JP4429307B2 - ウォーターポンプ - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、車両等に搭載されるエンジンに用いられる流量可変型のウォーターポンプに関する。
従来、車両等に搭載されるエンジンに用いられる流量可変型のウォーターポンプとして、例えば、特許文献1に示されるようなものが提案されている。特許文献1には、ウォーターポンププーリが固定された第1回転体(駆動側回転体)と、ポンプインペラが固定された第2回転体(従動側回転体)とが、粘性流体を液媒とする湿式多板クラッチを介して連結されているウォーターポンプが開示されている。そして、冷却水の温度に応じて変形して湿式多板クラッチを断接するための感温部材を冷却水路中に設けたことが示されている。この特許文献1記載のウォーターポンプでは、低水温時にはウォーターポンプの駆動を実質的に停止させて、フリクションの減少、燃費の悪化防止を図るとともに、高水温時にはクラッチを直結状態として、第1回転体の回転を第2回転体に伝達するようにしている。
また、流量可変型のウォーターポンプとして、駆動側回転体から従動側回転体への回転の伝達を非接触の状態で行うものも提案されている。このウォーターポンプの駆動側回転体から従動側回転体への回転の伝達に関わる部分を図4に示している。
図4に示すように、駆動側回転体aと従動側回転体cとの間は、隔壁gによって仕切られている。そして、駆動側回転体aに取り付けられた永久磁石bと、従動側回転体cに取り付けられた誘導リングdとが、所定の間隔を隔てて対向して設けられている。誘導リングdは、鉄芯eの外周にアルミニウム製のリング部材fが取り付けられてた構造になっている。駆動側回転体aが回転すると、誘導リングdに作用する永久磁石bの磁界が変化する。これにより、誘導リングdのリング部材fには、その磁界の変化を妨げる方向への誘導電流が発生する。この誘導電流の発生にともなって誘導リングdのリング部材fにはトルクが発生する。その結果、従動側回転体cが回転して、ウォーターポンプが駆動する。
そして、駆動側回転体aの永久磁石bと誘導リングdのリング部材fとの軸方向のオーバーラップ量(軸方向で互いに重なり合っている度合い)L2を変更することで、従動側回転体cへの伝達トルクが変更される。これにより、ウォーターポンプのポンプ流量が変更可能になっている。
特開2001−90537号公報
しかし、上記特許文献1記載のウォーターポンプでは、第1回転体と第2回転体との間にわたって湿式多板クラッチを設けなければならないとともに、この湿式多板クラッチを断接するための感温部材を設けなければならなかった。さらに、第1回転体と第2回転体との間でシールを施さなければならない構造になっている。このため、ウォーターポンプの大型化を招くという問題があった。
また、図4に示すような駆動側回転体aから従動側回転体cへの回転の伝達を非接触の状態で行うウォーターポンプでは、永久磁石bからの磁界は、誘導リングdのリング部材fだけに及んでいるのではなく、その周囲へも及んでおり、磁束漏れが発生している。つまり、永久磁石bからの磁力線がこの永久磁石bよりも軸方向の外側へ拡がるように発生している。このため、従動側回転体cへのトルクの伝達効率が損なわれることになる。さらに、オーバーラップ量L2を0にした場合でも、その磁束漏れによって、従動側回転体cの誘導リングdに誘導電流が発生し、従動側回転体cへの伝達トルクが発生して、ウォーターポンプが駆動することになる。したがって、ウォーターポンプの駆動を停止するには、オーバーラップ量L2を0にしただけでは十分ではなく、永久磁石bと、誘導リングdのリング部材fとを軸方向に所定の距離だけオフセットさせることが必要になる。その結果、ウォーターポンプが軸方向に拡大して、ウォーターポンプが設置される箇所(例えば、エンジンフロント側)の搭載性が悪化することになる。
本発明は、そのような問題点を鑑みてなされたものであって、小型化を図ることができるような流量可変型のウォーターポンプを提供することを目的とする。
