JPH0746799Y2

JPH0746799Y2 - ウォーターポンプのインペラ構造

Info

Publication number: JPH0746799Y2
Application number: JP1988137741U
Authority: JP
Inventors: 慎二青木
Original assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-10-24
Filing date: 1988-10-24
Publication date: 1995-10-25
Anticipated expiration: 2003-10-24
Also published as: JPH0259296U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、一枚の金属板より一体的に形成でき、且つポ
ンプ効率を良好にすることができるウォーターポンプの
インペラ構造に関する。

〔従来の技術及びその課題〕

従来より自動車のエンジンにおいてラジエーターとウォ
ータージャケットとの間に冷却水を強制循環させるもの
としてウォーターポンプが使用されている。該ウォータ
ーポンプのインペラは、軽量化及びコスト低減の目的の
ために金属製の薄板にプレス加工をして、駆動軸用のボ
ス部、メカニカルシール用の収納部，フランジ片及び羽
根部が一体的に形成されている。ポンプ効率を増大させ
る条件は、インペラの羽根の外径を大きくすること、そ
の羽根の高さを高くすることの２条件である。これらの
条件は、小型化を目的とする条件を満足しないものであ
った。

以上のように、インペラは、一枚の金属板をプレス加工
するものであり、小型化を図り、且つポンプ効果の優れ
たものの開発が切望されていた。

〔課題を解決するための手段〕

そこで考案者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を
重ねた結果、その考案を、ボス部及びシール材収納部を
同一中心に段付カップとして形成し、該段付カップの外
周部分に所定間隔をおいて放射状にフランジ片を形成
し、該フランジ片に羽根を折曲形成し、該羽根の内周側
辺に、段付カップ側に張り出す内周側突出片を設け、こ
れら全体を一枚の金属板にて一体形成し、且つ該内周側
突出片の内周側突出位置を、前記段付カップの収納部の
外周円に少なくとも接するまで張り出してなるウォータ
ーポンプのインペラ構造としたことにより、一枚の金属
板より一体的に形成でき、且つポンプ効率を良好にする
ことができ、前記課題を解決したものである。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図乃至第14図に基づいて説
明する。

Ａはウォーターポンプのケーシングである。該ケーシン
グＡは、インペラ室１と軸受室２からなり、そのインペ
ラ室１には、ポンプ軸６に固着されたインペラＢが内装
されている。該インペラＢは、ポンプ軸６に固着するた
めのボス部3a,メカニカルシールを収納する収納部3bよ
りなる段付カップ部３と、この外周に複数設けたフラン
ジ片４と、該フランジ片４にそれぞれ設けた羽根５とか
ら構成されている。ボス部3aは、カップ状をなしてい
る。収納部3bは、鍔部の外周に偏平円筒を一体化した形
状をなしており、該収納部3bの直径は、ボス部3aの直径
よりも格段と大きくなるように形成されている。実施例
では約２倍となっている。その収納部3bの外周には、円
周を複数等分し、所定間隔をおいて、放射方向に複数の
フランジ片4,4,…が一体形成され、該フランジ片４より
略直角方向（前記段付カップ３の中心軸方向と同等）に
羽根５が折曲形成されている。該羽根５を平面的にみる
と、第５図に示すように、前記段付カップ３の収納部3b
の外周円に対して略接線方向を向いて形成され、且つそ
の収納部3bの外周円寄りの内周側端辺より中心側、即
ち、ボス部3a箇所側に内周側突出片5aが形成されてい
る。該内周側突出片5aは、収納部3b箇所を避けるように
して形成されている（第４図，第６図参照）。そのイン
ペラＢは一枚の金属性薄板より形成され、ボス部3a,収
納部3bなる段付カップ３は絞り加工にて膨出形成される
ものである。また、羽根５はプレス加工にて屈曲加工さ
れる。そのインペラＢを成形前の展開図として示すと、
第10図に示すように、部材の直径はφD₀であり、その羽
根５の高さはh₀として、羽根５の幅はＬとしてそれぞれ
形成されている。また、これらについて従来の部材も第
12図に示すように、直径はφD₀、その羽根５の高さh
₀で、羽根５の幅l₀としてそれぞれ形成されている。こ
こにおいて、Ｌ＞l₀としての条件が成り立っている。さ
らに、本考案の展開図において、第10図に基づいて詳述
すると、収納部3b,ボス部3aが同一軸心で形成される円
形状主板の外周放射方向に、中心側の一側のみがえぐれ
たような正五角形状片がそれぞれプレスして材料取り加
工が行われている。そのフランジ片４と羽根５とで変形
した前記正五角形状片が設けられている。その羽根５面
はフランジ片４面とが直交形成されている。

