JP5699058B2

JP5699058B2 - 水冷エンジン

Info

Publication number: JP5699058B2
Application number: JP2011198450A
Authority: JP
Inventors: 達也森本; 洋樹尾曽; 小山　秀行; 秀行小山; 慶太内藤; 神深田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2011-09-12
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2031-09-12
Also published as: JP2013060830A

Description

本発明は、水冷エンジンに関し、詳しくは、水ポンプ室壁の周囲のエンジン機壁がエンジン冷却水の付着によって汚染される不具合を抑制することができる水冷エンジンに関する。

従来、水冷エンジンとして、水ポンプ室壁から前方にボスを突出させ、このボスに水ポンプ入力軸を挿通させ、この水ポンプ入力軸の前端部にカップ型の水ポンプ入力プーリの前端壁を取り付け、この水ポンプ入力プーリの後開口端部からボスを水ポンプ入力プーリ内に進入させ、ボス内の後側にメカニカルシールを配置し、ボス内の前側に水ポンプ入力軸の軸受を配置し、ボス内でメカニカルシールと軸受との間に漏水流入空間を設け、漏水流入空間をドレン孔を介して水ポンプ入力プーリ内と連通させ、メカニカルシールから漏れてきたエンジン冷却水を漏水流入空間とドレン孔とを介して水ポンプ入力プーリ内に排出できるようにしたものがある(例えば、特許文献１参照)。
この種の水冷エンジンによれば、メカニカルシールから漏れてきたエンジン冷却水の排出処理を簡単に行うことができる利点がある。
しかし、この従来技術では、ドレン孔の出口が入力プーリの後開口端部に位置しているため、問題がある。

特開２００３−１５５９３０号公報(図１参照)

《問題》水ポンプ室壁の周囲のエンジン機壁がエンジン冷却水の付着によって汚染される。
ドレン孔の出口が入力プーリの後開口端部に位置しているため、ドレン孔の出口から落下したエンジン冷却水が入力プーリの開口端部で一端受け止められても、直ぐにその開口端部から遠心力で周囲に跳ね飛ばされ、水ポンプ室壁の周囲のエンジン機壁がエンジン冷却水の付着によって汚染される。エンジン冷却水の付着による汚染は、エンジン冷却水が気化する前にエンジン冷却水に塵埃が付着して起こる場合や、エンジン冷却水が気化して不凍液や防錆剤の不揮発成分が残って起こる場合等がある。

本発明の課題は、水ポンプ室壁の周囲のエンジン機壁がエンジン冷却水の付着によって汚染される不具合を抑制することができる水冷エンジンを提供することにある。

請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、水ポンプ室壁(１)から前方にボス(２)を突出させ、このボス(２)に水ポンプ入力軸(３)を挿通させ、この水ポンプ入力軸(３)の前端部にカップ型の水ポンプ入力プーリ(４)の前端壁(５)を取り付け、この水ポンプ入力プーリ(４)の後開口端部(６)からボス(２)を水ポンプ入力プーリ(４)内に進入させ、ボス(２)内の後側にメカニカルシール(７)を配置し、ボス(２)内の前側に水ポンプ入力軸(３)の軸受(８)(９)を配置し、ボス(２)内でメカニカルシール(７)と軸受(８)(９)との間に漏水流入空間(１０)を設け、漏水流入空間(１０)をドレン孔(１１)を介して水ポンプ入力プーリ(４)内と連通させ、メカニカルシール(７)から漏れてきたエンジン冷却水(１２)を漏水流入空間(１０)とドレン孔(１１)とを介して水ポンプ入力プーリ(４)内に排出できるようにした、水冷エンジンにおいて、
図１に例示するように、ドレン孔(１１)の出口(１４)を水ポンプ入力プーリ(４)内の後開口端部(６)よりも前側で開口させ、水ポンプ入力プーリ(４)の周壁の内周面に沿って螺旋溝(３３)を形成し、ドレン孔(１１)の出口(１４)から落下したエンジン冷却水(１２)が、水ポンプ入力プーリ(４)と共に回転(３４)する螺旋溝(３３)で水ポンプ入力プーリ(４)の前側に送られるようにした、ことを特徴とする水冷エンジン。

(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》水ポンプ室壁の周囲のエンジン機壁がエンジン冷却水の付着によって汚染される不具合を抑制することができる。
図１に例示するように、ドレン孔(１１)の出口(１４)を水ポンプ入力プーリ(４)内の後開口端部(６)よりも前側で開口させ、水ポンプ入力プーリ(４)の周壁の内周面に沿って螺旋溝(３３)を形成し、ドレン孔(１１)の出口(１４)から落下したエンジン冷却水(１２)が、水ポンプ入力プーリ(４)と共に回転(３４)する螺旋溝(３３)で水ポンプ入力プーリ(４)の前側に送られるようにしたので、エンジン冷却水(１２)が水ポンプ入力プーリ(４)内に長く保持され、水ポンプ入力プーリ(４)内の熱で気化し、水ポンプ入力プーリ(４)の後開口端部(６)からその周囲に跳ね飛ばされるエンジン冷却水(１２)の量が減少し、ポンプ室壁(１)の周囲のエンジン機壁(２１)がエンジン冷却水(１２)の付着によって汚染される不具合を抑制することができる。

