JP2011226336A - Water pump device for engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はエンジンのウォータポンプ装置に係り、特にウォータポンプの生産性の向上を図る一方、ウォータポンププーリの回転によって生じる気流に含まれる異物やウォータポンプに落下する雨水などの蒸気抜き孔への侵入防止を図るエンジンのウォータポンプ装置に関するものである。 The present invention relates to a water pump device for an engine, and in particular, to improve the productivity of the water pump. The present invention relates to a water pump device for an engine for prevention.
従来、後述の特許文献2(特に図1および図2参照。)に記載のように、蒸気抜き孔(この特許文献2では、「蒸気穴」と明記。)をウォータポンプの上方に開口させたものがある。
Conventionally, as described in Patent Document 2 (see FIG. 1 and FIG. 2 in particular) described later, a steam vent hole (in this
ところで、上述の特許文献2に開示される構造においては、蒸気抜き孔が上方に向けて開口しているため、ウォータポンプに落下した雨水や異物などが蒸気抜き孔に入り込み易くなり、蒸気抜き孔から侵入した雨水や異物などによってウォータポンプ内のシール性を低下させる虞があった。
また、ウォータポンプの上方に落下した雨水や異物などが上下方向に延びる蒸気抜き孔に侵入しないようにするために、従来、上記特許文献1に記載のように、蒸気抜き孔の上方を覆って蒸気抜き孔からプーリ近傍まで延びるカバー部を設けたものがあった。
つまり、図8に示す如く、軸方向両端部にウォータポンププーリ(図示せず)のプーリブラケット141とインペラ121とを取り付けた回転軸122を軸受123を介してウォータポンプ112のポンプハウジング124に回転自在に支持する。
そして、前記ポンプハウジング124に前記インペラ121が配置されるポンプハウジング部125と、前記軸受123を保持する軸受ハウジング部126とを設け、前記ポンプハウジング部125と前記軸受ハウジング部126とを仕切るシール部材127を前記ポンプハウジング部125と前記軸受ハウジング部126との境界に配置する。
前記シール部材127と前記回転軸122との間で発生する水蒸気が流入する空間部128を前記軸受123と前記シール部材127との間に形成し、前記空間部128の外周壁に水抜き孔130と蒸気抜き孔131とを形成している。
このとき、蒸気抜き孔131を覆うカバー部142を設け、このカバー部142にはドリル加工によって蒸気抜き通路143を形成している。
しかし、上記特許文献1に開示される構造とした場合、カバー部142の先端部(プーリブラケット141近傍)から蒸気抜き孔131までの回転軸122の軸方向へ延びる蒸気抜き通路143の長さが長くなり(「奥行きが深くなり」とも換言できる。)、鋳造で前記蒸気抜き通路143を形成するのか困難であるという不都合がある。
そのため、鋳造後にドリル加工でカバー部142の先端部から蒸気抜き孔131に目がけて蒸気抜き通路143を形成する作業が必要になり、生産性を低下させていたという不都合がある。
By the way, in the structure disclosed in the above-mentioned
Further, in order to prevent rainwater or foreign matters falling above the water pump from entering the steam vent hole extending in the vertical direction, conventionally, as described in
That is, as shown in FIG. 8, a
The
A
At this time, a
However, in the case of the structure disclosed in
Therefore, it is necessary to work to form the
この発明は、エンジンのウォータポンプ装置において、ウォータポンプの生産性を向上しつつ、ウォータポンププーリの回転によって生じる気流に含まれる異物やウォータポンプに落下する雨水などが蒸気抜き孔に侵入するのを防止することを目的とする。 In the water pump device of the engine, this invention improves the productivity of the water pump and prevents foreign matter contained in the airflow generated by the rotation of the water pump pulley or rainwater falling on the water pump from entering the steam vent hole. The purpose is to prevent.
