JP4807438B2 - エンジンの冷却水ポンプ配設構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの冷却水ポンプ配設構造に関する。

複数のシリンダボア部が直列に配置された多気筒エンジンに関し、エンジン本体（シリンダブロック）が冷却水ポンプのポンプ室を備えた構造になるように、冷却水ポンプのハウジングとエンジン本体とを鋳造によって一体に形成することは知られている。例えば、特許文献１には、エンジン本体の前壁部より側方へ張り出した膨出部に冷却水ポンプのポンプ室を形成することが記載されている。

一方、冷却水ポンプをエンジン本体とは別体に形成してエンジン本体に取り付けることも知られている。特許文献２には、エンジン本体前部の側壁に冷却水入口通路が開口したポンプ取付座面を形成し、このポンプ取付座面に冷却水ポンプを横付け状態で取り付けることが記載されている。

特開２００２−１１５６００号公報 特開平７−１２７５２０号公報

上述の如くエンジン本体にポンプ室を鋳造によって一体に形成すると、部品点数や製造工数の削減が図れるものの、エンジン本体の前壁部に、ポンプ室の形成のための側方に張り出した膨出部を設ける必要があり、そのことにより、エンジン本体は部分的に大きな凸部があるいびつな形状になる。このことは、エンジン本体の鋳造において、溶湯のまわりが悪くなること、すなわち、鋳造不良を生じ易くなることを意味する。例えば、近年はエンジン本体をシリンダ外壁とボア部上端とが結合していないオープンデッキ構造とし、これをハイプレッシャダイキャストで一気に製造することが行われているが、エンジン本体がいびつな形状になると、その鋳型内のガス抜きが難しくなり、鋳造不良品を生じ易くなる。

このことは、エンジン本体の上記膨出部にポンプ室を鋳造によって一体に形成する場合に限らず、該膨出部にエンジン前方を向いたポンプ取付座面を形成し、別体の冷却水ポンプをエンジン前方からボルトにて正面取付けするケースにも同様に云えることである。すなわち、そのポンプ取付座面の形成のために側方への膨出量が大きくなると、それだけエンジン本体の形状がいびつになるから、鋳造不良を生じ易くなる。

これに対して、エンジン本体前部の側壁にポンプ取付座面を形成し、冷却水ポンプを横付けでエンジン本体側壁に取り付けるようにすると、エンジン本体より側方に張り出した膨出部を設ける必要がない。しかし、エンジンのクランク軸によるエンジン補機のベルト駆動においては、伝動ベルトの鳴き（ベルトとプーリとの間の滑り等によって発生するキュルキュル音）が問題になるところ、上記横付けでは、ベルトの鳴きを抑えることが難しくなる。

すなわち、ベルトの鳴き防止には、ポンププーリとクランクプーリとのエンジン前後方向における位置精度を高める必要がある。この点に関し、エンジン前方を向いたポンプ取付座部の場合は、その座面の加工管理によって当該位置精度を高めることが比較的容易であるが、上記横付けでは、座面の加工によっては位置精度を出すことはできないから、例えば位置決めピンを利用して前後方向の位置精度を出す必要がある。そして、その位置決めピン自体がエンジン本体の側壁に位置決め孔を形成してこれに嵌めるのであるから、若干の位置ずれを生ずる場合があることは避けられない。その結果、ポンププーリとクランクプーリとの間の前後方向の位置精度が悪くなり、上記ベルトの鳴きを招き易くなる。

そこで、本発明は、上述のエンジン本体の鋳造不良や冷却水ポンプの位置精度の問題に対処したエンジンの冷却水ポンプ配設構造を提供する。

本発明は、上記課題を解決するために、冷却水ポンプをエンジン本体とは別体にしてエンジン本体に正面取付けするとともに、この正面取付けのためのポンプ取付座部をエンジン本体のシリンダヘッド締結ボルトボス部より連続して側方に張り出した形態で設けることにより、冷却水ポンプの支持剛性を損なうことなく、その張出し量を小さくすることができるようにした。

