JPH0212320Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、自動車のエンジン冷却水を循環さ
せるウオータポンプのベアリング保護技術分野に
属する。

而して、この考案は、自動車のエンジンに併設
され、ケーシングの前端部に内装して設けたベア
リングに駆動軸が支承され、その後端にポンプロ
ータのインペラーが固設され、而して、該ロータ
とベアリングとの間に冷却水循環経路の冷却水や
蒸気が該ベアリング側に漏出しないようにメカニ
カルシールが介装され、更に、不測にして漏出し
た冷却水や蒸気に対してドレン孔と大気孔とが穿
設されている車輌のウオータポンプに関する考案
であり、特に、上記メカニカルシールとベアリン
グの間の空間部にケーシングの内部に嵌着される
シールドプレートが介装されてベアリングへの冷
却水や蒸気の漏出を完全に防止すると共に、エン
ジンルームへの冷却水漏れを防止するようにした
車輌のウオータポンプに係る考案である。

〈従来技術〉 周知の如く、自動車のエンジンの冷却系統には
エンジンのシリンダブロツクやヘツドに対する冷
却作用を行う冷却水を強制的に循環させるべくウ
オータポンプがエンジンに併設されている。

而して、該種ウオータポンプを第９図について
略説すると、図示しないエンジンに併設されたウ
オータポンプ１のケーシング２の前出スリーブ３
にはベアリング４が設けられて駆動軸５を回転自
在に枢支している。

而して、該駆動軸５の先端にはプーリシート６
が設けられて図示しないフアンプレートを固設さ
れ、同じく図示しないエンジンの駆動軸との間に
ベルトを介し回動力を得て回転されるようにされ
ており、又、その後端にはロータ７のボス８が嵌
着固定されており、該ボス８のフランジ部９には
インペラー１０が設けられて循環経路１１に充満
されている冷却水を該ウオータポンプ１と図示し
ないエンジンのウオータジヤケツトとの間に強制
循環するようにされている。

而して、該ウオータポンプ１に於いて、循環経
路１１の冷却水が駆動軸５のベアリング４内に漏
出することは、当然のことながら、機構学的にも
好ましくなく、該ベアリング４の耐久性のうえか
らも避けねばならず、又、周辺機器に対する漏水
対策上マイナスになるために、該循環経路１１と
ベアリング４との間に図示する様に、メカニカル
シール１２が設けられている。

而して、シール上外部機構的にはケーシング２
の本体１３とスリーブ３との間にパツキン１４を
介装させて強固に緊締し、又、内部機構的にはロ
ータ７のフランジ部９の背面内に設けたフローテ
イングシート１５とこれに対設するシールリング
１６を設け、該シールリング１５をしてスリーブ
３に内設した座１７に設けた弾圧スプリング１８
により押圧させてシールするようにし、更に、該
メカニカルシール１２に対して不測にして漏出す
る冷却水がエンジン稼動中に加熱されて発生する
蒸気の漏出分を大気に放出するための大気孔１９
をスリーブ３の上部に、又、その直下に冷却水排
出用のドレン孔２０を形成させてある。

したがつて、循環経路１１を経て強制的に図示
しないエンジンのウオータジヤケツトとの間に循
環される冷却水は該メカニカルシール１２に遮断
されて基本的にはベアリング４側に漏出しないよ
うにされ、又、エンジン稼動中に蒸発する蒸気の
原因となる冷却水が不測にしてメカニカルシール
１２とベアリング４との間の間隙２１に漏出した
としても、大気孔１９によりエンジンルームに放
散され、又、エンジン停止中に該間隙２１内にあ
る蒸気が凝結して付着することがないようにドレ
ン孔２０から凝結水を排出するようにし、ベアリ
ング４に対する冷却水や蒸気の侵入を二重、三重
にシールするこれらの機構により防止するように
していた。

