JP2011106447A - ベアリングを備えたウォータポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】組立てが容易であり、耐久性のある堅固な構造を有し、かつ水密性が良好なベアリングを備えたウォータポンプを提供する。
【解決手段】回転する駆動軸と、駆動軸の外周面一側に装着された半円弧形状の第１ベアリングと、駆動軸の外周面他側に装着され、第１ベアリングに締結された半円弧形状の第２ベアリングと、駆動軸が第１ベアリングと第２ベアリングで回転可能に、第１ベアリングと第２ベアリングを支持するハウジングとを含んで構成される。さらに、駆動軸の外周面に沿って装着溝が形成され、第１ベアリングと第２ベアリングの内周面が、装着溝の外周面にスライドするように密着する。第１ベアリングと第２ベアリングそれぞれの外周面は、駆動軸の外周面から設定された高さだけ突出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ベアリングを備えたウォータポンプに関し、より詳しくは、電気で作動されて冷却水を円滑に循環させるベアリングを備えたウォータポンプに関する。

一般にエンジンには、部品が正常に作動できるように高熱から保護するクーリングシステムが必要である。クーリングシステムは、ウォータージャケット、サーモスタット、ウォータポンプ、ラジエータ、キャップ、ファン、ファンベルトおよび冷却水ホースを主構成部としている。そして、ウォータポンプは、それ自体に駆動力を有せず、エンジンのクランクシャフトの運動エネルギーが伝達されて作動するものが一般的である。

従って、エンジンが始動されるとウォータポンプは作動し、エンジンの冷却水温や運転条件に関係なく冷却水をエンジン内部またはラジエータを循環させることになる。
一方、排気ガスの浄化効率を向上させるためには、排気ガスの温度が適正な高温（例えば、２５０℃）にならなければならないが、エンジンがウォームアップ（ｗａｒｍ ｕｐ）される前に冷却水が強制的に循環することで、排気ガスの温度を所定値に迄上げるのに時間を要することとなり、排気ガスの浄化といった面からは好ましくない。

そこで、最近ではエンジンを迅速にウォームアップ（ｗａｒｍ ｕｐ）させ燃料の消耗を少く抑えるためにモータ駆動式ウォータポンプが装着されているものがある〔例えば、特許文献１参照〕。ウォータポンプを駆動するモータの駆動軸には、ベアリングが装着されており〔例えば、特許文献２、特許文献３参照〕、ベアリングは、組立性、耐久性、および水密性が良好でなければならない。

特開２００２−１４２４８４号公報 特開２００２−３４９４８１号公報 特開２００３−０６５２９６号公報

そこで、発明された本発明の目的は、組立てが容易であり、耐久性のある堅固な構造を有し、かつ水密性が良好なベアリングを備えたウォータポンプを提供することにある。

上記目的を達成すべき本発明によるベアリングを備えたウォータポンプは、回転する駆動軸と、駆動軸の外周面一側に装着された半円弧形状の第１ベアリングと、駆動軸の外周面他側に装着され、第１ベアリングに締結された半円弧形状の第２ベアリングと、駆動軸が第１ベアリングと第２ベアリングで回転可能に、第１ベアリングと第２ベアリングを支持するハウジングとを含んで構成されている。

さらに、好ましい形態では、以下の構成になっている。
駆動軸の外周面に沿って装着溝が形成され、第１ベアリングと第２ベアリングの内周面が、装着溝の外周面にスライドするように密着する。
第１ベアリングと第２ベアリングそれぞれの外周面は、駆動軸の外周面から設定された高さだけ突出する。
ハウジングの一側は、第１ベアリングと第２ベアリングの側面および外周面に密着して第１ベアリングと第２ベアリングを支持する。
駆動軸は、中空のパイプ構造である。
第１ベアリングと第２ベアリングの内周面は、駆動軸の外周面に装着され、駆動軸の外周面には、第１ベアリングと第２ベアリングを駆動軸の長さ方向に支持するリブが第１ベアリングと第２ベアリングの両側に突出して形成または装着される。

本発明によるベアリングを備えたウォータポンプによれば、二つの半円弧形状の第１ベアリングと第２ベアリングを駆動軸に装着することによって組立性が向上し、駆動軸に装着溝を形成してベアリングと駆動軸との間に堅固さが向上する。
また、ベアリング側面および内周面が駆動軸の装着溝の内側面および外周面にそれぞれ密着し、その外周面および側面がハウジングに堅固に密着固定されることによって水密性および耐久性が向上する。