すなわち、上記課題を解決する手段は、複数のシリンダボア部が直列に配置されたエンジン本体前部の側部に、エンジンのクランク軸によってベルト駆動される冷却水ポンプが配設されているエンジンの冷却水ポンプ配設構造であって、
上記エンジン本体の前壁の両側部に、エンジン前方に突出したフロントカバー取付用のフランジ壁が設けられ、
上記エンジン本体の上記フランジ壁より外側位置に、座面がエンジン前方を向いたポンプ取付座部が形成され、
上記ポンプ取付座部は、上記エンジン本体の前端部片側のシリンダヘッド締結用ボルトボス部に連続してその外側に設けられ、上記座面が上記フランジ壁よりもエンジン後方に後退しており、
上記ポンプ取付座部の座面に、上記シリンダボア部を囲む冷却水ジャケットに連通する冷却水導入口が開口し、さらに該冷却水導入口の上下位置に上記冷却水ポンプをエンジン前方からボルトにより締結するためのボルト孔が開口しており、
上記ポンプ取付座部の座面は、エンジン前方から視た正面視において、上記冷却水導入口と上記ボルト孔とが上下に並んで開口した縦長形状に形成され、
上記冷却水ポンプは、互いに結合されることによってポンプ室を形成する２つのハウジングを備え、そのポンプ軸心からポンプ周辺に寄った部分において上記ポンプ取付座部に締結されていることを特徴とする。

従って、冷却水ポンプがポンプ取付座部のエンジン前方を向いた座面に取り付けられるから、クランクプーリとポンププーリとの前後方向の位置精度については、当該座面の加工によってその精度を高めることが容易になる。そして、エンジン本体のシリンダヘッド締結用ボルトボス部は、シリンダヘッド締結のために強度が高くなっているところ、このボルトボス部に連続してその外側にポンプ取付座部が設けられている。このため、冷却水ポンプのベルト駆動に伴ってポンプ取付座部に加わる荷重は強度が高いボルトボス部に分散して受けられることになり、ポンプ取付座部ではボルトボス部をバックアップとして高いポンプ支持剛性を得ることができる。

よって、ポンプ取付座部に対する冷却水ポンプの取付けが、その座面に開口した冷却水導入口の上下位置でのボルト締結による取付けであっても、冷却水ポンプをエンジン本体に対して堅固に支持させることができる。すなわち、冷却水ポンプがポンプ取付座部に対してポンプ軸心からポンプ周辺に寄った部分で片持ち的に支持されているにも拘わらず、また、ポンプ取付座部の座面が縦長形状であって幅狭になっているにも拘わらず、冷却水ポンプをエンジン本体に対して堅固に支持させることができる。

このことは、ポンプ取付座部をエンジン本体から側方へ大きく張り出して設ける必要がないこと、従って、エンジン本体の形状が大きくいびつになることが避けられ、鋳造不良が少なくなること、冷却水ポンプのベルト駆動に伴う揺れが防止され、ベルトの鳴き防止にも有利になることを意味する。さらに、ポンプ取付座部をシリンダヘッド締結用ボルトボス部に連続させて座面をフロントカバー取付用フランジ壁より後退させたから、冷却水ポンプのベルト駆動に伴う該フランジ壁の撓みが防止され、エンジン本体に対するフロントカバーのシール性も高くなる。

好ましい実施形態では、上記エンジン本体は、オープンデッキ構造であって、ハイプレッシャダイキャストによってアルミニウム合金で鋳造されていることを特徴とする。すなわち、オープンデッキ構造のエンジン本体はハイプレッシャダイキャストの採用に適しているが、上述の如くポンプ取付座部のエンジン本体側方への張出し量を小さくすることができるから、鋳造不良の発生が抑えられ、当該ハイプレッシャダイキャストの採用にさらに有利になる。

好ましい実施形態では、上記エンジン本体は、車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向になるように横置き搭載され、
上記エンジン本体の上記冷却水ポンプが取り付けられた側部とは反対側の側部には、上記冷却水ポンプと同じくエンジンのクランク軸によってベルト駆動される、少なくとも２つのエンジン補機が上下に配置されていることを特徴とする。

すなわち、エンジ本体の片側の側部に、上記冷却水ポンプ含めて３つ以上のエンジン補機を配設することも考えられるが、その場合は、それらエンジン補機を互いに干渉しないようにエンジン本体側方へ大きく出入りさせてレイアウトする必要があり、エンジンルーム内にエンジン全体をコンパクトに設けることが難しくなる。これに対して、上述の如く、エンジン本体の片側に冷却水ポンプを配置し、反対側に他のエンジン補機を上下に配置するようにすれば、エンジン本体側方へのエンジン補機の張出しを抑えることが容易になり、エンジン全体のコンパクト化に有利になる。

