WO2015098293A1 - ウォータポンプ及び該ウォータポンプの製造方法 - Google Patents

ウォータポンプ及び該ウォータポンプの製造方法 Download PDF

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雄介 古澤
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Definitions

  • the present invention relates to a water pump used for supplying cooling water for cooling an internal combustion engine into the internal combustion engine, for example, and a method for manufacturing the water pump.
  • Patent Document 1 As a conventional water pump, one described in Patent Document 1 below is known.
  • the water pump is integrated with a pump housing having a pump chamber therein, a drive shaft rotatably supported in the pump chamber, and one end portion of the drive shaft via a disk-shaped end wall.
  • a pulley coupled to the pulley, a ball bearing for bearing the pulley, an impeller provided rotatably at the other end of the drive shaft, and the impeller And a mechanical seal provided between the pulleys.
  • the end wall is provided with a plurality of through holes at equidistant positions in the circumferential direction.
  • Each of the through holes has a function of inserting a jig for press-fitting the outer ring of the ball bearing into the inner peripheral surface of the pulley when assembling each component, and water leaked from the mechanical seal in the pump housing. It has a function of discharging to the outside.
  • each through hole is formed relatively near the center of the end wall, the function of discharging water leaking from the mechanical seal to the outside is reduced, As the discharge function is lowered, there is a possibility that the discharge performance of foreign matters such as water and dust entering the pump housing (inside the ball bearing) from the outside through the respective through holes may be reduced.
  • the present invention was devised in view of the actual situation of the conventional water pump, and provides a water pump capable of enhancing the discharge of foreign matters such as water and dust from the respective through holes.
  • the invention according to claim 1 relates to a water pump, and in particular, a plurality of through holes communicating with the inside and the outside of the end wall are formed in the disk-like end wall of the pulley along the axial direction, and each of the through holes is provided.
  • a passage groove penetrating substantially along the inner peripheral surface of the cylindrical base portion is formed in the radially outer end edge of the cylindrical base portion toward the outer side in the radial direction.
  • This water pump is applied to a cooling device that circulates antifreeze (ethylene glycol), which is cooling water, between a radiator of an automobile and an internal combustion engine.
  • antifreeze ethylene glycol
  • the water pump is attached to a side of a cylinder block (not shown) of the internal combustion engine by bolts, and has a pump housing 1 having a pump chamber 2 in a front end on the cylinder block side, A pulley 4 rotatably supported by a ball bearing 3 which is a single bearing portion on the front end side of the pump housing 1, and is inserted into the pump housing 1, and one end portion 5 a is coupled to the pulley 4.
  • the mechanical seal 7 seals between the pump chamber 2 and the ball bearing 3.
  • the pump housing 1 is integrally formed of an aluminum alloy material, the housing body 8 on the pump chamber 2 side is formed in a deformed annular shape, and a cylindrical portion having a step diameter is formed on the rear end side of the housing body 8. 9 is integrated.
  • the housing body 8 is formed with a flat annular mounting surface 8a that abuts against a flat portion at the side of the cylinder block at the front end, and a mounting bolt that is screwed and fixed to the cylinder block is inserted through the outer periphery.
  • a plurality of bosses 8c constituting the bolt holes 8b are provided.
  • a discharge port 8d that discharges cooling water flowing into the pump chamber 2 from a radiator-side intake port (not shown) into the water jacket in the cylinder block as the impeller 6 rotates is provided inside the housing body 8. Is formed.
  • the cylindrical portion 9 includes a large-diameter portion 9a on the pump chamber 2 side, a medium-diameter portion 9b extending from the large-diameter portion 9a in the direction of the ball bearing 3, And a small-diameter portion 9c extending from the middle-diameter portion 9b to one end side of the drive shaft 5.
  • a drain hole 10 through which water droplets of cooling water leaking from the mechanical seal 7 flow downward is formed penetrating in the vertical direction, and below the drain hole 10
  • a drain chamber 11 for storing water droplets dripped from the drain hole 10 is formed across the inside of the large diameter portion 9a.
  • the drain chamber 11 is liquid-tightly sealed at its lower end opening with a drain cap 12.
  • an unillustrated air opening hole for discharging the steam of the cooling water leaked from the mechanical seal 7 or stored in the drain chamber 11 or the like to the outside. It has been drilled. Furthermore, an annular space chamber 13 is formed between the inner diameter portion 9b and the drive shaft 5 between the drain hole 10 and the air opening hole. Is communicated in the vertical direction. An air communication hole (not shown) that connects the air opening hole and the outside is formed on the outer periphery of the medium diameter portion 9b.
  • the ball bearing 3 is a general one, and as shown in FIGS. 1 and 2, an inner ring 3a press-fitted into the small diameter portion 9c and an inner peripheral surface of a cylindrical base portion 4b of the pulley 4 which will be described later.
  • the outer ring 3b is press-fitted into 4g, and a plurality of balls 3c are provided between the inner ring 3a and the outer ring 3b so as to roll freely through a cage.
  • the inner ring 3a is positioned in the axial direction by an annular protrusion 9d provided at the front end edge of the middle diameter portion 9b of the cylindrical portion 9 while the maximum press-fitting position in the axial direction of the inner ring 3a.
  • the inner ring 3a is naturally positioned in the axial direction by press-fitting into the pulley 4.
  • the both seal members 14 and 15 are arranged to face each other so as to cover both sides of the ball bearing 3 in the axial direction.
  • the first seal member 14 is fixed in a sandwiched state between the annular projecting portion 9d on the side of the intermediate diameter cylindrical portion 9b and one end surface of the inner ring 3a.
