JPH0988592A - ウオータポンプ - Google Patents

ウオータポンプ

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JPH0988592A
JPH0988592A JP7253851A JP25385195A JPH0988592A JP H0988592 A JPH0988592 A JP H0988592A JP 7253851 A JP7253851 A JP 7253851A JP 25385195 A JP25385195 A JP 25385195A JP H0988592 A JPH0988592 A JP H0988592A
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Japan
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chamber
cooling water
space
fluid flow
bearing
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JP7253851A
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Norio Sasaki
憲 夫 佐々木
Mitsutoshi Hagiwara
原 光 敏 萩
Yasuo Ozawa
沢 保 夫 小
Itsuro Hashiguchi
口 逸 朗 橋
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Toyota Motor Corp
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
    • F04D29/106—Shaft sealings especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/108—Shaft sealings especially adapted for liquid pumps the sealing fluid being other than the working liquid or being the working liquid treated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02—Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/12—Combinations of two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/602—Drainage
    • F05D2260/6022—Drainage of leakage having past a seal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール部材より漏洩した冷却水を確実に回収
し、冷却水の漏洩による冷却水不足によって、冷却機能
が低下するのを防ぐこと。 【解決手段】 軸受１２とシール部材１７との間に位置
する空間部１９に漏洩した冷却水をラジエータリザーバ
タンクに圧送する圧送手段３０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水冷式エンジン、
特に自動車用水冷エンジンの冷却用に利用して有効なウ
オータポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のウオータポンプにおいては、ハウ
ジングに軸受を介して回転可能に支承された回転軸の一
端にインペラを固設し、該インペラと前記軸受間にシー
ル部材を設け、このシール部材により、インペラが収容
される作動室と軸受との間を隔絶している。しかしなが
ら、このシール部材では冷却水が蒸気化するとその蒸気
に対してはシール性を十分確保することが困難なため、
軸受側に冷却水が漏洩してしまうことがあり、この漏洩
した冷却水が軸受に到達し浸透すると軸受の耐久性が低
下する。そのため、シール部材と軸受の間の空間を外部
に連通させる排出通路をハウジングに設け、シール部材
より漏れた冷却水が軸受に到達しないようにするウオー
タポンプが、例えば、実開平３ー５６８９９号公報に提
案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のウオータポンプでは、漏洩した冷却水をハウジ
