JP4600814B2 - 軸受シール - Google Patents

Description

この発明は、相対回転する軸受の一方の部材と他方の部材との間に装着されて密封を図る軸受シールに関し、特に、自動車の水冷エンジン等に使用されているウォータポンプに用いられるのに適した軸受シールに関する。

内輪と外輪とのように相対回転する２つの部材からなる軸受において、前記２つの部材の間、例えば、内輪と外輪との間に装着され、密封を図る軸受シールとしては、金属製の補強環と、この補強環に補強されたゴムなどの弾性部材とからなるものがよく知られている。

例えば、自動車の水冷エンジン等に使用されているウォータポンプにおいても、このような金属製の補強環と、この補強環に補強された弾性部材とからなる軸受シールが使用されている。

ウォータポンプとしては、例えば、図１０図示のように、ポンプ軸５３の一端部にインペラ５１を、他端部にプーリ５２をそれぞれ取り付け、プーリ５２を回転することによりインペラ５１を回転させて、冷却水を循環させるものが知られている。このウォータポンプは、例えば、図１０図示のように、エンジン本体に固定されるポンプハウジング５０にウォータポンプ軸受が圧入されているのが一般的である。ウォータポンプ軸受は、一端部にインペラ５１が、他端部にプーリ５２がそれぞれ備えられているポンプ軸５３が、軸受の外輪５４に転動体５５を介して回動自在に取り付けられている。

外輪５４とポンプ軸５３との間には、ポンプハウジング５０とポンプ軸５３との間の空間５８と、インペラ５１との間をシールする目的でメカニカルシール５７が設けられている。

また、外輪５４の両端部には軸受内部をシールする目的で軸受シールが設けられている。この軸受シールのうち、インペラ側の軸受シール５６は、金属製の補強環と、この補強環に補強された弾性部材とで形成されているのが一般的である。

このように相対回転する２つの部材の間に装着されて内外の密封を図る金属製の補強環と、この補強環に補強された弾性部材とでなる軸受シールには、長期にわたる過酷な使用環境の下でも確実なシール機能を発揮することが要求される。軸受シールのシール機能が損なわれると、軸受シールが装着されている軸受、更には当該軸受が装着されている装置の故障、寿命の短縮化などに繋がるからである。

例えば、前述したインペラ側の軸受シール５６は、エンジンの停止、運転が繰り返されることにより、加熱あるいは冷却され、軸受内部の空気が膨張、収縮等を繰り返すことにより、シール機能が損なわれ易い。

一方、前記のようなウォータポンプの場合、メカニカルシール５７の密封性が経時変化等により劣化した場合、冷却水がインペラ５１側からポンプハウジング５０とポンプ軸５３との間の空間５８に入ってくることがある。

ポンプハウジング５０とポンプ軸５３との間の空間５８に侵入した冷却水、あるいは、冷却水が過熱されて発生した水蒸気が、軸受シール５６の部分を通過して軸受内に侵入すると、軸受内部に充填されているグリースが劣化したり、軸受内部にさびが生じたりしてウォータポンプ軸受が故障し、ウォータポンプの寿命が短くなる。

また、前記のように、シール機能が損なわれた軸受シール５６の部分を通過して軸受内部からグリースが流出することもある。このようになると、転動体５５とポンプ軸５３との間の摩擦が大きくなり、ウォータポンプ軸受が破損して、ウォータポンプの寿命が短くなる。

本願出願人は、相対回転する軸受の一方の部材と他方の部材との間に装着されて密封を図る軸受シール、特に、自動車の水冷エンジン等に使用されているウォータポンプに用いられるのに適した軸受シールに関し、前述した問題点の解決を図ることを目指して、特開２００３−１５５９９８で提案したように、種々の軸受シールを提案している。
特開２００３−１５５９９８

本願出願人は、特開２００３−１５５９９８でウォータポンプ軸受を提案した後も、更に、研究を進め、相対回転する軸受の一方の部材と他方の部材との間に装着されて密封を図る軸受シールであって、長期にわたる過酷な使用環境の下においても確実なシール機能を発揮することができ、軸受のズレ、取り付け誤差等によって生じる軸方向のズレに対して効果的に対応できる軸受シールを開発することを目的として本発明を完成させたものである。

