JP2009156241A - Centrifugal pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車用エンジンの冷却装置に用いられるウォーターポンプに適用される遠心ポンプの改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a centrifugal pump applied to, for example, a water pump used in a cooling device for an automobile engine.
この種の遠心ポンプの一態様である例えば自動車用エンジンの冷却装置に適用されるウォーターポンプにおいては、近年、ポンプの軽量化やコスト削減などの目的で駆動軸を中空状に形成したものが提案され、その一つとして例えば以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
In a water pump applied to a cooling device for an automobile engine, for example, an embodiment of this type of centrifugal pump, a drive shaft formed in a hollow shape for the purpose of reducing the weight of the pump or reducing the cost has been proposed in recent years. For example, one described in
概略を説明すれば、このウォーターポンプは、エンジンブロックの外側面と該エンジンブロックの外側面に固定されたほぼ凹状のハウジングと、該ハウジングの底部に設けられた円筒部内周に貫装され、該円筒部内周に回転自在に支持された中空円筒状の駆動軸と、該駆動軸の一端部に取り付けられ、前記ハウジングとエンジンブロックとによって画成されるポンプ室内に収容されたインペラと、を備え、前記駆動軸の他端部に取り付けられたプーリを介して伝達されるエンジンの回転駆動力によってインペラが回転するようになっている。 Briefly, the water pump is inserted through an outer surface of the engine block, a substantially concave housing fixed to the outer surface of the engine block, and an inner periphery of a cylindrical portion provided at the bottom of the housing. A hollow cylindrical drive shaft rotatably supported on the inner periphery of the cylindrical portion; and an impeller attached to one end of the drive shaft and housed in a pump chamber defined by the housing and the engine block. The impeller is rotated by the rotational driving force of the engine transmitted through a pulley attached to the other end of the drive shaft.
前記インペラは、周方向に所定の間隔をもって複数設けられて内周側に流入した流体を遠心力に基づいて外周側に導く羽根部を有し、その中心位置には円筒状の嵌合部が設けられている。そして、このインペラは、一端部がインペラの前記嵌合部に嵌合固定されて、他端部が前記駆動軸の一端部に嵌挿固定される棒状の連結軸を介して駆動軸と連結されている。 The impeller has a plurality of blade portions provided at a predetermined interval in the circumferential direction and guides the fluid flowing into the inner circumferential side to the outer circumferential side based on centrifugal force, and a cylindrical fitting portion is provided at the center position thereof. Is provided. The impeller is connected to the drive shaft via a rod-like connecting shaft whose one end is fitted and fixed to the fitting portion of the impeller and the other end is fitted and fixed to one end of the drive shaft. ing.
また、前記エンジンブロックの外側面には、前記インペラの内周側に開口する吸入口が開口形成され、前記ハウジングには、インペラの外周側に開口する吐出口が開口形成されている。これによって、インペラが回転すると、前記吸入口を介してインペラの内周側に吸入された流体が遠心力により前記羽根部を介してインペラの外周側へと導かれて、前記吐出口から吐出されるようになっている。
かかる構成から、前記従来のウォーターポンプにおいては、前記連結軸を介してインペラを駆動軸に連結するように構成されているため、該ウォーターポンプを組み付ける際に、インペラ、連結軸及び駆動軸の三者の同軸を確保する必要性が生じる。 With this configuration, the conventional water pump is configured to connect the impeller to the drive shaft via the connection shaft. Therefore, when the water pump is assembled, the impeller, the connection shaft, and the drive shaft are separated from each other. There is a need to secure the coaxial of the person.
しかしながら、前記インペラ、連結軸及び駆動軸はそれぞれ個別に製作されるため、該三者それぞれに加工誤差が生じてしまうばかりか、これらを組み付けることによって前記三者の組み付け誤差が累積してしまうことから、該三者の同軸を確保することが困難であるという技術的課題を招来してしまっている。 However, since the impeller, the connecting shaft, and the drive shaft are individually manufactured, not only machining errors occur in the three parties, but also the assembly errors of the three parties are accumulated by assembling them. Therefore, the technical problem that it is difficult to ensure the coaxiality of the three parties has been invited.
