JP2016089645A

JP2016089645A - Water pump

Info

Publication number: JP2016089645A
Application number: JP2014221502A
Authority: JP
Inventors: 古賀　陽二郎; Yojiro Koga; 陽二郎古賀; 佐藤　恵; Megumi Sato; 恵佐藤; 鈴木　秀幸; Hideyuki Suzuki; 秀幸鈴木
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2016-05-23

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water pump capable of shortening time for engine warm-up operation.SOLUTION: A water pump 1 comprises: a first gear 12 that rotates about a first axial center X by a driving force applied from outside; a second gear 22 that is engaged with the first gear 12 and rotates about a second axial center Y; a first rotor 24 which rotates about the second axial center Y when a rotation driving force of the second gear 22 is transferred thereto; a second rotor 26 having an impeller 26b which rotates integrally with the first rotor 24 and causing cooling water to flow; a transfer mechanism which includes the first rotor 24 and which transfers the rotation driving force of the second gear 22 to the second rotor 26 or shuts off the transfer of the rotation driving force of the second gear 22 to the second rotor 26; and a moving mechanism 40 moving the first rotor 24 in two ways in the extension direction of the second axial center Y so as to transfer the rotation driving force of the second gear 22 to the second rotor 26 or to shut off the transfer of the rotation driving force of the second gear 22 to the second rotor 26.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ウォータポンプに関する。 The present invention relates to a water pump.

車両のエンジンは、作動時の燃焼による発熱から自身を保護しつつ性能を維持するため、冷却水を循環させて温度の上昇を防いでいる。冷却水はウォータポンプにより循環される。ウォータポンプにおいては、ベルトを介して伝達されたエンジンのクランクシャフトの回転駆動力によりシャフトが回転し、シャフトの先端に取り付けられたインペラが回転することにより冷却水をエンジンに向けて圧送する。 In order to maintain the performance of a vehicle engine while protecting itself from heat generated by combustion during operation, cooling water is circulated to prevent the temperature from rising. The cooling water is circulated by a water pump. In the water pump, the shaft is rotated by the rotational driving force of the crankshaft of the engine transmitted through the belt, and the impeller attached to the tip of the shaft is rotated to pump the cooling water toward the engine.

特許文献１においては、補機駆動用ベルトから駆動用プーリを介してプーリブラケット、回転軸に動力を伝達し、インペラが回転し、冷却水をエンジン内に循環させるウォータポンプが開示されている。 Patent Document 1 discloses a water pump that transmits power from an accessory driving belt to a pulley bracket and a rotating shaft via a driving pulley, rotates an impeller, and circulates cooling water in the engine.

特開２００８−１６９７６３号公報JP 2008-169763 A

ウォータポンプはエンジンが始動すると同時に回転を開始し、エンジンの回転数の増減に応じて冷却水の吐出量も増減する。すなわち、エンジンが低回転時には冷却水の吐出量が少なく、高回転時には吐出量が多くなる。従って、エンジン始動直後の暖機運転時でエンジンの温度が低いときにおいてもエンジンの回転数に応じた量の冷却水が吐出されるため、エンジンの暖機運転の時間（以下、暖気時間と称する）が長くなるおそれがあった。エンジンの暖気時間が長くなると、高粘度のオイルを長時間使用することになるので燃費も悪くなり、又、ヒータの暖機も遅くなるので車両の乗員に不快感を与えていた。このように、エンジンの暖機時間を短縮することが可能なウォータポンプが求められていた。 The water pump starts rotating at the same time as the engine starts, and the discharge amount of the cooling water also increases / decreases as the engine speed increases / decreases. That is, the cooling water discharge amount is small when the engine is rotating at a low speed, and the discharging amount is increased when the engine is at a high speed. Therefore, even when the engine temperature is low during the warm-up operation immediately after the engine is started, the amount of cooling water corresponding to the engine speed is discharged, so the engine warm-up operation time (hereinafter referred to as the warm-up time). ) May be long. If the warming-up time of the engine becomes long, high-viscosity oil will be used for a long time, resulting in poor fuel consumption, and the warm-up of the heater also slows down, causing discomfort to vehicle occupants. Thus, there has been a demand for a water pump that can shorten the warm-up time of the engine.

上記問題に鑑み、本発明においては、エンジンの暖機時間を短縮することができるウォータポンプを提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a water pump that can shorten the warm-up time of the engine.

上記課題を解決するために、本発明に係るウォータポンプの特徴構成は、外部からの駆動力によって第１軸心の周りに回転する第１ギアと、前記第１ギアと噛合して第２軸心の周りに回転する第２ギアと、前記第２ギアの回転駆動力が伝達されたときに前記第２軸心の周りに回転する第１ロータと、前記第１ロータと一体となって回転して冷却水を流動させるインペラを有する第２ロータと、前記第１ロータを含み、前記第２ギアの回転駆動力を前記第２ロータに伝達し又は遮断する伝達機構と、前記第２ギアの回転駆動力を前記第２ロータに伝達し又は遮断するために、前記第２軸心の延伸方向に前記第１ロータを双方向に移動させる移動機構と、を備えている点にある。 In order to solve the above-described problems, the water pump according to the present invention is characterized by a first gear that rotates around a first axis by an external driving force, and a second shaft that meshes with the first gear. A second gear that rotates around the center, a first rotor that rotates around the second axis when the rotational driving force of the second gear is transmitted, and the first rotor that rotates together. A second rotor having an impeller for flowing cooling water, a transmission mechanism including the first rotor, for transmitting or blocking the rotational driving force of the second gear to the second rotor, and a second gear And a moving mechanism for moving the first rotor in both directions in the extending direction of the second axis in order to transmit or block the rotational driving force to the second rotor.

インペラが回転していると、渦室に流入した冷却水は直ちにインペラに捉えられ、インペラの回転により圧送され、流入した冷却水のほとんど全部が吐出される。このため、エンジン始動直後の暖機運転時でエンジンの温度が低いときにおいてもエンジンの回転数に応じた量の冷却水が吐出されるため、エンジンの暖気時間が長くなるおそれがあった。しかし、本構成のように、ウォータポンプが第２ギアの回転駆動力を第２ロータに伝達し又は遮断する伝達機構を備えることにより、エンジンの作動中であってもインペラの回転を停止させることができるので、暖機運転時にはウォータポンプからエンジンへの冷却水の循環を停止させることができる。これにより、エンジンが過度に冷却されることなく、暖機時間を短縮することができる。暖機運転が終了した後は、伝達機構により第２ギアの回転駆動力を第２ロータに伝達することにより、インペラを回転させることができる。これにより、ウォータポンプから冷却水が吐出されるようになり、エンジンの発熱を抑制することができる。 When the impeller is rotating, the cooling water flowing into the vortex chamber is immediately caught by the impeller and is pumped by the rotation of the impeller, and almost all of the flowing cooling water is discharged. For this reason, even when the temperature of the engine is low during the warm-up operation immediately after starting the engine, an amount of cooling water corresponding to the number of revolutions of the engine is discharged, which may increase the warm-up time of the engine. However, as in this configuration, the water pump includes a transmission mechanism that transmits or blocks the rotational driving force of the second gear to the second rotor, thereby stopping the rotation of the impeller even while the engine is operating. Therefore, the circulation of the cooling water from the water pump to the engine can be stopped during the warm-up operation. Thereby, the warm-up time can be shortened without the engine being excessively cooled. After the warm-up operation is completed, the impeller can be rotated by transmitting the rotational driving force of the second gear to the second rotor by the transmission mechanism. Thereby, cooling water comes to be discharged from the water pump, and the heat generation of the engine can be suppressed.

本発明に係るウォータポンプにおいては、前記伝達機構は、前記第１ロータ及び前記第２ギアの互いに対向する２つの面のいずれか一方に形成された凸部と、前記第１ロータ及び前記第２ギアの互いに対向する２つの前記面のいずれか他方に形成された凹部と、を有し、前記凹部に前記凸部が嵌入したときに前記第２ギアの回転駆動力が前記第１ロータに伝達されると好適である。 In the water pump according to the present invention, the transmission mechanism includes a convex portion formed on one of two surfaces of the first rotor and the second gear facing each other, the first rotor, and the second gear. A recess formed on the other of the two opposing surfaces of the gear, and the rotational driving force of the second gear is transmitted to the first rotor when the projection is inserted into the recess. Is preferred.

このような構成とすれば、第１ロータと第２ギアとが物理的に噛み合うので、第２ギアの回転駆動力を第１ロータに確実に伝達することができる。 With such a configuration, the first rotor and the second gear are physically engaged with each other, so that the rotational driving force of the second gear can be reliably transmitted to the first rotor.

本発明に係るウォータポンプにおいては、前記伝達機構は、前記第１ロータと一体となって回転するバッファ部材をさらに備え、前記凹部に前記凸部が嵌入する前に前記バッファ部材が前記第２ギアに当接することにより、前記第２ギアの回転駆動力の一部が前記バッファ部材を介して前記第１ロータに伝達され、その後、前記凹部に前記凸部が嵌入すると好適である。 In the water pump according to the present invention, the transmission mechanism further includes a buffer member that rotates integrally with the first rotor, and the buffer member is moved to the second gear before the convex portion is fitted into the concave portion. It is preferable that a part of the rotational driving force of the second gear is transmitted to the first rotor via the buffer member, and then the convex portion is inserted into the concave portion.

このような構成とすれば、第２ギアの回転駆動力の一部がバッファ部材を介して伝達されるので第１ロータは低速で回転し、その後、凸部が凹部に嵌入するので、嵌入時に凸部が凹部から受ける剪断力が小さくなる。その結果、凸部と凹部の摩耗が少なくなると共に、凸部が折損するリスクを低減することができる。 With such a configuration, a part of the rotational driving force of the second gear is transmitted through the buffer member, so the first rotor rotates at a low speed, and then the convex portion is inserted into the concave portion. The shearing force that the convex portion receives from the concave portion is reduced. As a result, the wear of the protrusions and the recesses is reduced, and the risk of breakage of the protrusions can be reduced.

本発明に係るウォータポンプにおいては、プレートと保持部とをさらに備え、前記プレートと前記保持部により、前記第２ギアが前記第２軸心の延伸方向に移動しないように前記第２ギアを挟み込んで保持すると好適である。 The water pump according to the present invention further includes a plate and a holding portion, and the second gear is sandwiched by the plate and the holding portion so that the second gear does not move in the extending direction of the second axis. It is preferable to hold with.

このような構成とすれば、第２ギアが第２軸心の延伸方向に移動しないので、移動機構により第１ロータを移動させるだけで、確実に第２ギアの回転駆動力を第１ロータに伝達し又は遮断することができる。 With such a configuration, since the second gear does not move in the extending direction of the second axis, the rotational driving force of the second gear can be reliably applied to the first rotor only by moving the first rotor by the moving mechanism. Can be transmitted or blocked.

本発明に係るウォータポンプにおいては、前記移動機構は、前記第２ギアの回転駆動力が遮断される方向に前記第１ロータ及び前記第２ロータを付勢する第１コイルバネと、前記第２ギアの回転駆動力が伝達される方向に前記第１ロータ及び前記第２ロータを付勢する第２コイルバネと、を有すると好適である。 In the water pump according to the present invention, the moving mechanism includes a first coil spring that biases the first rotor and the second rotor in a direction in which the rotational driving force of the second gear is blocked, and the second gear. And a second coil spring that biases the first rotor and the second rotor in a direction in which the rotational driving force is transmitted.

このような構成とすれば、第１コイルバネと第２コイルバネの大小関係を設定するという簡便な方法により、第２ギアの回転駆動力を第２ロータに伝達し又は遮断するための第１ロータ及び第２ロータの移動を適切に補助することができる。 With such a configuration, the first rotor for transmitting or blocking the rotational driving force of the second gear to the second rotor by a simple method of setting the magnitude relationship between the first coil spring and the second coil spring, and The movement of the second rotor can be appropriately assisted.

