JP3674996B2

JP3674996B2 - Water pump device

Info

Publication number: JP3674996B2
Application number: JP24779195A
Authority: JP
Inventors: 沢保夫小
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2015-09-26
Also published as: JPH0988881A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ウォータポンプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、ウォータポンプは、ハウジングに軸受を介してシャフトを回転自在に支承し、ポンプ室内にあってシャフト先端に固設されたインペラを回転駆動することにより、ポンプ室内で水をポンプしている。そして、ポンプ室の水が軸受に進入すると、軸受の劣化を招くためインペラと軸受との間にシール手段としてメカニカルシールが配設されている。
【０００３】
ところが、メカニカルシールにはいわゆる『鳴き』と呼ばれる異音が発生したりする問題があり、この問題を解消すべく新規なシール手段の開発が進められている。メカニカルシールに置き換わる、この新規なシール手段として、例えば、実開平１−９９９９７号公報、実公平６−２９５１７号公報や特公平４−７２１１０号公報等に、リップシールや磁性流体を用いたシール手段が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した新規なシール手段を有する従来のウォータポンプにおいては、シール手段に常に水が作用することから、シール手段が水環境下での耐久性に満足できなかったり、ウォータポンプ作動時の高い水圧に弱かったりするため、信頼性に欠けるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明では、ウォータポンプ作動時にシール手段から水を隔離し、シール手段の信頼性を向上させることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明において用いた技術的手段は、液相部と、液相部の上部にある気相部と、内孔に液相部と気相部を有するハウジングと、ハウジングの内孔の気相部に軸受を介して略水平方向に回転自在に支承され、軸方向の一部に動力源から回転をうけるプーリシートを備えると共に他端側に回転を伝達する装置が固定された第１シャフトと、ハウジングの内孔の液相部に略水平方向に回転自在に支承され、軸方向の一端側に前記第１シャフトの回転を伝達される装置が連結されると共に他端側にインペラが固設された第２シャフトと、気相部に第１シャフトの一端側への水の漏れを防止するシール手段とを備えたことである。
【０００７】
より好ましくは、気相部のハウジング内孔に設けられ、気相部を第１シャフトの軸方向に部屋を分ける複数または単数の隔壁を備えたことである。
【０００８】
より好ましくは、気相部の第１シャフトに設けられ、気相部を第１シャフトの軸方向に部屋を分ける複数または単数のスリンガーを備えたことである。
【０００９】
より好ましくは、第１シャフトの軸方向に分けられた複数、または単数の部屋に設けられた水戻し穴を備えたことである。
【００１０】
より好ましくは、第１シャフトの軸方向に分けられた複数、または単数の部屋のうち軸受側の部屋に設けられた水感知センサーを備えたことである。
【００１１】
上記第１技術的手段によれば、ウォータポンプの軸を２つ設けたことにより、液層部と気層部（空気層）を設けることができ、シール手段を極力水から離すことがでる。これにより、シール手段をより完全なものにでき、メカニカルシールを不要にすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の第１実施の形態を図面１に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態を示していて、この実施の形態のウォータポンプは、ハウジング１と、液相部１１と、気相部１２と、第１シャフト２と、第２シャフト３と、リップシール４とを備えている。
【００１３】
ハウジング１は、内孔１３を有しており、内孔１３に水が入ることにより内孔１３の内部には、液層部１１と気層部１２ができる。
【００１４】
液相部１１は、ハウジング１の内孔１３の図１の下部に存在し、水によって満たされている。
【００１５】
気相部１２は、ハウジング１の内孔１３の図１の上部に存在し、空気によって満たされている。
【００１６】
第１シャフト２は、ハウジング内孔１３の気相部１２に設けられており、軸受（ボールベアリング）２２を介して略水平方向に回転自在に支承されている。また、第１シャフト２の一端側には、図示しない動力源、例えば自動車エンジンのプーリとベルト等を介して連結するためのプーリシート２０が固定されている。
【００１７】
一方、他端側には回転を伝達する手段として歯車２３が取り付けられている。
【００１８】
第２シャフト３は、ハウジング内孔１３の液相部１１に設けられており、軸受（水中軸受）３２を介して略水平方向に回転自在に支承されている。また、第２シャフト３の一端側には、第１シャフト２の回転を伝達される手段として歯車３３が取り付けられている。一方、内孔１３から外方に吐出する他端側には、インペラ２１が固設されている。
【００１９】
インペラ２１は、第２シャフト３に固設される部分と、その先に設けられた複数の羽２１０からなっている
リップシール４は、第１シャフト２の他端側に設けられた回転を伝達する手段としての歯車２３と、軸受２２との間の気相部１２に配設され、ゴム等の弾性部材から成っている。このリップシール４は、リップシール４より軸受２２側に水が入り込むことを防ぐために配設されたものである。
【００２０】
次に本発明の第１実施の形態の作用について説明する。
【００２１】
第１シャフト２は、第１シャフト２の一端に設けられたプーリシート２０に動力が伝わり回転する。このプーリシート２０は、自動車エンジンのプーリとベルト等を介して連結している。一方、第１シャフト２の他端側には、歯車２３が付いており、これによって第２シャフト３の一端側に付いている歯車３３に回転力が伝えられ、第２シャフト３が回転する。これにより、第２シャフト３の他端側に設けられたインペラ２１が回転し、インペラ２１の羽２１０により水を圧送させる。
【００２２】
このウォータポンプ装置は、第１シャフト２及び第２シャフト３の二本のシャフトを設けることにより、気相部１２と液相部１１を設けることができる。これによって、リップシール４を気相部１２に設けることが可能となり、リップシール４の信頼性を向上することができる。
【００２３】
次に第２実施の形態を図面２に基づいて説明する。第２実施の形態では、第１実施の形態との相違点のみ説明する。
【００２４】
ハウジング１は、内孔１３を有しており、気相部１２を第１シャフト２の軸方向に部屋を分ける複数の隔壁５を備えている。この隔壁５は、第１シャフト２のプーリシート２１がある一端側に水が行きにくいように設けたものである。尚、隔壁５は１枚だけとしてもよい。
【００２５】
また、第１シャフト２には、第１シャフト２の軸方向に部屋を分ける複数または単数のスリンガー６が設けられている。この複数のスリンガー６は、第１シャフト２のプーリシート２０がある一端側に水が行きにくいように設けたものである。尚、スリンガー６は１枚だけとしてもよい。
【００２６】
次に本発明の第２実施の形態の作用について説明する。
【００２７】
隔壁５は、スリンガー６と共に気層部１２をシャフトの軸方向に複数の部屋に分け、水が第１シャフト２のプーリシート２０がある一端側に行きにくいようにする。これにより、シール手段（リップシール４）をより完全なものにする。
【００２８】
次に第３実施の形態を図面３に基づいて説明する。第３実施の形態では、第１実施の形態及び第２実施の形態との相違点のみ説明する。
【００２９】
隔壁及５びスリンガー６によって設けられた複数の部屋には、それぞれに水戻し穴７が設けられており、部屋の内部に水が入ってきても水を液相部１１に戻すことができる。また、この複数の部屋のうち一番リップシール４に近い部屋には水感知センサー８が設置されていて、気相部１２が無くなったときに信号を送ることができる。
【００３０】
次に本発明の第３実施の形態の作用について説明する。
【００３１】
水戻し穴７は、液層部１１の水が気層部１２の複数の部屋の内部に進入した際に、進入した水を液層部１１に戻すことができる。また、水感知センサー８を設けることにより、水が第１シャフト２のプーリシート２０がある一端側に行く前に信号を送ることができる。この水戻し穴７及び水感知センサー８を設けることにより、シール手段をより完全なものとする。
【００３２】
