(57)【要約】【課題】メカニカルシールを通して漏出した冷媒が転がり軸受に浸入することを防止することができるウォーターポンプを提供する。【解決手段】固定フランジ２１及び固定筒部２２を有する固定部材２０と、ハウジング１０の水室１１に配置されるインペラ６０、回転筒軸５１、回転フランジ５２及びプーリ５３を有する回転部材５０と、固定筒部２２とプーリ５３との間に配設の転がり軸受３１と、固定筒部２２と回転筒軸５１との間に配設のメカニカルシール４０と、を備える。回転フランジ５２に、内輪３２を固定筒部２２の外周面に圧入するための工具が挿通可能なサービス孔５４が形成される。メカニカルシール４０及び転がり軸受３０と回転フランジ５２との間の内部空間Ｓの壁面をなす面の少なくとも回転フランジ５２の内面及び回転筒軸２２の外周面に、漏れ出た冷媒を撥水してサービス孔５４から排出するための撥水処理面７１が設けられている。【選択図】図１
2008121502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの取付面に取り付けられる固定フランジと固定筒部とを有する固定部材と、
前記ハウジングの水室に配置されるインペラが一端部に設けられた回転筒軸とこの回転筒軸の他端開口部外周面の半径方向に突出された回転フランジとこの回転フランジの外周縁に沿って設けられたプーリとを有する回転部材と、
前記固定筒部と前記プーリとの間に配設された転がり軸受と、
前記固定筒部と前記回転筒軸との間に配設されたメカニカルシールと、を備え、
前記回転フランジに、前記転がり軸受の内輪を前記固定筒部の外周面に圧入するための工具が挿通可能なサービス孔が形成されたウォーターポンプであって、
前記メカニカルシール及び前記転がり軸受と前記回転フランジとの間の内部空間の壁面をなす面のうち、少なくとも前記回転フランジの内面及び回転筒軸の外周面に、前記メカニカルシールを通して漏れ出た冷媒を撥水して前記サービス孔から排出する撥水処理面が設けられていることを特徴とするウォーターポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のウォーターポンプであって、
メカニカルシール及び転がり軸受と回転フランジとの間の内部空間の壁面をなす転がり軸受の内・外輪の一端面にも撥水処理面が設けられていることを特徴とするウォーターポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のウォーターポンプであって、
撥水処理面はフッ素コーティング膜によって構成されていることを特徴とするウォーターポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主として車両の内燃機関に冷媒（クーラント等の冷却液）を循環するためのウォーターポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のウォーターポンプにおいては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
これにおいては、ハウジング、固定部材、プーリを有する回転部材、転がり軸受及びメカニカルシールを主体として構成されている。
すなわち、固定部材は、ハウジングの取付面に取り付けられる固定フランジと固定筒部とを有する。回転部材は、ハウジングの水室に配置されるインペラが一端部に設けられた回転筒軸とこの回転筒軸の他端開口部外周面の半径方向に突出された回転フランジとこの回転フランジの外周縁に沿って設けられたプーリとを有している。
また、転がり軸受は固定筒部とプーリとの間に配設され、メカニカルシールは固定筒部と回転筒軸との間に配設されている。
前記したような構造をもつウォーターポンプにおいては、ハウジングの水室側の冷媒が固定筒部と回転筒軸との間に配設されたメカニカルシールを通して漏出すると、漏出した冷媒が転がり軸受に浸入し、転がり軸受が発錆する恐れがあるため、回転部材の回転フランジの外周縁に形成された外周円筒部に貫通孔が形成されている。
【特許文献１】特開２００５−２５６７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に開示されたものにおいては、回転フランジの外周縁に向けて流れる漏出冷媒が外周円筒部の貫通孔に達する途中に転がり軸受が存在するため、漏出冷媒の一部が転がり軸受に不測に浸入する恐れがある。
【０００４】
