JP2007120458A

JP2007120458A - Fluid pump

Info

Publication number: JP2007120458A
Application number: JP2005316414A
Authority: JP
Inventors: Kinbai Sai; 琴培崔; Teruhiko Kameoka; 輝彦亀岡
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-05-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress temperature rise of a seal member while preventing penetration of foreign matter into the seal member, in a direct coupled type fluid pump with a driving means and an impeller connected to each other by a shaft. <P>SOLUTION: This pump is provided with the impeller 16 forcibly feeding fluid, a pump chamber 12 storing the impeller 16 and through which fluid circulates, the driving means 17 arranged to the outside of the pump chamber 12 and rotating the impeller 16, the shaft 13 for connecting the impeller 16 and the driving means 17 to each other, and the seal member 33 arranged on the peripheral surface of the shaft 13 and preventing leakage of fluid from the pump chamber 12 to the side of the driving means 17. A shaft hollow part 13a communicated with the pump chamber 12 is formed in the inside of the shaft 13. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、駆動手段によりインペラを回転させて流体を吸引吐出する流体ポンプに関する。 The present invention relates to a fluid pump that sucks and discharges fluid by rotating an impeller by driving means.

従来、マグネットカップリングを介して駆動手段からインペラへトルクを伝達する流体ポンプが知られている。このマグネットカップリングを用いる流体ポンプでは、駆動手段とポンプ部が完全に遮断されるため流体洩れが発生しないという利点がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a fluid pump that transmits torque from a driving unit to an impeller via a magnet coupling is known. In the fluid pump using this magnet coupling, there is an advantage that fluid leakage does not occur because the driving means and the pump part are completely shut off.

しかし、マグネットカップリングの体格が流体ポンプの１／３程度を占めているため小型化に限界があり、また、マグネットカップリングのような間接動力伝達方式は理想的な状態（直結式）に比べてトルク伝達力が低下するという問題がある。 However, since the size of the magnet coupling occupies about 1/3 of the fluid pump, there is a limit to downsizing, and the indirect power transmission method such as the magnet coupling is less than the ideal state (direct connection type). Therefore, there is a problem that the torque transmission force is reduced.

そこで、マグネットカップリングを用いない流体ポンプ、すなわち駆動手段とインペラとをシャフトで連結した直結式の流体ポンプにおいて、流体洩れを防止する手段が特許文献１にて提案されている。 Therefore, Patent Document 1 proposes a means for preventing fluid leakage in a fluid pump that does not use a magnet coupling, that is, a direct-coupled fluid pump in which a driving means and an impeller are connected by a shaft.

この特許文献１に記載の流体ポンプでは、インペラと、インペラを収納するケースの内壁との間にシール部材（メカニカルシール）を設けることにより、流体洩れを防止している。 In the fluid pump described in Patent Document 1, fluid leakage is prevented by providing a seal member (mechanical seal) between the impeller and the inner wall of the case that houses the impeller.

また、この特許文献１に記載の流体ポンプでは、インペラに形成された環状のシャフト固定穴に中空状のシャフトを圧入することにより、インペラとシャフトとを強固に固定するとともに、インペラとシャフトとの間の密封性を確保している。さらに、中空状シャフトのインペラ側先端開口部はインペラで閉塞されており、中空状シャフトの内部空間には流体が流入しないようになっている。
実開平５−１９５９６号公報 In the fluid pump described in Patent Document 1, the impeller and the shaft are firmly fixed by press-fitting a hollow shaft into an annular shaft fixing hole formed in the impeller. Sealing performance is ensured. Further, the impeller side tip opening of the hollow shaft is closed by the impeller so that fluid does not flow into the internal space of the hollow shaft.
Japanese Utility Model Publication No. 5-19596

しかしながら、本発明者の詳細な検討によると、特許文献１に記載の流体ポンプにおいては、シール部で発生する摺動摩擦熱によって、シール性能が低下するという問題があることがわかった。これは、以下の理由による。 However, according to a detailed examination by the present inventor, it has been found that the fluid pump described in Patent Document 1 has a problem that the sealing performance is lowered due to the sliding frictional heat generated in the seal portion. This is due to the following reason.

即ち、鋳砂等がシール部材に侵入するとシール性能が低下してしまうので、インペラと、インペラを収納するケースの内壁との間の隙間を微少にして、ポンプ室１２の流体がシール部材側に侵入するのを抑制する必要がある。このため、シール部材側とポンプ室１２との間における流体の循環が抑制される。 That is, when casting sand or the like enters the sealing member, the sealing performance is deteriorated. Therefore, the gap between the impeller and the inner wall of the case that houses the impeller is made minute so that the fluid in the pump chamber 12 moves toward the sealing member. It is necessary to suppress intrusion. For this reason, the circulation of the fluid between the seal member side and the pump chamber 12 is suppressed.

このため、シール部材が摺動することにより発生する摩擦熱を流体に伝達して、シール部材を冷却することができない。 For this reason, the heat of friction generated by sliding of the seal member cannot be transmitted to the fluid to cool the seal member.

これに加え、インペラを金属と比較して熱伝導率が小さい樹脂で形成しているので、シャフト及びインペラを介して流体に伝達される摩擦熱が微少である。このため、シール部材を冷却することができない。 In addition, since the impeller is made of a resin having a smaller thermal conductivity than that of metal, the frictional heat transmitted to the fluid through the shaft and the impeller is very small. For this reason, the seal member cannot be cooled.

この結果、シール部材の温度が１３０〜１４０℃にも達し、シール部材が熱膨張するので、シール部材の摺動面が摩耗してシール性能が低下してしまう。 As a result, the temperature of the seal member reaches 130 to 140 ° C., and the seal member is thermally expanded, so that the sliding surface of the seal member is worn and the sealing performance is deteriorated.

ところで、水冷式内燃機関の冷却水は、凍結温度を下げるためにエチレングリコール等の溶質が混入されているが、冷却水が高温になると冷却水が蒸発し、冷却水に溶け込んでいた溶質が析出する。 By the way, the cooling water of the water-cooled internal combustion engine is mixed with a solute such as ethylene glycol in order to lower the freezing temperature. However, when the cooling water becomes high temperature, the cooling water evaporates and the solute dissolved in the cooling water is deposited. To do.

このため、特許文献１に記載の流体ポンプを水冷式内燃機関の冷却水を循環させるために用いる場合には、シール部材近傍の冷却水がシール部材の熱によって蒸発し、冷却水に溶け込んでいた溶質が析出してしまう。 For this reason, when the fluid pump described in Patent Document 1 is used to circulate the cooling water of the water-cooled internal combustion engine, the cooling water in the vicinity of the sealing member is evaporated by the heat of the sealing member and is dissolved in the cooling water. Solute will precipitate.

この結果、析出した溶質がシール部材の摺動面に付着堆積して、摺動面の密接度を損なうので、シール性能が低下してしまう。 As a result, the deposited solute adheres to and accumulates on the sliding surface of the seal member and impairs the closeness of the sliding surface, so that the sealing performance is deteriorated.

本発明は、上記点に鑑み、駆動手段とインペラとをシャフトで連結した直結式の流体ポンプにおいて、シール部材の温度上昇を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to suppress an increase in temperature of a seal member in a direct-coupled fluid pump in which a drive unit and an impeller are connected by a shaft.

また、本発明は、駆動手段とインペラとをシャフトで連結した直結式の流体ポンプにおいて、ベアリングの温度上昇を抑制することを他の目的とする。 Another object of the present invention is to suppress an increase in the temperature of a bearing in a direct-coupled fluid pump in which a driving unit and an impeller are connected by a shaft.

上記目的を達成するため、本発明は、流体を圧送するインペラ（１６）と、
インペラ（１６）を収納し、流体が流通するポンプ室（１２）と、
ポンプ室（１２）の外部に配置され、インペラ（１６）を回転させる駆動手段（１７）と、
インペラ（１６）と駆動手段（１７）とを連結するシャフト（１３）と、
シャフト（１３）の外周面に配置され、流体がポンプ室（１２）から駆動手段（１７）側へ洩れることを防止するシール部材（３３）とを備え、
シャフト（１３）の内部には、ポンプ室（１２）と連通するシャフト中空部（１３ａ）が形成されることを第１の特徴とする。 To achieve the above object, the present invention comprises an impeller (16) for pumping fluid,
A pump chamber (12) that houses the impeller (16) and through which the fluid flows;
A driving means (17) disposed outside the pump chamber (12) and rotating the impeller (16);
A shaft (13) connecting the impeller (16) and the drive means (17);
A seal member (33) disposed on the outer peripheral surface of the shaft (13) and preventing fluid from leaking from the pump chamber (12) to the drive means (17) side;
A first feature is that a shaft hollow portion (13a) communicating with the pump chamber (12) is formed inside the shaft (13).

これによると、シャフト中空部（１３ａ）がポンプ室（１２）と連通するので、ポンプ室（１２）の流体がシャフト中空部（１３ａ）内まで到達することができる。このため、シャフト（１３）とシール部材（３３）との摺動によって発生する摩擦熱をシャフト中空部（１３ａ）内の流体に伝達して、シール部材（３３）を冷却することができ、シール部材（３３）の温度上昇を抑制することができる。 According to this, since the hollow shaft portion (13a) communicates with the pump chamber (12), the fluid in the pump chamber (12) can reach the hollow shaft portion (13a). For this reason, the frictional heat generated by sliding between the shaft (13) and the seal member (33) can be transmitted to the fluid in the shaft hollow portion (13a) to cool the seal member (33). The temperature rise of the member (33) can be suppressed.

また、シャフト中空部（１３ａ）は、ポンプ室（１２）と連通し、駆動手段（１７）側とは連通しないので、シャフト中空部（１３ａ）内の流体が駆動手段（１７）側へ洩れることはない。 Further, the shaft hollow portion (13a) communicates with the pump chamber (12) and does not communicate with the drive means (17) side, so that the fluid in the shaft hollow portion (13a) leaks to the drive means (17) side. There is no.

さらに、シャフト（１３）の内部にシャフト中空部（１３ａ）を形成することによって、シャフト（１３）を軽量化できるので、流体ポンプの重量を低減できる。 Furthermore, since the shaft (13) can be reduced in weight by forming the shaft hollow portion (13a) inside the shaft (13), the weight of the fluid pump can be reduced.

本発明は、具体的には、シャフト（１３）のインペラ側先端部が、軸受部（３４）に挿入されて回転可能に支持されており、
シャフト中空部（１３ａ）が、シャフト（１３）と軸受部（３４）との間の隙間を介してポンプ室（１２）と連通している。 Specifically, in the present invention, the impeller side tip portion of the shaft (13) is inserted into the bearing portion (34) and is rotatably supported.
The shaft hollow portion (13a) communicates with the pump chamber (12) through a gap between the shaft (13) and the bearing portion (34).

