(57)【要約】【課題】簡素な構成で、動作の信頼性を十分に確保することができる流量可変型のウォータポンプを提供する。【解決手段】マグネット３５と誘導リング４２との相対的な対向位置を変更することで駆動側回転体３から従動側回転体４へ伝達される回転力の大きさを変更するようにしたウォータポンプ１に対し、マグネット３５を移動させるための作動圧をラジエータの密閉型リザーブタンク８内の空気圧力から得るようにする。これにより、冷却水温度が上昇する状況であってウォータポンプ１の吐出量が多く必要となる場合に、上記空気圧力が利用され、マグネット３５と誘導リング４２とのオーバラップ量が大きくなり、ウォータポンプ１の回転数が自動的に上昇する。【選択図】図１
2009138545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関からの駆動力が伝達されて回転する駆動側回転体と、ポンプインペラを有して回転自在に支持された従動側回転体とを備え、上記駆動側回転体に対して作動圧を作用させることで、この駆動側回転体の少なくとも一部を従動側回転体に対してその軸心方向に沿って移動させ、これにより、上記駆動側回転体及び従動側回転体のうちの一方に備えられた磁性体と他方に備えられた誘導体との相対的な対向位置を変更して、駆動側回転体から従動側回転体へ伝達される回転力の大きさを変更するようにしたウォータポンプにおいて、
上記駆動側回転体に作用する作動圧を、上記内燃機関に備えられたラジエータの密閉型リザーブタンク内の空気圧力から得る構成となっていることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項２】
上記請求項１記載のウォータポンプにおいて、
上記駆動側回転体は、ケーシングと、このケーシング内に挿通されて駆動側回転体の軸心方向に沿ってスライド移動自在なスライダとを備えており、これらケーシングとスライダとの間に作動圧導入空間が形成されており、この作動圧導入空間とラジエータの密閉型リザーブタンクの上端部分とが圧力管によって接続されて、密閉型リザーブタンク内の空気圧力が作動圧導入空間に導入される構成となっていることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項３】
上記請求項１または２記載のウォータポンプにおいて、
上記磁性体と誘導体とが互いに対向するオーバラップ量を小さくする方向への付勢力を付与する付勢手段が備えられており、上記密閉型リザーブタンクからの作動圧は、上記付勢手段の付勢力に抗して磁性体と誘導体とのオーバラップ量を大きくするものとして作用するよう構成されていることを特徴とするウォータポンプ。
【請求項４】
上記請求項２記載のウォータポンプにおいて、
上記駆動側回転体のケーシングには、密閉型リザーブタンク内の空気圧力によってスライダが移動する際に磁性体と誘導体とのオーバラップ量が最大になった時点においてスライダの移動を規制するストッパが備えられており、
上記ストッパの位置は、内燃機関が継続運転される状態において、密閉型リザーブタンク内の空気圧力が上昇していく途中でスライダの移動を規制し、この規制状態から上記密閉型リザーブタンク内の空気圧力が更に上昇しても、磁性体と誘導体とのオーバラップ量が最大になった状態を維持する位置に設定されていることを特徴とするウォータポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水冷式エンジン等に使用されるウォータポンプに係る。特に、本発明は、流量可変型ウォータポンプの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等に搭載されるエンジンに用いられる流量可変型のウォーターポンプとして、例えば、下記の特許文献１に開示されているものが提案されている。
【０００３】
