JP2007138939A - ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンには、冷却系統が備え付けられており、そのような冷却系統は、冷却系統内で冷却剤を運ぶように設計された冷却剤ポンプを提供する。
【解決手段】 エンジンにおいて冷却剤を運ぶように設計されたポンプであって、エンジンの駆動部材を引っ張るように設計された張力調節部材（４）が一体化されているポンプ（２）である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ポンプ、張力調節部材、およびエンジンに関する。

エンジンには、典型的には、冷却系統が備え付けられており、そのような冷却系統は、冷却系統内で冷却剤を運ぶように設計された冷却剤ポンプを含む。冷却剤ポンプは、この目的のため、エンジンのチェーンまたはベルトによって駆動される。

本発明は、請求項１の特徴を有するポンプ、請求項９の特徴を有するポンプ、請求項１９の特徴を有する張力調節部材、および請求項２１の特徴を有するエンジンを提供する。

本発明の請求項１に記載のポンプは、エンジンにおいて冷却剤を運ぶように設計されている。エンジンの駆動部材に引っ張りを加えるように設計された張力調節部材が、このポンプに一体化されている。

したがって、エンジンまたは内燃機関の冷却系統において冷却剤を運ぶためのポンプであって、一体化された機能を有するポンプが提供される。エンジンのいくつかの軸の周囲に巻き付けられ、さらにポンプを駆動するようにも設計されている駆動部材を、ポンプの張力調節部材によって引っ張ることができる。張力調節部材は、駆動部材の動作の最中に生じる長さの変化を補償することができる。

張力調節部材を、ポンプのポンプ・ハウジングに挿入することが可能である。これにより、ポンプに張力調節部材を後付けの追加として備えることが、容易に可能である。しかしながら、張力調節部材を、ポンプ、好ましくはポンプ・ハウジングの一体の一部として構成してもよい。

張力調節部材のポンプへの取り入れは、例えば油圧要素（Hｙｄｒｏｅｌｅｍｅｎｔ）によって実行できる。張力調節部材がポンプ・ハウジングに挿入されている場合には、張力調節部材にエンジンの主要な油通路から加圧油を供給するための工程がとられる。

駆動部材によって回転させられる駆動ホイールへと接続されたポンプの軸が、好ましくは流体式の滑り軸受に取り付けられる。この滑り軸受は、主要な油通路へと接続された第１の孔を通じて潤滑される。ポンプ・ハウジング内のこの第１の孔は、エンジンのシリンダ・クランク・ケースの主要な油通路を、ポンプの補助的な油通路へと接続している。

使用されている冷却剤に応じて、ポンプを、冷却剤ポンプとして、あるいはウォーター・ポンプとして構成できる。次いで、駆動部材が、エンジンの主要な制御アセンブリの構成要素として構成される。この駆動部材は、チェーンまたはベルト、特には歯付きベルト、Ｖベルト、またはフラットベルトの形態をとることができる。

ポンプは、好ましくは、滑り軸受上に取り付けられた軸を有する。軸の一端に、通常は、駆動部材と協働する駆動ホイールが存在しており、エンジンが動作しているとき、駆動ホイールによって軸が回転する。

さらに閉鎖型のポンプ車を、張力調節部材を一体に備えるポンプに、一体化させることができる。この閉鎖型のポンプ車は、好ましくは、軸のもう一方の端部に取り付けられ、回転する軸と一緒に回転し、エンジンの冷却に必要とされる冷却剤の体積の流れを届ける。

本発明の請求項９によるポンプは、エンジンにおいて冷却剤を運ぶように構成されている。このポンプには、閉鎖型のポンプ車が一体化されている。

ポンプ車が閉じられているため、ポンプにおいて最適なすき間の状況が得られる。閉鎖型のポンプ車は、製造が容易である。

ポンプは、好ましくはエンジンの冷却系統の一部として構成される。ポンプを備えるこの冷却系統の動作の際に、冷却剤または冷却用の液体が、回転しているポンプ車へと軸方向に流れることができる。

ポンプ車の背中側に、ワッシャを設けることができる。さらに、面シールによって、このワッシャをポンプ車へと押し付けることができる。例えば回転式のワッシャとして構成できるこのワッシャのおかげで、ポンプ車を、さらなる機械加工の必要なく、仕上がりの形状に製造することができる。

