水泵的制作方法

1.本发明涉及由带轮驱动的水泵。


背景技术：

2.用于冷却发动机的冷却水通过水泵进行循环。作为关于水泵的现有技术，有专利文献1公开的技术。
3.专利文献1公开的水泵具有：支撑部，其在水平方向上形成有支撑轴承的轴承室；叶轮驱动轴，其由轴承支撑而能旋转，并且贯通轴承室；带轮，其设置在叶轮驱动轴的一端，由带驱动；叶轮，其设置在叶轮驱动轴的另一端；以及机械密封件，其设置在叶轮与轴承之间。当由带驱动带轮时，设置于叶轮驱动轴的叶轮旋转，冷却水被送出。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：实开平3
‑
65891号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的问题
8.带轮呈有底筒状，包围环状的支撑部。在支撑部的外周面与带轮的筒部的内周面之间形成有环状的间隙。
9.在水泵工作的使用环境下，有时尘土、尘埃、泥、沙、水、油(以下称为灰尘)会浸入形成在带轮与支撑部之间的环状的间隙。若浸入的灰尘到达轴承的内部，则轴承的寿命会变短。
10.在支撑部的外周面设置有圆板状的分隔板。通过设置分隔板，带轮与支撑部之间的间隙变窄，能够抑制灰尘浸入带轮的内部。
11.该分隔板通过压入或铆接等固定到支撑部的外周面。如上所述，支撑部是支撑轴承的部位。若在分隔板的压入或铆接等之际外力作用于支撑部，则有可能会对轴承施加负荷而导致轴承的寿命下降。
12.本发明以提供使水泵长寿命化的技术为课题。
13.用于解决问题的方案
14.根据本方案1的发明，提供一种水泵，其具有：支撑部，其形成有支撑轴承的轴承孔；旋转轴，其由上述轴承支撑而能旋转，并且贯通上述轴承孔；有底筒状的带轮，其设置于该旋转轴的一端；叶轮，其设置于上述旋转轴的另一端；以及密封构件，其配置在该叶轮与上述轴承之间，
15.在上述支撑部形成有能将上述轴承孔中的上述密封构件与上述轴承之前的空间和上述支撑部的外部连通的连通孔，
16.上述水泵的特征在于，
17.上述支撑部具有：环状的小径部，在其中心形成有上述轴承孔；以及环状的大径
部，其以上述轴承孔为中心，外周面的直径比上述小径部的外周面的直径大，
18.上述小径部的至少一部分位于比上述大径部靠上述带轮侧的位置，
19.在上述带轮的筒部与上述大径部之间形成有环状的第1间隙，
20.在上述带轮的底部设置有第2筒部，在该第2筒部与上述小径部之间形成有环状的第2间隙。
21.如本方案2所述，优选地，若将上述带轮的上述筒部与上述支撑部的上述大径部相互重叠的轴向的尺寸作为第1尺寸，
22.将上述第2筒部与上述支撑部的上述小径部相互重叠的轴向的尺寸作为第2尺寸，则
23.上述第1尺寸比上述第2尺寸短。
24.如本方案3所述，上述第1间隙和上述第2间隙中的至少任意一方的径向的尺寸设定为以上述轴承孔的中心线延伸的方向为基准随着去往上述叶轮侧而变窄。
25.如本方案4所述，上述支撑部具有与上述带轮的上述底部相对的相对面，在该相对面除了形成有上述连通孔以外，还形成有凹部。
26.如本方案5所述，上述大径部包围上述小径部，以径向为基准，上述大径部的厚度比上述小径部的厚度薄，上述凹部是利用上述小径部与上述大径部之间的空间而构成的。
27.如本方案6所述，从上述小径部的外周面到上述大径部的内周面形成有多个肋。
28.如本方案7所述，上述轴承孔的中心线在水平方向上延伸，形成于上述相对面的上述凹部的至少一部分位于比上述轴承的上端靠上方的位置。
29.发明效果
30.在方案1中，水泵具有：支撑部，其支撑旋转轴；以及有底筒状的带轮，其设置于旋转轴的一端。支撑部具有：环状的小径部，在其中心形成有轴承孔；以及环状的大径部，其外周面的直径比小径部的外周面的直径大。
31.小径部的至少一部分位于比大径部靠带轮侧的位置。在带轮的筒部与大径部之间形成有环状的第1间隙。在带轮的底部设置有第2筒部。在该第2筒部与小径部之间形成有环状的第2间隙。