  • the second seal member 15 is fixed in a sandwiched state between the second seal member 15 and the other end surface of the inner ring 3a by a retainer 16 as a holding member.
  • the pulley 4 is a flange that is a disk-shaped end wall formed by bending a metal plate, which will be described later, into a predetermined shape by press molding, and disposed on one end side of the drive shaft 5.
  • the flange wall 4a is integrally formed with a bottomed cylindrical portion 4e in which one end portion 5a of the drive shaft 5 is press-fitted and fixed at a central position.
  • six through holes 17 are formed so as to penetrate in the axial direction at substantially equal intervals in the circumferential direction.
  • the cylindrical portion 4e is formed with an air vent hole 4f through which air is vented when the one end portion 5a of the drive shaft 5 is press-fitted into the center position of the bottom wall.
  • a transmission belt wound around a driving pulley fixed to the distal end portion of a crankshaft (not shown) is wound around an outer periphery formed in a tooth shape having a corrugated cross section to transmit a rotational force. It is like that.
  • the drive shaft 5 has an outer peripheral surface formed of, for example, a ferrous metal material with a stepped diameter, and is joined to the center of the flange wall 4a from the axial direction, The other end portion 5b is press-fitted and fixed in the center of the impeller 6 from the axial direction, and a small-diameter shaft portion 5c is formed at a substantially central position in the axial direction.
  • the one end portion 5a and the other end portion 5b have substantially the same outer diameter, but the outer diameter of the small diameter shaft portion 5c is smaller than the outer diameters of the both end portions 5a and 5b.
  • the small-diameter shaft portion 5c is provided adjacent to the annular space chamber 13, and the water leaking from the mechanical seal 7 and traveling along the outer peripheral surface is separated by both axial step edges 5d and 5e to thereby form the annular space chamber. 13 is led into the drain chamber 11 through the drain hole 10.
  • the impeller 6 is integrally formed of, for example, a metal material such as an aluminum alloy material. As shown in FIGS. 1 to 3, the impeller 6 is integrally formed in a substantially disc-like base portion 6a and a central portion on the front side of the base portion 6a from the axial direction.
  • the cylindrical fixing portion 6b is provided in a protruding manner, and the eight blade portions 6c are formed radially from the outer peripheral surface of the cylindrical fixing portion 6b.
  • the base 6a is formed to have a predetermined thickness, and rotates with a gap on the rear surface of the pump chamber 2.
  • the cylindrical fixing portion 6b is formed with a fixing hole 6d into which the other end portion 5b of the drive shaft 5 is press-fitted in the internal axis direction.
  • the mechanical seal 7 is a general one, and includes a cartridge portion 7a fixed to the inner peripheral surface of the medium diameter portion 9b of the cylindrical portion 9, and a sleeve 7b supported on the outer peripheral surface of the drive shaft 5. And a seal portion (not shown) which is provided between the inner peripheral side of the cartridge portion 7a and the outer peripheral side of the sleeve 7b and slides.
  • each through hole 17 formed in the flange wall 4a of the pulley 4 is formed entirely on the outer peripheral side of the flange wall 4a, and has a shape of each inner peripheral surface 17a.
  • each top surface 17b is directed toward the center of the cylindrical portion 4e, and each arc-shaped bottom surface 17c is disposed close to the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base portion 4b.
  • the arc-shaped bottom surfaces 17c are arranged close to each other along the circular inner peripheral surface 4g of the cylindrical base portion 4b.
  • a passage groove 17d is formed continuously at a substantially central position in the circumferential direction of each bottom surface 17c. As shown in FIGS. 4 and 5, each passage groove 17d is formed in a substantially V-shaped cross section on the outer end edge of each through hole 17 in the radial direction of the flange wall 4a, and the deepest portion (tip portion). Is formed at the same position as the formation position of the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base 4b.
  • the cylindrical portion 4e and the air vent hole 4f are simultaneously formed in the center of a disk-shaped pulley molded body 18 made of iron-based metal by a press jig of a press molding machine. .
  • a disk-shaped flange wall 4a and a cylindrical base portion 4b on the outer periphery thereof are simultaneously formed by a pressing jig.
  • the connecting wall 4c and the belt mounting portion 4d are formed by a different pressing jig. Thereby, almost the entire outer shape of the pulley molded body 18 is molded.
  • the outer end side of the pulley molded body 18 is supported by the support jig 19 from the axial direction.
  • the support jig 19 is formed at a position where the fitting support groove 19a in which the cylindrical portion 4e is fitted and supported at the center and the through holes 17 on the outer peripheral side of the fitting support groove 19a are formed. 6 insertion holes 19b.
  • the punching jig 20 is inserted into the cylindrical base 4b from the right side of the pulley molded body 18 fixedly supported on the support jig 19 in advance on the left side in the figure.
  • the six through holes 17 are formed by punching.
  • the punching jig 20 is composed of a disc-shaped base portion 20a and six punches 20b protruding from the front end of the base portion 20a.
  • Each punch 20b has a cross-sectional shape for forming the through-hole 17.
  • the triangular rice ball shape and the V-shape for forming the passage groove 17d are integrally formed. Further, when the diameter of the arc locus connecting each outer peripheral edge of each punch 20b is formed slightly smaller than the inner diameter of the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base 4b, and inserted into the cylindrical base 4b, The outer peripheral edge of each punch 20b is not in contact with the inner peripheral surface 4g.
  • the passage groove 17b forming portion is formed smaller than the through hole 17 forming portion, and the width length of the passage groove 17d forming portion is It forms so that it may become continuously small toward the radial direction outer side of the flange wall 4a.
