JPH10212950A - 内燃機関用ウォ−タポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウォ−タポンプを小型化し、かつ、シリン
ダボアからウォ−タポンプまでの距離を短くして、エン
ジン全体をコンパクトにする。 【解決手段】 ポンプケース６の内面に形成したテーパ
面９の一部が、吐出口11に干渉するようにする。これに
より、渦室10、16の出口開口Ｗ2 を大きくし、ウォ−タ
ポンプ出口の流動抵抗を小さくして、ウォ−タポンプ２
を小型化し、かつ、吐出口11をウォ−タポンプ２に近づ
けて、シリンダボア14からウォ−タポンプ２の外形まで
の距離を短くし、エンジン全体をコンパクトにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用ウォ−
タポンプの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図10に示す自動車に搭載されるエンジン
１において、ウォ−タポンプ２はシリンダブロックに設
けられていて、図に示すように大きなスペースを取り、
かつ、突出した状態になっている。また、図11に示す形
式のエンジン１においても同様に、ウォ−タポンプ２は
シリンダブロックに一体に設けられており、ウォ−タポ
ンプ２の外側にはゼネレ−タ３が突出した状態で設けら
れている。なお４はパワ−ステアリング用コンプレッ
サ、５はエアコン用コンプレッサである。そして、エン
ジン全体をコンパクトにまとめる一つの手段としては、
ウォ−タポンプ２を小型化し、突出しているウォ−タポ
ンプ２およびゼネレータ３の突出を少なくすることであ
る。

【０００３】従来のウォ−タポンプを図12に示して説明
する。ポンプケ−ス６はシリンダブロック７に一体に設
けられている。このポンプケース６の内面には、ポンプ
のインペラ８が摺接して回転できるようにテーパ面９が
形成されており、その出口側に渦室10が形成されてい
る。一方において、ポンプ本体側ケース15にも渦室16が
設けられていて、ポンプ本体側ケース15をボルト17でポ
ンプケース６に締結することにより、渦室10と16により
ポンプの渦室が形成される。この渦室はポンプの軸心の
方向に設けられた吐出口11に連通している。図14は図12
のＡの矢印から見た図であり、吐出口11はテーパ面９か
ら離れた位置に設けられている。また、渦室16の深さＨ
1 は、渦室16の入口から出口にかけて同じ深さになって
おり、渦室の出口開口Ｗ1 は渦室16の底面からテーパ面
９の頂部までである。

【０００４】図12において、吐出口11の端部はシリンダ
ボア14の回りに同心円状に設けられたウォ−タジャケッ
ト12に連通している。その連通の仕方としては吐出口11
の端部を曲げており、その曲げによって折曲部13が形成
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のウォ−タポ
ンプにおいて、吐出口がテーパ面から離れた位置に設け
られているので、次のような改良すべき問題がる。すな
わち、エンジン全体をコンパクトにするためにはウォ−
タポンプを小型化しなければならない。そしてポンプを
小型化する一つの手段として、ポンプ吐出口の流動抵抗
を少なくすることが考えられる。そこで、従来において
は渦室の出口開口がテーパ面によって制約されてこれ以
上大きくすることができないという理由で、開口Ｗ1 を
これ以上大きくしてポンプ吐出口の流動抵抗を小さくす
ることができず、したがってポンプをこれ以上小型化す
ることができないという改良すべき問題がある。

【０００６】また、吐出口をテーパ面から離れた位置に
設けるので、図14に示すようにシリンダボアの中心Ｃと
渦室10の外側面との間の距離Ｌ1 が長くなり、この分エ
ンジン本体から突出するようになり、エンジン全体をコ
ンパクトにすることができないという、改良すべき問題
がある。

【０００７】また、渦室16の深さＨ1 は、渦室16の入口
から出口にかけて同じ深さになっているので、図13に模
式図で示すように冷却水の流れは、矢印Ｘのように渦室
10と16内を旋回して吐出口11に流出する時に、矢印Ｙか
ら矢印Ｚへとほぼ直角にその流れ方向が変えられること
になり、この部分での流動抵抗が大きくなる。したがっ
て、この流動抵抗が大きくなる分だけウォ−タポンプが
大きくなり、この点で改良すべき問題がある。

【０００８】次に、吐出口11とウォ−タジャケット12と
の間の連通部に、曲がり部13ができているので、この曲
がり部13がアンダカット部となって、中子を用いた低圧
鋳造でしかシリンダブロックを製造することができな
い。そのために、鋳造完了後に砂落とし作業が必要にな
って手間がかかり、生産性の点で改良すべき問題があ
る。