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、エンジンの回転が伝達される駆動側回転体から、ポンプインペラが設けられる従動側回転体への回転の伝達が非接触の状態で行われるように構成されたウォーターポンプであって、前記駆動側回転体および従動側回転体の一方には、異なる極性同士が互いに向き合うように設けられる一対の磁石が備えられるとともに、前記駆動側回転体および従動側回転体の他方には、前記一対の磁石の間に所定の間隔を隔てて設けられる誘導体が備えられており、前記一対の磁石および誘導体の少なくとも一方を他方に対し回転軸方向に移動させて、前記一対の磁石および誘導体の回転軸方向で互いに重なり合う度合い(オーバーラップ量)を変更する可動手段が設けられていることを特徴としている。
上記構成によれば、駆動側回転体の一対の磁石間には、磁界が発生している。そして、エンジンの回転が伝達されて駆動側回転体が回転すると、誘導体に作用する磁界が変化する。これにより、誘導体には、その磁界の変化を妨げる方向への誘導電流が発生する。この誘導電流の発生にともなって誘導体にはトルクが発生する。その結果、従動側回転体が回転して、ウォーターポンプが駆動する。さらに、可動手段によってオーバーラップ量が変更されると、誘導体に発生する誘導電流が変化し、従動側回転体への伝達トルクが変化する。これにより、ウォーターポンプのポンプ流量が変更される。
そして、一対の磁石が異なる極性同士が互いに向き合うように設けられているので、一対の磁石の一方から他方へ向かってほぼ直線的に延びる磁力線が発生している。このため、一対の磁石の周囲への磁束の漏れがほとんど発生していない。これにより、オーバーラップ量を0よりも大きくしてウォーターポンプを駆動する場合、トルクを従動側回転体に効率よく伝達することができ、磁束の漏れにともなう駆動損失を低減できる。一方、オーバーラップ量を0とすれば、磁力線が一対の磁石よりも軸方向の外側へほとんど拡がることなく発生しているので、従動側回転体への伝達トルクがほぼ0になり、ウォーターポンプの駆動を停止させることができる。したがって、一対の磁石および誘導体の回転軸方向のオフセット量を確保する必要がなくなり、ウォーターポンプが軸方向に拡大することがなく、その小型化を図ることができる。そして、ウォーターポンプが設置される箇所の搭載性が悪化することを回避できる。
本発明のウォーターポンプにおける可動手段の具体構成として、以下の構成が挙げられる。すなわち、前記可動手段は、前記駆動側回転体および従動側回転体の一方に設けられた負圧室と、この負圧室に導入される負圧に応じて回転軸方向に移動する可動部材とで構成されており、前記可動部材には、前記一対の磁石または誘導体が取り付けられている。この場合、負圧室に導入される負圧に応じて可動部材が回転軸方向に移動すると、この可動部材に取り付けられた一対の磁石または誘導体の回転軸方向の位置が変更され、オーバーラップ量が変更される。したがって、負圧室に導入される負圧に応じてオーバーラップ量が設定されるようになっており、これにともなって、ウォーターポンプのポンプ流量が連続的に変更されるようになっている。
ここで、前記負圧室を、前記可動部材と、この可動部材の回転軸方向への移動をガイドするガイド部材とによって形成することが可能である。また、負圧室に導入される負圧としては、例えば、エンジンの吸入負圧(吸気管負圧)を利用することが可能である。エンジンの吸入負圧を利用することで、例えば、冷間時に冷却水をあまり循環させずに暖機を促進する状況において、強い加速要求があった場合、ポンプインペラを回す側に制御され、オーバーヒートを防止することが可能になる。
本発明によれば、一対の磁石および誘導体の回転軸方向で互いに重なり合っている度合い(オーバーラップ量)を0よりも大きくしてウォーターポンプを駆動する場合、トルクを従動側回転体へ効率よく伝達することができ、磁束の漏れにともなう駆動損失を低減できる。一方、オーバーラップ量を0とすれば、従動側回転体への伝達トルクがほぼ0になり、ウォーターポンプの駆動を停止させることができる。したがって、一対の磁石および誘導体の回転軸方向のオフセット量を確保する必要がなくなり、ウォーターポンプが軸方向に拡大することがなく、その小型化を図ることができる。そして、ウォーターポンプが設置される箇所の搭載性が悪化することを回避できる。
本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。
以下では、本発明を車両用のエンジンに用いられるウォーターポンプに適用した例について説明する。図1は、流量可変型のウォーターポンプの一実施形態を示す断面図、図2、図3は、図1のウォーターポンプの駆動側回転体から従動側回転体への回転の伝達に関わる部分を拡大して示す図である。なお、図2には、負圧室に負圧を導入していないときのウォーターポンプの状態を示し、図3には、負圧室に負圧を導入しているときのウォーターポンプの状態を示している。
