JP5864422B2 - 機械的な冷却材ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、冷却材を出口チャネルへ圧送するためのインペラを備えた、内燃機関用の機械的な冷却材ポンプであって、出口通路が出口弁を有するものに関する。

機械的な冷却材は、例えばポンプの駆動輪を駆動する駆動ベルトを使用することによって、内燃機関によって駆動される冷却材ポンプである。内燃機関が低温である限り、最小限の冷却材流が必要とされる。したがって、冷却材循環流を制御するための出口弁が設けられた機械的な冷却材ポンプが使用される。内燃機関が低温である限り、潤滑剤の循環が最小限になるように出口弁は閉鎖され、その結果、内燃機関暖機期間が短縮される。

通常、出口弁は、回動フラップの形態で使用され、この回動フラップは潤滑剤出口通路に位置決めされている。回動フラップは、フラップを開放位置又は閉鎖位置へ回動させるように制御することができ、その位置が冷却材循環流量を決定するようになっている。潤滑剤出口通路内のこのような回動フラップの配列は、冷却材流をフラップの開放位置においてさえも制限し、流れ抵抗を発生する。さらに、このような回動フラップは、摩耗、歪み及び粒子の結果、引っ掛かる恐れがあり、潤滑剤における粒子はフラップ及びフラップのための凹所に付着する。

本発明の課題は、改良された出口弁を有する機械的な冷却材ポンプを提供することである。

この課題は、請求項１の特徴を有する機械的な冷却材ポンプにより解決される。

請求項１に係る内燃機関用の機械的な冷却材ポンプは、出口弁を備えた出口通路内に冷却材を圧送するためのインペラを有する。出口弁は、シフト可能な平坦な弁プレートを有しており、この弁プレートは、出口通路壁部に設けられた通過スリットを通って出口チャネル横断平面においてシフト可能である。

出口通路におけるシフト可能な平坦な弁プレートは、コールドスタート段階の間に最適な冷却材体積を提供するために、内燃機関への冷却材流の制御を可能にする。内燃機関のコールドスタート段階における冷却材流の制御は、より迅速な暖機、ひいては内燃機関の改良されたエネルギ効率を可能にする。出口チャネル壁部に設けられた通過スリットを通る、出口通路の横断平面における弁プレートのシフト可能性は、アクチュエータを使用することにより提供される。アクチュエータは比較的低い作動力を有する。なぜならば、プレートとプレート案内部との間の滑り摩擦が小さく、弁プレートに作用する冷却材の圧力は、弁プレートを開放位置又は閉鎖位置へ移動させるために必要な作動力に著しく影響しないからである。したがって、冷却材の循環の間、冷却材流は制限されない。

本発明の好適な実施の形態によれば、弁プレートは、開放位置においては流体密閉弁プレートハウジングに位置決めされ、弁プレートハウジングは出口通路から半径方向に延びている。流体密閉弁プレートハウジングは弁プレートを常に潤滑剤スペース内に保持するので、通過スリットがシールされる必要がない。

好適には、弁プレートハウジングは主ポンプボディの別個の部分として形成されている。主ポンプボディへの弁プレートハウジングの別個の設置は、ハウジングの形状及び材料に関する柔軟性を高めるので、弁プレートハウジングを主ポンプボディの材料とは異なる材料から形成することができる。

択一的に、弁プレートハウジングは主ポンプボディの一体の部分である。この構成は、より迅速でかつより費用対効果の高い製造を可能にする。

主ポンプボディには好適には、シフト可能な平坦な弁プレートのための通過スリットが設けられている。

本発明の好適な実施の形態によれば、主ポンプボディには、シフト可能な平坦な弁プレートのための出口通路において案内スリットが設けられており、弁プレートは案内スリットにおいて案内される。この案内スリットは、開放していない位置における弁プレートに永久に衝突する冷却材流の圧力に対して弁プレートの付加的な支持を提供し、出口通路における弁プレートの横断方向可動性を保証する。

好適には、弁プレートはアクチュエータによって駆動される。

本発明の好適な実施の形態によれば、アクチュエータは弁プレートハウジングに直接に結合されているので、アクチュエータの移動を弁プレートの移動に変換するために歯車又はレバー又はその他の手段は不要である。

好適には、弁プレートは空圧式アクチュエータによって駆動される。弁プレートを、電気式アクチュエータ又はサーモスタット式アクチュエータのようなその他のアクチュエータによって駆動することもできる。空圧エネルギは、内燃機関における様々な位置において引き込むことができるので、空圧式アクチュエータの使用は単純で費用対効果が高い。

空圧式アクチュエータには好適には、膜と、膜に対して垂直なアクチュエータロッドとが設けられており、アクチュエータロッドは弁プレートに直接に結合されておりかつ弁プレートと軸方向で一列に配置されているので、歯車、レバー等は不要である。

以下は図面を参照した発明の実施の形態の詳細な説明である。

機械的な冷却材ポンプを示す斜視図である。 機械的な冷却材ポンプを示す縦断面図である。 図２の機械的な冷却材ポンプを線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って示す断面図である。 機械的な冷却材ポンプを示す下面図である。

