ウォータポンプ
【課題】一定量の漏水を確実に溜部に溜めるとともに、特に、溜部の壁面を伝わって外部へ流出しないウォータポンプを提供すること。
【解決手段】
ボデー１１に軸受１３を介して支持された回転軸１４の一端に設けられたインペラ１７と、インペラ１７と軸受１３間に設けられたメカニカルシール１８と、前記メカニカルシール１８を経て前記インペラ１７側から漏れてきた水滴をボデー１１の下方に設けられた溜部２８へと導くドレン排出孔２２と、溜部２８上部に設けられ溜部２８を大気に連通する蒸気孔２４と、を備えたウォータポンプにおいて、ドレン排出孔２２を蒸気孔２４より下方にて溜部２８に開口した。
【解決手段】
ボデー１１に軸受１３を介して支持された回転軸１４の一端に設けられたインペラ１７と、インペラ１７と軸受１３間に設けられたメカニカルシール１８と、前記メカニカルシール１８を経て前記インペラ１７側から漏れてきた水滴をボデー１１の下方に設けられた溜部２８へと導くドレン排出孔２２と、溜部２８上部に設けられ溜部２８を大気に連通する蒸気孔２４と、を備えたウォータポンプにおいて、ドレン排出孔２２を蒸気孔２４より下方にて溜部２８に開口した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水冷式エンジンに用いられるウォータポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水冷式エンジンに用いられるウォータポンプは、ボデー（１１）に軸受（１３）を介して支持された回転軸（１４）の一端にインペラ（１７）を設け、回転軸（１４）を回転させてエンジンに冷却水を循環させるものである。インペラ（１７）と軸受（１３）間に設けられたメカニカルシール（１８）と軸受（１３）との間には空間（１９）が形成されている。この空間（１９）にメカニカルシール（１８）を経てベーパ状で浸入してきた水滴が凝縮し、この凝縮した水滴をボデー（１１）の下部に設けられた溜部（２２ａ）にドレン排出孔（２２）を介して排出する。また、溜部（２２ａ）の側方には溜部（２２ａ）の一側面を塞ぐプラグ（２３）が設けられ、プラグ（２３）の上方に溜部（２２ａ）と大気とを連通する蒸気孔（２４）が設けられ、さらに、蒸気孔（２４）の途中に溜部（２２ａ）の側壁に沿って環状の溝（２７）が設けられている。（例えば、特許文献１）
あるいは、蒸気孔（２４）と、前記ドレン排出孔（２２）が前記溜部（２２ａ）に開口する開口面（２２ｂ）との間に、前記蒸気孔（２４）が前記開口面（２２ｂ）より上方となる段差部（２２ｃ）を設け、ドレン排出孔（２２）から漏れてきた水滴が蒸気孔（２４）上部表面を伝わって大気側へと流出するのを防ぐ構造のウォータポンプが開示されている。（例えば、特許文献２）
しかしながら、ウォータポンプにおけるメカニカルシールの特徴としては、回転軸とメカニカルシールとの間には隙間が形成され、どうしても多少の水滴の漏れが発生することから、メカニカルシールから漏れて凝縮した水滴が直接ドレン排出孔から流出するとボデーやその他の部品に滴れて跡がついてしまう。さらに冷却水に不凍液を使用した場合には不凍液に含まれるアルコール成分が他の部品に悪影響を及ぼすものとなり、漏れが発生しているものとしてポンプの不具合と判断されてしまう。
【０００３】
このため、上記特許文献に示される構造のウォータポンプではドレン排出孔から漏水が溜部に溜り、ある一定量だけ漏水が溜まると蒸気孔から排出されるようにするとともに、さらに、蒸気孔の途中に溜部の側壁に沿って環状の溝を設け、蒸気孔の上部表面を表面張力により伝わってゆき、蒸気孔を介して大気側へと流出しようとする漏水を溜部の下方へと導くように構造上ではしてはいるが、水滴を確実に下方に導き、溜部に漏水を溜めることが十分できないということが起こりうる。あるいは、漏れた冷却水が、ドレンへの排出口のポンプ前方側壁面を滴となって落下せず、壁を伝わり溜部に導かれる場合、冷却水は下方へ導く溝を通らずに外部に出て行く虞がある。また、溜部側壁に沿って環状に溝を設けた場合においては、漏れた冷却水が乾燥し固着して溝を満たした状態となり、冷却水が下方の溜部へ確実に導かれない虞がある。
【特許文献１】特開平１１−３３６６９９号公報
【特許文献２】特開２００２−２７１９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、一定量の漏水を確実に溜部に溜めるとともに、特に、溜部の壁面を伝わって外部へ流出しないウォータポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、
