JP7503458B2 - water pump - Google Patents
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Description
本発明は、プーリにより駆動されるウォーターポンプに関する。 The present invention relates to a water pump driven by a pulley.
エンジンを冷却するための冷却水は、ウォーターポンプにより循環されている。ウォーターポンプに関する従来技術として、特許文献1に開示される技術がある。 The cooling water for cooling the engine is circulated by a water pump. Prior art related to water pumps is disclosed in Patent Document 1.
特許文献1に開示されたウォーターポンプは、ベアリングを支持しているベアリング室が水平方向に形成された支持部と、ベアリングにより回転可能に支持されていると共にベアリング室を貫通しているインペラ駆動軸と、インペラ駆動軸の一端に設けられベルトにより駆動されるプーリと、インペラ駆動軸の他端に設けられたインペラと、インペラとベアリングとの間に設けられたメカニカルシールと、を有している。ベルトによりプーリが駆動されると、インペラ駆動軸に設けられたインペラが回転し、冷却水が送り出される。 The water pump disclosed in Patent Document 1 has a support part in which a bearing chamber that supports a bearing is formed in a horizontal direction, an impeller drive shaft that is rotatably supported by the bearing and passes through the bearing chamber, a pulley that is attached to one end of the impeller drive shaft and driven by a belt, an impeller that is attached to the other end of the impeller drive shaft, and a mechanical seal that is attached between the impeller and the bearing. When the pulley is driven by the belt, the impeller attached to the impeller drive shaft rotates and coolant is pumped out.
プーリは、有底筒状を呈しており、環状の支持部を囲っている。支持部の外周面と、プーリの筒部の内周面との間には、環状の隙間が形成されている。 The pulley is cylindrical with a bottom and surrounds an annular support. An annular gap is formed between the outer circumferential surface of the support and the inner circumferential surface of the pulley's cylindrical portion.
ウォーターポンプが作動する使用環境下においては、塵、埃、泥、砂、水や油(以下、ダストと呼ぶ)が、プーリと支持部との間に形成される環状の隙間に浸入することがある。浸入したダストが軸受の内部まで達すると、軸受の寿命が短くなる。 In the operating environment in which the water pump operates, dirt, dust, mud, sand, water and oil (hereafter referred to as dust) can get into the annular gap formed between the pulley and the support. If the dust gets inside the bearing, it shortens the life of the bearing.
支持部の外周面には、円板状の仕切板が設けられている。仕切板を設けることにより、プーリと支持部との間の隙間が狭くなり、ダストがプーリの内部に浸入することを抑制できる。 A disk-shaped partition plate is provided on the outer circumferential surface of the support part. By providing the partition plate, the gap between the pulley and the support part is narrowed, preventing dust from entering the inside of the pulley.
この仕切板は、支持部の外周面に対して圧入又はかしめ等されて固定されている。上記の通り、支持部はベアリングを支持している部位である。仕切板の圧入又はかしめ等の際に、支持部に外力が作用すると、ベアリングに負荷がかかりベアリングの寿命低下につながる虞がある。 This partition plate is fixed to the outer peripheral surface of the support part by pressing or crimping. As mentioned above, the support part is the part that supports the bearing. If an external force acts on the support part when pressing or crimping the partition plate, a load is applied to the bearing, which may shorten the life of the bearing.
本発明は、ウォーターポンプを長寿命化させる技術の提供を課題とする。 The objective of this invention is to provide technology that extends the life of water pumps.
請求項1による発明によれば、軸受を支持している軸受穴が形成された支持部と、前記軸受により回転可能に支持されていると共に前記軸受穴を貫通している回転軸と、この回転軸の一端に設けられた有底筒状のプーリと、前記回転軸の他端に設けられたインペラと、このインペラと前記軸受との間に配置されたシール部材と、を有し、
前記支持部には、前記軸受穴のなかの前記シール部材と前記軸受との間の空間と、前記支持部の外部と、を連通可能な連通穴が形成されている、ウォーターポンプにおいて、
前記支持部は、中心に前記軸受穴が形成された環状の小径部と、前記軸受穴を中心として、前記小径部の外周面よりも外周面の径が大きい環状の大径部と、を有し、
前記小径部の少なくとも一部は、前記大径部よりも前記プーリ側に位置しており、
前記プーリの筒部と、前記大径部との間には、環状の第1の隙間が形成されており、
前記プーリの底部には、第2の筒部が設けられており、この第2の筒部と、前記小径部との間には、環状の第2の隙間が形成されている、ことを特徴とするウォーターポンプが提供される。
According to the invention of claim 1, a rotor has a support portion in which a bearing hole that supports a bearing is formed, a rotating shaft that is rotatably supported by the bearing and passes through the bearing hole, a cylindrical pulley with a bottom provided at one end of the rotating shaft, an impeller provided at the other end of the rotating shaft, and a seal member disposed between the impeller and the bearing,
a communication hole is formed in the support portion to allow communication between a space between the seal member and the bearing in the bearing hole and an outside of the support portion;
the support portion has an annular small diameter portion having the bearing hole formed at its center, and an annular large diameter portion having an outer circumferential surface with a diameter larger than that of an outer circumferential surface of the small diameter portion, the outer circumferential surface of the annular large diameter portion being centered on the bearing hole,
At least a portion of the small diameter portion is located closer to the pulley than the large diameter portion,
a first annular gap is formed between the cylindrical portion of the pulley and the large diameter portion,
A water pump is provided, characterized in that a second cylindrical portion is provided at the bottom of the pulley, and a second annular gap is formed between this second cylindrical portion and the small diameter portion.
