(57)【要約】【課題】ウォータポンプから漏れ出た冷却水が人目に触れることを、できるだけ抑制する。【解決手段】ポンプハウジング２３の下端部に、シール手段３４を通過してきた冷却水を溜める漏水溜め部４１が形成されている。漏水溜め部４１の外向き開口部は蓋４４で塞がれており、底部に、フロントカバー４に向けて開口した排出口４５が形成されている。フロントカバー４には、排出口４５に連通した切欠き溝４６が形成されており、かつ、ポンプハウジング２３の基端面２３ａには、排出口４５が開口する凹所４７を形成している。排出口４５は人目に触れないため、垂れ落ちる冷却水も人目に触れにくくて、ウォータポンプ１０が故障や損傷と誤解されることを防止できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関本体に固定されたポンプハウジングの内部に、一端部にインペラーを設けた回転軸がベアリングを介して回転自在に配置されていると共に、前記ポンプハウジングの内部のうち前記インペラーとベアリングとの間の部位に、冷却水が前記ベアリングの側に流れるのを阻止するシール手段を設けており、
更に、前記ポンプハウジングには、前記シール手段から漏洩した冷却水を溜める漏水溜め部が形成されている構成であって、
前記漏水溜め部から溢れた冷却水又は蒸気を外部に排出する排出口が、前記機関本体に向いて開口するように形成されている、
内燃機関。
【請求項２】
前記漏水溜め部の排出口は、前記ポンプハウジングのうち前記機関本体と対向した面に設けた凹所の内部に開口している、
請求項１に記載した内燃機関。
【請求項３】
前記漏水溜め部の排出口は、前記回転軸の軸方向から見て、左右に隣り合ったボルト締結部の間の部位に設けている、
請求項１又は２に記載した内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ウォータポンプを備えた内燃機関に関するものであり、特に、車両用の内燃機関を好適な対象にしている。
【背景技術】
【０００２】
車両用の内燃機関は一般に水冷式であり、このため、クランク軸で駆動されるウォータポンプを備えている。ウォータポンプは、一端部にインペラーが固定された回転軸を備えており、回転軸はベアリングによってポンプハウジングに回転自在に保持されている。そして、ポンプハウジングには、冷却水がベアリンクの側に流れるのを阻止するシール手段を設けているが、シール遮断の封止機能は完全とは云えず、ごく僅かながら漏水が発生しやすい。
【０００３】
そこで、シール手段を通過した冷却水がベアリングまで到達しないように、ポンプハウジングには、漏れ出た水が流下して溜まる中空状の漏水溜め部を設けており、漏水溜め部には、溢れた冷却水を排出したり蒸気を排出したりするための排出口（ドレン通路）を設けている。
【０００４】
その例として特許文献１には、漏水溜め部を機関本体と反対側に開口させて、その開口口を蓋で塞いだ構成において、蓋に排出口を設けることが開示されている。他方、特許文献２には、ポンプハウジング２３に形成された第１水溜部に連通した第２水溜部をエンジンブロックの外面にも形成して、エンジンブロックの外面に、ポンプハウジング２３の外側に位置したドレンポート（排出口）を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２１４８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２８５５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これら両特許文献とも、冷却水や蒸気の排出という点では特に不都合はないが、車両のエンジンルームに搭載した状態でボンネントを空けると、両者とも、冷却水が排出口から垂れ落ちる状態が人目に触れやすく、このため、ウォータポンプが故障したり部品が破損したりして水漏れが発生しているかのような誤解を与えやすいという問題があった。
【０００７】
また、車両用内燃機関では、冷却水にＬＬＣ（ロングライフクーラント）と呼ばれる不凍液を添加することが広く行われているが、ＬＬＣを添加した冷却水が機関本体の外面を垂れ落ちると、乾燥によってＬＬＣの成分が結晶化して析出するため、特許文献２では、ＬＬＣの結晶の筋が汚れのように見えて見栄えが悪いのみならず、ウォータポンプの交換に際しては、結晶がポンプハウジングと機関本体との間に噛み込んでシール性を悪化させるおそれもあった。
【０００８】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明のウォータポンプは、