第８図，第９図に示したものは、羽根５の別の実施例
で、L₁＞L,L₂＞Ｌとなるように形成されている。この場
合には、羽根５の自由端即ち、フランジ片４側とは反対
側の辺が、よりゆるやかな傾斜となるように形成されて
いる。第10図では、鎖線部のように切り取ることで、第
８図の羽根５を成形できる。

また、第７図に示すように、その内周側突出片5aを正面
からみて適宜屈曲して入口角度を設定し、ポンプ効率を
向上させることもある。この場合、その内周側突出片5a
は、第６図に示すようにフランジ片４より離れており、
屈曲成形しやすい。

以上のように、前記内周側突出片5aの内周側突出位置
は、前記段付カップ３の収納部3bの外周円位置に接する
ように形成されたり（第１図，第３図，第７図参照）、
或いはその収納部3bの外周円位置よりもさらに内周に食
い込むように形成されている（第４図，第５図，第８
図，第９図等参照）。すなわち、内周側突出片5aの内周
側突出位置を、前記段付カップ３の収納部3bの外周円に
少なくとも接するまで張り出して形成されている。

図中ｂは、フランジ片４と羽根５との折曲線であり（第
10図参照）、展開した金属板では、その折曲線ｂにてフ
ランジ片４と羽根５とは区別される。

前記ポンプ軸６は、軸受室２に内装された軸受７に取り
付けられている。ポンプ軸６の他端は、ケーシングＡの
外部に突出しており、そのポンプ軸６にベルト車Ｃが固
着され、該ベルト車Ｃは、エンジンのシャフトより動力
を受けて回転するようになっている。Ｅは、メカニカル
シールであって、回転シール部８と固定シール部９から
なっている。回転シール部８は、インペラＢの段付カッ
プ３の収納部3bに内装されている。また、その固定シー
ル部９は、外径が軸受室２の内径と、内径がポンプ軸６
とそれぞれ略同径の有底筒形の金属製のカップ9aと、該
カップ9aの底と接触シール部9bとを接続する伸縮自在の
伸縮筒部9cと、カップ9aの底と接触シール部9bとを弾発
する圧縮コイルスプリング9dとから形成されている。そ
の固定シール部９のカップ9aが軸受室２の内壁に挿入固
着され、その接触シール部9bが、圧縮コイルスプリング
9dの弾発力にて常時回転シール部８を押圧して接触しつ
つインペラＢとともに回転するように構成されている。

〔考案の効果〕

本考案においては、ボス部3a及びシール材の収納部3bを
同一中心に段付カップ３として形成し、該段付カップ３
の外周部分に所定間隔をおいて放射状にフランジ片４を
形成し、該フランジ片４に羽根５を折曲形成し、該羽根
５の内周側辺に、段付カップ３側に張り出す内周側突出
片5aを設け、こられ全体を一枚の金属板にて一体形成
し、且つ該内周側突出片５の内周側突出位置を、前記段
付カップ３の収納部3bの外周円に少なくとも接するまで
張り出してなるウォーターポンプのインペラ構造とした
ことにより、第１にインペラＢの外径及び高さを変える
ことなく、吐出量を増大させ、ポンプ効率を向上させる
ことができ、第２に一枚の金属板という条件を満足させ
るという極めて簡単な構成でポンプ効率を向上させ得る
等の効果を奏する。

