JPH10196663A - ウォータポンプ用軸受シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸受内部への冷却水や水蒸気などの侵入を確
実に防止し、同時に軸受内部のグリースの流出を防止
し、高耐久性、長寿命化が図り得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。 【解決手段】 軸体12に嵌合固定された第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
方向に延びた第２円筒部1523とで構成された軸側シール
環152 と、補強環1511と、該補強環1511に添着され、外
輪側から軸方向に主リップ1513と第１副リップ1512とを
延設すると共に、該主リップ1513よりも外径側に位置し
て軸方向外側に第２副リップ1514を延設してなる弾性体
とで構成された外輪側シール環151 とを有し、少なくと
も前記主リップ1513が軸側シール環152 の第１円筒部15
21の外周面1524と摺接すると共に、該主リップ1513の外
周に環状のガータスプリング153 を外嵌し、第２副リッ
プ1514が軸側シール環152 の第１円筒部1521より外側部
との間で接触または非接触のシール部を形成している。

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（転動軸受）
によりケーシングに支承して形成され、通常のポンプと
同様に前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、前記シール付
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、該従来技術は前記公報の第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
侵入しやすいものであった。

【０００６】本願出願人は、前記従来技術の改良とし
て、軸体に嵌合固定された第１円筒部とこれよりも外径
側に延びた中間部とこれに続き軸方向に延びた第２円筒
部とで構成された軸側シール環と、補強環に弾性体が添
着され、該弾性体は外輪側から軸方向に主リップと第１
副リップとを延設すると共に、該主リップよりも外径側
に位置して軸方向外側に第２副リップを延設してなる外
輪側シール環とで構成したものを出願している。しか
し、近年の車両の長寿命化の要求に応じ、ウォータポン
プ用転がり軸受も長寿命化が要求されるようになり、前
記改良技術よりもさらに優れた耐久性を得られるものが
望まれている。

【０００７】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、軸受内部への冷却水や水蒸気などの侵入を確実に防
止し、同時に軸受内部のグリースの流出を防止し、高耐
久性、長寿命化が図り得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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明がなした技術的手段は、一端側にプーリを備え
他端側にインペラを備えた軸体と、ケーシングに固定さ
れた外輪との間に複数列の転動体を有し、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、イ
ンペラ側のシール環は、軸側シール環と外輪側シール環
とで構成されており、軸側シール環は、軸体に嵌合固定
された第１円筒部とこれよりも外径側に延びた中間部と
これに続き軸方向に延びた第２円筒部とで構成され、外
輪側シール環は、補強環と、該補強環に添着され、外輪
側から軸方向に主リップと第１副リップとを延設すると
共に、該主リップよりも外径側に位置して軸方向外側に
第２副リップを延設してなる弾性体とで構成され、少な
くとも前記主リップが軸側シール環の第１円筒部の外周
面と摺接すると共に、該主リップの外周に環状のガータ
スプリングを外嵌し、第２副リップが軸側シール環の第
１円筒部より外側部との間で接触または非接触のシール
部を形成していることである。

【０００９】

【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
タポンプの一実施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。

【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。

【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。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。

【００１２】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151 と軸側シール
環152 からなるシール環である。

【００１３】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、前記弾性体にお
ける主リップ1513の外周に外嵌される環状のガータスプ
リング153 とで構成されている。

【００１４】前記ガータスプリング153 は、環状に構成
され、主リップ1513の外周に締付け状態で外嵌されてい
る。また、ガータスプリング153は、主リップ1513の外
周に締付け状態で外嵌されるものであれば、その線径等
において限定されるものではない。従って、主リップ15
13は、ガータスプリング153 の弾性により締め付けられ
ているため、主リップ1513が塑性変形あるいは摩耗しよ
うとしてもしめしろがなくならない。また、特に限定さ
れるものではないが、主リップ1513におけるガータスプ
リング締付け位置に、該ガータスプリング153 の収容溝
を設けるものとしてもよい。

【００１５】また、外輪側シール環151 は、第１副リッ
プ1512が軸方向内向きに設けられて軸体12の外周面と接
触し、また主リップ1513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が軸側シール
環152 の第２円筒部1523の外周面1525との間で接触のシ
ール部を形成する。

【００１６】一方、前記軸側シール環152 は、耐腐蝕性
に富む特殊鋼板、例えばステンレス鋼板を用いて成形さ
れたもので、その形状は断面略コ字状にして前記軸体12
に緊密嵌合固定される第１円筒部1521と、これよりも外
径側に延びた中間部1522と、これに続き軸方向に延びた
第２円筒部1523とから構成されてなる。

【００１７】前記実施例において、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
の外周に接触していることにより、軸受内のグリースが
洩れるのを防ぐと共に、主リップ1513がガータスプリン
グ153 の弾性締付力により軸側シール環152 の第１円筒
部1521の外周面と緊密に接することにより、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。尚、本実施例においては第１副リップ15
12は軸体の外周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。

【００１８】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の外周面に接
触（または非接触状態）により外部シールの役目をなす
シール部が形成され、該シール部により、該軸側シール
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。

【００１９】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の外周面と接触すると共に、主
リップ1513がガータスプリング153 の弾性締付力により
第１円筒部1521の外周面1524と緊密に接触することによ
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の外周面との間で接触することにより形成される
シール部の二重構造が形成される。

