JP2004052723A - Water pump - Google Patents
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Abstract
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2002−155893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と、シャフト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から構成されるものである。また、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。このウォータポンプの場合プーリとシャフトは一体でプレス成形され、シャフトは深絞り成形される。
【0003】
一方、深絞り成形を行いやすくして、工程数を減らし加工コスト、金型費も安くするためにはシャフトの板厚を薄く設定する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シャフトの成形性を向上させるために板厚を薄くするとベルト荷重により、プーリに発生する応力が金属の許容応力以上となりプーリに変形が発生しウォータポンプが作動せず、オーバーヒート不具合が発生する恐れがある。一方で板厚を厚くするとシャフトの成形性が悪化し、コスト上昇につながる恐れがある。
【0005】
そこで本発明は、プーリの強度を確保し、シャフトの成形性を向上させると共に、コストの低減をはかることを、その技術的課題とする。
【0006】
【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と、該シャフトと一体的に回転するインペラと、該インペラが配設される水室を形成するボデーと、該ボデーと前記プーリとの間に配設され、前記プーリを回転自在に支承するベアリングと、前記水室と前記ベアリングとの間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、前記プーリの板厚を前記シャフトの板厚よりも厚くしたことである。
【0007】
この手段によれば、プーリの板厚を前記シャフトの板厚よりも厚くしたことにより、ベルト荷重によるプーリの変形を防止できると共に、シャフトの成形性を向上できる。
【0008】
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、請求項1の発明に加えて、前記プーリと前記シャフトは別部材からなり、前記シャフトは前記ベアリングの外周面に固定されるアーム部を備え、前記プーリは前記アーム部の外周面に固定されることである。
【0009】
この手段によれば、プーリとシャフトを別部材としたことにより、シャフトの深絞り成形を行いやすくできる。これにより、成形の工程数を減らし加工コスト、金型費を安くすることができる。
【0010】
上記した技術的課題を解決するために請求項3の発明にて講じた技術的手段は、請求項1の発明に加えて、前記プーリは、外周側に設けられる第1円筒部と、内周側に設けられ前記アーム部に固定される第2円筒部内とを連結する連結部からなり有底円筒形状を呈するようにしたことである。
【0011】
この手段によれば、板厚の厚いプーリをプレス成形にて形成でき、成形の工程数を減らし加工コスト、金型費を安くすることができる。
【0012】
【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。
【0013】
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、大径部12a及び小径部12bを備える段付形状の筒部が形成されている。筒部の小径部12bの外周面にはベアリング14のインナーレースが圧入され固定されている。また、ベアリング14のインナーレース右端面はボデー12の大径部12aに隣接している。なお、インナーレース右端面と大径部12aとの間には隙間があってもよい。
【0014】
ベアリング14のアウターレースの外周面には、シャフト25のアーム部17の外周部17aが圧入されている。外周部17aの外側にはプーリ18が圧入され固定されている。プーリ18は、有底円筒形状を呈し、内周部(第1円筒部)18aがアーム部17の外周部17aの外周に圧入され、底部(連結部)18bには、ウォータポンプ10をエンジンシリンダブロック90に固定するとき使用する開口部18cが形成されている。また、外周部(第1円筒部)18dにはベルト85が巻き掛けられている。なお、プーリ18は、プレス成形の他、樹脂成形等で形成されても良い。
【0015】
シャフト25のアーム部17は有底円筒形状を呈し、外周部17aがベアリング14のアウターレースの外周面に圧入され、底部17b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17cが等角度間隔で形成されている。また、アーム部17の底部17bの中心には、この底部17bから遠ざかる方向(図1の右方向)に延在し底部17b側端部が開口する円筒中空形状のシャフト部24が一体成形され結合されている。シャフト部24の先端部には底壁部が形成され閉塞されている。
【0016】
このように、被駆動部16をプーリ18とシャフト25との別部材から構成することにより、シャフト25の深絞り成形を行いやすくできると共に、プーリ18の板厚をシャフト25の板厚より厚くすることができベルト荷重によるプーリ18の変形を防止できる。また、成形の工程数を減らし加工コスト、金型費を安くすることができる。また、板厚の厚いプーリ18をプレス成形にて形成でき、成形の工程数を減らし加工コスト、金型費を安くすることができる。プーリ18及びシャフト25は、メッキ又は塗装等により耐蝕処理される。また、耐蝕処理されなくても良い。
【0017】
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。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は樹脂成形やその他の成形方法で加工されても良い。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。
【0018】
シャフト部24の外周面とボデー12の大径部12a、小径部12b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とを水密的に隔離している。メカニカルシール50は、ボデー12の筒部の大径部12a内周側に固定される固定リング50aとシャフト部24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。
【0019】
次に本実施形態の作用について説明する。
【0020】
プーリ18のベルト係合面18e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18が回転する。プーリ18の回転に伴って、プーリ18の内周部18aの内周に固定されたアーム部17と一体形成されたシャフト部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。
【0021】
このとき、ベルト85によりプーリ18にベルト荷重が加わるがプーリ18の板厚をシャフト25の板厚より厚くすることができるため、ベルト荷重によるプーリ18の変形を防止できる。
【0022】
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。
【0023】
【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、プーリの板厚を前記シャフトの板厚よりも厚くしたことにより、ベルト荷重によるプーリの変形を防止できると共に、シャフトの成形性を向上できる。
【0024】
また、請求項2の発明にて講じた技術的手段によれば、プーリとシャフトを別部材としたことにより、シャフトの深絞り成形を行いやすくできる。これにより、成形の工程数を減らし加工コスト、金型費を安くすることができる。
【0025】
また、請求項3の発明にて講じた技術的手段によれば、板厚の厚いプーリをプレス成形にて形成でき、成形の工程数を減らし加工コスト、金型費を安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1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
14・・・ベアリング
17・・・アーム部
18・・・プーリ
18a・・・内周部(第1円筒部)
18b・・・底部(連結部)
18d・・・外周部(第2円筒部)
25・・・シャフト
30・・・インペラ
50・・・メカニカルシール
95・・・水室[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water pump, and more particularly to a water pump for an automobile.