これらの効果を詳述すると、まず、従来より、ポンプ効
率を増大させるための２つの条件としては、インペラ
の外径を大きくすること、インペラの羽根の高さを高
くすることであった。このようにするためには、何れ
も、ケーシングを大きなものにしなければならず、小型
軽量化を図る目的には合致しないものである。

しかるに、本考案のように、そのインペラＢの羽根５の
外径を大きくしなくとも、或いは羽根５の高さを高くし
なくとも、羽根5,5,…の中心側に張り出す内周側突出片
5aを有したインペラＢの羽根５としたことで、該羽根５
自体の幅Ｌを従来よりは大きくすることができる。する
と、羽根5,5,…の外径φD₁及び高さh₀は変わらなくと
も、羽根５の幅を実質的に増大させることができ、遠心
力ポンプでは、中心から外径までの羽根５の占める割合
が、吐出量に関係することにもなっており、これがた
め、本考案のインペラＢにて吐出量を増大させ、ひいて
はポンプ効率を向上させることができる。即ち、第11図
に示すように、流量（吐出量）−効率，全揚程特性曲線
において、流量の増加に伴い、本考案のポンプ効率を格
段と向上させることができるし、全揚程も従来より向上
させることができる。

さらに、本考案では、特に、内周側突出片５の内周側突
出位置を、前記段付カップ３の収納部3bの外周円に少な
くとも接するまで張り出して形成されているため、最大
限度に羽根５の占める割合を増加させることができ、ひ
いては、インペラＢにて吐出量を増大させ、且つポンプ
効率を向上させることができる利点がある。

このようにできることは、同一種類のポンプでも、その
インペラＢを僅かに変えることのみで、ポンプ効率を上
げることができるという、従来では予測可能性もなく画
期的な効果である。

また、そのインペラＢ自体は、一枚の金属板をプレス加
工して仕上げるものであり、展開図において、その板片
の直径φD₀及び、インペラＢの羽根５の高さh₀を一定と
する条件のもとで、最大限となりうる羽根５の幅Ｌをと
るようにしたことのみであり、材料単価としては、従来
と全く変わらず、プレス加工技術としても簡単である。
従って、従来と同じ安価な価格にて、羽根５の幅を増大
するインペラＢ構造としたのみで、ポンプ効率を向上さ
せることができる。

以上のように、構成としては、一見簡単なように見える
が、効果としては、極めて大きなものがあり、しかも、
効果を上げるための従来の条件にとらわれることなく、
考案の予測性は画期的なものがあり、また、従来と同一
の条件を満足させる結果を導き出すことができるもので
あり、軽量化という本質的目的をくずすこともなく、価
格性、作業性、効率性等の優れたインペラ構造を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すものであって、第１図は本
考案の縦断面図、第２図は第１図の要部斜視図、第３図
は本考案の内部を表す側面図、第４図はインペラの斜視
図、第５図はインペラの正面図、第６図は第５図VI−VI
矢視図、第７図は第５図の別の実施例の正面図、第８
図，第９図は別の実施例の羽根箇所の一部断面図、第10
図は本考案の成形加工前の展開図の平面図、第11図は本
考案の流量−効率，全揚程特性グラフ、第12図は従来公
知の成形加工前の平面図、第13図は従来公知のウォータ
ーポンプの要部断面図、第14図は従来公知のインペラの
正面図である。３……段付カップ、3a……ボス部、3b……収納部、４…
…フランジ片、５……羽根、5a……内周側突出片。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ボス部及びシール材の収納部を同一中心に
段付カップとして形成し、該段付カップの外周部分に所
定間隔をおいて放射状にフランジ片を形成し、該フラン
ジ片に羽根を折曲形成し、該羽根の内周側辺に、段付カ
ップ側に張り出す内周側突出片を設け、こられ全体を一
枚の金属板にて一体形成し、且つ該内周側突出片の内周
側突出位置を、前記段付カップの収納部の外周円に少な
くとも接するまで張り出してなることを特徴としたウォ
ーターポンプのインペラ構造。