前記課題を解決するため、この発明が提案する軸受けシールは、相対回転する軸受の一方の部材と他方の部材とにそれぞれ嵌合固定されるシール環と、シール体とからなるものであって、添付図面を参照して以下に説明する特徴的な構造、形態を有するものである。

前記シール体４は、径方向の一端側が前記相対回転する軸受の他方の部材の周壁に嵌合固定される補強環２と、当該補強環２によって補強された弾性体３とから構成されている。

前記シール環８は、前記シール体４の径方向に直交する前記軸受の軸方向に延び、前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定される第一の円筒状部５と、当該第一の円筒状部５から径方向に延びるフランジ部６と、当該フランジ部６の先端側から前記軸受の軸方向に伸びる第二の円筒状部７とを備えている。

ここで、シール環８の第一の円筒状部５が相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定される形態には、図１〜図６図示のように、直接、嵌合固定が行われる形態の他、図７〜図９図示のように、軸受の軸方向に延びる円筒状部２１と当該円筒状部２１の軸方向外側の端から径方向に延びるフランジ部２０とからなるスリンガー２３を介して行われるものとがある。

図７〜図９図示のようにスリンガー２３を介して嵌合固定が行われる場合には、スリンガー２３の円筒状部２１の一方の周面がシール環８の第一の円筒状部５に嵌合固定されると共に他方の周面が相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定される。

そして、前記シール体４が備えている弾性体３は、次のような特徴的な構造を備えている。

すなわち、前記弾性体３は第一のリップ部９と、第二のリップ部１０と、第三のリップ部１１ａ（図１〜図３、図７〜図９）、１１ｂ（図４〜図６）とを備えており、これらはそれぞれ、シール環８と、シール体４とが軸受けに装着された際に、以下に述べる形態をとる特徴的な構造、形態を有している。

第一のリップ部９は、前記シール体４の補強環２から径方向における前記一端側に対向する他端側方向に向かって延びて、図２、図３、図５、図６図示のように、前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁５３ａ、又は、図１、図４図示のように、前記シール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａに摺接している。例えば、第一のリップ部９は、前記シール体４の補強環２から径方向における前記一端側に対向する他端側方向、すなわち、軸方向で外側（図１〜図６中、右側）方向に向かいつつ、径方向内側（図１〜図６中、下側）方向に向かう斜め方向に向かって延びて、前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁５３ａ（図２、図３、図５、図６）、又は、前記シール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａに摺接している（図１、図４）。

なお、図７〜図９図示のように、シール環８の第一の円筒状部５がスリンガー２３を介して前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定されている場合には、第一のリップ部９は、スリンガー２３の円筒状部２１の一方の周面（図８、図９）、又は、前記シール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａ（図７）に摺接するようになる。

第二のリップ部１０は、第一のリップ部９より前記軸受の軸方向で内側に位置し、前記シール体４の補強環２から径方向における前記一端側に対向する他端側方向に向かって延びて、図３、図６図示のように、前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁５３ａ、又は、図１、図２、図４、図５図示のように、前記シール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａに摺接している。例えば、第二のリップ部１０は、前記シール体４の補強環２から径方向における前記一端側に対向する他端側方向、すなわち、軸方向で外側（図１〜図６中、右側）方向に向かいつつ、径方向内側（図１〜図６中、下側）方向に向かう斜め方向に向かって延びて、前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁５３ａ（図３、図６）、又は、前記シール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａ（図１、図２、図４、図５）に摺接している。

なお、図７〜図９図示のように、シール環８の第一の円筒状部５がスリンガー２３を介して前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定されている場合には、第二のリップ部１０は、図９図示のように、スリンガー２３の円筒状部２１の一方の周面、又は、図７、図８図示のように、前記シール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａに摺接するようになる。

