説明

エンジンのウォータポンプ構造

【課題】 ポンプハウジングとシート状のガスケットとの一体化を簡便に行うことができるエンジンのウォータポンプ構造を提供する。
【解決手段】 ポンプハウジング5の合わせ面7より外側に、先端が反シリンダブロック側に後退した複数のピン21A(21B,21C)を設け、メタルガスケット9には、各ピン21A(21B,21C)に対応する位置に本体シート部31に対し反シリンダブロック1側に階段状に後退した片部34を設けて、各片部34に、少なくとも一つが他のものとは長軸方向が直交するよう長孔35A(35B,35c)を設け、長孔35A(35B,35c)に、ピン21A(21B,21C)を嵌め込むことにより、メタルガスケット9が変形してピン21A,21B,21Cを挟み付け、メタルガスケット9が保持されるよう構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エンジンのウォータポンプ構造、特に、ウォータポンプのポンプ本体を構成するポンプハウジングの合わせ面がシート状のガスケットを介してシリンダブロックなどエンジン本体の外表面に位置決めされボルトで締結されるエンジンのウォータポンプ構造に関する。
【背景技術】
【0002】
エンジンのウォータポンプは、一端にインペラを有するシャフトをポンプハウジングにベアリングを介して支持し、ポンプハウジングの合わせ面をシリンダブロックのフロント壁面に複数のボルトで締結し、シャフトの他端に取り付けたプーリをクランクシャフトの駆動力で回転させて、インペラで汲み上げた冷却水を、ポンプハウジングおよびシリンダブロックの合わせ面の内側に形成されたインペラ周囲を取り巻く渦巻状の吐出通路を経て、シリンダブロックのウォータジャケットに送るよう構成されるものであって、ポンプハウジングおよびシリンダブロックの合わせ面にはシール部材が必要で、そのシール部材として、断面略円形のOリングが一般に利用されている。そのため、ウォータポンプのポンプハウジグの合わせ面にはOリング用の溝が形成されている。そして、このウォータポンプは、ポンプハウジングにシャフトを組み込み、プーリを取り付け、さらにポンプハウジングにOリングを嵌めて一体化したものを、エンジンへの組み付けのための部品として流通させるのが普通で、そのため、ポンプハウジングには例えば合わせ面の溝の、開口部の所々に、溝の内側へ向いた突起を設け、押し込んだOリングが突起で溝に保持されるよう構成している。
【0003】
また、それとは別に、エンジンのオイルポンプでは、メタルガスケットを用いたものがあり、オイルポンプユニットのシリンダブロックへの接合面に位置決めピンを有し、メタルガスケットに位置決めピン挿入孔を設けて、その孔に位置決めピンを挿入するとともに、メタルガスケットの外側に折返し成形したフック部をオイルポンプユニットの外縁に係合させることにより、メタルガスケットの脱落を防止する構造としたものが知られている(例えば、特許文献1等参照。)。
【特許文献1】特開2003−227407号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、近年の動向として、部品コストの低減化の要求があり、それを背景として、エンジンのウォータポンプにおいてもシール部材をOリングからメタルガスケットに変更することが考えられている。
【0005】
エンジンのウォータポンプの場合、Oリングを用いた従来のウォータポンプは、ポンプハウジングの合わせ面の溝にOリングを保持させ一体化した部品して流通させるために、ポンプハウジングの合わせ面の溝の所々にOリング保持のための突起が設ける必要があるため、ポンプハウジングをダイキャストで製造するための金型が複雑な構造物とならざるを得ず、高価であるばかりでなく型寿命の短いものとなり、それが部品コストを増大させている。
【0006】
そのため、エンジンのウォータポンプにおいてもシール部材をOリングからメタルガスケットに変更することが考えられているのである。しかし、メタルガスケットをウォータポンプに用いる場合に、部品として流通させる単位で見ると、単にOリングをメタルガスケットに変更するというだけでは、Oリングの場合はポンプハウジングにOリングを保持した形で流通させていたのに対し、メタルガスケットの場合、そのままではシリンダブロックへの組付け時に別部品として扱うこととなり、必ずしもコストの低減化に繋がらない。
【0007】
エンジンのオイルポンプにおいては、上述のようにメタルガスケットを用いたもので、オイルポンプユニットの接合面の位置決めピンを、メタルガスケットに設けた位置決めピン挿入孔に挿入するとともに、メタルガスケットのフック部をオイルポンプユニットの外縁に係合させることにより、メタルガスケットの脱落を防止する構造としたものが知られているが、これは、オイルポンプはクランクシャフトにインナギヤが連結されるギヤ式のポンプで、ギヤ相互の位置関係の寸法に高精度が要求されるため、組み付けの精度を出すために位置決めピンが元々設けられており、その元々設けられている位置決めピンを利用してオイルポンプユニットとメタルガスケットとを一体化させるのであって、この技術を位置決めピンを必ずしも必要としないウォータポンプにそのまま用いることはできない。
【0008】
