ウォータポンプ軸受
【課題】軸受内部への冷却水や水分の侵入及び、軸受内部からのグリースの流出を防止するウォータポンプ軸受。
【解決手段】補強環と弾性体とからなり基端側が外輪側に固定され先端側がポンプ軸の方向に延びる外輪側シール環と、ポンプ軸に嵌合固定されてポンプ軸と共に回転する回転円筒部と、回転円筒部の軸方向内側において回転円筒部から半径方向外側に延びるフランジ部とからなる軸側シール環とで構成される。外輪側シール環の弾性体の第一のリップ部が軸方向外側に向かって斜めに延びて軸側シール環の回転円筒部の外周面と摺接し、第二のリップ部が軸方向外側に向かって斜めに延びて第一のリップ部が回転円筒部の外周面と摺接している位置よりも軸方向内側において軸側シール環の回転円筒部の外周面と摺接し、第三のリップ部が軸方向内側に向かって斜めに延びて軸側シール環のフランジ部の軸方向外側面と摺接する。
【解決手段】補強環と弾性体とからなり基端側が外輪側に固定され先端側がポンプ軸の方向に延びる外輪側シール環と、ポンプ軸に嵌合固定されてポンプ軸と共に回転する回転円筒部と、回転円筒部の軸方向内側において回転円筒部から半径方向外側に延びるフランジ部とからなる軸側シール環とで構成される。外輪側シール環の弾性体の第一のリップ部が軸方向外側に向かって斜めに延びて軸側シール環の回転円筒部の外周面と摺接し、第二のリップ部が軸方向外側に向かって斜めに延びて第一のリップ部が回転円筒部の外周面と摺接している位置よりも軸方向内側において軸側シール環の回転円筒部の外周面と摺接し、第三のリップ部が軸方向内側に向かって斜めに延びて軸側シール環のフランジ部の軸方向外側面と摺接する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車の水冷エンジン等に用いられるウォータポンプ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の水冷エンジン等に用いられるウォータポンプとしては、図６図示のように、ポンプ軸６３の一端部にインペラ６１を、他端部にプーリ６２をそれぞれ取り付け、プーリ６２を回転することによりインペラ６１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６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６０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６１が、他端部にプーリ６２がそれぞれ備えられているポンプ軸６３が、転動体６５を介して軸受の外輪６４に回動自在に取り付けられている。
【０００３】
外輪６４と、インペラ６１との間には、ポンプハウジング６０とポンプ軸６３との間の空間をシールする目的でメカニカルシール６７が設けられている。
【０００４】
また、外輪６４の両端部には軸受内部をシールする目的でシール体が設けられている。このシール体のうち、インペラ側のシール体６６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。
【０００５】
このような従来公知のウォータポンプにおいて、メカニカルシール６７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６１側からポンプハウジング６０とポンプ軸６３との間の空間６８に入ってくることがある。
【０００６】
一方、前述したインペラ側のシール体６６は、エンジンの運転、停止が繰り返されることにより、加熱あるいは冷却されて膨脹、収縮等を繰り返し、シール機能が損なわれやすい。
【０００７】
そこで、前記のように、ポンプハウジング６０とポンプ軸６３との間の空間６８に侵入した冷却水、あるいは、冷却水が加熱されて発生した水蒸気が、シール体６６の部分を通過して軸受内に侵入することがある。
【０００８】
こうして軸受内に水分が侵入すると、軸受内部に充填されているグリースが劣化したり、軸受内部に錆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という問題があった。
【０００９】
また、前記のように、シール機能が損なわれたシール体６６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６５とポンプ軸６３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、同じく、ウォータポンプの寿命が短くなるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、前述した従来の問題点に鑑み、ウォータポンプ軸受の軸受内部への冷却水や水分の侵入を防止でき、また、軸受内部からのグリースの流出を防止できるウォータポンプ軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、この発明が提案するウォータポンプ軸受は、以下の構造からなるものである。
【００１２】
まず、このウォータポンプ軸受は、従来公知のように、一端部にインペラ６１が、他端部にプーリ６２がそれぞれ備えられているポンプ軸６３が、転動体６５を介して軸受の外輪６４に回動自在に取り付けられていると共に、外輪６４の両端部に、軸受内部をシールするシール体が設けられているものである。
【００１３】
そして、本発明のウォータポンプ軸受は、外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体６６が、以下のような特徴的な構造からなるものである。
【００１４】
第一のシール体は、外輪側シール環３と、軸側シール環６とから構成されている。ここで、外輪側シール環３は、補強環１と補強環１によって補強された弾性体２とからなり、一端部側が外輪６４の内周側に固定され、他端側がポンプ軸６３側に延びているものである。また、軸側シール環６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部４と、回転円筒部４の軸方向内側において、回転円筒部４から半径方向外側に延びるフランジ部５とから構成されている。
【００１５】
そして、外輪側シール環３を構成する弾性体２は、補強環１のポンプ軸６３側に延びている先端側から、更に、ポンプ軸６３側に向かって延びる３個のリップ部７、８、９を備えている。この３個のリップ部の中の第一のリップ部７は、軸方向外側に向かって斜めに延びて軸側シール環６の回転円筒部４の外周面と摺接し、第二のリップ部８は軸方向外側に向かって斜めに延びて、第一のリップ部７が軸側シール環６の回転円筒部４の外周面と摺接している位置よりも軸方向内側において、軸側シール環６の回転円筒部４の外周面と摺接し、第三のリップ部９は、軸方向内側に向かって斜めに延びて軸側シール環６のフランジ部５の軸方向外側面と摺接するものである。
【００１６】
第二のシール体は、外輪側シール環１３と、軸側シール環１６とから構成されている。ここで、外輪側シール環１３は、外輪６４の内周側に固定される第一の円筒部１１ａと、第一の円筒部１１ａの軸方向外側において、第一の円筒部１１ａからポンプ軸６３側に延びる中間部１１ｂと、中間部１１ｂのポンプ軸６３側に延びる終端部側において、中間部１１ｂから軸方向内側に延びる第二の円筒部１１ｃとから構成されている。また、軸側シール環１６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部１４と、回転円筒部１４の軸方向内側において、回転円筒部１４から半径方向外側に延びるフランジ部１５と、回転円筒部１４及びフランジ部１５とに補強されて半径方向外側に延びる弾性体１２とから構成されている。
【００１７】
そして、軸側シール環１６を構成する弾性体１２は、半径方向外側に向かって延びる３個のリップ部１７、１８、１９を備えている。この３個のリップ部の中の、第一のリップ部１７は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第二の円筒部１１ｃの内周面と摺接している。また、第二のリップ部１８は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面又は外輪６４の内周側と摺接している。更に、第三のリップ部１９は軸方向内側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面又は外輪６４の内周側と摺接しているものである。
【００１８】
第三のシール体は、外輪側シール環３３と、軸側シール環３６とから構成されている。ここで、外輪側シール環３３は、外輪６４の内周側に固定される第一の円筒部３１ａと、第一の円筒部３１ａの軸方向外側において、第一の円筒部３１ａからポンプ軸６３側に延びる中間部３１ｂと、中間部３１ｂのポンプ軸６３側に延びる終端部側において、中間部３１ｂから軸方向外側に延びる第二の円筒部３１ｃとから構成されている。また、軸側シール環３６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部３４と、回転円筒部３４の軸方向内側において、回転円筒部３４から半径方向外側に延びるフランジ部３５と、回転円筒部３４及びフランジ部３５とに補強されて半径方向外側に延びる弾性体３２とから構成されている。
