JPH09222122A - ウォータポンプ用複列玉軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コスト及び重量の増大を抑えつつ、負荷容量
を増大させ、十分な耐久性を確保する。 【構成】 第一の外輪軌道１０ｂと第一の内輪軌道１３
との間、並びに第二の外輪軌道１１と第二の内輪軌道１
４との間にそれぞれ複数個ずつの玉１５、１５を設け
て、外輪１２の内側に回転軸３を支持する。第一の外輪
軌道１０ｂと第一の内輪軌道１３との間に設ける玉１５
の数を、第二の外輪軌道１１と第二の内輪軌道１４との
間に設ける玉１５の数よりも多くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係るウォータポンプ用
複列玉軸受は、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に組み込んだ状態で使用する。

【０００２】

【従来の技術】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６に示す様に構成され
ている。円筒形のハウジング１は、一端部（図６の右端
部）外周面に形成した取付フランジ２によって、エンジ
ンのシリンダブロックに固定される。このハウジング１
の内側には回転軸３を、本発明の対象となる複列玉軸受
４により、回転自在に支持している。この複列玉軸受４
の軸方向（図６の左右方向）両端部にはシールリング
５、５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。又、この回転軸３の他端部（図６の左端部）で
上記ハウジング１の他端（図６の左端）開口から突出し
た部分には、プーリ６を固定している。

【０００３】エンジンへの組み付け状態では、このプー
リ６に図示しないベルトを掛け渡し、上記回転軸３をエ
ンジンのクランクシャフトにより回転駆動する。一方、
上記回転軸３の一端部で上記取付フランジ２の一側面
（図６の右側面）から突出した部分には、インペラ７を
固定している。即ち、上記回転軸３の一端部にハブ８を
外嵌固定し、このハブ８の周囲に上記インペラ７を固定
している。上記取付フランジ２をエンジンのシリンダブ
ロックに固定した状態でこのインペラ７は、このシリン
ダブロック内に設けたウォータジャケットの内側に入り
込む。そして、上記回転軸３の回転に伴って、上記ウォ
ータジャケット内の冷却水を、図示しないラジエータ等
との間で循環させる。更に、回転軸３の外周面とハウジ
ング１の内周面との間にはメカニカルシール９を設けて
いる。このメカニカルシール９は、エンジンの運転時、
回転軸３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。

【０００４】図７は、上述の様なウォータポンプに組み
込まれて、インペラ７（図６）を駆動する為の回転軸３
を支持する複列玉軸受４を、取り出した状態で示してい
る。この複列玉軸受４は、内周面に第一、第二の外輪軌
道１０、１１を有する外輪１２と、外周面に第一、第二
の内輪軌道１３、１４を有する回転軸３と、上記第一、
第二の外輪軌道１０、１１と上記第一、第二の内輪軌道
１３、１４との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設け
られた玉１５、１５とを備える。これら各玉１５、１５
は、それぞれ保持器１６、１６により、円周方向等間隔
に、且つ転動自在に保持されている。上記第一、第二の
外輪軌道１０、１１及び上記第一、第二の内輪軌道１
３、１４は、それぞれ深溝型とし、これら各軌道１０、
１１、１３、１４に対する上記各玉１５、１５の接触角
は、ほぼ０度としている。又、前記シールリング５、５
を構成する芯金１７、１７の外周縁は、上記外輪１２の
両端部内周面に形成した係止溝１８、１８に係止してい
る。そして、これら各芯金１７、１７により補強された
弾性材１９、１９の内周縁を、上記回転軸３の外周面に
摺接させている。

【０００５】上述の様に構成されて前述の様なウォータ
ポンプに組み込まれる複列玉軸受４の場合には、使用条
件によっては必ずしも十分な耐久性を確保できない場合
がある。即ち、近年に於けるエンジンの高出力化とそれ
に伴うベルト材質の変更により、前記プーリ６（図６）
を介して回転軸３に加わるラジアル荷重が大きくなる傾
向となっている。この結果、上記各玉１５、１５の転動
面と第一、第二の外輪軌道１０、１１及び第一、第二の
内輪軌道１３、１４との当接部に大きな面圧が加わる様
になって、これら各転動面及び各軌道１０、１１、１
３、１４の疲れ寿命を確保する事が難しくなる。

