(57)【要約】      （修正有）【課題】シール部材と回転軸部材の摺接部の発熱を抑制する。【解決手段】回転軸部材のシール構造１０は、回転軸部材１２と、リップ部２４を有して構成されたシール部材１４とを備えている。回転軸部材１２には、回転軸方向に沿って冷却液導入孔１６が形成されている。従って、冷却液供給部５０と冷却液導入孔１６の冷却液導入口１８が連通された状態で、冷却液供給部５０から冷却液が供給された場合には、この冷却液を、冷却液導入口１８を介して冷却液導入孔１６に導入でき、さらに、この冷却液を、冷却液導入孔１６におけるリップ部２４と回転軸方向にオーバラップする位置にまで導くことができる。これにより、この冷却液導入孔１６に導入された冷却液によって、回転軸部材１２の外周部とリップ部２４との摺接部を冷却することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの回転力を受けて回転される回転軸部材と、
前記回転軸部材の回転軸方向中間部に配置され、前記回転軸部材の外周部と液密状態で摺接されるリップ部を有して構成されたシール部材と、
を備え、
前記回転軸部材には、回転軸方向に沿って形成され、一端側が冷却液を供給可能な冷却液供給手段と連通される冷却液導入口として開口されると共に、他端側が前記リップ部よりも前記冷却液導入口と回転軸方向の反対側に位置されて構成された冷却液導入孔が設けられていることを特徴とする回転軸部材のシール構造。
【請求項２】
前記冷却液導入孔は、前記他端側が前記回転軸部材の前記リップ部よりも前記冷却液導入口と回転軸方向の反対側の位置で終端する袋状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転軸部材のシール構造。
【請求項３】
前記冷却液導入孔には、前記冷却液供給手段からの冷却液の供給を誘発させるための冷却液供給誘発手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転軸部材のシール構造。
【請求項４】
前記冷却液供給誘発手段は、前記冷却液導入孔の内周面に回転軸周りに形成された螺旋溝であることを特徴とする請求項３に記載の回転軸部材のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸部材のシール構造に係り、特に回転軸部材の外周部と液密状態で摺接されるシール部材を備えた回転軸部材のシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の回転軸部材のシール構造としては、次のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、特許文献１には、ウォータポンプに設けられたモータの出力軸をオイルシールによりシールする例が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２２２０９９号公報
【特許文献２】特開平９−８８８９８号公報
【特許文献３】特開平５−１４９２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この種のシール部材を備えた回転軸部材のシール構造においては、回転軸部材の回転に伴って、シール部材の回転軸部材との摺接部が発熱する。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、回転軸部材が回転している場合でも、シール部材の回転軸部材との摺接部の発熱を抑制することが可能な回転軸部材のシール構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の回転軸部材のシール構造は、外部からの回転力を受けて回転される回転軸部材と、前記回転軸部材の回転軸方向中間部に配置され、前記回転軸部材の外周部と液密状態で摺接されるリップ部を有して構成されたシール部材と、を備え、前記回転軸部材には、回転軸方向に沿って形成され、一端側が冷却液を供給可能な冷却液供給手段と連通される冷却液導入口として開口されると共に、他端側が前記リップ部よりも前記冷却液導入口と回転軸方向の反対側に位置されて構成された冷却液導入孔が設けられていることを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の回転軸部材のシール構造によれば、回転軸部材は、外部からの回転力を受けて回転される。このとき、回転軸部材の回転軸方向中間部には、シール部材が配置されており、このシール部材は、回転軸部材の外周部と液密状態で摺接されるリップ部を有して構成され、この回転軸部材との間をシールする。