  • each through hole 17 is formed on the outer peripheral side of the flange wall 4a, and the tip of each passage groove 17d is positioned at the same position as the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base 4b. Since it formed, the water, dust, etc. which have the inside of the cylindrical base part 4b can be discharged
  • Each of the through holes 17 of the second embodiment shown in FIG. 12 is formed in a circular shape, is disposed close to the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base 4b, and has a diameter of each inner peripheral surface 17a.
  • a passage groove 17d having a substantially V-shaped cross section is formed at the outer edge in the direction.
  • Each passage groove 17d has a tip portion formed at the same position as the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base portion 4b.
  • Each of the through holes 17 of the third embodiment shown in FIG. 13 is formed in a square shape, is disposed close to the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base 4b, and is located outside the inner peripheral surface 17a.
  • a channel groove 17d having a substantially V-shaped cross section is formed in the bottom surface 17c of the flange wall 4a, that is, the bottom surface 17c of the radially outer edge of the flange wall 4a.
  • Each passage groove 17d has a tip portion formed at the same position as the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base portion 4b.
  • Each through hole 17 of the fourth embodiment shown in FIG. 14 is formed in a long hole shape extending from the center P of the flange wall 4a along the radial direction, and has a circular top surface 17b on the inner peripheral side.
  • a passage groove 17d is formed at the tip extending in the radial direction.
  • Each passage groove 17d is formed in a substantially U shape, and each leading edge is formed at the same position as the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base portion 4b.
  • Each of the through holes 17 of the fifth embodiment shown in FIG. 15 has an inner peripheral surface 17a formed in a substantially cap shape and is disposed close to the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base portion 4b.
  • the top surface 17b is directed to the center P of the flange wall 4a, and two passage grooves 17d and 17d are formed at both ends of the bottom surface 17c corresponding to the flange portion.
  • Each of the passage grooves 17d, 17d is formed in a substantially U-shaped cross section, and each end edge is formed at the same position as the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base portion 4b.
  • Each through-hole 17 of the sixth embodiment shown in FIG. 16 is formed in a substantially triangular shape and is disposed in the vicinity of the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base portion 4b, and each top surface 17b is formed in the flange.
  • a channel groove 17d is formed on one side of the bottom surface 17c and is directed to the center P of the wall 4a.
  • Each of the passage grooves 17d is formed in a substantially U shape, and the tip portion is formed at the same position as the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base portion 4b.
  • each through-hole 17 of the seventh embodiment shown in FIG. 17 has each inner surface 17a shaped like a triangular rice ball like the first embodiment, and each top surface 17b oriented toward the center of the flange wall 4a.
  • Each bottom surface 17c formed on the outer peripheral portion side of the flange wall 4a, and each bottom surface 17c is formed at the same position as the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base portion 4b. That is, as in the first to sixth embodiments, the passage groove is not formed at the same position as the inner peripheral surface 4g, but each bottom surface 17c itself is formed at the same position as the formation position of the inner peripheral surface 4g. is there.
  • the water that has entered the inside of the cylindrical base 4b is discharged while being guided to the outside through the bottom surface 17c having a large area of the through-hole 17, so that the flow resistance is reduced and discharged.
  • the performance is further improved.
  • Each through hole 17 of the eighth embodiment shown in FIG. 18 has an inner peripheral surface 17a formed in a circular shape as in the second embodiment, and an outer edge 17e of the inner peripheral surface 17a is an inner periphery of the cylindrical base portion 4b. It is formed at the same position as the surface 4g. That is, a passage groove is not formed as in the second embodiment, and the passage groove is not formed at the same position as the inner peripheral surface 4g, but each outer edge 17e itself is defined as a position where the inner peripheral surface 4g is formed. They are formed at the same position.
  • the water that has entered the inside of the cylindrical base 4b is discharged while being guided to the outside through the outer edge 17e of the through hole 17 having a relatively large area, so that the flow resistance is low. Discharge performance is further improved.
  • [Ninth and Tenth Embodiments] 19 and 20 show the ninth and tenth embodiments of the present invention, in which the arrangement and shape of the through holes 17 are further changed.
  • each through-hole 17 of the ninth embodiment shown in FIG. 19 has each shape of the inner peripheral surface 17a formed in a raindrop shape, each top surface 17b oriented toward the center of the flange wall 4a, and the diameter of the flange wall 4a.
  • Each bottom surface is formed on the outer end side in the direction, and a passage groove 17d is formed by cutting out the approximate center of each bottom surface in a circular arc shape.
  • the passage groove 17d is formed at a position further outside the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base portion 4b. That is, the passage groove is not formed at the same position as the inner peripheral surface 4g as in the above embodiments, but is a step surface that is one step lower than the inner peripheral surface 4g.
  • the water that has entered the inside of the cylindrical base 4b is discharged while being guided to the outside through the passage groove 17d having a large area of the through hole 17 and one step lower.
  • the flow rate is increased and the discharge performance is further improved.
  • This unique configuration can maintain good discharge performance regardless of the position of each through hole 17 when the pump is stopped.
  • the basic shape of the inner peripheral surface 17a is formed in a circular shape, and a passage groove 17d cut out in an arc shape is formed on the outer end side in the radial direction. Yes.
  • the passage groove 17d is formed at a position further outside the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base portion 4b, as in the ninth embodiment. That is, the step surface is one step lower than the inner peripheral surface 4g.
  • FIG. 21 shows an eleventh embodiment.
  • the basic shape and the formation position of the inner peripheral surface 17a of each through hole 17 are the same as those of the first embodiment, and the top surface is formed in a triangular rice ball shape. 17b and a bottom surface 17c, a passage groove 17d is formed from the bottom surface 17c toward the outside in the radial direction.
