説明

ウォーターポンプ

【課題】メカニカルシールを通して漏出した冷媒が転がり軸受に浸入することを防止することができるウォーターポンプを提供する。
【解決手段】固定フランジ21及び固定筒部22を有する固定部材20と、インペラ60、回転筒軸51、回転フランジ52及びプーリ53を有する回転部材50と、固定筒部22とプーリ53との間に配設された転がり軸受31と、固定筒部22と回転筒軸51との間に配設されたメカニカルシール40とを備える。転がり軸受31の内輪32と外輪34の一端部寄り部分には、外輪34に一端部が固定され、他端部に内輪32のシール溝32aに接触するシールリップ39bを有するシール材37が配設される。内輪32の一端には、回転フランジ52に向けて突出する延出部33が形成される。延出部33の外周面には、内輪端面を伝って転がり軸受に浸入する漏出冷媒の流れを遮断する凹部33aが形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、主として車両の内燃機関に冷媒(クーラント等の冷却液)を循環するためのウォーターポンプに関する。
【背景技術】
【0002】
この種のウォーターポンプにおいては、例えば、特許文献1に開示されたものが知られている。
これにおいては、ハウジング、固定部材、プーリを有する回転部材、転がり軸受及びメカニカルシールを主体として構成されている。
すなわち、固定部材は、ハウジングの取付面に取り付けられる固定フランジと固定筒部とを有する。回転部材は、ハウジングの水室に配置されるインペラが一端部に設けられた回転筒軸とこの回転筒軸の他端開口部外周面の半径方向に突出された回転フランジとこの回転フランジの外周縁に沿って設けられたプーリとを有している。
また、転がり軸受は固定筒部とプーリとの間に配設され、メカニカルシールは固定筒部と回転筒軸との間に配設されている。
前記したような構造をもつウォーターポンプにおいては、ハウジングの水室側の冷媒が固定筒部と回転筒軸との間に配設されたメカニカルシールを通して漏出すると、漏出した冷媒が転がり軸受に浸入し、転がり軸受が発錆する恐れがあるため、回転部材の回転フランジの外周縁に形成された外周円筒部に貫通孔が形成されている。
【特許文献1】特開2005−256789号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、特許文献1に開示されたものにおいては、回転フランジの外周縁に向けて流れる漏出冷媒が外周円筒部の貫通孔に達する途中に転がり軸受が存在するため、漏出冷媒の一部が転がり軸受に浸入する恐れがある。
【0004】
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、メカニカルシールを通して漏出した冷媒が転がり軸受に浸入することを良好に防止することができるウォーターポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記目的を達成するために、この発明の請求項1に係るウォーターポンプは、ハウジングの取付面に取り付けられる固定フランジと固定筒部とを有する固定部材と、
前記ハウジングの水室に配置されるインペラが一端部に設けられた回転筒軸とこの回転筒軸の他端開口部外周面の半径方向に突出された回転フランジとこの回転フランジの外周縁に沿って設けられたプーリとを有する回転部材と、
前記固定筒部と前記プーリとの間に配設された転がり軸受と、
前記固定筒部と前記回転筒軸との間に配設されたメカニカルシールと、を備えたウォーターポンプであって、
前記転がり軸受の内輪と外輪の両端部の間のうち、少なくとも前記回転フランジ側に位置する一端部寄り部分には、前記外輪の内周面に一端部が固定され、他端部に前記内輪の外周面に凹設されたシール溝に接触するシールリップを有するシール材が配設され、
前記内輪の一端には、前記回転フランジに向けて突出する延出部が形成され、
前記延出部の外周面のうち少なくとも下部には、内輪端面を伝って転がり軸受に浸入する漏出冷媒の流れを遮断する凹部が形成されていることを特徴とする。
【0006】
前記構成によると、水室側の冷媒の一部がメカニカルシールを通して回転フランジと転がり軸受との間の内部空間側に漏出し、その漏出冷媒の一部が内輪端面を伝って浸入する場合がある。この場合、内輪端面を伝って浸入する漏出冷媒が凹部内に達すると、この凹部内に留まり、重力の作用によって落下する。
言い換えると、漏出冷媒の流れが凹部において遮断され、これ以上内部に浸入することが防止される。ひいては、漏出冷媒が原因となる転がり軸受の軌道面や転動体の発錆を防止することができ、耐久性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。
【実施例】
【0008】
(実施例1)
この発明の実施例1を図面にしたがって説明する。
図1はこの発明の実施例1に係るウォーターポンプを示す側断面図である。図2は回転部材を示す正面図である。図3は転がり軸受としての深溝玉軸受を拡大して示す側断面図である。
