JPH09228990A - ウォータポンプ用軸受シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウォータポンプ用軸受において、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
する。 【構成】 インペラ側のシール環は、一端部1611a が外
輪101 に固定され、円筒状に形成された中間部1611b を
介して、他端部1611c が軸体側に延びる補強環1611と、
ゴム、合成樹脂などの弾性体で形成した軸方向内向きの
第１副リップ1612と軸方向外向きの主リップ1613と、該
主リップ1613よりも外径側に位置する第２副リップ1614
とを備えた外輪側シール環161 と、軸体に嵌合固定され
た円筒部1621と、これよりも外径側に延びた部分とを有
する軸体と共に回転する軸側シール環162 とで構成さ
れ、前記第１副リップ1612及び主リップ1613が軸側シー
ル環162 の円筒部1621の外周面と摺接し、第２副リップ
1614が主リップ1613よりも外径側で軸側シール環162 の
内側と摺接している。

Description

【発明の詳細な説明】

【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用軸受シール装置、詳しく
は、ウォータポンプ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
の流出を防止する軸受シール装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの冷却水を圧送するウォータポ
ンプは一般に、インペラが固定された回転軸を、軸方向
に間隔を置いて配した複数個のベアリング（転がり軸
受）によりケーシングに支承して形成され、通常のポン
プと同様に上記軸受内への冷却水の侵入を防止するた
め、軸受はシール付き密封軸受となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、エンジンに
おいては運転、停止が繰り返されるため、上記シール付
き密封軸受は加熱、冷却されて膨張、収縮を繰り返し、
シール機能を損ないやすくなっている。

【０００４】特にエンジン運転時にエンジン冷却水が加
熱されることによって発生した水蒸気は、シール装置を
通過して軸受内に侵入しやすくなる。ポンプ回転軸を支
持する軸受内には通常、軸受を潤滑するグリース等の潤
滑剤が収納されているが、上述のようにして軸受内に冷
却水、水蒸気が侵入すると、特にこの潤滑剤の潤滑性
能、耐久性が劣下して潤滑不良をきたしポンプ回転軸の
回転抵抗の増大や焼付き等を招く危険がある。

【０００５】そこで、従来の軸受シール装置を見てみる
と、例えば実開昭６２−６６０２６号公報記載のものが
知られており、該公報の第２図、第３図および第４図に
開示されているように、軸受は外周部が外輪端部に固定
され、内周部に形成された複数のラジアルリップが軸の
外周面と摺接する構造のシール体によってシールされて
いる。しかし、この種の従来技術にあっては、内周部に
形成されたラジアルリップのみによってシールされてい
るため、エンジン運転時にエンジン冷却水が加熱される
ことによって発生した水蒸気が軸受内に侵入しやすい。

【０００６】また、実開昭６０−１０７４５９号公報記
載のものも知られているが、該従来技術は、複数のラジ
アル接触リップを有する外輪環と、該外輪環のシールリ
ップと接触する金属で形成された内輪環とよりなり、外
輪環の主シールリップを小径側に、補助シールリップを
大径側にそれぞれ外方に突出させて設け、内輪環は外輪
環より小径で、複数の軸方向部をもち、主シールリップ
及び補助シールリップを内輪環のそれぞれの軸方向外周
面に接触させる構造のものであり、補助シールリップは
内輪環と４５゜の角度をもって接触している。しかし、
この種の従来技術にあっては、主シールリップ及び補助
シールリップの２重のシール構造により、エンジン運転
時にエンジン冷却水が加熱されることによって発生した
水蒸気が軸受内に入り込むのを防止するのは効果的であ
るが、主シールリップは外方に向け突出しているために
軸受内のグリースの流出を防止することは不十分であっ
た。

【０００７】また、実開昭６２−６９６２５号公報記載
のものも知られている。該従来技術は、自動車のホイー
ルを支持する軸受装置であり、そのシール装置は、補強
環と第１副リップと主リップと第２副リップを有する外
輪側シール環と、第１円筒部と中間部と第２円筒部とを
有する軸側シール環とが設けられており、第２副リップ
は、軸側シール環の内側でラビリンスシールを構成し、
補強環は、円筒部が外輪に固定され、それに続き内輪側
に真直ぐに延びる部分を有する。しかしながら、第１副
リップは補強環と離れており、剛性において劣る。