本発明に係るウォータポンプにおいては、前記第１コイルバネの付勢力は前記第２コイルバネの付勢力よりも小さいと好適である。 In the water pump according to the present invention, it is preferable that the biasing force of the first coil spring is smaller than the biasing force of the second coil spring.

このような構成とすれば、外部から力を印加することなく、第２ギアの回転駆動力を第２ロータに伝達する状態にすることができる。これにより、エンジンが作動しているときには、特段の手段を講じることなくインペラを回転させウォータポンプを作動させることができるので、ウォータポンプの作動中の消費エネルギーを低減することができる。 With such a configuration, the rotational driving force of the second gear can be transmitted to the second rotor without applying a force from the outside. Thereby, when the engine is operating, the impeller can be rotated and the water pump can be operated without taking special measures, so that the energy consumption during the operation of the water pump can be reduced.

本発明に係るウォータポンプにおいては、前記移動機構は、前記第２軸心の延伸方向に変形するダイヤフラムをさらに有し、前記ダイヤフラムに仕切られ、且つ、前記第２コイルバネが配置された空間の圧力を負圧にすることにより、前記第２コイルバネの付勢力に抗して前記ダイヤフラムが変形して前記第２ギアの回転駆動力が遮断される方向に前記第１ロータ及び前記第２ロータを移動させると好適である。 In the water pump according to the present invention, the moving mechanism further includes a diaphragm that deforms in the extending direction of the second axis, and is partitioned by the diaphragm, and the pressure of the space in which the second coil spring is disposed. The first rotor and the second rotor are moved in a direction in which the diaphragm is deformed against the urging force of the second coil spring and the rotational driving force of the second gear is cut off by making the pressure negative. It is preferable to do so.

このような構成とすれば、空間内の圧力を負圧にしてそれを制御するという簡便な方法により、前記第２ギアの回転駆動力が第２ロータに伝達されるのを遮断して、インペラの回転を停止させることができる。 With such a configuration, the transmission of the rotational driving force of the second gear to the second rotor is blocked by a simple method in which the pressure in the space is made negative and controlled. Can be stopped.

本発明に係るウォータポンプにおいては、エンジンの吸気管の途中にバキュームスイッチングバルブが設けられており、前記空間は前記バキュームスイッチングバルブを介して前記吸気管と接続されており、前記バキュームスイッチングバルブを開き状態にして前記空間と前記吸気管とを連通させることにより前記空間の前記圧力を負圧にすると好適である。 In the water pump according to the present invention, a vacuum switching valve is provided in the middle of the intake pipe of the engine, the space is connected to the intake pipe via the vacuum switching valve, and the vacuum switching valve is opened. It is preferable to make the pressure in the space negative by making the space communicate with the intake pipe.

このような構成とすれば、空間内の圧力を負圧にするための特別な構成を別途設ける必要がなく、通常のエンジンの作動中の吸気を利用して負圧を作り出すことができるので、安価に移動機構を構成することができる。 With such a configuration, there is no need to provide a special configuration for making the pressure in the space negative, and negative pressure can be created using intake air during normal engine operation. The moving mechanism can be configured at low cost.

本発明に係るウォータポンプにおいては、前記移動機構は、前記第２軸心の延伸方向に移動するプランジャを有するソレノイドをさらに備え、前記ソレノイドへ電圧を印加することにより、前記第２コイルバネの付勢力に抗して前記プランジャが移動して前記第２ギアの回転駆動力が遮断される方向に前記第１ロータ及び前記第２ロータを移動させると好適である。 In the water pump according to the present invention, the moving mechanism further includes a solenoid having a plunger that moves in the extending direction of the second axis, and the biasing force of the second coil spring is applied by applying a voltage to the solenoid. It is preferable to move the first rotor and the second rotor in a direction in which the plunger moves against the rotation and the rotational driving force of the second gear is cut off.

このような構成とすれば、負圧を利用した移動機構と比較して、第２軸心の延伸方向に沿う第１ロータの移動量を精緻に制御する移動機構を得ることができる。 With such a configuration, it is possible to obtain a moving mechanism that precisely controls the moving amount of the first rotor along the extending direction of the second axis as compared with a moving mechanism that uses negative pressure.

第１実施形態に係るウォータポンプにおける第２ギアの回転駆動力を第２ロータに伝達する状態を表す断面図である。It is sectional drawing showing the state which transmits the rotational drive force of the 2nd gear in the water pump which concerns on 1st Embodiment to a 2nd rotor. ウォータポンプにおける第２ギアの回転駆動力の第２ロータへの伝達を遮断する状態を表す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view showing the state which interrupts | blocks transmission to the 2nd rotor of the rotational drive force of the 2nd gear in a water pump. 第１実施形態における伝達機構の構成を表す斜視図である。It is a perspective view showing the structure of the transmission mechanism in 1st Embodiment. 第１実施形態の第１変形例における伝達機構の構成を表す斜視図である。It is a perspective view showing the structure of the transmission mechanism in the 1st modification of 1st Embodiment. 第１実施形態の第２変形例における伝達機構の構成を表す斜視図である。It is a perspective view showing the structure of the transmission mechanism in the 2nd modification of 1st Embodiment. 第１実施形態の第３変形例における伝達機構において、第２ギアの回転駆動力の第２ロータへの伝達を遮断する状態を表す部分拡大断面図である。In the transmission mechanism in the 3rd modification of 1st Embodiment, it is a partial expanded sectional view showing the state which interrupts | blocks transmission to the 2nd rotor of the rotational drive force of a 2nd gear. 第１実施形態の第３変形例における伝達機構において、第２ギアの回転駆動力の一部を第２ロータに伝達する状態を表す部分拡大断面図である。In the transmission mechanism in the 3rd modification of 1st Embodiment, it is a partial expanded sectional view showing the state which transmits a part of rotational driving force of a 2nd gear to a 2nd rotor. 第１実施形態の第３変形例における伝達機構において、第２ギアの回転駆動力を第２ロータに伝達する状態を表す部分拡大断面図である。In the transmission mechanism in the 3rd modification of 1st Embodiment, it is a partial expanded sectional view showing the state which transmits the rotational drive force of a 2nd gear to a 2nd rotor. 第２実施形態に係るウォータポンプにおける第２ギアの回転駆動力を第２ロータに伝達する状態を表す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view showing the state which transmits the rotational driving force of the 2nd gear in the water pump which concerns on 2nd Embodiment to a 2nd rotor.

以下、本発明に係るウォータポンプの実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
１．第１実施形態
〔ウォータポンプの構造〕
図１は、第１実施形態に係るウォータポンプ１の構造を表す縦断面図である。ウォータポンプ１は、プーリ２、第１シャフト６、玉軸受８、第１ギア１２、第２ギア２２、第１ロータ２４、第２ロータ２６、第２シャフト２８、移動機構４０、ポンプカバー１４、プレート２０、ハウジング３０を備えて構成される。以下、全ての実施形態の説明において記載された上下左右の方向は、図１を基準にしたときの方向である。 Hereinafter, embodiments of a water pump according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1. First Embodiment [Structure of Water Pump]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of a water pump 1 according to the first embodiment. The water pump 1 includes a pulley 2, a first shaft 6, a ball bearing 8, a first gear 12, a second gear 22, a first rotor 24, a second rotor 26, a second shaft 28, a moving mechanism 40, a pump cover 14, A plate 20 and a housing 30 are provided. Hereinafter, the up, down, left, and right directions described in the description of all the embodiments are directions based on FIG.

プーリ２は、中央に開口が形成された有底円筒形状を有している。円筒部分と開口部分とは共通の第１軸心Ｘを有する。円筒部分の外周面には滑り止めの溝が形成され、不図示のベルトが巻回されている。ベルトはエンジン１００の不図示のクランクシャフトの回転軸に亘って巻回されており、これによりクランクシャフトの回転駆動力がプーリ２に伝達され、クランクシャフトとプーリ２とは同期回転する。 The pulley 2 has a bottomed cylindrical shape with an opening formed in the center. The cylindrical portion and the opening portion have a common first axis X. Non-slip grooves are formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion, and a belt (not shown) is wound around the cylindrical portion. The belt is wound around the rotation shaft of the crankshaft (not shown) of the engine 100, whereby the rotational driving force of the crankshaft is transmitted to the pulley 2, and the crankshaft and the pulley 2 rotate in synchronization.

開口部分の内周面には、第１シャフト６の一方の端部が圧入されている。第１シャフト６は鉄系の棒材を切削加工することにより形成されている。第１シャフト６の軸心は第１軸心Ｘと同軸心である。 One end of the first shaft 6 is press-fitted into the inner peripheral surface of the opening. The first shaft 6 is formed by cutting an iron-based bar. The axis of the first shaft 6 is coaxial with the first axis X.

第１シャフト６のプーリ２寄りの箇所には表面に環状の溝８ａ、８ａが２箇所形成されており、その溝８ａに沿って周方向全体に亘って転動体（玉）８ｂが配設され、転動体８ｂの外側には外輪８ｃが取り付けられている。外輪８ｃはポンプカバー１４に圧入されることにより固定され、溝８ａ、転動体８ｂ、外輪８ｃにより玉軸受８が形成されている。すなわち、溝８ａが設けられた第１シャフト６が玉軸受８の内輪を兼ねており、これにより第１シャフト６はポンプカバー１４に対して回転自在に保持されている。なお、本実施形態においては、第１シャフト６に溝８ａを設けて玉軸受８を構成したが、外輪、内輪、転動体、リテーナを備えた通常の玉軸受を第１シャフト６に圧入して使用することができるのは言うまでもない。 Two annular grooves 8a and 8a are formed on the surface of the first shaft 6 near the pulley 2, and rolling elements (balls) 8b are disposed along the groove 8a over the entire circumferential direction. An outer ring 8c is attached to the outside of the rolling element 8b. The outer ring 8c is fixed by being press-fitted into the pump cover 14, and a ball bearing 8 is formed by the groove 8a, the rolling element 8b, and the outer ring 8c. That is, the first shaft 6 provided with the groove 8 a also serves as the inner ring of the ball bearing 8, whereby the first shaft 6 is held rotatably with respect to the pump cover 14. In this embodiment, the groove 8a is provided in the first shaft 6 to form the ball bearing 8. However, a normal ball bearing having an outer ring, an inner ring, a rolling element, and a retainer is press-fitted into the first shaft 6. It goes without saying that it can be used.

第１シャフト６の中央付近には、回転側が第１シャフト６に圧入され、固定側がポンプカバー１４に圧入された状態で構成されたメカニカルシール１０が配設されている。これにより、冷却水が玉軸受８の側に漏出しないように構成されている。 Near the center of the first shaft 6, there is disposed a mechanical seal 10 configured such that the rotation side is press-fitted into the first shaft 6 and the fixed side is press-fitted into the pump cover 14. Thereby, it is comprised so that a cooling water may not leak to the ball bearing 8 side.

また、第１シャフト６の他方の端部には、外歯歯車である第１ギア１２が取り付けられている。第１ギア１２の軸心は第１軸心Ｘと同軸心である。第１ギア１２は、金属からなる圧入部１２ｂの周囲に樹脂からなる第１ギア本体１２ａがインサート成形されて構成されている。第１ギア１２は圧入部１２ｂが第１シャフト６に圧入されて固定されている。プーリ２にクランクシャフトから回転駆動力が印加されると、第１シャフト６と第１ギア１２は、プーリ２の回転と同期して回転し、第１ギア１２は回転駆動力を出力する。第１ギア１２が圧入された第１シャフト６の端部は軸受等によって支持されておらず、自由端となっている。なお、第１ギア１２の第１シャフト６への固定は圧入に限られるものではなく、ボルト締結等任意の方法で固定されていてもよい。 A first gear 12 that is an external gear is attached to the other end of the first shaft 6. The axis of the first gear 12 is coaxial with the first axis X. The first gear 12 is configured by insert molding a first gear body 12a made of resin around a press-fit portion 12b made of metal. The first gear 12 is fixed by press-fitting a press-fitting portion 12 b into the first shaft 6. When a rotational driving force is applied to the pulley 2 from the crankshaft, the first shaft 6 and the first gear 12 rotate in synchronization with the rotation of the pulley 2, and the first gear 12 outputs the rotational driving force. The end of the first shaft 6 into which the first gear 12 is press-fitted is not supported by a bearing or the like but is a free end. The fixing of the first gear 12 to the first shaft 6 is not limited to press fitting, and may be fixed by an arbitrary method such as bolt fastening.