(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》水ポンプ室壁の周囲のエンジン機壁がエンジン冷却水の付着によって汚染される不具合を抑制することができる。
図１、図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、ボス(２)の下周面部から前後方向に沿う下部突条(１３)を下向きに隆起させ、この下部突条(１３)の肉壁内に軸受(８)(９)に沿うドレン孔(１１)をあけたので、軸受(８)(９)の熱でドレン孔(１１)を通過するエンジン冷却水(１２)の一部が気化し、水ポンプ入力プーリ(４)の後開口端部(６)からその周囲に跳ね飛ばされるエンジン冷却水(１２)の量が減少し、水ポンプ室壁(１)の周囲のエンジン機壁(２１)がエンジン冷却水(１２)の付着によって汚染される不具合を抑制することができる。

(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》水ポンプ室壁とその下方のエンジン機壁にエンジン冷却水が付着しにくい。
図１、図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、下部突条(１３)の途中に前方に向けた水滴受け面(１９)を下向きに導出したので、ドレン孔(１１)の出口(１４)から流出し、下部突条(１３)を伝って後方に移動しようとする水滴は、水滴受け面(１９)で受け止められ、水ポンプ室壁(１)には到達しにくく、水ポンプ室壁(１)とその下方のエンジン機壁(２１)にエンジン冷却水(１２)が付着しにくい。

(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》水滴受け面で受け止めた水滴の気化が、軸受の熱で促進される。
図１に例示するように、水滴受け面(１９)を軸受(９)の真下に配置したので、水滴受け面(１９)で受け止めた水滴の気化が、軸受(９)の熱で促進される。

(請求項５に係る発明)
請求項５に係る発明は、請求項３または請求項４に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》水滴受け面で受け止めた水滴の気化が、水ポンプ入力プーリ内にこもる熱で促進される。
図１に例示するように、水滴受け面(１９)を水ポンプ入力プーリ(４)内に配置したので、水滴受け面(１９)で受け止めた水滴の気化が、水ポンプ入力プーリ(４)内にこもった熱で促進される。

(請求項６に係る発明)
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》漏水流入空間内のエンジン冷却水量を減少させる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、ボス(２)の上周面部から前後方向に沿う上部突条(１５)を上向きに隆起させ、この上部突条(１５)の肉壁内に軸受(８)(９)に沿うベーパ排出孔(１６)をあけ、このベーパ排出孔(１６)の入口(１７)を漏水流入空間(１０)に連通させたので、メカニカルシール(７)から漏水流入空間(１０)に蒸気となって流入してきたエンジン冷却水(１２)や、漏水流入空間(１０)内で蒸気となったエンジン冷却水(１２)は、軸受(８)(９)の熱を受けて、凝縮することなくベーパ排出孔(１６)を通過し、水ポンプ入力プーリ(４)内に流出し、漏水流入空間(１０)内のエンジン冷却水量を減少させる。

本発明の第１実施形態に係る水冷エンジンの水ポンプ入力プーリとその周辺部分の縦断側面図である。図２(Ａ)は図１のエンジンの水ポンプ室壁とその周囲部分の正面図、図２(Ｂ)は図１(Ａ)のＢ方向矢視部分の拡大図である。図１の水冷エンジンの水ポンプとその周辺部分の縦断側面図である。図１のエンジンの正面図である。本発明の第２実施形態に係る水冷エンジンの水ポンプ室壁とその周囲部分の正面図、図５(Ｂ)は図５(Ａ)のＢ方向矢視部分の拡大図である。

図１〜図４は本発明の第１実施形態に係る水冷エンジンを説明する図、図５は第２実施形態に係る水冷エンジンを説明する図であり、各実施形態では、水冷の立形多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。

第１実施形態について説明する。
このエンジンの概要は、次の通りである。
図４に示すように、シリンダブロック(２２)の上部にシリンダヘッド(２３)を組み付け、シリンダブロック(２２)の前部にギヤケース(２４)を組み付け、ギヤケース(２４)の前部に水ポンプケース(２５)を組み付け、シリンダヘッド(２３)の下部にオイルパン(２６)を組み付けている。

