JP3449367B2 - ウォータポンプ装置 - Google Patents
ウォータポンプ装置Info
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- JP3449367B2 JP3449367B2 JP2001255668A JP2001255668A JP3449367B2 JP 3449367 B2 JP3449367 B2 JP 3449367B2 JP 2001255668 A JP2001255668 A JP 2001255668A JP 2001255668 A JP2001255668 A JP 2001255668A JP 3449367 B2 JP3449367 B2 JP 3449367B2
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- shaft
- ring
- bearing
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
- F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
- F16C33/784—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race
- F16C33/7859—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a further sealing element
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
Description
【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、詳しくは、ウォータポンプ
の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をシールするウォ
ータポンプに関するものである。
等に好適なウォータポンプ、詳しくは、ウォータポンプ
の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をシールするウォ
ータポンプに関するものである。
【０００２】
【技術の背景】以下本発明の技術背景について説明す
る。まず、自動車のエンジンの冷却回路は一般に図４
（例えば実開昭59−73588号公報に記載）のようになっ
ていて、自動車のエンジンＡは凍結防止剤などの化学物
質を含んだ水で冷却されており、ラジエータＢで８０℃
位に冷却された水は、ウォータポンプＣによってエンジ
ンＡに送られ、エンジンを冷却し、熱くなった冷却水は
ラジエータＢに戻され、再び冷却されてエンジンへ送ら
れる。このウォータポンプＣは図５（例えば実開昭59−
73588号公報に記載）のようになっており、ウォータポ
ンプＣのインペラＤが回転して冷却水をエンジンに送っ
ている。さらに、従来のウォータポンプの構造は、図６
（例えば実開昭60−23293号公報に記載）のようになっ
ており、ウォーターポンプＣは、ケーシングＥに内嵌さ
れた軸受Ｆの軸ＧにインペラＤを取付け、インペラＤを
冷却水中で回転させている。また、軸受Ｆには冷却水が
侵入しないように、ケーシングＥのインペラＤ側端部に
メカニカルシールＨを設けている。メカニカルシールＨ
は、相対回転するセラミック製の円盤Ｉに、カーボン製
又はゴム製の円盤Ｊを押し付けてシールとし、それらの
面を回転方向に滑らせて冷却水をシールするものであ
る。しかし、このすべり面では完全なシールは困難であ
り、シール面の摩擦熱により蒸発した高温の水蒸気が軸
受Ｆ側に漏出する。さらに、シール面での蒸発によって
凍結防止剤などの化学物質が濃縮された冷却水も軸受側
に漏出し、その結果、ケーシングＥ内の軸受とメカニカ
ルシールＨとの間は水蒸気が充満する水蒸気室Ｋとな
り、そこに化学物質が濃縮された冷却水も侵入してく
る。この為、水蒸気室Ｋに面する軸受の端部には、水蒸
気や化学物質が濃縮された冷却水が軸受内に侵入しない
ようにシールＭを設けている。しかし、このシールで
は、水蒸気や化学物質が濃縮された冷却水のシールが不
十分で水蒸気や冷却水が軸受内に侵入してグリースを劣
化させ、軸受の寿命を短くするという問題がある。これ
に対して本発明は、水蒸気室に隣接する従来の軸受のシ
ールをシール性強化構造としたものであり、軸受の寿命
を飛躍的に長くするものである。以下、本発明の本質を
明らかにする為に、背景としての従来技術を説明する。
る。まず、自動車のエンジンの冷却回路は一般に図４
（例えば実開昭59−73588号公報に記載）のようになっ
ていて、自動車のエンジンＡは凍結防止剤などの化学物
質を含んだ水で冷却されており、ラジエータＢで８０℃
位に冷却された水は、ウォータポンプＣによってエンジ
ンＡに送られ、エンジンを冷却し、熱くなった冷却水は
ラジエータＢに戻され、再び冷却されてエンジンへ送ら
れる。このウォータポンプＣは図５（例えば実開昭59−
73588号公報に記載）のようになっており、ウォータポ
ンプＣのインペラＤが回転して冷却水をエンジンに送っ
ている。さらに、従来のウォータポンプの構造は、図６
（例えば実開昭60−23293号公報に記載）のようになっ
ており、ウォーターポンプＣは、ケーシングＥに内嵌さ
れた軸受Ｆの軸ＧにインペラＤを取付け、インペラＤを
冷却水中で回転させている。また、軸受Ｆには冷却水が
侵入しないように、ケーシングＥのインペラＤ側端部に
メカニカルシールＨを設けている。メカニカルシールＨ
は、相対回転するセラミック製の円盤Ｉに、カーボン製
又はゴム製の円盤Ｊを押し付けてシールとし、それらの
面を回転方向に滑らせて冷却水をシールするものであ
る。しかし、このすべり面では完全なシールは困難であ
り、シール面の摩擦熱により蒸発した高温の水蒸気が軸
受Ｆ側に漏出する。さらに、シール面での蒸発によって
凍結防止剤などの化学物質が濃縮された冷却水も軸受側
に漏出し、その結果、ケーシングＥ内の軸受とメカニカ
ルシールＨとの間は水蒸気が充満する水蒸気室Ｋとな
り、そこに化学物質が濃縮された冷却水も侵入してく
る。この為、水蒸気室Ｋに面する軸受の端部には、水蒸
気や化学物質が濃縮された冷却水が軸受内に侵入しない
ようにシールＭを設けている。しかし、このシールで
は、水蒸気や化学物質が濃縮された冷却水のシールが不
十分で水蒸気や冷却水が軸受内に侵入してグリースを劣
化させ、軸受の寿命を短くするという問題がある。これ
に対して本発明は、水蒸気室に隣接する従来の軸受のシ
ールをシール性強化構造としたものであり、軸受の寿命
を飛躍的に長くするものである。以下、本発明の本質を
明らかにする為に、背景としての従来技術を説明する。
【０００３】
【従来の技術】以下従来技術について説明する。
【０００４】図７は従来技術である実開昭56−5823号公
報に記載のウォーターポンプの断面図（説明上、図を反
転させて記載している）である。このウォータポンプの
メカニカルシールＨは円盤Ｉの端面にカーボン製の円盤
Ｊを押し付けた水止め用のメカニカルシールである。図
８（ａ）は従来技術である実開昭56−5823号公報に記載
のウォータポンプの要部の断面図（説明上、図を反転さ
せて記載している）である。図８（ｂ）はそのシール部
の拡大図である。この図８（ｂ）は図７のメカニカルシ