本発明の実施形態によるウォータポンプの斜視図である。 本発明のウォータポンプの断面図である。 本発明のウォータポンプの一部分解斜視図である。 本発明のウォータポンプの一部分解側面図である。 本発明の別の実施形態によるウォータポンプの一部分解断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一つの実施形態であるウォータポンプの斜視図である。図１を参照すれば、ウォータポンプ１００は、モータハウジング１１０、ドライバーケース１２０、インペラハウジング１３０、およびブラケット１４０を含む構成である。

モータハウジング１１０の内部には、電気モーターの構成要素である固定子、回転子、および駆動軸が備えられ、ドライバーケース１２０には、固定子または回転子に電気を供給する電気供給装置が内蔵されている。また、インペラハウジング１３０には、冷却水の吸入口１４２と冷却水の供給口１４４がそれぞれ形成され、内部にインペラが備えられている。

モータハウジング１１０の外周面一側には、ブラケット１４０が形成され、ブラケット１４０を用いてウォータポンプ１００がエンジンのシリンダーブロック１６０に装着される。すなわち、ブラケット１４０とシリンダーブロック１６０との間にブッシュ１５０が介され、ブラケット１４０、ブッシュ１５０、およびシリンダーブロック１６０を貫通して固定ボルト１８０とナット１７０を装着して、ウォータポンプ１００をシリンダーブロック１６０に堅固に固定する。ブッシュ１５０は、ウォータポンプ１００をシリンダーブロックに堅固に固定すると同時に、ウォータポンプ１００とシリンダーブロック１６０の間に発生する振動を吸収する役目も有している。

図２は、ウォータポンプの断面図である。図２を参照すると、モータハウジング１１０の隔壁２０６を貫通して駆動軸２００が配置され、駆動軸２００における隔壁２０６の外部に突出した端部にインペラ２５０が装着される。ここで、インペラ２５０はインペラハウジング１３０内部に配置されている。

モータハウジング１１０内部には、駆動軸２００と共に回転する回転子ユニット２４０が配置され、回転子ユニット２４０と対応して固定子ユニット２３０が固定配置される。ドライバーケース１２０内に装着された電気供給装置（電源）からの電気が、固定子ユニット２３０または回転子ユニット２４０に供給されて駆動軸２００とインペラを回転させ、これによりインペラハウジング１３０に形成された吸入口１４２で冷却水を吸入し、これを供給口１４４で冷却水をポンピングしていく。

図２を参照すると、インペラ２５０と回転子ユニット２４０との間に隔壁２０６が配置され、駆動軸２００が隔壁２０６を貫通して配置され、隔壁２０６と駆動軸２００との間にはフロントベアリング２１０が介される。
フロントベアリング２１０は、インペラハウジング１３０内部のポンプ室２０４と回転子ユニット２４０が配置される回転子チャンバー２０２とを密封すると同時に、駆動軸２００の回転ベアリング機能を行う。そして、フロントベアリング２１０と対応して駆動軸２００の後端部にはリアベアリング２２０が配置される。

図３を参照してフロントベアリング２１０および駆動軸２００の構造について詳細に説明する。図３は、本発明の実施形態によるウォータポンプの一部分解斜視図である。
図３を参照すると、駆動軸２００の外周面に沿って装着溝３００が形成される。
フロントベアリング２１０（以下、単に「ベアリング」という）は、第１ベアリング３１０ａと第２ベアング３１０ｂで構成され、第１ベアリング３１０ａと第２ベアリング３１０ｂは、それぞれ半円弧状の形状であって、その内周面が装着溝３００の外周面に密着する構造である。

図４は、本発明の実施形態によるウォータポンプの一部分解側面図である。図４を参照すると、第１ベアリング３１０ａのベアリング側面４００は、装着溝３００の溝内側面４０５と密着し、第１ベアリング３１０ａのベアリング内周面４１０は、装着溝３００の溝外周面４１５と密着する構造であり、インペラハウジング１３０のポンプ室２０４の冷却水がモータハウジング１１０の回転子チャンバー２０２に侵入することができない。

また、図２および図４を参照すると、インペラ２５０と回転子ユニット２４０との間に配置される隔壁２０６は、第１ベアリング３１０ａのベアリング側面４００とベアリング外周面４１２に密着し、インペラハウジング１３０のポンプ室２０４の冷却水がモータハウジング１１０内部に侵入することができない。

