(57)【要約】【課題】保持器とベルトプーリ側部材との干渉を回避して耐久性の低下を抑制することができる水ポンプ用軸受を提供する。【解決手段】インペラ１１とベルトプーリ１０との間に介在してポンプハウジング８の軸受組付用筒９内に組み付けられる水ポンプ用軸受１であって、軸受組付用筒９内に取り付けられ、外側軌道面３ａ，３ｂを有する外輪３と、外輪３の内周囲に配置され、外側軌道面３ａ，３ｂを転動する転動体４と、転動体４を転動可能に保持するころ保持器１４とを備え、ころ保持器１４は、外輪３の内周面に向かって突出する凸部１４ｃを有し、外輪３は、凸部１４ｃを係止してころ保持器１４のベルトプーリ１０側への移動を規制する移動規制部３ｅを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラとベルトプーリとの間に介在してポンプハウジングの軸受組付用筒内に組み付けられる水ポンプ用軸受であって、
前記軸受組付用筒内に取り付けられ、軌道面を内周面に有する外輪と、
前記外輪の内周囲に配置され、前記軌道面を転動する円筒状の転動体と、
前記転動体を転動可能に保持する円筒状の保持器とを備え、
前記保持器は、前記外輪の内周面に向かって突出する凸部を有し、
前記外輪は、前記凸部を係止して前記保持器の前記ベルトプーリ側への移動を規制する移動規制部を有する
水ポンプ用軸受。
【請求項２】
前記外輪は、前記転動体及び前記保持器を収容する収容空間を封止するためのシール機構が前記ベルトプーリ側に配置されている請求項１に記載の水ポンプ用軸受。
【請求項３】
前記保持器は、その軸線方向に開口する弾性変形可能な円筒部を有し、前記円筒部の前記インペラ側の開口端部の外周面に前記凸部が設けられている請求項１又は２に記載の水ポンプ用軸受。
【請求項４】
前記保持器は、前記凸部がその突出高さを前記インペラ側から前記ベルトプーリ側に向かって漸次大きくする傾斜面を前記外輪側の端面に有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の水ポンプ用軸受。
【請求項５】
前記保持器は、前記凸部が円周方向に複数個並列して配置されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の水ポンプ用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水ポンプ用軸受に関し、特に自動車の内燃機関における冷却水用のポンプに使用される水ポンプ用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水ポンプ用軸受は、エンジンの高出力化及び負荷能力の増大に伴いエンジン側に加わる荷重が高くなってきている。
【０００３】
従来、この種の水ポンプ用軸受には、回転シャフトを兼用する内輪と、この内輪の外周囲に配置された外輪と、この外輪と内輪との間に介在する複列の転動体とを備え、軸受内部がフロント側（プーリ側）のシール部材及びリヤ側（インペラ側）のシール部材によって密封されたものがある（例えば特許文献１）。
【０００４】
内輪は、複列の転動体を転動させる軌道面を外周面に有し、ポンプハウジングの軸受組付用筒内に回転可能に配置されている。内輪のフロント側端部にはプーリシートを介してベルトプーリが、またそのリヤ側端部にはインペラがそれぞれ取り付けられている。
【０００５】
外輪は、複列の転動体を転動させる軌道面を内周面に有し、ポンプハウジングの軸受組付用筒内に取り付けられ、全体が円筒部材によって形成されている。
【０００６】
複列の転動体は、負荷の比較的小さい一方側（インペラ側）列の転動体が玉（ボール）によって、また負荷の比較的大きい他方側（プーリ側）列の転動体が円筒ころ（ローラ）によってそれぞれ構成されている。一方側列の転動体は、水ポンプ用軸受のインペラ側に配置され、かつ玉保持器によって保持されている。また、他方側列の転動体は、水ポンプ用軸受のプーリ側に配置され、かつころ保持器によって保持されている。
