JPH09170586A

JPH09170586A - ウォータポンプ

Info

Publication number: JPH09170586A
Application number: JP7328692A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Ishikawa; 修一石川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【目的】ウォータポンプ設置部分での冷却水の漏れを
なくし、しかも冷却水の循環量を調節自在とする。【構成】ハウジング１３に固定した支持軸１９の周囲
にスリーブ２０を回転自在に支持し、このスリーブ２０
の先端部にインペラ７を固定する。このスリーブ２０の
基端部に固定したロータ２３と、ハウジング１３の外側
に設けたステータ２４とにより、電動モータ２５を構成
する。この電動モータ２５の回転速度は、制御器３０に
より調整自在である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係るウォータポンプ
は、自動車用エンジンの冷却水を循環させる為、エンジ
ンのシリンダブロックに組み込んだ状態で使用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジンの冷却水を循環させる
為のウォータポンプは、例えば図１７に示す様に構成さ
れている。円筒形のハウジング１は、内端部（図１７の
右端部）外周面に形成した取付フランジ２によって、エ
ンジンのシリンダブロックに固定される。このハウジン
グ１の内側には回転軸３を、複列玉軸受等の軸受４によ
り、回転自在に支持している。この軸受４の軸方向（図
１７の左右方向）両端部にはシールリング５、５を設け
て、内部に封入したグリースの漏出防止と、外部に存在
する塵芥や水蒸気等の漏入防止とを図っている。又、こ
の回転軸３の外端部（図１７の左端部）で上記ハウジン
グ１の外端（図１７の左端）開口から突出した部分に
は、プーリ６を固定している。エンジンへの組み付け状
態では、このプーリ６に図示しないベルトを掛け渡し、
上記回転軸３をエンジンのクランクシャフトにより回転
駆動する。一方、上記回転軸３の内端部（図１７の右端
部）で上記取付フランジ２の内側面（図１７の右側面）
から突出した部分には、インペラ７を固定している。即
ち、上記回転軸３の内端部にハブ８を外嵌固定し、この
ハブ８の周囲に上記インペラ７を固定している。上記取
付フランジ２をエンジンのシリンダブロックに固定した
状態でこのインペラ７は、このシリンダブロック内に設
けたウォータジャケットの内側に入り込む。そして、上
記回転軸３の回転に伴って、上記ウォータジャケット内
の冷却水を、図示しないラジエータ等との間で循環させ
る。

【０００３】上述の様なウォータポンプの場合、ハウジ
ング１の内側での回転軸３の回転に拘らず、ウォータジ
ャケット内に存在する水蒸気が混じった熱水が外部に漏
洩する事を防止する為の機構が必要になる。何となれ
ば、熱水の漏洩量が過大になると、冷却水の補給を頻繁
に行なわなければならず、面倒になるだけでなく、これ
ら水蒸気を含んだ熱水が上記軸受４側に入り込むと、こ
の軸受４の耐久性に悪影響を及ぼすからである。この為
従来から、回転軸３の外周面とハウジング１の内周面と
の間にメカニカルシール９を設けて、上記水蒸気が混じ
った熱水が外部に漏洩する事を防止している。このメカ
ニカルシール９は、エンジンの運転時、回転軸３の回転
を許容しつつ、ウォータジャケット内を流れる水蒸気を
含んだ熱水が外部に漏出するのを防止する。

【０００４】更に、上記回転軸３の中間部外周面で、上
記軸受４と上記メカニカルシール９との間部分には、ス
リンガー１０を外嵌固定している。このスリンガー１０
の外周縁は、上記ハウジング１の内周面に近接してい
る。又、このハウジング１の一部でこのスリンガー１０
の外周縁に対向する部分の上側には吸気孔１１を、同じ
く下側には排気孔１２を、それぞれ形成している。これ
らスリンガー１０と吸気孔１１及び排気孔１２とは、上
述したメカニカルシール９を通じて漏出した熱水や水蒸
気が上記軸受４に達するのを阻止する為に設ける。即
ち、エンジンの運転時に上記ウォータジャケット内の圧
力は、例えば０．７〜０．９kg/cm²（ゲージ圧）程度に
まで上昇する。従って、このウォータジャケット内を流
通する、水蒸気を含んだ熱水が、僅かずつとは言え、上
記メカニカルシール９を通過してハウジング１内に入り
込む。但し、この様にしてハウジング１内に入り込んだ
水蒸気或は熱水は、上記スリンガー１０に振り飛ばされ
てハウジング１の内周面に付着し、上記排気孔１２から
ハウジング１外に排出される。吸気孔１１は、ハウジン
グ１内に外気を供給する事で、上記排気孔１２から水蒸
気や熱水が円滑に排出される様にする。