請求項2に記載のごとく、好ましくは、前記プーリの前記筒部と、前記支持部の前記大径部とが互いに重なっている軸方向の寸法を第1の寸法とし、
前記第2の筒部と、前記支持部の前記小径部とが互いに重なっている軸方向の寸法を第2の寸法とすると、
前記第1の寸法は、前記第2の寸法よりも短い。
As described in claim 2, preferably, a dimension in an axial direction where the cylindrical portion of the pulley and the large diameter portion of the support portion overlap each other is defined as a first dimension,
If the axial dimension of the overlapping portion between the second cylindrical portion and the small diameter portion of the support portion is defined as a second dimension,
The first dimension is less than the second dimension.
請求項3に記載のごとく、前記第1の隙間、又は、前記第2の隙間の少なくともいずれか一方についての、径方向の寸法は、前記軸受穴の中心線が延びている方向を基準として、前記インペラ側に向かうに連れて狭く設定されている。 As described in claim 3, the radial dimension of at least one of the first gap or the second gap is set to be narrower toward the impeller side with respect to the direction in which the center line of the bearing hole extends.
請求項4に記載のごとく、前記支持部は、前記プーリの前記底部に対向している対向面を有し、この対向面には、前記連通穴に加えて、凹部が形成されている。 As described in claim 4, the support portion has a facing surface facing the bottom portion of the pulley, and in addition to the communication hole, a recess is formed on this facing surface.
請求項5に記載のごとく、前記大径部は、前記小径部を囲っており、径方向を基準として、前記大径部の厚みは、前記小径部の厚みよりも薄く、前記凹部は、前記小径部と前記大径部との間の空間により構成されている。 As described in claim 5, the large diameter portion surrounds the small diameter portion, the thickness of the large diameter portion is thinner than the thickness of the small diameter portion based on the radial direction, and the recess is formed by the space between the small diameter portion and the large diameter portion.
請求項6に記載のごとく、前記小径部の外周面から前記大径部の内周面に亘り複数のリブが形成されている。 As described in claim 6, multiple ribs are formed from the outer peripheral surface of the small diameter portion to the inner peripheral surface of the large diameter portion.
請求項7に記載のごとく、前記軸受穴の中心線は、水平方向に延びており、前記対向面に形成された前記凹部の少なくとも一部は、前記軸受の上端よりも上方に位置している。 As described in claim 7, the center line of the bearing hole extends horizontally, and at least a portion of the recess formed in the opposing surface is located above the upper end of the bearing.
請求項1において、ウォーターポンプは、回転軸を支持している支持部と、回転軸の一端に設けられた有底筒状のプーリと、を有している。支持部は、中心に軸受穴が形成された環状の小径部と、小径部の外周面よりも外周面の径が大きい環状の大径部と、を有している。 In claim 1, the water pump has a support portion that supports a rotating shaft and a cylindrical pulley with a bottom provided at one end of the rotating shaft. The support portion has an annular small diameter portion with a bearing hole formed in the center, and an annular large diameter portion whose outer circumferential surface has a larger diameter than the outer circumferential surface of the small diameter portion.
小径部の少なくとも一部は、大径部よりもプーリ側に位置している。プーリの筒部と、大径部との間には、環状の第1の隙間が形成されている。プーリの底部には、第2の筒部が設けられている。この第2の筒部と、小径部との間には、環状の第2の隙間が形成されている。 At least a portion of the small diameter portion is located closer to the pulley than the large diameter portion. A first annular gap is formed between the tubular portion of the pulley and the large diameter portion. A second tubular portion is provided at the bottom of the pulley. A second annular gap is formed between the second tubular portion and the small diameter portion.
即ち、プーリと、支持部との間には、ダストの浸入を抑制する2つの隙間が形成されている。そのため、ダストが、軸受の内部まで到達しにくい。 In other words, two gaps are formed between the pulley and the support to prevent dust from entering. This makes it difficult for dust to reach the inside of the bearing.
