JP2004301097A - Water pump - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プーリを介して水抜き通路の外面側水抜き開口箇所のシール構造を構成するのに簡単にでき、且つ安定したシール動作を確保し、さらに部品点数を増すことなく、コスト低減できるウォーターポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
ウォーターポンプのポンプ室のインペラと、そのインペラを回転駆動する軸を回転支持する軸受とを区画するメカニカルシールが設けられている。その軸受とメカニカルシールとが装着されるポンプケーシング内の空間に、外部と連通する排出孔が設けられており、ポンプ本体外側の外周に配置されたカップ形状のプーリと、ポンプ本体外側に前記プーリのカップ状開口端縁に近接する被覆部を設けて小隙間を構成し、前記排出孔を被覆するウォーターポンプが下記特許文献1(実公平4−41221号)に開示されている。この被覆部材とプーリの開口端縁との隙間を微小隙間部にすることによって、ウォーターポンプの排出孔に外部からのダストなどの異物侵入を防止できるようにしたものである。
【0003】
【特許文献1】
実公平4−41221号
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1において、被覆部材とプーリとを対向させた対向面間の隙間を微小に設定した微小隙間部を設けるものであることから、微小隙間部を一定に維持するための寸法管理は困難である。その隙間の大きさは微小隙間部のシール性に大きく影響するものである。それゆえに、隙間の寸法距離が小さければ小さいほどにシール性は高くなるがその反面、被覆部材とプーリとが接触して干渉するおそれがある。またその干渉を避けるように隙間を大きくすると、今度はシール性が損なわれるおそれがある。
【0005】
この微小隙間部による隙間寸法を安定させて、シール性を向上させるには、その対向する平行面の直角度、平行度などの加工精度を高めなければならないので、厳しい寸法管理が必要となり、高い組立精度が要求され、よってコスト低減が困難となる。すなわち、プーリと被覆部材とからなる微小隙間部は、容易にシール性の高い微小隙間部に設定することが極めて困難であった。本発明の目的は、プーリを介して水抜き通路の外面側水抜き開口箇所のシール構造を構成することが簡単にでき、且つ安定したシール動作を確保することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
そこで発明者は、上記課題を解決すべく鋭意,研究を重ねた結果、本発明を、内部にポンプ室と軸受室との間に空隙室が形成され、該空隙室には外部と連通する水抜き通路が形成され、該水抜き通路の外面側水抜き開口が外部下面側に位置するポンプハウジングと、略カップ形状に形成され,カップ状開口側端縁から回転中心に向かって屈曲する環状鍔部が形成されたプーリとからなり、前記外面側水抜き開口を覆うようにしてプーリがポンプハウジングに装着されるとともに、前記環状鍔部の鍔内周端縁が前記外面側水抜き開口の周囲外面部に近接させてなるウォーターポンプとしたことにより、プーリを介して水抜き通路の外面側水抜き開口箇所のシール構造を構成することが簡単にでき、且つ安定したシール動作を確保し、上記課題を解決したものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明の第1実施形態について説明する。ポンプハウジングAは、その内部に、図1に示すように、ポンプ室1と軸受室2とが形成されている。該軸受室2は、内周が円形状であり、インペラ軸11の軸受部11aが収納状態にて装着される。さらに前記ポンプ室1と軸受室2との間には、空隙室3が形成されている。
【0008】
該空隙室3は、図1に示すように、前記軸受室2と同一内径の円周内壁面にて囲まれた部屋である。或いは、図示しないがその空隙室3の内径は軸受室2よりも大きく形成されることもある。前記ポンプ室1には、インペラ10がインペラ軸11を介して回動自在に配置されている。そのインペラ軸11の軸受部11aは、前記軸受室2に装着される。前記メカニカルシール9は、軸受室2に装着され、軸受室2と空隙室3とが仕切られる。
【0009】
そのポンプハウジングAにおいて、前記軸受室2及び空隙室3の外部側は、同一軸心を共有する円筒形状とした円筒状外部A1 として形成されている(図1参照)。すなわち、該円筒状外部A1 の内部に軸受室2及び空隙室3が一列状に存在するものである。また、ポンプ室1の外部側は、インペラ筺部A2 としている。そして、その円筒状外部A1 の周囲と前記インペラ筺部A2 とは、略直角に接続し、その接続箇所に補強リブ等が形成されている。その円筒状外部A1 とインペラ筺部A2 との接続箇所は、略ポンプハウジングA内部の空隙室3の位置に対応している。この箇所における円筒状外部A1 に、ポンプハウジングAの内部と外部とを連通する水抜き通路4と蒸気排出通路5とが形成される。具体的には、ポンプハウジングAの空隙室3箇所において水抜き通路4と蒸気排出通路5とが形成されている。