図1〜図3に示すように、ウォーターポンプ10は、ウォーターポンププーリ21が設けられた駆動側回転体20と、ポンプインペラ31が設けられた従動側回転体30と、駆動側回転体20と従動側回転体30との間を仕切る隔壁40とを備えている。そして、駆動側回転体20から従動側回転体30への回転の伝達が、後述するように、非接触の状態で行われるようになっている。
駆動側回転体20および従動側回転体30は、エンジンのハウジング11に対し回転自在に設けられている。駆動側回転体20は、ウォーターポンププーリ21、取付プレート22、駆動軸部材23、ブラケットガイド部材24、マグネットブラケット25、および、マグネットカップリング26を備えており、これらが軸線A1まわりに一体的に回転するように構成されている。駆動側回転体20は、軸線A1まわりにほぼ回転対称な形状になっている。
一方、従動側回転体30は、ポンプインペラ31および誘導体を有する誘導リング32を備えており、これらが軸線B1まわりに一体的に回転するように構成されている。従動側回転体30は、軸線B1まわりにほぼ回転対称な形状になっている。なお、軸線A1および軸線B1は、同軸上に設けられている。
次に、ウォーターポンプ10の駆動側回転体20、従動側回転体30、および、隔壁40について詳しく説明する。
まず、駆動側回転体20について説明すると、駆動側回転体20の駆動軸部材23は、ベアリング13を介して、ハウジング11に固定された支持ケース12のボス部12aに回転可能に支持されている。駆動軸部材23は、軸方向(回転軸方向)に沿って延びる円筒状の軸部23aと、この軸部23aから径方向外側に設けられるフランジ部23bとを備えている。軸部23aの内部空間は、後述する負圧室50に負圧を導入するための負圧導入路52となっている。
駆動軸部材23には、取付プレート22およびブラケットガイド部材24が一体的に取り付けられている。取付プレート22は、軸部23aの軸方向一端部(図1の左端部)に固定されている。取付プレート22には、ウォーターポンププーリ21がボルト28によって固定されている。ウォーターポンププーリ21は、例えば、Vベルト等を介して、エンジンのクランクシャフトのプーリに連結される。
取付プレート22の中心軸側には、負圧導入管51が設けられている。取付プレート22の中心軸側の部分と負圧導入管51との間には、エアシール14およびベアリング15が介装されている。負圧導入管51の一端側は、負圧発生源から延びる負圧供給路に連通されている。負圧導入管51の他端側は、上述の負圧導入路52に連通されている。
ブラケットガイド部材24は、マグネットブラケット25の軸方向への移動をガイドするもので、一対の内ガイド部24aおよび外ガイド部24bを備えている。内ガイド部24aおよび外ガイド部24bは、所定の間隔を隔てて対向して設けられている。そして、両ガイド部24a,24bおよびマグネットブラケット25によって囲まれた空間が負圧室50となっている。つまり、ブラケットガイド部材24の両ガイド部24a,24bおよびマグネットブラケット25が負圧室50の壁体を構成している。
負圧室50は、駆動側回転体20内に形成された軸方向に延びるほぼ円環状の密閉された空間であって、マグネットブラケット25の軸方向の一方側(図1のY1方向側)に設けられている。負圧室50は、ブラケットガイド部材24に設けられた負圧導入孔24cのみを介してその外部(この場合、負圧導入路53)に連通されている。負圧導入孔24cは、ブラケットガイド部材24の円周方向の複数箇所に形成されている。負圧導入路53は、駆動軸部材23のフランジ部23bとブラケットガイド部材24の内ガイド部24aとによって形成された空間となっており、この負圧導入路53を介して、負圧室50が負圧導入路52に連通されている。