以上、説明した実施の形態では、シール手段としてリップシール４を用いたが、この他にも例えば、磁性流体を使った磁気シールを用いることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１については、第１シャフトと第２シャフトの二本のシャフトを設けることにより、ハウジング内孔に気相部と液相部を設けることができる。よって、シール手段を気相部に設置することが可能となり、シール手段は良好なシール性を維持する。
【００３４】
請求項２については、隔壁を設けることにより、シール手段に水が行きにくくなる。
【００３５】
請求項３については、スリンガーを設けることにより、シール手段に水が行きにくくなる。
【００３６】
請求項４については、水戻し穴を設けることにより、各部屋に水が溜まらなく資る。
【００３７】
請求項５いついては、水感知センサーを設けることにより、シール手段に接している部屋に水が入ってきたとき、信号を送り、知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のウォータポンプ装置の第１実施の形態の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態のウォータポンプ装置の第２実施の形態の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態のウォータポンプ装置の第３実施の形態の断面図である。
【符号の説明】
１・・・ハウジング
２・・・第１シャフト
３・・・第２シャフト
４・・・リップシール（シール手段）
５・・・隔壁
６・・・スリンガー
７・・・水戻し穴
１１・・・液相部
１２・・・気相部
１３・・・内孔
２０・・・プーリシート（駆動源を伝達する装置）
２１・・・インペラ
２２・・・軸受
２３・・・歯車（回転を伝達する装置）
３２・・・水中軸受（軸受）
３３・・・歯車（回転を伝達される装置）[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a water pump device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a water pump rotatably supports a shaft on a housing via a bearing, and pumps water in the pump chamber by rotationally driving an impeller that is fixed to the tip of the shaft in the pump chamber. When the water in the pump chamber enters the bearing, a mechanical seal is provided as a sealing means between the impeller and the bearing to cause deterioration of the bearing.
[0003]
However, the mechanical seal has a problem that an abnormal noise called “squeal” is generated, and a new sealing means is being developed to solve this problem. As this new sealing means that replaces the mechanical seal, for example, a sealing means using a lip seal or a magnetic fluid in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-99997, Japanese Utility Model Publication No. 6-29517, Japanese Patent Publication No. 4-72110, etc. Is disclosed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional water pump having the above-described novel sealing means, water always acts on the sealing means, so that the sealing means cannot satisfy the durability in the water environment or is high when the water pump is in operation. There was a problem of lack of reliability due to weakness in water pressure.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to isolate the water from the sealing means when the water pump is operated and to improve the reliability of the sealing means.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The technical means used in the present invention to solve the above-mentioned problems are a liquid phase part, a gas phase part above the liquid phase part, a housing having a liquid phase part and a gas phase part in the inner hole, and a housing A device that is rotatably supported in a substantially horizontal direction via a bearing in a gas phase portion of the inner hole of the inner hole and receives a rotation from a power source in a part of the axial direction and a device that transmits the rotation to the other end side is fixed. The first shaft is supported by a liquid phase portion of the inner hole of the housing so as to be rotatable in a substantially horizontal direction, and a device for transmitting the rotation of the first shaft is connected to one end side in the axial direction and the other end A second shaft having an impeller fixed on the side, and a sealing means for preventing water from leaking to one end of the first shaft in the gas phase portion.
[0007]
More preferably, it is provided with a plurality or a single partition wall which is provided in the housing inner hole of the gas phase portion and divides the chamber in the axial direction of the first shaft.
[0008]
More preferably, it is provided with a plurality or a single slinger provided on the first shaft of the gas phase portion and dividing the chamber in the axial direction of the first shaft.
[0009]
