JP5076795B2 - water pump - Google Patents
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Description
本発明は、車両のエンジンへの冷却水供給等に用いられるウォーターポンプに関する。 The present invention relates to a water pump used for supplying cooling water to a vehicle engine.
図5は、車両のエンジンへの冷却水供給等に用いられるウォーターポンプの従来例を示したものである。
このウォーターポンプ1は、ポンプハウジング3に一体形成された円筒状の軸挿通部4の外周に、軸受6を介してプーリ8が回転自在に支持されている。
プーリ8は、軸受6を介して軸挿通部4の外周に回転自在に支持される円筒部9と、この円筒部9の端部に連設されて軸挿通部4の開口端側を覆う端面板10とを備えている。
FIG. 5 shows a conventional example of a water pump used for supplying cooling water to a vehicle engine.
In the
The
そして、ポンプハウジング3内のインペラ13のシャフト14が、軸挿通部4を挿通して、軸挿通部4の開口端側を覆っているプーリ8の端面板10に結合一体化されている。
The
図示例の場合、シャフト14は、金属板のプレス成形により形成された中空構造で、プーリ8の端面板10と一体成形されており、インペラ13には、インペラの中心部の凹部13aに圧入により固着されている。
In the case of the illustrated example, the
以上のウォーターポンプ1は、プーリ8の円筒部9の外周面にエンジン出力で駆動されるベルト(不図示)が巻き掛けられており、プーリ8に入力される回転力でインペラ13が駆動される。
In the
このようなウォーターポンプ1では、ポンプハウジング3内の冷却水や水蒸気がシャフト14と軸挿通部4との間の隙間を伝ってプーリ8側に漏出することを防止するため、シャフト14と軸挿通部4との間にはメカニカルシール等の軸シール16を装着して、該部分の水密性を確保するようにしている。
しかし、軸シール16を設けていても、完全には封止できず、微小量の冷却水や水蒸気が、軸シール16を通過して、端面板10側に漏れ出す。
In such a
However, even if the
そこで、従来では、端面板10側に漏れてきた冷却水や水蒸気を速やかに外部に排出するべく、端面板10や円筒部9の一部に、排水孔18を設けるようにしている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
Therefore, conventionally, a
ところが、従来のウォーターポンプ1の場合、プーリ8の端面板10は、全域がシャフト14に直交する一様な垂直壁で、回転中に端面板10側に漏れだした冷却水や水蒸気による水滴は、端面板10の内周部に付着すると、遠心力による慣性で端面板10上を外周に向かって流れるが、その際に、慣性方向と直交している端面板10上の排水孔18からは排出され難く(排水効率が悪く)、端面板10上を伝う水滴が端面板10と円筒部9が交差する端面板外周の隅部19に滞留し易い。そして、この隅部19は、軸受6に近接しているため、該隅部19に滞留する水滴の一部が軸受6内に侵入することにより、軸受6内に錆を発生させ、軸受6の性能低下又は破損を招くという問題があった。
However, in the case of the
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、軸受付近となる端面板に水滴が滞留する不具合を無くして、滞留した水滴の侵入による軸受の錆発生や性能低下、又は破損を防止できるウォーターポンプを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems, eliminate the problem of water droplets remaining on the end plate near the bearing, and prevent bearing rusting, performance degradation, or damage due to the intrusion of the retained water droplets. It is to provide a water pump that can be used.
上記目的は、ポンプハウジングに形成された円筒状の軸挿通部の外周に、軸受を介してプーリが回転自在に支持されると共に、前記ポンプハウジング内のインペラのシャフトが、前記軸挿通部の開口端側を覆っている前記プーリの端面板に結合一体化されて、前記プーリに入力される回転力で前記インペラが駆動され、前記シャフトと前記軸挿通部との間には軸シールが装着されるウォーターポンプであって、前記プーリの端面板は、前記シャフトとの結合部から垂直面を介さず斜め外方に延出する内周部と、この内周部の外周から傾きを違えて延出する外周部と、を備えて、前記内周部と前記外周部とにより径方向の部位に外方に凸の屈曲部を形成した構造とし、且つ、前記屈曲部には、前記内周部と前記外周部とに跨って開孔して内外を連通させる排水孔を形成し、前記排水孔を、前記端面板の回転時に外部へ抜ける気流を発生させる蒲鉾形にしたことを特徴とするウォーターポンプの構成により達成される。 The above object is that a pulley is rotatably supported via a bearing on the outer periphery of a cylindrical shaft insertion portion formed in the pump housing, and the shaft of the impeller in the pump housing is an opening of the shaft insertion portion. The impeller is coupled and integrated with the end face plate of the pulley covering the end side, the impeller is driven by the rotational force input to the pulley, and a shaft seal is mounted between the shaft and the shaft insertion portion. The pulley end face plate has an inner peripheral portion extending obliquely outward from a connecting portion with the shaft without passing through a vertical surface, and an inclined portion extending from an outer periphery of the inner peripheral portion. An outer peripheral portion that protrudes, and the inner peripheral portion and the outer peripheral portion have a structure in which an outwardly convex bent portion is formed at a radial portion, and the bent portion includes the inner peripheral portion. And a hole across the outer periphery Drainage hole to pass is formed, the drain hole is accomplished by the configuration of the water pump, characterized in that the Kamabokogata to generate an airflow passing to the outside during rotation of the end sheet.