32.即，在带轮与支撑部之间形成有抑制灰尘的浸入的2个间隙。因此，灰尘不易到达轴承的内部。
33.另外，第2筒部设置在带轮的底部。第2筒部未嵌合到支撑部，因此不会对支撑部施加外力。结果是，不会对设置于支撑部的轴承施加负荷。因此，能实现轴承的长寿命化。
34.另外，第2筒部设置于作为旋转体的带轮。当带轮旋转时，第2筒部也旋转。在第2筒部与支撑部的小径部之间的第2间隙，易于发生空气的流动。灰尘不易浸入第2间隙。
35.在方案2中，将带轮的筒部与支撑部的大径部相互重叠的轴向的尺寸作为第1尺寸。将设置于带轮的第2筒部与小径部相互重叠的轴向的尺寸作为第2尺寸。第1尺寸比第2尺寸短。
36.另外，第1间隙是灰尘向带轮的内部的入口并且也是浸入到内部的灰尘的出口。通过缩短第1尺寸，即使在灰尘从第1间隙浸入到带轮内部的情况下，灰尘也易于从第1间隙向带轮外部排出。
37.在方案3中，第1间隙和第2间隙中的至少任意一方的径向的尺寸设定为以轴承孔
的中心线延伸的方向为基准随着去往叶轮侧而变窄。由于作为灰尘浸入的一侧的叶轮侧的间隙设定得窄，因此能够抑制灰尘的浸入。能够使水泵长寿命化。
38.在方案4中，从第1间隙浸入的灰尘有时会到达与带轮的底部相对的相对面的边缘。带轮呈有底筒状，当带轮旋转时，会在带轮内部发生空气的流动。因此，由空气的流动引起的径向外侧的外力也作用于灰尘。在相对面除了形成有连通孔以外，还形成有凹部。灰尘之中，也有进入凹部的灰尘。进入到凹部的灰尘会从轴承分离。能够使灰尘远离轴承，灰尘不易浸入轴承。
39.即使在进入到凹部的灰尘朝向轴承移动的情况下，与灰尘在未形成有凹部的平面上移动的情况相比，其到达轴承为止的移动距离的长度也会变长。灰尘不易到达轴承。
40.根据与上述同样的理由，灰尘不易到达连通孔的出口。如此，能够使水泵长寿命化。
41.在方案5中，以小径部和大径部的径向为基准，大径部的厚度比小径部的厚度薄。凹部是利用小径部与大径部之间的空间而构成的。因此，能够在小径部与大径部之间形成更大的凹部。灰尘更加易于浸入凹部。能够使灰尘从轴承分离，灰尘不易到达轴承。能够使水泵长寿命化。
42.在方案6中，从小径部的外周面到大径部的内周面形成有多个肋。即，利用小径部与大径部之间的空间而构成的凹部被多个肋划分。因此，在进入到凹部的灰尘顺着凹部的表面朝向连通孔移动的情况下，肋会妨碍灰尘的移动。能够抑制灰尘接近连通孔。
43.另外，通过形成肋，当带轮旋转时，带轮内的空气易于发生湍流。由空气的湍流引起的外力易于作用于灰尘，灰尘更加不易到达轴承。能够使水泵长寿命化。
44.在方案7中，轴承孔的中心线在水平方向上延伸，形成于相对面的上述凹部的至少一部分位于比上述轴承的上端靠上方的位置。即使在灰尘由于重力的作用而朝向轴承移动的情况下，灰尘也会进入形成于轴承的上端的凹部，因此灰尘不易到达轴承。结果是，灰尘不易浸入轴承，能够使水泵长寿命化。
附图说明
45.图1是本发明的实施例的水泵的截面图。
46.图2是图1所示的水泵的分解立体图。
47.图3是说明图2所示的水泵的支撑部的图。
48.图4是将图1所示的水泵的一部分放大的图。
49.附图标记说明
50.10
…
水泵
51.15
…
叶轮
52.16
…
机械密封件(密封构件)
53.30
…
轴承、30a
…
上端
54.39
…
连通孔
55.40
…
支撑部、40a
…
相对面
56.41
…
轴承孔
57.42
…
小径部、43
…
外周面
58.45
…
大径部、44
…
外周面
59.50
…
旋转轴
60.51
…
外侧的端部(一端)
61.52
…
内侧的端部(另一端)
62.60
…
带轮
63.61
…
底部、64
…
内面
64.62
…
筒部、68
…
内周面
65.65
…
筒体
66.66
…
凸缘部
67.67
…
第2筒部、67a
…
内周面
68.70
…
凹部
69.71
…
第1凹部
70.72
…
第2凹部
71.73
…
第3凹部
72.81
…
第1肋
73.82
…
第2肋
74.83
