JP2002349481A - ウォーターポンプ - Google Patents

ウォーターポンプ

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JP2002349481A
JP2002349481A JP2001153022A JP2001153022A JP2002349481A JP 2002349481 A JP2002349481 A JP 2002349481A JP 2001153022 A JP2001153022 A JP 2001153022A JP 2001153022 A JP2001153022 A JP 2001153022A JP 2002349481 A JP2002349481 A JP 2002349481A
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shaft
bearing
water pump
driven
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Yasuo Ozawa
保夫 小澤
Junya Yamamoto
淳也 山本
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス成形されたプーリの内周にベアリング
の外輪を嵌合し、ベアリングを介してボディがプーリを
支持するウォータポンプでは、プーリの外径はベアリン
グの外輪の外径と大差ないものとなり、プーリ径の設定
の自由度は小さい。また、プーリの材料となる鋼板の厚
さやプーリの形状等によっては充分な寸法精度が得られ
ない。 【解決手段】 プーリ11と、プーリ11と結合される
シャフト12と、シャフト12に結合されるインペラ1
3と、シャフト12をベアリング14を介して回転自在
に支承するボディ15を有し、ベアリング14の外周面
が樹脂製プーリ11に固設しているウォータポンプにお
いて、プーリ11とシャフト12が樹脂により一体成形
されることを特徴とするウォータポンプを構成したこと
である。

