CN105874214B - 水泵以及该水泵的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种水泵，具备经由球轴承被旋转自如地支承于泵壳内部的驱动轴、经由凸缘壁(4a)与该驱动轴的一端部一体结合的带轮(4)、与驱动轴的另一端部结合的叶轮、一体地设于凸缘壁的外周的筒状基部(4b)、以及贯通形成于凸缘壁的外周部一侧的六个通孔(17)，在该各通孔的内周面(17a)的底面(17c)的大致中央位置分别形成有大致沿所述筒状基部的内周面(4g)贯通的通路槽(17d)，从而提高了从形成于凸缘壁的通孔排出水或垃圾等异物的能力。

Description

水泵以及该水泵的制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于将冷却例如内燃机的冷却水向内燃机内部供给的水泵以及该水泵的制造方法。

背景技术

作为现有的水泵，已知如以下的专利文献1所记载的装置。

简要说明的话，水泵具备在内部具有泵室的泵壳、旋转自如地支承于所述泵室内的驱动轴、经由圆板状的端壁一体地与该驱动轴的一端部结合的带轮、设于该带轮和泵壳之间并支承所述带轮的球轴承、能够一体旋转地设于所述驱动轴的另一端部的叶轮、以及设于该叶轮和所述带轮之间的机械密封件。

另外，在所述端壁，多个通孔设于周向的等间隔位置。这些各通孔具有在组装各构成零件时插入将所述球轴承的外圈压入带轮内周面的工具的功能，以及向外部排出所述泵壳内的从所述机械密封件漏出的水的功能。

然而，在所述公报所记载的水泵中，由于各通孔形成在端壁的较靠近中央的位置，因而向外部排出从所述机械密封件漏出的水的能力会降低，同时伴随着该排出能力的降低，有可能使排出从外部经由各通孔侵入至泵壳内(球轴承内)的水或垃圾等异物的能力也会降低。

本发明鉴于上述现有的水泵的实际情况进行研究，提供能够提高所述各通孔对水或垃圾等异物的排出性的水泵。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2004-116486号公报

发明内容

权利要求1所记载的发明涉及一种水泵，其特征在于，在带轮的圆盘状的端壁沿轴向形成有连通该端壁内外的多个通孔，并且，在所述各通孔的内周面的径向外端边缘形成朝向径向外侧大致沿所述筒状基部的内周面贯通的通路槽。

根据本发明，能够提高所述各通孔对水等的排出性。

附图说明

图1是本发明水泵的第一实施方式的纵剖视图。

图2是本实施方式的水泵的分解立体图。

图3是图1的A向视图。

图4是用于本实施方式的带轮的主视图。

图5是图4的B部放大图。

图6是带轮成型体的纵剖视图，表示通过加压成型的第一工序将用于本实施方式的带轮成型的状态。

图7是带轮成型体的纵剖视图，表示通过同一加压成型的第二工序成型的状态。

图8是带轮成型体的纵剖视图，表示通过同一加压成型的第三工序成型的状态。

图9是成型工具和带轮成型体的纵剖视图，表示通过同一加压成型冲裁通孔之前的状态。

图10是成型工具和带轮成型体的纵剖视图，表示通过同一加压成型冲裁了通孔后的状态。

图11是加压成型完成后的带轮成型体的纵剖视图。

图12是表示本发明第二实施方式的带轮的主视图。

图13是表示本发明第三实施方式的带轮的主视图。

图14是表示本发明第四实施方式的带轮的主视图。

图15是表示本发明第五实施方式的带轮的主视图。

图16是表示本发明第六实施方式的带轮的主视图。

图17是表示本发明第七实施方式的带轮的主视图。

图18是表示本发明第八实施方式的带轮的主视图。

图19是表示本发明第九实施方式的带轮的主视图。

图20是表示本发明第十实施方式的带轮的主视图。

图21是表示本发明第十一实施方式的带轮的主视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的水泵的各实施方式进行详细说明。

