JP2004052669A

JP2004052669A - ウォータポンプ

Info

Publication number: JP2004052669A
Application number: JP2002211319A
Authority: JP
Inventors: Yojiro Koga; 古賀　陽二郎; Akihiro Katsumata; 勝又　昭広; Itsuro Hashiguchi; 橋口　逸朗
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】ウォータポンプにおいて、ベアリングの寿命向上、メカニカルシールの圧入部からの水漏れ防止及び製品コストを低減するウォータポンプを提供する。
【解決手段】ベアリング１４の内輪１４ａに円筒状のつば部１４ｂが形成され、つば部１４ｂはボデー１２の支承部１２ａに固定されていることを特徴とするウォータポンプを構成したことである。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウォータポンプに関し、特に自動車用ウォータポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のウォータポンプには、例えば特開２００２−８９４８６号公報に開示されたものがある。このウォータポンプは、プーリと、プーリと一体的に回転するシャフト部と、シャフト部と一体的に回転するインペラと、インペラが配設される水室を形成するボデーと、プーリを回転自在にボデーに支承するベアリングと、ベアリングを水室に対してシールするメカニカルシールと、ベアリングとメカニカルシールを固定する、ボデーから円筒状に突出して設けられる円筒部を備え、ベアリングの外輪はプーリの内周面に取り付けられ、ベアリングの内輪は円筒部の外周面に取り付けられ、メカニカルシールは円筒部の内周面に取り付けられたウォータポンプである。
【０００３】
ところで、自動車のエンジンを冷却するウォータポンプは、近年部品の低コスト化、軽量化のニーズによりボデー、プーリをプレス加工で成形し、単列ベアリングを使用したウォータポンプが考えられている。一方、ウォータポンプはプーリ及びベアリングを介してベルト荷重が付加されるので、ボデーは破損などの不具合を防止するため板厚を厚くする必要がある。このため、このボデーをプレス加工の深絞り成形で加工すると、加工工数大、金型数増となり製品コストが高くなるおそれがあった。また、このようなウォータポンプの場合ベアリングはボデーに圧入されるため、圧入後ベアリングに大きな円周応力が働き、ベアリングの寿命が低下しベアリングが破損する懸念がある。また、メカニカルシールはボデーに圧入されるため圧入部径の寸法の精度をプレス加工で確保するのが困難であり、メカニカルシールの圧入部分から水漏れが発生する懸念があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、ウォータポンプにおいて、ベアリングの寿命向上、メカニカルシールの圧入部からの水漏れ防止及び製品コストを低減することを技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するために請求項１の発明にて講じた技術的手段は、プーリと、該プーリと一体的に回転するシャフト部と、該シャフト部と一体的に回転するインペラと、前記シャフト部が挿通された略円筒状の支承部を有するボデーと、前記ボデーと前記プーリとの間に配設され、前記プーリを回転可能に支承するベアリングと、前記シャフト部の外周面と前記ベアリングとの間に画成された略円筒状空間の一端側を封止するメカニカルシールとを備えたウォータポンプにおいて、前記ベアリングの内輪に円筒状のつば部が形成され、該つば部は前記ボデーの前記支承部に固定されていることである。
【０００６】
上記した手段によれば、ベアリングの内輪のつば部がボデーの支承部に固定されたとき、ベアリングのボールに応力が加わらず、ベアリングの寿命が低下することが防止でき、ベアリングの破損を防止できる。また、ボデーがプレス加工されたとき、ボデーの全長が短縮でき形状も簡素化でき、プレスの工程数及び金型数を低減できコストを低減できる。