そして、第１ベアリング３１０ａと第２ベアリング３１０ｂのベアリング外周面４１２は、駆動軸２００の外周面から設定された距離Ｐだけ突出して形成される。

このような構造によって、第１ベアリング３１０ａと第２ベアリング３１０ｂは、装着溝３００で分れて装着されることによって、組み立てが容易となる。そして、第１ベアリング３１０ａと第２ベアリング３１０ｂが装着溝３００内に装着されることによって、駆動軸２００の長さ方向に位置が安定し、堅固に維持される。
また、第１ベアリング３１０ａと第２ベアリング３１０ｂは、駆動軸２００の外周面から設定された長さＰだけ突出して形成され、その側面４００およびその外周面４１２が隔壁２０６により支持されるため、その結合構造が堅固となる。

図５は、本発明の別の実施形態であるウォータポンプの一部分解断面図である。図５を参照すると、駆動軸５００は中空のパイプ構造を有しており、ベアリング５３０が駆動軸５００に装着される。ベアリング５３０は、第１ベアリング５３０ａと第２ベアリング５３０ｂで構成され、それぞれ駆動軸５００の外周面に分かれて装着される。

第１ベアリング５３０ａと第２ベアリング５３０ｂは、駆動軸５００の外周面に設けられたリブ５１０に挟まれて装着されることから、駆動軸５００の長さ方向に動くのを防止することができる。ここで、リブ５１０は、駆動軸５００と一体に形成されても良く、あるいは図５に示したように固定部材５２０により装着してもよい。

以上で、好適な実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これら実施形態に限定されるものではなく、当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が上記した実施形態から容易に変更し得るもの、特許請求の範囲の記載と均等であると認められるものの全ての範囲を含んでいる。

１００：ウォータポンプ
１１０：モータハウジング
１２０：ドライバーケース
１３０：インペラハウジング
１４０：ブラケット
１４２：（冷却水）吸入口
１４４：（冷却水）供給口
１５０：ブッシュ
１６０：シリンダーブロック
１７０：ナット
１８０：ボルト
２００、５００：駆動軸
２０２：回転子チャンバー
２０４：ポンプ室
２０６：隔壁
２１０：フロントベアリング
２２０：リアベアリング
２３０：固定子ユニット
２４０：回転子ユニット
３００：装着溝
３１０ａ、５３０ａ：第１ベアリング
３１０ｂ、５３０ｂ：第２ベアリング
４００：ベアリング側面
４０５：溝内側面
４１０：ベアリング内周面
４１２：ベアリング外周面
４１５：溝外周面
５１０：リブ
５２０：固定部材
５３０：ベアリング

Claims (6)

1. 回転する駆動軸と、
   前記駆動軸の外周面一側に装着された半円弧形状の第１ベアリングと、
   前記駆動軸の外周面他側に装着され、前記第１ベアリングに締結された半円弧形状の第２ベアリングと、
   前記駆動軸が第１ベアリングと前記第２ベアリングで回転可能に、前記第１ベアリングと前記第２ベアリングを支持するハウジングと、
   を含むことを特徴とするベアリングを備えたウォータポンプ。
2. 前記駆動軸の外周面に沿って装着溝が形成され、前記第１ベアリングと前記第２ベアリングそれぞれの内周面が、前記装着溝の外周面にスライドするように密着する、ことを特徴とする請求項１に記載のベアリングを備えたウォータポンプ。
3. 前記第１ベアリングと前記第２ベアリングそれぞれの外周面が、前記駆動軸の外周面から設定された高さだけ突出する、ことを特徴とする請求項２に記載のベアリングを備えたウォータポンプ。
4. 前記ハウジングの一側は、前記第１ベアリングと前記第２ベアリングの側面および外周面に密着して前記第１ベアリングと前記第２ベアリングそれぞれを支持する、ことを特徴とする請求項３に記載のベアリングを備えたウォータポンプ。
5. 前記駆動軸は、中空のパイプ構造であることを特徴とする請求項１に記載のベアリングを備えたウォータポンプ。
6. 前記第１ベアリングと前記第２ベアリングそれぞれの内周面は、前記駆動軸の外周面に装着され、
   前記駆動軸の外周面には、前記第１ベアリングと前記第２ベアリングを前記駆動軸の長さ方向に支持するリブが前記第１ベアリングと前記第２ベアリングの両側に突出して形成または装着される、ことを特徴とする請求項５に記載のベアリングを備えたウォータポンプ。

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