【００１９】
そして、軸側シール環３６を構成する弾性体３２は、半径方向外側に向かって延びる３個のリップ部３７、３８、３９を備えている。この３個のリップ部のうち、第一のリップ部３７は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環３３の第二の円筒部３１ｃの内周面と摺接している。また、第二のリップ部３８は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環３３の第一の円筒部３１ａの内周面と摺接している。更に、第三のリップ部３９は、軸方向内側に向かって斜めに延びて外輪側シール環３３の第一の円筒部３１ａの内周面又は外輪６４の内周側と摺接している。
【００２０】
前述したいずれのシール体を採用している本発明のウォータポンプ軸受においても、第一のリップ部７、１７、３７は、軸方向外側に向かいつつ、ポンプ軸６３側あるいは半径方向外側に向かって斜めに延びてシール部を形成する構造になっている。そして、第一のリップ部７、１７、３７によってシール部が形成される位置よりも軸方向内側においてシール部を形成する第二のリップ部８、１８、２８、３８も、第一のリップ部７、１７、３７と同様に、軸方向外側に向かいつつ、ポンプ軸６３側あるいは半径方向外側に向かって斜めに延びてシール部を形成する構造になっている。そこで、このような形態によって形成された二重のシール構造によって、軸受内部への冷却水や、水蒸気等の水分の侵入を効果的に防止することができる。
【００２１】
また、軸側シール環６、１６、３６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部４、１４、３４の軸方向内側において、回転円筒部４、１４、３４から半径方向外側に延びるフランジ部５、１５、３５を備えているので、軸方向内側に向かいつつ、半径方向外側あるいはポンプ軸６３側に向かって斜めに延びてシール部を形成する第三のリップ部９、１９、２９、３９の働きとあいまって、軸受内部からのグリースの流出を効果的に防止することができる。
【００２２】
なお、前述した第二のシール体、第三のシール体を採用するウォータポンプ軸受において、外輪側シール環１３、３３の第一の円筒部１１ａ、３１ａの軸方向外側の一部が、外輪６４の軸方向外側端面６４ａよりも軸方向外側に突出している構造を採用することもできる。このような構造にすれば、ウォータポンプハウジングに水抜き穴７０が設けられている場合に、当該水抜き穴７０からの排水を助けることができるので有利である。
【００２３】
また、このような構造にすれば、外輪側シール環１３、３３の第一の円筒部１１ａ、３１ａが広いスペースを必要としていても、外輪６４の延長が必要でなくなるので、既存の構造をそのまま使用することができて有利である。
【００２４】
前述した本発明のウォータポンプ軸受に採用されているいずれのシール体においても、補強環１、外輪側シール環１３、３３、軸側シール環の回転円筒部４、１４、３４及びフランジ部５、１５、３５は、耐蝕性を有する部材、例えば、ステンレスで形成しておくことが望ましい。これらの部分に錆が生じないようにするためである。そこで、耐蝕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。例えば、鋼材に耐蝕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。
【００２５】
また、弾性体２、１２、３２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。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、ウォータポンプ軸受の軸受内部への冷却水や水分の侵入を効果的に防止できると共に、軸受内部からのグリースの流出を効果的に防止できるウォータポンプ軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明のウォータポンプ軸受に採用され、本発明のウォータポンプ軸受の特徴をなす、外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体６６として採用されるシール体の好ましい実施形態を説明する。以下で説明するシール体以外の他の部分の構造は、図６を用いて説明した従来のものと同一であるので、その説明は省略する。また、従来例を説明した図６において用いた構成要素と同一の構成要素には図６において用いられているものと同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
また、以下の好ましい実施例において添付図面を用いて説明する各構成、形状及び配置関係は、本発明が理解できる程度に概略的に示したものにすぎない。したがって、本発明は、以下の実施例にて説明した形態に限定されず、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本発明のウォータポンプ軸受の外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体の第一の実施形態を説明するものである。
【００３０】
図１図示のシール体は、外輪側シール環３と、軸側シール環６とから構成されている。
【００３１】
外輪側シール環３は、金属製の補強環１と補強環１によって補強され、ゴムなどの弾性体によって形成されている弾性体２とから構成されている。外輪側シール環３の一端部側は、図１図示のように、外輪６４の内周側の嵌合溝６４ｂに固定され、他端側がポンプ軸６３側に延びている。
【００３２】
金属製の軸側シール環６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部４と、回転円筒部４の軸方向内側において、回転円筒部４から半径方向外側に延びるフランジ部５とから構成されている。
【００３３】
外輪側シール環３を構成する弾性体２は、図１図示のように、補強環１のポンプ軸６３側に延びている先端１ａ部分から、更に、ポンプ軸６３側に向かって延びる３個のリップ部７、８、９を備えている。
【００３４】
この３個のリップ部の中の第一のリップ部７は軸方向外側に向かって斜めに延びて軸側シール環６の回転円筒部４の外周面と摺接している。また、第二のリップ部８も軸方向外側に向かって斜めに延びて軸側シール環６の回転円筒部４の外周面と摺接している。ただし、第二のリップ部８が回転円筒部４の外周面と摺接する位置は、図１図示のように、第一のリップ部７が回転円筒部４の外周面と摺接している位置よりも軸方向内側になっている。そこで、回転円筒部４の外周面と、第一のリップ部７と、第二のリップ部８との間に第一の密閉空間部２０が形成されている。
【００３５】
第三のリップ部９は、軸方向内側に向かって斜めに延びて、軸側シール環６のフランジ部５の軸方向外側面と摺接している。そこで、回転円筒部４の外周面とフランジ部５の軸方向外側面と、第三のリップ部９との間に第二の密閉空間部２１が形成されている。
【００３６】
第一〜第三のリップ部７、８、９は、図１図示のように、基端側が外輪６４の内周側の嵌合溝６４ｂに固定されている補強環１の先端１ａ部分から、ポンプ軸６３側の方向に向かって延びている。そこで、第一〜第三のリップ部７、８、９の先端側は、補強環１及びその先端１ａに強く支持されて、回転円筒部４の外周面及びフランジ部５の軸方向外側面に接触することができる。これによって、ウォータポンプ軸受の軸受内部への冷却水や水分の侵入を効果的に防止できると共に、軸受内部からのグリースの流出を効果的に防止できるシール構造となっている。
【００３７】
また、前述した第一の密閉空間部２０を形成する第一のリップ部７と、第二のリップ部８とは、共に、軸方向外側に向かいつつポンプ軸６３側に向かって斜めに延びてシール部を形成している。そこで、このような形態によって形成された二重のシール構造によって、軸受内部への冷却水や、水蒸気等の水分の侵入を効果的に防止することができる。
【００３８】
更に、軸側シール環６の回転円筒部４の軸方向内側において、すなわち、図１図示のように、第二のリップ部８が回転円筒部４の外周面と摺接している位置よりも軸方向内側において、回転円筒部４から半径方向外側に延びるフランジ部５が立上がり、更に、このフランジ部５の軸方向外側面に第三のリップ部９が接触して前述した第二の密閉空間部２１が形成されているので、前述した第一のリップ部７と第二のリップ部８とによる第一の密閉空間部２０を介在させた二重のシール構造とあいまって、軸受内部への冷却水や、水蒸気等の水分の侵入を一層効果的に防止することができる。
