JP2017025776A

JP2017025776A - ウォータポンプ

Info

Publication number: JP2017025776A
Application number: JP2015144793A
Authority: JP
Inventors: 古賀　陽二郎; Yojiro Koga; 陽二郎古賀
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2017-02-02

Abstract

【課題】部品点数を削減して、組付け工数、コストダウン及び小型化を図ったウォータポンプを提供する。【解決手段】プーリ１６は、内壁１６ａを形成するように軸方向においてインペラ１４の側に開口すると共に、内壁１６ａの開口１６ｂ側縁に内側に向かって突出する凸部１６ｄを形成して、冷却水が貯えられる水溜り部１７を画成し、ハウジング１１は、シール部材１５と軸受部１２との間の空間部１１ｄと連通すると共に、プーリ１６の水溜り部１７に向けて延在する放水路１８を有する。【選択図】図１

Description

本発明はエンジンの冷却等に用いられるウォータポンプに関する。

従来の水冷式エンジンに用いられるウォータポンプは、ハウジングに軸受部を介して支持された回転軸の一端にインペラを、他端にプーリを夫々設け、プーリにかけられたベルトが駆動することにより、プーリと一体回転するインペラにて、エンジン内に冷却水を循環させる。このようなウォータポンプでは、軸受部とポンプ室を遮断するようにハウジング内にメカニカルシールを設けて、ポンプ室内の冷却水が軸受部へ侵入するのを防止しているが、それでも冷却水がメカニカルシールの内部を介し軸受部方向へと僅かに侵入する恐れがある。

この対策として、特許文献１のウォータポンプでは、ハウジングの軸受部よりも下部にプラグで閉塞した穴部を設け、この穴部にてメカニカルシールを介し軸受部方向へ侵入した冷却水を溜めることができる水溜り部を形成した構成が示されている。

また、特許文献２のウォータポンプでは、プーリに設けられた内包空間と内包空間を閉塞するプーリブラケットにより冷却水を溜める水溜り部を形成し、加えて、冷却水が水溜り部に流入するときに軸受部に付着するのを防ぐために遮蔽板を設ける構成が示されている。

特開平１１−３３６６９９号公報特開２０１３−１２２２１９号公報

特許文献１のウォータポンプでは、水溜り部が一方に開口を有する穴部と穴部を閉塞するプラグから構成されており、加えて、穴部とプラグの接続部から冷却水のにじみ漏れを防ぐためのシール機構が必要となり、部品点数の増加を招くこととなる。

特許文献２のウォータポンプでは、プーリブラケットや軸受部を保護するための遮蔽板が必要となり、部品点数の増加を招くこととなる。

そこで、本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、部品点数を削減して、組付け工数の低減及び、コストダウンを図ったウォータポンプを提供することを目的とする。

本発明によるウォータポンプの特徴構成は、冷却水が流れるポンプ室及び軸受部が形成されたハウジングと、該ハウジングの前記軸受部にて回転自在に支持された回転軸と、該回転軸の一端に設けられ前記ポンプ室内に収容されるインペラと、前記ハウジングの前記軸受部と前記ポンプ室との間に設けられ前記ハウジングと前記回転軸との間をシールするシール部材と、前記回転軸の軸方向において前記インペラとは反対側に設けられ前記回転軸を回転させるプーリとを備え、前記プーリは、内壁を形成するように軸方向において前記インペラの側に開口すると共に、前記内壁の開口側縁に内側に向かって突出する凸部を形成して、冷却水が貯えられる水溜り部を画成し、前記ハウジングは、前記シール部材と前記軸受部との間の空間部と連通すると共に、前記プーリの前記水溜り部に向けて延在する放水路を有する点にある。

本構成により、シール部材を介し軸受部の方向へ侵入した冷却水は、ハウジングに備えた放水路を介し、プーリの内壁に凸部によって画成された水溜り部に貯えられる。このように、水溜り部をプーリの内壁に凸部によって画成しているので、従来必要とされたプラグやプーリブラケットを必要とせず、部品点数を削減し、組付け工数の低減及び、コストダウンを図ることができる。

本発明の他の特徴構成は、前記凸部は前記放水路の先端よりも前記インペラ側に設けた点にある。

本構成により、放水路を介し流入する冷却水は確実に水溜り部に流入させることができる。また、放水路の一部がプーリに内包するように設けられるので、軸方向の長さを短縮でき、ウォータポンプの小型化を図ることができる。

