JP2007239731A - クローズドインペラ及びそれを備えたウォータポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】隣り合う羽根部と羽根部との隙間が良好に確保されているクローズドインペラ、及び、それを備えたウォータポンプを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明に係るクローズドインペラ２５は、互いに対向する第一円盤部６０Ａ及び第二円盤部６０Ｂを備えている。第一円盤部６０Ａには、円盤内面側から延び出している複数枚の第一羽根部６２Ａが配置され、第二円盤部６０Ｂには、円盤内面側から延び出している複数枚の第二羽根部６２Ｂが配置されている。第一羽根部６２Ａは、隣り合う第二羽根部６２Ｂの間に配置されている。また、第一羽根部６２Ａの厚みは第二羽根部６２Ｂに比べて厚く、第二羽根部６２Ｂの厚みは従来よりも薄い。
【選択図】図３

Description

本発明は、２枚の円盤部の間に羽根部が配置されたクローズドインペラ及びそれを備えたウォータポンプに関する。

渦巻きポンプなどのウォータポンプが広く使用されている。このウォータポンプは、円盤に複数枚の羽根を配置した羽根車（インペラ）を回転させることにより、水を加圧して送流するポンプである（例えば特許文献１〜３参照）。以下、ウォータポンプとして渦巻きポンプの一例を挙げ、従来技術について説明する。

従来の渦巻きポンプは、上記の羽根車により液体（水）を加速、加圧して、羽根車の外周側に形成された渦巻き室に送給することにより、加圧された水を吐出口（アウトレット）から送り出すポンプである。

ここで、上記の羽根車には、羽根の両サイド側に円盤部が設けられたクローズドインペラと、羽根の片サイド側にのみ円盤部が設けられたオープンドインペラと、に分類される。一般的には、クローズドインペラの方が、水洩れがないため高効率で送給することができる。

ところで、クローズドインペラでは、通常、何れか一方の円盤部の内面側に羽根部を形成しておき、この羽根部の縁部を他方の円盤部の内面側に溶着や接着により固定している。

しかし、羽根部の枚数を増やすなどして隣り合う羽根部と羽根部との隙間を小さくすると、型抜き等で製造する上で、この隙間をうまく確保することができない場合がしばしば生じていた。

この対策として羽根部の厚みを薄くすると、羽根部と円盤部との固定強度が弱くなってしまう。
特開平９−２４２６９２号公報 登録実用新案第３１１１５２６号公報 特開平１１−２４７７８８号公報

本発明は、上記事実を考慮して、隣り合う羽根部と羽根部との隙間が良好に確保されているクローズドインペラ、及び、それを備えたウォータポンプを提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、２枚の円盤部と、この２枚の円盤部の間に配置された複数枚の羽根部と、を備えたクローズドインペラであって、一方の円盤部には、円盤内面側から延び出している複数枚の第一羽根部が配置され、他方の円盤部には、円盤内面側から延び出している複数枚の第二羽根部が配置され、前記一方の円盤部と前記他方の円盤部との相互位置が固定され、前記一方の円盤部と前記他方の円盤部との間に全ての羽根部が配置されていることを特徴とする。

第一羽根部、第二羽根部は、通常、何れも複数箇所にわたって形成されている。羽根部と円盤部との固定では、必要な固定強度が得られていれば良く、固定形態は、接着、溶着、嵌合など、特に限定はしない。また、一方の円盤部に更に他の羽根部が設けられていてもよく、他方の円盤部にも更に他の羽根部が設けられていてもよい。

このように、請求項１に記載の発明では、両円盤部から羽根部がそれぞれ延び出している。従って、隣り合う第一羽根部の間に第二羽根部を配置することや、隣り合う第二羽根部の間に第一羽根部を配置することができるので、隣り合う羽根部と羽根部との隙間が良好に確保されたクローズドインペラとし易い。

請求項２に記載の発明は、前記第一羽根部の厚みが前記第二羽根部の厚みよりも厚く、少なくとも、前記第一羽根部と前記他方の円盤部とが互いに固定されていることを特徴とする。