【０００５】従来のウォータポンプの場合、ウォータジ
ャケット内の冷却水がメカニカルシール９を通じて、僅
かずつとは言え、外部に漏洩する。従って、長期間に亙
る使用に伴って冷却水が減少する為、冷却水の補給が必
要になる。一般的には（オーバーヒートや接続部での水
漏れ等の故障を発生しない限り）この補給の間隔は非常
に長い。従って、運転者に義務付けられている始業点検
を行なう限り、特に問題を生じる事はない。但し、実際
には始業点検を行なわない運転者が存在すると考えら
れ、しかも最近、法定点検の間隔が６箇月から１２箇月
に延長された事等に鑑み、より冷却水の補給間隔を長く
できる構造の実現が望まれている。

【０００６】又、排気ガス対策や燃費対策等に鑑み、エ
ンジンの運転状況を適切に制御する為には、冷却水の温
度を適正値に保つ事が有利である。そして、冷却水の温
度を適正値に保つ為には、ウォータポンプによる冷却水
の循環量を、冷却水温度（フィードバック制御を行なう
場合）、更にはアクセル開度、外気温度、ラジエータを
通過する空気量に関係する車速等（フィードフォワード
制御を行なう場合）に応じて調節する事が好ましい。

【０００７】ウォータポンプを通じて冷却水が漏洩する
事を防止する為の技術としては、例えば特開昭６１−７
２８９３号公報に記載されている様に、マグネットカッ
プリングを利用する構造が知られている。この従来構造
の場合には、プーリに結合された駆動側永久磁石とイン
ペラに結合された従動側永久磁石とを隔壁を介して対向
させている。従って、隔壁部分に回転軸を貫通させる必
要がなくなり、貫通部を通じての冷却水漏洩を確実に防
止できる。

【０００８】又、ウォータポンプによる冷却水の循環量
を調節自在とする為の技術としては、例えば特開昭６１
−７９８１７号公報に記載された構造が知られている。
この従来構造の場合には、インペラの先端縁と対向する
可動部材との距離を、ソレノイドのＯＮ、ＯＦＦにより
調節する事で、上記循環量を増減させる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６１−７２８９
３号公報に記載された構造の場合には、冷却水の循環量
を調節する事はできない。又、マグネットカップリング
が脱調した場合には、エンジンを停止しない限りこれを
修正できない。即ち、マグネットカップリングに正常に
回転力の伝達を行なわせる為には、駆動側永久磁石のＳ
極を従動側永久磁石のＮ極と、同じくＮ極をＳ極と、そ
れぞれ対向させておく必要がある。これに対して、例え
ばエンジンの回転数を急上昇させ、上記駆動側永久磁石
の回転速度が急上昇した場合には、粘性流体である冷却
水中で回転するインペラを固定した従動側永久磁石の回
転上昇がこれに追い付かず、両永久磁石のＳ極とＮ極と
が正しく対向しない脱調が発生する。この様な脱調が発
生すると、マグネットカップリング部分が激しく振動
し、駆動側永久磁石を停止させるべく、エンジンを停止
させない限り、復帰させる事ができなくなる。従って、
上記特開昭６１−７２８９３号公報に記載された構造
は、実用化の点で解決すべき点が多い。