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、軸方向両端部にウォータポンププーリとインペラとを取り付けた回転軸を軸受を介してウォータポンプのポンプハウジングに回転自在に支持し、前記ポンプハウジングに前記インペラが配置されるポンプハウジング部と、前記軸受を保持する軸受ハウジング部とを設け、前記ポンプハウジング部と前記軸受ハウジング部とを仕切るシール部材を前記ポンプハウジング部と前記軸受ハウジング部との境界に配置し、前記シール部材と前記回転軸との間で発生する水蒸気が流入する空間部を前記軸受と前記シール部材との間に形成し、前記空間部の外周壁に水抜き孔と蒸気抜き孔とを形成したエンジンのウォータポンプ装置において、前記ポンプハウジングは、前記軸受ハウジング部から水平方向に突出するとともに前記ポンプハウジング部と前記軸受ハウジング部とを連絡する補強リブを備え、この補強リブの下方に前記蒸気抜き孔を開口させ、前記軸受ハウジング部から前記回転軸と直交する方向に突出するとともに、その上端部が前記補強リブに連結する縦壁部を前記蒸気抜き孔と前記ウォータポンププーリとの間に形成したことを特徴とする。 Accordingly, in order to eliminate the above-described disadvantage, the present invention rotatably supports a rotary shaft having a water pump pulley and an impeller attached to both ends in the axial direction on a pump housing of a water pump via a bearing, A pump housing portion in which the impeller is disposed, and a bearing housing portion that holds the bearing, and a seal member that partitions the pump housing portion and the bearing housing portion is provided between the pump housing portion and the bearing housing portion. A space portion, which is disposed at the boundary and into which water vapor generated between the seal member and the rotating shaft flows, is formed between the bearing and the seal member, and a drain hole and steam are formed in the outer peripheral wall of the space portion. In the engine water pump device in which a hole is formed, the pump housing is horizontally disposed from the bearing housing portion. A reinforcing rib that protrudes in the direction and communicates the pump housing portion and the bearing housing portion, and opens the steam vent hole below the reinforcing rib so as to extend in a direction perpendicular to the rotating shaft from the bearing housing portion. A vertical wall portion that protrudes and whose upper end portion is connected to the reinforcing rib is formed between the steam vent hole and the water pump pulley.
以上詳細に説明した如くこの発明によれば、軸方向両端部にウォータポンププーリとインペラとを取り付けた回転軸を軸受を介してウォータポンプのポンプハウジングに回転自在に支持し、ポンプハウジングに前記インペラが配置されるポンプハウジング部と、軸受を保持する軸受ハウジング部とを設け、ポンプハウジング部と軸受ハウジング部とを仕切るシール部材をポンプハウジング部と軸受ハウジング部との境界に配置し、シール部材と回転軸との間で発生する水蒸気が流入する空間部を軸受とシール部材との間に形成し、空間部の外周壁に水抜き孔と蒸気抜き孔とを形成したエンジンのウォータポンプ装置において、ポンプハウジングは、軸受ハウジング部から水平方向に突出するとともにポンプハウジング部と軸受ハウジング部とを連絡する補強リブを備え、補強リブの下方に蒸気抜き孔を開口させ、軸受ハウジング部から回転軸と直交する方向に突出するとともに、その上端部が補強リブに連結する縦壁部を蒸気抜き孔とウォータポンププーリとの間に形成した。
従って、上述の特徴部分の構造によって、ポンプハウジングは、軸受ハウジング部から水平方向に突出するとともにポンプハウジング部と軸受ハウジング部とを連結する補強リブを備え、この補強リブの下方に蒸気抜き孔を開口させたことで、ウォータポンプ(軸受ハウジング部)の上方に落下する雨水や異物などがウォータポンプ(軸受ハウジング部)の外周面に沿って流れた際に、水平方向に伸びる補強リブによって雨水や異物をウォータポンプ(軸受ハウジング部)の外周面から外側に遠ざけて下方に落下させることができる。
これによって、ウォータポンプに落下した雨水や異物が蒸気抜き孔に入り込むのを抑制でき、ウォータポンプ内部(空間部)に侵入するのを防止できる。
また、回転軸に取り付けられたウォータポンププーリの回転時、ウォータポンププーリ近傍では、空気がウォータポンププーリの回転に引っ張られて、ウォータポンププーリの回転方向に流れる気流が発生する。
この際、気流は、補強リブに当たり、補強リブの下面に沿って蒸気抜き孔の方向へ流れる。
そこで、この発明の「軸受ハウジング部から回転軸と直交する方向に突出するとともに、その上端部が補強リブに連結する縦壁部を蒸気抜き孔とウォータポンププーリとの間に形成した」特徴部分の構造では、蒸気抜き孔とウォータポンププーリとの間に補強リブと連結し、且つ、回転軸の軸方向に直交する縦壁部を形成したことで、縦壁部によって蒸気抜き孔に向かって流れ込もうとする気流を下方へと導くことができる。
これによって、異物などを含んだ気流が縦壁部に沿って下方に流れるため、蒸気抜き孔から異物および気流を遠ざけることができ、蒸気抜き孔に異物などが侵入するのを防止できる。
更に、この発明の特徴部分の構造によって、蒸気抜き孔を覆うカバー部が不要となるため、カバー部にドリル加工を行うことがなくなり、ウォータポンプ(または、ポンプハウジング)の生産性を向上できる。
As described above in detail, according to the present invention, a rotary shaft having a water pump pulley and an impeller attached to both ends in the axial direction is rotatably supported on a pump housing of a water pump via a bearing, and the impeller is supported on the pump housing. And a seal housing member that holds the bearing, and a seal member that partitions the pump housing portion and the bearing housing portion is disposed at a boundary between the pump housing portion and the bearing housing portion. In a water pump device for an engine in which a space portion into which water vapor generated between the rotating shaft flows is formed between the bearing and the seal member, and a water drain hole and a steam vent hole are formed in the outer peripheral wall of the space portion, The pump housing protrudes from the bearing housing portion in the horizontal direction, and the pump housing portion and the bearing housing portion There is a reinforcing rib to communicate with, and a steam vent hole is opened below the reinforcing rib, protruding in a direction orthogonal to the rotation axis from the bearing housing portion, and a vertical wall portion whose upper end portion is connected to the reinforcing rib is a steam vent hole. And a water pump pulley.
