JP2011220249A - ウォーターポンプ - Google Patents

Abstract

【目的】流路仕切板が適正位置に配置された状態でポンプボディをエンジン本体に装着する作業を確実且つ短時間にできるウォーターポンプとすること。
【構成】吸入側流路２が形成されエンジン本体７との接合面１１を有するポンプボディＡと、吸入側流路２の開口箇所に装着される流路仕切板４とからなること。流路仕切板４は、吸入仕切部４１と、固定延設部４２２が形成された固定シール部４２と、突起部４４が突出形成された先端部４３とからなること。吸入側流路２には、収納段差部２５と連結段差部２６と挿入段差部２７と先端段差部２８が形成されること。流路仕切板４の両固定延設部４２２は、両挿入段差部２７に挿入配置されること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、組付においてポンプボディを流路仕切板が適正位置に配置された状態でエンジン本体に装着することができ、エンジン本体側にウォーターポンプを取り付ける作業を確実且つ短時間にできるウォーターポンプに関する。

従来より、主にポンプボディと、エンジン本体側の２つの部材からなり、これらを対向させて重ね合わせ、その内部に冷却水の循環通路を形成すると共に、これらポンプボディとエンジン本体側との結合面に仕切板を設けて、該仕切板によって循環通路を流入側と流出側に仕切られた構成のウォーターポンプが存在する。

従来技術である特許文献１（特許第4071326号）では、仕切板として平坦な薄板である
仕切板(18)が採用され、該仕切板(18)をカバー(9)の凹溝(9a)とギヤケース(8)との間に挟み込むことによって冷却水通路部(17)を流入側(19)と流出側(20)とに仕切るように構成されたものである。

特開平１１−１２５１１８

特許文献１では、仕切板(18)の三角形状の先端部と略四角形状部分の両側部に取付部(18B)を設けており、該取付部(18B)は、カバー(9)に取付部(18B)と略同形状に形成された凹溝(9a)に配置される。しかし、仕切板(18)は全体が平坦であるため、輸送時や組み付け時にカバー(9)の開放端面の凹溝(9a)から外れやすい。特許文献１では、インペラ(14)を仕
切板(18)の開口部(18A)が形成されている略円形状部分に近接させることによってカバー(9)から仕切板(18)が外れることを防止しているが、仕切板(18)の四角形状部分は、凹溝（9a）からズレてしまうおそれがあった。

また、仕切板(18)に形成されたそれぞれの取付部(18B)は、形状や大きさが同一でなく
、仕切板(18)にかかる水圧による力が均等でないため水圧の増減により仕切板(18)に振動やガタツキが生じる恐れがある。これにより凹溝(9a)や仕切板(18)に金属疲労が蓄積する懸念がある。また、ギヤケース(8)に接している仕切板(18)の略四角形状部分の左端部に
おいて、カバー(9)の凹溝(9a)に配置される箇所が幅方向両側において均一でなく、左端
部の幅方向における一端部は流入側(19)に近い位置に形成された凹溝(9a)に配置されるため、カバー(9)にかかる圧力が均一でなく、水圧による力がほとんど減衰せずに略そのま
まかかってしまう。

冷却水の圧力は、流入側(19)よりも流出側(20)の方が高いため、一旦流出側(20)に流出した冷却水が流入側(19)に戻るという逆流が発生すると、ポンプ吐出性能が低下する。また仕切板(18)の略四角形状部分の左端部において、一端部と凹溝(9a)との間の微細隙間は、間隔が略一定であるため、冷却水が一旦逆流すると少ない抵抗で逆流し続けてしまうものであった。

そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明
を、吸入側流路が形成されエンジン本体との接合面を有するポンプボディと、前記吸入側流路の開口箇所に装着される流路仕切板とからなり、該流路仕切板は吸入仕切部と該吸入仕切部の一方側に形成され且つ幅方向両側に固定延設部が形成された固定シール部と、前記吸入仕切部の前記固定シール部の形成位置とは反対側となる位置に形成された先端部と、該先端部に突出形成された突起部とからなり、前記吸入側流路には前記流路仕切板の吸入仕切部に対応する収納段差部と、前記固定延設部に対応する挿入段差部と、前記固定シール部の吸入仕切部側寄りに対応する連結段差部と、前記先端部に対応する先端段差部が形成され、前記挿入段差部の接合面からの深さ寸法は前記連結段差部の接合面からの深さ寸法よりも大きく形成され、前記挿入段差部の底面の幅方向寸法は前記連結段差部の底面の幅方向寸法よりも大きく形成され、前記流路仕切板の両固定延設部は、前記両挿入段差部に挿入配置されてなるウォーターポンプとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記固定延設部は前記固定シール部に対して略左右対称の傾斜状に形成されてなるウォーターポンプとしたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項２において、前記ポンプボディの吸入側流路に前記流路仕切板が適正に装着された状態で前記固定延設部の終端縁は、前記挿入段差部を構成する挿入底面と、挿入側壁面との間に空隙部が構成されてなるウォーターポンプとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の発明では、流路仕切板に一対の固定延設部を設け、ポンプボディに該固定延設部に対応する挿入段差部を設けたことにより、輸送時や組み付け時に流路仕切板がポンプボディに形成された吸入側流路の位置から外れることを防止できる。よって組付け作業者は、取り付け状態を確認すること無く、ポンプボディを流路仕切板が適正位置に配置された状態でエンジン本体側に装着することができ、エンジン本体側にウォーターポンプを取り付ける作業を確実且つ短時間に行える。また、前記両固定延設部を設けたことにより、力学的強度が増加し、流路仕切板の剛性を向上させることができるため、耐久性が向上する。

請求項２の発明では、固定延設部は幅方向外側に同じ長さ，同じ幅で，同じ角度量に傾斜した幅方向対称形状であり、該固定延設部にかかる水圧による力はそれぞれ幅方向に均等に作用するので、微細な振動を抑制できる。これにより流路仕切板の金属疲労を抑制できるため、耐久性が向上する。

請求項３の発明では、前記ポンプボディの吸入側流路に前記流路仕切板が適正に装着された状態で前記固定延設部の終端縁は、前記挿入段差部の挿入底面と挿入側壁面との隅角箇所に空隙を有して近接しているので、該隅角箇所が圧力緩衝空間となり、冷却水の逆流を抑制できるため、ポンプ吐出性能が向上する。

（Ａ）はポンプボディと流路仕切板とを分離した状態の平面斜視図、（Ｂ）はポンプボディに流路仕切板を適正に装着した状態の平面斜視図、（Ｃ）はインペラ及びインペラ軸部を装着したポンプボディがエンジン本体に装着された状態の縦断正面略示図である。 （Ａ）はポンプボディにおける吸入側流路の平面図、（Ｂ）はポンプボディにおける収納段差部と挿入段差部と連結段差部と先端段差部箇所における拡大平面斜視図、（Ｃ）は流路仕切板の縦断側面図、（Ｄ）は固定延設部と挿入段差部との間に空隙部が構成された状態図である。 （Ａ）は流路仕切板の固定延設部による作用を示す縦断正面略示図、（Ｂ）は（Ａ）の（ア）部拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明は、図１に示すように、主にポンプボディＡと、流路仕切板４と、インペラ軸部５と、インペラ６とから構成される。前記流路仕切板４，インペラ６及びインペラ軸部５が組み付けられたポンプボディＡが、自動車のエンジン本体７の所定位置に装着される。ポンプボディＡは、アルミ合金製であり、エンジン本体７とは互いに対向して組み合わされて接合されウォーターポンプが構成される〔図１（Ｃ）参照〕。