加えて、第2の筒部は、プーリの底部に設けられている。第2の筒部が、支持部に嵌合されていないため、支持部に対して外力が加わらない。結果、支持部に設けられる軸受に負荷が加わらない。そのため、軸受の長寿命化が図れる。 In addition, the second cylindrical portion is provided at the bottom of the pulley. Because the second cylindrical portion is not fitted to the support portion, no external force is applied to the support portion. As a result, no load is applied to the bearing provided in the support portion. This contributes to a longer life for the bearing.
加えて、第2の筒部は、回転体であるプーリに設けられている。プーリが回転すると、第2の筒部も回転する。第2の筒部と、支持部の小径部との間の第2の隙間には、空気の流れが生じやすくなる。第2の隙間にダストが浸入しにくくなる。 In addition, the second cylindrical portion is provided on the pulley, which is a rotating body. When the pulley rotates, the second cylindrical portion also rotates. Air flow is more likely to occur in the second gap between the second cylindrical portion and the small diameter portion of the support portion. Dust is less likely to enter the second gap.
請求項2において、プーリの筒部と、支持部の大径部とが互いに重なっている軸方向の寸法を第1の寸法とする。プーリに設けられた第2の筒部と、小径部とが互いに重なっている軸方向の寸法を第2の寸法とする。第1の寸法は、第2の寸法よりも短い。 In claim 2, the axial dimension where the tubular portion of the pulley and the large diameter portion of the support overlap is defined as the first dimension. The axial dimension where the second tubular portion provided on the pulley and the small diameter portion overlap is defined as the second dimension. The first dimension is shorter than the second dimension.
加えて、第1の隙間は、プーリの内部へのダストの入口であると共に内部に浸入したダストの出口でもある。第1の寸法を短くすることにより、ダストが、第1の隙間からプーリ内部に浸入した場合であっても、第1の隙間からプーリ外部へ排出されやすくなる。 In addition, the first gap is both an entrance for dust into the pulley and an exit for dust that has entered the pulley. By shortening the first dimension, even if dust enters the pulley through the first gap, it becomes easier for the dust to be discharged to the outside of the pulley through the first gap.
請求項3において、第1の隙間、又は、第2の隙間の少なくともいずれか一方についての、径方向の寸法は、軸受穴の中心線が延びている方向を基準として、インペラ側に向かうに連れて狭く設定されている。ダストが浸入する側であるインペラ側の隙間が狭く設定されているため、ダストの浸入を抑制できる。ウォーターポンプを長寿命化させることができる。 In claim 3, the radial dimension of at least one of the first gap and the second gap is set to be narrower toward the impeller side, based on the direction in which the center line of the bearing hole extends. Since the gap on the impeller side, which is the side through which dust can enter, is set to be narrower, the intrusion of dust can be suppressed. The life of the water pump can be extended.
請求項4において、第1の隙間から浸入したダストは、プーリの底部に対向している対向面の縁に到達することがある。プーリは、有底筒状を呈しており、プーリが回転すると、プーリ内部で空気の流れが生じる。そのため、ダストには、空気の流れによる径方向外側の外力も作用する。対向面には、連通穴に加えて、凹部が形成されている。ダストのなかには、凹部に入り込むものもある。凹部に入り込んだダストは、軸受から離れることとなる。ダストを軸受から遠ざけることができ、ダストは軸受に浸入しにくくなる。 In claim 4, dust that has entered through the first gap can reach the edge of the opposing surface that faces the bottom of the pulley. The pulley is cylindrical with a bottom, and when the pulley rotates, an air flow occurs inside the pulley. Therefore, the dust is also subjected to a radially outward external force caused by the air flow. In addition to the communication hole, the opposing surface is formed with a recess. Some of the dust enters the recess. The dust that enters the recess will move away from the bearing. Dust can be kept away from the bearing, making it more difficult for the dust to enter the bearing.
仮に、凹部に入り込んだダストが軸受に向かって移動する場合であっても、凹部が形成されていない平面上を移動する場合と比較すると、軸受に到達するまでの移動距離の長さが長くなる。ダストは、軸受に到達しにくくなる。 Even if dust that has entered a recess moves toward the bearing, the distance it travels to reach the bearing will be longer than if it moved on a flat surface where no recesses were formed. Dust will have a harder time reaching the bearing.
上記と同様の理由により、ダストは、連通穴の出口に到達しにくくなる。以上より、ウォーターポンプを長寿命化させることができる。 For the same reasons as above, dust is less likely to reach the outlet of the communication hole. This helps to extend the life of the water pump.
