JP3109340B2 - 内燃機関のウォータポンプ取付構造 - 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、チェーン室内に収容
したウォータポンプのポンプユニットをボルトでシリン
ダブロック側に結合固定した内燃機関のウォータポンプ
取付構造に関する。

【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凹設すると
ともに、該入口部を覆うようにポンプユニットを取り付
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、シリンダブロ
ックとポンプハウジングとの間のポンプ室内で該インペ
ラが回転する構成となっている（例えば、実開平１−９
５５２９号公報参照）。

【０００３】従って、上記ポンプユニットは実質的には
機関外部に開放された形となっており、例えば、上記軸
受の故障等によりポンプユニットを交換する場合に、外
部から比較的容易に作業を行うことができる。

【０００４】これに対し、動弁機構をタイミングチェー
ンを介して駆動するチェーン駆動式の内燃機関では、ウ
ォータポンプを補機ベルトではなくタイミングチェーン
にて駆動することが考えられている（実開平２−１４１
６２５号公報等）。この場合、ウォータポンプユニット
がチェーン室内に配置される形となる。尚、上記公報の
ものでは、ウォータポンプユニットの本体部分はチェー
ン室外部に配置し、スプロケット部分のみをチェーン室
内へ突出させた構成となっているが、本出願人は、ウォ
ータポンプユニットをチェーン室内のシリンダブロック
側に固定し、その着脱を、チェーンケースに設けた作業
用開口部を通して行うようにした構成を提案している。

【０００５】しかし、このようにチェーン室内にポンプ
ユニットを収容した構成を採用すると、点検や交換に際
して、その脱着作業が非常に面倒となる。つまり、ウォ
ータポンプのポンプハウジングは、一般にシリンダブロ
ック側のポンプ取付部内周に嵌合した構成となってお
り、更にポンプハウジング端部のフランジ部が複数本の
ボルトにてシリンダブロック側に結合固定されている。
従って、ポンプユニットを取り外す際には、機関の前方
へ強く引き抜く必要があり、しかもこれを非常に狭い空
間で作業しなければならないので、非常に作業性が悪
い。

【０００６】ところで、このようなウォータポンプハウ
ジングの引き抜きに際して、プーラ用ボルトを利用する
方法が知られている。これは、プーラ用ボルトをポンプ
ハウジングのフランジ部に螺着し、その先端をシリンダ
ブロック側のフランジ面、詳しくはねじ孔を具備しない
箇所に突き当てて、徐々にねじ込んでいくことにより、
ポンプハウジングを強制的に引き出す方法である。この
ような手法を採用するためには、フランジ部に予めプー
ラ用ボルトをねじ込むためのプーラ用ねじ孔を形成して
おく必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにプーラ用ボルトを利用するためには、フランジ部
に、固定用ボルトが貫通するボルト貫通孔に加えて、プ
ーラ用ねじ孔を加工しなければならず、フランジ部がそ
れだけ大型化してしまうという欠点がある。従って、フ
ランジ部の大きさに制約がある場合には、好ましくな
く、かつ無用な重量増を招くことになる。

【０００８】特に、チェーン駆動式のウォータポンプの
取付においては、フランジ部が大きくなると、脱着時に
チェーンとの干渉が生じたり、フランジ部を通すだけの
作業用開口部の確保が困難になる等、他の面で支障が生
じ、一層作業性が悪化してしまう。

【０００９】尚、上記公報記載のようにポンプユニット
がチェーン室の内外にまたがって配置されていると、ポ
ンプユニットの交換に際して必ずチェーン室を分解する
必要が生じ、その作業は一層面倒なものとなる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、プ
ーラ用ボルトのねじ孔と固定用ボルトの貫通孔とを兼用
するようにした。すなわち、シリンダブロック前面に形
成されるチェーン室内にタイミングチェーンによりウォ
ータポンプスプロケットを介して駆動されるポンプユニ
ットが収容され、このポンプユニットのポンプハウジン
グがチェーン室内のポンプ取付部内周に嵌合するととも
に、ポンプハウジング端部のフランジ部にボルト挿通用
の貫通孔が、シリンダブロック側にねじ孔がそれぞれ形
成され、ポンプユニットの嵌合挿入方向と平行な複数本
のボルトでもってポンプユニットが結合固定された内燃
機関のウォータポンプ取付構造において、チェーン室前
面を覆うチェーンケースに、ポンプユニットを抜き差し
可能な大きさの作業用開口部を設けるとともに、上記貫
通孔の内周に、上記固定用ボルトよりも大径なプーラ用
ボルトが螺合可能な雌ねじ部を形成し、かつ上記ウォー
タポンプスプロケットと上記タイミングチェーンとが噛
み合う位置に対応する上記フランジ部の一側部をチェー
ン軌跡に沿うように形成するとともに、チェーン軌跡と
重なる上記フランジ部の一側部には、フランジ部前面に
対して傾斜したガイド面を上記ウォータポンプスプロケ
ットの歯先円に略沿うように形成したことを特徴として
いる。

