JPH0558832U - 可変容量ウォータポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却液の温度を直接検知させて流体継手内の
制御弁の開閉を行わせることによりエンジンの運転条件
に見合った合理的な冷却液の循環量が得られるように制
御できる可変容量ウォータポンプの提供。 【構成】 ポンプ駆動軸３の軸端に取付けられ、冷却液
温度を検知して動作する感温部材１０と、ポンプ駆動軸
３に組込まれ、感温部材１０によって軸方向に動作する
押棒と、ポンプ駆動軸３の他端部に関連して設けられた
流体継手１４内に配設され、前記押棒を介して開閉さ
れ、流体継手１４内の作動流体の供給を制御可能な制御
弁１９とを具備した可変容量ウォータポンプ。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、可変容量ウォータポンプに関し、詳しくは、内燃機関の冷却液循環 用に好適で、その液温に感応して羽根車の回転数が制御され、循環量の増減が適 切に行われるようにした可変容量ウォータポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の可変容量ウォータポンプとしては、例えば、実公平２−３８０２２号公 報に開示されているものがある。このものは、ポンプ駆動プーリとポンプ軸との 間に設けられた流体継手のハウジング外部に高感度の温度感応部材を配設し、こ の温度感応部材によりラジエータを通過する空気の温度を検知させるようにする と共に、この温度感応部材により流体継手内の制御弁の開閉を行わせるようにな して、その作動室内の粘性流体の量を変化させ、以て、流体継手を介し、ポンプ 軸による羽根車の回転数を変化させるようにしたものである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来例では、温度感応部材にラジエータを通過する空気を 導いて、その温度を検知するように構成されているために、冷却液温度の上昇あ るいは下降に対する応答性に遅れがあり、即応的に冷却液の循環量を変化させる という機能が十分発揮されないという問題がある。

【０００４】 本考案の目的は、かかる従来の問題に着目し、その解決を図るべく、ポンプに 導かれる冷却液の温度を直接検知させて、流体継手内の制御弁の開閉を行わせる ことによりエンジンの運転状態に応じて効果的に冷却液の循環量を制御できるよ うにした可変容量ウォータポンプを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するために、本考案は、ポンプ駆動軸の羽根車装着側端部に 冷却液通路と接して配設した感温部材と、前記ポンプ駆動軸内に組込まれ、前記 感温部材によって軸方向に動作されると共に復帰ばねによって動作前の状態に保 持される押棒と、前記ポンプ駆動軸のポンプハウジングから延在された他方の端 部に軸止され、流体継手の筐体内に回転自在に保持されるトルク伝達にかかわる ホイールと、前記流体継手の筐体と同心に連結され、該筐体にトルクを伝達する プーリと、前記筐体内を前記トルク伝達にかかわるホイールの作動室側と作動流 体貯留室とに隔絶すると共に、前記感温部材による前記押棒の動作によって開弁 され、前記作動流体を前記貯留室から前記作動室に供給する制御弁とを具備し、 冷却液の高温時にのみ前記感温部材により前記押棒を介して前記制御弁が開弁さ れ、前記ホイールを介して前記ポンプ駆動軸に前記プーリからの回転トルクが伝 達されるようにしたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】

本考案によれば、エンジンを循環する冷却液の温度が十分に低いような運転状 態においては感温部材は作動せず、従って流体継手内に設けた制御弁が閉鎖状態 に保たれるため、作動流体がホイール側に供給されず、プーリから流体継手の筐 体を介してホイールにトルクがほとんど伝達されないが流体継手の作動室に残留 した作動油によって羽根車はつれ回る状態で低速で回転し冷却水は緩やかに循環 しながら冷却液温度がエンジンの運転条件に適するように温められる。また、冷 却液温度が高められると、感温部材が働き、押棒を介して制御弁を開弁させ、作 動液を作動室側に供給することで流体継手を介してトルクがポンプ駆動軸に伝達 され、冷却液による強制循環が行われて、エンジンを効率良く冷却することがで きる。

【０００７】

【実施例】

以下に、図面を参照しつつ本考案の実施例を具体的に説明する。

【０００８】 図１および図２は本考案の一実施例を示すもので、図１は冷却液が比較的に低 温で冷却液の循環量もさほど多くなくて良いエンジンの運転時におけるウォータ ポンプの状態、図２は冷却液が比較的高温で冷却液を十分に循環させる必要があ る時のウォータポンプの状態をそれぞれ示す。