第三のリップ部１１ａ（図１〜図３、図７〜図９）、１１ｂ（図４〜図６）は、当該第二のリップ部１０より前記軸受の軸方向で内側に位置し、前記補強環２から径方向に向かって延びて、前記シール環８の第二の円筒状部７の周壁７ａ（図１図１〜図３、図７〜図９）、７ｂ（図４〜図６）に摺接している。例えば、第三のリップ部１１ａ（図１〜図３、図７〜図９）は、前記補強環２から径方向に向かって延びて、すなわち、軸方向で内側（図１中、左側）方向に向かいつつ、径方向外側（図１中、上側）方向に向かう斜め方向に向かって延びて、前記シール環８の第二の円筒状部７の内周壁７ａに摺接している。また、第三のリップ部１１ｂ（図４〜図６）は、前記補強環２から径方向に向かって延びて、すなわち、軸方向で内側（図４中、左側）方向に向かいつつ、径方向内側（図４中、下側）方向に向かう斜め方向に向かって延びて、前記シール環８の第二の円筒状部７の外周壁７ｂに摺接している。

本発明の軸受けシール１によれば、以上の特徴的な構造を有することにより、シール体４の一端側が相対回転する軸受の他方の部材の周壁に嵌合固定され、シール体４の他端側にあたる、シール体４の補強環２に補強されてシール環８の方向に延びる第一のリップ部９と第二のリップ部１０とが、相対回転する軸受の一方の部材の周壁５３ａ、又は、相対回転する軸受の一方の部材の周壁５３ａに嵌合固定されているシール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａに摺接する。そこで、この軸受けシール１が装着された相対回転する一方の部材と他方の部材とからなる軸受の内外を確実にシールすることができる。

なお、図７〜図９図示のように、シール環８の第一の円筒状部５がスリンガー２３を介して前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定されている場合には、第一のリップ部９と第二のリップ部１０とが、スリンガー２３の円筒状部２１の一方の周面、又は、スリンガー２３の円筒状部２１の一方の周面に嵌合固定されているシール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａに摺接する。そこで、このような場合でも、軸受けシール１が装着された相対回転する一方の部材と他方の部材とからなる軸受の内外を確実にシールすることができる。

そして、シール体４の補強環２に補強されている弾性体３が備えていて、第一のリップ部９及び第二のリップ部１０より軸受の軸方向で内側に位置する第三のリップ部１１ａ（図１〜図３、図７〜図９）、１１ｂ（図４〜図６）が、シール環８の、第一の円筒状部５から径方向に延びるフランジ部６の先端側から軸受の軸方向に延びる第二の円筒状部７の方向に向かって延びて、第二の円筒状部７の周壁７ａ（図１０図３、図７〜図９）あるいは、周壁７ｂ（図４〜図６）に摺接している。そこで、軸受のズレ、取り付け誤差等によって生じる軸方向のズレに対して効果的に対応することができる。

なお、前述したように、補強環２によって補強された弾性体３が備えている第一のリップ部９と、第二のリップ部１０とは、図３、図６図示のように、シール体４の補強環２からシール環８の方向に向かって延びて、共に、相対回転する軸受の一方の部材の周壁５３ａに摺接する形態にすることができる。また、図１、図４図示のように、第一のリップ部９と、第二のリップ部１０とは、シール体４の補強環２からシール環８の方向に向かって延びて、共に、シール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａに摺接している形態にすることもできる。更に、図２、図５図示のように、第一のリップ部９が相対回転する軸受の一方の部材の周壁５３ａに摺接し、第二のリップ部１０がシール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａに摺接する形態にすることもできる。

同様に、図７〜図９図示のように、シール環８の第一の円筒状部５がスリンガー２３を介して前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定される場合には、補強環２によって補強された弾性体３が備えている第一のリップ部９と、第二のリップ部１０とは、図９図示のように、シール体４の補強環２からスリンガー２３の円筒状部２１方向に向かって延びて、共に、他方の周面が相対回転する軸受の一方の部材の周壁５３ａに嵌合固定されるスリンガー２３の円筒状部２１の一方の周面に摺接する形態にすることができる。また、図７図示のように、第一のリップ部９と、第二のリップ部１０とは、シール体４の補強環２からスリンガー２３の円筒状部２１方向に向かって延びて、共に、シール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａに摺接している形態にすることもできる。更に、図８図示のように、第一のリップ部９が、他方の周面が相対回転する軸受の一方の部材の周壁５３ａに嵌合固定されるスリンガー２３の円筒状部２１の一方の周面に摺接し、第二のリップ部１０がシール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａに摺接する形態にすることもできる。