閉じられたホイールとしてのポンプ車の好ましい構成のおかげで、すき間を、エンジンのシリンダ・クランク・ケースにおける円柱形の機械加工によって、極めて容易かつ正確に形成することができ、ポンプにおいて最適なすき間の状況を得ることができる。ポンプ車の背中側のワッシャが面シールによってポンプ車へと押し付けられているという事実ゆえ、ワッシャとポンプ車との間の機械的な接続の必要が存在しない。ワッシャの使用は、閉鎖型のポンプ車を容易にポンプに設置できることを意味している。

さらなる特徴によれば、軸が、好ましくは流体式の滑り軸受に半径方向に取り付けられており、この滑り軸受に、エンジンのシリンダ・クランク・ケースから主要な油通路によって加圧油が供給されている。したがって、安価な取り付けを、ポンプの軸にもたらすことができる。この配置構成は、閉鎖型のポンプ車のポンプ・ハウジングへの適合を向上させる。通常は、この種のポンプにおいて軸は軸方向にシールされ、これが問題の多い軸の軸方向の遊びをもたらし得る。本発明のポンプにおいては、これが、軸を半径方向に封じる半径方向のシールによって回避される。

ポンプの駆動ホイールまたはポンプ車は、エンジンの主要な制御アセンブリからの駆動部材によって駆動することができる。ポンプは、例えば螺旋状の形状を有し、エンジンのシリンダ・クランク・ケースのＶ字の空間に配置される。

製造または組み立てのため、ポンプ車および駆動ホイールを、状況に応じて時計回りまたは反時計周りであるが、ポンプが運転されているときの軸の回転方向と反対のねじ山によって、軸へとねじ止めすることができる。

さらなる特徴によれば、軸の軸方向の軸受が、軸と駆動ホイールとの間に配置された滑り軸受のフランジによってもたらされる。この場合、逃がし孔が同時に、ポンプ車側においてこの軸方向の軸受のための潤滑ポケットを形成する。さらに、このポンプは、主要な油孔のための蓋を有することができる。さらに、主要な油の流れに適切な分布をもたらすことができる。

さらにポンプは、ポンプ・カバーを有してもよく、このポンプ・カバーが、ポンプのポンプ室を閉じるように設計される。

１つの特徴によれば、さらに請求項９によるポンプが、モータの駆動部材を引っ張るように設計された張力調節部材を自体に一体化させて有する。

したがって、このポンプは、エンジンの制御アセンブリの駆動部材と協働する少なくとも１つの構成要素を有することができる。この少なくとも１つの構成要素は、駆動部材の引っ張りをもたらすための張力調節部材として、および／または駆動部材によって駆動されるポンプ車として、構成される。構成要素の機能の高度な一体化を、本発明のポンプによって達成することができる。

これら上述の２つの構成要素のどちらをポンプが含むかにかかわらず、ポンプは、軸シールによってポンプの油チャンバから隔てられた漏れチャンバを有することができる。

この漏れチャンバは、好ましくは、Ｏリングによって油チャンバおよび水チャンバから封じられている。さらに、漏れチャンバを、孔によって、あるいはポンプ・ハウジングとエンジンのシリンダ・クランク・ケースとの間の環状のチャンバを通じて、外部へと通気することができる。

ポンプ内の面シールの不良の場合には、通気孔として設けられたシリンダ・クランク・ケースの孔において冷却剤が逃げることで、これを検出することができる。したがって、故障が不良の面シールによって生じたか、あるいは不良の半径方向の軸シールによって生じたかにかかわらず、エンジンを分解することなく不良の位置を突き止めることができる。このような検出は、エンジンおよび／またはポンプの内部の漏れ通路の適切な配置構成によって、容易にされる。

ポンプは、例えばウォーター・ポンプとして構成される。エンジンの冷却系統において使用される冷却剤が、例えば水と不凍液などの冷却剤との混合物である場合、このポンプは、冷却剤ポンプとして構成される。