【０００９】 そこでまず、図１に従ってその構成について説明する。

【００１０】 ここで、１はエンジンブロック、２はエンジンブロック１に固定されたポンプ ハウジング、３はポンプハウジング２に球軸受４を介して回転自在に軸支される ポンプ駆動軸、５はポンプ駆動軸３に取付けられた羽根車（以下でロータという ）、６はポンプ室７を球軸受４側から封止しているメカニカルシールである。な お、本例ではポンプ駆動軸３に小径部８Ａと大径部８Ｂとからなる段付きの貫通 孔８が設けられていて、その吸入口９側の端部に感温部材（例えばワックスが封 入され、ワックスの溶融によって押出しピンが押出される形態のもの）１０が液 密に螺着されている。また、１１は上記貫通孔８に摺動自在に嵌め合わされた押 棒、１２は押棒１１を感温部材１０の押出しピン１０Ａに向けて偏倚させている ばねである。かくして吸入口９側からポンプ室７に矢印方向に沿って導かれた冷 却液はロータ５から受ける遠心力によって吐出口１３に導かれ、不図示のラジエ ータおよび機内各部冷却部分への循環が行われる。

【００１１】 さらに図１において、１４はポンプ駆動軸３の外側端部に設けられた流体継手 、１４Ａはそのボディ、１４Ｂはそのカバーであり、１５はポンプ駆動軸３に軸 止され、流体継手１４内で回転し、ポンプ駆動軸３の回転制御にかかわるホイー ルである。なお、流体継手１４のボディ１４Ａはプーリ１６と同心に結合されて いて、エンジン側からプーリ１６を介して流体継手１４の筐体であるボディ１４ Ａ，カバー１４Ｂに回転力が供給される。１７はボディ１４Ａをポンプ駆動軸３ の周りに回転自在に支持するベアリング、１８はプーリ１６をポンプハウジング ２に支持するベアリングである。

【００１２】 また、１９は連通孔２０Ａおよび２０Ｂを有する仕切板２０と、これに一端が 固定され、他端部で連通孔２０Ｂを閉塞した状態に保つ板ばね状の弁蓋２１とで 構成された制御弁である。そしてこの制御弁１９により図１に示すような冷却液 の低温時には粘性作動流体が貯蔵される貯蔵室２２と作動室２３との間を隔絶し た状態に保つ。なお作動室２３はホイール１５に設けられた連通孔１５Ａを介し ホイール１５の両側に跨がる形で形成されている。２４はホイール１５と流体継 手１４の筐体とがその間に介在する粘性作動流体を介して、その間の相対的回転 速度を変化させる作動部、２５は流体継手１４のカバー１４Ｂ側に穿設され、作 動室２３側の粘性作動流体を貯蔵室２２側に戻すための戻し通路である。

【００１３】 ついで、このように構成した可変容量ウォータポンプにより冷却液の循環量が 変化させられるその制御動作について説明する。

【００１４】 いま、冷却液温度が低温、つまりエンジンが始動初期あるいは低回転低負荷時 にあるときは、感温部材１０ではその内部のワックスが凝固収縮したままの状態 にあり、押出しピン１０Ａは突出されず、一方、押棒１１の方はばね１２の弾発 力によって小径部８Ａに沿い矢印Ａ方向に引戻されて図１に示したような状態に 保たれる。従って、制御弁１９は弁蓋２１の有するばね性により連通孔２０Ｂを 閉塞した状態に保ち、作動油が貯蔵室２２側から作動室２３側に供給されず、作 動部２４にそれまでに残留している作動流体の抵抗だけでホイール１５はプーリ １６からの回転を極低速化させた形でこれをポンプ駆動軸３に伝達する。よって 、羽根車５の低速回転により循環させられる冷却液の方も最少に押さえられる。

【００１５】 次に、エンジンが高負荷、あるいは高速回転により冷却液の温度が上昇すると 、感温部材１０ではワックスが溶解膨張し、押出しピン１０Ａが突出する。そし てこの押出しピン１０Ａの突出により押棒１１をばね１２のばね力に抗して図２ に示す矢印Ｂのように左方に移動させ、その先端部で制御弁１９の弁蓋２１を押 して連通孔２０Ｂを開放する。そこで、貯蔵室２２から作動室２３に作動流体が 供給されることになり、十分な作動流体の粘性により流体継手１４の筐体を介し てプーリ１６からホイール１５に十分なトルクが伝達される。かくして、ポンプ 駆動軸３の回転により羽根車５が高速回転し、エンジンの回転数にほぼ応じた回 転によって冷却液の循環量を増大させることができる。

