JPH08100651A - 自動車用水ポンプの駆動軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大径部２と小径部７との連続部に、折り曲げ
荷重により応力が集中するのを防止し、折損しにくくす
る。 【構成】 大径部２と小径部７とを、断面が円弧形の曲
面部１４により連続させる。小径部７は曲面部１４の接
線方向に連続させて、連続部への応力集中を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る自動車用水ポンプ
の駆動軸は、自動車用エンジンの冷却水を循環させる、
水ポンプのインペラを回転駆動する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の水冷エンジンの冷却水を循環さ
せる為の水ポンプは、エンジンのクランクシャフト端部
に固定した駆動プーリに掛け渡したベルトによって、一
端部に従動プーリを固定した駆動軸を回転駆動し、この
駆動軸の他端部で、冷却水通路内部分に固定したインペ
ラを回転させる。

【０００３】図４は、この様な自動車用水ポンプの駆動
軸を示している。駆動軸１の中間部に設けた大径部２の
外周面には複列の内輪軌道３、３を形成し、この内輪軌
道３、３と外輪４の内周面に形成した複列の外輪軌道
５、５との間に複数の転動体６、６を設ける事で、上記
駆動軸１を外輪４の内側に回転自在に支承している。こ
の外輪４は、エンジンのシリンダブロック部分に固定さ
れる。

【０００４】上記駆動軸１の両端部にはそれぞれ、上記
大径部２の端面から連続させて、この大径部２と同心の
小径部７、８を設けている。この内、外側（図４の右
側）の小径部７には、上記駆動プーリによって駆動され
るベルトを掛け渡す為の従動プーリ（図示せず）を固定
自在とし、内側（図４の左側）の小径部８には、上記冷
却水通路内に水流を起こす為のインペラ（図示せず）を
固定自在としている。

【０００５】上述の様な駆動軸１の大径部２と小径部
７、８との連続部は、それぞれ図５に示す様に、円弧面
により連続させている。この連続部を形成する場合、先
ず上記駆動軸１の外周面に旋盤等による旋削加工を施す
事で、上記大径部２の端縁から連続する面取り部９並び
に第一の円弧部１０を形成する。

【０００６】上記第一の円弧部１０を形成した直後に於
いて、上記小径部７の外径は、同図に鎖線ａで示す様
に、未だ所望値よりも大きい。そこで、熱処理後にこの
小径部７の外周面に研削加工を施す事で、この外周面部
分を厚さδ分だけ除去し、この小径部７の外径を所望値
にする。この様な研削加工によって、上記第一の円弧部
１０と小径部７外周面との連続部分に、研削加工に使用
する砥石の外周形状により定まる曲率で、第二の円弧部
１１が、連続部１２を境として形成される。

【０００７】この結果、前記大径部２と小径部７とは、
面取り部９と第一、第二の円弧部１０、１１とを介して
連続する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様な
形状で大径部２と小径部７とを連続させた、従来の自動
車用水ポンプの駆動軸は、必ずしも十分な強度を持たな
い場合がある。即ち、上記小径部７には従動プーリを固
定し、この従動プーリにベルトを掛け渡すが、このベル
トの相当に大きな張力が従動プーリに加わり、又、エン
ジン冷却用の冷却ファンが取り付けられる為、駆動軸１
には相当に大きな折り曲げ荷重が加わる。

【０００９】この様な折り曲げ荷重に伴なって、上記第
一、第二の円弧部１０、１１に大きな応力が加わり、長
期間に亙る使用に伴なって、この円弧部に亀裂が発生
し、遂には駆動軸１が前記円弧部で折損する恐れがあ
る。

【００１０】特に、転がり軸受部の耐久性向上を図る
為、駆動軸１の表面に浸炭焼き入れ処理を施す場合があ
るが、この様な浸炭焼き入れ処理を施す場合には、第一
の円弧部１０の表面の黒皮に粒界酸化層が生成されて、
当該部分の強度低下が著しくなり、駆動軸１がより折損
し易くなる。

【００１１】本発明の自動車用水ポンプの駆動軸は、大
径部２と小径部７との連続部への応力集中を緩和する事
で、折損しにくい駆動軸を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の自動車用水ポン
プの駆動軸は、前述した従来の自動車用水ポンプの駆動
軸と同様に、大径部外周面に形成した複列の内輪軌道と
外輪内周面に形成した複列の外輪軌道との間に複数の転
動体を設ける事で、この外輪の内側に回転自在に支承さ
れ、上記大径部の端面から、この大径部と同心の小径部
を連続させる事により構成されている。

【００１３】更に、本発明の自動車用水ポンプの駆動軸
に於いては、上記大径部と小径部との連続部を、この小
径部の外周面をその接線方向とする円弧を含む曲面で構
成した事を特徴としている。