【０００９】本発明は、ウォ−タポンプを小型化し、か
つ、シリンダボアからウォ−タポンプまでの距離を短く
して、エンジン全体をコンパクトにすると共に、金型を
用いたダイカスト鋳造によって、エンジンブロックの製
造を可能にし、生産性を向上するようにした内燃機関用
ウォ−タポンプを提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る請求項１の記載から把握される手段は、
ポンプケースの内面に設けたテーパ面に摺接するよう
に、ポンプのインペラが回転し、このインペラによって
ポンプケースの吸入口から吸引した冷却水を渦室に導い
て、この渦室の出口に連通するようにポンプの軸心方向
に設けた吐出口に、冷却水を吐出するようにした内燃機
関のウォ−タポンプにおいて、前記テーパ面の一部が前
記吐出口に干渉するようにして、前記渦室の出口面積を
大きくしたことを特徴とする。

【００１１】次に、請求項２の記載から把握される手段
は、ポンプケースの内面に設けたテーパ面に摺接するよ
うに、ポンプのインペラが回転し、このインペラによっ
てポンプケースの吸入口から吸引した冷却水を渦室に導
いて、この渦室の出口に連通するようにポンプの軸心方
向に設けた吐出口に冷却水を吐出し、該吐出口に連通す
るウォ−タジャケットに水を供給するようにした内燃機
関のウォ−タポンプにおいて、前記吐出口を筒状にし、
該吐出口に干渉するようにウォ−タジャケットを膨出さ
せて、吐出口とウォ−タジャケットとを連通したことを
特徴とする。

【００１２】次に、請求項３の記載から把握される手段
は、ポンプケースの内面に設けたテーパ面に摺接するよ
うに、ポンプのインペラが回転し、このインペラによっ
てポンプケースの吸入口から吸引した冷却水を渦室に導
いて、この渦室の出口に連通するようにポンプの軸心方
向に設けた吐出口に、冷却水を吐出するようにした内燃
機関のウォ−タポンプにおいて、前記渦室の内面を前記
吐出口の流れ方向に傾斜させたことを特徴とする。

【００１３】次に、各請求項の記載から把握される本発
明によって、課題がどのように解決されるかについて説
明する。まず、請求項１の記載から把握される本発明に
おいて、ポンプケースの内面に形成したテーパ面の一部
が、吐出口に干渉するようにして、渦室の出口面積を大
きくし、ウォ−タポンプ出口の流動抵抗を小さくする。

【００１４】次に、請求項２の記載から把握される手段
は、吐出口を筒状にし、この吐出口に干渉するようにウ
ォ−タジャケットを膨出させて、吐出口とウォ−タジャ
ケットとを連通し、吐出口の曲がり部をなくして吐出口
とウォ−タジャケットとを連通する。

【００１５】次に、請求項３の記載から把握される手段
は、渦室の内面を吐出口の流れ方向に傾斜させ、渦室か
ら吐出口に流出する冷却水の流動抵抗を少なくする。

【００１６】

【発明の実施の形態】上記各請求項の記載から把握され
る本発明について、実施の形態を説明する。まず、請求
項１の記載から把握される本発明の実施の形態は、図１
に示すように、ポンプケース６の内面に設けたテーパ面
９に摺接するように、ポンプのインペラ８が回転し、こ
のインペラ８によってポンプケース６の吸入口 601から
吸引した冷却水を渦室10、16に導いて、この渦室の出口
に連通するようにポンプの軸心方向に設けた吐出口11
に、冷却水を吐出するようにした内燃機関のウォ−タポ
ンプであって、図２および図９に示すようにテーパ面９
の一部を吐出口11に干渉させ、図１に示すように渦室1
0、16の開口Ｗ2 を大きくして、渦室の出口面積を大き
くする。

【００１７】次に、請求項２の記載から把握される本発
明の実施の形態は、図２に示すように、吐出口11を筒状
にして図12に示すような曲がり部13をなくし、この吐出
口11に干渉するようにウォ−タジャケット12に膨出部19
を設けて、吐出口11とウォ−タジャケット12とを連通す
る。

【００１８】次に、請求項３の記載から把握される本発
明の実施の形態は、図３に示すように、渦室16の入口側
の深さＨ1 を深くし出口側の深さＨ2 が浅くなるよう
に、渦室16の内面を吐出口11側に向けて傾斜させ、冷却
水の流れ方向を矢印で示すようにする。

