JP2007182848A - Water pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水ポンプ装置に関するものであり、例えば、自動車のエンジン等に使用される外輪回転の水ポンプ装置に関する。 The present invention relates to a water pump device, for example, an outer ring rotating water pump device used for an engine of an automobile or the like.
近年、環境問題が重視される中、自動車においても燃費向上が開発課題となることが多く、各装置/部品の軽量化や性能向上、コスト低減が急務となっている。その中でも自動車に使用される水ポンプ装置は、専用設計されたものが殆どで、転動体がローラとボールとで構成されるタイプと両列ともボールで構成されるタイプとの2つのタイプがある。また、シャフトが内輪軌道面を兼ねるシャフト一体型の水ポンプ装置とすることにより、装置の組立性向上に貢献している(例えば、特許文献1〜7参照)。
In recent years, with increasing emphasis on environmental issues, improvement of fuel efficiency is often a development issue for automobiles, and there is an urgent need for weight reduction, performance improvement, and cost reduction of each device / part. Among them, most of the water pump devices used in automobiles are specially designed, and there are two types, a type in which the rolling elements are composed of rollers and balls, and a type in which both rows are composed of balls. . Moreover, the shaft-integrated water pump device in which the shaft also serves as the inner ring raceway surface contributes to an improvement in the assembly of the device (see, for example,
従来の水ポンプ装置は、アルミダイカストホディ及びそれに嵌合される支持軸受、支持軸受への冷却水(ロングライフクーラント:LLC)の浸入を遮断するメカニカルシール、冷却水を循環させるベーン、プーリを締結するハブ及びプーリ等、部品点数が多く、重量増加やコスト増となる場合がある。 The conventional water pump device has an aluminum die-casting body, a support bearing fitted to the aluminum die-casting body, a mechanical seal that blocks the ingress of cooling water (long life coolant: LLC) into the support bearing, a vane that circulates the cooling water, and a pulley. There are cases where the number of parts such as hubs and pulleys to be increased is increased, resulting in an increase in weight and cost.
また、支持軸受がアルミダイカストボディに嵌合されるため、低温から高温まで軸受外輪のクリープ防止を狙って、高温時でもしめしろが残るようなしまりばめ設定にしている。また、水ポンプ装置の機構特性として、メカニカルシールのシール性安定化のため、支持軸受のガタはできるだけ小さい方が好ましい。 In addition, since the support bearing is fitted to the aluminum die-cast body, the interference fit setting is set so that the interference remains even at high temperatures in order to prevent creep of the bearing outer ring from low to high temperatures. Further, as a mechanical characteristic of the water pump device, the backlash of the support bearing is preferably as small as possible in order to stabilize the sealing performance of the mechanical seal.
しかしながら、アルミニウムと軸受鋼との材料線膨張係数の違いから、低温時と高温時とで軸受外輪の面圧に大きく差がでるため、その結果、軸受内部すきまは、温度及び嵌合条件の影響を大きく受けて、それに伴い変化する。 However, due to the difference in material linear expansion coefficient between aluminum and bearing steel, there is a large difference in the surface pressure of the bearing outer ring at low temperature and high temperature. As a result, the bearing internal clearance is affected by temperature and fitting conditions. Is greatly affected and changes accordingly.
例えば、図5に示す水ポンプ装置50は、ボディ1にアルミダイカストを用い、フロント列がローラ、リア列がボール、若しくは両列ともボールのシャフト一体型軸受2を装着している。プーリ3と一体回転するシャフト4の回転によりベーン5を回し、冷却水を循環させる。現状、もっともポピュラーな形式であるが、軽量化、部品点数の削減、コスト削減等の課題がある。なお、図中6はメカニカルシールである。
For example, the
一方、アルミダイカストボディに支持軸受が嵌合される仕様とは異なる低コスト/軽量化仕様の水ポンプ装置が開発され、徐々に市場に投入されつつある。
例えば、図6に示す水ポンプ装置60は、プレス加工したプーリ3及びボディ1を用い、軸受2の外輪2aにプーリ3を外嵌し、軸受2の内輪2bにボディ1を内嵌したものであるが、アルミダイカストほどの線膨張係数の差はないものの、プレス加工によるプーリ3及びボディ1の形状的制限やプレス精度等の嵌合相手部材の条件により、嵌合部の公差や真円度等の精度面においてバラツキを生じ、軸受残留すきまの適正狙い値のレンジが広くなってしまう(例えば、特許文献8参照)。
On the other hand, low-cost / light-weight specifications of water pump devices different from specifications in which support bearings are fitted to aluminum die-cast bodies have been developed and are gradually being put on the market.