ング外に排出しているために冷却水の量は減少すること
となり、冷却水不足による冷却機能の低下を招くという
問題があった。
【０００４】それゆえ、本発明は当該ウオータポンプに
おいて、シール部材から漏洩した冷却水を確実に回収す
ることを、その課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた本発明の第１の技術的手段は、当該ウオータポ
ンプにおいて、軸受とシール部材との間に位置する空間
部に漏洩した冷却水をラジエータリザーバタンクに圧送
する圧送手段を設けたことである。
【０００６】上記した課題を解決するために講じた本発
明の第２の技術的手段は、上記した第１の技術的手段に
おいて、ハウジングに、空間部の下部に連通する第１室
と一端を該第１室に連通されると共に他端を閉塞部材に
より密閉された第２室とを設けると共に、第１室の一端
に第１室から第２室への流体流通を許容し且つ、第２室
から第１室への流体流通を阻止する第１逆止弁を介装
し、第２室を第２室への流体流通を阻止し且つ第２室か
らの流体流通を許容する第２逆止弁を介してラジエータ
リザーバタンクに連通させて、冷却水温の上昇に伴う前
記第２室の圧力上昇により漏洩した冷却水を圧送させた
ことである。
【０００７】上記した課題を解決するために講じた本発
明の第３の技術的手段は、上記した第２の技術的手段に
おいて、第２室に回転軸の回転に応じてポンプ作用をな
すポンプ機構を設けたことである。
【０００８】また、上記課題を解決するために講じた本
発明の第４の技術的手段は、上記した第１の技術的手段
において、空間部の下部に連通されると共に、冷却水温
の変化に伴い伸縮する感温部材によりその容積を可変と
される容積可変空間を設け、該容積可変空間と空間部と
の間に容積可変空間から空間部への流体流通を阻止し且
つ、空間部から容積可変空間への流体流通を許容する第
１逆止弁を介装すると共に容積可変空間を容積可変空間
への流体流通を阻止し且つ、容積可変空間からの流体流
通を許容する第２逆止弁を介してラジエータリザーバタ
ンクに連通させたことである。
【０００９】上記した第１乃至第４の技術的手段によれ
ば、空間部へ漏洩した冷却水は、ラジエータリザーバタ
ンクへ圧送され、冷却水の減少が防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従ったウオータポ
ンプの実施の形態を図面に基づき、説明する。
【００１１】図１は、本発明の第１実施形態を示す。図
１に示すウオータポンプ１０において、１１はハウジン
グで、図示しないシリンダブロックに固定されており、
該ハウジング１１の内孔１１ａ内には軸受１２を介して
回転軸１３が回転可能に支承されている。回転軸１３の
一端には、プーリブラケット１４を介して駆動プーリ１
５が固定されており、他端にはインペラ１６が固定され
ている。また、インペラ１６と軸受１２の間にはメカニ
カルシール１７（シール部材）が配設されている。この
メカニカルシール１７は、インペラ１６が収容される作
動室１８から軸受１２側への冷却水の漏れを防止するも
のである。
【００１２】ハウジング１１には、軸受１２とメカニカ
ルシール１７との間に径方向に延びる空間部１９が形成
されており、該空間部１９の下部には、メカニカルシー
ル１７を介して漏洩した冷却水を貯える第１室２０が形
成されている。また、ハウジング１１には、内孔１１ａ
に略平行に且つ、内孔１１ａから下方に離れて、第２室
２１が形成されており、該第２室２１はハウジング１１
に形成された通孔２０ａを介してその一端側を第１室２
０に連通されていると共に、その他端側を大気に開口し
ている。尚、空間部１９の上部は、ハウジング１１に形
成された通気孔２３を介して大気に連通されている。
【００１３】第２室２１内には、内筒部がハウジング１
１に一体に形成されており、該内筒部の孔２１ａ内に
は、本発明の圧送手段の一部を構成するポンプ機構３０
が収容されている。尚、内筒部はハウジング１１に必ず
しも一体に形成される必要はなく、別部材により形成
し、第２室２１内に固設しても良い。
【００１４】ポンプ機構３０は、孔２１ａの第１室２０
側の内周面に嵌着された係止部材３５に係止される環状
プレート３６にその開口端面を気密的に当接されると共
にその開口外縁部を気密的に孔２１ａ内面に当接され、
その閉塞端にロッド３３が連結されたゴム等の弾性部材
から成る袋状のダイアフラム３１と、一端を環状プレー
ト３６に係止され、他端をダイアフラム３１の底部に係