【０００６】この様な事情に鑑みて従来から、図８に示
す様に、プーリ６（図６）側（図８の左側）に設ける第
一の外輪軌道１０ａ及び第一の内輪軌道１３ａを円筒面
とすると共に、これら第一の外輪軌道１０ａと第一の内
輪軌道１３ａとの間に保持器１６ａにより複数のころ２
０を転動自在に設けた複列軸受２１が知られている。こ
の様な複列軸受２１の場合には、上記プーリ６側部分の
負荷容量を大きくし、このプーリ６から回転軸３に加え
られる大きなラジアル荷重を支承する事ができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図８に示した様な、こ
ろ２０を組み込んだ複列軸受２１の場合には、外輪１２
に対して回転軸３が傾斜すると、各ころ２０の転動面の
端縁と第一の外輪軌道１０ａ及び第一の内輪軌道１３ａ
との間にエッヂロードと呼ばれる過大な荷重が加わる。
そして、この様な荷重に基づいて、上記各軌道１０ａ、
１３ａの疲れ寿命が低下する。又、図７に示した複列玉
軸受４も、図８に示した複列軸受２１も、外輪１２に対
する回転軸３の、軸方向に亙る支持剛性が低く、この回
転軸３が軸方向に亙って振動する事を抑える機能が少な
い。本発明のウォータポンプ用複列玉軸受は、この様な
エッヂロードの発生を防止し、更に必要とすれば、外輪
に対する回転軸の軸方向に亙る支持剛性を確保できる構
造を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のウォータポンプ
用複列玉軸受は、前述した従来のウォータポンプ用複列
玉軸受と同様に、内周面に第一、第二の外輪軌道を有す
る外輪と、外周面に第一、第二の内輪軌道を有する回転
軸と、上記第一、第二の外輪軌道と上記第一、第二の内
輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられ
た玉とを備える。そして、上記回転軸の一端部で上記外
輪の一端開口から突出した部分にインペラを、上記回転
軸の他端部で上記外輪の他端開口から突出した部分にプ
ーリを、それぞれ固定した状態で使用される。特に、本
発明のウォータポンプ用複列玉軸受に於いては、上記第
一の外輪軌道と上記第一の内輪軌道との間（一方の列）
に設ける玉の数と、上記第二の外輪軌道と上記第二の内
輪軌道との間（他方の列）に設ける玉の数とを互いに異
ならせている。又、必要に応じて、上述の様に各列毎に
玉の数を異ならせる為に、玉の数を多くする側の外輪軌
道をカウンタボアとする。更に、必要に応じて、両列の
玉に外向の接触角を持たせる（複列外向きアンギュラ玉
軸受とする）事により、外輪に対する回転軸の軸方向に
亙る支持剛性を確保する。

【０００９】

【作用】上述の様に構成される本発明のウォータポンプ
用複列玉軸受の場合には、玉の数を多くする分、負荷容
量を増大させて、大きなラジアル荷重が加わる条件下で
も十分な耐久性を確保できる。又、各列で玉の数を異な
らせ、複列玉軸受全体としての玉の数を抑えているの
で、コスト及び重量の増大を抑える事ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜４は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。円筒形の外輪１２の内周面に
は、第一、第二の外輪軌道１０ｂ、１１を形成してい
る。これら両外輪軌道１０ｂ、１１のうち、第二の外輪
軌道１１は、前述した従来構造の場合と同様の深溝型と
している。これに対して第一の外輪軌道１０ｂは、図２
に詳示する様な、カウンタボア型としている。又、この
外輪１２の内側に挿通された回転軸３の外周面には、第
一、第二の内輪軌道１３、１４を形成している。これら
両内輪軌道１３、１４は、それぞれ前述した従来構造の
場合と同様の深溝型としている。

【００１１】上記第一の外輪軌道１０ｂと上記第一の内
輪軌道１３との間、及び上記第二の外輪軌道１１と上記
第二の外輪軌道１４との間には、それぞれ複数個ずつの
玉１５、１５を転動自在に設けている。特に、本発明の
ウォータポンプ用複列玉軸受に於いては、上記第一の外
輪軌道１０ｂと上記第一の内輪軌道１３との間に設ける
玉１５、１５の数（図示の例では９個）を、上記第二の
外輪軌道１１と上記第二の内輪軌道１４との間に設ける
玉１５、１５の数（図示の例では６個）よりも多くして
いる。

【００１２】尚、それぞれが深溝型である第二の外輪軌
道１１と第二の内輪軌道１４との間に玉１５、１５を挿
入する際には、上記外輪１２に対して上記回転軸３を偏
心させる。そして、上記外輪１２の内周面と回転軸３の
外周面との間の隙間の幅寸法を、円周方向一部分で大き
くし、この部分から上記玉１５、１５を挿入する。従っ
て、上記両軌道１１、１４間に挿入できる玉１５、１５
の数は限られたものとなる。一方、本発明の複列玉軸受
の場合には、上記第一の外輪軌道１０ｂをカウンタボア
型とする事により、上記外輪１２と回転軸３とを偏心さ
せずに、上記第一の外輪軌道１０ｂと第一の内輪軌道１
３との間に複数の玉１５、１５を挿入自在としている
（必要とする玉１５、１５を予め第一の内輪軌道１３の
周囲に配置した状態で、外輪１２を外嵌自在としてい
る）ので、この第一の外輪軌道１０ｂと第一の内輪軌道
１３との間に多くの玉１５、１５を挿入できる。更に、
上記第一の外輪軌道１０ｂと上記第一の内輪軌道１３と
の間、並びに上記第二の外輪軌道１１と上記第二の内輪
軌道１４との間に玉１５、１５を設けた状態で、これら
各玉１５、１５は、図１に鎖線で示す様に、外向の接触
角で上記各軌道１０ｂ、１３、１１、１４に接触する。
尚、上記外輪１２の両端部（図１の左右方向両端部）内
周面には、前述の図７〜８に示した従来構造と同様のシ
ールリング５、５を設けている。