これにより、第一羽根部と上記他方の円盤部との固定強度を高くすることができる。このように、厚いほうの羽根部とそれに対向する円盤部とを相互に固定することによって、必要な固定強度の大部分又は全部を得ることができる。

請求項２に記載の発明では、第二羽根部が上記一方の円盤部に固定されていてもいなくてもよい。

なお、請求項２に記載の発明では、第二羽根部の厚みを従来よりも薄くすることによって液体の流れの乱れを低減させることができ、ポンプ効率を向上させることができる。これにより、羽根部と円盤部との固定強度を維持しつつ、ポンプ効率を大幅に向上させることができるクローズドインペラを実現させることができる。

請求項３に記載の発明は、前記第一羽根部及び前記第二羽根部は、根元から先端にかけて厚みが徐々に薄くなっていることを特徴とする。

クローズドインペラの使用中に第一羽根部及び第二羽根部に加えられる力は、第一羽根部及び第二羽根部の根元で最も高く、先端にかけて徐々に低くなっている。従って、請求項３に記載の発明のように、第一羽根部及び第二羽根部を根元から先端にかけて厚みが徐々に薄くなっている形状にしても、第一羽根部及び第二羽根部に必要な強度を確保することができる。

請求項３に記載の発明では、このように、第一羽根部及び第二羽根部を根元から先端にかけて厚みを徐々に薄くした形状にすることにより、クローズドインペラの使用中に液体の流れが乱れることを抑えることができるので、ポンプ効率を良くすることができる。また、第一羽根部及び第二羽根部の体積を軽減することができるので、クローズドインペラの重量を軽減することができる。

請求項４に記載の発明は、前記第一羽根部と前記第二羽根部とは、前記２枚の円盤部の周方向に交互に配置されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、根元から先端にかけて厚みが徐々に薄くなっている第一羽根部と第二羽根部とがこのように周方向に交互に配置されている。従って、第一羽根部同士、第二羽根部同士が隣り合うことがないので、一方の円盤部から他方の円盤部にかけて、隣り合う第一羽根部と第二羽根部との間隔の変動を抑えることができる。

請求項５に記載の発明は、隣り合う前記第一羽根部と前記第二羽根部との間隔を、前記一方の円盤部から前記他方の円盤部にかけて一定にしたことを特徴とする。

これにより、液体がクローズドインペラ内を通過する際、よりスムーズに通過する。

請求項６に記載の発明は、前記第一羽根部の厚みを前記第二羽根部よりも厚くして、前記第一羽根部の先端部に嵌合凸部を形成するとともに前記他方の円盤部に前記嵌合凸部が嵌入する嵌合凹部を形成したことを特徴とする。

これにより、クローズドインペラを組み立てる際、第一羽根部の先端部の嵌合凸部を他方の円盤部の嵌合凹部に嵌入するという単純な作業で、一方の円盤部と他方の円盤部との相互位置を固定することができる。また、請求項２の発明と同様の効果を奏することができる。

請求項７に記載の発明は、ウォータポンプであって、請求項１〜６のうち何れか１項に記載のクローズドインペラを備え、前記クローズドインペラを回転させることによって水を送給することを特徴とする。

これにより、隣り合う羽根部と羽根部との隙間が良好に確保されたクローズドインペラを設けたウォータポンプとすることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係るエンジン冷却ウォータポンプ装置１０は、エンジンに直付けされる装置である。エンジンの構成部材であるタイミングチェーンカバー（エンジンチェーンケース）１２の内側（エンジン側）には、タイミングチェーン１４とオイルポンプ１６とが収容されている。本実施形態では、このタイミングチェーンカバー１２の外側にエンジン冷却ウォータポンプ装置１０が取付けられる。

図２に示すように、エンジン冷却ウォータポンプ装置１０は、ステータ２０及びロータ２２を有するモータ部２４が設けられている。ロータ２２の先端側には、本実施形態に係るクローズドインペラ２５が取付けられている。