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、メカニカルシールを通して漏出した冷媒が転がり軸受に浸入することを良好に防止することができるウォーターポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係るウォーターポンプは、ハウジングの取付面に取り付けられる固定フランジと固定筒部とを有する固定部材と、
前記ハウジングの水室に配置されるインペラが一端部に設けられた回転筒軸とこの回転筒軸の他端開口部外周面の半径方向に突出された回転フランジとこの回転フランジの外周縁に沿って設けられたプーリとを有する回転部材と、
前記固定筒部と前記プーリとの間に配設された転がり軸受と、
前記固定筒部と前記回転筒軸との間に配設されたメカニカルシールと、を備え、
前記回転フランジに、前記転がり軸受の内輪を前記固定筒部の外周面に圧入するための工具が挿通可能なサービス孔が形成されたウォーターポンプであって、
前記メカニカルシール及び前記転がり軸受と前記回転フランジとの間の内部空間の壁面をなす面のうち、少なくとも前記回転フランジの内面及び回転筒軸の外周面に、前記メカニカルシールを通して漏れ出た冷媒を撥水して前記サービス孔から排出する撥水処理面が設けられていることを特徴とする。
【０００６】
前記構成によると、水室側の冷媒の一部がメカニカルシール及び転がり軸受と回転フランジとの間の内部空間側に漏出すると、その漏出冷媒は回転フランジの内面及び回転筒軸の外周面の撥水処理面によって撥水され、回転フランジのサービス孔から排出される。このため、漏出冷媒が転がり軸受に浸入することを良好に防止することができる。ひいては、漏出冷媒が原因となる転がり軸受の内・外輪の軌道面や転動体の発錆を防止することができ、耐久性の向上を図ることができる。
【０００７】
請求項２に係るウォーターポンプは、請求項１に記載のウォーターポンプであって、
メカニカルシール及び転がり軸受と回転フランジとの間の内部空間の壁面をなす転がり軸受の内・外輪の一端面にも撥水処理面が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
前記構成によると、転がり軸受の内・外輪の一端面にも撥水処理面が設けられることによって、内部空間側に漏出した冷媒をより一層良好に撥水して回転フランジのサービス孔から排出することができ、漏出冷媒が原因となる転がり軸受の内・外輪の軌道面や転動体の発錆の防止に効果が大きい。
【０００９】
請求項３に係るウォーターポンプは、請求項１又は２に記載のウォーターポンプであって、
撥水処理面はフッ素コーティング膜によって構成されていることを特徴とする。
【００１０】
前記構成によると、フッ素コーティング膜によって撥水処理面を構成することによって長期間にわたって良好な撥水性を確保することができ耐久性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。
【実施例】
【００１２】
（実施例１）
この発明の実施例１を図面にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係るウォーターポンプを示す側断面図である。図２は回転部材を示す正面図である。図３はメカニカルシール及び転がり軸受と回転フランジとの間の内部空間を拡大して示す側断面図である。
図１に示すように、ウォーターポンプは、ハウジング１０、固定部材２０、回転部材５０、転がり軸受としての深溝玉軸受３１及びメカニカルシール４０を主体として構成されている。
ハウジング１０には、冷媒（例えば、クーラント等の冷却液）の冷媒の循環路に通じる吸引口と吐出口（共に図示しない）を有する水室１１がハウジング１０の一側面に開口して形成されている。
また、ハウジング１０には水室１１の一側開口部の周囲に取付面１２が形成され、この取付面１２には環状のシール材１３が嵌込まれる環状凹部が形成されている。
【００１３】
固定部材２０は、一枚の鋼板等の金属板がプレス加工されることによって形成されると共に、固定フランジ２１と固定筒部２２とを一体に有している。そして、固定部材２０は、固定フランジ２１においてハウジング１０の水室１１の一側開口部を塞ぐようにして取付面１２にボルト等によって取り付けられている。
また、固定部材２０の固定筒部２２は、固定フランジ２１側に位置する根元側に大径部２５を、先端側に小径部２３を有して段付き円筒状に形成され、小径部２３と大径部２５との境界部には段差面２４が形成されている。
【００１４】
回転部材５０は、回転筒軸５１、回転フランジ５２、プーリ５３及びインペラ６０を一体状に有している。
