(57)【要約】【課題】軸受の耐水性を確保すると同時に、軸受の回転性を維持・向上することが可能な密封性に優れた水ポンプ軸受用密封機構を提供する。【解決手段】インペラ２と共に回転可能な回転部材(内輪)４と、回転部材に対向して非回転状態に維持された静止部材(外輪)６とを備えた水ポンプ軸受に用いられ、軸受内部を軸受外部から密封する密封機構１４であり、密封機構は、回転部材及び静止部材のいずれか一方に固定された環状のシール体１６と、シール体よりも軸受外部側に配置され、回転部材及び静止部材のいずれか他方に固定された環状のスリンガ１８とを具備する。スリンガは、他方の部材に固定された基端部１８ａと、基端部から一方の部材に向けて立ち上げられた先端部１８ｂとを有している。シール体は、その基端が一方の部材に固定され、その先端(主リップＬ１)がスリンガに一部摺接した状態で位置決めされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラに接続され且つ当該インペラと共に回転可能な回転部材と、回転部材に対向して配置され且つ非回転状態に維持された静止部材とを備えた水ポンプ軸受に用いられ、軸受内部を軸受外部から密封する密封機構であって、
密封機構は、回転部材及び静止部材のいずれか一方に固定された環状のシール体と、当該シール体よりも軸受外部側に配置され、回転部材及び静止部材のいずれか他方に固定された環状のスリンガとを具備し、
スリンガは、前記他方の部材に固定された基端部と、当該基端部から前記一方の部材に向けて立ち上げられた先端部とを有しており、
シール体は、その基端が前記一方の部材に固定され、その先端がスリンガに一部摺接した状態で位置決めされていることを特徴とする水ポンプ軸受用密封機構。
【請求項２】
シール体の先端には、複数のリップが突設されており、これら複数のリップのうち少なくとも１つのリップがスリンガに一部摺接した状態で位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の水ポンプ軸受用密封機構。
【請求項３】
スリンガの先端部は、その基端部からシール体のリップに向けて鋭角に傾斜させて立ち上げられていることを特徴とする請求項２に記載の水ポンプ軸受用密封機構。
【請求項４】
シール体のリップは、軸受外部寄りの外側端をスリンガの先端部に摺接させた状態で位置決めされていることを特徴とする請求項２又は３に記載の水ポンプ軸受用密封機構。
【請求項５】
シール体のリップは、軸受内部寄りの内側端をスリンガの基端部に摺接させた状態で位置決めされていることを特徴とする請求項２又は３に記載の水ポンプ軸受用密封機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水や水蒸気などで満たされた雰囲気中で使用される水ポンプ軸受用密封機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１をはじめとして各種の水ポンプ軸受が知られており、当該水ポンプ軸受は、比較的高い水圧や水蒸気圧が作用する雰囲気中で使用される場合が多い。そのため、水ポンプ軸受には、密封性に優れた密封機構が適用されている。一例として図２(ａ)には、内輪回転タイプの水ポンプ軸受が示されており、当該水ポンプ軸受は、インペラ２に接続され且つ当該インペラ２と共に回転可能な回転部材(内輪)４と、内輪４に対向して配置され且つ非回転状態に維持された静止部材(外輪)６と、内輪４と外輪６との間に組み込まれた複数の転動体８(図２(ｂ))とを備えている。
【０００３】
この場合、内輪４には、駆動源(図示しない)により回転制御されるプーリＲが接続されており、当該プーリＲを回転させることで、内輪４に接続されたインペラ２を回転させることができる。一方、外輪６は、ハウジングフレームＨｆを介して固定部位(図示しない)に固定され、非回転状態に維持されている。
【０００４】
なお、図面には、転動体８として“玉”を例示しているが、これに代えて“ころ”が適用される場合もある。また、図面には、各転動体８を回転自在に保持する保持器１０が例示されているが、当該保持器１０の種類は、例えば水ポンプ軸受の使用目的や使用環境に応じて、冠形保持器や波形保持器など任意のものを選択することができるため、ここでは特に限定しない。
【０００５】
また、水ポンプ軸受には、インペラ２寄りに配置された外側シール１２と、内輪４と外輪６との間に設けられた密封機構１４とが設けられており、これにより、軸受外部に存する例えば水や水蒸気などの異物の軸受内部への浸入を防止すると共に、軸受内部に封入された潤滑剤(例えば、油、グリース)の軸受外部への漏洩を防止している。この場合、外側シール１２としては、密封板(例えば、シール、シールド)や既存の密封装置(例えば、パッキン)などを適用すれば良いため、ここでは特に説明しない。なお、当該外側シール１２は、必ずしも必要では無い。
【０００６】
また、密封機構１４は、図２(ｂ)に示すように、基端が外輪６の外輪内径面６ｓに形成されたシール溝Ｇに嵌合して固定され、先端が内輪４の内輪外径面４ｓに摺接した状態で位置決めされたシール体１６を備えている。シール体１６は、外輪６側から内輪４側に向けて延出した心金１６ａにゴム材１６ｂを被覆して構成されており、その先端には、環状の主リップＬ１と環状の副リップＬ２とがゴム材１６ｂで一体成形されている。