図１に、内燃機関のための機械的な冷却材ポンプ１０が示されている。機械的な冷却材ポンプ１０は主ポンプボディ１１を有しており、主ポンプボディは、フランジ１２によってエンジンブロックに直接に取り付けられているか、又は図示されていないカバープレートを有することができる。

主ポンプボディ１１は、回転可能なインペラ１８を有しており、このインペラ１８は、冷却材を軸方向で吸い込み、この冷却材を半径方向外方へ渦形室１５に圧送する。インペラ１８は、駆動ベルト（図示せず）によって内燃機関によって駆動され、駆動ベルトは、機械的な冷却材ポンプ１０の駆動輪３８を駆動する。冷却材は、遠心力の結果、渦形室１５から出口通路１６へ、出口弁２０を通って出口開口１４へ流れる。出口弁２０は出口通路１６の終端に位置決めされている。

出口弁２０は、シフト可能な平坦な弁プレート２２を有し、この弁プレート２２は、出口通路１６の横断平面において、出口通路壁部２６の通過スリット２４を通ってシフト可能である。弁プレート２２は開放位置においては流体密閉弁プレートハウジング２８内に位置決めされ、この流体密閉弁プレートハウジング２８は、通過スリット２４において出口通路１６から半径方向に延びている。シフト可能な弁プレート２２は空圧式アクチュエータ３２によって駆動され、弁プレート２２は案内スリット３０において案内され、案内スリット３０はチャネル壁部２６に設けられている。

アクチュエータ３２には、膜ハウジング３５における空圧式の膜３４と、膜３４に対して垂直なアクチュエータロッド３６とが設けられており、アクチュエータロッド３６は弁プレート２２と軸方向で一列に並んでいる。アクチュエータ３２は弁プレートハウジング２８に直接に結合されている。開放位置において、弁プレート２２は、冷却材流が制限されないように完全に弁プレートハウジング２８内に位置決めされている。内燃機関が低温である限り、出口弁２０を空圧式アクチュエータ３２によって完全に又は部分的に閉鎖することができる。

図２には、機械的な冷却材ポンプ１０の縦断面図が示されている。機械的な冷却材ポンプ１０は主ポンプボディ１１を有する。主ポンプボディ１１の上部には弁プレートハウジング２８が位置決めされており、弁プレートハウジング２８は出口通路１６から半径方向に延びており、機械的な冷却材ポンプ１０のフランジ１２に対して垂直である。

図３には、図２の機械的な冷却材ポンプ１０の断面ＩＩＩ−ＩＩＩが示されている。シフト可能な弁プレート２２は、空圧式アクチュエータ３２によって空圧式の膜３４とアクチュエータロッド３６とを介して駆動される。アクチュエータロッド３６は、弁プレート２２と軸方向で一列に並んでおり、膜３４に対して垂直である。膜３４は、予負荷ばね３７によって出口弁２０の閉鎖位置へ予負荷されている。その代わりに、構造がフェールセーフであるように出口弁２０を開放位置へ予負荷するために、予負荷ばね３７を逆に配置することができる。

Claims (5)

1. 出口弁（２０）を有する出口通路（１６）に冷却材を圧送するインペラ（１８）を有する主ポンプボディ（１１）を備える、内燃機関用の機械的な冷却材ポンプ（１０）において、
   出口弁（２０）が、出口通路壁部（２６）の通過スリット（２４）を通って出口通路（１６）の横断平面においてシフト可能な平坦な弁プレート（２２）を有し、
   該弁プレート（２２）が、開放位置において流体密閉弁プレートハウジング（２８）に位置決めされており、該弁プレートハウジング（２８）が前記出口通路（１６）から該弁プレート（２２）と平行に延びており、シフト可能な平坦な弁プレート（２２）のための前記通過スリット（２４）が、前記主ポンプボディ（１１）に設けられ、
   前記弁プレート（２２）が空圧式アクチュエータ（３２）によって駆動され、該空圧式アクチュエータ（３２）に、空圧式の膜（３４）と、該膜（３４）に対して垂直なアクチュエータロッド（３６）とが設けられており、該アクチュエータロッド（３６）が弁プレート（２２）と一列に並んでいることを特徴とする、機械的な冷却材ポンプ（１０）。
2. 弁プレートハウジング（２８）が、主ポンプボディ（１１）の別個の部分として形成されている、請求項１記載の機械的な冷却材ポンプ。
3. 弁プレートハウジング（２８）が、主ポンプボディ（１１）の一体の部分である、請求項１記載の機械的な冷却材ポンプ（１０）。
4. 主ポンプボディ（１１）に、シフト可能な平坦な弁プレート（２２）のための案内スリット（３０）が設けられており、弁プレート（２２）が案内スリット（３０）において案内される、請求項１から３までのいずれか１項記載の機械的な冷却材ポンプ（１０）。
5. アクチュエータ（３２）が弁プレートハウジング（２８）に直接に結合されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の機械的な冷却材ポンプ（１０）。

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