  • the passage groove 17d is formed in a rectangular shape that is cut out from the bottom surface 17c toward the radially outer side, and each outer end edge 17f extends beyond the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base portion 4b. The whole is extended in the radial direction to the outer peripheral surface and formed into a bowl shape.
  • water or the like that has entered the inside of the cylindrical base 4b flows directly from the lower part of the inner peripheral surface 4g of the cylindrical base 4b into the passage groove 17d of the through hole 17 and continues downward. It flows down and is discharged outside. For this reason, the discharge properties of water and the like are further improved.

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Abstract

 ポンプハウジングの内部にボールベアリングを介して回転自在に支持された駆動軸と、該駆動軸の一端部にフランジ壁4aを介して一体に結合されたプーリ4と、駆動軸の他端部に結合されたインペラと、フランジ壁の外周に一体に設けられた筒状基部4bと、フランジ壁の外周部側に貫通形成された6つの透孔17と、を備え、該各透孔の内周面17aの底面17cのほぼ中央位置に、前記筒状基部の内周面4gにほぼ沿って貫通した通路溝17dをそれぞれ形成することにより、 フランジ壁に形成された透孔からの水や塵芥などの異物の排出性を高める。

Description

ウォータポンプ及び該ウォータポンプの製造方法
 本発明は、例えば内燃機関を冷却するための冷却水を内燃機関内部に供給するために用いられるウォータポンプ及び該ウォータポンプの製造方法に関する。
 従来のウォータポンプとしては、以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
 概略を説明すると、ウォータポンプは、内部にポンプ室を有するポンプハウジングと、前記ポンプ室内に回転自在に支持された駆動軸と、該駆動軸の一端部に円板状の端壁を介して一体に結合されたプーリと、該プーリとポンプハウジングとの間に設けられて、前記プーリを軸受けするボールベアリングと、前記駆動軸の他端部に一体回転可能に設けられたインペラと、該インペラと前記プーリの間に設けられたメカニカルシールと、を備えている。
 また、前記端壁には、複数の透孔が周方向の等間隔位置に設けられている。この各透孔は、各構成部品を組み付ける際に、前記ボールベアリングの外輪をプーリの内周面に圧入する治具を挿通させる機能や、前記ポンプハウジング内で前記メカニカルシールから漏れ出た水を外部に排出する機能を有している。
 しかしながら、前記公報記載のウォータポンプは、各透孔が端壁の比較的中央寄りに形成されていることから、前記メカニカルシールから漏れ出た水を外部へ排出する機能が低下していると共に、該排出機能の低下に伴って外部から各透孔を介してポンプハウジング内(ボールベアリング内)に侵入した水や塵芥などの異物の排出性も低下してしまうおそれがある。
 本発明は、前記従来のウォータポンプの実情に鑑みて案出されたもので、前記各透孔からの水や塵芥などの異物の排出性を高められるウォータポンプを提供するものである。
特開2004-116486号公報
 請求項1に記載の発明は、ウォータポンプに関し、とりわけ、プーリの円盤状の端壁に、該端壁の内外を連通する複数の透孔を軸方向に沿って形成すると共に、前記各透孔の内周面の径方向外端縁に、径方向外側に向かって前記筒状基部の内周面にほぼ沿って貫通した通路溝を形成したことを特徴としている。
 この発明によれば、前記各透孔からの水などの排出性を向上させることができる。
本発明に係るウォータポンプの第1実施形態の縦断面図である。 本実施形態におけるウォータポンプの分解斜視図である。 図1のA矢視図である。 本実施形態に供されるプーリの正面図である。 図4のB部拡大図である 本実施形態に供されるプーリをプレス成形の第1工程によって成形した状態を示すプーリ成形体の縦断面図である。 同プレス成形の第2工程によって成形した状態を示すプーリ成形体の縦断面図である。 同プレス成形の第3工程によって成形した状態を示すプーリ成形体の縦断面図である。 同プレス成形によって透孔を打ち抜く前の状態を示す成形治具とプーリ成形体の縦断面図である。 同プレス成形によって透孔を打ち抜いた状態を示す成形治具とプーリ成形体の縦断面図である。 プレス成形が完了したプーリ成形体の縦断面図である。 本発明の第2実施形態を示すプーリの正面図である。 本発明の第3実施形態を示すプーリの正面図である。 本発明の第4実施形態を示すプーリの正面図である。 本発明の第5実施形態を示すプーリの正面図である。 本発明の第6実施形態を示すプーリの正面図である。 本発明の第7実施形態を示すプーリの正面図である。 本発明の第8実施形態を示すプーリの正面図である。 本発明の第9実施形態を示すプーリの正面図である。 本発明の第10実施形態を示すプーリの正面図である。 本発明の第11実施形態を示すプーリの正面図である。
 以下、本発明に係るウォータポンプの各実施形態を図面に基づいて詳述する。