〈考案が解決ようとする課題〉 さりながら、上述従来態様のウオータポンプ１
においては、エンジン稼動中に循環経路１１内の
冷却水が必然的に加熱昇温されて蒸気が発生し、
その圧力が上昇するために、発生蒸気は気体であ
ることにより、不可避的にメカニカルシール１２
から間隙２１に漏出する。

勿論、当該漏出蒸気は前述した如くスリーブ３
の大気孔１９からエンジンルームに放散されてい
くが、エンジンが停止状態になると、該間隙２１
内の蒸気は前述した如く、冷却されて付着水の状
態に凝結して溜る。

勿論、これまた、前述した如くドレン孔２０か
らエンジンルームに排出されるが、エンジンルー
ム内の他の機器に対する所謂水漏れによるトラブ
ルの原因になる欠点を有していた。

これに対処するに、第１０，１１図に示す様
に、例えば、実開昭55−30936号公報に示されて
いる如く、水漏れ問題を避けるべく、ドレン孔２
０に側位してプール溝２２を形成し、蒸気の凝結
水を一時的に貯溜して水漏れしないようにする改
良技術も開発されてはいる（尚、当該態様ではド
レン孔２０は、第１０図に示す様に、プール溝２
２に側位されて不測の大量流出に備えるだけにさ
れている。）。

しかしながら、エンジンが停止して間隙２１内
の蒸気が凝結し、該プール溝２２に一時的に蓄え
られることによつて水漏れ問題に一応の対処はさ
れるものの、再びエンジンが稼動し、ウオータポ
ンプ１が稼動すると、上述した如く、加熱昇温作
用が生ずるために、該プール溝２２内の貯溜され
た冷却水が再び蒸気化して間隙２１内に充満し大
気孔１９から放散はされ、一部がベアリング４内
に侵入する虞があつた。

したがつて、このような対策は、一時的には満
足され、水漏れ問題にも対処することは可能であ
つても、本質的な解決にはならない不具合があつ
た。

そして、ベアリング４内に侵入する蒸気や冷却
水は当然該ベアリング４の寿命を低下させる不具
合につながることが避けられなかつた。

この考案の目的は上述従来技術に基づくエンジ
ンに付設したウオータポンプのベアリングに対す
る蒸気、冷却水の漏出の問題点を解決すべき技術
的課題とし、従来の複重のシール機構に加えて最
終的にメカニカルシールとベアリングとの間の間
隙に対する基本的な冷却水漏出をシールアツプ
し、該間隙内に冷却水がないようにすることによ
り冷却水自身のベアリングに対する漏出は勿論、
エンジン停止中における漏出冷却水の蒸気化も避
けられるようにし、実質的に確実にベアリング内
に対する冷却水、蒸気の侵入を阻止してその耐久
性向上を図るようにし、又、エンジンルームに対
する水漏れをも無くするようにして自動車産業に
おける漏洩処理技術利用分野に益する優れた車輌
のウオータポンプを提供せんとするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 上述目的に沿い先述実用新案登録請求の範囲を
要旨とするこの考案の構成は、前述問題点を解決
するために、ケーシングからのスリーブの先端部
に設けたベアリングに支承された駆動軸の基部に
ロータが設けられ該ロータと該ベアリングとの間
にメカニカルシールが介装され而して該ケーシン
グからのスリーブの上下部にそれぞれ蒸気排出用
の大気孔と漏出冷却水排出用のドレン孔が設けら
れている車輌のウオータポンプにおいて、上記メ
カニカルシールとベアリングとの間の空間部にシ
ールドプレートがその周部を上記スリーブの内面
に圧接されると共に上記駆動軸に遊挿されて介装
され、その周縁部には上記大気孔に連通する蒸気
溝孔が穿設されている車輌のウオータポンプであ
る。

