(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプハウジングに形成された円筒状の軸挿通部の外周に、軸受を介してプーリが回転自在に支持されると共に、前記ポンプハウジング内のインペラのシャフトが、前記軸挿通部の開口端側を覆っている前記プーリの端面板に結合一体化されて、前記プーリに入力される回転力で前記インペラが駆動され、前記シャフトと前記軸挿通部との間には軸シールが装着されるウォーターポンプであって、
前記プーリの端面板は、前記シャフトとの結合部から垂直面を介さず斜め外方に延出する内周部と、この内周部の外周から傾きを違えて延出する外周部と、を備えて、前記内周部と前記外周部とにより径方向の部位に外方に凸の屈曲部を形成した構造とし、
且つ、前記屈曲部には、前記内周部と前記外周部とに跨って開孔して内外を連通させる排水孔を形成し、
前記排水孔を、前記端面板の回転時に外部へ抜ける気流を発生させる蒲鉾形にした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】
本発明は、車両のエンジンへの冷却水供給等に用いられるウォーターポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、車両のエンジンへの冷却水供給等に用いられるウォーターポンプの従来例を示したものである。
このウォーターポンプ１は、ポンプハウジング３に一体形成された円筒状の軸挿通部４の外周に、軸受６を介してプーリ８が回転自在に支持されている。
プーリ８は、軸受６を介して軸挿通部４の外周に回転自在に支持される円筒部９と、この円筒部９の端部に連設されて軸挿通部４の開口端側を覆う端面板１０とを備えている。
【０００３】
そして、ポンプハウジング３内のインペラ１３のシャフト１４が、軸挿通部４を挿通して、軸挿通部４の開口端側を覆っているプーリ８の端面板１０に結合一体化されている。
【０００４】
図示例の場合、シャフト１４は、金属板のプレス成形により形成された中空構造で、プーリ８の端面板１０と一体成形されており、インペラ１３には、インペラの中心部の凹部１３ａに圧入により固着されている。
【０００５】
以上のウォーターポンプ１は、プーリ８の円筒部９の外周面にエンジン出力で駆動されるベルト（不図示）が巻き掛けられており、プーリ８に入力される回転力でインペラ１３が駆動される。
【０００６】
このようなウォーターポンプ１では、ポンプハウジング３内の冷却水や水蒸気がシャフト１４と軸挿通部４との間の隙間を伝ってプーリ８側に漏出することを防止するため、シャフト１４と軸挿通部４との間にはメカニカルシール等の軸シール１６を装着して、該部分の水密性を確保するようにしている。
しかし、軸シール１６を設けていても、完全には封止できず、微小量の冷却水や水蒸気が、軸シール１６を通過して、端面板１０側に漏れ出す。
【０００７】
そこで、従来では、端面板１０側に漏れてきた冷却水や水蒸気を速やかに外部に排出するべく、端面板１０や円筒部９の一部に、排水孔１８を設けるようにしている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２３９８９０号公報
【特許文献２】特開２００４−１１６４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、従来のウォーターポンプ１の場合、プーリ８の端面板１０は、全域がシャフト１４に直交する一様な垂直壁で、回転中に端面板１０側に漏れだした冷却水や水蒸気による水滴は、端面板１０の内周部に付着すると、遠心力による慣性で端面板１０上を外周に向かって流れるが、その際に、慣性方向と直交している端面板１０上の排水孔１８からは排出され難く（排水効率が悪く）、端面板１０上を伝う水滴が端面板１０と円筒部９が交差する端面板外周の隅部１９に滞留し易い。そして、この隅部１９は、軸受６に近接しているため、該隅部１９に滞留する水滴の一部が軸受６内に侵入することにより、軸受６内に錆を発生させ、軸受６の性能低下又は破損を招くという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、軸受付近となる端面板に水滴が滞留する不具合を無くして、滞留した水滴の侵入による軸受の錆発生や性能低下、又は破損を防止できるウォーター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】
【００１１】
