JP2008175105A - ウォータポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ウォータポンプのメカニカルシールから漏れ出た冷却水を貯留するための貯留空間の開口内面とプラグ外面との間に毛細管現象によって水が流れ込んだ場合であってもこの水が外部へ流出してしまうことを阻止しながらも、上記呼吸孔を確保し、しかも冷却水貯留空間内に比較的大量の水が流れ込むまで呼吸孔からの水の流出が行われないようにするウォータポンプを提供する。
【解決手段】貯留空間２４の開口縁の全周囲をプラグ８により閉鎖すると共に、プラグ８に一体的に形成したパイプ部８２により呼吸孔を確保する。パイプ部８２を上方に傾斜させることで先端開口位置を貯留空間２４の上層部分に位置させる。これにより、貯留空間２４内の水位がその空間の上端部近傍に上昇するまでパイプ部８２内に水が流入しないようにし、貯留空間２４の容量を超える程度の水がメカニカルシール７から漏れ出さない限り冷却水が流出されないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、水冷式エンジン等に使用されるウォータポンプに係る。特に、本発明は、シール部分から漏れ出た水の外部への流出を抑制するための貯留空間を備えたウォータポンプの改良に関する。

従来より、例えば下記の特許文献１及び特許文献２に開示されているように、水冷式エンジンには冷却系に冷却水を循環させるためのウォータポンプが備えられている。このウォータポンプの一般的な構成としては、図６に示すように、ポンプボディａにベアリングｂを介して回転軸ｃが回転自在に支持されており、この回転軸ｃの一端にインペラｄが、他端にプーリｅがそれぞれ取り付けられている。そして、このプーリｅに補機駆動用ベルトｆを介してエンジン駆動力が伝達されることで上記インペラｄが回転し、これにより冷却水の吐出動作を行ってエンジン冷却系に冷却水を循環させるようになっている。

また、上記インペラｄとベアリングｂとの間の領域であって上記回転軸ｃの外周囲には環状のメカニカルシールｇが配設されており、回転軸ｃの外周囲からの冷却水の漏れを防止している。より具体的には、このメカニカルシールｇを構成している固定側部材ｇ１と回転側部材ｇ２との間の僅かな隙間に冷却水の水膜を形成することで、液膜シールを形成するものとなっている。尚、メカニカルシールｇのシール原理としてはこれ以外にも種々のものが知られている。

しかしながら、ウォータポンプの新品時等であって上記メカニカルシールｇの固定側部材ｇ１と回転側部材ｇ２との摺接面同士が未だ馴染んでいない場合等にあっては、メカニカルシールｇからの単位時間当たりの冷却水漏れ量（図６ではこの冷却水の漏れを矢印Ｗで示している）が比較的多くなってしまう可能性がある。

この点に鑑み、上記ポンプボディａの下部には、メカニカルシールｇから漏れ出た冷却水を貯留して外部への流出を抑制するための冷却水貯留空間ａ１が形成されている。つまり、上記冷却水が漏れ出す回転軸ｃ周りの空間と冷却水貯留空間ａ１とをドレン排出孔ａ２により連通することで、上記漏れ出た冷却水を回収するようにしている。これにより、メカニカルシールｇからの冷却水漏れが発生すると同時にこの冷却水が外部へ流出されてしまうといった状況が回避可能となる。尚、このような冷却水貯留空間ａ１を設けておくことで、メカニカルシールｇから水蒸気が漏れ出る状況においてこの水蒸気が凝縮水となった場合であっても、この凝縮水（液相）が外部へ流出してしまうといった状況を抑制できる。

また、上記ポンプボディａは一般的には鋳造で成形されるため、上記冷却水貯留空間ａ１の一方側（プーリｅ側）には開口が形成されることになるが、この開口に対してプラグ（蓋体）ｈが圧入等の手段によって装着されることで冷却水貯留空間ａ１内に冷却水が貯留可能となっている。また、このプラグｈの上端部分にあっては、冷却水貯留空間ａ１の開口縁が部分的に凹陥され、これによってプラグｈの外周縁との間で大気に連通する開口ｉが形成されている。この開口ｉは、冷却水貯留空間ａ１内に流れ込んだ蒸気を大気に放出したり、この冷却水貯留空間ａ１に一旦貯留された冷却水が蒸気となった場合に、この蒸気を大気に放出したりするための所謂呼吸孔として機能する。また、冷却水貯留空間ａ１の容量を超える冷却水がメカニカルシールｇから漏れた場合には、この開口ｉから冷却水がオーバフローすることになるので、この冷却水のオーバフローを確認することでメカニカルシールｇの劣化等を判断することも可能である。
特開２００４−１０８２５０号公報 特開２００６−２７４８８６号公報