また、エンジン冷却ウォータポンプ装置１０は、モータ部２４を駆動させるための回路部２６を備えている。

更に、エンジン冷却ウォータポンプ装置１０は、モータ部２４及び回路部２６を保持するハウジング部３０を備えている。

また、エンジン冷却ウォータポンプ装置１０は、防振シール部４４と防振ブッシュ部４６とを備えている。

（ハウジング部）
ハウジング部３０は、ポンプケース３４の一部を構成するとともに、エンジンの被固定部に固定される構成になっている。この被固定部は、タイミングチェーンカバー１２に形成された凹部３２であり、エンジン冷却ウォータポンプ装置１０を取付けると凹部３２の中にクローズドインペラ２５が収容される構成になっている。

ハウジング部３０の内側（ロータ２２を収容している側）には、コア（固定子）３８と、コア３８を覆うようにシールしているコアシール部４０（図３も参照）と、が設けられている。そして、ハウジング部３０と、コアシール部４０と、凹部３２とによって、冷却用の液体が流れるポンプ室４２が形成されている。ポンプ室４２内には上記のロータ２２が収容される。

（ロータ）
ロータ２２には、コア３８からの回転力を受けるためのマグネット（回転子）５２が内蔵されている。更に、ロータ２２には、回転軸５４と、回転軸５４を保持する回転軸保持部５６とが設けられている。回転軸５４はステータ２０によって回転自在に保持されており、ロータ２２は片持ち構造で保持されている。

（クローズドインペラ）
モータ部２４の開放側はエンジン側であり、エンジン冷却ウォータポンプ装置１０をタイミングチェーンカバー１２から取り外すことによってクローズドインペラ２５が露出する構成になっている。

図３〜図５に示すように、クローズドインペラ２５は、互いに対向する２枚の第一円盤部６０Ａ及び第二円盤部６０Ｂと、この２枚の円盤部の間に配置される複数枚の羽根部と、を備えている。

第一円盤部６０Ａには、円盤内面側から延び出している複数枚の第一羽根部６２Ａが渦巻状に形成されている。そして、第二円盤部６０Ｂには、円盤内面側から延び出している複数枚の第二羽根部６２Ｂが渦巻状に配置されている。

図５に示すように、第一羽根部６２Ａは３枚、第二羽根部６２Ｂは６枚、それぞれ配置されていて、第一羽根部６２Ａは隣り合う第二羽根部６２Ｂの間に配置されている。

また、本実施形態では、第一羽根部６２Ａは第一円盤部６０Ａに高い強度で一体的に連続しており、第二羽根部６２Ｂは第二円盤部６０Ｂに高い強度で一体的に連続している。

更に、本実施形態では、第一羽根部６２Ａの厚みが第二羽根部６２Ｂに比べて厚くされ、第二羽根部６２Ｂの厚みは、同等の性能を有する従来のエンジン冷却ウォータポンプ装置の羽根部よりも薄い。

各第一羽根部６２Ａの突出側の縁部には凸部６４が突設され、第二円盤部６０Ｂには、各凸部６４と嵌入する複数の孔部６６が形成されている。凸部６４を孔部６６に挿入して嵌合状態とすることにより、第一円盤部６０Ａと第二円盤部６０Ｂとの相互位置が固定され、第一円盤部６０Ａと第二円盤部６０Ｂとの間に全ての羽根部（すなわち全ての第一羽根部６２Ａと全ての第二羽根部６２Ｂ）が配置されているようになっている。

（回路部）
回路部２６は、回路基板７０と、回路基板７０を保持する回路蓋７２とを有する。回路蓋７２はハウジング部３０に着脱自在に取付けられている。また、凹部３２にエンジン冷却ウォータポンプ装置１０が取付けられた状態では、モータ部２４の開放可能な側がエンジン側で、回路部２６の開放可能な側（すなわち回路蓋７２が取付けられている側）がエンジン側とは反対側になっている。これにより、回路部２６に故障が生じても、エンジン冷却ウォータポンプ装置１０を取り外すことなくメンテナンスすることが可能になっている。

回路部２６は、更に、回路基板７０に配置された素子（制御素子などの電子部品）７４が収容される回路室７６を備えている。なお、コア３８は、ハウジング部３０を貫通する配線３９によって回路基板７０に接続されている。