【００３９】
また、軸側シール環６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部４の軸方向内側において、回転円筒部４から半径方向外側に延びるフランジ部５を備えているので、軸受内部からのグリースの流出を効果的に防止することができる。たとえ、フランジ部５を越えて流出しようとするグリースがあっても、外輪側シール環３の補強環１の先端１ａ部分から、軸方向内側に向かいつつポンプ軸６３側に向かって延びる第三のリップ部９が、フランジ部５の軸方向外側面に摺接しているので、軸受内部からのグリースの流出を確実に防止することが可能になる。
【００４０】
なお、この実施例における補強環１の形態は図１図示のものに限られない。外輪側シール環３の一端部側を外輪６４の内周面側に固定し、他端側をポンプ軸６３方向に延ばして弾性体２を補強すると共に、補強環１の先端１ａ部分からポンプ軸６３側の方向に向かって延る第一〜第三のリップ部７、８、９の先端側が、補強環１及びその先端１ａに強く支持されて、回転円筒部４の外周面及びフランジ部５の軸方向外側面に接触することを可能とする形態であれば、種々の形状、形態とすることができる。
【００４１】
また、フランジ部５が、回転円筒部４から半径方向外側に延びる位置も、図１図示のものに限られない。第二のリップ部８が回転円筒部４の外周面と摺接している位置よりも軸方向内側において回転円筒部４から半径方向外側に延び、その軸方向外側面に第三のリップ部９が接触できる位置であれば、軸側シール環６の回転円筒部４の軸方向内側の位置のどこから半径方向外側に向けて立ち上がっている形態も採用可能である。
【実施例２】
【００４２】
図２は、本発明のウォータポンプ軸受の外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体の第二の実施形態を説明するものである。
【００４３】
図２図示のシール体は、外輪側シール環１３と、軸側シール環１６とから構成されている。
【００４４】
金属製の外輪側シール環１３は、外輪６４の内周側に固定される第一の円筒部１１ａと、第一の円筒部１１ａの軸方向外側において、第一の円筒部１１ａからポンプ軸６３側に延びる中間部１１ｂと、中間部１１ｂのポンプ軸６３側に延びる終端部側において、中間部１１ｂから軸方向内側に延びる第二の円筒部１１ｃとから構成されている。
【００４５】
軸側シール環１６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する金属製の回転円筒部１４と、回転円筒部１４の軸方向内側において、回転円筒部１４から半径方向外側に延びる金属製のフランジ部１５と、回転円筒部１４及びフランジ部１５とに補強されて半径方向外側に延びるゴムなどの弾性材からなる弾性体１２とから構成されている。
【００４６】
軸側シール環１６を構成する弾性体１２は、半径方向外側に向かって延びる３個のリップ部１７、１８、１９を備えている。
【００４７】
第一のリップ部１７は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第二の円筒部１１ｃの内周面と摺接している。また、第二のリップ部１８は軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面と摺接している。ただし、第二のリップ部１８が第一の円筒部１１ａの内周面と摺接する位置は、図２図示のように、第一のリップ部１７が第二の円筒部１１ｃの内周面と摺接している位置よりも軸方向内側になっている。そこで、第一のリップ部１７と、第一の円筒部１１ａと、中間部１１ｂと、第二の円筒部１１ｃと、第二のリップ部１８とで囲まれる部分に第一の密閉空間部２２が形成されている。
【００４８】
また、第三のリップ部１９は、軸方向内側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面と摺接している。
【００４９】
このように、第二のリップ部１８が軸方向内側に向かって斜めに延び、第三のリップ部１９が軸方向外側に向かって斜めに延びて、それぞれ、外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面に摺接しているので、第二のリップ部１８と第三のリップ部１９と、第一の円筒部１１ａの内周面との間に、第二の密閉空間部２３が形成されている。
【００５０】
第一のリップ部１７は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第二の円筒部１１ｃの内周面と摺接しているので、回転時には遠心力を受けて、第二の円筒部１１ｃの内周面により強く接触する。そこで、シール性能が高められ、軸受内部への冷却水や、水蒸気等の水分の侵入を効果的に防止することができる。たとえ、第一のリップ部１７と第二の円筒部１１ｃの内周面との間のシールを破って、第一の密閉空間部２２に侵入できる水分があっても、そのような水分は、軸方向外側に向かって斜めに延び、フランジ１５の先端１５ａ部分に支持されて外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面に緊密に接触できる第二のリップ部１８が、同じく、回転による遠心力を受けて、第一の円筒部１１ａの内周面により強く接触してシールしている第一の密閉空間部２２内に止められるので、軸受内部への冷却水や、水蒸気等の水分の侵入を一層効果的に防止することができる。
【００５１】
また、軸側シール環１６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部１４の軸方向内側において、回転円筒部１４から半径方向外側に延びるフランジ部１５を備えているので、軸受内部からのグリースの流出を効果的に防止することができる。外輪側においても、軸方向内側に向かって斜めに延び、フランジ１５の先端１５ａ部分に支持されて外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面に緊密に接触できる第三のリップ部１９が、同じく回転による遠心力を受けて、第一の円筒部１１ａの内周面により強く接触してシールが図られるので、軸受内部からのグリースの流出を効果的に防止することができる。更に、たとえ、この第三のリップ部１９によるシールが破られたとしても、第二の密閉空間部２３が存在しているので、軸受内部からのグリースの流出は一層効果的に防止される。
【００５２】
なお、この実施例における外輪側シール環１３の形状、軸側シール環１６のフランジ部が回転円筒部１４から半径方向外側に延びる位置は、図２図示のものに限られない。前述した第一のリップ部１７、第二のリップ部１８、第三のリップ部１９によってシール部が形成される軸方向の位置が確保され、前記のように第一の密閉空間部２２、第二の密閉空間部２３が形成されるものであれば、種々の形状、形態を採用することが可能である。
【実施例３】
【００５３】
図３は、本発明のウォータポンプ軸受の外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体の第三の実施形態を説明するものである。
【００５４】
図３図示のシール体は、軸側シール環１６を構成する弾性体１２から半径方向外側に向かって延びている第二のリップ部２８と、第三のリップ部２９とが外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面に摺接しているのではなく、外輪６４の内周面に摺接している点が、図２図示の第２の実施形態と相違しているのみである。その他は、同一であるので、図２図示の第２の実施形態と同一の構成要素には、同一の参照符号を付けてその説明を省略する。
【００５５】
また、基本的な作用、効果も図２図示の第２の実施形態の場合と同一である。なお、図２図示の実施形態と、図３図示の実施形態とを組み合わせた変形例として、第三のリップ部２９を図３図示の実施形態のように、外輪６４の内周面に摺接させ、第二のリップ部２８を図３図示の実施形態のように、外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面に摺接させる形態とすることもできる。このようにしても、図２図示の第２の実施形態の場合と同等の作用、効果を発揮させることができる。
【実施例４】
【００５６】
図４は、本発明のウォータポンプ軸受の外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体の第四の実施形態を説明するものである。
【００５７】
図４図示のシール体は、外輪側シール環３３と、軸側シール環３６とから構成されている。
【００５８】
金属製の外輪側シール環３３は、外輪６４の内周側に固定される第一の円筒部３１ａと、第一の円筒部３１ａの軸方向外側において、第一の円筒部３１ａからポンプ軸６３側に延びる中間部３１ｂと、中間部３１ｂのポンプ軸６３側に延びる終端部側において、中間部３１ｂから軸方向外側に延びる第二の円筒部３１ｃとから構成されている。