【０００８】また、実開昭６３−６９８２０号公報記載
のものも知られている。該従来技術は、外輪に固定さ
れ、内輪側に延びる補強環と第１副リップと主リップと
第２副リップを有する外輪側シール環と、円筒部と、こ
れよりも外径側に延びた部分とを有する軸側シール環と
が設けられており、第１副リップと主リップは軸側シー
ル環の円筒部と摺接し、第２副リップは軸側シール環の
外径側に延びた部分の外側で摺接する。しかしながら、
この従来技術は、内輪側へ延びた補強環の先端部が、第
１副リップまで達しておらず第１副リップの緊迫力は弱
い。

【０００９】本発明は、従来技術の有するこのような問
題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
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の流出を防
止するウォータポンプ用軸受シール装置を提供すること
である。

【００１０】

【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。ケーシングに固定され
た外輪と、一端側にプーリを備え、他端側にインペラを
備えた回転する軸体との間に複数列の転動体を有し、か
つ前記外輪の両端部に固定されたシール環によって軸体
との間をシールしてなるウォータポンプ用軸受シール装
置において、前記シール環のうち、インペラ側のシール
環は、一端部が外輪に固定され、円筒状に形成された中
間部を介して、他端部が軸体側に延びる補強環と、ゴ
ム、合成樹脂などの弾性体で形成した軸方向内向きの第
１副リップと軸方向外向きの主リップと、該主リップよ
りも外径側に位置する第２副リップとを備えた外輪側シ
ール環と、軸体に嵌合固定された円筒部と、これよりも
外径側に延びた部分とを有する軸体と共に回転する軸側
シール環とで構成され、前記第１副リップ及び主リップ
が軸側シール環の円筒部の外周面と摺接し、第２副リッ
プが主リップよりも外径側で軸側シール環の内側と摺接
していることである。

【００１１】

【作用】本発明の構成によれば、主リップが軸側シール
環の円筒部の外周面と摺接することにより、外部からの
異物の侵入を防止し、第１副リップが軸側シール環の円
筒部の外周面と摺接することにより、軸受内のグリース
が洩れるのを防止している。また、補強環を一端部を外
輪に固定し、円筒状に形成された中間部を介して他端部
が軸体側へ延びるようにし、その先端が第１副リップの
根元まで延びているので第１副リップは緊迫力をもって
円筒部の外周面と摺接することができる。さらに、第２
副リップが主リップよりも外径側で軸側シール環の内側
と摺接していることにより、軸受内への冷却水、水蒸気
の侵入を防止することができる。

【００１２】

【実施例】以下図に基づいて本発明の技術的手段の一実
施例を説明する。図１は本発明装置を組込んだウォータ
ポンプの一例を示す要部縦断面図、図２は図１の要部拡
大断面図である。

【００１３】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。

【００１４】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12の一端側にはプーリ
130 を備え、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。

【００１５】15は前記外輪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161 と軸側シール環
162 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161 は補強環1611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1612と軸方向外向きの主リップ1613と該主リップ16
13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1614とから構成されてなる。 また、補強環1611は
一端部1611aを外輪101 に固定され、円筒状に形成され
た中間部1611b を介して他端部1611cが軸体側に延びて
いる。

【００１６】次に、前記軸側シール環162 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、前記軸体12に緊密嵌合固定される第１円筒部16
21とこれよりも外径側に延びた中間部1622とこれに続き
軸方向内側に延びた第２円筒部1623と第２円筒部1623か
ら半径方向外方に延びたフランジ部1627とから構成され
てなる。

【００１７】前記外輪側シール環161 の前記第１副リッ
プ1612が軸方向内向きに設けられて、主リップ1613が軸
方向外向きに設けられて、ともに前記軸側シール環162
の第１円筒部1621の外周面1624と接してシール部を形成
し、第２副リップ1614が軸側シール環162 の第２円筒部
1623の内周面1625との間で接触のシール部を形成する。

