JP2797918B2 - 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
却装置におけるウォータポンプに関する。

【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冷却水入口を有するポン
プ室を凹設するとともに、該ポンプ室を覆うようにポン
プハウジングを取り付けて構成されている。そして、こ
のウォータポンプは、いわゆる補機ベルトを用いたベル
ト伝動機構を介してクランクシャフトにより駆動される
ようになっている。つまり、ポンプハウジングに軸受を
介して駆動軸が回転自在に支持されており、その一端
に、補機ベルトが巻き掛けられるウォータポンププーリ
が取り付けられているとともに、他端にインペラが取り
付けられている。このインペラとポンプハウジングとの
間には、メカニカルシールが介装され、インペラが回転
するポンプ室をシールしている。

【０００３】また特開平２−５５８２４号公報に示され
ているように、一般に、メカニカルシールと軸受との間
の空間を外部に開放するようにポンプハウジングに水抜
き孔が設けられており、該水抜き孔により、上記空間を
大気圧に保つとともに、メカニカルシールを通して侵入
した少量の冷却水や水蒸気を外部へ排出する構成となっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記水抜き孔を通して
排出される冷却水は、機関の熱を受けることから、その
多くが水抜き孔の開口縁で蒸発するが、その際に、冷却
水中に含まれる不揮発成分が析出し、時間の経過に従っ
て水抜き孔の開口縁から内周側に堆積していく。従っ
て、その析出物によって水抜き孔が閉塞されてしまう虞
れがあった。

【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のポンプ室にポンプハウジングが取
り付けられるとともに、このポンプハウジングに軸受お
よびメカニカルシールを介してインペラが回転自在に支
持され、かつ上記軸受とメカニカルシールとの間の空間
からポンプハウジング外方へ向けて水抜き孔が貫通形成
されてなる内燃機関のウォータポンプにおいて、上記水
抜き孔のポンプハウジング外側の開口縁を囲むように、
断面Ｖ字形をなす環状溝を形成し、この環状溝によって
上記開口縁を断面鋭角状に形成したことを特徴としてい
る。

【０００６】

【作用】水抜き孔を通してその開口縁に達した水滴は、
該開口縁が鋭角状をなしていることから、表面張力によ
り隣接する環状溝へと導かれる。つまり、析出物の堆積
が開口縁外周の環状溝で生じるようになる。

【０００７】

【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。

【０００８】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す分解斜視図
である。

【０００９】このＶ型内燃機関は、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の前面を覆うよう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（図１
参照）が形成されるようになっている。図４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。尚、チェーン室６の上部は、図４に示すように、
シリンダヘッドカバー７前端部によって覆われている。

【００１０】このＶ型内燃機関は、ＤＯＨＣ型動弁機構
を有するもので、図４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、バンク内側の吸気側カムシャフト１
０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、バンク外側に位置する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１
６が巻き掛けられている。つまり、図４で矢印Ａ方向に
回転するクランクシャフト８によってバンク内側の吸気
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を介してバンク外側の排気側カムシャフト
１４が連動する構成となっている。

【００１１】上記タイミングチェーン１２の緩み側とな
る図４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。

【００１２】一方、タイミングチェーン１２の張り側と
なる図４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との間には、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１
２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。

【００１３】そして、上記ウォータポンプ１とその上方
の排気側カムスプロケット１５との間では、チェーンケ
ースリヤ４の側部が部分的に凹んでおり、ここにサーモ
スタットハウジング２４が配置されている。このサーモ
スタットハウジング２４は、図２，図３に示すように、
シリンダヘッド３前端部に前方を向いたカップ状に形成
されたもので、その内部にサーモスタット弁２５を収容
した上でインレットチューブ２６が取り付けられるよう
になっている。

【００１４】上記ウォータポンプ１は、図１，図３に示
すように、シリンダブロック２の前面に凹設されたポン
プ室３１と、このポンプ室３１に対応してチェーンケー
スリヤ４に装着されたポンプユニット３２とから大略構
成されている。上記ポンプ室３１は図２に示すようにシ
リンダブロック２中央部に延びた冷却水導入部３３を有
し、該冷却水導入部３３を介して左右バンクのウォータ
ジャケットに連通している。また上記ポンプ室３１の裏
側には、上端がサーモスタットハウジング２４内部に連
通した冷却水通路部３４が形成されており、該冷却水通
路部３４と上記ポンプ室３１とが円形の開口部３５を介
して互いに連通している。そして、上記ポンプ室３１の
前面に位置するチェーンケースリヤ４には、上記ポンプ
室３１に対応して円形のポンプ取付部３６が貫通形成さ
れているとともに、その周縁に平坦なフランジ面３７が
形成されている。尚、チェーンケースリヤ４はシリンダ
ヘッド３前面に複数本のボルト３８によって固定されて
いるが、両者間のシール面、例えばポンプ室３１周囲な
どにはシール剤として所謂液体ガスケットが塗布されて
いる。

【００１５】ポンプユニット３２は、図１に詳示するよ
うに、上記チェーンケースリヤ４のポンプ取付部３６に
取り付けられるポンプハウジング３９と、駆動軸２０を
回転自在に支持する軸受４０と、駆動軸２０の先端に取
り付けられたインペラ４１とを主体としている。上記ポ
ンプハウジング３９は、チェーンケースリヤ４のポンプ
取付部３６内周に嵌合する筒状部３９ａと、チェーンケ
ースリヤ４のフランジ面３７に密接し、かつボルト４２
にて固定されるフランジ部３９ｂと、軸受４０を保持す
る円筒状の軸受保持部３９ｃとを有している。尚、ウォ
ータポンプスプロケット２１は、円筒状に形成されてお
り、その内周と上記軸受保持部３９ｃとの間にボールベ
アリング４３が介装されている。また上記ポンプハウジ
ング３９の筒状部３９ａ内周とインペラ４１との間にメ
カニカルシール４４が介装されていて、両者間を回転可
能な形でシールしている。