【００５９】
軸側シール環３６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する金属製の回転円筒部３４と、回転円筒部３４の軸方向内側において、回転円筒部３４から半径方向外側に延びる金属製のフランジ部３５と、回転円筒部３４及びフランジ部３５とに補強されて半径方向外側に延びるゴム等の弾性材からなる弾性体３２とから構成されている。
【００６０】
軸側シール環３６を構成する弾性体３２は、半径方向外側に向かって延びる３個のリップ部３７、３８、３９を備えている。
【００６１】
第一のリップ部３７は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環３３の第二の円筒部３１ｃの内周面と摺接している。また、第二のリップ部３８は軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環３３の第一の円筒部３１ａの内周面と摺接している。更に、第三のリップ部３９は、軸方向内側に向かって斜めに延びて外輪側シール環３３の第一の円筒部３１ａの内周面と摺接している。この図４図示の第四の実施形態におけるシール体は、図２図示の第２の実施形態において軸方向内側に延びていた外輪側シール環の第二の円筒部が、軸方向外側に延びるように変更されたものである。第一のリップ部３７と、第一の円筒部３１ａと、中間部３１ｂと、第二の円筒部３１ｃと、第二のリップ部３８とで囲まれる部分に第一の密閉空間部２２が形成され、第二のリップ部３８と、第三のリップ部３９と、第一の円筒部３１ａの内周面との間に、第二の密閉空間部２３が形成されるのは、図２図示の第２の実施形態の場合と同一である。
【００６２】
この図４図示の第四の実施形態のシール体を採用した場合に奏される作用、効果も図２図示の第２の実施形態の場合と同一である。
【００６３】
なお、この実施例における外輪側シール環３３の形状、軸側シール環３６のフランジ部が回転円筒３４から半径方向外側に延びる位置は、図４図示のものに限られない。第一のリップ部３７、第二のリップ部３８、第三のリップ部３９によってシール部が形成される軸方向の位置が図４図示の形態となり、第一の密閉空間部２２、第二の密閉空間部２３が形成されるものであれば、種々の形状、形態を採用することが可能である。
【００６４】
なお、図示していないが、第三のリップ部３９が外輪側シール環３３の第一の円筒部３１ａの内周面と摺接する形態に換えて、第三のリップ部３９が軸方向内側に向かって斜めに延び、外輪６４の内周側と摺接する形態とすることも可能である。すなわち、第二の密閉空間部２３が、第二のリップ部３８と、第三のリップ部３９と、第一の円筒部３１ａの内周面と、外輪６４の内周側面との間に形成されるものである。
【００６５】
このようにしても、図２図示の第２の実施形態の場合と同等の作用、効果を発揮させることができる。
【実施例５】
【００６６】
図５は、本発明のウォータポンプ軸受の外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体の第五の実施形態を説明するものである。
【００６７】
図５図示の実施形態は、前述した図２、図３図示のシール体を採用するウォータポンプ軸受において、外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの軸方向外側の一部が、外輪６４の軸方向外側端面６４ａよりも軸方向外側に突出している構造になっているものである。
【００６８】
基本的な形状、構造は、図２、図３を用いて説明した実施形態におけるものと同一であるので、共通する構成要素には同一の参照符号を付け、その説明を省略する。
【００６９】
図５図示の実施形態を採用することによって、図２、図３図示の前記実施例で説明した作用、効果に加えて、ウォータポンプハウジングに水抜き穴７０が設けられている場合に、水抜き穴７０からの排水を助けることができるので有利である。また、かかる構造にすれば、第一の円筒部１１ａが広いスペースを必要としていても外輪６４の延長が必要でなくなるので、既存の構造をそのまま使用することができて有利である。
【００７０】
なお、図示していないが、図４図示のシール体を採用するウォータポンプ軸受において、外輪側シール環３３の第一の円筒部３１ａの軸方向外側の一部が、外輪６４の軸方向外側端面６４ａよりも軸方向外側に突出している構造を採用することもできる。この構造とすれば、第一の円筒部３１ａが広いスペースを必要としていても外輪６４の延長が必要でなくなるので、既存の構造をそのまま使用できるという効果が一層顕著に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明のウォータポンプ軸受におけるインペラ側のシール体の第一の実施形態を拡大して表した一部断面図。
【図２】本発明のウォータポンプ軸受におけるインペラ側のシール体の第二の実施形態を拡大して表した一部断面図。
【図３】本発明のウォータポンプ軸受におけるインペラ側のシール体の第三の実施形態を拡大して表した一部断面図。
【図４】本発明のウォータポンプ軸受におけるインペラ側のシール体の第四の実施形態を拡大して表した一部断面図。
【図５】本発明のウォータポンプ軸受におけるインペラ側のシール体の第五の実施形態を拡大して表した一部断面図。
【図６】従来のウォータポンプ軸受が採用されているウォータポンプの一例を説明する一部断面図。
【符号の説明】
【００７２】
１ 補強環
２、１２、３２ 弾性体
３、１３、３３ 外輪側シール環
４、１４、３４ 回転円筒部
５、１５、３５ フランジ部
６、１６、３６ 軸側シール環
７、１７、３７ 第一のリップ部
８、１８、２８、３８ 第二のリップ部
９、１９、２９、３９ 第三のリップ部
１１ａ、３１ａ 第一の円筒部
１１ｂ、３１ｂ 中間部
１１ｃ、３１ｃ 第二の円筒部
２０、２２ 第一の密閉空間部
２１、２３ 第二の密閉空間部
６１ インペラ
６２ プーリ
６３ ポンプ軸
６４ 外輪
６５ 転動体
６６ インペラ側のシール体
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車の水冷エンジン等に用いられるウォータポンプ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の水冷エンジン等に用いられるウォータポンプとしては、図６図示のように、ポンプ軸６３の一端部にインペラ６１を、他端部にプーリ６２をそれぞれ取り付け、プーリ６２を回転することによりインペラ６１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６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６０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６１が、他端部にプーリ６２がそれぞれ備えられているポンプ軸６３が、転動体６５を介して軸受の外輪６４に回動自在に取り付けられている。
【０００３】
外輪６４と、インペラ６１との間には、ポンプハウジング６０とポンプ軸６３との間の空間をシールする目的でメカニカルシール６７が設けられている。
【０００４】
また、外輪６４の両端部には軸受内部をシールする目的でシール体が設けられている。このシール体のうち、インペラ側のシール体６６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。
【０００５】
このような従来公知のウォータポンプにおいて、メカニカルシール６７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６１側からポンプハウジング６０とポンプ軸６３との間の空間６８に入ってくることがある。
【０００６】
一方、前述したインペラ側のシール体６６は、エンジンの運転、停止が繰り返されることにより、加熱あるいは冷却されて膨脹、収縮等を繰り返し、シール機能が損なわれやすい。
【０００７】
そこで、前記のように、ポンプハウジング６０とポンプ軸６３との間の空間６８に侵入した冷却水、あるいは、冷却水が加熱されて発生した水蒸気が、シール体６６の部分を通過して軸受内に侵入することがある。
【０００８】
こうして軸受内に水分が侵入すると、軸受内部に充填されているグリースが劣化したり、軸受内部に錆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という問題があった。
【０００９】