ポンプを備える冷却系統が、あらゆる動作条件のもとでエンジンまたは内燃機関の充分な冷却性能を保証する。

冷却系統の内部の冷却剤を運ぶためのポンプは、通常は、駆動部材としての歯付きベルトまたはポリＶベルトあるいはチェーンによって、機械的に駆動される。本発明によってポンプに一体化された張力調節部材は、エンジンの駆動部材を、特定の動作状況にとって適切である程度にまで引っ張る。

したがって、駆動部材が、エンジンのあらゆる動作状況において充分に強く引っ張られ、周囲に駆動部材が巻き付けられているエンジンの軸のそれぞれのホイールの間で、回転運動を効率的に伝達することができる。

全体として、特定の実施形態にかかわらず、ポンプが、統合された機能を備えて内燃機関のために冷却剤を運ぶために設けられ、このポンプは、以下の構成要素のうちの少なくとも１つ、すなわち張力調節部材、閉鎖型のポンプ車、および／または漏れチャンバのうちの少なくとも１つを取り入れている。

本発明による張力調節部材は、エンジンの駆動部材を引っ張るように構成され、このエンジンにおいて冷却剤を運ぶように構成されたポンプに一体化されている。

この張力調節部材は、駆動部材の設計に応じて、チェーン・テンショナまたはベルト・テンショナとして構成できる。

本発明によるエンジンは、考えられる実施形態の１つにおいて、駆動部材および本発明によるポンプを含むことができる。したがって、このエンジンの駆動部材が、ポンプの少なくとも１つの構成要素と協働する。このポンプの少なくとも１つの構成要素を、ポンプに一体化された張力調節部材として構成でき、駆動部材が張力調整部材と協働する、および／または、ポンプの少なくとも１つの構成要素を、ポンプに一体化されたポンプ車として構成でき、駆動部材がこのポンプ車と協働する。

本発明のさらなる特徴および実施形態が、詳細な説明および添付の図面から明らかになるであろう。

上述した特徴および以下で説明される特徴が、説明される特定の組み合わせにおいて使用可能であるだけでなく、本発明の範囲から離れることなく、その他の組み合わせにおいても使用でき、あるいは単独でも使用できることを、理解すべきである。

本発明を、図面に示されている例示としての実施形態によって概略的に示し、図面を参照しながら以下で詳しく説明する。

図面は、同一の参照番号を同一の構成要素を指すべく使用して、まとめて重複する様式で説明される。

図１は、ポンプ２またはウォーター・ポンプを概略図で示す。このポンプ２は、ポンプ・ハウジング３を有し、図１には示されていないエンジンの冷却系統において、冷却剤を運ぶように設計されている。

この実施形態において、張力調節部材４が、ポンプ２のポンプ・ハウジング３に一体化されている。この張力調節部材４は、ここには示されていないモータの駆動部材を、引っ張るように設計されている。この実施形態によって例示されているポンプ２においては、閉鎖型のポンプ車６も一体化されている。

さらにポンプ２は、駆動ホイール８を含む。ひとたびポンプ２がエンジンに据え付けられると、好ましくはチェーンあるいはベルトの形態であるエンジンの駆動部材が、この実施形態においてはチェーン車の形態である駆動ホイール８の周囲に巻き付けられることを、理解できるであろう。エンジンの駆動部材は、さらに、エンジンの軸に取り付けられた複数のホイールの周囲にも巻き付けられている。

エンジンが動作しているとき、回転運動が、駆動部材を通じてエンジンの軸とポンプ２との間で、駆動ホイール８を介して伝達される。この場合にはチェーン・テンショナの形態であってポンプ２に一体化されている張力調節部材４によって、駆動部材が、エンジンの動作の最中のあらゆる動作状況において、回転運動を有効に伝達することができるように引っ張られている。さらに、ポンプ・ハウジング３は、Ｏリングを収容するための周囲の溝９を有する。

図２は、図１に示したポンプ２の破線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図を示す。この図は、ポンプ２の軸１０を示す。ポンプ車６および駆動ホイール８が、軸１０の回転方向に対向するねじ山によって、この軸１０にねじ止めされていることを、理解できるであろう。エンジンが動作しているとき、駆動ホイール８の回転運動が、軸１０を介してポンプ車６へと伝達される。軸１０の周囲には、軸シール１１が配置されている。

