JP2715712B2 - Ｖ型内燃機関のウォータポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の水冷式冷
却装置に用いられるウォータポンプに関し、特に、Ｖ型
内燃機関における水冷式冷却装置の冷却水導入部の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のウォータポンプは、一般に、
機関のシリンダブロック前面に取り付けられたポンプハ
ウジングと、該ポンプハウジングに回転自在に支持され
たインペラとを主体とする一種の遠心型ポンプとして構
成されている。そして、シリンダブロックとポンプハウ
ジングとの間に形成されるポンプ室に、ポンプハウジン
グ側から冷却水を導入する構成のものと、逆にシリンダ
ブロック側から冷却水を導入する構成のものとに大別さ
れる。

【０００３】例えば実開平１−９５５２９号公報には、
後者のシリンダブロック側からポンプ室へ冷却水を導入
する構成が示されている。このものでは、シリンダブロ
ック前面にポンプ室が凹設されており、該ポンプ室を覆
うようにポンプハウジングが取り付けられているととも
に、このポンプハウジングに回転自在に支持されたイン
ペラが上記ポンプ室内に収容されている。そして、シリ
ンダブロック前端部に側方から形成された冷却水導入通
路の先端が上記インペラの中央部に対向して開口してお
り、ここから吸入した冷却水をポンプ室外周側へ吐出す
る構成となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成におい
ては、冷却水導入通路の通路断面積が略一定のものとな
っており、ポンプ室に開口する開口部の面積と略等しく
設定されている。しかも、冷却水がシリンダブロックの
側方から導入される関係から冷却水導入通路がポンプ室
上流側で略９０°曲がった形状となっている。そのた
め、上記開口部を通してポンプ室内に円滑に冷却水を流
入させることが難しく、通水抵抗が大きい。従って、ポ
ンプの効率が低く、かつキャビテーションが生じ易い、
という欠点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、シ
リンダブロック前面に凹設されたポンプ室と、このポン
プ室を覆うように取り付けられたポンプハウジングと、
このポンプハウジングに回転自在に支持され、かつ上記
ポンプ室内に収容されたインペラとを備えてなるＶ型内
燃機関のウォータポンプにおいて、気筒列が相対的に後
方にオフセットしている側のバンクのシリンダブロック
前面に上記ポンプ室を配置し、かつシリンダヘッド側の
冷却水通路に連通した冷却水導入室を、当該バンクの前
端のシリンダと上記ポンプ室との間に形成し、この冷却
水導入室と上記ポンプ室との間に隔壁を形成するととも
に、上記冷却水導入室と上記ポンプ室とを連通するよう
に、上記インペラの中央部に対向する略円形の連通口を
上記隔壁に開口形成し、かつこの連通口の全周に亙って
冷却水導入室が連通口開口縁より外側に膨らんでいるよ
うに該冷却水導入室を大きく形成し、さらに、上記冷却
水導入室の上記シリンダ側の内壁面を、シリンダボアに
沿った湾曲面としたことを特徴としている。

【０００６】

【作用】冷却水は、シリンダヘッド側の冷却水通路から
シリンダブロック側の冷却水導入室に流入し、ここから
連通口を介してポンプ室に吸入される。そして、ポンプ
室から機関のウォータジャケットへ吐出される。

【０００７】ここで上記構成では、冷却水導入室が連通
口に比して大きく形成されているため、連通口全周から
ポンプ室に円滑に流入するようになる。また、気筒列が
後方にオフセットしている側のバンクに冷却水導入室が
位置し、かつそのシリンダ側の内壁面がシリンダボアに
沿った湾曲面をなすことから、該冷却水導入室の容積
は、可及的に大きなものとなる。そのため、冷却水の流
速が冷却水導入室で一旦低下し、キャビテーションが生
じにくくなる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