【００１６】一方、上記筒状部３９ａには、半径方向に
沿って一対の水抜き孔４５，４６が貫通形成されてい
る。この水抜き孔４５，４６は、上記メカニカルシール
４４と軸受４０との間の空間から上方および下方へ向け
て形成されたもので、先端が筒状部３９ａの外周面に開
口している。またチェーンケースリヤ４のポンプ取付部
３６上部および下部には、一端がポンプ取付部３６内周
面に開口し、かつ他端がチェーンケースリヤ４裏面に開
口する連通孔４７がそれぞれ斜めに貫通形成されてお
り、上記水抜き孔４５，４６とぞれぞれ連通している。
尚、下方の水抜き孔４６に対応して、ポンプ取付部３６
内周面に凹部５３が形成されており、この凹部５３を介
して、水抜き孔４６と下方の連通孔４７とが連通してい
る。すなわち、上記連通孔４７によって、チェーンケー
スリヤ４，シリンダブロック２間の大気開放された空間
４８，４９と各水抜き孔４５，４６とが連通されてい
る。

【００１７】また上記筒状部３９ａの前後、詳しくは水
抜き孔４５，４６を挟む両側に、それぞれＯリング５０
が配設されており、これによってチェーンケースリヤ４
とポンプハウジング３９との間がシールされている。

【００１８】ここで、上方の水抜き孔４５は、一定の内
径に形成されている。これに対し、下方の水抜き孔４６
は、図５，図６に詳示するように、下方つまりポンプハ
ウジング３９の外周へ向かうに従って徐々に大径となる
テーパ状の孔に形成されている。そして、該水抜き孔４
６の下端開口縁４６ａを囲むように、筒状部３９ａ外周
面に断面Ｖ字形をなす環状溝５４が形成されており、こ
の環状溝５４によって上記開口縁４６ａが断面鋭角状に
形成されている。

【００１９】尚、上記のようにチェーン室６内に収容さ
れたウォータポンプ１に対し、チェーンケースフロント
５には図２に示すような作業用の開口部５１が設けられ
ており、これを別体のカバー５２で閉塞するようになっ
ている。

【００２０】上記実施例の構成によれば、メカニカルシ
ール４４と軸受４０との間の空間が水抜き孔４５，４６
および連通孔４７を介して大気開放されており、該空間
で生じた水蒸気が主に上方の水抜き孔４５および連通孔
４７を通してチェーン室６外に排出されるとともに、メ
カニカルシール４４を通過した冷却水が主に下方の水抜
き孔４６および連通孔４７を通してチェーン室６外に排
出される。一方、ポンプハウジング３９は、チェーンケ
ースリヤ４に対し一対のＯリング５０によって二重にシ
ールされており、かつそれぞれのシールの間が連通孔４
７によって大気開放されている。そのため、仮にポンプ
室３１側のＯリング５０が劣化して冷却水が漏洩したよ
うな場合でも、連通孔４７を介して速やかに外部へ排出
されてしまい、チェーン室６内へ侵入するようなことが
ない。つまり、チェーン室６を介した潤滑油への冷却水
の混入が確実に防止される。

【００２１】そして、上記構成では、下方の水抜き孔４
６の開口縁４６ａが断面鋭角状をなすため、該水抜き孔
４６を通して排出される水滴が、その表面張力により隣
接する環状溝５４側へ広がろうとし、環状溝５４内に導
かれる。特に、水抜き孔４６がテーパ状に広がっている
ため、その作用が一層強くなる。従って、水滴が環状溝
５４内で蒸発するようになり、不揮発成分の析出が環状
溝５４で生じる。そのため、従来のように、析出物によ
り水抜き孔４６が閉塞されることがない。

【００２２】尚、上記実施例では、ウォータポンプ１を
チェーン室６内に収容してチェーン駆動するように構成
した例を説明したが、この発明は、これに限られず、ウ
ォータポンプを機関外部に露出した状態に取り付けてベ
ルト駆動する構成のものにも同様に適用できる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関のウォータポンプによれば、水抜き孔か
ら排出される冷却水の蒸発に伴う析出物によって水抜き
孔が閉塞されてしまう現象を、極めて簡単な構成によっ
て未然に防止でき、水抜き不良による軸受の損傷等を防
止できる。

【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内燃機
関前端部の断面図。

【図２】内燃機関前端部の分解斜視図。

【図３】同じく内燃機関要部の分解断面図。

【図４】内燃機関のチェーン室内の構成を示す正面図。

【図５】ウォータポンプの水抜き孔部分の断面図。

【図６】同じく水抜き孔の開口部の平面図。

【符号の説明】

１…ウォータポンプ ３９…ポンプハウジング ４０…軸受 ４１…インペラ ４４…メカニカルシール ４６…水抜き孔 ５４…環状溝

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のポンプ室にポン
   プハウジングが取り付けられるとともに、このポンプハ
   ウジングに軸受およびメカニカルシールを介してインペ
   ラが回転自在に支持され、かつ上記軸受とメカニカルシ
   ールとの間の空間からポンプハウジング外方へ向けて水
   抜き孔が貫通形成されてなる内燃機関のウォータポンプ
   において、上記水抜き孔のポンプハウジング外側の開口
   縁を囲むように、断面Ｖ字形をなす環状溝を形成し、こ
   の環状溝によって上記開口縁を断面鋭角状に形成したこ
   とを特徴とする内燃機関のウォータポンプ。