(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動力が伝達されるとともに、その先端にインペラが取付けられるポンプシャフトと、
該ポンプシャフトが軸支されるウォータポンプケースと、
該ウォータポンプケースに対峙して取付けられ、上記ウォータポンプケースとの間に上記インペラが配設されるポンプ室を形成するウォータポンプカバーとから構成されるウォータポンプと、
シリンダヘッドと、
該シリンダヘッド内に形成される冷却水通路と、
上記シリンダヘッドの気筒配列方向と直交する一端側に接続される吸気通路形成部材とを備え、
上記ウォータポンプによって上記シリンダヘッド内に形成された冷却水通路内に冷却水を供給するよう構成されるエンジンの冷却構造であって、
上記ウォータポンプは上記吸気通路形成部材が接続されるシリンダヘッドの気筒配列方向と直交する一端側に配置されるとともに、
上記ウォータポンプのウォータポンプカバーが上記吸気通路形成部材と一体形成されており、
上記シリンダヘッドの気筒配列方向の一端側には、エンジンの各シャフト駆動用の巻掛部材が巻掛部材ケース内に配置されるとともに、
上記ウォータポンプケースと上記巻掛部材ケースとが一体形成されることを特徴とするエンジンの冷却構造。
【請求項２】
上記吸気通路形成部材及びウォータポンプカバーは、樹脂製であることを特徴とする請求項１記載のエンジンの冷却構造。
【請求項３】
上記ウォータポンプカバーは、上記吸気通路形成部材を構成する吸気マニホールドと一体形成されることを特徴とする請求項１記載のエンジンの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの冷却構造に関し、特に、シリンダヘッド製造への影響を抑制しつつ、ウォータポンプをシリンダヘッド近傍に配置可能なエンジンの冷却構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、燃費改善を図るため種々の対策が行われており、例えば、エンジンオイル温度を上昇させ、エンジンオイルの粘性を低下させることによって、抵抗低減を図り、燃費を改善することが知られている。
【０００３】
例えば、特開平６−１０１４７５号公報には、エンジンの熱発生量が低い運転状態では、シリンダヘッドのみに冷却水を供給し、シリンダブロックを比較的高温に保つことによって、抵抗低減を図り、燃費を改善することが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の先行技術によれば、ウォータポンプはシリンダブロック側に配置されているが、シリンダヘッドのみに冷却水を供給する場合、ウォータポンプはシリンダブロックよりもシリンダヘッドに近接して配置する方が通路レイアウト上望ましい。
【０００５】
しかしながら、ウォータポンプを単に、シリンダヘッドに近接配置させようとすると、以下のような問題がある。
【０００６】
まず、シリンダヘッドの前方（各プーリ、補機駆動用のベルト等が配置されるエンジン長手方向の一端側）にウォータポンプを配置することが考えられるが、シリンダヘッド前方側には吸気・排気カムシャフトを駆動するためのカムプーリが配置されるため、スペース上ウォータポンプ駆動用のプーリをレイアウトすることが難しい。
【０００７】
そこで、シリンダヘッドの前方ではなく、吸気マニホールドが接続されるシリンダヘッドの気筒配列方向（長手方向）と直交する一端側に向けてシリンダベッドの一部を突出させ、その突出部分にウォータポンプのポンプ室を形成することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、シリンダヘッドの気筒配列方向（長手方向）と直交する一端側にポンプ室を突出して形成すると、ダイキャストによるシリンダヘッド製作時、突出部への湯回りが悪くなり巣ができ易くなる。
【０００９】
また、シリンダヘッドの熱処理時、突出部がヒートスポットとなり、シリンダヘッドの歪みを生じる可能性がある。
【００１０】
本発明は、以上のような問題に勘案してなされたもので、その目的は、シリンダヘッド製造性への影響を抑制しつつウォータポンプをシリンダヘッド近傍にレイアウト可能なエンジンの冷却構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明にあってはその解決手法として次のようにしてある。すなわち、本発明の第１の構成において、エンジンの駆動力が伝達されるとともに、その先端にインペラが取付けられるポンプシャフトと、
該ポンプシャフトが軸支されるウォータポンプケースと、
該ウォータポンプケースに対峙して取付けられ、上記ウォータポンプケースとの間に上記インペラが配設されるポンプ室を形成するウォータポンプカバーとから構成されるウォータポンプと、