[第一实施方式]

该水泵用于在汽车的散热器和内燃机之间循环冷却水即不冻液(乙二醇)的冷却装置。

如图1～3所示，该水泵通过螺栓安装于内燃机的未图示缸体的侧部，主要包括：泵壳1，其在缸体侧的前端部内具有泵室2；带轮4，通过单一轴承部即球轴承3被旋转自如地支承于该泵壳1的前端侧；驱动轴5，其插入配置于所述泵壳1的内部，一端部5a与所述带轮4结合；叶轮6，其与该驱动轴5的另一端部5b结合，被旋转自如地容纳于所述泵室2内；机械密封件7，其安装于所述泵壳1和驱动轴5之间，对泵室2和所述球轴承3之间进行密封。

所述泵壳1由铝合金材料一体地形成，泵室2侧的壳本体8形成为不规则的圆环状，并在该壳本体8的后端侧一体地具有台阶形状的筒状部9。

所述壳本体8在前端形成有与缸体的侧部所具有的平面部抵接的平坦的环状安装面8a，并在外周突出设置有多个凸起部8c，凸起部8c形成有插入被螺纹固定于缸体的安装螺栓的螺栓孔8b。

另外，该壳本体8的内部形成有排出口8d，伴随着叶轮6的旋转，排出口8d向缸体内的水套内排出从未图示的散热器侧的吸入口流入泵室2的冷却水。

如图1及图2所示，所述筒状部9由泵室2侧的大径部9a、从该大径部9a向所述球轴承3的方向延伸出的中径部9b、以及从该中径部9b向驱动轴5的一端侧延伸出的小径部9c构成。

所述中径部9b在重力方向下侧沿上下方向贯通形成有使从所述机械密封件7漏出的冷却水的水滴流下的排泄孔10，并且，在该排泄孔10的下侧形成有贮存从该排泄孔10滴下的水滴的排泄腔室11，排泄腔室11直至所述大径部9a内部。该排泄腔室11中，下端开口被排泄封盖12液密性地密封。

另外，在所述中径部9b的重力方向上侧穿设有未图示的大气开放孔，其向外部排出从所述机械密封件7漏出或贮存在所述排泄腔室11内等的冷却水的水蒸气。进一步地，在该中径部9b的内周侧，在中径部9b和所述驱动轴5之间形成有圆环状的环状空间室13，该环状空间室13在上下方向上与所述排泄孔10和大气开放孔连通。另外，在所述中径部9b的外周形成有将所述大气开放孔和外部连通的未图示的大气连通孔。

所述球轴承3是通常的结构，如图1及图2所示，由压入所述小径部9c的内圈3a、压入所述带轮4的后述的筒状基部4b的内周面4g的外圈3b、以及经由保持器旋转自如地设于所述内圈3a和所述外圈3b之间的多个球滚珠3c构成。

所述内圈3a在轴向上的最大压入位置，由设于所述筒状部9的中径部9b的前端边缘的环状突起部9d在轴向上进行确定，另一方面，外圈3b基于内圈3a的定位利用自身向所述带轮4内的压入进行其在轴向上的定位。

所述球轴承3的轴向前后端上，如图1及图2所示，为了阻止垃圾等侵入球轴承3的内部，设有一对第一、第二密封部件14，15，该两个密封部件14，15以覆盖球轴承3的轴向两侧的方式相向配置。

所述第一密封部件14在所述中径筒部9b侧的所述环状突起部9d和内圈3a的一端面之间以夹持状态被固定。另一方面，第二密封部件15被作为保持部件的挡板16以夹持状态固定在挡板16和内圈3a的另一侧端面之间。

如图1～4所示，所述带轮4主要包括：作为圆盘状的端壁的凸缘壁4a，其将后述的金属板通过加压成型弯曲形成为规定形状，被配置于所述驱动轴5的一端侧；大径状的筒状基部4b，从该凸缘壁4a的外周边缘向驱动轴5的轴向弯曲；圆环状的带安装部4d，从该筒状基部4b的一端部侧经由圆盘状的连接壁4c连接。

