(57)【要約】【課題】クラッチ機構をポンプハウジング内のポンプ室周辺に設けることにより、小型化を図り得るウォータポンプを提供する。【解決手段】ポンプハウジング２の内部に有するポンプ室３内に回転自在に支持された駆動軸６と、ポンプ室に収容され、駆動軸の一端側に小径軸部６ａと固定部６ｃを有し、該固定部に駆動リング１４が圧入固定され、小径軸部に軸受部１５と従動リング１６を介して相対回転自在に設けられたインペラ７と、を備え、前記駆動リングと従動リングの各外周面に跨ってクラッチスプリング２０を設け、該クラッチスプリングの外周側にクラッチスプリングが縮径変形、拡径変形するように制御するための制御部材２１を設け、該制御部材をインペラの保持孔７ｃの内周面と駆動リングの環状凸部１４ｃの外周面で摺動自在に保持していると共に、駆動リングの規制フランジ部１４ｂで内側面に当接した。【選択図】図１
2014062511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にポンプ室を有するポンプハウジングと、
一端部側から回転力が伝達されると共に、前記ポンプハウジング内に回転自在に支持された駆動軸と、
前記ポンプ室に収容されると共に、前記駆動軸の他端部に設けられたインペラと、
前記駆動軸の他端部側に設けられて、該駆動軸と一体に回転する駆動リングと、
前記インペラに設けられて、該インペラと一体に回転する従動リングと、
前記駆動リング及び従動リングの各外周面に跨って配置され、自身の弾性力によって縮径変形するクラッチスプリングと、
前記クラッチスプリングの外周側に所定隙間をもって回転可能に配置され、水温状態に応じて前記クラッチスプリングを拡径方向へ変形させる制御部材と、
前記制御部材の回転を制限する回転制限機構と、
を備え、
前記制御部材は、前記駆動リング又は前記インペラに設けられた保持部によって摺動自在に保持されていることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項２】
一端部側に外部からの回転動力が伝達されると共に、ポンプハウジング内に回転自在に支持された駆動軸と、
前記ポンプ室の前記駆動軸の他端部側に配置されたインペラと、
前記駆動軸に設けられて、該駆動軸と一体に回転する駆動リングと、
前記駆動リングの外周側に所定隙間をもって配置され、回転可能な制御部材と、
一端部が前記制御部材に係止されていると共に、他端部が前記インペラに係止されて、前記駆動軸の回転方向と同方向の力によって縮径し、反対方向の力によって拡径変形するクラッチスプリングと、
前記制御部材の回転を制限する回転制限機構と、
を備え、
前記制御部材は、前記ポンプハウジング内周側に設けられた保持部により摺動自在に保持されることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項３】
内部にポンプ室を有するポンプハウジングと、
外部から回転力が伝達されると共に、前記ポンプハウジング内に回転自在に支持された駆動軸と、
前記ポンプ室に収容されて、前記駆動軸と相対回転自在に設けられたインペラと、
前記ポンプハウジングに設けられ、機関の水温に応じて前記駆動軸とインペラを断続させるクラッチ機構とを備え、
該クラッチ機構は、前記駆動軸の外周側に隙間を介して回転自在に配置された制御部材と、
該制御部材の回転を制限する回転制限機構と、
一端部が前記制御部材に固定され、他端部が前記インペラに固定されて、前記回転制限機構により、前記制御部材の回転が制限されている場合は、前記駆動軸とインペラとの接続が解除され、制御部材の回転が制限されていない場合は、前記駆動軸とインペラを接続して一体に回転させるクラッチスプリングと、によって構成され、
前記制御部材の振れを抑制する抑制手段を設けたことを特徴とするウォータポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジンを冷却するための冷却水をエンジン内部に供給するために用いられるウォータポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
概略を説明すると、ポンプハウジングの内部に軸受部を介して駆動軸が回転自在に支持されていると共に、該駆動軸の一端側に駆動軸と相対回転可能なプーリが設けられ、他端側にインペラが設けられている。
前記プーリの内周側には、前記駆動軸に対する回転伝達力を連結あるいは遮断するクラッチ機構が設けられている。
【０００４】
すなわち、クラッチ機構は、冷機始動後の一定時間は、駆動軸とプーリの連結を遮断して暖機性能を向上させると共に、暖機完了後は、駆動軸とプーリを連結して機関の冷却を開始するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２２０３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のウォータポンプにあっては、前記クラッチ機構を前記プーリの内周側に配置されていることによって、該プーリの外径が必然的に大きくなり、装置の大型化が余儀なくされている。