機関本体に固定されたポンプハウジングの内部に、一端部にインペラーを設けた回転軸がベアリングを介して回転自在に配置されていると共に、前記ポンプハウジングの内部のうち前記インペラーとベアリングとの間の部位に、冷却水が前記ベアリングの側に流れるのを阻止するシール手段を設けており、更に、前記ポンプハウジングには、前記シール手段から漏洩した冷却水を溜める漏水溜め部が形成されている構成であって、
前記漏水溜め部から溢れた冷却水又は蒸気を外部に排出する排出口が、前記機関本体に向いて開口するように形成されている。
【００１０】
請求項１において、排出口に至った冷却水又は蒸気を外部に排出させるには、例えば、排出口と連通した切欠き溝を、機関本体又はポンプハウジング若しくは両方に形成したらよい。
【００１１】
機関本体は様々に展開することができる。その例として請求項２では、請求項１において、前記漏水溜め部の排出口は、前記ポンプハウジングのうち前記機関本体と対向した面に設けた凹所の内部に開口している。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記漏水溜め部の排出口は、前記回転軸の軸方向から見て、左右に隣り合ったボルト締結部の間の部位に設けている。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明では、排出口は機関本体に向けて開口しているため、排出口から冷却水が垂れ落ちても、その垂れ落ち状態はポンプハウジングが邪魔になって人目に触れにくい。このため、ウォータポンプが故障したり損傷したりしていると誤解されることを、防止又は大巾に抑制できる。冷却水が機関本体の外面を伝って垂れ落ちても、垂れ落ちた経路はやはりポンプハウジングが邪魔になって視認し難いため、垂れ落ち箇所にＬＬＣの成分が析出してもこれを視認し難くて、見栄えの悪化も防止又は著しく抑制できる。
【００１４】
また、ポンプハウジングは、具体的にはフロントカバー又はシリンダブロックに固定されることが普通であるが、これらは燃焼室からの伝熱によってウォータポンプのポンプハウジングよりも高い温度になっていることが普通であるため、排出される冷却水の蒸発を促進して垂れ落ちを抑制できると共に、機関本体の外面に垂れ落ちても、機関本体の熱によって速やかに蒸発させることにより、垂れ落ちの筋の長さを短くして見栄えの悪化を抑制できる。
【００１５】
既述のように、ＬＬＣを添加した冷却水が付着した後にＬＬＣの結晶が析出すやすいが、請求項２のように凹所を設けると、冷却水は凹所の内面を伝ってから外部に垂れ落ちたり蒸発したりするため、結晶を凹所に溜めることができる。これにより、結晶が人目に触れることによる見栄えの悪化を、より的確に抑制できる。
【００１６】
更に、ＬＬＣの結晶は凹所に隠れているため、保守や内部部品の交換等のためにポンプハウジングを取り外してから再び取り付けるにおいて、ＬＬＣの結晶がポンプハウジングと機関本体との合わせ面に噛み込むことを防止又は著しく抑制して、シール性を確保することができる。
【００１７】
また、請求項３の構成を採用すると、ポンプハウジングのうち排出口の箇所にはボルトによる押圧力が強く作用しているため、仮にＬＬＣの結晶が排出口の近傍でポンプハウジングと機関本体との間に噛み込んでも、結晶をしっかりと潰して高いシール性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態を適用した内燃機関の正面図である。
【図２】概略平面図である。
【図３】（Ａ）は図１のII-II 視要部断面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図である。
【図４】図３の IV-IV視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
(1).概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１，２に基づいて内燃機関の概要を説明する。
【００２０】
内燃機関は機関本体１を備えており、機関本体１は、主要要素として、シリンダブロック２とその上面に固定されたシリンダヘッド３、並びにこれらの一端面に多数のボルトで固定されたフロントカバー（チェーンカバー、チェーンケース）４を備えている。シリンダヘッド３の上面にはヘッドカバー５が固定されて、シリンダブロック２の下面にはオイルパン６が固定されている。
【００２１】
本実施形態の内燃機関は、気筒軸線Ｏ１が鉛直線Ｏ２に対して若干傾斜している（スラントしている）が、図１では、便宜的に気筒軸線Ｏ１を鉛直姿勢にして表示している。
【００２２】
クランク軸７の一端部はフロントカバー４の外側に突出している一方、正面視で機関本体１を挟んだ左側にはモータジェネレータ（ＩＳＧ）８を配置し、右側にはエアコン用コンプレッサ９を配置している。また、フロントカバー４のうち、概ね上下中間部でかつ左寄りの部位にはウォータポンプ１０を配置している。
