(57)【要約】【課題】 内部から洩れ出した水を回転部分のフランジ部と玉軸受端面との間に滞留させずに素早く排出させることができる水ポンプを提供する。【解決手段】  回転側部材3の内側円筒部3cと固定側部材2との間に玉軸受5が介在されている。回転側部材3の内側フランジ部3bに軸方向貫通孔12が形成されている。回転側部材3の内側フランジ部3bと玉軸受5端面との間にスペースSが確保されて、同スペースSに通じる４つの径方向貫通孔13が回転側部材3の内側円筒部3cに形成されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部分のフランジ部の外周部に形成された円筒部とこの円筒部の内側に位置する固定側部材との間に玉軸受が介在させられ、回転部分のフランジ部に軸方向貫通孔が形成されている水ポンプにおいて、
回転部分のフランジ部と玉軸受端面との間にスペースが確保されて、同スペースに通じる少なくとも１つの径方向貫通孔が回転部分の円筒部に形成されていることを特徴とする水ポンプ。
【請求項２】
回転部分のフランジ部に、周方向に間隔をおいて複数の膨出部が設けられており、径方向貫通孔は、回転部分の円筒部における膨出部に対応する位置に設けられ、軸方向貫通孔は、フランジ部における膨出部のない位置に形成されていることを特徴とする請求項１の水ポンプ。
【請求項３】
回転部分の円筒部の外側に、プーリ部が外側フランジ部を介して一体に形成されていることを特徴とする請求項１または２の水ポンプ。
【請求項４】
回転部分が、シャフト部とプーリ部が一体化された回転側部材と、回転側部材に固定されたインペラとからなり、回転側部材が、一端が閉鎖して他端が開口した円筒状のシャフト部と、シャフト部の開口端部の外側に一体に形成された内側フランジ部と、内側フランジ部の外周部のシャフト部閉鎖端側に形成された円筒部と、円筒部のシャフト部閉鎖端側端部の外側に一体に形成された外側フランジ部と、外側フランジ部の外周部のシャフト部開口端部側に形成されたプーリ部とからなり、シャフト部の閉鎖端部に、インペラの円筒部が圧入により固定されていることを特徴とする請求項３の水ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車用エンジンの冷媒循環などに使用される水ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
水ポンプは、シャフト、プーリおよびインペラを含む回転部分が固定部分であるハウジングに対して回転するようになっており、従来は、回転部分のシャフトの部分が２列の玉軸受によってハウジングに回転支持されていた。
【０００３】
近年、水ポンプの小型化、軽量化、低コスト化を図るため、回転部分をプレス加工により成形した部材により構成し、プレス加工により成形した固定側部材を固定部分に固定し、固定側部材の円筒部に対し、回転部分の円筒状のプーリ部を１列の玉軸受で回転支持するものが提案されている（特許文献１・特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−０８９４８６号公報
【特許文献２】特開２００２−１５５８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来の水ポンプでは、回転部分は、中空シャフトの開口端側の径方向外側にフランジ部を介して円筒部が同心状に形成された回転側部材と、シャフト部の他端部に固定されたインペラとから構成されており、回転側部材の円筒部の内側に位置する玉軸受の軸方向外側にフランジ部が位置している。
【０００５】
そして、回転側部材のフランジ部には、軸受組み込みのため、および固定部分と回転部分との間のメカニカルシールの部分から外部に洩れてきた水（水蒸気）を逃がすための軸方向貫通孔が形成されている。外部に洩れてきた水は、玉軸受内部に浸入してこれを破損する可能性があり、また、この水（例えば、ロング・ライフ・クーラント）には、エチレングリコールのように析出して軸方向貫通孔を塞ぐ可能性があるものが含まれていることから、固形物の堆積によって、軸方向貫通孔が塞がれて、その水抜き機構が失われる恐れがある。したがって、回転部分のフランジ部と玉軸受端面との間に水を滞留させずに素早く排出させることが重要であるが、遠心力の作用下においては、軸方向貫通孔を通しての排水だけでは十分でないという懸念がある。