上記目的は、ポンプハウジングに形成された円筒状の軸挿通部の外周に、軸受を介してプーリが回転自在に支持されると共に、前記ポンプハウジング内のインペラのシャフトが、前記軸挿通部の開口端側を覆っている前記プーリの端面板に結合一体化されて、前記プーリに入力される回転力で前記インペラが駆動され、前記シャフトと前記軸挿通部との間には軸シールが装着されるウォーターポンプであって、前記プーリの端面板は、前記シャフトとの結合部から垂直面を介さず斜め外方に延出する内周部と、この内周部の外周から傾きを違えて延出する外周部と、を備えて、前記内周部と前記外周部とにより径方向の部位に外方に凸の屈曲部を形成した構造とし、且つ、前記屈曲部には、前記内周部と前記外周部とに跨って開孔して内外を連通させる排水孔を形成し、前記排水孔を、前記端面板の回転時に外部へ抜ける気流を発生させる蒲鉾形にしたことを特徴とするウォーターポンプの構成により達成される。
【発明の効果】
【００１３】
上記に記載のウォーターポンプでも、プーリの端面板の内周部に付着した水滴は、回転中の遠心力及び水滴の粘性により、端面板の内面を伝って外周側に移動する。
しかし、端面板の内周部は、シャフトとの結合部から斜め外方に延出しているため、内周部を伝う水滴には、軸方向外方に向かう分力が作用する。
更に、端面板の内周部と外周部との境は、屈曲部となっていて、該屈曲部を乗り越えるにはより大きな慣性力の作用が必要となるため、端面板の内周部を伝った水滴は外周部に留まり易い。そして、内周部の傾斜により発生した軸方向外方に向かう分力のため、屈曲部に到達した水滴は、該屈曲部に設けられた排水孔から外部に効率良く排出される。
そのため、プーリの端面板の内周部に付着した水滴が、端面板の内面を伝って、軸受付近となる端面板の外周側隅部に滞留する不具合を解消することができ、水滴の侵入による軸受の錆発生や性能低下、又は破損を防止することができる。
また、排水孔の形状を、端面板の回転時に外部へ抜ける気流を発生させる蒲鉾形にしたことによって、端面板のシャフトとの結合部付近から端面板の屈曲部に到達した水滴の排出効率を更に高めることができ、軸受の錆発生や性能低下、又は破損を防止する効果を更に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るウォーターポンプの好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るウォーターポンプの第１の実施の形態の要部の縦断面図、図２は図１のＡ矢視図で、プーリの端面板の正面図である。
【００１５】
この第１の実施の形態のウォーターポンプ２１は、車両のエンジンへの冷却水供給等に用いられるウォーターポンプである。
このウォーターポンプ２１は、ポンプハウジング３に一体形成された円筒状の軸挿通部４の外周に、軸受６を介してプーリ２３が回転自在に支持されている。
プーリ２３は、軸受６を介して軸挿通部４の外周に回転自在に支持される円筒部２４と、この円筒部２４の端部に連設されて軸挿通部４の開口端側を覆う端面板２５と、円筒部２４と同心に端面板２５の内周部に一体装備されて後述のインペラのシャフトに固定一体化される内筒部２６とを備えている。
【００１６】
そして、ポンプハウジング３内のインペラ１３のシャフト１４が、軸挿通部４を挿通して内筒部２６に嵌入し、内筒部２６を介してプーリ２３の端面板２５に結合一体化されている。
【００１７】
ウォーターポンプ２１は、プーリ２３の円筒部２４の外周面にエンジン出力で駆動されるベルト２８が巻き掛けられており、ベルト２８によりプーリ２３に入力される回転力でインペラ１３が駆動される。
【００１８】
このウォーターポンプ２１では、ポンプハウジング３内の冷却水や水蒸気がシャフト１４と軸挿通部４との間の隙間を伝ってプーリ２３側に漏出することを防止するため、シャフト１４と軸挿通部４との間にはメカニカルシール等の軸シール１６を装着して、該部分の水密性を確保するようにしている。
しかし、軸シール１６を設けていても、完全には封止できず、微小量の冷却水や水蒸気が、軸シール１６を通過して、端面板２５側に漏れ出す。
【００１９】
そこで、本実施の形態のウォーターポンプ２１の場合は、プーリ２３の端面板２５は、シャフト１４との結合部である内筒部２６から斜め外方に傾斜状態で延出する内周部２５ａと、この内周部２５ａの外周から傾きを違えてシャフト１４に直交する垂直方向に延出する外周部２５ｂとで、径方向の部位に外方に凸の屈曲部２５ｃを形成した構造としている。
【００２０】
そして、端面板２５側に漏れてきた冷却水や水蒸気を速やかに外部に排出するべく、屈曲部２５ｃには、周方向に適宜間隔で、内外を連通させる排水孔２９を形成している。
本実施の形態の場合、排水孔２９は、図２に示すように、円形孔になっている。
【００２１】
以上に説明した本実施の形態のウォーターポンプ２１でも、軸挿通部４を挿通するインペラ１３のシャフト１４と軸挿通部４との間の軸シール１６を通過した冷却水や水蒸気は、水滴となって、シャフト１４が結合されているプーリ２３の端面板２５の内周部２５ａに付着する。
そして、内周部２５ａに付着した水滴３１は、回転中の遠心力及び水滴３１の粘性により、端面板２５の内面を伝って外周側に移動する。