【００１０】又、特開昭６１−７９８１７号公報に記載
された構造の場合には、冷却水の漏洩に関しては、図１
７に示した従来構造の場合と同様である。又、冷却水の
循環量を微調節する事も難しい為、エンジンの運転状況
に応じて冷却水の温度を所定値に保つ事が難しい（所定
値を中心に変動する）。本発明のウォータポンプはこの
様な事情に鑑みて発明したもので、冷却水の漏れをなく
し、しかも循環量を任意に調節できる構造を提供するも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のウォータポンプ
は、回転しないハウジングと、その基端部をこのハウジ
ングに固定されて、このハウジングの片面から突出した
支持軸と、この支持軸の周囲に回転自在に支持された円
筒状のスリーブと、このスリーブの先端部に固定された
インペラと、上記スリーブの一部にこのスリーブと同心
に固定されたロータと、上記ハウジングの一部に固定さ
れて、このロータと隔壁を介して対向するステータと、
このステータへの通電を制御する制御器とを備える。

【００１２】

【作用】上述の様に構成される本発明のウォータポンプ
の場合には、ステータへの通電に基づいてロータを回転
させ、このロータを固定したスリーブの先端部に固定し
たインペラを回転させる事により、ウォータジャケット
内に冷却水の流れを惹起させる事ができる。ウォータジ
ャケット内に設けられるロータと、ウォータジャケット
外に設けられるステータとは、ハウジングの一部に設け
られた隔壁により隔てられている。そして、この隔壁を
回転しない支持軸が貫通する事はあっても、回転軸が貫
通する事はない。この為、ウォータポンプ設置部分での
冷却水の漏洩を完全になくす事ができる。又、上記イン
ペラの回転速度は、制御器がステータへの通電状態を変
える事により任意に調節できる。従って、冷却水の温度
を所定値に維持すべく、この冷却水の循環量を微調節す
る事が可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の第
１例を示している。ハウジング１３は、非磁性材により
造られている。即ち、このハウジング１３は、例えばア
ルミニウム合金のダイキャスト成形により、或は耐熱性
を有する高機能樹脂等を射出成形する事により、一体成
形されている。このハウジング１３の外周寄り部分に設
けたフランジ部１４は、エンジンのシリンダブロックの
外側面に、この外側面に開口したウォータジャケットの
開口部を塞ぐ状態で、図示しないボルトにより結合固定
する。勿論、上記シリンダブロックの外側面とフランジ
部１４の内側面（図１の右側面）との間には、図示しな
いパッキングを、全周に亙って挟持する。上記フランジ
部１４の内側面内周寄り部分に形成した段部１５は、上
記ウォータジャケットの開口部内周縁と係合する。この
様にして上記ハウジング１３は、シリンダブロックの外
側面の所定位置に、ウォータジャケットの開口部を気密
且つ液密に塞ぐ状態で固定する。

【００１４】この様なハウジング１３の中央部には比較
的厚肉の固定部１６を設け、この固定部１６の外周縁と
上記フランジ部１４の内周縁とを、比較的薄肉の隔壁１
７で連続させている。この隔壁１７の形状は円輪状であ
る。又、上記固定部１６の中心部に形成した円孔１８に
は、支持軸１９の基端部（図１の左端部）を内嵌固定し
ている。尚、この円孔１８の内周面と支持軸１９の基端
部外周面との間には、接着剤を塗布して、これら両周面
同士の気密及び液密を確実に図っている。但し、上記円
孔１８を有底として（図１で左端開口部に底板部を、ハ
ウジング１３と一体に設けて）、上記気密及び液密保持
を図る事もできる。何れにしても上記支持軸１９は、上
記ハウジング１３の内側面からウォータジャケットの側
に突出している。

【００１５】この様な支持軸１９の周囲には、先端側
（図１の右端側）が塞がれた有底円筒状のスリーブ２０
を、転がり軸受、滑り軸受等の軸受２１、２１により、
回転自在に支持している。又、上記スリーブ２０の基端
側（図１の左端側）開口部内周面と上記支持軸１９の中
間部外周面との間にはシールリング２２を設けて、上記
スリーブ２０の内側への異物進入防止を図っている。
又、上記スリーブ２０の先端部にはインペラ７を固定し
ている。