これによると、シャフト中空部（１３ａ）とポンプ室（１２）との連通部がシール部材（３３）と離れているので、異物がシャフト中空部（１３ａ）内の流体によってシール部材（３３）側へ運ばれることが起こりにくい。 According to this, since the communicating portion between the shaft hollow portion (13a) and the pump chamber (12) is separated from the seal member (33), the foreign matter is separated from the seal member (33) side by the fluid in the shaft hollow portion (13a). It is hard to happen to be carried to.

また、本発明は、具体的には、シャフト（１３）のインペラ側先端部がインペラ（１６）から突出しており、
シャフト（１３）の外周面であって突出している部位に、シャフト中空部（１３ａ）とポンプ室（１２）とを連通する連通穴（１３ｂ）を形成してもよい。 Further, in the present invention, specifically, the impeller side tip of the shaft (13) protrudes from the impeller (16),
You may form the communicating hole (13b) which connects a shaft hollow part (13a) and a pump chamber (12) in the site | part which is the outer peripheral surface of a shaft (13) and protrudes.

また、本発明は、シャフト（１３）の外周面において、シール部材（３３）よりもインペラ（１６）側に配置され、ポンプ室（１２）側からシール部材（３３）側に向かう異物を捕捉する捕捉手段（３７、３８）を備えている。 Further, the present invention is arranged on the outer peripheral surface of the shaft (13) on the side of the impeller (16) with respect to the seal member (33), and captures foreign matters from the pump chamber (12) side toward the seal member (33) side. Capture means (37, 38) are provided.

さらに、本発明は、シャフト中空部（１３ａ）が、捕捉手段（３７、３８）よりもインペラ（１６）側の部位において、ポンプ室（１２）と連通している。 Furthermore, according to the present invention, the shaft hollow portion (13a) communicates with the pump chamber (12) at a portion closer to the impeller (16) than the capturing means (37, 38).

これによると、シャフト中空部（１３ａ）内を通過する流体によって、異物がシール部材（３３）側へ運ばれても、この異物を捕捉手段（３７、３８）によって捕捉することができる。 According to this, even if a foreign material is carried to the seal member (33) side by the fluid passing through the shaft hollow portion (13a), the foreign material can be captured by the capturing means (37, 38).

この結果、シャフト中空部（１３ａ）が、捕捉手段（３７、３８）よりもポンプ室（１２）側の部位において、ポンプ室（１２）と連通しても、シール部材（３３）への異物侵入を防止することができる。 As a result, even if the shaft hollow portion (13a) communicates with the pump chamber (12) at a position closer to the pump chamber (12) than the capturing means (37, 38), foreign matter enters the seal member (33). Can be prevented.

また、本発明は、シャフト（１３）の外周面において、シール部材（３３）よりもインペラ（１６）側に配置され、ポンプ室（１２）側からシール部材（３３）側に向かう異物を捕捉する捕捉手段（３７、３８）を備え、
シャフト（１３）の外周面であってインペラ（１６）と捕捉手段（３７、３８）との中間部位に、シャフト中空部（１３ａ）とポンプ室（１２）とを連通する連通穴（１３ｂ）を形成してもよい。 Further, the present invention is arranged on the outer peripheral surface of the shaft (13) on the side of the impeller (16) with respect to the seal member (33), and captures foreign matters from the pump chamber (12) side toward the seal member (33) side. With capture means (37, 38),
A communication hole (13b) for communicating the hollow portion of the shaft (13a) and the pump chamber (12) is formed at the outer peripheral surface of the shaft (13) and at an intermediate portion between the impeller (16) and the capturing means (37, 38). It may be formed.

これによると、連通穴（１３ｂ）を通じて異物がシール部材（３３）側へ運ばれても、この異物を捕捉手段（３７、３８）によって捕捉することができる。 According to this, even if a foreign substance is carried to the seal member (33) side through the communication hole (13b), the foreign substance can be captured by the capturing means (37, 38).

この結果、シャフト（１３）の外周面であってインペラ（１６）と捕捉手段（３７、３８）との中間部位に、シャフト中空部（１３ａ）とポンプ室（１２）とを連通する連通穴（１３ｂ）を形成しても、シール部材（３３）への異物侵入を防止することができる。 As a result, on the outer peripheral surface of the shaft (13), at the intermediate portion between the impeller (16) and the capturing means (37, 38), a communication hole (the communication hole (13)) for communicating the hollow portion (13a) and the pump chamber (12) Even if 13b) is formed, it is possible to prevent foreign matter from entering the seal member (33).

また、本発明は、インペラ（１６）に、捕捉手段（３７、３８）側を向いて開口するインペラ中空部（１６ｃ）を形成している。 In the present invention, the impeller (16) is formed with an impeller hollow portion (16c) that opens toward the capturing means (37, 38).

これによると、摺動摩擦熱を、インペラ（１６）を介してインペラ中空部（１６ｃ）内の流体に伝達し、シール部材（３３）を冷却することができる。この結果、シール部材（３３）の温度上昇をより抑制することができる。 According to this, the sliding frictional heat can be transmitted to the fluid in the impeller hollow portion (16c) via the impeller (16), and the seal member (33) can be cooled. As a result, the temperature rise of the seal member (33) can be further suppressed.

また、本発明は、シャフト（１３）の外周面に配置され、流体がポンプ室（１２）から駆動手段（１７）側へ洩れることを防止するシール部材（３３）と
シャフト（１３）の外周面において、シール部材（３３）よりもインペラ（１６）側に配置され、ポンプ室（１２）側からシール部材（３３）側に向かう異物を捕捉する捕捉手段（３７、３８）とを備え、
捕捉手段（３７、３８）に形成される空隙部を通じて、ポンプ室（１２）とシール部材（３３）側の空間とが連通することを第２の特徴とする。 Further, the present invention is arranged on the outer peripheral surface of the shaft (13) and prevents the fluid from leaking from the pump chamber (12) to the drive means (17) side and the outer peripheral surface of the shaft (13). And a capturing means (37, 38) that is disposed closer to the impeller (16) than the seal member (33) and captures foreign matter from the pump chamber (12) toward the seal member (33).
A second feature is that the pump chamber (12) and the space on the seal member (33) side communicate with each other through a gap formed in the capturing means (37, 38).

これによると、捕捉手段（３７、３８）に形成される空隙部を通じて、ポンプ室（１２）とシール部材（３３）側の空間とが連通するので、ポンプ室（１２）とシール部材（３３）側の空間との間で流体を出入りさせることができる。 According to this, the pump chamber (12) communicates with the space on the seal member (33) side through the gap formed in the capturing means (37, 38), so that the pump chamber (12) and the seal member (33) are communicated. Fluid can enter and exit from the side space.

このため、シャフト（１３）とシール部材（３３）との摺動によって発生する摩擦熱を、ポンプ室（１２）とシール部材（３３）側の空間との間で出入りする流体に伝達し、シール部材（３３）を冷却することができる。この結果、捕捉手段（３７、３８）によって異物がシール部材（３３）側に侵入するのを防止しつつ、シール部材（３３）の温度上昇を抑制することができる。 For this reason, the frictional heat generated by the sliding of the shaft (13) and the seal member (33) is transmitted to the fluid entering and leaving between the space on the pump chamber (12) and the seal member (33) side, and the seal The member (33) can be cooled. As a result, it is possible to suppress an increase in the temperature of the sealing member (33) while preventing foreign matter from entering the sealing member (33) side by the capturing means (37, 38).

本発明は、具体的には、捕捉手段が、流体を通過させ異物を捕捉する繊維状部材（３８）と、繊維状部材（３８）を固定するベース部材（３７）とで構成され、
ベース部材（３７）には、シャフト（１３）の径方向に延び、繊維状部材（３８）と重合する板状部（３７ａ）が形成され、
板状部（３７ａ）には、シャフト（１３）が貫通する貫通穴（３７ｂ）が形成されるとともに、シール部材（３３）側の空間とポンプ室（１２）とを連通させる連通穴（３７ｃ）が形成され、
連通穴（３７ｃ）と繊維状部材（３８）の空隙部とを通じて、ポンプ室（１２）とシール部材（３３）側の空間とが連通している。 Specifically, in the present invention, the capturing means includes a fibrous member (38) that allows fluid to pass through and traps foreign matter, and a base member (37) that fixes the fibrous member (38).
The base member (37) is formed with a plate-like portion (37a) extending in the radial direction of the shaft (13) and overlapping with the fibrous member (38),
The plate-like portion (37a) is formed with a through hole (37b) through which the shaft (13) passes, and a communication hole (37c) for communicating the space on the seal member (33) side with the pump chamber (12). Formed,
The pump chamber (12) and the space on the seal member (33) side communicate with each other through the communication hole (37c) and the gap of the fibrous member (38).

また、本発明は、具体的には、捕捉手段が、流体を通過させ異物を捕捉する繊維状部材（３８）のみで構成され、
繊維状部材（３８）がシール部材（３３）に直接固定され、
繊維状部材（３８）の空隙部を通じて、ポンプ室（１２）とシール部材（３３）側の空間とが連通するようにしてもよい。 Further, in the present invention, specifically, the capturing means is composed only of a fibrous member (38) that allows fluid to pass through and traps foreign matter,
The fibrous member (38) is directly fixed to the sealing member (33),
The pump chamber (12) and the space on the seal member (33) side may communicate with each other through the gap of the fibrous member (38).

また、本発明は、流体を圧送するインペラ（１６）と、
インペラ（１６）を収納し、流体が流通するポンプ室（１２）と、
ポンプ室（１２）の外部に配置され、インペラ（１６）を回転させる駆動手段（１７）と、
インペラ（１６）と駆動手段（１７）とを連結するシャフト（１３）と、
シャフト（１３）の外周面に配置され、流体がポンプ室（１２）から駆動手段（１７）側へ洩れることを防止するシール部材（３３）とを備え、
インペラ（１６）が金属によって形成されることを第３の特徴とする。 The present invention also includes an impeller (16) for pumping fluid;
A pump chamber (12) that houses the impeller (16) and through which the fluid flows;
A driving means (17) disposed outside the pump chamber (12) and rotating the impeller (16);
A shaft (13) connecting the impeller (16) and the drive means (17);
A seal member (33) disposed on the outer peripheral surface of the shaft (13) and preventing fluid from leaking from the pump chamber (12) to the drive means (17) side;
A third feature is that the impeller (16) is made of metal.

これによると、金属は樹脂と比較して熱伝導率が高いため、インペラ（１６）を樹脂によって形成する場合と比較して、多くの摺動摩擦熱をインペラ（１６）を介してポンプ室（１２）内の流体に伝達させることができる。この結果、シール部材（３３）を冷却することができ、シール部材（３３）の温度上昇を抑制することができる。 According to this, since the metal has a higher thermal conductivity than the resin, much sliding frictional heat is generated via the impeller (16) through the pump chamber (12) as compared with the case where the impeller (16) is formed of the resin. ) Can be transmitted to the fluid inside. As a result, the seal member (33) can be cooled, and the temperature rise of the seal member (33) can be suppressed.

