JP2009228528A

JP2009228528A - ウォータポンプ

Info

Publication number: JP2009228528A
Application number: JP2008073920A
Authority: JP
Inventors: Sukeo Nakamura; 資生中村
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2028-03-21
Also published as: JP5076998B2

Abstract

【課題】
メカニカルシールのシール部から漏れ出した冷却水が、ウォータポンプの外部へ流出することを抑制できるウォータポンプを提供すること。
【解決手段】
ボディ１０に形成されたドレイン孔２３の内周には、鋸歯状で一条螺旋である螺旋溝２４ａが形成されている。螺旋溝２４ａは、ドレイン孔２３の開口部２５側から底部２６側まで繋がるように形成されている。漏れ出した冷却水が螺旋溝２４ａへ浸入すると、毛細管現象により螺旋溝２４ａに沿うようにドレイン孔２３の内周を、開口部２５の方向及び底部２６の方向へ伝っていく。そのため、漏れ出した冷却水が開口部２５から外部へ流出するまで時間がかかり、その間に漏れ出した冷却水を乾燥する時間を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は主に、水冷式エンジンの冷却水の循環に使用するウォータポンプに関する。

水冷式エンジンの動力をタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して動作するウォータポンプは、冷却水がウォータポンプ外部へ漏れ出すのを防止するため、インペラと軸受との間にメカニカルシールが設けられている。しかし、メカニカルシールのシール部分から、ベーパ状の冷却水がにじみ出るように漏れ出してしまう。

そこで、特許文献１には、メカニカルシールのシール部から漏れ出した冷却水を、ウォータポンプのボディに形成された排出通路（ドレイン排出口、ドレイン孔）により外部へ排出し、排出通路の開口下部に水切り部を設けて、漏れ出した冷却水がボディを伝わることを抑制するウォータポンプが開示されている。
実開平３−５６８９９号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、漏れ出した冷却水がウォータポンプのボディを伝わることを抑制するだけで、ウォータポンプの外部へ流出すること自体は抑制できない。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、漏れ出した冷却水が、ウォータポンプの外部へ流出することを抑制できるウォータポンプを提供することを技術的課題とする。

上記の技術的課題を解決するために本発明に講じられた第１の技術的手段は、
ボディに軸受を介して支持された回転軸の一端に設けられたインペラと、
前記インペラと前記軸受との間に設けられたメカニカルシールと、
前記ボディの下方に形成され、前記メカニカルシールを経て前記インペラ側から漏れてきた水滴を前記ボディの外部へ排出するドレイン孔と、
前記回転軸を介してインペラを回転させる駆動プーリとを備え、
前記ドレイン孔の内周に、前記回転軸の軸方向断面が複数のＶ形をなすと共に、前記ドレイン孔の周方向に延在した溝を形成したことを特徴とするウォータポンプである。

第２の技術的手段は、第１の技術的手段において、
前記溝は、前記回転軸の軸方向断面が鋸歯状をなすことである。

第３の技術的手段は、第１の技術的手段または第２の技術的手段において、
前記溝は、前記ドレイン孔の内周に螺旋状に形成したことである。

第４の技術的手段は、第１の技術的手段または第２の技術的手段において、
前記溝は、少なくとも前記ドレイン孔の内周の下部側に形成したことである。

請求項１の発明によると、ドレイン孔の内周に、回転軸の軸方向断面が複数のＶ形をなすと共に、ドレイン孔の周方向に延在した溝を形成したことにより、漏れ出した冷却水がドレイン孔を流れようとすると、溝に浸入する。そして、溝はＶ形をなしているため、溝の底にいくにつれて狭くなる。そのため、漏れ出した冷却水が毛細管現象によりドレイン孔の内周を沿うように、ドレイン孔の開口部の方向及び底部の方向へ伝っていく。結果、漏れ出した冷却水は、ウォータポンプの外部へ流出するまで時間がかかり、その間に乾燥する時間を得ることができ、ウォータポンプの外部へ流出する冷却水の量を抑制できる。

