(57)【要約】【課題】簡単な構造で低コストにウォータポンプの水室を設けること。【解決手段】プーリ２０と、プーリ２０と一体的に回転するシャフト２５と、シャフト２５と一体的に回転するインペラ３０と、その一端側にインペラ３０が配設されるボデー１２と、ボデー１２とプーリ２０との間に配設され、プーリ２０を回転自在に支承するベアリング１４と、インペラ３０とベアリング１４との間を封止するメカニカルシール５０とを備えたウォータポンプ１０において、ボデー１４はアルミ鋳造又は樹脂成形にて形成されると共に、一端側にロータ１４を収容する水室９５を成す蓋部１２ａを形成した。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プーリと、
該プーリと一体的に回転するシャフトと、
該シャフトと一体的に回転するインペラと、
その一端側に前記インペラが配設されるボデーと、
該ボデーと前記プーリとの間に配設され、前記プーリを回転自在に支承するベアリングと、
前記インペラと前記ベアリングとの間を封止するメカニカルシールとを備えたウォータポンプにおいて、
前記ボデーはアルミ鋳造又は樹脂成形にて形成されると共に、前記一端側に前記ロータを収容する水室を成す蓋部が形成されていることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項２】
前記ボデーは、その他端に固定される鉄系金属からなる円筒状部材とから成り、該円筒状部材の外周に前記ベアリングが固定されていることを特徴とする請求項１に記載のウォータポンプ。
【請求項３】
前記メカニカルシールと前記ベアリングとの間に形成された空間と外部とを連通する貫通穴を前記ボデーに設け、前記貫通穴の外部側の開口部に対向して開口する容積部をボデーに設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のウォータポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウォータポンプに関し、特に自動車用ウォータポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のウォータポンプには、例えば特開２００２−８９４８６号公報に開示されたものがある。このウォータポンプは、プーリと、プーリと一体的に回転するシャフトと、シャフトと一体的に回転するインペラと、その一端側に前記インペラが配設されるボデーと、ボデーとプーリとの間に配設され、プーリを回転自在に支承するベアリングと、インペラとベアリングとの間を封止するメカニカルシールとを備えたウォータポンプである。
【０００３】
自動車のエンジンを冷却するウォータポンプは、近年部品の低コスト化、軽量化のニーズによりボデー、プーリをプレス加工で成形し、単列ベアリングを使用したウォータポンプが考えられている。一方、従来技術のウォータポンプは、ボデーがプレス成形で形成されているためボデーに形状の自由度がなく、形状が限られてしまう。このため、水室はエンジン側（シリンダブロック等）に形成しなければならず、シリンダブロックの高コスト化、金型複雑化やシリンダブロック製造時に巣等の鋳造欠陥が発生する恐れがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、簡単な構造で低コストにウォータポンプの水室を設けることを、その技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するために請求項１の発明にて講じた技術的手段は、プーリと、該プーリと一体的に回転するシャフトと、該シャフトと一体的に回転するインペラと、その一端側に前記インペラが配設されるボデーと、該ボデーと前記プーリとの間に配設され、前記プーリを回転自在に支承するベアリングと、前記インペラと前記ベアリングとの間を封止するメカニカルシールとを備えたウォータポンプにおいて、前記ボデーはアルミ鋳造又は樹脂成形にて形成されると共に、前記一端側に前記ロータを収容する水室を成す蓋部が形成されていることである。
【０００６】
上記した手段によれば、ボデーをアルミ鋳造又は樹脂成形にて形成することにより、ロータを収容する水室を成す蓋部を形成することでき、簡単な構造で低コストにウォータポンプの水室を設けることができる。
【０００７】
上記した技術的課題を解決するために請求項２の発明にて講じた技術的手段は、前記ボデーは、その他端に固定される鉄系金属からなる円筒状部材とから成り、該円筒状部材の外周に前記ベアリングが固定されていることである。
【０００８】
この手段によれば、ボデーの他端に固定される鉄系金属からなる円筒状部材の外周にベアリングが固定されていることにより、ボデーとベアリングはほぼ等しい線膨張係数を得ることができ、熱低温時及び高温時において、円筒状部材とベアリングの寸法変化の差を小さくすることができる。
