JPH0545835Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、内燃機関の被冷却部分に冷却水を
強制的に循環させるウオータポンプに関する。

従来の技術 自動車用内燃機関の冷却装置に用いられるウオ
ータポンプとしては、例えば第５図に示すような
ものがあり、内部にポンプ室２を備えたポンプハ
ウジング１と、このポンプハウジング１に設けら
れた軸受孔３内にベアリング４を介して回転自在
に支承され機関と同期回転する回転軸５と、この
回転軸５の先端側に上記ポンプ室２内に臨んで取
付けられて該ポンプ室２内の冷却水を吐出口７に
圧送するポンプロータたるベーン６とを、備えて
おり、上記ポンプ室２の内壁面２ａとベーン６の
裏側外周部６ａとの間には、約１〜２mm程度の比
較的小さな環状の隙間Ｃが形成されている。

また、このベーン６と上記回転軸５及び軸受孔
３で取り囲まれた空間内には、メカニカルシール
８が配設されており、このメカニカルシール８
は、保持部材９の内部に有する伸縮性シール部材
１０と、該伸縮性シール部材１０内のコイルスプ
リング１１によつて外方向へ付勢されたシールリ
ング１２と、ベーン６の回転時において上記コイ
ルスプリング１１のばね力で上記シールリング１
２が摺接するシートリング１３とにより構成され
ており、主として上記シールリング１２によつて
軸受孔３とポンプ室２との間を水密的に封止する
ようになつている。尚、上記ベーン６のロータ基
端部６ｂには、小径な１または２つのバランス孔
１４が穿設されている（実開昭59−117899号公報
等参照）。

考案が解決しようとする課題 ところで、上述のような従来のウオータポンプ
にあつては、一般にポンプ室２内に導入される冷
却水中には、エアが混入しており、したがつて、
ベーン６が回転するとその遠心分離作用によつて
冷却水はベーン６の外周側に導かれる一方、エア
は上述の隙間Ｃからベーン６裏側とポンプ室２内
壁面２ａ間の空間部１５に流入してメカニカルシ
ール８の上部周辺に滞留してしまう。このため、
シールリング１２とシートリング１３との摺動面
１２ａ，１３ａがエア中に晒らされて不潤滑状態
となり、したがつて、シールリング１２とシート
リング１３との摺動速度が上昇すると両摺動面１
２ａ，１３ａ間に高い摩擦熱が発生し易くなる。
依つて、摺動面１２ａ，１３ａが高熱により摩耗
し易くなるばかりかメカニカルシール８付近に滞
留した冷却水中のメルカプトベンゾチアゾール
（MBT）等の有効成分が摺動面１２ａ，１３ａ
間に凝着し易くなる。この凝着や摩耗による面荒
れの結果、摺動面１２ａ，１３ａ間に隙間が発生
してシール性能が著しく低下するといつた問題が
ある。尚、メカニカルシール８周囲に滞留したエ
アは、バランス孔１４から僅かに排出されるが、
孔径の総面積が極めて小さいため、十分なエア排
出作用が得られない。

課題を解決するための手段 本考案は、上記従来の問題点に鑑みて案出され
たもので、とりわけポンプロータに複数のエア排
出孔を穿設すると共に、該エア排出孔の総面積を
上記ポンプロータの裏側外周部と上記ポンプ室の
内壁面との間に形成された隙間の外周側面積より
も大きく設定したことを特徴としている。

作 用 上記構成の本考案によれば、ポンプロータの回
転に伴いその遠心分離作用によつて、冷却水に混
入したエアが隙間からメカニカルシールの上部周
辺に流入すると、そのままエア排出孔から排出さ
れる。特に、エア排出孔の外周側面積が隙間の総
面積よりも十分に大きく設定されているため、隙
間やメカニカルシール上部周辺の内圧よりポンプ
ロータ前端側の内圧が十分に低下することにも起
因して、エア排出孔からポンプロータ前端側への
吸出力が上昇してエア排出作用が促進される。

実施例 以下、この考案の実施例を図面に基づいて詳述
する。尚、上記従来と共通の構成個所には同一の
符号を付して説明する。

第２図はこの考案に係るウオータポンプの一実
施例を示し、１は内部にポンプ室２を有するポン
プハウジング、５は軸受孔３にベアリング４を介
して回転自在に支承された回転軸、６は回転軸５
の先端に取付けられたポンプロータたるベーンで
あつて、このベーン６の裏側外周部６ａとポンプ
２の内壁面２ａとの間には、従来と同様に約１〜
２mm程度の隙間Ｃが形成されている。７はベーン
６の下流側に形成された冷却水の吐出口、８はベ
ーン６と回転軸５及びベアリング４の固定壁で取
り囲まれた空間内に配置されたメカニカルシール
であつて、このメカニカルシール８は、保持部材
９内に収納された伸縮性シール部材１０と、コイ
ルスプリング１１によつて外方向へ付勢されたシ
ールリング１２と、ベーン６の回転に伴い上記シ
ールリング１２と摺接するシートリング１３とを
備えている。

