JP2002372041A - Rotational supporting device for water pump - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a structure having sufficient durability at a low cost. SOLUTION: Outer ring raceways 22, 23 forming a roller bearing unit 7a for supporting a rotating shaft 6 are directly formed on an inner peripheral face of a housing 1a. Only both outer ring raceways 22, 23 part of the housing 1a is hardened by high frequency quenching. The other parts such as a discharge hole 17 part, a part for internally fitting and fixing a holder 29 forming a mechanical seal 15, and a part for internally fitting and fixing a seal ring 33 forming a combination seal ring 28 are kept as they are without being hardened by quenching. According to this constitution, the securement of the rolling contact fatigue life of the outer ring raceways 22, 23, and the easiness in machining the other parts can be simultaneously achieved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、自動車用エンジンの
冷却水を循環させる為のウォータポンプの回転軸をハウ
ジングに支承する為の回転支持装置の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a rotation supporting device for supporting a rotation shaft of a water pump for circulating cooling water of an automobile engine on a housing.

【０００２】[0002]

【従来の技術】自動車用エンジンの冷却水を循環させる
為のウォータポンプとして、例えば特開平１０−１１０
６９５号公報には、図７に示す様な構造が記載されてい
る。ウォータポンプを収納するハウジング１は、外半部
２と内半部３とを最中状に組み合わせ、これら両半部
２、３同士をボルト４、４により互いに結合して成る。
このうちの内半部３は、図示しないエンジンのウォータ
ジャケットに直接組み込むか、或は、やはり図示しない
管路を介してこのウォータジャケットに連通させる。一
方、上記外半部２には円筒部５を設けており、この円筒
部５の内側に回転軸６を、転がり軸受ユニット７によ
り、回転自在に支持している。そして、この回転軸６の
内端部（ハウジング１の内側端部で、図７の右端部）に
インペラ８を、外端部（ハウジング１の外側端部で、図
７の左端部）にプーリ９を、それぞれ固定している。エ
ンジンの運転時にはこのプーリ９をエンジンのクランク
シャフトにより、ベルト１０を介して回転駆動する。こ
の結果、上記ハウジング１内で上記インペラ８が回転
し、上記ウォータジャケット内の冷却水を循環させる。2. Description of the Related Art As a water pump for circulating cooling water for an automobile engine, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-110 is disclosed.
No. 695 describes a structure as shown in FIG. The housing 1 for accommodating the water pump is formed by combining the outer half 2 and the inner half 3 in the middle and connecting the two halves 2 and 3 to each other with bolts 4 and 4.
The inner half 3 is directly incorporated into a water jacket of an engine (not shown), or is connected to the water jacket via a pipe (not shown). On the other hand, a cylindrical part 5 is provided in the outer half part 2, and a rotating shaft 6 is rotatably supported by a rolling bearing unit 7 inside the cylindrical part 5. Then, an impeller 8 is provided at the inner end (the inner end of the housing 1 and the right end in FIG. 7) of the rotating shaft 6, and a pulley is provided at the outer end (the outer end of the housing 1 and the left end in FIG. 7). 9 are fixed respectively. During operation of the engine, the pulley 9 is rotationally driven via a belt 10 by the crankshaft of the engine. As a result, the impeller 8 rotates in the housing 1 and circulates the cooling water in the water jacket.

【０００３】上記転がり軸受ユニット７は、上記円筒部
５に内嵌固定した外輪１１の内周面に設けた外輪軌道と
上記回転軸６の外周面に設けた内輪軌道との間に、それ
ぞれが転動体であるころ１２と玉１３とを、それぞれ複
数個ずつ、転動自在に設けている。この様な転がり軸受
ユニット７は、上記ベルト１０からプーリ９を介して上
記回転軸６に加わる大きなラジアル荷重を支承しつつ、
この回転軸６がスラスト方向に変位する事を防止して、
上記ハウジング１に対して上記回転軸６を、回転自在に
支承する。又、この様な転がり軸受ユニット７の軸方向
（図７の左右方向）両端部にはシールリング１４、１４
を設けて、内部に封入したグリースの漏出防止と、外部
に存在する塵芥や水蒸気等の異物の進入防止とを図って
いる。The rolling bearing unit 7 is provided between an outer raceway provided on an inner circumferential surface of an outer race 11 fixedly fitted in the cylindrical portion 5 and an inner raceway provided on an outer circumferential surface of the rotary shaft 6. A plurality of rollers 12 and balls 13 as rolling elements are provided so as to freely roll. Such a rolling bearing unit 7 supports a large radial load applied to the rotating shaft 6 from the belt 10 via the pulley 9 while
By preventing the rotation shaft 6 from displacing in the thrust direction,
The rotating shaft 6 is rotatably supported on the housing 1. Further, seal rings 14 and 14 are provided at both ends in the axial direction (left and right direction in FIG. 7) of such a rolling bearing unit 7.
Is provided to prevent leakage of the grease enclosed therein and to prevent foreign matter such as dust and water vapor existing outside from entering.