止され、ダイアフラム３１を介してロッド３３を孔２１
ａから突出する側に付勢するスプリング３２とを有す
る。第２室２１の大気側開口部には、閉塞プレート２２
が気密的且つ液密的に嵌合されている。閉塞プレート２
２には、ロッド３３が遊嵌される貫通孔が形成されてお
り、また孔２１ａ内にはその内周面でロッド３３をガイ
ドする円筒状のガイド部材３４が嵌合されている。ロッ
ド３３の突出端は、プーリブラケット１４のハウジング
１１側端面にスプリング３２の付勢力により弾発的に当
接されており、該プーリブラケット１４の当接面には連
続的にその高さが変化する凸部１４ａが形成されてい
る。これにより、プーリブラケット１４が回転すると、
ロッド３３が往復動を繰り返し、ダイアフラム３１が伸
縮して第２室２１内の圧力が変化する。
【００１５】通孔２０ａには、第１室２０から第２室２
１への流体流通を許容し、第２室２１から第１室への流
体流通を阻止する第１逆止弁４１が介装されている。ま
た、第２室２１の底部は、管路４３を介して図示しない
ラジエータリザーバタンクに連通されており、管路４３
の接続部には第２室２１から管路４３への流体流通を許
容し、管路４３から第２室２１への流体流通を阻止する
第２逆止弁４２が介装されている。尚、両逆止弁は図示
のように、流体の流動により開閉されるフローティング
タイプで構成されている。以上の構成から成る第１実施
形態の作用を説明する。
【００１６】駆動プーリ１５により回転軸１３が駆動さ
れると、インペラ１６が作動室１８内で回転して冷却水
は図示しない冷却水入口から吸入され、図示しない冷却
水出口より排出される。この時、メカニカルシール１７
と回転軸１３との隙間から冷却水のベーパ状の水滴が空
間部１９内に侵入するが、ベーパ状のものは通気孔２３
よりハウジング１１の上方へ逃がされ、凝縮したものは
空間部１９下方へ移動し、第１室２０内に貯えられる。
【００１７】駆動プーリ１５の回転に伴うプーリシート
１４の回転により、上記したようにロッド３３が往復動
を繰り返し、それにより、ダイアフラム３１が伸縮を繰
り返して、第２室２１内の圧力が周期的に変化（正圧、
負圧）する。これにより、第１室２０内に第１逆止弁４
１近傍まで（図示レベルより、高いレベル）冷却水がた
まると、上記したポンプ機構３０による第２室２１の圧
力変化により、冷却水は第１逆止弁４１を介して第２室
２１内へ吸引され、第２逆止弁４２を介して管路４３へ
吐出される。これにより、漏洩した冷却水が第２室２１
から第１室２０への逆流及び管路４３内から第２室２１
内への逆流が発生することなく、確実に図示しないラジ
エータリザーバタンクへ圧送されて回収され、冷却水の
減少が抑えられる。
【００１８】図２は、本発明に従ったウオータポンプの
第２実施形態を示す。この実施形態においては、上記し
た第１実施形態におけるポンプ機構が第２室２１ａ内に
配設されておらず、第２室２１ａの大気側開口端は閉塞
部材１２２により気密的且つ液密的に閉塞されている。
本実施形態においては、第１逆止弁４１、第２逆止弁４
２及び密閉された第２室２１が、本発明の圧送手段に相
当する。他の構成は、上記した第１実施形態と同じであ
るので、説明は省略する。
【００１９】この第２実施形態においては、上記した第
１実施形態と同様に、メカニカルシール１７と回転軸１
３との隙間から冷却水のベーパ状の水滴が空間部１９内
に侵入するが、ベーパ状のものは通気孔２３よりハウジ
ング１１の上方へ逃がされ、凝縮したものは空間部１９
下方へ移動し、第１室２０内に貯えられる。
【００２０】第２室２１ａ内には、空気が収容されてお
り、該空気はエンジン運転時に上昇した冷却水温及びシ
リンダブロックの温度がハウジング１１を介して伝導さ
れることにより、膨張し、エンジン停止により冷却水温
及びシリンダブロックの温度が低下するに伴い、収縮す
る。これにより、膨張時には、第２室２１ａ内の流体が
管路４３内へ吐出され、収縮時には第２室２１ａ内に発
生する負圧により第１室２０内の流体が第２室２１ａ内
に吸引される。
【００２１】以上のように、エンジン運転時に第１室２
０内に第１逆止弁４１近傍まで（図示レベルより、高い
レベル）たまった冷却水は、エンジン停止により第２室
２１ａ内の空気が冷え、収縮することにより、第１逆止
弁４１を介して第２室２１ａ内に吸引される。その後に
エンジンが再運転され、第２室２１ａ内の空気が暖まり
膨張すると、第２室２１ａ内に吸引された冷却水は、第
２逆止弁４１を介して管路４３へ吐出される。このよう
に、本実施形態においては、エンジンの運転・停止の冷