この特許文献１には、ウォーターポンププーリが固定された駆動側回転体と、ポンプインペラが固定された従動側回転体とを備えさせ、駆動側回転体にはヒステリシスディスク及び銅ディスクで成る駆動側ディスク結合部を、従動側回転体には磁石ディスク及び軟鉄ディスクで成る従動側ディスク結合部をそれぞれ取り付けた構成が開示されている。そして、調整ユニットから延びる操作レバーを上記駆動側ディスク結合部に係合しておき、この調整ユニットに備えられたサーボモータの駆動に伴い、操作レバーによって駆動側ディスク結合部を、従動側ディスク結合部に対して進退移動可能な構成としている。つまり、従動側ディスク結合部と駆動側ディスク結合部との間の距離を変化させることで、駆動側回転体から従動側回転体に伝達される伝達モーメントを変化させ、これによりウォータポンプの回転数が調整できるようにしている。
【０００４】
また、他の流量可変型のウォーターポンプとして、ウォーターポンププーリが固定され且つ磁性体が取り付けられた駆動側回転体と、ポンプインペラが固定され且つ駆動側回転体の磁性体の内周側に位置する誘導体が取り付けられた従動側回転体とを備えさせ、上記駆動側回転体の磁性体を従動側回転体に対してその軸心方向に沿って移動可能に配設した構成のものがある。そして、上記駆動側回転体とエンジンの吸気管とを負圧配管によって接続すると共に、この負圧配管に切り換えバルブを設けておき、この切り換えバルブの切り換え制御によって駆動側回転体に作用する吸入負圧を調整可能にする。この駆動側回転体に作用する吸入負圧の調整により上記誘導体に対する磁性体の相対的な対向位置を変更することで、駆動側回転体から従動側回転体へ伝達される回転力の大きさを変更して、ウォータポンプの回転数を調整するようになっている。
【特許文献１】特開平１１−６４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述した従来の流量可変型のウォーターポンプにあっては、以下に述べるような課題があった。
【０００６】
先ず、上記特許文献１のものでは、ウォータポンプの吐出量を変化させるために調整ユニットが必要であって、適正な吐出量を得るためには、この調整ユニットのサーボモータを制御する必要があった。一方、駆動側回転体に作用する吸入負圧の調整により誘導体に対する磁性体の相対的な対向位置を変更するものでは、ウォータポンプの吐出量を変化させるために上記切り換えバルブが必要であって、適正な吐出量を得るためには、この切り換えバルブの切り換え動作を制御する必要があった。また、これらのウォータポンプにあっては、上記調整ユニットや切り換えバルブに制御信号を送信するための信号線（ワイヤーハーネス）も必要であった。
【０００７】
このため、これら従来技術にあっては、構造の複雑化、コストの高騰、制御の煩雑化、この制御のためのＥＣＵ基盤の変更が必要になるなどの状況を招いてしまっていた。また、ウォータポンプの周辺に上記調整ユニットや切り換えバルブの配設スペース、信号線を配設するためのスペースを確保することが困難であり、実用性に欠けるものであった。
【０００８】
特に、上記駆動側回転体に作用する吸入負圧の調整により誘導体に対する磁性体の相対的な対向位置を変更するものでは、ウォータポンプを停止する際、上記切り換えバルブを全開にするなどして駆動側回転体に大きな負圧を作用させ、磁性体と誘導体とのオーバラップ量を「０」にする必要がある。ところが、上記負圧配管やその接続部分からのエア漏れ等が生じている場合には駆動側回転体に作用する負圧が不足してしまい上記オーバラップ量を「０」にすることができず、その結果、ウォータポンプを完全に停止することが困難になってしまう。このため、ウォータポンプの動作の信頼性が不十分であって、未だ改良の余地があった。また、ウォータポンプが必要以上に回転することで、エネルギロスが大きくなり、エンジンの燃料消費率の悪化に繋がる可能性もあった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡素な構成で、動作の信頼性を十分に確保することができる流量可変型のウォータポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、圧力を利用して磁性体と誘導体との相対的な対向位置を変更することで駆動側回転体から従動側回転体へ伝達される回転力の大きさを変更するようにしたウォータポンプに対し、この対向位置を変更するための作動圧をラジエータの密閉型リザーブタンク内の空気圧力から得るものとし、冷却水温度の上昇に伴って上昇する密閉型リザーブタンク内の空気圧力により磁性体と誘導体とのオーバラップ量を変化させるようにしている。つまり、冷却水温度が上昇する状況であってウォータポンプの吐出量が多く必要となる場合に、上記空気圧力を利用して磁性体と誘導体とのオーバラップ量を大きくし、ウォータポンプの回転数が自動的に上昇する構成としている。
