JP2021080835A - Liquid pump - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は液体用ポンプに関するものである。 The present invention relates to a liquid pump.
特許文献1には、インペラを回転させて遠心力で液体を送り出す液体用ポンプが開示されている。この液体用ポンプでは、インペラに貫通孔を設け、インペラの背面に溜まる空気をこの貫通孔を通じてインペラの前面側に排出している。 Patent Document 1 discloses a liquid pump that rotates an impeller and delivers a liquid by centrifugal force. In this liquid pump, a through hole is provided in the impeller, and air collected on the back surface of the impeller is discharged to the front side of the impeller through the through hole.
ところで、インペラを支持している支持軸は、回転するインペラの回転中心に位置している。そのため、遠心力によって液体が外側に送り出されると、支持軸の周囲には空気が溜まりやすい。支持軸の周囲に空気が溜まると、液体による潤滑がうまく行われなくなってしまうおそれがある。 By the way, the support shaft that supports the impeller is located at the center of rotation of the rotating impeller. Therefore, when the liquid is sent out by centrifugal force, air tends to collect around the support shaft. If air collects around the support shaft, liquid lubrication may not be performed properly.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための液体用ポンプは、インペラを回転させて、遠心力で液体を送り出す液体用ポンプであって、前記インペラの回転中心に沿って延びていて前記インペラの前端で先端が露出している支持軸を備え、前記支持軸に、同支持軸の外周面と前記先端とを連通する連通孔が設けられている。
Hereinafter, means for solving the above problems and their actions and effects will be described.
The liquid pump for solving the above problems is a liquid pump that rotates an impeller and sends out liquid by centrifugal force, and extends along the rotation center of the impeller and the tip is exposed at the front end of the impeller. The support shaft is provided with a communication hole for communicating the outer peripheral surface of the support shaft and the tip of the support shaft.
インペラの回転に伴い、液体は遠心力でインペラの回転中心から離れるように外側に送り出される。そのため、支持軸の先端が露出しているインペラ前端の中心付近には、液体の流れによって負圧が発生する。上記構成では、支持軸に、先端に連通する連通孔が設けられている。そして、連通孔は支持軸の外周面にも連通している。したがって、インペラの回転に伴って発生する負圧の作用により、連通孔内には、支持軸の外周面側から支持軸の先端側に向かう流れが生じる。上記構成によれば、こうして発生する連通孔内の流れを利用して、連通孔を通じて支持軸の周囲に溜まる空気を吸い出し、支持軸の先端から排出できる。ひいては、支持軸の周囲に空気が溜まることによる潤滑不良を抑制できる。 As the impeller rotates, the liquid is sent out by centrifugal force so as to move away from the center of rotation of the impeller. Therefore, a negative pressure is generated by the flow of the liquid near the center of the front end of the impeller where the tip of the support shaft is exposed. In the above configuration, the support shaft is provided with a communication hole that communicates with the tip. The communication hole also communicates with the outer peripheral surface of the support shaft. Therefore, due to the action of the negative pressure generated by the rotation of the impeller, a flow is generated in the communication hole from the outer peripheral surface side of the support shaft toward the tip end side of the support shaft. According to the above configuration, the air accumulated around the support shaft can be sucked out through the communication hole and discharged from the tip of the support shaft by utilizing the flow in the communication hole generated in this way. As a result, poor lubrication due to the accumulation of air around the support shaft can be suppressed.
