JP6003094B2 - Water pump - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関を冷却する冷却水の循環を行うウォータポンプに関する。 The present invention relates to a water pump that circulates cooling water for cooling an internal combustion engine.
従来、ウォータポンプは内燃機関(エンジン)に対して、エンジンを流体(例えば、水、により冷却するため、流体を循環させるのに使用される。この場合、流体として用いられる水は、冷却を行うために用いられることから、以下、冷却水と称す。 Conventionally, a water pump is used to circulate a fluid in order to cool the engine with a fluid (for example, water) with respect to the internal combustion engine (engine). In this case, water used as the fluid cools. Hereinafter, it is referred to as cooling water.
ウォータポンプの構成は、例えば、エンジン本体に固定されるボディと、ボディ内部にベアリングを介して回転自在に支持される回転軸と、回転軸の一端に設けられたインペラとを備え、インペラを回転軸の一方の側に設けられるプーリを駆動ベルト(例えば、タイミングベルト)により回転させることにより冷却水をエンジン内部に循環させる構成となっている。従来のウォータポンプでは、更に、インペラとベアリングとの間にシール部材と、ボディの下方にシール部材を介してインペラ側から漏れてきた冷却水(水滴)をボディの外部へと水抜き孔を介して溜める水溜部とが設けられ、水溜部はエンジンブロック側の取付面において外部に排出を行うドレインポートが開口するウォータポンプの構成が知られている(特許文献1を参照)。 The configuration of the water pump includes, for example, a body fixed to the engine body, a rotating shaft that is rotatably supported through a bearing inside the body, and an impeller provided at one end of the rotating shaft, and rotates the impeller. The configuration is such that cooling water is circulated inside the engine by rotating a pulley provided on one side of the shaft by a drive belt (for example, a timing belt). In the conventional water pump, a seal member is provided between the impeller and the bearing, and cooling water (water droplets) leaking from the impeller side through the seal member below the body is passed through the drain hole to the outside of the body. There is a known structure of a water pump in which a drain port for discharging to the outside is opened on the mounting surface on the engine block side (see Patent Document 1).
しかしながら、上記した従来のウォータポンプでは、水溜部に連続したドレインポートが外部に直接開口する構成となっている。このため、ドレインポートが形成される外部より異物が入り易く、異物が外部から入り冷却水の外部への排出経路の一部(例えば、これに限定されないが、ドレインポート)が閉塞してしまうと、次第に水抜き孔を介して冷却水が水溜部に溜まる。そして、冷却水が次第に水溜部に溜まり、冷却水の排出経路において逆流が発生し得るものとなる。インペラを回転させる回転軸の周囲にまで排出すべく冷却水が溜まってしまうと、インペラの回転に影響を及ぼしてしまうので、水抜き孔を介して伝わってきた冷却水を効果的に外部に排出する対策が必要となる。 However, the above-described conventional water pump has a configuration in which the drain port continuous to the water reservoir directly opens to the outside. For this reason, it is easy for foreign matter to enter from the outside where the drain port is formed, and foreign matter enters from the outside and a part of the discharge path to the outside of the cooling water (for example, but not limited to this, the drain port) is blocked. The cooling water gradually accumulates in the water reservoir through the drain hole. Then, the cooling water gradually accumulates in the water reservoir, and a backflow can occur in the cooling water discharge path. If cooling water accumulates around the rotating shaft that rotates the impeller, it will affect the rotation of the impeller. Therefore, the cooling water transmitted through the drain hole is effectively discharged to the outside. It is necessary to take measures.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みて成されたものであり、従来のようにドレインポートの出口となる外部より異物が入り、インペラが設けられるポンプ側から回転軸の周囲に漏出した冷却水が回転軸の下方に設けられる水溜部に溜まり、水溜部から逆流してインペラの回転に影響を与えることがないウォータポンプを提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and the cooling water leaked around the rotating shaft from the pump side where the impeller is provided, because foreign matter enters from the outside as the outlet of the drain port as in the prior art. It is an object of the present invention to provide a water pump that accumulates in a water reservoir provided below the rotating shaft and does not flow backward from the water reservoir and affect the rotation of the impeller.