【０００７】
この場合、主リップＬ１は、軸受外部方向に延出して内輪外径面４ｓに摺接しており、これにより、軸受外部に存する例えば水や水蒸気などの異物が軸受内部へ浸入するのを防止している。一方、副リップＬ２は、軸受内部方向に延出して内輪外径面４ｓに摺接しており、これにより、軸受内部に封入された潤滑剤(例えば、油、グリース)が軸受外部へ漏洩するのを防止している。
【０００８】
ところで、従来の密封機構１４では、シール体１６の先端(主リップＬ１、副リップＬ２)が軸受外部に直接さらされているため、当該軸受外部の水や水蒸気の圧力の程度によっては、かかる異物が先端(主リップＬ１、副リップＬ２)と内輪外径面４ｓとの摺接部分から軸受内部に浸入し易い状態となる。この場合、摺接部分の摺接圧を高めれば、異物が浸入し難い耐水性を確保することができるが、そうすると、軸受回転時のトルクが大きくなってしまうため、軸受の回転性が低下してしまう虞がある。
【特許文献１】実開昭６２−６６０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、軸受の耐水性を確保すると同時に、軸受の回転性を維持・向上することが可能な密封性に優れた水ポンプ軸受用密封機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明は、インペラに接続され且つ当該インペラと共に回転可能な回転部材と、回転部材に対向して配置され且つ非回転状態に維持された静止部材とを備えた水ポンプ軸受に用いられ、軸受内部を軸受外部から密封する密封機構であって、密封機構は、回転部材及び静止部材のいずれか一方に固定された環状のシール体と、当該シール体よりも軸受外部側に配置され、回転部材及び静止部材のいずれか他方に固定された環状のスリンガとを具備し、スリンガは、前記他方の部材に固定された基端部と、当該基端部から前記一方の部材に向けて立ち上げられた先端部とを有しており、シール体は、その基端が前記一方の部材に固定され、その先端がスリンガに一部摺接した状態で位置決めされている。
【００１１】
本発明において、シール体の先端には、複数のリップが突設されており、これら複数のリップのうち少なくとも１つのリップがスリンガに一部摺接した状態で位置決めされている。また、スリンガの先端部は、その基端部からシール体のリップに向けて鋭角に傾斜させて立ち上げられている。この場合、シール体のリップは、軸受外部寄りの外側端をスリンガの先端部に摺接させた状態で位置決めしても良いし、或いは、軸受内部寄りの内側端をスリンガの基端部に摺接させた状態で位置決めしても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、軸受の耐水性を確保すると同時に、軸受の回転性を維持・向上することが可能な密封性に優れた水ポンプ軸受用密封機構を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態に係る水ポンプ軸受用密封機構について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施の形態は、図２(ｂ)に示された密封機構１４の改良であるため、以下、改良部分の説明にとどめる。この場合、上述した密封機構１４(図２(ｂ))と同一の構成には、その構成に付された参照符号と同一の符号を本実施の形態で用いた図面上に付すことで、その説明を省略する。
【００１４】
図１(ａ)に示すように、本実施の形態の密封機構１４は、外輪６に固定されたシール体１６に加えて更に、当該シール体１６よりも軸受外部側に配置され且つ内輪４に固定された環状のスリンガ１８を備えている。この場合、シール体１６は、その基端が外輪６に固定され、その先端がスリンガ１８に一部摺接した状態で位置決めされている。具体的に説明すると、シール体１６の先端には、複数のリップ(主リップＬ１、副リップＬ２)が突設されており、これら複数のリップL1,L2のうち少なくとも１つのリップがスリンガ１８に一部摺接した状態で位置決めされている。
【００１５】
ここで、主リップＬ１は、軸受外部に向けて延出しており、一方、副リップＬ２は、主リップＬ１よりも軸受内部側に隣接配置されており、軸受内部に向けて延出している。このようなシール体１６の先端において、本実施の形態では一例として、主リップＬ１がスリンガ１８に一部摺接した状態で位置決めされており、副リップＬ２は、内輪外径面４ｓに摺接した状態で位置決めされている。
【００１６】
スリンガ１８は、内輪４に固定された基端部１８ａと、当該基端部１８ａから外輪６に向けて立ち上げられた先端部１８ｂとを有している。スリンガ１８の基端部１８ａは、円筒形状を成しており、当該基端部１８ａを内輪外径面４ｓに圧入(嵌合)して固定されている。一方、スリンガ１８の先端部１８ｂは、その基端部１８ａを内輪外径面４ｓに固定した状態において、当該基端部１８ａの軸受外部側端からシール体１６の主リップＬ１に向けて鋭角に傾斜させて立ち上げられている。