請求項２の発明によると、溝は回転軸の軸方向断面が鋸歯状をなすことにより、ドレイン孔の内周に多くの溝を形成できる。

請求項３の発明によると、溝はドレイン孔の内周に螺旋状に形成したことにより、漏れ出した冷却水が毛細管現象により溝を伝わる際、螺旋状にドレイン孔の内周を伝っていく。溝がない場合は、漏れ出した冷却水がドレイン孔の内部を開口部側へ直線的に流れ出るため、ドレイン孔の内周に螺旋状の溝を設けることで、漏れ出した冷却水が伝う長さを長くできる。

請求項４の発明によると、溝は少なくともドレイン孔の内周の下部側に形成することにより、漏れ出した冷却水がドレイン孔を流れようとすると、溝は流路抵抗として作用するため、流れにくくなる。そのため、ウォータポンプの外部へ流出するまで時間がかかり、その間に漏れ出した冷却水を乾燥する時間を得ることができ、ウォータポンプの外部へ流出する冷却水の量を抑制できる。

以下、本発明の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。

ボディ１０は、シリンダブロック１１にボルト等により固定され、ボディ１０には軸受１２を介して回転軸１３が支持されている。回転軸１３の一端には、プーリブラケット１４を介して駆動プーリ１５がボルト等により固定され、他端にはインペラ１６が圧入により固定され、駆動プーリ１５の回転により回転軸１３及びインペラ１６が回転する。インペラ１６と軸受１２との間には、環状のメカニカルシール１７が配設されている。しかし、インペラ１６側を流れる冷却水は、メカニカルシール１７のシール部１７ａを通過して、空間１８へにじみ出るように漏れ出す。

ボディ１０には、漏れ出した冷却水のうちベーパ状の冷却水を斜め上方へ逃がすベーパ排水口２０及びベーパ排水口２０と連通して大気へ逃がすベーパ孔２１と、水滴状の冷却水を斜め下方へ逃がすドレイン排出口２２及びドレイン排出口２２と連通して大気へ逃がすドレイン孔２３とが形成されている。

ドレイン孔２３の内周には、ドレイン孔２３の軸方向断面が鋸歯状で一条螺旋である螺旋溝２４ａが形成されている。螺旋溝２４ａの溝幅は、鋸歯状であるため螺旋溝２４ａの底にいくにつれて狭くなる。また、螺旋溝２４ａは、ドレイン孔２３の開口部２５側から底部２６側まで繋がるように形成されている。

次に、空間１８へ漏れ出した水滴状の冷却水について説明する。

空間１８へ漏れ出した水滴状の冷却水は、ドレイン排出口２２へ移動する。ドレイン排出口２２へ移動すると、重力によりドレイン排出口２２の下方へ流れて、漏れ出した冷却水はドレイン孔２３へ移動する。漏れ出した冷却水がドレイン孔２３へ達すると、ドレイン孔２３の内周に形成された螺旋溝２４ａへ浸入する。漏れ出した冷却水は、毛細管現象により螺旋溝２４ａに沿うようにドレイン孔２３の内周を、開口部２５の方向及び底部２６の方向へ伝っていく。そのため、漏れ出した冷却水が開口部２５から外部へ流出するまで時間がかかり、その間に漏れ出した冷却水を乾燥する時間を得ることができる。

一般に、ボディ１０が固定されているシリンダブロック１１は熱を持っているため、シリンダブロック１１の熱がボディ１０側へ伝熱して、ボディ１０の熱により、漏れ出した冷却水を乾燥させる。また、漏れ出した冷却水の大気と触れる表面積は、螺旋溝２４ａがない場合と比べて大きくなり、漏れ出した冷却水を短時間で乾燥できる。よって、漏れ出した冷却水がドレイン孔２３の開口部２５に達する前に乾き、開口部２５から外部へ流出することを抑制できる。

本発明の第２の実施形態を図２に基づいて説明する。

本実施形態は、第１の実施形態のドレイン排出口２２に螺旋溝２４ｂを形成した点が異なるだけであり、それ以外の構成は同じであるのでドレイン排出口２２以外の説明は省略する。