【0010】
前記水抜き通路4は、メカニカルシール9から漏れ出した流体をポンプハウジングAの外部に排出する。その水抜き通路4は、ポンプハウジングA内の空隙室3と外部とを連通する流路で、下方向に開口するように形成されている。すなわち、空隙室3は、メカニカルシール9が配置される部位で、メカニカルシール9からの漏水が発生する箇所である。漏水は、一旦,空隙室3内に垂れ落ちて、水抜き通路4からポンプハウジングAの外部に排水される。
【0011】
その円筒状外部A1 とインペラ筺部A2 との接続箇所で、且つ水抜き通路4の形成箇所は、図4(A)に示すように、外方に膨出する厚肉膨出部6が形成されている。該厚肉膨出部6の下端に前記水抜き通路4の外面側水抜き開口4aが形成される。その外面側水抜き開口4aの周囲は、周囲外面部6aとなっており、後述するプーリBの環状鍔部14の鍔内周端縁14aが近接する部位となっている。また、その厚肉膨出部6には、前記周囲外面部6aに隣接して垂直状壁面部6bが形成されており、該垂直状壁面部6bにはプーリBの環状鍔部14の鍔外面14bが近接するものである。前記周囲外面部6aは、平坦状,又はポンプハウジングAの軸方向に沿って平行な面とするが、その軸方向に直交する面では円弧状膨出面に形成されることが好ましい。
【0012】
次に、プーリBは、図3(A),(B)に示すように、その形状が略カップ状に形成されており、中心にボス部12aが形成された回転側部12と、ベルト掛け部を備えた回転外周部13と、カップ状のプーリBの開口側における回転外周部13より回転中心側に向かって屈曲形成された環板状の環状鍔部14を有する。その環状鍔部14の鍔内周端縁14a内に前記円筒状外部A1 が配置される状態で、円筒状外部A1 から突出するインペラ軸11にプーリBが装着される。
【0013】
前記環状鍔部14は、図1に示すように、円筒状外部A1 の外周と適宜の間隔をおいて包囲するものである。そして、水抜き通路4の外面側水抜き開口4a箇所は、図2(A),(B)に示すように、プーリBの回転外周部13に覆われるようにしてプーリBのカップ状内部に位置しており、環状鍔部14は外面側水抜き開口4aが形成されているポンプハウジングAの厚肉膨出部6の周囲外面部6aに近接状態となるようにセットされ、その環状鍔部14と周囲外面部6aとの間隔部分が隙間tによる(第1タイプの)シール部Sとなる〔図4(A),(B)参照〕。このシール部Sが、外面側水抜き開口4aを外部からの塵埃、泥水などが侵入するのを防止する。
【0014】
シール部Sの第2タイプとしては、図5(A),(B)に示すように、前記シール部Sにおいて、外面側水抜き開口4aの周囲外面部6aを傾斜面6a1 としたものである。該傾斜面6a1 は、図5(B)に示すように、ポンプ室1側に向かって下方となるように傾斜するものである。傾斜面6a1 は、換言するならば、周囲外面部6aが前記円筒状外部A1 からインペラ筺部A2 に向かって下方に傾斜するように形成されたタイプである。前記環状鍔部14は、この傾斜面6a1 に対して近接状態を維持できるようにセットされており、プーリBが回転動作を行っているときに、たとえインペラ軸11が誤差範囲内において軸方向にずれても、初期に間隔を最大にセットしておくと、狭くなるのみで、広がることがなくシール部Sの性能を維持することができる。
【0015】
次に、シール部Sの第3タイプでは、図6(A),(B)に示すように、前記外面側水抜き開口4aの周囲外面部6aに対して略直角となる垂直状壁面部6bがインペラ筺部A2 に形成され、該垂直状壁面部6bに前記プーリBの環状鍔部14の鍔外面14bが近接するものである。その垂直状壁面部6bは、インペラ筺部A2 の全周に亘って形成されたり、又は外面側水抜き開口4aの形成位置の周囲のみとなるように形成される。
【0016】
この垂直状壁面部6bが形成されることにより、前記環状鍔部14は前記周囲外面部6aとの近接に加えて前記垂直状壁面部6bとの近接状態も構成することになり、シール部Sのシール隙間が2箇所となるので、シール性をさらに、向上させることができる。さらに、本発明の第4タイプは、図7(A),(B)に示すように、前記第2タイプの周囲外面部6aを傾斜面6a1 とし、これに前記第3タイプの垂直状壁面部6bを加えた構成としたものである。
【0017】