【００１９】以下発明の実施の形態を更に詳しく説明す
る。図１および図２に示すようにポンプケース６はシリ
ンダブロック７に一体に設けられている。そして、ポン
プケース６の内面には、インペラ８が摺接（実際には僅
かなクリアランスが設けられている）して回転できるよ
うに、テーパ面９が形成されており、このテーパ面９の
出口側に渦室10が形成されている。また、図１に示すよ
うに、ウォ−タポンプ２の軸心に平行に吐出口11が設け
られている。この吐出口11は図２および図９に示すよう
に、テーパ面９の一部が吐出口11に寸法Ｄ干渉して干渉
部18が形成され、図１に示すように渦室10、16の出口開
口Ｗ2 を広くしている。このように、テーパ面９の一部
が吐出口11にポンプの軸心方向から見てオーバラップ
（干渉）させることにより、インンペラ８の回転奇跡が
吐出口11まで入り込んでいる。

【００２０】また、図２において、吐出口11とウォ−タ
ジャケット12との間の連通は、ウォ−タジャケット12に
膨出部19を形成して、この膨出部19と吐出口11の先端部
とを干渉させることにより、連通させている。そして、
この膨出部19は吐出口11の上流側に向かってその張り出
しを大きくしている。また、このように膨出させること
により、外壁20も膨出して補強の役目をし、シリンダブ
ロック７の振動を軽減する。図１に示した実施例の場合
には、ポンプ本体側ケース15に設けた渦室16の深さＨ1
は、渦室16の出入り口とも同じにしている。これに代え
て、図３に示す実施例は、ポンプ本体側ケース15に設け
た渦室16の深さを、入口側をＨ1 と深くし、出口側をＨ
2 と浅くして、渦室16の底面を吐出口11側に傾斜させて
いる。

【００２１】図４は図３のＤ−Ｄ線側からポンプ本体側
ケース15の外側を見た図であり、図６は図３のＥ線側か
らポンプ本体側ケース15の内側を見た図である。そし
て、図５は図４のＢ−Ｂ線での縦断面図であり、図７は
図６のＣ−Ｃ線側から渦室16の底面を見た図である。図
５および図７において、渦室16の出口部 151との接続部
分を大きな曲率半径Ｒにし、渦室16を流れる冷却水の流
れ方向を緩やかに、吐出口11の流れの方向に変えるよう
にしている。このような構造にすることにより、渦室1
0、16の出口付近の高圧な冷却水の圧力を下げ、ポンプ
を小型化すると共に、シール面や吐出口11の強度を有利
にすることができる。図３において、その他の部分につ
いては図１と同じであるので、同一部分には同一符号を
付してその説明は省略する。

【００２２】次に作用について説明する。図１および図
３において、テーパ面９の一部に干渉するように吐出口
11を設けたので、渦室10および16で形成される渦室の出
口開口Ｗ2 を大きくし、渦室内を旋回して吐出口11に流
出する冷却水の流動抵抗を小さくすることができる。ま
た、吐出口11をテーパ面９に干渉するまでに、吐出口11
をウォ−タポンプ２に近づけたので、シリンダボア14の
中心とウォ−タポンプ２の中心間の距離Ｌ3 を短くする
ことができ、図９に示すシリンダボアの中心Ｃと渦室10
の外側面間の距離Ｌ2 を短くすることができると共に、
ウォ−タポンプ２と吐出口11との間の駄肉を少なくし、
軽量化することができる。

【００２３】次に、図１および図３に示すように、吐出
口11とウォ−タジャケット12との間の連通において、ウ
ォ−タジャケット12に膨出部19を設け、吐出口11の端部
をこの膨出部19に干渉させて連通するようにしたので、
吐出口11を曲げることなくウォ−タジャケット12に連通
し、吐出口11を真っ直ぐな筒状にすることができる。ま
た、このようにウォ−タジャケット12に膨出部19を設け
て、吐出口11を連通することにより、ウォ−タジャケッ
ト12への冷却水の流入は図３の矢印で示すように、ほと
んど直進の状態で流入し冷却水の流動抵抗を少なくする
ことができる。また、膨出部19を吐出口11の上流側に向
かって張り出すことにより、ウォ−タジャケット12への
冷却水の流入抵抗を少なくすることができる。

【００２４】また、図３に示すように渦室16の底面を吐
出口11側に傾斜させて、渦室と吐出口11とを連通するこ
とにより、図８に示すように矢印Ｘのように渦室内で旋
回流となって、吐出口11に流出する冷却水は、矢印Ｙ′
のように吐出口11の流れ方向（矢印Ｚ′）方向に、その
流れの方向が変えられて、この部分の冷却水の流動抵抗
を少なくすることができると共に、渦室16の壁面から冷
却水が剥離しやすくなる。また、この冷却水の流れ方向
の変化と図１に示した渦室の開口Ｗ2 を広くすることと
の相乗効果により、更に冷却水の流動抵抗を小さくし、
また更にウォ−タジャケット12に膨出部19を設けて、吐
出口11を連通し、ウォ−タジャケット12への冷却水の流
入抵抗を小さくすることが加えられて、ウォ−タポンプ
２の吐出側の圧力損失を少なくし、ウォ−タポンプ２を
より小型化することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述した通り請求項１の記載に基づ
いて、発明の詳細な説明から把握される本発明によれ
ば、ポンプケースの内面に形成したテーパ面の一部が、
吐出口に干渉するようにして、渦室の出口面積を大きく
し、ウォ−タポンプ出口の流動抵抗を小さくしたので、
ウォ−タポンプを小型化し、かつ、吐出口をウォ−タポ
ンプに近づけて、シリンダボアからウォ−タポンプの外
形までの距離を短くし、エンジン全体をコンパクトにす
ることができる。