Therefore, according to the structure of the above-described characteristic portion, the pump housing includes a reinforcing rib that protrudes in the horizontal direction from the bearing housing portion and connects the pump housing portion and the bearing housing portion, and a steam vent hole is provided below the reinforcing rib. By opening the water pump (bearing housing part), rainwater or foreign matter that falls above the water pump (bearing housing part) flows along the outer peripheral surface of the water pump (bearing housing part). The foreign matter can be moved downward away from the outer peripheral surface of the water pump (bearing housing portion).
As a result, it is possible to suppress rainwater and foreign matter falling on the water pump from entering the steam vent hole, and to prevent entry into the water pump (space portion).
Further, when the water pump pulley attached to the rotating shaft is rotated, air is pulled by the rotation of the water pump pulley in the vicinity of the water pump pulley, and an airflow flowing in the rotation direction of the water pump pulley is generated.
At this time, the airflow hits the reinforcing rib and flows in the direction of the steam vent hole along the lower surface of the reinforcing rib.
Therefore, the feature portion of the present invention “a vertical wall portion that protrudes from the bearing housing portion in a direction perpendicular to the rotation axis and whose upper end portion is connected to the reinforcing rib is formed between the steam vent hole and the water pump pulley”. In this structure, the reinforcing rib is connected between the steam vent hole and the water pump pulley, and the vertical wall portion orthogonal to the axial direction of the rotating shaft is formed, so that the vertical wall portion faces the steam vent hole. The airflow that is about to flow can be guided downward.
As a result, since the air flow including the foreign matter flows downward along the vertical wall portion, the foreign matter and the air flow can be kept away from the steam vent hole, and the foreign matter and the like can be prevented from entering the steam vent hole.
Furthermore, the structure of the characterizing portion of the present invention eliminates the need for a cover portion that covers the steam vent hole, so that drilling is not performed on the cover portion, and the productivity of the water pump (or pump housing) can be improved.
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1〜図7はこの発明の実施例を示すものである。
図2及び図3において、1はエンジンである。
このエンジン1は、図2及び図3に示す如く、シリンダブロック2と、このシリンダブロック2の上部に載置したシリンダヘッド3と、このシリンダヘッド3の上面に載置したシリンダヘッドカバー4と、前記シリンダブロック2の下面に取り付けたオイルパン5とを有する。
1 to 7 show an embodiment of the present invention.