Description

【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に開示されたものがある。
【0003】上記のウォータポンプは、図4に示すよう
に、インペラ41と一体回転する軸に圧入嵌合されたプ
ーリ42を備え、プーリ42は外部から回転力を受けて
回転するものである。鋼板をプレス成形した前記プーリ
42の内周にベアリング43の外輪が嵌合されており、
ベアリング43の内輪が嵌合されたボディ44がベアリ
ング43を介してプーリ42を支持している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ウォータポンプを組み
付けるエンジンの要求仕様によって、ウォータポンプを
駆動する回転力を受けるプーリの径を変更する必要があ
るが、上記のウォータポンプでは、プーリ42内周面に
ベアリング43の外輪を嵌合し、ベアリング43を介し
てボディ44がプーリ42を支持する形態をとるため、
プーリ42の外径はベアリング43の外径と大差ないも
のとなり、プーリ径の設定の自由度は小さい。
【0005】また、プレス成形のプーリの問題点とし
て、プーリの剛性を確保するため板厚の厚い鋼板をプレ
ス成形すると、成形が困難になりプレスプーリの寸法精
度(円筒度や振れ等)が低下することが挙げられる。一
方、成形を容易にし、成形後の寸法精度を上げるために
板厚の薄い鋼板を使用すると、プーリの剛性が低下し、
プーリにベアリングを嵌合した際に、プーリが変形して
円筒度や振れ等の寸法精度が悪化したり、プーリとベア
リング間の嵌合力の低下が生じる等の問題がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するために講じた第1の技術的手段は請求項1に示す
ように、被駆動部と、該被駆動部と結合されるシャフト
と、該シャフトに結合されるインペラと、前記被駆動部
をベアリングを介して回転自在に支承するボディを有
し、前記ベアリングの外周面が前記被駆動部に固設して
いるウォータポンプにおいて、前記被駆動部と前記シャ
フトが樹脂により一体成形されることを特徴とするウォ
ータポンプを構成したことである。
【0007】第1の手段によれば、 前記被同駆動部に
入力された駆動力は前記被同駆動部と一体である前記シ
ャフトを介して、前記インペラを回転させる。
【0008】上記した技術的課題を解決するために講じ
た第2の技術的手段は請求項2に示すように、被駆動部
と、該被駆動部と結合されるシャフトと、該シャフトに
結合されるインペラと、前記被駆動部をベアリングを介
して回転自在に支承するボディを有し、前記ベアリング
の外周面が前記被駆動部に固設されているウォータポン
プにおいて、前記被駆動部はプーリ部とアーム部から成
り、前記プーリ部は前記アーム部に固設され、かつ前記
アーム部は前記ベアリングの外周面に固設されると共に
前記アーム部は前記シャフトに結合されることを特徴と
するウォータポンプを構成したことである。
【0009】第2の手段によれば、 前記プーリ部とア
ーム部からなる前記被同駆動部に入力された駆動力は前
記被駆動部に結合されるシャフトを介して、インペラを
回転させる。
【0010】
【発明の実施の形態】本新発明に係るウォータポンプの
具体例を添付図面に基づいて説明する。
【0011】図1は第1の具体例におけるウォータポン
プ10の縦断面図である。
【0012】プーリ11、環状の金属インサート16、
シャフト12は同軸上に配設され、成形時に成形型内に
金属インサート16を挿入して樹脂を射出成形するイン
サート成形により一体に成形されている。
【0013】プーリ11のプーリ部の内周面には環状の
金属インサート16が外周部が埋設された状態で固定さ
れており、一方、内周部はプーリ11の回転中心方向に
凸設している。
【0014】インペラ13は樹脂からなり、振動溶着に
より樹脂製のシャフト12に一体回転するよう結合され
ている。
【0015】ベアリング14の内輪はインサート成形に
より樹脂からなるボディ15に一体的に成形され、ベア
リング14が軸方向にも周方向にも移動しないように内
輪がボディ15に埋設された状態で固定されている。
【0016】プーリ11は、回転中心方向に凸設した金
属インサート16を介して、ベアリング14の外輪に圧
入嵌合されている。金属インサート16は樹脂製のプー
リ11とベアリング14の外輪の間の嵌合力を確保する
ために設けられている。
【0017】上記の構成により、ボディ15はベアリン
グ14を介してプーリ11を回転自在に支持している。
【0018】プーリ11のリム部の外周面には図示しな
いベルトが掛けられ、エンジンのクランクシャフトの回
転力によりプーリ11が駆動される。プーリ11の回転
はシャフト12を介してインペラ13に伝達され、イン
ペラ13が回転しウォータポンプ10が作動する。
【0019】第1の具体例において、プーリ11とシャ
フト12を樹脂による一体成形としたことにより、プレ
ス成形と比較して形状・加工上の制約が少なくなり、プ
ーリ11の外径寸法の設定の自由度が大きくなる。ま
た、樹脂成形は成形温度や材料の選択によりプレス成形
と比較して寸法精度(円筒度、振れ等)を容易に向上さ
せることができ、複雑な形状の成形も容易である。
【0020】また、プーリ11とシャフト12が別部材
の場合に必要なプーリ11にシャフト12を固定する等
の工程がプーリ11とシャフト12を一体成形すること
により不要になる。さらに、プーリ11とシャフト12
を一体成形することによりシャフト12へのプーリ11
の組み付けによる振れを防止し、プーリ11とシャフト
12の同軸度が向上させることができる。
【0021】図2は第2の具体例におけるウォータポン
プ20の縦断面図である。
【0022】プーリ21はプーリ部22、アーム部23
から構成される。
【0023】アーム部23はプレス深絞り成形によって
成形された円筒状の金属部材で図2に示すように外側壁
23aと内側壁23bを備える。
【0024】プーリ21、シャフト24は同軸上に配設
され、成形型内にアーム部23を挿入して樹脂を射出成
形するインサート成形により一体に成形されている。
【0025】アーム部23の外側壁23aの外周部はイ
ンサート成形によりプーリ部22に埋設されて固定され