如图1，图2及图4所示，所述凸缘壁4a在中央位置一体地形成有压入固定所述驱动轴5的一端部5a的有底状圆筒部4e，并且，外周侧上在圆周方向的大致等间隔位置朝向轴向贯通形成有六个通孔17。

所述圆筒部4e在底壁的中央位置贯通形成有放气孔4f，在压入所述驱动轴5的一端部5a时，由放气孔4f进行放气。

所述带安装部4d在截面形成为波形齿状的外周卷绕有传动带而被传递旋转力，该传动带被卷绕在固定于未图示的曲轴前端部的驱动带轮上。

如图1及图2所示，所述驱动轴5例如由铁系金属形成，外周面呈台阶径状，由从轴向与所述凸缘部4a的中央结合的一端部5a、从轴向压入固定于所述叶轮6的中央的另一端部5b、以及形成于轴向上的大致中央位置的小径轴部5c构成。

所述一端部5a和另一端部5b的外径形成为大致相同，但是小径轴部5c的外径形成为比两端部5a，5b的外径小。该小径轴部5c设于所述环状空间室13，通过轴向上的两台阶边缘5d，5c将从所述机械密封件7漏出而沿外周面传递过来的水阻断，经由排泄孔10从所述环状空间室13向排泄腔室11内进行引导。

所述叶轮6由例如铝合金材料等金属材料一体地成型，如图1～图3所示，由大致圆盘状的基部6a、从轴向一体地突出设置于所述基部6a的前表面侧中央部的筒状固定部6b、以及从该筒状固定部6b的外周面以放射状形成的八个叶片部6c构成。

所述基部6a形成为规定壁厚，能够与所述泵室2的后表面保持间隙地旋转。所述筒状固定部6b在内部轴向上形成有压入所述驱动轴5的另一端部5b的固定用孔6d。

所述机械密封件7是通常的结构，由固定于所述筒状部9的中径部9b的内周面的筒部7a、支承于所述驱动轴5的外周面的套筒部7b、以及设置于所述筒部7a的内周侧和所述套筒部7b的外周侧之间并进行滑动的未图示的密封部构成。

并且，如图4及图5所示，形成于所述带轮4的凸缘壁4a的所述各通孔17全部形成于凸缘壁4a的外周侧，各个内周面17a的形状形成为大致三角饭团状，各顶面17b指向所述圆筒部4e的中心方向，并且，圆弧状的各底面17c靠近所述筒状基部4b的内周面4g配置。即，如图5所示，圆弧状的各底面17c，沿筒状基部4b的圆形的内周面4g靠近配置。

另外，所述各底面17c的周向大致中央位置连续一体地形成有通路槽17d。如图4，图5所示，该各通路槽17d在各通孔17的凸缘壁4a的径向外端边缘各自形成，横截面呈大致“V”字形状，最深部(前端部)形成为和所述筒状基部4b的内周面4g的形成位置相同。

[带轮的加压成型工序(水泵的制造方法)]

以下，基于图6～11对所述带轮4的加压成型的成型工序进行说明。

首先，作为第一工序，如图6所示，使用加压成型机的加压工具在由铁系金属制成的圆盘状的带轮成型体18的中央将所述圆筒部4e和放气孔4f同时成型。

作为第二工序，如图7所示，使用加压工具将圆盘状的凸缘壁4a和其外周的筒状基部4b同时成型。

之后，作为第三工序，如图8所示，使过不同的加压工具将所述连接壁4c和带安装部4d成型。由此，使带轮成型体18的大致整体的外形成型。

接着，作为第四工序，如图9所示，通过支承工具19从轴向支承带轮成型体18的外端侧。该支承工具19具有在中央嵌合支承所述圆筒部4e的嵌合支承槽19a、以及形成于在该嵌合支承槽19a的外周侧中所述各通孔17形成的位置的六个嵌入孔19b。

