JP2004301096A

JP2004301096A - ウォーターポンプ

Info

Publication number: JP2004301096A
Application number: JP2003097437A
Authority: JP
Inventors: Haruyoshi Yoshida; 治義吉田
Original assignee: Yamada Seisakusho KK
Current assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP4121884B2

Abstract

【課題】プーリを介して蒸気排出通路の開口箇所のシール構造を構成することが簡単にでき、且つ安定したシール動作を確保し、さらに部品点数を増すことなく、コスト低減できるウォーターポンプを提供すること。
【解決手段】ポンプ室１と軸受室２との間に空隙室３が形成され，該空隙室３上方に蒸気排出通路５が形成され下方に水抜き通路４が形成されたポンプハウジングＡと、カップ状のプーリＢとからなること。該プーリＢの内周側面１３ａが前記蒸気排出通路５を覆うこと。前記内周側面１３ａが外面側排出開口５ａの周囲の上部周囲外面部７ａに近接してなる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プーリを介して蒸気排出通路の開口箇所のシール構造を構成することが簡単にでき、且つ安定したシール動作を確保し、さらに部品点数を増すことなく、コスト低減できるウォーターポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポンプハウジングに、軸受とメカニカルシールのための空間部とボディ上部から外部に連通する蒸気排出通路と、ボディ下部にドレン抜きのための水抜き通路が設けられたウォーターポンプが存在する。この種のものにおいて、特に蒸気排出通路の上端開口に、泥水、塵埃等の侵入を防止するためにキャップで覆われているものが下記特許文献１（特開平７−１５８５８９号）の従来技術として開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１５８５８９号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の従来技術として記載されたものでは、蒸気排出通路の上端開口には、泥水、塵埃等の侵入を防ぐキャップを設けなければならないので、部品点数が増加する。また、そのキャップは泥水、塵埃等の侵入を防ぐと共に水蒸気の換気をするような特殊な部品であり、製品としてコストを高めることになる。また、その反対側の水抜き通路は、開口状態のままであるため、異物の侵入があった場合、その異物の堆積により通路が塞がりドレン排出がされなくなるおそれがある。
【０００５】
また、蒸気排出通路の上端開口をキャップで覆うために、そこから泥水、塵埃等の侵入を防ぐことができるが、その反面，ポンプ運転時にメカニカルシールのシール面に生じる発熱によって渦室から空間部に漏れる水蒸気等の換気作用が十分にされずに、その空間部に滞留してベアリングに水滴となって付着し、さらにベアリング内部に侵入し、ベアリングの摺動部を劣化させ、ひいてはベアリングの耐久性を低下させるおそれがある。このように、ベアリングの劣化によりポンプ寿命を低下させるおそれがある。本発明の目的は、プーリを介して蒸気排出通路に対する泥水、塵埃等の侵入を防止するシール構造を簡単に構成することができ、且つ安定したシール動作を確保することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで発明者は、上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、本発明を、ポンプ室と軸受室との間に空隙室が形成され，該空隙室上方に蒸気排出通路が形成され下方に水抜き通路が形成されたポンプハウジングと、カップ状のプーリとからなり、該プーリの内周側面が前記蒸気排出通路を覆うとともに、前記内周側面が外面側排出開口の周囲の上部周囲外面部に近接してなるウォーターポンプとしたことにより、プーリを介して蒸気排出通路に対する泥水、塵埃等の侵入を防止するシール構造を簡単に構成することができ、且つ安定したシール動作を確保し、上記課題を解決したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず本発明の第１実施形態について説明する。