本発明では、前記プーリBの環状鍔部14とポンプハウジングAとのシール部SがプーリBのプレス加工精度によって安定かつ容易に成形することができる。すなわち、プーリBの回転中心を基準にして加工成形されるので、プーリB側の加工精度を高くすれば、シール部Sにおける環状鍔部14と、周囲外面部6aとの近接精度が容易に高められ、且つ安定した動作にすることができる。
【0018】
このプーリBのシール部SをポンプハウジングAに沿った形状にする場合もプーリBと一体成形することができ、プレス加工精度によって安定かつ容易に成形することができる。ポンプハウジングAは、通常は、アルミニウム合金材をダイカスト鋳造の金型で成形され、ダイカスト金型精度によって、その軸心が正確で安定かつ容易に成形することができるので、プーリBの環状鍔部14とポンプハウジングAとが構成するシール部Sは間隔が常時一定となる、安定したものにできる。
【0019】
また上述したように、前記シール部Sにおけるシール隙間を容易に安定させることができるが、ポンプハウジングAのインペラ軸11に圧入固定されるプーリBの軸方向の位置精度を圧入組立時に安定させ、かつ組立誤差などが生じた場合でもシール部Sは、前記周囲外面部6aを軸方向に略平坦状又は傾斜面6a1 としたことで、プーリBとポンプハウジングAとの軸方向の相対位置がズレたとしても、シール隙間を良好に維持することができる。すなわち、ポンプハウジングAの軸方向に沿った周囲外面部6aでは、軸方向のズレは略一定に維持することができる。
【0020】
また、周囲外面部6aがインペラ筺部A2 側に向かって下方に傾斜状なる場合には、プーリBが軸方向にズレてもシール部Sにおけるシール隙間が増加することがなく、傾斜状の周囲外面部6aにさらに近接し、シール隙間を小さくすることになり、シール部Sが拡がってシール性が劣化することがない。
【0021】
【発明の効果】
請求項1の発明は、内部にポンプ室1と軸受室2との間に空隙室3が形成され、該空隙室3には外部と連通する水抜き通路4が形成され、該水抜き通路4の外面側水抜き開口4aが外部下面側に位置するポンプハウジングAと、略カップ形状に形成され,カップ状開口側端縁から回転中心に向かって屈曲する環状鍔部14が形成されたプーリBとからなり、前記外面側水抜き開口4aを覆うようにしてプーリBがポンプハウジングAに装着されるとともに、前記環状鍔部14の鍔内周端縁14aが前記外面側水抜き開口4aの周囲外面部6aに近接させてなるウォーターポンプとしたことにより、プーリBを介して水抜き通路4の外面側水抜き開口4a箇所のシール構造を構成することが極めて簡単にでき、且つ安定したシール動作を確保し、さらに部品点数を増すことなく、コスト低減できる等の効果を奏する。
【0022】
上記効果を詳述すると、カップ形状としたプーリBの内周面にて、図1,図2等に示すように、外面側水抜き開口4aが覆われ、且つプーリBの開口端縁に形成された環状鍔部14が外面側水抜き開口4aの周囲に近接するようにしてシール構造を構成することができ、しかもポンプハウジングA及びプーリBのみにてシール部Sが構成され、新たに部品を設けることなく、部品点数を最小限にすることができ、容易にシール部Sを構成することができる。また、プーリBは、軸心基準によって加工成形されるので、その軸心に対する径方向の寸法精度は、比較的容易に安定させることができる。これによって、プーリB側のみの成形精度を高くすればよく、ポンプハウジングAの成形精度は従来のままでかまわず、シール部Sの精度を高めることができ、しかもコスト低減できる。
【0023】
さらに、シール部Sは、プーリBの環状鍔部14とポンプハウジングAの軸方向に沿って形成される両者の隙間であり、たとえ、プーリBが軸方向に僅かにずれたとしても、その環状鍔部14はポンプハウジングAとの近接を維持することになり、安定したシール性を維持することができる。
【0024】
請求項2の発明は、請求項1において、前記外面側水抜き開口4aの周囲外面部6aは軸方向に沿ってポンプ室1側が下方となる傾斜面6a1 としてなるウォーターポンプとしたことにより、プーリB側の環状鍔部14のみの回転中心における寸法精度を正確にすれば、たとえ組立時にポンプハウジングAの軸方向にズレが発生した場合であっても、シール部Sにおける隙間が拡大したり、又は干渉する等の不都合を防止でき、安定した動作を確保することができる。すなわち、外面側水抜き開口4aの周囲がポンプ室1側に向かって下方となる傾斜状とした場合に、組立時の誤差程度であれば前記プーリBに軸方向のズレが生じても、外面側水抜き開口4a側のずれであればシール隙間は大きくなり干渉が避けられるし、その反対にポンプ室1側にずれれば、シール隙間は小さくシール性が高くなり、いずれにおいてもシール部Sのシール性能を良好に維持できる。
【0025】
