JPH0629512Y2 - ウォータポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は内燃機関の水冷式冷却装置に用いられるウォー
タポンプに関する。

従来の技術 周知のように、例えば自動車用内燃機関の水冷式冷却装
置には、シリンダブロックやシリンダヘッドに冷却水を
強制循環させるウォータポンプが設けられており、第７
図はその一例を示している（特開昭６１−７９８９９号
公報等参照）。

概略を説明すれば、従来のウォータポンプは、アルミニ
ウム鋳物製のポンプボディ１の後端側に円筒状のボス部
１ａが一体に形成されていると共に、このボス部１ａ内
にベアリング２の外壁２ａの延在部３が圧入固定されて
いる。また、このポンプボディ１内には、ベアリング２
を介して回転軸４が軸受されていると共に、この回転軸
４の一端に固定されたポンプロータ５が収納され、ま
た、このポンプロータ５とベアリング２との間には、ポ
ンプ室６を密封するメカニカルシール７が配設されてい
る。更に、回転軸４の他端には、機関のクランク軸から
駆動力が伝達されるプーリ８が固定されている。

考案が解決しようとする課題 然し乍ら、上記従来のウォータポンプにあっては、ポン
プボディ１とベアリング２とが上述のようにボス部１ａ
内へ延在部３を圧入固定して連結するようになっている
ため、圧入した部分の確実な固着状態と確実なシール性
を得る必要上、両者１ａ，３の圧入の締め代を比較的大
きく設定しなければならない。即ち、ポンプボディ１を
アルミニウムのダイカスト等で製作する場合は、鉄系金
属からなるベアリング２の外壁２ａとの線膨張係数の差
に基づく高温雰囲気中の締め代の低下を補うために、圧
入の締め代を大きく設定しているのでベアリング２をポ
ンプボディ１に圧入する際に、ポンプボディ１を加熱し
ボス部１ａの内径を拡径した状態で圧入する。この結
果、冷機時には延在部３側のベアリングボール２ｂに偏
荷重が発生して偏摩耗などによりベアリング２の耐久性
が低下する。また、組立の自動化を図る上でも圧入する
ことが障害になっている。

更に、ボス部１ａと延在部３ときお圧入部位相互の寸法
公差を厳格に管理しなければならず、高精度な加工が要
求され、したがって製造コストの高騰が余儀なくされ
る。

更にまた、ポンプボディ１が、厚肉のアルミニウム鋳物
製であるため、重量が大きくなり、車体軽量化の要請を
十分に満足することができない。

そこで、例えば実開昭５９−１０７９９９号公報に記載
された考案のように、ポンプボディを構成する金属製の
主部材とカップ状の副部材とをプレス成形によって形成
すると共に、主部材の段差状円筒部の小径部にベアリン
グユニットを挿入し、かつ円筒部の大径部に圧入固定さ
れた前記副部材にメカニカルユニットを保持するように
したものも提供されている。

しかし、この公報記載の従来例は、ベアリングユニット
の外輪を円筒部で完全に被うようになっているので、ポ
ンプの外径寸法が必然的に大きくなってしまう。また、
主部材の他に、副部材を別個に設けているため、部品点
数が増加し、重量の増加を招いていると共に、製造作業
能率の低下やコストの高騰が余儀なくされている。

しかも、円筒部が軸方向へ長尺に形成されかつ大小径の
段差状になっているため、プレス成形時に深絞り加工を
行わなければならないばかりか、絞り加工による公差管
理が困難になる。この結果、製造作業能率がさらに悪化
する。また、副部材を円筒部内に圧入により固定するた
め、圧入代の管理も必要となり、製造作業能率の著しい
低下は否めない。

課題を解決するための手段 本考案は、前記従来の問題点に鑑みて案出されたもの
で、とりわけプレス成形されたポンプボディの後端側略
中央部に回転軸の軸方向に沿って折曲された円筒部を形
成する一方、ベアリングの外輪の一端部を軸方向へ延長
形成すると共に、該延長部の先端部を上記円筒部の内周
面に嵌入固定し、かつ上記メカニカルシールを延長部の
先端部に固定したことを特徴としている。

作用 前記構成の本考案によれば、組み立て時において延長部
の先端部を円筒部に中間ばめまたすきまばめ程度に嵌入
した後、溶接等によって接合するため、ベアリングの外
輪に対する緊締力が作用しなくなり、外輪内のベアリン
グボール等に対する偏荷重の発生が防止される。

また、延長部が、ポンプボディへのベアリング固定用と
メカニカルシールの固定用の両方の機能を兼用している
ため、部品点数の増加が防止される。

更に、上記円筒部は、短尺でかつその形状も均一径の単
純な円筒形であるため、該円筒部の絞り加工作業も容易
になる。

実施例 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図は本考案に係るウォータポンプの第１実施例を示
し、このウォータポンプは、略円形状のポンプボディ１
１と、該ポンプボディ１１の後端側に固定されたベアリ
ング１２と、該ベアリング１２の内部に軸受され、かつ
機関のクランク軸により（図外の）プーリ及びプーリシ
ート１３を介して回転力が伝達される回転軸１４と、該
回転軸１４の一端に固定されたポンプロータ１５とを備
えている。