本発明は、前記従来のウォーターポンプの実情に鑑みて案出されたものであり、インペラと駆動軸との同軸の確保を容易化し得る遠心ポンプを提供することを目的としている。 The present invention has been devised in view of the actual situation of the conventional water pump, and an object of the present invention is to provide a centrifugal pump capable of facilitating ensuring the coaxiality between the impeller and the drive shaft.
本発明は、インペラの内側部に軸方向へ沿って延出する軸部を一体に形成し、該軸部を中空状の駆動軸の一端部内周に嵌合固定することにより、前記インペラと駆動軸を連結したことを特徴としている。 According to the present invention, a shaft portion extending in the axial direction is integrally formed on the inner portion of the impeller, and the shaft portion is fitted and fixed to the inner periphery of one end portion of a hollow drive shaft, thereby driving the impeller and the impeller. It is characterized by connecting shafts.
以下、本発明に係る遠心ポンプの各実施の形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of a centrifugal pump according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、以下の各実施の形態では、本発明に係る遠心ポンプを従来と同様に自動車用エンジンの冷却装置に用いられるウォーターポンプに適用したものであり、このウォーターポンプは、エンジンブロックの一側面に配置されて、該エンジンのクランクシャフトの回転駆動力を動力源として冷却水をエンジンブロック内に循環させるものである。 In each of the following embodiments, the centrifugal pump according to the present invention is applied to a water pump used in a cooling device for an automobile engine as in the prior art, and this water pump is provided on one side of an engine block. The cooling water is circulated in the engine block using the rotational driving force of the crankshaft of the engine as a power source.
図1〜図4は本発明の第1の実施の形態を示し、このウォーターポンプ1は、図1に示すように、エンジンブロック2の一側面に取り付けられる凹状のハウジング3を有し、該ハウジング3とエンジンブロック2との間にポンプ室4が画成されている。
1 to 4 show a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
前記ハウジング3は、軸方向に沿って突出する円筒部5が形成されており、該円筒部5の内周面5aには、後述する駆動軸7を内輪とした玉軸受機構を構成する円筒状の外輪部材6が圧入によって固定されている。さらに、この外輪部材6の内周側には、ほぼ中空円筒状に形成された駆動軸7が貫装されると共に、該駆動軸7と前記外輪部材6の対向面には、二条の軌道溝7a,6aがそれぞれ周方向に沿って並行して設けられている。そして、これらの対向する各軌道溝6a,7a間にはそれぞれ周方向に等間隔に配置された複数の転動体8が介装されていて、かかる軸受機構を介して前記駆動軸7が前記円筒部5に回転自在に支持されている。
The
さらに、前記軸受機構には、前記外輪部材6と駆動軸7の両端部間にそれぞれ円環状の第1、第2シール部材21,22が配設されると共に、該両シール部材21,22によって前記両者6,7の径方向間に画成される筒状空間の内部には、前記各転動体8の転動を円滑にするためのグリスが封入されている。
Further, the bearing mechanism is provided with annular first and
前記第1シール部材21は、前記外輪部材6の一端部と駆動軸7の一端部との間に介装され、後述するシール部材23によっては抑止しきれずに前記円筒部5の内周部に僅かながら侵入してしまった冷却水の水分に対する防水作用を発揮すると共に、前記筒状空間内に封入されたグリスを内部に保持する役割を果たしている。
The
一方、前記第2シール部材22は、前記外輪部材6の他端部と駆動軸7の他端部との間に介装され、ハウジング3の外部からの粉塵等の侵入を防止すると共に、前記第1シール部材21と同様に前記筒状空間内に封入されたグリスを保持する役割を果たしている。
On the other hand, the
前記ポンプ室4の内部には、該ポンプ室4に臨む前記駆動軸7の一端部に連結されたインペラ11が回転自在に収容配置されていて、エンジンブロック2の側部には、前記インペラ11のほぼ中央に指向するように設けられて、該エンジンブロック2内を通流する冷却水を吸入する吸入口9が開口形成されている。また、このポンプ室4の側部には、前記インペラ11の回転に伴って発生する遠心力に基づいて付勢された冷却水が吐出される図外の吐出口が形成されている。なお、前記吸入口9については、図9に示すように、前記インペラ11のほぼ中央に指向させるようにして前記ハウジング3に設けるように構成してもよい。
An