For example, the water pump device 60 shown in FIG. 6 uses a press-processed
また、図7に示す水ポンプ装置70は、リング3aが内周部に埋め込まれたプーリ3とシャフト4とが樹脂の一体成形品とされ、軸受2の外輪2aにリング3aを介してプーリ3が嵌合されたものであるが、樹脂射出時でのリング3aの変形及びリング3aの寸法精度誤差等の積み重ねにより、軸受すきまへの影響が大きくなる(例えば、特許文献9参照)。
Further, in the
そこで、上記のような不都合を解消するために、図8に示す水ポンプ装置80が提案されており、この水ポンプ装置80は、ボディ1に軸受2を介して支持されている樹脂製のプーリ3と、プーリ3と一体成形された樹脂製のシャフト4と、を備え、軸受2及びプーリ3が、軸受2、プーリ3及びシャフト4のインサート射出成形によって結合されたものである。また、プーリ3とシャフト4とは、シャフト4の端部から径方向外方に延びるウェブ7を介して一体に連結される(例えば、特許文献10参照)。
Therefore, in order to eliminate the above inconvenience, a
しかしながら、上記特許文献10に記載の水ポンプ装置80においては、軸受2、プーリ3及びシャフト4が、インサート射出成形によって一体的に形成されるため、インサート射出成形後の軸受2とウェブ7との間の部分の型抜きが難しく、生産性が低下してしまう可能性がある。
However, in the
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、組立後の軸受すきまのバラツキを小さくすることができ、軽量化及び組立性の向上を図ることができ、生産性の向上を図ることができる水ポンプ装置を提供することにある。 The present invention has been made to eliminate such inconveniences, and its purpose is to reduce the variation in the bearing clearance after assembly, and to achieve weight reduction and improvement in assembly. An object of the present invention is to provide a water pump device capable of improving productivity.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 軸受の外周面に樹脂製プーリが一体成形されると共に、軸受の内周面側に樹脂製プーリと一体に回転するシャフトが貫通配置される水ポンプ装置であって、シャフトの端部に径方向外方に延びる連結部材を設けると共に、連結部材と樹脂製プーリの軸方向端面とを嵌合することを特徴とする水ポンプ装置。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) A water pump device in which a resin pulley is integrally formed on the outer peripheral surface of a bearing, and a shaft that rotates integrally with the resin pulley is provided on the inner peripheral surface side of the bearing. The water pump device is characterized in that a connecting member extending radially outward is provided on the base member, and the connecting member and the axial end face of the resin pulley are fitted.
(2) 軸受の内輪にボディの支持筒を圧入すると共に、支持筒とシャフトとの間にメカニカルシールを介装することを特徴とする(1)に記載の水ポンプ装置。 (2) The water pump device according to (1), wherein a body support cylinder is press-fitted into an inner ring of the bearing, and a mechanical seal is interposed between the support cylinder and the shaft.
(3) シャフト及び連結部材が樹脂製であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の水ポンプ装置。 (3) The water pump device according to (1) or (2), wherein the shaft and the connecting member are made of resin.