【０００７】
以上の構成により、車両のエンジン側からトルクが駆動力伝達部材を介してベルトプーリに伝達されると、ベルトプーリが内輪と共に回転する。内輪にはインペラが取り付けられているため、エンジン側からのトルクがインペラにも伝達され、インペラが内輪と共に回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２５８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に示す水ポンプ用軸受によると、プーリ側の転動体が内輪側から高荷重を受けてころ保持器と共にベルトプーリ側へ移動し、ころ保持器がプーリ側のシール部材に干渉することがある。これは、プーリ側の転動体が内輪と外輪との間に寸法余裕をもって配置されているため、プーリ側の転動体が使用時に内輪と外輪との間で傾斜した状態で転動すると、プーリ側の転動体にベルトプーリ側へ移動させる推力が作用し、プーリ側の転動体がころ保持器と共にプーリ側のシール部材を押し付けることによる。この結果、ころ保持器がプーリ側のシール部材を押し付けた状態で摺動することにより、ころ保持器とプーリ側のシール部材とが摩耗するなど軸受全体の耐久性に影響を与える虞がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、保持器とベルトプーリ側部材との干渉を回避することができ、もって耐久性の低下を抑制することができる水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】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、（１）〜（５）の水ポンプ用軸受を提供する。
【００１２】
（１）インペラとベルトプーリとの間に介在してポンプハウジングの軸受組付用筒内に組み付けられる水ポンプ用軸受であって、前記軸受組付用筒内に取り付けられ、軌道面を内周面に有する外輪と、前記外輪の内周囲に配置され、前記軌道面を転動する円筒状の転動体と、前記転動体を転動可能に保持する円筒状の保持器とを備え、前記保持器は、前記外輪の内周面に向かって突出する凸部を有し、前記外輪は、前記凸部を係止して前記保持器の前記ベルトプーリ側への移動を規制する移動規制部を有する水ポンプ用軸受。
【００１３】
（２）上記（１）に記載の水ポンプ用軸受において、前記外輪は、前記転動体及び前記保持器を収容する収容空間を封止するためのシール機構が前記ベルトプーリ側に配置されている。
【００１４】
（３）上記（１）又は（２）に記載の水ポンプ用軸受において、前記保持器は、その軸線方向に開口する弾性変形可能な円筒部を有し、前記円筒部の前記インペラ側の開口端部の外周面に前記凸部が設けられている。
【００１５】
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の水ポンプ用軸受において、前記保持器は、前記凸部がその突出高さを前記インペラ側から前記ベルトプーリ側に向かって漸次大きくする傾斜面を前記外輪側の端面に有する。
【００１６】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の水ポンプ用軸受において、前記保持器は、前記凸部が円周方向に複数個並列して配置されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、水ポンプ用軸受において、保持器とベルトプーリ側部材との干渉を回避することができ、耐久性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る水ポンプ用軸受の全体を説明するために示す断面図。
【図２】図１のＭ部分を拡大して示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る水ポンプ用軸受のころ保持器を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