ドレイン排出口２２の内周には、螺旋溝２４ｂが形成されている。螺旋溝２４ｂの溝幅は、鋸歯状であるため螺旋溝２４ｂの底にいくにつれて狭くなる。また、螺旋溝２４ｂは、空間１８側からドレイン孔２３側まで繋がるように形成されている。ドレイン孔２３と同様にドレイン排出口２２にも螺旋溝２４ｂが形成されたことにより、第１の実施形態よりも、漏れ出した冷却水が開口部２５から外部へ流出するまで時間がかかる。よって、第１の実施形態よりも、漏れ出した冷却水を乾燥する時間を得ることができ、短時間で乾燥できるため、漏れ出した冷却水が開口部２５から外部へ流出することを抑制できる。

本発明の第３の実施形態を図３に基づいて説明する。

本実施形態は、第１の実施形態の螺旋溝２４ａを溝部２７に変更した点が異なるだけであり、それ以外の構成は同じであるのでドレイン孔２３以外の説明は省略する。

ドレイン孔２３の内周の下部には、鋸歯状の複数の溝部２７が形成されている。漏れ出した冷却水がドレイン孔２３を流れようとすると、複数の溝部２７は流路抵抗として作用するため、流れにくくなる。そのため、開口部２５から外部へ流出するまで時間がかかり、その間に漏れ出した冷却水を乾燥する時間を得ることができるため、漏れ出した冷却水が、開口部２５から外部へ流出することを抑制できる。

第１及び第２の実施形態では、螺旋溝２４ａは、ドレイン孔２３の開口部２５側から底部２６側まで形成されているが、漏れ出した冷却水を乾燥する時間を得ることができれば、螺旋溝２４ａを形成する場所を開口部２５から底部２６の間の一部にしても良い。同様に、第３の実施形態では、複数の溝部２７は、ドレイン孔２３の開口部２５側から底部２６側まで形成されているが、漏れ出した冷却水を乾燥する時間を得ることができれば、溝部２７を形成する場所を開口部２５から底部２６の間の一部にしても良い。

第１及び第２の実施形態の螺旋溝２４ａ及び第２の実施形態の螺旋溝２４ｂは、１つの溝で形成した一条螺旋溝であるが、２つの溝で形成した二条螺旋溝等の、複数の螺旋溝でも良い。

本発明の第１の実施形態におけるウォータポンプの断面図。本発明の第２の実施形態におけるウォータポンプの断面図。本発明の第３の実施形態におけるウォータポンプの断面図。

符号の説明

１０・・・ボディ
１１・・・シリンダブロック
１２・・・軸受
１３・・・回転軸
１４・・・プーリブラケット
１５・・・駆動プーリ
１６・・・インペラ
１７・・・メカニカルシール
１７ａ・・・シール部
１８・・・空間
２０・・・ベーパ排水口
２１・・・ベーパ孔
２２・・・ドレイン排出口
２３・・・ドレイン孔
２４a、２４ｂ・・・螺旋溝（溝）
２５・・・開口部
２６・・・底部
２７・・・溝部（溝）

Claims

ボディに軸受を介して支持された回転軸の一端に設けられたインペラと、
前記インペラと前記軸受との間に設けられたメカニカルシールと、
前記ボディの下方に形成され、前記メカニカルシールを経て前記インペラ側から漏れてきた水滴を前記ボディの外部へ排出するドレイン孔と、
前記回転軸を介してインペラを回転させる駆動プーリとを備え、
前記ドレイン孔の内周に、前記回転軸の軸方向断面が複数のＶ形をなすと共に、前記ドレイン孔の周方向に延在した溝を形成したことを特徴とするウォータポンプ。
請求項１において、
前記溝は、前記回転軸の軸方向断面が鋸歯状をなすことを特徴とするウォータポンプ。
請求項１または請求項２において、
前記溝は、前記ドレイン孔の内周に螺旋状に形成したことを特徴とするウォータポンプ。
請求項１または請求項２において、
前記溝は、少なくとも前記ドレイン孔の内周の下部側に形成したことを特徴とするウォータポンプ。