これまでは、メカニカルシールｇから冷却水が漏れ出る状況であっても、冷却水貯留空間ａ１内の冷却水の水位が上記呼吸孔ｉの高さ位置に達するまでは、外部への冷却水の流出は発生しないと考えられていた。

ところが、実際には、上記冷却水貯留空間ａ１内での水位が上記呼吸孔ｉの高さ位置に達していないにも拘わらず冷却水が呼吸孔ｉから外部へ流出するといった状況が発生していた。以下、具体的に説明する。

上述した如く、上記冷却水貯留空間ａ１の開口にはプラグｈが圧入等によって装着されている。このため、冷却水貯留空間ａ１の開口内周面とそれに嵌め込まれているプラグｈの外周面との間には僅かな隙間が存在しており、冷却水貯留空間ａ１に流れ込んだ冷却水が、この隙間に入り込み、毛細管現象により、この隙間をプラグｈの外周囲に沿って上方へ移動していくことになる。そして、この隙間を移動する冷却水がプラグｈの上端部分に達した場合、この部分には上記呼吸孔ｉが存在しているために、この呼吸孔ｉを通過して外部へ冷却水が流出するといった状況が発生していた。図７は、上記冷却水貯留空間ａ１の開口に装着されたプラグｈの斜視図であって、上記毛細管現象による冷却水の流れ及び呼吸孔ｉから外部への冷却水の流出を矢印で示している。

このため、実際にメカニカルシールｇから漏れ出た冷却水の量は僅かであって冷却水貯留空間ａ１に溜まっている冷却水も僅かであるにも拘わらず、呼吸孔ｉから冷却水が流出するといった状況が発生していた。この現象（呼吸孔ｉからの冷却水の流出）がウォータポンプの外部から確認された場合、メカニカルシールｇからの冷却水漏れ量が冷却水貯留空間ａ１の容量を超えていると誤認識してしまうことになる。

このような毛細管現象に起因する呼吸孔ｉからの冷却水流出の発生は、たとえ冷却水貯留空間ａ１の容量を拡大したとしても容易には解消できるものではない。また、上記プラグｈを使用することなしに冷却水貯留空間ａ１の開口の大部分を閉鎖し且つ部分的に呼吸孔ｉを確保するといった構成も従来構造において実現することは難しかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記冷却水貯留空間の開口内面とプラグ外面との間に毛細管現象によって水が流れ込んだ場合であってもこの水が外部へ流出してしまうことを阻止しながらも、上記呼吸孔を確保し、しかも冷却水貯留空間内に比較的大量の水が流れ込むまで呼吸孔からの水の流出が行われないようにするウォータポンプを提供することにある。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、上記冷却水貯留空間の開口縁の全周囲をプラグ（蓋体）により閉鎖すると共に、呼吸孔としては、プラグに一体的に形成したパイプ部により確保するようにしている。また、このパイプ部の先端側の開放位置を上方に位置させることで、冷却水貯留空間内の水位がその空間の上端部近傍に達するまでパイプ部内に水が流入しないようにし、冷却水貯留空間の容量を超える程度の水が漏れ出さない限り呼吸孔から水が流出されないようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、ポンプボディに軸受けを介して回転自在に支持された回転軸に設けられたインペラと、このインペラと上記軸受けとの間の領域に設けられたメカニカルシールと、上記ポンプボディの下部に設けられメカニカルシールから漏れてきた水を貯留する貯留空間と、この貯留空間の開口部に嵌め込まれた蓋体とを備えたウォータポンプを前提とする。このウォータポンプに対し、上記蓋体を、その外周縁の全体が貯留空間の開口部の内周縁全体を水密状態とするようにこの開口部に嵌め込む。また、この蓋体に、一端が大気に開放し、他端が上記貯留空間に開放するパイプ部を備えさせ、このパイプ部における上記貯留空間側の開放端を貯留空間の上層部分で開放させた構成としている。