ールＨを円盤ＬとゴムリップＮ−a，Ｎ−b，Ｎ−cとを
組合わせた水止め用シールＰとしたもので、水止め用シ
ールＰの軸受Ｆ側にある水蒸気室Ｋに排出穴Ｑをあけ、
軸受ＦのシールＭは先端をＹ字状にして２重リップシー
ルとなっている。要するに、軸受Ｆを水蒸気や冷却水か
ら守るシールＭは２重リップシールである。また、図９
（ａ）は従来技術である実開昭60−167194号公報に記載
のウォータポンプの断面図（説明上、図を反転させて記
載している）である。このウォータポンプは軸受Ｆの端
部にシールＭとスリンガＲを設けている。そしてメカニ
カルシールＨとシールＭとの間の空間は水蒸気室Ｋとな
っている。図９（ｂ）は、図９（ａ）のシール部の拡大
図である。シールＭはゴムリップＴとＵとからなる２重
リップシールとなっていて、このシールＭは水を振り切
るスリンガＲの円盤部Ｓから離れて独立している。要す
るに、軸受Ｆを水蒸気や冷却水から守るシールＭは、２
重リップシールになっている。上記のウォータポンプの
メカニカルシールＨは、［技術の背景］で説明したよう
に完全なシールは難しく、シール面の摩擦熱により蒸発
した高温の水蒸気と、この蒸発によって凍結防止剤など
の化学物質が濃縮された冷却水が軸受Ｆ側の水蒸気室Ｋ
に漏れ出してくる。その結果、シールＭの外側ゴムリッ
プＴの外側面は凍結防止剤などの化学物質が濃縮された
冷却水と高温の水蒸気とに攻撃される。このシールＭの
外側ゴムリップＴの外面側は、化学物質が濃縮された冷
却水と高温の水蒸気との相乗作用により外側ゴムリップ
Ｔは変形し、軸側の摺接面との間に隙間があき、この隙
間から冷却水と水蒸気が侵入し、水蒸気は冷えて水にな
り２重リップシールＭの内側ゴムリップＵの手前に水が
溜まってくる。その内側ゴムリップＵは軸方向内向きに
設けられていて、その目的は軸受Ｆ内のグリースの外部
への流出止めであるので、外部から軸受Ｆ内に前記の水
が入ろうとするのを止めるのは難しく、軸受Ｆ内に水が
侵入しやすく、その結果グリースを劣化させ、軸受Ｆの
寿命が短くなるという問題が従来の２重リップシールに
はある。
報に記載のウォーターポンプの断面図（説明上、図を反
転させて記載している）である。このウォータポンプの
メカニカルシールＨは円盤Ｉの端面にカーボン製の円盤
Ｊを押し付けた水止め用のメカニカルシールである。図
８（ａ）は従来技術である実開昭56−5823号公報に記載
のウォータポンプの要部の断面図（説明上、図を反転さ
せて記載している）である。図８（ｂ）はそのシール部
の拡大図である。この図８（ｂ）は図７のメカニカルシ
ールＨを円盤ＬとゴムリップＮ−a，Ｎ−b，Ｎ−cとを
組合わせた水止め用シールＰとしたもので、水止め用シ
ールＰの軸受Ｆ側にある水蒸気室Ｋに排出穴Ｑをあけ、
軸受ＦのシールＭは先端をＹ字状にして２重リップシー
ルとなっている。要するに、軸受Ｆを水蒸気や冷却水か
ら守るシールＭは２重リップシールである。また、図９
（ａ）は従来技術である実開昭60−167194号公報に記載
のウォータポンプの断面図（説明上、図を反転させて記
載している）である。このウォータポンプは軸受Ｆの端
部にシールＭとスリンガＲを設けている。そしてメカニ
カルシールＨとシールＭとの間の空間は水蒸気室Ｋとな
っている。図９（ｂ）は、図９（ａ）のシール部の拡大
図である。シールＭはゴムリップＴとＵとからなる２重
リップシールとなっていて、このシールＭは水を振り切
るスリンガＲの円盤部Ｓから離れて独立している。要す
るに、軸受Ｆを水蒸気や冷却水から守るシールＭは、２
重リップシールになっている。上記のウォータポンプの
メカニカルシールＨは、［技術の背景］で説明したよう
に完全なシールは難しく、シール面の摩擦熱により蒸発
した高温の水蒸気と、この蒸発によって凍結防止剤など
の化学物質が濃縮された冷却水が軸受Ｆ側の水蒸気室Ｋ
に漏れ出してくる。その結果、シールＭの外側ゴムリッ
プＴの外側面は凍結防止剤などの化学物質が濃縮された
冷却水と高温の水蒸気とに攻撃される。このシールＭの
外側ゴムリップＴの外面側は、化学物質が濃縮された冷
却水と高温の水蒸気との相乗作用により外側ゴムリップ
Ｔは変形し、軸側の摺接面との間に隙間があき、この隙
間から冷却水と水蒸気が侵入し、水蒸気は冷えて水にな
り２重リップシールＭの内側ゴムリップＵの手前に水が
溜まってくる。その内側ゴムリップＵは軸方向内向きに
設けられていて、その目的は軸受Ｆ内のグリースの外部
への流出止めであるので、外部から軸受Ｆ内に前記の水
が入ろうとするのを止めるのは難しく、軸受Ｆ内に水が
侵入しやすく、その結果グリースを劣化させ、軸受Ｆの
寿命が短くなるという問題が従来の２重リップシールに
はある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、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をシールして軸受の
寿命を飛躍的に長くするウォータポンプを提供すること
である。
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をシールして軸受の
寿命を飛躍的に長くするウォータポンプを提供すること
である。
【０００６】
【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。ケーシングと、インペ
ラと、プーリと、ウォータポンプ用軸受とを備えたウォ
ータポンプ装置のウォータポンプ用軸受は、 （ａ）外輪と、 （ｂ）転動体と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段となっていて、他端
側にインペラを有する軸と、 （ｄ）軸受内にあるグリースと、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内
に侵入することを防止するとともに、軸受内のグリース
の流出を防止するためのシール装置とを有していて、 （ｆ）シール装置は、外輪に固定される外輪側シール環
と軸に固定される軸側シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、軸の大径部に嵌合固定された円
筒部とこの円筒部の転動体側端部から外径方向に延びて
いる外径方向部分とを有し、 （ｈ）外輪側シール環は、補強環と主リップと第１副リ
ップと第２副リップとを有し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、補強環から延びていて主リップ
よりも転動体側にあって軸と接し、 （ｋ）第２副リップは、補強環から延びていて主リップ
に対して第１副リップの反対側にあって軸側シール環の
外径方向部分と接し主リップとの間に密閉空間を形成し
ている。また、ウォータポンプ用軸受は、 （ａ）ケーシングに固定される外輪と、 （ｂ）転動体と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段となっていて、他端
側にインペラを有する軸と、（ｄ）軸受内にあるグリー
スと、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内
に侵入することを防止するとともに、軸受内のグリース
の流出を防止するためのシール装置とを有していて、 （ｆ）シール装置は、外輪に固定される外輪側シール環