【０００４】上述の様なウォータポンプの場合、ハウジ
ング１の内側での回転軸６の回転に拘らず、ウォータジ
ャケット内に存在する熱水が外部に漏洩する事を防止す
る為の機構が必要になる。何となれば、熱水の漏洩量が
過大になると、冷却水の補給を頻繁に行なわなければな
らず、面倒になるだけでなく、この熱水或はこの熱水か
ら生じた水蒸気が上記転がり軸受ユニット７側に入り込
むと、この転がり軸受ユニット７の耐久性に悪影響を及
ぼすからである。この為に従来から、回転軸６の外周面
とハウジング１の内周面との間に、請求項に記載したシ
ール装置であるメカニカルシール１５を設けて、上記熱
水が外部に漏洩する事を防止している。このメカニカル
シール１５は、エンジンの運転時、回転軸６の回転を許
容しつつ、ウォータジャケット内を流れる熱水が外部に
漏出するのを防止する。[0004] In the case of the water pump as described above, a mechanism for preventing the hot water existing in the water jacket from leaking to the outside regardless of the rotation of the rotating shaft 6 inside the housing 1 is required. Become. If the amount of hot water leaks excessively, the cooling water must be replenished frequently, which not only complicates the operation, but also causes the hot water or the steam generated from the hot water to cause the above-mentioned rolling bearing. This is because, if it enters the unit 7 side, the durability of the rolling bearing unit 7 is adversely affected. For this reason, conventionally, a mechanical seal 15 which is a sealing device described in the claims is provided between the outer peripheral surface of the rotating shaft 6 and the inner peripheral surface of the housing 1 to prevent the hot water from leaking to the outside. Preventing. The mechanical seal 15 prevents the hot water flowing in the water jacket from leaking to the outside while allowing the rotation of the rotating shaft 6 during operation of the engine.

【０００５】上記ハウジング１の一部で上記メカニカル
シール１５と転がり軸受ユニット７との間部分には、そ
れぞれが請求項に記載した連通孔である吸気孔１６と排
出孔１７とを、上下に分けて設けている。これら吸気孔
１６及び排出孔１７は、上述したメカニカルシール１５
を通じて漏出した熱水や水蒸気が上記転がり軸受ユニッ
ト７に達するのを阻止する為に設ける。即ち、エンジン
の運転時に上記ウォータジャケット内の圧力は、例えば
０．７〜０．９kg/cm²（ゲージ圧）程度にまで上昇す
る。従って、このウォータジャケット内を流通する熱水
が、僅かずつとは言え、上記メカニカルシール１５を通
過してハウジング１内に入り込む。但し、この様にして
ハウジング１内に入り込んだ水蒸気或は熱水は、上記排
出孔１７からハウジング１外に排出される。吸気孔１６
は、ハウジング１内に外気を吸引する事により、上記排
出孔１７から水蒸気や熱水が円滑に排出される様にす
る。又、この吸気孔１６は、水蒸気を排出する機能も有
する。In a part of the housing 1 between the mechanical seal 15 and the rolling bearing unit 7, an intake hole 16 and a discharge hole 17, each of which is a communication hole, are vertically divided. Provided. The intake hole 16 and the discharge hole 17 are provided with the mechanical seal 15 described above.
It is provided to prevent hot water or steam leaked through the rolling bearing unit 7 from reaching the rolling bearing unit 7. That is, the pressure in the water jacket during operation of the engine rises to, for example, about 0.7 to 0.9 kg / cm ² (gauge pressure). Therefore, the hot water flowing through the water jacket passes through the mechanical seal 15, though little by little, and enters the housing 1. However, the steam or hot water that has entered the housing 1 in this manner is discharged out of the housing 1 through the discharge hole 17. Inlet 16
By sucking the outside air into the housing 1, the steam or the hot water is smoothly discharged from the discharge hole 17. The intake hole 16 also has a function of discharging water vapor.

【０００６】上述した様な従来構造の第１例の場合、前
記転がり軸受ユニット７を構成する外輪１１を上記ハウ
ジング１と別体に設けている為、部品製作、部品管理、
組立作業が煩雑になり、ウォータポンプ用回転支持装置
のコストが嵩む。これに対して実開昭６０−１６７１９
４号公報には、図８に示す様な、転がり軸受ユニット７
ａを構成する為の外輪軌道をハウジング１ａの内周面に
直接形成した構造が記載されている。この構造の場合、
回転軸６の中間部にスリンガ３２を外嵌固定すると共
に、上記ハウジング１ａの中間部内周面にシールリング
３３を外嵌固定する事により、請求項に記載した第二の
シール装置に相当する組み合わせシールリング２８を設
けている。又、上記公報に記載された構造の場合には、
やはり図８示した様に、プーリ９ａとして断面Ｌ字形の
ものを使用し、このプーリ９ａを回転軸６に（図７に示
した様なプーリシート１８等の他の部材を使用する事な
く）直接固定している。In the case of the first example of the conventional structure as described above, since the outer ring 11 constituting the rolling bearing unit 7 is provided separately from the housing 1, parts production, parts management,
The assembly work becomes complicated, and the cost of the rotation supporting device for the water pump increases. On the other hand, Japanese Utility Model 60-16719
No. 4 discloses a rolling bearing unit 7 as shown in FIG.
A structure is described in which an outer raceway for forming a is formed directly on the inner peripheral surface of the housing 1a. With this structure,
The slinger 32 is externally fitted and fixed to the intermediate portion of the rotating shaft 6 and the seal ring 33 is externally fitted and fixed to the inner peripheral surface of the intermediate portion of the housing 1a. A seal ring 28 is provided. Also, in the case of the structure described in the above publication,
Also, as shown in FIG. 8, a pulley 9a having an L-shaped cross section is used, and this pulley 9a is mounted on the rotating shaft 6 (without using other members such as the pulley sheet 18 as shown in FIG. 7). Directly fixed.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述の実開昭６０−１
６７１９４号公報に記載された従来構造の場合、単にハ
ウジング１ａの内周面に転がり軸受ユニット７ａを構成
する為の外輪軌道を直接形成する事を考慮しているのみ
であって、各部の性状を最適にする事までは考慮してい
ない。上記ハウジング１ａの内周面に形成した外輪軌道
の転がり疲れ寿命を確保する為には、このハウジング１
ａの表面の硬度を高くする必要があるが、一般的な熱処
理であり、表面全体の硬度を高くする、所謂ズブ焼きに
よる熱処理を上記ハウジング１ａに施した場合には、他
の部分の性状が不適正になる可能性がある。Problems to be Solved by the Invention
In the case of the conventional structure described in Japanese Patent No. 67194, only the fact that the outer raceway for forming the rolling bearing unit 7a is formed directly on the inner peripheral surface of the housing 1a is considered, and the properties of each part are not considered. We have not considered how to optimize it. To ensure the rolling fatigue life of the outer raceway formed on the inner peripheral surface of the housing 1a, the housing 1
Although it is necessary to increase the hardness of the surface of the surface 1a, it is a general heat treatment. May be incorrect.

