JP2008121430A - ウォータポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】流動水中の異物を簡単な構造で効率よく除去することができるウォータポンプを提供する。
【解決手段】吸い込み口を有したインペラ室２１と、インペラ室２１で駆動回動されるインペラ２３と、インペラ室２１の外周側に連通するとともに吐出口１４を有した渦室２２とを備えている。渦室２２の外周側に渦室流水方向に沿わせて設けた異物捕集流路６０と、異物捕集流路６０に設けた異物ろ過手段６４とを備えてある。
【選択図】図２

Description

本発明は、吸い込み口を有したインペラ室と、前記インペラ室で駆動回動されるインペラと、前記インペラ室の外周側に連通するとともに吐出口を有した渦室とを備えたウォータポンプに関する。

ウォータポンプとして、従来、たとえば特許文献１に示されるものがあった。
特許文献１に示されたウォータポンプは、ポンプケーシングに収容されたポンプ部と、モータケーシングに収容されたモータ部とを備えている。モータ部は、ポンプ部の羽根車に主軸を介して連動した回転子を備えており、ポンプ部を駆動する。
この特許文献１に示された第１の実施例のウォータポンプは、ポンプケーシングが有する吐出口に設けた抽出孔と、この抽出孔に一端側が連通した外部配管とを備えている。前記抽出孔と外部配管とは、ポンプ部によって流動される水をモータケーシングの注入孔に導入し、この注入孔から前記主軸の一端側の軸受の隙間に、この隙間からモータ内室を介して前記主軸の他端側の軸受の隙間にそれぞれ導入する。このウォータポンプは、前記外部配管に設けたフィルタを備えている。
この特許文献１に示された第２の実施例のウォータポンプは、ポンプケーシングに連結しているポンプカバーに設けた内部流路を備えている。この内部流路は、ポンプ部によって流動される水をモータ内室に導入し、このモータ内室から前記主軸の両端側の軸受の隙間に導入する。このウォータポンプは、内部流路の入口部に設けたフィルタを備えている。

特開平１１−３２４９７１号公報

上記したウォータポンプにおいて、ポンプ部に連動したモータ部を装備し、モータ駆動型に構成されることがある。この場合、上記した従来技術を採用すると、ポンプ部によって流動される水をモータ部の回転子軸支部に導入し、回転子軸支部の冷却や潤滑を図ることができる。そして、ポンプ部によって流動される水に混入異物があっても、異物が回転子軸支部に流入し、磨耗や回転不良が発生することを回避しやすくなる。ところが、上記した従来技術を採用した場合、フィルタに捕集異物による目詰まりが発生することがあると、回転子軸支部の水の流入が不十分や不能になることがあった。この場合、回転子軸支持部の磨耗や焼き付きが発生しやすくなっていた。

本発明の目的は、ポンプによる流動水に混入異物があっても、簡単な構造で効率よく除去することが可能なウォータポンプを提供することにある。

本第１発明は、吸い込み口を有したインペラ室と、前記インペラ室で駆動回動されるインペラと、前記インペラ室の外周側に連通するとともに吐出口を有した渦室とを備えたウォータポンプにおいて、前記渦室の外周側に渦室流水方向に沿わせて設けた異物捕集流路と、前記異物捕集流路に設けた異物ろ過手段とを備えてある。

本第1発明の構成によると、インペラ室に吸い込まれた水に混入異物があっても、異物は異物ろ過手段によって捕集され、混入異物が除去された水が吐出口から吐出される。すなわち、インペラ室から渦室に水とともに送り出された異物は、渦室の外周側まで流出し、渦室の外周側を吐出口に向けて流動する場合が多い。このため、渦室に流入した異物は、異物捕集流路に流入し、異物ろ過手段によって捕集される。従って、流動水の異物を効率よく除去することが可能な高品質のウォータポンプを、渦室に異物捕集流路を設けるだけの簡単な構造を備えさせるだけで安価に得ることができる。

本第２発明にあっては、前記異物捕集流路が前記渦室の吐出口の近傍に位置している。

本第２発明の構成によると、異物捕集流路が渦室の極力下流側に位置し、インペラ室から渦室に送り出された際の渦室箇所が異物捕集流路の入り口よりも下流側の箇所となり、異物捕集流路に流入しなくなる水量を、極力少量に済ませることができる。これにより、インペラ室から渦室に送り出された水の混入異物の極力多くを異物捕集流路に流入させ、異物捕集を極力効率よく行わせることができる。

