JP2018184998A - Bearing device for water pump - Google Patents
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Abstract
【課題】スリンガをシャフトとシールリップとの間に差し込んだ際、シールリップが反転することを適切に防止することができる、ウォータポンプ用軸受装置を提供する。【解決手段】外輪21と、転動体と、シール部材23と、スリンガ24とを有し、シール部材は、基部と、基部内周側端部23Hから延ばされている外リップ23Cと、基部内周側端部から延ばされている内リップ23Dと、を有し、外リップと内リップは一体となるように形成されて基部内周側端部を支点として揺動可能となるように基部内周側端部に接続され、スリンガにおけるスリンガ円筒部24Aの外周面は、外リップの内径側と、内リップの内径側と、に接触しており、スリンガがシャフト13から抜き取られた状態では、外リップ23Cの先端部の内径D2は、スリンガ円筒部24Aの外径D3よりも大きく、内リップ23Dの先端部の内径D1は、スリンガ円筒部24Aの外径D3よりも小さい。【選択図】図5PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing device for a water pump capable of appropriately preventing the seal lip from being inverted when the slinger is inserted between the shaft and the seal lip. SOLUTION: The outer ring 21, the rolling element, the seal member 23, and the slinger 24 are provided, and the seal member has a base, an outer lip 23C extending from an end portion 23H on the inner peripheral side of the base, and a base portion. It has an inner lip 23D extending from the inner peripheral side end, and the outer lip and the inner lip are formed so as to be integrated so that they can swing with the inner peripheral side end of the base as a fulcrum. Connected to the inner peripheral end of the base, the outer peripheral surface of the slinger cylindrical portion 24A in the slinger is in contact with the inner diameter side of the outer lip and the inner diameter side of the inner lip, and the slinger is pulled out from the shaft 13. Then, the inner diameter D2 of the tip of the outer lip 23C is larger than the outer diameter D3 of the slinger cylindrical portion 24A, and the inner diameter D1 of the tip of the inner lip 23D is smaller than the outer diameter D3 of the slinger cylindrical portion 24A. [Selection diagram] FIG. 5
Description
本発明は、ウォータポンプ用軸受装置に関する。 The present invention relates to a bearing device for a water pump.
例えば、内燃機関を有する車両には、内燃機関を冷却するためのクーラントを循環させるウォータポンプが搭載されている。ウォータポンプには、流入配管と吐出配管が接続されており、回転駆動されるシャフトに接続されたインペラと呼ばれる羽根を回転させることで、流入配管からクーラントを吸い込み、吐出配管からクーラントを圧送している。そしてウォータポンプのシャフトは、摩擦等を低減して効率良く回転させるために、軸受装置を介してウォータポンプハウジングに支持されている。つまり、シャフトの一方の側にはウォータポンプのインペラが接続され、シャフトの他方の側は軸受装置を介してウォータポンプハウジングに支持され、インペラと軸受装置が隣り合っている。 For example, a vehicle having an internal combustion engine is equipped with a water pump that circulates coolant for cooling the internal combustion engine. The water pump is connected to an inflow pipe and a discharge pipe. By rotating a blade called an impeller connected to a shaft that is driven to rotate, the coolant is sucked from the inflow pipe and the coolant is pumped from the discharge pipe. Yes. The shaft of the water pump is supported by the water pump housing via a bearing device in order to reduce friction and the like and rotate efficiently. That is, the impeller of the water pump is connected to one side of the shaft, the other side of the shaft is supported by the water pump housing via the bearing device, and the impeller and the bearing device are adjacent to each other.
ここで、インペラ(ウォータポンプ)にて吸い込んで圧送したクーラントが、軸受装置の側に漏れた場合、軸受装置に錆等が発生する可能性があるので好ましくない。そこで、インペラの近傍には、インペラの近傍においてウォータポンプハウジングとシャフトとの隙間を塞いでクーラントの漏れを防止するメカニカルシールが設けられている。しかし、メカニカルシールを用いても、微量のクーラントが軸受装置の側に漏れる可能性がある。そこで、軸受装置におけるインペラと対向する側に、シール部材を設け、軸受装置へのクーラントの浸入を防止している。 Here, when the coolant sucked and pumped by the impeller (water pump) leaks to the bearing device side, rust or the like may occur in the bearing device, which is not preferable. Therefore, a mechanical seal is provided in the vicinity of the impeller to close the gap between the water pump housing and the shaft in the vicinity of the impeller to prevent coolant leakage. However, even if a mechanical seal is used, a small amount of coolant may leak to the bearing device side. Therefore, a seal member is provided on the side of the bearing device facing the impeller to prevent coolant from entering the bearing device.