この場合における上記パイプ部の形状として具体的には、貯留空間側に位置する開放端に向かって上方へ屈曲された屈曲部を設けている。

この特定事項により、ウォータポンプの駆動に伴ってメカニカルシールから水が漏れ出す状況にある場合、この漏れ出した水は上記貯留空間に回収されていく。この際、この回収された水が、貯留空間の開口部とそれに嵌め込まれた蓋体との間の隙間に入り込んで毛細管現象によって蓋体の外周囲に沿って流れたとしても、この蓋体の全周囲は上記開口部に接していて、この周囲には呼吸孔が存在していないので、外部に水が流出するといった状況は回避される。また、上記蓋体は一端が大気に開放するパイプ部を備えているため、貯留空間内に流れ込んだ蒸気や、この貯留空間に一旦貯留された水が蒸気となった場合のこれら蒸気はパイプ部から大気に放出されることになる。更に、このパイプ部における上記貯留空間側の開放端は貯留空間の上層部分で開放されているため、貯留空間の容量を超える程度の冷却水が貯留空間に流れ込まない限り、パイプ部から水が外部へ流出してしまうことはなく、これにより、メカニカルシールからの水漏れ量が比較的多い状況であっても呼吸孔からの水の流出を遅延させることが可能になる。

上述した如く蓋体に備えられているパイプ部が貯留空間の内部に位置するものでは、この蓋体の嵌め込み時にパイプ部の開放端が貯留空間の上層部分で開放されるような嵌め込み姿勢となっていることの確認が困難になる可能性がある。このため、以下の対策を講じている。先ず、蓋体が貯留空間の開口部に嵌め込まれた状態における蓋体の大気側の面に、貯留空間の開口部への嵌め込み作業時における蓋体の姿勢を確認するための目印部を設けている。

例えば、上記目印部をパイプ部の上記貯留空間側開放端に対応した位置に設けておけば、この目印部が上側になるように蓋体を開口部に嵌め込むことで、パイプ部における貯留空間側開放端は貯留空間の上層部分で開放された状態となる。これにより、蓋体の開口部に対する嵌め込み姿勢を良好に得ることができ、上述した「貯留空間の容量を超える程度の冷却水が貯留空間に流れ込まない限り、パイプ部から水が外部へ流出してしまうことはない」といった効果を確実に発揮させることが可能になる。

また、他の対策として、貯留空間の開口部の内縁部に、内周側に向けて突出する突起を形成しておく一方、蓋体の外縁部に、パイプ部における貯留空間側の開放端が貯留空間の上層部分で開放される姿勢で貯留空間の開口部の縁部に嵌め込まれる際に上記突起に嵌合する凹部を形成することも挙げられる。

この構成によれば、上記蓋体の凹部を、開口部の内縁部に形成された突起に位置合わせせねば蓋体を開口部に嵌め込むことができなくなるため、蓋体の嵌め込み作業の完了と同時に蓋体の開口部に対する嵌め込み姿勢が良好に得られることになる。従って、この場合にも、上述した「貯留空間の容量を超える程度の冷却水が貯留空間に流れ込まない限り、パイプ部から水が外部へ流出してしまうことはない」といった効果を確実に発揮させることが可能になり、また、蓋体の嵌め込み作業性も良好である。

上記目的を達成するための他の解決手段としては以下のものも挙げられる。つまり、ポンプボディに軸受けを介して回転自在に支持された回転軸に設けられたインペラと、このインペラと上記軸受けとの間の領域に設けられたメカニカルシールと、上記ポンプボディの下部に設けられメカニカルシールから漏れてきた水を貯留する貯留空間と、この貯留空間の開口部に嵌め込まれた蓋体とを備えたウォータポンプを前提とする。このウォータポンプに対し、上記蓋体を、その外周縁の全体が貯留空間の開口部の内周縁全体を水密状態とするようにこの開口部に嵌め込む。また、この蓋体に、一端が大気に開放し、他端が上記貯留空間に開放するパイプ部を備えさせ、このパイプ部における上記大気側の開放端を貯留空間の上層部分と同等の高さ位置または貯留空間の上層部分よりも高い位置で開放させた構成としている。