そして、ポンプボディＡがエンジン本体７の被装着箇所に接合されることにより、ポンプボディＡとエンジン本体７との間に冷却水流路が構成される。ポンプボディＡは、図１（Ａ），図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、ボディ本体部１と吸入側流路２とから構成され、ボディ本体部１の内方側は開放された側面であり、接合面１１と、前記吸入側流路２が形成されている〔図１（Ａ），図２（Ａ），（Ｂ）参照〕。前記接合面１１は、ポンプボディＡをエンジン本体７に接合する部位であり平坦面に形成されている。

前記冷却水流路は、流路仕切板４によって、吸入側流路２と吐出側流路８とに仕切られる。エンジン本体７側のポンプボディＡを装着するための被装着箇所は、例えばギヤケース等、冷却水流路が必要な箇所が適宜選択されるものである。ポンプボディＡに形成されている吸入側流路２は、主に円形窪み部２１、方形窪み部２２から構成されている。前記円形窪み部２１には、貫通孔部３が一体形成されており、該貫通孔部３は、貫通孔であって、インペラ軸部５の軸受部５１が圧入固定される部位である〔図１（Ｃ）参照〕。

前記流路仕切板４は、図２（Ｃ）に示すように、金属製または合成樹脂製の薄板状もしくは平板状であり、長手方向に沿って先端部４３，吸入仕切部４１，固定シール部４２の順番で形成されており、具体的には前記吸入仕切部４１を中心としてその一方側に固定シール部４２が形成され、前記吸入仕切部４１の他方側、すなわち固定シール部４２の形成位置とは反対側となる位置に先端部４３が形成される。また、流路仕切板４の長手方向に直交する方向を幅方向とする。

流路仕切板４は、ポンプボディＡの吸入側流路２の開口箇所に装着された状態で、エンジン本体７側に接合した場合に、エンジン本体７に対向する側を表面４ｆとし、吸入側流路２側に対向する面を裏面４ｒとする〔図１（Ｃ），図２（Ｃ）参照〕。吸入仕切部４１は、円形板片４１ａの直径中心を中心として円形の軸挿通孔４１ｂが形成され、該軸挿通孔４１ｂには、インペラ軸部５のインペラ軸５２が挿通する。また、軸挿通孔４１ｂは、冷却水が吸入側流路２から吐出側流路８へ流れる流路としての役目もなしている。

前記固定シール部４２は、シール板片４２１と、固定延設部４２２，４２２とから構成されたものである。シール板片４２１は、長方形又は正方形等の方形状且つ平坦状に形成されており、ポンプボディＡがエンジン本体７に装着されると、シール板片４２１の長手方向における外端縁４２１ａがエンジン本体７に接し、吸入側流路２と吐出側流路８とに仕切られる。両固定延設部４２２，４２２は、前記シール板片４２１に対して裏面４ｒ側に向かって折曲形成されたものである。該固定延設部４２２は、固定シール部４２の幅方向両端辺の長手方向において略半分程度の長さに亘って形成されたものであり、該固定シール部４２の前記吸入仕切部４１と隣接する部位に対して長手方向の反対側となる領域に形成されたものである。

両固定延設部４２２，４２２は、シール板片４２１に対して傾斜又は直角に形成される。また、両固定延設部４２２，４２２は、幅方向において略左右対称に延設され、同等長さ，同等幅，同等角度に傾斜する。先端部４３は、図１（Ａ）に示すように、吸入仕切部
４１側の位置から長手方向外方に向かうに従い次第に幅が狭くなる略三角形状に形成された板片部であり、流路仕切板４の表面４ｆ側に突出する突起部４４がプレス成形もしくは樹脂成形により形成されている。該突起部４４は、ポンプボディＡがエンジン本体７へ接合されたときに、エンジン本体７の被装着箇所における被接合面から押圧される被押圧部としての役割をなすものである。