一方、前記ハウジング3の外部に臨む前記駆動軸7の他端部には、エンジンのクランクシャフトに図外のベルトを介して連係され、該クランクシャフトの回転駆動力を当該駆動軸7に伝達するプーリ10が圧入等によって取付固定されている。
On the other hand, the other end of the
前記インペラ11は、金属板をプレス加工することによって一体に成形され、ほぼ円板状に形成された基部12と、該基部12の周方向の所定の箇所において外周側がそれぞれ切り起こされて軸方向へ折曲形成された複数の羽根部13と、前記基部12の中心位置に外側面側(前記エンジンブロック2側)から内側面側(前記ハウジング3側)へ向かって駆動軸7と対峙するように突設された筒状の軸部14と、を有し、前記軸部14の先端部が駆動軸7の一端部内周に圧入されることにより、該駆動軸7に結合されている。
The
前記基部12は、ほぼ平坦状に形成されていて、前記軸部14の基端縁の外周域には、内側面側から外側面側へ窪む嵌合凹部12aが形成されている。そして、この嵌合凹部12aには、後述するシール部材23の一端部が嵌合するようになっている。
The
前記軸部14は、前記プレス加工によって前記基部12の外側面を内側面側へ押し出すように絞り成形されていて、ほぼ有底円筒状に形成されている。そして、この軸部14の先端部には、前記駆動軸7の一端部内周に嵌挿される範囲に、図2に示すようないわゆる二面幅形状をなす二面幅部14a,14aが設けられている。
The
一方、前記駆動軸7の一端部内周にも、前記軸部14の二面幅部14a,14aと係合する二面幅部7b,7bが設けられており、かかる係合構造によって駆動軸7に対する前記軸部14の周方向の滑りを抑制するいわゆる回り止めが図られ、該駆動軸7とインペラ11とが一体的に回転するようになっている。
On the other hand, the inner surface of one end of the
なお、かかる係合構造は、前記二面幅形状よる係合構造に限定されるものではなく、例えば図3に示すような四角形状による係合構造や図4に示すような多角形状による係合構造など、非円形状による係合構造であればその形状に関わらず、前述の回り止め作用を発揮することができる。 The engagement structure is not limited to the engagement structure having the two-sided width shape, and for example, the engagement structure having a rectangular shape as shown in FIG. 3 or the engagement shape having a polygonal shape as shown in FIG. A non-circular engagement structure such as a structure can exhibit the above-described detent action regardless of its shape.
また、前記軸部14の先端部側には、前記駆動軸7の一端縁に係止する環状突部14bが径方向外側へ僅かに突出形成されており、該環状突部14bを駆動軸7の一端縁に係止させることにより、駆動軸7に対する軸部14の軸方向位置の位置決めを行うことが可能となっている。
Further, an
さらに、前記軸部14の基端部外周には、冷却水の前記軸受機構への侵入を防止するシール部材23が嵌着されている。このシール部材23は、ほぼ円筒状を呈し、前述のように、一端部が前記基部12に設けられた前記嵌合凹部12aに嵌挿されている。
Further, a
また、前記シール部材23は、軸方向のほぼ中央位置に環状リップ23aが突出形成されており、該環状リップ23aの内側面が前記円筒部5の基端縁に密着するように他端部が円筒部5の基端部内周に嵌挿されている。
The
以上のことから、この実施の形態によれば、前記インペラ11において前記軸部14を一体に構成したことにより、前記駆動軸7にインペラ11を組み付ける際に、該駆動軸7と前記軸部14の同軸のみを確保すればよいことから、従来のようなインペラと駆動軸を連結軸によって連結する構成と比較して、前記両者7,11の組み付け作業性の向上が図れる。この結果、前記組み付け作業に係る組み付け工数を削減することができ、ポンプの製造コストの低廉化に寄与することができる。
From the above, according to this embodiment, since the
しかも、前記インペラ11をプレス加工によって形成したことから、軸部14を前記羽根部13などと同時に成形することができるため、インペラと連結軸を個別に製作する従来の構成と比較して、加工工数の低減化を図ることもできる。よって、かかる観点からも、ポンプの製造コストの低廉化が図れる。
In addition, since the
また、本実施の形態の場合、前記駆動軸7とインペラ11とを直接組み付ける構成としたため、組み付けの際に累積される加工誤差を低減させることが可能となり、かかる観点からも、前記両者7,11の組み付け精度の向上を図ることができる。
In the case of the present embodiment, since the
図5は本発明の前記第2の実施の形態を示し、基本的な構成は前記第1の実施の形態と同様であり、異なるところは、前記インペラ11について、前記第1の実施の形態のように金属板をプレス加工することによって形成するのではなく、樹脂材を射出成形することによって形成したものである。
FIG. 5 shows the second embodiment of the present invention, the basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the difference is that the
すなわち、このインペラ11は、ほぼ円板状に形成された前記基部12と、該基部12の外周側において周方向の所定箇所にそれぞれ軸方向に沿って突設された複数の羽根部13と、前記基部12内側面の中央に前記円筒部5側へ向かって前記駆動軸7と対峙するように突設された柱状の軸部14と、を一体に有している。
That is, the