More preferably, it is provided with water return holes provided in a plurality of or a single room divided in the axial direction of the first shaft.
[0010]
More preferably, a water detection sensor provided in a bearing-side chamber among a plurality of or a single chamber divided in the axial direction of the first shaft is provided.
[0011]
According to the first technical means, by providing two water pump shafts, a liquid layer part and an air layer part (air layer) can be provided, and the sealing means can be separated from water as much as possible. Thereby, a sealing means can be made more perfect and a mechanical seal can be made unnecessary.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. A water pump of this embodiment includes a housing 1, a liquid phase portion 11, a gas phase portion 12, a first shaft 2, a second shaft 3, And a lip seal 4.
[0013]
The housing 1 has an inner hole 13. When water enters the inner hole 13, a liquid layer portion 11 and an air layer portion 12 are formed inside the inner hole 13.
[0014]
The liquid phase part 11 exists in the lower part of the inner hole 13 of the housing 1 in FIG. 1 and is filled with water.
[0015]
The gas phase part 12 exists in the upper part of the inner hole 13 of the housing 1 in FIG. 1 and is filled with air.
[0016]
The first shaft 2 is provided in the gas phase portion 12 of the housing inner hole 13 and is supported via a bearing (ball bearing) 22 so as to be rotatable in a substantially horizontal direction. Further, a pulley sheet 20 is fixed to one end of the first shaft 2 for connection via a power source (not shown) such as a pulley of an automobile engine and a belt.
[0017]
On the other hand, a gear 23 is attached to the other end as a means for transmitting rotation.
[0018]
The second shaft 3 is provided in the liquid phase portion 11 of the housing inner hole 13 and is supported through a bearing (underwater bearing) 32 so as to be rotatable in a substantially horizontal direction. A gear 33 is attached to one end side of the second shaft 3 as means for transmitting the rotation of the first shaft 2. On the other hand, an impeller 21 is fixed on the other end side that discharges outward from the inner hole 13.
[0019]
The impeller 21 includes a portion fixed to the second shaft 3 and a lip seal 4 including a plurality of wings 210 provided at the tip thereof, and transmits rotation provided on the other end side of the first shaft 2. It arrange | positions in the gaseous-phase part 12 between the gearwheel 23 as a means to perform, and the bearing 22, and consists of elastic members, such as rubber | gum. The lip seal 4 is disposed in order to prevent water from entering the bearing 22 side from the lip seal 4.
[0020]
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described.
[0021]
The first shaft 2 is rotated by transmission of power to a pulley seat 20 provided at one end of the first shaft 2. This pulley sheet 20 is connected to a pulley of an automobile engine via a belt or the like. On the other hand, a gear 23 is attached to the other end side of the first shaft 2, whereby a rotational force is transmitted to the gear 33 attached to one end side of the second shaft 3, and the second shaft 3 rotates. Thereby, the impeller 21 provided on the other end side of the second shaft 3 rotates, and water is pumped by the wings 210 of the impeller 21.
[0022]
This water pump apparatus can provide the gas phase part 12 and the liquid phase part 11 by providing the two shafts of the first shaft 2 and the second shaft 3. As a result, the lip seal 4 can be provided in the gas phase portion 12, and the reliability of the lip seal 4 can be improved.
[0023]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, only differences from the first embodiment will be described.
[0024]
