(57)【要約】【課題】  軸受部の構造を工夫することにより、軸受部の基本的機能を保持しながら製造コストの低減を図ることのできるウォータポンプ用軸受を提供する。【解決手段】  ウォータポンプ軸１１は、両端の面取り部を除き、全長にわたって同一外径のストレート軸で構成されている。外輪１２は、ウォータポンプ軸１１の中途部外側において、ウォータポンプ１のハウジング部４の内周面に圧入状態で固定されている。針状ころ１３は、外輪１２に形成された内側軌道面１２ａとそれに対向してウォータポンプ軸１１に形成された外側軌道面１１ａとの間に単列で複数配置され、円筒状の保持器１３ａに支持されている。アキシャル方向における針状ころ１３とウォータポンプ１のインペラ２との間において、螺旋状のスプリングワッシャ１４が、ウォータポンプ軸１１の外周面とハウジング部４の内周面とに圧入状態で固定され、針状ころ１３のアキシャル方向の移動を規制している。【選択図】  図２
2007270784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に水冷エンジンの冷却水を循環させるウォータポンプのインペラが固定されるとともに、他端側にその水冷エンジンで駆動されるプーリが固定されたウォータポンプ軸と、
そのウォータポンプ軸のアキシャル方向中途部の外側において、前記ウォータポンプのハウジング部の内周面に圧入状態で固定された外輪と、
その外輪に形成された内側軌道面とそれに対向する前記ウォータポンプ軸に形成された外側軌道面との間に配置される単列の針状ころと、
アキシャル方向における前記針状ころと前記インペラとの間において、少なくとも前記ウォータポンプ軸の外周面に圧入状態で固定され、前記針状ころのアキシャル方向の移動を規制する環状の規制手段とを備え、
前記ウォータポンプ軸と外輪と針状ころとを含んでニードル軸受部が形成されるとともに、前記規制手段によって前記ニードル軸受部の前記ハウジング部に対するアキシャル方向の位置決めが行われることを特徴とするウォータポンプ用軸受。
【請求項２】
前記外輪には、アキシャル方向一端部側からラジアル方向内側に向けて環状に延出するインペラ側鍔部が形成され、
前記外輪が前記ハウジング部に圧入状態で固定されるとともに前記インペラ側鍔部が前記規制手段に接触することによって、前記ニードル軸受部が前記ハウジング部に対してラジアル方向及びアキシャル方向に位置決めして固定されている請求項１に記載のウォータポンプ用軸受。
【請求項３】
アキシャル方向における前記インペラと規制手段との間には、アキシャル方向一端側において前記ウォータポンプ軸とハウジング部とを封鎖するために環状のメカニカルシールが組み込まれ、
前記規制手段は、前記ウォータポンプ軸の外周面と前記ハウジング部の内周面とにいずれも圧入状態で固定されるとともに、アキシャル方向一端側で前記メカニカルシールに接当する一方、アキシャル方向他端側で前記インペラ側鍔部に接当して前記針状ころのアキシャル方向の移動を規制する請求項２に記載のウォータポンプ用軸受。
【請求項４】
前記外輪には、アキシャル方向他端部側からラジアル方向内側に向けて環状に延出するプーリ側鍔部が形成され、
アキシャル方向における前記プーリ側鍔部と前記針状ころとの間には、アキシャル方向他端側において前記ウォータポンプ軸とハウジング部とを封鎖するために環状のシール部材が配置されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のウォータポンプ用軸受。
【請求項５】