【００１１】

【００１２】

【作用】固定状態では、フランジ部の貫通孔に挿入され
た固定用ボルトが他方の部材例えばシリンダブロック側
等に設けられたねじ孔に螺合して結合されている。この
固定された部材例えばポンプハウジングを取り外す際に
は、先ず上記固定用ボルトを抜き取り、かつその貫通孔
の雌ねじ部を利用して、固定用ボルトより大径なプーラ
用ボルトを螺合させる。そして、このプーラ用ボルトを
徐々にねじ込んでいけば、先端がシリンダブロック側等
のねじ孔周縁に当接した状態となり、逆にフランジ部が
押し出されてくる。この時、タイミングチェーンはあら
かじめ緩められてウォータポンプスプロケットの歯先か
ら外されているので、タイミングチェーンはフランジ部
の一側部に形成されたガイド面に当接する。これによ
り、嵌合状態にあるポンプハウジング等の部材を引き出
すだけで、タイミングチェーンがフランジ部からスムー
スに外れるように案内されるので、ポンプハウジング等
の部材を簡単に取り外すことができる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明をウォータポンプ１の取付構
造に適用した一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００１４】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。

【００１５】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，図３参照）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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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、
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３３が延びている。こ
の吐出ポート部３３は、左右バンクの図示せぬウォータ
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。

【００２１】ポンプユニット３２は、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４４と、駆動軸２０を回転自在に支持する軸受
４５と、駆動軸２０の先端に取り付けられたインペラ４
６と、ウォータポンプスプロケット２１とを主体として
いる。上記ポンプハウジング４４は、上記ポンプ取付部
３６内周に嵌合して配置され、かつ前端部に形成された
フランジ部４４ａが上記フランジ面３７に密接した状態
で３本の固定用ボルト４７にて固定されている。この固
定用ボルト４７は、ポンプハウジング４４の嵌合挿入方
向と平行に配設されている。なお、ポンプハウジング４
４とチェーンケースリヤ４との間は、一対のＯリング５
３によりシールされている。また上記ポンプハウジング
４４とインペラ４６との間にメカニカルシール４８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。尚、上記メカニカルシール４８を通過した僅かな冷
却水や水蒸気を外部へ排出するように、チェーンケース
リヤ４に連通孔４９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５０に連通している
（図３参照）。

【００２２】また、上記のように全体がチェーン室６内
に収容されたポンプユニット３２の取付位置に対応し
て、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でもって閉塞してある。上記開口部５１は、ポ
ンプユニット３２を前方から抜き差しし得る大きさを有
しており、チェーンケースフロント５を取り外すことな
くポンプユニット３２の着脱作業が行えるようになって
いる。尚、図２において、５８はチェーンテンショナ１
７の取付位置に対応してチェーンケースフロント５に設
けられた作業用の開口部、５９は該開口部５８を閉塞す
るカバーである。

【００２３】ここで、上記ポンプハウジング４４のフラ
ンジ部４４ａは、図５に詳示するように、チェーン軌跡
に沿う一側部が略円弧形をなしており、かつチェーン軌
跡よりも外側となる３箇所に、固定用ボルト４７挿入用
の貫通孔５４を有する取付部５５が外周側に膨らんで形
成されている。尚、チェーン軌跡と重なる部分では、フ
ランジ部４４ａ前面４４ｂに対し６０°〜４５°程度傾
斜したガイド面５６が、ウォータポンプスプロケット２
１の歯先円に略沿うように形成されている。そして、図
７に示すように、上記貫通孔５４の位置に対応して、チ
ェーンケースリヤ４のポンプ取付部３６周縁のフランジ
面３７にねじ孔５７が形成されており、上記貫通孔５４
を貫通した固定用ボルト４７が該ねじ孔５７に螺合して
ポンプハウジング４４を堅固に結合固定するようになっ
ている。また、上記の３個の貫通孔５４の中で１８０°
離れた位置にある２カ所の貫通孔５４においては、その
内周にさらに雌ねじ部６０が加工されている（図５参
照）。この雌ねじ部６０は、固定用ボルト４７よりも大
径な後述するプーラ用ボルト６１に対応する規格で形成
されている。例えば、固定用ボルト４７としてＭ６のボ
ルトが用いられるのに対し、プーラ用ボルト６１として
はＭ８のボルトが用いられ、これが螺合可能なように雌
ねじ部６０が形成されている。

【００２４】次に、上記実施例の構成におけるウォータ
ポンプユニット３２の脱着作業について説明する。

【００２５】軸受４５の焼付等によりポンプユニット３
２を取り外す必要が生じたら、先ずチェーンケースフロ
ント５のカバー５２，５９を取り外し、作業用の開口部
５１，５８を開放する。そして、開口部５１を通して、
ポンプユニット３２のフランジ部４４ａにおける固定用
ボルト４７を取り外す。同時に、開口部５８を通してチ
ェーンテンショナ１７を操作し、タイミングチェーン１
２に付与していたテンションを緩める。これによって、
タイミングチェーン１２をチェーン内周側へ撓ませるこ
とが可能となるので、手指等で押し込んでポンプスプロ
ケット２１の歯先から外す。図７は、このときのタイミ
ングチェーン１２等の位置関係を示したものである。タ
イミングチェーン１２がポンプスプロケット２１の歯先
から外れたら、ポンプユニット３２を前方へ引き出す。