例えば特許文献1には、図11に示すように、一端部にインペラが固定された回転軸113と、外輪121と、転動体122と、保持器122Aと、シールリング123と、スリンガ124と、を有し、複数の羽根128Bを、スリンガ124と一体または別体(第2スリンガ128)に設けた、ウォータポンプ用転がり軸受のシール装置が開示されている。シールリング123は、インペラの側における外輪121と回転軸113との開口部を塞いでおり、複数のシールリップ123C、123D、123Fを有している。スリンガ124は、シールリング123に対してインペラの側に隣接するように回転軸113に外嵌固定され、少なくとも1つのシールリップの先端に全周にわたって摺接している。そして羽根128Bは、近傍の水や異物を径方向外方に吹き飛ばしている。
For example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 11, a
特許文献1には、回転軸にシールリングとスリンガを組み付ける際の具体的な手順について明記されていないが、仮に、図8〜図10に示す以下の(手順1)〜(手順3)にて、回転軸113に、シールリング123、スリンガ124、を組み付けた場合、図12に示すように、シールリング123のシールリップ123Cが反転する可能性がある。
Patent Document 1 does not specify a specific procedure for assembling the seal ring and slinger to the rotating shaft. However, in the following (Procedure 1) to (Procedure 3) shown in FIGS. When the
(手順1)図8に示すように、外輪121にシールリング123を嵌合した後、回転軸113におけるインペラの側からシールリング123に向かってスリンガ124の外嵌を開始する。図8に示す状態は、まだスリンガ124がシールリング123に達していない状態を示している。
(手順2)図9に示すように、スリンガ124を回転軸113の軸線方向に沿ってシールリング123に近づく方向に移動させていく。図9に示す状態は、スリンガ124の内側円筒部124Aがシールリップ123Cに達した状態を示している。なお、図11に示すように、シールリップ123Cの先端がスリンガ124の内側円筒部124Aと摺接するようにするために、図9におけるシールリップ123Cの先端部の内径D102は、スリンガ124の内側円筒部124Aの外径D103よりも小さく設定されている。つまり、図9に示す状態から、スリンガ124をシールリング123に向かってさらに移動させていくと、シールリップ123Cは内側円筒部124Aの外周面に接触した状態にて、図9中に実線の矢印にて示すように、径方向外方に押し上げられる。
(手順3)図10に示すように、スリンガ124の内側円筒部124Aの先端が、シールリップ123Dとシールリップ123Cとのほぼ中央に達したところでスリンガ124の移動を停止して位置決めし、回転軸113への第2スリンガ128の外嵌を開始する。位置決めされたスリンガ124の内側円筒部124Aは、シールリップ123Cと摺接しているが、シールリップ123Dとは摺接していない。
(Procedure 1) As shown in FIG. 8, after the
(Procedure 2) As shown in FIG. 9, the
(Procedure 3) As shown in FIG. 10, when the tip of the inner
以上の手順における(手順2)に示したように、図9に示すシールリップ123Cの先端部の内径D102は、スリンガ124の内側円筒部124Aの外径D103よりも小さく設定されている。従って、図9に示す状態からスリンガ124をシールリング123に向かって移動させていくと、図12に示すように、シールリップ123Cが径方向外方に押し上げられずにスリンガ124の移動方向に押し込まれて折り曲げられる(シールリップが反転する)可能性がある。図12に示す状態は、シールリップ123Cのシール性が低下するので、好ましくない。なお、スリンガ124が有るため、シールリップ123Cが反転しているか否か、作業者が目視することもできない。
As shown in (Procedure 2) in the above procedure, the inner diameter D102 of the tip portion of the
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、スリンガをシャフトとシールリップとの間に差し込んだ際、シールリップが反転することを適切に防止することができる、ウォータポンプ用軸受装置を提供することを課題とする。 The present invention was devised in view of such a point, and when the slinger is inserted between the shaft and the seal lip, it is possible to appropriately prevent the seal lip from being reversed. It is an object to provide a bearing device.