請求項5において、小径部及び大径部の径方向を基準として、大径部の厚みは、小径部の厚みよりも薄い。凹部は、小径部と大径部との間の空間により構成されている。そのため、小径部と大径部との間に、より大きな凹部を形成することができる。ダストがさらに、凹部に浸入しやすくなる。ダストを軸受から離すことができ、ダストが、軸受に到達しにくくなる。ウォーターポンプを長寿命化させることができる。 In claim 5, the thickness of the large diameter portion is thinner than the thickness of the small diameter portion, based on the radial direction of the small diameter portion and the large diameter portion. The recess is formed by the space between the small diameter portion and the large diameter portion. Therefore, a larger recess can be formed between the small diameter portion and the large diameter portion. Dust can more easily penetrate the recess. Dust can be moved away from the bearing, making it more difficult for dust to reach the bearing. The life of the water pump can be extended.
請求項6において、小径部の外周面から大径部の内周面に亘り複数のリブが形成されている。即ち、小径部と大径部との間に空間により構成された凹部が複数のリブにより区画されている。そのため、凹部に入り込んだダストが、凹部の表面を伝って、連通穴に向かって移動した場合、リブはダストの移動の妨げとなる。ダストが連通穴に近づくことをを抑制できる。 In claim 6, multiple ribs are formed from the outer peripheral surface of the small diameter portion to the inner peripheral surface of the large diameter portion. In other words, the recess formed by the space between the small diameter portion and the large diameter portion is partitioned by multiple ribs. Therefore, when dust that has entered the recess moves along the surface of the recess toward the communication hole, the ribs impede the movement of the dust. This makes it possible to prevent the dust from approaching the communication hole.
加えて、リブが形成されたことにより、プーリが回転するとプーリ内での空気の乱流が生じやすくなる。空気の乱流による外力がダストに対して作用しやすくなり、ダストは、さらに、軸受に到達しにくくなる。ウォーターポンプを長寿命化させることができる。 In addition, the formation of the ribs makes it easier for turbulent air to occur inside the pulley as it rotates. This makes it easier for the external force caused by the turbulent air to act on the dust, making it even harder for the dust to reach the bearings. This can extend the life of the water pump.
請求項7において、軸受穴の中心線は、水平方向に延びており、対向面に形成された前記凹部の少なくとも一部は、前記軸受の上端よりも上方に位置している。ダストが、重力の作用により軸受に向かって移動する場合であって、ダストは、軸受の上端に形成された凹部に入り込むため、ダストは軸受に到達しにくくなる。結果、ダストが軸受に浸入しにくくなり、ウォーターポンプを長寿命化させることができる。 In claim 7, the center line of the bearing hole extends horizontally, and at least a portion of the recess formed in the opposing surface is located above the upper end of the bearing. When dust moves toward the bearing due to the action of gravity, the dust enters the recess formed in the upper end of the bearing, making it difficult for the dust to reach the bearing. As a result, dust is less likely to enter the bearing, and the life of the water pump can be extended.
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。 The embodiment of the present invention will be described below with reference to the attached drawings.
<実施例>
図1には、実施例によるウォーターポンプ10が示されている。このウォーターポンプ10は、エンジン11を冷却するための冷却水を循環させる。ウォーターポンプ10は、例えば、パワーショベル等の重機又は車両等のエンジンブロック12に対して締結部材13で固定される。
<Example>
1 shows a
図1、図2を参照する。ウォーターポンプ10のハウジング20は、鋳造製品であり、締結部材13が貫通する複数(例えば5つ)の締結穴21が形成されている板状の固定部22と、軸受30を支持している軸受穴41が形成された支持部40と、から構成されている。
Refer to Figures 1 and 2. The
支持部40の軸受穴41の中心線L1は、水平方向に延びている。固定部22の内面(エンジンブロック12側の面)には、冷却水の流路23が形成されている。ハウジング20とエンジンブロック12の側面14との間には、シール部材24が設けられている。
The center line L1 of the bearing
以下、"内側(In)"とは、水平方向を基準として、後述するインペラ15側であり、"外側(Ou)"とは、後述するプーリ60側である。"下方(Dn)"とは、鉛直下方であり、"上方(Up)"とは、鉛直上方である。 Hereinafter, "inside (In)" refers to the side of the impeller 15 (described later) with respect to the horizontal direction, and "outside (Ou)" refers to the side of the pulley 60 (described later). "Down (Dn)" refers to the vertically downward direction, and "up (Up)" refers to the vertically upward direction.