上記ポンプボディ１１は、比較的薄肉な金属板をプレス
成形して形成され、第２図に示すように内燃機関の端部
に取付けられる前端部の外周にフランジ部１６が形成さ
れており、このフランジ部１６には、周方向４ケ所にボ
ルト孔１７が形成されていると共に、前面に液体パッキ
ン等を充填する凹溝１８が略周方向に沿って形成されて
いる。また、ポンプボディ１１の外方へ膨出した後端部
中央には、第１図に示すように回転軸１４の軸方向へ沿
って内側へ折曲されてなる円筒部１９を有し、この円筒
部１９の内部に固定用孔２０が形成されている。即ち、
この円筒部１９は、均一径の単純な円筒形に形成されて
いると共に、その軸方向の長さが後述する延長部２１の
みを被う程度の短い長さに設定されている。

一方、ベアリング１２は、第１図に示すように回転軸１
４の外周面に有する２連のベアリング溝１４ａ，１４ａ
に案内される複数のベアリングボール１２ａ，１２ａ
と、該ベアリングボール１２ａ，１２ａを保持する円筒
状の外輪１２ｂとを備えており、この外輪１２ｂの固定
端側には、軸方向へ突出し、かつ、焼入れした剛性の高
い円筒状の延長部２１が連続して形成されている。この
延長部２１は、外径が上記固定用孔２０の内径と同じか
または僅かに小さい寸法に設定されて固定用孔２０内に
中間ばめまたはすきまばめ程度に挿通嵌合されている。
また、この延長部２１とポンプロータ１５との間には、
メカニカルシール２２が配設されており、このメカニカ
ルシール２２は、外周部が延長部２１の先端部に固定さ
れた保持金具２１ｂと、スプリング２２ａによって保持
金具２２ｂ側に付勢された可撓シール部２２ｃと、この
シール部２２ｃに接着されかつカーボン等で成形した摺
動材２２ｆと、例えばセラミックスで成形したスラスト
ワッシャ２２ｄと、ポンプロータ１５との間に配置され
たフローティングシート部２２ｅとによってベアリング
１２内側への冷却水の漏出を防止するようになってい
る。

そして、上記延長部２１と固定用孔２０の内周面つまり
円筒部１９の内周面とは、熱影響の少ないレーザ溶接に
よって接合されている。

したがって、この実施例によれば上述のように延長部２
１を円筒部１９の固定用孔２０に圧入固定するのではな
く、中間ばめまたはすきまばめ程度に嵌入した後、溶接
によって接合する。このように、焼き入れした剛性の高
い延長部２１を薄肉な円筒部１９の固定用孔２０に嵌入
する際には、該円筒部１９側が僅かに拡径するので、外
輪１２ｂ側に強い緊締力が作用しない。このため、ベア
リング１２ａに対する偏荷重の発生が確実に防止され、
常時最適なクリアランスが確保される。また、延長部２
１が、ポンプボディ１１へのベアリング固定用と、メカ
ニカルシール２２の固定用の両方の機能を兼備している
ため、部品点数の増加が防止される。この結果、重量の
増加を防止できると共に、製造作業能率の向上とコスト
の低廉化が図れる。

しかも、円筒部１９は、軸方向の長さが短く設定され、
その形状も均一径の単純な円筒形になっているので、円
筒部１９の絞り加工作業等も容易になる。

また、上記延長部２１と円筒部１９とをレーザ溶接では
なく通常のアーク溶接を行う場合は、予め円筒部１９と
延長部２１とを溶接して接合した後に、延長部２１の仕
上加工を行い、その後ベアリング１２を組付ければ、該
ベアリング１２に対する溶接による熱的影響を回避でき
る。

尚、図中２３はベアリング外輪１２ｂの自由端側と回転
軸１４との間をシールする環状シール部材、２４は延長
部２１の外輪１２ｂ側周壁に形成されたドレン孔であ
る。

第３図は本考案の第２実施例を示し、この実施例では、
ポンプボディ１１の円筒部１９を内側ではなく外側に折
曲形成して内部に固定用孔２０を形成するようになって
いる。したがって、第１実施例と同様な作用効果が得ら
れることは勿論のこと、斯る固定用孔２０付近のポンプ
ボディ１１の後端部を第１実施例の如く外方へ膨出させ
る必要がないので製造作業性が良好になる。