と軸に固定される軸側シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、軸の大径部に嵌合固定された円
筒部とこの円筒部の転動体側端部から外径方向に延びて
いる外径方向部分とを有し、 （ｈ）外輪側シール環は、補強環と主リップと第１副リ
ップと第２副リップとを有し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、補強環から延びていて主リップ
よりも転動体側にあって軸と接し、 （ｋ）第２副リップは、補強環から延びていて主リップ
に対して第１副リップの反対側にあって軸側シール環の
外径方向部分と接し主リップとの間に密閉空間を形成し
ている。さらに、ウォータポンプ軸受用シール装置は、 （ａ）ケーシングに固定される外輪と、（ｂ）転動体
と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段となっていて、他端
側にインペラを有する軸と、 （ｄ）軸受内にあるグリースを有するウォータポンプ軸
受に用いるもので、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内
に侵入することを防止するとともに、軸受内のグリース
の流出を防止するためのシール装置で、 （ｆ）このシール装置は、外輪に固定される外輪側シー
ル環と軸に固定される軸側シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、軸の大径部に嵌合固定された円
筒部とこの円筒部の転動体側端部から外径方向に延びて
いる外径方向部分とを有し、 （ｈ）外輪側シール環は、補強環と主リップと第１副リ
ップと第２副リップとを有し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、補強環から延びていて主リップ
よりも転動体側にあって軸又は軸に嵌合固定された軸側
シール環の円筒部の外周面と接し、 （ｋ）第２副リップは、補強環から延びていて主リップ
に対して第１副リップの反対側にあって軸側シール環の
外径方向部分と接し主リップとの間に密閉空間を形成し
ている。としたことである。
の技術的手段は次の通りである。ケーシングと、インペ
ラと、プーリと、ウォータポンプ用軸受とを備えたウォ
ータポンプ装置のウォータポンプ用軸受は、 （ａ）外輪と、 （ｂ）転動体と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段となっていて、他端
側にインペラを有する軸と、 （ｄ）軸受内にあるグリースと、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内
に侵入することを防止するとともに、軸受内のグリース
の流出を防止するためのシール装置とを有していて、 （ｆ）シール装置は、外輪に固定される外輪側シール環
と軸に固定される軸側シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、軸の大径部に嵌合固定された円
筒部とこの円筒部の転動体側端部から外径方向に延びて
いる外径方向部分とを有し、 （ｈ）外輪側シール環は、補強環と主リップと第１副リ
ップと第２副リップとを有し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、補強環から延びていて主リップ
よりも転動体側にあって軸と接し、 （ｋ）第２副リップは、補強環から延びていて主リップ
に対して第１副リップの反対側にあって軸側シール環の
外径方向部分と接し主リップとの間に密閉空間を形成し
ている。また、ウォータポンプ用軸受は、 （ａ）ケーシングに固定される外輪と、 （ｂ）転動体と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段となっていて、他端
側にインペラを有する軸と、（ｄ）軸受内にあるグリー
スと、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内
に侵入することを防止するとともに、軸受内のグリース
の流出を防止するためのシール装置とを有していて、 （ｆ）シール装置は、外輪に固定される外輪側シール環
と軸に固定される軸側シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、軸の大径部に嵌合固定された円
筒部とこの円筒部の転動体側端部から外径方向に延びて
いる外径方向部分とを有し、 （ｈ）外輪側シール環は、補強環と主リップと第１副リ
ップと第２副リップとを有し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、補強環から延びていて主リップ
よりも転動体側にあって軸と接し、 （ｋ）第２副リップは、補強環から延びていて主リップ
に対して第１副リップの反対側にあって軸側シール環の
外径方向部分と接し主リップとの間に密閉空間を形成し
ている。さらに、ウォータポンプ軸受用シール装置は、 （ａ）ケーシングに固定される外輪と、（ｂ）転動体
と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段となっていて、他端
側にインペラを有する軸と、 （ｄ）軸受内にあるグリースを有するウォータポンプ軸
受に用いるもので、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内
に侵入することを防止するとともに、軸受内のグリース
の流出を防止するためのシール装置で、 （ｆ）このシール装置は、外輪に固定される外輪側シー
ル環と軸に固定される軸側シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、軸の大径部に嵌合固定された円
筒部とこの円筒部の転動体側端部から外径方向に延びて
いる外径方向部分とを有し、 （ｈ）外輪側シール環は、補強環と主リップと第１副リ
ップと第２副リップとを有し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、補強環から延びていて主リップ
よりも転動体側にあって軸又は軸に嵌合固定された軸側
シール環の円筒部の外周面と接し、 （ｋ）第２副リップは、補強環から延びていて主リップ
に対して第１副リップの反対側にあって軸側シール環の
外径方向部分と接し主リップとの間に密閉空間を形成し
ている。としたことである。
【０００７】
【作用】本発明の構成によれば、外輪側シール環の第１
副リップは軸受内のグリースをシールし、第２副リップ
は主リップに対して第１副リップの反対側で軸側シール
環の外径方向部分と接し、さらに軸側シール環の外径方
向部分が軸側シール環の円筒部の転動体側端部から外径
方向に延びている、いいかえると軸側シール環の円筒部
をインペラ側に延ばすことにより、以下に説明するよう
にメカニカルシールから水蒸気室である空洞に漏れ出た
水蒸気や冷却水が軸受内に侵入しようとするのをシール
することができる。もしも本発明の参考例の図２のよう
に軸側シール環の外径方向部分が円筒部のインペラ側端
部から外径方向に延びていると、プレス加工によって鋼
板から作られる軸側シール環の外径方向部分の根元はＲ
（円弧状に湾曲）形状になり、このＲ部分と軸との間に