【００１６】更に、上記スリーブ２０の基端部で上記隔
壁１７に対向する部分には円輪状のロータ２３を、この
隔壁１７の外側面側（図１の左側面側）にはステータ２
４を、それぞれ上記支持軸１９と同心に固定している。
そして、これらロータ２３とステータ２４とをスラスト
方向に対向させる事により、電動モータ２５を構成して
いる。この電動モータ２５は、直流型であるか交流型で
あるかは問わないが、回転速度の調節自在なものを採用
する。このうちのロータ２３は、円周方向に亙ってＳ極
とＮ極とを交互に配置した永久磁石であり、断面Ｌ字形
で全体を円輪状とされた保持環２６を介して、上記スリ
ーブ２０の基端部に外嵌固定している。一方、上記ステ
ータ２４は、上記隔壁１７の外側面に固定した絶縁材製
の基板２７と鋼板等磁性材製の裏蓋２８との間でコイル
２９、２９を挟持して成る。

【００１７】この様なステータ２４への通電は、制御器
３０により制御される。この制御器３０には、バッテリ
ー等の外部電源から通電される他、冷却水温度、冷却水
流量、エンジン回転数、アクセル開度、車速等から選択
される１種又は２種以上の状態量を検出するセンサから
の検出信号が入力される。

【００１８】上述の様に構成される本第１例のウォータ
ポンプの場合、エンジンの運転時には、電動モータ２５
のステータ２４を構成するコイル２９、２９への通電に
基づいてロータ２３を回転させる。このロータ２３の回
転は、スリーブ２０を介してインペラ７に伝わり、この
インペラ７がウォータジャケット内で回転して、このウ
ォータジャケット内に、上記ロータ２３の回転速度に応
じた冷却水の流れを惹起させる。

【００１９】上記ウォータジャケット内に設けられるロ
ータ２３と、ウォータジャケット外に設けられるステー
タ２４とは、ハウジング１３の一部に設けられた隔壁１
７により完全に隔てられている。即ち、前記図１７に示
した従来構造は、インペラ７を設けた回転軸３がハウジ
ング１を、回転自在な状態で貫通しているのに対し、本
発明の場合は、ハウジング１３に形成した円孔１８内に
支持軸１９を、前述した様に接着剤の塗布、或は円孔１
８を有底とする構成により、円孔１８内周面と支持軸１
９外周面との間の気密、液密を確実なものとしている。
この為、上記隔壁１７を支持軸１９が貫通する事はあっ
ても、従来構造に於ける回転軸３が貫通する事はない。
従って、前記メカニカルシール９等のシール装置を必要
とせず、冷却水の漏洩はこの隔壁１７により確実に阻止
される。この為、ウォータポンプ設置部分での冷却水の
漏洩を完全になくす事ができる。

【００２０】尚、円孔１８を有底とする構造が、この円
孔１８を貫通孔とする構造に比較して、冷却水の漏洩を
防止する上で効果的である。但し、製造上、円孔１８を
貫通孔とする方が容易である為、実際の場合は図１に示
す様に貫通孔として円孔１８に支持軸１９を内嵌する構
造が多くなると思われる。更に、この場合に支持軸１９
の基端部を円孔１８の左端開口部から突出させた構造を
採用する事も考えられる。この状態に於いても、円孔１
８の内周面とこの内周面に対応する支持軸１９の外周面
との間に接着剤を塗布する等により、この部分のシール
性保持を図る。従って、この様に支持軸１９の基端部が
円孔１８の左端開口から突出する状態としても、ハウジ
ング内に回転自在な回転軸が貫通する、前述した従来構
造の場合とは異なり、貫通部のシール性保持を確実に図
れる。

【００２１】又、上記インペラ７の回転速度は、上記セ
ンサからの信号に基づいて上記制御器３０がステータ２
４を構成するコイル２９、２９への通電状態を変える事
により、任意に調節できる。従って、冷却水の温度を所
定値に維持すべく、この冷却水の循環量を微調節する事
が可能になる。