また、前記のように、シール機能が損なわれたシール体６６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６５とポンプ軸６３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、同じく、ウォータポンプの寿命が短くなるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、前述した従来の問題点に鑑み、ウォータポンプ軸受の軸受内部への冷却水や水分の侵入を防止でき、また、軸受内部からのグリースの流出を防止できるウォータポンプ軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、この発明が提案するウォータポンプ軸受は、以下の構造からなるものである。
【００１２】
まず、このウォータポンプ軸受は、従来公知のように、一端部にインペラ６１が、他端部にプーリ６２がそれぞれ備えられているポンプ軸６３が、転動体６５を介して軸受の外輪６４に回動自在に取り付けられていると共に、外輪６４の両端部に、軸受内部をシールするシール体が設けられているものである。
【００１３】
そして、本発明のウォータポンプ軸受は、外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体６６が、以下のような特徴的な構造からなるものである。
【００１４】
第一のシール体は、外輪側シール環３と、軸側シール環６とから構成されている。ここで、外輪側シール環３は、補強環１と補強環１によって補強された弾性体２とからなり、一端部側が外輪６４の内周側に固定され、他端側がポンプ軸６３側に延びているものである。また、軸側シール環６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部４と、回転円筒部４の軸方向内側において、回転円筒部４から半径方向外側に延びるフランジ部５とから構成されている。
【００１５】
そして、外輪側シール環３を構成する弾性体２は、補強環１のポンプ軸６３側に延びている先端側から、更に、ポンプ軸６３側に向かって延びる３個のリップ部７、８、９を備えている。この３個のリップ部の中の第一のリップ部７は、軸方向外側に向かって斜めに延びて軸側シール環６の回転円筒部４の外周面と摺接し、第二のリップ部８は軸方向外側に向かって斜めに延びて、第一のリップ部７が軸側シール環６の回転円筒部４の外周面と摺接している位置よりも軸方向内側において、軸側シール環６の回転円筒部４の外周面と摺接し、第三のリップ部９は、軸方向内側に向かって斜めに延びて軸側シール環６のフランジ部５の軸方向外側面と摺接するものである。
【００１６】
第二のシール体は、外輪側シール環１３と、軸側シール環１６とから構成されている。ここで、外輪側シール環１３は、外輪６４の内周側に固定される第一の円筒部１１ａと、第一の円筒部１１ａの軸方向外側において、第一の円筒部１１ａからポンプ軸６３側に延びる中間部１１ｂと、中間部１１ｂのポンプ軸６３側に延びる終端部側において、中間部１１ｂから軸方向内側に延びる第二の円筒部１１ｃとから構成されている。また、軸側シール環１６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部１４と、回転円筒部１４の軸方向内側において、回転円筒部１４から半径方向外側に延びるフランジ部１５と、回転円筒部１４及びフランジ部１５とに補強されて半径方向外側に延びる弾性体１２とから構成されている。
【００１７】
そして、軸側シール環１６を構成する弾性体１２は、半径方向外側に向かって延びる３個のリップ部１７、１８、１９を備えている。この３個のリップ部の中の、第一のリップ部１７は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第二の円筒部１１ｃの内周面と摺接している。また、第二のリップ部１８は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面又は外輪６４の内周側と摺接している。更に、第三のリップ部１９は軸方向内側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面又は外輪６４の内周側と摺接しているものである。
【００１８】
第三のシール体は、外輪側シール環３３と、軸側シール環３６とから構成されている。ここで、外輪側シール環３３は、外輪６４の内周側に固定される第一の円筒部３１ａと、第一の円筒部３１ａの軸方向外側において、第一の円筒部３１ａからポンプ軸６３側に延びる中間部３１ｂと、中間部３１ｂのポンプ軸６３側に延びる終端部側において、中間部３１ｂから軸方向外側に延びる第二の円筒部３１ｃとから構成されている。また、軸側シール環３６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部３４と、回転円筒部３４の軸方向内側において、回転円筒部３４から半径方向外側に延びるフランジ部３５と、回転円筒部３４及びフランジ部３５とに補強されて半径方向外側に延びる弾性体３２とから構成されている。
【００１９】
そして、軸側シール環３６を構成する弾性体３２は、半径方向外側に向かって延びる３個のリップ部３７、３８、３９を備えている。この３個のリップ部のうち、第一のリップ部３７は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環３３の第二の円筒部３１ｃの内周面と摺接している。また、第二のリップ部３８は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環３３の第一の円筒部３１ａの内周面と摺接している。更に、第三のリップ部３９は、軸方向内側に向かって斜めに延びて外輪側シール環３３の第一の円筒部３１ａの内周面又は外輪６４の内周側と摺接している。
【００２０】
前述したいずれのシール体を採用している本発明のウォータポンプ軸受においても、第一のリップ部７、１７、３７は、軸方向外側に向かいつつ、ポンプ軸６３側あるいは半径方向外側に向かって斜めに延びてシール部を形成する構造になっている。そして、第一のリップ部７、１７、３７によってシール部が形成される位置よりも軸方向内側においてシール部を形成する第二のリップ部８、１８、２８、３８も、第一のリップ部７、１７、３７と同様に、軸方向外側に向かいつつ、ポンプ軸６３側あるいは半径方向外側に向かって斜めに延びてシール部を形成する構造になっている。そこで、このような形態によって形成された二重のシール構造によって、軸受内部への冷却水や、水蒸気等の水分の侵入を効果的に防止することができる。
【００２１】
また、軸側シール環６、１６、３６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部４、１４、３４の軸方向内側において、回転円筒部４、１４、３４から半径方向外側に延びるフランジ部５、１５、３５を備えているので、軸方向内側に向かいつつ、半径方向外側あるいはポンプ軸６３側に向かって斜めに延びてシール部を形成する第三のリップ部９、１９、２９、３９の働きとあいまって、軸受内部からのグリースの流出を効果的に防止することができる。
【００２２】
なお、前述した第二のシール体、第三のシール体を採用するウォータポンプ軸受において、外輪側シール環１３、３３の第一の円筒部１１ａ、３１ａの軸方向外側の一部が、外輪６４の軸方向外側端面６４ａよりも軸方向外側に突出している構造を採用することもできる。このような構造にすれば、ウォータポンプハウジングに水抜き穴７０が設けられている場合に、当該水抜き穴７０からの排水を助けることができるので有利である。
【００２３】
また、このような構造にすれば、外輪側シール環１３、３３の第一の円筒部１１ａ、３１ａが広いスペースを必要としていても、外輪６４の延長が必要でなくなるので、既存の構造をそのまま使用することができて有利である。
【００２４】
前述した本発明のウォータポンプ軸受に採用されているいずれのシール体においても、補強環１、外輪側シール環１３、３３、軸側シール環の回転円筒部４、１４、３４及びフランジ部５、１５、３５は、耐蝕性を有する部材、例えば、ステンレスで形成しておくことが望ましい。これらの部分に錆が生じないようにするためである。そこで、耐蝕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。例えば、鋼材に耐蝕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。
【００２５】
また、弾性体２、１２、３２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。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、ウォータポンプ軸受の軸受内部への冷却水や水分の侵入を効果的に防止できると共に、軸受内部からのグリースの流出を効果的に防止できるウォータポンプ軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明のウォータポンプ軸受に採用され、本発明のウォータポンプ軸受の特徴をなす、外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体６６として採用されるシール体の好ましい実施形態を説明する。以下で説明するシール体以外の他の部分の構造は、図６を用いて説明した従来のものと同一であるので、その説明は省略する。また、従来例を説明した図６において用いた構成要素と同一の構成要素には図６において用いられているものと同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