上記課題を解決するため、本発明の第1の発明は、ウォータポンプ部から突出されたシャフトに設けられたウォータポンプ用軸受装置であって、前記シャフトと同軸に配置されて前記シャフトの外径よりも大きな内径を有して外周面がハウジングに固定された筒状の外輪と、前記外輪の内周面と前記シャフトの外周面との間に形成された筒状空間に配置された複数の転動体と、前記筒状空間における前記ウォータポンプ部の側の端部であるポンプ側開口部において前記外輪の内周面と前記シャフトの外周面との間を塞ぐように設けられたシール部材と、前記シャフトに嵌め込まれているスリンガと、を有している。前記シール部材は、前記ポンプ側開口部において前記外輪の内周面に設けられたシール保持部に嵌め込まれており、前記シール保持部から径方向内側に延ばされて前記シャフトの外周面から径方向外側に所定距離だけ離れた位置まで形成された基部と、前記基部における前記シャフトの側の端部である基部内周側端部から前記ウォータポンプ部の側に向かって延ばされているとともに前記シャフトの外周面に徐々に接近するように延ばされている外リップと、前記基部内周側端部から前記ウォータポンプ部とは反対の側に向かって延ばされているとともに前記シャフトの外周面に徐々に接近するように延ばされている内リップと、を有し、前記外リップと前記内リップは一体となるように形成されており、一体とされた前記外リップと前記内リップは、前記基部内周側端部を支点として揺動可能となるように前記基部内周側端部に接続されている。そして、前記スリンガは、前記シャフトの軸線であるシャフト軸線に沿って前記外リップから前記内リップに向かう方向へと前記シャフトに嵌め込まれたスリンガ円筒部を有し、前記スリンガ円筒部の外周面は、前記外リップの内径側と、前記内リップの内径側と、に接触しており、前記スリンガが前記シャフトから抜き取られた状態では、前記外リップの先端部の内径は、前記スリンガ円筒部の外径よりも大きく、前記内リップの先端部の内径は、前記スリンガ円筒部の外径よりも小さい、ウォータポンプ用軸受装置である。 In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is a bearing device for a water pump provided on a shaft protruding from a water pump portion, and is arranged coaxially with the shaft and has an outer diameter of the shaft. A cylindrical outer ring having a larger inner diameter and an outer peripheral surface fixed to the housing, and a plurality of cylinders disposed in a cylindrical space formed between the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the shaft. A rolling member, and a seal member provided so as to close a space between an inner peripheral surface of the outer ring and an outer peripheral surface of the shaft in a pump side opening which is an end portion on the water pump portion side in the cylindrical space. And a slinger fitted to the shaft. The seal member is fitted into a seal holding portion provided on the inner peripheral surface of the outer ring at the pump side opening, and extends radially inward from the seal holding portion and has a diameter from the outer peripheral surface of the shaft. A base portion formed to a position separated by a predetermined distance outward in the direction, and a base inner peripheral side end portion which is an end portion on the shaft side in the base portion, and is extended toward the water pump portion side. An outer lip extending so as to gradually approach the outer peripheral surface of the shaft; and extending from the inner peripheral side end of the base toward the opposite side of the water pump portion and of the shaft An inner lip extended so as to gradually approach the outer peripheral surface, and the outer lip and the inner lip are formed integrally, and the integrated outer lip and inner lip -Up is connected to the base in the inner edge portion to swing as a fulcrum the base inner end. The slinger has a slinger cylindrical portion fitted into the shaft in a direction from the outer lip toward the inner lip along a shaft axis that is an axis of the shaft, and an outer peripheral surface of the slinger cylindrical portion is The inner diameter of the outer lip is in contact with the inner diameter side of the outer lip and the inner diameter side of the inner lip. When the slinger is removed from the shaft, the inner diameter of the tip of the outer lip is The bearing device for a water pump is larger than an outer diameter, and an inner diameter of a tip portion of the inner lip is smaller than an outer diameter of the slinger cylindrical portion.
次に、本発明の第2の発明は、上記第1の発明に係るウォータポンプ用軸受装置であって、前記基部内周側端部には、前記シャフト軸線の方向の厚さが薄くされた、くびれ部が形成されており、前記くびれ部の先端に、一体とされた前記外リップと前記内リップが接続されている、ウォータポンプ用軸受装置である。 Next, a second invention of the present invention is the bearing device for a water pump according to the first invention, wherein the thickness in the direction of the shaft axis is reduced at the base inner peripheral end. A water pump bearing device in which a constricted portion is formed, and the outer lip and the inner lip integrated with each other are connected to the tip of the constricted portion.
次に、本発明の第3の発明は、上記第2の発明に係るウォータポンプ用軸受装置であって、前記基部は、前記くびれ部から前記シール保持部まで延ばされた弾性部材である弾性基部と、前記弾性基部における前記くびれ部よりも前記シール保持部に近い位置から、前記シール保持部に向かって延ばされている金属の心金基部と、を有している、ウォータポンプ用軸受装置である。 Next, a third invention of the present invention is the water pump bearing device according to the second invention, wherein the base portion is an elastic member extending from the constriction portion to the seal holding portion. A water pump bearing comprising: a base portion; and a metal mandrel base portion extending toward the seal holding portion from a position closer to the seal holding portion than the constricted portion in the elastic base portion. Device.