前記吸入側流路２において、前記円形窪み部２１の外周縁に収納段差部２５が形成され、前記円形窪み部２１の周縁より外方に向かって突出するように先端段差部２８が形成されている。該先端段差部２８は、全面が浅い平坦な底面２８aを有する窪みである。方形
窪み部２２箇所で旦つ前記円形窪み部２１側寄りの位置には、連結段差部２６が形成され、該連結段差部２６に隣接して挿入段差部２７が形成される。前記連結段差部２６は、前記収納段差部２５と前記挿入段差部２７を連結している。前記収納段差部２５は、円形窪み部２１の幅方向両側に形成され、連結段差部２６及び挿入段差部２７は、方形窪み部２２の幅方向両側に形成されている。

前記挿入段差部２７の深さは、連結段差部２６の深さよりも深く形成される。また、前記挿入段差部２７の底面の幅は、連結段差部２６の底面の幅よりも広く形成される。また、先端段差部２８の深さは、流路仕切板４の板厚と突起部４４の高さとを合わせた寸法に略近いものであり、先端部４３と突起部４４とが共に先端段差部２８内に収まる深さである。前記挿入段差部２７は、流路仕切板４の固定延設部４２２が挿入されて、収まる部位であり、その深さは流路仕切板４に形成された固定延設部４２２が十分に収まる程度の深さ寸法を有している〔図１（Ｂ），図３（Ａ）参照〕。また、前記流路仕切板４が、吸入側流路２の開口に適正に装着された状態で、前記固定延設部４２２，４２２の先端である終端縁４２２ａは、挿入段差部２７に近接するが接触はしない構成である（図３参照）。

前記収納段差部２５に流路仕切板４の吸入仕切部４１の外周が対応し、連結段差部２６に固定シール部４２の吸入仕切部寄りの幅方向端縁が対応し、挿入段差部２７に固定延設部４２２が対応し、先端段差部２８に先端部４３が対応するようにして、前記流路仕切板４が吸入側流路２の開口に配置される。そして、前記ポンプボディＡの貫通孔部３には、インペラ軸部５の軸受部５１が装着されており、インペラ軸５２は、前記流路仕切板４の軸挿通孔４１ｂを挿通し、流路仕切板４の表面側に突出する状態となっている〔図１（Ｃ），図２（Ｄ）参照〕。

インペラ軸５２にインペラ６が圧入等の手段により装着される。該インペラ６の外径は、流路仕切板４の軸挿通孔４１ｂの直径よりも大きく形成されている。インペラ６がボンプポディＡに適正に装着された状態において、インペラ６の羽根６１の下端６ｔと流路仕切板４の吸入仕切部４１が近接しているので、輸送時や組み付け時に流路仕切板４がボンプボディＡから脱落することを防止している。また、流路仕切板４の固定シール部４２に形成された両固定延設部４２２，４２２がポンプポディＡに形成された両挿入段差部２７，２７に挿入されることにより、両固定延設部４２２，４２２が両挿入段差部２７,２７
に引っ掛かり、輸送時や組み付け時に固定シール部４２がポンプポディＡからズレることを防止できる。

このように、流路仕切板４がポンプボディＡの吸入側流路２の開口に組み付けられる構成では、両固定延設部４２２，４２２が両挿入段差部２７，２７に挿入されることにより、流路仕切板４をポンプボディＡから外れ難い構成にすることができる〔図３（Ａ）参照〕。実際の組み付け時において、ポンプボディＡを、エンジン本体７の被装着箇所に接合することにより、流路仕切板４の先端部４３に形成された突起部４４がエンジン本体７側の被接合面７１によって押圧され、流路仕切板４の先端部４３が吸入側流路２の先端段差部２８内に押し込まれて沈み込む状態となる。そして、流路仕切板４は先端部４３側が先
端段差部２８内に埋まり込むようにして傾斜しようとする。