ポンプハウジングＡは、その内部に、図１に示すように、ポンプ室１と軸受室２とが形成されている。該軸受室２は、内周が円形状であり、インペラ軸１１の軸受部１１ａが収納状態にて装着される。さらに前記ポンプ室１と軸受室２との間には、空隙室３が形成されている。該空隙室３は、前記軸受室２と同一内径の円周内壁面にて囲まれた部屋である。或いは、図示しないがその空隙室３の内径は軸受室２よりも大きく形成されることもある。前記ポンプ室１には、インペラ１０がインペラ軸１１を介して回動自在に配置されている。そのインペラ軸１１の軸受部１１ａは、前記軸受室２に装着される。前記メカニカルシール９は、軸受室２に装着され、軸受室２と空隙室３とが仕切られる。
【０００８】
ポンプハウジングＡにおいて、前記軸受室２及び空隙室３の外部側は、図１に示すように、同一軸心を共有する円筒形状とした円筒状外部Ａ_１として形成されている。すなわち、該円筒状外部Ａ_１の内部に軸受室２及び空隙室３が一列状に存在するものである。また、ポンプ室１の外部側は、インペラ筺部Ａ_２としている。そして、その円筒状外部Ａ_１の周囲と前記インペラ筺部Ａ_２とは、略直角に接続し、その接続箇所に補強リブ等が形成されている。その円筒状外部Ａ_１とインペラ筺部Ａ_２との接続箇所は、略ポンプハウジングＡ内部の空隙室３の位置に対応している。
【０００９】
この箇所における円筒状外部Ａ_１に、ポンプハウジングＡの内部と外部とを連通する水抜き通路４と蒸気排出通路５とが形成される。具体的には、ポンプハウジングＡの空隙室３箇所において水抜き通路４と蒸気排出通路５とが形成されている。前記水抜き通路４はメカニカルシール９から漏れ出した流体をポンプハウジングＡの外部に排出する。
【００１０】
その水抜き通路４は、ポンプハウジングＡ内の空隙室３と外部とを連通する流路で、下方向に開口するように形成されている。すなわち、空隙室３には、メカニカルシール９が配置される部位で、メカニカルシール９からの漏水が発生する箇所である。漏水は、一旦，空隙室３内に垂れ落ちて、水抜き通路４からポンプハウジングＡの外部に排水される。
【００１１】
その円筒状外部Ａ_１とインペラ筺部Ａ_２との接続箇所で、且つ水抜き通路４の形成箇所は、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、外方に膨出する下部厚肉膨出部６が形成されている。該下部厚肉膨出部６の下端に前記水抜き通路４の外面側水抜き開口４ａが形成される。その外面側水抜き開口４ａの周囲は、下部周囲外面部６ａとなっており、後述するプーリＢの内周側面１３ａの端縁箇所が近接する部位となっている。
【００１２】
また、その下部厚肉膨出部６には、図８に示すように、前記下部周囲外面部６ａに隣接して下部垂直状壁面部６ｂが形成されており、該下部垂直状壁面部６ｂにはプーリＢの開口側先端１３ｂが近接するものである。前記下部周囲外面部６ａは、ポンプハウジングＡの軸方向に沿って平行な面とするが、その軸方向に直交する面では円弧状膨出面に形成されることが好ましい。
【００１３】
次に、ポンプハウジングＡの円筒状外部Ａ_１とインペラ筺部Ａ_２との接続箇所で、且つの蒸気排出通路５の形成箇所は、図３，図４に示すように、外方に膨出する上部厚肉膨出部７が形成されている。該上部厚肉膨出部７の下端に前記蒸気排出通路５の外面側排出開口５ａが形成される。その外面側排出開口５ａの周囲は、上部周囲外面部７ａとなっており、後述するプーリＢの内周側面１３ａの端縁箇所が近接する部位となっている。また、その上部厚肉膨出部７には、前記上部周囲外面部７ａに隣接して上部垂直状壁面部７ｂが形成されており、該上部垂直状壁面部７ｂにはプーリＢの開口側先端１３ｂが近接するものである。
【００１４】
前記上部周囲外面部７ａは、ポンプハウジングＡの軸方向に沿って平行な面とするがその軸方向に直交する面では円弧状膨出面に形成されることが好ましい。さらに、前記上部厚肉膨出部７の上部垂直状壁面部７ｂには、プーリＢ装着側に向かって突出する突出部７ｃが形成される。そして、ポンプハウジングＡとプーリＢとによるシール部Ｓの構成の第１タイプとして、プーリＢの開口端縁が、図４（Ａ）に示すように、前記上部周囲外面部７ａと突出部７ｃとの間に挟まるようにして配置され、前記蒸気排出通路５の外面側排出開口５ａからプーリＢ及び突出部７ｃを介して隙間通路が略ジグザグ状のシール部Ｓを構成する。これによって泥水、塵埃等の異物の侵入を防ぐことができる。その突出部７ｃは外面側排出開口５ａの形成箇所から外周方向に適宜の範囲で形成される。次に、シール部Ｓの構成の第２タイプとして、図４（Ｂ）は上部厚肉膨出部７に上部垂直状壁面部７ｂのみが形成されたタイプのシール部Ｓの拡大断面である。また、シール部Ｓの構成の第３タイプとして、図４（Ｃ）は、上部垂直状壁面部７ｂに平坦状の上部周囲外面部７ａが形成されたタイプのシール部Ｓであり、もっとも簡単な形状としている。