〈作用〉 而して、車輌のエンジン稼動中に該エンジンに
付設されたウオータポンプの駆動軸が該エンジン
の動力によつて回転し、その基端に設けられたロ
ータのインペラーが回転して冷却水循環経路内の
冷却水をエンジンとの間に強制循環して所定の冷
却作用を行い、而して、基本的に該ロータとケー
シングからのスリーブに設けた駆動軸のベアリン
グとの間に設けたメカニカルシールにより循環経
路の冷却水の該ベアリング内に対する漏出を避け
るようにし、更には、不測にして漏出し得る可能
性を潜在的に有する冷却水や蒸気に対しては上記
スリーブの上下に設けた大気孔、及び、ドレン孔
によつてこれを排出することが出来るような機構
とし、而して、メカニカルシールとベアリングと
の間の空間部に形成されるシールドプレートがケ
ーシングからのスリーブの内面に緊密に圧接介装
されて上記循環経路からメカニカルシールを介し
て不測にして漏出する冷却水や蒸気を該ベアリン
グ内に漏出することを確実に阻止し、特に、冷却
水の漏出を阻止してシールドプレートとメカニカ
ルシールとの間隙中にエンジン停止時において、
凝結する冷却水自体も該シールドプレートとメカ
ニカルシールとの間に貯溜されてエンジンルーム
に水漏れとして流出しないようにし、該シールド
プレートとメカニカルシールとの間の蒸気がエン
ジン停止中凝結した場合にも確実に貯溜し、エン
ジン再稼動時による加熱昇温によつて蒸気化した
ものをシールドプレートの周縁部の蒸気溝孔より
シールドプレートとベアリング間のスリーブに設
けた大気孔から排出するようにした技術的手段を
講じたものである。

〈実施例〉 次に、この考案の実施例を第１〜８図に基づい
て説明すれば以下の通りである。尚、第９，１
０，１１図と同一態様部分は同一符号を用いて説
明するものとする。

第１〜３図に示す実施例において、１′は自動
車に設けられるこの考案の要旨を成すウオータポ
ンプであり、自動車の図示しないエンジンに対し
従来態様同様に併設されており、そのケーシング
２の前部に形成されたハウジング状のスリーブ３
内にはベアリング４が前設して内装され、駆動軸
５を回転自在に支承している。

而して、該駆動軸５の前端には従来態様同様に
プーリシート６が固設されて図示しないフアンプ
レートをボルトで固定するようにされ、又、その
後部基端にはロータ７のボス８が嵌着固定されて
いる。

而して、該ロータ７は該ボス８に一体のフラン
ジ９を介して該フランジ部９を切り越してインペ
ラー１０が形成され、図示しないエンジンのシリ
ンダブロツク、及び、ヘツドのウオータジヤケツ
トとの間に連通する循環経路１１を介して冷却水
を強制循環するようにされている。

そして、該ロータ７の背部にはベアリング４に
対する冷却水漏出防止のためのメカニカルシール
１２が介装されており、基本的にケーシング２と
スリーブ３との間の緊締されたパツキン１４の第
一義的な漏出防止に対し、第二義的にシール作用
を司どつている。

而して、該メカニカルシール１２のフローテイ
ングシート１５はシールリング１６がスリーブ３
に於いてその基部に固定された座１７に介装され
た弾圧スプリング１８により圧締されて冷却水と
エンジン稼動中に加熱昇温する冷却水からの蒸気
をベアリング４内に漏出しないようにしている。

而して、該スリーブ３の基部上部に於いては不
測にして漏出する蒸気に対するエンジンルーム内
への放散用の大気孔１９が設けられており、又、
その直下には冷却水の漏出に対するドレン孔２０
が形成されてメカニカルシール１２とベアリング
４との間の間隙２１に対する第三義的なシール機
構とされている。

そして、上述した複重のシール機構は前述、第
９図に示した在来態様と基本的には同一構造にさ
れているものである。

而して、この考案においては間隙２１に充分な
強度と剛性を有するデイスク状の可及的に薄い所
定の金属製のシールドプレート２３がメカニカル
シール１２側に周部を曲折してプレス成形したフ
ランジを一体に有して該スリーブ３に圧入緊結セ
ツトされている。

