side seal ring extends in the outer diameter direction from the end of the cylindrical portion on the impeller side, the root of the outer diameter portion of the shaft side seal ring made of steel plate by press working is R The shape becomes (curved in an arc), and cooling water is likely to collect between the R portion and the shaft. Further, the material of the shaft-side seal ring is usually stainless, whereas the material of the shaft is not stainless for cost reasons. Therefore, the shaft is easily rusted by the cooling water accumulated between the R portion and the shaft. This rust progresses not only in the radial direction of the shaft but also in the axial direction. As a result, the root of the outer diameter part of the shaft side seal ring goes into the air,
The outer radial portion tends to be unstable. Then, the contact state of the second sub-lip in contact therewith is likely to be unstable, and cooling water and water vapor are likely to enter. On the other hand, if the cylindrical portion of the shaft-side seal ring is extended to the impeller side, the R portion cannot be formed at the end of the cylindrical portion on the impeller side, so that cooling water is less likely to collect in this portion and the shaft is less likely to rust. Also, if the shaft of this part rusts, it is not the root of the outer radial direction,
The stability of the outer radial portion is not often impaired. Therefore, the contact state of the second sub-lip in contact with the outer diameter direction is stable, and it becomes easy to seal the cooling water and the steam. The shaft-side seal ring is fixed to the large-diameter portion of the shaft, and the outer-diameter portion of the shaft-side seal ring is larger in the radial direction than the large-diameter portion of the shaft, so that the centrifugal force generated by rotation is large. ,
Cooling water with concentrated chemicals is not easily sent to the second sub-lip because it is shaken off by centrifugal force when this cooling water is connecting to the outer diameter part of the shaft side seal ring, Cooling water is less likely to enter. That is, according to the present invention, the seal device adjacent to the cavity that is the water vapor chamber of the water pump is provided with the second auxiliary lip that is in contact with the outer radial direction portion of the shaft side seal ring, and the shaft side seal ring is integrated with the triple lip seal structure. In addition, by fixing the cylindrical part of the shaft side seal ring to the large diameter part of the shaft and extending this cylindrical part to the impeller side, steam and cooling water leaked from the mechanical seal to the cavity that is the steam chamber can be transferred to the bearing. It seals against the intrusion and also seals out the grease out of the bearing. Therefore, the present invention has a high sealing property against steam and cooling water that leaks from the mechanical seal and tries to enter the inside of the bearing. Sealing will dramatically extend the life of the water pump.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の参考図の要部断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a reference diagram of the present invention.

【図２】図１の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of FIG.

【図３】本発明の第１実施例を示す要部拡大断面図であ
る。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of an essential part showing a first embodiment of the present invention.

【図４】従来技術のウォータポンプ装置の縦断面図であ
る。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a conventional water pump device.

【図５】従来技術のウォータポンプ装置の冷却回路図で
ある。FIG. 5 is a cooling circuit diagram of a prior art water pump device.

【図６】従来技術の他のウォータポンプ装置の縦断面図
である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of another conventional water pump device.

【図７】従来技術の他のウォータポンプ軸受の縦断面図
である。FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of another prior art water pump bearing.

【図８】（a）は従来技術のウォータポンプ軸受の要部
縦断面図で（b）は拡大断面図である。FIG. 8A is a longitudinal sectional view of a main part of a water pump bearing according to a conventional technique, and FIG. 8B is an enlarged sectional view.

【図９】（a）は従来技術の他のウォータポンプ軸受の
要部縦断面図で（ｂ）は拡大断面図である。9A is a longitudinal sectional view of a main part of another water pump bearing according to the related art, and FIG. 9B is an enlarged sectional view.

【図１０】従来技術の自動車のホイール軸受の断面図で
ある。FIG. 10 is a cross-sectional view of a wheel bearing of a conventional automobile.

【図１１】従来技術の自動車のホイール軸受の３重リッ
プシールを示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a triple lip seal of a wheel bearing of a conventional automobile.