第1の発明によれば、外リップは基部内周側端部からウォータポンプの側に向かって、シャフトの外周面に徐々に接近するように延ばされ、内リップは基部内周側端部からウォータポンプの反対側に向かって、シャフトの外周面に徐々に接近するように延ばされている。そして外リップと内リップは一体とされて、基部内周側基端部を支点として揺動する。かつ、スリンガ円筒部をシャフトから抜き取った場合、外リップの先端の内径はスリンガ円筒部の外径よりも大きく、内リップの先端の内径はスリンガ円筒部の外径よりも小さい。従って、スリンガ円筒部を、外リップから内リップに向かう方向へとシャフトに嵌め込んで移動させた場合、まず外リップの位置にスリンガ円筒部が達した際には、外リップに接触することなく素通りする(外リップの先端の内径>スリンガ円筒部の外径より)。続いて内リップの位置にスリンガ円筒部が達した際には、スリンガ円筒部は内リップに接触して内リップを径方向外側に押し上げる(内リップの先端の内径<スリンガ円筒部の外径より)。また、内リップは、外リップから内リップに向かう方向において、徐々にシャフトの外周面に接近するように傾斜しているので、スリンガ円筒部によって反転されることなく径方向外側へと押し上げられる。内リップが径方向外側へと押し上げられるということは、基部内周側基端部を支点として内リップが径方向外側へ揺動し、内リップと一体とされている外リップは、自動的に径方向内側へと揺動し、スリンガ円筒部の外周面に圧着する。このように、スリンガをシャフトとシールリップとの間に差し込んだ際、シールリップが反転することを適切に防止することができる、ウォータポンプ用軸受装置を提供できる。 According to the first invention, the outer lip is extended from the base inner peripheral end toward the water pump so as to gradually approach the outer peripheral surface of the shaft, and the inner lip is the base inner peripheral end. It is extended so that it may approach the outer peripheral surface of a shaft gradually toward the opposite side of a water pump. Then, the outer lip and the inner lip are integrated, and swing around the base inner peripheral side base end. Further, when the slinger cylindrical part is extracted from the shaft, the inner diameter of the outer lip tip is larger than the outer diameter of the slinger cylindrical part, and the inner diameter of the inner lip tip is smaller than the outer diameter of the slinger cylindrical part. Therefore, when the slinger cylindrical part is fitted to the shaft and moved in the direction from the outer lip toward the inner lip, when the slinger cylindrical part first reaches the position of the outer lip, it does not contact the outer lip. Pass through (the inner diameter of the tip of the outer lip> from the outer diameter of the slinger cylinder). Subsequently, when the slinger cylindrical portion reaches the position of the inner lip, the slinger cylindrical portion contacts the inner lip and pushes the inner lip outward in the radial direction (from the inner diameter of the tip of the inner lip <the outer diameter of the slinger cylindrical portion). ). Further, since the inner lip is inclined so as to gradually approach the outer peripheral surface of the shaft in the direction from the outer lip to the inner lip, the inner lip is pushed up radially outward without being inverted by the slinger cylindrical portion. The fact that the inner lip is pushed outward in the radial direction means that the inner lip swings radially outward with the base end on the inner peripheral side of the base as a fulcrum, and the outer lip integrated with the inner lip is automatically Rocks inward in the radial direction, and crimps to the outer peripheral surface of the slinger cylinder. Thus, when the slinger is inserted between the shaft and the seal lip, it is possible to provide a water pump bearing device that can appropriately prevent the seal lip from being inverted.
第2の発明によれば、一体とされた外リップと内リップは、肉薄とされたくびれ部に接続され、くびれ部を支点として揺動する。従って、スリンガ円筒部で内リップを径方向外側に押し上げた際、内リップの変形を抑制し、内リップの径方向外側への揺動に伴う外リップの径方向内側への揺動を、適切に発生させることができる。 According to the second invention, the integrated outer lip and inner lip are connected to the thinned constriction, and swing around the constriction as a fulcrum. Therefore, when the inner lip is pushed radially outward by the slinger cylindrical portion, the deformation of the inner lip is suppressed, and the inner lip swings radially outward when the inner lip swings radially outward. Can be generated.