尚、該シールドプレート２３の中心には駆動軸
５の回転摺動を許容する摺接関係にある孔が穿設
されている。

而して、該シールドプレート２３の周縁部には
間隙２１の上部に介設した大気孔１９に連通自在
な蒸気溝孔２４が第２，３図に示す様に、形成さ
れて該シールドプレート２３とメカニカルシール
１２との間にて不測にして該メカニカルシール１
２側から漏出する冷却水を貯溜し直ちにはドレン
孔２０からエンジンルームに排出しないように
し、該冷却水がエンジン加熱昇温によつて蒸気化
する蒸気を、或は、メカニカルシール１２を介し
て不測にして漏出する蒸気を該蒸気溝孔２４と大
気孔１９からエンジンルームに放散するようにさ
れている。

上述構成において、図示しないエンジンが稼動
されると、その動力を介して従来態様同様に駆動
軸５を回転し、ウオータポンプ１′のロータ７が
一体的に回転し、そのインペラー１０により循環
経路１１内の冷却水はエンジンのウオータジヤケ
ツトとの間に強制循環され、所定の冷却作用を行
う。

そして、該冷却水のケーシング２からそのスリ
ーブ３に前設されているベアリング４に対する漏
出防止は、在来態様同様にパツキン１４により第
一義的にシールされて漏出が阻止され、第二義的
にはメカニカルシール１２により漏出が阻止され
るが、この考案においては第三義的にメカニカル
シール１２とベアリング４との間の間隙２１に緊
締状態で介装されたデイスク状のシールドプレー
ト２３によりシール阻止される。

尚、エンジン稼動中に循環経路１１内の冷却水
は加熱昇温されて発生する蒸気がその内圧を高
め、その結果、蒸気が漏出する虞もあるが、不測
にして漏出した蒸気はメカニカルシール１２とシ
ールドプレート２３との間に溜められ、更に、そ
の上部周縁部に形成された蒸気溝孔２４より間隙
２１に出て、大気孔１９からエンジンルーム内に
放散される。

そして、不測にして冷却水がメカニカルシール
１２を漏出してもシールドプレート２３と駆動軸
５とメカニカルシール１２との間に貯溜されて間
隙２１内に速やかに出ることはなく、そのため、
ドレン孔２０から直ちにエンジンルームに排出さ
れることはない。

したがつて、基本的に該間〓２１内のシールド
プレート２３とメカニカルシール１２内の間隙に
も冷却水の漏出はないことになる。

そして、このように基本的に冷却水の漏出は避
けられるが、更に、不測にしてシールドプレート
２３とメカニカルシール１２間の微小間隙に冷却
水が漏出し、エンジン停止した状態でも当該間隙
に冷却水が貯溜された状態を維持し、エンジン再
稼動による加熱昇温により該微量の貯溜冷却水が
蒸気化してもシールドプレート２３の上部蒸気溝
孔２４を介してリークし、直ちに間隙２１内に出
ても直接的に連通している大気孔１９からエンジ
ンルーム内に放散されることになり、そのため、
ドレン孔２０から冷却水が排出されるという虞は
全くなく、したがつて、水漏れの問題は完全に解
決される。

そのため、エンジン再稼動により不測にしてシ
ールドプレート２３とメカニカルシール１２間の
微小間隙に冷却水が漏出してもエンジン再稼動に
よつて蒸気化して大気孔１９から放散されること
になり、次のエンジン停止時には該微小間隙内に
冷却水があるという状態は解消されることにな
る。

