JPH0730323U - ウォータポンプのドレン構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が簡単で、水抜き穴を通って外部から浸
水することがなく、またケーシングの接合面に変形によ
る不都合を引き起こすこともないウォータポンプのドレ
ン構造を提供する。 【構成】 ケーシング１１内にシール部材２３を介して
インペラ室１６と軸受部分１５とが設けられたウォータ
ポンプ１０につき、当該シール部材２３を越えてインペ
ラ室１６から漏れた水（ドレン）を外部へ排出するため
のドレン構造である。ケーシング１１に設けられた水抜
き穴３２に金属管３３を外側から圧入するとともに、そ
の金属管３３の端部に、外部からの浸水の防止具として
長尺のチューブ３４を接続した。なお、ケーシング１１
の接合面付近を通る水抜き穴３２には、外側から順に大
径部３２ａと圧入部３２ｃなどを形成している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンの冷却などを目的として冷却水を送り出すウォータポンプ のうち、インペラ室から漏れたケーシング内の水（ドレン）を外部へ排出するた めのドレン構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図６(ａ)に、自動車用の通常のウォータポンプ１０について要部の断面図を示 す。ボディ１２とカバー１３とが接合されてなるケーシング１１のうちに、エン ジン（図示せず）からの動力を受けて回転する軸２１が配置され、インペラ２４ は、その軸２１上にいわゆる片持ち状態に取り付けられている。すなわち軸２１ は、軸受２２などを介してボディ１２内に支持され、そうした軸受部分１５より も先の箇所にインペラ２４が設けられる。インペラ２４の回りは、カバー１３（ 図示は省略したが冷却水の吸入管と吐出管とが接続されている）で覆われること によりそこにインペラ室１６が形成され、同室１６と軸受部分１５との間にはシ ール部材２３が装着されている。

【０００３】 シール部材２３は、水密性を完全にすると却って部材間の摩耗や回転動力のロ スを生じたりスティックスリップという不都合な現象を招いたりするので、イン ペラ室１６の水が軸受部分１５の側へ漏れるのを完全に防ぐことはできない。そ のためウォータポンプ１０には、図示のようにシール部材２３と軸受部分１５と の間に空間３１を設けるとともに、それより外部にかけて下向きに水（ドレン） 抜き穴３２を形成している。ウォータポンプにこのような水抜き穴が設けられる ことは、たとえば実開昭５９−６４４２８号公報にも記載されている。そして、 かかる水抜き穴３２は、図６(ａ)および上記公報に図示されるとおり従来はケー シング１１の外部に開口３２ｏを露出させたものであった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 水抜き穴３２の開口３２ｏが外部に露出している場合、ウォータポンプ１０は そのままでオフロード車（舗装路以外を走る車両）等に搭載するのは不都合であ る。走行の際、はね上がった泥水などがその開口３２ｏに入ると、水抜き穴３２ を逆流してウォータポンプ１０の内部にまで浸入することがあるからである。こ うして外部からポンプ１０内に浸水があると、泥や砂の粒がシール部材２３の間 に入って本来のシール性能を阻害し、あるいは同部材の摩耗を激しくするといっ た不都合を招く。

【０００５】 そこで、発明者らはこれまでに、図６(ｂ)・(ｃ)・(ｄ)に示すような手段によ って外部からの浸水の防止を試みた。すなわち、まず同(ｂ)は、水抜き穴３２の 開口３２ｏに外側よりＣ形断面の中空ピン（金属製のスプリングピン）５２を圧 入し、その突出端に長めのチューブ５３を接続した例である。同(ｃ)は、ウォー タポンプ１０の外側下部に、水抜き穴３２の開口３２ｏを覆う泥水よけのカバー ５４を取り付けたもの。また同(ｄ)は、ポンプ１０内に真っすぐにつながる水抜 き穴３２の本来の開口３２ｏに栓５６をするとともに、泥水等がかかりにくいう え経路を迷路的にして浸水を防止する効果のある位置に新たな開口５７を設けた 例である。