…
第3肋
75.84
…
第4肋
76.a1
…
第1尺寸(水平方向的重叠尺寸)
77.a2
…
第2尺寸(水平方向的重叠尺寸)
78.b1
…
第1间隙的径向的尺寸
79.b2
…
第2间隙的径向的尺寸
80.c1
…
第1间隙
81.c2
…
第2间隙
具体实施方式
82.以下，基于附图来说明本发明的实施方式。
83.＜实施例＞
84.图1示出实施例的水泵10。该水泵10使得用于冷却发动机11的冷却水进行循环。水泵10例如通过紧固构件13固定到挖掘机等重型机械或车辆等的发动机缸体12。
85.参照图1、图2。水泵10的壳体20是铸造产品，包括：板状的固定部22，其形成有供紧固构件13贯通的多个(例如5个)紧固孔21；以及支撑部40，其形成有支撑轴承30的轴承孔41。
86.支撑部40的轴承孔41的中心线l1在水平方向上延伸。在固定部22的内面(发动机缸体12侧的面)形成有冷却水的流路23。在壳体20与发动机缸体12的侧面14之间设置有密封构件24。
87.以下，“内侧(in)”是指以水平方向为基准的后述的叶轮15侧，“外侧(ou)”是指后述的带轮60侧。“下方(dn)”是指竖直下方，“上方(up)”是指竖直上方。
88.轴承30包括：环状构件31，其嵌合于轴承孔41；以及圆柱状的滚动体32和球状的滚
动体33，其配置在环状构件31的内侧。
89.在支撑部40的轴承孔41设置有由轴承30支撑而能旋转的旋转轴50。该旋转轴50在轴向上贯通轴承孔41。在旋转轴50的外侧的端部51(一端)设置有由带驱动的带轮60。在旋转轴50的内侧的端部52(另一端)设置有叶轮15。当带轮60被驱动时，设置于旋转轴50的叶轮15旋转，冷却水经过流路23被送出。
90.在叶轮15与轴承30之间设置有机械密封件16(密封构件)。机械密封件16填埋旋转轴50与轴承孔41的间隙，抑制冷却水浸入轴承孔41的内部。省略机械密封件16的详细说明。也可以采用衬垫、油封等密封构件来代替机械密封件16。
91.带轮60整体上呈有底筒状，包括圆板状的底部61和从底部61的周缘61a向内侧延伸的中空圆筒形状的筒部62(第1筒部)。在底部61形成有旋转轴50的外侧的端部51被压入而被固定的固定孔63。
92.在底部61的内面64设置有筒体65。筒体65包括：环状的凸缘部66，其焊接到带轮60的底部61的内面64；以及中空圆筒形状的第2筒部67，其从凸缘部66的径向内侧的内周缘66a向内侧延伸。此外，第2筒部67也可以与带轮60构成为一体。
93.参照图3。在从沿着中心线l1的方向(也称为轴向)观看时，支撑部40具有：环状的小径部42，在其中心形成有轴承孔41；以及环状的大径部45，其外周面44的直径比小径部42的外周面43的直径大。
94.大径部45以中心线l1为中心包围小径部42。以小径部42和大径部45的径向为基准，大径部45的厚度t1比小径部42的厚度t2薄(t1＜t2)。
95.参照图1。小径部42的端面46位于比大径部45的端面47靠外侧(带轮侧)的位置。大径部45的外周面44以随着去往外侧而外周面44的直径变小的方式倾斜(倾斜角θ1)。同样地，小径部42的外周面43以随着去往外侧而外周面43的直径变小的方式倾斜(倾斜角θ2)。
96.参照图3。将由小径部42的外周面43、大径部45的内周面48以及固定部22的底面25围成的环状的空间作为凹部70。该凹部70由以下说明的多个(例如4组)肋81～84划分为6个。肋81～84从小径部42的外周面43到大径部45的内周面48放射状地形成。肋81～84在周向上相互等间隔地定位。
97.将肋81～84中的从小径部42的外周面43的下端43a向下方延伸的肋作为第1肋81。第1肋81呈块状，周向的尺寸设定得比其它肋82～84厚。
98.参照图1、图3。在第1肋81形成有能将轴承孔41中的机械密封件16与轴承30之间的空间38和支撑部40的外部连通的连通孔39。连通孔39包括：第1孔35，其从空间38向径向外侧延伸；以及第2孔36，其与该第1孔35连通并且向外侧延伸。连通孔39的出口位于第1肋81的端面86。