〔第1実施形態〕
 このウォータポンプは、自動車のラジエータと内燃機関の間で冷却水である不凍液(エチレングリコール)を循環させる冷却装置に適用されている。
 このウォータポンプは、図1~図3に示すように、内燃機関の図外のシリンダブロックの側部にボルトにより取り付けられ、シリンダブロック側の前端部内にポンプ室2を有するポンプハウジング1と、該ポンプハウジング1の前端側に単一の軸受部であるボールベアリング3によって回転自在に支持されたプーリ4と、前記ポンプハウジング1の内部に挿通配置され、一端部5aが前記プーリ4に結合された駆動軸5と、該駆動軸5の他端部5bに結合されて、前記ポンプ室2内に回転自在に収容されたインペラ6と、前記ポンプハウジング1と駆動軸5との間に介装されて、ポンプ室2と前記ボールベアリング3との間をシールするメカニカルシール7と、から主として構成されている。
 前記ポンプハウジング1は、アルミニウム合金材で一体に形成され、ポンプ室2側のハウジング本体8が異形円環状に形成されていると共に、該ハウジング本体8の後端側に段差径状の筒状部9を一体に有している。
 前記ハウジング本体8は、前端にシリンダブロックの側部に有する平面部に当接する平坦な環状の取付面8aが形成されていると共に、外周にはシリンダブロックに螺着固定される取付ボルトが挿通されるボルト孔8bを構成するボス部8cが複数突設されている。
 また、このハウジング本体8の内部には、図外のラジエータ側の吸入ポートからポンプ室2に流入した冷却水をインペラ6の回転に伴ってシリンダブロック内のウォータジャケット内に吐出する吐出ポート8dが形成されている。
 前記筒状部9は、図1及び図2に示すように、ポンプ室2側の大径部9aと、該大径部9aから前記ボールベアリング3方向へ延出した中径部9bと、該中径部9bから駆動軸5の一端側へ延出した小径部9cと、から構成されている。
 前記中径部9bは、重力方向下側に前記メカニカルシール7から漏れ出た冷却水の水滴を流下させるドレン孔10が上下方向に貫通形成されていると共に、該ドレン孔10の下側には該ドレン孔10から滴下した水滴を貯留するドレンチャンバ11が前記大径部9aの内部に跨って形成されている。このドレンチャンバ11は、下端開口がドレンキャップ12によって液密的に封止されている。
 また、前記中径部9bの重力方向の上側には、前記メカニカルシール7から漏出した、あるいは前記ドレンチャンバ11内などに貯留された冷却水の水蒸気を外部に排出する図外の大気開放孔が穿設されている。さらに、この中径部9bの内周側には、前記駆動軸5との間に円環状の環状空間室13が形成されており、この環状空間室13は、前記ドレン孔10と大気開放孔に上下方向で連通している。また、前記中径部9bの外周には、前記大気開放孔と外部とを連通する図外の大気連通孔が形成されている。
 前記ボールベアリング3は、一般的なものであって、図1及び図2に示すように、前記小径部9cに圧入された内輪3aと、前記プーリ4の後述する筒状基部4bの内周面4gに圧入された外輪3bと、前記内輪3aと外輪3bとの間に保持器を介して転動自在に設けられた複数のボール3cとから構成されている。
 前記内輪3aは、その軸方向の最大圧入位置が前記筒状部9の中径部9bの前端縁に設けられた環状突部9dによって軸方向の位置が位置決めされている一方、外輪3bは、内輪3aの位置決めによって自ずと前記プーリ4内への圧入によってその軸方向の位置決めがされている。
 前記ボールベアリング3の軸方向前後端には、図1及び図2に示すようにボールベアリング3の内部に塵芥などの侵入を阻止するための、一対の第1、第2シール部材14,15が設けられており、この両シール部材14,15は、ボールベアリング3の軸方向両側を覆うように対向配置されている。
 前記第1シール部材14は、前記中径筒部9b側の前記環状突部9dと内輪3aの一端面との間に挟持状態に固定されている。一方、第2シール部材15は、保持部材であるリテーナ16によって内輪3aの他方側端面との間に挟持状態に固定されている。
 前記プーリ4は、図1~図4に示すように、後述する金属板をプレス成形によって所定形状に折曲形成され、前記駆動軸5の一端側に配置された円盤状の端壁であるフランジ壁4aと、該フランジ壁4aの外周縁から駆動軸5の軸方向に折曲された大径状の筒状基部4bと、該筒状基部4bの一端部側から円盤状の連結壁4cを介して連結された円環状のベルト装着部4dとから主として構成されている。
 前記フランジ壁4aは、図1、図2及び図4に示すように、中央位置に前記駆動軸5の一端部5aが圧入固定される有底状の円筒部4eが一体に形成されていると共に、外周側には6つの透孔17が円周方向のほぼ等間隔位置に軸方向へ貫通形成されている。
 前記円筒部4eは、底壁の中央位置に前記駆動軸5の一端部5aを圧入する際の空気抜きを行う空気抜き孔4fが貫通形成されている。
 前記ベルト装着部4dは、断面波形歯状に形成された外周に、図外のクランクシャフトの先端部に固定された駆動プーリに巻回された伝達ベルトが巻回されて回転力が伝達されるようになっている。
 前記駆動軸5は、図1及び図2に示すように、例えば鉄系金属材によって外周面が段差径状に形成され、前記フランジ壁4aの中央に軸方向から結合された一端部5aと、前記インペラ6の中央に軸方向から圧入固定された他端部5bと、軸方向のほぼ中央位置に形成された小径軸部5cと、から構成されている。
 前記一端部5aと他端部5bとは、その外径がほぼ同一に形成されているが、小径軸部5cの外径は両端部5a、5bの外径よりも小さく形成されている。この小径軸部5cは、前記環状空間室13に臨設されて、前記メカニカルシール7から漏れ出て外周面を伝って来た水を軸方向の両段差縁5d、5eによって切り離して前記環状空間室13からドレン孔10を介してドレンチャンバ11内に導くようになっている。
 前記インペラ6は、例えばアルミニウム合金材などの金属材によって一体成形され、図1~図3に示すように、ほぼ円盤状の基部6aと、該基部6aの前面側中央部に軸方向から一体に突設された筒状固定部6bと、該筒状固定部6bの外周面から放射状に形成された8枚の羽根部6cと、から構成されている。
