JPS62153596A - ウオ−タポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野］ 本発明は、自動車用の水冷エンジン等に好適に使用され
るウォータポンプに関するものである。

［従来の技術］ 一般に自動車等におけるエンジンの冷却水系統には、エ
ンジン動力の一部を利用して作動するウォータポンプが
装備されている。すなわち、この種のウォータポンプは
、エンジン本体のクランクシャフトから動力を受けて駆
動される回転軸にインペラを軸装したものであり、その
インペラの回転により冷却水を強制的に循環させてエン
ジンの冷却を行うようになっている。

しかしながら、従来のウォータポンプは冷却水の温度に
かかわりなくエンジン作動中は常時冷却水を最大限に強
制循環させるようになっている。

すなわち、エンジンの始動開始直後等のエンジンの冷間
時においては冷却水を多樋に強制循環させる必要がない
にもかかわらずウォータポンプから吐出される冷却水の
浣量は制御されていない。このため、暖ａ運転時等にエ
ンジンに不必要な負担をかけているのが現状である。

このような不都合の解消を図る先行技術としては、実開
昭５５−７３５９８号公報に示されるように、ウォータ
ポンプのインペラのベーン部分に冷却水温に応じてポン
プからの吐出量を変化させ得るような形状記憶合金を用
いたものや、あるいは、実開昭５９−９７２９５号公報
に示されるように、インペラに該インペラの各ベーンが
貫通するスリットを有したディスクを重合させ、このデ
ィスクを感温アクチュエータにより軸心方向にａ退させ
て各ベーンの冷却水に対する作用面積を変化させること
によって冷却水の吐出流丑を温度に応じて調節し得るよ
うにしたものがある。

し発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、形状記憶合金を用いた・ものは、冷却水
の温度変化やベーンとしての使用強度等に見合った適切
な材料を選定するのが難かしく、信頼性の高いポンプを
安価に提供するのが困難である。

また１、インペラのベーンの作用面積を変化させるよう
にしたものは、大径なディスクを進退させなければなら
ないため本来のポンプ作用を営む部分以外の構成部分が
嵩高なものになり易く、ポンプ性悦の低下やポンプの大
型化を招く、また、ベーンとスリットとの間のがたつき
による騒音の発生等の問題も懸念され、さらにそのベー
ンとスリー７トとの間にきょう雑物がかみ込んで作動不
良を起こし易い等の問題もある。

また、これらのものはいずれも低温時にインペラに作用
する流体抵抗を軽減するようにしただけのものであり、
インペラ等の回転部分の慣性質量を軽減するようには鷹
っていない、そのため、回転速度の変化が激しい自動車
用のエンジン等においては、エンジン動力の無駄使いを
十分に解消するのは難しい。

本発明は１以上のような問題点を解消し、温度による冷
却水の循環量制御をｉ潔で信頼性の高い構造により確実
かつ効果的に実行することができるようにしたウォータ
ポンプを提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、エンジンの冷
却水を付勢するメインインペラと、このメインインペラ
に対して空転回走に設けたサブインペラと、冷却水の温
度が高くなった場合に前記サブインペラに前記メインイ
ンペラ側の動力を伝達して該サブインペラをも回転させ
る感温作動クラッチとをＪｌｔ−備してなるものにした
ことを特徴とする。

［作用］ このような構成のものであれば、エンジンの始動直後や
軽負荷運転時等のようにエンジンの冷却水の温度が比較
的低い場合には、メインインペラのみで冷却水が強制循
環される。そのため、流体抵抗に抗してインペラを回転
させるためのエンジン動力の消費け：を軽減することが
できる。しかも、この際には、サブインペラが空転状ｙ
ムになっているため、回転部分の慣性質量も大幅に減少
することになる。そのため、エンジンの加速に要するエ
ネルギをも有効に簡約することが回走となる。

一方、冷却水の温度が高くなると感温作動クラッチによ
り前記メインインペラ側の動力がサブインペラにも伝達
されてメインインペラトトモニサブインペラも回転する
。そして、両インペラにより冷却水が最大限に循環され
てエンジンを冷却することになる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

図においてｌはポンプケーシングである。このポンプケ
ーシング１は、円筒状の軸受部２を有したケーシング本
体１ａと、吸込路３を有した４体ｌｂとをポルト４を介
して接合してなるもので、その内部にポンプ室５が形成
されている。そして、前記軸受部２の内部に固定された
軸受７には回転軸８が軸支されており、該回転軸８の一
端には、エンジン本体からの動力をベルトを介して当該
回転軸８に伝達するための駆動プーリ（図示せず）が固
定されている。また、回転軸８の他端側でポンプ室５内
に位置する部位には冷却水を強制的に循環させるメイン
インペラ９が軸装されている。

メインインペラ９は、中心側にボス部１１を有した円板
状のシュラウド１２の前面にベーン１３を突設してなる
遠心式のもので、そのボス部１１を前記回転軸８に固定
している゛、そして、このポス部１１の背面１１ａとケ
ーシング１との間にポンプ室５側と軸受７側との連通を
断つメカニカルシール１４が配設されている。

そして、このメインインペラ９のボス部１１の外周にサ
ブインペラ１５を空転可能に嵌装している。サブインペ
ラ１５は、中心側にボス部１６を有した円板状のシュラ
ウド１７の前面外周縁部にメインインペラ９の外周囲に
位δするベーン１８を突設してなる遠心式のもので、そ
のボス部１６を前記メインインペラ９のボス部１１の外
周に回転自在に嵌合させている。そして、このボス部１
６の背面１６ａを前記メインインペラ９のボス部１１の
後端に設けた係止鍔１９に係上させるとともに、前面１
６ｂをスペーサ２１を介してメインインペラ９のシュラ
ウド１２の背面に対向させている。