【００１４】

【作用】上述の様に構成される本発明の自動車用水ポン
プの駆動軸の場合、大径部と小径部とを連続させる曲面
部が、小径部と滑らかに連続する為、小径部に折り曲げ
荷重が加わった場合にも、この小径部と大径部との連続
部に過大な局部的応力が加わる事がなくなり、駆動軸が
折損しにくくなる。特に、上記曲面部と小径部との表面
研磨を、熱処理後に行なう事で、曲面部表面の黒皮除去
を行なえる為、前記粒界酸化層による強度低下も防止出
来て、駆動軸の折損防止をより確実に図れる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の第一実施例を示している。大
径部２の端部には面取り部９を設け、この面取り部９の
小径側端部から連続して、この面取り部９よりも傾斜角
度が急な、円錐凸面状の傾斜面部１３を形成している。
そして、この傾斜面部１３の小径側端部と小径部７の端
部とを、断面が円弧状の曲面部１４により連続させてい
る。

【００１６】この曲面部１４の両端部と上記傾斜面部１
３及び小径部７の端部とを、それぞれ滑らかに連続させ
るべく、上記傾斜面部１３及び小径部７を、上記曲面部
１４の接線方向に連続させている。これら傾斜面部１３
と小径部７とは、駆動軸１を回転させると共に、この駆
動軸１と平行な回転軸を中心として回転する単一の砥石
によって、前記傾斜面部１３、曲面部１４、並びに小径
部７の外周面を研磨する事により形成可能である。

【００１７】上述の様に構成される本発明の自動車用水
ポンプの駆動軸の場合、大径部２と小径部７とを連続さ
せる曲面が、小径部７の外周面をその接線方向とする曲
面部１４を含み、この曲面部１４が小径部７と滑らかに
連続する為、小径部７に折り曲げ荷重が加わった場合に
も、この小径部７と大径部２との連続部に過大な応力が
加わる事がなくなり、駆動軸１が折損しにくくなる。

【００１８】次に、図２は本発明の第二実施例を示して
いる。上述の第一実施例が、曲面部１４と面取り部９と
の間に傾斜面部１３を設けていたのに対して、本実施例
の場合、傾斜面部１３を省略し、上記曲面部１４と面取
り部９とを直接連続させている。その他の構成及び作用
は、前述の第一実施例の場合と同様である。

【００１９】尚、図３に示したものは、曲面部１４の一
部が、小径部７よりも凹んでいる。この様な形状のもの
は、前記図５に示した従来のものよりは強度が大きい
が、凹んだ部分の直径が小さくなった分だけ、折り曲げ
強度が小さくなる為、必ずしも好ましい形状ではない。

【００２０】

【発明の効果】本発明の自動車用水ポンプの駆動軸は、
以上に述べた通り構成され作用する為、大径部と小径部
との連続部に過大な応力が加わる事がなくなって、駆動
軸が折損しにくくなり、この駆動軸を組み込んだ水ポン
プの耐久性及び信頼性を向上させられる。

【００２１】尚、本発明は、曲面限界スペースＬ（図
２）が同じとした場合に、小径部の直径ｄと大径部の直
径Ｄとの比（ｄ／Ｄ）が小さい（直径差が大きい）程、
効果が大きい。例えばｄ／Ｄ≧０．８８の場合は、前記
図５に示した従来形状でも、各部の曲率を適切に設定す
れば、特に問題は生じないが、ｄ／Ｄ≦０．７５以下の
場合、前記従来形状では、駆動軸が折損する恐れが生じ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す要部拡大側面図。

【図２】同第二実施例を示す要部拡大側面図。

【図３】本発明の技術的範囲から外れる形状の１例を示
す、要部拡大側面図。

【図４】本発明の対象となる駆動軸を組み込んだ軸受部
を、半部を切断して示す側面図。

【図５】従来形状を示す要部拡大側面図。

【符号の説明】

１ 駆動軸 ２ 大径部 ３ 内輪軌道 ４ 外輪 ５ 外輪軌道 ６ 転動体 ７ 小径部 ８ 小径部 ９ 面取り部 １０ 第一の円弧部 １１ 第二の円弧部 １２ 連続部 １３ 傾斜面部 １４ 曲面部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大径部外周面に形成した複列の内輪軌道
   と外輪内周面に形成した複列の外輪軌道との間に複数の
   転動体を設ける事で、この外輪の内側に回転自在に支承
   され、上記大径部の端面から、この大径部と同心の小径
   部を連続させた自動車用水ポンプの駆動軸に於いて、上
   記大径部と小径部との連続部を、この小径部の外周面を
   その接線方向とする円弧を含む曲面で構成した事を特徴
   とする自動車用水ポンプの駆動軸。