(57)【要約】【課題】メカニカルシールを通して漏出した冷媒を効率よく排出して転がり軸受の発錆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】ハウジング１０の取付面１２に取り付けられる固定フランジ２１と固定筒部２２とを有する固定部材２０と、ハウジング１０の水室１１に配置されるインペラ６０が一端部に設けられた回転筒軸５１と回転フランジ５２とプーリ５３とを有する回転部材５０と、固定筒部２２とプーリ５３との間に配設された転がり軸受３１と、固定筒部２２と回転筒軸５１との間に配設されたメカニカルシール４０と、を備える。回転フランジ５２に、転がり軸受３１の内輪３２を圧入するためのサービス孔５４が形成される。回転筒軸５１には、回転フランジ５２とメカニカルシール４０との間の空間部Ｓと、回転筒軸５１の筒内空間部５１ａとを連通する単数又は複数の連通孔５６が貫設されている。【選択図】図１
2008121500.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、
前記回転筒軸には、前記回転フランジと前記メカニカルシールとの間の空間部と、前記回転筒軸の筒内空間部とを連通する単数又は複数の連通孔が貫設さ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、
連通孔は、回転筒軸のメカニカルシールの近傍に貫設さ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、
回転フランジには、貫通孔が貫設されると共に、前記貫通孔を通して前記回転フランジとメカニカルシールとの間の空間部に外気を送り込む送風羽根が形成されていることを特徴とするウォーターポンプ。
【請求項４】
請求項３に記載のウォーターポンプであって、
回転フランジの貫通孔はサービス孔によって形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）を循環させ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。さらに、回転フランジに、転がり軸受の内輪を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を効率よく排出することができ、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、
前記回転筒軸には、前記回転フランジと前記メカニカルシールとの間の空間部と、前記回転筒軸の筒内空間部とを連通する単数又は複数の連通孔が貫設されていることを特徴とする。
【０００６】
前記構成によると、回転部材の回転時には、遠心力の作用によって、回転筒軸の筒内空間部の空気が連通孔を通して回転フランジとメカニカルシールとの間の空間部に流れた後、回転フランジのサービス孔から外部に放出される。
このため、メカニカルシールを通して漏出した冷媒を前記した空気の流れによって回転フランジのサービス孔から空気と共に効率よく排出することができ、転がり軸受に浸入する不具合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、
連通孔は、回転筒軸のメカニカルシールの近傍に貫設されていることを特徴とする。
【０００８】
前記構成によると、メカニカルシールを通して漏出した冷媒は、その近傍に連通孔から流入する空気の流れによって回転フランジのサービス孔から空気と共に迅速に排出されるため、転がり軸受に対する漏出冷媒の浸入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、
回転フランジには、貫通孔が貫設されると共に、前記貫通孔を通して前記回転フランジとメカニカルシールとの間の空間部に外気を送り込む送風羽根が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
前記構成によると、回転部材の回転時には、回転フランジの送風羽根の送風作用によって外気が回転フランジの貫通孔を通して回転フランジとメカニカルシールとの間の空間部に送り込まれた後、回転筒軸の連通孔を通して筒内空間部に流れ、筒内空間部の一端開口部から外部に放出される。
このため、メカニカルシールを通して漏出した冷媒を前記した空気の流れによって回転筒軸の筒内空間部の一端開口部から空気と共に効率よく排出することができ、転がり軸受に浸入する不具合を良好に防止することができる。
【００１１】
請求項４に係るウォーターポンプは、請求項３に記載のウォーターポンプであって、
回転フランジの貫通孔はサービス孔によって形成されていることを特徴とする。
【００１２】
前記構成によると、回転フランジに対し送風羽根専用の貫通孔を形成する必要がないため、専用の貫通孔を孔明け加工する手間を省くことができると共に、専用の貫通孔による回転フランジの強度劣化も生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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】
【００１４】
（実施例１）
この発明の実施例１を図１と図２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図２のＩ−Ｉ線に基づく側断面図である。図２は回転部材を示す正面図である。
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
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複数の玉３５と、これら複数の玉３５を保持する保持器と、シール材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。
【００１９】
図１と図２に示すように、回転筒軸５１には、回転フランジ５２とメカニカルシール４０との間の空間部Ｓと、回転筒軸５１の筒内空間部５１ａとを連通する複数の連通孔５６が貫設されている。