この場合における上記パイプ部の形状として具体的には、大気側に位置する開放端に向かって上方へ屈曲された屈曲部を設けている。

この特定事項によっても、上述した解決手段の場合と同様に、貯留空間に回収された水が、貯留空間の開口部とそれに嵌め込まれた蓋体との間の隙間に入り込んで毛細管現象によって蓋体の外周囲に沿って流れたとしても、この蓋体の全周囲は開口部に接していて、この周囲には呼吸孔が存在していないので、外部に水が流出するといった状況は回避されることになる。また、上記パイプ部により呼吸孔が確保され、貯留空間内に流れ込んだ蒸気や、この貯留空間に一旦貯留された水が蒸気となった場合のこれら蒸気はパイプ部から大気に放出される。更に、このパイプ部における上記大気側の開放端は貯留空間の上層部分と同等の高さ位置または貯留空間の上層部分よりも高い位置で開放されているため、貯留空間の容量を超える程度の冷却水が貯留空間に流れ込まない限り、パイプ部から水が外部へ流出してしまうことはなく、これにより、メカニカルシールからの水漏れ量が比較的多い状況であっても呼吸孔からの水の流出を遅延させることが可能になる。

本発明では、ウォータポンプのメカニカルシールから漏れ出た水を回収するための貯留空間の開口縁の全周囲に亘って蓋体が閉鎖することで、上記毛細管現象に起因する外部への水の流出を回避することができる。また、蓋体に一体的に形成したパイプ部により呼吸孔を確保することができる。そして、このパイプ部の先端側の開放位置を上方に位置させているため、メカニカルシールからの水漏れ量が比較的多い状況であっても、パイプ部の内部空間で形成される呼吸孔からの水の流出を遅延させることが可能になり、上記貯留空間を設けたことによる効果を十分に発揮させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用エンジンに搭載され、エンジンからの駆動力を受けることで駆動する車両用ウォータポンプに本発明を適用した場合について説明する。

（第１実施形態）
−ウォータポンプの全体構成−
図１は、本実施形態に係るウォータポンプ１の断面図である。この図１に示すように、ウォータポンプ１は、鋳造加工等により成形されたポンプボディ２がシリンダブロック３に固定部材（例えば図示しないボルト等）により固定され、このポンプボディ２の内部においてベアリング（軸受け）４１を介して回転軸４が回転自在に支持されている。この回転軸４の一端にはプーリブラケット５１を介して駆動プーリ５がボルト止めによって固定されている。一方、この回転軸４の他端にはインペラ６が圧入等の手段により回転一体に固着されている。上記駆動プーリ５には補機駆動用ベルト５２が巻き掛けられており、この補機駆動用ベルト５２を介してエンジン駆動力（クランクシャフトの回転駆動力）が回転軸４に伝達されるようになっている。これにより、エンジンの駆動時には、上記インペラ６が回転軸４と共に回転して冷却水の吐出動作を行い、エンジン冷却系に冷却水を循環させるようになっている。

そして、上記インペラ６とベアリング４１との間の領域であって回転軸４の外周囲には環状のメカニカルシール７が配設されている。このメカニカルシール７は、外周側がポンプボディ２に固定され且つ内周側が回転軸４に摺接する固定側部材７１と、回転軸４に回転一体に取り付けられていると共に一部が上記固定側部材７１の先端面に当接する回転側部材７２とを備えている。そして、これら固定側部材７１と回転側部材７２との当接部分における僅かな隙間に冷却水の水膜を形成することで、液膜シールを形成するものとなっている。

また、このメカニカルシール７とベアリング４１との間には空間２１が形成されており、メカニカルシール７から冷却水が漏れ出す状況では、このメカニカルシール７における固定側部材７１と回転側部材７２との当接部分の僅かな隙間及び固定側部材７１の内周面と回転軸４の外周面との間の僅かな隙間を経て、この空間２１に冷却水が漏れ出すことになる（図１中の矢印Ｗ１参照）。具体的に、メカニカルシール７から液相の冷却水が漏れ出す場合には、この冷却水が液相のまま空間２１に流れ込むことになる。一方、メカニカルシール７から気相の冷却水（水蒸気）が漏れ出す場合に、この水蒸気が空間２１内で凝縮すると、この空間２１には液相の冷却水が存在する状況になる（凝縮しなかった水蒸気は後述するように気相のまま外部に排出される）。

上記ポンプボディ２の上部には、メカニカルシール７から空間２１に漏れ出した水蒸気を斜め上方に逃がすためのベーパ排出孔２２が形成されている。また、このポンプボディ２の下部には、空間２１に流れ込んだ冷却水やこの空間２１で凝縮した冷却水（水蒸気が凝縮して成る冷却水）を斜め下方に排出するためのドレン排出孔２３が形成されている。そして、このポンプボディ２におけるドレン排出孔２３の更に下側には冷却水を回収するための貯留空間２４が形成されている。つまり、上記空間２１の冷却水が、自重によりドレン排出孔２３を通過して貯留空間２４に回収されるようになっている。