【０００６】 しかしながら、図６に示すいずれの例も、オフロード等での当該車両の使用状 況によってはウォータポンプ１０内への泥水の浸入を完全には防止することがで きなかった。その理由は、図６(ｃ)および(ｄ)の例では、密閉されていない空間 が水抜き穴３２の開口３２ｏまたは５７の回りに存在するため、車両の走行中に 飛び散った泥水の粒子がその空間を経て開口３２ｏ・５７内に入るからだと考え られる。また図６(ｂ)の例では、中空ピン５２の切れ目（Ｃの字の開いた部分） から泥水が浸入するためである。

【０００７】 この図６(ｂ)の例は、同(ａ)に示す通常のウォータポンプ１０に対して中空ピ ン５２とチューブ５３とを付けるだけでよいので最も簡便に実施することができ るが、中空ピン５２として防水性の不十分なＣ形断面のものを用いたのは、下記 a)〜e)に述べる理由に基づいている。すなわち、a)ウォータポンプ１０のインペ ラ室１６は、軸２１とインペラ２４の組み立てを可能とするために、軸受部分１ ５のあるボディ１２に別体のカバー１３を接合することにより形成される。b)水 抜き穴３２はインペラ室１６の横に位置するので、図(ａ)のように上記ケーシン グ１１の接合面１２ａ・１３ａのすぐ横を貫通するのが一般である。c)このよう に接合面１２ａ・１３ａに隣接する水抜き穴に対し、断面の閉じた金属管を一般 的な態様で圧入すると、嵌め合いの反力が強いため接合面（図示の場合は接合面 １２ａ）を変形させる（外側へ膨らませる）ことになる。d)接合面１２ａが変形 するとケーシング１１（ボディ１２とカバー１３）が密には接合されなくなり、 水漏れ等の不都合を招く。e)そこで、かかる変形を起こさないように、嵌め合い 反力が弱くても圧入による接続が確実なＣ形断面のスプリングピン５２を使用し たのである。以上のa)〜e)を言いかえると、ウォータポンプ１０のケーシング１ １の構成が図６(ａ)のとおりである以上、従来は、防水効果の高い環状断面の金 属管を圧入し得なかったわけである。

【０００８】 本考案の目的は、水抜き穴を通って外部から浸水することがなく、またケーシ ングの接合面に上述の不都合を引き起こすこともないウォータポンプのドレン構 造を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ケーシング内にシール部材を介してインペラ室と軸受部分とが設け られたウォータポンプにつき、当該シール部材を越えてインペラ室から漏れた水 （ドレン）を外部へ排出するためのドレン構造であって、ケーシングに設けられ た水抜き穴に金属管（環状断面の一般的な管）を圧入する（いわゆる締まりばめ の状態に嵌め入れる）とともに、その金属管（のうちケーシング外へ突出した端 部）に外部からの浸水の防止具を接続したものである。このドレン構造について はとくに、請求項２に記載したように、ケーシングの接合面付近に設けられた水 抜き穴の内径を、接合面に近い範囲では金属管の外径よりも大きくし、接合面と 離れた部分において金属管が圧入可能な寸法にするのがよい。

【００１０】 上記の浸水防止具としては、請求項３に記載したような長尺（目安として１０ ｃｍ程度以上）のチューブや、請求項４に記載のゴム袋に切れ目を入れた形式の 一方向バルブ、あるいは請求項５のような、弁体をスプリングで弁座に押し付け る形式のチェックバルブ−を接続することができる。