【０００７】
ここで、上述の回転軸部材には、回転軸方向に沿って冷却液導入孔が形成されている。冷却液導入孔は、その一端側が冷却液を供給可能な冷却液供給手段と連通される冷却液導入口として開口されると共に、その他端側がリップ部よりも冷却液導入口と回転軸方向の反対側に位置されて構成されている。
【０００８】
従って、冷却液供給手段と冷却液導入孔の冷却液導入口が連通された状態で、冷却液供給手段から冷却液が供給された場合には、この冷却液を、冷却液導入口を介して冷却液導入孔に導入でき、さらに、この冷却液を、冷却液導入孔におけるリップ部と回転軸方向にオーバラップする位置にまで導くことができる。これにより、この冷却液導入孔に導入された冷却液によって、回転軸部材の外周部とリップ部との摺接部を冷却することができる。この結果、回転軸部材が回転している場合でも、シール部材の回転軸部材との摺接部であるリップ部の発熱を抑制することが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の回転軸部材のシール構造は、請求項１に記載の回転軸部材のシール構造において、前記冷却液導入孔は、前記他端側が前記回転軸部材の前記リップ部よりも前記冷却液導入口と回転軸方向の反対側の位置で終端する袋状に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の回転軸部材のシール構造によれば、冷却液導入孔は、他端側が回転軸部材のリップ部よりも冷却液導入口と回転軸方向の反対側の位置で終端する袋状に構成されている。従って、冷却液供給手段から冷却液導入孔に冷却液が導入された場合でも、冷却液導入孔の他端側から冷却液が外部に流出されることを防止できる。これにより、回転軸部材の他端側におけるシール性を確保できる。つまり、シール部材よりも回転軸部材の他端側に冷却液が流出することを防止できる。
【００１１】
請求項３に記載の回転軸部材のシール構造は、請求項１又は請求項２に記載の回転軸部材のシール構造において、前記冷却液導入孔には、前記冷却液供給手段からの冷却液の供給を誘発させるための冷却液供給誘発手段が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の回転軸部材のシール構造によれば、冷却液導入孔には、冷却液供給手段からの冷却液の供給を誘発させるための冷却液供給誘発手段が設けられている。従って、この冷却液供給誘発手段によって冷却液供給手段から冷却液導入孔への冷却液の供給を誘発させることができる。これにより、冷却液導入孔への新鮮な冷却液の導入量を増加することができるので、回転軸部材の外周部とリップ部との摺接部の冷却効果を高めることができる。
【００１３】
請求項４に記載の回転軸部材のシール構造は、請求項３に記載の回転軸部材のシール構造において、前記冷却液供給誘発手段は、前記冷却液導入孔の内周面に回転軸周りに形成された螺旋溝であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の回転軸部材のシール構造によれば、上述の冷却液供給誘発手段が、冷却液導入孔の内周面に回転軸周りに形成された螺旋溝で構成されている。従って、回転軸部材が回転したときに螺旋溝も一体に回転することで、この螺旋溝によって冷却液導入孔への冷却液の供給を誘発させることができ、これにより、冷却液導入孔への新鮮な冷却液の導入量を増加することができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の回転軸部材のシール構造によれば、冷却液導入孔への冷却液の供給を誘発させるために送液装置等の特別な装備を必要とせず、冷却液導入孔の内周面に螺旋溝を設けるという簡単な構成であるので、シール構造全体の構成を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第一実施形態］
