(57)【要約】【課題】軽量化を図ったウォータポンプ用回転支持装置を提供する。【解決手段】転がり軸受ユニットと、回転軸とからなるウォータポンプ用回転支持装置であって、前記回転軸は、インペラの固定されるインペラ軸部と、プーリの固定されるプーリ軸部と、インペラ軸部とプーリ軸部の間にあって前記軸受ユニットが外周に組みつけられる軸受内輪軸部からなり、前記インペラ軸部、プーリ軸部のいずれか一方、あるいは双方に、貫通しない中空穴が形成されていることを特徴とする、ウォータポンプ用回転支持装置によって解決できる。【選択図】図１
2014169626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受ユニットと、回転軸とからなるウォータポンプ用回転支持装置であって、
前記回転軸は、インペラの固定されるインペラ軸部と、プーリの固定されるプーリ軸部と、インペラ軸部とプーリ軸部の間にあって前記軸受ユニットが外周に組みつけられる軸受内輪軸部からなり、
前記インペラ軸部、プーリ軸部のいずれか一方、あるいは双方に、貫通しない中空穴が形成されていることを特徴とする、ウォータポンプ用回転支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係るウォータポンプ用回転支持装置は、自動車用エンジンの冷却水を循環させる為のウォータポンプに組み込んだ状態で使用する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンの冷却水を循環させる為のウォータポンプとして、図４〜５に示す様な構造のものが従来から知られている。円筒形のハウジング１は、内端部（内とは、軸方向に関してエンジン寄りの側を言い、各図の右側を指す。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）外周面に形成した取付フランジを利用して、エンジンのシリンダブロックに固定される。このハウジング１の内径側には回転軸１０を、内側の第１の軸受８と外側（外とは、軸方向に関してエンジンから遠い側を言い、各図の左側を指す。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）の第２の玉軸受９と、を組み合わせて成る転がり軸受ユニット５により、回転自在に支持している。尚、この転がり軸受ユニット５は、例えば特許文献１に記載されている様に、複列の玉列により構成する場合もある。
【０００３】
又、上記転がり軸受ユニット５の軸方向（図４〜５の左右方向）両端部にはシールリング７、７を設けて、このシールリング７、７と転がり軸受ユニット５の外輪６と回転軸１０とで囲まれた空間に封入したグリースの漏出防止と、外部に存在する塵芥や水蒸気等の異物の侵入防止とを図っている。
【０００４】
回転軸１０は、軸受鋼等の金属製で、それぞれが中実の、内側のインペラ軸部１１と外側のプーリ軸部１２と、インペラ軸部１１とプーリ軸部１２の間の軸受内輪軸部１３を一体に形成したものである。軸受内輪軸部１３は、少なくともシールリング７、７間よりも軸方向に長く設定され、外周面に前記転がり軸受ユニット５を構成する第１の軸受８と第２の軸受９のそれぞれの内輪軌道１３、１４、シールリング７、７の摺接面が形成されている。
【０００５】
インペラ軸部１１の外周面とハウジング１の内周面との間にはメカニカルシール４を設けている。このメカニカルシール４は、エンジンの運転時、この回転軸１０の回転を許容しつつ、ウォータジャケット内を流れる水蒸気を含んだ熱水が外部に漏出するのを防止する。そして、インペラ軸部１１の内側先端部には、インペラ３が固定されている。このインペラ３は、シリンダブロック内に設けたウォータジャケットの内側に入り込む。そして、上記回転軸１０の回転に伴って、上記ウォータジャケット内の冷却水を、図示しないラジエータ等との間で循環させる。
【０００６】
プーリ軸部１２の、ハウジング１の外端開口から突出した部分に、プーリ２が固定されている。エンジンへの組み付け状態では、このプーリ２に図示しないベルトを掛け渡し、上記回転軸１０をエンジンのクランクシャフトにより回転駆動する。
【０００７】
尚、上述したウォータポンプは、例えば特許文献２に記載されている様に、上記回転軸１０の上記プーリ２よりも外方に冷却ファンを固定して、このプーリ２により、冷却ファンと共に駆動される場合もある。
ところで、近年の自動車の軽量化に伴い、この自動車に組み込むウォータポンプに就いても軽量化を図る事が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２２２１２２号公報
【特許文献２】特開２００２−１１５５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明のウォータポンプ用回転支持装置は、上述の様な事情に鑑み、軽量化を図るべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