【００２２】次に、図２〜４は、本発明の実施の形態の
第２例を示している。本第２例の場合、支持軸１９ａの
周囲にスリーブ２０ａを回転自在に支持する為の軸受と
して、動圧流体軸受を使用している。この為に、上記支
持軸１９ａの先端部（図２の右端部）に、外向フランジ
状の鍔部３１を形成している。上記スリーブ２０ａは、
この鍔部３１とハウジング１３中央部の固定部１６との
間に、回転自在に支持されている。即ち、上記スリーブ
２０ａの軸方向（図２の左右方向）長さは、上記鍔部３
１と固定部１６との間隔よりも僅かに短い。従って、上
記スリーブ２０ａの軸方向両端面と鍔部３１及び固定部
１６の側面との間には、微小なスラスト隙間が存在す
る。又、上記スリーブ２０ａの内径は、上記支持軸１９
ａの外径よりも僅かに大きい。従って、上記スリーブ２
０ａの内周面と上記支持軸１９ａの外周面との間には、
微小なラジアル隙間が存在する。

【００２３】上記支持軸１９ａの軸方向（図２の左右方
向）中間部で上記ラジアル隙間に対向する部分には、ヘ
リングボーン状のラジアル動圧溝３２、３２を、２列に
亙って、それぞれ円周方向等間隔に間欠的に形成してい
る。これら各ラジアル動圧溝３２、３２は、上記スリー
ブ２０ａの回転に伴って、上記ラジアル隙間内に存在す
る冷却水を各ラジアル動圧溝３２、３２の幅方向（図２
の左右方向）中央部に集めるべく、幅方向中央部に向か
う程流体の回転方向前方に向かう方向に傾斜している。
図示の例の場合に上記スリーブ２０ａ及び上記ラジアル
隙間内の冷却水は、図２の右側から見た場合で、時計方
向に回転する。

【００２４】上記スリーブ２０ａの軸方向両端面には、
それぞれスラスト動圧溝３３ａ、３３ｂを形成してい
る。これら各スラスト動圧溝３３ａ、３３ｂは、それぞ
れ上記スリーブ２０ａの回転に伴って、上記スラスト隙
間内に存在する冷却水をこのスラスト隙間の直径方向内
方に押し込み、更にこのスラスト隙間の周囲に存在する
冷却水をこのスラスト隙間内に取り込むべく、回転方向
前方に向かう程直径方向外方に向かう方向に傾斜してい
る。図３ではスリーブ２０ａの回転方向は時計方向であ
り、図４では反時計方向である。尚、スラスト動圧溝３
３ｂ、３３ｂ（或は３３ａ、３３ａ）を、図４に示す様
な傾斜溝に代えて、図５に示す様なヘリングボーン状の
溝とする事もできる。この図５に於いて３５は周溝であ
るが、この周溝３５は省略しても良い。

【００２５】更に、上記固定部１６の内側面（図２の右
側面）で上記スリーブ２０ａの軸方向端面（図２の左端
面）と対向する部分には、ポリアミド樹脂、ポリ四弗化
エチレン樹脂、ポリアセタール樹脂等の様に、滑り易い
材料により造られたシート３４を設けている。このシー
ト３４は、上記スリーブ２０ａの回転速度が遅く、上記
固定部１６の内側面と上記スリーブ２０ａの軸方向端面
との間のスラスト隙間内の圧力が十分に上昇しない場合
に、上記スリーブ２０ａの軸方向端面を摺接させて、ロ
ータ２３とステータ２４との間に作用する磁気吸引力に
拘らず、このスリーブ２０ａの回転に要する抵抗を減少
させる。

【００２６】この様に構成される本第２例のウォータポ
ンプの場合には、冷却水の動圧を利用して、支持軸１９
ａの周囲にスリーブ２０ａを回転自在に支持する。即
ち、電動モータ２５によりスリーブ２０ａを回転させる
と、前記ラジアル動圧溝３２、３２が前記ラジアル隙間
内の圧力を、上記スラスト動圧溝３３ａ、３３ｂが上記
スラスト隙間内の圧力を、それぞれ上昇させる。そし
て、これら各隙間内の圧力上昇に基づいて、上記スリー
ブ２０ａが浮上状態で支持される。この状態でこのスリ
ーブ２０ａは、上記支持軸１９ａの周囲に、極く小さな
回転抵抗のみで回転自在に支持される。この様に本第２
例の場合には、冷却水自体を軸受の構成部材として利用
する為、冷却水により軸受の耐久性が損なわれる事がな
い。又、スリーブ２０ａの回転に要する抵抗が小さくて
済む。この為、上記第１例に比べてより優れた耐久性を
有し、しかも電力消費が少ないウォータポンプを実現で
きる。その他の構成及び作用は、上記第１例と同様であ
る。

