(57)【要約】【課題】軽量かつコンパクトでありながら耐モーメント荷重性が高く、低コストで製造することのできる水ポンプ用軸受を提供する。【解決手段】プーリからのモーメント荷重を受けるプーリ側軌道Ｐを、複列のボール軌道として形成するとともに、この複列ボール軌道を形成する各軌道溝（１ｘ，１ｙおよび２ｘ，２ｙ）のピッチ間距離Ｌを、ボールの直径Ｄより小さくなるように形成する（Ｌ＜Ｄ）。この構成により、プーリ側に円筒ころ軸受を採用する場合と同等の耐モーメント荷重性を有しながらも、軽量・コンパクトで高回転が可能な水ポンプ用軸受とすることができる。【選択図】  図１
2004204891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ軸と、このポンプ軸の周囲に配置された外輪と、これらポンプ軸と外輪の間の環状空間内に配置された複数のボールとを備え、前記ポンプ軸の外周面と前記外輪の内周面にそれぞれ形成された複数の軌道溝によって、これらポンプ軸と外輪との間に、軸方向に所定の間隔を開けた２組のボール軌道が形成されてなる水ポンプ用軸受において、
前記２組のボール軌道のうち、少なくとも一方は複列ボール軌道であり、かつ、この複列ボール軌道における左右の軌道溝のピッチ間距離が、前記ボールの直径より小さく形成されていることを特徴とする水ポンプ用軸受。
【請求項２】
前記ポンプ軸の一端にインペラが嵌合され、他端にプーリが嵌合された水ポンプ用軸受において、
前記２組のボール軌道のうち、プーリ側のボール軌道が請求項１に記載の複列ボール軌道であることを特徴とする水ポンプ用軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量かつコンパクトでありながら、耐モーメント荷重性の高い水ポンプ用軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等に搭載される水ポンプ（ウォータポンプ）は、一般に、一端がメカニカルシール等を介してポンプ内のインペラに、他端がエンジン等に繋がるプーリにそれぞれ接続されるポンプ軸の外周面に、軸方向に所定の間隔を開けて２つの内輪側の軌道面を形成して軸受の内輪を兼用させ、その各軌道面に対応して、内周に２つの外輪側軌道面が形成された外輪をハウジングに固定し、その外輪およびポンプ軸間に形成される２列の転がり軸受軌道にそれぞれ複数の転動体を配置した構造をとる。
【０００３】
この種の軸受には、図２の一部断面図に示すように、ポンプ軸１０１と外輪１０２の間に形成される２列の転がり軸受軌道Ｐ，Ｉの双方をボール軌道としてそれぞれにボール１０３列を設け、２列の深溝玉軸受を構成したタイプがある（特許文献１等を参照）。なお、ポンプ軸１０１の大径部（図示左方）にはエンジン等に繋がるプーリが嵌合され、小径部（図示右方）にはポンプのインペラが嵌合されることとなる。
【０００４】
また、この種の軸受には、プーリから伝達されるモーメント荷重に対する耐性を向上させるため、図３の一部断面図に示すように、同じくポンプ軸２０１と外輪２０２の間に形成される２列の転がり軸受の軌道のうち、インペラ側軌道Ｉをボール軌道としてボール２０３列を設け、プーリ側軌道Ｐをローラ軌道としてローラ２０４列を設けた、深溝玉軸受と円筒ころ軸受とからなる複合軸受を構成したタイプもある（特許文献２等を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３２４９８０号公報
【特許文献２】特開平９−２５８１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両等の分野においては、省エネルギー化を進めるために重量軽減の要請が高まっており、これら車両に搭載される水ポンプについても、更なる小型・軽量化が望まれている。
【０００７】
このような小型・軽量の水ポンプを実現するためには、転動体を小径化するか、あるいは転動体を単列化する手段等が考えられる。しかしながら、転動体を小径化する場合、軸受の負荷容量とのバランス等を考慮すると、転動体数を増やさねばならず、従来と同様の２列の深溝玉軸受あるいは深溝玉軸受と円筒ころ軸受とからなる複合軸受を有する構造のままでは、機構が複雑化しコストアップは避けられない。