 前記基部6aは、所定肉厚に形成されて、前記ポンプ室2の後面に隙間をもって回転するようになっている。前記筒状固定部6bは、内部軸方向に前記駆動軸5の他端部5bが圧入される固定用孔6dが形成されている。
 前記メカニカルシール7は、一般的なものであって、前記筒状部9の中径部9bの内周面に固定されたカートリッジ部7aと、前記駆動軸5の外周面に支持されたスリーブ7bと、前記カートリッジ部7aの内周側と前記スリーブ7bの外周側との間に設けられて摺動する図外のシール部とから構成されている。
 そして、前記プーリ4のフランジ壁4aに形成された前記各透孔17は、図4及び図5に示すように、全体がフランジ壁4aの外周側に形成されて、個々の内周面17a形状がほぼ三角おむすび状に形成され、各頂面17bが前記円筒部4eの中心方向に指向していると共に、円弧状の各底面17cが前記筒状基部4bの内周面4gに近接配置されている。つまり、円弧状の各底面17cは、図5に示すように、筒状基部4bの円形状の内周面4gに沿って近接配置されている。
 また、前記各底面17cの周方向のほぼ中央位置に、通路溝17dが連続一体に形成されている。この各通路溝17dは、図4、図5に示すように、各透孔17のフランジ壁4a径方向の外端縁にそれぞれ横断面ほぼV字形状に形成されて、最深部(先端部)が前記筒状基部4bの内周面4gの形成位置と同一に形成されている。
〔プーリのプレス成形工程(ウォータポンプの製造方法)〕
 以下、前記プーリ4のプレス成形による成形工程について、図6~図11に基づいて説明する。
 まず、第1工程としては、図6に示すように、鉄系金属からなる円盤状のプーリ成形体18の中央にプレス成形機のプレス治具によって前記円筒部4eと空気抜き孔4fを同時に成形する。
 第2工程として、図7に示すように、プレス治具によって円盤状のフランジ壁4aと、この外周の筒状基部4bを同時に成形する。
 その後、第3工程として、図8に示すように、別異のプレス治具によって前記連結壁4cとベルト装着部4dを成形する。これによって、プーリ成形体18のほぼ全体の外形が成形される。
 次に、第4工程としては、図9に示すように、プーリ成形体18の外端側を支持治具19によって軸方向から支持する。この支持治具19は、中央に前記円筒部4eが嵌合支持される嵌合支持溝19aと、この嵌合支持溝19aの外周側の前記各透孔17が形成される位置に形成された6つの嵌入穴19bと、を有している。
 その後、第5工程として、図10に示すように、図中左側が前記支持治具19に予め固定支持されたプーリ成形体18の右側から筒状基部4bの内部に挿入される打ち抜き治具20によって前記6つの透孔17を打ち抜き形成する。
 すなわち、前記打ち抜き治具20は、円盤状基部20aと、該基部20aの前端に突設された6本のパンチ20bとから構成され、この各パンチ20bは、横断面形状が透孔17形成用の三角形おむすび形状と通路溝17d形成用のV字形状が一体に形成されている。また、該各パンチ20bの各外周縁を結ぶ円弧軌跡の直径が前記筒状基部4bの内周面4gの内径よりも僅かに小さく形成され、筒状基部4bの内部に挿入された際に、各パンチ20bの外周縁が前記内周面4gに接触しないようになっている。
 さらに、本実施形態では、前記パンチ20bの横断面積において、前記通路溝17b形成部の方が前記透孔17形成部よりも小さく形成され、かつ前記通路溝17d形成部の幅長さが、前記フランジ壁4aの径方向外側に向かって連続的に小さくなるように形成されている。これにより、前記筒状基部4bの内部に、各パンチ20bが挿入された際に、若干の軸ずれが生じたとしても、各パンチ20bの外周縁が前記内周面4gに接触することをできる限り抑制することができる。
 したがって、前記打ち抜き治具20の各パンチ20bを筒状基部4bの内側から押し込んでフランジ壁4aを前記支持治具19の各嵌入穴19bを介して打ち抜くと、図11にも示すような、前記6つの透孔17と通路溝17dが同時かつ一緒に形成される。これによって、前記プーリ4の一連のプレス成形作業が完了するのである。
 以上のように、本実施形態では、前記各透孔17をフランジ壁4aの外周側に形成すると共に、各通路溝17dの先端部を筒状基部4bの内周面4gの位置と同じ位置に形成したことから、筒状基部4bの内部に有する水や塵芥などを外部に効率良く排出することができる。
 すなわち、ポンプ作動中などに前記メカニカルシール7から漏れ出た水が筒状基部4b内部前端側に流入したり、プーリ4の外部から水や塵芥が前記各透孔17を介して筒状基部4bの内部前端側に侵入したとしても、例えばポンプ停止時に、筒状基部4bの内周面4gの下部から各透孔17の各通路溝17dの内面に案内されながら外部へ速やかに排出させることができる。これによって、筒状基部4b内部からの水などの排出機能が大幅に向上する。
 この結果、前記筒状基部4bの内部前端側に入った水や塵芥が、前記ボールベアリング3側へ流入することがなくなることから、該ボールベアリング3内部での錆などの発生を十分に抑制することが可能になる。
〔第2~第6実施形態〕
 図12~図16は本発明の第2~第6実施形態を示し、前記透孔17の形状を変更したものである。
 図12に示す第2実施形態の各透孔17は、それぞれ円形状に形成されて、前記筒状基部4bの内周面4gに近接して配置されていると共に、各内周面17aの径方向外端縁に横断面ほぼV字形状の通路溝17dが形成されている。この各通路溝17dは、先端部が前記筒状基部4bの内周面4gと同じ位置に形成されている。
 図13に示す第3実施形態の各透孔17は、それぞれ正方形状に形成されて、前記筒状基部4bの内周面4gに近接して配置されていると共に、各内周面17aの外側の底面17c、つまりフランジ壁4aの径方向外端縁の底面17cに横断面ほぼV字形状の通路溝17dが形成されている。この各通路溝17dは、先端部が前記筒状基部4bの内周面4gと同じ位置に形成されている。