そして、この軸部14には、前記駆動軸7の一端部内周に嵌合する領域に、周方向に沿って嵌合溝14cが設けられており、該嵌合溝14cには、この嵌合溝14cに対応する形状に形成された金属片15が嵌合固定されている。具体的に説明すれば、この金属片15は、いわゆるインサートであって、インペラ11の射出成形時に同時に組み込まれるものである。これによって、駆動軸7に対する軸部14の圧入強度が確保されると共に、該駆動軸7からの軸部14の抜け止めが図られている。
The
したがって、この実施の形態によれば、前記インペラ11において軸部14を一体に構成したことによって導かれる前記第1の実施の形態と同様の作用効果が奏せられるのは勿論のこと、前記インペラ11全体を樹脂材によって構成したことにより、該インペラ11を金属によって成形する前記第1の実施の形態と比べてポンプ全体をより一層軽量化することができる。
Therefore, according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment, which is derived by integrally configuring the
さらに、本実施の形態に係るインペラ11についても、樹脂材を射出成形することによって形成したことから、該インペラ11の形成時において前記軸部14を同時に形成することができるため、前記第1の実施の形態と同様、従来の構成と比較して加工工数の低減化を図ることができる。
Furthermore, since the
図6は本発明の第3の実施の形態を示し、基本的な構成は前記第2の実施の形態と同様であり、異なるところは、前記駆動軸7の二面幅部7b,7b及び軸部14の二面幅部14a,14aからなる係合構造を廃止して、代わりに駆動軸7の内周面と軸部14の外周面とを接着剤16によって固定したものである。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention, the basic configuration of which is the same as that of the second embodiment, except that the two-
したがって、この実施の形態によれば、接着という簡易な結合手段を採用したことにより、前記軸部14に対し前記第2の実施の形態におけるインサートなどのような抜け止め機構を設ける必要がなく、さらには駆動軸7に対する前記軸部14の回り止め機構を設ける必要もないため、該駆動軸7に前記軸部14を一層容易に固定させることができる。よって、前記両者7,14の組み付け作業性のさらなる向上が図れる。
Therefore, according to this embodiment, it is not necessary to provide a retaining mechanism such as the insert in the second embodiment on the
しかも、本実施の形態では、前記駆動軸7と軸部14の間に上述のような回り止め機構を必要としないことから、前記両者7,14を組み付ける際に、該両者7,14の回転方向における相対的な自由度を確保することが可能となっている。したがって、前記両者7,14の組み付け作業性をより一層向上させることができる。
In addition, in the present embodiment, since the above-described detent mechanism is not required between the
本発明は、前記各実施の形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記第2の実施の形態においては、前記駆動軸7に対する前記軸部14の抜け止め機構として、前記インサートの代わりに、図7に示すように、前記軸部14の先端部外周面に沿って係合突部14dを突設する一方、前記駆動軸7の一端部内周面に沿って前記係合突部14dが係合する係合溝7cを設けて、該係合溝7cに前記係合突部14dを係合させる構成としてもよい。
The present invention is not limited to the configuration of each of the above embodiments. For example, in the second embodiment, as a retaining mechanism for the
なお、かかる抜け止め機構は、前記係合溝7cを前記軸部14側に設けて前記係合突部14dを前記駆動軸7側に設けることによって構成することも可能である。
Such a retaining mechanism can also be configured by providing the
さらに、かかる抜け止め機構においては、図8に示すように、前記駆動軸7の一端部における前記軸部14と径方向に重合する部分にかしめ部7dを設けて、該駆動軸7を前記軸部14にかしめる構成とすることも可能である。この場合、駆動軸7に対する軸部14の抜け止めをより確実に行うことができるのは勿論のこと、前記両者7,14の結合強度を向上させることができると共に、該両者7,14間の相対的なすべりの発生についてもより確実に防止することができる。
Furthermore, in this retaining mechanism, as shown in FIG. 8, a
そして、具体的な図示については省略するが、上述の図7及び図8に示す係合構造は、前記第1、第3の各実施の形態に適用することも可能であり、この場合であっても、当該係合構造を前記第2の実施の形態に適用した場合と同様の作用効果が奏せられる。 Although not specifically shown, the engagement structure shown in FIGS. 7 and 8 can be applied to the first and third embodiments, and in this case. However, the same operational effects as when the engagement structure is applied to the second embodiment can be obtained.