【０００８】即ち、上記ハウジング１ａの表面全体の硬
度を高くすると、メカニカルシール１５の構成部材、或
はシールリング３３を内嵌固定する為、上記ハウジング
１ａの一部内周面を所望の寸法及び性状に仕上げる作
業、並びに吸気孔１６（図７参照）或は排気孔１７等の
連通孔の加工作業が面倒になる。上記一部内周面の仕上
加工やこの連通孔の形成作業を行なった後に、上記ハウ
ジング１ａの表面を硬くする為の熱処理を施す事も考え
られるが、熱処理に伴って上記一部内周面の寸法が所望
のものからずれたり、ハウジング１ａの形状が上記連通
孔部分で歪む等の問題を生じ易くなる。更に、この歪み
等が著しい場合には、熱処理に伴って、この連通孔部分
に亀裂等の損傷が発生する可能性もある。本発明のウォ
ータポンプ用回転支持装置は、この様な事情に鑑みて発
明したものである。That is, when the hardness of the entire surface of the housing 1a is increased, the components of the mechanical seal 15 or the seal ring 33 are fitted and fixed, so that the inner peripheral surface of a part of the housing 1a has desired dimensions and properties. In addition, the work of finishing the communication hole and the work of processing the communication hole such as the intake hole 16 (see FIG. 7) or the exhaust hole 17 are troublesome. After finishing the part of the inner peripheral surface and forming the communication hole, a heat treatment for hardening the surface of the housing 1a may be performed. Are easily deviated from desired ones, and the shape of the housing 1a is easily distorted at the communication hole. Further, when the distortion or the like is remarkable, there is a possibility that damage such as a crack or the like may occur in the communication hole portion due to the heat treatment. The rotation supporting device for a water pump of the present invention has been invented in view of such circumstances.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のウォータポンプ
用回転支持装置は、前述の図８に示した従来構造の第２
例の場合と同様に、回転軸と、ハウジングと、外輪軌道
と、複数の転動体と、シール装置と、連通孔と、第二の
シール装置とを備える。このうちの回転軸は、一端部に
インペラを、他端部にプーリを、それぞれ固定する。
又、上記ハウジングは、筒状で、上記回転軸の中間部周
囲に配置されている。又、上記外輪軌道は、上記ハウジ
ングの内周面に直接形成されている。又、上記各転動体
は、上記外輪軌道と上記回転軸の外周面に設けた内輪軌
道との間に設けられている。又、上記シール装置は、上
記各転動体と上記インペラとの間部分で、上記回転軸の
外周面と上記ハウジングの内周面との間に設けられてい
る。又、上記連通孔は、上記シール装置と上記各転動体
を設置した部分との間部分に、上記ハウジングの内外両
周面同士を連通させる状態で形成されている。更に、上
記第二のシール装置は、上記連通孔と上記各転動体を設
置した部分との間に設けられている。The rotary support device for a water pump according to the present invention is the second type of the conventional structure shown in FIG.
As in the case of the example, it includes a rotating shaft, a housing, an outer raceway, a plurality of rolling elements, a seal device, a communication hole, and a second seal device. The rotating shaft fixes the impeller at one end and the pulley at the other end.
The housing has a cylindrical shape and is disposed around an intermediate portion of the rotation shaft. The outer raceway is formed directly on the inner peripheral surface of the housing. Each rolling element is provided between the outer raceway and an inner raceway provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft. Further, the seal device is provided between an outer peripheral surface of the rotating shaft and an inner peripheral surface of the housing at a portion between each of the rolling elements and the impeller. The communication hole is formed in a portion between the sealing device and the portion where the rolling elements are installed, in a state where the inner and outer peripheral surfaces of the housing communicate with each other. Further, the second sealing device is provided between the communication hole and a portion where the rolling elements are installed.

【００１０】特に、本発明のウォータポンプ用回転支持
装置に於いては、上記ハウジングは鋼製であって、上記
外輪軌道を形成した部分が焼き入れ硬化されている。こ
れに対して、上記シール装置を設置した部分と上記連通
孔を形成した部分と上記第二のシール装置を設置した部
分とのうちの少なくとも一つの部分は焼き入れ硬化され
ていない。[0010] In particular, in the rotation supporting device for a water pump according to the present invention, the housing is made of steel, and a portion where the outer raceway is formed is hardened and hardened. On the other hand, at least one of the portion where the seal device is installed, the portion where the communication hole is formed, and the portion where the second seal device is installed is not hardened and hardened.