上記に記載のウォーターポンプでも、プーリの端面板の内周部に付着した水滴は、回転中の遠心力及び水滴の粘性により、端面板の内面を伝って外周側に移動する。
しかし、端面板の内周部は、シャフトとの結合部から斜め外方に延出しているため、内周部を伝う水滴には、軸方向外方に向かう分力が作用する。
更に、端面板の内周部と外周部との境は、屈曲部となっていて、該屈曲部を乗り越えるにはより大きな慣性力の作用が必要となるため、端面板の内周部を伝った水滴は外周部に留まり易い。そして、内周部の傾斜により発生した軸方向外方に向かう分力のため、屈曲部に到達した水滴は、該屈曲部に設けられた排水孔から外部に効率良く排出される。
そのため、プーリの端面板の内周部に付着した水滴が、端面板の内面を伝って、軸受付近となる端面板の外周側隅部に滞留する不具合を解消することができ、水滴の侵入による軸受の錆発生や性能低下、又は破損を防止することができる。
また、排水孔の形状を、端面板の回転時に外部へ抜ける気流を発生させる蒲鉾形にしたことによって、端面板のシャフトとの結合部付近から端面板の屈曲部に到達した水滴の排出効率を更に高めることができ、軸受の錆発生や性能低下、又は破損を防止する効果を更に高めることができる。
Even in the water pump described above, the water droplets adhering to the inner peripheral portion of the end plate of the pulley move to the outer peripheral side along the inner surface of the end plate due to the centrifugal force during rotation and the viscosity of the water droplet.
However, since the inner peripheral portion of the end face plate extends obliquely outward from the coupling portion with the shaft, a component force directed outward in the axial direction acts on the water droplets traveling along the inner peripheral portion.
Furthermore, the boundary between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the end face plate is a bent portion, and a larger inertia force is required to overcome the bent portion. Water droplets tend to stay on the outer periphery. Then, due to the axially outward force generated by the inclination of the inner peripheral portion, the water droplets that have reached the bent portion are efficiently discharged to the outside from the drain holes provided in the bent portion.
Therefore, the problem that water droplets adhering to the inner peripheral portion of the end face plate of the pulley travels along the inner surface of the end face plate and stays at the outer peripheral side corner of the end face plate near the bearing can be eliminated. It is possible to prevent rust generation, performance degradation, or breakage of the bearing.
In addition, the drain hole has a bowl shape that generates an airflow that flows outside when the end face plate rotates, so that the efficiency of discharging water droplets that reach the bent part of the end face plate from the vicinity of the joint with the shaft of the end face plate is improved. The effect of preventing the occurrence of rust generation, performance degradation, or breakage of the bearing can be further enhanced.
以下、本発明に係るウォーターポンプの好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明に係るウォーターポンプの第1の実施の形態の要部の縦断面図、図2は図1のA矢視図で、プーリの端面板の正面図である。
Hereinafter, preferred embodiments of a water pump according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part of a first embodiment of a water pump according to the present invention, and FIG. 2 is a front view of an end face plate of a pulley as viewed from the direction of arrow A in FIG.