【００２６】次に、請求項２の記載に基づいてい発明の
詳細な説明から把握される本発明によれば、吐出口を筒
状にし、この吐出口に干渉するようにウォ−タジャケッ
トを膨出させて、吐出口とウォ−タジャケットとを連通
し、吐出口の曲がり部をなくして吐出口とウォ−タジャ
ケットとを連通することにより、吐出口に曲がりをなく
して金型によるダイカスト鋳造が可能になって、生産性
を向上すると共に、ウォ−タジャケットへの冷却水の流
入抵抗を小さくして、ウォ−タポンプを小型化し、エン
ジン全体をコンパクトにすることができる。

【００２７】次に、請求項３の記載に基づいて、発明の
詳細な説明から把握される本発明によれば、渦室の内面
を吐出口の流れ方向に傾斜させ、渦室から吐出口に流出
する冷却水の流動抵抗を少なくしたので、ウォ−タポン
プを小型化することができ、エンジン全体をコンパクト
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を一部横断面して示した図で
ある。

【図２】図１におけるポンプケース部分の横断面図であ
る。

【図３】本発明の他の実施例を一部横断面して示した図
である。

【図４】図３のＤ−Ｄ線から見たポンプ本体側ケースの
平面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線における縦断面図である。

【図６】図３のＥ線から見たポンプ本体側ケースの底面
図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ線において渦室を縦断面して示し
た図である。

【図８】図３の実施例に対応して示した冷却水の流れを
示す模式図である。

【図９】図１および図３において、ポンプ本体側ケース
を外した状態のシリンダヘッドの正面図である。

【図１０】エンジン全体の正面を示した説明用図であ
る。

【図１１】エンジン全体の正面を示した説明用図であ
る。

【図１２】従来例を一部横断面して示した図である。

【図１３】従来の冷却水の流れを示す模式図である。

【図１４】図12におけるポンプ本体側ケースを外した状
態のシリンダヘッドの正面図である。

【符号の説明】

２ ウォ−タポンプ ６ ポンプケ−ス 601 吸入口 ７ シリンダブロック ８ インペラ ９ テーパ面 10 渦室 11 吐出口 12 ウォ−タジャケット 13 曲がり部 14 シリンダボア 15 ポンプ本体側ケース 16 渦室 18 干渉部 19 膨出部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプケースの内面に設けたテーパ面に
   摺接するように、ポンプのインペラが回転し、このイン
   ペラによってポンプケースの吸入口から吸引した冷却水
   を渦室に導いて、この渦室の出口に連通するようにポン
   プの軸心方向に設けた吐出口に、冷却水を吐出するよう
   にした内燃機関のウォ−タポンプにおいて、前記テーパ
   面の一部が前記吐出口に干渉するようにして、前記渦室
   の出口面積を大きくしたことを特徴とする内燃機関用ウ
   ォ−タポンプ。
2. 【請求項２】 ポンプケースの内面に設けたテーパ面に
   摺接するように、ポンプのインペラが回転し、このイン
   ペラによってポンプケースの吸入口から吸引した冷却水
   を渦室に導いて、この渦室の出口に連通するようにポン
   プの軸心方向に設けた吐出口に冷却水を吐出し、該吐出
   口に連通するウォ−タジャケットに水を供給するように
   した内燃機関のウォ−タポンプにおいて、前記吐出口を
   筒状にし、該吐出口に干渉するようにウォ−タジャケッ
   トを膨出させて、吐出口とウォ−タジャケットとを連通
   したことを特徴とする内燃機関用ウォ−タポンプ。
3. 【請求項３】 ポンプケースの内面に設けたテーパ面に
   摺接するように、ポンプのインペラが回転し、このイン
   ペラによってポンプケースの吸入口から吸引した冷却水
   を渦室に導いて、この渦室の出口に連通するようにポン
   プの軸心方向に設けた吐出口に、冷却水を吐出するよう
   にした内燃機関のウォ−タポンプにおいて、前記渦室の
   内面を前記吐出口の流れ方向に傾斜させたことを特徴と
   する内燃機関のウォ−タポンプ。