(第1実施形態)
図1及び図2を参照して、液体用ポンプの第1実施形態であるウォータポンプ100について説明する。
(First Embodiment)
The
図1に示すように、ウォータポンプ100は、シール材30を介して内燃機関のシリンダブロック10に取り付けられて内燃機関の冷却水の循環経路の一部を構成するポンプ室20を形成する。
As shown in FIG. 1, the
ウォータポンプ100は、インペラ120を備えており、インペラ120は、ポンプ室20内に収容される。ウォータポンプ100のハウジング110にはボールベアリング140を介して支持軸130が回転自在に取り付けられている。インペラ120は、支持軸130の先端に固定されている。
The
支持軸130におけるインペラ120とボールベアリング140との間に位置する部位には、メカニカルシール150が取り付けられている。なお、図1及び図2では、メカニカルシールの詳細な構造を省略して単一の断面として図示している。メカニカルシール150は、支持軸130を回転自在に支持しつつ、ハウジング110と支持軸130との隙間をシールしており、ポンプ室20内の冷却水がハウジング110内のボールベアリング140側に浸入するのを防ぐ。
A
支持軸130の後端には、内燃機関の出力軸の回転を伝達する無端ベルトが巻き掛けられるプーリが固定される。したがって、支持軸130には、内燃機関の出力軸の回転に伴い、無端ベルトを介して出力軸の回転が伝達される。そして、支持軸130が回転することにより、支持軸130の先端に固定されたインペラ120が回転する。
A pulley around which an endless belt that transmits the rotation of the output shaft of the internal combustion engine is wound is fixed to the rear end of the
ウォータポンプ100では、こうしてインペラ120が回転することにより、ポンプ室20内の冷却水が旋回し、遠心力によってインペラ120の回転中心から離れるように外側に送り出される。
In the
これにより、図2に白抜き矢印で示すように、ポンプ室20内では、インペラ120の前端側から吸い込まれ、インペラ120の外側に向かうように冷却水が流れるようになり、冷却水がウォータポンプ100から送り出される。
As a result, as shown by the white arrows in FIG. 2, in the
ところで、インペラ120を支持している支持軸130は、回転するインペラ120の回転中心に位置している。そのため、遠心力によって冷却水が外側に送り出されると、支持軸130の周囲に空気が溜まりやすい。ウォータポンプ100の場合には、支持軸130のうち、ポンプ室20内に位置し、冷却水に晒されているインペラ120とメカニカルシール150との間の部分に特に空気が溜まりやすい。
By the way, the
そこで、図2に示すように、このウォータポンプ100では、この部分に溜まる空気を排出するために、支持軸130に、連通孔131を設けている。連通孔131は、支持軸130の先端と外周面とを連通している。連通孔131は支持軸130の外周面のうち、インペラ120とメカニカルシール150との間の部分、すなわち空気が溜まりやすい部分に開口している。そして、インペラ120の前端には、支持軸130の先端をポンプ室20に露出させる貫通孔121が設けられている。そのため、連通孔131は、貫通孔121を通じて、ポンプ室20内のインペラ120の前端の中心付近に連通している。
Therefore, as shown in FIG. 2, in the
第1実施形態のウォータポンプ100の作用について説明する。
上述したように、インペラ120の回転に伴い、冷却水は遠心力でインペラ120の回転中心から離れるように外側に送り出される。そのため、支持軸130の先端が露出しているインペラ120の前端の中心付近には、液体の流れによって負圧が発生する。ウォータポンプ100では、支持軸130に設けられた連通孔131によって、空気が溜まりやすい部分と負圧が発生する部分とが接続されている。そのため、インペラ120の回転に伴って発生する負圧の作用により、連通孔131内には、図2に矢印で示すように支持軸130の外周面側から支持軸130の先端側に向かう流れが生じる。したがって、ウォータポンプ100では、こうして発生する連通孔131内の流れを利用して、連通孔131を通じて支持軸130の周囲に溜まる空気を吸い出し、支持軸130の先端から排出することができる。
The operation of the
As described above, as the
第1実施形態のウォータポンプ100の効果について説明する。
(1)ポンプ室20内に発生する負圧を利用して支持軸130の周囲に溜まる空気をポンプ室20に排出することができるため、メカニカルシール150及び支持軸130の摺動部が空気に晒された状態で駆動されることを抑制できる。すなわち、支持軸130の周囲に空気が溜まることによる潤滑不良を抑制できる。
The effect of the
(1) Since the air accumulated around the
(2)遠心力によって冷却水が外側に向かって流れることによって生じる負圧は、インペラ120の前端中心付近が最も大きく、インペラ120の前端中心から離れるほど小さくなる。ウォータポンプ100では、連通孔131が、負圧が最も大きいインペラ120の前端中心付近に連通しているため、効果的に空気を排出することができる。
(2) The negative pressure generated by the cooling water flowing outward due to centrifugal force is largest near the center of the front end of the