【０００７】
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、前記クラッチ機構をポンプハウジング内のポンプ室周辺に設けることにより、前記プーリの小型化を図り、搭載性を向上させたウォータポンプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、内部にポンプ室を有するポンプハウジングと、一端部側から回転力が伝達されると共に、前記ポンプ室内に回転自在に支持された駆動軸と、前記ポンプ室に収容されると共に、前記駆動軸の他端部に設けられたインペラと、前記駆動軸の他端部側に設けられて、該駆動軸と一体に回転する駆動リングと、前記インペラに設けられて、該インペラと一体に回転する従動リングと、前記駆動リング及び従動リングの各外周面に跨って配置され、前記駆動軸の回転方向の力によって縮径変形するクラッチスプリングと、前記クラッチスプリングの外周側に所定隙間をもって配置され、水温状態に応じ前記クラッチスプリングを拡径方向へ変形させる制御部材と、前記制御部材の回転を制限する回転制限機構と、を備え、
前記制御部材は、前記駆動リング又は前記インペラに設けられた保持部によって摺動自在に保持されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クラッチ機構をポンプハウジングの内周側に設けることにより、装置の小型化を図ることができる。また、前記制御部材を前記保持部によって摺動自在に保持したことによって、前記クラッチ機構が前記ポンプハウジングの内周側、つまり冷却水中に設けられた場合でも水流及び水圧差による前記制御部材の振れが抑制され、該制御部材に繋がれているクラッチスプリングの傷付きや偏摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るウォータポンプの第１実施形態を示す要部断面図である。
【図２】本施形態のウォータポンプの分解斜視図である。
【図３】図１のＡ矢視図である。
【図４】本実施形態に供される制御部材を示し、Ａは制御部材の斜視図、Ｂは制御部材の正面図、Ｃは制御部材の側面図である。
【図５】本実施形態の一部を断面して示す作用説明図であって、Ａは制御部材の回転を制御しない状態を示し、Ｂは回転を制限した状態を示している。
【図６】本発明に係るウォータポンプの第２実施形態を示す要部断面図である。
【図７】本発明に係るウォータポンプの第３実施形態を示す要部断面図である。
【図８】本発明に係るウォータポンプの第４実施形態を示す要部断面図である。
【図９】本発明に係るウォータポンプの第５実施形態を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
このウォータポンプ１は、自動車のラジエータとエンジン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。
〔第１実施形態〕
このウォータポンプ１は、図１〜３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固定などにより直接取り付けられ、シリンダブロック側の前端部内にポンプ室３が形成されたポンプハウジング２と、該ポンプハウジング２の後端側に、単一のボールベアリング５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２の内部に挿通配置され、一端側の図外の大径軸部が前記プーリ４に一体に連結された駆動軸６と、該駆動軸６の他端側の小径軸部６ａに後述する軸受部（水中軸受）１５と従動リング１６を介して固定されて、前記ポンプ室３内に回転自在に収容されたインペラ７と、前記ポンプハウジング２と駆動軸６との間に介装されて、ポンプ室３と前記ボールベアリング５との間をシールするメカニカルシール８と、から主として構成されている。
【００１３】
前記ポンプハウジング２は、例えばアルミニウム合金材で一体に形成され、ポンプ室３側にハウジング本体９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９の後端側に段差径状の筒状部１０を一体に有している。
【００１４】
前記ハウジング本体９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９ａ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２８が挿通されるボルト孔９ｂを構成するボス部９ｃが複数突設されている。
【００１５】