【００１１】
−解決手段−
具体的に、本発明は、内燃機関からの駆動力が伝達されて回転する駆動側回転体と、ポンプインペラを有して回転自在に支持された従動側回転体とを備え、上記駆動側回転体に対して作動圧を作用させることで、この駆動側回転体の少なくとも一部を従動側回転体に対してその軸心方向に沿って移動させ、これにより、上記駆動側回転体及び従動側回転体のうちの一方に備えられた磁性体と他方に備えられた誘導体との相対的な対向位置を変更して、駆動側回転体から従動側回転体へ伝達される回転力の大きさを変更するようにしたウォータポンプを前提とする。このウォータポンプに対し、上記駆動側回転体に作用する作動圧を、上記内燃機関に備えられたラジエータの密閉型リザーブタンク内の空気圧力から得る構成としている。
【００１２】
この特定事項により、内燃機関の駆動に伴って冷却水温度が上昇していくと、ラジエータからオーバフローした冷却水が密閉型リザーブタンク内に回収されていき、それに従って密閉型リザーブタンク内の空気圧力も上昇していく。そして、この上昇した空気圧力は、駆動側回転体に作用する作動圧として利用され、この駆動側回転体の少なくとも一部を従動側回転体に対してその軸心方向に沿って移動させることになる。これにより、上記駆動側回転体及び従動側回転体のうちの一方に備えられた磁性体と他方に備えられた誘導体との相対的な対向位置が変更される。その結果、磁性体と誘導体とが互いに対向するオーバラップ量を増大させることができ、駆動側回転体から従動側回転体へ伝達される回転力が大きくなってウォータポンプの回転数が上昇する。つまり、切り換えバルブ等の特別な機構や、それを制御するための制御手段を必要とすることなしにウォータポンプの回転数を自動的に上昇させることができる。
【００１３】
上記駆動側回転体の少なくとも一部を従動側回転体に対してその軸心方向に沿って移動させるための具体的な構成としては以下のものが挙げられる。つまり、上記駆動側回転体に、ケーシングと、このケーシング内に挿通されて駆動側回転体の軸心方向に沿ってスライド移動自在なスライダとを備えさせ、これらケーシングとスライダとの間に作動圧導入空間を形成する。また、この作動圧導入空間とラジエータの密閉型リザーブタンクの上端部分とを圧力管によって接続して、密閉型リザーブタンク内の空気圧力を作動圧導入空間に導入する構成としている。
【００１４】
この構成により、密閉型リザーブタンク内の空気圧力が上昇して、その空気圧力が圧力管を介して作動圧導入空間に導入されると、駆動側回転体のスライダがケーシングに対してスライド移動し、磁性体と誘導体とのオーバラップ量が増大することでウォータポンプの回転数が上昇する。このようにして駆動側回転体の一部分であるスライダのみを上記密閉型リザーブタンク内の空気圧力によって移動させる構成としたことで、その移動部分の重量の軽量化を図ることができ、上記空気圧力の変化が比較的小さくても上記スライダの移動の応答性を良好に得ることができる。その結果、上記空気圧力の変化に対して高い追従性をもって上記磁性体と誘導体とのオーバラップ量を変化させることができ、ウォータポンプの冷却水吐出量を適正に得ることが可能になる。つまり、冷却水温度が急激に上昇しているにも拘わらず、ウォータポンプの冷却水吐出量の増加割合が低くなってしまったり、冷却水温度が下降しているにも拘わらず、ウォータポンプの冷却水吐出量が必要以上に多い状況が継続してしまうといったことを回避できる。
【００１５】