第１ギア１２の回転駆動力は第１ギア１２と噛合するように取り付けられた第２ギア２２に伝達される。本実施形態において、第２ギア２２は第１ギア１２と同じ外径で同じ歯数であるがこれだけに限られない。第２ギア２２が第１ギア１２より歯数が少なく、例えば、第１ギア１２と第２ギア２２のギア比が２／１となる構成であってもよい。第２ギア２２は、鉄等の金属又は樹脂からなる第２ギア本体２２ａと、カーボン等の摺動性の高い材料からなる第１摺動部２２ｂとから構成されている。第２ギア本体２２ａと第１摺動部２２ｂとは、接着等の方法により接合されている。第２ギア２２の中央部には円形の開口があり、その内周面２２ｃは第１摺動部２２ｂにより構成されている。また、第２ギア２２は、第２ギア本体２２ａの歯が形成された面に垂直な平面上に周方向に沿って均等間隔で配置された４個の円柱形状の第１凸部２２ｄを有する（図３参照）。なお、第１凸部２２ｄは凸部の一例である。 The rotational driving force of the first gear 12 is transmitted to the second gear 22 attached so as to mesh with the first gear 12. In the present embodiment, the second gear 22 has the same outer diameter as the first gear 12 and the same number of teeth, but is not limited thereto. For example, the second gear 22 may have a smaller number of teeth than the first gear 12. For example, the gear ratio between the first gear 12 and the second gear 22 may be 2/1. The second gear 22 includes a second gear main body 22a made of a metal such as iron or a resin, and a first sliding portion 22b made of a highly slidable material such as carbon. The 2nd gear main body 22a and the 1st sliding part 22b are joined by methods, such as adhesion | attachment. A circular opening is formed at the center of the second gear 22, and an inner peripheral surface 22 c thereof is constituted by a first sliding portion 22 b. Further, the second gear 22 has four cylindrical first convex portions 22d arranged at equal intervals along the circumferential direction on a plane perpendicular to the surface on which the teeth of the second gear main body 22a are formed. (See FIG. 3). The first convex portion 22d is an example of a convex portion.

第２ギア２２は、ポンプカバー１４と接合されることによりギア室を構成する鉄等の金属からなるプレート２０の上に載置されている。また、第２ギア２２のうち、プレート２０と当接した平面と反対側の平面は、ポンプカバー１４から延出した保持部１４ａに押さえ付けられている。このようにプレート２０と保持部１４ａとで第２ギア２２を挟み込むことにより、第２ギア２２は左右方向（第２軸心Ｙに沿う方向）への移動が規制されている。このとき、第１摺動部２２ｂのみがプレート２０と当接しており、第２ギア本体２２ａはプレート２０との間に間隙を有している。プレート２０はポンプカバー１４にネジ締結等の方法により接合されている。 The second gear 22 is mounted on the plate 20 made of metal such as iron and the like that constitutes the gear chamber by being joined to the pump cover 14. In addition, the plane of the second gear 22 opposite to the plane in contact with the plate 20 is pressed against a holding portion 14 a extending from the pump cover 14. As described above, the second gear 22 is sandwiched between the plate 20 and the holding portion 14a, so that the movement of the second gear 22 in the left-right direction (the direction along the second axis Y) is restricted. At this time, only the first sliding portion 22 b is in contact with the plate 20, and the second gear main body 22 a has a gap between the plate 20. The plate 20 is joined to the pump cover 14 by a method such as screw fastening.

本実施形態においては、保持部１４ａは第２ギア本体２２ａに直接当接しているが、保持部１４ａ及び第２ギア本体２２ａのいずれか一方の当該当接箇所に、カーボン等の摺動性が高い材料からなるシートを貼付してもよい。このシートを貼付することにより、保持部１４ａに対して第２ギア本体２２ａを回転させたときの保持部１４ａ又は第２ギア本体２２ａの摩耗を防ぎ、第２ギア本体２２ａを滑らかに回転させることが可能になる。 In the present embodiment, the holding portion 14a is in direct contact with the second gear main body 22a. However, the slidability of carbon or the like is present at one of the holding portions 14a and the second gear main body 22a. A sheet made of a high material may be attached. By sticking this sheet, wear of the holding portion 14a or the second gear main body 22a when the second gear main body 22a is rotated with respect to the holding portion 14a is prevented, and the second gear main body 22a is smoothly rotated. Is possible.

プレート２０は、その延在方向（平面）に対して垂直に形成された円筒形状の開口であるギア支持部２０ａを有しており、ギア支持部２０ａの外周面に第１摺動部２２ｂの内周面２２ｃが摺動するように嵌め込まれている。これにより、第２ギア２２は、ギア支持部２０ａの中心軸である第２軸心Ｙを軸心としてギア支持部２０ａの周りを回転する。 The plate 20 has a gear support portion 20a that is a cylindrical opening formed perpendicular to the extending direction (plane) thereof, and the first sliding portion 22b is formed on the outer peripheral surface of the gear support portion 20a. The inner peripheral surface 22c is fitted so as to slide. Thereby, the 2nd gear 22 rotates the circumference of the gear support part 20a centering on the 2nd axial center Y which is a center axis | shaft of the gear support part 20a.

鉄等の金属又は樹脂からなる第１ロータ２４は、第１平面２４ａ、第１凹部２４ｂ、第２摺動部２４ｃ、第２凸部２４ｄ、有底穴２４ｅを有している。第１平面２４ａは第２ギア２２と対向しており、第１平面２４ａ上に、第２ギア２２の各々の第１凸部２２ｄが嵌入可能な４個の第１凹部２４ｂを有する。図３に示すように、第１凹部２４ｂは、周方向に沿う長円形状を有している。なお、第１凹部２４ｂは凹部の一例である。 The first rotor 24 made of metal such as iron or resin has a first plane 24a, a first recess 24b, a second sliding portion 24c, a second projection 24d, and a bottomed hole 24e. The first flat surface 24a faces the second gear 22, and has four first concave portions 24b into which the first convex portions 22d of the second gear 22 can be fitted on the first flat surface 24a. As shown in FIG. 3, the first recess 24b has an oval shape along the circumferential direction. The first recess 24b is an example of a recess.

第１平面２４ａと反対側の平面は後述する移動機構４０と対向している。この平面のうち移動機構４０と当接する部分は、カーボン等の摺動性の高い材料からなる第２摺動部２４ｃにより構成されている。第２摺動部２４ｃの中央には、移動機構４０側（左方）に突出形成され第２軸心Ｙと同軸心の円柱形状の第２凸部２４ｄが形成されている。また、第１平面２４ａが形成されている側の中央部には、後述する第２ロータ２６のダブルＤカットの軸部２６ａが挿入されるダブルＤカットの有底穴２４ｅが形成されている（図３参照）。 The plane opposite to the first plane 24a faces a moving mechanism 40 described later. A portion of the plane that comes into contact with the moving mechanism 40 is constituted by a second sliding portion 24c made of a material having high sliding properties such as carbon. At the center of the second sliding portion 24c, a cylindrical second convex portion 24d that is formed to protrude toward the moving mechanism 40 (left side) and coaxial with the second axis Y is formed. Further, a double D-cut bottomed hole 24e into which a double D-cut shaft portion 26a of the second rotor 26 described later is inserted is formed in the central portion on the side where the first flat surface 24a is formed ( (See FIG. 3).

第１ロータ２４は、移動機構４０によって、第２軸心Ｙに沿う左右方向に移動する。第１ロータ２４が右方に移動して第２ギア２２の第１凸部２２ｄが第１ロータ２４の第１凹部２４ｂに嵌入したときに、第２ギア２２の回転駆動力は第１ロータ２４に伝達され、第１ロータ２４は第２軸心Ｙを軸心として回転する。第１ロータ２４が左方に移動して第２ギア２２の第１凸部２２ｄと第１ロータ２４の第１凹部２４ｂとが離間したときに、第２ギア２２の回転駆動力の第１ロータ２４への伝達は遮断される。このように、第１ロータ２４は、第２ギア２２の回転駆動力が伝達され、又は遮断される機能を有する。本実施形態においては、第１ロータ２４と第２ギア２２とが物理的に噛み合う構成を有しているので、第２ギア２２の回転駆動力を第１ロータ２４に確実に伝達することができる。なお、第１ロータ２４と第２ギア２２の第１凸部２２ｄが、伝達機構の一例である。 The first rotor 24 is moved in the left-right direction along the second axis Y by the moving mechanism 40. When the first rotor 24 moves to the right and the first convex portion 22d of the second gear 22 is fitted into the first concave portion 24b of the first rotor 24, the rotational driving force of the second gear 22 is the first rotor 24. The first rotor 24 rotates about the second axis Y as the axis. When the first rotor 24 moves to the left and the first convex portion 22d of the second gear 22 and the first concave portion 24b of the first rotor 24 are separated from each other, the first rotor of the rotational driving force of the second gear 22 Transmission to 24 is blocked. Thus, the first rotor 24 has a function of transmitting or blocking the rotational driving force of the second gear 22. In the present embodiment, since the first rotor 24 and the second gear 22 are physically meshed, the rotational driving force of the second gear 22 can be reliably transmitted to the first rotor 24. . The first rotor 24 and the first convex portion 22d of the second gear 22 are an example of a transmission mechanism.

第２ロータ２６は、鉄等の金属又は樹脂からなり、前述した軸部２６ａ、インペラ２６ｂ、第３摺動部２６ｃを有する。軸部２６ａは第１ロータ２４の有底穴２４ｅに挿入され、第１ロータ２４の回転駆動力を第２ロータ２６に伝達する。インペラ２６ｂは複数枚の羽根を有しており、回転することにより流入した冷却水に圧力をかけて吐出するポンプ機能を有する。 The 2nd rotor 26 consists of metals, such as iron, or resin, and has the axial part 26a mentioned above, the impeller 26b, and the 3rd sliding part 26c. The shaft portion 26 a is inserted into the bottomed hole 24 e of the first rotor 24 and transmits the rotational driving force of the first rotor 24 to the second rotor 26. The impeller 26b has a plurality of blades, and has a pumping function for applying pressure to the cooling water that has flowed in by rotation and discharging the cooling water.

第３摺動部２６ｃは、カーボン等の摺動性の高い材料からなり、第２ロータ２６のインペラ２６ｂが形成された側の端部に接着等の方法により固定配置されている。第３摺動部２６ｃは第２軸心Ｙと同軸心の円筒部分と該円筒部分の端部から第２軸心Ｙに垂直な方向に延出するフランジ部分とを有している。 The third sliding portion 26c is made of a material having high slidability such as carbon, and is fixedly disposed by an adhesion method or the like on the end portion of the second rotor 26 on the side where the impeller 26b is formed. The third sliding portion 26c has a cylindrical portion coaxial with the second axis Y and a flange portion extending from the end of the cylindrical portion in a direction perpendicular to the second axis Y.

第２ロータ２６は、軸部２６ａから右方に延在する部分がプレート２０のギア支持部２０ａの内側の円筒状空間を貫通しており、その先にインペラ２６ｂが配置されている。インペラ２６ｂが配置された箇所は、プレート２０とハウジング３０とにより形成された渦室３６になっている。ハウジング３０はプレート２０にネジ締結等の方法により接合されている。 In the second rotor 26, a portion extending rightward from the shaft portion 26a passes through a cylindrical space inside the gear support portion 20a of the plate 20, and an impeller 26b is disposed at the tip. A location where the impeller 26 b is disposed is a vortex chamber 36 formed by the plate 20 and the housing 30. The housing 30 is joined to the plate 20 by a method such as screw fastening.