請求項3の発明は、請求項1において、前記外面側水抜き開口4aの周囲外面部6aから略垂直状となる垂直状壁面部6bが形成され、該垂直状壁面部6bに前記環状鍔部14の外面が近接してなるウォーターポンプとしたことにより、ポンプハウジングAにプーリBのシール部と対向する外周壁部を形成することにより、シール箇所を2箇所にするとができ、シール性をより向上させることができる。
【0026】
請求項4の発明は、請求項1において、前記外面側水抜き開口4aの周囲外面部6aは軸方向に沿ってポンプ室1側が下方となる傾斜面6a1 に形成され、前記周囲外面部6aから略垂直状となる垂直状壁面部6bが形成され、該垂直状壁面部6bに前記環状鍔部14の鍔外面14bが近接してなるウォーターポンプとしたことにより、プーリBの軸方向に誤差範囲のズレに対してもシール性能を良好に維持でき、またシール箇所が2箇所となることで、より一層良好なシール部Sを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のウォーターポンプの縦断側面図
【図2】(A)は図1のX1 −X1 矢視断面略示図
(B)は(A)のX2 −X2 矢視断面略示図
【図3】(A)はプーリの縦断側面図
(B)はプーリの一部切除した斜視図
【図4】(A)は第1タイプのシール部における外面側水抜き開口箇所の斜視図
(B)は第1タイプのシール部の要部拡大断面図
【図5】(A)は第2タイプのシール部における外面側水抜き開口箇所の斜視図
(B)は第2タイプのシール部の要部拡大断面図
【図6】(A)は第3タイプのシール部における外面側水抜き開口箇所の斜視図
(B)は第3タイプのシール部の要部拡大断面図
【図7】(A)は第4タイプのシール部における外面側水抜き開口箇所の斜視図
(B)は第4タイプのシール部の要部拡大断面図
【符号の説明】
A…ポンプハウジング
B…プーリ
1…ポンプ室
2…軸受室
3…空隙室
4…水抜き通路
4a…外面側水抜き開口
6a…周囲外面部
6b…垂直状壁面部
14…環状鍔部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can easily configure a sealing structure at a drain opening portion on the outer surface side of a drain passage via a pulley, secure a stable sealing operation, and can reduce costs without increasing the number of parts. Related to water pump.
[0002]
[Prior art]
A mechanical seal is provided for partitioning an impeller in a pump chamber of the water pump and a bearing that rotatably supports a shaft that rotationally drives the impeller. A discharge hole communicating with the outside is provided in a space in the pump casing in which the bearing and the mechanical seal are mounted, and a cup-shaped pulley disposed on the outer periphery of the outside of the pump body, and the pulley is provided on the outside of the pump body. Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-41221 discloses a water pump that forms a small gap by providing a covering portion close to the edge of the cup-shaped opening and covers the discharge hole. By making the gap between the covering member and the opening edge of the pulley a minute gap, it is possible to prevent foreign matter such as dust from entering the discharge hole of the water pump from the outside.