軸受30は、軸受穴41に嵌合している環状部材31と、環状部材31の内側に配置された円柱状の転動体32及び球状の転動体33と、から構成されている。
The
支持部40の軸受穴41には、軸受30により回転可能に支持されている回転軸50が設けられている。この回転軸50は軸受穴41を軸方向に貫通している。回転軸50の外側の端部51(一端)には、ベルトにより駆動されるプーリ60が設けられている。回転軸50の内側の端部52(他端)には、インペラ15が設けられている。プーリ60が駆動されると、回転軸50に設けられたインペラ15が回転し、冷却水は流路23を通過して送り出される。
A rotating
インペラ15と軸受30との間には、メカニカルシール16(シール部材)が設けられている。メカニカルシール16は、回転軸50と軸受穴41との隙間を埋めて、冷却水が軸受穴41の内部に浸入することを抑制する。メカニカルシール16の詳細な説明は省略する。メカニカルシール16に代えて、パッキン、オイルシール等のシール部材を採用してもよい。
A mechanical seal 16 (sealing member) is provided between the
プーリ60は、全体として有底筒状を呈しており、円板状の底部61と、底部61の周縁61aから内側へ延びている中空円筒形状の筒部62(第1の筒部)と、からなる。底部61には、回転軸50の外側の端部51が圧入されて固定される固定穴63が形成されている。
The
底部61の内面64には、筒体65が設けられている。筒体65は、プーリ60の底部61の内面64に対して溶接されている環状のフランジ部66と、フランジ部66の径方向内側の内周縁66aから内側へ延びている中空円筒形状の第2の筒部67と、からなる。なお、第2の筒部67は、プーリ60と一体に構成してもよい。
A
図3を参照する。中心線L1に沿う方向(軸方向とも言う)から見て、支持部40は、中心に軸受穴41が形成された環状の小径部42と、小径部42の外周面43よりも外周面44の径が大きい環状の大径部45と、を有している。
See Figure 3. When viewed in the direction along the center line L1 (also called the axial direction), the
大径部45は、中心線L1を中心として、小径部42を囲っている。小径部42及び大径部45の径方向を基準として、大径部45の厚みT1は、小径部42の厚みT2よりも薄い(T1<T2)。
The
図1を参照する。小径部42の端面46は、大径部45の端面47よりも、外側(プーリ側)に位置している。大径部45の外周面44は、外側に向かうにつれて、外周面44の径が小さくなるように傾いている(傾斜角θ1)。同様に、小径部42の外周面43は、外側に向かうにつれて、外周面43の径が小さくなるように傾いている(傾斜角θ2)。
See FIG. 1. The end face 46 of the
図3を参照する。小径部42の外周面43と、大径部45の内周面48と、固定部22の底面25に囲われた環状の空間を凹部70とする。この凹部70は、以下に説明する複数(例えば4セット)のリブ81~84により6つに区画されている。リブ81~84は、小径部42の外周面43から大径部45の内周面48に亘って放射状に形成されている。リブ81~84は、周方向について、互いに等間隔に位置している。
Refer to Figure 3. The annular space surrounded by the outer
リブ81~84のうち、小径部42の外周面43の下端43aから下方に延びているものを第1のリブ81とする。第1のリブ81は、ブロック状を呈しており、他のリブ82~84よりも、周方向の寸法が厚く設定されている。
Of the
図1、図3を参照する。第1のリブ81には、軸受穴41のなかのメカニカルシール16と軸受30との間の空間38と、支持部40の外部と、を連通可能な連通穴39が形成されている。連通穴39は、空間38から径方向外側に延びている第1の穴35と、この第1の穴35と連通していると共に外側に延びている第2の穴36と、からなる。連通穴39の出口は、第1のリブ81の端面86に位置している。
Refer to Figures 1 and 3. The
リブ82~84のうち、小径部42の外周面43から斜め下方に延びているものを第2のリブ82、82とし、小径部42の外周面43から斜め上方に延びているものを第3のリブ83、83とし、小径部42の外周面43の上端43bから上方に延びているものを第4のリブ84とする。
Of the ribs 82-84, the ribs extending diagonally downward from the outer
第4のリブ84は、径方向の略中央に位置している円柱部91と、円柱部91よりも径方向内側に位置している内壁部92と、円柱部91よりも径方向外側に位置している外壁部93と、からなる。
The
内壁部92の端面94は、円柱部91の端面95よりも、内側に位置している。外壁部93の端面96は、径方向外側に向かうにつれて、内側に傾いている。円柱部91の端面95は、ハウジング20を金型から離す際に押される面である。
The end face 94 of the
なお、第2のリブ82及び第3のリブ83は、第4のリブ84と、同一の大きさ・形状である。説明は省略する。さらに、連通穴39を構成する第1のリブ81を除き、第2のリブ82~第4のリブ84は設けなくても良い。
The
図3を参照する。中心線L1と直交して鉛直方向に延びる線L2を基準とすると、支持部40は左右対称の構成である。以下、線L2よりも右側の構成について説明する。なお、この説明は、線L2よりも左側の構成にも適用される。
Refer to FIG. 3. The
第1のリブ81と第2のリブ82との間の空間38を第1の凹部71とする。第2のリブ82と第3のリブ83との間の空間38を第2の凹部72とする。第3のリブ83と第4のリブ84との間の空間38を第3の凹部73とする。この説明は、線L2よりも左側の構成にも適用される。説明は省略する。
The