第３摺動部２６ｃの円筒部分には第２シャフト２８が挿入されている。第２シャフト２８は、鉄等の金属又は樹脂からなり、第２軸心Ｙに沿って延在する軸部２８ａと軸部２８ａの中央部に軸部２８ａに対して垂直に形成されたフランジ部２８ｂを有する。軸部２８ａの外周面は第３摺動部２６ｃの円筒部分の内周面に当接し、フランジ部２８ｂは第３摺動部２６ｃのフランジ部分に当接している。 A second shaft 28 is inserted into the cylindrical portion of the third sliding portion 26c. The second shaft 28 is made of a metal such as iron or resin, and has a shaft portion 28a extending along the second axis Y and a flange portion formed perpendicularly to the shaft portion 28a at the center portion of the shaft portion 28a. 28b. The outer peripheral surface of the shaft portion 28a is in contact with the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the third sliding portion 26c, and the flange portion 28b is in contact with the flange portion of the third sliding portion 26c.

第２シャフト２８の軸部２８ａの第３摺動部２６ｃと反対側の端部は、シャフト保持部３２の軸受部分に挿入されている。シャフト保持部３２は、ハウジング３０の開口に圧入等の方法により取り付けられており、軸受部分と、軸受部分を支持して径方向に延在する支持部分と、支持部分に繋がる環状の圧入部分とを有している。軸受部分の外側で支持部分からフランジ部２８ｂに亘って圧縮コイルバネである第１コイルバネ３４が配置されている。 The end of the shaft portion 28 a of the second shaft 28 opposite to the third sliding portion 26 c is inserted into the bearing portion of the shaft holding portion 32. The shaft holding portion 32 is attached to the opening of the housing 30 by a method such as press-fitting, and includes a bearing portion, a support portion that supports the bearing portion and extends in the radial direction, and an annular press-fit portion connected to the support portion. have. A first coil spring 34, which is a compression coil spring, is disposed from the support portion to the flange portion 28b outside the bearing portion.

シャフト保持部３２において、軸受部分と支持部分以外の箇所は大きく開口して渦室３６と連通しており、冷却水はその開口から渦室３６内に流入する。シャフト保持部３２の開口から流入した冷却水は直ちにインペラ２６ｂに捉えられ、インペラ２６ｂの回転により圧送され、不図示の吐出通路を通って吐出される。 In the shaft holding portion 32, portions other than the bearing portion and the support portion are greatly opened and communicated with the vortex chamber 36, and the cooling water flows into the vortex chamber 36 from the opening. The cooling water flowing from the opening of the shaft holding portion 32 is immediately caught by the impeller 26b, pumped by the rotation of the impeller 26b, and discharged through a discharge passage (not shown).

本実施形態においては、ハウジング３０とシャフト保持部３２とは別部品で構成されているがこれだけに限られない。これらの部品が一体化された一部品で構成されていてもよい。 In the present embodiment, the housing 30 and the shaft holding portion 32 are configured as separate parts, but are not limited thereto. These parts may be configured as a single part.

本実施形態においては、渦室３６を含むウォータポンプ１の内部空間全体は冷却水で満たされている。しかし、ポンプカバー１４とプレート２０との間には環状シール１６が配設されており、プレート２０とハウジング３０との間には環状シール１８が配設されている。これより、ポンプカバー１４、プレート２０、ハウジング３０は、それぞれ隣接する部材との間では液密になるように接合され、冷却水の外部への漏出を防止している。 In the present embodiment, the entire internal space of the water pump 1 including the vortex chamber 36 is filled with cooling water. However, an annular seal 16 is disposed between the pump cover 14 and the plate 20, and an annular seal 18 is disposed between the plate 20 and the housing 30. As a result, the pump cover 14, the plate 20, and the housing 30 are joined to each other so as to be liquid-tight between adjacent members, thereby preventing leakage of cooling water to the outside.

移動機構４０は、第１ロータ２４を第２軸心Ｙに沿って双方向に移動させることにより、第２ギア２２の回転駆動力を第２ロータ２６に伝達し又は遮断して、伝達機構を作動させる機能を有する。移動機構４０は、第２シャフト２８と、第１コイルバネ３４と、第１ケース４２と、第２ケース４４と、ダイヤフラム４６と、移動体４８と、第４摺動部５０と、第２コイルバネ５２と、背面孔５４とを有している。 The moving mechanism 40 transmits or shuts off the rotational driving force of the second gear 22 to the second rotor 26 by moving the first rotor 24 in both directions along the second axis Y, so that the transmission mechanism is Has the function to operate. The moving mechanism 40 includes a second shaft 28, a first coil spring 34, a first case 42, a second case 44, a diaphragm 46, a moving body 48, a fourth sliding portion 50, and a second coil spring 52. And a back hole 54.

第１ケース４２と第２ケース４４はポンプカバー１４の外側で組み合わされており、これにより内部に１つの閉空間を形成すると共に、第１ケース４２と第２ケース４４の境界面にダイヤフラム４６の周縁部分を保持している。ダイヤフラム４６の中央部は開口しており、その開口を移動体４８が貫通している。移動体４８は、端部に形成されたフランジ部分がダイヤフラム４６と接合されて一体化している。移動体４８の先端部はポンプカバー１４の内側のギア室にまで到達している。ダイヤフラム４６と移動体４８とにより、第１ケース４２と第２ケース４４により形成された閉空間は２つに仕切られている。このうち、第２ケース４４側の空間は、第２ケース４４に開けられた貫通孔４４ａにより大気と連通している。一方、閉空間のうち、第１ケース４２側の空間（以下、負圧室５１と称する）は、大気に対して封止された状態にある。なお、負圧室５１は空間の一例である。 The first case 42 and the second case 44 are combined on the outside of the pump cover 14, thereby forming one closed space inside, and the diaphragm 46 is formed on the boundary surface between the first case 42 and the second case 44. The peripheral part is held. The central portion of the diaphragm 46 is open, and the moving body 48 passes through the opening. The moving body 48 is integrally formed by joining a flange portion formed at an end portion to the diaphragm 46. The tip of the moving body 48 reaches the gear chamber inside the pump cover 14. The closed space formed by the first case 42 and the second case 44 is partitioned into two by the diaphragm 46 and the moving body 48. Among these, the space on the second case 44 side communicates with the atmosphere through a through hole 44 a opened in the second case 44. On the other hand, among the closed spaces, the space on the first case 42 side (hereinafter referred to as the negative pressure chamber 51) is sealed with respect to the atmosphere. The negative pressure chamber 51 is an example of a space.

移動体４８のフランジ部分が形成された負圧室５１側の端部から第２軸心Ｙに沿う方向に有底の凹穴４８ａが形成され、凹穴４８ａの底面から第１ケース４２に亘って圧縮コイルバネである第２コイルバネ５２が配置されている。第２コイルバネ５２の付勢力は、第１コイルバネ３４の付勢力よりも大きい。 A bottomed recessed hole 48a is formed in the direction along the second axis Y from the end on the negative pressure chamber 51 side where the flange portion of the moving body 48 is formed, and extends from the bottom surface of the recessed hole 48a to the first case 42. A second coil spring 52, which is a compression coil spring, is disposed. The urging force of the second coil spring 52 is larger than the urging force of the first coil spring 34.

移動体４８のギア室内にある先端部には、カーボン等の摺動性の高い材料からなる第４摺動部５０が、移動体４８と一体化するように接着等の方法により取り付けられている。第４摺動部５０の中央部には有底の嵌合凹部５０ａが形成されており、上述した第１ロータ２４の第２凸部２４ｄと摺動可能に嵌合している。 A fourth sliding portion 50 made of a highly slidable material such as carbon is attached to the tip of the moving body 48 in the gear chamber by a method such as adhesion so as to be integrated with the moving body 48. . A bottomed fitting concave portion 50a is formed at the center of the fourth sliding portion 50, and is slidably fitted to the second convex portion 24d of the first rotor 24 described above.

ポンプカバー１４と第２ケース４４との間には環状シール５６が配設されており、第２ケース４４と移動体４８との間には環状シール５８が配設されている。これより、移動機構４０の内部空間に冷却水が漏出しないように構成されている。 An annular seal 56 is disposed between the pump cover 14 and the second case 44, and an annular seal 58 is disposed between the second case 44 and the moving body 48. Thus, the cooling water is configured not to leak into the internal space of the moving mechanism 40.

負圧室５１を構成する第１ケース４２の壁面には負圧室５１から外部まで貫通する背面孔５４が形成されており、背面孔５４はポンプカバー１４の外側で負圧管６０に気密になるように接続されている。負圧管６０の背面孔５４と反対側の端部は、バキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）６２を介して、エンジン１００に吸気される空気が流通する吸気管６４に接続されている。 A wall surface of the first case 42 constituting the negative pressure chamber 51 is formed with a back hole 54 penetrating from the negative pressure chamber 51 to the outside. The back hole 54 is hermetically sealed with the negative pressure pipe 60 outside the pump cover 14. So connected. The end of the negative pressure pipe 60 opposite to the back hole 54 is connected to an intake pipe 64 through which air taken into the engine 100 flows through a vacuum switching valve (VSV) 62.

ＶＳＶ６２は、電圧のオン−オフにより開閉するバルブであり、本実施形態においては通電制御により任意の電圧が印加されている。ＶＳＶ６２は、通電の間は開き状態となって負圧管６０を吸気管６４に接続し、非通電の間は負圧管６０を大気に開放する。ＶＳＶ６２への印加電圧は不図示のＥＣＵ（Engine Control Unit）により制御されている。 The VSV 62 is a valve that opens and closes by turning on and off the voltage. In the present embodiment, an arbitrary voltage is applied by energization control. The VSV 62 is open during energization, connects the negative pressure pipe 60 to the intake pipe 64, and opens the negative pressure pipe 60 to the atmosphere during non-energization. The voltage applied to the VSV 62 is controlled by an ECU (Engine Control Unit) (not shown).

本実施形態においては、ハウジング３０やシャフト保持部３２をウォータポンプ１の構成部品として扱ったが、必ずしもウォータポンプ１がこれらの部品を備えている必要はない。ハウジング３０やシャフト保持部３２のかわりにエンジン１００側が同様の形状に加工され、プレート２０をエンジン１００に当接させてウォータポンプ１を取り付けたときに、ウォータポンプ１が同等の機能を発揮できるように構成されていてもよい。 In the present embodiment, the housing 30 and the shaft holding portion 32 are handled as components of the water pump 1, but the water pump 1 does not necessarily have to include these components. Instead of the housing 30 and the shaft holding part 32, the engine 100 side is processed into the same shape, and when the water pump 1 is attached with the plate 20 brought into contact with the engine 100, the water pump 1 can perform the same function. It may be configured.

本実施形態においては、第１コイルバネ３４をシャフト保持部３２の軸受部分の外側に取り付けたが、これに限られるものではない。第１コイルバネ３４が、軸受部分の内側で軸受部分の底面から第２シャフト２８の端面に亘って取り付けられていてもよい。 In the present embodiment, the first coil spring 34 is attached to the outside of the bearing portion of the shaft holding portion 32, but the present invention is not limited to this. The first coil spring 34 may be attached from the bottom surface of the bearing portion to the end surface of the second shaft 28 inside the bearing portion.