ボデーに軸受を介して支持された回転軸の一端に設けられたインペラと、
前記インペラと前記軸受間に設けられたメカニカルシールと、
前記メカニカルシールを経て前記インペラ側から漏れてきた水滴をボデーの下方に設けられた溜部へと導くドレン排出孔と、
前記溜部上部に設けられ前記溜部を大気に連通する蒸気孔と、を備えたウォータポンプにおいて、
前記ドレン排出孔は前記蒸気孔より下方にて前記溜部に開口していることを特徴としたことである。
【０００６】
また、第２の技術的手段は、第１の技術的手段において、
前記溜部は壁面が、前記回転軸の軸心を通る鉛直面より離れていることを特徴としたことである。
【０００７】
第３の技術的手段は、第１の技術的手段において、
前記ドレン排出孔の前記溜部の開口部はかえりを有していることを特徴としたことである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項1の発明によれば、ドレン排出孔は蒸気孔より下方にて溜部に開口しているので、ドレン排出孔の開口部が蒸気孔より低い位置となるため、漏水は壁を伝って直接蒸気孔に向かうことなく、確実に溜部に導くことができる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、溜部は壁面が回転軸の軸心を通る鉛直面より離れているので、ドレン排出孔の開口部を容易に溜部の側壁に形成することができる。
【００１０】
請求項３の発明によれば、ドレン排出孔の前記溜部の開口部はかえりを有しているので、漏水はドレン排出孔内において下方に導かれるため、さらに確実に溜部に導くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１において、ボデー１１はシリンダブロック１２に固定部材（例えば、ボルト等）により固定され、ボデー１１には軸受１３を介して回転軸１４が支持されている。回転軸１４の一端にはプーリブラケット１６を介して駆動プーリ１５がボルト等による固定部材により固定され、他端にはインペラ１７が圧入により固着されて、回転軸１４の回転によりインペラ１７は回転する。インペラ１７と軸受１３との間には環状のメカニカルシール１８が配設されており、メカニカルシール１８と軸受１３の間には空間１９が形成されている。この空間１９に対してメカニカルシール１８と回転軸１４間の僅かな隙間２０が存在し、隙間２０を介してベーパ状となった水滴（漏水）が冷却水の流れるインペラ側から空間１９に侵入する。
【００１３】
ボデー１１には、この水滴のうちベーパ状のものを斜め上方に逃がすベーパ排水孔２１と、凝縮した水滴を斜め下方に排出するドレン排出孔２２が形成されている。
【００１４】
このドレン排出孔２２は回転軸１４と平行に形成された溜部２８と、ボデー１１の下部において空間１９から斜め下方に連通し、ドレン排出孔２２の開口部２５は溜部２８の蒸気孔２４より下方に開口している。つまり図２に示すように、溜部２８は回転軸１４の軸心３０の真下(鉛直方向)から離れた位置に配設されているので、空間１９から斜め下方に形成したドレン排出孔２２の開口部２５は溜部２８の蒸気孔２４より下方に開口している。
【００１５】
溜部２８はインペラ１７と反対側の側部において駆動プーリ１５内に開口している開口部をプラグ２３で閉塞することにより形成されている。また、プラグ２３の上端のボデー１１には溜部２８と大気と連通する蒸気孔２４が形成されている。
【００１６】
次に、ウォータポンプの作用について説明する。このウォータポンプでは外部の駆動源の回転に伴い、駆動プーリ１５にかけられたベルト（図示せず）により回転軸１４が一体で駆動される。回転軸１４が駆動すると、回転軸１４と一体回転するインペラ１７が回転して、エンジンの各箇所に供給される冷却水が、シリンダヘッド１２内に形成された冷却水入口２６から吸入され、冷却水出口２７より排出されてエンジンの各箇所に供給される。
【００１７】
この時、メカニカルシール１８と回転軸１４との間に形成される隙間２０を通ってベーパ状の水滴が空間１９内に侵入し、ベーパ状の水滴はベーパ排出孔２１より排出される。しかし、ベーパ状から凝縮した水滴は、下側のドレン排出孔２２より溜部２８に導かれ溜められる。
【００１８】