図1に示すように、ウォーターポンプは、ハウジング10、固定部材20、回転部材50、転がり軸受としての深溝玉軸受31及びメカニカルシール40を主体として構成されている。
ハウジング10には、冷媒(例えば、クーラント等の冷却液)の冷媒の循環路に通じる吸引口と吐出口(共に図示しない)を有する水室11がハウジング10の一側面に開口して形成されている。
また、ハウジング10には水室11の一側開口部の周囲に取付面12が形成され、この取付面12には環状のシール材13が嵌込まれる環状凹部が形成されている。
【0009】
固定部材20は、一枚の鋼板等の金属板がプレス加工されることによって形成されると共に、固定フランジ21と固定筒部22とを一体に有している。そして、固定部材20は、固定フランジ21においてハウジング10の水室11の一側開口部を塞ぐようにして取付面12にボルト等によって取り付けられている。
また、固定部材20の固定筒部22は、固定フランジ21側に位置する根元側に大径部25を、先端側に小径部23を有して段付き円筒状に形成され、小径部23と大径部25との境界部には段差面24が形成されている。
【0010】
回転部材50は、回転筒軸51、回転フランジ52、プーリ53及びインペラ60を一体状に有している。
回転筒軸51は、固定筒部22よりも小径に形成されて固定筒部22の中心部に貫挿され、かつ一端が閉じられた有底円筒状に形成されている。そして、回転筒軸51の他端開口部外周には半径方向に突出する回転フランジ52が形成されている。さらに、回転フランジ52の外周縁に沿って円筒状のプーリ53が形成され、このプーリ53と、内燃機関、例えばエンジン(図示しない)の出力軸との間にはベルト(図示しない)が掛け渡され、エンジンの出力軸のトルクがベルトを介して回転部材50に伝達されるようになっている。
また、この実施例1においては、回転部材50の回転筒軸51、回転フランジ52及びプーリ53は、一枚の鋼板等の金属板がプレス加工されることによって形成されている。
さらに、回転フランジ52には、転がり軸受としての深溝玉軸受31の内輪32を固定筒部22の外周面に圧入するための工具が挿通可能な複数のサービス孔54がプレス加工と同時に形成されている。
また、インペラ60は、その中心部において有底円筒状に形成されたボス61と、ボス61の開口部外周面から半径方向に突出されたフランジ62と、フランジ62の一側面に形成された複数の羽根63とを一体に備えて構成されている。そして、インペラ60は、そのボス61において回転筒軸51の一端部外周に圧入されて固定される。さらに、インペラ60は、ハウジング10の水室11内に回転可能に配置される。
【0011】
図1に示すように、固定部材20の固定筒部22の内周面と、回転部材50の回転筒軸51の外周面との間には、周知のメカニカルシール40が配設されている。なお、メカニカルシール40としては、例えば、固定筒部22の内周面に圧入される芯金に弾性体よりなるシールリップが接合されて構成され、シールリップが回転筒軸51の外周面に弾性的に密接されてシールする構造のものがある。さらに、メカニカルシール40としては、固定筒部22の内周面に圧入される芯金と回転筒軸51の外周面に圧入される芯金との少なくとも一方の芯金に弾性体よりなるシールリップが接合されて構成され、シールリップによって両芯金間をシールする構造のものもある。
【0012】
図1に示すように、固定部材20の固定筒部22の外周面と、回転部材50のプーリ53の内周面との間には、転がり軸受としての深溝玉軸受31が配設されている。
深溝玉軸受31は、内輪32と、外輪34と、これら内・外輪32、34の両軌道面の間に配設された転動体としての複数の玉35と、これら複数の玉35を保持する保持器36とを備えて構成されている。そして、プーリ53の内周面に深溝玉軸受31が、その外輪34において圧入されて固定された後、回転フランジ52のサービス孔54を通して挿入される工具によって内輪32が固定筒部22の段差面24に当接する位置まで同固定筒部22の小径部23外周に圧入されることによって、固定筒部22と、プーリ53との間に深溝玉軸受31が組み付けられるようになっている。
【0013】
図3に示すように、深溝玉軸受31の内輪32と外輪34の両端部の間のうち、少なくとも回転フランジ52側に位置する一端部寄り部分には、シール材37が配設されている。
シール材37は、金属性の芯金38と、芯金38を被覆して設けられた軟質樹脂、ゴム等の弾性体39とを一体状に有し、弾性体39の一端部には、外輪34の内周面に形成された環状溝に嵌込まれて固定される固定部39aが形成され、他端部には内輪32の外周面に凹設されたシール溝32aに弾性変形して接触するシールリップ39bが形成されている。
【0014】
図1と図3に示すように、回転フランジ52に対向する内輪32の一端には、回転フランジ52に向けて突出する延出部33が一体連続状に形成されている。
延出部33の外周面には、内輪32端面(延出部33の端面)を伝って浸入する漏出冷媒の流れを遮断する断面半円弧状の凹部33aが同延出部33の外周面に沿って環状に形成されている。
【0015】
この実施例1に係るウォーターポンプは上述したように構成される。
