(57)【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部と、
該シャフト部と一体的に回転するインペラと、
前記シャフト部が挿通された略円筒状の支承部を有するボデーと、
前記支承部の外周と前記プーリの内周との間に配設され、前記プーリを回転可能に支承するベアリングと、
前記シャフト部の外周面と前記支承部の内周面との間に画成された円筒状空間と、
該円筒状空間の一端側を封止するメカニカルシールと、
前記円筒状空間の他端側に設けられ、前記メカニカルシールを経て前記インペラ側から漏れてきた水滴を、大気側へ排出するドレイン孔とを備えたウォータポンプにおいて、
前記プーリには前記ドレイン孔と大気側とを通じる貫通孔が設けられ、前記貫通孔を覆う有底形状のカバーが前記プーリに形成される外周面に第１固定手段を介して固定されることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項２】
プーリと、
該プーリと一体的に回転するシャフト部と、
該シャフト部と一体的に回転するインペラと、
前記シャフト部が挿通された略円筒状の支承部を有するボデーと、
前記支承部の外周と前記プーリの内周との間に配設され、前記プーリを回転可能に支承するベアリングと、
前記シャフト部の外周面と前記支承部の内周面との間に画成された円筒状空間と、
該円筒状空間の一端側を封止するメカニカルシールと、
前記円筒状空間の他端側に設けられ、前記メカニカルシールを経て前記インペラ側から漏れてきた水滴を、大気側へ排出するドレイン孔とを備えたウォータポンプにおいて、
前記プーリは回転駆動力が伝達される伝達部と、該伝達部と前記ベアリングとの固定部とを連結する連結部から構成されるとともに、前記プーリには前記ドレイン孔と大気側とを通じる貫通孔が設けられ、前記貫通孔を覆う有底形状のカバーが前記連結部に設けられた穴部に第２固定手段を介して固定されることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項３】
プーリと、
該プーリと一体的に回転するシャフト部と、
該シャフト部と一体的に回転するインペラと、
前記シャフト部が挿通された略円筒状の支承部を有するボデーと、
前記支承部の外周と前記プーリの内周との間に配設され、前記プーリを回転可能に支承するベアリングと、
前記シャフト部の外周面と前記支承部の内周面との間に画成された円筒状空間と、
該円筒状空間の一端側を封止するメカニカルシールと、
前記円筒状空間の他端側に設けられ、前記メカニカルシールを経て前記インペラ側から漏れてきた水滴を、大気側へ排出するドレイン孔とを備えたウォータポンプにおいて、
前記シャフト部は前記プーリ側に開口部を有するとともに、前記プーリには前記ドレイン孔と大気側とを通じる貫通孔が設けられ、前記貫通孔を覆う有底形状のカバーが前記開口部に第３固定手段を介して固定されることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項４】
前記プーリと前記カバーとの間には空間が画成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つ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、一端にインペラが配設されたシャフトと、有底円筒形状を呈し有底円筒形状の底部に貫通孔が形成されシャフトと結合されたプーリと、シャフトが挿通された略円筒状の支承部を有するボデーと、支承部の外周とプーリの内周との間に配設されたベアリングと、シャフトの外周面と支承部の内周面との間に画成された円筒状空間と、円筒状空間の一端側を封止するメカニカルシールと、円筒状空間の他端側に設けられ、メカニカルシールを経てインペラ側から漏れてきた水滴を、貫通孔を介して大気側へと排出するドレイン孔とを備えたものがある。このウォータポンプは、メカニカルシールから水漏れが発生した場合、漏れてきた水滴は円筒状空間を通って、円筒状空間の他端側に設けられたドレイン孔からプーリ内部へ排出され、プーリの前端面（底部）に形成された貫通孔より外部へ排出される構造である。ここでメカニカルシールは機能上問題がない場合においても、極めて微量の水漏れが発生することがあり、またメカニカルシール摺動面間に異物が侵入した場合、一時的な水漏れが発生することがある（異物が摺動面間から排出されれば、水漏れは止まりウォータポンプは正常に機能する）（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−４５６９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来技術のウォータポンプではメカニカルシールから漏れてきた水滴がドレイン孔及び貫通孔を介してウォータポンプ外部へ排出されるため、ウォータポンプが正常であってもウォータポンプ外部に水漏れ跡が容易に付着し視認され、不良品と誤認される危惧があった。また、プーリの貫通孔から水滴が漏れた場合、プーリの回転により漏れた水滴がウォータポンプの周りに飛散し、ウォータポンプの駆動用ベルトまたはエンジンルーム内の部品に水滴（ＬＬＣ）が付着し、作動不良を起こす懸念やプーリの貫通孔から砂、石等の異物が内部に侵入しメカニカルシールの摺動部に噛み込み、水漏れが発生する懸念があった。