この第1の実施の形態のウォーターポンプ21は、車両のエンジンへの冷却水供給等に用いられるウォーターポンプである。
このウォーターポンプ21は、ポンプハウジング3に一体形成された円筒状の軸挿通部4の外周に、軸受6を介してプーリ23が回転自在に支持されている。
プーリ23は、軸受6を介して軸挿通部4の外周に回転自在に支持される円筒部24と、この円筒部24の端部に連設されて軸挿通部4の開口端側を覆う端面板25と、円筒部24と同心に端面板25の内周部に一体装備されて後述のインペラのシャフトに固定一体化される内筒部26とを備えている。
The
In this
The
そして、ポンプハウジング3内のインペラ13のシャフト14が、軸挿通部4を挿通して内筒部26に嵌入し、内筒部26を介してプーリ23の端面板25に結合一体化されている。
Then, the
ウォーターポンプ21は、プーリ23の円筒部24の外周面にエンジン出力で駆動されるベルト28が巻き掛けられており、ベルト28によりプーリ23に入力される回転力でインペラ13が駆動される。
In the
このウォーターポンプ21では、ポンプハウジング3内の冷却水や水蒸気がシャフト14と軸挿通部4との間の隙間を伝ってプーリ23側に漏出することを防止するため、シャフト14と軸挿通部4との間にはメカニカルシール等の軸シール16を装着して、該部分の水密性を確保するようにしている。
しかし、軸シール16を設けていても、完全には封止できず、微小量の冷却水や水蒸気が、軸シール16を通過して、端面板25側に漏れ出す。
In this
However, even if the
そこで、本実施の形態のウォーターポンプ21の場合は、プーリ23の端面板25は、シャフト14との結合部である内筒部26から斜め外方に傾斜状態で延出する内周部25aと、この内周部25aの外周から傾きを違えてシャフト14に直交する垂直方向に延出する外周部25bとで、径方向の部位に外方に凸の屈曲部25cを形成した構造としている。
Therefore, in the case of the
そして、端面板25側に漏れてきた冷却水や水蒸気を速やかに外部に排出するべく、屈曲部25cには、周方向に適宜間隔で、内外を連通させる排水孔29を形成している。
本実施の形態の場合、排水孔29は、図2に示すように、円形孔になっている。
And in order to discharge | emit the cooling water and water vapor | steam which leaked to the
In the present embodiment, the
以上に説明した本実施の形態のウォーターポンプ21でも、軸挿通部4を挿通するインペラ13のシャフト14と軸挿通部4との間の軸シール16を通過した冷却水や水蒸気は、水滴となって、シャフト14が結合されているプーリ23の端面板25の内周部25aに付着する。
そして、内周部25aに付着した水滴31は、回転中の遠心力及び水滴31の粘性により、端面板25の内面を伝って外周側に移動する。
Also in the
And the
ところが、本実施の形態のウォーターポンプ21では、端面板25の内周部25aは、シャフト14との結合部から斜め外方に延出しているため、内周部25aを伝う水滴31には、図示のように、内周部25aの斜面に沿う慣性力Fの分力として、軸方向外方に向かう分力ftが作用する。
However, in the
更に、端面板25の内周部25aと外周部25bとの境は、屈曲部25cとなっていて、該屈曲部25cを乗り越えるにはより大きな慣性力Fの作用が必要となるため、端面板25の内周部25aを伝った水滴31は屈曲部25cに留まり易い。そして、内周部25aの傾斜により発生した軸方向外方に向かう分力ftのため、図に矢印Xで示すように、該屈曲部25cに設けられた排水孔29から外部に効率良く排出することができる。
Further, the boundary between the inner
そのため、プーリ23の端面板25の内周部25aに付着した水滴31が、端面板25の内面を伝って、軸受付近となる端面板25の外周側隅部27に滞留する不具合を解消することができ、水滴の侵入による軸受6の錆発生や性能低下、又は破損を防止することができる。
Therefore, the problem that the water droplet 31 adhering to the inner
なお、本発明に係るウォーターポンプにおいて、プーリの端面板の屈曲部に形成する排水孔の形状は、上記実施の形態に示した円形孔に限らない。
図3は、本発明に係るウォーターポンプの第2の実施の形態におけるプーリの端面板の正面図である。
この端面板25では、内周部25aと外周部25bとの境の屈曲部25cに装備する排水孔29を、当該端面板25の回転時に外部へ抜ける気流Jを発生させる羽根形、より具体的には蒲鉾形にしている。
排水孔29の形状を、このような蒲鉾形にしたことによって、端面板25のシャフト14との結合部付近から端面板25の屈曲部25cに到達した水滴31の排出効率を更に高めることができ、軸受の錆発生や性能低下、又は破損を防止する効果を更に高めることができる。
In the water pump according to the present invention, the shape of the drain hole formed in the bent portion of the end plate of the pulley is not limited to the circular hole shown in the above embodiment.