【００１６】 なお、ここで作動流体はホイール１５の回転による遠心力でカバー１４Ｂに設 けた戻し通路２５を介して作動室２３から貯蔵室２２に戻され循環されるもので 、かくして作動部２４には常に十分な作動流体が供給されることになる。さらに またここで、流体継手作動部２４の構成については、ラビリンス形態のように構 成することでより高いトルクの伝達を行わせることが可能である。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明してきたように、本考案によれば、ポンプ駆動軸の羽根車装着側端部 に冷却液通路と接して配設した感温部材と、前記ポンプ駆動軸内に組込まれ、前 記感温部材によって軸方向に動作されると共に復帰ばねによって動作前の状態に 保持される押棒と、前記ポンプ駆動軸のポンプハウジングから延在された他方の 端部に軸止され、流体継手の筐体内に回転自在に保持されるトルク伝達にかかわ るホイールと、前記流体継手の筐体と同心に連結され、該筐体にトルクを伝達す るプーリと、前記筐体内を前記トルク伝達にかかわるホイールの作動室側と作動 流体貯留室とに隔絶すると共に、前記感温部材による前記押棒の動作によって開 弁され、前記作動流体を前記貯留室から前記作動室に供給する制御弁とを具備し 、冷却液の高温時にのみ前記感温部材により前記押棒を介して前記制御弁が開弁 され、前記ホイールを介して前記ポンプ駆動軸に前記プーリからの回転トルクが 伝達されるようにしたので、低負荷や始動時等冷却液の温度が低い状態では流体 継手において、制御弁１９は閉塞状態にあり、作動液は戻し通路２５を介して大 方貯蔵室２２に戻される。従ってプーリ１６からホイール１５を介してポンプ駆 動軸３に伝達されるトルクは小さく、冷却液の送出が鈍らされることによってエ ンジンの暖気が促進され、燃費の向上に貢献する。また通常走行時においても冷 却液温度がさほど高くない状態では感温部材１０は作動せず、従って、流体継手 １４ではトルクの伝達が大方行われないことによって、ウォータポンプもほとん ど作動せず、消費馬力の低減を図ることができる。そして、冷却液の循環により エンジンを冷却する必要が生じるような運転条件となると、冷却液の温度上昇に よって感温部材により制御弁１９を動作させ、流体継手１４を介してトルクをポ ンプ駆動軸３に伝達し、ポンプによる十分な冷却液の循環を行わせることができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案可変容量ウォータポンプの構成を冷却液
の低温状態で示す断面図である。

【図２】本考案可変容量ウォータポンプの構成を冷却液
の高温状態、流体継手の作動状態で示す断面図である。

【符号の説明】

１ エンジンブロック ２ ポンプハウジング ３ ポンプ駆動軸 ４，１７，１８ 球軸受 ５ 羽根車（ロータ） ６ メカニカルシール ９ 吸入口 １０ 感温部材 １１ 押棒 １２ ばね １３ 吐出口 １４ 流体継手 １５ ホイール １５Ａ 連通孔 １６ プーリ １９ 制御弁 ２０ 仕切板 ２０Ａ，２０Ｂ 連通孔 ２１ 弁蓋 ２２ 貯蔵室 ２３ 作動室 ２４ 作動部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ駆動軸の羽根車装着側端部に冷却
   液通路と接して配設した感温部材と、 前記ポンプ駆動軸内に組込まれ、前記感温部材によって
   軸方向に動作されると共に復帰ばねによって動作前の状
   態に保持される押棒と、 前記ポンプ駆動軸のポンプハウジングから延在された他
   方の端部に軸止され、流体継手の筐体内に回転自在に保
   持されるトルク伝達にかかわるホイールと、 前記流体継手の筐体と同心に連結され、該筐体にトルク
   を伝達するプーリと、 前記筐体内を前記トルク伝達にかかわるホイールの作動
   室側と作動流体貯留室とに隔絶すると共に、前記感温部
   材による前記押棒の動作によって開弁され、前記作動流
   体を前記貯留室から前記作動室に供給する制御弁とを具
   備し、 冷却液の高温時にのみ前記感温部材により前記押棒を介
   して前記制御弁が開弁され、前記ホイールを介して前記
   ポンプ駆動軸に前記プーリからの回転トルクが伝達され
   るようにしたことを特徴とする可変容量ウォータポン
   プ。