熱作用により漏洩した冷却水を図示しないラジエータリ
ザーバタンクに圧送し、回収することができ、冷却水の
減少を防止することができる。
【００２２】図３及び図４は、本発明の第３実施形態を
示す。本実施形態においては、軸受１２とメカニカルシ
ール１７との間の空間部２１９から下に延びる排出孔２
４がハウジング２１１に形成されると共に、空間部２１
９から上に延びる通気孔２３がハウジング２１１に形成
されている。
【００２３】図示しないシリンダブロックに固定される
ハウジング２１１のフランジ部には図４に示すポンプ機
構２３０が固定されている。ポンプ機構２３０は、ハウ
ジング２１１に固定されるボデイ２３３と、ハウジング
２１１に当接され、ハウジング２１１の温度に応じて伸
縮するプレートバイメタル２３１と、蛇腹部により軸方
向に弾性を有し、該バイメタル２３１によりその容積を
可変とされ得る袋状部材２３２と、排出孔２４と袋状部
材２３２の内部を連通する管路内に介装され、排出孔２
４から袋状部材２３２内部への流体流通を許容し、その
逆の流体流通を阻止する第１逆止弁２４１と、袋状部材
２３２の内部と図示しないラジエータリザーバタンクと
を連通する管路内に介装され、袋状部材２３２の内部か
らラジエータリザーバタンクへの流体流通を許容し且
つ、その逆を阻止する第２逆止弁２４２とから成ってい
る。尚、両逆止弁は上記した実施形態と同じタイプのも
ので良い。他の構成は、上記した第１実施形態と同じで
あるので、その説明は省略する。
【００２４】本実施形態においては、エンジン運転時に
冷却水温が上昇すると、バイメタル２３１が伸長し、袋
状部材２３２の内部容積を減少させる。これにより、袋
状部材２３２の内部の圧力が上昇し、吐出作用が得られ
る。このとき、第１逆止弁２４１は袋状部材２３２の内
部圧力により閉じており、漏洩した冷却水は排出孔２４
及び管路内にためられる。尚、多くの冷却水がたまる
と、第１逆止弁２４１は内部圧に抗して開弁し、冷却水
は袋状部材２３２内に収容される。エンジンが停止され
て冷却水温が低下すると、バイメタル２３１が収縮し、
袋状部材２３２の内部空間が負圧になる。これにより、
排出孔２４及び管路内にためられた冷却水は、袋状部材
２３２の内部空間に第１逆止弁２４１を介して吸引され
る。その後、エンジンが再度運転され、冷却水温が上昇
すると、バイメタル２３１が伸長し、上記した吐出作用
が得られ、袋状部材２３２の内部空間に第１逆止弁２４
１を介して吸引された冷却水が第２逆止弁２４２を介し
て図示しないラジエータリザーバタンクへ圧送される。
【００２５】このように、本実施形態においては、エン
ジンの運転・停止の冷熱作用により漏洩した冷却水を図
示しないラジエータリザーバタンクに圧送し、回収する
ことができ、冷却水の減少を防止することができる。
【００２６】上記した３つの実施形態により、本発明の
圧送手段の異なる形態を説明したが、これ以外にも様々
な形態で圧送手段を具現化することは可能である。例え
ば、上記した第３実施形態において、排出孔を非弾性部
材からなる管路でラジエータリザーバタンクへ連通さ
せ、この管路の途中を分断し、ゴムチューブなどの弾性
部材から成る接続管路により分断された管路を夫々接続
させる。接続管路の排出孔側には排出孔への流体流通を
阻止する第１逆止弁を介装させ、また接続管路のラジエ
ータリザーバタンク側には接続管路側への流体流通を阻
止する第２逆止弁を介装させる。両逆止弁間の接続管路
の外周にはバイメタルを巻きつけ、バイメタルの一端は
ウオータポンプのハウジングに当接させる。これによれ
ば、バイメタルの伸縮により、バイメタルが接続管路の
内部空間容積を変化させることができ、上記した第２実
施形態と同様にエンジンの運転・停止の冷熱作用により
漏洩した冷却水を図示しないラジエータリザーバタンク
に圧送し、回収することができ、冷却水の減少を防止す
ることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上の如く、請求項１乃至４の発明によ
れば、軸受とシール部材の間の空間部へ漏れた冷却水
を、圧送手段によりラジエータリザーバタンクへ圧送
し、回収することができるので、冷却水不足による冷却
機能の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ったウオータポンプの第１実施形態
の縦断面図である。
【図２】本発明に従ったウオータポンプの第２実施形態
の縦断面図である。
【図３】本発明に従ったウオータポンプの第３実施形態