上記した課題を解決するために講じた第1の技術的手段は、
吸入口および吐出口に連通する第1空間を有するボディと、該ボディの内部に回転軸を介して回転自在に支持され、前記第1空間に存在する冷却水を循環させるインペラと、前記第1空間に存在する冷却水を回転軸の周囲でシールするシール部材と、前記シール部材を介して前記第1空間とは反対側の前記回転軸の周囲に形成された第2空間へと漏出した冷却水を前記回転軸の下方で溜める水溜部と、前記水溜部に連通し、一方の側面に開口したドレイン孔が形成され、前記ボディを支持する第1支持部材と、前記第1支持部材の前記一方の側面と当接して前記ドレイン孔と対面するよう配設された第2支持部材とを備え、前記水溜部に溜まる漏出した冷却水を、前記第1支持部材と前記第2支持部材との当接面により外部に排出する構成とした。
The first technical measure taken to solve the above problems is as follows:
A body having a first space communicating with the suction port and the discharge port; an impeller which is rotatably supported in the body via a rotation shaft and circulates the cooling water existing in the first space; A seal member that seals cooling water existing in the space around the rotation shaft, and cooling leaked to the second space formed around the rotation shaft on the opposite side of the first space via the seal member a water reservoir for storing water below said rotary shaft, communicates with the water reservoir, the drain hole is formed which is open on one side, a first support member for supporting said body, said first support member A second support member disposed so as to abut one side surface and face the drain hole, and leaked cooling water collected in the water reservoir portion between the first support member and the second support member. A structure for discharging to the outside by the contact surface It was.
また、上記した課題を解決するために講じた第2の技術的手段は、
吸入口および吐出口に連通する第1空間を有するボディと、該ボディの内部に回転軸を介して回転自在に支持され、前記第1空間に存在する冷却水を循環させるインペラと、前記第1空間に存在する冷却水を回転軸の周囲でシールするシール部材と、前記シール部材を介して前記第1空間とは反対側の前記回転軸の周囲に形成された第2空間へと漏出した冷却水を前記回転軸の下方で溜める水溜部と、前記水溜部を形成する際に一方の壁となり、前記ボディを支持する第1支持部材と、前記水溜部に溜まる漏出した冷却水を、前記ボディと前記第1支持部材との当接面により外部に排出する構成とした。
In addition, the second technical means taken to solve the above-described problems is:
A body having a first space communicating with the suction port and the discharge port; an impeller which is rotatably supported in the body via a rotation shaft and circulates the cooling water existing in the first space; A seal member that seals cooling water existing in the space around the rotation shaft, and cooling leaked to the second space formed around the rotation shaft on the opposite side of the first space via the seal member A water reservoir that stores water below the rotating shaft, a first support member that serves as one wall when forming the water reservoir and supports the body, and leaked cooling water that accumulates in the water reservoir, And the first support member are discharged to the outside through a contact surface.
上記した構成において、前記第1支持部材は、前記インペラの周囲を覆うことにより前記第1空間を区画するものであり、漏出した冷却水を前記当接面を下方に伝って外部に排出する構成とすると良い。 In the above-described configuration, the first support member defines the first space by covering the periphery of the impeller, and discharges the leaked cooling water to the outside along the contact surface. And good.