[0002]
[Prior art]
A conventional water pump is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-158993. The water pump includes a pulley, a shaft that rotates integrally with the pulley, an impeller that rotates integrally with the shaft, a body that forms a water chamber in which the impeller is disposed, and a body that rotatably supports the pulley. And a mechanical seal for sealing the bearing against the water chamber. Further, in recent years, a water pump using a single-row bearing in which a body and a pulley are formed by press working and a single row bearing has been considered due to a need for cost reduction and weight reduction of parts. In the case of this water pump, the pulley and the shaft are integrally formed by press forming, and the shaft is formed by deep drawing.
[0003]
On the other hand, in order to facilitate deep drawing, reduce the number of steps, and reduce the processing cost and the die cost, it is necessary to set the thickness of the shaft to be thin.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the plate thickness is reduced to improve the formability of the shaft, the stress generated in the pulley becomes larger than the allowable stress of the metal due to the belt load, the pulley is deformed, the water pump does not operate, and an overheating problem occurs. There is fear. On the other hand, if the plate thickness is increased, the moldability of the shaft deteriorates, which may lead to an increase in cost.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to ensure the strength of the pulley, improve the moldability of the shaft, and reduce the cost.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The technical means taken by the invention of claim 1 to solve the above technical problem includes a pulley, a shaft that rotates integrally with the pulley, an impeller that rotates integrally with the shaft, A body forming a water chamber in which the impeller is provided, a bearing provided between the body and the pulley, and a bearing for rotatably supporting the pulley; and sealing between the water chamber and the bearing. In the water pump having the mechanical seal described above, the thickness of the pulley is greater than the thickness of the shaft.
[0007]
According to this means, by making the plate thickness of the pulley larger than the plate thickness of the shaft, it is possible to prevent the deformation of the pulley due to the belt load and improve the formability of the shaft.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a motor control apparatus comprising the pulley and the shaft formed of separate members. An arm portion fixed to the outer peripheral surface is provided, and the pulley is fixed to the outer peripheral surface of the arm portion.
[0009]
According to this means, by forming the pulley and the shaft as separate members, it is possible to easily perform deep drawing of the shaft. Thereby, the number of molding steps can be reduced, and the processing cost and the die cost can be reduced.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in order to solve the above technical problem, in addition to the first aspect, the pulley includes a first cylindrical portion provided on an outer peripheral side and an inner peripheral portion. And a connecting portion connecting the inside of the second cylindrical portion fixed to the arm portion and having a bottomed cylindrical shape.
[0011]
According to this means, a thick pulley can be formed by press molding, so that the number of molding steps can be reduced and the processing cost and the die cost can be reduced.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0013]
In FIG. 1, a
[0014]
The outer
[0015]
The
[0016]
As described above, by forming the driven
[0017]
An impeller 30 is fitted to the right end of the
[0018]
One end of a
[0019]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
[0020]
The
[0021]
At this time, a belt load is applied to the
[0022]
Now, since the
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the technical measures taken in the first aspect of the present invention, the thickness of the pulley is made larger than the thickness of the shaft, so that the pulley can be prevented from being deformed due to the belt load and the shaft can be prevented from being deformed. Can be improved.
[0024]
Further, according to the technical means adopted in the second aspect of the invention, the pulley and the shaft are formed as separate members, so that the deep drawing of the shaft can be easily performed. Thereby, the number of molding steps can be reduced, and the processing cost and the die cost can be reduced.
[0025]
Further, according to the technical measures taken in the third aspect of the present invention, a thick pulley can be formed by press molding, and the number of molding steps can be reduced, and the processing cost and the die cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a water pump according to a first embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
18b: bottom part (connection part)
18d ... outer peripheral part (second cylindrical part)
25 shaft 30
Claims (3)
該プーリと一体的に回転するシャフトと、
該シャフトと一体的に回転するインペラと、
該インペラが配設される水室を形成するボデーと、
該ボデーと前記プーリとの間に配設され、前記プーリを回転自在に支承するベアリングと、
前記水室と前記ベアリングとの間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、
前記プーリの板厚を前記シャフトの板厚よりも厚くしたことを特徴とするウォータポンプ。A pulley,
A shaft that rotates integrally with the pulley;
An impeller that rotates integrally with the shaft,
A body forming a water chamber in which the impeller is disposed;
A bearing disposed between the body and the pulley and rotatably supporting the pulley;
In a water pump including a mechanical seal that seals between the water chamber and the bearing,
A water pump, wherein the thickness of the pulley is greater than the thickness of the shaft.
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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---|---|
JP2004052723A true JP2004052723A (en) | 2004-02-19 |
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Family Applications (1)
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JP2002214435A Pending JP2004052723A (en) | 2002-07-23 | 2002-07-23 | Water pump |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004052723A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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2002
- 2002-07-23 JP JP2002214435A patent/JP2004052723A/en active Pending
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