シリンダヘッドと、
該シリンダヘッド内に形成された冷却水通路と、
上記シリンダヘッドの気筒配列方向と直交する一端側に接続される吸気通路形成部材とを備え、
上記ウォータポンプによって上記シリンダヘッド内に形成された冷却水通路内に冷却水を供給するよう構成されるエンジン構造であって、
上記ウォータポンプは上記吸気通路形成部材が接続されるシリンダヘッドの気筒配列方向と直交する一端側に配置されるとともに、
上記ウォータポンプのウォータポンプカバーが上記吸気通路形成部材と一体形成されるよう構成してある。
【００１２】
通常、吸気通路形成部材はアルミ若しくは樹脂によって形成されるが、シリンダヘッド製作時のように熱処理は行われないため、熱処理に伴う歪みは生じない。
【００１３】
また、吸気通路形成部材を樹脂で射出成形する場合は、湯回りの問題も生じない。
【００１４】
本発明の第１の構成によれば、ウォータポンプカバーは、シリンダヘッドではなく吸気通路形成部材と一体形成されるため、シリンダヘッド製造性への影響を抑制しつつウォータポンプをシリンダヘッド近傍にレイアウトすることができる。
【００１５】
さらに、本発明の第１の構成では、上記シリンダヘッドの長手方向一端側には、エンジンの各シャフト駆動用の巻掛部材が巻掛部材ケース内に配置されるとともに、上記ウォータポンプケースと上記巻掛部材ケースとが一体形成されるよう構成してある。
【００１６】
ウォータポンプカバーが吸気通路形成部材の側部から突出形成されると、そのウォータポンプカバーには、ベルト等の巻掛部材による駆動によって負荷が掛かかるため、ウォータポンプの強固な支持剛性が要求される。
【００１７】
上述の構成によれば、ウォータポンプカバーに対峙して取付けられるウォータポンプケースが巻掛部材ケースと一体形成されるため、ウォータポンプケースの支持箇所、支持面積が増加し、ウォータポンプケースの支持剛性を向上することができる。
【００１８】
また、本発明の第２の構成において、上記吸気通路形成部材及びウォータポンプカバーは、樹脂製部材により構成してある。
【００１９】
ウォータポンプカバーが吸気通路形成部材と一体形成されると、吸気通路内を流れる空気が冷却水温度によって上昇するため、空気密度が低下し、エンジン出力が低下する惧れがある。
【００２０】
本発明の第２の構成によれば、金属製のものに対して熱伝導性が比較的低い樹脂によって吸気通路形成部材とウォータポンプカバーとが一体形成されるため、冷却水が吸気通路内を通過する空気に熱的影響（空気温度の上昇によるエンジン出力の低下）を与えることを抑制することができる。
【００２１】
また、本発明の第３の構成において、上記ウォータポンプカバーは、上記吸気通路形成部材を構成する吸気マニホールドと一体形成されるよう構成してある。本発明の第３の構成によれば、ウォータポンプを吸気マニホールドに一体形成することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、シリンダヘッド製造性への影響を抑制しつつウォータポンプをシリンダヘッド近傍にレイアウトすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面１〜５に基づいて説明する。
【００２４】
図１はエンジン前方側から見たエンジン正面図、図２は図１上方側（シリンダヘッドカバーを外した）から見た平面図、図３は図２のＡ矢視図、図４は図２のＢ−Ｂ断面図、図５は冷却水の流れを模式的に示す模式図である。
【００２５】
尚、図２〜図４には、当該図面の基となる３次元ＣＡＤデータの関係から、Ｒ部分やテーパ等を表すフィレットを示す線が含まれている。
【００２６】
図１において、１はチェーンカバーで、シリンダブロック２、シリンダヘッド３の前面側に取付けられている。そのチェーンカバー１内には、吸気カムプーリ４と、排気カムプーリ５及びクランクプーリ６を駆動するためタイミングチェーン７が張設されている。
【００２７】
また、チェーンカバー１の前方側には、ウォータポンププーリ８、オルタネータプーリ９、エアコンプレッサープーリ１０及びパワーステアリングプーリ１１を駆動するための補機駆動ベルト１２が張設されている。
【００２８】
また、シリンダヘッド３の気筒配列方向と直交する一端側には、樹脂製の吸気マニホールド１３が接続されており、各気筒に接続される吸気枝管１３ｂ〜１３ｅとサージタンク部１３ｆとから構成されている。
【００２９】
また、シリンダヘッド３の気筒配列方向と直交する他端側には、排気マニホールド１４が接続されている。
【００３０】
尚、１５はシリンダヘッドカバー、１６はオイルパン、１７はアイドラーである。
【００３１】
次に、ウォータポンププーリ８により駆動されるウォータポンプ１８の構造について、以下、図２〜図４に基づいて説明する。
【００３２】