いずれの形態であっても、本発明の軸受けシール１が装着された互いに相対回転する２つの部材からなる軸受けの内外を確実にシールすることができる。

以上説明した本発明の軸受けシールにおいて、シール環８の第二の円筒状部７は、軸受の軸方向外側に向かって延びており、第三のリップ部１１ａは、径方向外側及び軸受の軸方向内側に向かって斜めに延びて、シール環８の第二の円筒状部７の径方向内側の周壁７ａに摺接する形態にすることができる。

あるいは、シール環８の第二の円筒状部７は、軸受の軸方向外側に向かって延びており、第三のリップ部１１ｂは、径方向内側及び軸受の軸方向内側に向かって斜めに延びて、シール環８の第二の円筒状部７の径方向外側の周壁７ｂに摺接する形態にすることもできる。

いずれの形態であっても、軸受のズレ、取り付け誤差等によって生じる軸方向のズレに対して効果的に対応することができる。

なお、以上説明した本発明の軸受シールにおいて、補強環２、シール環８、スリンガー２３はこの技術分野で周知のように、種々の金属材から成形することができる。ただし、本発明の軸受シールが自動車の水冷エンジン等に使用されているウォータポンプに用いられる場合には、耐食性を有する部材、例えば、ステンレスで形成しておくことが望ましい。これらの部分に錆びが生じないようにするためである。この場合、耐食性を有する部材でこれらの部分が形成されていればその材質に特に限定があるものではないので、例えば、鋼材に耐食性を有する金属をメッキしたものを用いることもできる。

また、弾性体３としては、ゴム、合成樹脂などこの技術分野で従来公知のものを用いることができる。

この発明によれば、相対回転する軸受の一方の部材と他方の部材との間に装着されて密封を図る軸受シールであって、長期にわたる過酷な使用環境の下においても確実なシール機能を発揮することができ、軸受のズレ、取り付け誤差等によって生じる軸方向のズレに対して効果的に対応することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。

図１〜図９は、ポンプ軸５３が転動体５５を介して外輪５４に回動自在に取り付けられ、ポンプ軸５３の周面と外輪５４の周面とが互いに相対回転するように構成されている軸受に装着される本発明の軸受シール１の一部を省略して表した断面図である。

本発明の軸受シール１は、シール環８と、シール体４とからなり、両者は、それぞれ、互いに相対回転する一方の部材（ポンプ軸５３）と、他方の部材（外輪５４）とにそれぞれ嵌合固定される。

ステンレス製のシール環８は、軸受の軸方向（図１〜図９中、左右方向）に延び、ポンプ軸５３の周壁５３ａに嵌合固定される第一の円筒状部５と、第一の円筒状部５から径方向（図１〜図９中、上下方向）に延びるフランジ部６と、フランジ部６の先端側から軸受の軸方向に伸びる第二の円筒状部７とを備えている。

シール体４は、金属製の補強環２と、補強環２によって補強されたゴム材製の弾性体３とからなる。

シール体４の径方向の一端側（図１〜図９図示の例では、図中、上側にあたる径方向外側）には、弾性体３からなるコブ状の端部１３が形成されている。図１等に図示のように、シール環８を軸方向内側（図１等における左側）に向けて圧入して、シール環８の第一の円筒状部５をポンプ軸５３の周壁５３ａに嵌合固定した後、シール体４を軸方向内側（図１等における左側）に向けて圧入すると、この弾性体３の径方向外側に形成されているコブ状の端部１３が、外輪５４の周壁に形成されている嵌合溝１２に嵌合され、シール体４の径方向外側が、外輪５４の周壁に嵌合固定される。

弾性体３は、第一のリップ部９と、第二のリップ部１０と、第三のリップ部１１ａ（図１〜図３、図７〜図９）、１１ｂ（図４〜図６）とを備えている。

第一のリップ部９は、シール体４の補強環２から径方向内側（図１等における下側）の方向に向かって延びている。すなわち、図１〜図９の実施形態では、軸方向で外側（図１等における右側）の方向に向かいつつ、径方向内側（図１等における下側）の方向に向かう斜め方向に、シール体４の補強環２から、第一のリップ部９が延びている。