マグネットブラケット25は、マグネットカップリング26を支持する支持部材であるとともに、負圧室50に導入される負圧に応じて軸方向に移動する可動部材であって、負圧室50の壁体の一部を構成している。マグネットブラケット25は、径方向の内外で所定間隔を隔てて平行に設けられた一対の内筒部25aおよび外筒部25bを備えている。マグネットブラケット25は、ブラケットガイド部材24の両ガイド部24a,24b内に、軸方向に摺動可能な状態で収容されている。そして、マグネットブラケット25は、負圧室50に導入される負圧に応じて両ガイド部24a,24bに沿って軸方向に移動して、その軸方向位置を変更可能な状態で設けられている。この例では、マグネットブラケット25の軸方向位置は、X1(図3に示す状態)からX2(図2に示す状態)までの間にわたって連続的に変更可能になっている。また、マグネットブラケット25の軸方向位置のX1とX2との間の距離は、後述するオーバーラップ量L1の最大のときの大きさと等しくなっている。
内筒部25aの内周側には、ブラケットガイド部材24の内ガイド部24aに向けて延び、この内ガイド部24aの外周面に接する複数(この例では3つ)の突条25cが形成されている。また、外筒部25bの外周側には、ブラケットガイド部材24の外ガイド部24bに向けて延び、この外ガイド部24bの内周面に接する複数(この例では3つ)の突条25dが形成されている。これらの突条25c、25dによって、負圧室50がほぼ気密な状態に維持されている。
負圧室50内にはスプリング54が配設されている。このスプリング54の弾性力によって、マグネットブラケット25が軸方向の他方側(図1のY2方向側)へ付勢されている。また、マグネットブラケット25のY2方向側への移動を規制するためのストッパー29がブラケットガイド部材24に設けられている。
負圧室50へは、負圧導入管51、負圧導入路52,53、および、負圧導入孔24cを介して、負圧発生源からの負圧が導入される。負圧発生源としては、例えば、エンジンの吸入負圧(吸気管負圧)が利用される。エンジンの吸入負圧は、例えば、圧力制御弁等を介してエンジンの吸気配管等から負圧室50に導入される。そして、制御装置からのエンジンの運転状態に応じた制御信号にしたがい圧力制御弁の開閉制御が行われることで、負圧室50に導入される負圧が制御される。エンジンの吸入負圧を利用することで、例えば、冷間時に冷却水をあまり循環させずに暖機を促進する状況において、強い加速要求があった場合、ポンプインペラ31を回す側に制御され、オーバーヒートを防止することが可能になる。なお、エンジンの吸入負圧以外の負圧発生源を利用して、負圧室50に負圧を導入する構成としてもよい。例えば、バキュームポンプによる負圧を利用することも可能である。
マグネットカップリング26は、軸方向(長手方向)の幅が等しい一対の円環状の永久磁石26a,26bからなる。マグネットカップリング26の永久磁石26a,26bは、径方向の内外で所定の間隔を隔てて対向して設けられている。内側に配置される小径の永久磁石26aと外側に配置される大径の永久磁石26bとの対向部分の極性は互いに異なっている。そして、内側の永久磁石26aは、マグネットブラケット25の内筒部25aの外周面に固定されている。外側の永久磁石26bは、マグネットブラケット25の外筒部25bの内周面に固定されている。
次に、従動側回転体30について説明すると、従動側回転体30は、冷却水が流通する冷却水路W内に収容されている。この従動側回転体30のポンプインペラ31は、水中軸受18を介して、ハウジング11に固定された軸部材17に回転可能に支持されている。このポンプインペラ31の回転にともなって、冷却水路W内の冷却水が外部に吐出される。
ポンプインペラ31には、このポンプインペラ31を回転させるための誘導リング32が固定されている。誘導リング32は、ポンプインペラ31へ取り付けるための取付部32aと、この取付部32aの外端部から軸方向に沿ってY1方向側へ延びる円環状の誘導部32bとを備えている。この誘導部32bは、従動側回転体30への伝達トルクを駆動側回転体20の回転にともなって発生させるための誘導電流の発生部分(誘導体)として設けられている。この誘導リング32のうち少なくとも誘導部32bを含む部分は、アルミニウムで形成されている。なお、アルミニウム以外の金属によって誘導リング32の誘導部32bを含む部分を形成してもよい。
誘導部32bは、駆動側回転体20のマグネットカップリング26の永久磁石26a,26bと平行に設けられている。そして、誘導部32bは、マグネットカップリング26の永久磁石26a,26bの径方向のほぼ中央位置に配置されている。また、誘導部32bは、マグネットブラケット25の軸方向位置がX1のときを除いて、マグネットカップリング26の永久磁石26a,26bと軸方向の位置が互いに重なり合う(オーバーラップする)ような位置に配置されている。