したがつて、当該実施例におけるドレン孔２０
は万が一のための設計的な配慮に過ぎないことに
なる。

而して、第４，５図に示す実施例は、シールド
プレート２３２を間隙２１内に於いてその中央部
をベアリング４側に向けコーン状に突出させた態
様であり、メカニカルシール１２側に対する内容
積を大きくして、不測にしてメカニカルシール１
２側から冷却水が漏出するような場合でも、冷却
水の貯溜容量を大きくして漏出を遅らせるように
した態様であるが、第４図に示す様に、該シール
ドプレート２３２の周縁部は大気孔１９、及び、
ドレン孔２０には達しておらず、したがつて、充
分に貯溜能力を有すると共に、蒸気の排出や貯溜
凝結水の排出機能を損わないようにしたものであ
る。

又、第６，７図に示す実施例はシールドプレー
ト２３３について上述第４，５図に示す態様とは
そのベアリング４側の面の形状が逆であつて、凹
型であり、スリーブ３とベアリング４との間隙部
に漏出冷却水や蒸気がより入り難いようにした態
様である。

而して、上述第４，５，６，７図に示す各実施
例においてはシールドプレート２３２，２３３の
ベアリング４側に対向する面積が広く形成されて
いるために、エンジン稼動時の帯熱面積が広くな
り、したがつて、エンジン停止時のシールドプレ
ート２３２，２３３とメカニカルシール１２との
間に付着した蒸気の凝固水に対するエンジン再稼
動時の蒸気化がより速く行なわれる態様であつ
て、その点からもベアリング４に対する冷却水の
侵入がより効果的に防げられるものである。

次に、第８図に示す実施例はシールドプレート
２３は、第１〜３図に示す実施例と同様の態様で
あるが、駆動軸５について該シールドプレート２
３の中央挿通部の外周部にウオータポンプ１′の
ロータ７の回転方向と同方向にスクリユー２５を
所定ピツチ形成して付設した態様であり、ベアリ
ング４とメカニカルシール１２との間の間隙２１
に該シールドプレート２３を付設しても、猶且
つ、不測にして冷却水が漏出したり、或は、エン
ジン停止後の付着蒸気の凝固による冷却水が付着
しても、駆動軸５の回転と共に強制的に循環経路
１１側に冷却水を排出して戻すようにした態様で
ある。

又、当該態様においては、該スクリユー２５の
ピツチ、及び、傾斜の設計によつては微風がベア
リング４側からメカニカルシール１２側に起こさ
れるために、間隙２１内に蒸気があつても該微風
によりメカニカルシール１２側に強制的に戻され
るようにすることが出来るものである。

尚、この考案の実施態様は上述各実施例に限る
ものでないことは勿論であり、例えば、駆動軸５
の周面にフアンを設けて間隙２１内の蒸気を強制
的に大気孔１９、或は、ドレン孔２０から排出さ
せ、或は、該間隙２１に冷却水が漏出しても、こ
れを霧散させて大気孔１９、乃至、ドレン孔２０
から放散させてエンジンルーム内に於ける所謂先
述水漏れの問題に対処するようにすることも出来
る等種々の態様が採用可能である。

〈考案の効果〉 以上、この考案によれば、基本的に自動車のエ
ンジン等に付設されている冷却用のウオータポン
プに於いて、これまで相当の程度防止されてきた
ケーシングのスリーブ内に設けられたロータの駆
動軸に対するベアリングへの冷却水循環経路から
の冷却水、或は、蒸気の漏出がより確実に完全に
近く防止されるという優れた効果が奏される。

そして、該ケーシングのスリーブのベアリング
とロータのメカニカルシールとの間に形成される
間隙内に冷却水や蒸気がほとんど侵入せず、した
がつて、結果的にベアリングに侵入しないという
効果がより確実にされるプラス面がある。