【００２２】
ところが、本実施の形態のウォーターポンプ２１では、端面板２５の内周部２５ａは、シャフト１４との結合部から斜め外方に延出しているため、内周部２５ａを伝う水滴３１には、図示のように、内周部２５ａの斜面に沿う慣性力Ｆの分力として、軸方向外方に向かう分力ｆｔが作用する。
【００２３】
更に、端面板２５の内周部２５ａと外周部２５ｂとの境は、屈曲部２５ｃとなっていて、該屈曲部２５ｃを乗り越えるにはより大きな慣性力Ｆの作用が必要となるため、端面板２５の内周部２５ａを伝った水滴３１は屈曲部２５ｃに留まり易い。そして、内周部２５ａの傾斜により発生した軸方向外方に向かう分力ｆｔのため、図に矢印Ｘで示すように、該屈曲部２５ｃに設けられた排水孔２９から外部に効率良く排出することができる。
【００２４】
そのため、プーリ２３の端面板２５の内周部２５ａに付着した水滴３１が、端面板２５の内面を伝って、軸受付近となる端面板２５の外周側隅部２７に滞留する不具合を解消することができ、水滴の侵入による軸受６の錆発生や性能低下、又は破損を防止することができる。
【００２５】
なお、本発明に係るウォーターポンプにおいて、プーリの端面板の屈曲部に形成する排水孔の形状は、上記実施の形態に示した円形孔に限らない。
図３は、本発明に係るウォーターポンプの第２の実施の形態におけるプーリの端面板の正面図である。
この端面板２５では、内周部２５ａと外周部２５ｂとの境の屈曲部２５ｃに装備する排水孔２９を、当該端面板２５の回転時に外部へ抜ける気流Ｊを発生させる羽根形、より具体的には蒲鉾形にしている。
排水孔２９の形状を、このような蒲鉾形にしたことによって、端面板２５のシャフト１４との結合部付近から端面板２５の屈曲部２５ｃに到達した水滴３１の排出効率を更に高めることができ、軸受の錆発生や性能低下、又は破損を防止する効果を更に高めることができる。
【００２６】
さらに、本発明に係るウォーターポンプにおいて、プーリの端面板の屈曲部に形成する排水孔、その開口形状だけでなく、開口面積を適宜に設計変更することが可能である。
【００２７】
また、軸受６への水滴の侵入防止を更に徹底するために、図４のように改良することも考えられる。
図４は本発明に係るウォーターポンプの第３の実施の形態の要部の縦断面図である。
この第３の実施の形態のウォーターポンプ３３は、軸挿通部４の端面に、水切り板３５を追加装備したもので、それ以外の構成は、第１の実施の形態と共通で良い。共通の構成部分には、第１の実施の形態と共通の番号を付して、説明を省略する。
【００２８】
この第３の実施の形態で追加した水切り板３５は、軸挿通部４の端面に沿って外径側に延出して、端面板２５に対向する軸受６の端面を、円筒部２４の内周付近まで覆うようにしたものである。
このようにすると、軸受６の端面が、端面板２５に直接露出しないため、端面板２５の内面に付着している水滴が軸受６側に飛散しても、水切り板３５により遮断されて、水滴の軸受６への侵入が更に確実に防止されることになり、水滴の侵入による軸受６の汚損防止を更に徹底することができる。
【００２９】
なお、本発明に係るウォーターポンプにおいて、端面板の内周部と外周部との境の屈曲部の成す角度（内周部と外周部との挟角）は、上記実施の形態では約１５５°程度に設定したが、該屈曲部の挟角の具体的な角度は、上記実施の形態に限らない。
例えば、内周部２５ａの傾斜を上記実施の形態よりも増減させたり、あるいは、外周部２５ｂを実施の形態に示した垂直状態から適宜角度傾斜させた状態に変更することで、水滴が通過し難い屈曲部の挟角を選ぶと良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るウォーターポンプの第１の実施の形態の要部の縦断面図である。
【図２】図１のＡ矢視図で、プーリの端面板の正面図である。
【図３】本発明に係るウォーターポンプの第２の実施の形態におけるプーリの端面板の正面図である。
【図４】本発明に係るウォーターポンプの第３の実施の形態の要部の縦断面図である。
【図５】従来のウォーターポンプの要部の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
３  ポンプハウジング
４  軸挿通部
６  軸受
１３  インペラ
１４  シャフト
１６  軸シール
２１  ウォーターポンプ
２３  プーリ
２４  円筒部
２５  端面板
２５ａ  内周部
２５ｂ  外周部
２５ｃ  屈曲部
２６  内筒部（結合部）
２８  ベルト
２９  排水孔
３１  水滴
３３  ウォーターポンプ
３５  水切り板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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