JPH04321797A - ウォータポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はウォータポンプ、特にエ
ンジンの冷却系統に用いられ、その吐出流量を変えるこ
とのできる流量可変型のウォータポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる流量可変型のウォータポン
プとしては、例えば、特開昭６２−２２８６９９号公報
に記載されたものが知られている。

【０００３】このものは、ポンプインペラが固設された
回転軸に、共に回転するディスクを軸方向の相対変位自
在に設け、ポンプ流量を変化させるようにしたウォータ
ポンプにおいて、前記ポンプインペラと前記ディスクと
の相対部にあって、両者のうちポンプインペラ面に多数
の羽根を設けると共に、ディスクの面には羽根と同様で
、かつ、同一形状の溝を形成して両者を嵌合させている
。

【０００４】そして、水温または回転速度に応じて、自
動的にポンプインペラとディスクとの軸方向間隔を調整
することにより、羽根部分の広さを変えてポンプ流量を
制御するようにし、不必要な損失馬力の発生を防止する
ようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のウォータポンプにあっては、ディスクを回転軸方
向に移動させることにより羽根部分の有効広さを変え流
量を制御するようにしているので、所望の流量制御量を
得るにはディスクの軸方向移動量を大きくとらざるを得
ないものであった。

【０００６】というのも、羽根部分は径方向において一
定距離にあるから、羽根部分の広さを多少変えたとして
も、その流量変化は小さいからである。

【０００７】この結果、ポンプの軸方向寸法が大きくな
り、エンジンのシリンダブロックに組込まれて使用され
る性質上、エンジンの長尺化を招くという問題があった
。

【０００８】本発明の目的は、かかる従来の問題を解消
し、外形寸法の増大を招くことなく、確実に消費馬力の
損失を防止することのできるウォータポンプを提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、回転軸に固設されたディスク部材と、該デ
ィスク部材に半径方向に移動可能に設けられ該ディスク
部材と共にポンプインペラを構成する複数個の羽根部材
と、前記ディスク部材に設けられ、温度に対応して前記
羽根部材を半径方向に移動させる感温駆動手段とを備え
たことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明によれば、水温が変化すると回転軸に固
設されたディスク部材に設けられた感温駆動手段により
、同じくディスク部材に半径方向に移動可能に設けられ
た羽根部材が移動される。

【００１１】従って、最大流量が要求される高水温時に
、ディスク部材と共にポンプインペラを構成する羽根部
材を最大外径位置に、最小流量時には最小外径位置に移
動させることにより、外形寸法を増大させることなく流
量を変えることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつ
つ説明する。

【００１３】まず、本発明の一実施例を示す図１ないし
図７において、１はポンプボディであり、例えばエンジ
ンのシリンダブロックＢの所定位置に固設される。ポン
プボディ１にはベアリング２を介して回転軸３が回転自
在に支承され、回転軸３の外方端には不図示のプーリ等
が取付けられるハブ部材４が圧入により固着されている
。また、回転軸３の内方端にはポンプボディ１とシリン
ダブロックＢとで形成されるポンプ室Ｐ内において、後
で詳述するポンプインペラ部材１０が固着されている。

【００１４】なお、ポンプ室Ｐとベアリング２の収容部
との間には、周知の如くメカニカルシール５が設けられ
ている。

【００１５】ポンプインペラ部材１０は、前述のように
、回転軸３に圧入により固着されたディスク部材１１と
、ディスク部材１１に螺着されたカバー部材１２と、デ
ィスク部材１１に半径方向に移動自在に設けられた羽根
部材１３とから主に構成される。

【００１６】ディスク部材１１はその一側面が凹円錐状
に形成され、本実施例においては９０度間隔に、その外
周部に半径方向の切欠溝１１Ａが設けられている。切欠
溝１１Ａには、それぞれ直方体形状の羽根部材１３が摺
動自在に設けられている。羽根部材１３の一側面にはガ
イドロッド１３Ａが設けられており、ガイドロッド１３
Ａはディスク部材１１の切欠溝１１Ａに対応して形成さ
れた半径方向孔１１Ｂに摺動自在に嵌合されている。

【００１７】さらに、ディスク部材１１の中心部には、
一端がダイアフラム１４で閉塞された環状室１１Ｃが形
成され、環状室１１Ｃは半径方向孔１１Ｂと連通されて
いる。そして、半径方向孔１１Ｂには、上述のガイドロ
ッドに当接する形態でピストン１１Ｄが介挿されると共
に、環状室１１Ｃ内にワックスが封入されることにより
、第１のワックスタイプサーモスタット１５が構成され
ている。