2 and 3,
2 and 3, the
また、前記エンジン1は、図2及び図3に示す如く、エンジン一側(図3において左側)に取り付けられる図示しない吸気マニホルドと、エンジン他側(図3において右側)に取り付けられる排気マニホルド6及びこの排気マニホルド6の下流側に取り付けられる触媒コンバータ7とを有している。
従って、前記吸気マニホルドと排気マニホルド6と触媒コンバータ7とによって、前記エンジン1の吸気系と排気系とを構成している。
そして、この排気マニホルド6の斜め下方には、図2に示す如く、空調用コンプレッサ8が配設される。
この空調用コンプレッサ8は、排気マニホルド6の斜め下方の余剰スペースを利用して配設される。
2 and 3, the
Therefore, the intake manifold, the
An air conditioning compressor 8 is disposed obliquely below the
The air-conditioning compressor 8 is disposed using an excess space obliquely below the
更に、前記エンジン1は、図3に示す如く、前記シリンダブロック2にクランク軸9を回転自在に軸支している。
また、前記エンジン1において、図示しないタイミングチェーンを覆うとともに幅方向両側部が前記シリンダヘッド3及び前記シリンダブロック2に締結されるチェーンケース10を設けている。
従って、チェーンケース10がタイミングチェーンを覆うため、タイミングチェーンにて発生する騒音を低減できるとともに、外力によるタイミングチェーンの損傷をも防止できるものである。
そして、前記エンジン1のシリンダブロック2のブロック端面には前記チェーンケース10が取り付けられる。
このとき、前記エンジン1の右側面において、図3に示す如く、図3において左側である吸気側の下部にはジェネレータ11が配設される。
また、前記エンジン1の右側面において、図2においてシリンダブロック2の側壁2aの左側である排気側の上部、かつ、図3において右側である排気側の上部にウォータポンプ12が配設されるととも、このウォータポンプ12の下部には前記空調用コンプレッサ8が配設される。
そして、前記エンジン1のクランク軸9の端部に設けたクランクプーリ13と、前記ジェネレータ11のジェネレータプーリ14と、前記ウォータポンプ12のウォータポンププーリ15と、前記空調用コンプレッサ8の空調用コンプレッサプーリ16とを駆動力伝達用ベルト17によって連絡するとともに、各プーリ間に配設したオートテンショナプーリ18や第1、第2アイドラプーリ19、20によって駆動力伝達用ベルト17に張力を付与する。
従って、前記エンジン1に前記ジェネレータ11や前記ウォータポンプ12、前記空調用コンプレッサ8を近接して配置でき、エンジン1の小型化が図れ、車両への搭載性を向上することが可能である。
Further, as shown in FIG. 3, the
Further, the
Therefore, since the
The
At this time, on the right side of the
Further, on the right side surface of the
The
Therefore, the
前記エンジン1のウォータポンプ装置においては、軸方向両端部にウォータポンププーリ15とインペラ21とを取り付け、回転中心Oを有する回転軸22を軸受23を介して前記ウォータポンプ12のポンプハウジング24に回転自在に支持し、前記ポンプハウジング24内のポンプ室12aに前記インペラ21が配置されるポンプハウジング部25と、前記軸受23を保持する軸受ハウジング部26とを設ける。
そして、前記ポンプハウジング部25と前記軸受ハウジング部26とを仕切るシール部材27を前記ポンプハウジング部25と前記軸受ハウジング部26との境界に配置し、前記シール部材27と前記回転軸22との間で発生する水蒸気が流入する空間部28を前記軸受23と前記シール部材27との間に形成し、前記空間部28の外周壁29に水抜き孔30と蒸気抜き孔31とを形成している。
また、前記エンジン1のウォータポンプ装置において、前記ポンプハウジング24は、前記軸受ハウジング部26から水平方向に突出するとともに前記ポンプハウジング部25と前記軸受ハウジング部26とを連絡する補強リブ32を備え、この補強リブ32の下方に前記蒸気抜き孔31を開口させ、前記軸受ハウジング部26から前記回転軸22と直交する方向に突出するとともに、その上端部が前記補強リブ32に連結する縦壁部33を前記蒸気抜き孔31と前記ウォータポンププーリ15との間に形成する構成とする。
詳述すれば、前記水抜き孔30及び蒸気抜き孔31は、図7に示す如く、前記空間部28の外周壁29に形成される。
このとき、前記水抜き孔30は、前記軸受ハウジング部26の下部に形成され、前記空間部28に流入する冷却水を水抜き通路34に導く。なお、この水抜き通路34の下側端部には密封用のボール35が配設されている。また、水抜き通路34は、図6に示す如く、車両左側(図6の右側)の水抜き孔30側から車両右側(図6の左側)に向かって形成されており、水抜き通路34の端部には一定以上の冷却水が溜まった際に溝36を介して外部に排出するプラグ37が設けられている。
そして、前記ポンプハウジング24は、図7に示す如く、前記軸受ハウジング部26から水平方向に突出するとともに前記ポンプハウジング部25と前記軸受ハウジング部26とを連絡する補強リブ32を備えている。
このとき、この補強リブ32の下方には前記蒸気抜き孔31を開口させている。
つまり、この蒸気抜き孔31は、図7に示す如く、補強リブ32の下方の外周壁29に形成され、前記水抜き孔30よりも形成高さ位置を高くして、蒸気の効率良い排出を図っている。