【００２７】尚、動圧流体軸受を構成する為のラジアル
動圧溝３２、３２及びスラスト動圧溝３３ａ、３３ｂを
形成する面は、図示の例とは逆でも良い。即ち、ラジア
ル動圧溝３２、３２をスリーブ２０ａの内周面に形成し
たり、スラスト動圧溝３３ａ、３３ｂを固定部１６或は
鍔部３１の片面に形成する事もできる。但し、この様な
場合には、上記ラジアル隙間及びスラスト隙間内の圧力
を上昇させるべく、各動圧溝３２、３３ａ、３３ｂの傾
斜方向を図示の場合とは逆にする。又、図示の例の場
合、鍔部３１を支持軸１９ａと一体に設けた構造として
いるが、これら鍔部３１と支持軸１９ａとを別体とし、
ボルト等の固定手段により固定する構造としても良い。

【００２８】次に、図６〜８は、本発明の実施の形態の
第３例を示している。本第３例の場合、スリーブ２０
を、前述した第１例の場合と同様に、先端側（図６の右
端側）が塞がれた有底円筒状としている。更に、支持軸
１９の周囲に、このスリーブ２０を回転自在に支持する
為の軸受として、上述した第２例と同様、動圧流体軸受
を使用している。本第３例の場合、上記支持軸１９の軸
方向（図６の左右方向）中間部に形成するラジアル動圧
溝３２、３２を、図示の様な傾斜溝としている。

【００２９】又、上記スリーブ２０の軸方向基端面（図
６の左端面）には、前記図４、或は図５に示す様なスラ
スト動圧溝３３ｂ、３３ｂを形成している。更に、上記
支持軸１９の先端面（図６の右端面）には、図７
（Ａ）、或は同図（Ｂ）に示す様なスラスト動圧溝３３
ａ、３３ａを形成している。その他の構成及び作用は、
これら各溝３２、３３ａ、３３ｂを、それぞれスリーブ
２０の内周面、スリーブ２０の底面、固定部１６に設け
得る事を含め、上記第２例の場合と同様である。尚、上
記ラジアル動圧溝３２、３２を、図８に示す様なヘリン
グボーン状に形成する事もできる。但し、本第３例の場
合、上記ラジアル動圧溝３２、３２を傾斜溝とした方
が、上記支持軸１９の先端面とスリーブ２０の底面との
間のスラスト隙間内の圧力を上昇させて、電動モータ２
５の吸引力に反発してスリーブ２０を浮上させる力を大
きくできる。従って、ラジアル動圧溝３２、３２は、ヘ
リングボーン状のものよりも傾斜させたものの方が、ス
ラスト動圧軸受の負荷容量確保の面からは好ましい。
又、図７（Ｂ）に示したスラスト動圧溝３３ａの場合、
周溝３６を省略しても良い。

【００３０】次に、図９は、本発明の実施の形態の第４
例を示している。本第４例の場合、上記第３例の構成に
加えて、支持軸１９の先端（図１１の右端）面を球状凸
面としている。従って、この先端面或はスリーブ２０の
底面には、上記第２〜３例に於けるスラスト動圧溝３３
ａ、３３ａを設けない。ラジアル動圧溝３２、３２の形
状は、図示の様な傾斜溝でも、ヘリングボーン状のもの
でも、何れであっても良いが、本第４例の場合も上記第
３例と同様の理由により、傾斜溝が好ましい。更に、支
持軸１９の先端面とスリーブ２０の底面との間に、上記
第２例に組み込んだ様なシート３４を設ければ、上記先
端面と底面との耐摩耗性を向上させられる。スリーブ２
０の基端面に設けるスラスト動圧溝（図示せず）の形状
も、前記第２〜３例の場合と同様である。尚、上記支持
軸１９の先端を球状凸面とする代わりに、図１０に示す
様にスリーブ２０の底面を球状凸面とする事もできる。
又、支持軸１９の先端及びスリーブ２０の底面を、上記
第３例と同様に平坦に形成する代りに、その片側面を球
状凸面とした円板状スペーサ（図示せず）を、上記支持
軸１９の先端面とスリーブ２０の底面との間に設けても
良い。その他の構成及び作用は、上述した第２〜３例の
場合と同様である。