【０００９】図１および図２は、この発明に係るウォー
タポンプ１を備えたＶ型内燃機関の前端部の構成を示し
ている。

【００１０】このＶ型内燃機関は、図４に示すように、
シリンダブロック２の左右バンクの上面にそれぞれシリ
ンダヘッド３が固定されているとともに、これらのシリ
ンダブロック２とシリンダヘッド３との前面を覆うよう
に、例えばアルミダイキャストにて板状に形成したチェ
ーンケースリヤ４が取り付けられている。そして、この
チェーンケースリヤ４の前面に更にカバー状のチェーン
ケースフロント５が取り付けられ、両者間にチェーン室
６が形成されるようになっている。図２は、このような
Ｖ型内燃機関においてチェーンケースフロント５を取り
外した状態つまりチェーン室６内部の構成を示してい
る。また図４はチェーンケースリヤ４を取り外したシリ
ンダブロック２およびシリンダヘッド３の前面形状を示
している。尚、チェーン室６の上部は、図２に示すよう
にシリンダヘッドカバー７の前端部によって覆われてい
る。

【００１１】このＶ型内燃機関は、ＤＯＨＣ型の動弁機
構を有するもので、図２に示すように、シリンダブロッ
ク２下部のクランクシャフト８にクランクスプロケット
９が設けられており、左右バンクの吸気側カムシャフト
１０に設けた第１カムスプロケット１１と上記クランク
スプロケット９との間に、略三角形をなすように１本の
タイミングチェーン１２が巻き掛けられている。また吸
気側カムシャフト１０には、第１カムスプロケット１１
に重ねて小径な第２カムスプロケット１３が設けられて
おり、排気側カムシャフト１４のカムスプロケット１５
とこれに隣接する各第２カムスプロケット１３との間
に、それぞれサブタイミングチェーン１６が巻き掛けら
れている。つまり、図２で矢印Ａ方向に回転するクラン
クシャフト８によって左右バンクの吸気側カムシャフト
１０が駆動され、これにサブタイミングチェーン１６を
介して排気側カムシャフト１４が連動する構成となって
いる。

【００１２】上記タイミングチェーン１２の緩み側とな
る図左方の第１カムスプロケット１１とクランクスプロ
ケット９との間には、下端が回動可能に支持され、かつ
上端部に油圧式チェーンテンショナ１７を備えたチェー
ンガイド１８が配設されており、これによってタイミン
グチェーン１２に適宜な張力が付与されている。また左
右一対の第１カムスプロケット１１の間には、チェーン
ガイド１９が取り付けられており、タイミングチェーン
１２を僅かに内周側に押圧している。

【００１３】一方、タイミングチェーン１２の張り側と
なる図右方の第１カムスプロケット１１とクランクスプ
ロケット９との間に、ウォータポンプ１が配設されてお
り、その駆動軸２０に取り付けたウォータポンプスプロ
ケット２１がタイミングチェーン１２の背面側つまり外
周側に噛み合っている。上記ウォータポンプスプロケッ
ト２１は、第１カムスプロケット１１とクランクスプロ
ケット９の略中間に位置し、タイミングチェーン１２を
内周側に押し込む形となっている。またウォータポンプ
スプロケット２１の上下には、それぞれチェーンガイド
２２，２３が配設されている。すなわち、この実施例で
は、動弁機構駆動用のタイミングチェーン１２によって
同時にウォータポンプ１が駆動されるようになってい
る。

【００１４】上記ウォータポンプ１は、図１および図３
に示すように、シリンダブロック２前面に凹設されたポ
ンプ室２４と、このポンプ室２４を覆うようにチェーン
ケースリヤ４の開口部にボルト２５にて取り付けられた
ポンプハウジング２６と、駆動軸２０の先端に固定され
たインペラ２７とを主体とするもので、上記駆動軸２０
が軸受２８を介してポンプハウジング２６に回転自在に
支持されているとともに、軸受２８側への冷却水の侵入
を防止するためにインペラ２７とポンプハウジング２６
との間にメカニカルシール２９が配設されている。尚、
上記メカニカルシール２９を通過した僅かな冷却水を外
部へ排出するように、チェーンケースリヤ４にドレン通
路３０が形成されており、シリンダブロック２との間の
大気開放された空間３１に連通している。ここで、上記
ウォータポンプ１は、図３に明らかなように、左右バン
クの中で、気筒列が相対的に後方にオフセットしている
側のバンクに配置されており、オフセットによりシリン
ダブロック２前端部に生じる空間を利用してポンプ室２
４等が設けられている。