この回路室７６は、モータ部２４の回転軸方向側（回転軸縦側）ではなく、モータ部２４のサイド側（回転軸横側）に並設されている。これにより、ポンプケース３４の厚みが大幅に低減しており、薄型のエンジン冷却ウォータポンプ装置１０となっている。

また、回路室７６は、凹部３２にエンジン冷却ウォータポンプ装置１０が取付けられた状態ではモータ部２４よりも上側に位置するように、モータ部２４に対して並設されている。これにより、仮に防振シール部４４などのシールが不十分となって液体が漏出することがあっても、この液体は下方に移動するので、この液体が回路部２６に到達することはなく、回路部２６がこの液体によって故障することが完全に回避されている。

（防振シール部及び防振ブッシュ部）
防振シール部４４は、ロータ２２の外周側に設けられており、ポンプ室４２のシールを行うとともに防振機能を有している。防振ブッシュ部４６は、ハウジング部３０を凹部３２へ固定するとともに防振機能を有している。そして、防振シール部４４と防振ブッシュ部４６とは、互いの弾性力が釣り合うように配置位置や強度などが設定されている。

本実施形態では、ハウジング部３０は、防振シール部４４の外周側に、エンジン冷却ウォータポンプ装置１０をエンジンに取付けるためのフランジ部３１を有している。そして、防振シール部４４及び防振ブッシュ部４６は、このフランジ部３１に配置されている。また、防振シール部４４と防振ブッシュ部４６とが、エンジン冷却ウォータポンプ装置１０の重心位置を通る仮想平面Ｓの上に配置されるように、フランジ部３１の配置位置が予め設定されている。

防振シール部４４は、オーリング状ゴム８０と、フランジ部３１に形成され、このオーリング状ゴム８０を収容する溝８２と、を備えている。

フランジ部３１には複数の貫通孔８４が形成されている。貫通孔８４の本数は、フランジ部３１でエンジン冷却ウォータポンプ装置１０を凹部３２に固定するのに必要な雄ねじ８６の本数と同数にされている。防振ブッシュ部４６は、内側にカラー８８を保持するブッシュ状ゴム９０を備えている。

そして、オーリング状ゴム８０とブッシュ状ゴム９０との弾性力（車両搭載時の反力）が互いに釣り合っている。すなわち、ブッシュ状ゴム９０が受ける反力Ｆ１と、オーリング状ゴム８０が受ける反力Ｆ２と、が同じ大きさになっている。

このように、防振シール部４４と防振ブッシュ部４６との互いの弾性力（車両搭載時の反力）を釣り合わせることにより、防振シール部４４及び防振ブッシュ部４６を大掛かりな構成にすることなく、防振シール部４４に防振とシールとの両機能を果たさせることができる。従って、構造の簡素化を図ったエンジン冷却ウォータポンプ装置１０とすることができる。

また、防振シール部４４と防振ブッシュ部４６とが、エンジン冷却ウォータポンプ装置１０の重心位置を通る仮想平面Ｓの上に配置されている。これにより、エンジン冷却ウォータポンプ装置１０をエンジンに直付けにしても振動の影響を低減し易い。従って、クローズドインペラ２５が先端側に取付けられたロータ２２を、ハウジング部３０のステータ２０での片持ち構造にすることができ、より簡素で小型にされている。

以上説明したように、本実施形態では、第一円盤部６０Ａには、円盤内面側から延び出している複数枚の第一羽根部６２Ａが渦巻状に形成され、第二円盤部６０Ｂには、円盤内面側から延び出している複数枚の第二羽根部６２Ｂが渦巻状に配置されている。そして、図５に示すように、第一羽根部６２Ａは隣り合う第二羽根部６２Ｂの間に配置されている。すなわち、第一羽根部６２Ａ、第二羽根部６２Ｂを同一の円盤部に形成せずに第一羽根部６２Ａと第二羽根部６２Ｂとを隣り合わせに配置することができている。これにより、隣り合う第一羽根部６２Ａと第二羽根部６２Ｂとの隙間を狭くしても、この隙間が良好に確保されている。なお、隣り合う第一羽根部６２Ａと第二羽根部６２Ｂとの隙間が狭くなる場合は、例えば、第一円盤部６２Ａ及び第二円盤部６２Ｂの径を変更することなく羽根部の枚数を増大させた場合である。