第二のリップ部１０は、第一のリップ部９より軸方向（図１〜図９中、左右方向）で内側（図１〜図９中、左側）に位置し、シール体４の補強環２から径方向内側（図１〜図９中、下側）の方向に向かって延びている。すなわち、第一のリップ部９より軸方向（図１〜図９中、左右方向）で内側（図１〜図９中、左側）に位置する第二のリップ部１０は、図１〜図９の実施形態では、軸方向で外側（図１〜図９中、右側）の方向に向かいつつ、径方向内側（図１〜図９中、下側）の方向に向かう斜め方向に、シール体４の補強環２から延びている。

第三のリップ部１１ａ（図１〜図３、図７〜図９）は、第二のリップ部１０より軸方向（図１等における左右方向）で内側（図１等における左側）に位置し、シール体４の補強環２から径方向外側（図１等における上側）の方向に向かって延びており、第三のリップ部１１ｂ（図４〜図６）は、第二のリップ部１０より軸方向（図４等における左右方向）で内側（図４等における左側）に位置し、シール体４の補強環２から径方向内側（図４等における下側）の方向に向かって延びている。

すなわち、第二のリップ部１０より軸方向（図１等における左右方向）で内側（図１等における左側）に位置する第三のリップ部１１ａ（図１〜図３、図７〜図９）は、図１〜図３、図７〜図９の実施形態では、軸方向で内側（図１等における左側）の方向に向かいつつ、径方向外側（図１等における上側）の方向に向かう斜め方向に、シール体４の補強環２から延びている。

また、第二のリップ部１０より軸方向（図等における左右方向）で内側（図１等における左側）に位置する第三のリップ部１１ｂ（図４〜図６）は、図４〜図６の実施形態では、軸方向で内側（図４等における左側）の方向に向かいつつ、径方向内側（図４等における下側）の方向に向かう斜め方向に、シール体４の補強環２から延びている。

図１〜図９図示のように、シール環８とシール体４とが軸受けに装着されると、前述したように、シール体４の径方向外側が、外輪５４の周壁に嵌合固定され、同時に、図１〜図３、図７〜図９の形態では、軸方向で外側（図１等における右側）の方向に向かいつつ、径方向内側（図１等における下側）の方向に向かう斜め方向に延びる第一のリップ部９が、シール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａに摺接する。そして、軸方向で外側（図１等における右側）の方向に向かいつつ、径方向内側（図１等における下側）の方向に向かう斜め方向に延びる第二のリップ部１０が、第一のリップ部９より軸方向で内側において、シール環８の第一の円筒状部５の周壁５ａに摺接する。更に、軸方向で内側（図１等における左側）の方向に向かいつつ、径方向外側（図１等における上側）の方向に向かう斜め方向に延びる第三のリップ部１１ａが、第二のリップ部１０より軸方向で内側において、シール環８の第二の円筒状部７の周壁７ａに摺接する。また、図４〜図６の形態では、軸方向で内側（図４などにおける左側）の方向に向かいつつ、径方向内側（図４等における下側）の方向に向かう斜め方向に延びる第三のリップ部１１ｂが、第二のリップ部１０より軸方向で内側において、シール環８の第二の円筒状部７の周壁７ｂに摺接する。

こうして、本発明の軸受シール１が、相対回転する２つの部材（ポンプ軸５３、外輪５４）からなる軸受に装着されると、金属製のポンプ軸外周面５３ａとステンレス製の第一の円筒状部５の内周面との間で金属同士による嵌合固定が行われ、同時に、ステンレス製の第一の円筒状部５の外周面と、軸方向で外側（図１〜図９中、右側）の方向に向かいつつ、径方向内側（図１〜図９中、下側）の方向に向かう斜め方向に延びる第一のリップ部９、第二のリップ部１０との間で、軸方向に間隔をおいた２箇所のシール部が形成される。

更に、同時に、図１〜図３、図７〜図９図示の形態では、これらの２箇所のシール部より軸方向で内側（図１等における左側）において、ステンレス製の第二の円筒状部７の内周面７ａと、軸方向で内側（図１等における左側）の方向に向かいつつ、径方向外側（図１等における上側）の方向に向かう斜め方向に延びる第三のリップ部１１ａとの間でシール部が形成される。また、同時に、図４〜図６図示の形態では、ステンレス製の第二の円筒状部７の外周面７ｂと、軸方向で内側（図４などにおける左側）の方向に向かいつつ、径方向内側（図４などにおける下側）の方向に向かう斜め方向に延びる第三のリップ部１１ｂとの間でシール部が形成される。