【００１１】[0011]

【作用】上述の様に構成される本発明のウォータポンプ
用回転支持装置の場合には、ハウジングの内周面に直接
形成した外輪軌道の転がり疲れ寿命を確保し、各部の仕
上加工を容易に行なえる。即ち、上記ハウジングの内周
面で上記外輪軌道を形成した部分は焼き入れ硬化してい
る為、この外輪軌道部分の転がり疲れ寿命を確保でき
る。これに対して、上記ハウジングのうちでシール装置
を設置した部分と、上記連通孔を形成した部分と、第二
のシール装置を設置した部分とのうちの少なくとも一つ
の部分は焼き入れ硬化されていない為、連通孔の形成作
業と、このハウジングのうちでシール装置を設置する部
分、第二のシール装置を設置する部分の仕上加工とのう
ちの少なくとも一つの作業を容易に行なえる。In the case of the rotary support device for a water pump of the present invention configured as described above, the rolling fatigue life of the outer raceway formed directly on the inner peripheral surface of the housing is ensured, and the finishing of each part is facilitated. I can do it. That is, since the portion where the outer raceway is formed on the inner peripheral surface of the housing is hardened and hardened, the rolling fatigue life of the outer raceway portion can be ensured. On the other hand, at least one of the portion of the housing where the seal device is installed, the portion where the communication hole is formed, and the portion where the second seal device is installed is hardened and hardened. Therefore, at least one of the operation of forming the communication hole and the finishing of the portion of the housing where the seal device is installed and the portion where the second seal device is installed can be easily performed.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の第
１例を示している。ウォータポンプを収納するハウジン
グ１ａは、全体をＳ５３Ｃその他の炭素鋼製で、円筒状
の支持筒部１９の基端部（図１の左端部）に、外向フラ
ンジ状の取付座２０を一体に設けている。尚、特に高硬
度を必要とする場合には、多少材料費及び加工コストは
嵩むが、ＳＵＪ２の如き、高炭素クロム軸受鋼により造
る事も可能である。この様なハウジング１ａは、この取
付座２０によりエンジンのウォータジャケット２１の開
口部を覆う状態で、このエンジンに対し結合固定する。
この様なハウジング１ａの支持筒部１９の内側に回転軸
６を、転がり軸受ユニット７ａにより、回転自在に支持
している。そして、この回転軸６の内端部（ウォータジ
ャケット２１側の端部で、図１の左端部）にインペラ８
を、外端部（ウォータジャケット２１から遠い側の端部
で、図１の右端部）にプーリ９ａを、それぞれ固定して
いる。このプーリ９ａは、断面Ｌ字形のものを使用し、
このプーリ９ａを回転軸６に（図７に示した様なプーリ
シート１８等の他の部材を使用する事なく）直接固定し
ている。エンジンの運転時にはこのプーリ９ａをエンジ
ンのクランクシャフトにより、ベルト１０（図７参照）
を介して回転駆動する。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The housing 1a accommodating the water pump is entirely made of S53C or other carbon steel, and is provided integrally with an outward flange-shaped mounting seat 20 at the base end (left end in FIG. 1) of the cylindrical support cylinder 19. ing. In particular, when high hardness is required, the material cost and the processing cost are slightly increased, but it is also possible to manufacture the bearing using high carbon chromium bearing steel such as SUJ2. Such a housing 1a is connected and fixed to the engine with the mounting seat 20 covering the opening of the water jacket 21 of the engine.
The rotary shaft 6 is rotatably supported by the rolling bearing unit 7a inside the support cylinder 19 of the housing 1a. An impeller 8 is attached to the inner end of the rotating shaft 6 (the end on the side of the water jacket 21 and the left end in FIG. 1).
And a pulley 9a is fixed to an outer end (an end farther from the water jacket 21 and a right end in FIG. 1). This pulley 9a uses an L-shaped cross section,
The pulley 9a is directly fixed to the rotating shaft 6 (without using other members such as the pulley sheet 18 as shown in FIG. 7). During operation of the engine, the pulley 9a is connected to the belt 10 by the crankshaft of the engine (see FIG. 7).
It is rotationally driven through.

【００１３】上記転がり軸受ユニット７ａを構成する
為、上記支持筒部１９の外半部（図１の右半部）内周面
に１対の外輪軌道２２、２３を、上記回転軸６の中間部
外周面に１対の内輪軌道２４、２５を、それぞれ直接形
成している。本例の場合、上記転がり軸受ユニット７ａ
を構成する１対の転がり軸受２６、２７のうち、内側の
転がり軸受２６を深溝型の玉軸受とし、外側の転がり軸
受２７を円筒ころ軸受としている。従って、内側の外輪
軌道２２及び内輪軌道２４を、断面円弧形で深溝型の軌
道溝としてこれら両軌道２２、２４同士の間に複数の玉
１３を配置し、外側の外輪軌道２３及び内輪軌道２５
を、それぞれ断面直線状の円筒面として、これら両軌道
２３、２５同士の間に複数のころ１２を配置している。
上記１対の転がり軸受２６、２７のうち、円筒ころ軸受
である外側の転がり軸受２７が、上記ベルト１０からプ
ーリ９ａに加わる大きなラジアル荷重のうちの多くの部
分を支承する。これに対して、深溝型玉軸受である内側
の転がり軸受２６が、残りのラジアル荷重の他、上記プ
ーリ９ａに加わるアキシアル荷重を支承する。In order to constitute the rolling bearing unit 7a, a pair of outer ring raceways 22 and 23 are provided on the inner peripheral surface of the outer half (the right half in FIG. 1) of the support cylindrical portion 19, and an intermediate portion of the rotating shaft 6 is provided. A pair of inner raceways 24 and 25 are formed directly on the outer peripheral surface of each part. In the case of this example, the rolling bearing unit 7a
Of the pair of rolling bearings 26, 27, the inner rolling bearing 26 is a deep groove ball bearing, and the outer rolling bearing 27 is a cylindrical roller bearing. Accordingly, the inner outer raceway 22 and the inner raceway 24 are formed into a deep groove type raceway groove having an arc-shaped cross section, and a plurality of balls 13 are arranged between the two raceways 22 and 24 to form the outer outer raceway 23 and the inner raceway 23. 25
Are each formed as a cylindrical surface having a linear cross section, and a plurality of rollers 12 are arranged between the two tracks 23 and 25.
Of the pair of rolling bearings 26 and 27, the outer rolling bearing 27 which is a cylindrical roller bearing supports a large part of the large radial load applied to the pulley 9a from the belt 10. On the other hand, the inner rolling bearing 26, which is a deep groove ball bearing, supports the axial load applied to the pulley 9a in addition to the remaining radial load.

