[发明专利]水泵中的叶轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泵中的叶轮，通过在引擎转速为低旋转区域时使排出流量比率一定而维持排出性能，在引擎转速为高旋转区域时使排出流量比率降低。另外，在本说明书中，排出流量是指水泵实际排出的单位时间的冷却水的流量，排出性能是指单位转速的排出流量。

背景技术

近年来，对车辆低燃费化的要求日益提高。为此，对车辆所搭载的各构成零部件高效率化的要求也在日益提高。在车辆所搭载的构成零部件之中，水泵是具有对引擎、各种电子电路、加热器芯体等的温度进行调整并保持在最佳温度这样一种重要功能的部件。按大类分，该水泵有机械驱动式水泵和电驱动式水泵两大类。虽然电驱动式水泵近年来使用量在增加，但由于价格高，因而现状是作为使用比例，机械驱动式水泵所占的比例更大。

一般来说，冷却引擎所需要的冷却水的循环量在从相对于引擎转速的比率来看的情况下，与高旋转区域相比，低、中旋转区域的比率有增高的倾向。这是为了抑制低、中旋转区域的爆震的缘故。因此，在引擎转速低的区域，虽然绝对值小但需要相对较大比例的冷却水流量。

反之，在引擎转速高的区域，虽然绝对值大但所需要的冷却水的流量不会增大到成正比的程度。此外，若冷却水的流量过大，还存在着发生气蚀的可能性。但是，水泵的排出流量通常是与转速成正比的。应对这种冷却水流量要求的水泵在专利文献1（特开平7-208393）中已公开。专利文献1（特开平7-208393）所公开的水泵这样构成，叶轮的中心部为板簧支撑部25，在靠近叶轮的内周，各叶片的每一片上配置有可变形的板簧24，板簧24的一端支撑在叶片13上，板簧24的另一端支撑在支撑部25上，在靠近叶轮的外周，配置有作为虽然不变形但可移动的结构体的叶片13。

水泵的叶轮转速越高，叶片13的旋转速度也越高，因而作用在叶片13上的水压的力也越大，叶片13向旋转方向的反方向发生摆动。具体地说，若参照专利文献1的图2，则叶片13从实线位置向虚线位置移动。因此，水泵的叶轮转速越高叶片13的外径变得越小，尽管水泵的排出流量的绝对值大，但与转速增长的比例相比要少。通过这样的控制，谋求在引擎转速在低旋转区域时保证冷却水的流量、在引擎转速在高旋转区域时减少无用功及抑制气蚀。本说明书中的叶片的外径是指从叶片的最外周经过的假想圆的外径。

但是，专利文献1（特开平7-208393）所公开的水泵还存在着如下问题。该水泵的叶片13要承受水压的力，由该水压的力与板簧24的力的平衡决定叶片13的摆动的量，而板簧24和叶片13的单个的特性、形状总是存在差异的，因而就叶片13的摆动的量（倾斜角度）而言各个叶片13也各自不同。当就叶片13的摆动的量而言各个叶片13各自不同时，更加使作用在各个叶片13上的水压的力产生差异，由此形成更加使叶片13的摆动的量产生差异的恶性循环。这样，存在着各个叶片13的摆动的量存在差异时，水泵的排出性能也产生差异，难以达到所希望的排出性能的缺点。

再列举专利文献2（特开平10-122177）所公开的水泵，该水泵的结构不是像专利文献1（特开平7-208393）所公开的水泵那样靠水压的力使叶轮移动，而是靠水温使叶轮移动，但各个叶片的移动量均一。在专利文献2（特开平10-122177）的水泵2中，在一片活动板13上设置有与叶片的片数相同数量的直状狭缝16，销14a卡合在该直状狭缝16上的泵叶轮14能够在直状狭缝16内移动，并且得到枢轴支撑而能够以销14a为中心旋转。此外，在泵叶轮14的上游且中心配置有双金属（感热驱动源）15，双金属15在冷却水的温度作用下发生变形而将弹簧力赋予活动板13。

双金属15因冷却水温度的高低而进行伸缩，活动板13随之向旋转方向转动。由于泵叶轮14与活动板13相连，因而随着活动板13转动泵叶轮14也移动。具体地说，冷却水温度高时，使泵叶轮14向径向的外侧移动，因而泵叶轮14的外径增大，水泵的排出性能提高。冷却水温度低时，使泵叶轮14向内周一侧移动，因而泵叶轮14的外径减小，水泵的排出性能降低。