上記駆動側回転体の少なくとも一部を従動側回転体に対してその軸心方向に沿って移動させるためのより具体的な構成としては以下のものが挙げられる。つまり、上記磁性体と誘導体とが互いに対向するオーバラップ量を小さくする方向への付勢力を付与する付勢手段を備えさせ、上記密閉型リザーブタンクからの作動圧が、上記付勢手段の付勢力に抗して磁性体と誘導体とのオーバラップ量を大きくするものとして作用する構成としている。
【００１６】
この構成によれば、冷却水温度が比較的低く、密閉型リザーブタンク内の空気圧力も低い状況では、上記駆動側回転体に作用している作動圧よりも上記付勢手段の付勢力の方が大きく、このため、磁性体と誘導体とのオーバラップ量は小さくなる。これにより、駆動側回転体から従動側回転体へ伝達される回転力は小さくなり、ウォータポンプの回転数は低くなるか、または停止される。一方、内燃機関の駆動に伴って冷却水温度が高くなり密閉型リザーブタンク内の空気圧力も高くなった状況では、上記駆動側回転体に作用している作動圧が上記付勢手段の付勢力よりも大きくなり、このため、磁性体と誘導体とのオーバラップ量は大きくなる。これにより、駆動側回転体から従動側回転体へ伝達される回転力は大きくなってウォータポンプの回転数は高くなる。つまり、ウォータポンプからの冷却水吐出量が増大される。その後、内燃機関の回転数が低下したり内燃機関が停止するなどして冷却水温度が低くなると、密閉型リザーブタンク内の空気圧力も低くなって、再び、上記駆動側回転体に作用している作動圧よりも上記付勢手段の付勢力の方が大きくなる。このため、磁性体と誘導体とのオーバラップ量は小さくなり、ウォータポンプの回転数は低くなるか、または停止される。この際、付勢手段の付勢力の作用によりオーバラップ量が小さくなる方向へのスライダの速度を高く得ることができる。これによっても、上記空気圧力の変化に対して高い追従性をもって上記磁性体と誘導体とのオーバラップ量を変化させることができ、ウォータポンプの冷却水吐出量を適正に得ることが可能である。つまり、冷却水温度が下降しているにも拘わらず、ウォータポンプの冷却水吐出量が必要以上に多い状況が継続してしまうといったことを回避できる。
【００１７】
また、ウォータポンプの吐出量が最大になる状態を維持するための構成としては以下のものが挙げられる。つまり、上記駆動側回転体のケーシングに、密閉型リザーブタンク内の空気圧力によってスライダが移動する際に磁性体と誘導体とのオーバラップ量が最大になった時点においてスライダの移動を規制するストッパを備えさせる。そして、このストッパの位置を、内燃機関が継続運転される状態において、密閉型リザーブタンク内の空気圧力が上昇していく途中でスライダの移動を規制し、この規制状態から上記密閉型リザーブタンク内の空気圧力が更に上昇しても、磁性体と誘導体とのオーバラップ量が最大になった状態を維持する位置に設定している。
【００１８】
内燃機関が継続運転される場合、冷却水温度は上昇していき、それに伴って、密閉型リザーブタンク内の空気圧力も上昇していく。そして、本解決手段では、この密閉型リザーブタンク内の空気圧力が上昇していく途中でスライダの移動を規制して、磁性体と誘導体とのオーバラップ量が最大になった状態を維持するようにストッパを備えさせ、このストッパによってウォータポンプの吐出量が最大になる状態を維持している。つまり、このウォータポンプの吐出量が最大になる状態から更に冷却水温度は上昇し、密閉型リザーブタンク内の空気圧力が上昇しても、磁性体と誘導体とのオーバラップ量が小さくなることがなく、ウォータポンプの吐出量が最大となっている状態を維持することになる。このため、ウォータポンプの能力を最大限に発揮して内燃機関の冷却性を高く維持できることになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、駆動側回転体及び従動側回転体のうちの一方に備えられた磁性体と他方に備えられた誘導体との相対的な対向位置を変更して、駆動側回転体から従動側回転体へ伝達される回転力の大きさを変更するようにしたウォータポンプに対し、ラジエータの密閉型リザーブタンク内の空気圧力を利用して上記磁性体と誘導体との相対的な対向位置を変更している。このため、切り換えバルブ等の特別な機構や、それを制御するための制御手段を必要とすることなしにウォータポンプの回転数を自動的に調整することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用エンジンに搭載され、エンジンからの駆動力を受けることで作動する車両用ウォータポンプに本発明を適用した場合について説明する。