本発明のウォータポンプは、水溜部にはドレイン孔が連通して形成され、ボディを支持する第1支持部材と、第1支持部材の一方の側面と当接してドレイン孔と対面するよう配設された第2支持部材とにより、水溜部に溜まり漏出した冷却水を、第1支持部材と第2支持部材との当接面により外部に排出する構成としたので、ボディを支持する第1支持部材と第2支持部材との当接面を伝って、漏出した冷却水を外部に排出することができる。この場合、第1支持部材に形成されたドレイン孔の開口は第2支持部材が対面するように配設されるので、従来のように開口したドレイン孔より異物が入ることを防止することができ、漏出した冷却水の排出経路において途中で一部が詰まってしまうこと、および、水溜部からの回転軸方向への漏出した冷却水の逆流を防止することができる。 In the water pump of the present invention, a drain hole is formed in communication with the water reservoir, and a first support member that supports the body and a side surface of the first support member that is in contact with the drain hole are disposed. The cooling water that has accumulated and leaked in the water reservoir is discharged to the outside by the contact surface between the first support member and the second support member, so that the first support that supports the body is provided. The leaked cooling water can be discharged to the outside through the contact surface between the member and the second support member. In this case, since the opening of the drain hole formed in the first support member is arranged so that the second support member faces, it is possible to prevent foreign matter from entering from the drain hole opened as in the prior art. In addition, it is possible to prevent a part of the leakage path of the cooling water from being clogged in the middle and a back flow of the leakage of the cooling water from the water reservoir in the direction of the rotation axis.
また、本発明のウォータポンプは、水溜部を形成する際に一方の壁となり、ボディを支持する第1支持部材と、水溜部に溜まる漏出した冷却水をボディと第1支持部材との当接面により外部に排出する構成としたので、第1支持部材が水溜部の蓋となり、ボディと第1支持部材との間の当接面から漏出した冷却水を外部に排出することができる。この場合、第1支持部材の側面(端面)によりドレイン機能を果たす水溜部を構成する一側面が第1支持部材により閉塞されるので、従来のように水溜部へ異物が入ることを上記構成よりもより簡単かつ効果的に防止することができ、漏出した冷却水の排出経路において途中で一部が詰まってしまうこと、および、水溜部からの回転軸方向への漏出した冷却水の逆流を防止することができる。 Further, the water pump of the present invention becomes one wall when forming the water reservoir, and the first support member that supports the body and the leaked cooling water accumulated in the water reservoir are brought into contact with the body and the first support member. Since it is set as the structure discharged | emitted outside by a surface, a 1st support member becomes a lid | cover of a water reservoir part and the cooling water leaked from the contact surface between a body and a 1st support member can be discharged | emitted outside. In this case, since one side surface constituting the water reservoir that performs the drain function is closed by the first support member by the side surface (end surface) of the first support member, foreign substances can enter the water reservoir as in the conventional case. Can be prevented more easily and effectively, partly clogging in the discharge path of the leaked cooling water, and backflow of the leaked cooling water in the direction of the rotation axis from the water reservoir is prevented. can do.
この場合、第1支持部材は、インペラの周囲を覆うことにより第1空間を区画するものであり、漏出した冷却水を当接面を下方に伝って外部に排出する構成にしたので、第1空間を区画する部材とボディを支持する部材を共通化し部品点数を増やすことなく、ボディと第1支持部材の当接面を使って漏出した冷却水をより効果的に外部に排出することができる。 In this case, the first support member divides the first space by covering the periphery of the impeller, and is configured to discharge the leaked cooling water to the outside along the contact surface . The cooling water leaked by using the contact surfaces of the body and the first support member can be discharged more effectively without using a common member for partitioning the space and a member for supporting the body and increasing the number of parts. .
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
第1実施形態における具体的な構成を、図1および図2に示す。
(First embodiment)
A specific configuration in the first embodiment is shown in FIGS. 1 and 2.