【００２３】
モータジェネレータ８、エアコン用コンプレッサ９、ウォータポンプ１０は、それぞれ回転軸に固定されたプーリ１１，１２，１３を備えている一方、クランク軸７の突出端部には、フロントカバー４から近い順に、第１クランクプーリ１４，第２クランクプーリ１５、第３クランクプーリ１６を設けており、モータジェネレータ８のプーリ１１と第１クランクプーリ１４とに第１ベルト１７が巻き掛けられて、エアコン用コンプレッサ９のプーリ１２と第２クランクプーリ１５とに第２ベルト１８が巻き掛けられて、ウォータポンプ１０のプーリ１３と第３クランクプーリ１６とに第３ベルト１９が巻き掛けられている。
【００２４】
符号２０はオートテンショナ、符号２１は第１ベルト１７のアイドルプーリを示しており、ウォータポンプ１０はアイドルプーリ２１の下方に配置している。なお、モータジェネレータ８に代えてオルタネータを配置することも可能であり、この場合は、オートテンショナ２０は不要である。また、各補機は、１本又は２本のベルトで駆動してもよい。
【００２５】
(2).ウォータポンプの構造
次に、図３，４を参照してウォータポンプ１０を説明する。ウォータポンプ１０は、フロントカバー４の外面にボルトでポンプハウジング（ボデー）２３と、その内部にベアリング２４を介して回転自在に保持された回転軸２５とを有しており、回転軸２５の一端部は、フロントカバー４に嵌入していてこれにインペラー２６が固定されている一方、回転軸２５のうちポンプハウジングの外側に露出した他端部には、既述のプーリ１３が固定されている。プーリ１３は略椀状の形態であり、ポンプハウジング２３の先端部を囲った状態に配置されている。
【００２６】
インペラー２６は、フロントカバー４とシリンダブロック２とで形成されたポンプ室２８に配置されている。従って、フロントカバー４及びシリンダブロックの一部は、ウォータポンプ１０の要素に兼用されている。ポンプ室２８には、冷却水入口２９と冷却水出口（図示せず）とが連通している。冷却水入口２９は回転軸２５の軸心方向に向いて開口しており、冷却水出口は、図３の紙面の奥側に位置している。
【００２７】
ポンプハウジング２３は、基本的にはフロントカバー４から離れる方向に緩く窄まった筒状の形態であり、その基端にフランジ３０を設け、フランジ３０を４本のボルト（図示せず）でフロントカバー４に固定している。
【００２８】
フランジ３０は回転軸２５の軸線方向から見ておおよそ逆台形の形状になっており、各コーナー部がボルト締結部になっている。従って、フランジ３０の各コーナー部に各コーテー部にボルト穴３１が空いているが、フランジ３０は、上記のとおり逆台形でかつ上下方向にやや長い形態であり、このため、下に位置した左右２つのボルト穴３１の間隔は、他の隣り合ったボルト穴３１の間の間隔より小さくなっている。
【００２９】
ポンプハウジング２３の内部には、ポンプ室２８に連通した空洞部室３２と、それより小径で先端の軸支室３３との異径に形成されており、軸支室３３のうちポンプ室２８に近い端部に、シール手段の一例として、メカニカルシール等のシール装置３４を嵌着している。更に、軸支室３３のうちシール装置３４よりも先端側の部位にアウターレース３５を嵌着し、アウターレース３５で保持した前後のベアリング２４により、回転軸２５が回転自在に保持されている。
【００３０】
アウターレース３５のうちシール装置３４に近い基端部には、回転軸２５に摺接するシールリング３６を装着している。シールリング３６とシール装置３４との間には若干の間隔のバッファ隙間３７が空いており、ポンプハウジング２３のうちバッファ隙間３７が位置した部位に、シール装置３４からバッファ隙間３７に漏れた冷却水を下方に流下させる漏水流下通路３８と、水蒸気を上方に逃がす蒸気抜き通路３８がほぼ鉛直姿勢で形成されている。
【００３１】
そして、ポンプハウジング２３の下面部には、回転軸２５の軸線方向に長く延びる下リブ４０を下向きに突設して、この下リブ４０に、漏水流下通路３８に連通して回転軸２５の軸線方向に長く延びる漏水溜め部４１を形成している一方、ポンプハウジング２３の上面部には、回転軸２５の軸線方向に長く延びる上リブ４２を上向きに突設して、この上リブ４２に、蒸気抜き通路３９に連通して回転軸２５の軸線方向に長く延びる蒸気放散通路４３を形成している。
【００３２】
漏水溜め部４１と蒸気放散通路４３とは、いずれもポンプハウジング２３の先端側（プーリ１３の側）に開口している。蒸気放散通路４３は単に開口させたままであるが、漏水溜め部４１の開口部は蓋４４で塞いでおり、蓋４４と反対側の底部の上端に、フロントカバー４に向けて開口した排出口４５を空けている。
【００３３】
