(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の一端側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、
前記プーリと前記シャフト部とは一体に形成され、前記シャフト部は中空形状を呈し、前記プーリ側端部が開口し、前記インペラ側端部が閉塞されると共に、前記インペラ側端部側の側面には径方向にシャフト部の内・外を貫通する複数の貫通孔が形成され、該貫通孔は前記シャフトと前記インペラとの嵌着により閉塞されることを特徴とするウォータポンプ。
【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、例えば特開平２−４５６９８号公報に開示されたものがある。このウォータポンプは、図２に示すように、プーリ４１と、プーリ４１に圧入され、プーリ４１と一体的に回転する中実のシャフト部４２と、シャフト部４２に圧入され、シャフト部４２と一体的に回転するインペラ４３と、シャフト部４２が挿通された略円筒状の支承部４４を有するボデー４５と、支承部の外周とプーリ４１の内周との間に配設され、プーリ４１を回転可能に支承するベアリング４６と、シャフト部４２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の一端側を封止するメカニカルシール４７とを備えたものである。
【０００３】
ところで、近年部品の低コスト化、軽量化のニーズより組付工程の簡素化、部品点数の削減がウォータポンプにも要求されている。
【０００４】
上記したような、従来技術においては、中実のシャフト部４２およびプーリ４１は互いに別体であり、組付時に中実のシャフト部４２とプーリ４１とを逐一連結することにしているため、軽量化、組付性の面では満足できるものではない。かかる問題を解決するため、プーリと有底中空形状のシャフト部を一枚の板材からプレス成形により形成した構造を採用することが考えられる。このようにすれば、部品点数の削減および軽量化が図られる。このシャフト部は深絞り成形により形成でき、軸長方向に沿ったシャフト中空室のインペラ側端部が底壁部で閉塞される。
【０００５】
一方、プーリおよびシャフト部は雨水や空気中の湿度等による錆等が発生しないように耐食性向上のため、メッキや塗装等の表面処理がおこなわれている。
【０００６】
しかしながら、深絞り成形された中空形状のシャフト部の内部、特に先端部には、表面処理のメッキ液や塗装液等の表面処理液がまわらず錆等が発生し、腐食による穴あき、水漏れ等の不具合が発生するおそれがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、ウォータポンプにおいて、部品点数の削減および軽量化をはかるとともに、深絞り成形された中空形状のシャフト部の内部に表面処理液が十分にまわり、耐食性を向上させることを技術的課題とする。
【０００８】
【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の一端側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、前記プーリと前記シャフト部とは一体に形成され、前記シャフト部は中空形状を呈し、前記プーリ側端部が開口し、前記インペラ側端部が閉塞されると共に、前記インペラ側端部側の側面には径方向にシャフト部の内・外を貫通する複数の貫通孔が形成され、該貫通孔は前記シャフトと前記インペラとの嵌着により閉塞されることを特徴とするウォータポンプ。
【０００９】
上記した手段によれば、プーリとシャフト部とは一体に形成され、シャフト部は中空形状を呈し、プーリ側端部が開口し、インペラ側端部が閉塞される構造とするため部品点数の削減および軽量化がはかれる。また、シャフト部のインペラ側端部側の側面には径方向にシャフト部の内・外を貫通する複数の貫通孔が形成されるので、表面処理液がシャフト部の内部にまわり確実に表面処理が施されると共に、貫通孔はシャフトとインペラとの嵌着により閉塞されるため貫通孔を通した水漏れを防止できる。
【００１０】
【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。
【００１１】
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。
【００１２】
ベアリング１４のアウターレース上には、プーリ２０が一体回転可能に、外嵌されている。プーリ２０は、円筒カップ状の回転体１８の軸方向の外周部として形成されている。凹部形状を呈する外周部と連なる回転体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）に延在しプーリ２０側端部が開口する中空形状（筒状）のシャフト部２４が一体成形されている。シャフト部２４の先端部には底壁部２５が形成され閉塞され、先端部側、後述するインペラ３０が嵌着される位置には複数の貫通孔２６が形成されている。なお、本実施形態では２つの貫通孔２６が形成されている。このプーリ２０、底部２２及びシャフト部２４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、メッキ又は塗装等により耐蝕処理される。
【００１３】
シャフト部２４の右端部には、貫通孔２６が閉塞されるようにインペラ３０が一体回転可能に嵌着されている。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２４の右端部に外嵌することにより、シャフト部２４の先端部には、インペラ３０が一体回転可能に嵌着される。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。
【００１４】
シャフト部２４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２７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、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。
【００１５】
次に本第１実施形態の作用について説明する。
【００１６】
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２４も同一方向に回転する。そして、シャフト部２４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。
【００１７】
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。
【００１８】
以上説明したように本実施形態によれば、シャフト部２４のインペラ３０側端部（シャフト部２４のインペラ３０が嵌着される位置）の側面には径方向にシャフト部２４の内・外を貫通する複数の貫通孔２６が形成されているため浸漬等による表面処理時、シャフト部２４の先端部の空気が排出され深絞り成形された中空形状のシャフト部の内部にメッキ液又は塗装液等の表面処理液がまわり、表面処理が施され、耐食性を向上する。更に、貫通孔はシャフトとインペラとの嵌着により閉塞され水室９５から貫通孔を通した水漏れを防止できる。
【００１９】
【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、プーリとシャフト部とは一体に形成され、シャフト部は中空形状を呈し、プーリ側端部が開口し、インペラ側端部が閉塞される構造とするため部品点数の削減および軽量化がはかれる。また、シャフト部のインペラ側端部側の側面には径方向にシャフト部の内・外を貫通する複数の貫通孔が形成されるので、表面処理液がシャフト部の内部にまわり確実に表面処理が施されると共に、貫通孔はシャフトとインペラとの嵌着により閉塞されるため貫通孔を通した水漏れを防止できる。
【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】従来技術におけ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・・・大径部（支承部）
１２ｂ・・・小径部（支承部）
１４・・・ベアリング
２０・・・プーリ
２４・・・シャフト部
２６・・・貫通孔
３０・・・インペラ
５０・・・メカニカルシール
【図１】
0003801064.tif 000002
【図２】
0003801064.tif 000003