本第３発明にあっては、前記異物ろ過手段が前記異物捕集流路の出口に位置している。

本第３発明の構成によると、異物捕集流路に流入した異物が異物捕集流路を全長にわたって水とともに流動し、異物が異物ろ過手段に到達した際、異物ろ過手段の全面にわたって分散して到達するよう異物を整流させやすくなる。これにより、異物ろ過手段の目詰まりを発生しにくくでき、かつ、異物ろ過手段を全面にわたって有効に使用することができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例に係るウォータポンプの断面図である。本実施例に係るウォータポンプは、車両用エンジン１とエンジン冷却用ラジエータ２との間でエンジン冷却水（以下、単に水と称する。）を循環させる循環水路３に介装されている。この図に示すように、本実施例に係るウォータポンプは、筒形の吸い込み口１１を有したハウジング１０と、このハウジング１０に収容された遠心ポンプ部２０と、前記ハウジング１０に連設されたモータケーシング３０と、このモータケーシング３０に収容された電動型のモータ部４０とを備えている。

前記ハウジング１０は、前記吸い込み口１１が連設されたハウジング本体１２と、このハウジング本体１２の一側部に当て付けられた側壁部１３とを備えて構成してある。側壁部１３は、前記モータケーシング３０の一部によって構成してある。ハウジング１０は、前記吸い込み口１１を備える他、前記ハウジング本体１２に連設された筒形の吐出口１４を備えている。ハウジング本体１２およびモータケーシング３０は、樹脂材の成形によって作製してある。吸い込み口１１および吐出口１４を形成している筒体は、ハウジング本体１２に一体成形した樹脂製である。モータケーシング３０は、これの前記ハウジング本体１２に連結している側とは反対側の端部に設けたドライバケース３１と、このドライバケース３１に収容されたモータドライバ３２とを備えている。

前記遠心ポンプ部２０は、前記ハウジング本体１２と前記側壁部１３とによって形成されたインペラ室２１と、このインペラ室２１の外周側に前記ハウジング本体１２と前記側壁部１３とによって形成された渦室２２と、前記インペラ室２１に軸芯Ｐまわりに回転自在に位置するインペラ２３とを備えている。インペラ２３は、ディスク部２４と、このディスク部２４の一側面にインペラ２３の回転方向に並べて突設した複数枚の羽根２５（図２参照）とを備えている。インペラ２３の前記ディスク部２４と前記羽根２５とは、樹脂材の一体成形によって作製してある。インペラ２３は、前記ディスク部２４の中央部に一体成形した筒形の軸受け２６を相対回転自在に挿通した支軸２７に支持されている。支軸２７のポンプ部側の端部は、前記ハウジング本体１２の内部に設けた樹脂製のホルダー２８に支持されている。支軸２７のモータ部側の端部は、前記モータケーシング３０の内部に設けた支持部３３に支持されている。ホルダー２８は、このホルダー２８の一端側にインペラ２３の回転方向に並べて設けた複数の取り付け脚部２８ａによって吸い込み口１１の内周面に嵌着されている。

図１，２に示すように、前記インペラ室２１は、前記インペラ回転軸芯Ｐに沿う方向視でインペラ回転軸芯Ｐを中心とした円形になっている。インペラ室２１は、前記吸い込み口１１をインペラ室２１の中心部に連通させて備えている。この吸い込み口１１は、前記ホルダー２８の前記取り付け脚部２８ａどうしの間に設けた連通路を介してインペラ室２１に連通している。前記渦室２２は、渦室２２の内周側の全体にわたって前記インペラ室２３の外周側に開口し、渦室２２のインペラ回転軸芯Ｐと直交する方向での幅が流水方向下手側ほど大になった構造になっている。渦室２２は、前記吐出口１４を渦室２２の最下流部に連通させて備えている。

前記モータ部４０は、前記モータケーシング３０によって形成された回転子室４１と、この回転子室４１に回転自在に位置した回転子４２と、モータケーシング３０に固定された固定子４３とを備えている。固定子４３は、回転子４２の周囲に磁界を発生させるようコイル４４を備えるとともに回転子４２の外周側を包囲している。

回転子４２は、樹脂製の回転子本体４５と、この回転子本体４５に一体回転自在に支持させた永久磁石４６とを備えている。回転子４２は、回転子本体４２の中心部を貫通した前記支軸２７に相対回転自在に支持されている。回転子４２とインペラ２３とが一体回転自在に連結するよう、回転子本体４５とインペラ２３とを一体成形してある。

図１，３に示すように、前記遠心ポンプ部２０による流動水を前記モータ部４０の回転子軸支部としての前記支軸２７に供給する給水路５０を遠心ポンプ部２０とモータ部４０とにわたって設けてある。給水路５０は、前記インペラ２３の外周端部２３ａの背後側に設けた導入水路５１と、前記回転子室４１と、前記支軸２７と前記回転子本体４５との間の隙間ａと、前記支軸２７と前記軸受け２６との間の隙間ｂと、前記ホルダー２８に支軸２７の周方向に並べて設けた複数の排水孔５２とを備えて構成してある。