99.将肋82～84中的从小径部42的外周面43向斜下方延伸的肋作为第2肋82、82，从小径部42的外周面43向斜上方延伸的肋作为第3肋83、83，从小径部42的外周面43的上端43b向上方延伸的肋作为第4肋84。
100.第4肋84包括：圆柱部91，其位于径向的大致中央；内壁部92，其位于比圆柱部91靠径向内侧的位置；以及外壁部93，其位于比圆柱部91靠径向外侧的位置。
101.内壁部92的端面94位于比圆柱部91的端面95靠内侧的位置。外壁部93的端面96随着去往径向外侧而向内侧倾斜。圆柱部91的端面95是将壳体20从金属模具分离时被按压的
面。
102.此外，第2肋82和第3肋83是与第4肋84相同大小/形状的肋。省略说明。而且，除了构成连通孔39的第1肋81之外，也可以不设置第2肋82～第4肋84。
103.参照图3。当以与中心线l1正交且在竖直方向上延伸的线l2为基准时，支撑部40是左右对称的构成。以下，说明比线l2靠右侧的构成。此外，该说明也适用于比线l2靠左侧的构成。
104.将第1肋81与第2肋82之间的空间38作为第1凹部71。将第2肋82与第3肋83之间的空间38作为第2凹部72。将第3肋83与第4肋84之间的空间38作为第3凹部73。该说明也适用于比线l2靠左侧的构成。省略说明。
105.参照图2。将小径部42的外周面43中的构成第1凹部71的一部分的面作为第1弯曲面74，构成第2凹部72的一部分的面作为第2弯曲面75，构成第3凹部73的一部分的面作为第3弯曲面76。将小径部42的外周面43中的比肋81～84靠外侧的面作为环状面77。也可以说环状面77是不构成凹部70的面。
106.参照图4。在带轮60的筒部62的内周面68与大径部45的外周面44之间形成有环状的第1间隙c1。环状面77位于比大径部45的外周面44靠外侧(ou)的位置。在第2筒部67的内周面67a与小径部42的环状面77之间形成有环状的第2间隙c2。
107.大径部45的外周面44以随着去往内侧(叶轮15侧)而外周面44的直径变大的方式倾斜(倾斜角θ(参照图1))。因此，第1间隙c1的径向的尺寸b1随着去往内侧(叶轮15侧(参照图1))而变窄。在内侧窄，在外侧(带轮60侧)宽。由于在灰尘浸入的一侧窄，因此能够抑制灰尘的浸入。小径部42的外周面43也同样地倾斜，起到与上述同样的效果。而且，小径部42的外周面43以随着去往内侧(叶轮15侧)而外周面43的直径变大的方式倾斜(倾斜角θ2(参照图1))。因此，第2间隙c2的径向的尺寸b2随着去往内侧(叶轮15侧(参照图1))而变窄。在内侧窄，在外侧(带轮60侧)宽。由于在灰尘浸入的一侧窄，因此能够抑制灰尘的浸入。
108.以水平方向(旋转轴50的中心线l1延伸的方向)为基准，将带轮60的筒部62与支撑部40的大径部45相互重叠的尺寸作为第1尺寸a1。将第2筒部67与小径部42相互重叠的尺寸作为第2尺寸a2。第1尺寸a1比第2尺寸a2短。
109.第2筒部67位于比圆柱部91靠旋转轴50的径向内侧的位置。因此，能够缩短水泵10的轴向的尺寸。第2筒部67的端面69位于比大径部45的端面47靠轴向外侧(ou)的位置。同样地，端面69位于比端面94～96靠轴向外侧(ou)的位置。此外，也可以是第2筒部67与圆柱部91在旋转轴50的轴向上重叠的构成(参照线l3)。
110.参照图1、图3。作为补充，轴承孔41、小径部42、大径部45、旋转轴50、带轮60、第2筒部67按以中心线l1为中心的同心圆状定位。
111.说明实施例的效果。
112.参照图4。在带轮60的筒部62的内周面68与大径部45的外周面44之间形成有环状的第1间隙c1。在带轮60的底部61设置有筒体65。在该筒体65的第2筒部67与小径部42之间形成有环状的第2间隙c2。即，在带轮60与支撑部40之间形成有抑制灰尘的浸入的2个间隙c1、c2。因此，灰尘不易到达轴承30的内部。