【図１２】従来技術の３重リップシールを組み込んだ自
動車のホイール軸受装置の断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of a wheel bearing device for a vehicle incorporating a prior art triple lip seal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 ：外輪 11：ケーシング 12：軸体 13：転動体 130 ：プーリ 14：インペラ 15：シール装置 151,161,171,181 ：外輪側シール環 1511,1611,1711,1811 ：補強環 1512,1612,1712 ：第１副リップ 1514,1714,1814：第２副リップ 1513,1613,1713：主リップ 152,162,172,182 ：軸側シール環 1521,1530,1621,1721 ：第１円筒部 1522,1531,1622,1722 ：中間部 1523,1532,1623,1724,1824 ：第２円筒部 19：空洞 20：外周 101: Outer ring 11: Casing 12: Shaft 13: Rolling element 130: Pulley 14: Impeller 15: Sealing device 151,161,171,181: Outer ring side seal ring 1511,1611,1711,1811: Reinforcing ring 1512,1612,1712: 1st secondary lip 1514,1714,1814: Second sub lip 1513,1613,1713: Main lip 152,162,172,182: Shaft side seal ring 1521,1530,1621,1721: 1st cylindrical part 1522,1531,1622,1722: Middle part 1523,1532,1623,1724,1824: Second cylindrical part 19: Cavity 20: Perimeter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｃ 33/80 Ｆ１６Ｃ 33/80 Ｆ１６Ｊ 15/32 ３１１ Ｆ１６Ｊ 15/32 ３１１Ｋ ３１１Ｓ (56)参考文献 実開 平１−171970（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−57861（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−167194（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−112119（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−113547（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−14067（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04D 29/04 F01P 5/10 F04D 1/00 F04D 29/08 F16C 33/78 F16C 33/80 F16J 15/32 311 ─────────────────────────────────────────────────── ───Continued from the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F16C 33/80 F16C 33/80 F16J 15/32 311 F16J 15/32 311K 311S (56) References Actual Kaihei 1-171970 (JP , U) Actually opened 63-57861 (JP, U) Actually opened 60-167194 (JP, U) Actually opened 61-112119 (JP, U) Actually opened 51-113547 (JP, U) Actually opened 63-14067 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F04D 29/04 F01P 5/10 F04D 1/00 F04D 29/08 F16C 33/78 F16C 33/80 F16J 15 / 32 311