前記ウォータポンプ軸は、少なくとも前記外側軌道面から前記インペラの取付面に至る部分が同一外径に形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のウォータポンプ用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォータポンプ用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、自動車用等の水冷エンジンの冷却水を循環させるためのウォータポンプでは、水冷エンジンで駆動されるプーリの回転軸とインペラの回転軸とは、軸受部の内輪を兼ねる単一のウォータポンプ軸で構成されている（特許文献１参照）。このウォータポンプ軸は、ウォータポンプ軸とハウジング部とを封鎖するためのメカニカルシールの製品規格に合わせるために、段付に形成される場合がある。また、軸受部の転動体が玉と円筒ころの組合せであるため玉の軌道面（内側軌道面）を形成するための溝が必要となる。これらによって、ウォータポンプ軸は部分的に外径の異なる段付軸に形成されている。また、転動体が玉と円筒ころの組合せであるため、それらを支持する外輪は、必然的にパイプ材等を切削加工するソリッド形で形成することになる。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５３０９６号公報
【０００４】
したがって、浸炭鋼（例えばＳＵＪ２：高炭素クロム軸受鋼）等の硬い棒材を外面切削して段付のウォータポンプ軸としたり、同様材質のパイプ材を内面切削してソリッド形外輪としたりするために製造コストが増大する傾向がある。また、これらのウォータポンプ軸やソリッド形外輪を熱処理後に研磨する際にも各面の正確な芯出しを要するため、さらに製造コストが増大する傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、軸受部の構造を工夫することにより、軸受部の基本的機能を保持しながら製造コストの低減を図ることのできるウォータポンプ用軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るウォータポンプ用軸受は、
一端側に水冷エンジンの冷却水を循環させるウォータポンプのインペラが固定されるとともに、他端側にその水冷エンジンで駆動されるプーリが固定されたウォータポンプ軸と、
そのウォータポンプ軸のアキシャル方向中途部の外側において、前記ウォータポンプのハウジング部の内周面に圧入状態で固定された外輪と、
その外輪に形成された内側軌道面とそれに対向する前記ウォータポンプ軸に形成された外側軌道面との間に配置される単列の針状ころと、
アキシャル方向における前記針状ころと前記インペラとの間において、少なくとも前記ウォータポンプ軸の外周面に圧入状態で固定され、前記針状ころのアキシャル方向の移動を規制する環状の規制手段とを備え、
前記ウォータポンプ軸と外輪と針状ころとを含んでニードル軸受部が形成されるとともに、前記規制手段によって前記ニードル軸受部の前記ハウジング部に対するアキシャル方向の位置決めが行われることを特徴とする。
【０００７】
このように、ウォータポンプ軸に圧入固定される規制手段（例えばワッシャ）により、単列の針状ころのアキシャル方向への移動を軸側（内輪側）から規制し、かつ、ハウジング部の内周面に外輪を圧入状態で固定することにより、針状ころのラジアル方向及びアキシャル方向への移動を外輪側から抑制することになる。したがって、ニードル軸受部をウォータポンプ軸、外輪及び単列の針状ころの三者を用いて簡素に構成し、これらを相互に位置決めすることが容易に行える。
【０００８】
また、単列の針状ころを用いることによって、ウォータポンプ軸のほぼ全長を段差のないストレートな軸受部で構成することができ、外輪を薄鋼板のプレス加工品であるシェル形で構成することも可能になる。よって、ウォータポンプ軸の外面切削がワンパスで行え、かつ外面研磨がセンタレスで行えることにより、製造コストの低減を図ることができる。
【０００９】
その際、外輪には、アキシャル方向一端部側からラジアル方向内側に向けて環状に延出するインペラ側鍔部を形成し、外輪をハウジング部に圧入状態で固定するとともにインペラ側鍔部を規制手段に接触させることによって、ニードル軸受部をハウジング部に対してラジアル方向及びアキシャル方向に位置決めして固定することができる。このように、外輪をシェル形で構成した場合、インペラ側鍔部を（アキシャル方向の）位置決め手段として利用することができ、規制手段との相乗作用により、ニードル軸受部の組立が容易になる。
【００１０】