また、このハウジング本体９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３に流入した冷却水をインペラ７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９ｄが形成されている。
【００１６】
前記筒状部１０は、図１に示すように、ポンプ室３側の大径部１０ａと、該大径部１０ａから前記ボールベアリング５方向へ延出した中径部１０ｂと、該中径部１０ｂから駆動軸６の大径軸部方向へ延出した小径部１０ｃと、から構成されている。
【００１７】
前記中径部１０ｂは、重力方向の下側に前記メカニカルシール８から漏れ出た冷却水の水滴を流入させる環状空間室１１が形成されていると共に、該環状空間室１１の下側には、該環状空間室１１から滴下した水滴を捕集貯留する図外のドレンチャンバが形成されている。
【００１８】
前記プーリ４は、合成樹脂製によって円盤状に一体に形成されており、中央に前記駆動軸６の一端部が軸方向から圧入によって結合された図外の中央固定部と、該中央固定部の軸方向前端縁から駆動軸６の径方向に延出した円盤状のフランジ壁４ａと、該フランジ壁４ａの外周縁から駆動軸６の軸方向に折曲された大径状の円筒部４ｂと、該円筒部４ｂの外周面に突設されたベルト装着部４ｃとから構成されている。
【００１９】
前記円筒部４ｂは、内周面に図外の金属円筒状のインサートを介して前記ボールベアリング５の外輪５ａが圧入固定されている。
【００２０】
前記ベルト装着部４ｃは、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。
【００２１】
前記ボールベアリング５は、一般的なもので、前記筒状部１０の小径部１０ｃに圧入された内輪５ｂと、前記円筒部４ｂに圧入された前記外輪５ａと、前記内輪５ｂと外輪５ａとの間に保持器を介して転動自在に設けられた図外の複数のボールとから構成されている。
【００２２】
また、前記小径部１０ｃの外周には、図２にも示すように、薄肉円環状の遮蔽板１２が前記内輪５ｂと前記中径部１０ｂの前記環状突部に挟まれて固定されている。この遮蔽板１２は、前記ボールベアリング５の後端縁側を覆った状態に配置されて、外部からの塵芥などが前記ボールベアリング５へ侵入するのを阻止するようになっている。
【００２３】
前記駆動軸６は、図１及び図２に示すように、金属材によって形成されていると共に、該プーリ４側の一端部側に形成された図外の大径軸部と、中央側に形成されて、大径軸部より小径な中径軸部６ｂと、先端側に形成されて、中径軸部６ｂより小径な先端側の小径軸部６ａと、を備え、大径軸部から小径軸部６ａまで段差小径状に形成されている。
【００２４】
前記大径軸部と中径軸部６ｂとの間には、環状に切り欠かれた環状溝１３が形成されている。この環状溝１３は、前記環状空間室１１に臨む位置に設けられている。なお、該環状空間室１１の下部には、前記メカニカルシール８によって阻止された水を貯留する図外の貯留室が形成されており、この貯留室は、図２に示すドレンキャップ２９によって閉止されている。
【００２５】
また、前記中径軸部６ｂの小径軸部６ａ側の端部には、段差小径筒状の固定部６ｃが形成されていると共に、該固定部６ｃの外周には駆動リング１４が軸方向から圧入固定されている。
【００２６】
前記駆動リング１４は、金属材によって一体に形成され、前記固定部６ｃの軸方向から圧入固定される円筒状本体１４ａと、該円筒状本体１４ａの前端に一体に形成された規制フランジ部１４ｂとから構成されている。
【００２７】
前記円筒状本体１４ａは、内径が前記固定部６ｃの外径よりも僅かに小径に形成されて、前記固定部６ｃに圧入されていると共に、所定の外径を有している。
【００２８】
前記規制フランジ部１４ｂは、前記円筒状本体１４ａ側の一側面に段差小径状の環状凸部（段差部）１４ｃが一体に形成されている。
【００２９】
さらに、前記小径軸部６ａの外周には、前記軸受部１５が回転自在に設けられ、前記小径部６ａを軸受している。この軸受部１５は、カーボン材によって筒状一体に形成され、軸方向長さが前記小径軸部６ａの軸方向の長さよりも僅かに短く設定されている。
【００３０】
また、この軸受部１５の外周には、円筒状の従動リング１６が圧入固定されている。この従動リング１６は、ステンレス材によって一体に形成された円筒状のリング本体１６ａと、該リング本体１６ａの前記駆動リング１４と反対側の軸方向一端部に一体に設けられたフランジ部１６ｂと、該フランジ部１６ｂの内側面の円周方向の等間隔位置に一体に設けられた複数の突起部１６ｃと、から主として構成されている。
【００３１】
前記従動リング１６は、前記フランジ部１６ｂを含む軸方向全体の長さが前記軸受部１５の軸方向長さとほぼ同一に設定されていると共に、内径が前記軸受部１５の外径よりも僅かに小さく形成されて圧入代が確保されている。