また、この実施例１において、図１に示すように、複数の連通孔５６はメカニカルシール４０の近傍に位置する回転筒軸５１の部分に貫設されている。
【００２０】
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。
【００２１】
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の空気が連通孔５６を通して回転フランジ５２とメカニカルシール４０との間の空間部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。
また、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との間の空間部Ｓ側に漏出する場合がある。この場合には、前記したように、筒内空間部５１ａ、連通孔５６、空間部Ｓ及びサービス孔５４を順に経る空気の流れによって、メカニカルシール４０を通して空間部Ｓに漏出した冷媒がサービス孔５４から空気と共に効率よく排出される。このため、漏出冷媒が深溝玉軸受３１に不測に浸入する不具合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、耐久性の向上に効果が大きい。
また、連通孔５６は、回転筒軸５１のメカニカルシール４０の近傍に貫設されているため、メカニカルシール４０を通して漏出した冷媒は、その近傍に連通孔５６から流入する空気の流れによって、サービス孔５４から空気と共に迅速に排出される。
【００２２】
（実施例２）
次に、この発明の実施例２を図３と図４にしたがって説明する。
図３はこの発明の実施例２に係るウォーターポンプを示す図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線に基づく側断面図である。図４は回転部材の正面図である。
図３と図４に示すように、この実施例２においては、回転部材５０の回転フランジ５２に、複数の貫通孔５５が貫設されると共に、これら各貫通孔５５を通して回転フランジ５２とメカニカルシール４０との間の空間部Ｓに外気を送り込むための三角形状の送風羽根５７が各貫通孔５５の開口縁に沿ってそれぞれ突出されている。
また、この実施例２において、回転フランジ５２の複数の貫通孔５５は、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によってそれぞれ構成されている。
この実施例２のその他の構成は実施例１と同様にして構成されるため、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。
【００２３】
したがって、この実施例２においては、回転部材５０の回転時には、回転フランジ５２の回転に基づく複数の送風羽根５７の送風作用によって外気が回転フランジ５２の各貫通孔５５（サービス孔５４）を通して回転フランジ５２とメカニカルシール４０との間の空間部Ｓに送り込まれた後、回転筒軸５１の連通孔５６を通して筒内空間部５１ａに流れ、筒内空間部５１ａの一端開口部から外部に放出される。
このため、メカニカルシール４０を通して漏出した冷媒を前記した空気の流れによって回転筒軸５１の筒内空間部５１ａの一端開口部から空気と共に効率よく排出することができる。このため、漏出冷媒が深溝玉軸受３１に不測に浸入する不具合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、耐久性の向上に効果が大きい。
また、連通孔５６は、回転筒軸５１のメカニカルシール４０の近傍に貫設されているため、メカニカルシール４０を通して漏出した冷媒は、空間部Ｓに送り込まれた空気と共に連通孔５６を通して筒内空間部５１ａに迅速に排出される。このため、深溝玉軸受３１に対する漏出冷媒の浸入防止に効果が大きい。
また、回転フランジ５２の貫通孔５５は、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サービス孔５４によって構成されているため、回転フランジ５２に対し送風羽根５７専用の貫通孔５５を形成する必要がない。ひいては、貫通孔５５を孔明け加工する手間を省くことができると共に、貫通孔５５による回転フランジ５２の強度劣化も生じない。
【００２４】
なお、この発明は前記実施例１及び２に限定するものではない。
例えば、前記実施例１及び２においては、転がり軸受が深溝玉軸受３１である場合を例示したが、円筒ころ軸受であってもこの発明を実施することができる。
また、回転部材５０の回転フランジ５２のサービス孔５４、及び回転筒軸５１の連通孔５６の孔形状、大きさ、孔数は適宜に設定すればよく、例えば、円形孔、楕円形孔、長孔、角孔等のいずれの形状であっ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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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図２のＩ−Ｉ線に基づく側断面図である。
【図２】同じく回転部材を示す正面図である。
【図３】この発明の実施例２に係るウォーターポンプを示す図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線に基づく側断面図である。
【図４】同じく回転部材の正面図である。
【符号の説明】
【００２６】
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  連通孔
５７  送風羽根
６０  インペラ
【図１】
2008121500.tif 000003
【図２】
2008121500.tif 000004
【図３】
2008121500.tif 000005
【図４】
2008121500.tif 000006