は冷却水が溜まり易くなる。又、通常軸側シール環の材
料はステンレスなのに対して、軸の材料はコスト上の理
由でステンレスではないので、前記のＲ部分と軸との間
に溜った冷却水によって軸が錆やすい。この錆は軸の径
方向だけではなく、軸方向にも進行する。その結果、軸
側シール環の外径方向部分の根元が宙にういて、外径方
向部分が不安定になりやすい。そして、そこに接してい
る第２副リップの接触状態も不安定になりやすく、冷却
水や水蒸気が入り易くなる。これに対して、軸側シール
環の円筒部をインペラ側に延ばすと円筒部のインペラ側
端部にＲ部はできないので、この部分に冷却水が溜まり
にくくなり軸が錆びにくい。又、もしもこの部分の軸が
錆びても、外径方向部分の根元ではないので、外径方向
部分の安定性が損われることがあまり無い。従って、外
径方向部分に接している第２副リップの接触状態は安定
し、冷却水や水蒸気をシールし易くなる。そして、軸側
シール環が軸の大径部に固定され、さらに、この軸側シ
ール環の外径方向部分は軸の大径部よりも径方向に大き
く、回転により発生する遠心力が大きいので、化学物質
が濃縮された冷却水は、この冷却水が軸側シール環の外
径方向部分をつたっている時に、遠心力で振り飛ばされ
て第２副リップの方に来にくいので、軸受内に冷却水が
侵入しにくくなる。つまり本願発明は、ウォータポンプ
の水蒸気室である空洞に隣接するシール装置に、軸側シ
ール環の外径方向部分と接する第２副リップを設けて軸
側シール環一体型の３重リップシール構造とすると共に
軸側シール環の円筒部を軸の大径部に固定し、この円筒
部をインペラ側に延ばすことにより、メカニカルシール
から水蒸気室である空洞に漏れ出た水蒸気や冷却水が軸
受に侵入しようとするのをシールするとともに、軸受内
のグリースの流出をシールするものである。
副リップは軸受内のグリースをシールし、第２副リップ
は主リップに対して第１副リップの反対側で軸側シール
環の外径方向部分と接し、さらに軸側シール環の外径方
向部分が軸側シール環の円筒部の転動体側端部から外径
方向に延びている、いいかえると軸側シール環の円筒部
をインペラ側に延ばすことにより、以下に説明するよう
にメカニカルシールから水蒸気室である空洞に漏れ出た
水蒸気や冷却水が軸受内に侵入しようとするのをシール
することができる。もしも本発明の参考例の図２のよう
に軸側シール環の外径方向部分が円筒部のインペラ側端
部から外径方向に延びていると、プレス加工によって鋼
板から作られる軸側シール環の外径方向部分の根元はＲ
（円弧状に湾曲）形状になり、このＲ部分と軸との間に
は冷却水が溜まり易くなる。又、通常軸側シール環の材
料はステンレスなのに対して、軸の材料はコスト上の理
由でステンレスではないので、前記のＲ部分と軸との間
に溜った冷却水によって軸が錆やすい。この錆は軸の径
方向だけではなく、軸方向にも進行する。その結果、軸
側シール環の外径方向部分の根元が宙にういて、外径方
向部分が不安定になりやすい。そして、そこに接してい
る第２副リップの接触状態も不安定になりやすく、冷却
水や水蒸気が入り易くなる。これに対して、軸側シール
環の円筒部をインペラ側に延ばすと円筒部のインペラ側
端部にＲ部はできないので、この部分に冷却水が溜まり
にくくなり軸が錆びにくい。又、もしもこの部分の軸が
錆びても、外径方向部分の根元ではないので、外径方向
部分の安定性が損われることがあまり無い。従って、外
径方向部分に接している第２副リップの接触状態は安定
し、冷却水や水蒸気をシールし易くなる。そして、軸側
シール環が軸の大径部に固定され、さらに、この軸側シ
ール環の外径方向部分は軸の大径部よりも径方向に大き
く、回転により発生する遠心力が大きいので、化学物質
が濃縮された冷却水は、この冷却水が軸側シール環の外
径方向部分をつたっている時に、遠心力で振り飛ばされ
て第２副リップの方に来にくいので、軸受内に冷却水が
侵入しにくくなる。つまり本願発明は、ウォータポンプ
の水蒸気室である空洞に隣接するシール装置に、軸側シ
ール環の外径方向部分と接する第２副リップを設けて軸
側シール環一体型の３重リップシール構造とすると共に
軸側シール環の円筒部を軸の大径部に固定し、この円筒
部をインペラ側に延ばすことにより、メカニカルシール
から水蒸気室である空洞に漏れ出た水蒸気や冷却水が軸
受に侵入しようとするのをシールするとともに、軸受内
のグリースの流出をシールするものである。
【０００８】
【他の技術分野との作用の違い】尚、ウォータポンプ軸
受のシール技術分野以外の技術として、図１０の従来技
術がある（図１０は実開昭61−112119号公報に記載の自
動車のホイール軸受の断面図である。）。これは自動車
のホイール軸受のシール技術で、シールＶの外側リップ
Ｘは開放外部から泥水やダストが軸受Ｚ内へ侵入するこ
とを防ぐもので、内側リップＹは軸受Ｚ内のグリースの
外部への流出を防ぐものである。このように、ホイール
軸受のシールの目的は、水蒸気よりもはるかに温度の低
い泥水やダストを防ぐことであり、ホイール軸受のシー
ルにはウォータポンプ軸受のシールとは違って、メカニ
カルシールから水蒸気室に漏れ出た高温の水蒸気や化学
物質が濃縮された冷却水がかからないので、ホイール軸
受のシールが変形することはほとんど無い。従って、ホ
イール軸受のシールは基本的に泥水やダストの侵入を防
止する外側リップと軸受内のグリースの流出を防止する
内側リップの２重リップシールであればよい。尚、ホイ
ール軸受のシールには、図１１や図１２のように３重リ
ップシールのものもあるが、３重リップシールにする理
由は、ウォータポンプ軸受のシールのように水蒸気や冷
却水の侵入を防ぐ為とは別な理由であり、例えばダスト
によるシールリップの摩耗対策の為やシールリップの数
を増やしたシールの幅寸法上の為やホイール軸受のシー
ル摺接面の加工上の為で、図１１、図１２のような構造
にしているものである。このように、ホイール軸受のシ
ールは、基本的に２重リップシールでよいが、その使用
状況によっては３重リップシールにすることもあり、そ
の形状もいろいろな形がある。つまり、ホイール軸受の
シールの３重リップシールはウォータポンプ軸受のシー
ルとは、別な理由で３重リップシールにしているのでホ
イール軸受のシールの技術分野は、ウォータポンプ軸受
のシールとは別の技術分野である。これに対して、ウォ
ータポンプはメカニカルシールから水蒸気室に漏れた高
温の水蒸気や凍結防止剤などの化学物質が濃縮された冷
却水が軸受に入ってくる問題があるので、その問題をい
かに解決するかという課題が従来から問題になってい
て、これを解決したのが本発明のウォータポンプ用軸受
のシール技術である。ところが、ホイール軸受のシール
である図１１や図１２の３重リップシールには、ウォー
タポンプの水蒸気室である空洞もなく、水蒸気室に漏れ
た高温の水蒸気と化学物質が濃縮された冷却水が軸受に
入ってくるのをどのようにすればシールできるかという
技術思想の開示も示唆も無く、本発明の動機づけともな
るものではない。
受のシール技術分野以外の技術として、図１０の従来技
術がある（図１０は実開昭61−112119号公報に記載の自
動車のホイール軸受の断面図である。）。これは自動車
のホイール軸受のシール技術で、シールＶの外側リップ
Ｘは開放外部から泥水やダストが軸受Ｚ内へ侵入するこ
とを防ぐもので、内側リップＹは軸受Ｚ内のグリースの
外部への流出を防ぐものである。このように、ホイール