【０００５】
そこで本発明は、漏れてきた水滴がウォータポンプ外部へ排出されないようにすると共に、外部から異物がウォータポンプ内部へ侵入しないウォータポンプを提供することを、その技術的課題とする。
【０００６】
【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部と、該シャフト部と一体的に回転するインペラと、前記シャフト部が挿通された略円筒状の支承部を有するボデーと、前記支承部の外周と前記プーリの内周との間に配設され、前記プーリを回転可能に支承するベアリングと、前記シャフト部の外周面と前記支承部の内周面との間に画成された円筒状空間と、該円筒状空間の一端側を封止するメカニカルシールと、前記円筒状空間の他端側に設けられ、前記メカニカルシールを経て前記インペラ側から漏れてきた水滴を、大気側へ排出するドレイン孔とを備えたウォータポンプにおいて、前記プーリには前記ドレイン孔と大気側とを通じる貫通孔が設けられ、前記貫通孔を覆う有底形状のカバーが前記プーリに形成される外周面に第１固定手段を介して固定されることである。
【０００７】
上記した手段によれば、メカニカルシールから漏れてきた水滴がドレイン孔及び貫通孔を通して外部へ漏れ出し飛散しようとするが、カバーにより貫通孔が覆われるため外部への飛散が防止できると共に、外部から異物が内部に侵入しメカニカルシールの摺動部に噛み込み、水漏れが発生しようとするが、カバーにより貫通孔が覆われるため内部への異物の侵入が防止できる。また、カバーはプーリに形成される外周面に第１固定手段を介して固定されることにより、固定手段を小型化できる。
【００１０】
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、前記プーリは回転駆動力を伝達される伝達部と、該伝達部と前記ベアリングとの固定部とを連結する連結部から構成されるとともに、前記プーリには前記ドレイン孔と大気側とを通じる貫通孔が設けられ、前記貫通孔を覆う有底形状のカバーが前記連結部に設けられた穴部に第２固定手段を介して固定されることである。
【００１１】
この手段によれば、プーリは回転駆動力が伝達される伝達部と、伝達部とベアリングとの固定部とを連結する連結部から構成され、カバーは連結部に設けられた穴部に第２固定手段を介して固定されることにより、穴部を高精度に形成でき、第２固定手段によるプーリとカバーの係合力を向上できる。
【００１２】
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、前記シャフト部は前記プーリ側に開口部を有するとともに、前記プーリには前記ドレイン孔と大気側とを通じる貫通孔が設けられ、前記貫通孔を覆う有底形状のカバーが前記開口部に第３固定手段を介して固定されることである。
【００１３】
この手段によれば、シャフト部はプーリ側に開口部を有し、カバーは開口部に第３固定手段を介して固定されることにより、カバーのプーリへの組付けが簡単化できる。
【００１４】
上記した技術的課題を解決するために請求項４の発明にて講じた技術的手段は、前記プーリと前記カバーとの間には空間が画成されることである。
【００１５】
この手段によれば、メカニカルシールから漏れてきた水滴がドレイン孔及び貫通孔を通して外部へ漏れ出そうとする水滴を空間に一時溜めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。
【００１７】
図１において、ウォータポンプ１０のボデー１２は、周知のように図示されない締結手段により、エンジンシリンダブロックなど（エンジンボデー）９０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（右端）側及び先端（左端）側にそれぞれ大径部１２ａ及び小径部１２ｂを備える段付形状の筒部（円筒状の支承部）が形成されている。筒部の小径部１２ｂ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。また、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１２ａに隣接している。なお、インナーレース右端面と大径部１２ａとの間には隙間があってもよい。