また、以下の好ましい実施例において添付図面を用いて説明する各構成、形状及び配置関係は、本発明が理解できる程度に概略的に示したものにすぎない。したがって、本発明は、以下の実施例にて説明した形態に限定されず、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本発明のウォータポンプ軸受の外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体の第一の実施形態を説明するものである。
【００３０】
図１図示のシール体は、外輪側シール環３と、軸側シール環６とから構成されている。
【００３１】
外輪側シール環３は、金属製の補強環１と補強環１によって補強され、ゴムなどの弾性体によって形成されている弾性体２とから構成されている。外輪側シール環３の一端部側は、図１図示のように、外輪６４の内周側の嵌合溝６４ｂに固定され、他端側がポンプ軸６３側に延びている。
【００３２】
金属製の軸側シール環６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部４と、回転円筒部４の軸方向内側において、回転円筒部４から半径方向外側に延びるフランジ部５とから構成されている。
【００３３】
外輪側シール環３を構成する弾性体２は、図１図示のように、補強環１のポンプ軸６３側に延びている先端１ａ部分から、更に、ポンプ軸６３側に向かって延びる３個のリップ部７、８、９を備えている。
【００３４】
この３個のリップ部の中の第一のリップ部７は軸方向外側に向かって斜めに延びて軸側シール環６の回転円筒部４の外周面と摺接している。また、第二のリップ部８も軸方向外側に向かって斜めに延びて軸側シール環６の回転円筒部４の外周面と摺接している。ただし、第二のリップ部８が回転円筒部４の外周面と摺接する位置は、図１図示のように、第一のリップ部７が回転円筒部４の外周面と摺接している位置よりも軸方向内側になっている。そこで、回転円筒部４の外周面と、第一のリップ部７と、第二のリップ部８との間に第一の密閉空間部２０が形成されている。
【００３５】
第三のリップ部９は、軸方向内側に向かって斜めに延びて、軸側シール環６のフランジ部５の軸方向外側面と摺接している。そこで、回転円筒部４の外周面とフランジ部５の軸方向外側面と、第三のリップ部９との間に第二の密閉空間部２１が形成されている。
【００３６】
第一〜第三のリップ部７、８、９は、図１図示のように、基端側が外輪６４の内周側の嵌合溝６４ｂに固定されている補強環１の先端１ａ部分から、ポンプ軸６３側の方向に向かって延びている。そこで、第一〜第三のリップ部７、８、９の先端側は、補強環１及びその先端１ａに強く支持されて、回転円筒部４の外周面及びフランジ部５の軸方向外側面に接触することができる。これによって、ウォータポンプ軸受の軸受内部への冷却水や水分の侵入を効果的に防止できると共に、軸受内部からのグリースの流出を効果的に防止できるシール構造となっている。
【００３７】
また、前述した第一の密閉空間部２０を形成する第一のリップ部７と、第二のリップ部８とは、共に、軸方向外側に向かいつつポンプ軸６３側に向かって斜めに延びてシール部を形成している。そこで、このような形態によって形成された二重のシール構造によって、軸受内部への冷却水や、水蒸気等の水分の侵入を効果的に防止することができる。
【００３８】
更に、軸側シール環６の回転円筒部４の軸方向内側において、すなわち、図１図示のように、第二のリップ部８が回転円筒部４の外周面と摺接している位置よりも軸方向内側において、回転円筒部４から半径方向外側に延びるフランジ部５が立上がり、更に、このフランジ部５の軸方向外側面に第三のリップ部９が接触して前述した第二の密閉空間部２１が形成されているので、前述した第一のリップ部７と第二のリップ部８とによる第一の密閉空間部２０を介在させた二重のシール構造とあいまって、軸受内部への冷却水や、水蒸気等の水分の侵入を一層効果的に防止することができる。
【００３９】
また、軸側シール環６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部４の軸方向内側において、回転円筒部４から半径方向外側に延びるフランジ部５を備えているので、軸受内部からのグリースの流出を効果的に防止することができる。たとえ、フランジ部５を越えて流出しようとするグリースがあっても、外輪側シール環３の補強環１の先端１ａ部分から、軸方向内側に向かいつつポンプ軸６３側に向かって延びる第三のリップ部９が、フランジ部５の軸方向外側面に摺接しているので、軸受内部からのグリースの流出を確実に防止することが可能になる。
【００４０】
なお、この実施例における補強環１の形態は図１図示のものに限られない。外輪側シール環３の一端部側を外輪６４の内周面側に固定し、他端側をポンプ軸６３方向に延ばして弾性体２を補強すると共に、補強環１の先端１ａ部分からポンプ軸６３側の方向に向かって延る第一〜第三のリップ部７、８、９の先端側が、補強環１及びその先端１ａに強く支持されて、回転円筒部４の外周面及びフランジ部５の軸方向外側面に接触することを可能とする形態であれば、種々の形状、形態とすることができる。
【００４１】
また、フランジ部５が、回転円筒部４から半径方向外側に延びる位置も、図１図示のものに限られない。第二のリップ部８が回転円筒部４の外周面と摺接している位置よりも軸方向内側において回転円筒部４から半径方向外側に延び、その軸方向外側面に第三のリップ部９が接触できる位置であれば、軸側シール環６の回転円筒部４の軸方向内側の位置のどこから半径方向外側に向けて立ち上がっている形態も採用可能である。
【実施例２】
【００４２】
図２は、本発明のウォータポンプ軸受の外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体の第二の実施形態を説明するものである。
【００４３】
図２図示のシール体は、外輪側シール環１３と、軸側シール環１６とから構成されている。
【００４４】
金属製の外輪側シール環１３は、外輪６４の内周側に固定される第一の円筒部１１ａと、第一の円筒部１１ａの軸方向外側において、第一の円筒部１１ａからポンプ軸６３側に延びる中間部１１ｂと、中間部１１ｂのポンプ軸６３側に延びる終端部側において、中間部１１ｂから軸方向内側に延びる第二の円筒部１１ｃとから構成されている。
【００４５】
軸側シール環１６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する金属製の回転円筒部１４と、回転円筒部１４の軸方向内側において、回転円筒部１４から半径方向外側に延びる金属製のフランジ部１５と、回転円筒部１４及びフランジ部１５とに補強されて半径方向外側に延びるゴムなどの弾性材からなる弾性体１２とから構成されている。
【００４６】
軸側シール環１６を構成する弾性体１２は、半径方向外側に向かって延びる３個のリップ部１７、１８、１９を備えている。
【００４７】
第一のリップ部１７は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第二の円筒部１１ｃの内周面と摺接している。また、第二のリップ部１８は軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面と摺接している。ただし、第二のリップ部１８が第一の円筒部１１ａの内周面と摺接する位置は、図２図示のように、第一のリップ部１７が第二の円筒部１１ｃの内周面と摺接している位置よりも軸方向内側になっている。そこで、第一のリップ部１７と、第一の円筒部１１ａと、中間部１１ｂと、第二の円筒部１１ｃと、第二のリップ部１８とで囲まれる部分に第一の密閉空間部２２が形成されている。
【００４８】
また、第三のリップ部１９は、軸方向内側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面と摺接している。
【００４９】
このように、第二のリップ部１８が軸方向内側に向かって斜めに延び、第三のリップ部１９が軸方向外側に向かって斜めに延びて、それぞれ、外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面に摺接しているので、第二のリップ部１８と第三のリップ部１９と、第一の円筒部１１ａの内周面との間に、第二の密閉空間部２３が形成されている。
【００５０】