【００１７】
この場合、スリンガ１８の先端部１８ｂは、主リップＬ１を軸受外部側から覆うように傾斜して延出しており、主リップＬ１は、その軸受外部寄りの外側端Ｌｔをスリンガ１８の先端部１８ｂに摺接させた状態で位置決めされている。なお、先端部１８ｂの傾斜角度や延出長さ(延出量)は、シール体１６の先端(主リップＬ１、副リップＬ２)の大きさや形状、或いは、水ポンプ軸受の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定しない。
【００１８】
以上、本実施の形態によれば、シール体１６よりも軸受外部側にスリンガ１８を配置して、当該スリンガ１８の先端部１８ｂでシール体１６の先端(主リップＬ１)を軸受外部側から覆うようにしたことで、シール体１６の先端(主リップＬ１)が軸受外部に直接さらされることを防止することができる。これにより、軸受外部に存する例えば水や水蒸気などの異物が先端(主リップＬ１)と内輪外径面４ｓとの摺接部分から軸受内部に浸入することを確実に防止することができる。
【００１９】
また、本実施の形態によれば、スリンガ１８の先端部１８ｂを主リップＬ１に向けて鋭角に傾斜させて立ち上げて、主リップＬ１を軸受外部側から覆うようにしたことで、シール体１６の先端(主リップＬ１)とスリンガ１８の先端部１８ｂとの間の空間体積が小さくなり、一種のラビリンスを構成することができる。これにより、シール体１６の先端(主リップＬ１)とスリンガ１８の先端部１８ｂとの間の密封性を維持及び向上させることができる。この場合、主リップＬ１とスリンガ１８との摺接部分の摺接圧を高くする必要が無いため、軸受回転時のトルクを低減することが可能となり、その結果、軸受の回転性を維持及び向上させることができる。
【００２０】
更に、本実施の形態によれば、シール体１６の軸受外部側にスリンガ１８を配置するだけで、従来に比べて密封性に優れた密封機構１４を実現することができる。この場合、当該密封機構１４の構成や組立作業が容易且つ簡単であるため、製造コストを低く抑えることができる。
【００２１】
なお、上述では内輪回転の軸受構造を想定して説明したが、外輪回転の軸受構造にも本実施の形態の構成を適用することができる。即ち、内輪４を静止部材とすると共に、外輪６を回転部材とし、外輪６にインペラ２を接続させる。この場合、シール体１６及びスリンガ１８の配置は、図１(ａ)と同様に構成する。かかる構成によれば、外輪回転時において、その遠心力が主リップＬ１に作用することで、当該主リップＬ１の外側端Ｌｔをスリンガ１８の先端部１８ｂに圧接させる。これにより、シール体１６の先端(主リップＬ１)とスリンガ１８の先端部１８ｂとの間の密封性を更に向上させることができる。その他の効果は、上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００２２】
また、上述した実施の形態において、その第１の変形例として図１(ｂ)に示すように、主リップＬ１の軸受内部寄りの内側端Ｌｅをスリンガ１８の基端部１８ａに摺接させても良い。また、第２の変形例として図１(ｃ)に示すように、主リップＬ１の軸受外部寄りの外側端Ｌｔをスリンガ１８の先端部１８ｂに摺接させると共に、副リップＬ２をスリンガ１８の基端部１８ａに摺接させても良い。更に、第３の変形例として図１(ｄ)に示すように、主リップＬ１の軸受内部寄りの内側端Ｌｅをスリンガ１８の基端部１８ａに摺接させると共に、副リップＬ２をスリンガ１８の基端部１８ａに摺接させても良い。
【００２３】
なお、第１〜第３の変形例の効果及び構成は、上述した実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。また、第２及び第３の変形例では、スリンガ１８の基端部１８ａを内輪外径面４ｓに沿って副リップＬ２に向けて延長させれば良い。この場合、基端部１８ａの延長量は、副リップＬ２の大きさや形状に対応して任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る水ポンプ軸受用密封機構の構成を一部拡大して示す断面図、(ｂ)は、本発明の第１の変形例に係る水ポンプ軸受用密封機構の構成を一部拡大して示す断面図、(ｃ)は、本発明の第２の変形例に係る水ポンプ軸受用密封機構の構成を一部拡大して示す断面図、(ｄ)は、本発明の第３の変形例に係る水ポンプ軸受用密封機構の構成を一部拡大して示す断面図。
【図２】(ａ)は、内輪回転タイプの水ポンプ軸受の構成を示す断面図、(ｂ)は、同図(ａ)の水ポンプ軸受に設けられた密封機構の構成を一部拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００２５】
２  インペラ
４  回転部材(内輪)
６  静止部材(外輪)
１４  密封機構
１６  シール体
１８  スリンガ
１８ａ  スリンガの基端部
１８ｂ  スリンガの先端部
Ｌ１  シール体の主リップ
【図１】
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【図２】
2008298219.tif 000004