【００１８】
ベアリング１４のアウターレース上には、凹部形状を呈する外周部２１が形成されるプーリ２０が一体回転可能に、外嵌されている。ベアリング１４に外嵌される外周部２１の外周面２１ａには等角度間隔で係合孔２３が形成されている。有底形状のカバー２４がプーリ２０の前方（図１の左方向）に配設されている。カバー２４を構成する周壁２４ａの開放された端部（図１の右方向）には内方に向かって内方端に係合孔２３に対応した位置に爪部２４ｃが形成された断面略Ｌ字状の鍔部２４ｂが配設されている。爪部２４ｃは係合孔２３に係合しカバー２４をプーリ２０に固定している。または、別の手段でカバー２４をプーリ２０に固定してもよい。カバー２４は周壁２４ａおよび鍔部２４ｂがそれぞれ樹脂成形され溶着等により水密的に結合されるか、または、鉄板等により一体成形されても良い。カバー２４を構成する底部２４ｃの中央にはカバー２４の内部と大気側を連通する連通孔２４ｄが形成されている。凹部形状を呈する外周部２１と連なる回転体１８の底部２２にはメカニカルシール５０から漏れた水滴を外部へ排出する貫通孔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）のシャフト部２５が一体成形されている。このプーリ２０、底部２２及びシャフト部２５を一体化した回転体１８は、鋼板の板材を、プーリ２０及びシャフト部２４が同芯となるようにプレス成形される。その後、プーリ２０、底部２２及びシャフト２４は、耐蝕処理される。
【００１９】
シャフト部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を中空のシャフト部２５の右端部に外嵌することにより、シャフト部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。インペラ３０は、エンジンシリンダブロック９０などの内部に形成され且つ開口部がボデー１２により閉塞された水室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。
【００２０】
シャフト部２５の外周面とボデー１２の大径部１２ａ、小径部１２ｂの内周面との間に画成される円筒状空間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１２ａ内周側に固定される固定リング５０ａとシャフト部２４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。
【００２１】
次に本第１実施形態の作用について説明する。
【００２２】
プーリ２０のベルト係合面２０ｂ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部２５も同一方向に回転する。そして、シャフト部２５と一体となったインペラ３０が、ボデー１２により閉塞された水室９５内で回転する。
【００２３】
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。
【００２４】
上記したように、第１実施形態においては、メカニカルシール５０はシャフト部２５の外周面とボデー１２の大径部１２ａの間に配設されており、メカニカルシール５０から漏れてきた水滴がドレイン孔２２ｂおよび貫通孔２２ａを通して漏れ出そうとするが、カバー２４とプーリ２０の間の空間２７に溜められて外部に流れ出ることはない。外部からウォータポンプ１０の水漏れと誤認されれず、水漏れ不具合としてウォータポンプ１０を交換されることがない。また、カバー２４が取付けられているため、プーリ２０の回転により漏れた水滴がウォータポンプ２０の周りに飛散し、ウォータポンプ２０の駆動用ベルト８５またはエンジンルーム内の部品に水滴（ＬＬＣ）が付着し、作動不良を起こす懸念がない。なお、水蒸気状の漏水はカバー２４の底部２４ｃに形成された連通孔２４ｄから大気へ放出される。また、外部からの貫通孔２２ａを通して砂、石等の異物が侵入するのをカバー２４により防ぐため、メカニカルシール５０の摺動部に噛み込み、水漏れ不具合を発生させる懸念もない。
【００２５】
また、カバー２４は、爪部２４ｃを空間２７を形成する鍔部２４に設けているため固定手段を小型化できる。
【００２６】
以下、本発明の第２実施形態を図３乃至図５に基づき説明する。
【００２７】