 図14に示す第4実施形態の各透孔17は、それぞれフランジ壁4aの中心Pから放射方向に沿って延出された長穴状に形成されて、内周側の円形状の頂面17bから放射方向に延びた先端部に通路溝17dが形成されている。この各通路溝17dは、ほぼU字形状に形成されて、各先端縁が前記筒状基部4bの内周面4gと同じ位置に形成されている。
 図15に示す第5実施形態の各透孔17は、内周面17aがそれぞれほぼキャップ状に形成されて、前記筒状基部4bの内周面4gに近接して配置されていると共に、各頂面17bが前記フランジ壁4aの中心Pを指向していると共に、鍔部に相当する底面17cの両端に2つの通路溝17d、17dが形成されている。この各通路溝17d、17dは、横断面ほぼU字形状に形成されて、各先端縁が前記筒状基部4bの内周面4gと同じ位置に形成されている。
 図16に示す第6実施形態の各透孔17は、それぞれほぼ三角形状に形成されて、前記筒状基部4bの内周面4gに近接して配置されており、各頂面17bが前記フランジ壁4aの中心Pを指向していると共に、底面17cの一側部に通路溝17dが形成されている。この各通路溝17dは、ほぼU字形状に形成されて先端部が前記筒状基部4bの内周面4gと同じ位置に形成されている。
 したがって、前記第2~第6実施形態は、各透孔の通路溝17d(17d)によって水や塵芥などの排出性が向上するといった第1実施形態と同様な作用効果が得られる。
 また、前記第5実施形態では、2つの通路溝17d、17dとしたことから、水などの排出性がさらに向上する。
〔第7,第8実施形態〕
 図17,図18は本発明の第7,第8実施形態を示し、前記透孔17の配置を変更すると共に、通路溝を廃止したものである。
 すなわち、図17に示す第7実施形態の各透孔17は、内周面17aの各形状が第1実施形態と同じく三角おむすび状に形成され、フランジ壁4aの中心に指向した各頂面17bと、フランジ壁4aの外周部側に形成された各底面17cと、を有し、該各底面17cが前記筒状基部4bの内周面4gと同じ位置に形成されている。つまり、前記第1~第6実施形態のように、通路溝を内周面4gと同じ位置に形成するのではなく、各底面17c自体を内周面4gの形成位置と同じ位置に形成したのである。
 したがって、この実施形態によれば、筒状基部4bの内部に侵入した水は、透孔17の面積の広い底面17cを通って外部に案内されつつ排出されることから、流動抵抗が少なくなり排出性能がさらに向上する。
 図18に示す第8実施形態の各透孔17は、内周面17aが第2実施形態と同じく円形状に形成され、内周面17aの外端縁17eが前記筒状基部4bの内周面4gと同じ位置に形成されている。つまり、前記第2実施形態のように通路溝を形成して、この通路溝を内周面4gと同じ位置に形成するのではなく、各外端縁17e自体を内周面4gの形成位置と同じ位置に形成したものである。
 したがって、この実施形態も、筒状基部4bの内部に侵入した水は、透孔17の比較的面積の広い外端縁17eを通って外部に案内されつつ排出されることから、流動抵抗が少なくなり排出性能がさらに向上する。
〔第9、第10実施形態〕
 図19、図20は本発明の第9、第10実施形態を示し、前記透孔17の配置や形状をさらに変更したものである。
 すなわち、図19に示す第9実施形態の各透孔17は、内周面17aの各形状が雨滴状に形成され、フランジ壁4aの中心に指向した各頂面17bと、フランジ壁4aの径方向の外端側に形成された各底面と、該各底面のほぼ中央をさらに円弧状に切欠形成してなる通路溝17dを有している。
 この通路溝17dは、その形成位置が前記筒状基部4bの内周面4gよりもさらに外側の位置に形成されている。つまり、前記各実施形態のように通路溝を内周面4gと同じ位置に形成するのではなく、内周面4gよりもさらに外側の位置の一段低い段差面になっている。
 したがって、この実施形態によれば、筒状基部4bの内部に侵入した水は、透孔17の面積が広くかつ一段低い通路溝17dを通って外部に案内されつつ排出されることから、排出の流動速度が速くなって排出性能が一層向上する。
 この特異な構成は、特にポンプ停止時に各透孔17の位置がいずれの位置になったとしても良好な排出性能を維持できる。
 図20に示す第10実施形態の各透孔17は、内周面17aの基本形状が円形状に形成され、径方向の外端側に円弧状に切欠された通路溝17dがそれぞれ形成されている。
 この通路溝17dは、その形成位置が第9実施形態と同じく前記筒状基部4bの内周面4gよりもさらに外側の位置に形成されている。つまり、内周面4gよりもさらに外側の位置の一段低い段差面になっている。
 したがって、この実施形態も第9実施形態と同じく水などの排出性がさらに向上する。
〔第11実施形態〕
 図21は第11実施形態を示し、この実施形態では各透孔17の内周面17aの基本形状や形成位置が第1実施形態のものと同一で、三角おむすび状に形成されて、頂面17b、底面17cを有しているが、この底面17cから径方向外側に向かって通路溝17dが形成されている。
 この通路溝17dは、底面17cから径方向外側に向かって長く切欠形成された長方形状に形成されて、各外端縁17fが筒状基部4bの内周面4gを越えて筒状基部4bの外周面まで径方向に延長されて全体が樋状に形成されている。
 したがって、この実施形態によれば、筒状基部4bの内部に侵入した水などは、筒状基部4bの内周面4g下部から透孔17の通路溝17dに直接的に流れ込んでそのまま下方へ連続的に流下して外部に排出される。このため、水などの排出性がさらに良好になる。

Claims (19)

  1.  軸方向の一端側に円筒部を有するポンプハウジングと、
     該ポンプハウジング内で回転自在に支持された駆動軸と、
     該駆動軸の一端部に固定された円盤状の端壁及び該端壁の外周縁に一体に結合されて前記円筒部を囲繞するように設けられた筒状基部を有するプーリと、
     前記筒状基部と前記円筒部との間に介装されて、前記駆動軸を回転自在に軸受けする軸受部と、
     前記駆動軸の他端部に一体回転可能に設けられたインペラと、