したがって、エンジンの作動時には出力軸のトルクがベルトを介して回転部材50のプーリ53に伝達される。これによって、プーリ53、回転フランジ52、回転筒軸51及びインペラ60を一体に有する回転部材50が所定方向に回転される。そして、ハウジング10の水室11内で回転されるインペラ60のポンプ作用によって、水室11内の冷媒が吐出口から循環路に吐出される一方、循環路の冷媒が吸引口から水室11内に吸引される。
【0016】
メカニカルシール40は、摩擦によるトルク損出を軽減するために、軽接触シールが用いられる。例えば、メカニカルシール40が固定筒部22の内周面に圧入される芯金に弾性体よりなるシールリップが接合されて構成され、シールリップが回転筒軸51の外周面に弾性的に密接されてシールする構造である場合には、メカニカルシール40のシールリップが回転筒軸51の外周面に軽く接触する。
このようなことから、水室11内の冷媒の一部が、回転フランジ52側の空間部Sに漏出する場合がある。この場合、漏出冷媒の一部が内輪32の延出部33の端面を伝って転がり軸受としての深溝玉軸受31に浸入する場合がある。この場合、延出部33の端面を伝って浸入する漏出冷媒が凹部33a内に達すると、この凹部33a内に留まり、重力の作用によって落下する。
言い換えると、漏出冷媒の流れが凹部33aにおいて遮断され、これ以上内部に浸入することが防止される。ひいては、漏出冷媒が原因となる深溝玉軸受31の内輪32及び外輪34の両軌道面や転動体としての玉35の発錆を防止することができ、耐久性の向上を図ることができる。
【0017】
なお、この発明は前記実施例1に限定するものではない。
例えば、前記実施例1においては、内輪32の延出部33の外周面に沿って凹部33aが環状に形成される場合を例示したが、内輪32の延出部33の外周面の下半部あるいは下部に凹部33aが形成される場合においても効果がある。
また、固定部材20において、固定フランジ21と、固定筒部22とを個別に製作した後、これら両部材を一体状に結合することによって固定部材20を構成してもよい。
また、回転部材50の回転フランジ52に形成されるサービス孔54は円形孔の他、長孔、角孔等であってもよい。
また、回転部材50において、回転筒軸51、回転フランジ52、プーリ53及びインペラ60をそれぞれ個別に製作した後、これら各部材を一体状に結合して回転部材50を構成してもよい。
また、回転フランジ52とプーリ53とを一体に製作した第1部材と、回転筒軸51とインペラ60とを一体に製作した第2部材とを一体状に結合して回転部材50を構成してもよい。
また、転がり軸受しては深溝玉軸受31の他、円筒ころ軸受を用いてもこの発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】この発明の実施例1に係るウォーターポンプを示す側断面図である。
【図2】同じく回転部材を示す正面図である。
【図3】同じく転がり軸受としての深溝玉軸受を拡大して示す側断面図である。
【符号の説明】
【0019】
10 ハウジング
11 水室
12 取付面
20 固定部材
21 固定フランジ
22 固定筒部
31 深溝玉軸受(転がり軸受)
32 内輪
32a シール溝
33 延出部
33a 凹部
34 外輪
35 玉(転動体)
40 メカニカルシール
50 回転部材
51 回転筒軸
52 回転フランジ
53 プーリ
60 インペラ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジングの取付面に取り付けられる固定フランジと固定筒部とを有する固定部材と、
前記ハウジングの水室に配置されるインペラが一端部に設けられた回転筒軸とこの回転筒軸の他端開口部外周面の半径方向に突出された回転フランジとこの回転フランジの外周縁に沿って設けられたプーリとを有する回転部材と、
前記固定筒部と前記プーリとの間に配設された転がり軸受と、
前記固定筒部と前記回転筒軸との間に配設されたメカニカルシールと、を備えたウォーターポンプであって、
前記転がり軸受の内輪と外輪の両端部の間のうち、少なくとも前記回転フランジ側に位置する一端部寄り部分には、前記外輪の内周面に一端部が固定され、他端部に前記内輪の外周面に凹設されたシール溝に接触するシールリップを有するシール材が配設され、
前記内輪の一端には、前記回転フランジに向けて突出する延出部が形成され、
前記延出部の外周面の少なくとも下部には、内輪端面を伝って転がり軸受に浸入する漏出冷媒の流れを遮断する凹部が形成されていることを特徴とするウォーターポンプ。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate


【公開番号】特開2008−121503(P2008−121503A)
【公開日】平成20年5月29日(2008.5.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−305174(P2006−305174)
【出願日】平成18年11月10日(2006.11.10)
【出願人】(000001247)株式会社ジェイテクト (7,053)
【Fターム(参考)】