その際、ドレン排出孔２２の開口部２５は蒸気孔２４より低い位置となるため、漏水は壁を伝って直接蒸気孔２４に向かうことなく、確実に溜部２８に導かれる。また、ドレン排出孔２２の開口部２５にはドレン排出孔２２を加工する際に、かえり２９が形成されるので漏水はまずドレン排出孔２２内において下方に導かれて溜部２８に流れ落ちることになり、一層確実に溜部２８に導かれる。また、ドレン排出孔２２の一部が溜部として機能し、溜部２８の有効容量を増やすという効果も有する。
【００１９】
一般にウォータポンプの作動時には、シリンダブロック１２は高温になっているのでボデー１１も高温になり、溜部２８に溜められた水滴は気化し、蒸気孔２４を介し蒸発していくため、溜部２８から蒸気孔２４を介して水滴が漏れ出すことはない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るウォータポンプの断面図である。（図２のＯ−Ｏ断面図）
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１１・・・ボデー
１２・・・シリンダブロック
１３・・・軸受
１４・・・回転軸
１５・・・プーリ
１６・・・プーリブラケット
１７・・・インペラ
１８・・・メカニカルシール
２１・・・ベーパ排水孔
２２・・・ドレン排出孔
２３・・・プラグ
２４・・・蒸気孔
２６・・・冷却水入口
２７・・・冷却水出口
２８・・・溜部
２９・・・かえり
３０・・・軸心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水冷式エンジンに用いられるウォータポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水冷式エンジンに用いられるウォータポンプは、ボデー（１１）に軸受（１３）を介して支持された回転軸（１４）の一端にインペラ（１７）を設け、回転軸（１４）を回転させてエンジンに冷却水を循環させるものである。インペラ（１７）と軸受（１３）間に設けられたメカニカルシール（１８）と軸受（１３）との間には空間（１９）が形成されている。この空間（１９）にメカニカルシール（１８）を経てベーパ状で浸入してきた水滴が凝縮し、この凝縮した水滴をボデー（１１）の下部に設けられた溜部（２２ａ）にドレン排出孔（２２）を介して排出する。また、溜部（２２ａ）の側方には溜部（２２ａ）の一側面を塞ぐプラグ（２３）が設けられ、プラグ（２３）の上方に溜部（２２ａ）と大気とを連通する蒸気孔（２４）が設けられ、さらに、蒸気孔（２４）の途中に溜部（２２ａ）の側壁に沿って環状の溝（２７）が設けられている。（例えば、特許文献１）
あるいは、蒸気孔（２４）と、前記ドレン排出孔（２２）が前記溜部（２２ａ）に開口する開口面（２２ｂ）との間に、前記蒸気孔（２４）が前記開口面（２２ｂ）より上方となる段差部（２２ｃ）を設け、ドレン排出孔（２２）から漏れてきた水滴が蒸気孔（２４）上部表面を伝わって大気側へと流出するのを防ぐ構造のウォータポンプが開示されている。（例えば、特許文献２）
しかしながら、ウォータポンプにおけるメカニカルシールの特徴としては、回転軸とメカニカルシールとの間には隙間が形成され、どうしても多少の水滴の漏れが発生することから、メカニカルシールから漏れて凝縮した水滴が直接ドレン排出孔から流出するとボデーやその他の部品に滴れて跡がついてしまう。さらに冷却水に不凍液を使用した場合には不凍液に含まれるアルコール成分が他の部品に悪影響を及ぼすものとなり、漏れが発生しているものとしてポンプの不具合と判断されてしまう。
【０００３】
このため、上記特許文献に示される構造のウォータポンプではドレン排出孔から漏水が溜部に溜り、ある一定量だけ漏水が溜まると蒸気孔から排出されるようにするとともに、さらに、蒸気孔の途中に溜部の側壁に沿って環状の溝を設け、蒸気孔の上部表面を表面張力により伝わってゆき、蒸気孔を介して大気側へと流出しようとする漏水を溜部の下方へと導くように構造上ではしてはいるが、水滴を確実に下方に導き、溜部に漏水を溜めることが十分できないということが起こりうる。あるいは、漏れた冷却水が、ドレンへの排出口のポンプ前方側壁面を滴となって落下せず、壁を伝わり溜部に導かれる場合、冷却水は下方へ導く溝を通らずに外部に出て行く虞がある。また、溜部側壁に沿って環状に溝を設けた場合においては、漏れた冷却水が乾燥し固着して溝を満たした状態となり、冷却水が下方の溜部へ確実に導かれない虞がある。