また、本発明は、流体を圧送するインペラ（１６）と、
インペラ（１６）を収納し、流体が流通するポンプ室（１２）と、
ポンプ室（１２）の外部に配置され、インペラ（１６）を回転させる駆動手段（１７）と、
インペラ（１６）と駆動手段（１７）とを連結するシャフト（１３）と、
シャフト（１３）の外周側に配置され、シャフト（１３）を回転自在に支持するベアリング（２３）とを備え、
シャフト（１３）の内部には、ポンプ室（１２）と連通するシャフト中空部（１３ａ）が形成されることを第４の特徴とする。 The present invention also includes an impeller (16) for pumping fluid;
A pump chamber (12) that houses the impeller (16) and through which the fluid flows;
A driving means (17) disposed outside the pump chamber (12) and rotating the impeller (16);
A shaft (13) connecting the impeller (16) and the drive means (17);
A bearing (23) disposed on the outer peripheral side of the shaft (13) and rotatably supporting the shaft (13);
A fourth feature is that a shaft hollow portion (13a) communicating with the pump chamber (12) is formed inside the shaft (13).

これによると、シャフト中空部（１３ａ）がポンプ室（１２）と連通するので、ポンプ室（１２）の流体がシャフト中空部（１３ａ）内まで到達することができる。このため、ベアリング（２３）で発生する摩擦熱をシャフト中空部（１３ａ）内の流体に伝達して、シール部材（３３）を冷却することができ、ベアリング（２３）の温度上昇を抑制することができる。 According to this, since the hollow shaft portion (13a) communicates with the pump chamber (12), the fluid in the pump chamber (12) can reach the hollow shaft portion (13a). For this reason, the frictional heat generated in the bearing (23) can be transmitted to the fluid in the shaft hollow portion (13a) to cool the seal member (33), and the temperature rise of the bearing (23) can be suppressed. Can do.

さらに、シャフト（１３）の内部にシャフト中空部（１３ａ）を形成することによってシャフト（１３）を軽量化できるので、流体ポンプの重量を低減できる。 Furthermore, since the shaft (13) can be reduced in weight by forming the shaft hollow portion (13a) inside the shaft (13), the weight of the fluid pump can be reduced.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態は、本発明による流体ポンプを、内燃機関の冷却水を循環させる電動式のウォータポンプに適用したものである。この電動式ウォータポンプは、内燃機関の冷却水（温水）を、冷却水を熱源として車室内に吹き出す空気を加熱することにより車室内を暖房するヒータコア（暖房用熱交換器）との間で循環させるものである。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the fluid pump according to the present invention is applied to an electric water pump for circulating cooling water of an internal combustion engine. This electric water pump circulates cooling water (hot water) of an internal combustion engine with a heater core (heating heat exchanger) for heating the vehicle interior by heating the air blown into the vehicle interior using the cooling water as a heat source. It is something to be made.

図１は、本発明の第１実施形態による流体ポンプの断面図であり、図２は、図１におけるＡ部拡大図である。この図１において、流体ポンプは、継手部材１０によって電動機室１１とポンプ室１２とに分割されている。継手部材１０は、例えば樹脂よりなり、シャフト１３（詳細後述）の軸線方向に延びる略円筒状に形成されている。 FIG. 1 is a sectional view of a fluid pump according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG. In FIG. 1, the fluid pump is divided into an electric motor chamber 11 and a pump chamber 12 by a joint member 10. The joint member 10 is made of, for example, resin, and is formed in a substantially cylindrical shape extending in the axial direction of a shaft 13 (details will be described later).

継手部材１０の一端側に電動機ケーシング１４がビス１５にて固定されており、継手部材１０と電動機ケーシング１４とに囲まれて形成される内部空間が電動機室１１である。電動機室１１には、車載バッテリ（図示せず）から電力の供給を受けて、インペラ１６（詳細後述）を回転駆動する電動機１７が配置されている。なお、電動機１７は、本発明における駆動手段に該当するものである。 An electric motor casing 14 is fixed to one end side of the joint member 10 with screws 15, and an internal space formed by being surrounded by the joint member 10 and the electric motor casing 14 is an electric motor chamber 11. In the electric motor chamber 11, an electric motor 17 that receives electric power from an in-vehicle battery (not shown) and rotationally drives an impeller 16 (detailed later) is disposed. The electric motor 17 corresponds to the driving means in the present invention.

電動機１７は、周知のごとく、永久磁石にて構成されたステータ１８、コイルが巻かれてステータ１８内で回転するロータ１９、ロータ１９に電力を供給するブラシ及び整流子等からなる給電部２０、給電部２０のブラシに電気的に接続されているハーネス部２１等によって構成される。 As is well known, the electric motor 17 includes a stator 18 formed of a permanent magnet, a rotor 19 that is wound with a coil and rotated within the stator 18, a power supply unit 20 that includes a brush and a commutator that supplies power to the rotor 19, and the like. The harness part 21 etc. are electrically connected to the brush of the power feeding part 20.

ロータ１９のポンプ室１２側には、軸部２２を介してシャフト１３が接続される。なお、軸部２２の外周側であって、継手部材１０の内周側にはベアリング２３が配置され、ロータ１９及び軸部２２は、ベアリング２３によって継手部材１０に対して回転可能に支持される。したがって、シャフト１３も、ベアリング２３によって継手部材１０に対して回転可能に支持される。 A shaft 13 is connected to the rotor 19 on the pump chamber 12 side via a shaft portion 22. A bearing 23 is disposed on the outer peripheral side of the shaft part 22 and on the inner peripheral side of the joint member 10, and the rotor 19 and the shaft part 22 are rotatably supported by the bearing member 23 with respect to the joint member 10. . Therefore, the shaft 13 is also rotatably supported by the bearing 23 with respect to the joint member 10.

電動機室１１は、継手部材１０に設けられた呼吸穴２４によって外部と連通しており、呼吸穴２４により、電動機１７の発熱に伴う電動機室１１内の圧力上昇を防止するようになっている。また、呼吸穴２４は、外から水等が入らない構造になっている。 The motor chamber 11 communicates with the outside through a breathing hole 24 provided in the joint member 10, and the breathing hole 24 prevents an increase in pressure in the motor chamber 11 due to heat generation of the motor 17. The breathing hole 24 has a structure in which water or the like cannot enter from the outside.

継手部材１０の他端側にポンプケーシング２５がビス２６にて固定されており、継手部材１０とポンプケーシング２５とによって囲まれて形成される内部空間がポンプ室１２である。なお、継手部材１０とポンプケーシング２５との結合部には、Ｏリング２７が配置され、このＯリング２７によって、ポンプ室１２内の冷却水が外部に洩れるのを防止している。 A pump casing 25 is fixed to the other end side of the joint member 10 with a screw 26, and an internal space formed by being surrounded by the joint member 10 and the pump casing 25 is a pump chamber 12. Note that an O-ring 27 is disposed at the joint between the joint member 10 and the pump casing 25, and the O-ring 27 prevents the coolant in the pump chamber 12 from leaking to the outside.

インペラ１６は、ポンプ室１２内に配置され、継手部材１０を貫通するシャフト１３によって電動機１７と連結されている。このインペラ１６は、回転により冷却水をポンプ室１２の入口部２８から吸引し、出口部２９から吐出して、水冷式内燃機関（図示せず）とヒータコア（図示せず）との間に冷却水を循環させるようになっている。 The impeller 16 is disposed in the pump chamber 12 and is connected to the electric motor 17 by a shaft 13 that penetrates the joint member 10. The impeller 16 sucks cooling water from the inlet portion 28 of the pump chamber 12 by rotation and discharges it from the outlet portion 29 to cool between the water-cooled internal combustion engine (not shown) and the heater core (not shown). It is designed to circulate water.

インペラ１６は、複数枚の翼からなる本体部１６ａと、本体部１６ａの背面（図２の上方側の面）から電動機室１１側に円筒状に延出する延出部１６ｂとで構成され、本例では、樹脂により一体成型している。 The impeller 16 includes a main body portion 16a composed of a plurality of blades, and an extending portion 16b extending in a cylindrical shape from the back surface (upper surface in FIG. 2) of the main body portion 16a toward the electric motor chamber 11. In this example, it is integrally molded with resin.

インペラ１６の本体部１６ａの中心部には、シャフト１３が貫通するための貫通穴が形成され、この貫通穴には、金属により円筒状に形成されたインサート３０が圧入されている。そして、インサート３０の内周面にシャフト１３の外周面が嵌合することにより、インペラ１６がインサート３０を介してシャフト１３に固定される。 A through hole through which the shaft 13 penetrates is formed at the center of the main body portion 16a of the impeller 16, and an insert 30 formed in a cylindrical shape with metal is press-fitted into the through hole. Then, the impeller 16 is fixed to the shaft 13 via the insert 30 by fitting the outer peripheral surface of the shaft 13 to the inner peripheral surface of the insert 30.

また、インペラ１６の延出部１６ｂは、継手部材１０におけるポンプ室１２側の端面に形成された円環状凹部３１内に挿入される。これにより、インペラ１６の延出部１６ｂと継手部材１０の円環状凹部３１との間で形成されるインペラ背面空間３２はラビリンス構造を形成する。これにより、冷却水中の異物、例えば、内燃機関に用いられる鋳造部品に付着した鋳砂等がポンプ室１２側からリップシール３３（詳細後述）側に侵入するのを防止する。 Further, the extension 16 b of the impeller 16 is inserted into an annular recess 31 formed on the end surface of the joint member 10 on the pump chamber 12 side. Thereby, the impeller back space 32 formed between the extension part 16b of the impeller 16 and the annular recess 31 of the joint member 10 forms a labyrinth structure. This prevents foreign matter in the cooling water, for example, cast sand attached to casting parts used in the internal combustion engine, from entering the lip seal 33 (detailed later) side from the pump chamber 12 side.

シャフト１３は、本例では、磁性体金属により形成している。シャフト１３の内部には、断面が円形状のシャフト中空部１３ａがシャフト１３の軸線方向に延びて形成される。このシャフト中空部１３ａはインペラ１６側の先端からベアリング２３の近傍まで形成される。したがって、シャフト中空部１３ａはインペラ側先端部では開口し、電動機側先端部では閉塞されている。 In this example, the shaft 13 is made of a magnetic metal. Inside the shaft 13, a hollow shaft portion 13 a having a circular cross section is formed extending in the axial direction of the shaft 13. The shaft hollow portion 13 a is formed from the tip on the impeller 16 side to the vicinity of the bearing 23. Therefore, the shaft hollow portion 13a is opened at the impeller side distal end portion and is closed at the electric motor side distal end portion.

また、シャフト１３のインペラ側先端部は、シャフト１３の延長方向にポンプケーシング２５と一体に形成された軸受部３４に挿入され、ポンプケーシング２５に対して回転可能に支持されている。 Further, the impeller side tip portion of the shaft 13 is inserted into a bearing portion 34 formed integrally with the pump casing 25 in the extending direction of the shaft 13 and is supported rotatably with respect to the pump casing 25.

