JP2008121506A - ウォーターポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】メカニカルシールを通して漏出した冷媒を効率よく排出して転がり軸受の発錆を防止することができるウォーターポンプを提供する。
【解決手段】固定フランジ２１及び固定筒部２２を有する固定部材２０と、インペラ６０、回転筒軸５１、回転フランジ５２及びプーリ５３を有する回転部材５０と、固定筒部２２とプーリ５３との間に配設の転がり軸受３１と、固定筒部２２と回転筒軸５１との間に配設のメカニカルシール４０と、を備え、回転フランジ５２に、転がり軸受３１の内輪３２を固定筒部２２に圧入するサービス孔５４が形成される。固定筒部２２と内輪３２の少なくとも一方の端部には、回転フランジ５２の内側面の一般面と同じ又は一般面を越える位置まで延長された延長部２６が設けられる。回転フランジ５２のサービス孔５４が存在する部分には、延長部２６に干渉することがないように回避する環状の回避部５５が形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、主として車両の内燃機関に冷媒（クーラント等の冷却液）を循環させるためのウォーターポンプに関する。

この種のウォーターポンプにおいては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
これにおいては、ハウジング、固定部材、プーリを有する回転部材、転がり軸受及びメカニカルシールを主体として構成されている。
すなわち、固定部材は、ハウジングの取付面に取り付けられる固定フランジと固定筒部とを有する。回転部材は、ハウジングの水室に配置されるインペラが一端部に設けられた回転筒軸とこの回転筒軸の他端開口部外周面の半径方向に突出された回転フランジとこの回転フランジの外周縁に沿って設けられたプーリとを有している。
また、転がり軸受は固定筒部とプーリとの間に配設され、メカニカルシールは固定筒部と回転筒軸との間に配設されている。さらに、回転フランジに、転がり軸受の内輪を固定筒部の外周面に圧入するための工具が挿通可能なサービス孔が形成されている。
前記したような構造をもつウォーターポンプにおいては、ハウジングの水室側の冷媒が固定筒部と回転筒軸との間に配設されたメカニカルシールを通して漏出すると、漏出した冷媒が転がり軸受に浸入し、転がり軸受が発錆する恐れがあるため、回転部材の回転フランジの外周縁に形成された外周円筒部に貫通孔が形成されている。
特開２００５−２５６７８９号公報

ところで、特許文献１に開示されたものにおいては、回転フランジの外周縁に向けて流れる漏出冷媒が外周円筒部の貫通孔に達する途中に転がり軸受が存在するため、漏出冷媒の一部が転がり軸受に不測に浸入する恐れがある。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、メカニカルシールを通して漏出した冷媒を効率よく排出することができ、転がり軸受に浸入することを良好に防止することができるウォーターポンプを提供することである。

前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係るウォーターポンプは、ハウジングの取付面に取り付けられる固定フランジと固定筒部とを有する固定部材と、
前記ハウジングの水室に配置されるインペラが一端部に設けられた回転筒軸とこの回転筒軸の他端開口部外周面の半径方向に突出された回転フランジとこの回転フランジの外周縁に沿って設けられたプーリとを有する回転部材と、
前記固定筒部と前記プーリとの間に配設された転がり軸受と、
前記固定筒部と前記回転筒軸との間に配設されたメカニカルシールと、を備え、
前記回転フランジに、前記転がり軸受の内輪を前記固定筒部の外周面に圧入するための工具が挿通可能なサービス孔が形成されたウォーターポンプであって、
前記回転フランジの内側面に対向する前記固定筒部の先端部と前記内輪の一端部のうち、少なくとも一方の端部には、前記回転フランジの内側面の一般面と同じ又は一般面を越える位置まで延長された延長部が設けられる一方、
前記回転フランジの前記サービス孔が存在する部分には、前記延長部に干渉することがないように回避する環状の回避部が形成されていることを特徴とする。

前記構成によると、メカニカルシールを通して回転フランジとメカニカルシールとの間の空間部に冷媒が漏出する場合がある。この場合、回転部材の回転に基づく遠心力の作用によって、漏出冷媒が回転フランジの外周側に向けて流れる。この際、複数のサービス孔が存在する部分の延長部と回避部によって、漏出冷媒がこれ以上回転フランジの外周側に向けて流れることが阻止される。このため、漏出冷媒が回転フランジのサービス孔から良好に排出される。これによって、漏出冷媒が転がり軸受に浸入する不具合を良好に防止することができる。ひいては、漏出冷媒が原因となる転がり軸受の発錆を防止することができ、耐久性の向上を図ることができる。