これによって、図１〜図３、図７〜図９の形態でも、図４〜図６の形態でも、第一のリップ部９及び第二のリップ部１０と、第一の円筒状部５の外周面との間に第一の密閉空間１４が形成される。そして、図１〜図３、図７〜図９の形態では、第二のリップ部１０及び第三のリップ部１１ａと、第二の円筒状部７の内周面７ａとの間、図４〜図６の形態では、第二のリップ部１０及び第三のリップ部１１ｂと、第二の円筒状部７の外周面７ｂとの間との間に、第二の密閉空間１５が形成される。

これらによって、軸受シール１が装着された軸受けの内部への水などの侵入が効果的に防止され、同時に、軸受け内部からのグリースなどの流出が効果的に防止される。

すなわち、外部から水分が軸受の内側（図１等における左側方向）に向けて侵入しようとする場合であっても、ステンレス製の第一の円筒状部５の外周面と、軸方向で外側（図１等における右側）の方向に向かいつつ、径方向内側（図１等における下側）の方向に向かう斜め方向に延びる第一のリップ部９、第二のリップ部１０との間で、軸方向に間隔をおいた形成されている２箇所のシール部及び、これらによって形成されている第一の密閉空間１４の存在によって、水分の浸入が効果的に防止される。

更に、内部からグリースが軸受の外側（図１等における右側方向）に向けて流出しようとする場合であっても、ステンレス製の第二の円筒状部７の内周面７ａと、軸方向で内側（図１等における左側）の方向に向かいつつ、径方向外側（図１等における上側）の方向に向かう斜め方向に延びる第三のリップ部１１ａとの間で形成されているシール部、あるいは、ステンレス製の第二の円筒状部７の外周面７ｂと、軸方向で内側（図４等における左側）の方向に向かいつつ、径方向内側（図４等における下側）の方向に向かう斜め方向に延びる第三のリップ部１１ａとの間で形成されているシール部及び、これらのシール部とステンレス製の第一の円筒状部５の外周面と第二のリップ部１０との間で形成される第二の密閉空間１５の存在によってグリースの流出が効果的に防止される。

更に、本発明によれば、図１〜図９図示のように、シール環８とシール体４とが軸受けに装着されて、本発明の軸受シール１が、相対回転する２つの部材（ポンプ軸５３、外輪５４）からなる軸受に装着されると、軸方向で内側（図１等における左側）の方向に向かいつつ、径方向外側（図１等における上側）の方向に向かう斜め方向に延びる第三のリップ部１１ａが、シール環８の第二の円筒状部７の内周壁７ａに摺接してシール部が形成される。あるいは、軸方向で内側（図４等における左側）の方向に向かいつつ、径方向内側（図４などにおける下側）の方向に向かう斜め方向に延びる第三のリップ部１１ｂが、シール環８の第二の円筒状部７の外周壁７ｂに摺接してシール部が形成される。

そこで、軸受のズレが生じている、あるいは、取付誤差が生じている等々によって軸方向（図１等における左右方向）にズレが生じている場合であっても、この第三のリップ部１１ａ、１１ｂとシール環８の第二の円筒状部７の内周壁７ａあるいは外周壁７ｂとの間でシール部が形成されることによって、このズレを吸収することができるので、軸方向のズレに効果的に対応することができる。

図７〜図９は、図１〜図３図示の本発明の軸受シールにおける本発明の他の実施形態を表すものである。

図１〜図３では、シール環８の第一の円筒状部５は、直接、相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定されていたが、図７〜図９では、軸受の軸方向に延びる円筒状部２１と当該円筒状部２１の軸方向外側の端から径方向に延びるフランジ部２０とからなるスリンガー２３を介して、シール環８の第一の円筒状部５が相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定されている。

この点以外、図７〜図９図示の実施形態は、図１〜図３図示の実施形態と同一であるので、共通する構成部材に共通する符号を付けて、その説明及び、作用、効果の説明を省略する。