【００１４】上述の様な転がり軸受ユニット７ａを構成
する為、上記支持筒部１９の外半部内周面に直接形成し
た、上記１対の外輪軌道２２、２３部分、即ち図１に斜
格子で示した部分は、全周に亙って高周波焼き入れによ
り硬化させている。これに対して、上記支持筒部１９を
含む前記ハウジング１ａのうちで上記外輪軌道２２、２
３から外れた部分、即ち、図１に斜格子で示した部分以
外の部分は、焼き入れ硬化せず、所謂生のままの、比較
的軟らかい状態としている。In order to constitute the above-described rolling bearing unit 7a, the pair of outer raceways 22, 23 formed directly on the inner peripheral surface of the outer half of the support cylinder portion 19, that is, the oblique lattice shown in FIG. The part shown is hardened by induction hardening over the entire circumference. On the other hand, in the housing 1a including the support tubular portion 19, the outer raceways 22, 2
The portions deviated from 3, that is, the portions other than the portions indicated by the oblique lattice in FIG. 1 are not quenched and hardened, and are in a so-called raw, relatively soft state.

【００１５】又、上記転がり軸受ユニット７ａと前記イ
ンペラ８との間部分には、この転がり軸受ユニット７ａ
の側から順に、請求項に記載した第二のシール装置であ
る組み合わせシールリング２８と、同じく請求項に記載
したシール装置であるメカニカルシール１５とを、軸方
向に関して互いに直列に設けている。そして、上記ハウ
ジング１ａの中間部で軸方向に関してこれら組み合わせ
シールリング２８とメカニカルシール１５との間部分
で、エンジンへの設置状態で下側に位置する部分に、請
求項に記載した連通孔に相当する排出孔（ドレン孔）１
７を設けている。更に、上記支持筒部１９の外端部内周
面と上記回転軸６の中間部外端寄り部分の外周面との間
には、シールリング１４ａを設けている。The rolling bearing unit 7a is provided between the rolling bearing unit 7a and the impeller 8.
, A combination seal ring 28, which is a second sealing device, and a mechanical seal 15, which is also a sealing device, are provided in series in the axial direction. An intermediate portion of the housing 1a between the combined seal ring 28 and the mechanical seal 15 in the axial direction, and a portion located on the lower side when installed in the engine, corresponds to a communication hole described in the claims. Discharge hole (drain hole) 1
7 are provided. Further, a seal ring 14a is provided between the inner peripheral surface of the outer end portion of the support cylinder portion 19 and the outer peripheral surface of the intermediate portion of the rotary shaft 6 near the outer end.

【００１６】上記メカニカルシール１５を構成する為、
上記ハウジング１ａの内端部内周面に、金属板を曲げ形
成して成る、断面大略コ字形で全体が円環状のホルダ２
９を、嵌合面からの水蒸気漏洩を防止すべく、締り嵌め
で内嵌固定している。そして、上記インペラ８側に設け
た受リング３０に上記ホルダ２９側に設置した摺動リン
グ３１を、ばねにより弾性的に押し付けている。又、こ
れらホルダ２９と摺動リング３１との間は、ベローズに
より密封している。この様なメカニカルシール１５によ
って、前記ウォータジャケット２１内の熱水が、上記ハ
ウジング１ａ内に漏れ出るのを防止している。In order to constitute the mechanical seal 15,
A holder 2 formed by bending a metal plate on the inner peripheral surface of the inner end of the housing 1a and having a substantially U-shaped cross section and an overall annular shape.
9 is internally fitted with a tight fit to prevent water vapor leakage from the fitting surface. The sliding ring 31 provided on the holder 29 side is elastically pressed against the receiving ring 30 provided on the impeller 8 side by a spring. The space between the holder 29 and the slide ring 31 is sealed by a bellows. Such a mechanical seal 15 prevents the hot water in the water jacket 21 from leaking into the housing 1a.