〔ウォータポンプの動作〕 [Operation of water pump]

通常は、ＶＳＶ６２は電圧がオフの状態になっており、負圧管６０は大気に開放されているため負圧室５１内の気圧は大気圧であり、第２ケース４４側の空間の気圧と同じである。第２コイルバネ５２の付勢力は第１コイルバネ３４の付勢力よりも大きいため、移動体４８は右方に移動している。このとき、第４摺動部５０は第１ロータ２４の第２摺動部２４ｃと当接、嵌合している。また、第１ロータ２４の第１凹部２４ｂが第２ギア２２の第１凸部２２ｄと嵌合している。 Normally, the voltage of the VSV 62 is off, and the negative pressure tube 60 is open to the atmosphere, so the atmospheric pressure in the negative pressure chamber 51 is atmospheric pressure, which is the same as the atmospheric pressure in the space on the second case 44 side. It is. Since the urging force of the second coil spring 52 is larger than the urging force of the first coil spring 34, the moving body 48 moves to the right. At this time, the fourth sliding portion 50 is in contact with and fitted with the second sliding portion 24 c of the first rotor 24. Further, the first concave portion 24 b of the first rotor 24 is fitted with the first convex portion 22 d of the second gear 22.

この状態でエンジン１００が作動し、クランクシャフトが回転すると、クランクシャフトの一端にあるクランクシャフトプーリに巻回されたベルトが回転し、クランクシャフトの回転駆動力がプーリ２に伝達される。プーリ２が回転すると第１シャフト６が回転し、第１ギア１２に回転駆動力が伝達され、第１ギア１２が回転する。第１ギア１２が回転すると、その回転は噛合している第２ギア２２に伝達され、第２ギア２２が連れ回りする。第２ギア２２においては、第１摺動部２２ｂがプレート２０とギア支持部２０ａに当接しているので、摺動抵抗が低い状態で第２ギア２２はプレート２０上を滑って第２軸心Ｙを軸心として回転する。 When the engine 100 operates in this state and the crankshaft rotates, the belt wound around the crankshaft pulley at one end of the crankshaft rotates, and the rotational driving force of the crankshaft is transmitted to the pulley 2. When the pulley 2 rotates, the first shaft 6 rotates, the rotational driving force is transmitted to the first gear 12, and the first gear 12 rotates. When the first gear 12 rotates, the rotation is transmitted to the meshed second gear 22 and the second gear 22 rotates. In the second gear 22, since the first sliding portion 22b is in contact with the plate 20 and the gear support portion 20a, the second gear 22 slides on the plate 20 in a state where the sliding resistance is low, and the second axial center. Rotate with Y as the axis.

上述したように、第１凸部２２ｄが第１凹部２４ｂに嵌入していることから、第２ギア２２が回転すると、第１ロータ２４に回転駆動力が伝達され、第１ロータ２４も回転する。このとき、第２摺動部２４ｃは摺動抵抗が低い状態で第４摺動部５０と当接、嵌合しているので、第１ロータ２４が回転しても、第４摺動部５０及び移動体４８は回転しない。すなわち、第４摺動部５０に対して、第１ロータ２４は滑りながら第２軸心Ｙを軸心として回転する。移動体４８と第２ケース４４の第２軸心Ｙに垂直な断面をＤカット形状とし、移動体４８の回転を防止しても良い。 As described above, since the first convex portion 22d is fitted in the first concave portion 24b, when the second gear 22 rotates, the rotational driving force is transmitted to the first rotor 24, and the first rotor 24 also rotates. . At this time, since the second sliding portion 24c is in contact with and fitted with the fourth sliding portion 50 in a state where the sliding resistance is low, even if the first rotor 24 rotates, the fourth sliding portion 50 And the moving body 48 does not rotate. That is, the first rotor 24 rotates about the second axis Y while sliding with respect to the fourth sliding portion 50. A cross section perpendicular to the second axis Y of the moving body 48 and the second case 44 may have a D-cut shape to prevent the moving body 48 from rotating.

第１ロータ２４が回転すると、第１ロータ２４のダブルＤカットが形成された有底穴２４ｅにダブルＤカットが形成された第２ロータ２６の軸部２６ａが挿入されているので、第２ロータ２６は第１ロータ２４と同期回転する。これにより、第２ロータ２６に一体的に形成されたインペラ２６ｂが回転する。インペラ２６ｂが回転すると、ハウジング３０に取り付けられたシャフト保持部３２の開口から流入した冷却水は、インペラ２６ｂの回転により圧送され不図示の吐出通路を通って吐出される。 When the first rotor 24 rotates, the shaft portion 26a of the second rotor 26 having the double D cut is inserted into the bottomed hole 24e in which the double D cut of the first rotor 24 is formed. 26 rotates in synchronization with the first rotor 24. As a result, the impeller 26b formed integrally with the second rotor 26 rotates. When the impeller 26b rotates, the cooling water flowing in from the opening of the shaft holding portion 32 attached to the housing 30 is pumped by the rotation of the impeller 26b and discharged through a discharge passage (not shown).

インペラ２６ｂ（第２ロータ２６）が回転しても、第２シャフト２８は回転しない。しかし、第２シャフト２８の軸部２８ａとフランジ部２８ｂは、第２ロータ２６の第３摺動部２６ｃに当接しているので、第２シャフト２８に対するインペラ２６ｂの回転時の摺動抵抗は低い。すなわち、第２シャフト２８対して、第２ロータ２６は滑りながら第２軸心Ｙを軸心として回転する。 Even if the impeller 26b (second rotor 26) rotates, the second shaft 28 does not rotate. However, since the shaft portion 28a and the flange portion 28b of the second shaft 28 are in contact with the third sliding portion 26c of the second rotor 26, the sliding resistance when the impeller 26b rotates with respect to the second shaft 28 is low. . That is, the second rotor 26 rotates about the second axis Y while sliding with respect to the second shaft 28.

このように、第２コイルバネ５２の付勢力が第１コイルバネ３４の付勢力よりも大きいと、ＶＳＶ６２に印加する電圧がオフの状態で、インペラ２６ｂを回転させることができる。エンジン１００の作動時において、インペラ２６ｂの回転を停止させるのはエンジン１００の暖機時間のみであり、その後はエンジン１００が作動している間、インペラ２６ｂは回転し続け、エンジン１００内に冷却水を循環させる。従って、本実施形態のように、インペラ２６ｂの回転時にＶＳＶ６２に印加する電圧をオフにする構成であれば、ウォータポンプ１の回転中にウォータポンプ１で消費するエネルギーを低減することができる。 Thus, when the urging force of the second coil spring 52 is larger than the urging force of the first coil spring 34, the impeller 26b can be rotated with the voltage applied to the VSV 62 off. When the engine 100 is in operation, the rotation of the impeller 26b is stopped only during the warm-up time of the engine 100. After that, the impeller 26b continues to rotate while the engine 100 is operating, and cooling water is contained in the engine 100. Circulate. Therefore, as in the present embodiment, if the voltage applied to the VSV 62 is turned off when the impeller 26b is rotated, the energy consumed by the water pump 1 during the rotation of the water pump 1 can be reduced.

ＶＳＶ６２に電圧が印加されると負圧管６０が吸気管６４に接続されるため、負圧室５１の内部にある空気は、吸気管６４を流通する空気の流れにより吸気管６４の方に吸い出され、負圧室５１内の気圧が低下する（大気圧に対して負圧になる）。一方で、第２ケース４４側の空間の気圧は大気圧のままなので、ダイヤフラム４６及び移動体４８には大気圧との圧力差に相当する左方への力が印加される。負圧室５１内の気圧の低下度合いが小さいうちは、第２コイルバネ５２の付勢力と第１コイルバネ３４の付勢力の差による右方への付勢力が左方への力を上回っているので、ダイヤフラム４６及び移動体４８は右方に位置したままで、第２ギア２２から第１ロータ２４に回転駆動力が伝達される状態を維持している。しかし、気圧の低下度合いによる左方への力が第２コイルバネ５２の付勢力と第１コイルバネ３４の付勢力の差を上回ると、第２コイルバネ５２が縮んでいき、ダイヤフラム４６及び移動体４８が左方に移動し、負圧室５１の容積が減少する。 When a voltage is applied to the VSV 62, the negative pressure pipe 60 is connected to the intake pipe 64, so that air inside the negative pressure chamber 51 is sucked out toward the intake pipe 64 by the flow of air flowing through the intake pipe 64. As a result, the atmospheric pressure in the negative pressure chamber 51 decreases (becomes negative with respect to atmospheric pressure). On the other hand, since the atmospheric pressure in the space on the second case 44 side remains atmospheric pressure, a leftward force corresponding to a pressure difference from the atmospheric pressure is applied to the diaphragm 46 and the moving body 48. While the degree of decrease in the atmospheric pressure in the negative pressure chamber 51 is small, the rightward biasing force due to the difference between the biasing force of the second coil spring 52 and the biasing force of the first coil spring 34 exceeds the leftward force. The diaphragm 46 and the moving body 48 are located on the right side, and maintain the state where the rotational driving force is transmitted from the second gear 22 to the first rotor 24. However, when the leftward force due to the degree of decrease in the atmospheric pressure exceeds the difference between the urging force of the second coil spring 52 and the urging force of the first coil spring 34, the second coil spring 52 contracts, and the diaphragm 46 and the moving body 48 are moved. It moves to the left and the volume of the negative pressure chamber 51 decreases.

移動体４８が左方に移動すると、一体化されている第４摺動部５０も左方に移動する。第４摺動部５０が左方に移動すると、第１コイルバネ３４の付勢力により、第２シャフト２８のフランジ部２８ｂが第１ロータ２４と第２ロータ２６を左方に移動させる。すなわち、第１ロータ２４と第２ロータ２６は、第４摺動部５０の左方移動に追従して左方に移動する。そして、図２に示すように、第２ギア２２の第１凸部２２ｄと第１ロータ２４の第１凹部２４ｂの嵌合が解除され、第１凸部２２ｄと第１凹部２４ｂとが離間する。これにより、第２ギア２２の回転駆動力が第１ロータ２４に伝達されずに遮断される。第１ロータ２４に第２ギア２２の回転駆動力が伝達されないと、インペラ２６ｂに作用する冷却水の抵抗により第１ロータ２４、第２ロータ２６はいずれも回転が停止して、エンジン１００内への冷却水の循環が停止する。 When the moving body 48 moves to the left, the integrated fourth sliding portion 50 also moves to the left. When the fourth sliding part 50 moves to the left, the urging force of the first coil spring 34 causes the flange part 28b of the second shaft 28 to move the first rotor 24 and the second rotor 26 to the left. That is, the first rotor 24 and the second rotor 26 move to the left following the leftward movement of the fourth sliding portion 50. Then, as shown in FIG. 2, the fitting of the first convex portion 22d of the second gear 22 and the first concave portion 24b of the first rotor 24 is released, and the first convex portion 22d and the first concave portion 24b are separated from each other. . Thereby, the rotational driving force of the second gear 22 is blocked without being transmitted to the first rotor 24. If the rotational driving force of the second gear 22 is not transmitted to the first rotor 24, the first rotor 24 and the second rotor 26 both stop rotating due to the resistance of the cooling water acting on the impeller 26b, and enter the engine 100. The cooling water circulation stops.

ただし、第１ロータ２４、第２ロータ２６の回転が停止しても、エンジン１００が作動しているので、第２ギア２２は回転し続けている。 However, even if the rotation of the first rotor 24 and the second rotor 26 is stopped, the engine 100 is operating, so the second gear 22 continues to rotate.

ＶＳＶ６２に印加された電圧をオフにすると、負圧室５１内の気圧が大気圧に戻り、第２コイルバネ５２の付勢力によりダイヤフラム４６及び移動体４８が右方に移動する。これにより第１ロータ２４も右方に移動し、第１平面２４ａが第２ギア２２の第１凸部２２ｄの頂部に当接する。第２ギア２２は回転しているので、第１凸部２２ｄの頂部はすぐに第１ロータ２４の第１凹部２４ｂと対向し、第１凸部２２ｄは第１凹部２４ｂに嵌入する。その結果、第２ギア２２の回転駆動力が第１ロータ２４に再び伝達されるようになり、第２ロータ２６のインペラ２６ｂが回転する。 When the voltage applied to the VSV 62 is turned off, the atmospheric pressure in the negative pressure chamber 51 returns to the atmospheric pressure, and the diaphragm 46 and the moving body 48 move to the right by the urging force of the second coil spring 52. As a result, the first rotor 24 also moves to the right, and the first flat surface 24 a comes into contact with the top of the first convex portion 22 d of the second gear 22. Since the second gear 22 is rotating, the top of the first convex portion 22d immediately faces the first concave portion 24b of the first rotor 24, and the first convex portion 22d is fitted into the first concave portion 24b. As a result, the rotational driving force of the second gear 22 is transmitted again to the first rotor 24, and the impeller 26b of the second rotor 26 rotates.