これにより、シャフト中空部１３ａは、矢印Ｂに示すように、軸受部３４の内周面とシャフト１３の外周面との間の隙間を介してポンプ室１２と連通するので、シャフト中空部１３ａ内にポンプ室１２の冷却水が流入する。なお、図２では図示の都合上、矢印Ｂのうち軸受部３４の内周面とシャフト１３の外周面との間の隙間の部分を、シャフト１３の外周面よりも軸受部３４側に図示している。 As a result, the shaft hollow portion 13a communicates with the pump chamber 12 through a gap between the inner peripheral surface of the bearing portion 34 and the outer peripheral surface of the shaft 13 as indicated by an arrow B. The cooling water of the pump chamber 12 flows into the. In FIG. 2, for the sake of illustration, the portion of the gap between the inner peripheral surface of the bearing portion 34 and the outer peripheral surface of the shaft 13 in the arrow B is illustrated closer to the bearing portion 34 than the outer peripheral surface of the shaft 13. ing.

ところで、継手部材１０におけるポンプ室１２側の端面には、シャフト１３を囲むようにして円形凹部３５が形成されている。この円形凹部３５の電動機室１１側には、ポンプ室１２側から電動機室１１側への冷却水の洩れを防止するリップシール３３が、圧入により気密に固定されている。なお、リップシール３３は、本発明におけるシール部材に該当するものである。 Incidentally, a circular recess 35 is formed on the end face of the joint member 10 on the pump chamber 12 side so as to surround the shaft 13. A lip seal 33 for preventing leakage of cooling water from the pump chamber 12 side to the motor chamber 11 side is airtightly fixed to the circular recess 35 on the motor chamber 11 side by press-fitting. The lip seal 33 corresponds to the seal member in the present invention.

リップシール３３は、同軸２重円筒をその一端側（図２の上方側）で結合した形状を有しており、ゴム等の弾性材料にて一体成型されている。 The lip seal 33 has a shape obtained by connecting coaxial double cylinders at one end side (the upper side in FIG. 2), and is integrally formed of an elastic material such as rubber.

リップシール３３の同軸２重円筒のうち、内筒部の内周面には、主リップ３３ａとダストリップ３３ｂとが、シャフト１３の軸線方向に連なって形成されている。主リップ３３ａは、シャフト１３の軸線方向においてポンプ室１２側に配置され、シャフト１３の外周面に摺動自在に密接して冷却水の洩れを防止する。 Of the coaxial double cylinder of the lip seal 33, a main lip 33 a and a dust lip 33 b are formed on the inner peripheral surface of the inner cylinder portion so as to continue in the axial direction of the shaft 13. The main lip 33a is disposed on the pump chamber 12 side in the axial direction of the shaft 13, and is slidably in close contact with the outer peripheral surface of the shaft 13 to prevent leakage of cooling water.

一方、ダストリップ３３ｂは、シャフト１３の軸線方向において電動機室１１側に配置され、シャフト１３の外周面に摺動自在に密接して電動機室１１側から主リップ３３ａへの異物（ダスト等）の侵入を防止する。 On the other hand, the dust lip 33b is disposed on the motor chamber 11 side in the axial direction of the shaft 13, and is slidably brought into close contact with the outer peripheral surface of the shaft 13 so that foreign matter (dust or the like) from the motor chamber 11 side to the main lip 33a. Prevent intrusion.

また、リップシール３３の内筒部の外周側には、主リップ３３ａをシャフト１３に押し付けるスプリング３６が配置されている。このスプリング３６は、磁気を帯びた金属よりなる。このスプリング３６のばね力、及び、スプリング３６とシャフト１３との間で発生する磁力の両者により、主リップ３３ａがシャフト１３に押し付けられるようになっている。 A spring 36 that presses the main lip 33 a against the shaft 13 is disposed on the outer peripheral side of the inner cylinder portion of the lip seal 33. The spring 36 is made of a magnetic metal. The main lip 33 a is pressed against the shaft 13 by both the spring force of the spring 36 and the magnetic force generated between the spring 36 and the shaft 13.

また、円形凹部３５のポンプ室１２側には、ポンプ室１２側からリップシール３３側に向かう異物、例えば、鋳造部品に付着した鋳砂等を捕捉する捕捉手段をなすベース部材３７及び繊維状部材３８が配置されている。 Further, on the pump chamber 12 side of the circular recess 35, a base member 37 and a fibrous member that form a capturing means for capturing foreign matters, for example, cast sand attached to the cast parts, from the pump chamber 12 side to the lip seal 33 side. 38 is arranged.

ベース部材３７は、本例では、ゴムにより略有底円筒状に形成され、略有底円筒形状の底部をなす板状部３７ａがシャフト１３の径方向に延びて形成される。ベース部材３７はは、板状部３７ａがリップシール３３側になるように、円形凹部３５に圧入により気密に固定されている。また、板状部３７ａの中心部には、シャフト１３が貫通するための貫通穴３７ｂが形成されている。 In this example, the base member 37 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape by rubber, and a plate-like portion 37 a forming a bottom portion of the substantially bottomed cylindrical shape is formed extending in the radial direction of the shaft 13. The base member 37 is airtightly fixed by press-fitting into the circular recess 35 so that the plate-like portion 37a is on the lip seal 33 side. Further, a through hole 37b through which the shaft 13 passes is formed at the center of the plate-like portion 37a.

図３に示すように、ベース部材３７の板状部３７ａのポンプ室１２側の面には、穴あき円盤状の繊維状部材３８が配置されている。この繊維状部材３８は、いわゆるファブリックと呼ばれる繊維が絡み合った素材からなる。したがって、繊維状部材３８はフィルターとして機能し、繊維間の空隙部を通じて冷却水を通過させる一方で、ポンプ室１２側からリップシール３３側に向かう異物を繊維で捕捉することができる。 As shown in FIG. 3, a perforated disk-like fibrous member 38 is disposed on the surface of the plate-like portion 37 a of the base member 37 on the pump chamber 12 side. The fibrous member 38 is made of a material in which fibers called so-called fabrics are intertwined. Therefore, the fibrous member 38 functions as a filter, and allows the cooling water to pass through the gap between the fibers, while capturing foreign matters from the pump chamber 12 side toward the lip seal 33 side with the fibers.

繊維状部材３８は、ベース部材３７の板状部３７ａに重合して接着固定されている。また、繊維状部材３８の穴部３８ａは、ベース部材３７の貫通穴３７ｂと同軸に形成され、シャフト１３の外径よりも若干小さい径を有している。これにより、繊維状部材３８の内周面がシャフト１３の外周面に摺動自在に接する。 The fibrous member 38 is superposed and bonded and fixed to the plate-like portion 37 a of the base member 37. The hole 38 a of the fibrous member 38 is formed coaxially with the through hole 37 b of the base member 37 and has a diameter slightly smaller than the outer diameter of the shaft 13. Thereby, the inner peripheral surface of the fibrous member 38 is slidably in contact with the outer peripheral surface of the shaft 13.

なお、リップシール３３内部には、リップシール３３、ベース部材３７及びシャフト１３に囲まれてリップシール内空間３９が形成される。このリップシール内空間３９には、主リップ３３ａおよびダストリップ３３ｂの磨耗防止と摺動摩擦低減のためにゲル状のフッ素グリス（図示せず）が封入されている。このフッ素グリスのポンプ室１２側への流出は、繊維状部材３８によって防止されるようになっている。 In the lip seal 33, a lip seal inner space 39 is formed surrounded by the lip seal 33, the base member 37, and the shaft 13. The lip seal inner space 39 is filled with gel-like fluorine grease (not shown) for preventing wear of the main lip 33a and the dust lip 33b and reducing sliding friction. The outflow of this fluorine grease to the pump chamber 12 side is prevented by the fibrous member 38.

次に、上記構成において、流体ポンプの作動について説明する。ポンプ作動時は、電動機１７のトルクがシャフト１３を介してインペラ１６に伝達されてインペラ１６が回転する。インペラ１６の回転により冷却水が吸引吐出され、内燃機関とヒータコアとの間で冷却水が循環する。 Next, the operation of the fluid pump in the above configuration will be described. When the pump is operated, the torque of the electric motor 17 is transmitted to the impeller 16 through the shaft 13 and the impeller 16 rotates. The cooling water is sucked and discharged by the rotation of the impeller 16, and the cooling water circulates between the internal combustion engine and the heater core.

このポンプ作動時は、リップシール３３の主リップ３３ａによって、ポンプ室１２側から電動機室１１側への冷却水の洩れを防止する。また、リップシール３３のダストリップ３３ｂによって、電動機室１１側から主リップ３３ａへの異物（ダスト等）の侵入を防止する。 During this pump operation, the main lip 33a of the lip seal 33 prevents leakage of cooling water from the pump chamber 12 side to the motor chamber 11 side. Further, the dust strip 33b of the lip seal 33 prevents foreign matter (dust etc.) from entering the main lip 33a from the motor chamber 11 side.

また、ポンプ室１２に流入した鋳砂等は、繊維状部材３８によって捕捉される。これにより、鋳砂等がリップシール３３側に侵入するのを確実に防止することができる。 Further, the cast sand and the like flowing into the pump chamber 12 are captured by the fibrous member 38. Thereby, it is possible to reliably prevent casting sand or the like from entering the lip seal 33 side.

ところで、リップシール３３の主リップ３３ａ及びダストリップ３３ｂがシャフト１３と摺動することにより摩擦熱が発生するが、この摩擦熱はシャフト中空部１３ａ内の冷却水に伝達される。 By the way, friction heat is generated when the main lip 33a and the dust lip 33b of the lip seal 33 slide with the shaft 13, and this friction heat is transmitted to the cooling water in the shaft hollow portion 13a.

即ち、シャフト中空部１３ａはインペラ１６側の先端からベアリング２３の近傍まで形成されるので、シャフト１３のうち、リップシール３３と摺動する部位にはシャフト中空部１３ａが形成されている。 That is, since the shaft hollow portion 13a is formed from the tip on the impeller 16 side to the vicinity of the bearing 23, the shaft hollow portion 13a is formed in a portion of the shaft 13 that slides with the lip seal 33.

このシャフト中空部１３ａ内の冷却水とポンプ室１２内の冷却水との温度差、圧力差、あるいは、インペラ１６の回転による遠心力等は時々刻々変動するので、冷却水が矢印Ｂのようにポンプ室１２とシャフト中空部１３ａとの間を出入りする。なお、図２における矢印Ｂは、この冷却水の出入りを模式的に示したものである。 Since the temperature difference, pressure difference between the cooling water in the shaft hollow portion 13a and the cooling water in the pump chamber 12, or the centrifugal force due to the rotation of the impeller 16 varies from time to time, the cooling water is as indicated by an arrow B. It goes in and out between the pump chamber 12 and the shaft hollow portion 13a. Note that an arrow B in FIG. 2 schematically shows the entry and exit of the cooling water.