【００１７】又、上記組み合わせシールリング２８は、
前記シールリング１４ａと共に、前記ころ１２及び玉１
３を設置した空間３４の両端開口部を塞ぎ、この空間３
４内への異物の進入及びこの空間３４内のグリースの漏
洩を防止している。特に、上記組み合わせシールリング
２８は、上記メカニカルシール１５を通過して上記ハウ
ジング１ａ内に漏れ出た熱水や水蒸気が前記転がり軸受
ユニット７ａ内に入り込むのを防止する機能を有する。
この様な組み合わせシールリング２８は、上記回転軸６
の中間部に外嵌固定したスリンガ３２と、上記支持筒１
９の中間部に内嵌したシールリング３３とから成る。こ
のうちのスリンガ３２は、内端部外周縁を前記排出孔１
７に対向させ、上記シールリング３３を構成するシール
リップは、上記スリンガ３２の外周面に摺接させてい
る。上記メカニカルシール１５を通過して上記ハウジン
グ１ａ内に漏れ出た水のうち、多くはそのまま上記スリ
ンガ３２に振り飛ばされて上記排出孔１７を通じて排出
され、残りの水も上記シールリング３３に堰き止められ
てから上記スリンガ３２に振り飛ばされて上記排出孔１
７を通じて排出される。尚、図示は省略するが、上記組
み合わせシールリング２８に代えて上記支持筒１９の中
間部に単体のシールリングのみを、上記回転軸６の中間
部外周面にシールリップを摺接させた状態で設けても良
い。The combination seal ring 28 is
The roller 12 and the ball 1 together with the seal ring 14a
3 are closed at both ends of the space 34 where the space 3 is installed.
4 prevents the entry of foreign matter and the leakage of grease in the space 34. In particular, the combination seal ring 28 has a function of preventing hot water or steam leaking into the housing 1a through the mechanical seal 15 from entering the rolling bearing unit 7a.
Such a combined seal ring 28 is provided on the rotating shaft 6.
A slinger 32 externally fitted and fixed to an intermediate portion of the support cylinder 1
9 and a seal ring 33 fitted inside the intermediate portion. Of these, the slinger 32 has an outer peripheral edge at the inner end portion and the discharge hole 1.
The seal lip forming the seal ring 33 is in sliding contact with the outer peripheral surface of the slinger 32. Of the water that has passed through the mechanical seal 15 and leaked into the housing 1a, most of the water is directly shaken off by the slinger 32 and discharged through the discharge hole 17, and the remaining water is also blocked by the seal ring 33. After being shaken by the slinger 32, the discharge hole 1
It is discharged through 7. Although not shown, only a single seal ring is provided at the intermediate portion of the support cylinder 19 in place of the combination seal ring 28, and a seal lip is slid on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the rotary shaft 6. May be provided.

【００１８】上述の様に構成される本発明のウォータポ
ンプ用回転支持装置の場合には、前述の図８に示した従
来構造の第２例の場合と同様に、前記転がり軸受ユニッ
ト７ａを構成する為の外輪軌道２２、２３を、上記ハウ
ジング１ａの内周面に直接形成している。この為、独立
した外輪を省略できる分、部品製作、部品管理、組立作
業の簡略化により、ウォータポンプ用回転支持装置のコ
スト低減を図れる。しかも、上記各外輪軌道２２、２３
部分を高周波焼き入れにより硬化している為、これら各
外輪軌道２２、２３部分の転がり疲れ寿命を確保して、
上記転がり軸受ユニット７ａの耐久性向上を図れる。In the case of the rotation supporting device for a water pump according to the present invention having the above-described structure, the rolling bearing unit 7a is constructed similarly to the case of the second example of the conventional structure shown in FIG. Are formed directly on the inner circumferential surface of the housing 1a. For this reason, since the independent outer ring can be omitted, the production of parts, the management of parts, and the simplification of the assembling work can reduce the cost of the rotation support device for the water pump. Moreover, the outer ring raceways 22, 23
Since the parts are hardened by induction hardening, the rolling fatigue life of these outer ring raceways 22, 23 is ensured,
The durability of the rolling bearing unit 7a can be improved.

【００１９】これに対して、上記各外輪軌道２２、２３
から外れた部分は、焼き入れ硬化せずに生のままとして
いる。この為、上記ハウジング１ａに対する前記排出孔
１７の形成作業や、前記メカニカルシール１５を構成す
るホルダ２９や前記組み合わせシールリング２８を構成
するシールリング３３を、水蒸気の漏洩防止を図れる程
度に隙間なく内嵌固定する部分の仕上加工作業を容易に
行なえる。しかも、これらの作業や上記各外輪軌道２
２、２３部分の焼き入れ硬化作業に伴って、上記ハウジ
ング１ａに有害な変形が生じる事もない。尚、前記回転
軸６に関しては、ズブ焼きにより、表面全体を硬化させ
ている。この回転軸６は、形状が単純で孔を形成する必
要もない為、ズブ焼処理で十分な低コスト化を図れる。
但し、ハウジング１ａの場合と同様、内輪軌道２４、２
５のみを、高周波焼入れしても良い。On the other hand, the outer raceways 22 and 23
The part which deviates from the above is left as it is without quenching and hardening. For this reason, the operation of forming the discharge hole 17 in the housing 1a and the holder 29 forming the mechanical seal 15 and the seal ring 33 forming the combined seal ring 28 are tightly closed without any gaps so as to prevent leakage of water vapor. The finishing work of the portion to be fitted and fixed can be easily performed. In addition, these operations and the above-mentioned outer raceway 2
There is no harmful deformation of the housing 1a due to the hardening operation of the portions 2 and 23. Note that the entire surface of the rotating shaft 6 is hardened by baking. Since the rotating shaft 6 has a simple shape and does not need to form a hole, it is possible to achieve a sufficient cost reduction by the subbing process.
However, similar to the case of the housing 1a, the inner raceways 24, 2
Only 5 may be induction hardened.

【００２０】次に、図２は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。上述した第１例が、ハウジング１ａの
内周面に形成した１対の外輪軌道２２、２３部分の焼き
入れ硬化層を互いに独立させて（不連続として）いたの
に対して、本例の場合には、１対の外輪軌道２２、２３
部分の焼き入れ硬化層を、図２に斜格子で示す様に、互
いに連続させている。その他の部分の構成及び作用は、
上述した第１例と同様であるから、重複する説明は省略
する。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
An example is shown. In the first example described above, the hardened hardened layers of the pair of outer raceways 22 and 23 formed on the inner peripheral surface of the housing 1a are made independent (discontinuous), whereas in the case of the present example. Include a pair of outer raceways 22, 23
The quench-hardened layers of the parts are continuous with each other as shown by the oblique lattice in FIG. The configuration and operation of the other parts
Since it is the same as the first example described above, the duplicate description will be omitted.