第４図及び第５図は本考案の第２実施例を示し、この実
施例ではポンプボディ１１の円筒部１９が第１実施例と
同様に内側へ折曲され、その固定用孔２０の内周面に雌
ねじ部２０ａが形成されている。一方、ベアリング１２
の延長部２１外周面に、上記雌ねじ部２０ａに螺合する
雄ねじ部２１ａが形成されていると共に、該雄ねじ部２
１ａとドレン孔２４との間の外周に六角ねじ形のフラン
ジ部２５が形成されている。また、このフランジ部２５
の内端縁と円筒部１９の外端縁との間には、環状シール
部材２６が介装されている。

したがって、この実施例によれば、延長部２１の雄ねじ
部２１ａを固定用孔の雌ねじ部２０ａに螺合させてフラ
ンジ部２５が固定用孔２０の孔縁に突き当るまで螺じ込
めば、ポンプボディ１１にベアリング１２が確実かつ強
固に接合する。したがって、ベアリング１２には軸方向
の荷重は作用するものの軸心方向への緊締力が十分に抑
制され、ベアリングボール１２ａに対する偏荷重が防止
される。また、シール部材２６によって両者１１，１２
間がシールされ十分な液密性が得られる。また、両者１
１，１２は、雌雄ねじ部２０ａ，２１ａを螺着させるだ
けで接合できるのでその組付作業が極めて容易になる。

第６図は本考案の第４実施例を示し、これは第１実施例
の構成を前提としてベアリング１２とポンプボディ１１
との外側に補強部材３０を設けたものである。具体的に
は、この補強部材３０は、板金をプレス成形したものが
好ましく、ベアリング１２の自由端部一帯を被覆状態に
嵌合する円筒部３１と、該円筒部３１の一端縁からポン
プボディ１１側へスカート状にした拡開した円錐部３２
と、該円錐部３２の外端部に一体に形成されてポンプボ
ディ１１の上面に溶接固定された円環部３３とから主と
して構成されている。上記円筒部３１は、他端壁３１ａ
の中央に回転軸１４を挿通する挿通孔３１ｂが穿設され
ており、また円錐部３２の外面には、周方向へ等間隔に
複数の凸状リブ３２ｂ…が軸方向へ沿って形成されてい
る。図中３４は円錐部３２の外端部付近に形成された水
抜き孔である。

したがって、この実施例によれば、補強部材３０によっ
てウォータポンプ全体の剛性が高くなるため、回転軸１
４及びポンプロータ１５の回転などに伴う振動や騒音を
十分に低減でき、特にウォータポンプの先端に例えばフ
ァンカップリング等を装着した場合にも、耐久性を十分
に維持できる。

尚、上記ポンプボディ１１とベアリング１２との接合手
段は、上記実施例のものに限定されず、ろう付けや接着
材などを用いることも可能であり、その他巾広い手段を
適用することができる。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、本考案によれば、ポンプ
の組み立て時におけるベアリング外輪の強い緊締力が回
避されて、ベアリングボール等に対する偏荷重の発生が
防止されることは勿論のこと、延長部がポンプボディへ
の固定とメカニカルシールの固定の両方の機能を備えて
いるため、部品点数の増加を防止できる。この結果、ポ
ンプの重量増加が抑制されると共に、製造作業能率の向
上とコストの低廉化が図れる。

しかも、上記円筒部は、軸方向の長さが短くかつ形状も
均一径の単純な円筒形になっているため、該円筒部の絞
り加工作業等も容易であり、製造作業能率がさらに向上
する。

また、円筒部は、ベアリング外輪の外周全体に被嵌する
のではなく、延長部のみに被嵌するため、ポンプ外径を
小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案に係るウォータポンプの第１実施例を一
部断面して示す平面図、第２図は第１図のＡ矢視図、第
３図は本考案の第２実施例を一部断面して示す平面図、
第４図は本考案の第３実施例を一部断面して示す平面
図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線断面図、第６図は本考案
の第４実施例を一部断面して示す平面図、第７図は従来
のウォータポンプを示す平面図である。 １１……ポンプボディ、１２……ベアリング、１２ｂ…
…外輪、１４……回転軸、１５……ポンプロータ、１９
……円筒部、２１……延長部、２２……メカニカルシー
ル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部のポンプ室に回転軸の一端に固定され
   たポンプロータを回転可能に収納したポンプボディと、
   該ポンプボディの後端側に固定されて、内部に上記回転
   軸を軸受するベアリングと、ポンプロータとベアリング
   との間に介装されて、前記ポンプ室を密封するメカニカ
   ルシールとを備えたウォータポンプにおいて、プレス成
   形された前記ポンプボディの後端側略中央部に回転軸の
   軸方向に沿って折曲された円筒部を形成する一方、上記
   ベアリングの外輪の一端部を軸方向へ延長形成すると共
   に、該延長部の先端部を上記円筒部の内周面に嵌入固定
   し、かつ上記メカニカルシールを延長部の先端部に固定
   したことを特徴とするウォータポンプ。