【００３１】次に、図１１は、本発明の実施の形態の第
５例を示している。本第５例の場合、前記第３例の構成
に加えて、支持軸１９の先端部（図１１の右端部）に、
セラミック製等の玉３７を保持させている。スリーブ２
０の底面は平坦面としている。これにより、支持軸１９
の先端部とスリーブ２０の底面との間に、ピボット軸受
を介在させた状態としている。尚、図１２に示す様に、
スリーブ２０の底面に玉３７を保持する構造としても良
い。図１１、１２に示す何れの構造に於いても、スラス
ト、ラジアル、各動圧溝３２、３３ｂは、前記第２〜４
例と同様に、種々の形状のものを採用できる。但し、ラ
ジアル動圧溝３２、３２の形状は、第３〜４例と同様、
やはりへリングボーン状の溝よりも傾斜した溝の方が好
ましい。又、上記玉３７と接触する支持軸１９の先端面
或はスリーブ２０の底面と上記玉３７との間部分に、前
記第２例に組み込んだ様なシート３４を設ければ、この
部分の耐摩耗性を向上させられる。その他の構成並びに
作用は、上述した第２〜４例の場合と同様である。

【００３２】次に、図１３〜１４は、本発明の実施の形
態の第６例を示している。本第６例の場合、支持軸１９
の先端部（図１３の右端部）を半球状の凸部とすると共
に、有底のスリーブ２０の底部を半球状の凹部としてい
る。そして、これら支持軸１９の先端面とスリーブ２０
の底面との何れか一方（図示の例の場合、先端面）に、
図１４（Ａ）或は同図（Ｂ）に示す様なスラスト動圧溝
３３ａ、３３ａを形成している。図１４（Ａ）に示した
スラスト動圧溝３３ａ、３３ａは直線的な傾斜溝、図１
４（Ｂ）に示したスラスト動圧溝３３ａ、３３ａは曲線
的なスパイラル溝である。スリーブ２０の基端面（図１
３の左端面）には、前述した第２〜５例と同様のスラス
ト動圧溝３３ｂ、３３ｂを、支持軸１９の外周面には、
やはり第２〜５例と同様のラジアル動圧溝３２、３２
を、それぞれ形成している。ラジアル動圧溝３２、３２
としては、図示の様な傾斜溝でも、或は図１５に示すヘ
リングボーン状の溝でも良いが、本第６例の様にスリー
ブ２０が有底である場合は、前記第３例と同様の理由に
より、図１３に示す傾斜溝状のものの方が好ましい。
尚、上記支持軸１９の先端面とスリーブ２０の底面との
うち、スラスト動圧溝３３ａ、３３ａを設けない面（図
示の例の場合、スリーブ２０の底面）に、潤滑性に優れ
た樹脂等のコーティングを施せば、これら両部材１９、
２０間の耐摩耗性が向上する。その他の構成及び作用
は、上述した第２〜５例の場合と同様である。

【００３３】尚、上述した第２〜６例に於いて、ラジア
ル、スラスト、各動圧流体軸受を構成する各動圧溝３
２、３３ａ、３３ｂの形状、並びに組み合せに就いて
は、図示の例の他にも種々の形状、組み合せが考えられ
る。要は、それぞれの動圧溝３２、３３ａ、３３ｂによ
り、電動モータ２５の吸引力に見合った負荷容量（負荷
容量が上記吸引力よりも大きい。）を得られれば良い。
又、上記各溝３２、３３ａ、３３ｂに代えて、同様の形
状を有する凸状部を設けて動圧を発生させる事もでき
る。従って、上記第２〜６例に於いて、動圧を発生させ
るべく設けた各動圧溝３２、３３ａ、３３ｂの少なくと
も一つを、同様形状の凸状部に変えて構成しても良い。