【００３２】
前記リング本体１６ａは、軸方向の他端面がこれに対向する前記駆動リング１４の円筒状本体１４ａの対向面に軸方向から摺動自在、または若干の隙間をもって対向していると共に、その外径が前記円筒状本体１４ａの外径とほぼ同一に設定されて、互いに連続した外周面に形成されている。
【００３３】
前記フランジ部１６ｂの各突起部１６ｃの間には、後述するクラッチスプリング２０の一端部２０ａが係止固定される係止溝１６ｄが形成されている。
【００３４】
前記インペラ７は、アルミ合金材によって一体に形成され、図１〜図３に示すように、ほぼ円盤状の基部７ａと、該基部７ａの前面外周側に中央部側から放射状に形成された６枚の羽部７ｂとから主として構成されている。
【００３５】
また、前記インペラ７は、前記基部７ａの中央に円柱状の保持孔７ｃが軸方向へ貫通形成されている。この保持孔７ｃは、比較的大径に形成されていると共に、前記従動リング１６の約２／３程度が収容配置される軸方向の長さを有している。
また、前記保持孔７ｃの孔縁が前記従動リング１６のフランジ部１６ｂの近傍の部位にかしめ固定されている。したがって、このインペラ７は、従動リング１６を介して前記軸受部１５と一体に回転すると共に、前記駆動軸６に対しては相対回転するようになっている。
【００３６】
さらに、前記保持孔７ｃは、内周で後述する制御部材２１を嵌合保持するようになっている。
【００３７】
前記駆動軸６の小径軸部６ａの先端部には、雌ねじ孔６ｄが内部軸方向に沿って形成されていると共に、先端側に形成された小径部に円盤状の大径な保持板１７とばねワッシャ１８が配置されており、これらは、前記雌ねじ孔６ｄを介して螺着したボルト１９によって共締め固定されている。
【００３８】
前記保持板１７は、中央の孔を介して前記小径軸部６ａの先端小径部に挿通配置されていると共に、外周側で前記軸受部１５と従動リング１６の軸方向の自由な移動を規制するようになっている。
【００３９】
前記駆動リング１４の円筒状本体１４ａと従動リング１６のリング本体１６ａの両外周側には、クラッチ機構が設けられている。
【００４０】
前記クラッチ機構は、前記駆動リング１４と従動リング１６の両外周側に配置されたクラッチスプリング２０と、該クラッチスプリング２０の外周側に配置され、前記駆動リング１４と従動リング１６に対するクラッチスプリング２０による連結を制御する前記制御部材２１と、該制御部材２１の回転を制御する回転制限機構２２とにより構成されている。
【００４１】
前記クラッチスプリング２０は、軸方向に長いコイル状に形成されて、前記円筒状本体１４ａと前記リング本体１６ａの各外周面に軸方向から跨って巻装され、常時縮径する方向にばね力が作用して前記駆動リング１４と従動リング１６を連結するようになっている。
【００４２】
また、このクラッチスプリング２０は、軸方向に折曲形成された一端部２０ａが前記従動リング１６の係止溝１６ｄに係止固定されていると共に、径方向に折曲形成された他端部２０ｂが前記制御部材２１の軸方向一端側に形成された係合溝２１ｄに係合固定されている。
【００４３】
前記制御部材２１は、図１及び図４Ａ〜Ｃに示すように、ほぼ円筒状に形成された本体２１ａと、該本体２１ａの外周面の径方向対称位置に形成された一対のアーム部２１ｂ、２１ｂとを有し、前記本体２１ａの内周面２１ｃが僅かな隙間Ｃをもって前記クラッチスプリング２０の外周面を覆う形で配置されている。
【００４４】
前記本体２１ａは、軸方向に沿って所定長さに設定されていると共に、外径が前記保持孔７ｃの内径よりも僅かに小さく設けられ、軸方向の一端部２１ｇが保持孔７ｃの内周面に摺動自在に嵌合されている一方、他端部２１ｈは、前記環状凸部１４ｃの外周面に摺動自在に嵌合されている。
【００４５】
すなわち、この制御部材２１は、いずれかの部材に固定されることなく、前記本体２１ａの一端部２１ｇが前記保持孔７ｃの内周面に摺動自在に嵌合保持されていると共に、他端部２１ｈが、前記環状凸部１４ｃの外周面に摺動自在に嵌合保持されている。また、他端部２１ｈが前記規制フランジ部１４ｂの内側面に軸方向から当接している。
【００４６】
なお、この他端部２１ｈには、ほぼ横Ｕ字形状に形成された前記係合溝２１ｄが軸方向に沿って切欠形成されている。
【００４７】
前記両アーム部２１ｂ，２１ｂは、本体２１ａの外周面の軸方向のほぼ中央位置に固定された固定基部２１ｅと固定基部２１ｅから径方向へ突出して軸方向へ折曲されて前記メカニカルシール８の外周位置まで延設された先端部２１ｆとから構成されている前記両アーム部２１ｂは、外周面が前記本体２１ａの周方向に沿って断面円弧状に形成されている。
【００４８】
そして、この制御部材２１は、前記クラッチスプリング２０の一端部２０ａを介して前記従動リング１６及び軸受部１５と一体的に回転するようになっていると共に、前記ポンプハウジング２に設けられた前記回転制限機構２２によって適宜その回転が制限（規制）され、この制限作用によって前記クラッチスプリング２０を拡径変形させるようになっている。