そして、フロントカバー４の外面４ａには、排出口４５と対向しつつポンプハウジング２３の下方に延びる切欠き溝４６を形成し、更に、ポンプハウジング２３の端面には、切欠き溝４６と対向した凹所４７を形成し、凹所４７の上部に排出口４５を開口させている。従って、漏水溜め部４１から溢れた冷却水や、漏水溜め部４１に溜まった蒸気は、排出口４５、凹所４７、切欠き溝４６を通って内燃機関の外部に排出される。
【００３４】
図３（Ｂ）に一点鎖線で示すように、ポンプハウジング２３の基端面２３ａのうち凹所４７の下の箇所に、凹所４７に連通して下方に開口した切欠き溝４６′を形成して、冷却水や蒸気をポンプハウジング２３の切欠き溝４６′から逃がしてもよい。この場合は、冷却水はフロントカバー４の外面を垂れることはない。
【００３５】
漏水流下通路３８と蒸気抜き通路３９とは一直線に延びており、両者は、ドリルを下リブ４０から通すことで形成されている。そこで、下リブ４０の下部に形成されたドリル穴はプラグ４８で塞がれている。図４のとおり、漏水流下通路３８と蒸気抜き通路３９とは、ほぼ鉛直姿勢に延びている。従って、冷却水の流下と蒸気の上昇とは最も効率よく行われる。なお、漏水流下通路３８と蒸気抜き通路３９との軸心は回転軸２５の軸心から少しずれているが、回転軸２５の軸心と一致させてもよい。
【００３６】
(3).まとめ・その他
既述のとおり、漏水溜め部４１が満杯近くなって冷却水が溢れると、冷却水は排出口４５から排出されるが、排出口４５はポンプハウジング２３の陰になって人目に触れにくいため、垂れ落ちる冷却水が人目に触れて、人にウォータポンプ１０の故障したり損傷していると誤解されることを大幅に抑制できる。
【００３７】
また、排出口４５を出た冷却水は、凹所４７を流れてからフロントカバー４の凹所に伝い落ちるため、フロントカバー４の外面に伝い落ちるまでの間に蒸発しやすくなる。つまり、冷却水が完全に人目から隠れた状態で蒸発することを促進できる。この面からも、冷却水が人目に触れた状態で垂れ落ちることを的確に抑制できる。
【００３８】
また、フロントカバー４はポンプハウジング２３よりも温度が高く、また、ポンプハウジング２３は、フロントカバー４に近い基端部が先端部よりも温度が高いため、冷却水が排出口４５から排出された冷却水の蒸発も促進される。この面でも、冷却水が人目に触れることの抑制効果が発揮されている。
【００３９】
更に、冷却水にＬＬＣが添加されていても、図３（Ｂ）に示すように、ＬＬＣの結晶４９は凹所４７の内面に集中的に溜まるため、結晶４９が人目に触れることによる見栄えの悪化を大幅に抑制できるのみならず、ポンプハウジング２３を取り外してから再度取付けるに際して、結晶４９をポンプハウジング２３とフロントカバー４との間に噛み込むことを防止できる。
【００４０】
また、排出口４５はポンプハウジング２３の下端部に位置しており、左右に隣り合った２つのボルト穴３１の間に位置しているが、下部に位置した左右のボルト穴３１の間隔が他の隣り合ったボルト穴３１の間隔よりも狭いことから、ボルトによる押圧が排出口４５の箇所にも強く作用するため、仮にＬＬＣの結晶４９をポンプハウジング２３とフロントカバー４との間に噛み込んでも、結晶４９を確実に潰して高いシール性を確保することができる。
【００４１】
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は、他にも様々に具体化できる。例えば、実施形態の凹所４７を図示の状態よりも深くして、凹所４７の下部にドレン穴を空けることも可能である。また、図示の例では、蒸気放散通路と漏水溜め部とが殆ど鉛直方向に並んでいるが、蒸気放散通路は回転軸の上に位置して漏水溜め部は回転軸の下方に位置したらよい。従って、漏水流下通路３８と蒸気抜き通路３８とは、鉛直線に対して大きく傾斜していてもよい。また、漏水流下通路３８と蒸気抜き通路３８とは回転軸２５の軸方向にずれていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本願発明は、内燃機関のウォータポンプに具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１  機関本体
２  機関本体を構成するシリンダブロック
４  機関本体を構成するフロントカバー
７  クランク軸
２３  ポンプハウジング
２４  ベアリング
２５  回転軸
２６  インペラー
２８  ポンプ室
３１  ボルト締結部に空けられたボルト穴
３７  バッファ隙間
３８  漏水流下通路
３９  蒸気抜き通路
４０  下リブ
４１  漏水溜め部
４４  蓋
４５  排出口
４６  切欠き溝
４７  凹所
４９  ＬＬＣの結晶
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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