請求項２に係るウォーターポンプは、請求項１に記載のウォーターポンプであって、
回転部材の回転フランジとプーリはプレス加工によって一体に形成され、
前記プレス加工と同時に前記回転フランジにサービス孔と環状の回避部とが形成されていることを特徴とする。

前記構成によると、回転部材の回転フランジとプーリをプレス加工によって一体に形成すると同時に回転フランジにサービス孔と環状の回避部とを形成することで、回転フランジとプーリをプレス加工した後、回転フランジにサービス孔を孔明け加工したり、回避部を形成する手間が不要となり、コスト低減において効果が大きい。

次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。

（実施例１）
この発明の実施例１を図１と図２にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係るウォーターポンプを示す側断面図である。図２は回転部材を示す背面図である。
図１に示すように、ウォーターポンプは、ハウジング１０、固定部材２０、回転部材５０、転がり軸受としての深溝玉軸受３１及びメカニカルシール４０を主体として構成されている。
ハウジング１０には、冷媒（例えば、クーラント等の冷却液）の循環路に通じる吸引口と吐出口（共に図示しない）を有する水室１１がハウジング１０の一側面に開口して形成されている。
また、ハウジング１０には水室１１の一側開口部の周囲に取付面１２が形成され、この取付面１２には環状のシール材１３が嵌込まれる環状凹部が形成されている。

固定部材２０は、一枚の鋼板等の金属板がプレス加工されることによって形成されると共に、固定フランジ２１と固定筒部２２とを一体に有している。そして、固定部材２０は、固定フランジ２１においてハウジング１０の水室１１の一側開口部を塞ぐようにして取付面１２にボルト等によって取り付けられている。
また、固定部材２０の固定筒部２２は、固定フランジ２１側に位置する根元側に大径部２５を、先端側に小径部２３を有して段付き円筒状に形成され、小径部２３と大径部２５との境界部には段差面２４が形成されている。

回転部材５０は、回転筒軸５１、回転フランジ５２、プーリ５３及びインペラ６０を一体状に有している。
回転筒軸５１は、固定筒部２２よりも小径に形成されて固定筒部２２の中心部に貫挿され、かつ一端が閉じられた有底円筒状に形成されている。そして、回転筒軸５１の他端開口部外周には半径方向に突出する回転フランジ５２が形成されている。さらに、回転フランジ５２の外周縁に沿って円筒状のプーリ５３が形成され、このプーリ５３と、内燃機関、例えばエンジン（図示しない）の出力軸との間にはベルト（図示しない）が掛け渡され、エンジンの出力軸のトルクがベルトを介して回転部材５０に伝達されるようになっている。
また、回転フランジ５２には、転がり軸受としての深溝玉軸受３１の内輪３２を固定筒部２２の外周面に圧入するための工具が挿通可能な複数のサービス孔５４が形成されている。

インペラ６０は、その中心部において有底円筒状に形成されたボス６１と、ボス６１の開口部外周面から半径方向に突出されたフランジ６２と、フランジ６２の一側面に形成された複数の羽根６３とを一体に備えて構成されている。そして、インペラ６０は、そのボス６１において回転筒軸５１の一端部外周に圧入されて固定される。さらに、インペラ６０は、ハウジング１０の水室１１内に回転可能に配置される。

図１に示すように、固定部材２０の固定筒部２２の内周面と、回転部材５０の回転筒軸５１の外周面との間には、周知のメカニカルシール４０が配設されている。なお、メカニカルシール４０としては、例えば、固定筒部２２の内周面に圧入される芯金に弾性体よりなるシールリップが接合されて構成され、シールリップが回転筒軸５１の外周面に弾性的に密接されてシールする構造のものがある。さらに、メカニカルシール４０としては、固定筒部２２の内周面に圧入される芯金と回転筒軸５１の外周面に圧入される芯金との少なくとも一方の芯金に弾性体よりなるシールリップが接合されて構成され、シールリップによって両芯金間をシールする構造のものもある。