軸受のシールの目的は、水蒸気よりもはるかに温度の低
い泥水やダストを防ぐことであり、ホイール軸受のシー
ルにはウォータポンプ軸受のシールとは違って、メカニ
カルシールから水蒸気室に漏れ出た高温の水蒸気や化学
物質が濃縮された冷却水がかからないので、ホイール軸
受のシールが変形することはほとんど無い。従って、ホ
イール軸受のシールは基本的に泥水やダストの侵入を防
止する外側リップと軸受内のグリースの流出を防止する
内側リップの２重リップシールであればよい。尚、ホイ
ール軸受のシールには、図１１や図１２のように３重リ
ップシールのものもあるが、３重リップシールにする理
由は、ウォータポンプ軸受のシールのように水蒸気や冷
却水の侵入を防ぐ為とは別な理由であり、例えばダスト
によるシールリップの摩耗対策の為やシールリップの数
を増やしたシールの幅寸法上の為やホイール軸受のシー
ル摺接面の加工上の為で、図１１、図１２のような構造
にしているものである。このように、ホイール軸受のシ
ールは、基本的に２重リップシールでよいが、その使用
状況によっては３重リップシールにすることもあり、そ
の形状もいろいろな形がある。つまり、ホイール軸受の
シールの３重リップシールはウォータポンプ軸受のシー
ルとは、別な理由で３重リップシールにしているのでホ
イール軸受のシールの技術分野は、ウォータポンプ軸受
のシールとは別の技術分野である。これに対して、ウォ
ータポンプはメカニカルシールから水蒸気室に漏れた高
温の水蒸気や凍結防止剤などの化学物質が濃縮された冷
却水が軸受に入ってくる問題があるので、その問題をい
かに解決するかという課題が従来から問題になってい
て、これを解決したのが本発明のウォータポンプ用軸受
のシール技術である。ところが、ホイール軸受のシール
である図１１や図１２の３重リップシールには、ウォー
タポンプの水蒸気室である空洞もなく、水蒸気室に漏れ
た高温の水蒸気と化学物質が濃縮された冷却水が軸受に
入ってくるのをどのようにすればシールできるかという
技術思想の開示も示唆も無く、本発明の動機づけともな
るものではない。
【０００９】
【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。図１
は本発明の参考例を示すウォータポンプ装置の要部縦断
面図、図２は図１の要部拡大断面図である。
は本発明の参考例を示すウォータポンプ装置の要部縦断
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。
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、該軸体は特許請求の範囲に記
載した軸に相当する。該軸体12の一端側にはプーリ130
を備え、他端側が大径部12aと小径部12bの２段になって
いて、該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。
介して嵌挿された軸体で、該軸体は特許請求の範囲に記
載した軸に相当する。該軸体12の一端側にはプーリ130
を備え、他端側が大径部12aと小径部12bの２段になって
いて、該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。
【００１２】15は転動体13よりもインペラ14側にあり、
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（スリンガ）152
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とから構成されてなる。また、補強環1511は、一端
部1511a を外輪101 に固定され、円筒状に形成された中
間部1511b を介して他端部1511c が軸体側に延びている
（図２参照）。
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（スリンガ）152
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とから構成されてなる。また、補強環1511は、一端
部1511a を外輪101 に固定され、円筒状に形成された中
間部1511b を介して他端部1511c が軸体側に延びている
（図２参照）。
【００１３】19は、シール装置15とインペラ14との間の
空洞（水蒸気室）でシール装置15はこの空洞19に隣接し
ている。空洞19の外周20を構成する外輪101の内周が、
外輪101と同じく空洞19の外周20を構成するケーシング1
1の内周よりも小さくなっていることにより、空洞19に
は空洞の内周20がシール装置15側で小さくなっている段
差が形成されている。この段差により、ウォータポンプ
の空洞19（水蒸気室）内の冷却水は内周の大きいケーシ
ング11の内周に溜まり、内周の小さい外輪101の内周に
は登ってきにくいので軸受10に冷却水が侵入しにくくな
る。つまり、空洞19（水蒸気室）内の段差で、主に冷却
水の侵入を減少させ、軸側シール環と接する第２副リッ
プで主に水蒸気の侵入を減少させることができ、冷却水
と水蒸気との侵入を別々の手段で減少させることができ
る。
空洞（水蒸気室）でシール装置15はこの空洞19に隣接し
ている。空洞19の外周20を構成する外輪101の内周が、
外輪101と同じく空洞19の外周20を構成するケーシング1
1の内周よりも小さくなっていることにより、空洞19に
は空洞の内周20がシール装置15側で小さくなっている段
差が形成されている。この段差により、ウォータポンプ
の空洞19（水蒸気室）内の冷却水は内周の大きいケーシ
ング11の内周に溜まり、内周の小さい外輪101の内周に
は登ってきにくいので軸受10に冷却水が侵入しにくくな
る。つまり、空洞19（水蒸気室）内の段差で、主に冷却
水の侵入を減少させ、軸側シール環と接する第２副リッ
プで主に水蒸気の侵入を減少させることができ、冷却水
と水蒸気との侵入を別々の手段で減少させることができ
る。
【００１４】次に、前記軸側シール環152 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、その形状は断面ほぼコ字状にして前記軸体12の
大径部12aに緊密嵌合固定される特許請求の範囲に記載
した円筒部である第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内側に延びた第２
円筒部1523とから構成されてなる。尚、中間部1522と第
2円筒部1523とが特許請求の範囲に記載した外径方向部
分となる。
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、その形状は断面ほぼコ字状にして前記軸体12の
大径部12aに緊密嵌合固定される特許請求の範囲に記載
した円筒部である第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内側に延びた第２
円筒部1523とから構成されてなる。尚、中間部1522と第
2円筒部1523とが特許請求の範囲に記載した外径方向部
分となる。
【００１５】前記外輪側シール環151 の前記第１副リッ
プ1512が軸方向内向きに設けられて主リップ1513よりも
転動体13側で軸体12の外周面122 と接触し、主リップ15