The housing 1 has an inner hole 13, and includes a plurality of partition walls 5 that divide the gas phase portion 12 into a chamber in the axial direction of the first shaft 2. The partition wall 5 is provided so that water does not easily reach one end side of the pulley shaft 21 of the first shaft 2. Note that only one partition wall 5 may be provided.
[0025]
The first shaft 2 is provided with a plurality or a single slinger 6 that divides a room in the axial direction of the first shaft 2. The plurality of slinger 6 is provided so that water does not easily reach one end side of the pulley shaft 20 of the first shaft 2. Note that only one slinger 6 may be provided.
[0026]
Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described.
[0027]
The partition wall 5 divides the air layer 12 together with the slinger 6 into a plurality of chambers in the axial direction of the shaft so that water does not easily reach one end side where the pulley sheet 20 of the first shaft 2 is located. This makes the sealing means (lip seal 4) more complete.
[0028]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In the third embodiment, only differences from the first embodiment and the second embodiment will be described.
[0029]
A plurality of rooms provided by the partition walls and the slinger 6 are provided with water return holes 7 respectively, so that water can be returned to the liquid phase part 11 even if water enters the room. Further, a water detection sensor 8 is installed in a room closest to the lip seal 4 among the plurality of rooms, and a signal can be sent when the gas phase portion 12 is lost.
[0030]
Next, the operation of the third embodiment of the present invention will be described.
[0031]
The water return hole 7 can return the water that has entered the liquid layer portion 11 when the water in the liquid layer portion 11 has entered the interior of the plurality of rooms of the gas layer portion 12. Further, by providing the water detection sensor 8, a signal can be sent before water goes to one end side where the pulley sheet 20 of the first shaft 2 is located. By providing the water return hole 7 and the water detection sensor 8, the sealing means is made more complete.
[0032]
In the embodiment described above, the lip seal 4 is used as the sealing means. However, for example, a magnetic seal using a magnetic fluid can also be used.
[0033]
【The invention's effect】
According to the first aspect, by providing the two shafts of the first shaft and the second shaft, the gas phase portion and the liquid phase portion can be provided in the housing inner hole. Therefore, the sealing means can be installed in the gas phase portion, and the sealing means maintains a good sealing property.
[0034]
According to the second aspect, by providing the partition wall, it becomes difficult for water to go to the sealing means.
[0035]
About Claim 3, water becomes difficult to go to a sealing means by providing a slinger.
[0036]
According to the fourth aspect, the water return hole is provided so that water does not accumulate in each room.
[0037]
According to a fifth aspect of the present invention, by providing a water detection sensor, a signal can be sent and notified when water enters the room in contact with the sealing means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of a water pump device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a second embodiment of the water pump device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a third embodiment of the water pump device according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Housing 2 ... 1st shaft 3 ... 2nd shaft 4 ... Lip seal (sealing means)
5 ... partition wall 6 ... slinger 7 ... water return hole 11 ... liquid phase part 12 ... gas phase part 13 ... inner hole 20 ... pulley sheet (device for transmitting drive source) )
21 ... Impeller 22 ... Bearing 23 ... Gear (Device for transmitting rotation)
32 ... Underwater bearing (bearing)
33... Gear (device to which rotation is transmitted)