また、第一羽根部６２Ａと第二羽根部６２Ｂとでは厚みが互いに異なっており、第一羽根部６２Ａは第二羽根部６２Ｂよりも厚く、第二羽根部６２Ｂの厚みは従来よりも薄くされている。従って、第一羽根部６２Ａと第二円盤部６０Ｂとの結合強度（嵌合強度）を充分に高くすることができるので、第二羽根部６２Ｂの厚みを薄くして第二羽根部６２Ｂと第一円盤部６０Ａとを非固定としても、クローズドインペラ２５の充分な強度が維持される。しかも、第二羽根部６２Ｂの厚みが従来よりも薄いので、クローズドインペラ２５を回転させて水を送給した際、クローズドインペラ２５における水の流れの乱れを大きく低減させることができる。従って、ポンプ効率が大きく向上したエンジン冷却ウォータポンプ装置１０とすることができる。また、このように第二羽根部６２Ｂと第一円盤部６０Ａとを非固定とすることにより固定箇所を大幅に低減させることができるので、製造時間、製造コストを大幅に低減させることができる。

また、回路室７６は、モータ部２４の回転軸方向側（回転軸縦側）ではなく、モータ部２４の回転軸横側（サイド側）に並設されている。これにより、ポンプケース３４の厚みを大幅に低減させることができ、薄型のエンジン冷却ウォータポンプ装置１０とすることができる。このことは、メカポンプの跡地（メカ式のエンジン冷却ウォータポンプ装置を配置していたゾーン）でモータ軸方向のスペースの余裕があまりない場合、搭載性を向上させる上で特に大きな効果を奏する。

更に、ロータ２２を、ハウジング部３０のステータ２０での片持ち構造にすることができるので、軸短化された回転軸５４とすることができ、装置の更なる薄型化に寄与している。

また、凹部３２にエンジン冷却ウォータポンプ装置１０が取付けられた状態では、モータ部２４の開放可能な側がエンジン側で、回路部２６の開放可能な側すなわち回路蓋７２が取付けられている側がエンジン側とは反対側になっている。そして、回路蓋７２はハウジング部３０に着脱自在である。これにより、回路部２６に故障が生じても、エンジン冷却ウォータポンプ装置１０を取り外すことなくメンテナンスすることができ、メンテナンス作業を短時間で効率的に行うことができる。しかも、モータ部２４の開放側はエンジン側であるので、回路蓋７２を開ける際にモータ部２４を開放させる必要がない。このことは、メンテナンス作業をより短時間で効率的に行う上で有効である。

また、回路部２６は、凹部３２にエンジン冷却ウォータポンプ装置１０が取付けられた状態ではモータ部２４よりも上側に位置する。これにより、仮にポンプ室などのシールが不十分となって液体（例えばＬＬＣ）が漏出することがあっても、この液体は下方に移動するので、この液体が回路部２６に到達することはなく、回路部２６がこの液体によって故障することが回避されている。

また、凹部３２をポンプケース３４の一部として利用しており、しかも、凹部３２にクローズドインペラ２５が収容される構成になっている。すなわち、車両側から見れば、タイミングチェーンカバー（エンジンチェーンケース）１２に設定してある既存のポンプ室をそのまま流用することが可能になる。従って、車両構造の大幅な変更を行うことなくコンポーネントの置き換え（エンジン冷却ウォータポンプ装置１０への置き換え）を行うことができ、トータル的な観点からコストが大幅に低減される。その上、ポンプ室４２を構成するハウジング部材の量を大幅に低減させることができる。

また、エンジン冷却ウォータポンプ装置１０をフランジ部３１でタイミングチェーンカバー１２に取付けている。これにより、共振を緩和し易く、しかも、エンジン直付けによる振動の影響が更に小さくなっている。従って、ロータ２２を片持ち支持構造にし易くなっている。

