JP2004324489A - ウォータポンプ - Google Patents
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- F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
- F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
Abstract
【課題】ウォータポンプにおいて、メカニカルシールから発生する振動の伝達を防止して、異音の発生を防止すること。
【解決手段】プーリ２０と一体的に回転し、その内側に中空部２５ａが形成されるシャフト部２５と、シャフト部２５と一体的に回転するインペラ３０と、シャフト部２５が挿通される略円筒状の支承部１２ａ，１２ｂを有するボデー１２と、支承部１２ａ，１２ｂの外周とプーリ２０の内周との間に配設され、プーリ２０を回転可能に支承するベアリング１４と、シャフト部２５の外周面と支承部１２ａ，１２ｂの内周面との間に画成される円筒状空間２７の一端側を封止するメカニカルシール５０とを備えたウォータポンプ１０において、シャフト部２５の中空部２５ａに、振動吸収部材２６を配設すること。
【選択図】 図１
【解決手段】プーリ２０と一体的に回転し、その内側に中空部２５ａが形成されるシャフト部２５と、シャフト部２５と一体的に回転するインペラ３０と、シャフト部２５が挿通される略円筒状の支承部１２ａ，１２ｂを有するボデー１２と、支承部１２ａ，１２ｂの外周とプーリ２０の内周との間に配設され、プーリ２０を回転可能に支承するベアリング１４と、シャフト部２５の外周面と支承部１２ａ，１２ｂの内周面との間に画成される円筒状空間２７の一端側を封止するメカニカルシール５０とを備えたウォータポンプ１０において、シャフト部２５の中空部２５ａに、振動吸収部材２６を配設すること。
【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、プーリと、プーリと一体的に回転し、その内側に中空部が形成されるシャフト部と、シャフト部と一体的に回転するインペラと、シャフト部が挿通される略円筒状の支承部を有するボデーと、支承部の外周とプーリの内周との間に配設され、プーリを回転可能に支承するベアリングと、シャフト部の外周面と支承部の内周面との間に画成される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ものがある。
【０００３】
ウォータポンプのメカニカルシールは、冷却水を水室に密閉し、水室と外部とを分離する。またメカニカルシールは、回転側部材と固定側部材が摺動する。このとき、冷却水が回転側部材と固定側部材のそれぞれの摺動面が互いに摺動する摺動部に進入し潤滑の作用を行う。ところで、この摺動面の表面が滑らかであれば、シール性は向上するが、一方、冷却水による潤滑性が低下する。このとき、メカニカルシールは、スティックスリップ現象を起こし、振動しながら回転する。このメカニカルシールの振動は、シャフトおよびプーリに伝達し異音が発生する恐れがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−０８９４８６号公報
【０００５】
【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、メカニカルシールから発生する振動の伝達を防止して、異音の発生を防止することを技術的課題とする。
【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し、その内側に中空部が形成されるシャフト部と、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る略円筒状の支承部を有するボデーと、前記支承部の外周と前記プーリの内周との間に配設され、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支承部の内周面との間に画成される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、前記シャフト部の中空部には、振動吸収部材が配設されていることである。
【０００７】
上記した手段によれば、シャフト部の中空部には、振動吸収部材が配設されていることにより、メカニカルシールから発生した振動は、振動吸収部材で吸収され、振動はシャフトおよびプーリに伝達されず、異音の発生が防止できる。
【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、前記振動吸収部材は、弾性部材からなることである。
【０００９】
上記した手段によれば、振動吸収部材は、弾性部材からなることにより、簡単な構造でウォータポンプに取り付けることができ、振動を吸収することができる。
【００１０】
【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。
【００１１】
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（又は、タイミングチェーンケースなど）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、基端（右端）側及び先端（左端）側にそれぞれ大径部１２ａ及び小径部１２ｂを備える段付形状の筒部（円筒状の支承部）が形成されている。筒部の小径部１２ｂ上にはベアリング１４のインナーレースが外嵌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。
【００１２】
ベアリング１４のアウターレース上には、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側端部が開口するシャフト部２５が一体成形されている。シャフト部２５の先端部には底壁部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２５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２５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及びシャフト部２５は、メッキ又は塗装等により耐蝕処理される。
【００１３】
シャフト部２５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の中央部から右方向に突出する中空突起部３０ｃが一体に形成される。この中空突起部３０ｃを中空のシャフト部２５の右端部に外嵌することにより、シャフト部２５の先端部には、インペラ３０が一体回転可能に嵌着される。なお、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。また、インペラは樹脂成形されてもよい。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。