【００２１】
−ウォータポンプの全体構成−
図１は、本実施形態に係るウォータポンプ１の断面図である。この図１に示すように、ウォータポンプ１は、ポンプ筐体を構成するウォータポンプハウジング１１が、エンジンのタイミングチェーンケース２にボルト止め等の手段によって一体的に取り付けられることで、エンジン前面（縦置きエンジンの場合には車両前方側の面、横置きエンジンの場合には車両側方側の面）に配設されている。
【００２２】
そして、このウォータポンプ１は、エンジンからの駆動力を受けることで回転する駆動側回転体３と、この駆動側回転体３に対して非接触状態に配設され且つ後述する回転力伝達構造によって駆動側回転体３から回転力を受けて回転する従動側回転体４とを備えた構成となっている。
【００２３】
（駆動側回転体３）
上記駆動側回転体３は、ウォータポンププーリ３１、駆動側ケーシング３２、スライダ３３を備えている。ウォータポンププーリ３１は、プーリ本体３１ａと、このプーリ本体３１ａの外周側からプーリ軸線方向に沿って延びるベルト巻き掛け部３１ｂとを備えている。このベルト巻き掛け部３１ｂの外周面には補機ベルトＢが巻き掛けられている。この補機ベルトＢは、エンジンのクランクシャフトに取り付けられた図示しないクランクプーリの他、種々の補機類に備えられたプーリに掛け渡されている。このため、エンジンの駆動時には、エンジンのクランクシャフトの回転駆動力が、補機ベルトＢを介して、各補機類に伝達されると共に、上記ベルト巻き掛け部３１ｂに伝達されてウォータポンププーリ３１にも伝達され、このウォータポンププーリ３１が水平軸回りに回転するようになっている。
【００２４】
駆動側ケーシング３２は、ウォータポンプハウジング１１にベアリング３４を介して回転自在に支持されていると共に、上記ウォータポンププーリ３１に回転一体に連結されている。具体的には、この駆動側ケーシング３２は、タイミングチェーンケース２側に位置する大径部３２ａと、ウォータポンププーリ３１側に位置する小径部３２ｂとを備えている。そして、この小径部３２ｂが、上記ウォータポンププーリ３１の中心部分に回転一体に連結されていると共に、上記ベアリング３４を介してウォータポンプハウジング１１によって回転自在に支持されている。
【００２５】
また、この駆動側ケーシング３２におけるタイミングチェーンケース２側の端部には、内周側に向けてフランジ状に延びるストッパ３２ｃが一体形成されている。このストッパ３２ｃは、後述するようにスライダ３３のスライド位置を規制するものである。その規制動作については後述する。
【００２６】
上記スライダ３３は、上記駆動側ケーシング３２の内周面に沿って軸心に沿う方向に摺動可能となっている。具体的に、このスライダ３３は、タイミングチェーンケース２側に位置する大径部３３ａと、ウォータポンププーリ３１側に位置する小径部３３ｂとを備えている。そして、上記大径部３３ａが上記駆動側ケーシング３２の大径部３２ａの内周面に摺接しており、この大径部３２ａの内周面に沿ってスライダ３３が軸線に沿う方向にスライド移動自在となっている。また、上記スライダ３３の小径部３３ｂは、有底円筒形状であって駆動側ケーシング３２の小径部３２ｂに挿通され、ウォータポンププーリ３１の回転力を、駆動側ケーシング３２を介して受けるように、この駆動側ケーシング３２の小径部３２ｂの内周面にスプライン嵌合等の手段によって回転一体に連結されている。また、このスライダ３３の大径部３３ａの内側面には磁性体としてのマグネット（永久磁石）３５が取り付けられている。この大径部３３ａの外周面にはＯリング３３ｃが設けられており、駆動側ケーシング３２の大径部３２ａの内周面との間を気密状態にシールしている。
【００２７】
（従動側回転体４）