上記貯留空間２４は、ポンプボディ２の下部において、インペラ６と反対側（駆動プーリ５側）の側部から回転軸４の軸線と略平行に中心線が延びるように断面略円形に形成された凹部として形成されている。そして、この貯留空間２４において駆動プーリ５側に向けて開放されている開口の内周縁部にはプラグ（蓋体）８が装着されている。

本実施形態の特徴の一つとして、上記プラグ８は、その外周縁の全体が貯留空間２４の開口内周縁全体を水密状態とするように圧入により嵌め込まれている（詳しくは後述する）。

−プラグ８の形状−
次に、上記プラグ８の形状について具体的に説明する。図２は、このプラグ８を示す斜視図である。この図２に示すようにプラグ８は、上記貯留空間２４の開口を閉塞するための閉塞部８１と、この閉塞部８１に一体形成されたパイプ部８２とを備えている。

上記閉塞部８１は、円形の円板部８１ａと、この円板部８１ａの外周縁から軸心方向に沿って延びる偏平円筒形状のフランジ部８１ｂとを備えている。上記円板部８１ａの形状は、上記貯留空間２４の開口部分の断面形状（この貯留空間２４の軸線に直交する方向での断面形状）に略一致しており、貯留空間２４の開口内周縁に嵌め込まれた状態では、上記フランジ部８１ｂの外周面の全体が貯留空間２４の開口内周面全体に当接している。つまり、この貯留空間２４の開口の内周縁は、その全周囲がプラグ８によって密閉された状態となっている。また、上記円板部８１ａの中心部には、上記パイプ部８２が接続される比較的小径の開口（以下、呼吸孔と呼ぶ）８１ｃが形成されている。

一方、上記パイプ部８２は、プラグ８が貯留空間２４の開口内周縁に嵌め込まれた状態において、この貯留空間２４とポンプボディ２の外部（大気側）とを連通させるためのものであって、一端は閉塞部８１における円板部８１ａの中心部に繋がっており、この部分で上記呼吸孔８１ｃを介して外気に連通している。そして、パイプ部８２の他端側は、円板部８１ａの中心部から軸心方向（図２における水平方向）に延びる水平パイプ部８２ａと、この水平パイプ部８２ａの先端から斜め上方に延びる傾斜パイプ部（屈曲部）８２ｂとを備えている。本実施形態の特徴の一つとして、この傾斜パイプ部８２ｂの上端は貯留空間２４の上壁２４ａ（図１参照）に近接する位置まで延びていると共に、その上端面は水平方向に延びる水平面８２ｃとなっている。

このようにパイプ部８２が形成されているため、貯留空間２４のうち上層部分が、このパイプ部８２の内部空間及び上記呼吸孔８１ｃを経てポンプボディ２の外部と連通した状態となっている。

また、この傾斜パイプ部８２ｂの上端の開口位置は上記ドレン排出孔２３に対向しない位置、より詳しくは、このドレン排出孔２３の下端開口位置よりも貯留空間２４の奥側の空間で開放されている。このように、傾斜パイプ部８２ｂの上端の開口位置を貯留空間２４の奥側に位置させることで、仮に、各部材の壁面を伝わって冷却水が呼吸孔８１ｃに向かって流れる場合であっても、その伝達距離を長く確保することが可能になる。具体的には、上記傾斜パイプ部８２ｂの下流端から呼吸孔８１ｃまでの各壁面に沿って冷却水が流れるためには、貯留空間２４の内壁面、パイプ部８２の外壁面、パイプ部８２の内壁面を経由する必要があり、従来の構成（従来（図６に示す構成）では、貯留空間ａ１の内壁面と呼吸孔ｉの内面とが連通していた）に比べて長い距離となっている。このため、この壁面を伝って冷却水が呼吸孔８１ｃに達してしまうといった状況を抑制することができる。

−ウォータポンプ１の動作−
次に、上述の如く構成されたウォータポンプ１の動作について説明する。エンジンの駆動に伴い、駆動プーリ５に巻き掛けられた補機駆動用ベルト５２の走行によりエンジン駆動力が駆動プーリ５に伝達され、この駆動プーリ５の回転に伴って回転軸４が回転する。これにより、回転軸４と回転一体のインペラ６も回転し、冷却水の吐出動作を行ってエンジン冷却系に冷却水が循環される。