13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が主リップ1513に対して第１副リ
ップ1512の反対側にあって軸側シール環152 の第２円筒
部1523の内周面1525との間で接触のシール部を形成し、
主リップ1513と第２副リップ1514と軸側シール環152で
囲まれた空間は密閉空間を形成する。
プ1512が軸方向内向きに設けられて主リップ1513よりも
転動体13側で軸体12の外周面122 と接触し、主リップ15
13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が主リップ1513に対して第１副リ
ップ1512の反対側にあって軸側シール環152 の第２円筒
部1523の内周面1525との間で接触のシール部を形成し、
主リップ1513と第２副リップ1514と軸側シール環152で
囲まれた空間は密閉空間を形成する。
【００１６】上記実施例において、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
の外周面122 に接触していることにより軸受内のグリー
スをシールし、主リップ1513が軸側シール環152 の第１
円筒部1521の外周面1524と接することにより中間シール
の役目をなし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1512は軸体12の外周面122 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。また、第２円筒部1523の端面1526と外輪側
シール環151 の側壁1515間にすきまＣのラビリンスシー
ルが形成される。
の第１副リップ1512は軸方向内向きに設けられて軸体12
の外周面122 に接触していることにより軸受内のグリー
スをシールし、主リップ1513が軸側シール環152 の第１
円筒部1521の外周面1524と接することにより中間シール
の役目をなし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1512は軸体12の外周面122 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。また、第２円筒部1523の端面1526と外輪側
シール環151 の側壁1515間にすきまＣのラビリンスシー
ルが形成される。
【００１７】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の内周面に接
触により外部シールの役目をなすシール部が形成され、
また該シール部は、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。
1514が軸側シール環152 の第２円筒部1523の内周面に接
触により外部シールの役目をなすシール部が形成され、
また該シール部は、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。
【００１８】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122 と接触することに
より形成されるシール部と、また主リップ1513が第１円
筒部1521の外周面1524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1514が第２円筒部1523の内周
面との間で接触することにより形成されるシール部の三
重構造が形成される。
１副リップ1512が軸体12の外周面122 と接触することに
より形成されるシール部と、また主リップ1513が第１円
筒部1521の外周面1524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1514が第２円筒部1523の内周
面との間で接触することにより形成されるシール部の三
重構造が形成される。
【００１９】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と平行に軸方向内側に延び、第２円筒部
1523との間に軸方向シール隙間Ｃ８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の内周面と接触している。また、仮に摩耗に
より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Ｃ８によるラビリンスシールが形成されている
ため、冷却水、水蒸気等の侵入は減少する。
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と平行に軸方向内側に延び、第２円筒部
1523との間に軸方向シール隙間Ｃ８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の内周面と接触している。また、仮に摩耗に
より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Ｃ８によるラビリンスシールが形成されている
ため、冷却水、水蒸気等の侵入は減少する。
【００２０】さらに、軸側シール環152 の第２円筒部15
23は、外輪101 の端部よりも軸方向内側に延びて、端面
1526と外輪側シール環151 の側壁1515間にすきまＣのラ
ビリンスシールを形成することにより、ウォータポンプ
内の冷却水、水蒸気の侵入は減少する。
23は、外輪101 の端部よりも軸方向内側に延びて、端面
1526と外輪側シール環151 の側壁1515間にすきまＣのラ
ビリンスシールを形成することにより、ウォータポンプ
内の冷却水、水蒸気の侵入は減少する。
【００２１】また、外輪側シール環151 の補強環1511
は、一端部1511a が外輪101 に固定され、円筒状に形成
された中間部1511b を介して、他端部1511c が軸体側に
延びているので、他端部1511c は一端部1511a より軸方
向外側に位置し、他端部1511cは第１副リップ1512を補
強している。このため、第１副リップ1512 は軸体12 の
外周面122 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。
は、一端部1511a が外輪101 に固定され、円筒状に形成
された中間部1511b を介して、他端部1511c が軸体側に
延びているので、他端部1511c は一端部1511a より軸方
向外側に位置し、他端部1511cは第１副リップ1512を補
強している。このため、第１副リップ1512 は軸体12 の
外周面122 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。
【００２２】図３は本発明の実施例を示す要部拡大断面
図で、参考例と異なる点は、軸側シール環152 を、軸体
12の大径部12aに緊密嵌合固定される第１円筒部1530
と、この円筒部の転動体側端部から外径側に延びた中間
部1531と、これに続き軸方向内側に延びた第２円筒部15
32とにより断面ほぼＺ形状に形成したところにある。従
って、外輪側シール環151 の第１副リップ1512と主リッ
プ1513の両リップは軸体12の外周面に接触状態にあると
共に第２円筒部1532の端面1533と外輪側シール環151 の