転がり軸受ユニットと、回転軸とからなるウォータポンプ用回転支持装置であって、
前記回転軸は、インペラの固定されるインペラ軸部と、プーリの固定されるプーリ軸部と、インペラ軸部とプーリ軸部の間にあって前記軸受ユニットが外周に組みつけられる軸受内輪軸部からなり、
前記インペラ軸部、プーリ軸部のいずれか一方、あるいは双方に、機械加工により貫通しない中空穴が形成されていることを特徴とする、ウォータポンプ用回転支持装置。
【発明の効果】
【００１１】
上述の様に構成する本発明のウォータポンプ用回転支持装置によれば、回転軸のインペラ軸部、プーリ軸部のいずれか一方、あるいは双方を中空としている為、軽量化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１を示すウォータポンプ用回転支持装置の断面図。
【図２】本発明の実施例２を示すウォータポンプ用回転支持装置の断面図。
【図３】本発明の実施例３を示すウォータポンプ用回転支持装置の断面図。
【図４】ウォータポンプの従来構造の１例を示す断面図。
【図５】図４のウォータポンプ用回転支持装置部分のみを取り出して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、本発明のウォータポンプ用回転支持装置の基本構造及び作用は、前述の図５に示した従来構造の場合と同様であるから、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略、あるいは簡略し、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態の１例を示している。本例のウォータポンプ用回転支持装置は、転がり軸受ユニット５と、回転軸１１０とからなる。
転がり軸受ユニット５は、外輪６と、内側の第１の軸受８と、外側の第２の軸受９と、転がり軸受ユニット５と回転軸１１０に囲まれた内部空間を密封するシールリング７、７とからなる。
【００１５】
回転軸１１０は、内側のインペラ軸部１１１と外側のプーリ軸部１１２と、インペラ軸部１１１とプーリ軸部１１２の間の軸受内輪軸部１１３を一体に形成したものである。軸受内輪軸部１１３は、少なくともシールリング７、７間よりも軸方向に長く設定され、外周面に前記転がり軸受ユニット５を構成する第１の軸受８と第２の軸受９のそれぞれの内輪軌道１１４、１１５、シールリング７、７の摺接面が形成されており、外周側に転がり軸受ユニット５が組みつけられている。
【００１６】
インペラ軸部１１１には、軸方向内側に開放したインペラ軸部中空穴１１６が機械加工で形成されている。インペラ軸部中空穴１１６の深さは、軽量化のためには深ければ深いほど良い。しかし、第１の軸受８の剛性低下、内輪軌道１１４への影響等を考慮し、インペラ軸部１１１の長さと同程度とするのが好ましい。
【００１７】
ここで、第１の軸受８の剛性低下、内輪軌道１１４への影響の心配がなく、インペラ軸部中空穴１１６をインペラ軸部１１１の長さよりも深く形成することが可能であったとしても、ウォータジャケット内を流れる水蒸気を含んだ熱水が外部に漏出するので、プーリ軸部１１２側に貫通しないよう注意が必要である。
【００１８】
図２は、本発明の第２の実施の形態の１例を示している。本例のウォータポンプ用回転支持装置は、転がり軸受ユニット５と、回転軸２１０とからなる。
転がり軸受ユニット５は、外輪６と、内側の第１の軸受８と、外側の第２の軸受９と、転がり軸受ユニット５と回転軸１１０に囲まれた内部空間を密封するシールリング７、７とからなる。
【００１９】
回転軸２１０は、内側のインペラ軸部２１１と外側のプーリ軸部２１２と、インペラ軸部２１１とプーリ軸部２１２の間の軸受内輪軸部２１３を一体に形成したものである。軸受内輪軸部２１３は、少なくともシールリング７、７間よりも軸方向に長く設定され、外周面に前記転がり軸受ユニット５を構成する第１の軸受８と第２の軸受９のそれぞれの内輪軌道２１４、２１５、シールリング７，７の摺接面が形成されている。
【００２０】
プーリ軸部２１２には、軸方向外側に開放したプーリ軸部中空穴２１７が機械加工で形成されている。インペラ軸部中空穴２１７の深さは、軽量化のためには深ければ深いほど良い。しかし、第２の軸受９の剛性低下、内輪軌道２１５への影響等を考慮し、プーリ軸部２１２の長さと同程度とするのが好ましい。
【００２１】
ここで、第２の軸受９の剛性低下、内輪軌道２１５への影響の心配がなく、プーリ軸部中空穴２１７をプーリ軸部２１２の長さよりも深く形成することが可能であったとしても、ウォータジャケット内を流れる水蒸気を含んだ熱水が外部に漏出するので、インペラ軸部２１２側に貫通しないよう注意が必要である。
【００２２】
図３は、本発明の第３の実施の形態の１例を示している。本例のウォータポンプ用回転支持装置は、転がり軸受ユニット５と、回転軸３１０とからなる。