【００１３】上述の様に構成される複列玉軸受４ａをウ
ォータポンプに組み込んだ状態では、上記回転軸３の一
端部（図１の右端部）で上記外輪１２の一端開口から突
出した部分にインペラ７（図６）を、上記回転軸３の他
端部（図１の左端部）で上記外輪１２の他端開口から突
出した部分にプーリ６（図６）を、それぞれ固定する。

【００１４】前述の様に構成され、上述の様にウォータ
ポンプに組み込まれる本発明のウォータポンプ用複列玉
軸受の場合には、上記プーリ６側に存在する第一の外輪
軌道１０ｂと第一の内輪軌道１３との間に設けられ、上
記プーリ６から回転軸３に加わるラジアル荷重のうちの
多くを受ける玉１５、１５の数を多くする分、負荷容量
を増大させる事ができる。従って、上記プーリ６に掛け
渡したベルトの張力が大きく、その結果、上記回転軸３
に大きなラジアル荷重が加わる条件下でも、十分な耐久
性を確保できる。又、各列で玉１５、１５の数を異なら
せ、複列玉軸受４ａ全体としての玉１５、１５の数を抑
えているので、コスト及び重量の増大を抑える事ができ
る。又、上記各玉１５、１５に外向の接触角を付与して
いるので、上記回転軸３の軸方向（図１の左右方向）に
亙る支持剛性が向上し、上記複列玉軸受４ａを組み込ん
だウォータポンプの運転音の低減を図れる。

【００１５】次に、図５は本発明の実施の形態の第２例
を示している。本例の場合には、外輪１２の内周面に形
成した１対の外輪軌道１０、１１ａのうち、第一の外輪
軌道１０を深溝型とし、第二の外輪軌道１１ａをカウン
タボア型としている。そして、第二の外輪軌道１１ａと
第二の内輪軌道１４との間に設ける玉１５の数を、第一
の外輪軌道１０と第一の内輪軌道１３との間に設ける玉
１５の数よりも多くしている。エンジンの補機のレイア
ウトによっては、駆動用ベルトを掛け渡すプーリの位置
が前述した第１例の場合と異なり、荷重が大きくなる側
もこの第１例と逆になる場合がある。本例は、この様な
場合に有効である。

【００１６】

【発明の効果】本発明のウォータポンプ用複列玉軸受
は、以上に述べた通り構成され作用するので、低コスト
でしかも十分な耐久性を有するウォータポンプを実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す半部断面
図。

【図２】一部を省略して示す、図１のＡ部拡大図。

【図３】シールリング及び保持器を省略して図１の左方
から見た図。

【図４】同じく右方から見た図。

【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す半部断面
図。

【図６】本発明の対象となる複列玉軸受を組み込んだウ
ォータポンプの断面図。

【図７】従来構造の第１例を示す半部断面図。

【図８】同じく第２例を示す半部断面図。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 取付フランジ ３ 回転軸 ４、４ａ 複列玉軸受 ５ シールリング ６ プーリ ７ インペラ ８ ハブ ９ メカニカルシール １０、１０ａ、１０ｂ 第一の外輪軌道 １１、１１ａ 第二の外輪軌道 １２ 外輪 １３、１３ａ 第一の内輪軌道 １４ 第二の内輪軌道 １５ 玉 １６、１６ａ 保持器 １７ 芯金 １８ 係止溝 １９ 弾性材 ２０ ころ ２１ 複列軸受

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に第一、第二の外輪軌道を有する
   外輪と、外周面に第一、第二の内輪軌道を有する回転軸
   と、上記第一、第二の外輪軌道と上記第一、第二の内輪
   軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた
   玉とを備え、上記回転軸の一端部で上記外輪の一端開口
   から突出した部分にインペラを、上記回転軸の他端部で
   上記外輪の他端開口から突出した部分にプーリを、それ
   ぞれ固定した状態で使用されるウォータポンプ用複列玉
   軸受に於いて、上記第一の外輪軌道と上記第一の内輪軌
   道との間に設ける玉の数と、上記第二の外輪軌道と上記
   第二の内輪軌道との間に設ける玉の数とを互いに異なら
   せた事を特徴とするウォータポンプ用複列玉軸受。