このようなメインインペラ９と、サブインペラ１５との
間に感温作動クラッチ２２を設けている。この感温作動
クラッチ２２は、前記サブインペラ１５のボス部１６の
前面１６ｂに複数の保持穴２３を円周方向に等配に設け
、これら各保持穴２３内に、先端を半珠形に成形した弾
丸状の抑圧子２４と、この抑圧子２４をメインインペラ
９のシュラウド１２方向に突没させるための感温アクチ
ュエータ２５とを収容したものである。感温アクチュエ
ータ２５は、ワックスを充填した本体２５ａから作動ロ
ッド２５ｂを突出させてなるいわゆるワックス型サーモ
、ロッドと称される構成のもので、周囲温度がヒ昇して
内部のワックスが膨張することによって前記作動ロッド
２５ｂが外方へ突出するようになっており、この作動ロ
ッド２５の先端に前記抑圧子２４が固着されている。そ
して、ポンプ室５を通過するエンジンの冷却水の温度が
低い場合には、前記抑圧子２４がスペーサ２１に接触し
ない位置にまで没入しており、冷却水温が所定の温度を
上回った場合に前記押圧子２４が前記スペーサ２１にち
接して該スペーサ２１奢メインインペラ９に押し付は得
るように構成しである。

また、前記メインインペラ９および前記サブインペラ１
５の各部寸法は、これら両インペラ９．１５が同時に回
転した場合に、従来の単一のインペラと同等の送水壱力
を発揮し得るような値に設定しである。

このような構成のものであれば、エンジンの始動直後等
のようにエンジンの冷却水温が低い場合には、感温作動
クラッチ２２の抑圧子２４が保持穴２３内に没入してい
るので、サブインペラ１５はメインインペラ９に対して
空転＋ｒ（１＠となっている。そのため、回転軸８の回
転動力がメインインペラ９のみに伝達され、このメイン
インペラ９の単独回転によって送水が行われる。

−万、エンジンが暖機状態となり、冷却水の温度が所定
の値を上回ると、感温作動クラッチ２２の抑圧子２４が
スペーサ２１を介してメインインペラ９のシュラウド１
２を押圧することになり、その反作用を受けてサブイン
ペラ１５のボス部１６がメインインペラ９の係止鍔１９
に押し付けられる。その結果１回転軸８からメインイン
ペラ９に伝えられる回転動力がサブインペラ１５にも伝
達されることになり、これら両インペラ９．１５が連動
回転して送水が行われる。

したがって、このようなものであれば、軽負荷時や始動
直後のように冷却水を多量に循環させる必要のない運転
領域では、メインインペラ９のみが作動することになり
、ウォータポンプを駆動するための動力が軽減される。

そのため、無駄なエネルギの消費を抑えることが可悌と
なり、燃料経済性を向上させることができる。なお、こ
の際には、サブインペラ１５が空転状態になっているた
め、回転部分の慣性質量も大幅に減少することになる。

そのため、エンジンの加速に要するエネルギをも有効に
節約すること可能となる。

一方、冷却水の温度が高くなっている運転領域では、メ
インインペラ９のみならずサブインペラ１５も作動する
ため、十分な送木漬を確保することが可能となり、適切
な冷却俺力を発揮させることができる。

なお、サブインペラの個数は、前記実施例のものに限ら
れないのは勿論であり、２個以Ｆ設けてもよい、この場
合には、複数のサブインペラが冷却水の温度上昇に伴な
って順次に作動していくように、各インペラ間に設ける
感温作動クラッチの作動設定温度を異ならせるようにし
てもよい。

また、感温作動クラッチの構成も前記のものに限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々
変形がｉｒｆ駈である。

Ｌ発明の効果］ 本発明は、以北のような構成であるから、冷却水の送水
量をその冷却水の温度に応じて制御することができ、エ
ンジン動力の無駄使いを抑制して経済的な運転を行うこ
とができる。特に、このものは、低温時にインペラに作
用する流体抵抗を少なくして駆動力を軽減させるだけで
なく２回転部分の慣性質量をも減少させるようにしてい
るので、エンジン動力の浪費を極めて効果的に抑制する
ことができるものである。

また、メインインベテに必要個数のサブインペラを空転
可鋤に設け、それらのインペラ間に温度に応じて作動す
る感温作動クラッチを介設しただけのものであるため、
特異な材料を使用したり、きょう雑物による作動不良を
起すような特殊な機構を用いることなしに送水量を確実
に制御することがでさる。そのため、実施が容易である
Ｌに高い信頼性を確保することができるものである。そ
して、前記感温作動クラッチは、インペラのボス部など
にコンパクトに設けることがりス敞であるため、ポンプ
室内にポンプ作用に寄手しない嵩高な部材を配設する必
要がない、そのため、送水量の制御を行うためにポンプ
が大型化したり、ポンプ性瞳が低下するというような不
都合を防１卜することもできる。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の一実施例を示す縦断面図である。 ８ｓ争会回転軸 ９・・拳メインインペラ １５参〇・サブインペラ ２２・・・感温アクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの冷却水を付勢するメインインペラと、このメ
   インインペラに対して空転可能に設けたサブインペラと
   、冷却水の温度が高くなった場合に前記サブインペラに
   前記メインインペラ側の動力を伝達して該サブインペラ
   をも回転させる感温作動クラッチとを具備してなること
   を特徴とするウォータポンプ。