【０００６】
この発明の目的は、上記の問題を解決し、内部から洩れ出した水を回転部分のフランジ部と玉軸受端面との間に滞留させずに素早く排出させることができる水ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による水ポンプは、回転部分のフランジ部の外周部に形成された円筒部とこの円筒部の内側に位置する固定側部材との間に玉軸受が介在させられ、回転部分のフランジ部に軸方向貫通孔が形成されている水ポンプにおいて、回転部分のフランジ部と玉軸受端面との間にスペースが確保されて、同スペースに通じる少なくとも１つの径方向貫通孔が回転部分の円筒部に形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
回転部分は、好ましくは、プレス加工により成形された複数の部材を互いに連結することにより構成される。固定側部材も、好ましくは、プレス加工により成形される。
【０００９】
回転部分のフランジ部と玉軸受端面との間にスペースを確保するには、回転部分のフランジ部全体を軸方向外方に膨出させてもよく、また、回転部分のフランジ部の１または複数カ所を軸方向外方に膨出させてもよい。回転部分の円筒部には、こうして得られたスペースに通じるように少なくとも１つ（好ましくは複数個）の径方向貫通孔が形成される。
【００１０】
例えば、回転部分のフランジ部に、周方向に間隔をおいて複数の膨出部が設けられており、径方向貫通孔は、回転部分の円筒部における膨出部に対応する位置に設けられ、軸方向貫通孔は、フランジ部における膨出部のない位置に形成されていることがある。
【００１１】
この発明の水ポンプにおいて、たとえば、回転部分の円筒部の外側に、プーリ部が外側フランジ部を介して一体に形成されている。
【００１２】
このようにすれば、回転部分の部品点数を低減することができる。
【００１３】
この発明の水ポンプにおいて、たとえば、回転部分が、シャフト部とプーリ部が一体化された回転側部材と、回転側部材に固定されたインペラとからなり、回転側部材が、一端が閉鎖して他端が開口した円筒状のシャフト部と、シャフト部の開口端部の外側に一体に形成された内側フランジ部と、内側フランジ部の外周部のシャフト部閉鎖端側に形成された円筒部と、円筒部のシャフト部閉鎖端側端部の外側に一体に形成された外側フランジ部と、外側フランジ部の外周部のシャフト部開口端部側に形成されたプーリ部とからなり、シャフト部の閉鎖端部に、インペラの円筒部が圧入により固定されている。
【００１４】
このようにすれば、回転側部材とインペラを含む回転部分を軽量化することができる。また、プーリ部の外径が玉軸受の外径に制約されることがなく、プーリ部の外径の設定の自由度が大きくなる。
【００１５】
たとえば、回転部分の円筒部がプーリ部である。
【００１６】
このようにすれば、プーリ部の直径が玉軸受の外径より少し大きくなるだけで、回転部分を小型化することができる。
【００１７】
たとえば、回転部分は、シャフト部およびインペラが一体に形成された部材と、残りの部分が一体に形成された部材とが互いに連結されたものである。
【００１８】
このようにした場合も、プーリ部、シャフト部およびインペラを含む回転部分を軽量化することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の水ポンプによれば、回転部分のフランジ部と玉軸受端面との間にスペースが確保されているので、軸受に接近する水量が低減され、また、このスペースに通じる少なくとも１つの径方向貫通孔が回転部分の円筒部に形成されているので、回転部分のフランジ部と玉軸受端面との間にある水は、遠心力によって素早く排出させることができる。したがって、軸方向貫通孔が固形物で塞がれることが防止されるとともに、冷却水等が軸受内に浸入して軸受が破損することも防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１は、水ポンプの全体構成を示している。以下の説明において、図１の左右を左右とする。