【００２１】次に、図３は、本発明の実施の形態の第３
例を示している。本例の場合には、前述した第１例や上
述した第２例の場合とは逆に、転がり軸受ユニット７ｂ
を構成する１対の転がり軸受２６、２７のうち、外側
（図３の右側）の転がり軸受２６を深溝型の玉軸受と
し、内側（図３の左側）の転がり軸受２７を円筒ころ軸
受としている。従って、外側の外輪軌道２２及び内輪軌
道２４を、断面円弧形で深溝型の軌道溝としてこれら両
軌道２２、２４同士の間に玉１３、１３を配置し、内側
の外輪軌道２３及び内輪軌道２５を、それぞれ断面直線
状の円筒面として、これら両軌道２３、２５同士の間に
ころ１２、１２を配置している。その他の部分の構成及
び作用は、前述した第１例と同様であるから、重複する
説明は省略する。Next, FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
An example is shown. In the case of this example, contrary to the case of the above-described first example and the above-mentioned second example, the rolling bearing unit 7b
Of the pair of rolling bearings 26, 27, the outer (right side in FIG. 3) rolling bearing 26 is a deep groove ball bearing, and the inner (left side in FIG. 3) rolling bearing 27 is a cylindrical roller bearing. . Accordingly, the outer outer raceway 22 and the inner raceway 24 are formed into a deep groove type raceway groove having an arc-shaped cross section. Rollers 12, 12 are arranged between these two orbits 23, 25, each having a cylindrical surface 25 having a linear cross section. The configuration and operation of the other parts are the same as those of the above-described first example, and thus redundant description will be omitted.

【００２２】次に、図４は、本発明の実施の形態の第４
例を示している。上述した第３例が、ハウジング１ａの
内周面に形成した１対の外輪軌道２２、２３部分の焼き
入れ硬化層を互いに独立させて（不連続として）いたの
に対して、本例の場合には、１対の外輪軌道２２、２３
部分の焼き入れ硬化層を、図４に斜格子で示す様に互い
に連続させている。その他の部分の構成及び作用は、上
述した第３例と同様であるから、重複する説明は省略す
る。Next, FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention.
An example is shown. In the third example described above, the hardened layers of the pair of outer raceways 22 and 23 formed on the inner peripheral surface of the housing 1a are made independent (discontinuous) of each other, whereas in the case of the present example. Include a pair of outer raceways 22, 23
The quench-hardened layers of the parts are continuous with each other as shown by the oblique lattice in FIG. The configuration and operation of the other parts are the same as those of the third example described above, and thus the duplicate description will be omitted.

【００２３】次に、図５は、本発明の実施の形態の第５
例を示している。本例の場合には、転がり軸受ユニット
７ｃを構成する１対の転がり軸受２６、２６を、何れも
深溝型の玉軸受としている。従って、各外輪軌道２２、
２２及び各内輪軌道２４、２４を、何れも断面円弧形で
深溝型の軌道溝として、これら各軌道２２、２４同士の
間に玉１３、１３を配置している。その他の部分の構成
及び作用は、前述した第１例と同様であるから、重複す
る説明は省略する。FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention.
An example is shown. In the case of this example, each of the pair of rolling bearings 26 constituting the rolling bearing unit 7c is a deep groove ball bearing. Therefore, each outer raceway 22,
Each of the races 22 and the inner raceways 24 and 24 is a deep groove type raceway groove having an arc-shaped cross section, and the balls 13 and 13 are arranged between the raceways 22 and 24. The configuration and operation of the other parts are the same as those of the above-described first example, and thus redundant description will be omitted.

【００２４】次に、図６は、本発明の実施の形態の第６
例を示している。上述した第５例が、ハウジング１ａの
内周面に形成した１対の外輪軌道２２、２２部分の焼き
入れ硬化層を互いに独立させて（不連続として）いたの
に対して、本例の場合には、１対の外輪軌道２２、２２
部分の焼き入れ硬化層を、図６に斜格子で示す様に、互
いに連続させている。その他の部分の構成及び作用は、
上述した第５例と同様であるから、重複する説明は省略
する。FIG. 6 shows a sixth embodiment of the present invention.
An example is shown. In the fifth example described above, the quenched and hardened layers of the pair of outer raceways 22, 22 formed on the inner peripheral surface of the housing 1a are made independent (discontinuous), whereas in the case of the present example. Include a pair of outer raceways 22, 22
The quench-hardened layers of the parts are continuous with each other as shown by the oblique lattice in FIG. The configuration and operation of the other parts
Since this is the same as the above-described fifth example, a duplicate description will be omitted.

【００２５】尚、以上の説明は、ハウジング１ａを構成
する支持筒部１９のうちでメカニカルシール１５を構成
するホルダ２９を内嵌固定する部分と、排出孔１７を形
成する部分と、組み合わせシールリング２８を構成する
シールリング３３を設置する部分との総ての部分を、焼
き入れ硬化せずに生のままとしているが、これら各部分
のうちの少なくとも一つの部分を焼き入れ硬化する事も
できる。この場合には、焼き入れ硬化した部分の加工コ
ストが嵩むが、焼き入れ硬化していない部分の加工が容
易になる分、ズブ焼きにより全体を焼き入れ硬化した場
合に比べてコスト低減を図れる。In the above description, the part of the support cylinder part 19 forming the housing 1a for internally fitting and fixing the holder 29 forming the mechanical seal 15, the part forming the discharge hole 17, and the combination seal ring Although all the parts including the seal ring 33 constituting the part 28 are left as they are without quenching and hardening, at least one of these parts can be hardened and hardened. . In this case, although the processing cost of the hardened and hardened portion increases, the processing of the portion that is not hardened and hardened is facilitated, so that the cost can be reduced as compared with the case where the whole is hardened and hardened by subbing.