第3の発明によれば、くびれ部には、金属の心金基部が達していない。従って、くびれ部を支点とした内リップ及び外リップの揺動は、心金基部によって妨げられることが無い。 According to the third invention, the metal core base does not reach the constricted portion. Therefore, the swinging of the inner lip and the outer lip with the constricted portion as a fulcrum is not hindered by the mandrel base.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。以降の説明において、図中にX軸、Y軸、Z軸が記載されている場合、X軸とY軸とZ軸は互いに直交している。また、X軸方向はシャフト13の軸線であるシャフト軸線13Jに平行であり、図1中においてウォータポンプ1の動力伝達部3からウォータポンプ部2に向かう方向を示している。また、以降の説明では、「ウォータポンプ用軸受装置」を「軸受装置」と記載する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, when the X axis, the Y axis, and the Z axis are described in the drawings, the X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other. Further, the X-axis direction is parallel to the
●[ウォータポンプ1の全体構造(図1)と、動力伝達部3における軸受装置20の構造(図2)と、シール部材23の構造(図3、図4)]
図1を用いて、ウォータポンプ1の全体構造について説明する。ウォータポンプ1は、ウォータポンプ部2と動力伝達部3とを有している。なお、図2は図1に示す動力伝達部3の拡大図であり、図3は図2に示すシール部材23の周囲の拡大図であり、図4は、環状のシール部材23の一部の断面を示している。
[The overall structure of the water pump 1 (FIG. 1), the structure of the bearing
The overall structure of the water pump 1 will be described with reference to FIG. The water pump 1 has a
まずウォータポンプ部2の構造について説明する。ウォータポンプ部2は、ポンプハウジング11、12、シャフト13、インペラ14、メカニカルシール15等を有している。ポンプハウジング11は、シャフト13、インペラ14、メカニカルシール15、を収容している。ポンプハウジング12は、流入配管12A、吐出配管12Bを有している。なお、ポンプハウジング11、12は、「ハウジング」に相当している。
First, the structure of the
シャフト13は、円柱状であり、軸受装置20を介してポンプハウジング11に回転可能に支持され、シャフト軸線13J回りに回転可能とされている。シャフト13におけるウォータポンプ部2の側には、インペラ14が取り付けられ、シャフト13におけるウォータポンプ部2とは反対側には、軸受装置20及びプーリ支持体17が取り付けられている。
The
インペラ14は、シャフト13とともに回転した場合に、流入配管12Aからクーラントを吸い込み、吸い込んだクーラントを吐出配管12Bから圧送する羽根である。
When the
メカニカルシール15は、インペラ14の近傍において、シャフト13とポンプハウジング11との間の隙間を密封するシール部材である。メカニカルシール15は、インペラ14の近傍のシャフト13と、ポンプハウジング11と、の間の隙間から、クーラントが軸受装置20の側に漏れることを防止する。なお、メカニカルシール15の構造については、図1に示す構造に限定されず、種々の構造とすることが可能であり、メカニカルシール15の構造については、詳細な説明を省略する。
The
次に動力伝達部3の構造について説明する。動力伝達部3は、ポンプハウジング11、シャフト13、プーリ支持体17、プーリ18、軸受装置20等を有している。ポンプハウジング11は、軸受装置20を収容している。
Next, the structure of the
プーリ支持体17は、シャフト13におけるウォータポンプ部2とは反対側の端部に固定されている。そしてプーリ支持体17には、プーリ18が固定されている。プーリ18には、図示省略したベルトがかけられ、当該ベルトを介してプーリ18に回転動力が伝達され、プーリ18からプーリ支持体17を介してシャフト13に回転動力が伝達される。なお、本実施の形態ではプーリ18を有する例で説明するが、プーリ18の代わりに、ギヤや電動モータを用いてシャフト13に回転動力を伝達する構造とされていてもよい。
The
軸受装置20は、ウォータポンプ部2からプーリ18の側に突出されたシャフト13に設けられており、シャフト13におけるプーリ支持体17とインペラ14との間に設けられている。軸受装置20は、図2に示すように、外輪21、転動体22、保持器22A、シール部材23、スリンガ24、プーリ側シール部材25等を有している。
The bearing
外輪21は、筒状の形状を有し、シャフト13と同軸に配置されてシャフト13の外径よりも大きな内径を有し、外周面がポンプハウジング11に固定されている。また図2に示すように、外輪21の内周面と、シャフト13の外周面と、の間に形成された筒状空間26には、複数の転動体22が配置されている。図1及び図2に示す例では、シャフト13の外周面には、平行に配置された2本の環状の内軌道面13A(凹部)が、周方向に連続するように形成されている。また、外輪21の内周面には、それぞれの内軌道面13Aに対向するように、平行に配置された2本の環状の外軌道面21A(凹部)が、周方向に連続するように形成されている。そして筒状空間26内において、内軌道面13Aと外軌道面21Aとの間に、複数の転動体22が配置されている。また複数の転動体22は、保持器22Aによって、周方向において所定間隔に保持されている。
The
プーリ側シール部材25は、図2に示すように、筒状空間26におけるウォータポンプ部2とは反対側の端部であるプーリ側開口部に、外輪21の内周面とシャフト13の外周面との間を塞ぐように設けられている。プーリ側シール部材25は、プーリ側開口部において外輪21の内周面に設けられたシール保持部に嵌め込まれている。プーリ側シール部材25における径方向内側の端部には、シャフト13の外周面に摺接する複数のリップが設けられている。プーリ側シール部材25は、プーリ18の側から(プーリ側開口部から)、筒状空間26内に水や異物が浸入することを防止する。
As shown in FIG. 2, the pulley-