【００１１】

【作用】

本考案によるウォータポンプのドレン構造にはつぎのような作用がある。

【００１２】 1) 水抜き穴に金属管を圧入したうえ、その金属管の先端部に外部からの浸水 の防止具を接続しているので、泥水等が水抜き穴の内部に入り得ない。水抜き穴 と金属管との接続部分は、圧入という金属同士の強い接触によって結合し、かつ 水の浸入を阻止するが、金属管の部分はその全周にわたる閉じた壁面で水の浸入 を防ぎ、また金属管の先端部には外部からの浸水の防止具が接続されていること から、外部より水抜き穴の内部へ水の入る経路はどこにもないからである。

【００１３】 2) 水抜き穴に金属管を圧入してその先端部に浸水防止具を付けるだけでよい ので、図６(ｃ)のような泥水よけカバーをボルト等で取り付けたり同(ｄ)のよう に別の水抜き穴を形成したり、あるいは水抜き穴にねじ部を形成して金属管を取 り付けたり（図示せず）する場合に比べ、ごく簡単に構成することができる。し たがって、とくに量産の際にコスト上のメリットが大きい。

【００１４】 3) さらに、請求項２のように構成したドレン構造においては、ケーシングの 接合面付近に水抜き穴があってそれに金属管を圧入するにもかかわらず、接合を 不完全にするような接合面の変形が生じない。それは、水抜き穴の内径が、接合 面に近い範囲では金属管の外径よりも大きく、接合面と離れた部分においてのみ 金属管の圧入にふさわしい寸法になっているからである。つまり、嵌め合い（圧 入）による半径方向（外向き）の反力をケーシング（水抜き穴）が金属管から受 けるのは接合面から離れた部分に限られ、接合面に近い部分では水抜き穴が金属 管から力を受けることがなく、したがって接合面に悪影響の及ぶ変形は生じない のである。

【００１５】 上記の浸水防止具は、ウォータポンプ内より水抜きをしながら外部から内側へ の浸水を防止するという機能を有するとともに構成が簡単であることが望ましい が、請求項３〜５に記載したドレン構造ではそのような点もすぐれている。まず 請求項３の場合、上記のチューブは長尺であるがゆえに端部から水抜き穴（また は金属管）までの泥水等の浸入を防止するほか、製造・取付けも当然に容易であ る。請求項２の場合は、金属管の先にゴム袋をかぶせてそれに切れ目を入れる（ もしくはそうした構成の市販のバルブを金属管に装着する）だけでよいので、や はり構成は極めて簡単である。このような一方向バルブは、その切れ目を通して 内部からは水（ドレン）を出すものの、自然に閉じ合わされるゴムの性質に基づ いて外部から内側への浸水を防止する。また請求項３の場合、浸水防止具の構成 はやや複雑でコストを要するが、外部からの浸水の防止性はとくに高い。スプリ ングの力で弁体が弁座に押し付けられているこの浸水防止具を、弁座の側を水抜 き穴寄りにして金属管に接続すれば、外部から水が入る経路は完全に遮断され、 仮に外部側の圧力が高くなってもその経路が開放されることはないからである。 また、水抜き穴ないし金属管の内側に水（ドレン）が溜まると、その水の圧力が スプリングの力を上回ったとき弁体を押して弁座から離すので両者間に排水経路 が形成され、スムーズに水抜きがなされる。

【００１６】

【実施例】

図１〜図３に本考案の一実施例を紹介する。この例は、図３に示す四輪作業車 １のうちに搭載された水冷式エンジンの冷却用ウォータポンプ１０に関するもの で、図１はそのポンプ１０の要部断面図、図２はポンプ１０の外形図（図３のII 部詳細図）である。

【００１７】 図３の作業車１は、運転席２の下方の部分に、図２に示すウォータポンプ１０ を備えている。ウォータポンプ１０は、上述のようにエンジンに冷却水を送るた めのもので、インペラ室１６を内部に有するカバー１３には、冷却水の循環経路 として図２のように吸入管１３ｉと吐出管１３ｏとが設けられている。