尚、第２実施形態は、プーリ２２０の凹部形状を呈する外周部２２１を構成するベルト係合面（伝達部）２２０ｂと外周面２２１ａを形成するベアリング１４の固定部２２１ｂとを連結する連結部２２１ｃに、周方向に穴部２２６を設け、カバー２２４に穴部２２６方向に突出して先端部に穴部２２６に係合する爪部２２４ｃが形成された一対の突出部（第２固定手段）２２４ｄを設けていることが主に異なるだけであるので、第１実施形態と同一の構成については同一の番号符号を付し、説明を省略する。尚、カバー２２４の有底円筒部２２４ａに環状空間を設けるようにしても良い。
【００２８】
第２実施形態は、穴部２２６を連結部２２１ｃに周方向に設けたため、直線部２２６ａを高精度で形成でき、直線部２２６ａと爪部２２４ｃの係合力を向上できる。また、爪部２２４ｃを周方向に配設しているため、遠心力の影響を受けず直線部２２６ａと爪部２２４ｃの係合力を向上できる。
【００２９】
以下、本発明の第３実施形態を図６及び図７に基づき説明する。
【００３０】
尚、第３実施形態は、カバー３２４に中空状のシャフト部２５の開口部２５ａに係合する突出部（第３固定手段）３２４ｄを設けていることが主に異なるだけであるので、第２実施形態と同一の構成については同一の番号符号を付し、説明を省略する。尚、カバー３２４の有底円筒部３２４ａに環状空間を設けるようにしても良い。
【００３１】
第３実施形態は、開口部２５ａに穴部２２６を連結部２２１ｃに周方向に設けたため直線部２２６ａを突出部３２４ｄを嵌入することでカバー３２４を固定できるため組付けが簡単化できる。
【００３２】
【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、メカニカルシールから漏れてきた水滴がドレイン孔及び貫通孔を通して外部へ漏れ出し飛散しようとするが、カバーにより貫通孔が覆われるため外部への飛散が防止できると共に、外部から異物が内部に侵入しメカニカルシールの摺動部に噛み込み、水漏れが発生しようとするが、カバーにより貫通孔が覆われるため内部への異物の侵入が防止できる。また、カバーはプーリに形成される外周面に第１固定手段を介して固定されることにより、固定手段を小型化できる。
【００３４】
また、請求項２の発明にて講じた技術的手段によれば、プーリは回転駆動力が伝達される伝達部と、伝達部とベアリングとの固定部とを連結する連結部から構成され、カバーは連結部に設けられた穴部に第２固定手段を介して固定されることにより、穴部を高精度に形成でき、第２固定手段によるプーリとカバーの係合力を向上できる。
【００３５】
また、請求項３の発明にて講じた技術的手段によれば、シャフト部はプーリ側に開口部を有し、カバーは開口部に第３固定手段を介して固定されることにより、カバーのプーリへの組付けが簡単化できる。
【００３６】
また、請求項４の発明にて講じた技術的手段によれば、メカニカルシールから漏れてきた水滴がドレイン孔及び貫通孔を通して外部へ漏れ出そうとする水滴を一時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１実施形態に係わるウォータポンプの正面図である。
【図３】  本発明の第２実施形態に係わるウォータポンプの正面図である。
【図４】  図３のＢ−Ｂ線に沿ったウォータポンプの縦断面図である。
【図５】  図３のＡ−Ａ線に沿ったカバーの縦断面図である。
【図６】  本発明の第３実施形態に係わるウォータポンプの正面図である。
【図７】  図６のＣ−Ｃ線に沿った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・・・大径部（支承部）
１２ｂ・・・小径部（支承部）
１４・・・ベアリング
２０・・・プーリ
２２ａ・・・貫通孔
２２ｂ・・・ドレイン孔
２３・・・係合孔（第１固定手段）
２４・・・カバー
２４ｃ・・・爪部（第１固定手段）
２５・・・シャフト部
２５ａ・・・開口部（第３固定手段）
２６・・・円筒状空間
２７・・・環状空間
３０・・・インペラ
５０・・・メカニカルシール
２２０ｂ・・・ベルト係合面（伝達部）
２２１ｂ・・・固定部
２２１ｃ・・・連結部
２２４ｄ・・・突出部（第２固定手段）
２２６・・・穴部（第２固定手段）
２２６ａ・・・直線部（第２固定手段）
３２４ｄ・・・突出部（第３固定手段）
【図１】
0004089462.tif 000002
【図２】
0004089462.tif 000003
【図３】
0004089462.tif 000004
【図４】
0004089462.tif 000005
【図５】
0004089462.tif 000006
【図６】
0004089462.tif 000007
【図７】
0004089462.tif 000008