図2を参照する。小径部42の外周面43のうち、第1の凹部71の一部を構成している面を第1の湾曲面74とし、第2の凹部72の一部を構成している面を第2の湾曲面75とし、第3の凹部73の一部を構成している面を第3の湾曲面76とする。小径部42の外周面43のうち、リブ81~84よりも外側の面を環状面77とする。環状面77は、凹部70を構成していない面ともいえる。
Refer to FIG. 2. Of the outer
図4を参照する。プーリ60の筒部62の内周面68と、大径部45の外周面44との間には、環状の第1の隙間C1が形成されている。環状面77は、大径部45の外周面44よりも、外側(Ou)に位置している。第2の筒部67の内周面67aと、小径部42の環状面77との間には、環状の第2の隙間C2が形成されている。
Refer to FIG. 4. A first annular gap C1 is formed between the inner
大径部45の外周面44は、内側(インペラ15側)に向かうに連れて、外周面44の径が大きくなるように傾いている(傾斜角θ(図1参照))。そのため、第1の隙間C1の径方向の寸法B1は、内側(インペラ15側(図1参照))に向かうに連れて狭くなる。内側で狭く、外側(プーリ60側)で広い。ダストが浸入する側が狭いため、ダストの浸入を抑制できる。小径部42の外周面43も同様に傾斜しており、上記と同様の効果を奏する。さらに、小径部42の外周面43は、内側(インペラ15側)に向かうに連れて、外周面43の径が大きくなるように傾いている(傾斜角θ2(図1参照))。そのため、第2の隙間C2の径方向の寸法B2は、内側(インペラ15側(図1参照))に向かうに連れて狭くなる。内側で狭く、外側(プーリ60側)で広い。ダストが浸入する側が狭いため、ダストの浸入を抑制できる。
The outer
水平方向(回転軸50の中心線L1が延びる方向)を基準として、プーリ60の筒部62と、支持部40の大径部45とが互いに重なっている寸法を第1の寸法A1とする。第2の筒部67と、小径部42とが互いに重なっている寸法を第2の寸法A2とする。第1の寸法A1は、第2の寸法A2よりも短い。
Based on the horizontal direction (the direction in which the center line L1 of the
第2の筒部67は、円柱部91よりも回転軸50の径方向内側に位置している。そのため、ウォーターポンプ10の軸方向の寸法を短くすることができる。第2の筒部67の端面69は、大径部45の端面47よりも、軸方向外側(Ou)に位置している。同様に、端面69は、端面94~96よりも、軸方向外側(Ou)に位置している。なお、第2の筒部67と、円柱部91とが、回転軸50の軸方向に重なるような構成であってもよい(線L3参照)。
The second
図1、図3を参照する。補足すると、軸受穴41、小径部42、大径部45、回転軸50、プーリ60、第2の筒部67は、中心線L1を中心とする同心円状に位置している。
See Figures 1 and 3. In addition, the bearing
実施例の効果を説明する。 The effects of the embodiment are explained.
図4を参照する。プーリ60の筒部62の内周面68と、大径部45の外周面44との間には、環状の第1の隙間C1が形成されている。プーリ60の底部61には、筒体65が設けられている。この筒体65の第2の筒部67と、小径部42との間には、環状の第2の隙間C2が形成されている。即ち、プーリ60と、支持部40との間には、ダストの浸入を抑制する2つの隙間C1,C2が形成されている。そのため、ダストが、軸受30の内部まで到達しにくい。
Refer to FIG. 4. A first annular gap C1 is formed between the inner
加えて、第2の筒部67は、プーリ60の底部61に設けられている。第2の筒部67が、支持部40に嵌合されていないため、支持部40に対して外力が加わらない。結果、支持部40に設けられる軸受30に負荷が加わらないため、軸受30を長寿命化させることができる。
In addition, the second
加えて、第2の筒部67は、回転体であるプーリ60に設けられている。プーリ60が回転すると、第2の筒部67も回転する。第2の筒部67と、支持部40の小径部42との間の第2の隙間C2には、空気の流れが生じやすくなる。第2の隙間C2にダストが浸入しにくくなる。
In addition, the second
加えて、第1の寸法A1は、第2の寸法A2よりも短い。第1の隙間C1は、プーリ60の内部へのダストの入口であると共に内部に浸入したダストの出口でもある。第1の寸法A1を短くすることにより、ダストが、第1の隙間C1からプーリ60内部に浸入した場合であっても、第1の隙間C1からプーリ60外部へ排出されやすくなる。なお、第1の隙間C1の径方向の寸法B1は、最も内側において最小となる。この最小の寸法を寸法B11とする。第2の隙間C2の径方向の寸法B2のうち、最も外側において最大となる。この最大の寸法を寸法B21とする。例えば、寸法B11を、寸法B21よりも大きく設定すると(B11<B21)、ダストが、第1の隙間C1からプーリ60内部に浸入した場合であっても、第1の隙間C1からプーリ60外部へ排出されやすくなる。
In addition, the first dimension A1 is shorter than the second dimension A2. The first gap C1 is both the entrance of dust into the
図1を参照する。加えて、大径部45の外周面44は、外側(プーリ60側)に向かうにつれて、外周面44の径が小さくなるように傾いている(傾斜角θ)。そのため、外周面44のうち、中心線L1よりも下方の面に付着したダストは、軸受30から離れるように内側に向かって移動する。ダストが軸受30に浸入しにくくなる。
See FIG. 1. In addition, the outer
その他の効果を説明する。 Explain other effects.