[0003]
[Patent Document 1]
No. 4-41221
[Problems to be solved by the invention]
In Patent Document 1, since a small gap is provided in which the gap between the facing surface where the covering member and the pulley are opposed to each other is minutely set, it is difficult to control the dimensions for keeping the small gap constant. It is. The size of the gap greatly affects the sealing performance of the minute gap. Therefore, the smaller the dimensional distance of the gap is, the higher the sealing property is, but on the other hand, there is a possibility that the covering member and the pulley come into contact with each other and interfere with each other. In addition, if the gap is increased so as to avoid the interference, there is a possibility that the sealing property is impaired.
[0005]
In order to stabilize the gap size due to the minute gap portion and improve the sealing performance, it is necessary to increase the processing accuracy such as the perpendicularity and parallelism of the opposing parallel surfaces. Assembling accuracy is required, which makes cost reduction difficult. That is, it has been extremely difficult to easily set the minute gap formed by the pulley and the covering member as a minute gap having a high sealing property. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to easily configure a seal structure at a drain opening portion on an outer surface side of a drain passage via a pulley, and to ensure a stable sealing operation.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the inventor of the present invention has conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, the present invention has found that a gap chamber is formed between the pump chamber and the bearing chamber inside, and the gap chamber has water communicating with the outside. A pump housing in which a drain passage is formed, and a drain opening on an outer surface side of the drain passage is located on an outer lower surface side; and an annular flange formed substantially in a cup shape and bent from a cup-shaped opening side edge toward a rotation center. A pulley formed with a portion, the pulley is mounted on the pump housing so as to cover the outer surface drainage opening, and a flange inner peripheral edge of the annular flange portion is formed around the outer surface drainage opening. By using a water pump close to the outer surface, the seal structure at the outer surface water drain opening of the water drain passage can be easily formed via the pulley, and a stable sealing operation can be ensured. The challenge Is that persists.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described. The pump housing A has a pump chamber 1 and a
[0008]
As shown in FIG. 1, the
[0009]
In the pump housing A, and the external side of the
[0010]
The
[0011]
In connecting portion between the cylindrical external A 1 and the impeller筺部A 2, and the area where the
[0012]
Next, as shown in FIGS. 3A and 3B, the pulley B is formed in a substantially cup-like shape, and the
[0013]
The
[0014]
The second type of seal portion S, as shown in FIG. 5 (A), (B) , in the sealing portion S, obtained by the peripheral
[0015]
Next, in the third type of the seal portion S, as shown in FIGS. 6A and 6B, a
[0016]
The formation of the
[0017]
According to the present invention, the seal portion S between the
[0018]
Even when the seal portion S of the pulley B is formed in a shape along the pump housing A, the seal portion S can be integrally formed with the pulley B, and can be formed stably and easily by press working accuracy. The pump housing A is usually formed by die-casting a die of an aluminum alloy material, and the axial center thereof can be accurately, stably and easily formed by the die-casting die precision. The space between the seal portions S formed by the pump housing A and the pump housing A is always constant and can be made stable.
[0019]
Further, as described above, the seal gap in the seal portion S can be easily stabilized, but the positional accuracy in the axial direction of the pulley B press-fitted and fixed to the
[0020]
Also, when the peripheral
[0021]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, a
[0022]
The above effect will be described in detail. As shown in FIGS. 1 and 2, the outer surface
[0023]
Further, the seal portion S is a gap formed between the
[0024]
The invention according to
[0025]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, a vertical
[0026]
The invention according to
[Brief description of the drawings]
Longitudinal side view of the water pump of the present invention; FIG 2 (A) is X 2 -X 2 arrow of X 1 -X 1 arrow schematic cross section of FIG. 1 (B) (A) FIG. 3 (A) is a longitudinal side view of the pulley, FIG. 3 (B) is a perspective view of the pulley partially cut away, FIG. 4 (A) is an outer surface drain opening portion of the first type seal portion. FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view of a main part of a first type of seal part. FIG. 5A is a perspective view of an outer surface water drain opening of a second type of seal part, and FIG. FIG. 6 (A) is a perspective view of an outer surface water drain opening in a third type of seal part, and FIG. 6 (B) is a main part enlarged cross-sectional view of a third type of seal part. FIG. 7A is a perspective view of an outer surface water drain opening of a fourth type seal portion, and FIG. 7B is an enlarged sectional view of a main part of the fourth type seal portion. Description of the code]
A ... Pump housing B ... Pulley 1 ...
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