【０００７】
上記した技術的課題を解決するために請求項２の発明にて講じた技術的手段は、前記支承部は前記つば部の外周に固定されると共に、前記メカニカルシールは前記つば部の内周に固定されていることである。
【０００８】
上記した手段によれば、ベアリングは研磨加工されるため内輪のつば部の外周及び内周の圧入部径の寸法精度を確保することが容易となると共に、内周のメカニカルシール圧入部分からの水漏れの発生を防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、図１に基づいて説明する。
【００１０】
図１において、ウォータポンプ１０のボデー１２は、締結手段１３により、エンジンシリンダブロックなど（エンジンボデー）９０に、ガスケット８０などを介して、固定されている。ボデー１２には、先端（左端）側に、略円筒状の支承部１２ａが形成されている。支承部１２ａの内周にはベアリング１４の内輪１４ａに形成された円筒状のつば部１４ｂが圧入され、ベアリング１４が支承されている。つまり、ベアリング１４のボール１４ｄが摺接する内輪１４ａと、つば部１４ｂが圧入されるボデー１２の支承部１２ａとがずれて配設されるため、ベアリング１４をボデー１２の支承部１２ａに固定するときボール１４ｄには圧入の応力が加わらず、ベアリング１４の寿命が低下する恐れを防止でき、ベアリング１４の破損の恐れを防止できる。また、ボデー１２の支承部１２ａを短くできるため、ボデー１２がプレス加工されたとき、ボデー１２の全長が短縮でき形状も簡素化でき、これにより、プレスの工程数及び金型数を低減できコストを低減できる。また、ベアリング１４は研磨加工されるため内輪１４ａのつば部１４ｂのボデー１２及びメカニカルシール５０との圧入部径の寸法精度を確保することが容易となると共に、メカニカルシール５０圧入部分からの水漏れの発生を防止できる。尚、支承部１２ａとつば部１４ｂとの固定は溶接等によって行っても良い。
【００１１】
ベアリング１４の外輪１４ｃ上には、プーリ２０が一体回転可能に、外嵌されている。プーリ２０は、円筒カップ状の回転体１８の軸方向の外周部として形成されている。凹部形状を呈する外周部と連なる回転体１８の底部２２にはメカニカルシール５０から漏れた水滴を外部へ排出する開口部２２ａが等角度間隔で形成されている。また、回転体１８の底部２２の中心には、この底部２２から遠ざかる方向（図１の右方向）に延在しプーリ２０側端部が開口する中空形状（筒状）のシャフト部２４が一体成形されている。シャフト部２４の先端部には底壁部２５が形成され閉塞されている。このプーリ２０、底部２２及びシャフト部２４を一体化した回転体１８は、鋼板の板材を、プーリ２０及びシャフト部２４が同芯となるようにプレス成形される。その後、プーリ２０、底部２２及びシャフト２４は、メッキ又は塗装等により耐蝕処理される。又は、耐蝕処理されなくてもよい。
【００１２】
シャフト部２４の右端部には、インペラ３０が一体回転可能に嵌着されている。インペラ３０は基部３０ａと基部３０ａの右面の周縁部から突出した複数の羽根３０ｂ及び基部３０ａの中央部にシャフト部２４が嵌着される円筒状の中空突起部３０ｃが一体に形成され、中空突起部３０ｃの外周にインペラ３０とシャフト部２４との嵌着強度を確保するキャップ３０ｄが圧入される。このキャップ３０ｄは嵌着強度が確保できれば、無くてもよい。この中空突起部３０ｃを中空のシャフト部２４の右端部に外嵌することにより、シャフト部２４の先端部には、インペラ３０が一体回転可能に嵌着される。尚、インペラ３０は鋼板の板材をプレス成形した後、耐蝕処理してもよい。インペラ３０は、エンジンシリンダブロック９０などの内部に形成され且つ開口部がボデー１２により閉塞された水室９５内に配設される。水室９５は、図示されないエンジン冷却水回路の構成要素となっている。
【００１３】