第一のリップ部１７は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環１３の第二の円筒部１１ｃの内周面と摺接しているので、回転時には遠心力を受けて、第二の円筒部１１ｃの内周面により強く接触する。そこで、シール性能が高められ、軸受内部への冷却水や、水蒸気等の水分の侵入を効果的に防止することができる。たとえ、第一のリップ部１７と第二の円筒部１１ｃの内周面との間のシールを破って、第一の密閉空間部２２に侵入できる水分があっても、そのような水分は、軸方向外側に向かって斜めに延び、フランジ１５の先端１５ａ部分に支持されて外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面に緊密に接触できる第二のリップ部１８が、同じく、回転による遠心力を受けて、第一の円筒部１１ａの内周面により強く接触してシールしている第一の密閉空間部２２内に止められるので、軸受内部への冷却水や、水蒸気等の水分の侵入を一層効果的に防止することができる。
【００５１】
また、軸側シール環１６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する回転円筒部１４の軸方向内側において、回転円筒部１４から半径方向外側に延びるフランジ部１５を備えているので、軸受内部からのグリースの流出を効果的に防止することができる。外輪側においても、軸方向内側に向かって斜めに延び、フランジ１５の先端１５ａ部分に支持されて外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面に緊密に接触できる第三のリップ部１９が、同じく回転による遠心力を受けて、第一の円筒部１１ａの内周面により強く接触してシールが図られるので、軸受内部からのグリースの流出を効果的に防止することができる。更に、たとえ、この第三のリップ部１９によるシールが破られたとしても、第二の密閉空間部２３が存在しているので、軸受内部からのグリースの流出は一層効果的に防止される。
【００５２】
なお、この実施例における外輪側シール環１３の形状、軸側シール環１６のフランジ部が回転円筒部１４から半径方向外側に延びる位置は、図２図示のものに限られない。前述した第一のリップ部１７、第二のリップ部１８、第三のリップ部１９によってシール部が形成される軸方向の位置が確保され、前記のように第一の密閉空間部２２、第二の密閉空間部２３が形成されるものであれば、種々の形状、形態を採用することが可能である。
【実施例３】
【００５３】
図３は、本発明のウォータポンプ軸受の外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体の第三の実施形態を説明するものである。
【００５４】
図３図示のシール体は、軸側シール環１６を構成する弾性体１２から半径方向外側に向かって延びている第二のリップ部２８と、第三のリップ部２９とが外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面に摺接しているのではなく、外輪６４の内周面に摺接している点が、図２図示の第２の実施形態と相違しているのみである。その他は、同一であるので、図２図示の第２の実施形態と同一の構成要素には、同一の参照符号を付けてその説明を省略する。
【００５５】
また、基本的な作用、効果も図２図示の第２の実施形態の場合と同一である。なお、図２図示の実施形態と、図３図示の実施形態とを組み合わせた変形例として、第三のリップ部２９を図３図示の実施形態のように、外輪６４の内周面に摺接させ、第二のリップ部２８を図３図示の実施形態のように、外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの内周面に摺接させる形態とすることもできる。このようにしても、図２図示の第２の実施形態の場合と同等の作用、効果を発揮させることができる。
【実施例４】
【００５６】
図４は、本発明のウォータポンプ軸受の外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体の第四の実施形態を説明するものである。
【００５７】
図４図示のシール体は、外輪側シール環３３と、軸側シール環３６とから構成されている。
【００５８】
金属製の外輪側シール環３３は、外輪６４の内周側に固定される第一の円筒部３１ａと、第一の円筒部３１ａの軸方向外側において、第一の円筒部３１ａからポンプ軸６３側に延びる中間部３１ｂと、中間部３１ｂのポンプ軸６３側に延びる終端部側において、中間部３１ｂから軸方向外側に延びる第二の円筒部３１ｃとから構成されている。
【００５９】
軸側シール環３６は、ポンプ軸６３に嵌合固定されて、ポンプ軸６３と共に回転する金属製の回転円筒部３４と、回転円筒部３４の軸方向内側において、回転円筒部３４から半径方向外側に延びる金属製のフランジ部３５と、回転円筒部３４及びフランジ部３５とに補強されて半径方向外側に延びるゴム等の弾性材からなる弾性体３２とから構成されている。
【００６０】
軸側シール環３６を構成する弾性体３２は、半径方向外側に向かって延びる３個のリップ部３７、３８、３９を備えている。
【００６１】
第一のリップ部３７は、軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環３３の第二の円筒部３１ｃの内周面と摺接している。また、第二のリップ部３８は軸方向外側に向かって斜めに延びて外輪側シール環３３の第一の円筒部３１ａの内周面と摺接している。更に、第三のリップ部３９は、軸方向内側に向かって斜めに延びて外輪側シール環３３の第一の円筒部３１ａの内周面と摺接している。この図４図示の第四の実施形態におけるシール体は、図２図示の第２の実施形態において軸方向内側に延びていた外輪側シール環の第二の円筒部が、軸方向外側に延びるように変更されたものである。第一のリップ部３７と、第一の円筒部３１ａと、中間部３１ｂと、第二の円筒部３１ｃと、第二のリップ部３８とで囲まれる部分に第一の密閉空間部２２が形成され、第二のリップ部３８と、第三のリップ部３９と、第一の円筒部３１ａの内周面との間に、第二の密閉空間部２３が形成されるのは、図２図示の第２の実施形態の場合と同一である。
【００６２】
この図４図示の第四の実施形態のシール体を採用した場合に奏される作用、効果も図２図示の第２の実施形態の場合と同一である。
【００６３】
なお、この実施例における外輪側シール環３３の形状、軸側シール環３６のフランジ部が回転円筒３４から半径方向外側に延びる位置は、図４図示のものに限られない。第一のリップ部３７、第二のリップ部３８、第三のリップ部３９によってシール部が形成される軸方向の位置が図４図示の形態となり、第一の密閉空間部２２、第二の密閉空間部２３が形成されるものであれば、種々の形状、形態を採用することが可能である。
【００６４】
なお、図示していないが、第三のリップ部３９が外輪側シール環３３の第一の円筒部３１ａの内周面と摺接する形態に換えて、第三のリップ部３９が軸方向内側に向かって斜めに延び、外輪６４の内周側と摺接する形態とすることも可能である。すなわち、第二の密閉空間部２３が、第二のリップ部３８と、第三のリップ部３９と、第一の円筒部３１ａの内周面と、外輪６４の内周側面との間に形成されるものである。
【００６５】
このようにしても、図２図示の第２の実施形態の場合と同等の作用、効果を発揮させることができる。
【実施例５】
【００６６】
図５は、本発明のウォータポンプ軸受の外輪６４の両端部に設けられている軸受内部をシールするシール体のうち、インペラ６１側のシール体の第五の実施形態を説明するものである。
【００６７】
図５図示の実施形態は、前述した図２、図３図示のシール体を採用するウォータポンプ軸受において、外輪側シール環１３の第一の円筒部１１ａの軸方向外側の一部が、外輪６４の軸方向外側端面６４ａよりも軸方向外側に突出している構造になっているものである。
【００６８】
基本的な形状、構造は、図２、図３を用いて説明した実施形態におけるものと同一であるので、共通する構成要素には同一の参照符号を付け、その説明を省略する。
【００６９】
図５図示の実施形態を採用することによって、図２、図３図示の前記実施例で説明した作用、効果に加えて、ウォータポンプハウジングに水抜き穴７０が設けられている場合に、水抜き穴７０からの排水を助けることができるので有利である。また、かかる構造にすれば、第一の円筒部１１ａが広いスペースを必要としていても外輪６４の延長が必要でなくなるので、既存の構造をそのまま使用することができて有利である。
【００７０】
なお、図示していないが、図４図示のシール体を採用するウォータポンプ軸受において、外輪側シール環３３の第一の円筒部３１ａの軸方向外側の一部が、外輪６４の軸方向外側端面６４ａよりも軸方向外側に突出している構造を採用することもできる。この構造とすれば、第一の円筒部３１ａが広いスペースを必要としていても外輪６４の延長が必要でなくなるので、既存の構造をそのまま使用できるという効果が一層顕著に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明のウォータポンプ軸受におけるインペラ側のシール体の第一の実施形態を拡大して表した一部断面図。