このシャフト中空部１３ａとポンプ室１２との間の冷却水の出入りによって、主リップ３３ａ及びダストリップ３３ｂとシャフト１３との摺動面で発生する摩擦熱がポンプ室１２の冷却水に伝達される。 As the cooling water enters and exits between the shaft hollow portion 13a and the pump chamber 12, frictional heat generated on the sliding surfaces of the main lip 33a and the dust lip 33b and the shaft 13 is transmitted to the cooling water in the pump chamber 12. .

このため、リップシール３３を冷却することができ、摩擦熱によってリップシール３３の温度が上昇することを抑制できる。この結果、リップシール３３の熱膨張によってリップシール３３がシャフトに削られてシール性能が低下するという不具合を回避できる。 For this reason, the lip seal 33 can be cooled and it can suppress that the temperature of the lip seal 33 rises by frictional heat. As a result, it is possible to avoid the problem that the lip seal 33 is scraped by the shaft due to thermal expansion of the lip seal 33 and the sealing performance is deteriorated.

また、リップシール３３の温度上昇を抑制できるので、リップシール３３近傍の冷却水の蒸発によって冷却水に溶け込んでいた溶質が析出し、この溶質が主リップ３３ａ及びダストリップ３３ｂとシャフト１３との摺動面に付着堆積してシール性能が低下してしまうという不具合も回避できる。 Further, since the temperature rise of the lip seal 33 can be suppressed, the solute dissolved in the cooling water is precipitated by the evaporation of the cooling water in the vicinity of the lip seal 33, and this solute slides between the main lip 33a and the dust lip 33b and the shaft 13. It is also possible to avoid a problem that the sealing performance deteriorates due to adhesion and deposition on the moving surface.

なお、流体ポンプの内燃機関等への搭載方向を、ポンプ室１２が上で電動機室１１が下になるようにすれば、シャフト中空部１３ａとポンプ室１２との間の冷却水の出入りに自然対流を利用できるので、リップシール３３の温度上昇を抑制する効果がより得られる。 In addition, if the mounting direction of the fluid pump to the internal combustion engine or the like is such that the pump chamber 12 is on the upper side and the electric motor chamber 11 is on the lower side, the cooling water between the shaft hollow portion 13a and the pump chamber 12 can naturally enter and exit. Since convection can be used, the effect of suppressing the temperature rise of the lip seal 33 can be further obtained.

また、シャフト中空部１３ａはポンプ室１２のみと連通し、電動機室１１とは連通しないので、シャフト中空部１３ａ内の冷却水が電動機室１１側へ洩れることはない。 Further, since the shaft hollow portion 13a communicates only with the pump chamber 12 and does not communicate with the electric motor chamber 11, the cooling water in the shaft hollow portion 13a does not leak to the electric motor chamber 11 side.

また、シャフト中空部１３ａとポンプ室１２との連通部は、シャフト１３の先端面のみであり、リップシール３３から離れているので、シャフト中空部１３ａ内の流体がリップシール３３側へ直接流れ込むことはない。このため、シャフト中空部１３ａ内の流体によって鋳砂等がリップシール３３側へ運ばれることが起こりにくい。 Further, the communicating portion between the shaft hollow portion 13a and the pump chamber 12 is only the front end surface of the shaft 13 and is away from the lip seal 33, so that the fluid in the shaft hollow portion 13a flows directly into the lip seal 33 side. There is no. For this reason, it is difficult for casting sand or the like to be carried to the lip seal 33 side by the fluid in the shaft hollow portion 13a.

また、シャフト中空部１３ａを形成することにより、シャフト中空部１３ａを形成しない場合と比較してシャフト１３を軽量化することができる。この結果、流体ポンプの重量を低減することができる。 Moreover, the shaft 13 can be reduced in weight by forming the shaft hollow part 13a compared with the case where the shaft hollow part 13a is not formed. As a result, the weight of the fluid pump can be reduced.

さらに、シャフト中空部１３ａは、シャフト１３の軸線方向において、シャフト１３の先端からベアリング２３の付近まで形成されている。このため、シャフト中空部１３ａを出入りする冷却水によって、ベアリング２３をも冷却することができる。この結果、ベアリング２３が摩擦熱によって温度上昇することを抑制することができ、ベアリング２３の熱膨張による摩耗を抑制することができる。 Further, the shaft hollow portion 13 a is formed from the tip of the shaft 13 to the vicinity of the bearing 23 in the axial direction of the shaft 13. For this reason, the bearing 23 can also be cooled by the cooling water entering and exiting the shaft hollow portion 13a. As a result, it is possible to suppress the temperature of the bearing 23 from increasing due to frictional heat, and it is possible to suppress wear due to thermal expansion of the bearing 23.

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、シャフト中空部１３ａとポンプ室１２とは、シャフト１３と軸受部３４との間の隙間のみを介して連通しているが、本実施形態では、図４に示すように、シャフト１３の外周面であってインペラ１６から突出している部位に連通穴１３ｂを形成して、シャフト中空部１３ａとポンプ室１２とが、シャフト１３と軸受部３４との間の隙間のみならず、連通穴１３ｂをも介して連通するようにする。 (Second Embodiment)
In the first embodiment, the shaft hollow portion 13a and the pump chamber 12 communicate with each other only through a gap between the shaft 13 and the bearing portion 34. In the present embodiment, as shown in FIG. The communication hole 13b is formed in the outer peripheral surface of the shaft 13 and protrudes from the impeller 16, so that the shaft hollow portion 13a and the pump chamber 12 are not only the gap between the shaft 13 and the bearing portion 34. The communication hole 13b is also communicated.

図４は、本実施形態における要部拡大断面図である。シャフト１３の連通穴１３ｂは、シャフト１３の軸線方向において、インサート３０と軸受部３４との間に形成される。また、本例では、この連通穴１３ｂをシャフト１３の円周方向に等間隔に４個配置している。なお、連通穴１３ｂの個数は、４個に限定されるものではなく、適宜増減が可能である。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part in the present embodiment. The communication hole 13 b of the shaft 13 is formed between the insert 30 and the bearing portion 34 in the axial direction of the shaft 13. In this example, four communication holes 13 b are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the shaft 13. The number of communication holes 13b is not limited to four, and can be increased or decreased as appropriate.

これにより、シャフト中空部１３ａは、シャフト１３の先端面で開口するとともに、シャフト１３の外周面においても連通穴１３ｂによって開口する。これにより、シャフト中空部１３ａとポンプ室１２とが、矢印Ｃのようにシャフト１３と軸受部３４との間の隙間を介して連通するとともに、矢印Ｄのように連通穴１３ｂをも介して連通する。 Thereby, the shaft hollow portion 13a opens at the tip end surface of the shaft 13, and also opens at the outer peripheral surface of the shaft 13 through the communication hole 13b. Thus, the shaft hollow portion 13a and the pump chamber 12 communicate with each other through a gap between the shaft 13 and the bearing portion 34 as indicated by an arrow C, and also communicate with each other via a communication hole 13b as indicated by an arrow D. To do.

本実施形態においては、シャフト中空部１３ａ内の冷却水とポンプ室１２内の冷却水との温度差、圧力差、あるいは、インペラ１６の回転による遠心力等は時々刻々変動するので、冷却水が矢印Ｃ及び矢印Ｄに示す経路でポンプ室１２とシャフト中空部１３ａとの間を出入りする。 In the present embodiment, the temperature difference, pressure difference between the cooling water in the shaft hollow portion 13a and the cooling water in the pump chamber 12, or the centrifugal force due to the rotation of the impeller 16 varies from moment to moment. It goes in and out between the pump chamber 12 and the shaft hollow portion 13a through a path indicated by arrows C and D.

図４における矢印Ｃ及び矢印Ｄの向きは、この冷却水の出入りの一状態を模式的に示したものであり、常にこの向きに流れることを意味するものではない。本実施形態では、シャフト１３の回転による遠心力が、シャフト中空部１３ａ内の冷却水をシャフト中空部１３ａの径方向外側に押し出すように作用する。 The directions of arrows C and D in FIG. 4 schematically show one state of the cooling water in and out, and do not mean that the directions always flow in this direction. In the present embodiment, the centrifugal force due to the rotation of the shaft 13 acts to push the cooling water in the shaft hollow portion 13a outward in the radial direction of the shaft hollow portion 13a.

このため、ポンプ室１２内の冷却水が、矢印Ｃのように、シャフト１３と軸受部３４との間の隙間を通過してシャフト中空部１３ａ内に流入し、矢印Ｄのように、シャフト１３の連通穴１３ｂからポンプ室１２へと流出するという冷却水の循環が起こりやすい。 For this reason, the cooling water in the pump chamber 12 passes through the gap between the shaft 13 and the bearing portion 34 as indicated by the arrow C and flows into the shaft hollow portion 13a, and the shaft 13 as indicated by the arrow D. Circulation of the cooling water that flows out from the communication hole 13b to the pump chamber 12 is likely to occur.

この結果、主リップ３３ａ及びダストリップ３３ｂとシャフト１３との摺動面で発生する摩擦熱が、ポンプ室１２の冷却水に伝達されるので、リップシール３３の温度上昇を抑制することができ、シール性能が低下する不具合を回避できる。 As a result, the frictional heat generated on the sliding surfaces of the main lip 33a and dust strip 33b and the shaft 13 is transmitted to the cooling water in the pump chamber 12, so that the temperature rise of the lip seal 33 can be suppressed. It is possible to avoid the problem that the sealing performance is lowered.

また、シャフト中空部１３ａは、シャフト１３のうちインペラ１６よりも先端側のみにおいて、ポンプ室１２と連通し、電動機室１１とは連通しないので、シャフト中空部１３ａ内の流体がリップシール３３側へ直接流れ込むことはない。このため、シャフト中空部１３ａ内の流体によって鋳砂等がリップシール３３側へ運ばれることが起こりにくい。 Further, the shaft hollow portion 13a communicates with the pump chamber 12 only at the tip side of the impeller 16 in the shaft 13 and does not communicate with the electric motor chamber 11, so that the fluid in the shaft hollow portion 13a moves toward the lip seal 33 side. There is no direct flow. For this reason, it is difficult for casting sand or the like to be carried to the lip seal 33 side by the fluid in the shaft hollow portion 13a.

（第３実施形態）
上記第２実施形態では、シャフト１３の外周面の連通穴１３ｂをインペラ１６から突出している部位に配置しているが、本実施形態では、図５に示すように、シャフト１３の外周面の連通穴１３ｂをインペラ１６と繊維状部材３８との間に配置する。 (Third embodiment)
In the second embodiment, the communication hole 13b on the outer peripheral surface of the shaft 13 is arranged at a portion protruding from the impeller 16, but in this embodiment, as shown in FIG. The hole 13 b is disposed between the impeller 16 and the fibrous member 38.

図５は、本実施形態における要部拡大断面図である。シャフト１３の連通穴１３ｂは、シャフト１３の軸線方向において、インペラ１６と繊維状部材３８との間に配置される。また、本例では、この連通穴１３ｂをシャフト１３の円周方向に等間隔に４個配置している。なお、連通穴１３ｂの個数は、４個に限定されるものではなく、適宜増減が可能である。 FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part in the present embodiment. The communication hole 13 b of the shaft 13 is disposed between the impeller 16 and the fibrous member 38 in the axial direction of the shaft 13. In this example, four communication holes 13 b are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the shaft 13. The number of communication holes 13b is not limited to four, and can be increased or decreased as appropriate.