【００１８】 図６(ａ)のものと同様にこのウォータポンプ１０も、図１に示すとおりケーシ ング１１がボディ１２とカバー１３との接合によって構成され、その内側に軸受 ２２で支えられて軸２１が通されたうえ、その端部に片持ち支持形式でインペラ ２４が取り付けられている。ケーシング１１が分割式に構成されているのは、軸 ２１やインペラ２４等の組み立て上の都合からだが、その接合面（ボディ１２側 は接合面１２ａ、カバー１３側は接合面１３ａ）の間にはシート状のガスケット １４が付いている。また軸２１上には、インペラ室１６を通る冷却水が軸受部分 １５に入ってこないようにするための水封手段として、シール部材２３が装着さ れている。このシール部材２３は、図のように、インペラ２４に一体的に付けら れて回転するセラミックリング２３ｄと、それとの間で摺動するラバーシールリ ング２３ｃ、セラミックリング２３ｄにラバーシールリング２３ｃを押し付ける ためのバネつきのゴムスリーブ２３ｂ、さらにラバーシールリング２３ｃとスリ ーブ２３ｂとをボディ１２内に固定するためのリテーナ２３ａとからなる。ただ し、かかるシール部材２３のセラミックリング２３ｄとラバーシールリング２３ ｃとの間は、両者の摺動を円滑にするという必要性によりわずかながら水が漏れ るようにしてある。漏れた水は、軸２１とリテーナ２３ａとの間を伝って軸受部 分１５寄りに進む。したがってこのウォータポンプ１０でも、漏洩水の溜まり得 る空間３１がシール部材２３と軸受部分１５との間に形成され、それに続けて水 抜き穴３２が設けられている。水抜き穴３２は、ボディ１２をほぼ鉛直に下方へ 貫いて、外部に開口している。

【００１９】 このウォータポンプ１０を搭載した作業車１（図３）は、土の上を走って草刈 りや荷の運搬をすることが多いので、ウォータポンプ１０の下面などにも泥水等 が頻繁にはねかかる。はねかかった泥水等が水抜き穴３２に入ると、毛細管現象 や車両の振動等によって上方へ進み、軸２１を伝ってシール部材２３に達するこ とがある。シール部材２３に達すると、セラミックリング２３ｄとラバーシール リング２３ｃとの摺動面に泥の粒が付着して両者間のシール性能や摺動の円滑さ が低下する可能性もある。また泥水は、軸受２２に対しても好ましくない。そこ でこの実施例では、つぎの手段によって外部から水抜き穴３２内への泥水等の浸 入（浸水）を防止している。

【００２０】 この例において採用した浸水防止手段は、水抜き穴３２に外側から金属管３３ を圧入して取り付け、図１および図２のようにその先にゴムチューブ３４を接続 したものである。金属管３３は、環状断面を有する外径が数ミリのシームレスパ イプで、先端（図示下方）からハンマリングして水抜き穴３２に圧入している。 またチューブ３４は、金属管３３の膨らみ部３３ａに一端をかぶせるとともに他 の端部は下方へ下げ、かつ後方へ向けて車両に固定している。チューブ３４は約 ２０ｃｍと長くして先端を下へ向けたので、水抜きとしての機能は果たすものの 下方端部の開口から金属管３３の部分まで泥水等が浸入することは防止する。こ のチューブ３４のほか、チューブ３４と金属管３３とのつなぎ目にも、また金属 管３３の壁面および金属管３３の水抜き穴３２への圧入部分にも浸水を起こす経 路は全くないので、この浸水防止手段は、容易に実現できる簡単な構成ではある ものの、水抜き穴３２までの外部からの浸水は完全に防止する。