図１に示すように、固定部材２０の固定筒部２２の外周面と、回転部材５０のプーリ５３の内周面との間には、転がり軸受としての深溝玉軸受３１が配設されている。
深溝玉軸受３１は、内輪３２と、外輪３３と、これら内・外輪３２、３３の両軌道面の間に配設された複数の玉３５と、これら複数の玉３５を保持する保持器と、シール材とを備えて構成されている。そして、プーリ５３の内周面に深溝玉軸受３１が、その外輪３３において圧入されて固定された後、回転フランジ５２のサービス孔５４を通して挿入される工具によって内輪３２が固定筒部２２の段差面２４に当接する位置まで同固定筒部２２の小径部２３外周に圧入されることによって、固定筒部２２と、プーリ５３との間に深溝玉軸受３１が組み付けられるようになっている。

さて、前記した固定部材２０と回転部材５０において、回転部材５０の回転フランジ５２の内側面に対向する固定部材２０の固定筒部２２の先端部（小径部２３の先端部）と深溝玉軸受３１の内輪３２の一端部のうち、少なくとも一方の端部には、回転フランジ５２の内側面の一般面５２ａと同じ又は一般面を越える位置まで延長された延長部が設けられている。
この実施例１においては、図１に示すように、固定筒部２２の小径部２３の先端部に延長部２６が一体連続状に形成されている。そして、延長部２６の先端は、回転フランジ５２の内側面の一般面５２ａよりも長さＬ１だけ外方へ突出して形成されている。
一方、回転フランジ５２の複数のサービス孔５４が存在する部分には、延長部２６に干渉することがないように回避する環状の回避部５５が形成されている。

また、この実施例１においては、回転部材５０の回転筒軸５１、回転フランジ５２及びプーリ５３は、一枚の鋼板等の金属板がプレス加工されることによって形成されている。
さらに、回転部材５０の回転筒軸５１、回転フランジ５２及びプーリ５３をプレス加工する際、回転フランジ５２にサービス孔５４と回避部５５とが同時にプレス加工されて形成されている。そして、回避部５５は、回転フランジ５２の内側面に凹まされ、同回転フランジ５２の外側面に向けて突出されている。

この実施例１に係るウォーターポンプは上述したように構成される。
したがって、エンジンの作動時には出力軸のトルクがベルトを介して回転部材５０のプーリ５３に伝達される。これによって、プーリ５３、回転フランジ５２、回転筒軸５１及びインペラ６０を一体に有する回転部材５０が所定方向に回転される。そして、ハウジング１０の水室１１内で回転されるインペラ６０のポンプ作用によって、水室１１内の冷媒が吐出口から循環路に吐出される一方、循環路の冷媒が吸引口から水室１１内に吸引される。

メカニカルシール４０は、摩擦によるトルク損出を軽減するために、軽接触シールが用いられる。例えば、メカニカルシール４０が固定筒部２２の内周面に圧入される芯金に弾性体よりなるシールリップが接合されて構成され、シールリップが回転筒軸５１の外周面に弾性的に密接されてシールする構造である場合には、メカニカルシール４０のシールリップが回転筒軸５１の外周面に軽く接触する。
このようなことから、水室１１内の冷媒の一部が、回転フランジ５２とメカニカルシール４０との間の空間部Ｓ側に漏出する場合がある。この場合には、回転部材５０の回転に基づく遠心力の作用によって、漏出冷媒が回転フランジ５２の外周側に向けて流れる。この際、複数のサービス孔５４が存在する部分の延長部２６と回避部５５によって、漏出冷媒がこれ以上回転フランジ５２の外周側に向けて流れることが阻止される。このため、漏出冷媒が回転フランジ５２の複数のサービス孔５４から良好に排出される。これによって、漏出冷媒が深溝玉軸受３１の内・外輪３２、３３の両軌道面の間に浸入する不具合を良好に防止することができる。ひいては、漏出冷媒が原因となる深溝玉軸受３１の内・外輪３２、３３の両軌道面や玉３５の発錆を防止することができ、耐久性の向上を図ることができる。

また、この実施例１において、回転部材５０の回転筒軸５１、回転フランジ５２及びプーリ５３をプレス加工によって一体に形成すると同時に、回転フランジ５２に複数のサービス孔５４と回避部５５とを形成することで、回転筒軸５１、回転フランジ５２及びプーリ５３をプレス加工した後、回転フランジ５２にサービス孔５４を孔明け加工したり、回避部５５を形成する手間が不要となり、コスト低減において効果が大きい。