【００１５】上記インペラ２７が収容されるポンプ室２
４は、図４に示すように、略円形をなし、その上部から
接線方向に沿ってシリンダブロック２中央部に吐出ポー
ト部３２が延びている。この吐出ポート部３２は、図３
に示すようにバンク間の分配室３３に接続しており、該
分配室３３を介して左右バンクのウォータジャケット３
４，３５に連通している。尚、図３にはシリンダヘッド
３底面に開口する冷却水入口３６，３７を想像線でもっ
て示してあり、これらの冷却水入口３６，３７を通して
シリンダヘッド３側へも冷却水が導入されるようになっ
ている。

【００１６】またシリンダブロック１のポンプ室２４裏
側、つまり該ポンプ室２４とウォータジャケット３５と
の間には、比較的薄い隔壁３８を介して冷却水導入室３
９が形成されている。この冷却水導入室３９は上面つま
りシリンダヘッド３側が開口した形に形成されているも
ので、上記隔壁３８には、該冷却水導入室３９とポンプ
室２４とを連通するように、インペラ２７中央に対向す
る円形の連通口４０が開口形成されている（図４，図５
参照）。そして、上記冷却水導入室３９は、図４，図５
に示すように、上記連通口４０に比して十分に大きな略
矩形をなしている。すなわち、連通口４０の全周に亙っ
て冷却水導入室３９が連通口４０開口縁より外側に膨ら
んだ状態となるように、冷却水導入室３９が機関前面か
ら見て十分に大きく形成されている。また、上記冷却水
導入室３９と上記ウォータジャケット３５との間は、図
３に示すように、略一定肉厚のウォータジャケット壁６
１によって仕切られており、かつこのウォータジャケッ
ト壁６１は、シリンダボアに対し同心状をなすように湾
曲している。つまり、このウォータジャケット壁６１に
よって構成される冷却水導入室３９のシリンダ側の内壁
面３９ａは、シリンダボアに対し同心状をなすように湾
曲している。これにより、シリンダブロック２の限られ
た前後寸法の中で、冷却水導入室３９の容積が可及的に
大きく確保されている。

【００１７】上記冷却水導入室３９の上部は、図１およ
び図４に示すように、シリンダヘッド３側の冷却水通
路、詳しくはサーモスタットハウジング４１内部に連通
している。このサーモスタットハウジング４１は、図４
にも示すようにシリンダヘッド３前端に前方を向いたカ
ップ状に開口形成されたもので、その内部にサーモスタ
ット弁４２を収容した上でインレットチューブ４３が取
り付けられるようになっている。尚、上記サーモスタッ
トハウジング４１の奥方の底部には、サーモスタット弁
４２のバイパスバルブ４２ａにより開閉されるバイパス
通路４４先端部が開口している。

【００１８】図６は、上記内燃機関における冷却水循環
系の全体的構成を示す説明図であって、この図を参照し
て冷却水の流れを説明すると、ウォータポンプ１で圧送
された冷却水は、シリンダブロック２のウォータジャケ
ット３４，３５および各シリンダヘッド３のウォータジ
ャケット４５，４６にそれぞれ前端側から流入し、機関
後端部へ向かって流れる。そして、機関後端部の冷却水
出口から取り出された冷却水は、冷却水通路４７を通し
てラジエータ４８に案内され、かつ該ラジエータ４８か
ら冷却水通路４９およびインレットチューブ４３を経由
してサーモスタットハウジング４１に戻り、サーモスタ
ット弁４２を介して再びウォータポンプ１へと循環す
る。尚、一部の冷却水はヒータ通路５０，５１を通して
ヒータコア５２へと案内される。またサーモスタット弁
４２が閉弁した低水温時には、機関後端部の冷却水出口
からバイパス通路５３を流れ、前述したサーモスタット
ハウジング４１部分のバイパス通路４４を経由してウォ
ータポンプ１に戻る形となる。