回転筒軸５１は、固定筒部２２よりも小径に形成されて固定筒部２２の中心部に貫挿され、かつ一端が閉じられた有底円筒状に形成されている。そして、回転筒軸５１の他端開口部外周には半径方向に突出する回転フランジ５２が形成されている。さらに、回転フランジ５２の外周縁に沿って円筒状のプーリ５３が形成され、このプーリ５３と、内燃機関、例えばエンジン（図示しない）の出力軸との間にはベルト（図示しない）が掛け渡され、エンジンの出力軸のトルクがベルトを介して回転部材５０に伝達されるようになっている。
また、この実施例１においては、回転部材５０の回転筒軸５１、回転フランジ５２及びプーリ５３は、一枚の鋼板等の金属板がプレス加工されることによって形成されている。
さらに、回転フランジ５２には、転がり軸受としての深溝玉軸受３１の内輪３２を固定筒部２２の外周面に圧入するための工具が挿通可能な複数のサービス孔５４がプレス加工と同時に形成されている。
また、インペラ６０は、その中心部において有底円筒状に形成されたボス６１と、ボス６１の開口部外周面から半径方向に突出されたフランジ６２と、フランジ６２の一側面に形成された複数の羽根６３とを一体に備えて構成されている。そして、インペラ６０は、そのボス６１において回転筒軸５１の一端部外周に圧入されて固定される。さらに、インペラ６０は、ハウジング１０の水室１１内に回転可能に配置される。
【００１５】
図１に示すように、固定部材２０の固定筒部２２の内周面と、回転部材５０の回転筒軸５１の外周面との間には、周知のメカニカルシール４０が配設されている。なお、メカニカルシール４０としては、例えば、固定筒部２２の内周面に圧入される芯金に弾性体よりなるシールリップが接合されて構成され、シールリップが回転筒軸５１の外周面に弾性的に密接されてシールする構造のものがある。さらに、メカニカルシール４０としては、固定筒部２２の内周面に圧入される芯金と回転筒軸５１の外周面に圧入される芯金との少なくとも一方の芯金に弾性体よりなるシールリップが接合されて構成され、シールリップによって両芯金間をシールする構造のものもある。
【００１６】
図１に示すように、固定部材２０の固定筒部２２の外周面と、回転部材５０のプーリ５３の内周面との間には、転がり軸受としての深溝玉軸受３１が配設されている。
図３に示すように、深溝玉軸受３１は、内輪３２と、外輪３３と、これら内・外輪３２、３３の両軌道面の間に配設された転動体としての複数の玉３５と、これら複数の玉３５を保持する保持器３６と、シール材３７とを備えて構成されている。そして、プーリ５３の内周面に深溝玉軸受３１が、その外輪３３において圧入されて固定された後、回転フランジ５２のサービス孔５４を通して挿入される工具によって内輪３２が固定筒部２２の段差面２４に当接する位置まで同固定筒部２２の小径部２３外周に圧入されることによって、固定筒部２２と、プーリ５３との間に深溝玉軸受３１が組み付けられるようになっている。
【００１７】
図３に示すように、メカニカルシール４０及び深溝玉軸受３１と回転フランジ５２との間の内部空間Ｓの壁面をなす面のうち、少なくとも回転フランジ５２の内面及び回転筒軸５１の外周面に、メカニカルシール４０を通して漏れ出た冷媒を撥水してサービス孔５４から排出するための撥水処理面を構成するフッ素コーティング膜７１が設けられている。
また、実施例１においては、内部空間Ｓの壁面をなす深溝玉軸受３１の内・外輪３２、３３の一端面と、固定筒部２２の小径部２３の内周面にもフッ素コーティング膜７２、７３、７４が設けられている。
【００１８】
この実施例１に係るウォーターポンプは上述したように構成される。
したがって、エンジンの作動時には出力軸のトルクがベルトを介して回転部材５０のプーリ５３に伝達される。これによって、プーリ５３、回転フランジ５２、回転筒軸５１及びインペラ６０を一体に有する回転部材５０が所定方向に回転される。そして、ハウジング１０の水室１１内で回転されるインペラ６０のポンプ作用によって、水室１１内の冷媒が吐出口から循環路に吐出される一方、循環路の冷媒が吸引口から水室１１内に吸引される。
【００１９】
メカニカルシール４０は、摩擦によるトルク損出を軽減するために、軽接触シールが用いられる。例えば、メカニカルシール４０が固定筒部２２の内周面に圧入される芯金に弾性体よりなるシールリップが接合されて構成され、シールリップが回転筒軸５１の外周面に弾性的に密接されてシールする構造である場合には、メカニカルシール４０のシールリップが回転筒軸５１の外周面に軽く接触する。