（実施例２）
この発明の実施例２を図３にしたがって説明する。
図３はこの発明の実施例２に係るウォーターポンプを示す側断面図である。
図３に示すように、深溝玉軸受３１の内輪３２の一端部に、回転フランジ５２の内側面の一般面５２ａと同じ又は一般面５２ａを越える位置まで延長された延長部３２ａが設けられている。また、この実施例２においては、延長部３２ａの先端は、回転フランジ５２の内側面の一般面５２ａよりも長さＬ２だけ外方に突出して形成されている。
この実施例２のその他の構成は実施例１と同様にして構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。

したがって、この実施例２においても、複数のサービス孔５４が存在する部分の延長部３２ａと回避部５５によって、漏出冷媒がこれ以上回転フランジ５２の外周側に向けて流れることが阻止されるため、漏出冷媒が回転フランジ５２の複数のサービス孔５４から良好に排出される。これによって、漏出冷媒が深溝玉軸受３１の内・外輪３２、３３の両軌道面の間に浸入する不具合を良好に防止することができる。
また、実施例２において、固定筒部２２の先端部（小径部２３の先端部）に、実施例１と同様に延長部２６を形成しても同等の作用効果を奏する。

なお、この発明は前記実施例１及び２に限定するものではない。
例えば、固定部材２０において、固定フランジ２１と、固定筒部２２とを個別に製作した後、これら両部材を一体状に結合することによって固定部材２０を構成してもよい。
また、回転部材５０において、回転筒軸５１、回転フランジ５２、プーリ５３及びインペラ６０をそれぞれ個別に製作した後、これら各部材を一体状に結合して回転部材５０を構成してもよい。
また、回転フランジ５２とプーリ５３とを一体に製作した第１部材と、回転筒軸５１とインペラ６０とを一体に製作した第２部材とを一体状に結合して回転部材５０を構成してもよい。
また、前記実施例１においては、転がり軸受が深溝玉軸受３１である場合を例示したが、円筒ころ軸受であってもこの発明を実施することができる。

この発明の実施例１に係るウォーターポンプを示す側断面図である。 同じく回転部材を示す背面図である。 この発明の実施例２に係るウォーターポンプを示す側断面図である。

符号の説明

１０ ハウジング
１１ 水室
１２ 取付面
２０ 固定部材
２１ 固定フランジ
２２ 固定筒部
２６ 延長部
３１ 深溝玉軸受（転がり軸受）
３２ 内輪
３２ａ 延長部
４０ メカニカルシール
５０ 回転部材
５１ 回転筒軸
５２ 回転フランジ
５２ａ 一般面
５３ プーリ
５４ サービス孔
５５ 環状の回避部
６０ インペラ

Claims (2)

1. ハウジングの取付面に取り付けられる固定フランジと固定筒部とを有する固定部材と、
   前記ハウジングの水室に配置されるインペラが一端部に設けられた回転筒軸とこの回転筒軸の他端開口部外周面の半径方向に突出された回転フランジとこの回転フランジの外周縁に沿って設けられたプーリとを有する回転部材と、
   前記固定筒部と前記プーリとの間に配設された転がり軸受と、
   前記固定筒部と前記回転筒軸との間に配設されたメカニカルシールと、を備え、
   前記回転フランジに、前記転がり軸受の内輪を前記固定筒部の外周面に圧入するための工具が挿通可能なサービス孔が形成されたウォーターポンプであって、
   前記回転フランジの内側面に対向する前記固定筒部の先端部と前記内輪の一端部のうち、少なくとも一方の端部には、前記回転フランジの内側面の一般面と同じ又は一般面を越える位置まで延長された延長部が設けられる一方、
   前記回転フランジの前記サービス孔が存在する部分には、前記延長部に干渉することがないように回避する環状の回避部が形成されていることを特徴とするウォーターポンプ。
2. 請求項１に記載のウォーターポンプであって、
   回転部材の回転フランジとプーリはプレス加工によって一体に形成され、
   前記プレス加工と同時に前記回転フランジにサービス孔と環状の回避部とが形成されていることを特徴とするウォーターポンプ。

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