FIG. 3 is a front view of the end face plate of the pulley in the second embodiment of the water pump according to the present invention.
In the
The shape of the
さらに、本発明に係るウォーターポンプにおいて、プーリの端面板の屈曲部に形成する排水孔、その開口形状だけでなく、開口面積を適宜に設計変更することが可能である。 Furthermore, in the water pump according to the present invention, not only the drainage hole formed in the bent portion of the end face plate of the pulley and the opening shape thereof but also the opening area can be appropriately changed in design.
また、軸受6への水滴の侵入防止を更に徹底するために、図4のように改良することも考えられる。
図4は本発明に係るウォーターポンプの第3の実施の形態の要部の縦断面図である。
この第3の実施の形態のウォーターポンプ33は、軸挿通部4の端面に、水切り板35を追加装備したもので、それ以外の構成は、第1の実施の形態と共通で良い。共通の構成部分には、第1の実施の形態と共通の番号を付して、説明を省略する。
Further, in order to further prevent water droplets from entering the bearing 6, an improvement as shown in FIG. 4 can be considered.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an essential part of a water pump according to a third embodiment of the present invention.
The
この第3の実施の形態で追加した水切り板35は、軸挿通部4の端面に沿って外径側に延出して、端面板25に対向する軸受6の端面を、円筒部24の内周付近まで覆うようにしたものである。
このようにすると、軸受6の端面が、端面板25に直接露出しないため、端面板25の内面に付着している水滴が軸受6側に飛散しても、水切り板35により遮断されて、水滴の軸受6への侵入が更に確実に防止されることになり、水滴の侵入による軸受6の汚損防止を更に徹底することができる。
The draining
In this case, since the end surface of the bearing 6 is not directly exposed to the
なお、本発明に係るウォーターポンプにおいて、端面板の内周部と外周部との境の屈曲部の成す角度(内周部と外周部との挟角)は、上記実施の形態では約155°程度に設定したが、該屈曲部の挟角の具体的な角度は、上記実施の形態に限らない。
例えば、内周部25aの傾斜を上記実施の形態よりも増減させたり、あるいは、外周部25bを実施の形態に示した垂直状態から適宜角度傾斜させた状態に変更することで、水滴が通過し難い屈曲部の挟角を選ぶと良い。
In the water pump according to the present invention, the angle formed by the bent portion at the boundary between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the end face plate (the included angle between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion) is about 155 ° in the above embodiment. However, the specific angle of the included angle of the bent portion is not limited to the above embodiment.
For example, when the inclination of the inner
3 ポンプハウジング
4 軸挿通部
6 軸受
13 インペラ
14 シャフト
16 軸シール
21 ウォーターポンプ
23 プーリ
24 円筒部
25 端面板
25a 内周部
25b 外周部
25c 屈曲部
26 内筒部(結合部)
28 ベルト
29 排水孔
31 水滴
33 ウォーターポンプ
35 水切り板
28
Claims (1)
前記プーリの端面板は、前記シャフトとの結合部から垂直面を介さず斜め外方に延出する内周部と、この内周部の外周から傾きを違えて延出する外周部と、を備えて、前記内周部と前記外周部とにより径方向の部位に外方に凸の屈曲部を形成した構造とし、
且つ、前記屈曲部には、前記内周部と前記外周部とに跨って開孔して内外を連通させる排水孔を形成し、
前記排水孔を、前記端面板の回転時に外部へ抜ける気流を発生させる蒲鉾形にしたことを特徴とするウォーターポンプ。 A pulley is rotatably supported through a bearing on the outer periphery of a cylindrical shaft insertion portion formed in the pump housing, and an impeller shaft in the pump housing covers the opening end side of the shaft insertion portion. A water pump in which the impeller is coupled and integrated with the end face plate of the pulley, the impeller is driven by a rotational force input to the pulley, and a shaft seal is mounted between the shaft and the shaft insertion portion. There,
The end plate of the pulley, an inner peripheral portion extending obliquely outwardly without passing through the vertical plane from the coupling portion with the shaft, and the outer peripheral portion that extends Chigae inclination from the outer periphery of the inner peripheral portion, the And having a structure in which an outwardly convex bent portion is formed in a radial portion by the inner peripheral portion and the outer peripheral portion ,
And, in the bent portion, a drainage hole is formed that opens between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion and communicates the inside and the outside ,
The water pump according to claim 1, wherein the drainage hole has a bowl shape that generates an airflow that flows to the outside when the end face plate rotates .
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