【００１５】
前記水抜き通路４は、図１に示すように、鉛直状通路部４ｂと水平状通路部４ｃとが形成され、その鉛直状通路部４ｂはポンプハウジングＡの軸方向に略直角であり、また水平状通路部４ｃはポンプハウジングＡの軸方向に略平行である。そして、水平状通路部４ｃは鉛直状通路部４ｂに対して極めて短く形成されている。その水平状通路部４ｃの端部開口箇所が外面側水抜き開口４ａであり、該外面側水抜き開口４ａはプーリＢのボス側に対向している。前記水平状通路部４ｃは微量の漏水を一時的に貯留する役目もなす。
【００１６】
前記外面側水抜き開口４ａは、水平状通路部４ｃの端部に位置しているため、鉛直状通路のみからなるときの外面側水抜き開口４ａに比べると泥水、塵埃等の異物の侵入をより一層防止することができるが、この外面側水抜き開口４ａにプーリＢの内周側面１３ａにて覆うことにより異物の侵入をさらに、防止することができる。また、水抜き通路４は、図７に示すように、単に鉛直状通路部４ｂのみで形成され、外面側水抜き開口４ａがポンプハウジングＡの上下方向に略直下を向いて形成されることもある。
【００１７】
図９は、前記水抜き通路４において、前記鉛直状通路部４ｂの下端が前記水平状通路部４ｃの形成位置よりも、さらに下方に位置するように設定したものである。そして、前記鉛直状通路部４ｂにおける水平状通路部４ｃの形成位置よりも下方箇所は漏水貯留部４ｂ_１として使用される。該漏水貯留部４ｂ_１は、メカニカルシール９からの漏水を一時的に貯留する役目をなすものである。その漏水貯留部４ｂ_１の深さ、すなわち、前記水平状通路部４ｃの下端面から漏水貯留部４ｂ_１の有効深さｄは、メカニカルシール９からの許容範囲内の漏水量を貯留できるように設定される。これによって漏水貯留部４ｂ_１に一定量の漏水が溜まるまで、その漏水が外部に排出されることがないので、メカニカルシール９からの漏水がすぐに排出されることがない。これによって、漏水の状況によってポンプが不具合品であるか否かを判断する場合に、誤認を防止することができる。
【００１８】
このようにプーリＢとポンプハウジングＡとからなる構成部品によって蒸気排出通路５や水抜き通路４への異物の侵入を防ぐことができ、且つ、これらの通路が塞がれることなく、良好に通気，水抜きさせることができる。すなわち、特殊な部品を設けることなく、異物の侵入を防ぎ且つ蒸気及び水の排出をさせることができる。
【００１９】
次に、プーリＢは、図１に示すように、その形状が略カップ状に形成されており、中心にボス部１２ａが形成された回転側部１２と、ベルト掛け部を備えた回転外周部１３とが形成されている。プーリＢは、カップ状の内部に前記円筒状外部Ａ_１が配置される状態で、円筒状外部Ａ_１から突出する前記インペラ軸１１にプーリＢのボス部１２ａが装着される。
【００２０】
そして、水抜き通路４の外面側水抜き開口４ａ箇所及び蒸気排出通路５の外面側排出開口５ａは、プーリＢの回転外周部１３の内部に位置している。そして、その回転外周部１３の内周側面１３ａの端縁が蒸気排出通路５の周囲の上部周囲外面部７ａに近接状態となるようにセットされ、前記内周側面１３ａと上部周囲外面部７ａとの間隔部分が隙間ｔとなるシール部Ｓが形成される。このシール部Ｓが、外面側排出開口５ａを外部からの塵埃、泥水などが侵入するのを防止する。
【００２１】
前記プーリＢの回転外周部１３の内周側面１３ａには、図５に示すように、複数の凸部１４，１４，…が形成されるものがある。このプーリＢを使用することで、図６（Ａ）に示すように、該プーリＢの回転により前記凸部１４，１４，…が攪拌羽根の役目をなし、空気の流れを積極的に生じさせ、その空気の流れにて、外面側排出開口５ａから排出される蒸気が強制的にポンプハウジングＡの外部に流れるようにすることができる。また、凸部１４，１４，…による空気の流れによって、外面側排出開口５ａから排出される水蒸気が外面側排出開口５ａの周囲に滞留して淀むことを防止し、換気作用を高めることができ、これによってウォーターポンプボディの空間における水蒸気の滞りが低減でき、ベアリングへの悪影響を小さくでき、ベアリングの耐久性を向上させ、且つポンプ寿命を長くすることができる。