(第2実施形態)
次に、図3及び図4を参照して、液体用ポンプの第2実施形態であるウォータポンプ200について説明する。第1実施形態のウォータポンプ100は、内燃機関の出力軸の回転が伝達されて駆動する機関駆動式のポンプであったが、第2実施形態のウォータポンプ200は、電磁力で駆動する電動式のポンプである。
(Second Embodiment)
Next, the
図3に示すように、ウォータポンプ200も、内燃機関のシリンダブロック10に取り付けられてポンプ室20を形成する。
ウォータポンプ200は、インペラ221とロータ222とが一体になったインペラユニット220を備えている。ウォータポンプ200のハウジング210は、第1ハウジング211と第2ハウジング212とを組み合わせて構成されている。第1ハウジング211には、インペラユニット220のロータ222を収容する凹部であるロータ収容穴211aが設けられている。インペラユニット220は、ロータ222がこのロータ収容穴211aに収容される一方で、インペラ221が第1ハウジング211の外側に露出している。そして、第1ハウジング211から露出しているインペラ221は、ポンプ室20内に収容される。
As shown in FIG. 3, the
The
ロータ収容穴211aの中央には、インペラユニット220を支持する支持軸230が固定部材232を介して固定されている。インペラユニット220の中心には円筒状のブシュ223が固定されている。インペラユニット220は、支持軸230がブシュ223内を通るように、第1ハウジング211に嵌め込まれている。なお、インペラユニット220は、支持軸230とブシュ223との摺動によって、支持軸230に対して回転するようになっている。すなわち、ウォータポンプ200では、ハウジング210に固定された支持軸230を中心に、インペラユニット220が回転するようになっている。また、支持軸230の先端はインペラ221の前端から露出している。支持軸230の先端にはインペラユニット220が支持軸230から抜けてしまうことを防ぐためのフランジを備えた筒状の抜け止め部材233が固定されている。
A
インペラユニット220のロータ222は、積層した電磁鋼板で永久磁石222aを包み込んだ構造になっている。第1ハウジング211におけるロータ222の外側に位置する部分には、電磁鋼板が積層されたコアとその周囲に巻かれたコイルとによって構成されたステータ240が配設されている。ウォータポンプ200では、このロータ222とステータ240によって、インペラ221を回転させるモータが構成されている。
The
また、ハウジング210における第1ハウジング211と第2ハウジング212との間には、インダクタ250とコンデンサとからなるLC回路と、制御基板260が収容されている。
Further, an LC circuit including an
ウォータポンプ200では、ステータ240のコイルへの通電を制御することによって生じる電磁力によってロータ222を回転させ、インペラ221を回転させる。ウォータポンプ200では、こうしてインペラ221が回転することにより、ポンプ室20内の冷却水が旋回し、遠心力によってインペラ221の回転中心から離れるように外側に送り出される。
In the
これにより、図4に白抜き矢印で示すように、ポンプ室20内では、インペラ221の前端側から吸い込まれ、インペラ221の外側に向かうように冷却水が流れるようになり、冷却水がウォータポンプ200から送り出される。
As a result, as shown by the white arrows in FIG. 4, in the
なお、ポンプ室20とロータ収容穴211a内は連通しており、ロータ収容穴211a内は、冷却水で満たされる。そのため、支持軸230とブシュ223との摺動部は、冷却水によって潤滑される。
The
ところで、インペラユニット220を支持している支持軸230は、回転するインペラユニット220の回転中心に位置している。そのため、遠心力によって冷却水が外側に送り出されると、支持軸230の周囲に空気が溜まりやすい。ウォータポンプ200の場合には、支持軸230とブシュ223と摺動部に空気が溜まると、潤滑が上手く行われなくなってしまう。
By the way, the
そこで、図4に示すように、このウォータポンプ200では、空気を排出するために、支持軸230に、連通孔231を設けている。連通孔231は、支持軸230の先端と外周面とを連通している。連通孔231はブシュ223と摺動する支持軸230の外周面の複数の箇所に開口している。そして、支持軸230の先端は、インペラ221の前端からポンプ室20内に露出している。そのため、連通孔231は、ポンプ室20内のインペラ221の前端の中心付近に連通している。
Therefore, as shown in FIG. 4, in the
第2実施形態のウォータポンプ200の作用について説明する。
上述したように、インペラ221の回転に伴い、冷却水は遠心力でインペラ221の回転中心から離れるように外側に送り出される。そのため、支持軸230の先端が露出しているインペラ221の前端の中心付近には、負圧が発生する。ウォータポンプ200では、支持軸230に設けられた連通孔231によって、空気が溜まる支持軸230の摺動部と負圧が発生する部分とが接続されている。そのため、インペラ221の回転に伴って発生する負圧の作用により、摺動部と連通孔231内には、図4に矢印で示すように支持軸230の先端側に向かう流れが生じる。したがって、ウォータポンプ200では、こうして発生する流れを利用して、連通孔231を通じて支持軸230の周囲に溜まる空気を吸い出し、支持軸230の先端から排出することができる。
The operation of the
As described above, as the
第2実施形態のウォータポンプ200の効果について説明する。