【００２６】[0026]

【発明の効果】本発明のウォータポンプ用回転支持装置
は、以上に述べた通り構成され作用する為、低コストで
しかも品質の安定したウォータポンプを得られる。As described above, the rotation supporting device for a water pump according to the present invention is constructed and operates as described above, so that a low cost and stable water pump can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す半部切断側
面図。FIG. 1 is a half-cut side view showing a first example of an embodiment of the present invention.

【図２】同第２例を示す半部切断側面図。FIG. 2 is a half-cut side view showing the second example.

【図３】同第３例を示す半部切断側面図。FIG. 3 is a half-cut side view showing the third example.

【図４】同第４例を示す半部切断側面図。FIG. 4 is a half-cut side view showing the fourth example.

【図５】同第５例を示す半部切断側面図。FIG. 5 is a half-cut side view showing the fifth example.

【図６】同第６例を示す半部切断側面図。FIG. 6 is a half-cut side view showing the sixth example.

【図７】従来構造の第１例を示す、ウォータポンプの断
面図。FIG. 7 is a sectional view of a water pump showing a first example of a conventional structure.

【図８】同第２例を示す半部切断側面図。FIG. 8 is a half cut side view showing the second example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１、１ａ ハウジング ２ 外半部 ３ 内半部 ４ ボルト ５ 円筒部 ６ 回転軸 ７、７ａ、７ｂ、７ｃ 転がり軸受ユニット ８ インペラ ９、９ａ プーリ １０ ベルト １１ 外輪 １２ ころ １３ 玉 １４、１４ａ シールリング １５ メカニカルシール １６ 吸気孔 １７ 排出孔 １８ プーリシート １９ 支持筒部 ２０ 取付座 ２１ ウォータジャケット ２２、２３ 外輪軌道 ２４、２５ 内輪軌道 ２６、２７ 転がり軸受 ２８ 組み合わせシールリング ２９ ホルダ ３０ 受リング ３１ 摺動リング ３２ スリンガ ３３ シールリング ３４ 空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a Housing 2 Outer half 3 Inner half 4 Bolt 5 Cylindrical part 6 Rotating shaft 7, 7a, 7b, 7c Rolling bearing unit 8 Impeller 9, 9a Pulley 10 Belt 11 Outer ring 12 Roller 13 Ball 14, 14a Seal ring 15 Mechanical seal 16 Intake hole 17 Discharge hole 18 Pulley sheet 19 Support cylinder part 20 Mounting seat 21 Water jacket 22, 23 Outer ring raceway 24, 25 Inner raceway 26, 27 Rolling bearing 28 Combination seal ring 29 Holder 30 Receiving ring 31 Sliding ring 32 Slinger 33 Seal ring 34 Space

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H022 AA01 BA06 CA01 CA23 CA51 DA13 3J016 AA01 BB01 BB16 CA03 CA06 3J101 AA02 AA13 AA32 AA43 AA54 AA62 AA72 AA77 BA53 BA54 BA73 DA03 FA44 FA53 GA01 GA29  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3H022 AA01 BA06 CA01 CA23 CA51 DA13 3J016 AA01 BB01 BB16 CA03 CA06 3J101 AA02 AA13 AA32 AA43 AA54 AA62 AA72 AA77 BA53 BA54 BA73 DA03 FA44 FA53 GA01 GA29

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 一端部にインペラを、他端部にプーリ
を、それぞれ固定する回転軸と、この回転軸の中間部周
囲に配置された筒状のハウジングと、このハウジングの
内周面に直接形成された外輪軌道と、この外輪軌道と上
記回転軸の外周面に設けた内輪軌道との間に設けられた
複数の転動体と、これら各転動体と上記インペラとの間
部分で上記回転軸の外周面と上記ハウジングの内周面と
の間に設けられたシール装置と、このシール装置と上記
各転動体を設置した部分との間部分に上記ハウジングの
内外両周面同士を連通させる状態で形成された連通孔
と、この連通孔と上記各転動体を設置した部分との間に
設けられた第二のシール装置とを備えたウォータポンプ
用回転支持装置に於いて、上記ハウジングは鋼製であっ
て、上記外輪軌道を形成した部分が焼き入れ硬化されて
おり、上記シール装置を設置した部分と上記連通孔を形
成した部分と上記第二のシール装置を設置した部分との
うちの少なくとも一つの部分は焼き入れ硬化されていな
い事を特徴とするウォータポンプ用回転支持装置。1. A rotating shaft for fixing an impeller at one end and a pulley at the other end, a cylindrical housing disposed around an intermediate portion of the rotating shaft, and directly on an inner peripheral surface of the housing. The formed outer raceway, a plurality of rolling elements provided between the outer raceway and the inner raceway provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft, and the rotating shaft at a portion between each rolling body and the impeller. A sealing device provided between the outer peripheral surface of the housing and the inner peripheral surface of the housing, and a state in which the inner and outer peripheral surfaces of the housing communicate with each other between the sealing device and a portion where the rolling elements are installed. And a second seal device provided between the communication hole and the portion where the rolling elements are installed, wherein the housing is made of steel. Made of the outer ring raceway At least one of the portion where the seal device is installed, the portion where the communication hole is formed, and the portion where the second seal device is installed is hardened and hardened. Rotation support device for water pumps