本発明の他の特徴構成は、前記凸部は環状に形成されている点にある。

本構成により、水溜り部に介在する冷却水は、プーリの回転や停止などの状態に関わらず、開口の外部に流出し難くすることができる。また、プーリを成形するうえで容易に凸部を設けることができるので更なるコストダウンを図ることができる。

本発明の他の特徴構成は、前記内壁は前記インペラ側に向けて縮径する傾斜面を有する点にある。

本構成により、水溜り部に流入した冷却水は、プーリの開口から離れた位置に移動させることができ、冷却水は外部にさらに流出し難くなる。また、エンジンの振動などにより冷却水が飛び跳ねる等したとしても、冷却水はプーリの開口より外部に飛び跳ね難くすることができる。

本実施形態におけるウォータポンプの構成を示す断面図である。図１における本実施形態の水溜り部を示す要所部分拡大図である。本実施形態におけるウォータポンプの形状を示す正面図である。図３における本実施形態の放水路の位置を示す説明図である。

以下、本発明に係るウォータポンプを図面に基づいて説明する。

ウォータポンプ１は、冷却水を車両のエンジン（図示しない）及び、ラジエータ（図示しない）に循環させ、エンジンで発生した熱を冷却水に吸収し、ラジエータで冷却水の熱を放出することでエンジンを冷却する。

なお、本発明における冷却水とは、液状や蒸気（気体）とを含んだものとして定義され、以降、特に区分する必要がある場合を除いて冷却水として説明する。

図１に示すように、ウォータポンプ１は、樹脂成型されたハウジング１１と、ハウジング１１の小径孔部１１ｃに圧入、またはハウジングにインサート成型されて保持された軸受部１２と、軸受部１２に軸支された回転軸１３と、回転軸１３の一端に圧入され回転軸１３と一体回転するインペラ１４と、回転軸１３の他端に圧入され回転軸１３と一体回転するプーリ１６と、ハウジング１１とエンジンボディ２１とがガスケット２２を挟んだ状態で図示しない固定部材（例えばボルト）により連結されることでポンプ室１０を形成し、軸受部１２とポンプ室１０の間を遮断するように配設されたシール部材１５を有している。

ハウジング１１は軸受部１２とシール部材１５の間の空間部１１ｄにおいて、大径孔部１１ａの上部に大気側と連通し、空間部１１ｄに侵入した気体の冷却水を放出する蒸気孔１９と、大径孔部１１ａの下部にプーリ１６の内壁１６ａに向けて開口し、シール部材１５を介し空間部１１ｄに侵入した液状の冷却水を内壁１６ａに放出できる放水路１８が斜め下方に向けて形成されている。ここで、空間部１１ｄに連通する箇所を連通部１８ｂとする。

回転軸１３はプーリ１６とインペラ１４が一体回転し、軸受部１２を介してハウジング１１に回転可能に軸支されている。

軸受部１２はベアリングで構成されており、ハウジング１１内の小径孔部１１ｃに圧入固定や一体成型、または接着されている。

シール部材１５はメカニカルシールで構成されており、一方をハウジング１１の大径孔部１１ａに圧入、またはインサート成型され、他方を回転軸１３と圧入され保持されている。

プーリ１６はエンジンボディ２１側を開口する開口１６ｂと、他側を閉塞する閉塞部１６ｃと、閉塞部１６ｃから開口１６ｂにかけて縮径となる傾斜面を有する内壁１６ａと、閉塞部１６ｃと開口１６ｂの間に環状に形成された凸部１６ｄを有し、凸部１６ｄと内壁１６ａと閉塞部１６ｃによって内部に水溜り部１７が形成される。

凸部１６ｄは図２に示すように先端１８ａの最下部の下方延長線１８ｃに対し、必ずエンジンボディ２１側に位置するように凸部１６ｄが形成されているので冷却水は確実に水溜り部１７に放出される。また、凸部１６ｄの内径方向への高さは少なくとも２〜３ｍｍあればよく、一体にて形成することができるので、部品点数を増加させることなく形成でき、コストの低減を図ることができる。ここで凸部１６ｄは一体にこだわらず、凸部１６ｄのみ別体で成型しプーリ１６内に組付けてもよい。