このようなウォータポンプ１の駆動時において、例えばウォータポンプ１の新品時等であって上記メカニカルシール７の固定側部材７１と回転側部材７２との摺接面同士が未だ馴染んでいない場合等にあっては、メカニカルシール７からの単位時間当たりの冷却水漏れ量が比較的多くなる。このような状況でメカニカルシール７から漏れ出した冷却水は、上記空間２１及びドレン排出孔２３を経て貯留空間２４に流れ込み、この貯留空間２４に回収されることになる（図１における矢印Ｗ１，Ｗ２を参照）。このため、メカニカルシール７からの冷却水漏れが発生すると同時にこの冷却水が外部へ流出されてしまうといった状況は回避される。尚、メカニカルシール７から水蒸気が漏れ出す状況であって、空間２１で水蒸気が凝縮されない場合には、この水蒸気はベーパ排出孔２２から外部へ排出される（図１において破線で示す矢印Ｖを参照）。これに対し、空間２１で水蒸気が凝縮された場合には、この凝縮水（冷却水）は、上記メカニカルシール７から漏れ出した冷却水（液相）と同様に、ドレン排出孔２３を経て貯留空間２４に流れ込むことになる。

このようにして冷却水が貯留空間２４に流れ込んでいく状況において、この貯留空間２４に一旦貯留された冷却水が蒸気となった場合、この蒸気はプラグ８のパイプ部８２及び呼吸孔８１ｃを通過して大気に放出されることになる。このため、メカニカルシール７からの冷却水漏れに起因する貯留空間２４への冷却水流入量と、上記パイプ部８２及び呼吸孔８１ｃを通過して大気に放出される冷却水量（水蒸気量）とが均衡する場合には、貯留空間２４内の水位は、上記パイプ部８２の傾斜パイプ部８２ｂの上端を越えることなく略一定に維持され、この貯留空間２４に存在する冷却水量が貯留空間２４の容量を超えることはない。

そして、この貯留空間２４に回収された冷却水が、貯留空間２４の開口内周縁とそれに嵌め込まれているプラグ８のフランジ部８１ｂの外周面との間の隙間に入り込んで毛細管現象によってフランジ部８１ｂの外周囲に沿って流れたとしても（図２における矢印参照）、このフランジ部８１ｂの全周囲は貯留空間２４の開口内周縁に接しており、この周囲には呼吸孔は形成されていないので、この毛細管現象により流れた水が外部に流出するといった状況は回避される。つまり、毛細管現象に起因する外部への冷却水の流出（従来技術で生じていた冷却水の流出）は生じない。また、パイプ部８２における上記貯留空間２４側の開放端は貯留空間の上層部分で開放されているため、貯留空間２４の容量を超える程度の冷却水が貯留空間に流れ込まない限り、つまり、貯留空間２４の水位がパイプ部８２の上端位置に達しない限り、パイプ部８２から外部へ冷却水が流出してしまうといったことはなくなり、これにより、メカニカルシール７からの水漏れ量が比較的多い状況であってもパイプ部８２を経由する冷却水の流出は遅延されることになる。このため、貯留空間２４の内部容量の略全量を有効に利用し、この貯留空間２４を設けたことによる効果を十分に発揮させることが可能になる。

（第１の変形例）
次に、プラグ８の嵌め込み姿勢を良好に得ることに鑑みられた第１の変形例について説明する。上述した第１実施形態の場合、プラグ８に備えられているパイプ部８２が貯留空間２４の内部に位置することになるため、このプラグ８の嵌め込み作業時には、パイプ部８２の開放端が貯留空間２４の上層部分で開放される姿勢（図１に示す姿勢）が確実に得られるようにしておくことが好ましい。

そこで、本変形例では、図３（プラグ８の背面図：大気側から見た図）に示すように、プラグ８の閉塞部８１における背面側（パイプ部８２が形成される側とは反対側であって貯留空間２４に嵌め込まれた際の大気側）にプラグ８の嵌め込み姿勢を確認するための目印部（マーク）８３が描かれている。つまり、この目印部８３をパイプ部８２の傾斜パイプ部８２が延びる方向（嵌め込み状態での上側方向）対応する位置に描いている。尚、この目印部８３は刻印であってもよい。