ウォータポンプ1は、内燃機関(エンジン)に対して、流体(例えば、水であるが、ここでは冷却水と称す)をエンジン内部に循環させて、熱くなったエンジン(例えば、シリンダヘッド等)を冷却するために使用される。ウォータポンプ1は骨格を成すボディ4とタイミングチェーンカバー(第1支持部材)3との間をガスケット2によりシールして外形が構成されている。ボディ4は、中央に円筒状中空のボス部24を有し、ボス部から連続するタイミングチェーン側(図2に示す右側)は大径となり、大径となった内側に凹部状となった第1空間25を有する。第1空間25は、後述する吸入口14および吐出口17に連通し、冷却水を吸入口14より吸入して吐出口17より吐出するポンプ室5となり、ボス部24の中空内部に回転軸支持孔6が形成されている。回転軸支持孔6には回転軸7がベアリング8を介して回転自在にボス部24に支持される。この場合、第1空間25のポンプ室5側を液密にするために環状のシール部材9がポンプ室側の回転軸7の周囲に設けられ、ポンプ室5側と反対側の回転軸7の周囲(具体的には、シール部材9とベアリング8との間)を区画する第2空間26とをシールする。また、回転軸7のインペラ11が設けられる側とは反対側には、クランクシャフト(図示せず)からタイミングベルト(図示せず)により回転駆動が成される円盤状のプーリ10が回転自在に固定され、プーリ10の回転によりポンプ室5でインペラ11を回転駆動し、冷却水をエンジン内部に循環させることができる。
The
ボディ4は、ポンプ室5からシール機能を成すシール部材9を介して第2空間26へと漏出した冷却水を、回転軸7の第2空間26の中央位置からその直下へと排出する水抜き孔12が形成されている。また、ボディ4にはポンプ駆動時(インペラ11の回転時)に第2空間内で漏出した冷却水が熱く水蒸気となった冷却水を大気中に排出できる蒸気抜き孔13が、ボス部24に形成された水抜き孔12の真上の位置にボディ4を貫通して形成されている。
The
水抜き孔12は、管路が鉛直方向において下方へと延在しており、水抜き孔12の下方に水抜き孔12と連通して広くなった空間となった水溜部21がボディ4に形成されている、この水溜部21は水抜き孔12を通って漏出した冷却水を溜める空間であり、ボディ4の第1空間25より下方に形成された凹部を壁面として形成されるものであって、一方が開口し、その開口をガスケット2に形成され水溜部21の開口径を1/2程度にまで塞ぐ開口孔27と、タイミングチェーンカバー3に形成されたドレイン孔22(一方がガスケット2に形成された開口孔27と同径となった大径部28と、他方が径の細くなった小径部29とを有する)と、図2ではL字状となったシリンダブロック15とにより、水溜部21の内部空間が4部材により区画されている。また、タイミングチェーンカバー3は、図2に示すように、回転自在なインペラ11が所定間隔を維持して収納されるようになっている。タイミングチェーンカバー3はボディ4と共に第1空間25を区画する凹部を有し、インペラ11の中央には軸方向に開口した冷却水入口14が形成されている。この冷却水入口14より第1空間25に冷却水が取り込まれる。タイミングチェーンカバー3は、水溜部21を区画する底面21aがガスケット2に形成された開口孔の底面およびタイミングチェーンカバー3に形成された大径の下方位置と一致しており、ドレイン孔22はタイミングチェーンカバー3内の板厚方向の中間位置で大径部28から小径部29となって孔径が細くなっている。ドレイン孔22の一方は開口し、シリンダブロック15の端面(側面)が面接触により当接して閉塞している。このため、タイミングチェーンカバー3とシリンダブロック15が対向配置され、タイミングチェーンカバー3とシリンダブロック15との下方に形成された平面が重なり合った当接面23が構成される。タイミングチェーンカバー3及びシリンダブロック15はボディ4を固定部材であるエンジン本体の一部またはエンジン本体に間接的に取り付けられるものである。タイミングチェーンカバー3とシリンダブロック15との間に形成される当接面23は、ガスケットに代表されるような封止部材を第1実施形態では間に有していないため、水溜部21に溜まる漏出した冷却水を大径部28の高さ位置まで最初溜める。その後、それ以上の水量になった冷却水は小径部29へと流れ伝わり、ドレイン孔22の小径部29より鉛直方向に形成される当接面23を介して漏出する冷却水(例えば、これに限定されないが、にじみ出る程度の冷却水)を外部16へと効率良く簡単な構成で排出できることができる。
In the
本発明の動作について、以下に説明する。 The operation of the present invention will be described below.