閉鎖型のポンプ車６は、エンジンの冷却系統の冷却剤通路へと開いている。エンジンが動作しているとき、冷却系統に含有される冷却剤が、二重矢印によって示されているように、軸方向から閉鎖型のポンプ車６へと流れる。閉鎖型のポンプ車６が、ポンプ２が配置されてなるエンジンまたは内燃機関があらゆる動作条件のもとでのあらゆる動作点において適切に冷却されるよう、冷却系統における冷却剤の流れを生じさせる。

閉鎖型のポンプ車６の背中側のワッシャ１２が、面シール１４によって閉鎖型のポンプ車６に向かって押し付けられている。これが、ワッシャ１２と閉鎖型のポンプ車６との間の機械的な接続の必要をなくしている。さらには、ワッシャ１２を取り付けることによって、閉鎖型のポンプ車６を最終の状態で製造することができ、さらなる機械加工の必要がない。

さらに、ポンプ要素１６を備えるポンプ・ハウジング４が、第１の孔１８、排出孔２０、および第２の孔２２を含む。

図３は、Ｖ型エンジンとして構成されたエンジン２４の内側のポンプ２を、概略の断面図で示す。Ｖ型エンジンのポンプ２は、面シール１４および滑り軸受２６、ならびにエンジン２４の制御アセンブリまたは主要な制御アセンブリのための張力調節部材４を、一体化している。エンジンが動作しているとき、駆動ホイール８は、当該駆動ホイール８を回転させる駆動部材（ここでは図示されていない）を、周囲に巻き付けて有する。ポンプ２に一体化された張力調節部材４が、この駆動部材を引っ張るように設計されている。

閉鎖型のポンプ車６は、駆動ホイール８および軸１０を介して、駆動部材によって駆動される。閉鎖型のポンプ車６は、螺旋状の構成であり、エンジン２４のシリンダ・クランク・ケース２５のＶ字の内側に配置されている。このシリンダ・クランク・ケース２５には、エンジン２４のための冷却系統の水通路２７が配置されている。エンジンの動作の際、水通路２７からの冷却剤が、閉鎖型のポンプ車６へと軸方向に流れる。

閉鎖型のポンプ車６におけるすき間を、シリンダ・クランク・ケース２５に円柱形の機械加工を行なうことによって、極めて容易かつ正確に設けることができる。

ポンプの軸１０は、好ましくは流体式の滑り軸受２６に半径方向に取り付けられており、滑り軸受２６には、図２に示された第２の孔２２を通って、シリンダ・クランク・ケース２５から主要な油通路２８によって加圧油が供給されている。

ポンプの軸１０の軸方向の軸受３０が、ポンプの軸１０と駆動ホイール８との間に配置された滑り軸受２６上のフランジによって設けられている。図２からの排出孔２０が、やはり、駆動ホイール側の軸方向の軸受３０のための潤滑ポケットを構成している。

張力調節部材４が、ウォーター・ポンプ・ハウジング３に挿入されており、エンジン２４が動作しているとき、主要な油通路２８によって加圧油が供給されている。滑り軸受２６が、第２の孔２２を通じてこの主要な油通路２８から潤滑されている。ポンプ・ハウジング３は、同時に、主要な油通路２８を二次的な油通路へと接続している。

軸シール１１が、油チャンバを、図３において面シール１４の背後に配置されて面シール１４によって覆われている漏れチャンバから隔てている。この漏れチャンバは、第１の孔１８を通じ、ポンプ・ハウジング３とシリンダ・クランク・ケース２５との間の環状のチャンバを介して外部へと通じている。漏れチャンバは、図１または２において形成された溝９の一方に配置された少なくとも１つのＯリング３２によって、水チャンバおよび油チャンバから封止されている。

面シール１４または軸シール１１の不良の場合、冷却剤または油がシリンダ・クランク・ケース２５の逃がし孔３６から逃げることによって、これを検出することができ、すなわち不良が面シール１４または軸シール１１のどちらにあるのかに応じて、エンジンを分解することなく不良の位置を突き止めることができる。