以上のように、本発明によれば、ポンプ取付座部をエンジン本体前部の側部にエンジン本体前端部片側のシリンダヘッド締結用ボルトボス部に連続するように設け、該ポンプ取付座部に冷却水導入口が開口した座面をエンジン前方に向けて且つフロントカバー取付用フランジ壁より後退させて設けたから、冷却水ポンプのエンジン本体に対する取付けは正面取付けであり、冷却水ポンプがポンプ取付座部に対してポンプ軸心からポンプ周辺に寄った部分で片持ち的に支持されているにも拘わらず、また、ポンプ取付座部の座面が縦長形状であって幅狭になっているにも拘わらず、高いポンプ支持剛性を確保することができるようになり、冷却水ポンプをベルト駆動する場合のベルトの鳴き防止、並びにエンジン本体を鋳造する場合の鋳造不良防止に有利になり、さらにエンジン本体に対するフロントカバーのシール性向上にも有利になる。

本発明に係るエンジンの冷却水ポンプ配設構造を示す平面図である。 同配設構造を示す正面図である。 同配設構造を示す分解斜視図である。 同配設構造を示す側面図である。 同配設構造のポンプ取付座部の部分を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ線におけるエンジン本体の断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 エンジンを一部省略して示す正面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１（平面図）及び図２（正面図）において、１はエンジン本体（シリンダブロック）、２はエンジン本体１の前部の側部に配設された冷却水ポンプである。エンジン本体１は、図３にも示すように、複数のシリンダボア部３が直列に配置されたものであって、シリンダボア部３の上端とシリンダ外壁４とが結合していないオープンデッキ構造になっている。シリンダ外壁４の内側には、シリンダボア部３を囲むように冷却水ジャケット５が形成されている。このエンジン本体１は、ハイプレッシャダイキャストによってアルミニウム合金で鋳造されている。

エンジン本体１の前壁１ａの両側部には、フロントカバー６を取り付けるためのエンジン前方に突出したフランジ壁７が設けられている。シリンダ外壁４には、図４に示すシリンダヘッド８を締結するためのボルトボス部９が設けられ、上面（トップデッキ）にボルト孔１０が開口している。

冷却水ポンプ２は、互いに結合されることによってポンプ室を形成するフロントハウジング１１とリヤハウジング１２とを備えている。フロントハウジング１１にインペラが支持され、該インペラの駆動軸１３にポンププーリ１４が結合されている。リヤハウジング１２にはラジエータから延びる冷却水供給管１５が接続されている。

エンジン本体１には、冷却水ポンプ２を取り付けるために、図３及び図５に示すように、片側のフランジ壁７の外側位置に、座面１７がエンジン前方を向いたポンプ取付座部１６が形成されている。このポンプ取付座部１６は、図６に示すようにエンジン本体１の前端部片側のシリンダヘッド締結用ボルトボス部９に連続して、エンジン本体１から外側に張り出すように設けられ、座面１７はフランジ壁７よりもエンジン後方に後退している。

ポンプ取付座部１６の座面１７には、図７に示すように、エンジン本体１の冷却水ジャケット５に連通する冷却水導入口１８と、冷却水ポンプ２を取り付けるための複数のボルト孔１９とが開口している。ボルト孔１９は、冷却水導入口１８の上側に１つ、下側に上下に並んで２つ、それぞれ開口しており、座面１７は、エンジン前方から視た正面視において、冷却水導入口１８と３つボルト孔１９とが上下に並んで開口した縦長形状に形成されている。

そうして、冷却水ポンプ２は、冷却水導入口１８の上下に配置されたボルト孔１９に締結ボルト２１をエンジン前方から適用することにより、図２に示すように、ポンプ軸心から周辺に寄った部分がポンプ取付座部１６に締結されている。なお、３つのボルト孔１９のうち上下２つのボルト孔１９は中間のボルト孔１９よりも大径に形成されているが、これは、上下２つのボルト孔１９にはチューブラピン（スリーブカラー）が設けられるためである。

また、図８に示すように、エンジン本体１前部の冷却水ポンプ２が取り付けられた側部とは反対側の側部には、冷却水ポンプ２と同じくエンジンのクランク軸によってベルト駆動される、オルタネータ２２と空調用コンプレッサ２３とが上下に配置されている。これらエンジン補機の駆動のために、クランク軸に結合されたクランクプーリ２４とポンププーリ１４とに第１伝動ベルト２５が巻掛けられ、クランクプーリ２４と、オルタネータ２２及び空調用コンプレッサ２３各々のプーリ２６，２７と、アイドラ２８とに第２伝動ベルト２９が巻掛けられている。

上記エンジンの冷却水ポンプ配設構造によれば、ポンプ取付座部１６の座面１７は、エンジン本体１前部の片側においてエンジン前方を向いているから、冷却水ポンプ２の取付けは正面取付けとなる。従って、座面１７の面加工によってクランクプーリ２４とポンププーリ１４との前後方向の位置精度を高めること（位置ずれを防止すること）が容易になる。