【００２２】
また、図６（Ｂ）に示すように、前記蒸気排出通路５の外面側排出開口５ａの上部周囲外面部７ａをプーリＢの回転方向に対して、徐々に拡大させる傾斜形状又は円弧形状などの不均一な凹凸状面７ａ_１とすることにより、プーリＢの回転による空気の流れに、さらに多様な変化を与え、外面側排出開口５ａ周辺の流れを強めて、より換気作用を高めることができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、ポンプ室１と軸受室２との間に空隙室３が形成され，該空隙室３上方に蒸気排出通路５が形成され下方に水抜き通路４が形成されたポンプハウジングＡと、カップ状のプーリＢとからなり、該プーリＢの内周側面１３ａが前記蒸気排出通路５を覆うとともに、前記内周側面１３ａが外面側排出開口５ａの周囲の上部周囲外面部７ａに近接してなるウォーターポンプとしたことにより、前記プーリＢを介して蒸気排出通路５に対する泥水、塵埃等の侵入を防止するシール構造を簡単に構成することができ、且つ安定したシール動作を確保することができる。
【００２４】
上記効果を詳述すると、プーリＢの内周側面１３ａが前記蒸気排出通路５を覆うとともに、その内周側面１３ａが外面側排出開口５ａの周囲の上部周囲外面部７ａと近接しているので、蒸気排出通路５への泥水、塵埃等の異物の侵入を防止することができる。しかも、泥水、塵埃等の異物の侵入を防止する構成は、ポンプハウジングＡとプーリＢのみでできるので、ウォーターポンプの構成部品を増加させたり、特殊な部品を設けることもなく、工程数も少なくすることができ、ひいてはコストを高めることを防止できる。また、このような簡単な構成でありながらも、蒸気排出通路５からの蒸気排出が良好にできる。
【００２５】
請求項２の発明は、請求項１において、前記蒸気排出通路５の外面側排出開口５ａから上部垂直状壁面部７ｂが形成され、該上部垂直状壁面部７ｂには前記プーリＢ側に突出する突出部７ｃが形成され、前記プーリＢの開口側端縁は前記上部垂直状壁面部７ｂに近接するとともに、前記突出部７ｃはプーリＢの外周面上方に近接状態としてなるウォーターポンプとしたことにより、蒸気排出通路５の外面側排出開口５ａへの泥水、塵埃等の異物の侵入をより一層強力に防止することができる。
【００２６】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記蒸気排出通路５の外面側排出開口５ａに対向するプーリＢの内周側面１３ａに凸部１４，１４，…が形成されてなるウォーターポンプとしたことにより、前記凸部１４，１４，…により、空気の流れを起こして、蒸気排出通路５の外面側排出開口５ａから外部へ排出される水蒸気の淀みを防ぎ、換気作用を高めることができる。
【００２７】
請求項４の発明は、請求項１，２又は３において、前記蒸気排出通路５の外面側排出開口５ａの周囲を回転方向に沿って凹凸状に形成されてなるウォーターポンプとしたことにより、外面側排出開口５ａの周辺の空気の流れを強め、より換気作用を高めることができる。
【００２８】
請求項５の発明は、請求項１，２，３又は４において、前記水抜き通路４は、鉛直状通路部４ｂと水平状通路部４ｃとからなり、該水平状通路部４ｃの端部に位置する外面側水抜き開口４ａは前記プーリＢの装着側に向かっており、且つ前記水平状通路部４ｃ周囲に前記プーリＢの内周側面１３ａが近接してなるウォーターポンプとしたことにより、その外面側水抜き開口４ａがプーリＢの装着側に向かっており、且つ水平状通路部４ｃに内周側面１３ａが近接しているので、前記水抜き通路４の外面側水抜き開口４ａまでのシール部Ｓを比較的長くすることができるので、泥水、塵埃等の異物の侵入をより一層，防止することができる。
【００２９】
請求項６の発明は、請求項１，２，３又は４において、前記水抜き通路４の外面側水抜き開口４ａの下方に下部垂直状壁面部６ｂが形成され、前記プーリＢの開口側端縁は前記下部垂直状壁面部６ｂに近接してなるウォーターポンプとしたことにより、外面側水抜き開口４ａにおけるシール部Ｓを屈曲状に２箇所にすることができ、より一層強力に泥水、塵埃等の異物の侵入を防止することができる。
【００３０】