従動側回転体４は、上記ポンプインペラ４１及び誘導体としての誘導リング４２を備えている。ポンプインペラ４１は、タイミングチェーンケース２に形成されたポンプ渦流室２１に配設され、このタイミングチェーンケース２に備えられた中実の回転支軸２２により水中軸受などを介して回転自在に支持されている。そして、このポンプインペラ４１の回転によりポンプ渦流室２１内の冷却水がエンジンの冷却水通路に送り出され、これにより冷却水の循環動作が行われるようになっている。
【００２８】
上記誘導リング４２は、上記ポンプインペラ４１のボス部４１ａに回転一体に取り付けられており、鉄芯４２ａの外周にアルミニウム製のリング部材４２ｂが取り付けられた構成となっている。また、この誘導リング４２の配設位置としては、上記スライダ３３が最もタイミングチェーンケース２側の位置まで移動した状態（図１における上側半分の状態であって、上記ストッパ３２ｃに当接した状態）では、その全体がマグネット３５に対向し、スライダ３３がタイミングチェーンケース２側とは反対側の最大スライド位置まで移動した状態（図１における下側半分の状態）では、その大部分がマグネット３５に対向しないように設定されている。
【００２９】
また、上記駆動側回転体３と従動側回転体４との間は隔壁５により仕切られている。この隔壁５は、上記誘導リング４２の外周囲を囲むように配設され、その外周側は上記タイミングチェーンケース２とウォータポンプハウジング１１との間に挟持されている。
【００３０】
そして、上記駆動側回転体３のスライダ３３に取り付けられたマグネット３５と、従動側回転体４に備えられた誘導リング４２とが、上記隔壁５を挟んで所定の間隔を隔てて対向可能に配置されている（図１における上側半分の状態を参照）。
【００３１】
これにより、上記駆動側回転体３の回転に伴ってマグネット３５が回転すると、誘導リング４２の周囲の磁界が変化し、誘導リング４２のリング部材４２ｂには、その磁界の変化を妨げる方向への誘導電流が発生する。この誘導電流の発生に伴って誘導リング４２のリング部材４２ｂにはトルクが発生する。その結果、従動側回転体４が回転し、ポンプインペラ４１の回転によってウォータポンプ１が駆動することになる。
【００３２】
（流量可変構造）
次に、ポンプ流量を可変とするための構成について説明する。このポンプ流量を可変とするために、上記マグネット３５と誘導リング４２との軸方向のオーバラップ量（軸方向で互いに重なり合っている寸法）が変更可能な構成とされている。つまり、このオーバラップ量を変更することで、従動側回転体４への伝達トルクを変更し、これによって、ウォータポンプ１の流量（ポンプ吐出量）を変更可能としている。
【００３３】
具体的には、上記駆動側ケーシング３２とスライダ３３との間の空間を圧力室（作動圧導入空間）６として構成し、この圧力室６にコイルスプリング（付勢手段）６１を収容しておく。このコイルスプリング６１は、上記マグネット３５と誘導リング４２との軸方向のオーバラップ量を小さくする方向の付勢力をスライダ３３に作用させている。具体的には、上記駆動側ケーシング３２の小径部３２ｂは二重管構造となっており、その内側の筒部と外側の筒部との間でコイルスプリング６１の一端側が固定されている。一方、上記駆動側ケーシング３２の二重管構造部分に対向するスライダ３３の端面にはフック部３３ｄが形成されており、このフック部３３ｄによってコイルスプリング６１の他端が係止されている。このようにしてコイルスプリング６１は、駆動側ケーシング３２とスライダ３３との間に伸長状態で掛け渡されており、上記圧力室６の容積を小さくする方向（図１における左方向）への付勢力をスライダ３３に付与している。このため、スライダ３３にコイルスプリング６１の付勢力以外の外力が作用していない状態では、図１の下側半分に示す位置にスライダ３３が位置しており、圧力室６の容積を最小にする。この状態では、マグネット３５と誘導リング４２との軸方向のオーバラップ量は最小となっている。
【００３４】
また、駆動側ケーシング３２の小径部３２ｂの内側には圧力導入孔３６が形成されており、この圧力導入孔３６には圧力管（エアホース）７が接続されている。これにより、上記圧力導入孔３６を介して圧力室６に、スライダ３３のスライド位置を決定するための圧力の作用を可能にしている。