【００１４】
シャフト部２５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２５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。
【００１５】
シャフト部２５の内側には、中空部２５ａが形成されている。中空部２５ａには弾性部材からなる振動吸収部材２６が圧入され取り付けられている。なお、振動吸収部材２６の長さは任意に設定してもよい。また、振動吸収部材２６は穴が形成されていてもよい。弾性部材はゴムまたは発泡部材（スポンジ）であってもよい。
【００１６】
次に本実施形態の作用について説明する。
【００１７】
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２５も同一方向に回転する。そして、シャフト部２５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。
【００１８】
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。このとき、メカニカルシール５０は、回転リング（回転側部材）５０ｂと固定リング（固定側部材）５０ａが摺動する。また、冷却水は回転リング５０ｂと固定リング５０ａのそれぞれの摺動面が互いに摺動する摺動部に進入し潤滑の作用を行う。ところで、この摺動面の表面が滑らかであれば、シール性は向上するが、一方、冷却水による潤滑性が低下する。このとき、メカニカルシール５０は、スティックスリップ現象を起こし、振動しながら回転する。このメカニカルシール５０の振動は、シャフト部２５およびプーリ２０に伝達し異音が発生する恐れがある。
【００１９】
ところが、中空部２５ａには、振動吸収部材２６が取り付けられていることにより、メカニカルシール５０から発生した振動は、振動吸収部材２６で吸収され、振動はシャフト部２５およびプーリ２０に伝達されず、異音の発生が防止できる。
【００２０】
【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、シャフト部の中空部には、振動吸収部材が配設されていることにより、メカニカルシールから発生した振動は、振動吸収部材で吸収され、振動はシャフトおよびプーリに伝達されず、異音の発生が防止できる。
【００２１】
また、請求項２の発明にて講じた技術的手段によれば、振動吸収部材は、弾性部材からなることにより、簡単な構造でウォータポンプに取り付けることができ、振動を吸収することができる。
【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・・・大径部（支承部）
１２ｂ・・・小径部（支承部）
１４・・・ベアリング
２０・・・プーリ
２５・・・シャフト部
２５ａ・・・中空部
２６・・・振動吸収部材
２７・・・円筒状空間
３０・・・インペラ
５０・・・メカニカルシール
【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、プーリと、プーリと一体的に回転し、その内側に中空部が形成されるシャフト部と、シャフト部と一体的に回転するインペラと、シャフト部が挿通される略円筒状の支承部を有するボデーと、支承部の外周とプーリの内周との間に配設され、プーリを回転可能に支承するベアリングと、シャフト部の外周面と支承部の内周面との間に画成される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ものがある。
【０００３】
ウォータポンプのメカニカルシールは、冷却水を水室に密閉し、水室と外部とを分離する。またメカニカルシールは、回転側部材と固定側部材が摺動する。このとき、冷却水が回転側部材と固定側部材のそれぞれの摺動面が互いに摺動する摺動部に進入し潤滑の作用を行う。ところで、この摺動面の表面が滑らかであれば、シール性は向上するが、一方、冷却水による潤滑性が低下する。このとき、メカニカルシールは、スティックスリップ現象を起こし、振動しながら回転する。このメカニカルシールの振動は、シャフトおよびプーリに伝達し異音が発生する恐れがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−０８９４８６号公報
【０００５】
【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、メカニカルシールから発生する振動の伝達を防止して、異音の発生を防止することを技術的課題とする。
【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し、その内側に中空部が形成されるシャフト部と、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る略円筒状の支承部を有するボデーと、前記支承部の外周と前記プーリの内周との間に配設され、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支承部の内周面との間に画成される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、前記シャフト部の中空部には、振動吸収部材が配設されていることである。
【０００７】
上記した手段によれば、シャフト部の中空部には、振動吸収部材が配設されていることにより、メカニカルシールから発生した振動は、振動吸収部材で吸収され、振動はシャフトおよびプーリに伝達されず、異音の発生が防止できる。
【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、前記振動吸収部材は、弾性部材からなることである。
【０００９】
上記した手段によれば、振動吸収部材は、弾性部材からなることにより、簡単な構造でウォータポンプに取り付けることができ、振動を吸収することができる。
【００１０】
【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。
【００１１】
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（又は、タイミングチェーンケースなど）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、基端（右端）側及び先端（左端）側にそれぞれ大径部１２ａ及び小径部１２ｂを備える段付形状の筒部（円筒状の支承部）が形成されている。筒部の小径部１２ｂ上にはベアリング１４のインナーレースが外嵌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。
【００１２】