このように、通電制御によりＶＳＶ６２に電圧を印加してＶＳＶ６２を閉じることにより、負圧室５１内の気圧を低下させ、インペラ２６ｂの回転を停止させることができる。これにより、ウォータポンプ１からの冷却水の吐出を停止させ、エンジン１００の暖機時間を短縮することができる。 Thus, by applying a voltage to the VSV 62 by energization control and closing the VSV 62, the atmospheric pressure in the negative pressure chamber 51 can be reduced and the rotation of the impeller 26b can be stopped. Thereby, discharge of the cooling water from the water pump 1 can be stopped, and the warm-up time of the engine 100 can be shortened.

上述の移動機構４０の構成であれば、負圧室５１内の気圧を変化させるという簡便な方法により、インペラ２６ｂの回転と停止を制御することができる。さらに、負圧室５１内の圧力を負圧にするためにエンジン１００の作動中の吸気を利用するので、負圧を作るための特別な構成を別途設ける必要がなく、安価に移動機構を構成することができる。 With the configuration of the moving mechanism 40 described above, the rotation and stop of the impeller 26b can be controlled by a simple method of changing the air pressure in the negative pressure chamber 51. Furthermore, since the intake air during operation of the engine 100 is used to make the pressure in the negative pressure chamber 51 negative, there is no need to provide a special configuration for creating negative pressure, and the moving mechanism is configured at low cost. can do.

本実施形態に係るウォータポンプ１にあれば、エンジン１００の始動直後の暖機時間においては、負圧室５１を負圧にしてインペラ２６ｂの回転を停止させウォータポンプ１からエンジン１００への冷却水の循環を停止させることにより、エンジン１００が過度に冷却されることなく、暖機時間を短縮することができる。暖機運転が終了した後は、ＶＳＶ６２をオフにして負圧室５１の気圧を大気圧に開放することにより、第２ギア２２の回転駆動力を第１ロータ２４、第２ロータ２６に伝達して、インペラ２６ｂを回転させる。これにより、ウォータポンプ１から冷却水が吐出されるようになり、エンジン１００の発熱を抑制することができる。 In the water pump 1 according to the present embodiment, during the warm-up time immediately after the start of the engine 100, the negative pressure chamber 51 is set to a negative pressure to stop the rotation of the impeller 26b and the coolant from the water pump 1 to the engine 100 is cooled. By stopping the circulation of the engine, the warm-up time can be shortened without the engine 100 being excessively cooled. After the warm-up operation is completed, the VSV 62 is turned off to release the atmospheric pressure in the negative pressure chamber 51 to the atmospheric pressure, thereby transmitting the rotational driving force of the second gear 22 to the first rotor 24 and the second rotor 26. Then, the impeller 26b is rotated. Thereby, cooling water comes to be discharged from the water pump 1, and the heat generation of the engine 100 can be suppressed.

本実施形態においては、第２ギア２２に第１凸部２２ｄを形成し、第１ロータ２４に第１凹部２４ｂを形成したが、これに限られるものではない。第２ギア２２に凹部を形成し、第１ロータ２４に凸部を形成する構成にしてもよい。 In the present embodiment, the first convex portion 22d is formed in the second gear 22, and the first concave portion 24b is formed in the first rotor 24. However, the present invention is not limited to this. A configuration may be adopted in which a concave portion is formed in the second gear 22 and a convex portion is formed in the first rotor 24.

本実施形態においては、第１ロータ２４と第２ロータ２６とを別部品としたが、これに限られるものではない。第１ロータ２４と第２ロータ２６とが一体化された１個の部品で構成されていてもよい。 In the present embodiment, the first rotor 24 and the second rotor 26 are separate parts, but the present invention is not limited to this. The first rotor 24 and the second rotor 26 may be composed of a single component.

２．第１実施形態の第１変形例
次に、本発明に係るウォータポンプの第１実施形態の第１変形例を、図面を用いて説明する。以下の変形例においては、第２ギア２２の回転駆動力を第１ロータ２４に伝達する伝達機構の構成が第１実施形態とは異なっており、その他の構成は同じである。よって、以下の変形例においては、第１実施形態と同じ構成の箇所には同じ符号を付し、同様の構成に関する説明は省略する。 2. First Modification of First Embodiment Next, a first modification of the first embodiment of the water pump according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following modifications, the configuration of the transmission mechanism that transmits the rotational driving force of the second gear 22 to the first rotor 24 is different from that of the first embodiment, and the other configurations are the same. Therefore, in the following modification, the same code | symbol is attached | subjected to the location of the same structure as 1st Embodiment, and the description regarding the same structure is abbreviate | omitted.

図４に示すように、本変形例における伝達機構は、第２ギア２２が第１凸部２２ｄを有するのに対し、第１ロータ２４も第３凸部２４ｆを有しており、凸部同士が当接することにより第２ギア２２の回転駆動力を第１ロータ２４に伝達する。本変形例においては、第１凸部２２ｄ、第３凸部２４ｆの両方の第２軸心Ｙに垂直な方向の断面形状を扇形にして、いずれもが第２軸心Ｙを中心に径方向に延在する面を有する形状にすることにより、第１凸部２２ｄと第３凸部２４ｆとが面で当接する構成にしている。 As shown in FIG. 4, in the transmission mechanism in the present modification, the second gear 22 has the first convex portion 22d, while the first rotor 24 also has the third convex portion 24f, and the convex portions are , The rotational driving force of the second gear 22 is transmitted to the first rotor 24. In the present modification, the cross-sectional shapes of both the first convex portion 22d and the third convex portion 24f in the direction perpendicular to the second axis Y are fan-shaped, and both are radial directions around the second axis Y. Thus, the first convex portion 22d and the third convex portion 24f are in contact with each other at the surface.

このような構成にすることによっても、第２ギア２２の回転駆動力を第１ロータ２４に伝達することができる。
３．第１実施形態の第２変形例
図５に示すように、本変形例における伝達機構は、第２ギア本体２２ａのうち第１ロータ２４の第１平面２４ａと対向する箇所と、第１平面２４ａの全体とをローレット等の加工により面粗度を大きくしたものである。このような構成とすることによっても、第２ギア２２と第１ロータ２４とが当接したときの摩擦力を大きくして、第２ギア２２の回転駆動力を第１ロータ２４に伝達することができる。なお、本変形例においては、第１ロータ２４と第２ギア本体２２ａの互いに当接する面が、伝達機構の一例である。 Also with this configuration, the rotational driving force of the second gear 22 can be transmitted to the first rotor 24.
3. Second Modification of First Embodiment As shown in FIG. 5, the transmission mechanism in the present modification includes a portion of the second gear body 22 a that faces the first plane 24 a of the first rotor 24, and the first plane 24 a. The surface roughness is increased by processing such as knurling. Even with this configuration, the frictional force when the second gear 22 and the first rotor 24 come into contact with each other is increased, and the rotational driving force of the second gear 22 is transmitted to the first rotor 24. Can do. In the present modification, the surfaces of the first rotor 24 and the second gear main body 22a that are in contact with each other are an example of a transmission mechanism.

なお、面粗度を大きくするのは必ずしも第２ギア本体２２ａと第１平面２４ａの両方でなくてもよい。第２ギア２２と第１ロータ２４とが当接したときの摩擦力を大きくすることができるのであれば、いずれか一方の平面のみの面粗度を大きくする構成としてもよい。 It is not always necessary to increase the surface roughness on both the second gear main body 22a and the first flat surface 24a. As long as the frictional force when the second gear 22 and the first rotor 24 abut can be increased, the surface roughness of only one of the planes may be increased.

４．第１実施形態の第３変形例
図６〜図８に示すように、本変形例における伝達機構は、第２ギア２２の回転駆動力を第１ロータ２４に徐々に伝達していくバッファ機構を有する。バッファ機構は、バッファ部材６６、ピン６７、第３コイルバネ６８を有している。バッファ機構は、第１ロータ２４に設けられており、第１ロータ２４と一体となって回転する。 4). Third Modification of First Embodiment As shown in FIGS. 6 to 8, the transmission mechanism in this modification is a buffer mechanism that gradually transmits the rotational driving force of the second gear 22 to the first rotor 24. Have. The buffer mechanism includes a buffer member 66, a pin 67, and a third coil spring 68. The buffer mechanism is provided in the first rotor 24 and rotates integrally with the first rotor 24.

バッファ部材６６は、円筒の両端にそれぞれ円板状のフランジを有するボビン形状であり、左側のフランジである第１フランジ６６ａと、右側のフランジである第２フランジ６６ｂと、第１フランジ６６ａと第２フランジ６６ｂとを繋ぐ円筒形状の連結部分６６ｃとを有する。バッファ部材６６は鉄等の金属からなる。第２フランジ６６ｂの第１摺動部２２ｂと対向している面は、第１ロータ２４の第１平面２４ａよりも右方に位置している。 The buffer member 66 has a bobbin shape having disc-shaped flanges at both ends of the cylinder, and includes a first flange 66a that is a left flange, a second flange 66b that is a right flange, a first flange 66a, and a first flange 66a. A cylindrical connecting portion 66c that connects the two flanges 66b. The buffer member 66 is made of a metal such as iron. The surface of the second flange 66 b that faces the first sliding portion 22 b is located to the right of the first plane 24 a of the first rotor 24.

ピン６７は第１フランジ６６ａの周囲に沿って均等間隔で４本立設している。ピン６７の先端は第１ロータ２４に形成された有底の支持穴２４ｇに摺動可能に挿入されている。第２軸心Ｙに対してピン６７よりも径方向内側には、第１フランジ６６ａから第１ロータ２４に亘って圧縮コイルバネである第３コイルバネ６８が配置されている。なお、ピン６７の本数は４本に限られるものではなく、他の本数でもよい。 Four pins 67 are provided at regular intervals along the periphery of the first flange 66a. The tip of the pin 67 is slidably inserted into a bottomed support hole 24g formed in the first rotor 24. A third coil spring 68 that is a compression coil spring is disposed from the first flange 66 a to the first rotor 24 on the radially inner side of the pin 67 with respect to the second axis Y. Note that the number of pins 67 is not limited to four, and may be other numbers.

エンジン１００が作動し、負圧室５１内が負圧（ＶＳＶ６２の電圧がオン）で、第２ギア２２と第１ロータ２４とが離間しているときには、図６に示すように、第３コイルバネ６８の付勢力によって、バッファ部材６６の第１フランジ６６ａは第１ロータ２４の支持部２４ｈに当接している。このとき、第２フランジ６６ｂと第１摺動部２２ｂの最も左方に位置する面である当接面２２ｅとは互いに離間しており、第１ロータ２４は回転していない。一方、第２ギア２２は回転している。 When the engine 100 is operated, the negative pressure chamber 51 is under negative pressure (the voltage of the VSV 62 is on), and the second gear 22 and the first rotor 24 are separated from each other, as shown in FIG. Due to the biasing force 68, the first flange 66 a of the buffer member 66 is in contact with the support portion 24 h of the first rotor 24. At this time, the second flange 66b and the contact surface 22e which is the leftmost surface of the first sliding portion 22b are separated from each other, and the first rotor 24 is not rotating. On the other hand, the second gear 22 is rotating.