【００１８】さらに、ディスク部材１１において、切欠
溝１１Ａの側近傍には柱状空間１１Ｂが形成され、この
空間の中心を回動中心とするレバー部材１６が設けられ
ている。レバー部材１６の回動基部１６Ａには戻しばね
１７が巻装され、レバー部材１６の先端部１６Ｂが係合
する前述の羽根部材１３をディスク部材１１の中心方向
に付勢している。なお、レバー部材１６の先端部１６Ｂ
は略球状に形成され、羽根部材１３の基部に形成された
係合溝１３Ｂに係合している。

【００１９】次に、カバー部材はディスク部材１１と同
一径に形成され、切欠溝１１Ａと対応する位置に羽根部
材１３の基部が摺動する案内溝１２Ａ、およびレバー部
材１６の移動のための空所１２Ｂと支承孔１２Ｃとが設
けられている。

【００２０】さらに、カバー部材１２の中心部には、前
述のディスク部材１１の環状室１１Ｃと対応する位置に
環状室１２Ｃが形成されている。そして、この環状室１
２Ｃはディスク部材１１に、図３に示す如く、ねじ１８
で螺着された状態でダイアフラム１４にて閉塞され、ワ
ックスが封入されることにより、第２のワックスタイプ
サーモスタット１９を構成する。

【００２１】なお、羽根部材１３の基部側には、図６に
示すように、リブ１３Ｂを設け、ディスク部材１１の切
欠溝１１Ａの側面に形成した側面溝１１Ｅに係合させる
ことにより、羽根部材１３の抜脱が防止されている。

【００２２】上記構成になる本実施例にあっては、例え
ばエンジンの冷却水温が、例えば摂氏５０度以下と低い
ような場合には、第１および第２のワックスタイプサー
モスタット１５および１９共に、ワックスが収縮状態に
あり、戻しばね１７の付勢力が上回ることによって、羽
根部材１３は、図７に示すように、ディスク部材１１に
対し最小外径位置に存する。

【００２３】従って、この状態でエンジンのクランクシ
ャフトに駆動され、ハブ４、回転軸３を介して、ポンプ
インペラ部材１０が回転されたとしても、羽根部材１３
が最小外径位置に存することから、そのポンプ流量は最
小となる。

【００２４】逆に、冷却水温が、例えば摂氏８０度を越
えるような場合には、第１および第２のワックスタイプ
サーモスタット１５および１９共にワックスが最大膨張
状態にあり、ピストン１１Ｄおよびガイドロッド１３Ａ
を介して、羽根部材１３が最大外径位置に存するよう戻
しばね１７の付勢力に抗って押圧されている。

【００２５】従って、この状態でインペラ部材１０が回
転されると前述の最小外径位置と同一回転数であっても
、羽根部材１３が最小外径位置に存することからそのポ
ンプ流量は最大となる。

【００２６】なお、上述の温度の中間的な範囲において
は、戻しばね１７の付勢力とワックスの膨張量に応じた
ピストン１１Ｄの押圧力とが釣合った位置に羽根部材１
３は保持され、中間的なポンプ流量が得られる。

【００２７】次に、図８および図９に本発明の他の実施
例を示す。

【００２８】前実施例においては感温駆動手段としての
ワックスタイプサーモスタット１５および１９をディス
ク部材１１とカバー部材１２とに環状に配設するように
したが、本実施例ではディスク部材の中心部に形成した
中心陥凹部内にワックスタイプサーモスタットを配設す
るようにして組付け性の向上がはかられている。

【００２９】すなわち、本実施例においてはディスク部
材１１０が回転軸３の軸端に圧入固設されており、ディ
スク部材１１０はその中心部に上述の如く、中心陥凹部
１１０Ｂを備えている。そして、ディスク部材１１０は
前実施例と同様にその一側面が凹円錐状に形成され、そ
の外周部に羽根部材１３０を摺動自在に支持する切欠溝
１１０Ａを備えている。

【００３０】さらに、切欠溝１１０Ａに対応する位置に
おいて、それと連通されてスプリング収容孔１１０Ｃが
形成され、該スプリング収容孔１１０Ｃはプラグ１１０
Ｄでもって閉塞される。