これにより、シャフト中空部１３ａとポンプ室１２とが、矢印Ｃのようにシャフト１３と軸受部３４との間の隙間を介して連通するとともに、矢印Ｅのように連通穴１３ｂ及びインペラ背面空間３２をも介して連通する。 Thus, the shaft hollow portion 13a and the pump chamber 12 communicate with each other through a gap between the shaft 13 and the bearing portion 34 as indicated by an arrow C, and the communication hole 13b and the impeller back space 32 as indicated by an arrow E. It communicates also through.

本実施形態においても、上記第２実施形態と同様に、シャフト中空部１３ａ内の冷却水とポンプ室１２内の冷却水との温度差、圧力差、あるいは、インペラ１６の回転による遠心力等は時々刻々変動するので、冷却水が矢印Ｃ及び矢印Ｅに示す経路でポンプ室１２とシャフト中空部１３ａとの間を出入りする。 Also in this embodiment, as in the second embodiment, the temperature difference, pressure difference between the cooling water in the shaft hollow portion 13a and the cooling water in the pump chamber 12, or the centrifugal force due to the rotation of the impeller 16 is Since it fluctuates from moment to moment, the cooling water enters and exits between the pump chamber 12 and the shaft hollow portion 13a through the paths indicated by arrows C and E.

図５における矢印Ｃ及び矢印Ｅの向きは、この冷却水の出入りの一状態を模式的に示したものであり、常にこの向きに流れることを意味するものではない。本実施形態では、シャフト１３の回転による遠心力が、シャフト中空部１３ａ内の冷却水をシャフト中空部１３ａの径方向外側に押し出すように作用する。 The directions of arrows C and E in FIG. 5 schematically show one state of the cooling water in and out, and do not mean that the directions always flow in this direction. In the present embodiment, the centrifugal force due to the rotation of the shaft 13 acts to push the cooling water in the shaft hollow portion 13a outward in the radial direction of the shaft hollow portion 13a.

このため、ポンプ室１２内の冷却水が、矢印Ｃのように、シャフト１３と軸受部３４との間の隙間を通過してシャフト中空部１３ａ内に流入し、矢印Ｅのように、シャフト１３の連通穴１３ｂ及びインペラ背面空間３２を通過してポンプ室１２へと流出するという冷却水の循環が起こりやすい。 For this reason, the cooling water in the pump chamber 12 passes through the gap between the shaft 13 and the bearing portion 34 as indicated by the arrow C and flows into the shaft hollow portion 13a, and the shaft 13 as indicated by the arrow E. The circulation of the cooling water that flows out to the pump chamber 12 through the communication hole 13b and the impeller back space 32 tends to occur.

なお、シャフト１３の連通穴１３ｂから冷却水とともに流出する鋳砂等は繊維状部材３８によって捕捉される。このため、リップシール３３への異物侵入防止効果は損なわれない。 Cast sand and the like flowing out together with the cooling water from the communication hole 13 b of the shaft 13 are captured by the fibrous member 38. For this reason, the effect of preventing foreign matter from entering the lip seal 33 is not impaired.

（第４実施形態）
上記第１実施形態では、シャフト中空部１３ａ内の冷却水によってリップシール３３の温度上昇を抑制しているが、本実施形態では、図６に示すように、シャフト中空部１３ａを廃止して、インペラ１６をアルミニウム化することにより、リップシール３３の温度上昇を抑制する。 (Fourth embodiment)
In the said 1st Embodiment, although the temperature rise of the lip seal 33 is suppressed with the cooling water in the shaft hollow part 13a, as shown in FIG. 6, the shaft hollow part 13a is abolished, By making the impeller 16 aluminum, the temperature rise of the lip seal 33 is suppressed.

図６は、本実施形態における要部拡大断面図である。本実施形態は、上記第１実施形態に対して、シャフト中空部１３ａを廃止し、インペラ１６の材質を樹脂からアルミニウムに変更したものであり、それ以外は上記第１実施形態と同様である。 FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part in the present embodiment. The present embodiment is the same as the first embodiment except that the shaft hollow portion 13a is eliminated and the material of the impeller 16 is changed from resin to aluminum with respect to the first embodiment.

周知のごとく、アルミニウムの熱伝導率は、樹脂の熱伝導率のおよそ１０００倍である。このため、主リップ３３ａ及びダストリップ３３ｂとシャフト１３との摺動面で発生する摩擦熱がシャフト１３を介してインペラ１６に伝わり、インペラ１６からポンプ室１２内の冷却水に放熱される。 As is well known, the thermal conductivity of aluminum is approximately 1000 times that of resin. For this reason, frictional heat generated on the sliding surfaces of the main lip 33 a and dust lip 33 b and the shaft 13 is transmitted to the impeller 16 through the shaft 13, and is radiated from the impeller 16 to the cooling water in the pump chamber 12.

図７は、本実施形態におけるリップシール３３の温度上昇抑制効果を示すグラフであり、ポンプ作動時におけるリップシール３３の温度を、アルミニウム製のインペラ１６の場合と樹脂製のインペラ１６の場合とで比較したものである。 FIG. 7 is a graph showing the temperature rise suppression effect of the lip seal 33 in this embodiment. The temperature of the lip seal 33 during the pump operation is different between the case of the aluminum impeller 16 and the case of the resin impeller 16. It is a comparison.

図７に示すように、インペラ１６の材質を樹脂からアルミニウムに変更すると、ポンプ作動開始から１０秒までの間は、両者に相違はないが、１０秒経過時点ではアルミニウムの場合の方が温度上昇が緩やかであり、９０秒経過時点では樹脂の場合と比較して約５℃低減される。 As shown in FIG. 7, when the material of the impeller 16 is changed from resin to aluminum, there is no difference between the start of pump operation and 10 seconds, but the temperature rises in the case of aluminum after 10 seconds. Is moderate and is reduced by about 5 ° C. as compared to the resin when 90 seconds have elapsed.

この結果、リップシール３３の温度上昇を抑制することができ、シール性能が低下する不具合を回避できる。 As a result, the temperature rise of the lip seal 33 can be suppressed, and the problem that the sealing performance is lowered can be avoided.

（第５実施形態）
上記第１実施形態では、シャフト中空部１３ａ内の冷却水によってリップシール３３の温度上昇を抑制しているが、本実施形態では、図８に示すように、シャフト中空部１３ａを廃止し、ベース部材３７に連通穴３７ｃを配置して、この連通穴３７ｃを通じてリップシール内空間３９を出入りする冷却水によってリップシール３３の温度上昇を抑制する。 (Fifth embodiment)
In the first embodiment, the temperature rise of the lip seal 33 is suppressed by the cooling water in the shaft hollow portion 13a. However, in this embodiment, the shaft hollow portion 13a is eliminated as shown in FIG. The communication hole 37c is arranged in the member 37, and the temperature rise of the lip seal 33 is suppressed by the cooling water entering and exiting the lip seal inner space 39 through the communication hole 37c.

図８は、本実施形態における要部拡大断面図であり、図９は、図８におけるベース部材３７の正面図（図８の下方から見た図）である。ベース部材３７の連通穴３７ｃは、ベース部材３７の板状部３７ａであって、貫通穴３７ｂの外周側に形成される。 FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the main part in the present embodiment, and FIG. 9 is a front view of the base member 37 in FIG. 8 (viewed from below in FIG. 8). The communication hole 37c of the base member 37 is a plate-like portion 37a of the base member 37 and is formed on the outer peripheral side of the through hole 37b.

また、連通穴３７ｃは、板状部３７ａの円周方向に等間隔に４個配置される。なお、図９中の２点鎖線は、シャフト１３の外径を示している。 Four communication holes 37c are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the plate-like portion 37a. A two-dot chain line in FIG. 9 indicates the outer diameter of the shaft 13.

ところで、上記第１実施形態では、繊維状部材３８をベース部材３７に確実に接着固定するために、ベース部材３７の貫通穴３７ｂを極力小さくして、繊維状部材３８とベース部材３７との接着面積を極力大きくしている。 By the way, in the first embodiment, in order to securely bond and fix the fibrous member 38 to the base member 37, the through hole 37 b of the base member 37 is made as small as possible to bond the fibrous member 38 and the base member 37. The area is made as large as possible.

このため、シャフト１３の外周面と貫通穴３７ｂの内周面との間の隙間４０（図９）が狭くなり、リップシール内空間３９とポンプ室１２との間の冷却水の出入りが阻害される。なお、図９では、隙間４０の説明の都合上、貫通穴３７ｂを大きく図示し、隙間４０を大きく図示している。 For this reason, the clearance 40 (FIG. 9) between the outer peripheral surface of the shaft 13 and the inner peripheral surface of the through hole 37b is narrowed, and the entrance and exit of the cooling water between the lip seal inner space 39 and the pump chamber 12 is hindered. The In FIG. 9, for convenience of explanation of the gap 40, the through hole 37 b is illustrated in a large size, and the gap 40 is illustrated in a large size.

一方、本実施形態では、ベース部材３７の板状部３７ａに連通穴３７ｃを形成しており、上記第１実施形態と比較して繊維状部材３８とベース部材３７との接着面積が減少しているが、繊維状部材３８の接着性を損なわないように連通穴３７ｃの形状、位置及び個数が設定されている。 On the other hand, in the present embodiment, the communication hole 37c is formed in the plate-like portion 37a of the base member 37, and the bonding area between the fibrous member 38 and the base member 37 is reduced as compared with the first embodiment. However, the shape, position, and number of the communication holes 37 c are set so as not to impair the adhesiveness of the fibrous member 38.

これにより、リップシール内空間３９とポンプ室１２とが、ベース部材３７の連通穴３７ｃを介して連通するので、上記第１実施形態と比較してリップシール内空間３９とポンプ室１２との間で冷却水が出入りしやすくなっている。 As a result, the lip seal inner space 39 and the pump chamber 12 communicate with each other through the communication hole 37c of the base member 37, so that the lip seal inner space 39 and the pump chamber 12 are not compared with the first embodiment. The cooling water is easy to go in and out.

また、本実施形態では、インペラ背面空間３２を冷却水が出入りするようになっている。インペラ背面空間３２を冷却水が出入りすると、インペラ背面空間３２のラビリンス効果、即ち、鋳砂等がポンプ室１２側からリップシール３３側に侵入するのを防止する効果が減少するのであるが、鋳砂等を捕捉する繊維状部材３８を備えているので、リップシール３３への鋳砂等の侵入を防止できる。 In the present embodiment, cooling water enters and exits the impeller back space 32. When cooling water enters and exits the impeller back space 32, the labyrinth effect of the impeller back space 32, that is, the effect of preventing casting sand and the like from entering the lip seal 33 from the pump chamber 12 side is reduced. Since the fibrous member 38 that captures sand or the like is provided, it is possible to prevent intrusion of cast sand or the like into the lip seal 33.