【００４９】
前記回転制限機構２２は、図１、図２及び図３に示すように、電磁ソレノイドによって構成され、ポンプハウジング２の大径部１０ａ側の側部に形成された保持孔２ａ内に収容固定されたソレノイドボディ２３と、該ソレノイドボディ２３の後端側に設けられたソレノイド部２４とから構成されている。
【００５０】
前記ソレノイドボディ２３は、ほぼ円筒状に形成されて、外周のシール溝に環着固定されたシールリング３２を介して前記保持孔２ａ内に液密滴に収容保持されていると共に、先端壁のほぼ中央位置に前記ポンプハウジング２に形成された貫通孔２ｂと連続した摺動孔２３ａが貫通形成されている。
【００５１】
前記ソレノイド部２４は、図１、図３などに示すように、ケーシングの内部に電磁コイルや固定コア、可動プランジャなどが収容配置されていると共に、先端部には前記可動プランジャに固定されたプッシュロッド２５が設けられている。また、ソレノイド部２４の外端部には、後述の電子コントローラに電気的に接続されるコネクタ部２４ａが一体に設けられている。
【００５２】
このプッシュロッド２５は、基端部が前記可動プランジャに固定されていると共に、先端部２５ａが前記摺動孔２３ａと貫通孔２ｂ内の挿通しつつ前記制御部材２１のアーム部２１ｂ方向へ進退自在に設けられている。つまり、このプッシュロッド２５は、前記電磁コイルに通電されると、前記可動プランジャを介して進出作動して先端部２５ａが前記いずれか一方のアーム部２１ｂの一側面に径方向から当接して、制御部材２１の駆動軸６と同方向の自由な回転を規制制限する一方、電磁コイルへの通電が遮断されると、先端部２５ａの外周に巻回されたコイルスプリング２６のばね力によって後退作動して前記いずれか一方のアーム部２１ｂとの当接がなくなる。前記ソレノイド部２４の電磁コイルは、図外の電子コントローラから制御電流が供給あるいは供給が遮断されるようになっている。
【００５３】
この電子コントローラは、クランク角センサやエアフローメータ、機関の水温センサなどからの情報信号に基づいて現在の機関状態を検出して燃料噴射弁などの各種機器類を制御するようになっている。特に、前記機関水温センサからの情報信号に基づいて、前記ソレノイド部２４の電磁コイルに制御電流を供給あるいは遮断して前記制御部材２１を介してクラッチスプリング２０を縮径変形あるいは拡径変形させるようになっている。
【００５４】
そして、前記インペラ７の前記クラッチスプリング２０のほぼ軸方向で対向する位置に、ポンプ室３内に供給された冷却水をインペラ７の背後（メカニカルシール８方向）に導く貫通孔である２つの導水孔２６，２７が形成されている。
【００５５】
すなわち、前記導水孔２６，２７は、図１及び図３に示すように、インペラ７の基部７ａの径方向ほぼ中央位置のほぼ対称位置に形成されて、前記クラッチスプリング２０外周側の環状隙間Ｃと軸方向から連通していると共に、前記制御部材２１にも軸方向から連通するようになっている。
【００５６】
〔第１実施形態の作用効果〕
以下、第１実施形態に係るウォータポンプの作用を説明すると、まず、機関が所定の温度以下の冷機始動時には、前記機関水温センサからの情報信号によって電子コントローラが前記ソレノイド部２４の電磁コイルへ通電して励磁させる。
【００５７】
そうすると、図５Ｂに示すように、可動プランジャを介して、プッシュロッド２５がコイルスプリング２６のばね力に抗して進出して、先端部２５ａが制御部材２１の一方のアーム部２１ｂの先端部側面に径方向から当接して前記制御部材２１の回転を制限する。
【００５８】
これによって、クラッチスプリング２０の他端部２０ｂを介して該クラッチスプリング２０が拡径方向へ変形するため、前記クラッチスプリング２０の内周面が、前記駆動リング１４と従動リング１６の各外周面から離間して両者１４，１６の接続を切り離す。したがって、前記駆動リング１４は、そのまま駆動軸６と一体に回転を継続するが、従動リング１６は回転が停止されることからインペラ７も回転が停止される。
【００５９】
これによって、ポンプ作用が停止してポンプ室３内の冷却水は吐出ポート９ｄから機関のウォータジャケット内に吐出されることがないことから、冷機始動時における暖機性能が向上する。
【００６０】
その後、機関温度が所定以上に上昇した場合は、これを検出した水温センサによって電子コントローラからソレノイド部２４の電磁コイルへの通電が遮断される。このため、図１及び図５Ａに示すように、前記プッシュロッド２５が、コイルスプリング２６のばね力によって後退することからアーム部２１ｂとの当接が解除されて、前記制御部材２１の自由な回転が許容される。
【００６１】