【００２２】
図１に示すように、水ポンプは、固定部分であるハウジング(1)、ハウジング(1)に固定された固定側部材(2)、回転部分を構成する回転側部材(3)およびインペラ(4)、固定側部材(2)に対して回転側部材(3)を回転支持する１列の密封型玉軸受(5)、ならびに固定側部材(2)と回転側部材(3)の間をシールするシール部材(6)を備えている。
【００２３】
ハウジング(1)には、左端が開口した水室(10)が設けられている。固定側部材(2)は、冷間圧延鋼板やＳＰＣＣなどの鋼板をプレス成形することにより一体に形成されたものであり、左右方向の水平軸を中心とする小径円筒部(2a)、円筒部(2a)の右端部の外側に一体に形成された内側フランジ部(2b)、小径円筒部(2a)と同心となるようにフランジ部(2b)の外周部の右側に一体に形成された大径円筒部(2c)、および円筒部(2c)の右端部の外側に一体に形成された外側フランジ部(2d)よりなる。そして、外側フランジ部(2d)が、水室(10)の開口部の周囲のハウジング(1)の左端面にシール(11)を介して固定されている。
【００２４】
回転側部材(3)は、固定側部材(2)と同様の鋼板をプレス成形することにより一体に形成されたものであり、左右方向の水平軸を中心とし右端部が閉鎖して左端部が開口した比較的長い有底円筒状のシャフト部(3a)、シャフト部(3a)の左端部の外側に一体に形成され内側フランジ部(3b)、シャフト部(3a)と同心となるようにフランジ部(3b)の外周部の右側に一体に形成された内側円筒部(3c)、円筒部(3c)の右端部の外側に一体に形成された外側フランジ部(3d)、およびフランジ部(3d)の外周部の左側に一体に形成されたプーリ部（外側円筒部）(3e)よりなる。回転側部材(3)は、固定側部材(2)と同心となるように配置されている。シャフト部(3a)は、固定側部材(2)の小径円筒部(2a)の内側に左側から挿入され、これらの間にシール部材(6)が介在させられている。シャフト部(3a)の右端部は、ハウジング(1)の水室(10)内に位置している。内側フランジ部(3b)は、固定側部材(2)の小径円筒部(2a)の左端部に近接している。内側円筒部(3c)は、固定側部材(2)の小径円筒部(2a)の外側に位置しており、これらの間に玉軸受(5)が介在させられている。回転側部材(3)のフランジ部(3b)には、シール部材(6)を通過してきた水（水蒸気）を逃がすための軸方向貫通孔(12)が周方向に等間隔で（すなわち９０°置きに）計４つ形成されている。図示は省略したが、プーリ部(3e)には、回転側部材(3)に回転駆動力を伝達するためのベルトがかけられる。
【００２５】
インペラ(4)は、鋼板をプレス成形することにより一体に形成されたものであり、左右方向の水平軸を中心とし右端部が閉鎖して左端部が開口した比較的短い有底円筒部(4a)、円筒部(4a)の左端部の外側に一体に形成されたフランジ部(4b)、およびフランジ部(4b)の右側に一体に形成された複数の羽根(4c)よりなる。インペラ(4)の円筒部(4a)が、回転側部材(3)のシャフト部(3a)の右端部外側に右側から圧入されて固定されており、インペラ(4)全体がハウジング(1)の水室(10)内に位置している。
【００２６】
玉軸受(5)は深みぞ玉軸受であり、内輪(5a)、外輪(5b)、これらの間に介在させられた複数の玉(5c)、および内外輪(5a)(5b)間の両端部に設けられた密封部材(5d)を備えている。内輪(5a)は、固定側部材(2)の小径円筒部(2a)の外周に圧入により固定されている。外輪(5b)は、回転側部材(3)の内側円筒部(3c)の内周に圧入により固定されている。
【００２７】
シール部材(6)は、詳細な説明は省略したが、公知のメカニカルシールであり、内周側部分が回転側部材(3)のシャフト部(3a)の外周に圧入により固定され、外周側部分が固定側部材(2)の小径円筒部(2a)の内周に圧入により固定されている。
【００２８】