之后，作为第五工序，如图10所示，带轮成型体18的图中左侧部分已被预先固定支承在所述支承工具19，使用从带轮成型体18的右侧插入筒状基部4b的内部的冲裁工具20冲裁形成所述六个通孔17。

即，所述冲裁工具20由圆盘状基部20a及突出设置于该基部20a前端的六个冲头20b构成，该各冲头20b的横截面形状为用于形成通孔17的三角饭团形状和用于形成通路槽17d的“V”字形状一体形成的形状。另外，连接该各冲头20b的各外周边缘的直径比所述筒状基部4b的内周面4g的内径稍小，在插入筒状基部4b的内部时，各冲头20b的外周边缘不与所述内周面4g接触。

进一步地，在本实施方式，在所述冲头20b的横截面积中，所述通路槽17d形成部比所述通孔17形成部小，而且所述通路槽17d形成部的宽度朝向所述凸缘壁4a的径向外侧连续变小。由此，在向所述筒状基部4b的内部插入各冲头20b时，即使产生了些许轴错位，也能够尽可能抑制各冲头20b的外周边缘与所述内周面4g接触。

因此，如果从筒状基部4b的内侧压入所述冲裁工具20的各冲头20b，经由所述支承工具19的各嵌入孔19b对凸缘壁4a进行冲裁，如图11所示，所述六个通孔17和通路槽17d同时一并形成。由此，对所述带轮4的一系列加压成型作业完成。

如上所述，在本实施方式中，将所述各通孔17形成在凸缘壁4a的外周侧，并且，将各通路槽17d的前端部形成在与筒状基部4b的内周面4g的位置相同的位置，所以能够向外部高效地排出存在于筒状基部4b的内部的水或垃圾等。

即，即使在诸如泵正在工作等时候从所述机械密封件7漏出的水向筒状基部4b内部前端侧流入，或者水或垃圾从带轮4的外部经由所述各通孔17侵入到筒状基部4b的内部前端侧，也能够在例如泵停止时从筒状基部4b的内周面4g的下部被引导到各通孔17的各通路槽17d的内表面，迅速地向外部排出。由此，大幅提高了从筒状基部4b内部排出水等的能力。

结果，进入到所述筒状基部4b的内部前端侧的水或垃圾不会向所述球轴承3侧流入，所以能够充分抑制在该球轴承3内部发生锈等的产生。

[第二至第六实施方式]

图12～16表示了本发明的第二至第六实施方式，改变了所述通孔17的形状。

图12所示的第二实施方式的各通孔17各自形成为圆形，靠近所述筒状基部4b的内周面4g进行配置，并且，在各内周面17a的径向外端边缘形成有横截面呈大致“V”字形状的通路槽17d。在该各通路槽17d中，前端部形成在与所述筒状基部4b的内周面4g相同的位置。

图13所示的第三实施方式的各通孔17各自形成为正方形，靠近所述筒状基部4b的内周面4g进行配置，并且，在各内周面17a的外侧的底面17c即凸缘壁4a的径向外端边缘的底面17c形成有横截面呈大致“V”字形状的通路槽17d。在该各通路槽17d中，前端部形成在与所述筒状基部4b的内周面4g相同的位置。

图14所示的第四实施方式的各通孔17各自形成为从凸缘壁4a的中心P沿放射方向延伸出的长孔状，在从内周侧的圆形的顶面17b沿放射方向延伸的前端部形成有通路槽17d。该各通路槽17d形成为大致“U”字形状，各前端边缘形成在与所述筒状基部4b的内周面4g相同的位置。

图15所示的第五实施方式的各通孔17的内周面17a各自形成为大致帽子状，靠近所述筒状基部4b的内周面4g进行配置，并且，各顶面17b指向所述凸缘壁4a的中心P，并在相当于凸缘部的底面17c的两端形成有两个通路槽17d，17d。该各通路槽17d，17d的横截面呈大致“U”字形状，各前端边缘形成在与所述筒状基部4b的内周面4g相同的位置。