【００３５】
本実施形態の特徴として、上記圧力管７はエンジンの冷却水を冷却するためのラジエータ（図示省略）の密閉型リザーブタンク８の上端部分に接続されている。また、この圧力管７には切り換えバルブ等のバルブ機構は備えられていない。上記圧力管７の接続構造としては、上記駆動側ケーシング３２の圧力導入孔３６にベアリング３６ａやエアシール３６ｂを嵌め込んだ構成となっている。
【００３６】
そして、上述した如く、上記圧力管７は、ラジエータの密閉型リザーブタンク８に接続されており、この密閉型リザーブタンク８内の空気圧力が圧力管７を経て圧力室６に作用するようになっている。
【００３７】
この密閉型リザーブタンク８は、容器形状の樹脂タンク本体８１と、この樹脂タンク本体８１の上面に形成された開口８２に捩じ込まれるキャップ８３とを備えた完全密閉型で構成されており、上記キャップ８３に圧力管７の一端が接続されて、この圧力管７が密閉型リザーブタンク８の内部空間に連通した構成となっている。
【００３８】
−流量可変動作−
次に、ウォータポンプ１の流量可変動作について説明する。上述した如く、上記圧力管７は密閉型リザーブタンク８に接続されているため、この密閉型リザーブタンク８内の空気圧力が変化した場合には、この空気圧力は、圧力管７を経て圧力室６に作用することになる。従って、エンジンの駆動に伴って冷却水温度が上昇していくと、ラジエータからオーバフローした冷却水が密閉型リザーブタンク８内に回収されていき、それに従って密閉型リザーブタンク８内の空気圧力も上昇していく。そして、この上昇した空気圧力は、圧力管７を経て圧力室６に作用し、コイルスプリング６１の付勢力に抗してスライダ３３をミングチェーンケース２に向かう方向（図中の右方向）に移動させる。これにより、上記マグネット３５が誘導リング４２に対向する位置に向けて移動していき、この両者の軸方向のオーバラップ量が大きくなっていく。その結果、駆動側回転体３から従動側回転体４へ伝達される回転力が大きくなってウォータポンプ１の回転数が上昇する。また、スライダ３３が最もミングチェーンケース２側に移動した状態では、上記ストッパ３２ｃに当接して位置が規制されることで、マグネット３５の全体が誘導リング４２に対向することになりポンプ流量は最大になる（図１における上側半分の状態）。この状態から密閉型リザーブタンク８内の空気圧力が更に上昇しても、マグネット３５と誘導リング４２とのオーバラップ量が最大となっている状態が維持される。
【００３９】
また、エンジンが低回転になったり、または停止するなどして、冷却水温度が低くなっていくと、密閉型リザーブタンク８内の空気圧力も低くなっていき、圧力室６に導入されている圧力よりも上記コイルスプリング６１の付勢力の方が大きくなっていく。このため、スライダ３３は、コイルスプリング６１の付勢力によってウォータポンププーリ３１に向かう方向（図中の左方向）に移動していく。これにより、上記マグネット３５と誘導リング４２とのオーバラップ量は小さくなり、ウォータポンプ１の回転数は低くなるか、または停止される。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、密閉型リザーブタンク８内の空気圧力を利用してマグネット３５と誘導リング４２とのオーバラップ量を変化させてポンプ流量を調整できるようにしている。このため、切り換えバルブ等の特別な機構や、それを制御するための制御手段を必要とすることなしにウォータポンプ１の回転数を自動的に調整することが可能である。その結果、構造の簡素化、コストの低廉化、制御の不要化を可能にしながらも、ウォータポンプ１からの冷却水の吐出量をエンジンの要求冷却水量に応じて調整することが可能となる。つまり、エンジンからの発熱量が大きい場合には、その冷却能力を高めるために冷却水の循環量を多く必要とするが、この場合、冷却水温度が高くなることに伴って上記密閉型リザーブタンク８内の空気圧力も高くなり、ウォータポンプ１からの冷却水の吐出量が多くなる。即ち、本実施形態によれば、エンジンからの発熱量が大きい状況であるほど、ウォータポンプ１からの冷却水の吐出量が多くなって、冷却能力の増大を自動的に図ることができる構成を実現できる。