ウォータポンププーリ８によって駆動されるウォータポンプ１８は、図３に示すように補機駆動ベルト１２を介してエンジンからの駆動力が伝達されるポンプシャフト１８ａと、そのポンプシャフト１８ａを軸支するとともにチェーンカバー１と一体形成されるウォータポンプケース１８ｂと、ポンプシャフト１８ａ先端に取付けれらたインペラ１８ｃと、ウォータポンプケース１８ｂに対峙して取付けられ、ウォータポンプケース１８ｂとの間にポンプ室１８ｄを形成するウォータポンプカバー１８ｅとから構成される。
【００３３】
ウォータポンプカバー１８ｅは、図２、図３に示すように、吸気マニホールド１３のフランジ部１３ａのエンジン前方側に一体形成されている。
【００３４】
また、ウォータポンプカバー１８ｅには、図４に示すように、シリンダヘッド３の吸気側に形成されるとともに気筒配列方向に延びる冷却水通路３ａのエンジン前方側端部から冷却水をポンプ室１８ｄに供給するための流入通路１８ｆと、ポンプ室１８ｄから出吐される冷却水をシリンダヘッド３の排気側に形成された冷却水通路３ｂに供給するための出吐通路１８ｇとが形成されている。
【００３５】
次に、冷却水の流れを、図５に基づき説明する。
【００３６】
シリンダヘッド３とシリンダブロック２とは独立して冷却可能とされ、エンジン低負荷時はシリンダヘッド３内のみに冷却水を流し、高負荷時はシリンダヘッド３とシリンダブロック２との両方に冷却水を流すよう冷却系が構成されている。
【００３７】
具体的には、低負荷時、実線で示すように、ラジエータ１９、サーモスタット２０、シリンダヘッド３の吸気側冷却水通路３ａ、ウォータポンプ１８、シリンダヘッド３の排気側冷却水通路３ｂ、切換弁２１、ラジエータ１９の順に冷却水は流れる。
【００３８】
一方、高負荷時は、切換弁２１がシリンダブロック２側への流れが許容されるよう切換えられるため、上記冷却水の流れに加え、破線で示すように、切換弁２１、シリンダブロック２、ラジエータ１９の順に冷却水が流れる。
【００３９】
以上のように、本実施の形態によれば、ウォータポンプカバー１８ｅが吸気マニホールド１３と一体形成されるため、シリンダヘッド３の製造性への影響を抑制しつつウォータポンプ１８をシリンダヘッド３近傍に配置することができ、冷却水通路の通路長等レイアウトを有利にすることができる。
【００４０】
また、ウォータポンプカバー１８ｅが樹脂製吸気マニホールド１３と一体形成されるため、冷却水温度の空気への伝達が、金属製に比べて熱伝導性が低い樹脂によって抑制され、空気温度の上昇を抑制することができる。
【００４１】
また、ウォータポンプケース１８ｂがチェーンカバー１と一体形成されるため、ウォータポンプケース１８ｂの取付箇所が増加し、取付強度を向上することができる。従って、ウォータポンプーリ８がエンジンから突出して配置された状態でタイミングチェーン７によって駆動され、ウォータポンププーリ８に掛かる負荷が大きくなってもウォータポンプケース１８ｂの強度を十分に確保することがてぎる。
【００４２】
尚、本実施の形態では、ウォータポンプケース１８ｂを樹脂製吸気マニホールド１３と一体化する例を示したが、アルミ製吸気マニホールドと一体化するようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施の形態では、ウォータポンプケース１８ｂを吸気マニホールド１３のフランジ部１３ａと一体化する例を示したが、吸気マニホールド１３の吸気枝管１３ｂ〜１３ｅや、サージタンク部１３ｆと一体化するようにしてもよい。また、本実施の形態では、ウォータポンプケース１８ｂを吸気マニホールド１３と一体化する例を示したが、吸気マニホールド１３とは別の吸気通路を構成する部品、例えば、吸気マニホールド１３とシリンダヘッド３との間に介在される別体のスペーサと一体化するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン前方側から見たエンジン正面図。
【図２】図１上方側（シリンダヘッドカバーを外した）から見た平面図。
【図３】図２のＡ矢視図。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図。
【図５】冷却水の流れを模式的に示す模式図。
【符号の説明】
１：チェーンカバー（巻掛部材ケース）
３：シリンダヘッド
３ａ、３ｂ：冷却水通路
７：タイミングチェーン（巻掛部材）
８：ウォータポンププーリ
１２：補機駆動ベルト
１３：吸気マニホールド（吸気通路形成部材）
１８：ウォータポンプ
１８ａ：ポンプシャフト
１８ｂ：ウォータポンプケース
１８ｄ：ポンプ室
１８ｅ：ウォータポンプカバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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