そして、上記ベーン６は第１図に示すように略
円形状のロータ基部６ｂの前側外周に６枚のイン
ペラ６ｃ……が設けられていると共に、該各イン
ペラ６ｃ……間のロータ基部６ｂの周方向中央位
置に円形状の６つのエア排出孔２１……が軸方向
に穿設されている。このエア排出孔２１……は、
１つの内径が約10mm程度に設定され、全体の総面
積が上記隙間Ｃの外周側面積よりも大きく設定さ
れている。

したがつて、この実施例によれば機関の駆動に
より回転軸５及びベーン６が回転して吸入孔１６
からポンプ室２へ流入したエア混入冷却水が、上
記ベーン６の回転遠心力により吐出口７側に圧送
される。ここで、遠心分離作用により分離された
エアは、第３図に示すように隙間Ｃを通つてメカ
ニカルシール８上部周囲の空間部１５内に流入す
ると、ここからエア排出孔２１……を通つてベー
ン６の前端側へ排出される。すなわち、エア排出
孔２１……の総面積が隙間Ｃの総面積よりも大き
くなつているため、空間部１５の圧力よりもベー
ン６前端側のポンプ室２の圧力が低くなることに
も起因してエア排出作用が促進され、ベーン６の
前端側へ速やかに排出される（矢印参照）。した
がつて、この排出されたエアは吐出口７側へ再び
圧送され、その一部はまた隙間Ｃ空間部１６内に
還流するが大部分は冷却水と共に、機関のウオー
タジヤケツト側へ圧送される。依つて、空間部１
５でのエアの滞留が防止され、メカニカルシール
８のシーリング１２とシートリング１３とはエア
に晒されることなく空間部１５を循環する冷却水
の吸熱作用によつて十分に冷却される。このた
め、ベーン６がたとえ高回転になり、摺動面１２
ａ，１３ａの摺動速度が高くなつても摩擦熱の昇
温が十分に抑制される。したがつて、摩擦の発生
やMBTの凝着が防止される。

第４図Ａ，Ｂは本考案の第２実施例を示し、こ
の実施例ではベーン６のロータ基部６ｂに穿設さ
れる６つの各エア排出孔３１……をインペラ６Ｃ
……の傾斜角度に沿つて略異形楕円形状に大きく
形成したものである。したがつて、エア排出作用
が一層促進され、シールリング１２とシートリン
グ１３の冷却効率が向上する。尚、上記エア排出
孔２１，３１は、バランス孔としても作用するこ
とは勿論である。

また、エア排出孔２１，３１……の個数や形状
は、上記実施例に限定されるものではない。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、本考案に係るウ
オータポンプによれば、ポンプロータの回転に伴
い隙間からメカニカルシール周辺に流入したエア
が、エア排出孔によつてポンプロータの前端側へ
効果的に排出されるため、エアの滞留が確実に防
止される。したがつて、メカニカルシールは循環
する冷却水により潤滑されかつ冷却され、摺動に
伴う摩擦昇温が十分に抑制される。この結果、摩
耗の発生やMBTの凝着が防止され、良好なシー
ル性能が維持される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るウオータポンプの第１実
施例を示す要部拡大図、第２図は本実施例の断面
図、第３図は本実施例の作用を示す説明図、第４
図Ａは本考案の第２実施例を示す要部拡大図、同
図Ｂは同図Ａの−線断面図、第５図は従来の
ウオータポンプを示す断面図である。 １……ポンプハウジング、２……ポンプ室、２
ａ……内壁面、４……ベアリング（軸受）、５…
…回転軸、６……ベーン（ポンプロータ）、６ａ
……裏側外周部、８……メカニカルシール（シー
ル部材）、２１……エア排出孔、Ｃ……隙間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転軸の先端に固定されてポンプハウジングの
   ポンプ室に臨むポンプロータと、該ポンプロータ
   または回転軸と上記ポンプハウジングとの間に配
   置されたシール部材とを備えたウオータポンプに
   おいて、上記ポンプロータに複数のエア排出孔を
   穿設すると共に、該エア排出孔の総面積を上記ポ
   ンプロータの裏側外周部と上記ポンプ室の内壁面
   との間に形成された隙間の外周側面積よりも大き
   く設定したことを特徴とするウオータポンプ。