転がり軸受ユニット５は、外輪６と、内側の第１の軸受８と、外側の第２の軸受９と、転がり軸受ユニット５と回転軸１１０に囲まれた内部空間を密封するシールリング７、７とからなる。
【００２３】
回転軸３１０は、内側のインペラ軸部３１１と外側のプーリ軸部３１２と、インペラ軸部３１１とプーリ軸部３１２の間の軸受内輪軸部３１３を一体に形成したものである。軸受内輪軸部３１３は、少なくともシールリング７、７間よりも軸方向に長く設定され、外周面に前記転がり軸受ユニット５を構成する第１の軸受８と第２の軸受９のそれぞれの内輪軌道３１４、３１５、シールリング７，７の摺接面が形成されている。
【００２４】
インペラ軸部３１１には、軸方向内側に開放したインペラ軸部中空穴３１６が機械加工で形成されている。インペラ軸部中空穴３１６の深さは、軽量化のためには深ければ深いほど良い。しかし、第１の軸受８の剛性低下、内輪軌道３１４への影響等を考慮し、インペラ軸部３１１の長さと同程度とするのが好ましい。
プーリ軸部３１２には、軸方向外側に開放したプーリ軸部中空穴３１７が機械加工で形成されている。インペラ軸部中空穴３１７の深さは、軽量化のためには深ければ深いほど良い。しかし、第２の軸受９の剛性低下、内輪軌道３１５への影響等を考慮し、プーリ軸部３１２の長さと同程度とするのが好ましい。
【００２５】
ここで、第１の軸受８、第２の軸受９の剛性低下、内輪軌道３１４、３１５への影響の心配がなく、インペラ軸部中空穴３１６、プーリ軸部中空穴３１７を深く形成することが可能であったとしても、ウォータジャケット内を流れる水蒸気を含んだ熱水が外部に漏出するので、インペラ軸部中空穴３１６とプーリ軸部中空穴３１７が貫通しないよう注意が必要である。
【００２６】
図１、２、３に示す本発明の実施の形態の例では、第１の軸受８を玉軸受、第２の軸受９をころ軸受としているが、この組み合わせである必要はなく、玉軸受ところ軸受の位置を入れ替えても良いし、玉軸受同士の組み合わせ、ころ軸受同士の組み合わせでも良い。
また、転がり軸受ユニット５自体をアンギュラ複列軸受としても良い。
【００２７】
さらに、第１の軸受８と第２の軸受９の外輪を１つの外輪６で構成しているが、例えば汎用の軸受を使用するなど、第１の軸受８、第２の軸受９の各々、あるいは一方が外輪を持ち、円筒状の軸受ハウジングの内径側に各々、あるいは一方の外輪を圧入する構成でも良い。
【００２８】
同様に、第１の軸受８、第２の軸受９の各々、あるいは一方が内輪を持つ構成でもよい。この場合、回転軸１１０、２１０、３２０の大径軸部１１２、２１２、２２２に、第１の軸受８と第２の軸受９のそれぞれの内輪軌道１３、１４を形成する代わりに、軸受内輪を嵌合するための嵌合部を形成する。
【００２９】
また、第１の軸受８、第２の軸受９の各々、あるいは一方が密封シールを持つ構成でもよい。この場合、密封シールを持つ側のシールリング７を構成から外すことができる。
【００３０】
さらに、インペラ軸部１１１、２１１、３１１と、プーリ軸部１１２、２１２、３１２と、軸受内輪軸部１１３、２１３、３１３の直径が各々異なるが、これらの大小関係は図とは異なっていても良いし、また、いずれか、あるいは全ての直径が同径であっても構わない。
【００３１】
上述のように、転がり軸受ユニット５の構成、および、回転軸１１０、２１０、３２０の外周面に関しては、本発明の機能に影響を及ぼさないので、公知の構成で有ればどのような構成を採用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上説明したように、本発明のウォータポンプ用回転支持装置によれば、回転軸のインペラ軸部、プーリ軸部のいずれか一方、あるいは双方を中空としている為、軽量化を図れるので、自動車用エンジンの冷却水を循環させる為のウォータポンプに組み込んだ状態で使用するウォータポンプ用回転支持装置として好適に使用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１  ハウジング
２  プーリ
３  インペラ
４  メカニカルシール
５、１０５、２０５、３０５  転がり軸受ユニット
６  外輪
７  シールリング
８  第１の軸受
９  第２の軸受
１０、１１０、２１０、３１０  回転軸
１１、１１１、２１１、３１１  インペラ軸部
１２、１１２、２１２、３１２  プーリ軸部
１３、１１３、２１３、３１３  軸受内輪軸部
１４、１１４、２１４、３１４  内輪軌道
１５、１１５、２１５、３１５  内輪軌道
１１６、３１６  インペラ軸部中空穴
２１７、３１７  プーリ軸部中空穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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