請求項７の発明は、請求項１，２，３，４，５又は６において、前記水抜き通路４は、鉛直状に形成され、外面側水抜き開口４ａはポンプハウジングＡの略直下に向かって形成され、前記外面側水抜き開口４ａが前記プーリＢの内周側面１３ａに覆われるとともに、前記外面側水抜き開口４ａの周囲の下部周囲外面部６ａに近接してなるウォーターポンプとしたことにより、ポンプハウジングＡとプーリＢによる２部材のみの簡単な構成で、前記水抜き通路４の外面側水抜き開口４ａへの泥水、塵埃等の異物の侵入を防止することができる。
【００３１】
請求項８の発明は、請求項６又は７において、前記水抜き通路４の鉛直状通路部４ｂの下端は前記水平状通路部４ｃの形成位置よりも下方に位置してなるウォーターポンプとしたことにより、前記鉛直状通路部４ｂにおける水平状通路部４ｃの形成位置よりも下方箇所は漏水貯留部４ｂ_１としての役目をなすことができる。すなわち、その漏水貯留部４ｂ_１が許容範囲量の漏水を貯留できる深さｄに設定することで、一定量の漏水が溜まるまで、漏水が外部に排出されることがなく、メカニカルシール９からの漏水による不具合品か否かの判断誤認を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の縦断側面図
【図２】（Ａ）は図１のＸ_１−Ｘ_１矢視断面図
（Ｂ）は（Ａ）のＸ_２−Ｘ_２矢視断面図
【図３】（Ａ）はポンプハウジングの縦断側面図
（Ｂ）はポンプハウジングの要部斜視図
【図４】（Ａ）は第１タイプのシール部の拡大断面図
（Ｂ）は第２タイプのシール部の拡大断面図
（Ｃ）は第３タイプのシール部の拡大断面図
【図５】（Ａ）はプーリに凸部を形成した状態の正面図
（Ｂ）は（Ａ）のＸ_３−Ｘ_３矢視断面図
（Ｃ）は（Ａ）のＸ_４−Ｘ_４矢視断面図
【図６】（Ａ）はプーリに凸部の作用を示す拡大図
（Ｂ）は上部周囲外面部を凹凸状面とした作用を示す拡大図
【図７】鉛直通路のみからなる水抜き通路を使用した本発明の要部縦断側面図
【図８】下部厚肉膨出部に下部垂直状壁面部が形成された本発明の要部縦断側面図
【図９】鉛直通路の下端に漏水貯留部が形成された本発明の要部縦断側面図
【符号の説明】
Ａ…ポンプハウジング
Ｂ…プーリ
１…ポンプ室
２…軸受室
３…空隙室
４…水抜き通路
４ａ…外面側水抜き開口
５…蒸気排出通路
５ａ…外面側排出開口
６ａ…下部周囲外面部
６ｂ…下部垂直状壁面部
１３ａ…内周側面
７ａ…上部周囲外面部
７ｂ…上部垂直状壁面部
７ｃ…突出部
１４…凸部

Claims

ポンプ室と軸受室との間に空隙室が形成され，該空隙室上方に蒸気排出通路が形成され下方に水抜き通路が形成されたポンプハウジングと、カップ状のプーリとからなり、該プーリの内周側面が前記蒸気排出通路を覆うとともに、前記内周側面が外面側排出開口の周囲の上部周囲外面部に近接してなることを特徴とするウォーターポンプ。
請求項１において、前記蒸気排出通路の外面側排出開口から上部垂直状壁面部が形成され、該上部垂直状壁面部には前記プーリ側に突出する突出部が形成され、前記プーリの開口側先端は前記上部垂直状壁面部に近接するとともに、前記突出部はプーリの外周面上方に近接状態としてなることを特徴とするウォーターポンプ。
請求項１又は２において、前記蒸気排出通路の外面側排出開口に対向するプーリの内周側面に凸部が形成されてなることを特徴とするウォーターポンプ。
請求項１，２又は３において、前記蒸気排出通路の外面側排出開口の周囲を回転方向に沿って凹凸状の凹凸状面が形成されてなることを特徴とするウォーターポンプ。
請求項１，２，３又は４において、前記水抜き通路は、鉛直状に形成され、外面側水抜き開口はポンプハウジングの略直下に向かって形成され、前記外面側水抜き開口が前記プーリの内周側面に覆われるとともに、前記外面側水抜き開口の周囲の下部周囲外面部に近接してなることを特徴とするウォーターポンプ。
請求項１，２，３又は４において、前記水抜き通路は、鉛直状通路部と水平状通路部とからなり、該水平状通路部の端部に位置する外面側水抜き開口は前記プーリの装着側に向かっており、且つ前記水平状通路部周囲に前記プーリの内周側面が近接してなることを特徴とするウォーターポンプ。
請求項１，２，３，４，５又は６において、前記水抜き通路の外面側水抜き開口の下方に下部垂直状壁面部が形成され、前記プーリの開口側端縁は前記下部垂直状壁面部に近接してなることを特徴とするウォーターポンプ。
請求項６又は７において、前記水抜き通路の鉛直状通路部の下端は前記水平状通路部の形成位置よりも下方に位置してなることを特徴とするウォーターポンプ。