[実施の形態]
（水ポンプ用軸受の全体構成）
図１は水ポンプ用軸受の全体を示す。図２は水ポンプ用軸受の要部を示す。図１及び図２に示すように、水ポンプ用軸受１は、内輪としてのシャフト２と、このシャフト２の外周囲に配置された外輪３と、この外輪３とシャフト２との間に介在する複列の転動体４，５と、これら転動体４，５の外側でシャフト２と外輪３との間を密封する一対のシール機構６，７とを備え、ポンプハウジング８の軸受組付用筒９内に圧入によって組み付けられ、かつベルトプーリ１０とインペラ１１との間に介在して配置されている。
【００２０】
（シャフト２の構成）
シャフト２は、複列の転動体４，５をそれぞれ転動させる内側軌道面２ａ，２ｂを外周面に有し、ポンプハウジング８の軸受組付用筒９内に中心軸線Ｏの回りに回転可能に配置されている。そして、シャフト２は、一方の内側軌道面２ａが転動体４を、また他方の内側軌道面２ｂが転動体５をそれぞれ転動させる部位として機能するように構成されている。シャフト２のフロント側（ベルトプーリ側：図１の左側）端部にはプーリシート１２を介してベルトプーリ１０が、またそのリヤ側（インペラ側：図１の右側）端部にはインペラ１１がそれぞれ取り付けられている。
【００２１】
ベルトプーリ１０は、エンジン側に駆動力伝達ベルト（図示せず）を介して連結されている。インペラ１１は、基部１１ａ及び羽根部１１ｂを有し、ポンプハウジング８内に回転可能に収容されている。これにより、ベルトプーリ１０がエンジン側からの駆動トルクを受けると、シャフト２及びインペラ１１が中心軸線Ｏの回りに回転駆動される。
【００２２】
ポンプハウジング８は、インペラ１１を内部に収容する収容空間８ａ、及びこの収容空間８ａに連通する貫通孔８ｂを有し、水ポンプ用軸受１のリヤ側に配置され、その内部がハウジング用のシール機構１３によって密封されている。
【００２３】
軸受組付用筒９は、ポンプハウジング８における貫通孔８ｂの外側開口周縁に一体に設けられ、全体が外部に開口して収容空間８ａに連通する円筒部材によって形成されている。また、軸受組付用筒９は、筒厚がポンプ駆動源側（図１の左側）の開口端部から水ポンプ用軸受１（外輪３）の圧入方向（矢印ａ方向）に沿って漸次大きくなる寸法に設定されている。
【００２４】
（外輪３の構成）
外輪３は、複列の転動体４，５をそれぞれ転動させる外側軌道面３ａ，３ｂを内周面に有し、シャフト２の外周囲に配置され、かつポンプハウジング８の軸受組付用筒９内に圧入して取り付けられている。また、外輪３は、各外径が互いに異なる大小２つの胴部３ｃ，３ｄ（大径の胴部３ｃ，小径の胴部３ｄ）を有し、全体が中心軸線Ｏに沿って両方向に開口する円筒部材によって形成されている。そして、外輪３は、一方の外側軌道面３ａが転動体４を、また他方の外側軌道面３ｂが転動体５をそれぞれ転動させるように構成されている。
【００２５】
外輪３には、ころ保持器１４の凸部１４ｃ（後述）を係止してころ保持器１４のベルトプーリ１０側への移動を規制する移動規制部３ｅが一体に設けられている。
【００２６】
移動規制部３ｅは、複列の転動体４，５間に介在してシャフト２の外周囲で外輪３の軸線方向略中央部に配置され、全体が断面矩形状の円環部材によって形成されている。そして、移動規制部３ｅは、一方側（ベルトプーリ１０側）の端面３０ｅがベルトプーリ１０側の転動体４のインペラ１１側の端面に対向する平面で形成されている。また、移動規制部３ｅは、他方側（インペラ１１側）の端面３１ｅが凸部１４ｃのベルトプーリ１０側の端面１４０ｃに対向する平面で形成されている。
【００２７】
（転動体４，５の構成）
一方側（ベルトプーリ側）列の転動体４は、円筒ころからなり、水ポンプ用軸受１のフロント側すなわち軸受組付用筒９のポンプ駆動源側に配置され、かつころ保持器１４によって保持されている。ころ保持器１４の詳細については後述する。
【００２８】