Claims

内孔に水が入ることにより液相部と気相部を有するハウジングと、
前記ハウジングの内孔の前記気相部に軸受を介して略水平方向に回転自在に支承され、軸方向の一部に動力源から回転をうけるプーリシートを備えると共に他部に回転を伝達する装置が固定された第１シャフトと、
前記ハウジングの内孔の前記液相部に軸受を介して略水平方向に回転自在に支承され、軸方向の一部に前記第１シャフトの回転を伝達される装置が連結されると共に他部にインペラが固設された第２シャフトと、
前記気相部に設けられ、前記第１シャフトの一端側への水の漏れを防止するシール手段とを備えたウォータポンプ装置。A housing having a liquid phase part and a gas phase part by allowing water to enter the inner hole;
A device that is rotatably supported in a substantially horizontal direction via a bearing in the gas phase portion of the inner hole of the housing, and that is provided with a pulley seat that is rotated from a power source in a part of the axial direction and transmits the rotation to the other part. A first shaft to which is fixed,
A device that is rotatably supported in a substantially horizontal direction via a bearing on the liquid phase portion of the inner hole of the housing, and a device that transmits the rotation of the first shaft is connected to a part of the axial direction and to the other part. A second shaft with an impeller fixed thereto;
A water pump device comprising a sealing means provided in the gas phase portion and preventing leakage of water to one end side of the first shaft.

前記気相部の前記ハウジング内孔に設けられ、前記気相部を前記第１シャフトの軸方向に部屋を分ける複数または単数の隔壁を備えたことを特徴とする請求項１記載のウォータポンプ装置。The water pump device according to claim 1, further comprising a plurality or a single partition wall provided in the inner hole of the housing of the gas phase portion and dividing the gas phase portion in the axial direction of the first shaft. .

前記気相部の前記第１シャフトに設けられ、前記気相部を前記第１シャフトの軸方向に部屋を分ける複数または単数のスリンガーを備えたことを特徴とする請求項１記載のウォータポンプ装置。The water pump device according to claim 1, further comprising a plurality or a single slinger provided on the first shaft of the gas phase portion and dividing the gas phase portion into a room in an axial direction of the first shaft. .

前記第１シャフトの軸方向に分けられた前記複数、または単数の部屋に設けられた水戻し穴を備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載のウォータポンプ装置。4. The water pump device according to claim 2, further comprising water return holes provided in the plurality of or single chambers divided in the axial direction of the first shaft. 5.

前記第１シャフトの軸方向に分けられた前記複数、または単数の部屋のうち軸受側の部屋に設けられた水感知センサーを備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載のウォータポンプ装置。4. The water pump device according to claim 2, further comprising a water detection sensor provided in a bearing-side chamber among the plurality of or single chambers divided in the axial direction of the first shaft. 5. .