また、前記縦壁部33を、図1及び図5に示す如く、前記軸受ハウジング部26から前記回転軸22と直交する方向に突出させるとともに、その上端部を前記補強リブ32に連結させ、前記蒸気抜き孔31と前記ウォータポンププーリ15との間に形成する。
従って、上述の特徴部分の構造によって、ポンプハウジング24は、軸受ハウジング部26から水平方向に突出するとともにポンプハウジング部25と軸受ハウジング部26とを連結する補強リブ32を備え、この補強リブ32の下方に蒸気抜き孔31を開口させたことで、ウォータポンプ12(軸受ハウジング部26)の上方に落下する雨水や異物などがウォータポンプ12(軸受ハウジング部26)の外周面に沿って流れた際に、水平方向に伸びる補強リブ32によって雨水や異物をウォータポンプ12(軸受ハウジング部26)の外周面から外側に遠ざけて下方に落下させることができる。
これによって、ウォータポンプ12に落下した雨水や異物(図7の白抜き矢印参照。)が蒸気抜き孔31に入り込むのを抑制でき、ウォータポンプ12内部(空間部28)に侵入するのを防止できる。
また、回転軸22に取り付けられたウォータポンププーリ15の回転時、ウォータポンププーリ15近傍では、空気がウォータポンププーリ15の回転に引っ張られて、ウォータポンププーリ15の回転方向に流れる気流が発生する。
この際、気流は、補強リブ32に当たり、補強リブ32の下面に沿って蒸気抜き孔31の方向へ流れる。
そこで、この発明の「軸受ハウジング部26から回転軸22と直交する方向に突出するとともに、その上端部が補強リブ32に連結する縦壁部33を蒸気抜き孔31とウォータポンププーリ15との間に形成した」特徴部分の構造では、蒸気抜き孔31とウォータポンププーリ15との間に補強リブ32と連結し、且つ、回転軸22の軸方向に直交する縦壁部33を形成したことで、縦壁部33によって蒸気抜き孔31に向かって流れ込もうとする気流を下方へと導くことができる。
これによって、異物などを含んだ気流が縦壁部33に沿って下方に流れるため、蒸気抜き孔31から異物および気流を遠ざけることができ、蒸気抜き孔31に異物などが侵入するのを防止できる。
更に、この発明の特徴部分の構造によって、蒸気抜き孔31を覆うカバー部が不要となるため、カバー部にドリル加工を行うことがなくなり、ウォータポンプ12(または、ポンプハウジング24)の生産性を向上できる。
In the water pump device of the
A
In the water pump device of the
Specifically, the
At this time, the
As shown in FIG. 7, the
At this time, the
That is, as shown in FIG. 7, the
Further, as shown in FIGS. 1 and 5, the
Therefore, the
Thereby, it is possible to prevent rainwater and foreign matters (see white arrows in FIG. 7) falling on the
Further, when the
At this time, the airflow hits the reinforcing
Therefore, in the present invention, “the
As a result, since the air flow including the foreign matter flows downward along the
Furthermore, the structure of the characteristic portion of the present invention eliminates the need for a cover portion that covers the
前記エンジン1を車両に搭載した場合、図4及び図5に示す如く、前記ウォータポンプ12は車両の進行方向で前記エンジン1の前面側に配置され、前記蒸気抜き孔31を前記エンジン1側に開口させる。
これによって、走行風および走行風に含まれる異物が直接蒸気抜き孔31に届くことがなくなり、走行風に含まれる異物などが蒸気抜き孔31に侵入するのを防止できる。
When the
As a result, the traveling wind and the foreign matter contained in the traveling wind do not reach the
なお、符号38は前記ウォータポンププーリ15のプーリシートである。
また、符号39は図示しないヒータからの冷却水を前記ウォータポンプ12まで案内するヒータアウトレットパイプであり、このヒータアウトレットパイプ39は、図2及び図3に示す如く、前記シリンダブロック2の後側から左側を経て、側壁2aに至り、前記ウォータポンプ12に接続されている。
このとき、前記ウォータポンプ12の近傍には、サーモスタット40が配設され、このサーモスタット40は、冷却水温度に応じて、前記ウォータポンプ12と図示しないラジエータとの間の冷却水の流れを切換制御している。
At this time, a
1 エンジン
2 シリンダブロック
6 排気マニホルド
7 触媒コンバータ
9 クランク軸
12 ウォータポンプ
12a ポンプ室
15 ウォータポンププーリ
17 駆動力伝達用ベルト
21 インペラ
22 回転軸
23 軸受
24 ポンプハウジング
25 ポンプハウジング部
26 軸受ハウジング部
27 シール部材
28 空間部
29 外周壁
30 水抜き孔
31 蒸気抜き孔
32 補強リブ
33 縦壁部
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