【００３１】羽根部材１３０のスプリング収容孔１１０
Ｃに対応する肩部は、切欠かれてスプリング受１３０Ａ
とされている。さらに、羽根部材１３０は一体に形成さ
れたロッド部１３０Ｂを備え、該ロッド部１３０Ｂはデ
ィスク部材１１０に上記切欠溝１１０Ａに連通して穿設
されたガイド孔１１０Ｅに摺動案内される。しかして、
スプリング受１３０Ａとプラグ１１０Ｄとの間には戻し
ばね１３１が配設され、羽根部材１３０を中心方向に付
勢している。

【００３２】さらに、上述のディスク部材１１０の中心
陥凹部１１０Ｂ内にはサーモワックス１５０が収容され
、その鍔部が止め輪１５１でもって係止されている。 また、回転軸３の先端部には、ほぼ半球状の座ぐり３Ａ
が形成され、この座ぐり３Ａに入出自在なカム部材１６
０が中心陥凹部１１０Ｂに摺動自在に設けられている。

【００３３】カム部材１６０はほぼ釣鐘状を有し、その
先端部外郭の径が先細りで滑らかに変化するカム面１６
０Ａとされており、基端の鍔部１６０Ｂとディスク部材
１１０の陥凹部１１０Ｂの底部との間には戻しばね１６
１が配設されている。そして、カム面１６０Ａには上述
の羽根部材１３０のロッド部１３０Ｂの先端が当接され
、また、カム部材１６０の内底面にはサーモワックス１
５０の作動杆１５０Ａが当接されている。

【００３４】上記以外の構成は前実施例と同じであるか
ら、同一機能部位には同一符号を付し重複説明を避ける
。

【００３５】上記構成になる本実施例においても、冷却
水温度が低いような場合には、サーモワックス１５０の
ワックスが収縮状態にあり、図８の下半分に示すように
、戻しばね１６１の付勢力が上回ることによって、カム
部材１６０はその最小径部がロッド部１３０Ｂに当接す
ることになる。その結果、羽根部材１３０はスプリング
１３１に付勢されており、最小外径位置に位置すること
になる。

【００３６】一方、冷却水温が上昇したときには、サー
モワックス１５０の作動杆１５０Ａが押し出され、カム
部材１６０を戻しばね１６１に抗って移動させる。する
と、カム部材１６０のカム面１６０Ａの大径部によって
、ロッド部１３０Ｂが外周方向に押され、羽根部材１３
０は規定の最大外径位置に位置することになる。

【００３７】かくて、水量をそれほど必要としない低温
時においては、ポンプ流量が少なく制御されるので、不
必要な消費馬力を生ずることがないのである。また、必
要最大流量に基づいて羽根部材の最大外径位置は設定さ
れるので、ポンプの外径寸法を変化させる必要はない。

【００３８】なお、上述の実施例においては、羽根部材
の形状を単なる平板状としたが、これはポンプ効率を向
上させる目的で、任意に形状変更してもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、羽根部材を温度に対応させて半径方向に変位
させるようにしたので、外径寸法の増大を招くことなく
確実に消費馬力の損失を防止できる可変容量のウォータ
ポンプを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す側断面図であり最大流
量状態を示す。

【図２】本発明の一実施例のディスク部材をカバー部材
を取外して示す底面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図でありカバー部材
の取付状態を示す。

【図４】本発明実施例のディスク部材と羽根部材とを示
す平面図である。

【図５】本発明一実施例のカバー部材を示す平面図であ
る。

【図６】本発明一実施例のポンプインペラ部材を示す側
面図である。

【図７】本発明の一実施例を示す側断面図であり最小流
量状態を示す。

【図８】本発明の他の実施例を示す側断面図であり、上
半分に最大流量状態、下半分に最小流量状態を示す。

【図９】図８のＡ矢視図である。

【符号の説明】

１　　ポンプボディ ３　　回転軸 １０　　ポンプインペラ部材 １１，１１０　　ディスク部材 １２　　カバー部材 １３，１３０　　羽根部材 １４　　ダイアフラム １５，１９，１５０　　サーモスタット１６　　レバー
部材 １７　　戻しばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転軸に固設されたディスク部材と、
   該ディスク部材に半径方向に移動可能に設けられ該ディ
   スク部材と共にポンプインペラを構成する複数個の羽根
   部材と、前記ディスク部材に設けられ、温度に対応して
   前記羽根部材を半径方向に移動させる感温駆動手段とを
   備えたことを特徴とするウォータポンプ。