【図２】本発明のウォータポンプ軸受におけるインペラ側のシール体の第二の実施形態を拡大して表した一部断面図。
【図３】本発明のウォータポンプ軸受におけるインペラ側のシール体の第三の実施形態を拡大して表した一部断面図。
【図４】本発明のウォータポンプ軸受におけるインペラ側のシール体の第四の実施形態を拡大して表した一部断面図。
【図５】本発明のウォータポンプ軸受におけるインペラ側のシール体の第五の実施形態を拡大して表した一部断面図。
【図６】従来のウォータポンプ軸受が採用されているウォータポンプの一例を説明する一部断面図。
【符号の説明】
【００７２】
１ 補強環
２、１２、３２ 弾性体
３、１３、３３ 外輪側シール環
４、１４、３４ 回転円筒部
５、１５、３５ フランジ部
６、１６、３６ 軸側シール環
７、１７、３７ 第一のリップ部
８、１８、２８、３８ 第二のリップ部
９、１９、２９、３９ 第三のリップ部
１１ａ、３１ａ 第一の円筒部
１１ｂ、３１ｂ 中間部
１１ｃ、３１ｃ 第二の円筒部
２０、２２ 第一の密閉空間部
２１、２３ 第二の密閉空間部
６１ インペラ
６２ プーリ
６３ ポンプ軸
６４ 外輪
６５ 転動体
６６ インペラ側のシール体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、転動体を介して軸受の外輪に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、軸受内部をシールするシール体が設けられているウォータポンプ軸受であって、前記シール体のうち、インペラ側のシール体は、
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、一端部側が外輪の内周側に固定され、他端側がポンプ軸側に延びる外輪側シール環と、
ポンプ軸に嵌合固定されて、ポンプ軸と共に回転する回転円筒部と、当該回転円筒部の軸方向内側において、当該回転円筒部から半径方向外側に延びるフランジ部とからなる軸側シール環とで構成され、
前記外輪側シール環を構成する弾性体は、前記補強環のポンプ軸側に延びている先端側から更にポンプ軸側に向かって延びる３個のリップ部を備えており、当該３個のリップ部の中の第一のリップ部は軸方向外側に向かって斜めに延びて前記軸側シール環の回転円筒部の外周面と摺接し、第二のリップ部は軸方向外側に向かって斜めに延びて、前記第一のリップ部が前記軸側シール環の回転円筒部の外周面と摺接している位置よりも軸方向内側において、前記軸側シール環の回転円筒部の外周面と摺接し、第三のリップ部は、軸方向内側に向かって斜めに延びて前記軸側シール環のフランジ部の軸方向外側面と摺接することを特徴とするウォータポンプ軸受。
【請求項２】
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、転動体を介して軸受の外輪に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、軸受内部をシールするシール体が設けられているウォータポンプ軸受であって、前記シール体のうち、インペラ側のシール体は、
外輪の内周側に固定される第一の円筒部と、当該第一の円筒部の軸方向外側において、当該第一の円筒部からポンプ軸側に延びる中間部と、当該中間部のポンプ軸側に延びる終端部側において、当該中間部から軸方向内側に延びる第二の円筒部とからなる外輪側シール環と、
ポンプ軸に嵌合固定されて、ポンプ軸と共に回転する回転円筒部と、当該回転円筒部の軸方向内側において、当該回転円筒部から半径方向外側に延びるフランジ部と、当該回転円筒部及びフランジ部とに補強されて半径方向外側に延びる弾性体とからなる軸側シール環とで構成され、
前記軸側シール環を構成する弾性体は、半径方向外側に向かって延びる３個のリップ部を備えており、
第一のリップ部は、軸方向外側に向かって斜めに延びて前記外輪側シール環の第二の円筒部の内周面と摺接し、
第二のリップ部は、軸方向外側に向かって斜めに延びて前記外輪側シール環の第一の円筒部の内周面又は外輪の内周側と摺接し、
第三のリップ部は、軸方向内側に向かって斜めに延びて前記外輪側シール環の第一の円筒部の内周面又は外輪の内周側と摺接する
ことを特徴とするウォータポンプ軸受。
【請求項３】
外輪側シール環の第一の円筒部の軸方向外側の一部が、外輪の軸方向外側端面よりも、軸方向外側に突出していることを特徴するする請求項２記載のウォータポンプ軸受。
【請求項１】
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、転動体を介して軸受の外輪に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、軸受内部をシールするシール体が設けられているウォータポンプ軸受であって、前記シール体のうち、インペラ側のシール体は、
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、一端部側が外輪の内周側に固定され、他端側がポンプ軸側に延びる外輪側シール環と、
ポンプ軸に嵌合固定されて、ポンプ軸と共に回転する回転円筒部と、当該回転円筒部の軸方向内側において、当該回転円筒部から半径方向外側に延びるフランジ部とからなる軸側シール環とで構成され、
前記外輪側シール環を構成する弾性体は、前記補強環のポンプ軸側に延びている先端側から更にポンプ軸側に向かって延びる３個のリップ部を備えており、当該３個のリップ部の中の第一のリップ部は軸方向外側に向かって斜めに延びて前記軸側シール環の回転円筒部の外周面と摺接し、第二のリップ部は軸方向外側に向かって斜めに延びて、前記第一のリップ部が前記軸側シール環の回転円筒部の外周面と摺接している位置よりも軸方向内側において、前記軸側シール環の回転円筒部の外周面と摺接し、第三のリップ部は、軸方向内側に向かって斜めに延びて前記軸側シール環のフランジ部の軸方向外側面と摺接することを特徴とするウォータポンプ軸受。
【請求項２】
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、転動体を介して軸受の外輪に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、軸受内部をシールするシール体が設けられているウォータポンプ軸受であって、前記シール体のうち、インペラ側のシール体は、
外輪の内周側に固定される第一の円筒部と、当該第一の円筒部の軸方向外側において、当該第一の円筒部からポンプ軸側に延びる中間部と、当該中間部のポンプ軸側に延びる終端部側において、当該中間部から軸方向内側に延びる第二の円筒部とからなる外輪側シール環と、
ポンプ軸に嵌合固定されて、ポンプ軸と共に回転する回転円筒部と、当該回転円筒部の軸方向内側において、当該回転円筒部から半径方向外側に延びるフランジ部と、当該回転円筒部及びフランジ部とに補強されて半径方向外側に延びる弾性体とからなる軸側シール環とで構成され、
前記軸側シール環を構成する弾性体は、半径方向外側に向かって延びる３個のリップ部を備えており、
第一のリップ部は、軸方向外側に向かって斜めに延びて前記外輪側シール環の第二の円筒部の内周面と摺接し、
第二のリップ部は、軸方向外側に向かって斜めに延びて前記外輪側シール環の第一の円筒部の内周面又は外輪の内周側と摺接し、
第三のリップ部は、軸方向内側に向かって斜めに延びて前記外輪側シール環の第一の円筒部の内周面又は外輪の内周側と摺接する
ことを特徴とするウォータポンプ軸受。
【請求項３】
外輪側シール環の第一の円筒部の軸方向外側の一部が、外輪の軸方向外側端面よりも、軸方向外側に突出していることを特徴するする請求項２記載のウォータポンプ軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２４０７３３（Ｐ２００８−２４０７３３Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１００２９（Ｐ２００８−１１００２９）
【出願日】平成２０年４月２１日（２００８．４．２１）
【分割の表示】特願２００１−３５３８５６（Ｐ２００１−３５３８５６）の分割
【原出願日】平成１３年１１月１９日（２００１．１１．１９）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２１日（２００８．４．２１）
【分割の表示】特願２００１−３５３８５６（Ｐ２００１−３５３８５６）の分割
【原出願日】平成１３年１１月１９日（２００１．１１．１９）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
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