誘導部32bと、マグネットカップリング26の永久磁石26a,26bとの間は、隔壁40の断面U字状の屈曲部40aによって仕切られている。したがって、誘導部32bの径方向の内外両側に、隔壁40の屈曲部40aが所定の間隔を隔てて配置されており、さらに、隔壁40の屈曲部40aの径方向の内外両側に、マグネットカップリング26の永久磁石26a,26bが所定の間隔を隔てて配置されている。
そして、駆動側回転体20と従動側回転体30との間の部分には、隔壁40が設けられている。隔壁40は、ハウジング11に固定されている。隔壁40は、駆動側回転体20と従動側回転体30との間の部分の形状に応じた形状になっており、上述した屈曲部40aを有している。この隔壁40によって駆動側回転体20と従動側回転体30との間が隔離されており、駆動側回転体20側への冷却水の浸入が防止されるようになっている。したがって、駆動側回転体20から従動側回転体30への回転の伝達は、非接触の状態で行われる。この駆動側回転体20から従動側回転体30への回転の伝達について、以下に説明する。
上述のように構成された駆動側回転体20は、エンジン駆動時、クランクシャフトの回転がウォーターポンププーリ21に伝達されることによって回転駆動される。ここで、駆動側回転体20のマグネットカップリング26の永久磁石26a,26b間には、磁界が発生している。そして、この場合、マグネットカップリング26の永久磁石26a,26bの一方から他方へ向かってほぼ直線的に延びる磁力線が発生している。つまり、磁力線が永久磁石26a,26bよりも軸方向の外側へほとんど拡がることなく発生している。このため、永久磁石26a,26bよりも軸方向の外側への磁束の漏れがほとんど発生していない。
したがって、マグネットブラケット25の軸方向位置がX1ではないときには、マグネットカップリング26の永久磁石26a,26bによる磁界が、マグネットカップリング26の永久磁石26a,26b間に挟まれた従動側回転体30の誘導リング32の誘導部32bに作用している。
この状態で、駆動側回転体20が回転すると、誘導リング32の誘導部32bに作用する磁界が変化する。これにより、誘導リング32の誘導部32b中には、その磁界の変化を妨げる方向への誘導電流が発生する。この誘導電流の発生にともなって誘導リング32の誘導部32bにはトルクが発生する。その結果、誘導リング32およびポンプインペラ31、つまり、従動側回転体30が回転して、冷却水路W内の冷却水が外部へ吐出される。
一方、マグネットブラケット25の軸方向位置がX1のときには、誘導リング32の誘導部32bにはマグネットカップリング26の磁界がほとんど作用しなくなるので、誘導部32bには誘導電流がほとんど発生しなくなり、誘導部32bにはトルクはほとんど発生しない。このため、従動側回転体30は回転せず、ウォーターポンプ10は駆動しないようになっている。
この例では、マグネットカップリング26の永久磁石26a,26bを誘導リング32の誘導部32bに対し軸方向に移動させて、マグネットカップリング26の永久磁石26a,26bと、誘導リング32の誘導部32bとの軸方向のオーバーラップ量(軸方向で互いに重なり合っている度合い)L1を変更する可動手段が設けられている。そして、可動手段によるオーバーラップ量L1の変更によって従動側回転体30へ伝達されるトルクが変更されるようになっている。これにより、従動側回転体30の回転数が変更され、ウォーターポンプ10による冷却水の吐出量(ポンプ流量)が変更される。
さらに、この例では、上記可動手段が、負圧室50と、この負圧室50に導入される負圧に応じて軸方向に移動する可動部材としてのマグネットブラケット25とで構成されている。そして、負圧室50に導入される負圧に応じて、マグネットブラケット25が軸方向に沿って移動され、これにともなって、オーバーラップ量L1が設定されるようになっている。
ここで、ウォーターポンプ10におけるオーバーラップ量L1の変更、および、このオーバーラップ量L1の変更にともなう従動側回転体30への伝達トルクの変更について説明する。
負圧室50に負圧が導入されていない場合には、マグネットブラケット25は、スプリング54の弾性力によってY2方向側へ付勢されて、ストッパー29によって規制される位置まで移動しており、軸方向位置がX2の位置にある。この状態では、オーバーラップ量L1は、永久磁石26a,26bの軸方向の幅と等しくなっており、最大になっている。したがって、この状態では、誘導リング32に発生する誘導電流が最大になるので、従動側回転体30への伝達トルクが最大になり、ウォーターポンプ10のポンプ流量が最大になる。