本発明の水ポンプ装置によれば、シャフトの端部に径方向外方に延びる連結部材を設けると共に、連結部材と樹脂製プーリの軸方向端面とを嵌合するため、シャフトと樹脂製プーリとを連結部材により一体的に連結できると共に、軸受及び樹脂製プーリとシャフト及び連結部材とを別々に射出成形することができるので、射出成形後の型抜きが容易になり、生産性の向上を図ることができる。 According to the water pump device of the present invention, the shaft and the resin pulley are provided to provide the connecting member extending radially outward at the end of the shaft and to fit the connecting member and the axial end surface of the resin pulley. Can be integrally connected by the connecting member, and the bearing and the resin pulley, the shaft and the connecting member can be separately injection-molded, so that the die-cutting after the injection molding becomes easy and the productivity is improved. be able to.
また、本発明の水ポンプ装置によれば、軸受の外周面に樹脂製プーリが一体成形されるため、従来のような、軸受の外輪にプーリを嵌合することによる軸受すきまの変化がなくなるので(射出成形後の軸受すきまを管理)、この嵌合後の軸受すきまのバラツキは軸受の内周面側の嵌合条件のみになる。これにより、装置組立後の軸受すきまのバラツキが小さくなり、設計狙い値付近のすきまで安定した運転が可能となるので、メカニカルシールのシール性能を安定化させることができる。 Further, according to the water pump device of the present invention, since the resin pulley is integrally formed on the outer peripheral surface of the bearing, there is no change in the bearing clearance caused by fitting the pulley to the outer ring of the bearing as in the prior art. (Management of bearing clearance after injection molding) The variation in bearing clearance after fitting is only the fitting condition on the inner peripheral surface side of the bearing. As a result, the variation in the bearing clearance after the assembly of the device is reduced, and stable operation is possible up to the clearance near the design target value, so that the sealing performance of the mechanical seal can be stabilized.
また、本発明の水ポンプ装置によれば、少なくともプーリに樹脂材料を用いているため、装置の軽量化を図ることができると共に、プレス加工では困難な複雑な形状にも対応することができる。 Further, according to the water pump device of the present invention, since a resin material is used for at least the pulley, the device can be reduced in weight and can cope with a complicated shape difficult to press.
さらに、本発明の水ポンプ装置によれば、軸受と樹脂製プーリとがユニット化されるため、部品点数が削減されて、製造コストを削減でき、装置の組立性の向上を図ることができる。 Furthermore, according to the water pump device of the present invention, since the bearing and the resin pulley are unitized, the number of parts can be reduced, the manufacturing cost can be reduced, and the assembly of the device can be improved.
以下、本発明に係る水ポンプ装置の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, each embodiment of the water pump device concerning the present invention is described in detail with reference to drawings.
(第1実施形態)
まず、図1及び図2を参照して、本発明に係る水ポンプ装置の第1実施形態について説明する。
図1は本発明に係る水ポンプ装置の第1実施形態を示す図であり、(a)はフランジ部を軸方向から見た図、(b)は(a)のA−A線矢視断面図、図2は図1のフランジ部と樹脂製プーリとの嵌合構造の変形例を示す要部拡大断面図である。
(First embodiment)
First, with reference to FIG.1 and FIG.2, 1st Embodiment of the water pump apparatus which concerns on this invention is described.
1A and 1B are views showing a first embodiment of a water pump device according to the present invention, wherein FIG. 1A is a view of a flange portion viewed from an axial direction, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modification of the fitting structure between the flange portion and the resin pulley shown in FIG.