113.另外，第2筒部67设置在带轮60的底部61。第2筒部67未嵌合到支撑部40，因此不会对支撑部40施加外力。结果是，不会对设置于支撑部40的轴承30施加负荷，因此能够使轴承
30长寿命化。
114.另外，第2筒部67设置于作为旋转体的带轮60。当带轮60旋转时，第2筒部67也旋转。在第2筒部67与支撑部40的小径部42之间的第2间隙c2，易于发生空气的流动。灰尘不易浸入第2间隙c2。
115.另外，第1尺寸a1比第2尺寸a2短。第1间隙c1是灰尘向带轮60的内部的入口并且也是浸入到内部的灰尘的出口。通过缩短第1尺寸a1，即使在灰尘从第1间隙c1浸入到带轮60内部的情况下，灰尘也易于从第1间隙c1向带轮60外部排出。此外，第1间隙c1的径向的尺寸b1在最内侧为最小。将该最小的尺寸作为尺寸b11。第2间隙c2的径向的尺寸b2在最外侧为最大。将该最大的尺寸作为尺寸b21。例如，当将尺寸b11设定得比尺寸b21大时(b11＞b21)，即使在灰尘从第1间隙c1浸入到带轮60内部的情况下，灰尘也易于从第1间隙c1向带轮60外部排出。
116.参照图1。另外，大径部45的外周面44以随着去往外侧(带轮60侧)而外周面44的直径变小的方式倾斜(倾斜角θ)。因此，附着到外周面44中的比中心线l1靠下方的面的灰尘会朝向内侧移动，从而与轴承30分离。灰尘不易浸入轴承30。
117.说明其它效果。
118.参照图1、图3。在带轮60的筒部62与支撑旋转轴50的支撑部40之间形成有环状的第1间隙c1。
119.将支撑部40中的与带轮60的底部61相对的端面作为相对面40a(可以说，相对面40a包含小径部42的端面46、大径部45的端面47、以及第1肋81的端面86～第4肋84的端面89。)。在灰尘浸入的情况下，有时灰尘会到达相对面40a的边缘(大径部45的端面47)。
120.在相对面40a除了形成有连通孔39以外，还形成有凹部70。凹部70之中，包含位于比轴承30的上端30a靠上方(参照线l4)的位置的第3凹部73。相对面40a面向水平方向，因此灰尘朝向下方移动。但是，带轮60呈有底筒状，当带轮60旋转时，会在带轮60内部发生空气的流动。
121.不仅是重力，由空气的流动引起的外力也作用于灰尘。灰尘之中，也有进入第3凹部73(凹部70)的灰尘。进入到第3凹部73的灰尘会从轴承30分离。能够使灰尘在水平方向上远离轴承30，灰尘不易浸入轴承30。
122.即使在进入到第3凹部73(凹部70)的灰尘朝向轴承30移动的情况下，与灰尘在未形成有第3凹部73(凹部70)的平面移动的情况相比，其到达轴承30为止的移动距离也会变长。灰尘不易到达轴承30。
123.根据与上述同样的作用，灰尘也不易到达连通孔39的出口。如此，能够使水泵10长寿命化。
124.另外，大径部45的径向的厚度t1比小径部42的厚度t2薄。因此，能够在小径部42与大径部45之间形成更大的凹部70。灰尘更加易于浸入凹部70。能够使灰尘从轴承30分离，灰尘不易到达轴承30。能够使水泵10长寿命化。
125.另外，凹部70由第1肋81～第4肋84划分，而且第2肋82～第4肋84位于比连通孔39靠上方的位置(参照线l5)。即使在进入到凹部70的灰尘顺着凹部70的表面朝向连通孔39移动的情况下，第2肋82至第4肋84也会妨碍灰尘的流动。能够抑制灰尘浸入连通孔39。
126.另外，通过形成第2肋82至第4肋84，带轮60内的空气易于发生湍流。由空气的湍流
引起的外力也易于作用于灰尘，灰尘更加不易到达轴承30。能够使水泵10长寿命化。
127.此外，只要起到本发明的作用和效果即可，本发明并不限于实施例。例如，支撑部40的轴承孔41的中心线l1设为在水平方向上延伸，但是中心线l1延伸的方向不限于此。即使中心线l1设定为在竖直方向或处于竖直方向与水平方向的中间的斜向上延伸，本发明也会起到同等的效果。
128.工业上的可利用性
129.本发明的水泵适合搭载于挖掘机、车辆等的发动机。