図１に示すように、水ポンプ室壁(１)から前方にボス(２)を突出させ、このボス(２)に水ポンプ入力軸(３)を挿通させ、この水ポンプ入力軸(３)の前端部にカップ型の水ポンプ入力プーリ(４)の前端壁(５)を取り付け、この水ポンプ入力プーリ(４)の後開口端部(６)からボス(２)を水ポンプ入力プーリ(４)内に進入させ、ボス(２)内の後側にメカニカルシール(７)を配置し、ボス(２)内の前側に水ポンプ入力軸(３)の軸受(８)(９)を配置し、ボス(２)内でメカニカルシール(７)と軸受(８)(９)との間に漏水流入空間(１０)を設け、漏水流入空間(１０)をドレン孔(１１)を介して水ポンプ入力プーリ(４)内と連通させ、メカニカルシール(７)から漏れてきたエンジン冷却水(１２)を漏水流入空間(１０)とドレン孔(１１)とを介して水ポンプ入力プーリ(４)内に排出できるようにしている。

図４に示すように、水ポンプ室壁(１)は、オイルポンプケース(２５)の上部前部に設けられている。図３に示すように、水ポンプ入力プーリ(４)には、エンジン冷却ファン(２７)が取り付けられている。水ポンプ入力プーリ(４)は、クランクプーリ(２８)からファンベルト(２９)を介して駆動される。
水ポンプ入力軸(３)の後端部にはインペラ(３０)が取り付けられ、これが水ポンプ室(３１)に収容されている。
図１に示すように、水ポンプ入力軸(３)の軸受(８)(９)は、前後に一対配置され、いずれも転がり軸受で、前側の軸受(８)はローラベアリング、後側の軸受(９)はボールベアリングである。漏水流入空間(１０)は円環形である。

図１に示すように、ドレン孔(１１)の出口(１４)を水ポンプ入力プーリ(４)内の後開口端部(６)よりも前側で開口させ、水ポンプ入力プーリ(４)の周壁の内周面に沿って螺旋溝(３３)を形成し、ドレン孔(１１)の出口(１４)から落下したエンジン冷却水(１２)が、水ポンプ入力プーリ(４)と共に回転(３４)する螺旋溝(３３)で水ポンプ入力プーリ(４)の前側に送られるようにしている。
図１に示すように、水ポンプ入力プーリ(４)は、巻き掛け部(１８)を除く周壁形状を内径が一定の円筒部(３５)としている。

図１、図２(Ａ)(Ｂ)に示すように、ボス(２)の下周面部から前後方向に沿う下部突条(１３)を下向きに隆起させ、この下部突条(１３)の肉壁内に軸受(８)(９)に沿うドレン孔(１１)をあけている。
ドレン孔(１１)の出口(１４)は水ポンプ入力プーリ(４)内の前後方向中央部で開口させている。
下部突条(１３)は、アルミの一体鋳造品である水ポンプケース(２５)の一部であり、下部突条(１３)の肉壁はボス(２)の肉壁と連続している。

図１、図２(Ａ)(Ｂ)に示すように、下部突条(１３)の途中に前方に向けた水滴受け面(１９)を下向きに導出し、水滴受け面(１９)を軸受(９)の真下で、水ポンプ入力プーリ(４)内に配置している。
この水滴受け面(１９)を境界として、下部突条(１３)には段差ができる。

図１、図２(Ａ)に示すように、ボス(２)の上周面部から前後方向に沿う上部突条(１５)を上向きに隆起させ、この上部突条(１５)の肉壁内に軸受(８)(９)に沿うベーパ排出孔(１６)をあけ、このベーパ排出孔(１６)の入口(１７)を漏水流入空間(１０)に連通させている。
上部突条(１５)は、アルミの一体鋳造品である水ポンプケース(２５)の一部であり、上部突条(１５)の肉壁はボス(２)の肉壁と連続している。

この実施形態では、次のようにしてもよい。
ドレン孔(１１)にスポンジ等の吸水材を詰め、漏水流入空間(１０)に溜まったエンジン冷却水(１２)を吸水材に吸水させ、ドレン孔(１１)内で徐々に気化させながら、エンジン冷却水(１２)の多くを、ペーパーの状態でドレン孔(１１)から排出させる。

水ポンプ入力プーリ(４)内に羽根を設け、水ポンプ入力プーリ(４)の回転により羽根で水ポンプ入力プーリ(４)内に風を起こし、この風で水ポンプ入力プーリ(４)内の換気を行う。
水ポンプ壁(１)やその下方のエンジン機壁(２１)等、エンジン冷却水(１２)が付着しやすい部分の表面に撥水コート(フッ素樹脂コーティング等)を施し、エンジン冷却水(１２)による汚染を防止する。