而も、該間隙に不測にして冷却水や蒸気が漏出
したとしても従来態様同様に大気孔やドレン孔か
らエンジンルーム内へ排出する機能は充分に維持
されるという利点もある。

而して、該間隙に介装されるシールドプレート
によつてメカニカルシール側から漏出する冷却水
や蒸気は該シールドプレートとメカニカルシール
との間に留められてベアリング内へ侵入しないと
いう効果があるうえに、冷却水については間隙内
にてエンジン停止後凝結して冷却水となつたもの
を含めてエンジン再稼動時に蒸気化して大気孔か
ら放出され、したがつて、ドレン孔からエンジン
ルーム内に排出されず、所謂水漏れ等のトラブル
も生じないという優れた効果が奏される。

又、該シールドプレートとメカニカルシールと
の間隙に貯溜される冷却水についてはエンジン再
稼動時の加熱昇温によつて該シールドプレート自
体が加熱昇温されるためにより蒸気化が速く、且
つ、確実に行われるという効果もある。

而して、メカニカルシールとベアリングとの間
に両者の間のスリーブの内面に圧接すると共に駆
動軸を遊挿するシールドプレートが設けられてい
ることにより、該シールドプレートはスリーブに
確実に固定され、同軸の回転には何ら影響を与え
ず、又、駆動軸からの振動等の影響を受けず、し
たがつて、初期セツト状態を確実に維持してシー
ル機能を維持することが出来る効果が奏され、
又、該シールドプレート周縁部にはスリーブとに
所定間隙を有して蒸気溝孔が設けられていること
により、メカニカルシールからの冷却水が不測し
て漏出しても、該蒸気溝孔とスリーブとの間に冷
却水が貯溜されて直ちにはドレン孔からエンジン
ルーム内へと吐出されず、エンジンからの加熱昇
温により蒸気とされて蒸気溝孔より間隙を通り大
気孔からエンジンルーム内へと逸散させることが
出来るという効果が奏され、シールドプレートと
メカニカルシールとスリーブとの間に漏出冷却水
に対する貯溜効果が保持出来るという利点があ
る。

したがつて、シールドプレートを加熱され易い
熱伝導率のものを選ぶことによつてこの効果がよ
り促進されることになる。

又、シールドプレートの構造は簡単であるため
に、製造組付けに工数が余計にかからず、又、製
造コストも高くならない利点があり、更には、そ
の構造の簡単さのために保守点検整備等もほとん
ど要らないというメリツトがある。

したがつて、製造組付けのみならず、保守点検
整備の際のサービス性も極めて良いという効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１〜１０図はこの考案の実施例の説明図であ
り、第１図は１実施例の全体概略縦断面図、第２
図は第１図部分断面図、第３図は第２図−断
面図、第４図は別の実施例の部分縦断面図、第５
図は第４図のシールドプレートの斜視図、第６図
は他の実施例の部分縦断面図、第７図は第６図の
シールドプレートの斜視図、第８図は更に他の実
施例の縦断面図、第９図は従来技術に基づく１態
様の縦断面図、第１０図は他の従来技術の断面
図、第１１図は第１０図のXI−XI断面図である。 ２……ケーシング、３……スリーブ、４……ベ
アリング、５……駆動軸、７……ロータ、１２…
…メカニカルシール、１９……大気孔、２０……
ドレン孔、５……駆動軸、２４……蒸気溝孔、２
３，２３２，２３３…シールドプレート、１′…
…ウオータポンプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケーシングからのスリーブの先端部に設けたベ
   アリングに支承された駆動軸の基部にロータが設
   けられ該ロータと該ベアリングとの間にメカニカ
   ルシールが介装され而して該ケーシングからのス
   リーブの上下部にそれぞれ蒸気排出用の大気孔と
   漏出冷却水排出用のドレン孔が設けられている車
   輌のウオータポンプにおいて、上記メカニカルシ
   ールとベアリングとの間の空間部にシールドプレ
   ートがその周部を上記スリーブの内面に圧接され
   ると共に上記駆動軸に遊挿されて介装され、その
   周縁部には上記大気孔に連通する蒸気溝孔が穿設
   されていることを特徴とする車輌のウオータポン
   プ。