よって、クラッチスプリング２０は、自身の縮径変形力によって原状に復帰して、前記駆動リング１４と従動リング１６を緊締して両者１４，１６を一体的に接続する。したがって、インペラ７は、駆動軸６の回転力によって一体に回転してポンプ作用を行い、前記ポンプ室３内の冷却水を吐出ポート９ｄからウォータジャケット内に供給することから、機関を効率良く冷却することができる。
【００６２】
一方、前記ポンプ室３内の高圧な冷却水は、その一部が図１の矢印で示すように、前記各導水孔２６，２７を通って前記制御部材２１の外面やクラッチスプリング２０の外周側の環状隙間Ｃなどに流入して、そのままメカニカルシール８方向へ流入して、ここからポンプ室３内に戻される。
【００６３】
これにより、暖機完了後は、ポンプ室３の冷却水が、各導水孔２６、２７を介して前記クラッチスプリング２０やこの周辺に冷却水が強制的に供給されることから、クラッチスプリング２０の作動による摩擦粉などが洗い流されて摩擦粉の付着がなくなるため、クラッチ機構の性能の低下を抑制することができる。
【００６４】
また、前記メカニカルシール８方向に流入した冷却水によって、該メカニカルシール８のスリーブ部が積極的に冷却されて、駆動軸６との摺動摩擦による焼き付きを効果的に抑制することができる。
【００６５】
そして、本実施形態では、前述したように、クラッチスプリング２０と、前記制御部材２１及び回転制限機構２２とにより構成されている前記クラッチ機構をポンプハウジング内部に設け、従来のようにポンプハウジングの外側のプーリ内周側ではなくなることから装置の小型化を図ることができる。
【００６６】
また、前記クラッチ機構は、ポンプハウジング内部、つまり冷却水中に設けられているため、冷却水の水流やポンプ室内の水圧差の影響を受ける。その結果、前記制御部材２１に振れが生じるおそれがある。この振れが生じると、前記制御部材２１に接続されているクラッチスプリング２０に傷付きや偏摩耗が生じるおそれがあった。
【００６７】
本発明では、前述したように、前記制御部材２１の一端部２１ｇが前記保持孔７ｃの内周面によって摺動自在に嵌合保持されていると共に、前記他端部２１ｈが前記環状凸部１４ｃの外周面によって摺動自在に嵌合保持されている。したがって、制御部材２１は、保持孔７ｃの内周面と環状凸部１４ｃの外周面に摺動自在に保持されることによって径方向の位置決めがされている。また、他端部２１ｈが前記規制フランジ部１４ｂの内側面に当接していることから軸方向の位置決めがされている。
【００６８】
このように、前記制御部材２１の径方向の位置決めと軸方向の位置決めがなされることによって振れが抑制されて、前記制御部材２１の常時安定した作動が得られる。また、前記制御部材２１の両端部が摺動自在に保持され、径方向と軸方向の位置決めがされることによって振れが抑制されることにより、制御部材２１の回転負荷が軽減されるだけでなく、前記制御部材２１に接続されているクラッチスプリング２０の振れによる傷付きや偏摩耗を抑制することができる。
【００６９】
〔第２実施形態〕
図６は第２実施形態を示し、ポンプハウジング２の内部に軸受としてのプレーンベアリング３３を設け、このプレーンベアリング３３によって外周面３３ａが前記大径部１０ａの内周面に圧入固定されていると共に、内周面３３ｂで前記両アーム部２１ｂの円弧状の外周面２１ｉを摺動自在に保持している。
【００７０】
また、前記大径部１０ａの内周面の軸方向ほぼ中央位置に、円環状の環状突部１０ｄが形成され、前記プレーンベアリング３３を大径部１０ａに圧入する際に前記環状突部１０ｄにより軸方向の位置決めがされている。
【００７１】
以上のように、この実施形態では、前記プレーンベアリング３３の内周面３３ｂが前記各アーム部２１ｂの円弧状の外周面２１ｉを摺動自在に保持していることによって前記制御部材２１の径方向の位置が規制され、これによって前記制御部材２１の振れを抑制することができる。この結果、前記制御部材２１の常時安定した作動が得られる。
【００７２】
また、前記ポンプハウジング２内部にクラッチ機構を設けることにより、プーリ４の小型化を図っていると共に、前記クラッチスプリング２０によって冷機始動時の暖機性能の向上や暖機完了後の速やかな機関冷却作用などは第１実施形態と同様である。
【００７３】
また、本実施形態では、軸受としてプレーンベアリング３３を用いたが、ニードルベアリングなどの他の軸受を用いることも可能である。
【００７４】
〔第３実施形態〕
図７は第３実施形態を示し、前記従動リング１６によって前記制御部材２１を保持したものである。
【００７５】
すなわち、前記従動リング１６は、ステンレス材によってほぼ円筒状に形成され、フランジ部１６ｂの外径が前記制御部材２１の本体２１ａの内径よりも大きく形成すると共に、フランジ部１６ｂの内側面に円環状の突部１６ｆが設けられている。
【００７６】