上記構成によると、リップシール内空間３９内の冷却水とポンプ室１２内の冷却水との温度差、圧力差、あるいは、インペラ１６の回転による遠心力等が時々刻々変動することにより、冷却水が、矢印Ｆのように、リップシール内空間３９とポンプ室１２との間を出入りする。 According to the above configuration, the temperature difference, the pressure difference between the cooling water in the lip seal inner space 39 and the cooling water in the pump chamber 12, or the centrifugal force due to the rotation of the impeller 16 varies from time to time. However, as indicated by an arrow F, the space between the lip seal inner space 39 and the pump chamber 12 enters and exits.

具体的には、ベース部材３７の連通穴３７ｃ及びインペラ背面空間３２を通過して、リップシール３３周囲とポンプ室１２との間を出入りする。なお、矢印Ｆは、この冷却水の出入りを模式的に示したものである。 Specifically, it passes through the communication hole 37 c of the base member 37 and the impeller back space 32, and enters and exits between the periphery of the lip seal 33 and the pump chamber 12. The arrow F schematically shows the entry and exit of the cooling water.

この結果、主リップ３３ａ及びダストリップ３３ｂとシャフト１３との摺動面で発生する摩擦熱がポンプ室１２の冷却水に伝達され、リップシール３３の温度上昇を抑制できるので、シール性能が低下する不具合を回避できる。 As a result, frictional heat generated on the sliding surfaces of the main lip 33a and dust strip 33b and the shaft 13 is transmitted to the cooling water in the pump chamber 12, and the temperature rise of the lip seal 33 can be suppressed, so that the sealing performance is lowered. The trouble can be avoided.

なお、ベース部材３７の連通穴３７ｃには、繊維状部材３８が重合しているので、ポンプ室１２側からリップシール３３側に向かう鋳砂等を繊維状部材３８が捕捉することができる。このため、ベース部材３７に連通穴３７ｃを形成しても、リップシール３３への異物侵入防止効果は損なわれない。 Since the fibrous member 38 is superposed in the communication hole 37c of the base member 37, the fibrous member 38 can capture cast sand or the like from the pump chamber 12 side toward the lip seal 33 side. For this reason, even if the communication hole 37 c is formed in the base member 37, the effect of preventing foreign matter from entering the lip seal 33 is not impaired.

また、連通穴３７ｃの形状、位置及び個数は、本例に限定されるものではなく、繊維状部材３８の接着性を損なわない範囲で適宜変更が可能である。 Further, the shape, position, and number of the communication holes 37c are not limited to this example, and can be appropriately changed within a range that does not impair the adhesiveness of the fibrous member 38.

（第６実施形態）
上記第５実施形態では、ベース部材３７に連通穴３７ｃを形成することによりリップシール３３の温度上昇を抑制しているが、本実施形態では、図１０に示すように、ベース部材３７を廃止し、繊維状部材３８をリップシール３３に直接固定することによってリップシール３３の温度上昇を抑制する。 (Sixth embodiment)
In the fifth embodiment, the temperature rise of the lip seal 33 is suppressed by forming the communication hole 37c in the base member 37. However, in this embodiment, the base member 37 is eliminated as shown in FIG. The temperature rise of the lip seal 33 is suppressed by directly fixing the fibrous member 38 to the lip seal 33.

図１０は、本実施形態における要部拡大断面図であり、図１１は、図１０におけるリップシール３３及び繊維状部材３８の斜視図である。同軸２重円筒形状をなすリップシール３３のうち、外筒部の先端面３３ｃに、繊維状部材３８を接着する。即ち、繊維状部材３８がリップシール３３に直接固定される。 FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a main part in the present embodiment, and FIG. 11 is a perspective view of the lip seal 33 and the fibrous member 38 in FIG. Of the lip seal 33 having a coaxial double cylindrical shape, the fibrous member 38 is bonded to the distal end surface 33c of the outer cylinder portion. That is, the fibrous member 38 is directly fixed to the lip seal 33.

ここで、先端面３３ｃの面積は、繊維状部材３８を接着固定するのに必要な接着面積以上になっているので、繊維状部材３８の接着性が確保されている。 Here, since the area of the front end surface 33c is equal to or larger than the adhesive area necessary for adhesively fixing the fibrous member 38, the adhesiveness of the fibrous member 38 is ensured.

本実施形態では、リップシール内空間３９とポンプ室１２とが、繊維状部材３８の空隙部を通じて連通している。これにより、リップシール３３と繊維状部材３８との間の空間の冷却水は、矢印Ｇのように、繊維状部材３８を通過してポンプ室１２と出入りする。なお、矢印Ｇは、この冷却水の出入りを模式的に示したものである。 In the present embodiment, the lip seal inner space 39 and the pump chamber 12 communicate with each other through the gap portion of the fibrous member 38. As a result, the cooling water in the space between the lip seal 33 and the fibrous member 38 passes through the fibrous member 38 and enters and exits the pump chamber 12 as indicated by an arrow G. An arrow G schematically shows the entry and exit of the cooling water.

この結果、上記第５実施形態と同様の効果を得ることができる。 As a result, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained.

なお、リップシール内空間３９とポンプ室１２とは、繊維状部材３８の空隙部を通じて連通しているので、リップシール３３への異物侵入防止効果は損なわれない。 Since the lip seal inner space 39 and the pump chamber 12 communicate with each other through the gap of the fibrous member 38, the effect of preventing foreign matter from entering the lip seal 33 is not impaired.

（第７実施形態）
上記第１実施形態では、シャフト中空部１３ａ内の冷却水によってリップシール３３の温度上昇を抑制しているが、本実施形態では、図１２に示すように、インペラ１６にインペラ中空部１６ｃを形成し、シャフト中空部１３ａ内の冷却水のみならず、このインペラ中空部１６ｃ内の冷却水によっても、リップシール３３の温度上昇を抑制する。 (Seventh embodiment)
In the first embodiment, the temperature rise of the lip seal 33 is suppressed by the cooling water in the shaft hollow portion 13a. However, in this embodiment, the impeller hollow portion 16c is formed in the impeller 16 as shown in FIG. The temperature rise of the lip seal 33 is suppressed not only by the cooling water in the shaft hollow portion 13a but also by the cooling water in the impeller hollow portion 16c.

図１２は、本実施形態における要部拡大断面図である。本実施形態では、継手部材１０とインペラ１６との間の隙間Ｈの寸法を、上記第１実施形態と比較して拡大している。これにより、インペラ１６の背面（図１２の上方側の面）とポンプ室１２との間で冷却水が出入りしやすくなっている。 FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a main part in the present embodiment. In the present embodiment, the dimension of the gap H between the joint member 10 and the impeller 16 is enlarged as compared with the first embodiment. Thereby, the cooling water easily enters and exits between the back surface of the impeller 16 (the upper surface in FIG. 12) and the pump chamber 12.

さらに、インペラ１６の本体部１６ａの背面であって、延出部１６ｂよりも中心側には、リップシール３３側を向いて開口するインペラ中空部１６ｃが形成されている。このインペラ中空部１６ｃは、奥側（図１２の下方側）に向かうにつれ狭くなる略漏斗状の形状を有している。 Further, an impeller hollow portion 16c that opens toward the lip seal 33 side is formed on the back surface of the main body portion 16a of the impeller 16 and on the center side of the extending portion 16b. The impeller hollow portion 16c has a substantially funnel shape that becomes narrower toward the back side (the lower side in FIG. 12).

なお、インペラ中空部１６ｃの径方向中心部、換言すれば、インペラ１６の径方向中心部には、略円筒状の凸部１６ｄがリップシール３３側に突き出すように形成されており、この凸部１６ｄの内周面にインサート３０が圧入される。 A substantially cylindrical convex portion 16d is formed so as to protrude toward the lip seal 33 at the radial center portion of the impeller hollow portion 16c, in other words, at the radial central portion of the impeller 16, and this convex portion. The insert 30 is press-fitted into the inner peripheral surface of 16d.

本実施形態においては、上記第１実施形態と同様に、矢印Ｂに示すシャフト中空部１３ａとポンプ室１２との間の冷却水の出入りによって、主リップ３３ａ及びダストリップ３３ｂとシャフト１３との摺動面で発生する摩擦熱がポンプ室１２の冷却水に伝達され、リップシール３３が冷却される。 In the present embodiment, as in the first embodiment, the sliding of the main lip 33a and the dust lip 33b and the shaft 13 is caused by the flow of cooling water between the shaft hollow portion 13a and the pump chamber 12 indicated by the arrow B. The frictional heat generated on the moving surface is transmitted to the cooling water in the pump chamber 12, and the lip seal 33 is cooled.

さらに、本実施形態では、摩擦熱がインペラ１６を介して、インペラ中空部１６ｃ内の冷却水に伝達される。そして、矢印Ｊのように、インペラ中空部１６ｃとポンプ室１２との間で冷却水が出入りするので、摩擦熱がポンプ室１２内の冷却水に伝達されて、リップシール３３が冷却される。なお、矢印Ｊは、この冷却水の出入りを模式的に示したものである。 Furthermore, in the present embodiment, frictional heat is transmitted to the cooling water in the impeller hollow portion 16 c via the impeller 16. Then, as indicated by the arrow J, the cooling water enters and exits between the impeller hollow portion 16 c and the pump chamber 12, so that frictional heat is transmitted to the cooling water in the pump chamber 12 and the lip seal 33 is cooled. The arrow J schematically shows the entry and exit of the cooling water.

この結果、リップシール３３の温度上昇をより抑制でき、シール性能が低下する不具合をより回避できる。 As a result, the temperature rise of the lip seal 33 can be further suppressed, and the problem that the sealing performance is lowered can be further avoided.

なお、本実施形態では、上記第１実施形態と比較して隙間Ｈを拡大することによりインペラ１６の背面とポンプ室１２との間で冷却水が出入りしやすくしている。このため、上記第１実施形態と比較してインペラ背面空間３２のラビリンス効果が減少しているが、繊維状部材３８を備えているので、リップシール３３への鋳砂等の侵入を防止できる。 In the present embodiment, the clearance H is enlarged as compared with the first embodiment, so that the cooling water easily enters and exits between the back surface of the impeller 16 and the pump chamber 12. For this reason, although the labyrinth effect of the impeller back space 32 is reduced as compared with the first embodiment, since the fibrous member 38 is provided, intrusion of casting sand or the like into the lip seal 33 can be prevented.

（他の実施形態）
上記各実施形態では、内燃機関とヒータコアとの間に冷却水を循環させる電動式ウォータポンプに本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他のポンプにも適用することができる。 (Other embodiments)
In each of the above embodiments, the present invention is applied to the electric water pump that circulates the cooling water between the internal combustion engine and the heater core. However, the present invention is not limited to this and is also applied to other pumps. be able to.