【００２６】このポンプユニット３２の引き抜きの際に
は、図９に示すように、プーラ用ボルト６１を貫通孔５
４の雌ねじ部６０に螺合させ、これを徐々にねじ込んで
いく。このプーラ用ボルト６１の先端は、ねじ孔５７の
周縁に当接するものの該ねじ孔５７内には螺合し得ない
ので、さらにねじ込んでいくと、図９に示すように、Ｏ
リング５３を介して密に嵌合していたポンプハウジング
４４が強制的に引き出される。

【００２７】なお、このときタイミングチェーン１２
は、ポンプスプロケット２１の歯先から僅かに外れた図
７の位置にあるので、ポンプユニット３２が前方へ引き
抜かれると、タイミングチェーン１２がポンプハウジン
グ４４のガイド面５６に当接する。そして、ポンプユニ
ット３２の前方への移動に伴い、図８に詳示するよう
に、タイミングチェーン１２がガイド面５６に沿って矢
印のようにチェーン内周側つまりフランジ部４４ａ外周
側へ案内される。従って、ポンプユニット３２を引っ張
るだけでタイミングチェーン１２がフランジ部４４ａか
らスムースに外れ、ポンプユニット３２を、開口部５１
を通して引き出すことができる。すなわち、内燃機関を
車載状態としたままチェーンケースフロント５等の大掛
かりな分解作業を要さずにポンプユニット３２を簡単に
取り外すことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
によれば、プーラ用ボルトを螺合させるためのねじ孔が
固定用ボルトの貫通孔を兼ねたものとなっているため、
フランジ部に多数の孔を形成する必要がなくなり、フラ
ンジ部の大型化ならびに重量増加を回避できる。

【００２９】特に、チェーン室内に収容したポンプユニ
ットの取付に適用することにより、ポンプユニットをチ
ェーン室前面の作業用開口部から脱着することが可能と
なり、かつポンプユニットの取り外しの際には、タイミ
ングチェーンがフランジ部からスムースに外れるように
案内されることにより、その作業性向上が図れる。また
脱着用の作業スペースを最小限のものにでき、内燃機関
の占有スペースを実質的に小型化できる。

【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
関要部の断面図。

【図２】内燃機関前端部の分解斜視図。

【図３】同じく内燃機関前端部の断面図。

【図４】内燃機関のチェーン室内の構成を示す正面図。

【図５】ウォータポンプユニットのみを示す正面図。

【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿った断面図。

【図７】ポンプユニット取り外し時の最初の段階を示す
説明図。

【図８】ポンプユニット取り外し時の中間段階を示す説
明図。

【図９】ポンプユニットをプーラ用ボルトにより押し出
している状態を示す説明図。

【符号の説明】

１…ウォータポンプ ２…シリンダブロック ４…チェーンケースリヤ ５…チェーンケースフロント ６…チェーン室 ３２…ポンプユニット ３６…ポンプ取付部 ４４…ポンプハウジング ４４ａ…フランジ部 ４７…固定用ボルト ５１…作業用開口部 ５４…貫通孔 ５７…ねじ孔 ６０…雌ねじ部 ６１…プーラ用ボルト

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形成されるチェ
   ーン室内にタイミングチェーンによりウォータポンプス
   プロケットを介して駆動されるポンプユニットが収容さ
   れ、このポンプユニットのポンプハウジングがチェーン
   室内のポンプ取付部内周に嵌合するとともに、ポンプハ
   ウジング端部のフランジ部にボルト挿通用の貫通孔が、
   シリンダブロック側にねじ孔がそれぞれ形成され、ポン
   プユニットの嵌合挿入方向と平行な複数本のボルトでも
   ってポンプユニットが結合固定された内燃機関のウォー
   タポンプ取付構造において、チェーン室前面を覆うチェ
   ーンケースに、ポンプユニットを抜き差し可能な大きさ
   の作業用開口部を設けるとともに、上記貫通孔の内周
   に、上記固定用ボルトよりも大径なプーラ用ボルトが螺
   合可能な雌ねじ部を形成し、かつ上記ウォータポンプス
   プロケットと上記タイミングチェーンとが噛み合う位置
   に対応する上記フランジ部の一側部をチェーン軌跡に沿
   うように形成するとともに、チェーン軌跡と重なる上記
   フランジ部の一側部には、フランジ部前面に対して傾斜
   したガイド面を上記ウォータポンプスプロケットの歯先
   円に略沿うように形成したことを特徴とする内燃機関の
   ウォータポンプ取付構造。