図７〜図９図示の実施形態によれば、前述した図１〜図３図示の実施形態によって発揮される作用、効果に加えて、次のような作用、効果が発揮される。

ポンプハウジング５０とポンプ軸５３との間の空間５８（図１０）に冷却水が侵入したり、当該冷却水が加熱されて水蒸気が発生した場合であっても、フランジ部２０が存在していることによって、そのような冷却水や水蒸気が、ゴムなどからなる第二のリップ部９や、弾性体３に、直接、当たるのを防止できる。また、スリンガー２３が、ポンプ軸５３の周方向に回転することにより、前記の冷却水や水蒸気などを、図７〜図９図示の例でいえば、径方向外側（矢印２４方向）へ排除し、前記の冷却水や水蒸気などが、ゴムなどからなる第二のリップ部９や、弾性体３に、直接、当たるのを防止できる。これによって、ゴムなどからなる弾性体３の製品寿命を延ばすことができる。

また、図７〜図９図示のように、シール環８の第一の円筒状部５が、軸受の軸方向に延びる円筒状部２１と当該円筒状部２１の軸方向外側の端から径方向に延びるフランジ部２０とからなるスリンガー２３を介して相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定されているので、軸受シール１を、シール体４、シール環８、スリンガー２３から組み立てた後、軸受シール１が簡単には分解しなくなるので有利である。

更に、軸受シール１を、シール体４、シール環８、スリンガー２３から図７〜図９図示のように組み立てた後、圧入治具を用いて軸受に嵌合する際、スリンガー２３が存在していることによって、圧入治具と軸受シール１との接触面積を広くとることができる。これによって、軸受シール１を、よりスムーズに軸受に嵌合することが可能になる。

なお、図示していないが、図４〜図６図示の実施形態においても、同様に、軸受の軸方向に延びる円筒状部２１と、当該円筒状部２１の軸方向外側の端から径方向に延びるフランジ部２０とからなるスリンガー２３を介して、シール環８の第一の円筒状部５が相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定されている形態を採用することによって、同様の作用、効果を発揮させることができる。

産業上の利用の可能性

本発明の軸受けシールは、相対回転する軸受の一方の部材と他方の部材との間に装着されて、長期にわたる過酷な使用環境の下で使用されても確実なシール機能を発揮することができ、軸受のズレ、取り付け誤差等によって生じる軸方向のズレに対して効果的に対応することができる。

そこで、例えば、図１０図示のように、一端部にインペラが、他端部にプーリがそれぞれ備えられているポンプ軸が、軸受の外輪に転動体を介して回動自在に取り付けられていると共に、当該外輪の両端部に、軸受内部を密封する軸受シールが設けられているウォータポンプ軸受において、前記外輪の両端部に設けられている軸受シール中、インペラ側の軸受シールに本発明の軸受シールを採用してウォータポンプ軸受を提供することができる。

このように、インペラ側の軸受シールに本発明の軸受シールが採用されているウォータポンプ軸受によれば、軸受内部への水分の侵入を効果的に防止し、軸受け内部からのグリースの流出を効果的に防止できると共に、軸受のズレが生じている、あるいは、取付誤差が生じている等々によって軸方向にズレが生じている場合であっても、第三のリップ部１１ａ、１１ｂとシール環８の第二の円筒状部７の内周壁７ａあるいは外周壁７ｂとの間でシール部が形成されることによって、このズレを吸収し、軸方向のズレに効果的に対応することが可能なウォータポンプ軸受を提供することができる。

本発明の軸受シールの一部を省略して表した断面図。 図１図示の実施形態における他の軸受シールの一部を省略して表した断面図。 図１図示の実施形態における更に他の軸受シールの一部を省略して表した断面図。 本発明の参考例の軸受シールの一部を省略して表した断面図。 図４図示の実施形態における他の軸受シールの一部を省略して表した断面図。 図４図示の実施形態における更に他の軸受シールの一部を省略して表した断面図。 本発明の更に他の軸受シールの一部を省略して表した断面図。 図７図示の実施形態における他の軸受シールの一部を省略して表した断面図。 図７図示の実施形態における更に他の軸受シールの一部を省略して表した断面図。 ウォータポンプのウォータポンプ軸受部を説明する一部を省略した断面図。