また、ポンプ取付座部１６は、エンジン本体１のシリンダヘッド締結用ボルトボス部９に連続してその外側に設けられているから、冷却水ポンプ２のベルト駆動に伴ってポンプ取付座部１６に加わる荷重は強度が高いボルトボス部９に分散して受けられることになり、ポンプ取付座部１６でのポンプ支持剛性が高くなる。このため、冷却水ポンプ２がポンプ取付座部１６に対してポンプ軸心からポンプ周辺に寄った部分で片持ち的に支持されているにも拘わらず、また、ポンプ取付座部１６の支持面（座面１７）が縦長形状であって幅狭になっているにも拘わらず、冷却水ポンプ２をエンジン本体１に対して堅固に支持させることができる。

このように、当該冷却水ポンプ配設構造によれば、クランクプーリ２４とポンププーリ１４との前後方向の位置精度を高めることが容易になり、しかも、高いポンプ支持剛性が得られるから、冷却水ポンプ２のベルト駆動に伴うベルトの鳴きが防止される。また、冷却水ポンプ２の支持のためにポンプ取付座部１６をエンジン本体１から側方へ大きく張り出させる必要がないから、エンジン本体１がいびつな形状になることが避けられ、ハイプレッシャダイキャストにおいて鋳造不良を招くことが少なくなる。さらに、ポンプ取付座部１６の座面１７をフロントカバー取付用フランジ壁７より後退させたから、冷却水ポンプ２のベルト駆動に伴う該フランジ壁７の撓みが防止され、エンジン本体１に対するフロントカバー６のシール性も高くなる。

また、上記実施形態では、エンジン本体１の片側に冷却水ポンプ２を配置し、反対側にオルタネータ２２及び空調用コンプレッサ２３を上下に配置したから、これらエンジン補機がエンジン本体１の側方への大きく張り出すことが抑えられ、エンジン全体のコンパクト化に有利になる。

１ エンジン本体
１ａ 前壁
２ 冷却水ポンプ
３ シリンダボア部
４ シリンダ外壁
５ 冷却水ジャケット
６ フロントカバー
７ フランジ壁
８ シリンダヘッド
９ ボルトボス部
１０ ボルト孔
１４ ポンププーリ
１６ ポンプ取付座部
１７ 座面
１８ 冷却水導入口
１９ ボルト孔
２１ 締結ボルト
２２ オルタネータ
２３ 空調用コンプレッサ
２４ クランクプーリ

Claims (3)

1. 複数のシリンダボア部が直列に配置されたエンジン本体前部の側部に、エンジンのクランク軸によってベルト駆動される冷却水ポンプが配設されているエンジンの冷却水ポンプ配設構造であって、
   上記エンジン本体の前壁の両側部に、エンジン前方に突出したフロントカバー取付用のフランジ壁が設けられ、
   上記エンジン本体の上記フランジ壁より外側位置に、座面がエンジン前方を向いたポンプ取付座部が形成され、
   上記ポンプ取付座部は、上記エンジン本体の前端部片側のシリンダヘッド締結用ボルトボス部に連続してその外側に設けられ、上記座面が上記フランジ壁よりもエンジン後方に後退しており、
   上記ポンプ取付座部の座面に、上記シリンダボア部を囲む冷却水ジャケットに連通する冷却水導入口が開口し、さらに該冷却水導入口の上下位置に上記冷却水ポンプをエンジン前方からボルトにより締結するためのボルト孔が開口しており、
   上記ポンプ取付座部の座面は、エンジン前方から視た正面視において、上記冷却水導入口と上記ボルト孔とが上下に並んで開口した縦長形状に形成され、
   上記冷却水ポンプは、互いに結合されることによってポンプ室を形成する２つのハウジングを備え、そのポンプ軸心からポンプ周辺に寄った部分において上記ポンプ取付座部に締結されていることを特徴とするエンジンの冷却水ポンプ配設構造。
2. 請求項１において、
   上記エンジン本体は、オープンデッキ構造であって、ハイプレッシャダイキャストによってアルミニウム合金で鋳造されていることを特徴とするエンジンの冷却水ポンプ配設構造。
3. 請求項１又は請求項２において、
   上記エンジン本体は、車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向になるように横置き搭載され、
   上記エンジン本体の上記冷却水ポンプが取り付けられた側部とは反対側の側部には、上記冷却水ポンプと同じくエンジンのクランク軸によってベルト駆動される、少なくとも２つのエンジン補機が上下に配置されていることを特徴とするエンジンの冷却水ポンプ配設構造。

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