シール部材23は、図2に示すように、筒状空間26におけるウォータポンプ部2の側の端部であるポンプ側開口部20K(図3参照)に、外輪21の内周面とシャフト13の外周面との間を塞ぐように設けられている。シール部材23は、図3に示すように、ポンプ側開口部20Kにおいて、外輪21の内周面に設けられたシール保持部21Hに嵌め込まれている。図3に示すように、シール部材23における径方向内側の端部には、スリンガ24のスリンガ円筒部24Aの外周面に摺接する外リップ23Cと内リップ23Dが設けられている。またシール部材23には、スリンガ24のフランジ部24B(図3参照)に摺接するアキシアルリップ23Fが設けられている。シール部材23は、ウォータポンプ部2の側から(ポンプ側開口部20Kから)、筒状空間26内に水や異物が浸入することを防止する。
As shown in FIG. 2, the
シール部材23は、図3及び図4に示すように、基部23Aと、外リップ23Cと、内リップ23Dと、アキシアルリップ23Fと、を有している。基部23Aは、図3に示すように、外輪21のシール保持部21Hから径方向内側に延ばされており、シャフト13の外周面から径方向外側に所定距離L1だけ離れた位置まで形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
外リップ23Cは、図3に示すように、基部23Aにおけるシャフト13の側の端部である基部内周側端部23Hから、ウォータポンプ部2(図1参照)の側に向かって延ばされているとともにシャフト13の外周面に徐々に接近するように延ばされている。内リップ23Dは、図3に示すように、基部内周側端部23Hから、ウォータポンプ部2(図1参照)とは反対の側に向かって延ばされているとともにシャフト13の外周面に徐々に接近するように延ばされている。また図3及び図4に示すように、外リップ23Cと内リップ23Dは一体となるように形成されている(図3及び図4に示すように、断面が「へ」の字状となるように一体とされている)。そして一体とされた外リップ23Cと内リップ23Dによる一体部23Eは、基部内周側端部23Hを支点としていわゆるシーソーのように揺動可能となるように、基部内周側端部23Hに接続されている。
As shown in FIG. 3, the
なお、基部内周側端部23Hには、図3に示すように、シャフト軸線13Jの方向の厚さが薄くされた、くびれ部23Gが形成されている(図4参照)。そしてくびれ部23Gの先端に、一体とされた外リップ23Cと内リップ23D(一体部23E)が接続されている。つまり、基部内周側端部23Hにおける内周側先端部(基部内周側端部23Hにおいて、外リップ23Cと内リップ23Dが接続される個所)に、くびれ部23Gが有る。従って、外リップ23Cと内リップ23Dが一体とされた一体部23Eは、くびれ部23Gを支点として、いわゆるシーソーのように揺動可能である。しかも、くびれ部23Gが薄く形成されていることで、外リップ23Cや内リップ23Dの変形を抑制して「へ」の字状の形状を維持したまま、揺動可能である。またアキシアルリップ23Fは、基部23Aの途中から(基部内周側端部23Hよりも所定距離だけ径方向外側となる位置から)、ウォータポンプ部2(図1参照)の側に向かって延ばされているとともに、シャフト13の外周面から徐々に離れるように延ばされている。
As shown in FIG. 3, a
シール部材23の基部23Aは、図3に示すように、弾性基部23Bと、心金基部23Mと、を有している。弾性基部23Bは、くびれ部23Gから、シール保持部21Hまで延ばされており、弾性部材で形成されている。心金基部23Mは、弾性基部23Bにおけるくびれ部23Gよりもシール保持部21Hに近い位置から、シール保持部21Hに向かって延ばされており、金属で形成されている。弾性基部23B、基部内周側端部23H、くびれ部23G、外リップ23C、内リップ23D、アキシアルリップ23Fは、弾性部材で一体的に形成されている。
As shown in FIG. 3, the
スリンガ24は、図3に示すように、シャフト13に外嵌される筒状のスリンガ円筒部24Aと、フランジ部24Bと、大径円筒部24Cと、を有している。スリンガ円筒部24Aは、円筒状の形状を有し、シャフト軸線13Jに沿って外リップ23Cから内リップ23Dに向かう方向へと、シャフト13に嵌め込まれている。そしてスリンガ円筒部24Aの外周面は、外リップ23Cの内径側の先端の周囲と、内リップ23Dの内径側の先端の周囲と、接触(摺接)している。フランジ部24Bは、スリンガ円筒部24Aにおけるウォータポンプ部2の側の端部から径方向外側に延ばされている。そしてフランジ部24Bにおける径方向外側の端部には、円筒状の大径円筒部24Cが接続されている。
As shown in FIG. 3, the
以上に説明した構成により、仮に、メカニカルシール15から、微量なクーラント等が軸受装置20の側に漏れる場合があっても、まずスリンガ24によって軸受装置20内(筒状空間26内)へのクーラント等の浸入が防止される。また、クーラント等がスリンガ24を越えた場合は、アキシアルリップ23F、外リップ23C、内リップ23Dの順にクーラント等の侵入を防止する。従って、筒状空間26内に、水や異物が浸入することを適切に防止することができる。
With the configuration described above, even if a small amount of coolant or the like leaks from the
なお、図8〜図12を用いて説明した従来の構造では、シール部材のリップと、シャフトと、の間にスリンガを嵌め込んだ際、リップがスリンガに押し込まれて折り曲げられる(リップが反転する)可能性がある(図12参照)。この図12に示す状態(シールリップ123Cが反転している状態)では、シール性が低下する。そこで本願では、シール部材23とスリンガ24を、以下にて説明する構造とすることで、スリンガ24を嵌め込んだ際に、外リップ23Cが反転することを適切、かつ確実に防止することができる。
In the conventional structure described with reference to FIGS. 8 to 12, when the slinger is fitted between the lip of the seal member and the shaft, the lip is pushed into the slinger and bent (the lip is reversed). (See FIG. 12). In the state shown in FIG. 12 (the state where the
●[スリンガ24を嵌め込んだ際に外リップ23Cが反転することを防止するための構造(図5〜図7)]
図5は、外輪21の内周面に設けられたシール保持部21Hにシール部材23が嵌め込まれている状態において、シャフト軸線13Jに沿って、外リップ23Cから内リップ23Dへと向かう方向へと、スリンガ24の嵌め込みを開始した状態の例を示している。図5に示す状態は、スリンガ24のスリンガ円筒部24Aの先端が、まだ外リップ23Cまで達していない状態を示している。ここから、スリンガ24を、外リップ23Cから内リップ23Dへと向かう方向に、徐々に移動させていく(圧入する)。なお図5に示すように、シール部材23がシール保持部21Hに嵌め込まれている状態、かつ、外リップ23C及び内リップ23Dがスリンガ円筒部24Aに接触していない状態では、外リップ23Cの先端部の内径D2は、スリンガ円筒部24Aの外径D3よりも大きく、内リップ23Dの先端部の内径D1は、スリンガ円筒部24Aの外径D3よりも小さい。つまり、「外リップ23Cの内径D2>スリンガ円筒部24Aの外径D3>内リップ23Dの内径D1」という関係に設定されている。