前記突部１６ｆは、内径が前記クラッチスプリング２０の最大拡径変形した外径よりも大径に形成され、外径が制御部材２１の内径よりもわずかに小さく設定されて、この外周面によって前記制御部材２１の一端部２１ｇを摺動自在に保持している。
【００７７】
また、前記一端部２１ｇは、フランジ部１６ｂの段差部によっても摺動自在に保持されている。
【００７８】
したがって、前記突部１６ｆの外周面と前記フランジ部１６ｂの段差部によって前記制御部材２１の一端部２１ｇの内周面が摺動自在に保持されることによって、制御部材２１の径方向と軸方向への位置が規制され、これにより、制御部材２１の振れを抑制している。この結果、前記制御部材２１の常時安定した作動が得られる。
【００７９】
また、他の構成は、第１実施形態と同様であるから、プーリ４の小型化や、前記クラッチスプリング２０による冷機始動時の暖機性能の向上や暖機完了後の速やかな機関冷却作用などは第１実施形態と同様である。
【００８０】
〔第４実施形態〕
図８は第４実施形態を示し、インペラ３４によって制御部材２１を保持し、また、前記制御部材２１は、第１実施形態と比較して、本体２１ａが拡径形成されている。
【００８１】
前記インペラ３４は、前記保持孔７ｃの孔縁に軸方向へ沿って突出した筒状部３４ａが形成されている。
【００８２】
この前記筒状部３４ａは、制御部材２１の本体２１ａの軸方向のほぼ中央まで延設されていると共に、外径が本体２１ａの内径よりわずかに小さく設定されて、本体２１ａが被嵌状態に配置されている。
【００８３】
これにより、前記筒状部３４ａは、外周面によって前記制御部材２１の一端部２１ｇの内周面２１ｃを摺動自在に保持している。
【００８４】
したがってこの実施形態では、筒状部３４ａの外周面により、前記制御部材２１の径方向の位置規制がされ、これにより、該制御部材２１の振れを抑制している。
【００８５】
また、他の構成は、第１実施形態と同様であるから、プーリ４の小型化や、前記クラッチスプリング２０による冷機始動時の暖機性能の向上や暖機完了後の速やかな機関冷却作用などは第１実施形態と同様である。
【００８６】
〔第５実施形態〕
図９は第５実施形態を示し、第１実施形態における前記制御部材２１の他端部２１ｈ側を前記環状凸部１４ｃの外周面のみで摺動自在に保持している。
【００８７】
すなわち、第１実施形態と同じように、前記他端部２１ｈが、前記環状凸部１４ｃの外周面に摺動自在に嵌合されつつ、径方向の位置規制がされている。また、前記規制フランジ部１４ｂの内側面に他端部２１ｈの軸方向端縁が当接して、前記制御部材２１の軸方向の位置が規制されている。なお、前記制御部材２１の一端部２１ｇは、なんら保持されていない。
【００８８】
したがって、この実施形態では、前記他端部２１ｈが前記環状凸部１４ｃの外周面に摺動自在に保持されていることから、前記他端部２１ｈが前記環状凸部１４ｃのみによって前記制御部材２１軸方向と径方向の位置が規制され、制御部材２１の振れを抑制している。
【００８９】
また、他の構成は、第１実施形態と同様であるから、プーリ４の小型化や、前記クラッチスプリング２０による冷機始動時の暖機性能の向上や暖機完了後の速やかな機関冷却作用などは第１実施形態と同様である。
【００９０】
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成を変更することも可能である。
【００９１】
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
【００９２】
〔請求項ａ〕請求項１に記載のウォータポンプにおいて、
前記インペラは、樹脂により一体に成形されると共に、中央部に有する円盤状の基部と、該基部の外周側に設けられた複数の羽根部と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。
【００９３】
この発明によれば、樹脂成形によってインペラの形状を自由に設定できるので、インペラと一体の保持部の形成が容易になる。
【００９４】
〔請求項ｂ〕請求項１に記載のウォータポンプにおいて、
前記インペラは、鉄系金属により一体に形成されると共に、外周側に複数の羽根部を有していることを特徴とするウォータポンプ。
【００９５】
この発明によれば、プレス成形により製造するので製造容易になると共に、インペラの強度が高くなる。
【００９６】
〔請求項ｃ〕請求項１に記載のウォータポンプにおいて、
前記制御部材は、鉄系金属により形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
【００９７】
この発明によれば、前記制御部材の熱による劣化がなくなる。また、インペラも鉄系金属であるならば、線膨張係数が近いので嵌合のクリアランスが変化しない。
【００９８】
〔請求項ｄ〕請求項１に記載のウォータポンプにおいて、
前記保持部は、前記駆動リング又は前記インペラに設置された軸受により構成されていることを特徴とするウォータポンプ。