【０００８】
また、転動体の単列化を考えた場合、水ポンプ用軸受は、プーリ等による入力回転が軸受中心に対してオフセットした位置に加えられるため、このモーメント荷重によってポンプ軸の振れ回りが発生し、転動体の軌道溝肩部への乗り上げや水ポンプのメカニカルシールの作動不良等を引き起こす恐れがある。
【０００９】
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、軽量かつコンパクトでありながら耐モーメント荷重性が高く、低コストで製造することのできる水ポンプ用軸受を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ポンプ軸と、このポンプ軸の周囲に配置された外輪と、これらポンプ軸と外輪の間の環状空間内に配置された複数のボールとを備え、前記ポンプ軸の外周面と前記外輪の内周面にそれぞれ形成された複数の軌道溝によって、これらポンプ軸と外輪との間に、軸方向に所定の間隔を開けた２組のボール軌道が形成されてなる水ポンプ用軸受において、前記２組のボール軌道のうち、少なくとも一方は複列ボール軌道であり、かつ、この複列ボール軌道における左右の軌道溝のピッチ間距離が、前記ボールの直径より小さく形成されていることを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
ここで、前記の複列ボール軌道は、水ポンプのプーリ側に形成することが望ましい（請求項２）。
【００１２】
本発明は、車両等に搭載される水ポンプ用の軸受において、ポンプ軸と外輪との間に形成される２組の玉軸受軌道のうちの一方側を、各道溝のピッチが接近した複列玉軸受軌道とすることによって、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１３】
玉軸受は、円筒ころ軸受に比して製造コストが低く、かつ、軽量である。そこで、本発明においては、軸方向に所定の間隔を開けた２組のボール軌道のうちの一方を複列化することにより、高価な円筒ころを用いることなく、軸受の負荷容量を向上させ、しかもモーメント荷重によって発生するポンプ軸の振れ回りの防止を実現している。また、この複列ボール軌道における左右２つの軌道溝を、これらのピッチ間距離が、配置されるボールの直径より小さくなるように形成し、これらの軌道溝にボールを周方向に千鳥状に配置することにより、軸方向の寸法拡大を最小限に抑えることができる。従って、本発明によれば、軽量かつコンパクトな水ポンプ用軸受を製造することが可能になる。
【００１４】
なお、本発明は、軸方向に間隔を開けて形成される２組の玉軸受軌道のうちのいずれか一方のみを複列ボール軌道とする構成と、両方とも複列ボール軌道とする構成のいずれをも包含するが、水ポンプの重量や軸方向寸法を考慮した場合、いずれか一方のみを複列ボール軌道とする構成の方が有利である。また、この水ポンプ用軸受に対するモーメント荷重が、主としてプーリの回転に起因するものであることから、前記の複列ボール軌道はプーリ側に形成することが合理的であり、このプーリ側に円筒ころ軸受を採用する場合に比べ、同等の耐モーメント荷重性を有しながらも、軽量・コンパクトで高回転が可能な水ポンプ用軸受とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつこの発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態における水ポンプ用軸受の構造を示す一部断面図である。この実施の形態における水ポンプ用軸受も、基本的には従来例と同様の構成であり、大径部１ａと小径部１ｂとからなるポンプ軸１と、この大径部１ａの周囲に配置された外輪２と、これらポンプ軸１と外輪２との間に配置された複数のボール３ａ，３ｂおよび４とを主体として構成されている。また、大径部１ａの外側端部（図示左方）には、エンジン等に繋がる入力用のプーリ等が取り付けら、他方の小径部１ｂの外側端部（図示右方）には、メカニカルシール等を介してインペラが取り付けられる。