他方側（インペラ側）列の転動体５は、図１及び図２に示すように、鋼球からなり、水ポンプ用軸受１のリヤ側すなわち軸受組付用筒９のポンプ側（ポンプ駆動源側とは反対側）に配置され、かつ玉保持器１６によって保持されている。
【００２９】
玉保持器１６は、インペラ側列の転動体５を転動可能に保持する複数のポケット１６ａを有し、外輪３の内周面とシャフト２の外周面との間に介在する収容空間１５にインペラ側列の転動体５と共に収容され、全体が例えば鋼板のプレス成形体からなる円筒部材によって形成されている。
【００３０】
次に、ころ保持器１４につき、図２及び図３を用いて説明する。図３はころ保持器を示す。図２及び図３に示すように、ころ保持器１４は、ベルトプーリ側列の転動体４を転動可能に保持する複数のポケット１４ａを有し、外輪３の内周面とシャフト２の外周面との間に介在する収容空間１５にベルトプーリ側列の転動体４と共に収容され、全体が例えば繊維強化ポリアミド樹脂等の合成樹脂からなる円筒部材によって形成されている。複数のポケット１４ａは、ころ保持器１４の円周方向に等間隔をもって配置され、それぞれが平面略矩形状の貫通孔によって形成されている。
【００３１】
ころ保持器１４には、複数のポケット１４ａ側からインペラ１１側に突出して外輪３の移動規制部３ｅを挿通する円筒部１４ｂが一体に設けられている。円筒部１４ｂの外周面には、インペラ１１側の開口端部で外輪３の内周面に向かって突出する複数（本実施の形態では例えば３個）の凸部１４ｃが一体に設けられている。これにより、使用時にベルトプーリ側列の転動体４にベルトプーリ１０側へ移動させる推力が作用し、ベルトプーリ側列の転動体４がころ保持器１４と共にベルトプーリ１０側へ移動すると、凸部１４ｃの端面１４０ｃが外輪３における移動規制部３ｅの端面３１ｅに当接して係止される。
【００３２】
複数の凸部１４ｃは、ベルトプーリ１０側に端面１４０ｃを有するとともに、外輪３側に端面１４１ｃを有し、ころ保持器１４の円周方向に等間隔をもって配置されている。
【００３３】
端面１４０ｃは、移動規制部３ｅの端面３１ｅに対向する平面で形成されている。端面１４０ｃの高さ寸法のうちころ保持器１４の組付状態（図２に示す）において移動規制部３ｅの端面３１ｅに対向する部分の寸法ｓは、シャフト２の外周面と外輪３の内周面との間の径方向寸法ｔ（ｔ＞ｓ）よりも小さい寸法に設定されている。これにより、ころ保持器１４のシャフト２の外周面と外輪３の内周面との間への組付時に複数の凸部１４ｃの移動規制部３ｅへの当接による円筒部１４ｂの弾性変形によって移動規制部３ｅのベルトプーリ１０側からインペラ１１側に向かって凸部１４ｃを挿入することができる。
【００３４】
端面１４１ｃは、複数の凸部１４ｃの断面形状を略三角形状とすることにより、複数の凸部１４ｃの突出高さをインペラ１１側からベルトプーリ１０側に向かって漸次大きくする勾配をもつ傾斜面で形成されている。これにより、シャフト２の外周面と外輪３の内周面との間へのころ保持器１４の挿入時に複数の凸部１４ｃの端面１４１ｃで移動規制部３ｅをインペラ１１側からベルトプーリ１０側に逃がして挿入することができ、ころ保持器１４の挿入を円滑に行うことができる。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、複数の凸部１４ｃ側の端面１４１ｃを傾斜面としてころ保持器１４の挿入が円滑に行われる場合について説明したが、端面１４１ｃを傾斜面で形成する代わりに移動規制部３ｅの端面３０ｅを傾斜面で形成して複数の凸部１４ｃをベルトプーリ１０側からインペラ１１側に案内する構造としてもころ保持器１４の挿入を円滑に行うことができる。
【００３６】
（シール機構６，７の構成）
シール機構６，７は、転動体４，５を介して互いに対向し、シャフト２の外周面と軸受組付用筒９の内周面との間に配置されている。シール機構６，７は、略同一の構成であるため、ポンプ駆動源側のシール機構６のみについて説明する。なお、ポンプ側のシール機構７については、各部位の符号をシール機構６の各部位の符号に対応して付し（例えば、シール機構７の芯部にはシール機構６の芯部６０に対応して７０を、またシール機構７のシール部にはシール機構６のシール部６１に対応して７１をそれぞれ付す。）、その説明は省略する。