また、図１、図２では、ハウジング部３０に形成する冷却フィンを省略しているが、ハウジング部３０に形成する冷却フィンの位置は特に限定しない。例えば、図６に示すように、モータ部、ポンプ室や回路室の配置を変更してエンジン側に冷却フィン９４を突出させたエンジン冷却ウォータポンプ装置１００としてもよい。

本実施形態では、第一羽根部６２Ａを第二羽根部６２Ｂよりも厚くした形態として説明したが、第二羽根部６２Ｂを第一羽根部６２Ａよりも厚くした形態としても、同様の効果を奏することができる。

また、ポンプケースの一部がエンジン壁で構成される直付け構造で説明したが、ポンプケース壁がエンジン壁に直付けされた直付け構造としても良い。

更に、凸部６４の個数は、図３、図４では１枚の第一羽根部６２Ａに１個として描いているが、１枚の第一羽根部６２Ａに複数個形成されていて、結合強度（嵌合強度）をより強固にしてもよい。

また、本実施形態では、図５に示したように、第一羽根部６２Ａを３枚、第二羽根部６２Ｂを６枚配置しているが、ポンプに要求される性能に応じてこの枚数を適宜変更することが可能である。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態に係るエンジン冷却ウォータポンプ装置では、第１実施形態に比べ、クローズドインペラ２５（図２〜図４参照）に代えて、図７、図８に示すようなクローズドインペラ１２５が設けられている。本実施形態では、クローズドインペラ１２５以外の基本的な構成は第１実施形態と同じであるので、クローズドインペラ１２５以外の基本的な説明を省略する。また、第１実施形態で既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。

クローズドインペラ１２５は、互いに対向する２枚の第一円盤部１６０Ａ及び第二円盤部１６０Ｂと、この２枚の円盤部の間に配置される複数枚の羽根部と、を備えている。

第一円盤部１６０Ａには、円盤内面側から延び出している複数枚の第一羽根部１６２Ａが渦巻状に形成されている。そして、第二円盤部１６０Ｂには、円盤内面側から延び出している複数枚の第二羽根部１６２Ｂが渦巻状に配置されている。第一円盤部１６０Ａの中央には開口円１６１Ａが形成され、第二円盤部１６０Ｂの中央には開口円１６１Ａよりも径の大きい開口円１６１Ｂが形成されている
第一羽根部１６２Ａ及び第二羽根部１６２Ｂの枚数は同数とされており、第一羽根部１６２Ａと第二羽根部１６２Ｂとは、第一円盤部１６０Ａや第二円盤部１６０Ｂの周方向Ｕ（図８参照）に互い違い（交互）となるように配置されている。本実施形態では、第一羽根部１６２Ａは３枚、第二羽根部１６２Ｂも３枚、それぞれ配置されている。また、第二円盤部１６０Ｂの内面側には、各第一羽根部１６２Ａの先端部１６３Ａが入る溝１６３Ｂが形成されている。

図８（Ｂ）に示すように、第一羽根部１６２Ａ及び第二羽根部１６２Ｂは、根元から先端にかけて厚みが徐々に薄くなっている。第一羽根部１６２Ａの根元厚みＴＡは第１実施形態で説明した第一羽根部１６２Ａと同じであり、第二羽根部１６２Ｂの根元厚みＴＢも第１実施形態で説明した第二羽根部１６２Ｂと同じである。本実施形態では、クローズドインペラ１２５の使用中に第一羽根部１６２Ａや第二羽根部１６２Ｂが変形や破損をしないような充分な羽根強度を確保できる範囲内で、第一羽根部１６２Ａの根元厚みＴＡ及び先端厚みｔＡ、第二羽根部１６２Ｂの根元厚みＴＢ及び先端厚みｔＢをそれぞれ設定し、第一羽根部１６２Ａ及び第二羽根部１６２Ｂの何れについても、厚みを根元から先端にかけて徐々に薄くしている。