图16所示的第六实施方式的各通孔17各自形成为大致三角形，靠近所述筒状基部4b的内周面4g进行配置，各顶面17b指向所述凸缘壁4a的中心P，并且，在底面17c的一侧部形成有通路槽17d。该各通路槽17d形成为大致“U”字形状，前端部形成在与所述筒状基部4b的内周面4g相同的位置。

因而，上述第二至第六的实施方式可以得到与第一实施方式相同的作用效果，即利用各通孔的通路槽17d(17d)提高水或垃圾等的排出性。

另外，上述第五实施方式中，由于设置了两个通路槽17d，17d，水等的排出性进一步提高。

[第七、第八实施方式]

图17，18表示本发明的第七、第八实施方式，改变了所述通孔17的配置，并除去了通路槽。

即，图17所示的第七实施方式的各通孔17的内周面17a的各形状形成为与第一实施方式相同的三角饭团形状，具有指向凸缘壁4a的中心的各顶面17b及形成于凸缘壁4a的外周部侧的各底面17c，该各底面17c形成在与所述筒状基部4b的内周面4g相同的位置。即，不是像前述第一至第六实施方式那样将通路槽形成在与内周面4g相同的位置，而是将各底面17c自身形成在与内周面4g的形成位置相同的位置。

因而，根据该实施方式，由于侵入筒状基部4b的内部的水通过通孔17中面积大的底面17c向外部被引导排出，所以减少了流动阻力，进一步提高了排出能力。

图18所示的第八实施方式的各通孔17的内周面17a形成为与第二实施方式相同的圆形，内周面17a的外端边缘17e形成在与所述筒状基部4的内周面4g相同的位置。即，不是像前述第二实施方式那样形成通路槽并将该通路槽形成在与内周面4g相同的位置，而是将各外端边缘17e自身形成在与内周面4g的形成位置相同的位置

因而，在该实施方式也同样地，由于侵入筒状基部4b的内部的水通过通孔17中面积较大的外端边缘17e向外部被引导排出，所以减少了流动阻力，进一步提高了排出能力。

[第九、第十实施方式]

图19，图20表示本发明的第九、第十实施方式，进一步改变了所述通孔17的配置和形状。

即，图19所示的第九实施方式的各通孔的内周面17a的各形状形成为雨滴状，具有指向凸缘壁4a的中心的各顶面17b、形成于凸缘壁4a的径向外端侧的各底面、以及将该各底面的大致中央进一步切开形成为圆弧状而成的通路槽17d。

该通路槽17d的形成位置比所述筒状基部4b的内周面4g更靠外侧。即，不是像前述各实施方式那样在与内周面4g相同的位置形成通路槽，而是成为位于比内周面4g更靠外侧的位置的更低的台阶面。

因而，根据该实施方式，由于侵入筒状基部4b的内部的水通过通孔17中面积大且更低的通路槽17d向外部被引导排出，所以排出的流动速度变快，进一步提高了排出能力。

尤其是在泵停止时，即使各通孔17的位置为任意位置，该特殊结构也能够维持良好的排出能力。

图20所示的第十实施方式的各通孔17的内周面17a的基本形状形成为圆形，在径向外端侧各自形成有切开成圆弧状的通路槽17d。

与第九实施方式相同，该通路槽17d的形成位置比所述筒状基部4b的内周面4g更靠外侧。即，成为位于比内周面4g更靠外侧的位置的更低的台阶面。

因而，该实施方式也和第九实施方式一样，进一步提高了水等的排出性。

[第十一实施方式]

图21表示第11实施方式，该实施方式中，各通孔17的内周面17a的基本形状及形成位置与第一实施方式相同，形成为三角饭团状并具有顶面17b、底面17c，但从该底面17c朝向径向外侧形成有通路槽17d。