具体的には、アキシャル方向におけるインペラと規制手段との間には、アキシャル方向一端側においてウォータポンプ軸とハウジング部とを封鎖するために環状のメカニカルシールが組み込まれ、規制手段は、ウォータポンプ軸の外周面とハウジング部の内周面とにいずれも圧入状態で固定されるとともに、アキシャル方向一端側でメカニカルシールに接当する一方、アキシャル方向他端側でインペラ側鍔部に接当して針状ころのアキシャル方向の移動を規制することが望ましい。
【００１１】
これによれば、規制手段（例えば螺旋状のスプリングワッシャ）は、ウォータポンプ軸とハウジング部とに圧入状態で固定される。そして、規制手段の固定位置は、ポンプ側からの水の浸入を防ぐためのメカニカルシールと、シェル形外輪のインペラ側鍔部とによって実質上決定される。したがって、ニードル軸受部の組立において規制手段の位置決めと固定がより一層容易に行なえる。
【００１２】
さらに、外輪には、アキシャル方向他端部側からラジアル方向内側に向けて環状に延出するプーリ側鍔部を形成し、アキシャル方向におけるプーリ側鍔部と針状ころとの間には、アキシャル方向他端側においてウォータポンプ軸とハウジング部とを封鎖するために環状のシール部材を配置することができる。このように、シェル形外輪にプーリ側鍔部を形成し、そのプーリ側鍔部を利用してプーリ側のシール部材を配置することによって、簡素な構造によって外部からの水等の浸入を防ぐことができる。
【００１３】
これらによって、ウォータポンプ軸は、少なくとも外側軌道面からインペラの取付面に至る部分を同一外径に形成することができる。これにより、ウォータポンプ軸の全長を同一外径のストレート軸に形成することも容易であり、上記した外面切削や外面研磨を効率よく行えるので、さらなる製造コストの低減を図ることができる。なお、ハウジング部についても、少なくとも外輪の取付面からメカニカルシールの取付面に至る部分を同一内径に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施例）
以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１は本発明に係るウォータポンプ用軸受を備えるウォータポンプの主要部断面図、図２はその部分拡大断面図、図３はニードル軸受部主要部の分解斜視図である。図１において、水冷エンジン（図示せず）の冷却水を循環させるウォータポンプ１のインペラ２がウォータポンプ軸１１の一端側（インナー側）に固定され、ベルトＢを介して水冷エンジンで駆動されるプーリ３がウォータポンプ軸１１の他端側（アウター側）に固定されている。このウォータポンプ軸１１は、ニードル軸受部で構成されるウォータポンプ用軸受１０により軸支されている。
【００１５】
図２及び図３に示すように、ニードル軸受部１０は、内輪を兼ねるウォータポンプ軸１１と、ウォータポンプ１のハウジング部４に固定された外輪１２と、ウォータポンプ軸１１と外輪１２との間に単列状に配置された針状ころ１３とを有する。
【００１６】
ウォータポンプ軸１１は、両端の面取り部等を除き、ほぼ全長にわたって同一外径のストレート軸で構成されている。また、外輪１２は、ウォータポンプ軸１１の中途部外側において、ウォータポンプ１のハウジング部４の内周面に圧入状態で固定されている。さらに、針状ころ１３は、外輪１２に形成された内側軌道面１２ａとそれに対向してウォータポンプ軸１１に形成された外側軌道面１１ａとの間に単列で複数（例えば８本）配置され、円筒状の保持器１３ａに支持されている。そして、アキシャル方向における針状ころ１３とウォータポンプ１のインペラ２との間において、螺旋状のスプリングワッシャ１４（環状の規制手段）が、ウォータポンプ軸１１の外周面とハウジング部４の内周面とに圧入状態で固定され、針状ころ１３のアキシャル方向の移動を規制している。
【００１７】
具体的には、外輪１２は薄鋼板をプレス加工したシェル形に形成されている。また、外輪１２には、アキシャル方向両端部側からラジアル方向内側に向けて環状に延出するインペラ側鍔部１２ｂ（インナ側鍔部）とプーリ側鍔部１２ｃ（アウタ側鍔部）とが形成されている。このように、外輪１２がハウジング部４に圧入状態で固定され、インペラ側鍔部１２ｂがスプリングワッシャ１４に接当（接触）するので、ニードル軸受部１０がハウジング部４に対してラジアル方向及びアキシャル方向に位置決めして固定される。