【００２１】 ただし、水抜き穴３２に図１のように金属管３３を圧入するにあたっては、ケ ーシング１１をなすボディ１２とカバー１３との接合が不具合なく行われるよう 配慮しなければならない。ボディ１２に設けた水抜き穴３２はインペラ室１６の すぐ横から接合面１２ａに近い部分を貫いて形成されていることから、当該接合 面１２ａに近い部分において金属管３３から水抜き穴３２に強い嵌め合い力（水 抜き穴３２の内面に外向きにはたらく力）が作用すると、ボディ１２の接合面１ ２ａの一部が膨らんでカバー１３の接合面１３ａと密には接合され得なくなるか らである。

【００２２】 上記の点に鑑み、この実施例では、ボディ１２の設けられている水抜き穴３２ に、図示のとおり大径部３２ａと中間部３２ｂおよび圧入部３２ｃを形成してい る。大径部３２ａは、図示のように接合面１２ａ（接合面１３ａと接合される部 分）と背中合わせに隣接する位置にあり、この部分の内径は金属管３３の外径よ りも０．５ｍｍほど大きい。圧入部３２ｃは、金属管３３との間でいわゆる締ま りばめの嵌め合いをなすよう、金属管３３の外径よりもやや小さい内径にして滑 らかに仕上げてある。また、両部分の間に形成した中間部３２ｂでは、外側（大 径部の側）から金属管３３を押し込むとき金属管３３の先端が容易に圧入部３２ ｃ内へ入り込むよう、大径部３２ａから圧入部３２ｃにかけて内径を連続的に小 さくしている。

【００２３】 大径部３２ａの側から水抜き穴３２内に金属管３３を差し込み、ハンマー等で 軽くたたいて圧入すれば、圧入部３２ｃに対して金属管３３は、締まりばめの状 態に嵌まり込み、強い力で隙間なく接続される。このとき、ボディ１２のうち圧 入部３２ｃの付近は、金属管３３にかかる力と同等の力で外向きに押し広げられ るので多少ながら外向き（カバー１３寄りの向きも含む）に膨らむが、ボディ１ ２とカバー１３との接合に不都合が生じる恐れはない。こうして膨らむ圧入部３ ２ｃは接合面１２ａから離れており、また接合面１２ａの付近にある大径部３２ ａは、金属管３３との間に隙間があって力を受けることがないからである。した がってこの実施例では、ウォータポンプ１０の内部からの水抜きができるととも に外部からの浸水を防止でき、かつ、ボディ１２とカバー１３との接合が支障な く行える。

【００２４】 つづいて図４および図５に、本考案の別の実施例をそれぞれ紹介する。大径部 ３２ａや圧入部３２ｃを外側から順に形成した水抜き穴３２に金属管３３を圧入 する点までは図１の例と同様であるが、これらの例では、そうした金属管３３の 先端に上記と異なる浸水防止具を接続している。

【００２５】 すなわち、まず図４の例では、金属管３３の先にゴム製の一方向バルブ３５を 取り付けている。一方向バルブ３５としては、ゴム袋３５ａの先端部に切れ目３ ５ｂが入った形式の市販品を用い、それを金属管３３の下向きの端部に図示のよ うにかぶせる。このような一方向バルブ３５は、その切れ目３５ｂを通して重力 の作用により内部からは溜まった水を出すものの、自然に閉じ合わされるゴムの 性質に基づいて外部から内側への浸水を防止する。なお、この一方向バルブ３５ の外側に樹脂製の筒などを付けるのもゴムの保護等の面で好ましい。

【００２６】 図５の例は、スプリング３６ｃの力で弁体３６ｂが弁座３６ａに押し付けられ るという一般的な形式のチェックバルブ３６を、弁座３６ａの側を水抜き穴３２ 寄りにして金属管３３の先に接続したものである。このチェックバルブ３６によ ると、弁体３６ｂと弁座３６ａとの位置関係に基づき、外部からはいかに圧力が かかっても両者間に水の入る経路は形成されない。一方、水抜き穴３２ないし金 属管３３の内側にドレンとしての水が溜まると、その水の圧力がスプリング３６ ｃの力を上回ったとき弁座３６ａから弁体３６ｂが離れるので排水経路が形成さ れ、スムーズに水抜きがなされる。この例では、金属管３３の先端部外側にネジ 部３３ｂを形成し、これを介してチェックバルブ３６を取り付けたが、たとえば 金属管３３の部分を一体に有するチェックバルブ３６であれば、その部分を水抜 き穴３２に直に圧入してウォータポンプ１０と接続することもできる。