ポンプの一実施形態の概略図を示す。 図１のポンプの概略の断面図を示す。 図２のポンプを含むエンジンの一実施形態の概略図を示す。

符号の説明

２ ポンプ
３ ポンプ・ハウジング
４ 張力調節部材
６ ポンプ車
８ 駆動ホイール
１０ 軸
１１ 軸シール
１２ ワッシャ
１４ 面シール
２４ エンジン
２５ シリンダ・クランク・ケース
２６ 滑り軸受
２７ 水通路
２８ 主要な油通路
３０ 軸方向の軸受
３２ Ｏリング

Claims (24)

1. エンジン（２４）において冷却剤を運ぶように設計されたポンプであって、エンジン（２４）の駆動部材を引っ張るように設計された張力調節部材（４）が一体化されているポンプ。
2. ポンプ・ハウジング（３）を含み、前記張力調節部材（４）が前記ポンプ・ハウジング（３）に挿入されている請求項１に記載のポンプ。
3. 前記張力調節部材（４）が、油圧要素によって収容されている請求項１または２に記載のポンプ。
4. 前記張力調節部材（４）が、チェーン・テンショナの形態である請求項１〜３の一項に記載のポンプ。
5. エンジン（２４）の主要な制御アセンブリの駆動部材によって駆動される請求項１〜４のいずれか一項に記載のポンプ。
6. 滑り軸受（２６）上に取り付けられた軸（１０）を含む請求項１〜５のいずれか一項に記載のポンプ。
7. 前記駆動部材と協働する駆動ホイール（８）が、前記軸（１０）に取り付けられている請求項６に記載のポンプ。
8. 閉鎖型のポンプ車（６）が一体化されている請求項１〜７のいずれか一項に記載のポンプ。
9. エンジン（２４）において冷却剤を運ぶように設計されたポンプであって、閉鎖型のポンプ車（６）が一体化されているポンプ。
10. ワッシャ（１２）が、前記閉鎖型のポンプ車（６）の背中側に配置されており、面シール（１４）が、このワッシャ（１２）を前記閉鎖型のポンプ車（６）へと押し付けている請求項９に記載のポンプ。
11. 前記閉鎖型のポンプ車（６）が、軸（１０）へとねじ止めされる一方で、駆動部材と協働する駆動ホイール（８）が、前記軸（１０）へと取り付けられている請求項９または１０に記載のポンプ。
12. 前記軸（１０）が、滑り軸受（２６）上に取り付けられている請求項１１に記載のポンプ。
13. 前記軸（１０）が、半径方向のシールによって封じられている請求項９〜１２のいずれか一項に記載のポンプ。
14. エンジン（２４）の駆動部材を引っ張るように設計された張力調節部材（４）が一体化されている請求項９〜１３のいずれか一項に記載のポンプ。
15. 漏れチャンバを有し、この漏れチャンバが、軸シール（１１）によって油チャンバから隔てられている請求項１〜１４のいずれか一項に記載のポンプ。
16. 前記漏れチャンバが、Ｏリング（３２）によって前記油チャンバおよび水チャンバ（３４）から封じられている請求項１５に記載のポンプ。
17. 前記漏れチャンバが、孔を通じ、ポンプ・ハウジング（３）とエンジン（２４）のシリンダ・クランク・ケース（２５）との間の環状のチャンバを介して通気されている請求項１５または１６に記載のポンプ。
18. ウォーター・ポンプの形態である請求項１〜１７のいずれか一項に記載のポンプ。
19. エンジン（２４）の駆動部材を引っ張るように設計され、このエンジン（２４）において冷却剤を届けるように機能するポンプ（２）に一体化されるように設計されている張力調節部材。
20. チェーン・テンショナとして構成されている請求項１９に記載の張力調節部材。
21. 駆動部材および請求項１〜１８のいずれか一項に記載のポンプ（２）を含むエンジン。
22. 前記駆動部材が前記ポンプ（２）の少なくとも１つの構成部品と協働する請求項２１に記載のエンジン。
23. 前記駆動部材が、前記ポンプ（２）に一体化された張力調節部材（４）と協働する請求項２１または２２に記載のエンジン。
24. 前記駆動部材が、前記ポンプに一体化されたポンプ車（６）と協働する請求項２１〜２３のいずれか一項に記載のエンジン。

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