本変形例の如く構成されたプラグ８を使用すれば、上記目印部８３が上側になるようにプラグ８を貯留空間２４の開口に嵌め込むことで、パイプ部８２の傾斜パイプ部８２が上側に向けて傾斜する姿勢でプラグ８を装着することができる。これにより、貯留空間２４の開口に対するプラグ８の嵌め込み姿勢を良好に得ることができ、上述した「貯留空間２４の容量を超える程度の冷却水が貯留空間２４に流れ込まない限り、パイプ部８２から外部へ冷却水が流出してしまうことはない」といった効果を確実に発揮させることが可能になる。

（第２の変形例）
次に、プラグ８の嵌め込み姿勢を良好に得ることに鑑みられた第２の変形例について説明する。本変形例では、図４ａ（プラグ８の背面図：大気側から見た図）に示すように、プラグ８の閉塞部８１におけるフランジ部８１ｂの一部に内周側に向けて凹陥する凹陥部８１ｄを形成している。この凹陥部８１ｄの形成位置は、パイプ部８２の傾斜パイプ部８２が延びる方向（嵌め込み状態での上側方向）対応する位置に設けられている。

一方、本変形例における貯留空間２４の開口内周縁部には、図４ｂ（貯留空間２４の開口周辺部における縦断面図）に示すように、上端部分に、内周側へ突出する突起２４ｂを設けている。この突起２４ｂの形状は上記フランジ部８１ｂに形成されている凹陥部８１ｄの形状に略位置している。

このため、本変形例にあっては、プラグ８の凹陥部８１ｄを、貯留空間２４の開口内周縁部に設けられた突起２４ｂに位置合わせした状態で、プラグ８の嵌め込み作業を行うことになる。言い換えると、プラグ８の凹陥部８１ｄを、貯留空間２４の突起２４ｂに位置合わせさせなければプラグ８の嵌め込み作業が行えないことになる。このため、プラグ８の嵌め込み作業の完了と同時にプラグ８の貯留空間２４に対する嵌め込み姿勢を良好に得ることができる。従って、本変形例にあっても、上述した「貯留空間２４の容量を超える程度の冷却水が貯留空間２４に流れ込まない限り、パイプ部８２から外部へ冷却水が流出してしまうことはない」といった効果を確実に発揮させることが可能になる。また、作業者は、プラグ８の姿勢を確認しながら貯留空間２４への嵌め込み作業を行うといった煩雑な作業が必要なくなるため、作業性も良好である。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、プラグ８の嵌め込み状態が上記第１実施形態のものと異なっており、その他の構成及びウォータポンプ１の動作は第１実施形態と同様である。従って、ここでは、プラグ８の嵌め込み状態についてのみ説明する。

図５は、本実施形態に係るウォータポンプ１の断面図である。尚、この図５においては、上記第１実施形態のものと同一の部材について同一の符号を付している。

この図５に示すように、本実施形態に係るプラグ８にあっても、上記第１実施形態のものと同様に閉塞部８１及びパイプ部８２を備えているが、貯留空間２４に対する嵌め込み状態が第１実施形態のものと異なっている。つまり、パイプ部８２が貯留空間２４の内部側ではなく大気側（図５における左側）に位置するように貯留空間２４に嵌め込まれている。

このような構成によれば、パイプ部８２の上端位置は貯留空間２４の上壁２４ａの制約を受けることがなくなり、このパイプ部８２における上記大気側の開放端は貯留空間２４の上層部分よりも高い位置で開放させることが可能になる。つまり、貯留空間２４の容量を超える冷却水が貯留空間２４に流れ込まない限り、パイプ部８２から外部へ冷却水が流出することはなく、これにより、メカニカルシール７からの水漏れ量が比較的多い状況であってもパイプ部８２からの水の流出を大幅に遅延させることが可能になる。

また、本実施形態の場合、プラグ８の嵌め込み作業時は、外部からパイプ部８２の位置を確認しながら行うことができるため、上記第１の変形例や第２の変形例の構成を適用することなしにプラグ８の嵌め込み姿勢を良好に得ることが可能になる。

−その他の実施形態−
以上説明した各実施形態及び変形例は、自動車用エンジンに搭載され、エンジンからの駆動力を受けることで駆動する車両用ウォータポンプ１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、その他の用途に使用されるウォータポンプに対しても適用可能である。また、エンジンからの駆動力を受けるものに限らず、電動モータから回転力を受ける電動ウォータポンプに対しても本発明は適用可能である。