【特許文献１】特開平１１−３３６６９９号公報
【特許文献２】特開２００２−２７１９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、一定量の漏水を確実に溜部に溜めるとともに、特に、溜部の壁面を伝わって外部へ流出しないウォータポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、
ボデーに軸受を介して支持された回転軸の一端に設けられたインペラと、
前記インペラと前記軸受間に設けられたメカニカルシールと、
前記メカニカルシールを経て前記インペラ側から漏れてきた水滴をボデーの下方に設けられた溜部へと導くドレン排出孔と、
前記溜部上部に設けられ前記溜部を大気に連通する蒸気孔と、を備えたウォータポンプにおいて、
前記ドレン排出孔は前記蒸気孔より下方にて前記溜部に開口していることを特徴としたことである。
【０００６】
また、第２の技術的手段は、第１の技術的手段において、
前記溜部は壁面が、前記回転軸の軸心を通る鉛直面より離れていることを特徴としたことである。
【０００７】
第３の技術的手段は、第１の技術的手段において、
前記ドレン排出孔の前記溜部の開口部はかえりを有していることを特徴としたことである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項1の発明によれば、ドレン排出孔は蒸気孔より下方にて溜部に開口しているので、ドレン排出孔の開口部が蒸気孔より低い位置となるため、漏水は壁を伝って直接蒸気孔に向かうことなく、確実に溜部に導くことができる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、溜部は壁面が回転軸の軸心を通る鉛直面より離れているので、ドレン排出孔の開口部を容易に溜部の側壁に形成することができる。
【００１０】
請求項３の発明によれば、ドレン排出孔の前記溜部の開口部はかえりを有しているので、漏水はドレン排出孔内において下方に導かれるため、さらに確実に溜部に導くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１において、ボデー１１はシリンダブロック１２に固定部材（例えば、ボルト等）により固定され、ボデー１１には軸受１３を介して回転軸１４が支持されている。回転軸１４の一端にはプーリブラケット１６を介して駆動プーリ１５がボルト等による固定部材により固定され、他端にはインペラ１７が圧入により固着されて、回転軸１４の回転によりインペラ１７は回転する。インペラ１７と軸受１３との間には環状のメカニカルシール１８が配設されており、メカニカルシール１８と軸受１３の間には空間１９が形成されている。この空間１９に対してメカニカルシール１８と回転軸１４間の僅かな隙間２０が存在し、隙間２０を介してベーパ状となった水滴（漏水）が冷却水の流れるインペラ側から空間１９に侵入する。
【００１３】
ボデー１１には、この水滴のうちベーパ状のものを斜め上方に逃がすベーパ排水孔２１と、凝縮した水滴を斜め下方に排出するドレン排出孔２２が形成されている。
【００１４】
このドレン排出孔２２は回転軸１４と平行に形成された溜部２８と、ボデー１１の下部において空間１９から斜め下方に連通し、ドレン排出孔２２の開口部２５は溜部２８の蒸気孔２４より下方に開口している。つまり図２に示すように、溜部２８は回転軸１４の軸心３０の真下(鉛直方向)から離れた位置に配設されているので、空間１９から斜め下方に形成したドレン排出孔２２の開口部２５は溜部２８の蒸気孔２４より下方に開口している。
【００１５】
溜部２８はインペラ１７と反対側の側部において駆動プーリ１５内に開口している開口部をプラグ２３で閉塞することにより形成されている。また、プラグ２３の上端のボデー１１には溜部２８と大気と連通する蒸気孔２４が形成されている。
【００１６】
次に、ウォータポンプの作用について説明する。このウォータポンプでは外部の駆動源の回転に伴い、駆動プーリ１５にかけられたベルト（図示せず）により回転軸１４が一体で駆動される。回転軸１４が駆動すると、回転軸１４と一体回転するインペラ１７が回転して、エンジンの各箇所に供給される冷却水が、シリンダヘッド１２内に形成された冷却水入口２６から吸入され、冷却水出口２７より排出されてエンジンの各箇所に供給される。
【００１７】