例えば、内燃機関とラジエータとの間に冷却水を循環させるポンプに本発明を適用してもよい。また、循環させる流体は水に限定されない。さらに、駆動手段は電動機に限定されるものではなく、例えば、プーリー等を介してエンジン動力を伝達することよって駆動してもよい。 For example, the present invention may be applied to a pump that circulates cooling water between an internal combustion engine and a radiator. Moreover, the fluid to circulate is not limited to water. Further, the driving means is not limited to an electric motor, and may be driven by transmitting engine power via a pulley or the like, for example.

また、上記各実施形態では、シャフト中空部１３ａの断面を円形状にしているが、円形状に限定されるものではない。 Moreover, in each said embodiment, although the cross section of the shaft hollow part 13a is circular, it is not limited to circular shape.

また、上記各実施形態では、シャフト１３を磁性体金属により形成しているが、シャフト１３を非磁性体金属により形成してもよい。 Moreover, in each said embodiment, although the shaft 13 is formed with the magnetic body metal, you may form the shaft 13 with a nonmagnetic body metal.

また、上記各実施形態では、主リップ３３ａの外周側にスプリング３６を配置しているが、必ずしも配置する必要はない。即ち、スプリング３６を配置しなくとも主リップ３３ａとシャフト１３との間に所定の面圧を確保することが可能であるので、スプリング３６を廃止してもよい。 Moreover, in each said embodiment, although the spring 36 is arrange | positioned at the outer peripheral side of the main lip 33a, it does not necessarily need to arrange | position. That is, since it is possible to ensure a predetermined surface pressure between the main lip 33a and the shaft 13 without arranging the spring 36, the spring 36 may be eliminated.

また、上記第１、第２及び第４実施形態では、シール部材としてリップシール３３を用いているが、シール部材としてメカニカルシールを用いてもよい。具体的には、リップシール３３の代わりに、固定リング、従動リング、スプリング等からなるメカニカルシールをシャフト１３の外周面に配置すればよい。 Moreover, in the said 1st, 2nd and 4th embodiment, although the lip seal 33 is used as a sealing member, you may use a mechanical seal as a sealing member. Specifically, instead of the lip seal 33, a mechanical seal composed of a fixed ring, a driven ring, a spring, etc. may be disposed on the outer peripheral surface of the shaft 13.

なお、メカニカルシールで発生する摺動摩擦熱はシャフト中空部１３ａ内の流体によって冷却されるので、メカニカルシールの温度上昇を抑制することができる。 In addition, since the sliding frictional heat generated by the mechanical seal is cooled by the fluid in the shaft hollow portion 13a, the temperature rise of the mechanical seal can be suppressed.

また、シール部材としてメカニカルシールを用いる場合においても、繊維状部材３８等からなる捕捉手段を用いることによって、シール部材への鋳砂等の侵入を防止できるのは言うまでもない。 Further, even when a mechanical seal is used as the seal member, it is needless to say that intrusion of cast sand or the like into the seal member can be prevented by using the capturing means made of the fibrous member 38 or the like.

また、上記第１、第２及び第４実施形態では、繊維状部材３８によって鋳砂等を捕捉しているが、繊維状部材３８を廃止してもよい。即ち、インペラ背面空間３２を微少隙間化し、ラビリンス効果を増加させれば、鋳砂等がシール部材に侵入するのを防止できるので、繊維状部材３８を廃止できる。 Moreover, in the said 1st, 2nd and 4th embodiment, although the cast sand etc. are captured by the fibrous member 38, you may abolish the fibrous member 38. FIG. That is, if the impeller back space 32 is made a minute gap and the labyrinth effect is increased, it is possible to prevent casting sand and the like from entering the seal member, so that the fibrous member 38 can be eliminated.

なお、インペラ背面空間３２を微少隙間化すると、インペラ背面空間３２を通じてシール部材側とポンプ室１２との間の冷却水の出入りが減少する。このため、シール部材側とポンプ室１２との間で出入りする冷却水に伝達される摺動摩擦熱は減少するが、上記第１、第２及び第４実施形態では、シール部材をシャフト中空部１３ａ内の流体によって冷却することができるので、シール部材の温度上昇を抑制することができる。 Note that when the impeller back space 32 is made to be a minute gap, the flow of cooling water between the seal member side and the pump chamber 12 through the impeller back space 32 is reduced. For this reason, the sliding frictional heat transmitted to the cooling water entering and exiting between the seal member side and the pump chamber 12 decreases, but in the first, second and fourth embodiments, the seal member is connected to the shaft hollow portion 13a. Since it can cool with the fluid inside, the temperature rise of a sealing member can be suppressed.

また、上記第２実施形態では、インペラ１６の材質としてアルミニウムを用いたが、これに限定されるものではなく、種々の金属を用いることができる。 Moreover, in the said 2nd Embodiment, although aluminum was used as a material of the impeller 16, it is not limited to this, A various metal can be used.

また、上記各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせて実施してもよいことは言うまでもない。 Further, it goes without saying that the above embodiments may be implemented in appropriate combinations within the possible range.

本発明の第１実施形態による流体ポンプの断面図である。It is sectional drawing of the fluid pump by 1st Embodiment of this invention. 図１におけるＡ部拡大図である。It is the A section enlarged view in FIG. 図１におけるベース部材及び繊維状部材の斜視図である。It is a perspective view of the base member and fibrous member in FIG. 本発明の第２実施形態による流体ポンプの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the fluid pump by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態による流体ポンプの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the fluid pump by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態による流体ポンプの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the fluid pump by 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態におけるリップシールの温度上昇抑制効果を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature rise inhibitory effect of the lip seal in 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態による流体ポンプの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the fluid pump by 5th Embodiment of this invention. 図８におけるベース部材の正面図である。It is a front view of the base member in FIG. 本発明の第６実施形態による流体ポンプの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the fluid pump by 6th Embodiment of this invention. 図１０におけるリップシール及び繊維状部材の斜視図である。It is a perspective view of the lip seal and fibrous member in FIG. 本発明の第７実施形態による流体ポンプの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the fluid pump by 7th Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１２…ポンプ室、１３…シャフト、１３ａ…シャフト中空部、１６…インペラ、
１７…電動機（駆動手段）、３３…リップシール（シール部材）、
３７…ベース部材（捕捉手段）、３８…繊維状部材（捕捉手段）。 12 ... pump chamber, 13 ... shaft, 13a ... shaft hollow, 16 ... impeller,
17 ... Electric motor (drive means), 33 ... Lip seal (seal member),
37: Base member (capturing means), 38: Fibrous member (capturing means).

Claims

An impeller (16) for pumping fluid;
A pump chamber (12) that houses the impeller (16) and through which the fluid flows;
A driving means (17) disposed outside the pump chamber (12) and rotating the impeller (16);
A shaft (13) connecting the impeller (16) and the driving means (17);
A seal member (33) disposed on the outer peripheral surface of the shaft (13) for preventing the fluid from leaking from the pump chamber (12) to the drive means (17) side;
A fluid pump characterized in that a shaft hollow portion (13a) communicating with the pump chamber (12) is formed inside the shaft (13).

The impeller side tip portion of the shaft (13) is inserted into the bearing portion (34) and is rotatably supported.
The fluid according to claim 1, wherein the shaft hollow portion (13a) communicates with the pump chamber (12) through a gap between the shaft (13) and the bearing portion (34). pump.

The impeller side tip of the shaft (13) protrudes from the impeller (16),
A communication hole (13b) that connects the hollow portion (13a) of the shaft and the pump chamber (12) is formed in the projecting portion on the outer peripheral surface of the shaft (13). The fluid pump according to claim 1 or 2.

On the outer peripheral surface of the shaft (13), the trap is disposed closer to the impeller (16) than the seal member (33), and traps foreign matter from the pump chamber (12) toward the seal member (33). 4. A fluid pump according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises means (37, 38).

The fluid according to claim 4, wherein the shaft hollow portion (13a) communicates with the pump chamber (12) at a portion closer to the impeller (16) than the capturing means (37, 38). pump.

On the outer peripheral surface of the shaft (13), the trap is disposed closer to the impeller (16) than the seal member (33), and traps foreign matter from the pump chamber (12) toward the seal member (33). Means (37, 38),
The shaft hollow portion (13a) and the pump chamber (12) communicate with an outer peripheral surface of the shaft (13) and an intermediate portion between the impeller (16) and the capturing means (37, 38). The fluid pump according to claim 1, wherein a communication hole (13b) is formed.

7. The impeller (16) according to claim 4, wherein an impeller hollow portion (16 c) that opens toward the capturing means (37, 38) is formed in the impeller (16). Fluid pump.

An impeller (16) for pumping fluid;
A pump chamber (12) that houses the impeller (16) and through which the fluid flows;
A driving means (17) disposed outside the pump chamber (12) and rotating the impeller (16);
A shaft (13) connecting the impeller (16) and the driving means (17);
A seal member (33) disposed on the outer peripheral surface of the shaft (13) for preventing the fluid from leaking from the pump chamber (12) to the drive means (17) side, and an outer peripheral surface of the shaft (13) And a capturing means (37, 38) that is disposed closer to the impeller (16) than the seal member (33) and captures foreign matter from the pump chamber (12) side toward the seal member (33). ,
A fluid pump characterized in that the pump chamber (12) and the space on the seal member (33) side communicate with each other through a gap formed in the capturing means (37, 38).

The capturing means includes a fibrous member (38) that allows the fluid to pass therethrough and captures the foreign matter, and a base member (37) that fixes the fibrous member (38).
The base member (37) is formed with a plate-like portion (37a) extending in the radial direction of the shaft (13) and overlapping with the fibrous member (38),
The plate-like portion (37a) is formed with a through hole (37b) through which the shaft (13) passes, and communicates the space on the seal member (33) side with the pump chamber (12). A hole (37c) is formed,
The pump chamber (12) and the space on the seal member (33) side communicate with each other through the communication hole (37c) and the gap of the fibrous member (38). Fluid pump.

The capturing means is composed only of a fibrous member (38) that passes the fluid and captures the foreign matter,
The fibrous member (38) is directly fixed to the sealing member (33);
The fluid pump according to claim 8, wherein the pump chamber (12) and the space on the seal member (33) side communicate with each other through a gap portion of the fibrous member (38).

An impeller (16) for pumping fluid;
A pump chamber (12) that houses the impeller (16) and through which the fluid flows;
A driving means (17) disposed outside the pump chamber (12) and rotating the impeller (16);
A shaft (13) connecting the impeller (16) and the driving means (17);
A seal member (33) disposed on the outer peripheral surface of the shaft (13) for preventing the fluid from leaking from the pump chamber (12) to the drive means (17) side;
The fluid pump, wherein the impeller (16) is made of metal.

An impeller (16) for pumping fluid;
A pump chamber (12) that houses the impeller (16) and through which the fluid flows;
A driving means (17) disposed outside the pump chamber (12) and rotating the impeller (16);
A shaft (13) connecting the impeller (16) and the driving means (17);
A bearing (23) disposed on the outer peripheral side of the shaft (13) and rotatably supporting the shaft (13);
A fluid pump characterized in that a shaft hollow portion (13a) communicating with the pump chamber (12) is formed inside the shaft (13).