以下、図１に基づき本発明の第一実施形態について説明する。
【００１７】
図１には、本発明の第一実施形態に係る回転軸部材のシール構造１０が断面図にて示されている。この図に示されるように、回転軸部材のシール構造１０は、回転軸部材１２と、シール部材１４とを備えて構成されている。
【００１８】
回転軸部材１２は、例えば、モータの出力軸として好適に用いられるものである。この回転軸部材１２には、回転軸方向に沿って冷却液導入孔１６が形成されている。
【００１９】
冷却液導入孔１６は、その一端側の開口部が冷却液を供給可能な冷却液供給部（冷却液供給手段）５０と連通される冷却液導入口１８として開口されると共に、その他端側１９が回転軸部材１２の後述するリップ部２４よりも冷却液導入口１８と回転軸方向の反対側（矢印Ｂ側）の位置で終端する袋状に構成されている。
【００２０】
シール部材１４は、その全体が例えば、ゴムなどの樹脂で構成されている。このシール部材１４は、環状の本体部２２を備え、回転軸部材１２の回転軸方向中間部に配置されている。本体部２２の内周部には、径方向内側に延びる上下一対のリップ部２４が周方向に沿って環状に形成されている。このリップ部２４は、その先端部が回転軸部材１２の回転軸方向中間部の外周部と液密状態で接触されている。
【００２１】
次に、本発明の第一実施形態の作用について説明する。
【００２２】
本発明の第一実施形態に係る回転軸部材のシール構造１０によれば、回転軸部材１２は、例えば、モータの出力軸として構成され、外部からの回転力を受けて矢印Ｒ方向に回転される。このとき、この回転軸部材１２の回転軸方向中間部には、シール部材１４が配置されており、このシール部材１４は、回転軸部材１２の外周部と液密状態で摺接されるリップ部２４を有して構成され、この回転軸部材１２との間をシールする。
【００２３】
ここで、上述の回転軸部材１２には、回転軸方向に沿って冷却液導入孔１６が形成されている。冷却液導入孔１６は、その一端側の冷却液導入口１８が冷却液供給部５０と連通され、その他端側１９が回転軸部材１２のリップ部２４よりも冷却液導入口１８と回転軸方向の反対側（矢印Ｂ側）に位置されて構成されている。
【００２４】
従って、冷却液供給部５０と冷却液導入孔１６の冷却液導入口１８が連通された状態で、冷却液供給部５０から冷却液Ｗが供給された場合には、この冷却液Ｗを、冷却液導入口１８を介して冷却液導入孔１６に導入でき、さらに、この冷却液Ｗを、冷却液導入孔１６におけるリップ部２４と回転軸方向にオーバラップする位置にまで導くことができる。
【００２５】
これにより、この冷却液導入孔１６に導入された冷却液Ｗによって、回転軸部材１２の外周部とリップ部２４との摺接部を冷却することができる。この結果、回転軸部材１２が回転している場合でも、シール部材１４の回転軸部材１２との摺接部であるリップ部２４の発熱を抑制することが可能となる。これにより、例えば、リップ部２４の温度上昇に伴う材料劣化等を抑制でき、ひいては、シール部材１４のシール性を確保すると共に寿命を向上させることが可能となる。
【００２６】
また、本発明の第一実施形態に係る回転軸部材のシール構造１０によれば、冷却液導入孔１６は、他端側１９が回転軸部材１２のリップ部２４よりも冷却液導入口１８と回転軸方向の反対側（矢印Ｂ側）の位置で終端する袋状に構成されている。従って、冷却液供給部５０から冷却液導入孔１６に冷却液Ｗが導入された場合でも、冷却液導入孔１６の他端側１９から冷却液Ｗが外部に流出されることを防止できる。これにより、回転軸部材１２の他端側におけるシール性を確保できる。つまり、シール部材１４よりも回転軸部材１２の他端側に冷却液Ｗが流出することを防止できる。
【００２７】