(1)ポンプ室20内に発生する負圧を利用して支持軸230の周囲に溜まる空気をポンプ室20に排出することができるため、ブシュ223と支持軸230との摺動部に空気が溜まることを抑制できる。すなわち、支持軸230の周囲に空気が溜まることによる潤滑不良を抑制できる。
The effect of the
(1) Since the air accumulated around the
(2)遠心力によって冷却水が外側に向かって流れることによって生じる負圧は、インペラ221の前端中心付近が最も大きく、インペラ221の前端中心から離れるほど小さくなる。ウォータポンプ200では、連通孔231が、負圧が最も大きいインペラ221の前端中心付近に連通しているため、効果的に空気を排出することができる。
(2) The negative pressure generated by the cooling water flowing outward due to centrifugal force is largest near the center of the front end of the
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
・上記各実施形態では、液体用ポンプを内燃機関の冷却水を循環させるウォータポンプとして具体化した例を示したが、同様の構成は、ウォータポンプに限らずに適用することができる。例えば、潤滑油を循環させるオイルポンプに同様の構成を適用してもよい。
Each of the above embodiments can be modified and implemented as follows.
-In each of the above embodiments, an example in which the liquid pump is embodied as a water pump that circulates the cooling water of the internal combustion engine is shown, but the same configuration can be applied not only to the water pump. For example, a similar configuration may be applied to an oil pump that circulates lubricating oil.
・連通孔における支持軸の外周面に連通する開口の数や、位置は適宜変更することができる。 -The number and positions of openings communicating with the outer peripheral surface of the support shaft in the communication holes can be changed as appropriate.
100…ウォータポンプ
110…ハウジング
120…インペラ
130…支持軸
131…連通孔
200…ウォータポンプ
210…ハウジング
220…インペラユニット
221…インペラ
222…ロータ
223…ブシュ
230…支持軸
231…連通孔
100 ...
Claims (1)
前記インペラの回転中心に沿って延びていて前記インペラの前端で先端が露出している支持軸を備え、
前記支持軸に、同支持軸の外周面と前記先端とを連通する連通孔が設けられている
液体用ポンプ。 A liquid pump that rotates an impeller and sends out liquid by centrifugal force.
A support shaft extending along the center of rotation of the impeller and having an exposed tip at the front end of the impeller.
A liquid pump in which the support shaft is provided with a communication hole for communicating the outer peripheral surface of the support shaft and the tip thereof.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019206686A JP2021080835A (en) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Liquid pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019206686A JP2021080835A (en) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Liquid pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021080835A true JP2021080835A (en) | 2021-05-27 |
Family
ID=75964550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019206686A Pending JP2021080835A (en) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Liquid pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021080835A (en) |
-
2019
- 2019-11-15 JP JP2019206686A patent/JP2021080835A/en active Pending
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