本実施形態の水ポンプ装置10は、図1に示すように、不図示のエンジンの側面部に取り付けられるポンプボディ(ボディ)11と、ポンプボディ11の支持筒12に圧入嵌合される軸受13と、軸受13の外周面にインサート成形等により一体に成形される樹脂製プーリ14と、軸受13の内周面側に貫通配置され、樹脂製プーリ14と一体に回転するシャフト15と、支持筒12とシャフト15との間に介装されるメカニカルシール16と、シャフト15の軸方向端部に取り付けられるベーン17と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
軸受13は、本実施形態では、単列の玉軸受が用いられており、外輪18と内輪19との間に複数の転動体20が転動可能に配設されている。外輪18の外周面には、周溝21が形成されており、この周溝21に樹脂製プーリ14の内周面側の樹脂を入り込ませてクリープを防止するようにしている。
In the present embodiment, a single-row ball bearing is used as the
樹脂製プーリ14は、外輪18の軸方向両端部を挟み込むように外輪18に装着されており、その外周面には、ベルトが掛け渡されるベルト溝22が形成されている。また、樹脂製プーリ14の軸方向端面(図1(b)の左端面)には、複数の嵌合凸部23が円周方向に所定の間隔を存して形成されている。
The
シャフト15は、本実施形態では合成樹脂で形成されており、その軸方向端部(図1(b)の左端部)には、径方向外方に延びるフランジ部(連結部材)24が一体に形成される。このフランジ部24には、樹脂製プーリ14の嵌合凸部23を嵌合させるための嵌合穴25が嵌合凸部23に対応する位置にそれぞれ形成されている。なお、シャフト15及びフランジ部24は、鉄やステンレスなどの各種金属で形成されていてもよい。
The
そして、軸受13と樹脂製プーリ14との一体成形品に対して、シャフト15を軸受13の内輪19に貫通配置し、樹脂製プーリ14の嵌合凸部23とフランジ部24の嵌合穴25とを嵌合することによって、樹脂製プーリ14とシャフト15とがフランジ部24を介して一体的に連結される。
And with respect to the integrally molded product of the
従って、本実施形態の水ポンプ装置10によれば、シャフト15の端部に径方向外方に延びるフランジ部24を設けると共に、フランジ部24の嵌合穴25と樹脂製プーリ14の軸方向端面の嵌合凸部23とを嵌合するため、シャフト15と樹脂製プーリ14とをフランジ部24により一体的に連結できると共に、軸受13及び樹脂製プーリ14とシャフト15及びフランジ部24とを別々に射出成形することができるので、射出成形後の型抜きが容易になり、生産性の向上を図ることができる。
Therefore, according to the
また、本実施形態の水ポンプ装置10によれば、軸受13の外周面に樹脂製プーリ14が一体成形されるため、従来のような、軸受の外輪にプーリを嵌合することによる軸受すきまの変化がなくなるので(射出成形後の軸受すきまを管理)、この嵌合後の軸受すきまのバラツキは、軸受13の内輪19とポンプボディ11の支持筒12との嵌合条件のみになる。これにより、装置組立後の軸受すきまのバラツキが小さくなり、設計狙い値付近のすきまで安定した運転が可能となるので、メカニカルシール16のシール性能を安定化させることができる。
Further, according to the
また、本実施形態の水ポンプ装置10によれば、樹脂製プーリ14、シャフト15及びフランジ部24に樹脂材料を用いているため、装置の軽量化を図ることができると共に、プレス加工では困難な複雑な形状にも対応することができる。
Further, according to the
また、本実施形態の水ポンプ装置10によれば、軸受13と樹脂製プーリ14とがユニット化されるため、部品点数を削減することができるので、製造コストを削減でき、装置の組立性の向上を図ることができる。
Further, according to the
さらに、本実施形態の水ポンプ装置10によれば、ポンプボディ11の支持筒12に、外輪18の外周面に樹脂製プーリ14がインサート成形される軸受13を圧入嵌合した後、内輪19の内周面側にシャフト15を挿入し、樹脂製プーリ14の嵌合凸部23とフランジ部24の嵌合穴25とを嵌合するため、上記圧入嵌合する際に使用する圧入ジグを挿入するための貫通穴をフランジ部24に形成する必要がない。
Furthermore, according to the
なお、本実施形態の変形例として、図2に示すように、樹脂製プーリ14の嵌合凸部23の先端部に、フランジ部24の嵌合穴25の周囲を係止する弾性変形可能なテーパ形状の係止部26を設けるようにしてもよい。この場合、嵌合穴25から嵌合凸部23が抜けてしまうことを防止できる。
As a modification of the present embodiment, as shown in FIG. 2, elastic deformation is possible in which the periphery of the
(第2実施形態)
次に、図3及び図4を参照して、本発明に係る水ポンプ装置の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。
図3は本発明に係る水ポンプ装置の第2実施形態を示す図であり、(a)はフランジ部を軸方向から見た図、(b)は(a)のB−B線矢視断面図、図4は図3のフランジ部と樹脂製プーリとの嵌合構造の変形例を示す要部拡大断面図である。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG.3 and FIG.4, 2nd Embodiment of the water pump apparatus which concerns on this invention is described. In addition, about the same or equivalent part as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to drawing, and the description is abbreviate | omitted or simplified.