［第二実施形態］
次に、図２に基づき本発明の第二実施形態について説明する。
【００２８】
図２には、本発明の第二実施形態に係る回転軸部材のシール構造４０が断面図にて示されている。この図に示されるように、本発明の第二実施形態に係る回転軸部材のシール構造４０では、上述の本発明の第一実施形態の構成に対し、回転軸部材１２に設けられた冷却液導入孔１６が次の如く変形されている。
【００２９】
つまり、冷却液導入孔１６には、その内周面に回転軸周りに螺旋溝（冷却液供給誘発手段）２６が形成されている。この螺旋溝２６は、回転軸部材１２の回転（矢印Ｒ方向）に伴って他端側（終端側）１９から冷却液導入口１８へ向かうように螺旋状に構成されている。
【００３０】
次に、本発明の第二実施形態の作用について説明する。
【００３１】
本発明の第二実施形態に係る回転軸部材のシール構造４０によれば、冷却液導入孔１６には、その内周面に回転軸周りに螺旋溝２６が形成されている。この螺旋溝２６は、回転軸部材１２の回転（矢印Ｒ方向）に伴って他端側（終端側）１９から冷却液導入口１８へ向かうように螺旋状に構成されている。従って、回転軸部材１２が回転したときには、この螺旋溝２６によって冷却液導入孔１６内に溜まっている冷却液を冷却液導入口１８側へ排出できる（矢印Ｗ１）。また、その結果、冷却液導入孔１６内が負圧状態になり、冷却液供給部５０から冷却液導入孔１６へ新たな冷却液の流入を生じさせることができる（矢印Ｗ２）。
【００３２】
なお、このとき、冷却液導入孔１６内に溜まっている冷却液は、螺旋溝２６が形成された冷却液導入孔１６の内周面（孔の中心よりも外周側）に沿って排出され（矢印Ｗ１）、冷却液供給部５０からの新たな冷却液は、冷却液導入孔１６の中心部側から流入される（矢印Ｗ２）。
【００３３】
このように、本発明の第二実施形態に係る回転軸部材のシール構造４０によれば、冷却液供給部５０から冷却液導入孔１６への冷却液Ｗの供給を誘発させることができる。これにより、冷却液導入孔１６への新鮮な冷却液の導入量を増加することができるので、回転軸部材１２の外周部とリップ部２４との摺接部の冷却効果を高めることができる。
【００３４】
また、本発明の第二実施形態に係る回転軸部材のシール構造４０によれば、冷却液導入孔１６への冷却液Ｗの供給を誘発させるために送液装置等の特別な装備を必要とせず、冷却液導入孔１６の内周面に螺旋溝２６を設けるという簡単な構成であるので、シール構造全体の構成を簡素化することができる。
【００３５】
［ウォータポンプへの適用例］
次に、図３，図４に基づき本発明の回転軸部材のシール構造をウォータポンプ６０に適用した例について説明する。
【００３６】
図３には、本発明の回転軸部材のシール構造が適用されたウォータポンプ６０の全体構成が断面図にて示されており、図４には、図３のウォータポンプ６０の要部拡大断面図が示されている。なお、この例では、本発明の第二実施形態に係る回転軸部材のシール構造４０がウォータポンプ６０に適用されている。
【００３７】
この図に示されるウォータポンプ６０は、自動車のエンジン冷却システムに使用されるものである。ウォータポンプ６０は、モータ部６２とポンプ部６４とによって構成されている。
【００３８】
モータ部６２は、側面視で略Ｌ字形に屈曲されたモータハウジング６６を備えている。モータハウジング６６は、有底略円筒形状を成すモータ室６８と、このモータ室６８に隣接して形成されかつ略Ｌ字形状を成す流路７０と、を備えている。
【００３９】
モータ室６８内には、駆動源となるモータ７２が収容されている。また、モータ室６８を構成するモータハウジング６６の底壁部６６Ａの軸心部には、モータ７２の出力軸として設けられた回転軸部材１２を挿通させるための挿通孔７６が形成されている。さらに、モータ室６８の開放側の端部には、モータ７２を固定的に保持するためのエンドプレート７８が装着されている。
【００４０】