【０００９】
上記した技術的課題を解決するために請求項３の発明にて講じた技術的手段は、前記メカニカルシールと前記ベアリングとの間に形成された空間と外部とを連通する貫通穴を前記ボデーに設け、前記貫通穴の外部側の開口部に対向して開口する容積部をボデーに設けたことである。
【００１０】
この手段によれば、メカニカルシールとベアリングとの間に形成された空間と外部とを連通する貫通穴の外部側の開口部に対向して開口する容積部をボデーに設けたことにより、メカニカルシールから漏洩する冷却水を容積部に溜めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を、図１に基づいて説明する。
【００１２】
図１において、ウォータポンプ１０のボデー１２は、締結手段１３により、エンジンシリンダブロック９０などに、ガスケット８０などを介して、固定されている。ボデー１２には基端（一端）側から先端（他端）側に向かって蓋部１２ａと、大径部１２ｂ及び小径部１２ｃからなる段付形状の筒部（円筒状の支承部）が形成されている。ボデー１２はアルミ鋳造又は樹脂成形等にて形成されているため、基端側に蓋部１２ａを形成することができる。蓋部１２ａ内にはインペラ３０を収容する水室９５が設けられている。また、筒部の小径部１２ｃ上にはベアリング１４のインナーレースが外嵌され固定されている。ベアリング１４のインナーレース右端面はボデー１２の大径部１２ｂに隣接している。なお、インナーレース右端面と大径部１２ｂとの間には隙間があってもよい。また、大径部１２ｂの内周側にはメカニカルシール５０が嵌入されている。
【００１３】
ベアリング１４のアウターレース上には、凹部形状を呈するプーリ２０が一体回転可能に、外嵌されている。プーリ２０からなる回転体１８の底部２２にはメカニカルシール５０から漏れた蒸気を外部へ排出する開口部２２ａが等角度間隔で形成されている。また、回転体１８の底部２２の中心には、この底部２２から遠ざかる方向（図１の右方向）に延在する中空状（筒状）のシャフト２５が一体成形されている。このプーリ２０、底部２２及びシャフト２５を一体化した回転体１８は、鋼板の板材を、プーリ２０及びシャフト２５が同芯となるようにプレス成形される。また、プーリ２０、底部２２及びシャフト２５は、耐蝕処理されてもよく、耐蝕処理されなくてもよい。
【００１４】
シャフト２５の右端部には、インペラ３０が一体回転可能に固定されている。インペラ３０は基部３０ａと基部３０ａの右面の周縁部から突出した複数の羽根３０ｂ及び基部３０ａの中央部から右方向に突出する中空突起部３０ｃが一体に形成される。この中空突起部３０ｃを中空のシャフト２５の右端部に外嵌することにより、シャフト２５の右端部には、インペラ３０が一体回転可能に固定される。なお、インペラ３０は鋼板の板材をプレス成形した後、耐蝕処理してもよい。またインペラ３０は、樹脂成形等のプレス以外の方法で成形されてもよい。インペラ３０は、ボデー１２の蓋部１２ａ内に設けられた水室９５内に配設される。水室９５は、図示されないエンジン冷却水回路の構成要素となっている。
【００１５】
シャフト２５の外周面とボデー１２の大径部１２ｂ、小径部１２ｃの内周面との間に画成される空間であってメカニカルシール５０とベアリング１４との間に形成された円筒状空間（空間）２６の一端側（水室９５との境界部）には、メカニカルシール５０が配設されており、このメカニカルシール５０により、冷却水が外部に漏れないように、外部と水室９５とを水密的に隔離している。メカニカルシール５０は、ボデー１２の筒部の大径部１２ｂの内周側に固定される固定リング５０ａとシャフト２５に固定されて固定リング５０ａに対して相対回転可能且つ常時液密関係を確立すべく接触する回転リング５０ｂとから構成される。
【００１６】
尚、ボデー１２には、メカニカルシール５０とベアリング１４との間に形成された円筒状空間２６と外部とを連通する貫通穴２７が設けられ、メカニカルシール５０の固定リング５０ａと回転リング５０ｂの摺動面に異物が混入して一時的に漏れるエンジンの作動には支障のない程度の微小な冷却水が外部に排出される。
【００１７】
次に本第１実施形態の作用について説明する。
【００１８】
プーリ２０のベルト係合面２０ａに係合されたベルト８５を介して、図示しないエンジンの出力軸から伝達される回転力によりプーリ２０が回転する。プーリ２０の回転に伴って、プーリ２０と一体成形されたシャフト２５も同一方向に回転する。そして、シャフト２５と一体となったインペラ３０が、ボデー１２の蓋部１２ａ内に設けられた水室９５内で回転する。
【００１９】
いま、水室９５内には冷却水が満たされているので、インペラ３０の回転による遠心力によって、インペラ３０は、水室９５の中心付近にある冷却水を、インペラ３０の外周方向へと運ぶ。このように、インペラ３０の中心から外側に向かって、遠心力によるポンプ作用が発生する。これにより、水室９５内におけるインペラ３０の回転中心付近とその外周側との間には圧力差が生じ、冷却水がインペラ３０の回転中心付近に設けられる吸込ポート９５ａから水室９５内へと吸い込まれる。そして、インペラ３０のポンプ作用により外周側へ圧送され、外周側に設けられた図示しない吐出口からエンジンの被冷却各部へと供給され、冷却水が循環する。