図1、図3を参照する。プーリ60の筒部62と、回転軸50を支持している支持部40との間には、環状の第1の隙間C1が形成されている。
Refer to Figures 1 and 3. A first annular gap C1 is formed between the
支持部40のうち、プーリ60の底部61に対向している端面を対向面40aとする(対向面40aは、小径部42の端面46と、大径部45の端面47と、第1のリブ81の端面86~第4のリブ84の端面89と、を含むものともいえる。)。ダストが浸入した場合、ダストが対向面40aの縁(大径部45の端面47)に到達することがある。
The end face of the
対向面40aには、連通穴39に加えて、凹部70が形成されている。凹部70のなかには、軸受30の上端30aよりも上方(線L4参照)に位置している第3の凹部73が含まれる。対向面40aは、水平方向を向いているため、ダストは、下方に向かって移動する。ただし、プーリ60は、有底筒状を呈しており、プーリ60が回転すると、プーリ60内部で空気の流れが生じる。
In addition to the
ダストには、重力のみならず、空気の流れによる外力も作用する。ダストのなかには、第3の凹部73(凹部70)に入り込むものもある。第3の凹部73に入り込んだダストは、軸受30から離れることとなる。ダストを軸受30から水平方向に遠ざけることができ、ダストは軸受30に浸入しにくくなる。
Dust is subject to not only gravity but also external forces due to air flow. Some of the dust enters the third recess 73 (recess 70). Dust that enters the
仮に、第3の凹部73(凹部70)に入り込んだダストが軸受30に向かって移動する場合であっても、第3の凹部73(凹部70)が形成されていない平面を移動する場合と比較すると、軸受30に到達するまでの移動距離が長くなる。ダストは、軸受30に到達しにくくなる。
Even if dust that has entered the third recess 73 (recess 70) moves toward the
上記と同様の作用により、ダストは、連通穴39の出口にも到達しにくくなる。以上より、ウォーターポンプ10を長寿命化させることができる。
The same effect as above also makes it difficult for dust to reach the outlet of the
加えて、大径部45の径方向の厚みT1は、小径部42の厚みT2よりも薄い。そのため、小径部42と大径部45との間に、より大きな凹部70を形成することができる。ダストがさらに、凹部70に浸入しやすくなる。ダストを軸受30から離すことができ、ダストが、軸受30に到達しにくくなる。ウォーターポンプ10を長寿命化させることができる。
In addition, the radial thickness T1 of the
加えて、凹部70は、第1のリブ81~第4のリブ84により区画されており、さらに第2のリブ82~第4のリブ84は、連通穴39よりも上方に位置している(線L5参照)。凹部70に入り込んだダストが、凹部70の表面を伝って、連通穴39に向かって移動する場合であっても、第2のリブ82から第4のリブ84がダストの流れの妨げとなる。ダストが連通穴39に浸入することを抑制できる。
In addition, the
加えて、第2のリブ82から第4のリブ84が形成されたことにより、プーリ60内での空気の乱流が生じやすくなる。ダストに対しても空気の乱流による外力が作用しやすくなり、ダストは、さらに、軸受30に到達しにくくなる。ウォーターポンプ10を長寿命化させることができる。
In addition, the formation of the
なお、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。例えば、支持部40の軸受穴41の中心線L1は、水平方向に延びているとしたが、中心線L1が延びる方向はこれに限らない。中心線L1は、鉛直方向、又は、鉛直方向と水平方向との中間となる斜め方向に延びるように設定しても、本発明は同等の効果を奏する。
As long as the action and effect of the present invention is achieved, the present invention is not limited to the examples. For example, the center line L1 of the bearing
本発明のウォーターポンプは、パワーショベルや車両等のエンジンに搭載するのに好適である。 The water pump of the present invention is suitable for installation in engines of power shovels, vehicles, etc.