また、上記各実施形態及び変形例では、プラグ８の形状を円形状としたが、これは、貯留空間２４の形状に合わせて適宜変更されるものである。つまり、貯留空間２４の断面形状が矩形状であった場合には、プラグ８の形状もそれに合わせて矩形状となる。

また、プラグ８において、閉塞部８１に対するパイプ部８２の接続位置は閉塞部８１の中心部に限られるものではない。例えば、閉塞部８１に対するパイプ部８２の接続位置が閉塞部８１の下端部近傍位置や上端部近傍位置であったとしても、このパイプ部８２の先端開口位置（上記第１実施形態では貯留空間２４側の開口位置、第２実施形態では大気側の開口位置）が、貯留空間２４の上層部分と同等の高さ位置や貯留空間２４の上層部分よりも高い位置に設定されておれば、本発明の効果を奏することが可能である。また、パイプ部８２の形状としても、上記傾斜パイプ部８２の如く傾斜配置されるものに代えて鉛直上方に延びる形状を採用することも可能である。

第１実施形態に係るウォータポンプの断面図である。 第１実施形態におけるプラグの斜視図である。 第１の変形例におけるプラグの背面図である。 第２の変形例を示す図であって、図４（ａ）はプラグの背面図であり、図４（ｂ）は貯留空間の開口周辺部における断面図である。 第２実施形態に係るウォータポンプの断面図である。 従来例におけるウォータポンプの断面図である。 従来例におけるプラグの斜視図である。

符号の説明

１ ウォータポンプ
２ ポンプボディ
２４ 貯留空間
４ 回転軸
４１ ベアリング（軸受け）
６ インペラ
７ メカニカルシール
８ プラグ（蓋体）
８２ パイプ部
８２ｂ 傾斜パイプ部（屈曲部）

Claims (6)

1. ポンプボディに軸受けを介して回転自在に支持された回転軸に設けられたインペラと、このインペラと上記軸受けとの間の領域に設けられたメカニカルシールと、上記ポンプボディの下部に設けられメカニカルシールから漏れてきた水を貯留する貯留空間と、この貯留空間の開口部に嵌め込まれた蓋体とを備えたウォータポンプにおいて、
   上記蓋体は、その外周縁の全体が貯留空間の開口部の内周縁全体を水密状態とするようにこの開口部に嵌め込まれている一方、
   この蓋体は、一端が大気に開放し、他端が上記貯留空間に開放するパイプ部を備えており、このパイプ部における上記貯留空間側の開放端は貯留空間の上層部分で開放されていることを特徴とするウォータポンプ。
2. 上記請求項１記載のウォータポンプにおいて、
   蓋体のパイプ部には、貯留空間側に位置する開放端に向かって上方へ屈曲された屈曲部が設けられていることを特徴とするウォータポンプ。
3. 上記請求項１または２記載のウォータポンプにおいて、
   蓋体には、この蓋体が貯留空間の開口部に嵌め込まれた状態における大気側の面に、貯留空間の開口部への嵌め込み作業時における蓋体の姿勢を確認するための目印部が設けられていることを特徴とするウォータポンプ。
4. 上記請求項１または２記載のウォータポンプにおいて、
   貯留空間の開口部の内縁部には、内周側に向けて突出する突起が形成されている一方、
   蓋体の外縁部には、パイプ部における貯留空間側の開放端が貯留空間の上層部分で開放される姿勢で貯留空間の開口部の縁部に嵌め込まれる際に上記突起に嵌合する凹部が形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
5. ポンプボディに軸受けを介して回転自在に支持された回転軸に設けられたインペラと、このインペラと上記軸受けとの間の領域に設けられたメカニカルシールと、上記ポンプボディの下部に設けられメカニカルシールから漏れてきた水を貯留する貯留空間と、この貯留空間の開口部に嵌め込まれた蓋体とを備えたウォータポンプにおいて、
   上記蓋体は、その外周縁の全体が貯留空間の開口部の内周縁全体を水密状態とするようにこの開口部に嵌め込まれている一方、
   この蓋体は、一端が大気に開放し、他端が上記貯留空間に開放するパイプ部を備えており、このパイプ部における上記大気側の開放端は貯留空間の上層部分と同等の高さ位置または貯留空間の上層部分よりも高い位置で開放されていることを特徴とするウォータポンプ。
6. 上記請求項５記載のウォータポンプにおいて、
   蓋体のパイプ部には、大気側に位置する開放端に向かって上方へ屈曲された屈曲部が設けられていることを特徴とするウォータポンプ。

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