この時、メカニカルシール１８と回転軸１４との間に形成される隙間２０を通ってベーパ状の水滴が空間１９内に侵入し、ベーパ状の水滴はベーパ排出孔２１より排出される。しかし、ベーパ状から凝縮した水滴は、下側のドレン排出孔２２より溜部２８に導かれ溜められる。
【００１８】
その際、ドレン排出孔２２の開口部２５は蒸気孔２４より低い位置となるため、漏水は壁を伝って直接蒸気孔２４に向かうことなく、確実に溜部２８に導かれる。また、ドレン排出孔２２の開口部２５にはドレン排出孔２２を加工する際に、かえり２９が形成されるので漏水はまずドレン排出孔２２内において下方に導かれて溜部２８に流れ落ちることになり、一層確実に溜部２８に導かれる。また、ドレン排出孔２２の一部が溜部として機能し、溜部２８の有効容量を増やすという効果も有する。
【００１９】
一般にウォータポンプの作動時には、シリンダブロック１２は高温になっているのでボデー１１も高温になり、溜部２８に溜められた水滴は気化し、蒸気孔２４を介し蒸発していくため、溜部２８から蒸気孔２４を介して水滴が漏れ出すことはない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るウォータポンプの断面図である。（図２のＯ−Ｏ断面図）
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１１・・・ボデー
１２・・・シリンダブロック
１３・・・軸受
１４・・・回転軸
１５・・・プーリ
１６・・・プーリブラケット
１７・・・インペラ
１８・・・メカニカルシール
２１・・・ベーパ排水孔
２２・・・ドレン排出孔
２３・・・プラグ
２４・・・蒸気孔
２６・・・冷却水入口
２７・・・冷却水出口
２８・・・溜部
２９・・・かえり
３０・・・軸心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボデーに軸受を介して支持された回転軸の一端に設けられたインペラと、
前記インペラと前記軸受間に設けられたメカニカルシールと、
前記メカニカルシールを経て前記インペラ側から漏れてきた水滴をボデーの下方に設けられた溜部へと導くドレン排出孔と、
前記溜部上部に設けられ前記溜部を大気に連通する蒸気孔と、を備えたウォータポンプにおいて、
前記ドレン排出孔は、前記蒸気孔より下方にて前記溜部に開口していることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項２】
請求項１において、
前記溜部は壁面が、前記回転軸の軸心を通る鉛直面より離れていることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項３】
請求項１において、
前記ドレン排出孔の前記溜部の開口部はかえりを有していることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項１】
ボデーに軸受を介して支持された回転軸の一端に設けられたインペラと、
前記インペラと前記軸受間に設けられたメカニカルシールと、
前記メカニカルシールを経て前記インペラ側から漏れてきた水滴をボデーの下方に設けられた溜部へと導くドレン排出孔と、
前記溜部上部に設けられ前記溜部を大気に連通する蒸気孔と、を備えたウォータポンプにおいて、
前記ドレン排出孔は、前記蒸気孔より下方にて前記溜部に開口していることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項２】
請求項１において、
前記溜部は壁面が、前記回転軸の軸心を通る鉛直面より離れていることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項３】
請求項１において、
前記ドレン排出孔の前記溜部の開口部はかえりを有していることを特徴とするウォータポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−３２４０６（Ｐ２００７−３２４０６Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１６３１０（Ｐ２００５−２１６３１０）
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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