クランクシャフト(図示せず)の回転運動でタイミングベルト(図示せず)が駆動され、タイミングベルトがかけられたプーリ10が回転駆動されると、プーリ10と一体回転する回転軸7および回転軸7の一方に設けられたインペラ11が共に回転する。この場合、第1空間25のポンプ室5に存在する冷却水は、冷却水入口14よりポンプ室5を経由してインペラ11の回転によって循環され、図示しない冷却水出口へと圧送される。この様な過程において、回転軸7のシールを図るシール部材9から第1空間25とは反対側の第2空間26に冷却水の漏れがシール部材9によりシールしているにも係らず経年的に少なからず発生し得る。このような場合が発生すると、ポンプ室側から第2空間26へと漏出した冷却水は、水抜き孔12を通して下方の水溜部21に自重によって流れていき、広くなった空間の水溜部21に溜まる。この場合、ポンプ駆動により熱く第2空間26で水蒸気となった冷却水はボス部24の上方に開口した蒸気抜き孔13を通して外部16へと排出される。
When a timing belt (not shown) is driven by a rotational movement of a crankshaft (not shown) and the
水抜き孔12を介して溜まった漏出した冷却水は、水溜部21の下から上へと徐々に溜まっていき、ドレイン孔22の小径部29の最下の高さまで溜まると、ドレイン孔22から今度は、タイミングチェーンカバー3及びシリンダブロック15の当接面23を伝って下方へと流れ、外部16へと排出させる構成となっている。この際、当接面23は外部16に、にじみ出る程度の冷却水を排出する程度の数mm程度のクリアランスを設けても良く、ドレイン孔22の開口がシリンダブロック15の側面により閉塞しているため、外部からの異物を水溜部21が形成される内部に侵入させることはない。
The leaked cooling water that has accumulated through the
本発明の第1実施形態における効果について説明する。ウォータポンプ1は、第1実施形態においては、タイミングチェーンカバー3及びシリンダブロック15により支持され、両者が当接することで、回転軸より下方の水溜部21に水抜き孔12を介して溜まった冷却水を効率的にタイミングチェーンカバー3及びシリンダブロック15との当接面23を伝って排出することができる。
The effect in 1st Embodiment of this invention is demonstrated. In the first embodiment, the
この場合、シリンダブロック15がポンプ室3の下方に形成されたドレイン孔22の一方の側を塞ぐ蓋となり、水溜部21の中に異物が侵入し、排出経路の途中で異物が詰まったり、漏出した冷却水が詰まった異物による影響で排出経路を逆流することを抑制することができる。
In this case, the
また、タイミングチェーンカバー3とシリンダブロック15とが当接して固定されることで、当接面23を伝って、水溜部21に溜まり漏出した冷却水を簡単な構成で効果的に外部16へ排出することができる。
Further, since the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について、図3および図4を参照して説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. 3 and FIG.
第2実施形態に示すウォータポンプ1aの構成自体は第1実施形態と同じであるので、ここでは詳細な説明は割愛するが、第1実施形態と異なる点は、ウォータポンプ1aのタイミングチェーンカバー3aは、図1に示すように大径部28と小径部29とを有するドレイン孔22を備えておらず、ボディ4aの下方に形成され凹部状となった水溜部21と外部16とを連通する当接面23aを、タイミングチェーンカバー3aとボディ4aとの間に備えた点が異なる。この場合、ボディ4aの水溜部21の下方に形成されたフランジ部とタイミングチェーンカバー3aとの当接面23aは平面となり、この当接面23aを介して、第2実施形態では水溜部21の漏出した冷却水を外部16に排出する構成となっている。
Since the configuration itself of the
第2実施形態の効果について説明する。ウォータポンプ1aは、タイミングチェーンカバー3a及びボディ4aが当接してタイミングチェーンカバー3aの側面が直接、水溜部21の開口を閉塞する蓋として機能する。上記した構成によれば、水溜部21に溜まった漏出した冷却水をボディ4aとタイミングチェーンカバー3aとの当接面23aを伝って効率良く外部16に排出すると共に、異物が水溜部21に侵入することを、部品点数を増加させることなく、簡単な構成により抑制することができる。
The effect of the second embodiment will be described. In the
また、タイミングチェーンカバー3a及びボディ4aが当接して固定されることで、タイミングチェーンカバー3a及びボディ4aが当接する当接面23aを伝って、水溜部21に溜まった冷却水を排出経路の途中の一部で詰まった異物によって逆流させることなく簡単な構成で外部16へ排出することができる。
Further, since the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下に示す様に変更することも可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It is also possible to change as shown below.