また、図８に示すように、クローズドインペラ１２５の中心線Ｃの回りの同心円上では、第一円盤部１６０Ａと第二円盤部１６０Ｂとの間のどの位置であっても、第一円盤部１６０Ａ及び第二円盤部１６０Ｂに平行な平面Ｈ上で、第一羽根部１６２Ａのほうが第二羽根部１６２Ｂよりも厚い。そして、図７に示すように、第一羽根部１６２Ａの先端部１６３Ａには凸部１６４が突設されており、第二円盤部１６０Ｂには、各凸部１６４が嵌入する孔部１６６が形成されている。凸部１６４を孔部１６６に挿入して嵌合状態とすることにより、第一円盤部１６０Ａと第二円盤部１６０Ｂとの相互位置が固定される構造になっている（図８（Ａ）参照）。本実施形態では、エンジン冷却ウォータポンプ装置の使用中に凸部１６４が受ける力（主に平面Ｈに沿った方向のせん断力）に第一羽根部１６２Ａの先端部１６３Ａが耐え得る強度となるように、先端部１６３Ａの先端厚みＴＡが予め設定されている。

また、図８（Ｂ）に示すように、中心線Ｃに対する第一羽根部１６２Ａの羽根車面１６８Ａの傾斜角度θ、及び、中心線Ｃに対する第二羽根部１６２Ｂの羽根車面１６８Ｂの傾斜角度θは、何れも同じで一定にされている。この結果、クローズドインペラ１２５の中心線Ｃの回りの同心円上では、第一円盤部１６０Ａと第二円盤部１６０Ｂとの間のどの位置であっても、上記の平面Ｈ上で、隣り合う第一羽根部１６２Ａと第二羽根部１６２Ｂとの各間隔ｄが一定である。

クローズドインペラ１２５を組み立てるには、図７に示すように、第二円盤部１６０Ｂの孔部１６６が第一円盤部１６０Ａの凸部１６４の上方位置となるように第二円盤部１６０Ｂを第一円盤部１６０Ａに重ね合わせる。そして、第一円盤部１６０Ａと第二円盤部１６０Ｂとを互いに近づける方向に押圧することにより、凸部１６４を孔部１６６に嵌入させて嵌合状態とする。このような単純な作業でクローズドインペラ１２５を組み立てることができる。

以上説明したように、本実施形態では、第一円盤部１６０Ａから第一羽根部１６２Ａが、第二円盤部１６０Ｂから第二羽根部１６２Ｂが、それぞれ延び出しており、第一羽根部１６２Ａ及び第二羽根部１６２Ｂの厚みは、根元から先端にかけて徐々に薄くなっている。

ここで、図９に示すように、クローズドインペラ１２５の使用中に第一羽根部１６２Ａ及び第二羽根部１６２Ｂに加えられる力Ｆは、第一羽根部１６２Ａ及び第二羽根部１６２Ｂの根元で最も高く、先端にかけて徐々に低くなっている。

従って、図１０、図１１に示すように、一方の円盤部１８０から全て延び出すように羽根部１８２を設けて、一方の円盤部１８０から対向する他方の円盤部にかけて羽根部１８２の厚みを均一にした場合に比べ、クローズドインペラ１２５の使用中に水の流れが乱れることを抑えることができるので、ポンプ効率を大幅に上げることができる。また、第一羽根部１６２Ａ及び第二羽根部１６２Ｂの体積を軽減することができるので、クローズドインペラ１２５の重量を軽減することができる。

また、凸部１６４が形成されていない第二羽根部１６２Ｂの先端部１６３Ｂの先端厚みＴＢは、凸部１６４が形成された先端部１６３Ａの先端厚みＴＡに比べて薄くされており、このことは、上記効果を一層顕著なものとしている。

また、図１２、図１３に示すように、一方の円盤部１９０Ａから全て延び出すように羽根部１９２を設けて、各羽根部１９２の厚みを根元から先端にかけて徐々に薄くしたクローズドインペラ１９５とした場合では、一方の円盤部１９０Ａから他方の円盤部１９０Ｂにかけて、隣り合う羽根部１９２の間隔ｄが大きく変動してしまう。すなわち、羽根部１９２の先端側の間隔ｄ２は、根元側の間隔ｄ１に比べて大幅に広くなっている。従って、エンジン冷却ウォータポンプ装置の使用中に水がクローズドインペラ１２５内をスムーズに流れ難い。本実施形態では、図８（Ｂ）に示したように、隣り合う第一羽根部１６２Ａと第二羽根部１６２Ｂとの間隔ｄが、第一円盤部１６０Ａから第二円盤部１６０Ｂにかけて一定である。従って、エンジン冷却ウォータポンプ装置の使用中にクローズドインペラ１２５内を水がスムーズに流れる。