【００２０】
次に、本発明の第２実施形態を、図２に基づいて説明する。第２実施形態は第１実施形態と比較して、ボデー１２が先端（他端）側に固定される鉄系金属からなる円筒状部材１５とから成っていること、つまり、第１実施形態における小径部１２ｃの位置に円筒状部材１５が置き換わっていることが異なるだけであるので、第１実施形態と同じ構成については第１実施形態で用いた番号符号を用いることととし説明は省略する。
【００２１】
円筒状部材１５は、ボデー１２の大径部１２ｂ側につば部１５ａが設けられ、つば部１５ａを介して、ボデー１２の成形時におけるインサート成形又はかしめ等によってボデー１２に固定される。つば部１５ａは無くてもよく、円筒状部材１５はインサート成形等でボデー１２に固定されてもよい。円筒状部材１５の外周にはベアリング１４のインナーレースが外嵌され固定されている。ベアリング１４のインナーレース右端面はつば部１５ａに隣接している。なお、インナーレース右端面とつば部１５ａとの間には隙間があってもよい。これによって、ボデー１２とベアリング１４はほぼ等しい線膨張係数を得ることができ、低温時及び高温時において、円筒状部材１５とベアリング１４の寸法変化の差を小さくすることができる。このため、第１実施形態における低温時の小径部１２ｃの収縮によるベアリング１４の抜けや高温時の小径部１２ｃの膨張によるベアリング１４のインナーレース及びアウターレースとボール間の隙間の減少によるベアリングの寿命の低下が防止できる。
【００２２】
次に、本発明の第３実施形態を、図３に基づいて説明する。第３実施形態は第２実施形態と比較して、メカニカルシール５０とベアリング１４との間に形成された円筒状空間（空間）２６と外部とを連通する貫通穴２７をボデー１２に設け、貫通穴２７の外部側の開口部２７ａに対向して開口する容積部２８をボデー１２に設けていることが異なるだけであるので、第２実施形態と同じ構成については第２実施形態で用いた番号符号を用いることととし説明は省略する。
【００２３】
容積部２８は、ボデー１２の蓋部１２ａの貫通穴２７側に向け円筒状壁１２ｄと環状のプレート２９とから構成され、貫通穴２７の外部側の開口部２７ａに対向して開口している。プレート２９は円筒状壁１２ｄの先端部に圧入又はかしめ等によって固定されている。これによって、外部に排出されるエンジンの作動には支障のない程度の微小な冷却水を容積部２８に溜めることができる。このため、メカニカルシール５０の不具合によらない一時的な漏水は外部に排出されず、漏水の痕跡によりウォータポンプ１０が不良品として交換されることはない。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明にて講じた技術的手段によれば、ボデーをアルミ鋳造又は樹脂成形にて形成することにより、ロータを収容する水室を成す蓋部を形成することでき、簡単な構造で低コストにウォータポンプの水室を設けることができる。
【００２５】
また、請求項２の発明にて講じた技術的手段によれば、ボデーの他端に固定される鉄系金属からなる円筒状部材の外周にベアリングが固定されていることにより、ボデーとベアリングはほぼ等しい線膨張係数を得ることができ、熱低温時及び高温時において、円筒状部材とベアリングの寸法変化の差を小さくすることができる。
【００２６】
また、請求項３の発明にて講じた技術的手段によれば、メカニカルシールとベアリングとの間に形成された空間と外部とを連通する貫通穴の外部側の開口部に対向して開口する容積部をボデーに設けたことにより、メカニカルシールから漏洩する冷却水を容積部に溜めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係わるウォータポンプの縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係わるウォータポンプの縦断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係わるウォータポンプの縦断面図である。
【符号の説明】
１０・・・ウォータポンプ
１２・・・ボデー
１２ａ・・・蓋部
１４・・・ベアリング
１５・・・円筒状部材
２０・・・プーリ
２５・・・シャフト
２６・・・円筒状空間（空間）
２７・・・貫通穴
２７ａ・・・開口部
２８・・・容積部
３０・・・インペラ
５０・・・メカニカルシール
９５・・・水室
【図１】
2004084610.tif 000003
【図２】
2004084610.tif 000004
【図３】
2004084610.tif 000005