流路仕切板４の先端部４３が先端段差部２８内に埋まるように傾斜することで、固定シール部４２の端部箇所が接合面１１から突出する状態となるが、ポンプボディＡをエンジン本体７側被装着箇所の被接合面７１に接合することで、該被接合面７１に前記固定シール部４２が押圧され、シール板片４２１の外端縁４２１ａがギヤケースに接し、吸入側流路２と吐出側流路８とが仕切られる。流路仕切板４は吸入側流路２の開口箇所に向かって押圧され、強固に固定される。

ポンプボディＡをエンジン本体７側に接合することによって、固定された流路仕切板４の両固定延設部４２２の終端縁４２２ａと、ポンプボディＡの挿入段差部２７と挿入底面２７ａと挿入側壁面２７ｂとがなす隅角箇所には略三角形状の空隙部Ｑが形成される（図３参照）。該空隙部Ｑは、吐出側流路８の正圧と、ポンプボディＡ側の吸入側流路２の負圧の中間程度の圧力が発生する空間となる。また、前記空隙部Ｑは、吐出側流路８から最も離間しているので、水圧がある程度減衰し圧力が低くなる箇所である。吐出側流路８からの高い圧力の冷却水は圧力の低い吸入側流路２に逆流しようとするが、冷却水が吐出側流路８から吸入側流路２に向かって逆流する事態が生じた場合には、前記空隙部Ｑによって逆流する冷却水の圧力を下げるように作用する。

さらにまた、前記空隙部Ｑでは、逆流した冷却水の流れを乱れさせ、冷却水の逆流の流速を低下させる役目もなす〔図３（Ｂ）参照〕。その後、冷却水が吐出側流路８から吸入側流路２へ逆流しようとしても、空隙部Ｑは通路が狭いため吸入側流路２へ逆流しにくい構成となる。また吐出側流路８より前記三角形状の空隙部Ｑに冷却水が逆流した段階で前述したように圧力が下がっており、これにより空隙部Ｑと吸入側流路２の圧力差は少なくなっているため、冷却水の逆流の流速は低下する。このように、空隙部Ｑは圧力緩衝空間としての機能を果たし、吸入側流路２への逆流を抑制することができるため、ポンプ吐出性能が向上する。

Ａ…ポンプボディ、１１…接合面、２…吸入側流路、２５…収納段差部、
２６…連結段差部、２７…挿入段差部、２７ａ…挿入底面、２７ｂ…挿入側壁面、
２８…先端段差部、４…流路仕切板、４１…吸入仕切部、４２…固定シール部、
４２２…固定延設部、４３…先端部、４４…突起部、７…エンジン本体。

Claims (3)

1. 吸入側流路が形成されエンジン本体との接合面を有するポンプボディと、前記吸入側流路の開口箇所に装着される流路仕切板とからなり、該流路仕切板は吸入仕切部と該吸入仕切部の一方側に形成され且つ幅方向両側に固定延設部が形成された固定シール部と、前記吸入仕切部の前記固定シール部の形成位置とは反対側となる位置に形成された先端部と、該先端部に突出形成された突起部とからなり、前記吸入側流路には前記流路仕切板の吸入仕切部に対応する収納段差部と、前記固定延設部に対応する挿入段差部と、前記固定シール部の吸入仕切部側寄りに対応する連結段差部と、前記先端部に対応する先端段差部が形成され、前記挿入段差部の接合面からの深さ寸法は前記連結段差部の接合面からの深さ寸法よりも大きく形成され、前記挿入段差部の底面の幅方向寸法は前記連結段差部の底面の幅方向寸法よりも大きく形成され、前記流路仕切板の両固定延設部は、前記両挿入段差部に挿入配置されてなることを特徴とするウォーターポンプ。
2. 請求項１において、前記固定延設部は前記固定シール部に対して略左右対称の傾斜状に形成されてなることを特徴とするウォーターポンプ。
3. 請求項２において、前記ポンプボディの吸入側流路に前記流路仕切板が適正に装着された状態で前記固定延設部の終端縁は、前記挿入段差部を構成する挿入底面と、挿入側壁面との間に空隙部が構成されてなることを特徴とするウォーターポンプ。

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