● [Structure for preventing the
FIG. 5 shows a direction from the
図6は、図5の状態から、シャフト軸線13Jに沿って、外リップ23Cから内リップ23Dへと向かう方向へと、スリンガ円筒部24Aをさらに移動させた状態を示している。「外リップ23Cの内径D2>スリンガ円筒部24Aの外径D3」に設定されているので、スリンガ円筒部24Aは外リップ23Cの先端に接触することなく素通りする。従って、外リップ23Cがスリンガ円筒部24Aに押し込まれて反転することを、確実に防止することができる。
FIG. 6 shows a state in which the slinger
図7は、図6の状態から、シャフト軸線13Jに沿って、外リップ23Cから内リップ23Dへと向かう方向へと、スリンガ円筒部24Aをさらに移動させた状態を示している。「スリンガ円筒部24Aの外径D3>内リップ23Dの内径D1」に設定されているので、スリンガ円筒部24Aの先端は内リップ23Dの先端に接触する。そしてスリンガ円筒部24Aがさらに移動すると、スリンガ円筒部24Aによって内リップ23Dが径方向外側へ押し上げられる(径方向外側へ向かって揺動する)。内リップ23Dが径方向外側に向かって揺動すると、一体とされている外リップ23Cが、(シーソーのように)径方向内側に向かって揺動する。
FIG. 7 shows a state where the slinger
そして図3に示すように、スリンガ円筒部24Aの先端が内リップ23Dを少し通り過ぎた位置で、スリンガ24の移動を停止する。この図3に示す状態では、内リップ23Dは、径方向外側に押し上げられた状態からの復元力でスリンガ円筒部24Aの外周面に圧着している。また外リップ23Cは、内リップ23Dの径方向外側への揺動に伴う径方向内側への揺動の力でスリンガ円筒部24Aの外周面に圧着している。しかも、スリンガ円筒部24Aの先端が外リップ23Cの位置を素通りした後、外リップ23Cが揺動してスリンガ円筒部の外周面に圧着しているので、外リップ23Cがスリンガ円筒部24Aに押し込まれて反転することを確実に防止することができる。
As shown in FIG. 3, the movement of the
従って、図3に示すように構成されている状態から、スリンガ24をシャフト13から抜き取った状態は、図5に示す状態となる。すなわち、スリンガ24がシャフト13から抜き取られた状態では、図5に示すように、外リップ23Cの先端の内径D2は、スリンガ円筒部24Aの外径D3よりも大きく、内リップ23Dの先端の内径D1は、スリンガ円筒部24Aの外径D3よりも小さい。なお、内径D1、内径D2、外径D3は、内径D2>外径D3>内径D1の関係に設定され、具体的な寸法は、適宜設定される。
Therefore, the state in which the
本発明の軸受装置20(ウォータポンプ用軸受装置に相当)の構造、構成、形状、外観等は、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、シール部材23のアキシアルリップ23Fは、有ってもよいし、無くてもよい。またスリンガ24の大径円筒部24Cは、有ってもよいし、無くてもよい。また、シール部材23における基部23Aの形状は、各図にて示した形状に限定されるものではない。
Various changes, additions, and deletions can be made to the structure, configuration, shape, appearance, and the like of the bearing device 20 (corresponding to a water pump bearing device) of the present invention without departing from the spirit of the present invention. For example, the
1 ウォータポンプ
2 ウォータポンプ部
3 動力伝達部
11、12 ポンプハウジング
12A 流入配管
12B 吐出配管
13 シャフト
13A 内軌道面
13J シャフト軸線
14 インペラ
15 メカニカルシール
17 プーリ支持体
18 プーリ
20 軸受装置(ウォータポンプ用軸受装置)
21 外輪
21A 外軌道面
22 転動体
22A 保持器
23 シール部材
23A 基部
23B 弾性基部
23C 外リップ
23D 内リップ
23E 一体部
23F アキシアルリップ
23G くびれ部
23H 基部内周側端部
23M 心金基部
24 スリンガ
24A スリンガ円筒部
24B フランジ部
24C 大径円筒部
25 プーリ側シール部材
D1、D2 内径
D3 外径
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water pump 2 Water pump
21
Claims (3)
前記シャフトと同軸に配置されて前記シャフトの外径よりも大きな内径を有して外周面がハウジングに固定された筒状の外輪と、
前記外輪の内周面と前記シャフトの外周面との間に形成された筒状空間に配置された複数の転動体と、
前記筒状空間における前記ウォータポンプ部の側の端部であるポンプ側開口部において前記外輪の内周面と前記シャフトの外周面との間を塞ぐように設けられたシール部材と、
前記シャフトに嵌め込まれているスリンガと、
を有し、
前記シール部材は、
前記ポンプ側開口部において前記外輪の内周面に設けられたシール保持部に嵌め込まれており、
前記シール保持部から径方向内側に延ばされて前記シャフトの外周面から径方向外側に所定距離だけ離れた位置まで形成された基部と、
前記基部における前記シャフトの側の端部である基部内周側端部から前記ウォータポンプ部の側に向かって延ばされているとともに前記シャフトの外周面に徐々に接近するように延ばされている外リップと、
前記基部内周側端部から前記ウォータポンプ部とは反対の側に向かって延ばされているとともに前記シャフトの外周面に徐々に接近するように延ばされている内リップと、
を有し、
前記外リップと前記内リップは一体となるように形成されており、一体とされた前記外リップと前記内リップは、前記基部内周側端部を支点として揺動可能となるように前記基部内周側端部に接続されており、
前記スリンガは、前記シャフトの軸線であるシャフト軸線に沿って前記外リップから前記内リップに向かう方向へと前記シャフトに嵌め込まれたスリンガ円筒部を有し、前記スリンガ円筒部の外周面は、前記外リップの内径側と、前記内リップの内径側と、に接触しており、
前記スリンガが前記シャフトから抜き取られた状態では、
前記外リップの先端部の内径は、前記スリンガ円筒部の外径よりも大きく、
前記内リップの先端部の内径は、前記スリンガ円筒部の外径よりも小さい、
ウォータポンプ用軸受装置。 A bearing device for a water pump provided on a shaft protruding from a water pump portion,
A cylindrical outer ring disposed coaxially with the shaft and having an inner diameter larger than the outer diameter of the shaft and having an outer peripheral surface fixed to the housing;