次に、負圧室50に負圧を導入すると、その負圧の導入にともなう吸引力がマグネットブラケット25に作用する。これにより、マグネットブラケット25が軸方向に沿って移動して、マグネットブラケット25の軸方向への移動距離に応じてオーバーラップ量L1が変化する。
この場合、負圧室50に導入する負圧を大きくするほど、マグネットブラケット25がスプリング54の弾性力に抗してY1方向側へ移動してオーバーラップ量L1が小さくなる。そして、オーバーラップ量L1が小さくなると、誘導リング32に発生する誘導電流が小さくなり、従動側回転体30への伝達トルクが小さくなる。これにより、従動側回転体30の回転数が減少して、ウォーターポンプ10のポンプ流量が減少する。例えば、エンジンの始動時のような冷間時には、オーバーラップ量L1を小さくして、ウォーターポンプ10のポンプ流量を減少させて、早期暖機を図ることが可能である。
逆に、負圧室50に導入する負圧を小さくするほど、マグネットブラケット25がY2方向側へ移動してオーバーラップ量L1が大きくなる。オーバーラップ量L1が大きくなると、誘導リング32に発生する誘導電流が大きくなり、従動側回転体30への伝達トルクが大きくなる。これにより、従動側回転体30の回転数が増大して、ウォーターポンプ10のポンプ流量が増大する。例えば、エンジンの暖機後の温間時には、オーバーラップ量L1を大きくして、ウォーターポンプ10のポンプ流量を増大させて、冷却効率を向上させることが可能である。
そして、負圧によってマグネットブラケット25のY1方向側の端部が負圧導入孔24cの設けられた位置(軸方向位置がX1の位置)まで移動すると、オーバーラップ量L1が0になる。この状態では、マグネットカップリング26の磁界が誘導リング32の誘導部32bにほとんど作用しなくなるので、誘導リング32に発生する誘導電流がほぼ0になる。これにより、従動側回転体30への伝達トルクがほぼ0になり、従動側回転体30の回転が停止する。したがって、ウォーターポンプ10の駆動が停止してそのポンプ流量が0になる。
以上のように、ウォーターポンプ10において、オーバーラップ量L1が変更されると、誘導リング32の誘導部32bに発生する誘導電流が変化し、従動側回転体30への伝達トルクが変化する。これにより、従動側回転体30の回転数が変更され、ウォーターポンプ10のポンプ流量が変更される。つまり、この例では、ウォーターポンプ10は、負圧室50に導入される負圧に応じて設定されるオーバーラップ量L1に応じてポンプ流量が連続的に変更可能なように構成されている。そして、この例では、ウォーターポンプ10において、駆動側回転体20のマグネットカップリング26によって、従動側回転体30の誘導リング32に作用させる磁界を発生させて、従動側回転体30への伝達トルクを発生させるようにしている。
上述したように、マグネットカップリング26の永久磁石26a,26bは、異なる極性同士が互いに向き合うように設けられているので、永久磁石26a,26bの一方から他方へ向かってほぼ直線的に延びる磁力線が発生しており、永久磁石26a,26bよりも軸方向の外側への磁束の漏れがほとんど発生していない。これにより、オーバーラップ量L1を0よりも大きくしてウォーターポンプ10を駆動する場合、トルクを従動側回転体30へ効率よく伝達することができ、磁束の漏れにともなう駆動損失を低減できる。
一方、オーバーラップ量L1を0とすれば、従動側回転体30への伝達トルクがほぼ0になり、ウォーターポンプ10の駆動を停止させることができる。ここで、例えば、図4に示す場合等のように、周囲への磁束の漏れが発生している状況下では、オーバーラップ量L1を0にしたとしても、その磁束漏れによって、従動側回転体30の誘導リング32に誘導電流が発生するので、従動側回転体30への伝達トルクが発生して、ウォーターポンプ10が駆動することになる。したがって、ウォーターポンプ10の駆動を停止させるには、オーバーラップ量L1を0にしただけでは十分ではなく、マグネットカップリング26の永久磁石26a,26bと、誘導リング32の誘導部32bとを軸方向に所定の距離だけオフセットさせることが必要になる。