【００２０】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と平行に軸方向外側に延び、第２円筒部
1523との間に軸方向シール隙間を形成している。また、
腕部1514a の先端に設けられた突起1514b が、第２円筒
部1523の外周面と接触している。このような構成とする
ことで、第２副リップ1514は、グリース等の潤滑のない
状態で第２円筒部1523と摺接するが、剛性が小さいため
摩耗を少なくすることができる。

【００２１】さらに、仮に突起1514b が摩耗し、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、
水蒸気等の侵入は防止される。また、軸側シール環152
の第２円筒部1523先端は、軸方向内側に延びており、外
輪側シール環151 との間でラビリンスシールを形成して
いる。

【００２２】図３は本発明の第２実施例を示す要部拡大
断面図で、前記第１実施例と異なる点は補強環1511を有
する外輪側シール環151 の第１副リップ1512と主リップ
1513の両リップが、軸体12に緊密嵌合固定された軸側シ
ール環152 の第１円筒部1521の外周面1524と接触状態に
したところにある。

【００２３】このような構成によれば、さらに第１副リ
ップ1512が軸側シール環152の第１円筒部1521の外周面1
524と摺接しているため、軸受内のグリースが洩れるの
を防ぐことができる。その他の作用効果は前記第１実施
例と略同一につき、同一箇所に同一符号を付してその説
明を省略する。

【００２４】図４は本発明の第３実施例を示す要部拡大
断面図で、前記第２実施例と異なる点は、補強環1511を
有する外輪側シール環151 の第２副リップ1514が軸方向
外側に延び、該第２副リップ1514に対応する軸側シール
環152 の第２円筒部1523の周囲には、ゴム、合成樹脂な
どの弾性体よりなり、かつ外周面に断面ほぼＬ字状の周
段部を有する軸方向内向きの非接触型シール部（膨出
部）1526を設けたところにある。

【００２５】該非接触型シール部1526は、前記第２副リ
ップ1514の端面1515に接触しない程度に突出した複数個
の突出部1527が、前記断面ほぼＬ字状の周段部の外周隅
部の周囲に所要間隔をおいて形成されている。

【００２６】従って、前記外輪側シール環151 の第２副
リップ1514と軸側シール環152 の非接触型シール部1526
間に形成されるラビリンスシールにより冷却水、水蒸気
などの侵入を防止することができるとともに、前記突出
部1527による有効な振り切り効果が得られる。その他の
作用効果は前記第１実施例および第２実施例と略同一に
つき、同一箇所に同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００２７】また、上述した各実施例は本発明装置の実
施の一例にすぎず、何等これに限定されるものでなく本
発明の範囲内における変更は任意である。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、前記構成を有するものとした
ため、冷却水や水蒸気などの軸受内部への侵入防止を確
実に図ると共に、軸受内部のグリースの流出を防止し、
高耐久性、長寿命化を図るという目的を十分に達成し得
るウォータポンプ用軸受シール装置を提供することがで
きた。

【００２９】すなわち、外輪側シール環の第１副リップ
及び軸側シール環の第１円筒部の外周面と摺接する主リ
ップにより形成されるシール部が、軸受内部からのグリ
ース洩れを防止すると共に、外部からの異物の侵入防止
機能を発揮すると共に、外輪側シール環の第２副リップ
と軸側シール環の第１円筒部より外側で形成されるシー
ル部が、第２副リップの腕部と第２円筒部との間に軸方
向シール隙間を形成することにより、ウォータポンプ内
の冷却水、水蒸気の侵入をくい止めることができ、そし
て、前記主リップがガータスプリングの弾性により締め
付けられ常にしめしろが確保されているため、たとえ外
輪側シール環の第２副リップと軸側シール環の第１円筒
部より外側で形成されるシール部より水が侵入し、主リ
ップが塑性変形あるいは摩耗しようとしても水の侵入防
止が長期にわたって維持される。

【００３０】また、軸受寿命の著しい延長が図れること
は勿論のこと、軸方向スペースを増すことなく従来の設
備で対応でき、強力なシール機能を如何なく発揮できる
ため、ウォータポンプ自体の信頼性を高めることができ
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第１
実施例を示す要部縦断面図である。

【図２】 図１の要部拡大断面図である。

【図３】 本発明の第２実施例を示す要部拡大断面図で
ある。

【図４】 本発明の第３実施例を示す要部拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

10：ウォータポンプ用軸受 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 ：シール環 151：外輪側シール環 1511：補強環 1512：第１副リップ 1514：第２副リッ
プ 1513：主リップ 152：軸側シール
環 1521：第１円筒部 1522：中間部 1523：第２円筒部 1524：外周面 1525：外周面 153：ガータスプ
リング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端側にプーリを備え他端側にインペラ
   を備えた軸体と、ケーシングに固定された外輪との間に
   複数列の転動体を有し、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、インペラ側のシール
   環は、軸側シール環と外輪側シール環とで構成されてお
   り、軸側シール環は、軸体に嵌合固定された第１円筒部
   とこれよりも外径側に延びた中間部とこれに続き軸方向
   に延びた第２円筒部とで構成され、外輪側シール環は、
   補強環と、該補強環に添着され、外輪側から軸方向に主
   リップと第１副リップとを延設すると共に、該主リップ
   よりも外径側に位置して軸方向外側に第２副リップを延
   設してなる弾性体とで構成され、少なくとも前記主リッ
   プが軸側シール環の第１円筒部の外周面と摺接すると共
   に、該主リップの外周に環状のガータスプリングを外嵌
   し、第２副リップが軸側シール環の第１円筒部より外側
   部との間で接触または非接触のシール部を形成している
   ことを特徴とするウォータポンプ用軸受シール装置。