モータハウジング６６の底壁部６６Ａには、円筒状のシール保持部８６が一体に形成されている。このシール保持部８６には、上述のシール部材１４の本体部２２が嵌着されている。このシール部材１４の本体部２２の外周部は、シール保持部８６の内周面に圧接されている。また、このシール部材１４は、回転軸部材１２の回転軸方向中間部に位置し、そのリップ部２４は、先端部が回転軸部材１２の回転軸方向中間部の外周部と液密状態で接触されている。
【００４１】
ポンプ部６４は、モータハウジング６６の底壁部６６Ａ側の開放端部６６Ｂ（回転軸部材１２の先端側の端部）に嵌合可能なポンプハウジング９０を備えている。ポンプハウジング９０は、概ね円筒形状を成している。このポンプハウジング９０は、エンジン冷却液（ＬＬＣ）が流入する小径円筒状の流入部９０Ａと、この流入部９０Ａから拡径されて扁平な有底円筒形状を成す大径の本体部９０Ｂと、この本体部９０Ｂから更に拡径されてモータハウジング６６の開放端部６６Ｂに嵌合される円筒状の組付部９０Ｃと、によって構成されている。
【００４２】
そして、このウォータポンプ６０では、ポンプハウジング９０の組付部９０Ｃがモータハウジング６６の開放端部６６Ｂに組付けられた状態では、モータハウジング６６の開放端部６６Ｂの外周面に嵌着されたＯリング９２によって、当該開放端部６６Ｂの外周面とポンプハウジング９０の組付部９０Ｃの内周面との間がシールされている。
【００４３】
また、ポンプハウジング９０の本体部９０Ｂの底壁部には、モータ室６８を構成するモータハウジング６６の周壁部６６Ｃと連接する隔壁９４が形成されている。本体部９０Ｂの内部空間は、この隔壁９４によって、流入部９０Ａの内部空間と連通されたポンプ室９６と、当該ポンプ室９６と前述した流路７０の入口側とを相互に連通する接続路９８と、に隔成されている。
【００４４】
そして、このポンプ室９６内には、インペラ１００が回転可能に収容されている。インペラ１００は、放射状に配置された複数枚の翼部１００Ａを備えている。インペラ１００の軸心部には挿入孔１０２が回転軸方向に貫通されて形成されており、この挿入孔１０２内にモータ７２の回転軸部材１２が圧入されている。従って、モータ７２が作動して回転軸部材１２がその軸線回りに回転すると、インペラ１００も同軸的に一体に回転する構成である。
【００４５】
以上が本実施形態に係るウォータポンプ６０の要部であるが、周辺構成について補足すると、上述したポンプハウジング９０の流入部９０Ａ並びに流路７０の出口側は、エンジン冷却液（ＬＬＣ）を循環させるための循環経路と接続されている。
【００４６】
次に、本適用例の作用について説明する。
【００４７】
ウォータポンプ６０のモータ７２が作動すると、回転軸部材１２がその軸線回り（矢印Ｒ方向）に回転し、これに伴ってインペラ１００も同一方向へ一体に回転する。これにより、流入部９０Ａからエンジン冷却液Ｗが流入され、ポンプ室９６及び接続路９８を通って、流路７０の出口側から吐出される。その結果、エンジン冷却システムの循環経路内をエンジン冷却液Ｗが循環し、エンジンを冷却する。
【００４８】
また、このとき、この回転軸部材１２の回転軸方向中間部には、シール部材１４が配置されており、このシール部材１４は、回転軸部材１２の外周部と液密状態で摺接されるリップ部２４を有して構成され、この回転軸部材１２との間をシールする。従って、モータ室６８とポンプ室９６とのシール性が確保される。
【００４９】
ここで、上述の回転軸部材１２には、回転軸方向に沿って冷却液導入孔１６が形成されている。冷却液導入孔１６は、その一端側の冷却液導入口１８が冷却液供給手段として機能するポンプ室９６と連通されている。また、冷却液導入孔１６は、他端側１９が回転軸部材１２のリップ部２４よりも冷却液導入口１８と回転軸方向の反対側（矢印Ｂ側）に位置されて構成されている。
【００５０】
従って、上述の如く、インペラ１００が回転軸部材１２と共に回転し、流入部９０Ａからエンジン冷却液Ｗが流入されると、このエンジン冷却液Ｗは、冷却液導入口１８を介して冷却液導入孔１６に導入され、さらに、このエンジン冷却液Ｗが、冷却液導入孔１６におけるリップ部２４と回転軸方向にオーバラップする位置にまで導かれる。
【００５１】