これに対し、この例では、そのような磁束漏れがほとんど発生しないので、オーバーラップ量L1の0とき、ウォーターポンプ10の駆動を停止させることができる。したがって、そのような軸方向のオフセット量を確保する必要がなくなる。これにより、ウォーターポンプ10が軸方向に拡大することがなく、その小型化を図ることができる。そして、ウォーターポンプ10が設置される箇所(例えば、エンジンフロント側)の搭載性が悪化することを回避できる。
以上、本発明のウォーターポンプの実施形態について説明したが、ここに示した実施形態はさまざまに変形することが可能である。
駆動側回転体20から従動側回転体30への回転の伝達が非接触の状態で可能な構成であれば、駆動側回転体20、従動側回転体30、および、隔壁40の構成部材や、それらの形状、配置箇所等は、上述した場合だけに限定されず、さまざまに変更することが可能である。ここで、マグネットカップリング26の永久磁石26a,26bと誘導リング32の誘導部32bとの間隔が狭いほど、従動側回転体30へのトルク伝達効率を向上させることができる。
オーバーラップ量L1を変更可能な構成であれば、駆動側回転体20のマグネットブラケット25や負圧室50、負圧導入路52,53等の構成部材や、それらの形状、配置箇所等は、上述した場合だけに限定されず、さまざまに変更することが可能である。ここで、負圧室50に導入する負圧を大きくするほど、オーバーラップ量L1が大きくなるように構成してもよい。また、負圧以外を利用して、オーバーラップ量を変更するように構成してもよい。例えば、負圧の代わりに正圧を利用することができる。また、油圧アクチュエータや、電動アクチュエータ等を利用することも可能である。
上述の例では、駆動側回転体20にマグネットカップリング26が設けられ、従動側回転体30に誘導リング32が設けられる構成としたが、この場合とは逆に、駆動側回転体に誘導リングを設け、従動側回転体にマグネットカップリングを設ける構成としてもよい。また、上述の例では、マグネットカップリング26が軸方向に移動する構成としたが、この場合とは逆に、誘導リング32を軸方向に移動させる構成としてもよい。
10 ウォーターポンプ
11 ハウジング
20 駆動側回転体
21 ウォーターポンププーリ
24 ブラケットガイド部材
25 マグネットブラケット
26 マグネットカップリング
26a,26b 永久磁石
30 従動側回転体
31 ポンプインペラ
32 誘導リング
32b 誘導部
40 隔壁
50 負圧室
L1 オーバーラップ量
11 ハウジング
20 駆動側回転体
21 ウォーターポンププーリ
24 ブラケットガイド部材
25 マグネットブラケット
26 マグネットカップリング
26a,26b 永久磁石
30 従動側回転体
31 ポンプインペラ
32 誘導リング
32b 誘導部
40 隔壁
50 負圧室
L1 オーバーラップ量
Claims (4)
- エンジンの回転が伝達される駆動側回転体から、ポンプインペラが設けられる従動側回転体への回転の伝達が非接触の状態で行われるように構成されたウォーターポンプであって、
前記駆動側回転体および従動側回転体の一方には、異なる極性同士が互いに向き合うように設けられる一対の磁石が備えられるとともに、
前記駆動側回転体および従動側回転体の他方には、前記一対の磁石の間に所定の間隔を隔てて設けられる誘導体が備えられており、
前記一対の磁石および誘導体の少なくとも一方を他方に対し回転軸方向に移動させて、前記一対の磁石および誘導体の回転軸方向で互いに重なり合う度合いを変更する可動手段が設けられていることを特徴とするウォーターポンプ。 - 前記可動手段は、前記駆動側回転体および従動側回転体の一方に設けられた負圧室と、この負圧室に導入される負圧に応じて回転軸方向に移動する可動部材とで構成されており、
前記可動部材には、前記一対の磁石または誘導体が取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のウォーターポンプ。 - 前記負圧室は、前記可動部材と、この可動部材の回転軸方向への移動をガイドするガイド部材とによって形成されていることを特徴とする請求項2に記載のウォーターポンプ。
- 前記負圧室には、エンジンの吸入負圧が導入されることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のウォーターポンプ。
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