FIG. 3: is a figure which shows 2nd Embodiment of the water pump apparatus which concerns on this invention, (a) is the figure which looked at the flange part from the axial direction, (b) is the BB arrow directional cross-section of (a). FIGS. 4 and 4 are enlarged cross-sectional views of main parts showing a modification of the fitting structure between the flange portion and the resin pulley shown in FIG.
本実施形態の水ポンプ装置30は、図3に示すように、樹脂製プーリ14の軸方向端面(図3(b)の左端面)に、複数の嵌合穴31が円周方向に所定の間隔を存して形成されると共に、フランジ部24の軸方向端面(図3(b)の右端面)に、樹脂製プーリ14の嵌合穴31に嵌合させるための嵌合凸部32が嵌合穴31に対応する位置にそれぞれ形成されている。
As shown in FIG. 3, the
そして、軸受13と樹脂製プーリ14との一体成形品に対して、シャフト15を軸受13の内輪19に貫通配置し、樹脂製プーリ14の嵌合穴31とフランジ部24の嵌合凸部32とを嵌合することによって、樹脂製プーリ14とシャフト15とがフランジ部24を介して一体的に連結される。
その他の構成及び作用効果については、上記第1実施形態と同様である。
And with respect to the integrally molded product of the
About another structure and an effect, it is the same as that of the said 1st Embodiment.
なお、本実施形態の変形例として、図4に示すように、フランジ部24の嵌合凸部32の外周面に係止溝33を設けると共に、樹脂製プーリ14の嵌合穴31の内周面に嵌合凸部32の係止溝33を係止する弾性変形可能なテーパ形状の係止片34を設けるようにしてもよい。この場合、嵌合穴31から嵌合凸部32が抜けてしまうことを防止できる。
As a modification of the present embodiment, as shown in FIG. 4, a locking
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、本実施形態では、正面掛けタイプのプーリを装備した水ポンプ装置に本発明を適用した場合を例示したが、これに代えて、背面掛けタイプのプーリを装備した水ポンプ装置に本発明を適用してもよい。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
For example, in the present embodiment, the case where the present invention is applied to a water pump device equipped with a front-hanging type pulley is illustrated, but instead, the present invention is applied to a water pump device equipped with a back-hanging type pulley. You may apply.
10,30 水ポンプ装置
11 ポンプボディ(ボディ)
12 支持筒
13 軸受(玉軸受)
14 樹脂製プーリ
15 シャフト
16 メカニカルシール
17 ベーン
18 外輪
19 内輪
20 転動体
21 周溝
22 ベルト溝
23,32 嵌合凸部
24 フランジ部
25,31 嵌合穴
26 係止部
33 係止溝
34 係止片
10, 30
12
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記シャフトの端部に径方向外方に延びる連結部材を設けると共に、
前記連結部材と前記樹脂製プーリの軸方向端面とを嵌合することを特徴とする水ポンプ装置。 A water pump device in which a resin pulley is integrally formed on the outer peripheral surface of the bearing, and a shaft that rotates integrally with the resin pulley is penetratingly disposed on the inner peripheral surface side of the bearing,
While providing a connecting member extending radially outward at the end of the shaft,
The water pump device, wherein the connecting member and the axial end surface of the resin pulley are fitted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006002595A JP2007182848A (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Water pump device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016060354A (en) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | 三菱電機Fa産業機器株式会社 | Wheeled gear motor |
-
2006
- 2006-01-10 JP JP2006002595A patent/JP2007182848A/en active Pending
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