ベアリング１４のアウターレース上には、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側端部が開口するシャフト部２５が一体成形されている。シャフト部２５の先端部には底壁部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２５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２５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及びシャフト部２５は、メッキ又は塗装等により耐蝕処理される。
【００１３】
シャフト部２５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の中央部から右方向に突出する中空突起部３０ｃが一体に形成される。この中空突起部３０ｃを中空のシャフト部２５の右端部に外嵌することにより、シャフト部２５の先端部には、インペラ３０が一体回転可能に嵌着される。なお、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。また、インペラは樹脂成形されてもよい。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。
【００１４】
シャフト部２５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２５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。
【００１５】
シャフト部２５の内側には、中空部２５ａが形成されている。中空部２５ａには弾性部材からなる振動吸収部材２６が圧入され取り付けられている。なお、振動吸収部材２６の長さは任意に設定してもよい。また、振動吸収部材２６は穴が形成されていてもよい。弾性部材はゴムまたは発泡部材（スポンジ）であってもよい。
【００１６】
次に本実施形態の作用について説明する。
【００１７】
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２５も同一方向に回転する。そして、シャフト部２５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。
【００１８】
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。このとき、メカニカルシール５０は、回転リング（回転側部材）５０ｂと固定リング（固定側部材）５０ａが摺動する。また、冷却水は回転リング５０ｂと固定リング５０ａのそれぞれの摺動面が互いに摺動する摺動部に進入し潤滑の作用を行う。ところで、この摺動面の表面が滑らかであれば、シール性は向上するが、一方、冷却水による潤滑性が低下する。このとき、メカニカルシール５０は、スティックスリップ現象を起こし、振動しながら回転する。このメカニカルシール５０の振動は、シャフト部２５およびプーリ２０に伝達し異音が発生する恐れがある。
【００１９】
ところが、中空部２５ａには、振動吸収部材２６が取り付けられていることにより、メカニカルシール５０から発生した振動は、振動吸収部材２６で吸収され、振動はシャフト部２５およびプーリ２０に伝達されず、異音の発生が防止できる。
【００２０】
【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、シャフト部の中空部には、振動吸収部材が配設されていることにより、メカニカルシールから発生した振動は、振動吸収部材で吸収され、振動はシャフトおよびプーリに伝達されず、異音の発生が防止できる。
【００２１】
また、請求項２の発明にて講じた技術的手段によれば、振動吸収部材は、弾性部材からなることにより、簡単な構造でウォータポンプに取り付けることができ、振動を吸収することができる。
【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・・・大径部（支承部）
１２ｂ・・・小径部（支承部）
１４・・・ベアリング
２０・・・プーリ
２５・・・シャフト部
２５ａ・・・中空部
２６・・・振動吸収部材
２７・・・円筒状空間
３０・・・インペラ
５０・・・メカニカルシール
Claims (2)
- プーリと、
該プーリと一体的に回転し、その内側に中空部が形成されるシャフト部と、
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る略円筒状の支承部を有するボデーと、
前記支承部の外周と前記プーリの内周との間に配設され、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支承部の内周面との間に画成される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、
前記シャフト部の中空部には、振動吸収部材が配設されていることを特徴とするウォータポンプ。 - 前記振動吸収部材は、弾性部材からなることを特徴とする請求項１に記載のウォータポンプ。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP2003118747A JP2004324489A (ja) | 2003-04-23 | 2003-04-23 | ウォータポンプ |
| CNA2004100348571A CN1570393A (zh) | 2003-04-23 | 2004-04-16 | 水泵 |
| DE602004003853T DE602004003853D1 (de) | 2003-04-23 | 2004-04-20 | Wasserpumpe |
| EP04009322A EP1471262B1 (en) | 2003-04-23 | 2004-04-20 | Water pump |
| KR1020040027809A KR100541332B1 (ko) | 2003-04-23 | 2004-04-22 | 워터 펌프 |
| US10/829,369 US20040213683A1 (en) | 2003-04-23 | 2004-04-22 | Water pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003118747A JP2004324489A (ja) | 2003-04-23 | 2003-04-23 | ウォータポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004324489A true JP2004324489A (ja) | 2004-11-18 |
Family
ID=32959635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003118747A Withdrawn JP2004324489A (ja) | 2003-04-23 | 2003-04-23 | ウォータポンプ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
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