側面1515間のすきまＣ7 によりラビリンスシールが形成
される。
図で、参考例と異なる点は、軸側シール環152 を、軸体
12の大径部12aに緊密嵌合固定される第１円筒部1530
と、この円筒部の転動体側端部から外径側に延びた中間
部1531と、これに続き軸方向内側に延びた第２円筒部15
32とにより断面ほぼＺ形状に形成したところにある。従
って、外輪側シール環151 の第１副リップ1512と主リッ
プ1513の両リップは軸体12の外周面に接触状態にあると
共に第２円筒部1532の端面1533と外輪側シール環151 の
側面1515間のすきまＣ7 によりラビリンスシールが形成
される。
【００２３】
【発明の効果】本発明の構成によれば、外輪側シール環
の第１副リップは軸受内のグリースをシールし、第２副
リップは主リップに対して第１副リップの反対側で軸側
シール環の外径方向部分と接し、さらに軸側シール環の
外径方向部分が軸側シール環の円筒部の転動体側端部か
ら外径方向に延びている、いいかえると軸側シール環の
円筒部をインペラ側に延ばすことにより、以下に説明す
るようにメカニカルシールから水蒸気室である空洞に漏
れ出た水蒸気や冷却水が軸受内に侵入しようとするのを
シールすることができる。もしも本発明の参考例の図２
のように軸側シール環の外径方向部分が円筒部のインペ
ラ側端部から外径方向に延びていると、プレス加工によ
って鋼板から作られる軸側シール環の外径方向部分の根
元はＲ（円弧状に湾曲）形状になり、このＲ部分と軸と
の間には冷却水が溜まり易くなる。又、通常軸側シール
環の材料はステンレスなのに対して、軸の材料はコスト
上の理由でステンレスではないので、前記のＲ部分と軸
との間に溜った冷却水によって軸が錆やすい。この錆は
軸の径方向だけではなく、軸方向にも進行する。その結
果、軸側シール環の外径方向部分の根元が宙にういて、
外径方向部分が不安定になりやすい。そして、そこに接
している第２副リップの接触状態も不安定になりやす
く、冷却水や水蒸気が入り易くなる。これに対して、軸
側シール環の円筒部をインペラ側に延ばすと円筒部のイ
ンペラ側端部にＲ部はできないので、この部分に冷却水
が溜まりにくくなり軸が錆びにくい。又、もしもこの部
分の軸が錆びても、外径方向部分の根元ではないので、
外径方向部分の安定性が損われることがあまり無い。従
って、外径方向部分に接している第２副リップの接触状
態は安定し、冷却水や水蒸気をシールし易くなる。そし
て、軸側シール環が軸の大径部に固定され、さらに、こ
の軸側シール環の外径方向部分は軸の大径部よりも径方
向に大きく、回転により発生する遠心力が大きいので、
化学物質が濃縮された冷却水は、この冷却水が軸側シー
ル環の外径方向部分をつたっている時に、遠心力で振り
飛ばされて第２副リップの方に来にくいので、軸受内に
冷却水が侵入しにくくなる。つまり本願発明は、ウォー
タポンプの水蒸気室である空洞に隣接するシール装置
に、軸側シール環の外径方向部分と接する第２副リップ
を設けて軸側シール環一体型の３重リップシール構造と
すると共に軸側シール環の円筒部を軸の大径部に固定
し、この円筒部をインペラ側に延ばすことにより、メカ
ニカルシールから水蒸気室である空洞に漏れ出た水蒸気
や冷却水が軸受に侵入しようとするのをシールするとと
もに、軸受内のグリースの流出をシールするものであ
る。従って、本発明は、メカニカルシールより漏れ出て
軸受内部に侵入しようとする水蒸気や冷却水に対して高
いシール性を持つので、軸受内のグリースが水により劣
化しにくく、さらに軸受内のグリースをシールすること
によりウォーターポンプの寿命を飛躍的に長くするもの
である。
の第１副リップは軸受内のグリースをシールし、第２副
リップは主リップに対して第１副リップの反対側で軸側
シール環の外径方向部分と接し、さらに軸側シール環の
外径方向部分が軸側シール環の円筒部の転動体側端部か
ら外径方向に延びている、いいかえると軸側シール環の
円筒部をインペラ側に延ばすことにより、以下に説明す
るようにメカニカルシールから水蒸気室である空洞に漏
れ出た水蒸気や冷却水が軸受内に侵入しようとするのを
シールすることができる。もしも本発明の参考例の図２
のように軸側シール環の外径方向部分が円筒部のインペ
ラ側端部から外径方向に延びていると、プレス加工によ
って鋼板から作られる軸側シール環の外径方向部分の根
元はＲ（円弧状に湾曲）形状になり、このＲ部分と軸と
の間には冷却水が溜まり易くなる。又、通常軸側シール
環の材料はステンレスなのに対して、軸の材料はコスト
上の理由でステンレスではないので、前記のＲ部分と軸
との間に溜った冷却水によって軸が錆やすい。この錆は
軸の径方向だけではなく、軸方向にも進行する。その結
果、軸側シール環の外径方向部分の根元が宙にういて、
外径方向部分が不安定になりやすい。そして、そこに接
している第２副リップの接触状態も不安定になりやす
く、冷却水や水蒸気が入り易くなる。これに対して、軸
側シール環の円筒部をインペラ側に延ばすと円筒部のイ
ンペラ側端部にＲ部はできないので、この部分に冷却水
が溜まりにくくなり軸が錆びにくい。又、もしもこの部
分の軸が錆びても、外径方向部分の根元ではないので、
外径方向部分の安定性が損われることがあまり無い。従
って、外径方向部分に接している第２副リップの接触状
態は安定し、冷却水や水蒸気をシールし易くなる。そし
て、軸側シール環が軸の大径部に固定され、さらに、こ
の軸側シール環の外径方向部分は軸の大径部よりも径方
向に大きく、回転により発生する遠心力が大きいので、
化学物質が濃縮された冷却水は、この冷却水が軸側シー
ル環の外径方向部分をつたっている時に、遠心力で振り
飛ばされて第２副リップの方に来にくいので、軸受内に
冷却水が侵入しにくくなる。つまり本願発明は、ウォー
タポンプの水蒸気室である空洞に隣接するシール装置
に、軸側シール環の外径方向部分と接する第２副リップ
を設けて軸側シール環一体型の３重リップシール構造と
すると共に軸側シール環の円筒部を軸の大径部に固定
し、この円筒部をインペラ側に延ばすことにより、メカ
ニカルシールから水蒸気室である空洞に漏れ出た水蒸気
や冷却水が軸受に侵入しようとするのをシールするとと
もに、軸受内のグリースの流出をシールするものであ
る。従って、本発明は、メカニカルシールより漏れ出て
軸受内部に侵入しようとする水蒸気や冷却水に対して高
いシール性を持つので、軸受内のグリースが水により劣
化しにくく、さらに軸受内のグリースをシールすること
によりウォーターポンプの寿命を飛躍的に長くするもの
である。
【図１】本発明の参考図の要部断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す要部拡大断面図であ
る。
る。
【図４】従来技術のウォータポンプ装置の縦断面図であ
る。
る。
【図５】従来技術のウォータポンプ装置の冷却回路図で
ある。
ある。
【図６】従来技術の他のウォータポンプ装置の縦断面図
である。
である。
【図７】従来技術の他のウォータポンプ軸受の縦断面図
である。
である。
【図８】（a）は従来技術のウォータポンプ軸受の要部
縦断面図で（b）は拡大断面図である。
縦断面図で（b）は拡大断面図である。
【図９】（a）は従来技術の他のウォータポンプ軸受の
要部縦断面図で（ｂ）は拡大断面図である。
要部縦断面図で（ｂ）は拡大断面図である。
【図１０】従来技術の自動車のホイール軸受の断面図で