この状態から、ＶＳＶ６２の電圧をオフにして負圧室５１の圧力を大気に開放すると、バッファ機構を含む第１ロータ２４は右方に移動して第２ギア２２に接近する。このとき、最初に、バッファ部材６６の第２フランジ６６ｂと第１摺動部２２ｂの当接面２２ｅとが当接する。第２フランジ６６ｂと当接面２２ｅとはいずれも平面なので、第２フランジ６６ｂと当接面２２ｅとの間の摩擦力により第１ロータ２４は第２ギア２２に対して滑りながら回転し、第２ロータ２６のインペラ２６ｂは低速で回転する。すなわち、第２ギア２２の回転駆動力の一部がバッファ機構（第２フランジ６６ｂ）を介して第１ロータ２４、第２ロータ２６に伝達される。 From this state, when the voltage of the VSV 62 is turned off and the pressure in the negative pressure chamber 51 is released to the atmosphere, the first rotor 24 including the buffer mechanism moves to the right and approaches the second gear 22. At this time, first, the second flange 66b of the buffer member 66 and the contact surface 22e of the first sliding portion 22b contact each other. Since both the second flange 66b and the contact surface 22e are flat surfaces, the first rotor 24 rotates while sliding with respect to the second gear 22 due to the frictional force between the second flange 66b and the contact surface 22e. The impeller 26b of the 2-rotor 26 rotates at a low speed. That is, a part of the rotational driving force of the second gear 22 is transmitted to the first rotor 24 and the second rotor 26 via the buffer mechanism (second flange 66b).

バッファ部材６６は、当接面２２ｅとの当接後は、それ以上右方に移動することはなく、第１ロータ２４だけがさらに右方に移動する。第１ロータ２４だけが右方に移動することにより、バッファ機構においては、図７に示すように、第１フランジ６６ａが第１ロータ２４の支持部２４ｈから離間し、第３コイルバネ６８が圧縮され、ピン６７が支持穴２４ｇに深く挿入されていく。そして、第１ロータ２４の第１平面２４ａが第２ギア２２の第１凸部２２ｄの頂部に当接し、その後、図８に示すように、第１凸部２２ｄは第１凹部２４ｂに嵌入する。最終的には、第２ギア２２の回転駆動力が完全に第１ロータ２４に伝達され、第２ロータ２６のインペラ２６ｂが回転する。 After the contact with the contact surface 22e, the buffer member 66 does not move further to the right, and only the first rotor 24 moves further to the right. By moving only the first rotor 24 to the right, in the buffer mechanism, as shown in FIG. 7, the first flange 66a is separated from the support portion 24h of the first rotor 24, and the third coil spring 68 is compressed. The pins 67 are inserted deeply into the support holes 24g. Then, the first flat surface 24a of the first rotor 24 abuts on the top of the first convex portion 22d of the second gear 22, and then, as shown in FIG. 8, the first convex portion 22d is fitted into the first concave portion 24b. . Eventually, the rotational driving force of the second gear 22 is completely transmitted to the first rotor 24, and the impeller 26b of the second rotor 26 rotates.

このように、バッファ機構を設けると、第２ギア２２の回転駆動力の一部がバッファ部材６６を介して伝達されるので第１ロータ２４は低速で回転し、その後、第２ギア２２の第１凸部２２ｄが第１ロータ２４の第１凹部２４ｂに嵌入するので、嵌入時に第１凸部２２ｄが第１凹部２４ｂから受ける剪断力が小さくなる。その結果、第１凸部２２ｄ、第１凹部２４ｂの摩耗が少なくなると共に、第１凸部２２ｄが折損するリスクを低減することができる。 As described above, when the buffer mechanism is provided, a part of the rotational driving force of the second gear 22 is transmitted through the buffer member 66, so that the first rotor 24 rotates at a low speed, and then the second gear 22 Since the 1 convex part 22d fits into the 1st recessed part 24b of the 1st rotor 24, the shear force which the 1st convex part 22d receives from the 1st recessed part 24b at the time of insertion becomes small. As a result, wear of the first convex portion 22d and the first concave portion 24b is reduced, and the risk that the first convex portion 22d is broken can be reduced.

本変形例において、第１摺動部２２ｂの当接面２２ｅと対向している第２フランジ６６ｂの面は、ローレット等の加工により面粗度を大きくしてもよい。これにより、第２フランジ６６ｂが第１摺動部２２ｂの当接面２２ｅに当接したときの摩擦力を大きくすることができ、第２ギア２２の回転に対する第１ロータ２４の滑り回転のロスをより小さくすることができる。 In the present modification, the surface roughness of the second flange 66b facing the contact surface 22e of the first sliding portion 22b may be increased by processing such as knurling. As a result, the frictional force when the second flange 66b contacts the contact surface 22e of the first sliding portion 22b can be increased, and the loss of sliding rotation of the first rotor 24 with respect to the rotation of the second gear 22 can be increased. Can be made smaller.

この摩擦力によって第１ロータ２４の回転数が徐々に大きくなり、第２ギア２２と第１ロータ２４とが同期して回転するようになる。同期回転するようになった後で、第１凸部２２ｄを第１ロータ２４の第１凹部２４ｂに嵌入させると、嵌入時に第１凸部２２ｄが第１凹部２４ｂから受ける剪断力を最小にすることができ、第１凸部２２ｄが折損するリスクを最小にすることができる。 Due to this frictional force, the rotation speed of the first rotor 24 gradually increases, and the second gear 22 and the first rotor 24 rotate in synchronization. When the first convex portion 22d is inserted into the first concave portion 24b of the first rotor 24 after the synchronous rotation is started, the shearing force that the first convex portion 22d receives from the first concave portion 24b during the insertion is minimized. It is possible to minimize the risk of breakage of the first convex portion 22d.

５．第２実施形態
〔ウォータポンプの構造〕
次に、本発明に係るウォータポンプの第２実施形態を、図面を用いて説明する。本実施形態においては、移動機構７０の構成が第１実施形態とは異なっており、その他の構成は同じである。よって、本実施形態においては、第１実施形態と同じ構成の箇所には同じ符号を付し、同様の構成に関する説明は省略する。 5. Second Embodiment [Structure of Water Pump]
Next, 2nd Embodiment of the water pump which concerns on this invention is described using drawing. In the present embodiment, the configuration of the moving mechanism 70 is different from that of the first embodiment, and the other configurations are the same. Therefore, in this embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the location of the same structure as 1st Embodiment, and the description regarding the same structure is abbreviate | omitted.

図９に示すように、本実施形態における移動機構７０は、第１実施形態のように負圧を利用して第１ロータ２４を移動させる構成ではなく、ソレノイド７２への電圧の印加によってプランジャ８４を介して第１ロータ２４を移動させる構成である。この構成により、第２ギア２２の回転駆動力を第１ロータ２４に伝達し又は遮断している。なお、本実施形態においては、通電制御により任意の電圧がソレノイド７２に対して印加可能である。 As shown in FIG. 9, the moving mechanism 70 in the present embodiment is not configured to move the first rotor 24 using negative pressure as in the first embodiment, but the plunger 84 is applied by applying a voltage to the solenoid 72. It is the structure which moves the 1st rotor 24 via this. With this configuration, the rotational driving force of the second gear 22 is transmitted to or blocked from the first rotor 24. In the present embodiment, an arbitrary voltage can be applied to the solenoid 72 by energization control.

ソレノイド７２は、不図示の樹脂製のボビンと、ボビンに巻回された被覆銅線からなるコイル７４と、ボビンとコイル７４とを一体化して封止した樹脂製のコイルハウジング７６と、鉄等の磁性体からなりコイルハウジング７６を覆う第１ヨーク７８、第２ヨーク８０、第３ヨーク８２と、コイル７４への電圧印加により第２軸心Ｙに沿う方向に移動する鉄等の磁性体からなる円柱形状のプランジャ８４を有している。コイル７４の被覆銅線の両端は、不図示のコネクタを介して駆動回路に電気的に接続されている。コイル７４への電圧印加を行うことにより、第１ヨーク７８、第２ヨーク８０、第３ヨーク８２、プランジャ８４は磁気回路の一部を構成する。プランジャ８４は、第１ヨーク７８と第３ヨーク８２との間にある第１部分８４ａと、それ以外の小径部分であって、第４摺動部５０が取り付けられている第２部分８４ｂとを有する。 The solenoid 72 includes a resin bobbin (not shown), a coil 74 made of a coated copper wire wound around the bobbin, a resin coil housing 76 in which the bobbin and the coil 74 are integrally sealed, iron, and the like. The first yoke 78, the second yoke 80, and the third yoke 82 that cover the coil housing 76, and a magnetic material such as iron that moves in the direction along the second axis Y by applying a voltage to the coil 74. A cylindrical plunger 84 is formed. Both ends of the coated copper wire of the coil 74 are electrically connected to the drive circuit via a connector (not shown). By applying a voltage to the coil 74, the first yoke 78, the second yoke 80, the third yoke 82, and the plunger 84 constitute a part of the magnetic circuit. The plunger 84 includes a first portion 84a between the first yoke 78 and the third yoke 82, and a second portion 84b to which the fourth sliding portion 50 is attached. Have.

第１部分８４ａの外径はコイルハウジング７６の内径と第３ヨーク８２の内径の中間の大きさである。軸方向の長さは、第１ヨーク７８と第３ヨーク８２の第２軸心Ｙに沿う方向の距離からプランジャ８４のストローク量を減じた長さとなっている。すなわち、プランジャ８４は第１部分８４ａが第３ヨーク８２に当接する状態から第１ヨーク７８に当接する状態まで第２軸心Ｙに沿って移動可能である。 The outer diameter of the first portion 84 a is intermediate between the inner diameter of the coil housing 76 and the inner diameter of the third yoke 82. The length in the axial direction is a length obtained by subtracting the stroke amount of the plunger 84 from the distance along the second axis Y of the first yoke 78 and the third yoke 82. That is, the plunger 84 is movable along the second axis Y from the state where the first portion 84 a is in contact with the third yoke 82 to the state where it is in contact with the first yoke 78.

プランジャ８４の第２軸心Ｙに沿って第１部分８４ａから第２部分８４ｂにかけて、有底の穴が形成されており、その穴の底面から第１ヨーク７８に亘って、プランジャ８４を第１ヨーク７８から遠ざける方向に付勢する第２コイルバネ５２が配置されている。 A bottomed hole is formed from the first portion 84 a to the second portion 84 b along the second axis Y of the plunger 84, and the plunger 84 is connected to the first yoke 78 from the bottom surface of the hole. A second coil spring 52 that biases away from the yoke 78 is disposed.

ソレノイド７２はウォータポンプ１の外側にポンプカバー１４に密着して取り付けられている。第３ヨーク８２のみポンプカバー１４の内壁まで延在している。本実施形態においては、シール８６、８８で外部から水や埃がコイルハウジング７６の内側に入らないようにし、シール９０で冷却水が第１ロータ２４側から第２コイルバネ５２側に入らないようにし、シール９１で冷却水が外部に漏出しないよう構成されている。 The solenoid 72 is attached to the outside of the water pump 1 in close contact with the pump cover 14. Only the third yoke 82 extends to the inner wall of the pump cover 14. In this embodiment, the seals 86 and 88 prevent water and dust from entering the inside of the coil housing 76, and the seal 90 prevents cooling water from entering the second coil spring 52 from the first rotor 24 side. The cooling water is configured not to leak outside by the seal 91.

〔ウォータポンプの動作〕
通常は、ソレノイド７２のコイル７４への電圧の印加は行われておらず、ソレノイド７２は作動していない。そのため、プランジャ８４は第２コイルバネ５２の付勢力により、第１部分８４ａが第３ヨーク８２に当接するように右方に移動している。このとき、第４摺動部５０は第１ロータ２４の第２摺動部２４ｃと当接、嵌合している。また、第１ロータ２４の第１凹部２４ｂが第２ギア２２の第１凸部２２ｄと嵌合している。この状態でエンジン１００が作動し、クランクシャフトが回転すると、第２ギア２２が回転し、その回転駆動力が第１ロータ２４、第２ロータ２６に伝達され、インペラ２６ｂが回転する。 [Operation of water pump]
Normally, no voltage is applied to the coil 74 of the solenoid 72, and the solenoid 72 is not activated. Therefore, the plunger 84 is moved to the right by the urging force of the second coil spring 52 so that the first portion 84 a contacts the third yoke 82. At this time, the fourth sliding portion 50 is in contact with and fitted with the second sliding portion 24 c of the first rotor 24. Further, the first concave portion 24 b of the first rotor 24 is fitted with the first convex portion 22 d of the second gear 22. When the engine 100 operates in this state and the crankshaft rotates, the second gear 22 rotates, the rotational driving force is transmitted to the first rotor 24 and the second rotor 26, and the impeller 26b rotates.