A plurality of rolling elements disposed in a cylindrical space formed between the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the shaft;
A seal member provided so as to close a space between an inner peripheral surface of the outer ring and an outer peripheral surface of the shaft in a pump side opening portion which is an end portion on the water pump portion side in the cylindrical space;
A slinger fitted into the shaft;
Have
The sealing member is
The pump side opening is fitted into a seal holding part provided on the inner peripheral surface of the outer ring,
A base portion extending radially inward from the seal holding portion and formed to a position separated from the outer peripheral surface of the shaft by a predetermined distance radially outward;
The base is extended from the inner peripheral side end of the base, which is the end on the shaft side, toward the water pump portion and extended so as to gradually approach the outer peripheral surface of the shaft. With an outer lip,
An inner lip extending from the base inner peripheral side end toward the side opposite to the water pump unit and extending gradually closer to the outer peripheral surface of the shaft;
Have
The outer lip and the inner lip are formed so as to be integrated, and the integrated outer lip and inner lip can swing with the inner peripheral end of the base as a fulcrum. It is connected to the inner peripheral side end,
The slinger has a slinger cylindrical portion fitted into the shaft in a direction from the outer lip toward the inner lip along a shaft axis that is an axis of the shaft, and an outer peripheral surface of the slinger cylindrical portion is It is in contact with the inner diameter side of the outer lip and the inner diameter side of the inner lip,
In the state where the slinger is removed from the shaft,
The inner diameter of the distal end portion of the outer lip is larger than the outer diameter of the slinger cylindrical portion,
The inner diameter of the tip portion of the inner lip is smaller than the outer diameter of the slinger cylindrical portion,
Bearing device for water pump.
前記基部内周側端部には、前記シャフト軸線の方向の厚さが薄くされた、くびれ部が形成されており、
前記くびれ部の先端に、一体とされた前記外リップと前記内リップが接続されている、
ウォータポンプ用軸受装置。 The water pump bearing device according to claim 1,
A constricted portion in which the thickness in the direction of the shaft axis is reduced is formed at the end on the inner peripheral side of the base,
The outer lip integrated with the inner lip is connected to the tip of the constricted portion,
Bearing device for water pump.
前記基部は、
前記くびれ部から前記シール保持部まで延ばされた弾性部材である弾性基部と、
前記弾性基部における前記くびれ部よりも前記シール保持部に近い位置から、前記シール保持部に向かって延ばされている金属の心金基部と、
を有している、
ウォータポンプ用軸受装置。
The water pump bearing device according to claim 2,
The base is
An elastic base that is an elastic member extended from the constricted portion to the seal holding portion;
A metal core base extending from the position closer to the seal holding part than the constricted part in the elastic base part toward the seal holding part;
have,
Bearing device for water pump.
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2017
- 2017-04-26 JP JP2017087167A patent/JP2018184998A/en active Pending
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