【００１６】
ポンプ１と外輪２との間には、軸方向に間隔を開けた所定の位置に２組のボール軌道Ｐ，Ｉが設けられている。この２組のボール軌道のうち、インペラ側軌道Ｉは、従来と同様に単列の深溝玉軸受として構成されており、ポンプ軸大径部１ａの外周面に形成された軌道溝１ｚと、外輪２の内周面に形成された軌道溝２ｚとの間に、複数のボール４によるボール列を配置し、これらボール４を保持器６によって周方向に所定の間隔で配置した構造をとる。
【００１７】
また、プーリ側軌道Ｐは、複列の深溝玉軸受として構成されており、ポンプ軸大径部１ａの外周面に形成された軌道溝１ｘおよび１ｙと、これらの軌道溝１ｘ，１ｙに対向する外輪２の内周面に形成された軌道溝２ｘおよび２ｙとの間に、それぞれ複数のボール３ａおよび３ｂによるボール列を配置し、これらのボール３ａ，３ｂを保持器５ａおよび５ｂによって、周方向に所定の間隔で配置した構造である。これら２列のボール列は、周方向にいわゆる千鳥状に配置されている。すなわち、円周方向に互いに隣り合うボールは、それぞれ左右の軌道溝に分かれて、一方の列のボールとボールの間に、他方の列のボールが来るように配置されているのである。
【００１８】
なお、ポンプ軸１外周面と外輪２内周面とから形成される軸受の環状空間内には、図示しない潤滑油が封入されるとともに、この環状区間の両端開口部は、潤滑油の保持と防水のために、外輪２両端に配設されたシール部材７，７により密閉されている。
【００１９】
本実施の形態における水ポンプ用軸受の特徴は、プーリからのモーメント荷重を受けるプーリ側軌道Ｐが、複列のボール軌道として形成されているとともに、この複列ボール軌道を形成する各軌道溝のピッチ間距離Ｌが、ボールの直径Ｄより小さく形成されている（Ｌ＜Ｄ）点である。
【００２０】
この構成により、プーリ側からモーメント荷重が加わった場合でも、このモーメント荷重により発生するポンプ軸１の振れ回りを防止することができる。また、ボール軌道Ｐの複列化に伴う軸方向の寸法拡大を最小限に抑えることができる。従って、本実施の形態における水ポンプ用軸受は、プーリ側に円筒ころ軸受を採用する場合と同等の耐モーメント荷重性を有しながらも、軽量・コンパクトで高回転が可能な水ポンプ用軸受とすることができる。
【００２１】
なお、シール部材やボール列の保持に使用する保持器の種類や形状は、特に限定されるものではない。プーリ側の２つのボール列３ａ，３ｂを保持する方法として、本実施の形態における例のように、実公昭６４−５１３１号公報等に公知の保持器を用いても良く、あるいは実公昭６４−２９７２号公報等のように、左右２列のボールを１つの保持器で保持する方法を採用しても良い。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、軸方向の寸法拡大を最小限に抑えつつ耐モーメント荷重性を向上させることで、軽量・コンパクトで低コストな水ポンプ用軸受を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本実施の形態における水ポンプ用軸受の構造を示す一部断面図である。
【図２】従来の２列の深溝玉軸受を用いた水ポンプ用軸受の構造を示す一部断面図である。
【図３】従来の深溝玉軸受と円筒ころ軸受を用いた水ポンプ用軸受の構造を示す一部断面図である。
【符号の説明】
１  ポンプ軸
１ａ  大径部
１ｂ  小径部
１ｘ，１ｙ，１ｚ  軌道溝
２  外輪
２ｘ，２ｙ，２ｚ  軌道溝
３ａ，３ｂ，４  ボール
５ａ，５ｂ，６  保持器
７  シール部材
１０１  ポンプ軸
１０２  外輪
１０３  ボール
２０１  ポンプ軸
２０２  外輪
２０３  ボール
２０４  ローラ
Ｐ  プーリ側軌道
Ｉ  インペラ側軌道
Ｌ  軌道溝のピッチ間距離
Ｄ  ボールの直径
【図１】
2004204891.tif 000003
【図２】
2004204891.tif 000004
【図３】
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