该通路槽17d形成为从底面17c朝向径向外侧形成长切口的长方形，各外端边缘17f超过筒状基部4b的内周面4g沿径向延长至筒状基部4b的外周面，整体形成为流槽形状。

因而，根据该实施方式，侵入到筒状基部4b内部的水等从筒状基部4b的内周面4g下部直接流入通孔17的通路槽17d，并径直向下方连续流下，向外部排出。因此，对水等的排出性变得更好。

Claims (12)

1.一种水泵，其特征在于，具备：

泵壳，在轴向的一端侧具有圆筒部；

驱动轴，旋转自如地支承于该泵壳内；

带轮，具有固定于该驱动轴一端部的圆盘状的端壁、及与该端壁的外周边缘一体地结合并围绕所述圆筒部而设置的筒状基部；

轴承部，安装于所述筒状基部和所述圆筒部之间，将所述驱动轴支承为旋转自如；

叶轮，能够一体旋转地设于所述驱动轴的另一端部；

在所述端壁，沿所述驱动轴的旋转轴形成有连通该端壁的内侧和外侧的多个通孔，并且，在各所述通孔的内周面的径向外端边缘形成有沿所述筒状基部的内周面及所述驱动轴的旋转轴连通该端壁的内侧和外侧的通路槽，

所述通路槽的开口面积形成为比所述通孔的开口面积小，并且，所述通路槽以宽度在相对于所述驱动轴的旋转轴的径向上从内侧朝向外侧变小的方式形成。

2.如权利要求1所述的水泵，其特征在于，

所述通孔以宽度在相对于所述驱动轴的旋转轴的径向上从内侧向外侧变大的方式形成。

3.如权利要求2所述的水泵，其特征在于，

所述通孔形成为角部是圆弧状的三角形状。

4.如权利要求1所述的水泵，其特征在于，

所述各通孔形成于在所述端壁的周向等间隔的位置。

5.如权利要求1所述的水泵，其特征在于，

所述通孔形成为圆形。

6.如权利要求1所述的水泵，其特征在于，

所述通孔形成为矩形。

7.如权利要求1所述的水泵，其特征在于，

所述通路槽形成为圆弧状。

8.如权利要求7所述的水泵，其特征在于，

形成有多个所述通路槽。

9.如权利要求1所述的水泵，其特征在于，

所述轴承部由单一球轴承构成，该球轴承的内圈固定于所述圆筒部，外圈固定于所述筒状基部。

10.一种水泵的制造方法，其特征在于，所述水泵具备：

泵壳，在轴向的一端侧具有圆筒部；

驱动轴，旋转自如地支承于该泵壳内；

带轮，具有固定于该驱动轴一端部的圆盘状的端壁、及与该端壁的外周边缘一体地结合并围绕所述圆筒部而设置的筒状基部；

轴承部，安装于所述筒状基部和所述圆筒部之间，将所述驱动轴支承为旋转自如；

叶轮，能够一体旋转地设于所述驱动轴的另一端部；

多个通孔，沿轴向形成于所述端壁，连通所述端壁的内外；

通路槽，大致沿所述筒状基部的内周面形成于各所述通孔的内周面的径向外端边缘；

所述制造方法包括：

通过加压成型将圆盘状的金属板弯曲，从而成型所述带轮的原型的工序；

原型成型后，利用加压工具冲裁成结合了所述通孔和通路槽的形状的工序，

所述加压工具具有在进行冲裁加工的所述工序中与所述筒状基部的内周面发生点接触或线接触的部位。

11.如权利要求10所述的水泵的制造方法，其特征在于，

进行冲裁加工的所述工序中，利用加压工具从所述筒状基部的内侧冲裁所述通孔和通路槽。

12.如权利要求11所述的水泵的制造方法，其特征在于，

形成所述通路槽的加压工具的截面积比形成所述通孔的加压工具的截面积小。