ている。また、アーム部23の内側壁23bはインサー
ト成形によりシャフト24の一端に埋設されて固定され
ている。
【0026】シャフト24の他端周面にはインサート成
形により管状の金属スペーサ25が外周面を露出した状
態で埋設されて固定されている。
【0027】インペラ26は樹脂からなり、インペラ2
6の内周面26aには環状の金属インサート27の外周
部が埋設・固定され、かつ内周部がインペラ26の回転
中心方向に凸設されている。インペラ26は、凸設され
た金属インサート27の内周部を介してシャフト24の
金属スペーサ25が固定されている他端周面に圧入嵌合
され結合されている。上記金属インサート27と金属ス
ペーサ25は、樹脂製のシャフト24とインペラ26の
間の嵌合力を確保するためのものである。
【0028】ベアリング28の内輪はインサート成形に
より、樹脂からなるボディ29に一体に成形され、ベア
リング28が軸方向にも周方向にも移動しないように内
輪がボディ29に埋設された状態で固定されている。
【0029】プーリ21は、アーム部23の外側壁23
aの内周面がベアリング28の外輪に圧入嵌合される。
【0030】上記の構成により、ボディ29はベアリン
グ28を介してプーリ21を回転自在に支持している。
【0031】プーリ21のプーリ部22の外周面には図
示しないベルトが掛けられ、図示しないエンジンのクラ
ンクシャフトの回転力によりプーリ21が駆動される。
プーリ21の回転はシャフト24を介してインペラ26
に伝達され、インペラ26が回転しウォータポンプ20
が作動する。
【0032】第2の具体例において、プーリ21をイン
サート成形により樹脂製のプーリ部22と金属性のアー
ム部23を一体に成形としたことにより、プーリ部22
は樹脂成形により構成されるので形状・加工上の制約が
少なく、プーリ21の外径寸法の設定の自由度が大きく
なり、プレス成形と比較して寸法精度(円筒度、振れ
等)を容易に向上させることができ、図2のリム部22
の外周面断面に示すような複雑な形状の成形も容易であ
る。
【0033】また、アーム部23は深絞りプレス成形に
より成形されるため寸法誤差(円筒度、振れ、同軸度、
側面間の平行度)を生じる可能性があるが、アーム部2
3とプーリ部22及びシャフト24をインサート成形に
より結合するため、寸法誤差がある程度吸収され、プー
リ21全体としては寸歩誤差が累積されにくくなる。
【0034】図3は第3の具体例におけるウォータポン
プ30の縦断面図である。
【0035】上記の第2の具体例における樹脂製プーリ
部22をプレス成形された金属のリム部32に置き換え
た例である。金属のプーリ部32をプレス成形(及びロ
ール成形)し、アーム部33に圧入嵌合しているため、
プーリ31の外径寸法の設定の自由度が大きくなる。ま
た、リム部32とアーム部33を別体にし、それぞれプ
レス成形した後結合したことで、プレス成形の工程の複
雑化と工程数を重ねることによる寸法誤差の増大を抑え
ている。
【0036】
【発明の効果】被同駆動部、例えばプーリを樹脂成形す
ることで、加工上の制約がなくなり、ウォータポンプを
取り付けるエンジンの要求仕様に合わせて被駆動部の外
径を自由かつ微妙に調整することが可能になるため、ひ
とつの型式のウォータポンプを多くの種類のエンジンに
対応させることが可能になる。
【0037】また、樹脂成形は、射出成形時の温度条件
や樹脂材料の選択等の条件を調整することで、プレス成
形より容易に成形品の寸法精度(円筒度、振れ等)を向
上させることができることに加え、プレス成形より樹脂
成形の方が工程数も少なくて済むため、生産性が向上す
る。
【0038】さらに、被駆動部とシャフトを樹脂により
一体的に成形する場合、被駆動部とシャフトの同軸度が
向上(シャフトに対するプーリの振れが減少)するだけ
でなく、被駆動部にシャフトを挿嵌・固定する工程も不
要になるため、製造コスト・工数の低減が可能になる。
【0039】また、被駆動部等を別体のプーリ部とアー
ム部を固設して構成した場合、被駆動部の径及び形状は
プーリ部の形状変更のみで自由に設定することが可能に
なるため、ひとつの型式のウォータポンプを多くの種類
のエンジンに対応させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本新技術の第1の具体例に関わるウォータポン
プの縦断面図である。
【図2】本新技術の第2の具体例に関わるウォータポン
プの縦断面図である。
【図3】本新技術の第3の具体例に関わるウォータポン
プの縦断面図である。
【図4】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、20、30・・・ウォータポンプ 11、21、31・・・プーリ(被駆動部) 12、24・・・シャフト 13、26・・・インペラ 14、28・・・ベアリング 15、29・・・ボディ 22、32・・・プーリ部 23、33・・・アーム部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被駆動部と、該被駆動部と結合されるシ
    ャフトと、該シャフトに結合されるインペラと、前記被
    駆動部をベアリングを介して回転自在に支承するボディ
    を有し、前記ベアリングの外周面が前記被駆動部に固設
    しているウォータポンプにおいて、前記被駆動部と前記
    シャフトが樹脂により一体成形されることを特徴とする
    ウォータポンプ。
  2. 【請求項2】 被駆動部と、該被駆動部と結合されるシ
    ャフトと、該シャフトに結合されるインペラと、前記被
    駆動部をベアリングを介して回転自在に支承するボディ
    を有し、前記ベアリングの外周面が前記被駆動部に固設
    されているウォータポンプにおいて、前記被駆動部はプ
    ーリ部とアーム部から成り、前記プーリ部は前記アーム
    部に固設され、かつ前記アーム部は前記ベアリングの外
    周面に固設されると共に前記シャフトに結合されること
    を特徴とするウォータポンプ。
JP2001153022A 2001-05-22 2001-05-22 ウォーターポンプ Pending JP2002349481A (ja)

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