【００４１】
図２は、本実施形態における上記密閉型リザーブタンク８の内圧の変化とウォータポンプ１の流量変化との関係を示す図である。
【００４２】
この図２に示すように、エンジンが継続運転される場合、冷却水温度は上昇していき、それに伴って、密閉型リザーブタンク８の内圧も上昇していく。本実施形態では、この密閉型リザーブタンク８の内圧が上昇していく途中でスライダ３３が駆動側ケーシング３２のストッパ３２ｃに当接し、その移動が規制され、マグネット３５と誘導リング４２とのオーバラップ量が最大になった状態が維持される。つまり、図２における水温１１０℃になった時点でウォータポンプ１の吐出量が最大になると、この状態から更に冷却水温度が上昇して密閉型リザーブタンク８の内圧が上昇しても、マグネット３５と誘導リング４２とのオーバラップ量が小さくなることがなく、ウォータポンプ１の最大吐出量を維持することができる。このため、ウォータポンプ１の能力を最大限に発揮してエンジンの冷却性を高く維持できることになる。
【００４３】
尚、マグネット３５と誘導リング４２とのオーバラップ量が最大になる時点での冷却水温度の値は上述したものに限らず、任意に設定可能である。また、図２における破線はウォータポンプ１からの冷却水の必要吐出量を示している。つまり、本実施形態のものでは、常に、この必要吐出量以上の冷却水吐出量が確保されている。
【００４４】
−他の実施形態−
以上説明した実施形態は、自動車用エンジンに搭載され、エンジンからの駆動力を受けることで作動する車両用ウォータポンプ１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動車用以外の用途に使用されるウォータポンプに対しても適用することができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、内周側に誘導リング４２を外周側にマグネット３５を配設し、マグネット３５をスライド移動させることで従動側回転体４への伝達トルクを変更するようにしていた。本発明は、これに限らず、外周側に誘導リングを内周側にマグネットを配設し、誘導リングをスライド移動させることで従動側回転体への伝達トルクを変更する構成を採用してもよい。
【００４６】
更に、上記実施形態にあっては、タイミングチェーンケース２の表面に設けられた凹陥部によりポンプ渦流室２１を形成していたが、シリンダブロックを利用してポンプ渦流室を形成するものに対しても本発明は適用可能である。
【００４７】
また、上記密閉型リザーブタンク８に対する圧力管７の接続構造としては上述した実施形態のものには限定されない。つまり、密閉型リザーブタンク８に貯留されている冷却水が圧力管７や圧力室６に流れ込むことなしに、この密閉型リザーブタンク８の圧力が圧力室６に導入される構成であればよい。例えば、密閉型リザーブタンク８の側面の上端部近傍に圧力管７を接続すると共に、冷却水が圧力管７に流れ込むことを防止するための邪魔板を密閉型リザーブタンク８の内壁面に一体形成するなどの構成を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態に係るウォータポンプの断面図である。
【図２】リザーバタンク内圧の変化とウォータポンプ流量の変化との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１        ウォータポンプ
３        駆動側回転体
３２      駆動側ケーシング
３２ｃ    ストッパ
３３      スライダ
３５      マグネット（磁性体）
４        従動側回転体
４１      ポンプインペラ
４２      誘導リング（誘導体）
６        圧力室（作動圧導入空間）
６１      コイルスプリング（付勢手段）
７        圧力管
８        密閉型リザーブタンク
【図１】
2009138545.tif 000003
【図２】
2009138545.tif 000004