【００１８】上記実施例において、外輪側シール環161
の第１副リップ1612は軸方向内向きに設けられ、また主
リップ1613が軸方向外向きに設けられて、ともに軸側シ
ール環162 の第１円筒部1621の外周面1624と摺接するこ
とにより、第１副リップ1612は軸受内のグリースが洩れ
るのを防ぎ、主リップ1613は外部からの異物の侵入を防
止する中間シールの役目をなすシール部が形成される。

【００１９】また、外輪側シール環161 の補強環1611
は、一端部1611a が外輪101 に固定され、円筒状に形成
された中間部1611b を介して、他端部1611c が軸体側に
延びているので、他端部1611cは一端部1611aより軸方向
外側に位置し、他端部1611c の先端は第１副リップ1612
の根元まで達し補強している。このため第１副リップ16
12は第１円筒部1621の外周面1624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。

【００２０】また、外輪側シール環161 の第２副リップ
1614が軸側シール環162 の第２円筒部1623の内周面1625
と摺接するシール部が形成され、さらに、軸側シール環
162の第２円筒部1623を半径方向外方に延びたフランジ
部1627の側壁1628と外輪101の端面1013間との間にすき
まＣによりラビリンスシールを形成している。これによ
り、ウォータポンプ内の冷却水、水蒸気の侵入をくい止
めることができる。

【００２１】要するに、本発明の軸受シール装置は、第
１副リップ1612及び主リップ1613が第１円筒部1621の外
周面1624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1614が第２円筒部1623の内周面1625と接触
することにより形成されるシール部の二重構造が形成さ
れる。また、ラビリンスシールがフランジ部1627の側壁
1628と外輪101 の端面1013間のすきまＣにより形成され
る。

【００２２】

【発明の効果】以上実施例にて述べたように、シール部
を二重シール構造としたことにより軸方向スペースを増
すことなく低トルクで、かつ強力なシール機能を如何な
く発揮できる。 特に、主リップが軸側シール環の円筒
部の外周面と摺接することにより、外部からの異物の侵
入を防止し、第１副リップが軸側シール環の円筒部の外
周面と摺接することにより、軸受内のグリースが洩れる
のを防止している。また、補強環を一端部を外輪に固定
し、円筒状に形成された中間部を介して、他端部が軸体
側へ延びるようにし、その先端が第１副リップの根元ま
で延びているので、第１副リップは緊迫力をもって円筒
部の外周面と摺接することができる。さらに、第２副リ
ップが主リップよりも外径側で軸側シール環の内側と摺
接していることにより、軸受内への冷却水、水蒸気の侵
入を防止することができる。従って、軸受寿命の著しい
延長が図れることは勿論のこと、ウォータポンプ自体の
信頼性を高めることのできるなど本発明特有の作用効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置を組込んだウォータポンプの要部断
面図である。

【図２】図１の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

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 161 : 外輪側シール環 1611 : 補強環 1611a : 一端部 1611b: 中間部 1611c : 他端部 1612 : 第１副リップ 1613 : 主リップ 1614 : 第２副リップ 162 : 軸側シール環 1621 : 第１円筒部 1622 : 中間部 1623 : 第２円筒部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングに固定された外輪と、一端側
   にプーリを備え、他端側にインペラを備えた回転する軸
   体との間に複数列の転動体を有し、かつ前記外輪の両端
   部に固定されたシール環によって軸体との間をシールし
   てなるウォータポンプ用軸受シール装置において、前記
   シール環のうち、インペラ側のシール環は、一端部が外
   輪に固定され、円筒状に形成された中間部を介して、他
   端部が軸体側に延びる補強環と、ゴム、合成樹脂などの
   弾性体で形成した軸方向内向きの第１副リップと軸方向
   外向きの主リップと、該主リップよりも外径側に位置す
   る第２副リップとを備えた外輪側シール環と、軸体に嵌
   合固定された円筒部と、これよりも外径側に延びた部分
   とを有する軸体と共に回転する軸側シール環とで構成さ
   れ、前記第１副リップ及び主リップが軸側シール環の円
   筒部の外周面と摺接し、第２副リップが主リップよりも
   外径側で軸側シール環の内側と摺接していることを特徴
   とするウォータポンプ用軸受シール装置。