これにより、この冷却液導入孔１６に導入されたエンジン冷却液Ｗによって、回転軸部材１２の外周部とリップ部２４との摺接部を冷却することができる。この結果、回転軸部材１２が回転している場合でも、シール部材１４の回転軸部材１２との摺接部であるリップ部２４の発熱を抑制することが可能となる。これにより、例えば、リップ部２４の温度上昇に伴う材料劣化等を抑制でき、ひいては、シール部材１４のシール性、さらにはモータ室６８とポンプ室９６とのシール性を確保することが可能となる。また、シール部材１４の寿命、ひいては、ウォータポンプ６０の寿命も向上させることが可能となる。
【００５２】
また、冷却液導入孔１６は、他端側１９が回転軸部材１２のリップ部２４よりも冷却液導入口１８と回転軸方向の反対側（矢印Ｂ側）の位置で終端する袋状に構成されている。従って、ポンプ室９６から冷却液導入孔１６にエンジン冷却液Ｗが導入された場合でも、冷却液導入孔１６の他端側１９からエンジン冷却液Ｗが挿通孔７６を介してモータ室６８に流入されることを防止できる。これにより、回転軸部材１２の他端側におけるシール性、ひいてはモータ室６８のシール性を確保できる。
【００５３】
また、冷却液導入孔１６には、その内周面に回転軸周りに螺旋溝２６が形成されている。この螺旋溝２６は、回転軸部材１２の回転（矢印Ｒ方向）に伴って他端側（終端側）１９から冷却液導入口１８へ向かうように螺旋状に構成されている。従って、回転軸部材１２が回転したときには、この螺旋溝２６によって冷却液導入孔１６内に溜まっている冷却液を冷却液導入口１８側へ移動させて冷却液導入口１８からポンプ室９６に排出できる（矢印Ｗ１）。また、その結果、冷却液導入孔１６内が負圧状態になり、ポンプ室９６から冷却液導入孔１６へ新たな冷却液の流入を生じさせることができる（矢印Ｗ２）。
【００５４】
このように、本例によれば、ポンプ室９６から冷却液導入孔１６への冷却液Ｗの供給を誘発させることができる。これにより、冷却液導入孔１６への新鮮な冷却液の導入量を増加することができるので、回転軸部材１２の外周部とリップ部２４との摺接部の冷却効果を高めることができる。
【００５５】
また、冷却液導入孔１６へのエンジン冷却液Ｗの供給を誘発させるために送液装置等の特別な装備を必要とせず、冷却液導入孔１６の内周面に螺旋溝２６を設けるという簡単な構成であるので、シール構造全体の構成、ひいては、ウォータポンプ６０の構成を簡素化することができる。
【００５６】
次に、本発明の実施形態の変形例について説明する。
【００５７】
本適用例では、本発明の回転軸部材のシール構造のウォータポンプ６０への適用例について説明したが、本発明の回転軸部材のシール構造は、ウォータポンプ６０以外に適用することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る回転軸部材のシール構造の断面図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る回転軸部材のシール構造の断面図である。
【図３】本発明の回転軸部材のシール構造が適用されたウォータポンプの全体構成を示す断面図である。
【図４】図３のウォータポンプの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０，４０…シール構造、１２…回転軸部材、１４…シール部材、１６…冷却液導入孔、１８…冷却液導入口、２０…冷却液排出口、２２…本体部、２４…リップ部、２６…螺旋溝（冷却液供給誘発手段）、５０…冷却液供給部（冷却液供給手段）、６０…ウォータポンプ、６２…モータ部、６４…ポンプ部、６６…モータハウジング、６８…モータ室、７０…流路、７２…モータ、７６…挿通孔、７８…エンドプレート、８６…シール保持部、９０…ポンプハウジング、９２…Ｏリング、９４…隔壁、９６…ポンプ室（冷却液供給手段）、９８…接続路、１００…インペラ、１０２…挿入孔
【図１】
2008089041.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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