1…ウォーターポンプ(遠心ポンプ)
3…ハウジング
7…駆動軸
11…インペラ
12…基部
13…羽根部
14…軸部
1. Water pump (centrifugal pump)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該駆動軸の一端部に固定され、軸方向から吸入した流体を遠心力によって円周方向へ吐出するインペラと、を備え、
前記駆動軸を中空状に形成する一方、前記インペラの内側部に軸方向へ沿って延出する軸部を一体に形成し、
該インペラの軸部を前記駆動軸の一端部内周に嵌合固定したことを特徴とする遠心ポンプ。 A drive shaft rotatably supported by the housing;
An impeller fixed to one end of the drive shaft and discharging the fluid sucked from the axial direction in the circumferential direction by centrifugal force;
While forming the drive shaft in a hollow shape, integrally forming a shaft portion extending along the axial direction on the inner portion of the impeller,
A centrifugal pump characterized in that the shaft portion of the impeller is fitted and fixed to the inner periphery of one end portion of the drive shaft.
ほぼ円板状に形成された基部と、
該基部の周方向の所定箇所において外周側がそれぞれ切り起こされて軸方向へ折曲形成された複数の羽根部と、
前記基部の中心部に軸方向に沿って突設された筒状の軸部と、を有することを特徴とする請求項1に記載の遠心ポンプ。 The impeller is integrally formed by pressing a metal plate,
A base formed in a substantially disc shape;
A plurality of blade portions each having an outer peripheral side cut and raised at a predetermined position in the circumferential direction of the base portion and bent in the axial direction;
2. The centrifugal pump according to claim 1, further comprising: a cylindrical shaft portion protruding along the axial direction at a center portion of the base portion.
ほぼ円板状に形成された基部と、
該基部の周方向の所定箇所にそれぞれ軸方向に沿って突設された複数の羽根部と、
前記基部の内側面中心部から軸方向に沿って延出する柱状の軸部と、を有することを特徴とする請求項1に記載の遠心ポンプ。 The impeller is integrally formed of a resin material,
A base formed in a substantially disc shape;
A plurality of blade portions protruding along the axial direction at predetermined locations in the circumferential direction of the base portion, and
The centrifugal pump according to claim 1, further comprising: a columnar shaft portion extending in an axial direction from a central portion of an inner surface of the base portion.
前記係合突部を前記係合溝に係合させることにより、前記インペラと駆動軸を連結したことを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。 An engagement groove is formed on one of the inner peripheral surface of the one end portion of the drive shaft or the outer peripheral surface of the tip portion of the shaft portion, and an engagement protrusion that engages with the engagement groove is formed on the other.
The centrifugal pump according to any one of claims 2 to 5, wherein the impeller and the drive shaft are connected by engaging the engagement protrusion with the engagement groove.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007338764A JP2009156241A (en) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Centrifugal pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007338764A JP2009156241A (en) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Centrifugal pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009156241A true JP2009156241A (en) | 2009-07-16 |
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ID=40960501
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JP (1) | JP2009156241A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106812719A (en) * | 2016-11-15 | 2017-06-09 | 浙江永杰石化设备有限公司 | A kind of sprinkling truck water pump |
-
2007
- 2007-12-28 JP JP2007338764A patent/JP2009156241A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106812719A (en) * | 2016-11-15 | 2017-06-09 | 浙江永杰石化设备有限公司 | A kind of sprinkling truck water pump |
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