【００９９】
この発明によれば、軸受けによって摺動しているから滑らかな摺動性が得られる。また、樹脂インペラにおいては、樹脂の熱膨張による嵌合隙間の変動を抑える効果がある。
【０１００】
〔請求項ｅ〕請求項１に記載のウォータポンプにおいて、
前記制御部材は、円筒状の本体が前記インペラの内周側に設けられた円筒状の保持部の外周面に嵌合保持されていることを特徴とするウォータポンプ。
【０１０１】
この発明によれば、外周側から押さえることで傾きを押さえる面積を広くとれるので安定した保持が得られる。
【０１０２】
〔請求項ｆ〕請求項１に記載のウォータポンプにおいて、
記制御部材は、円筒状の本体が前記インペラの裏側に軸方向に沿って延設された円筒状の保持部の外周側に嵌合保持されていることを特徴とするウォータポンプ。
【０１０３】
〔請求項ｇ〕請求項１に記載のウォータポンプにおいて、
記制御部材は、円筒状の本体が前記駆動リングの外周に設けられた円筒状の保持部に嵌合保持されていることを特徴とするウォータポンプ。
【０１０４】
この発明によれば、駆動リングを利用して制御部材を保持することにより、駆動軸と制御部材の間には、駆動リングのみであり、介在する部品が少ないので部品点数の増加が抑制されると共に、より精度の高い振れ防止が可能となる。
【０１０５】
〔請求項ｈ〕請求項３に記載のウォータポンプにおいて、
記軸受と前記インペラとの間に従動リングが設けられていると共に、
従動リングは、一端部に径方向に延設された延設部と、前記延設部の外周縁から軸方向に延設され、前記制御部材の一端部の外周面が摺動自在に嵌合保持される円筒状の振れ抑制部を有することを特徴とするウォータポンプ。
【０１０６】
この発明によれば、従動リングに振れ抑制部を設けることもできるため、設計の自由度が上がる。
【０１０７】
〔請求項ｉ〕請求項１に記載のウォータポンプにおいて、
記保持部は、前記駆動リングのみに設けられていることを特徴とするウォータポンプ。
【０１０８】
〔請求項ｊ〕請求項１に記載のウォータポンプにおいて、
記保持部は、前記インペラのみに設けられていることを特徴とするウォータポンプ。
【０１０９】
〔請求項ｋ〕請求項１に記載のウォータポンプにおいて、
記保持部は、前記駆動リングと前記インペラの両方に設けられることを特徴とするウォータポンプ。
【０１１０】
この発明によれば、制御部材の両端部が保持されることにより、振れ抑制効果がさらに向上する。
【０１１１】
〔請求項ｌ〕請求項１に記載のウォータポンプにおいて、
記保持部は、前記制御部材の軸方向移動を規制する規制部を有していることを特徴とするウォータポンプ。
【０１１２】
この発明によれば、軸方向移動を規制することで水流や水圧により制御部材が軸方向移動してクラッチスプリングが無理な姿勢となって、偏摩耗が起こるのを防止できる。
【０１１３】
〔請求項ｍ〕請求項ｌに記載のウォータポンプにおいて、
記規制部は、前記駆動リング又は前記インペラに設けられた段差部により構成されることを特徴とするウォータポンプ。
【０１１４】
この発明によれば、製造が容易である。
【０１１５】
〔請求項ｎ〕請求項２に記載のウォータポンプにおいて、
記保持部は、ハウジング内周側に固設されたベアリングにより構成されていることを特徴とするウォータポンプ。
【０１１６】
この発明によれば、ハウジングにベアリングを設置することで、制御部材の滑りが良くなり振れを抑えられる。
【０１１７】
〔請求項ｏ〕請求項１〜３のいずれか一項に記載のウォータポンプにおいて、
記回転制限機構は、前記制御部材の外周に当接及び離間可能に設けられたプッシュロッドを有するソレノイドにより構成されていることを特徴とするウォータポンプ。
【符号の説明】
【０１１８】
１…ウォータポンプ
２…ポンプハウジング
３…ポンプ室
４…プーリ
５…ボールベアリング
６…駆動軸
７…インペラ
７ｃ…保持孔
８…メカニカルシール
９…ハウジング本体
１０…筒状部
１４…駆動リング
１４ｂ…規制フランジ部（規制部、保持部）
１４ｃ…環状凸部（段差部、保持部）
１５…水中軸受け
１６…従動リング
２０…クラッチスプリング
２１…制御部材
２１ｇ…一端部
２１ｈ…他端部
２２…回転制限機構
３３…プレーンベアリング
【図１】
2014062511.tif 000003
【図２】
2014062511.tif 000004
【図３】
2014062511.tif 000005
【図４】
2014062511.tif 000006
【図５】
2014062511.tif 000007
【図６】
2014062511.tif 000008
【図７】
2014062511.tif 000009
【図８】
2014062511.tif 000010
【図９】
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