実施形態の説明では、タイミングチェーンカバー3とシリンダブロック15との間に当接面23が形成される構成を説明したが、これに限定されるものではなく、シリンダブロック15の代わりにエンジンの一部(ヘッドカバー、シリンダヘッド、シリンダブロック、オイルパン、オイルパン)に設けられるリブといったものにボディ4、4aを支持しても良い。
In the description of the embodiment, the configuration in which the
また、水抜き孔12は、タイミングチェーンカバー3、3a内で水溜部21、21aと連通しても良いものとする。
The
1 ウォータポンプ
3、3a タイミングチェーンカバー(第1支持部材)
4、4a ボディ
7 回転軸
8 ベアリング
9 シール部材
11 インペラ
12 水抜き孔
15 シリンダブロック(第2支持部材)
16 外部
21、21a 水溜部
22 ドレイン孔
23、23a 当接面
24 ボス部
25 第1空間
26 第2空間
1
4,
16
Claims (3)
該ボディの内部に回転軸を介して回転自在に支持され、前記第1空間に存在する冷却水を循環させるインペラと、
前記第1空間に存在する冷却水を回転軸の周囲でシールするシール部材と、
前記シール部材を介して前記第1空間とは反対側の前記回転軸の周囲に形成された第2空間へと漏出した冷却水を前記回転軸の下方で溜める水溜部と、
前記水溜部に連通し、一方の側面に開口したドレイン孔が形成され、前記ボディを支持する第1支持部材と、
前記第1支持部材の前記一方の側面と当接して前記ドレイン孔と対面するよう配設された第2支持部材とを備え、
前記水溜部に溜まる漏出した冷却水を、前記第1支持部材と前記第2支持部材との当接面により外部に排出するようにしたウォータポンプ。 A body having a first space communicating with the suction port and the discharge port;
An impeller that is rotatably supported inside the body via a rotating shaft and circulates cooling water present in the first space;
A sealing member that seals the cooling water present in the first space around the rotating shaft;
A water reservoir for storing cooling water leaked into the second space formed around the rotary shaft on the opposite side of the first space via the seal member;
A first support member that communicates with the water reservoir and has a drain hole that is open on one side surface and supports the body;
A second support member disposed to contact the one side surface of the first support member and to face the drain hole ;
A water pump configured to discharge the leaked coolant stored in the water reservoir to the outside through a contact surface between the first support member and the second support member.
該ボディの内部に回転軸を介して回転自在に支持され、前記第1空間に存在する冷却水を循環させるインペラと、
前記第1空間に存在する冷却水を回転軸の周囲でシールするシール部材と、
前記シール部材を介して前記第1空間とは反対側の前記回転軸の周囲に形成された第2空間へと漏出した冷却水を前記回転軸の下方で溜める水溜部と、
前記水溜部を形成する際に一方の壁となり、前記ボディを支持する第1支持部材と、
前記水溜部に溜まる漏出した冷却水を、前記ボディと前記第1支持部材と当接面により外部に排出するようにしたウォータポンプ。 A body having a first space communicating with the suction port and the discharge port;
An impeller that is rotatably supported inside the body via a rotating shaft and circulates cooling water present in the first space;
A sealing member that seals the cooling water present in the first space around the rotating shaft;
A water reservoir for storing cooling water leaked into the second space formed around the rotary shaft on the opposite side of the first space via the seal member;
A first support member that becomes one wall when forming the water reservoir and supports the body;
A water pump configured to discharge the leaked cooling water accumulated in the water reservoir to the outside through the body, the first support member, and a contact surface.
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