【００３４】次に、図１６は本発明の実施の形態の第７
例を示している。本第７例の場合には、電動モータ２５
ａを構成するロータ２３ａとステータ２４ａとをラジア
ル方向に対向させている。この為に本第７例の場合に
は、ハウジング１３ａの中心部に設けた固定部１６の外
周縁からウォータジャケットの側（図１６の右側）に向
けて、円筒状の隔壁１７ａを形成している。そして、ス
リーブ２０の基端部（図１６の左端部）に外嵌固定した
円筒状のロータ２３ａの外周面を、この隔壁１７ａの内
周面に対向させている。又、やはり円筒状に形成された
ステータ２４ａを、上記隔壁１７ａの外周側に配置して
いる。本第７例の場合、ロータ２３ａとステータ２４ａ
との間に作用する磁気吸引力が、円周方向に亙って相殺
されるので、スラスト軸受の負荷容量が小さくて済む。
その他の構成及び作用は、前述した第１例と同様であ
る。尚、支持軸１９の周囲にスリーブ２０を回転自在に
支持する為の軸受２１、２１に代えて、前述した第２〜
６例と同様の動圧流体軸受を採用する事もできる。

【００３５】

【発明の効果】本発明のウォータポンプは、以上に述べ
た通り構成され作用するので、ウォータポンプ設置部分
からの冷却水の漏洩をなくす事が可能になって、冷却水
の補給間隔を長くできる。又、排気ガス対策や燃費対策
等の為に、冷却水の温度を適正値に保つ事が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、ウォータ
ポンプの断面図。

【図２】同第２例を示す、ウォータポンプの断面図。

【図３】第２例に組み込むスリーブの先端面に形成した
先端側動圧溝の形状を示す、図２のＡ矢視図。

【図４】同じく基端面に形成した基端側動圧溝の形状を
示す、図２のＢ矢視図。

【図５】基端側動圧溝の形状の別例を示す、図４と同様
の図。

【図６】本発明の実施の形態の第３例を示す、ウォータ
ポンプの要部断面図。

【図７】支持軸の先端面に形成した先端側動圧溝の形状
を示す、図６のＣ矢視図。

【図８】第３例の別例を示す、支持軸の側面図。

【図９】本発明の実施の形態の第４例を示す、支持軸と
スリーブとの嵌合部の部分断面図。

【図１０】第４例の別例を示す、図９と同様の断面図。

【図１１】本発明の実施の形態の第５例を、ラジアル動
圧溝を省略して示す、図９と同様の断面図。

【図１２】第５例の別例を示す、図１１と同様の断面
図。

【図１３】本発明の実施の形態の第６例を示す、ウォー
タポンプの要部断面図。

【図１４】支持軸の先端部に形成した先端側動圧溝の形
状を示す、図１３のＤ矢視図。

【図１５】第６例の別例を示す、支持軸の側面図。

【図１６】本発明の実施の形態の第７例を示す、ウォー
タポンプの断面図。

【図１７】従来構造の１例を示す断面図。

【符号の説明】

１ハウジング２取付フランジ３回転軸４軸受５シールリング６プーリ７インペラ８ハブ９メカニカルシール１０スリンガー１１吸気孔１２排気孔１３、１３ａハウジング１４フランジ部１５段部１６固定部１７、１７ａ隔壁１８円孔１９、１９ａ支持軸２０、２０ａスリーブ２１軸受２２シールリング２３、２３ａロータ２４、２４ａステータ２５、２５ａ電動モータ２６保持環２７基板２８裏蓋２９コイル３０制御器３１鍔部３２ラジアル動圧溝３３ａ、３３ｂスラスト動圧溝３４シート３５、３６周溝３７玉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転しないハウジングと、その基端部を
このハウジングに固定されて、このハウジングの片面か
ら突出した支持軸と、この支持軸の周囲に回転自在に支
持された円筒状のスリーブと、このスリーブの先端部に
固定されたインペラと、上記スリーブの一部にこのスリ
ーブと同心に固定されたロータと、上記ハウジングの一
部に固定されて、このロータと隔壁を介して対向するス
テータと、このステータへの通電を制御する制御器とを
備えたウォータポンプ。