このようなことから、水室１１内の冷媒の一部が、回転フランジ５２とメカニカルシール４０との間の内部空間Ｓ側に漏出する場合がある。この場合には、漏出冷媒は回転フランジ５２の内面及び回転筒軸５１の外周面の撥水処理面をなすフッ素コーティング膜７１によって撥水され、図１の矢印Ｐで示すように、回転フランジ５２のサービス孔５４から排出される。このため、漏出冷媒が深溝玉軸受３１に浸入することを良好に防止することができる。ひいては、漏出冷媒が原因となる深溝玉軸受３１の発錆を防止することができ、耐久性の向上を図ることができる。
また、この実施例１においては、内部空間Ｓの壁面をなす深溝玉軸受３１の内・外輪３２、３３の一端面と、固定筒部２２の小径部２３の内周面にもフッ素コーティング膜７２、７３、７４が設けられているため、内部空間Ｓ側に漏出した冷媒をより一層良好に撥水して回転フランジ５２のサービス孔５４から排出することができる。このため、漏出冷媒が原因となる深溝玉軸受３１の内・外輪３２、３３の軌道面や転動体としての玉３５の発錆の防止に効果が大きい。
また、フッ素コーティング膜７１によって撥水処理面を構成することによって長期間にわたって良好な撥水性を確保することができ耐久性に優れる。
【００２０】
（実施例２）
次に、この発明の実施例２を図４にしたがって説明する。
図４は実施例２を示すもので、固定部材の固定筒部に通気孔が形成された状態を示す断面図である。
図４に示すように、この実施例２においては、回転部材５０の回転筒軸５１に複数の通気孔５６が貫設され、これら通気孔５６によって内部空間Ｓと回転筒軸５１の筒内空間部５１ａとが連通されている。そして、回転部材５０の回転時には、遠心力の作用によって、回転筒軸５１の筒内空間部５１ａの空気が通気孔５６を通して内部空間Ｓに流れた後、回転フランジ５２のサービス孔５４から外部に放出されるようになっている。
この実施例２のその他の構成は実施例１と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
【００２１】
したがって、この実施例２においては、内部空間Ｓ内に漏出した冷媒がフッ素コーティング膜７１（７２、７３、７４）によって撥水されると共に、回転筒軸５１の筒内空間部５１ａから通気孔５６を通して内部空間Ｓに流れた後、回転フランジ５２のサービス孔５４から外部に放出される空気の流れによって、回転フランジ５２のサービス孔５４から迅速かつ円滑に排出することができる。
【００２２】
なお、この発明は前記実施例１に限定するものではない。
例えば、前記実施例１においては、メカニカルシール４０を通して漏れ出た冷媒を撥水して回転フランジ５２のサービス孔５４から排出する撥水処理面が、フッ素コーティング膜７１（７２、７３、７４）によって構成される場合を例示したが、撥水処理面が例えばシリコーンコーティング膜等によって構成されてもこの発明を実施することができる。
また、固定部材２０において、固定フランジ２１と、固定筒部２２とを個別に製作した後、これら両部材を一体状に結合することによって固定部材２０を構成してもよい。
また、回転部材５０の回転フランジ５２に形成されるサービス孔５４は円形孔の他、長孔、角孔等であってもよい。
また、回転部材５０において、回転筒軸５１、回転フランジ５２、プーリ５３及びインペラ６０をそれぞれ個別に製作した後、これら各部材を一体状に結合して回転部材５０を構成してもよい。
また、回転フランジ５２とプーリ５３とを一体に製作した第１部材と、回転筒軸５１とインペラ６０とを一体に製作した第２部材とを一体状に結合して回転部材５０を構成してもよい。
また、転がり軸受としては深溝玉軸受３１の他、円筒ころ軸受を用いてもこの発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施例１に係るウォーターポンプを示す側断面図である。
【図２】同じく回転部材を示す正面図である。
【図３】同じくメカニカルシール及び転がり軸受と回転フランジとの間の内部空間を拡大して示す側断面図である。
【図４】この発明の実施例２を示すもので、固定部材の固定筒部に通気孔が形成された状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  ハウジング
１１  水室
１２  取付面
２０  固定部材
２１  固定フランジ
２２  固定筒部
３１  深溝玉軸受（転がり軸受）
３２  内輪
４０  メカニカルシール
５０  回転部材
５１  回転筒軸
５２  回転フランジ
５３  プーリ
５４  サービス孔
５６  通気孔
６０  インペラ
７１、７２、７３、７４  フッ素コーティング膜（撥水処理面）
【図１】
2008121502.tif 000003
【図２】
2008121502.tif 000004
【図３】
2008121502.tif 000005
【図４】
2008121502.tif 000006