なお、本実施形態は、遠心ポンプに限らず斜流ポンプでも適用可能である。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

第１実施形態に係るエンジン冷却ウォータポンプ装置がエンジンに取付けられることを示す展開図である。 第１実施形態に係るエンジン冷却ウォータポンプ装置の構成を示す模式的な側面断面図である。 第１実施形態に係るクローズドインペラの模式的な展開図である。 第１実施形態に係るクローズドインペラの模式的な斜視図である。 図４の矢視５−５の断面図である。 第１実施形態に係るエンジン冷却ウォータポンプ装置の一例を示す斜視図である。 第２実施形態に係るクローズドインペラの部品構成、及び、クローズドインペラの組み立てを示す模式図である。 図８（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第２実施形態に係るクローズドインペラの模式的な斜視図、及び、同心円における模式的な部分断面図である。 第２実施形態に係るクローズドインペラで、使用中に羽根部に加えられる力の分布を示す模式的な側面断面図である。 比較例として示すクローズドインペラの片側の円盤部の斜視図である。 比較例として示すクローズドインペラで、使用中に羽根部に加えられる力の分布を示す模式的な側面断面図である。 比較例として示すクローズドインペラの部品構成、及び、クローズドインペラの組み立てを示す模式図である。 図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、比較例として示すクローズドインペラの模式的な斜視図、及び、同心円における模式的な部分断面図である。

符号の説明

１０…エンジン冷却ウォータポンプ装置（ウォータポンプ）、２５…クローズドインペラ、６０Ａ…第一円盤部（一方の円盤部）、６０Ｂ…第二円盤部（他方の円盤部）、６２Ａ…第一羽根部、６２Ｂ…第二羽根部、１００…エンジン冷却ウォータポンプ装置（ウォータポンプ）、１２５…クローズドインペラ、１６０Ａ…第一円盤部、１６０…第二円盤部、１６２Ａ…第一羽根部、１６２Ｂ…第二羽根部、１６４…凸部、１６６…孔部、１９５…クローズドインペラ

Claims (7)

1. ２枚の円盤部と、この２枚の円盤部の間に配置された複数枚の羽根部と、を備えたクローズドインペラであって、
   一方の円盤部には、円盤内面側から延び出している複数枚の第一羽根部が配置され、
   他方の円盤部には、円盤内面側から延び出している複数枚の第二羽根部が配置され、
   前記一方の円盤部と前記他方の円盤部との相互位置が固定され、前記一方の円盤部と前記他方の円盤部との間に全ての羽根部が配置されていることを特徴とするクローズドインペラ。
2. 前記第一羽根部の厚みが前記第二羽根部の厚みよりも厚く、
   少なくとも、前記第一羽根部と前記他方の円盤部とが互いに固定されていることを特徴とする請求項１に記載のクローズドインペラ。
3. 前記第一羽根部及び前記第二羽根部は、根元から先端にかけて厚みが徐々に薄くなっていることを特徴とする請求項１に記載のクローズドインペラ。
4. 前記第一羽根部と前記第二羽根部とは、前記２枚の円盤部の周方向に交互に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のクローズドインペラ。
5. 隣り合う前記第一羽根部と前記第二羽根部との間隔を、前記一方の円盤部から前記他方の円盤部にかけて一定にしたことを特徴とする請求項４に記載のクローズドインペラ。
6. 前記第一羽根部の厚みを前記第二羽根部よりも厚くして、前記第一羽根部の先端部に嵌合凸部を形成するとともに前記他方の円盤部に前記嵌合凸部が嵌入する嵌合凹部を形成したことを特徴とする請求項５に記載のクローズドインペラ。
7. 請求項１〜６のうち何れか１項に記載のクローズドインペラを備え、前記クローズドインペラを回転させることによって水を送給することを特徴とするウォータポンプ。

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