図１，２，３に示すように、前記導入水路５１は、前記インペラ２３の前記外周端部２３ａと、前記ハウジング１０における前記側壁部１３の部位１３ａとによって形成してある。すなわち、前記ハウジング部位１３ａは、前記回転子室４１のインペラ回転軸芯Ｐを中心とした円形の開口４１ａを形成している。この開口４１ａは、インペラ室２１に連通している。前記ハウジング部位１３ａは、インペラ２３の前記外周端部２３ａに対してインペラ回転軸芯Ｐに沿う方向に対向している。つまり、導入水路５１は、渦室２２の水が渦室２２の内方側から回転子室４１に流入させるよう、渦室２２の内方側と回転子室４１の前記開口４１ａとをこの開口４１ａおよび渦室２２の全周にわたって連通させている。

つまり、インペラ２３の中心部における水圧は、渦室２２に発生する水圧よりも低い。給水路５０は、渦室２２と前記排水孔５２との水圧差を利用し、渦室２２の水を導入水路５１と回転子室４１とによって回転子４２と前記支持部３３との間に導入し、この間から支軸２７と回転子本体４５との隙間ａに供給する。この隙間ａに流入した水を支軸２７と軸受け２６との隙間ｂを通して各排水孔５２に導入し、この排水孔５２からインペラ室２１の中心部に戻す。回転子室４１に流入した水は、回転子室４１の内壁面と回転子４２の外周部との間を通って支持部３３が位置する側に流動する。

図１，２に示すように、遠心ポンプ部２０は、前記渦室２２の外周側に設けた異物捕集流路６０を備えている。異物捕集流路６０は、前記ハウジング本体１２の内部にハウジング本体１２との一体成形によって設けた樹脂製の流路壁６１と、ハウジング本体１２とによって形成されている。図３は、図２のIII−III断面矢視図である。図２，３に示すように、異物捕集流路６０は、渦室２２の外周側壁２２ａに沿った状態で渦室２２の流水方向に沿っており、異物捕集流路６０の上流側端に位置した入り口６２と、異物捕集流路６０の下流側端に位置した出口６３と、この出口６３に設置した異物ろ過網６４とを備えている。異物捕集流路６０は、この異物捕集流路６０の全体が渦室２２の極力下流側に位置するよう前記吐出口１４の基端１４ａの近傍に配置してある。

つまり、インペラ室２１から渦室２２に水とともに送り出された異物は、渦室２２の外周側まで流出し、渦室２２の外周側を吐出口１４に向かって流動する場合が多い。これにより、異物捕集流路６０は、渦室２２の外周側を流動する水を入り口６２から流入させ、出口６３から異物ろ過網６４を通過させて流出させ、流水中の異物を異物ろ過網６４によって捕集する。

このウォータポンプは、次の如く動作する。
すなわち、モータ部４０が駆動されると、このモータ部４０によって遠心ポンプ部２０のインペラ２３を軸芯Ｐまわりに回転方向Ｆ（図２参照）に回転するよう駆動する。すると、遠心ポンプ部２０は、ラジエータ２から循環水路３に流出した水を吸い込み口１１からインペラ室２１に吸い込み、インペラ室２１に流入した水をインペラ２３によって渦室２２に送り込んで圧力水にし、吐出口１４から循環水路３に吐出してエンジン１に供給する。渦室２２の圧力水の一部を導入水路５１と回転子室４１とによって支軸２７と回転子４２との隙間ａに導入し、支軸２７および回転子４２の潤滑と冷却とを行う。エンジン１とラジエータ２との間を循環する水に異物混入があった場合、異物の支軸２７への流入を異物捕集流路６０によって防止する。すなわち、異物捕集流路６０は、インペラ室２１から渦室２２に送り込まれ、渦室２２を吐出口１４に向かって流動する異物を水とともに入り口６２から流入させ、出口６３において異物を異物ろ過網６４によってろ過させて捕集する。この場合、異物ろ過網６４に目詰まりが発生した場合でも、渦室２２から導入水路５１への水の流入を確保でき、支軸２７の水切れが発生しない。

〔別実施例〕
上記した実施例の異物ろ過網６４に替え、フィルタを採用しても本発明の目的を達成することができる。これにより、異物ろ過網６４、フィルタ等を総称した異物ろ過手段６４と呼称する。

ウォータポンプの断面図 図１のII−II断面矢視図 図２のIII−III断面矢視図

符号の説明

１１ 吸い込み口
１４ 吐出口
２１ インペラ室
２２ 渦室
２３ インペラ
６０ 異物捕集流路
６３ 異物捕集流路の出口
６４ 異物ろ過手段

Claims (3)

1. 吸い込み口を有したインペラ室と、前記インペラ室で駆動回動されるインペラと、前記インペラ室の外周側に連通するとともに吐出口を有した渦室とを備えたウォータポンプであって、
   前記渦室の外周側に渦室流水方向に沿わせて設けた異物捕集流路と、前記異物捕集流路に設けた異物ろ過手段とを備えてあるウォータポンプ。
2. 前記異物捕集流路が前記渦室の吐出口の近傍に位置している請求項１記載のウォータポンプ。
3. 前記異物ろ過手段が前記異物捕集流路の出口に位置している請求項１又は２記載のウォータポンプ。

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