コイル７４に電圧を印加すると、コイル７４に磁気が発生し、第１ヨーク７８、第２ヨーク８０、第３ヨーク８２、プランジャ８４が磁気回路の一部を構成する。そして、電磁力の作用により、プランジャ８４は、第２コイルバネ５２の付勢力に抗する方向、すなわち、第１ヨーク７８に近づく方向（左方）に力を受ける。そして、電磁力が第２コイルバネ５２の付勢力と第１コイルバネ３４の付勢力の差を上回ると、第２コイルバネ５２が縮んでいき、第１部分８４ａが第１ヨーク７８に当接するまで、プランジャ８４が左方に移動する。 When a voltage is applied to the coil 74, magnetism is generated in the coil 74, and the first yoke 78, the second yoke 80, the third yoke 82, and the plunger 84 constitute a part of the magnetic circuit. Then, due to the action of electromagnetic force, the plunger 84 receives a force in a direction against the biasing force of the second coil spring 52, that is, a direction approaching the first yoke 78 (left side). When the electromagnetic force exceeds the difference between the urging force of the second coil spring 52 and the urging force of the first coil spring 34, the second coil spring 52 contracts, and the plunger is moved until the first portion 84a contacts the first yoke 78. 84 moves to the left.

プランジャ８４が左方に移動すると、第１実施形態と同様、第４摺動部５０、第１ロータ２４、第２ロータ２６も左方に移動する。これにより、第２ギア２２の第１凸部２２ｄと第１ロータ２４の第１凹部２４ｂの嵌合が解除され、第２ギア２２の回転駆動力の第２ロータ２６への伝達は遮断される。そして、第１ロータ２４、第２ロータ２６の回転が停止して、エンジン１００内への冷却水の循環が停止する。 When the plunger 84 moves to the left, the fourth sliding portion 50, the first rotor 24, and the second rotor 26 also move to the left as in the first embodiment. Thereby, the fitting of the first convex portion 22d of the second gear 22 and the first concave portion 24b of the first rotor 24 is released, and transmission of the rotational driving force of the second gear 22 to the second rotor 26 is interrupted. . Then, the rotation of the first rotor 24 and the second rotor 26 is stopped, and the circulation of the cooling water into the engine 100 is stopped.

このように、通電制御により、コイル７４に電圧を印加してソレノイド７２を作動させることにより、プランジャ８４を第２軸心Ｙの方向に沿って移動させて第２ギア２２の回転駆動力を第１ロータ２４へ伝達し又は遮断することができる。これにより、インペラ２６ｂを回転させ、又は、停止させることができる。従って、エンジン１００の始動直後の暖機時間においては、負圧室５１を負圧にしてインペラ２６ｂの回転を停止させウォータポンプ１からエンジン１００への冷却水の循環を停止させることにより、エンジン１００が過度に冷却されることなく、暖機時間を短縮することができる。 As described above, by applying a voltage to the coil 74 and operating the solenoid 72 by energization control, the plunger 84 is moved along the direction of the second axis Y, and the rotational driving force of the second gear 22 is increased. It can be transmitted to one rotor 24 or blocked. Thereby, the impeller 26b can be rotated or stopped. Therefore, during the warm-up time immediately after the engine 100 is started, the negative pressure chamber 51 is set to a negative pressure to stop the rotation of the impeller 26b and stop the circulation of the cooling water from the water pump 1 to the engine 100. Can be shortened without excessive cooling.

本実施形態においても、上述した伝達機構の代わりに、第１実施形態の第１変形例〜第３変形例で説明した伝達機構の構成を適用することができる。本実施形態においては、プランジャ８４の第２軸心Ｙに沿う方向の位置を精緻に制御できるので、第１実施形態の第３変形例の伝達機構を適用したときに特に有効である。 Also in the present embodiment, the configuration of the transmission mechanism described in the first to third modifications of the first embodiment can be applied instead of the transmission mechanism described above. In the present embodiment, since the position of the plunger 84 in the direction along the second axis Y can be precisely controlled, it is particularly effective when the transmission mechanism of the third modified example of the first embodiment is applied.

本発明は、ウォータポンプに利用することが可能である。 The present invention can be used for a water pump.

１ウォータポンプ
１２第１ギア
１４ａ保持部
２０プレート
２２第２ギア
２２ｄ第１凸部（凸部、伝達機構）
２４第１ロータ（伝達機構）
２４ｂ第１凹部（凹部）
２６第２ロータ
２６ｂインペラ
３４第１コイルバネ
４０、７０移動機構
４６ダイヤフラム
５１負圧室（空間）
５２第２コイルバネ
６２バキュームスイッチングバルブ
６４吸気管
６６バッファ部材
７２ソレノイド
８４プランジャ
１００エンジン
Ｘ第１軸心
Ｙ第２軸心 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water pump 12 1st gear 14a Holding part 20 Plate 22 2nd gear 22d 1st convex part (convex part, transmission mechanism)
24 1st rotor (transmission mechanism)
24b 1st recessed part (recessed part)
26 Second rotor 26b Impeller 34 First coil springs 40, 70 Moving mechanism 46 Diaphragm 51 Negative pressure chamber (space)
52 Second coil spring 62 Vacuum switching valve 64 Intake pipe 66 Buffer member 72 Solenoid 84 Plunger 100 Engine X First axis Y Second axis

Claims

外部からの駆動力によって第１軸心の周りに回転する第１ギアと、
前記第１ギアと噛合して第２軸心の周りに回転する第２ギアと、
前記第２ギアの回転駆動力が伝達されたときに前記第２軸心の周りに回転する第１ロータと、
前記第１ロータと一体となって回転して冷却水を流動させるインペラを有する第２ロータと、
前記第１ロータを含み、前記第２ギアの回転駆動力を前記第２ロータに伝達し又は遮断する伝達機構と、
前記第２ギアの回転駆動力を前記第２ロータに伝達し又は遮断するために、前記第２軸心の延伸方向に前記第１ロータを双方向に移動させる移動機構と、を備えたウォータポンプ。 A first gear that rotates about a first axis by an external driving force;
A second gear that meshes with the first gear and rotates about a second axis;
A first rotor that rotates about the second axis when the rotational driving force of the second gear is transmitted;
A second rotor having an impeller that rotates integrally with the first rotor to flow cooling water;
A transmission mechanism that includes the first rotor and transmits or blocks the rotational driving force of the second gear to the second rotor;
A water pump comprising: a moving mechanism that bi-directionally moves the first rotor in the extending direction of the second axis to transmit or block the rotational driving force of the second gear to the second rotor .

前記伝達機構は、
前記第１ロータ及び前記第２ギアの互いに対向する２つの面のいずれか一方に形成された凸部と、
前記第１ロータ及び前記第２ギアの互いに対向する２つの前記面のいずれか他方に形成された凹部と、を有し、
前記凹部に前記凸部が嵌入したときに前記第２ギアの回転駆動力が前記第１ロータに伝達される請求項１に記載のウォータポンプ。 The transmission mechanism is
A convex portion formed on one of the two opposing surfaces of the first rotor and the second gear;
A recess formed on the other of the two opposite surfaces of the first rotor and the second gear,
The water pump according to claim 1, wherein the rotational driving force of the second gear is transmitted to the first rotor when the convex portion is inserted into the concave portion.

前記伝達機構は、前記第１ロータと一体となって回転するバッファ部材をさらに備え、
前記凹部に前記凸部が嵌入する前に前記バッファ部材が前記第２ギアに当接することにより、前記第２ギアの回転駆動力の一部が前記バッファ部材を介して前記第１ロータに伝達され、その後、前記凹部に前記凸部が嵌入する請求項２に記載のウォータポンプ。 The transmission mechanism further includes a buffer member that rotates integrally with the first rotor,
Since the buffer member abuts on the second gear before the convex portion is fitted into the concave portion, a part of the rotational driving force of the second gear is transmitted to the first rotor via the buffer member. Then, the water pump according to claim 2, wherein the convex portion is fitted into the concave portion.

プレートと保持部とをさらに備え、
前記プレートと前記保持部により、前記第２ギアが前記第２軸心の延伸方向に移動しないように前記第２ギアを挟み込んで保持する請求項１〜３のいずれか一項に記載のウォータポンプ。 A plate and a holding part;
The water pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the second gear is sandwiched and held by the plate and the holding portion so that the second gear does not move in the extending direction of the second axis. .

前記移動機構は、前記第２ギアの回転駆動力が遮断される方向に前記第１ロータ及び前記第２ロータを付勢する第１コイルバネと、前記第２ギアの回転駆動力が伝達される方向に前記第１ロータ及び前記第２ロータを付勢する第２コイルバネと、を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のウォータポンプ。 The moving mechanism includes a first coil spring that biases the first rotor and the second rotor in a direction in which the rotational driving force of the second gear is blocked, and a direction in which the rotational driving force of the second gear is transmitted. The water pump according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a second coil spring that biases the first rotor and the second rotor.

前記第１コイルバネの付勢力は前記第２コイルバネの付勢力よりも小さい請求項５に記載のウォータポンプ。 The water pump according to claim 5, wherein an urging force of the first coil spring is smaller than an urging force of the second coil spring.

前記移動機構は、前記第２軸心の延伸方向に変形するダイヤフラムをさらに有し、
前記ダイヤフラムに仕切られ、且つ、前記第２コイルバネが配置された空間の圧力を負圧にすることにより、前記第２コイルバネの付勢力に抗して前記ダイヤフラムが変形して前記第２ギアの回転駆動力が遮断される方向に前記第１ロータ及び前記第２ロータを移動させる請求項５又は６に記載のウォータポンプ。 The moving mechanism further includes a diaphragm that deforms in the extending direction of the second axis,
The diaphragm is deformed against the urging force of the second coil spring by partitioning the diaphragm and making the pressure in the space in which the second coil spring is disposed negative to rotate the second gear. The water pump according to claim 5 or 6, wherein the first rotor and the second rotor are moved in a direction in which the driving force is interrupted.

エンジンの吸気管の途中にバキュームスイッチングバルブが設けられており、前記空間は前記バキュームスイッチングバルブを介して前記吸気管と接続されており、前記バキュームスイッチングバルブを開き状態にして前記空間と前記吸気管とを連通させることにより前記空間の前記圧力を負圧にする請求項７に記載のウォータポンプ。 A vacuum switching valve is provided in the middle of the intake pipe of the engine, the space is connected to the intake pipe via the vacuum switching valve, and the space and the intake pipe are opened by opening the vacuum switching valve. The water pump according to claim 7, wherein the pressure in the space is set to a negative pressure by communicating with each other.

前記移動機構は、前記第２軸心の延伸方向に移動するプランジャを有するソレノイドをさらに備え、
前記ソレノイドへ電圧を印加することにより、前記第２コイルバネの付勢力に抗して前記プランジャが移動して前記第２ギアの回転駆動力が遮断される方向に前記第１ロータ及び前記第２ロータを移動させる請求項５又は６に記載のウォータポンプ。 The moving mechanism further includes a solenoid having a plunger that moves in the extending direction of the second axis;
By applying a voltage to the solenoid, the first rotor and the second rotor are moved in a direction in which the plunger moves against the biasing force of the second coil spring and the rotational driving force of the second gear is cut off. The water pump according to claim 5 or 6, wherein the water pump is moved.