ある。
ある。
【図１１】従来技術の自動車のホイール軸受の３重リッ
プシールを示す断面図である。
プシールを示す断面図である。
【図１２】従来技術の３重リップシールを組み込んだ自
動車のホイール軸受装置の断面図である。
動車のホイール軸受装置の断面図である。
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
151,161,171,181 ：外輪側シール環
1511,1611,1711,1811 ：補強環
1512,1612,1712 ：第１副リップ
1514,1714,1814：第２副リップ
1513,1613,1713：主リップ
152,162,172,182 ：軸側シール環
1521,1530,1621,1721 ：第１円筒部
1522,1531,1622,1722 ：中間部
1523,1532,1623,1724,1824 ：第２円筒部
19：空洞
20：外周
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ１６Ｃ 33/80 Ｆ１６Ｃ 33/80
Ｆ１６Ｊ 15/32 ３１１ Ｆ１６Ｊ 15/32 ３１１Ｋ
３１１Ｓ
(56)参考文献 実開 平１−171970（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭63−57861（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭60−167194（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭61−112119（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭51−113547（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭63−14067（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F04D 29/04
F01P 5/10
F04D 1/00
F04D 29/08
F16C 33/78
F16C 33/80
F16J 15/32 311
Claims (3)
- 【請求項１】ケーシングと、 インペラと、 プーリと、 ウォータポンプ用軸受とを備えたウォータポンプ装置の ウォータポンプ用軸受は、 （ａ）外輪と、 （ｂ）転動体と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段になっていて、他端
側にインペラを有する軸と、 （ｄ）軸受内にあるグリースと、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、 冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内に侵入することを
防止するとともに、軸受内のグリースの流出を防止する
ためのシール装置とを有していて、 （ｆ）シール装置は、 外輪に固定される外輪側シール環と軸に固定される軸側
シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、 軸の大径部に嵌合固定された円筒部とこの円筒部の転動
体側端部から外径方向に延びている外径方向部分とを有
し、 （ｈ）外輪側シール環は、 補強環と主リップと第１副リップと第２副リップとを有
し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、補強環から延びていて主リップ
よりも転動体側にあって軸と接し、 （ｋ）第２副リップは、 補強環から延びていて主リップに対して第１副リップの
反対側にあって軸側シール環の外径方向部分と接し主リ
ップとの間に密閉空間を形成している。 - 【請求項２】ウォータポンプ用軸受は、 （ａ）ケーシングに固定される外輪と、 （ｂ）転動体と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段となっていて、他端
側にインペラを有する軸と、 （ｄ）軸受内にあるグリースと、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、 冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内に侵入することを
防止するとともに、軸受内のグリースの流出を防止する
ためのシール装置とを有していて、 （ｆ）シール装置は、 外輪に固定される外輪側シール環と軸に固定される軸側
シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、 軸の大径部に嵌合固定された円筒部とこの円筒部の転動
体側端部から外径方向に延びている外径方向部分とを有
し、 （ｈ）外輪側シール環は、 補強環と主リップと第１副リップと第２副リップとを有
し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、 補強環から延びていて主リップよりも転動体側にあって
軸と接し、 （ｋ）第２副リップは、 補強環から延びていて主リップに対して第１副リップの
反対側にあって軸側シール環の外径方向部分と接し主リ
ップとの間に密閉空間を形成している。 - 【請求項３】ウォータポンプ軸受用シール装置は、 （ａ）ケーシングに固定される外輪と、 （ｂ）転動体と、 （ｃ）転動体を介して外輪に支持され、一端側にプーリ
を、他端側が大径部と小径部の２段になっていて、他端
側にインペラを有する軸と、 （ｄ）軸受内にあるグリースとを有するウォータポンプ
軸受に用いるもので、 （ｅ）転動体よりもインペラ側にあり、インペラとの間
の空洞に隣接し、 冷却水、水蒸気がこの空洞から軸受内に侵入することを
防止するとともに、軸受内のグリースの流出を防止する
ためのシール装置で、 （ｆ）このシール装置は、 外輪に固定される外輪側シール環と軸に固定される軸側
シール環とを有し、 （ｇ）軸側シール環は、 軸の大径部に嵌合固定された円筒部とこの円筒部の転動
体側端部から外径方向に延びている外径方向部分とを有
し、 （ｈ）外輪側シール環は、 補強環と主リップと第１副リップと第２副リップとを有
し、 （ｉ）主リップは補強環から延びていて軸と接し、 （ｊ）第１副リップは、 補強環から延びていて主リップよりも転動体側にあって
軸と接し、 （ｋ）第２副リップは、 補強環から延びていて主リップに対して第１副リップの
反対側にあって軸側シール環の外径方向部分と接し主リ
ップとの間に密閉空間を形成している。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001255668A JP3449367B2 (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | ウォータポンプ装置 |
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Family
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-
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