回転側部材(3)の内側円筒部(3c)の左端面は、玉軸受(5)の左端面よりも所定長さ左方に突出させられており、これにより、回転側部材(3)の内側フランジ部(3b)と玉軸受(5)との間には、シール部材(6)を通過してきた水の保持スペース(S)が確保されている。内側円筒部(3c)の左端部は、若干径方向外方に膨らまされており、ここに、保持スペース(S)に通じる径方向貫通孔(13)が周方向に等間隔で（９０°置きに）計４つ形成されている。なお、回転側部材(3)の内側円筒部(3c)の左端面の玉軸受(5)の左端面に対する左方突出量は、径方向貫通孔(13)を内側円筒部(3c)左端部に形成可能なように適宜決定される。
【００２９】
上記実施形態では、回転側部材(3)の内側フランジ部(3b)が略面一で、内側フランジ部(3b)全体が玉軸受(5)に対して軸方向外方（左方）に位置させられているが、水の保持スペース(S)を確保するには、回転側部材(3)の内側フランジ部(3b)を部分的に軸方向外方に突出させるようにしてもよい。この場合、図２に示すように、内側フランジ部(3b)に膨出部(14)を周方向に等間隔で（９０°置きに）計４つ形成し、径方向貫通孔(13)は、内側円筒部(3c)の左端部のうちこの膨出部(14)にそれぞれ対応する位置に設けられ、軸方向貫通孔(12)は、内側フランジ部(3b)における膨出部(14)のない位置に周方向に等間隔で（すなわち９０°置きに）計４つ形成されているようにすればよい。
【００３０】
上記の水ポンプでは、プーリ部(3e)にかけられたベルトにより、回転側部材(3)およびインペラ(4)が回転させられ、玉軸受(5)の外輪(5b)が内輪(5a)に対して回転する。
【００３１】
水ポンプの運転中、シール部材(6)を通過して洩れ出してきた水は、回転側部材(3)の内側フランジ部(3b)と玉軸受(5)との間にある保持スペース(S)内に流れ込み、フランジ部(3b)の軸方向貫通孔(12)から外部に排出されるとともに、遠心力によって内側円筒部(3c)の径方向貫通孔(13)からも排出される。こうして、内部から洩れ出した水を玉軸受(5)近傍に滞留させることなく、素早く排出させることができる。内側円筒部(3c)の径方向貫通孔(13)の近傍に付着した水、泥水などは、その回転に伴って、外側に振り切られ、内側円筒部(3c)内に浸入することが防止される。なお、軸方向貫通孔(12)および径方向貫通孔(13)が４つに限られないことはもちろんである。
【００３２】
上記実施形態では、回転部分が、インペラ(4)と、残りの部分が一体に形成された回転側部材(3)とから構成されているが、回転部分は、シャフト部とインペラが一体に形成された部材と、残りの部分が一体に形成された部材とから構成されてもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、玉軸受(5)の外輪(5b)が固定される内側円筒部(3c)の外側に、ベルトをかけるためのプーリ部(3e)が外側フランジ部(3d)を介して一体に形成されているが、外側フランジ部(3d)とプーリ部(3e)を除き、円筒部(3c)をプーリ部としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、この発明の実施形態を示す水ポンプの主要部の縦断面図である。
【図２】図２は、この発明の水ポンプの第２実施形態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
(2)               固定側部材
(2a)              円筒部
(3)               回転側部材
(3a)              シャフト部
(3b)              内側フランジ部
(3c)              内側円筒部
(3d)              外側フランジ部
(3e)              プーリ部
(4)               インペラ
(5)               玉軸受
(12)              軸方向貫通孔
(13)              径方向貫通孔
(14)              膨出部
【図１】
2005256789.tif 000003
【図２】
2005256789.tif 000004