次にウォータポンプ１の作動について説明する。

このウォータポンプ１では外部の駆動源の回転に伴い、プーリ１６にかけられたベルト（図示しない）の回転によりプーリ１６と回転軸１３が一体で駆動される。回転軸１３が回転駆動すると、回転軸１３と一体回転するインペラ１４が回転することで、各箇所（例えばエンジン）に冷却水を供給する。このとき、シール部材１５を介し気体、または液状の冷却水が軸受部１２とシール部材１５の間の空間に侵入するときがあるが、気体の場合、蒸気孔１９や放水路１８等から大気側に放出され、液状の場合、冷却水は自重により放水路１８（連通部１８ｂから先端１８ａ）を介し、プーリ１６の内壁１６ａに形成された水溜り部１７へと一時的に流入する。水溜り部１７に流入した冷却水は内壁１６ａに凸部１６ｄが備えられているため液状で外部に流出する可能性を低減することができる。

また、プーリ１６が回転することにより水溜り部１７に介在する冷却水に対して遠心力が働き、冷却水はプーリ１６が回転している際も水溜り部１７に確実に介在することができ、ウォータポンプ１が作動中に液状の冷却水が外部に流出する可能性を低減することができる。

さらに、水溜り部１７を形成するプーリ１６の内壁１６ａは傾斜面を有しているので例えばエンジン作動による振動が発生し、ウォータポンプ１が振動される状態にあっても液状の冷却水は外部に飛び跳ね難くすることができ、外部に流出する可能性を低減することができる。

そのうえ、水溜り部１７に介在する液状の冷却水は、エンジン部が発熱することによりウォータポンプ１の温度が上昇することで水溜り部１７に介在する冷却水が熱され、例えば図２に示すように次第に気化し開口１６ｂを介して気化経路３０のように大気側へと放出されていく。ここで、冷却水は有色であることが多く、ウォータポンプ１の周辺部品に冷却水の跡が付着する可能性があったが、冷却水を気化させ開口１６ｂの外部に放出させることができるので液状の冷却水がウォータポンプ１周辺に付着する可能性を低減することができる。

[その他の実施形態]
上記の実施形態では、壁面を有する凸部１６ｄにより水溜り部１７を形成する例を示したが、壁面を設けずにプーリ１６の内壁１６ａを窪ませる等より冷却水を溜めることができる水溜り部１７を形成してもよい。また、ハウジング１１とプーリ１６の材質は樹脂の場合を説明したが、アルミや鉄などの金属により形成してもよく、ハウジング１１またはプーリ１６のいずれか一方を金属とする構成としてもよい。また、小径孔部１１ｃと大径孔部１１ａの大きさの関係の一例を上記実施形態で示したが、大きさの関係は同一、または逆転してもよい。

１ウォータポンプ
１１ハウジング
１１ａ大径孔部
１１ｃ小径孔部
１１ｄ空間部
１２軸受部（ベアリング）
１３回転軸
１４インペラ
１５シール部材
１６プーリ
１６ａ内壁（傾斜面）
１６ｂ開口
１６ｃ閉塞部
１６ｄ凸部
１７水溜り部
１８放水路
１８ａ先端
１８ｂ連通部
１９蒸気孔
２１エンジンボディ
２２ガスケット

Claims

冷却水が流れるポンプ室及び軸受部が形成されたハウジングと、
該ハウジングの前記軸受部にて回転自在に支持された回転軸と、
該回転軸の一端に設けられ前記ポンプ室内に収容されるインペラと、
前記ハウジングの前記軸受部と前記ポンプ室との間に設けられ前記ハウジングと前記回転軸との間をシールするシール部材と、
前記回転軸の軸方向において前記インペラとは反対側に設けられ前記回転軸を回転させるプーリとを備え、
前記プーリは、内壁を形成するように軸方向において前記インペラの側に開口すると共に、前記内壁の開口側縁に内側に向かって突出する凸部を形成して、冷却水が貯えられる水溜り部を画成し、
前記ハウジングは、前記シール部材と前記軸受部との間の空間部と連通すると共に、前記プーリの前記水溜り部に向けて延在する放水路を有する、ウォータポンプ。
前記凸部は前記放水路の先端よりも前記インペラ側に設けた請求項１に記載のウォータポンプ。
前記凸部は環状に形成されている請求項２に記載のウォータポンプ。
前記内壁は前記インペラ側に向けて縮径する傾斜面を有する請求項１から３の何れか一項に記載のウォータポンプ。