の縦断面図である。
【図４】図３のポンプ機構を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ ハウジング １２ 軸受 １３ 回転軸 １６ インペラ １７ メカニカルシール（シール部材） １９ 空間部 ２０ 第１室 ２１ 第２室 ３０ ポンプ機構（圧送手段） ４１ 第１逆止弁 ４２ 第２逆止弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小 沢 保 夫 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 橋 口 逸 朗 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハウジングに軸受を介して回転可能に支
    承された回転軸の一端にインペラを固設し、該インペラ
    と前記軸受間にシール部材を設け、外部動力により前記
    回転軸を回転させて冷却水を循環するウオータポンプに
    おいて、前記軸受と前記シール部材との間に位置する空
    間部に漏洩した冷却水をラジエータリザーバタンクに圧
    送する圧送手段を有することを特徴とするウオータポン
    プ。
  2. 【請求項２】 前記ハウジングに、前記空間部の下部に
    連通する第１室と一端を該第１室に連通されると共に他
    端を閉塞部材により密閉された第２室とを設けると共
    に、前記第１室の一端に前記第１室から前記第２室への
    流体流通を許容し且つ、前記第２室から前記第１室への
    流体流通を阻止する第１逆止弁を介装し、前記第２室を
    前記第２室への流体流通を阻止し且つ前記第２室からの
    流体流通を許容する第２逆止弁を介してラジエータリザ
    ーバタンクに連通させて、冷却水温の上昇に伴う前記第
    ２室の圧力上昇により漏洩した冷却水を圧送させること
    を特徴とする請求項１に記載のウオータポンプ。
  3. 【請求項３】 前記第２室に前記回転軸の回転に応じて
    ポンプ作用をなすポンプ機構が設けられていることを特
    徴とする請求項２に記載のウオータポンプ。
  4. 【請求項４】 前記空間部の下部に連通されると共に、
    冷却水温の変化に伴い伸縮する感温部材によりその容積
    を可変とされる容積可変空間を設け、該容積可変空間と
    前記空間部との間に前記容積可変空間から前記空間部へ
    の流体流通を阻止し且つ、前記空間部から前記容積可変
    空間への流体流通を許容する第１逆止弁を介装すると共
    に前記容積可変空間を前記容積可変空間への流体流通を
    阻止し且つ、前記容積可変空間からの流体流通を許容す
    る第２逆止弁を介してラジエータリザーバタンクに連通
    させたことを特徴とする請求項１に記載のウオータポン
    プ。
JP7253851A 1995-09-29 1995-09-29 ウオータポンプ Pending JPH0988592A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7253851A JPH0988592A (ja) 1995-09-29 1995-09-29 ウオータポンプ
US08/720,147 US5836271A (en) 1995-09-29 1996-09-25 Water pump
FR9611707A FR2739419B1 (fr) 1995-09-29 1996-09-26 Pompe a eau
DE19639930A DE19639930C2 (de) 1995-09-29 1996-09-27 Kühlmittelpumpe
US09/110,860 US5950577A (en) 1995-09-29 1998-07-07 Water pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7253851A JPH0988592A (ja) 1995-09-29 1995-09-29 ウオータポンプ

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JP (1) JPH0988592A (ja)
DE (1) DE19639930C2 (ja)
FR (1) FR2739419B1 (ja)

Cited By (3)

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