【００３７】
シール機構６は、芯部６０及びシール部６１を有し、シャフト２の外周面と軸受組付用筒９の内周面との間に配置され、かつ外輪３の胴部３ｃ，３ｄのうち小径の胴部３ｄの外周面に取り付けられている。
【００３８】
芯部６０は、シャフト２を挿通させるシャフト挿通孔６０ａを有し、全体が外輪３における小径の胴部３ｄを圧入させる例えば鋼製の有底円筒部材によって形成されている。
【００３９】
シール部６１は、基部片６１ａ及び舌片６１ｂ，６１ｃからなり、全体が例えばニトリルゴムからなる弾性変形可能な有底円筒部材によって形成されている。
【００４０】
基部片６１ａは、芯部６０に例えば焼き付けによって一体化され、全体が円筒部材によって形成されている。
【００４１】
舌片６１ｂ，６１ｃは、基部片６１ａに一体に設けられ、全体がシャフト２を挿通させる円環部材によって形成されている。そして、舌片６１ｂ，６１ｃは、内側開口内周縁がシャフト２の外周面を摺接するように構成されている。
【００４２】
（水ポンプの動作）
次に、本実施の形態に示す水ポンプ用軸受を含む水ポンプの動作について説明する。本実施の形態に示す水ポンプの動作は、従来と同様にして行われる。すなわち、車両のエンジン側からトルクが駆動力伝達部材（駆動力伝達ベルト）を介してベルトプーリ１０に伝達されると、ベルトプーリ１０が内輪（シャフト２）と共に回転する。シャフト２にはインペラ１１が取り付けられているため、エンジン側からのトルクがインペラ１１にも伝達され、インペラ１１がシャフト２と共に回転する。
【００４３】
この場合、ベルトプーリ１０側の転動体４がシャフト２側から高荷重を受けてころ保持器１４と共にベルトプーリ１０側へ移動しても、ころ保持器１４における凸部１４ｃの端面１４０ｃが外輪３における移動規制部３ｅの端面３１ｅに当接して係止され、移動規制部３ｅの端面３１ｅでころ保持器１４のベルトプーリ１０側への移動が規制される。
【００４４】
次に、本実施の形態に示す水ポンプ用軸受１の軸受組付用筒９内への組付方法について説明する。
【００４５】
本実施の形態に示す水ポンプ用軸受１の組付方法は、「ころ保持器の組み付け」及び「シール機構の取り付け」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。
【００４６】
なお、本組付方法においては、外輪３が中心軸線Ｏ上において軸受組付用筒９内に取り付けられ、玉保持器１６が各ポケット１６ａに転動体５を保持してシャフト２の外周面と外輪３の内周面との間（収容空間１５）に組み付けられているものとする。また、シール機構７が玉保持器１６のインペラ１１側でシャフト２の外周面と軸受組付用筒９の内周面との間に取り付けられているものとする。
【００４７】
「ころ保持器の組み付け」
各ポケット１４ａにベルトプーリ側列の転動体４が予め保持されたころ保持器１４をシャフト２の外周面と外輪３の内周面との間（収容空間１５）にベルトプーリ１０側からインペラ１１側に向かって挿入する。ころ保持器１４の挿入は、ベルトプーリ側列の転動体４がシャフト２の内側軌道面２ａと外輪３の外側軌道面３ａとの間に位置するまで行う。この場合、ころ保持器１４は、収容空間１５への挿入によって複数の凸部１４ｃの端面１４１ｃを移動規制部３ｅの端面３０ｅ（角部）に当接させるとともに、円筒部１４ｂをシャフト２側に弾性変形させながら移動規制部３ｅを複数の凸部１４ｃのインペラ１１側からベルトプーリ１０側に逃がす。このため、複数の凸部１４ｃは、ベルトプーリ１０側からインペラ１１側に移動規制部３ｅを乗り越えて弾性復帰し、端面１４０ｃが移動規制部３ｅの端面３１ｅに対向する位置に配置される。これにより、複数の凸部１４ｃにおける端面１４０ｃが移動規制部３ｅの端面３１ｅに対向する位置に配置されると、ころ保持器１４がシャフト２の外周面と外輪３の内周面との間における所定の位置に組み付けられる。