水ポンプ壁(１)やその下方のエンジン機壁(２１)等、エンジン冷却水(１２)が付着しやすい部分に迷彩模様の塗装や、エンジン冷却水(１２)に用いるＬＬＣ(ロングライフクーラント)が乾燥した時の色を模した塗装を施し、エンジン冷却水(１２)による汚染を目立ちにくくする。
水ポンプ壁(１)やその下方のエンジン機壁(２１) 等、エンジン冷却水(１２)が付着しやすい部分の表面租度を高め、エンジン冷却水(１２)の乾燥時に、残留物がはがれ易くする。

この発明の実施形態とすることはできないが、漏水流入空間(１０)からパイプを介してエンジンの所定個所に設けた漏水溜め空間を連通させ、漏水流入空間(１０)のエンジン冷却水(１２)をパイプを介して漏水溜め空間に流出させ、ここに溜めておく構造とすれば、この実施形態と同様、水ポンプ壁(１)やその下方のエンジン機壁(２１) 等がエンジン冷却水(１２)で汚染されるのを防止することができる。

図５に示す第２実施形態は、水ポンプ入力軸(３)の軸受(８)(９)の真下で、下部突条(１３)に複数本の溝(２０)を形成している。溝(２０)は、水滴受け面(１９)よりも前側にも後側にも形成している。この溝(２０)の表面からの軸受(８)(９)の放熱で、下部突条(１３)を伝う水滴の気化が促進される。
他の構造は、図２等に示す第１実施形態と同じであり、図５中、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付しておく。

(１) 水ポンプ室壁
(２) ボス
(３) 水ポンプ入力軸
(４) 水ポンプ入力プーリ
(５) 前端壁
(６) 後開口端部
(７) メカニカルシール
(８) 軸受
(９) 軸受
(１０) 漏水流入空間
(１１) ドレン孔
(１２) エンジン冷却水
(１３) 下部突条
(１４) 出口
(１５) 上部突条
(１６) ベーパ排出孔
(１７) 入口
(１９) 水滴受け面
(３３) 螺旋溝
(３４) 回転

Claims

水ポンプ室壁(１)から前方にボス(２)を突出させ、このボス(２)に水ポンプ入力軸(３)を挿通させ、この水ポンプ入力軸(３)の前端部にカップ型の水ポンプ入力プーリ(４)の前端壁(５)を取り付け、この水ポンプ入力プーリ(４)の後開口端部(６)からボス(２)を水ポンプ入力プーリ(４)内に進入させ、ボス(２)内の後側にメカニカルシール(７)を配置し、ボス(２)内の前側に水ポンプ入力軸(３)の軸受(８)(９)を配置し、ボス(２)内でメカニカルシール(７)と軸受(８)(９)との間に漏水流入空間(１０)を設け、漏水流入空間(１０)をドレン孔(１１)を介して水ポンプ入力プーリ(４)内と連通させ、メカニカルシール(７)から漏れてきたエンジン冷却水(１２)を漏水流入空間(１０)とドレン孔(１１)とを介して水ポンプ入力プーリ(４)内に排出できるようにした、水冷エンジンにおいて、
ドレン孔(１１)の出口(１４)を水ポンプ入力プーリ(４)内の後開口端部(６)よりも前側で開口させ、水ポンプ入力プーリ(４)の周壁の内周面に沿って螺旋溝(３３)を形成し、ドレン孔(１１)の出口(１４)から落下したエンジン冷却水(１２)が、水ポンプ入力プーリ(４) と共に回転する螺旋溝(３３)で水ポンプ入力プーリ(４)の前側に送られるようにした、ことを特徴とする水冷エンジン。
請求項１に記載した水冷エンジンにおいて、
ボス(２)の下周面部から前後方向に沿う下部突条(１３)を下向きに隆起させ、この下部突条(１３)の肉壁内に軸受(８)(９)に沿うドレン孔(１１)をあけた、ことを特徴とする水冷エンジン。
請求項２に記載した水冷エンジンにおいて、
下部突条(１３)の途中に前方に向けた水滴受け面(１９)を下向きに導出した、ことを特徴とする水冷エンジン。
請求項３に記載した水冷エンジンにおいて、
水滴受け面(１９)を軸受(９)の真下に配置した、ことを特徴とする水冷エンジン。
請求項３または請求項４に記載した水冷エンジンにおいて、
水滴受け面(１９)を水ポンプ入力プーリ(４)内に配置した、ことを特徴とする水冷エンジン。
請求項１から請求項５のいずれかに記載した水冷エンジンにおいて、
ボス(２)の上周面部から前後方向に沿う上部突条(１５)を上向きに隆起させ、この上部突条(１５)の肉壁内に軸受(８)(９)に沿うベーパ排出孔(１６)をあけ、このベーパ排出孔(１６)の入口(１７)を漏水流入空間(１０)に連通させた、ことを特徴とする水冷エンジン。