符号の説明

１ 軸受シール
２ 補強環
３ 弾性体
４ シール体
５ 第一の円筒状部
６ フランジ部
７ 第二の円筒状部
７ａ 第二の円筒状部の内周壁
７ｂ 第二の円筒状部の外周壁
８ シール環
９ 第一のリップ部
１０ 第二のリップ部
１１ａ 第三のリップ部
１１ｂ 第三のリップ部
１２ 嵌合溝
１３ コブ状の端部
１４ 第一の密閉空間
１５ 第二の密閉空間
２３ スリンガー
５１ インペラ
５２ プーリ
５３ ポンプ軸
５３ａ ポンプ軸の周壁
５５ 転動体
５４ 外輪

Claims (2)

1. 相対回転する軸受の一方の部材と他方の部材とにそれぞれ嵌合固定されるシール環と、シール体とからなり、
   前記シール体は、径方向の一端側が前記相対回転する軸受の他方の部材の周壁に嵌合固定される補強環と、当該補強環によって補強された弾性体とからなり、
   前記シール環は、前記シール体の径方向に直交する前記軸受の軸方向に伸び、前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定される第一の円筒状部と、当該第一の円筒状部から径方向に延びるフランジ部と、当該フランジ部の先端側から前記軸受の軸方向外側に向かって延びる第二の円筒状部とを備えており、
   当該弾性体は、
   前記シール環とシール体とが前記軸受に装着された際に、
   前記補強環の前記一端側に対向する他端側から軸方向における外側方向に向かいつつ径方向における前記一端側に対向する他端側方向に向かって延びて、前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁又は前記シール環の第一の円筒状部の周壁に摺接する第一のリップ部と、
   当該第一のリップ部より前記軸受の軸方向で内側に位置し、前記補強環の前記一端側に対向する他端側から軸方向における外側方向に向かいつつ径方向における前記一端側に対向する他端側方向に向かって延びて、前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁又は前記シール環の第一の円筒状部の周壁に摺接する第二のリップ部と、
   当該第二のリップ部より前記軸受の軸方向で内側に位置し、前記補強環の前記一端側に対向する他端側から径方向外側及び前記軸受の軸方向内側に向かって斜めに延びて、前記シール環の第二の円筒状部の径方向内側の周壁に摺接する第三のリップ部と
   を備えていることを特徴とする軸受けシール。
2. 相対回転する軸受の一方の部材と他方の部材とにそれぞれ嵌合固定されるシール環と、シール体とからなり、
   前記シール体は、径方向の一端側が前記相対回転する軸受の他方の部材の周壁に嵌合固定される補強環と、当該補強環によって補強された弾性体とからなり、
   前記シール環は、前記シール体の径方向に直交する前記軸受の軸方向に伸び、前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定される第一の円筒状部と、当該第一の円筒状部から径方向に延びるフランジ部と、当該フランジ部の先端側から前記軸受の軸方向外側に向かって延びる第二の円筒状部とを備えており、
   前記シール環の第一の円筒状部は、前記軸受の軸方向に延びる円筒状部と、当該円筒状部の軸方向外側の端から径方向に延びるフランジ部とからなるスリンガーを介して前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定されるものであって、当該スリンガーの円筒状部の一方の周面が前記第一の円筒状部に嵌合固定されると共に他方の周面が前記相対回転する軸受の一方の部材の周壁に嵌合固定され、
   前記弾性体は、
   前記シール環とシール体とが前記軸受に装着された際に、
   前記補強環の前記一端側に対向する他端側から軸方向における外側方向に向かいつつ径方向における前記一端側に対向する他端側方向に向かって延びて、前記スリンガーの円筒状部一方の周面又は前記シール環の第一の円筒状部の周壁に摺接する第一のリップ部と、
   当該第一のリップ部より前記軸受の軸方向で内側に位置し、前記補強環の前記一端側に対向する他端側から軸方向における外側方向に向かいつつ径方向における前記一端側に対向する他端側方向に向かって延びて、前記スリンガーの円筒状部一方の周面又は前記シール環の第一の円筒状部の周壁に摺接する第二のリップ部と、
   当該第二のリップ部より前記軸受の軸方向で内側に位置し、前記補強環の前記一端側に対向する他端側から径方向外側及び前記軸受の軸方向内側に向かって斜めに延びて、前記シール環の第二の円筒状部の径方向内側の周壁に摺接する第三のリップ部と
   を備えていることを特徴とする軸受けシール。

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