10…ウォーターポンプ
15…インペラ
16…メカニカルシール(シール部材)
30…軸受、30a…上端
39…連通穴
40…支持部、40a…対向面
41…軸受穴
42…小径部、43…外周面
45…大径部、44…外周面
50…回転軸
51…外側の端部(一端)
52…内側の端部(他端)
60…プーリ
61…底部、64…内面
62…筒部、68…内周面
65…筒体
66…フランジ部
67…第2の筒部、67a…内周面
70…凹部
71…第1の凹部
72…第2の凹部
73…第3の凹部
81…第1のリブ
82…第2のリブ
83…第3のリブ
84…第4のリブ
A1…第1の寸法(水平方向の重なり寸法)
A2…第2の寸法(水平方向の重なり寸法)
B1…第1の隙間の径方向の寸法
B2…第2の隙間の径方向の寸法
C1…第1の隙間
C2…第2の隙間
10...
30: bearing; 30a: upper end; 39: communication hole; 40: support portion; 40a: opposing surface; 41: bearing hole; 42: small diameter portion; 43: outer peripheral surface; 45: large diameter portion; 44: outer peripheral surface; 50: rotating shaft; 51: outer end portion (one end);
52: Inner end (other end)
60...
A2: Second dimension (horizontal overlap dimension)
B1: Radial dimension of the first gap B2: Radial dimension of the second gap C1: First gap C2: Second gap
Claims (6)
前記支持部には、前記軸受穴のなかの前記シール部材と前記軸受との間の空間と、前記支持部の外部と、を連通可能な連通穴が形成されている、ウォーターポンプにおいて、
前記支持部は、中心に前記軸受穴が形成された環状の小径部と、前記軸受穴を中心として、前記小径部の外周面よりも外周面の径が大きい環状の大径部と、を有し、
前記小径部の少なくとも一部は、前記大径部よりも前記プーリ側に位置しており、
前記プーリの筒部と、前記大径部との間には、環状の第1の隙間が形成されており、
前記プーリの底部には、第2の筒部が設けられており、この第2の筒部と、前記小径部との間には、環状の第2の隙間が形成されており、
前記プーリの前記筒部と、前記支持部の前記大径部とが互いに重なっている軸方向の寸法を第1の寸法とし、
前記第2の筒部と、前記支持部の前記小径部とが互いに重なっている軸方向の寸法を第2の寸法とすると、
前記第1の寸法は、前記第2の寸法よりも短い、ことを特徴とするウォーターポンプ。 The rotating shaft has a support portion in which a bearing hole that supports a bearing is formed, a rotating shaft that is rotatably supported by the bearing and passes through the bearing hole, a bottomed cylindrical pulley provided at one end of the rotating shaft, an impeller provided at the other end of the rotating shaft, and a seal member disposed between the impeller and the bearing,
a communication hole is formed in the support portion to allow communication between a space between the seal member and the bearing in the bearing hole and an outside of the support portion;
the support portion has an annular small diameter portion having the bearing hole formed at its center, and an annular large diameter portion having an outer circumferential surface with a diameter larger than that of an outer circumferential surface of the small diameter portion, the outer circumferential surface of the annular large diameter portion being centered on the bearing hole,
At least a portion of the small diameter portion is located closer to the pulley than the large diameter portion,
a first annular gap is formed between the cylindrical portion of the pulley and the large diameter portion,
a second cylindrical portion is provided at a bottom of the pulley, and a second annular gap is formed between the second cylindrical portion and the small diameter portion ,
a first dimension is an axial dimension of an overlap between the cylindrical portion of the pulley and the large diameter portion of the support portion,
If the axial dimension of the overlapping portion between the second cylindrical portion and the small diameter portion of the support portion is defined as a second dimension,
The water pump , wherein the first dimension is less than the second dimension .
この対向面には、前記連通穴に加えて、凹部が形成されている、ことを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のウォーターポンプ。 the support portion has an opposing surface facing the bottom portion of the pulley,
3. The water pump according to claim 1, wherein the opposing surface is formed with a recess in addition to the communication hole.
径方向を基準として、前記大径部の厚みは、前記小径部の厚みよりも薄く、
前記凹部は、前記小径部と前記大径部との間の空間により構成されている、ことを特徴とする請求項3に記載のウォーターポンプ。 the large diameter portion surrounds the small diameter portion,
A thickness of the large diameter portion is smaller than a thickness of the small diameter portion based on a radial direction,
4. The water pump according to claim 3 , wherein the recess is defined by a space between the small diameter portion and the large diameter portion.
前記対向面に形成された前記凹部の少なくとも一部は、前記軸受の上端よりも上方に位置している、ことを特徴とする請求項3~請求項5のいずれか1項に記載のウォーターポンプ。 The centerline of the bearing hole extends horizontally,
6. The water pump according to claim 3, wherein at least a portion of the recess formed in the opposing surface is located above an upper end of the bearing.
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