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】ケーシングと、 インペラと、 プーリと、 ウォータポンプ用軸受とを備えたウォータポンプ装置の ウォータポンプ用軸受は、 （ａ）外輪と、 （ｂ）転動体と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段になっていて、他端
側にインペラを有する軸と、 （ｄ）軸受内にあるグリースと、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、 冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内に侵入することを
防止するとともに、軸受内のグリースの流出を防止する
ためのシール装置とを有していて、 （ｆ）シール装置は、 外輪に固定される外輪側シール環と軸に固定される軸側
シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、 軸の大径部に嵌合固定された円筒部とこの円筒部の転動
体側端部から外径方向に延びている外径方向部分とを有
し、 （ｈ）外輪側シール環は、 補強環と主リップと第１副リップと第２副リップとを有
し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、補強環から延びていて主リップ
よりも転動体側にあって軸と接し、 （ｋ）第２副リップは、 補強環から延びていて主リップに対して第１副リップの
反対側にあって軸側シール環の外径方向部分と接し主リ
ップとの間に密閉空間を形成している。1. A water pump bearing of a water pump device comprising a casing, an impeller, a pulley, and a water pump bearing, comprising: (a) an outer ring; (b) a rolling element; and (c) a rolling element. A pulley having one end side and a pulley having one end having a large diameter portion and a small diameter portion, the other end having an impeller, and (d) grease in the bearing. , (E) Located on the impeller side of the rolling element and adjacent to the cavity between it and the impeller to prevent cooling water and steam from entering the bearing through this cavity and prevent grease from flowing out of the bearing. (F) The seal device has an outer ring side seal ring fixed to the outer ring and a shaft side seal ring fixed to the shaft, and (g) the shaft side seal ring. Is the cylindrical part fitted and fixed to the large diameter part of the shaft and this cylinder. (H) the outer ring side seal ring includes a reinforcing ring, a main lip, a first sub lip and a second sub lip. And (i) the main lip extends from the reinforcing ring and contacts the shaft, and (j) the first sub-lip extends from the reinforcing ring and contacts the shaft on the rolling element side of the main lip, and (k) ) The second sub-lip extends from the reinforcing ring, is on the opposite side of the first sub-lip with respect to the main lip, contacts the outer radial portion of the shaft-side seal ring, and forms a sealed space with the main lip. ing. 【請求項２】ウォータポンプ用軸受は、 （ａ）ケーシングに固定される外輪と、 （ｂ）転動体と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段となっていて、他端
側にインペラを有する軸と、 （ｄ）軸受内にあるグリースと、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、 冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内に侵入することを
防止するとともに、軸受内のグリースの流出を防止する
ためのシール装置とを有していて、 （ｆ）シール装置は、 外輪に固定される外輪側シール環と軸に固定される軸側
シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、 軸の大径部に嵌合固定された円筒部とこの円筒部の転動
体側端部から外径方向に延びている外径方向部分とを有
し、 （ｈ）外輪側シール環は、 補強環と主リップと第１副リップと第２副リップとを有
し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、 補強環から延びていて主リップよりも転動体側にあって
軸と接し、 （ｋ）第２副リップは、 補強環から延びていて主リップに対して第１副リップの
反対側にあって軸側シール環の外径方向部分と接し主リ
ップとの間に密閉空間を形成している。2. A bearing for a water pump comprises: (a) an outer ring fixed to a casing; (b) a rolling element; and (c) a rolling element, and the outer ring supports the outer ring. The side has two stages, the large diameter part and the small diameter part, and has an impeller on the other end side, (d) grease in the bearing, and (e) the impeller side of the rolling element and the impeller. Adjacent to the intervening cavity, there is a seal device for preventing cooling water and water vapor from entering into the bearing through this cavity, and for preventing grease from flowing out of the bearing. (F) Seal The device has an outer ring side seal ring fixed to the outer ring and a shaft side seal ring fixed to the shaft. (G) The shaft side seal ring is a cylindrical part fitted and fixed to the large diameter part of the shaft. An outer radial portion extending in the outer radial direction from the rolling element side end portion of the cylindrical portion, ) The outer ring side seal ring has a reinforcing ring, a main lip, a first sub-lip and a second sub-lip, (i) the main lip extends from the reinforcing ring and contacts the shaft, and (j) the first sub-lip. Is extended from the reinforcing ring and is on the rolling element side of the main lip and is in contact with the shaft. (K) The second sub lip extends from the reinforcing ring and is on the opposite side of the first sub lip from the main lip. It is in contact with the outer diameter portion of the shaft-side seal ring and forms a sealed space with the main lip. 【請求項３】ウォータポンプ軸受用シール装置は、 （ａ）ケーシングに固定される外輪と、 （ｂ）転動体と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段になっていて、他端
側にインペラを有する軸と、 （ｄ）軸受内にあるグリースとを有するウォータポンプ
軸受に用いるもので、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、 冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内に侵入することを
防止するとともに、軸受内のグリースの流出を防止する
ためのシール装置で、 （ｆ）このシール装置は、 外輪に固定される外輪側シール環と軸に固定される軸側
シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、 軸の大径部に嵌合固定された円筒部とこの円筒部の転動
体側端部から外径方向に延びている外径方向部分とを有
し、 （ｈ）外輪側シール環は、 補強環と主リップと第１副リップと第２副リップとを有
し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、 補強環から延びていて主リップよりも転動体側にあって
軸と接し、 （ｋ）第２副リップは、 補強環から延びていて主リップに対して第１副リップの
反対側にあって軸側シール環の外径方向部分と接し主リ
ップとの間に密閉空間を形成している。3. A seal device for a water pump bearing comprises: (a) an outer ring fixed to a casing; (b) a rolling element; (c) a roller supported on the outer ring via the rolling element and a pulley on one end side; It is used for a water pump bearing having a shaft having an impeller on the other end side and two stages of a large diameter part and a small diameter part on the other end side, and (d) grease in the bearing. Sealing device that is located on the impeller side of the moving body and is adjacent to the cavity between it and the impeller, and that prevents cooling water and water vapor from entering the bearing through this cavity and prevents grease from flowing out of the bearing. (F) This sealing device has an outer ring side seal ring fixed to the outer ring and a shaft side seal ring fixed to the shaft, and (g) the shaft side seal ring is fitted to the large diameter portion of the shaft. From the fixed cylindrical part and the end of the cylindrical part on the rolling element side (H) the outer ring side seal ring has a reinforcing ring, a main lip, a first sub lip and a second sub lip, and (i) the main lip is reinforced. (J) The first sub-lip extends from the ring and is in contact with the shaft on the rolling element side of the main lip, and (k) the second sub-lip is from the reinforcement ring. It extends and is on the side opposite to the first sub-lip with respect to the main lip, and contacts the outer radial direction portion of the shaft-side seal ring to form a sealed space between the main lip and the main lip.
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