    を備えたウォータポンプであって、
     前記端壁に、該端壁の内外を連通する複数の透孔を軸方向に沿って形成すると共に、前記各透孔の内周面の径方向外端縁に、径方向外側に向かって通路溝を形成したことを特徴とするウォータポンプ。
  2.  請求項1に記載のウォータポンプにおいて、
     前記通路溝は、前記筒状基部の内周面にほぼ沿って形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
  3.  請求項2に記載のウォータポンプにおいて、
     前記通路溝の開口面積は、前記透孔の開口面積よりも小さいことを特徴とするウォータポンプ。
  4.  請求項3に記載のウォータポンプにおいて、
     前記通路溝は、幅長さが前記端壁の内側から外側に向かって小さくなるように形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
  5.  請求項4に記載のウォータポンプにおいて、
     前記透孔は、幅長さが前記端壁の内側から外側に向かって大きくなるように形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
  6.  請求項5に記載のウォータポンプにおいて、
     前記透孔は、三角おむすび状に形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
  7.  請求項4に記載のウォータポンプにおいて、
     前記各透孔は、前記端壁の周方向に等間隔位置に形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
  8.  請求項7に記載のウォータポンプにおいて、
     前記透孔は、円形状に形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
  9.  請求項7に記載のウォータポンプにおいて、
     前記透孔は、楕円形状に形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
  10.  請求項7に記載のウォータポンプにおいて、
     前記透孔は、矩形状に形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
  11.  請求項3に記載のウォータポンプにおいて、
     前記通路溝は、円弧状に形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
  12.  請求項11に記載のウォータポンプにおいて、
     前記通路溝は、複数形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
  13.  請求項1に記載のウォータポンプにおいて、
     前記軸受部は、内輪が前記円筒部に固定され、外輪が前記筒状基部に固定された単一のボールベアリングによって構成されていることを特徴とするウォータポンプ。
  14.  軸方向の一端側に円筒部を有するポンプハウジングと、
     該ポンプハウジング内に回転自在に支持された駆動軸と、
     該駆動軸の一端部に固定された円盤状の端壁及び該端壁の外周縁に一体に結合されて前記円筒部を囲繞するように設けられた筒状基部を有するプーリと、
     前記筒状基部と前記円筒部との間に介装されて、前記駆動軸を回転自在に軸受けする軸受部と、
     前記駆動軸の他端部に一体回転可能に設けられたインペラと、
     前記端壁に軸方向に沿って形成され、前記端壁の内外を連通する複数の透孔と、
     前記各透孔の内周面の径方向外端縁に前記筒状基部の内周面にほぼ沿って形成された通路溝と、
    を備えたウォータポンプの製造方法であって、
     円盤状の金属プレートをプレス成形によって折曲することにより前記プーリの原形を成形する工程と、
     原形を成形した後に、プレス治具によって前記透孔と通路溝を合わせた形状に打ち抜き加工する工程と、を有することを特徴とするウォータポンプの製造方法。
  15.  請求項14に記載のウォータポンプの製造方法において、
     前記打ち抜き加工する工程では、前記透孔と通路溝をプレス治具によって前記筒状基部の内側から打ち抜くことを特徴とするウォータポンプの製造方法。
  16.  請求項15に記載のウォータポンプの製造方法において、
     前記通路溝を形成するプレス治具の断面積は、前記透孔を形成するプレス治具の断面積よりも小さいことを特徴とするウォータポンプの製造方法。
  17.  請求項14に記載のウォータポンプの製造方法において、
     前記通路溝を打ち抜くプレス治具は、第2工程において前記筒状基部の内周面に対して点接触または線接触している部位があることを特徴とするウォータポンプの製造方法。
  18.  軸方向の一端側に円筒部を有するポンプハウジングと、
     該ポンプハウジング内に回転自在に支持された駆動軸と、
     該駆動軸の一端部に固定された円盤状の端壁及び該端壁の外周縁に一体に結合されて前記円筒部を囲繞するように設けられた筒状基部を有するプーリと、
     前記筒状基部と前記円筒部との間に介装されて、前記駆動軸を回転自在に軸受けする軸受部と、
     前記駆動軸の他端部に一体回転可能に設けられたインペラと、
    を備えたウォータポンプであって、
     前記端壁に、該端壁の内外を連通する複数の透孔を軸方向に沿って貫通形成すると共に、前記各透孔の内周面の前記端壁の径方向外側に位置する部位を、前記筒状基部の内周面にほぼ沿って形成したことを特徴とするウォータポンプ。
  19.  請求項18に記載のウォータポンプにおいて、
     前記各透孔は、幅長さが前記端壁の中心側から外側に向かって大きくなることを特徴とするウォータポンプ。
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