【００４８】
「シール機構の取り付け」
シール機構６の芯部６０内に外輪３における小径の胴部３ｄを圧入して取り付けることにより、シャフト２の外周面と軸受組付用筒９の内周面との間にシール機構６を配置する。この場合、シール機構６がシャフト２の外周面と軸受組付用筒９の内周面との間に配置されると、ころ保持器１４のベルトプーリ１０側でシャフト２の外周面と軸受組付用筒９の内周面との間の所定の位置にシール機構６が組み付けられる。
このようにして、水ポンプ用軸受１の組み付けが行われる。
【００４９】
[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００５０】
（１）水ポンプ用軸受１において、移動規制部３ｅの端面３１ｅでころ保持器１４のベルトプーリ１０側への移動が規制されるため、ころ保持器１４とシール機構６との干渉を回避することができ、耐久性の低下を抑制することができる。
【００５１】
（２）ころ保持器１４の円筒部１４ｂが弾性変形可能であるため、ころ保持器１４の外輪３に対する組み付けが円筒部１４ｂを弾性変形させて行われ、ころ保持器１４の組付作業の簡素化を図ることができる。
【００５２】
（３）ころ保持器１４の端面１４１ｃが傾斜面で形成されているため、ころ保持器１４の外輪３に対する挿入時に端面１４１ｃで移動規制部３ｅを逃がすことができ、ころ保持器１４の挿入を円滑に行うことができる。
【００５３】
（４）複数の凸部１４ｃがころ保持器１４の円周方向に並列して配置されているため、単一の凸部がころ保持器の全周にわたって配置されている場合と比べて移動規制部３ｅに対するころ保持器１４（複数の凸部１４ｃ）の接触面積が小さくすることができ、ころ保持器１４及び外輪３の摩耗による損傷発生を抑制することができる。
【００５４】
以上、本発明の水ポンプ用軸受を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００５５】
（１）上記の実施の形態では、ころ保持器１４における凸部１４ｃの断面形状が略三角形状であり、その個数ｎがｎ＝３である場合について説明したが、本発明のころ保持器１４の断面形状及び個数はこれに限定されることはない。また、上記の実施の形態では、ころ保持器１４の材料が合成樹脂である場合について説明したが、本発明のころ保持器の材料も特に限定されるものでないことは勿論である。
【００５６】
（２）上記の実施の形態では、ベルトプーリ側列の転動体４が円筒ころによって形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ベルトプーリ側列の転動体のみならずインペラ側列の転動体を円筒ころによって形成してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…水ポンプ用軸受、２…シャフト、２ａ，２ｂ…内側軌道面、３…外輪、３ａ，３ｂ…外側軌道面、３ｃ…大径の胴部、３ｄ…小径の胴部、３ｅ…移動規制部、３０ｅ，３１ｅ…端面、４，５…転動体、６…シール機構、６０…芯部、６０ａ…シャフト挿通孔、６１…シール部、６１ａ…基部片、６１ｂ，６１ｃ…舌片、７…シール機構、７０…芯部、７０ａ…シャフト挿通孔、７１…シール部、７１ａ…基部片、７１ｂ，７１ｃ…舌片、８…ポンプハウジング、８ａ…収容空間、８ｂ…貫通孔、９…軸受組付用筒、１０…ベルトプーリ、１１…インペラ、１１ａ…基部、１１ｂ…羽根部、１２…プーリシート、１３…シール機構、１４…ころ保持器、１４ａ…ポケット、１４ｂ…円筒部、１４ｃ…凸部、１４０ｃ，１４１ｃ…端面、１５…収容空間、１６…玉保持器、１６ａ…ポケット、Ｏ…中心軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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