シャフト部２４の外周面とベアリング１４の内輪１４ａの内周面との間に画成される円筒状空間２７の一端側（水室９５との境界部）には、メカニカルシール５０が配設されており、冷却水が外部に漏れないように、外部と水室９５とを液密的に隔離している。メカニカルシール５０は、ベアリング１４のつば部１４ｂの内周に液密的に固定される固定リング５０ａとシャフト部２４に液密的に固定されて固定リング５０ａに対して相対回転可能且つ常時液密関係を確立すべく接触する回転リング５０ｂとから構成される。
【００１４】
次に本実施形態の作用について説明する。
【００１５】
ウォータポンプ１０は、プーリ２０のベルト係合面２０ｂに係合されたベルト８５を介して、図示しないエンジンの出力軸から伝達される回転力によりプーリ２０が回転する。プーリ２０の回転に伴って、プーリ２０と一体成形されたシャフト部２４も同一方向に回転する。そして、シャフト部２４と一体となったインペラ３０が、ボデー１２により閉塞された水室９５内で回転する。このとき、ベルト８５によるベルト荷重がプーリ２０及び外輪１４ｃを介してベアリング１４に作用して、ボール１４ｄにはベルト荷重による応力が加わっている。一方、ベアリング１４のボール１４ｄが摺接する内輪１４ａと、つば部１４ｂが圧入されるボデー１２の支承部１２ａとがずれて配設されているため、ボール１４ｄには圧入の応力が加わらない。これにより、ボール１４ｄに加わる応力は低減される。このため、ベアリング１４の寿命が低下する恐れを防止でき、ベアリング１４の破損の恐れを防止できる。
【００１６】
いま、水室９５内には冷却水が満たされているので、インペラ３０の回転による遠心力によって、インペラ３０は、水室９５の中心付近にある冷却水を、インペラ３０の外周方向へと運ぶ。このように、インペラ３０の中心から外側に向かって、遠心力によるポンプ作用が発生する。これにより、水室９５内におけるインペラ３０の回転中心付近とその外周側との間には圧力差が生じ、冷却水がインペラ３０の回転中心付近に設けられる吸込ポート９５ａから水室９５内へと吸い込まれる。そして、インペラ３０のポンプ作用により外周側へ圧送され、外周側に設けられた図示しない吐出口からエンジンの被冷却各部へと供給され、冷却水が循環する。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明にて講じた技術的手段によれば、ベアリングの内輪のつば部がボデーの支承部に固定されたとき、ベアリングのボールに圧入の応力が加わらず、ベアリングの寿命が低下することが防止でき、ベアリングの破損を防止できる。また、ボデーがプレス加工されたとき、ボデーの全長が短縮でき形状も簡素化でき、プレスの工程数及び金型数を低減できコストを低減できる。
【００１８】
また、請求項２の発明にて講じた技術的手段によれば、ベアリングは研磨加工されるため内輪のつば部の外周及び内周の圧入部径の寸法精度を確保することが容易となると共に、内周のメカニカルシール圧入部分からの水漏れの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係わるウォータポンプの縦断面図である。
【符号の説明】
１０・・・ウォータポンプ
１２・・・ボデー
１２ａ・・・支承部
１４・・・ベアリング
１４ａ・・・内輪
１４ｂ・・・つば部
２０・・・プーリ
２４・・・シャフト部
３０・・・インペラ
５０・・・メカニカルシール

Claims

プーリと、
該プーリと一体的に回転するシャフト部と、
該シャフト部と一体的に回転するインペラと、
前記シャフト部が挿通された略円筒状の支承部を有するボデーと、
前記ボデーと前記プーリとの間に配設され、前記プーリを回転可能に支承するベアリングと、
前記シャフト部の外周面と前記ベアリングとの間に画成された略円筒状空間の一端側を封止するメカニカルシールとを備えたウォータポンプにおいて、
前記ベアリングの内輪に円筒状のつば部が形成され、該つば部は前記ボデーの前記支承部に固定されていることを特徴とするウォータポンプ。
前記支承部は前記つば部の外周に固定されると共に、前記メカニカルシールは前記つば部の内周に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のウォータポンプ。