【００２７】 なお本考案にかかるウォータポンプのドレン構造は、図３に示す作業車１のみ に限らず、水冷エンジンを備えて泥水等のかかりやすい用途に使用される各種の 車両、たとえば四輪バギー車やオフロード用二輪車等において採用することがで きる。

【００２８】

【考案の効果】

本考案によるウォータポンプのドレン構造にはつぎのような効果がある。

【００２９】 1) ウォータポンプ内の水（ドレン）が支障なく外部へ排出される一方、外部 から内部へは泥水等が入り得ない。泥水等の浸入がないことから、シール部材等 の本来の機能が長期間維持される。

【００３０】 2) 水抜き穴に金属管を圧入してその先端部に浸水防止具を付けるだけでよい ので、ごく簡単に低コストで構成することができる。

【００３１】 3) また請求項２のように構成したドレン構造においては、金属管の圧入にと もなって接合面に変形の生じることがない。

【００３２】 4) 請求項３〜５に記載したドレン構造はさらに、それぞれ構成が簡単である という利点をも有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例として、ドレン構造を含むウ
ォータポンプ１０の要部を示す断面図である。

【図２】図１のウォータポンプ１０の外形図で、図３の
II部詳細図である。

【図３】図１・図２に示すウォータポンプ１０が搭載さ
れた四輪作業車１の側面図である。

【図４】本考案の他の実施例を示す図で、ウォータポン
プの要部を示す断面図である。

【図５】本考案のさらに他の実施例を示す図で、やはり
ウォータポンプの要部の断面図である。

【図６】従来のウォータポンプのドレン構造を示す図
で、図６(ａ)はウォータポンプの要部断面図、同(ｂ)・
(ｃ)・(ｄ)は泥水よけを試みた従来のドレン構造を示す
断面図または斜視図である。

【符号の説明】

１０ ウォータポンプ １１ ケーシング １５ 軸受部分 １６ インペラ室 ２３ シール部材 ３２ 水抜き穴 ３２ａ 大径部 ３２ｃ 圧入部 ３３ 金属管 ３４ チューブ（浸水の防止具） ３５ 一方向バルブ（浸水の防止具） ３６ チェックバルブ（浸水の防止具）

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内にシール部材を介してイン
   ペラ室と軸受部分とが設けられたウォータポンプにつ
   き、当該シール部材を越えてインペラ室から漏れた水を
   外部へ排出するためのドレン構造であって、 ケーシングに設けられた水抜き穴に金属管を圧入すると
   ともに、その金属管に外部からの浸水の防止具を接続し
   たことを特徴とするウォータポンプのドレン構造。
2. 【請求項２】 ケーシングの接合面付近に設けられた水
   抜き穴の内径を、接合面に近い範囲では金属管の外径よ
   りも大きくし、接合面と離れた部分において金属管が圧
   入可能な寸法とした請求項１に記載のウォータポンプの
   ドレン構造。
3. 【請求項３】 上記の浸水防止具として長尺のチューブ
   を接続した請求項１または２に記載のウォータポンプの
   ドレン構造。
4. 【請求項４】 上記の浸水防止具として、ゴム袋に切れ
   目を入れた形式の一方向バルブを接続した請求項１また
   は２に記載のウォータポンプのドレン構造。
5. 【請求項５】 上記の浸水防止具として、弁体をスプリ
   ングで弁座に押し付ける形式のチェックバルブを接続し
   た請求項１または２に記載のウォータポンプのドレン構
   造。