【００１９】ここで上記構成では、サーモスタットハウ
ジング４１からウォータポンプ１へ冷却水が吸入される
際に、サーモスタットハウジング４１から一旦冷却水導
入室３９に流入し、ここで十分に流速が低下した後に、
円形の連通口４０を通してポンプ室２４内に流入する。
つまり、冷却水導入室３９に上方から流入した流れの速
度成分が十分に緩やかになった状態で連通口４０へ向か
うようになる。そして、冷却水導入室３９は、連通口４
０の周囲に十分な余裕を有しているので、冷却水導入室
３９内の冷却水は図５に矢印で示すように、連通口４０
の全周から均等に、かつ円滑にポンプ室２４内に流入す
るようになる。従って、ウォータポンプ１吸入側での通
水抵抗が低減し、ウォータポンプ１の効率が向上すると
ともに、キャビテーションが生じにくくなる。

【００２０】また上記構成では、冷却水導入室３９を矩
形の大型のものとすることにより、機関軸方向の幅を比
較的狭く設定することが可能である。従って、ウォータ
ポンプ１へシリンダブロック２側から冷却水を導入する
ことに伴うシリンダブロック２軸方向寸法の大型化を回
避でき、機関の小型化を阻害することがない。

【００２１】尚、上記実施例では、チェーン室６のシー
ルのためにシリンダブロック２前面にチェーンケースリ
ヤ４が設けられており、該チェーンケースリヤ４を介し
てウォータポンプハウジング２６が取り付けられている
が、例えば動弁系をタイミングベルトで駆動する場合や
ウォータポンプ１がチェーン室外部に位置するような場
合には、通常ウォータポンプハウジング２６をシリンダ
ブロック２前面に直接取り付けた構成とすることができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係るＶ型内燃機関のウォータポンプによれば、シリン
ダヘッド側からシリンダブロック内部を通してポンプ室
に吸入される冷却水が、連通口に比して十分な大きさを
有する冷却水導入室内で一旦その流速を低下し、かつ連
通口全周から円滑かつ均等に流入するようになるため、
ポンプの効率が向上するとともに、キャビテーションが
発生しにくくなる。特に、冷却水導入室は、ポンプ室と
ともに、気筒列が後方にオフセットしている側のバンク
の前端部に位置し、かつそのシリンダ側の内壁面がシリ
ンダボアに沿った湾曲面をなすので、内燃機関の小型化
を図りつつ冷却水導入室の容積を最大限に大きく確保す
ることができ、効果的にキャビテーションを抑制するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るウォータポンプを備えたＶ型内
燃機関の前端部の断面図。

【図２】このＶ型内燃機関のチェーン室内の構成を示す
正面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図。

【図４】シリンダブロックおよびシリンダヘッドの前端
部の構成を示す正面図。

【図５】図３のＣ−Ｃ線に沿った断面図。

【図６】この内燃機関の冷却装置全体の構成を示す説明
図。

【符号の説明】

１…ウォータポンプ ２…シリンダブロック ３…シリンダヘッド ２４…ポンプ室 ２６…ポンプハウジング ２７…インペラ ３８…隔壁 ３９…冷却水導入室 ４０…連通口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平３−47426（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−17499（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−122725（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロック前面に凹設されたポン
   プ室と、このポンプ室を覆うように取り付けられたポン
   プハウジングと、このポンプハウジングに回転自在に支
   持され、かつ上記ポンプ室内に収容されたインペラとを
   備えてなるＶ型内燃機関のウォータポンプにおいて、気
   筒列が相対的に後方にオフセットしている側のバンクの
   シリンダブロック前面に上記ポンプ室を配置し、かつシ
   リンダヘッド側の冷却水通路に連通した冷却水導入室
   を、当該バンクの前端のシリンダと上記ポンプ室との間
   に形成し、この冷却水導入室と上記ポンプ室との間に隔
   壁を形成するとともに、上記冷却水導入室と上記ポンプ
   室とを連通するように、上記インペラの中央部に対向す
   る略円形の連通口を上記隔壁に開口形成し、かつこの連
   通口の全周に亙って冷却水導入室が連通口開口縁より外
   側に膨らんでいるように該冷却水導入室を大きく形成
   し、さらに、上記冷却水導入室の上記シリンダ側の内壁
   面を、シリンダボアに沿った湾曲面としたことを特徴と
   するＶ型内燃機関のウォータポンプ。