【００１８】
ところで、アキシャル方向におけるインペラ２とスプリングワッシャ１４との間には、アキシャル方向一端側においてウォータポンプ軸１１とハウジング部４とを封鎖するために環状のメカニカルシール１５が組み込まれている。そして、スプリングワッシャ１４は、アキシャル方向一端側でメカニカルシール１５に接当し、アキシャル方向他端側でインペラ側鍔部１２ｂに接当して、針状ころ１３のアキシャル方向の移動を規制する。
【００１９】
さらに、アキシャル方向におけるプーリ側鍔部１２ｃと針状ころ１３の保持器１３ａとの間には、アキシャル方向他端側においてウォータポンプ軸１１とハウジング部４とを封鎖するために環状のシール部材１６が配置されている。
【００２０】
以上のように構成することによって、ウォータポンプ軸１１は、少なくとも外側軌道面１１ａからインペラ２の取付面に至る部分が同一外径に形成されている。また、ハウジング部４は、少なくとも外輪１２の取付面からメカニカルシール１５の取付面に至る部分が同一内径に形成されている。
【００２１】
したがって、ウォータポンプ軸１１の製造時には、例えば、浸炭鋼（例えばＳＵＪ２：高炭素クロム軸受鋼）製の棒材をワンパスで外面切削し、熱処理後、センタレスで外面研磨すればよいので、製造コストの低減を図ることができる。
【００２２】
また、スプリングワッシャ１４は、メカニカルシール１５とインペラ側鍔部１２ｂとに接当して、針状ころ１３のアキシャル方向の移動を規制することができる。
【００２３】
したがって、ニードル軸受部１０の組立時には、インペラ２及びメカニカルシール１５を装着したウォータポンプ軸１１をハウジング部４に支持する。スプリングワッシャ１４をニードル軸受部１０の他端部側（プーリ側）から圧入し、スプリングワッシャ１４とメカニカルシール１５とにより位置決め固定する。
針状ころ１３、保持器１３ａ、シール部材１６を内部に収納した外輪１２をハウジング部４に圧入し、インペラ側鍔部１２ｂとスプリングワッシャ１４とにより位置決め固定する。その後、ウォータポンプ軸１１の軸端にプーリ３を固定してウォータポンプ用軸受１０（ニードル軸受部）のセットを完了する。
【００２４】
さらに、プーリ３は、ベルトＢとの係合部がハウジング部４の外側でオフセット（ラジアル方向に重合）させてあるので、ウォータポンプ１及びウォータポンプ用軸受１０を一層小型コンパクトに構成できる。
【００２５】
なお、符号４ａは、メカニカルシール１５から漏れ出た冷却水を外部へ排出するために、ハウジング部４に貫通形成された水抜き孔である。また、プーリ３とウォータポンプ軸１１とは、ねじ部、止め輪等通常用いられる手段によって固定されている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るウォータポンプ用軸受を備えるウォータポンプの主要部断面図。
【図２】図１の部分拡大断面図。
【図３】図２のニードル軸受部主要部の分解斜視図。
【符号の説明】
【００２７】
１          ウォータポンプ
２          インペラ
３          プーリ
４          ハウジング部
１０        ニードル軸受部（ウォータポンプ用軸受）
１１        ウォータポンプ軸
１１ａ      外側軌道面
１２        外輪
１２ａ      内側軌道面
１２ｂ      インペラ側鍔部（インナ側鍔部）
１２ｃ      プーリ側鍔部（アウタ側鍔部）
１３        針状ころ
１３ａ      保持器
１４        スプリングワッシャ（規制手段）
１５        メカニカルシール
１６        シール部材
Ｂ          ベルト
【図１】
2007270784.tif 000003
【図２】
2007270784.tif 000004
【図３】
2007270784.tif 000005