本発明は、ポンプハウジングとシート状のガスケットとの一体化を簡便に行うことができるエンジンのウォータポンプ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、ウォータポンプのポンプ本体を構成するポンプハウジングがシート状のガスケットを介してエンジン本体の外表面にボルトで締結されるエンジンのウォータポンプ構造を、上記ポンプハウジングのエンジン本体との合わせ面より外側に軸方向がエンジン本体側に向いた複数のピンを設けるとともに、上記ガスケットの、該ガスケットを上記ポンプハウジングの合わせ面にセットする時に上記複数のピンの少なくとも二つに対応する位置に、対応する夫々のピンを嵌め込み可能な長孔で、その内の少なくとも一つの長孔の長軸の方向が他の長孔の長軸の方向と直交し、夫々の長辺間の寸法が、上記ガスケットを上記ポンプハウジングの合わせ面にセットした時の対応する夫々のピンの軸方向位置における外形寸法より所定寸法大きくて、夫々のピンの嵌め込みにより変形し、それらピンを対向する長辺間に挟んで保持可能な長孔を有する片部を設けた構成とすることにより、上記課題を解決したものである。
【0010】
エンジンのウォータポンプ構造を上記のとおり構成することで、シート状のガスケットをポンプハウジングの合わせ面にセットする時に、ガスケットに設けられた複数の長孔にポンプハウジング側の対応するピンが嵌まり込み、その際、ガスケットは、複数の長孔の少なくとも一つの長軸の方向が他の長孔の長軸の方向と直交していることによりピン間寸法の多少のバラツキは吸収されて位置的に安定するとともに、各長孔の長辺間の寸法が対応するピンの軸方向位置における外形寸法より所定寸法大きいことにより、各長孔の長辺の部分でピンの嵌め込みにより変形し、ピンが対向する長辺間に挟まれて変形による保持力で保持される。こうして、ポンプハウジングとシート状のガスケットとを簡便に一体化でき、ポンプハウジングをエンジン本体に組み付ける際に、ガスケットと一体的に扱えて、組付け作業性を向上させることができるとともにガスケットの組付け精度も安定させることができ、また、エンジンのウォータポンプをポンプハウジングにシート状のガスケットを保持した一体の部品として流通させることができ、部品流通をも簡素化できる。
【0011】
本発明の上記エンジンのウォータポンプ構造は、また、上記ガスケットが板金成形製のガスケット(メタルガスケット)で、上記長孔が打抜きにより成形されているものとするのがよく、そうすることで、長孔の対向する長辺同士の変形によるピン保持力を高めることができる。
【0012】
本発明の上記エンジンのウォータポンプ構造は、また、上記複数のピンは先端が上記ポンプハウジングの合わせ面よりも反エンジン本体側に後退した位置にあり、上記ガスケットは、各長孔を有する片部が、上記ポンプハウジングの合わせ面と接合する該ガスケットの本体シート部よりも反エンジン本体側に階段状に後退した位置にあるよう構成するのがよく、そうすることで、エンジン本体の設計変更を伴うことなく、また、ガスケットのシール性を阻害することなくポンプハウジングにピンを新設し、ガスケットを一体保持するようにできる。
【発明の効果】
【0013】
以上のとおり、本発明のエンジンのウォータポンプ構造は、ポンプハウジングとシート状のガスケットとを簡便に一体化でき、ポンプハウジングをエンジン本体に組み付ける際に、ガスケットと一体的に扱えて、組付け作業性を向上させることができるとともにガスケットの組付け精度も安定させることができ、また、エンジンのウォータポンプをポンプハウジングにシート状のガスケットを保持した一体の部品として流通させることができ、部品流通をも簡素化できる。
【0014】
また、本発明のエンジンのウォータポンプ構造は、特に、ガスケットを板金成形製とし、長孔を打抜きにより成形することにより、長孔の対向する長辺同士の変形によるピン保持力を高めることができ、また、ピンの先端がポンプハウジングの合わせ面よりも反エンジン本体側に後退した位置にあり、ガスケットの長孔を有する片部が、ポンプハウジングの合わせ面と接合する本体シート部よりも反エンジン本体側に階段状に後退した位置にあるよう構成することにより、エンジン本体の設計変更を伴うことなく、また、ガスケットのシール性を阻害することなくポンプハウジングにピンを新設し、ガスケットを一体保持するようにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【0016】
図1〜図5は本発明の実施の形態の一例を示す。図1はエンジンのウォータポンプ構造の断面図、図2はウォータポンプの正面図、図3はメタルガスケットの構成を示すもので、(a)はメタルガスケットの正面図、(b)はそのD−D断面図、図4は図3のA部拡大図、図5はメタルガスケットの片部の構成を示すもので、(a)は図4のB−B断面図、(b)図4のC−C断面図である。
【0017】
図1において、1はエンジンのシリンダブロック(エンジン本体)、2はウォータポンプである。この実施の形態のウォータポンプ2は、一端にインペラ3を有するシャフト4をポンプハウジング5にベアリング6を介して支持し、ポンプハウジング5のシリンダブロック側端面に形成された合わせ面7をシリンダブロック1のフロント壁面に形成された合わせ面8にシート状のメタルガスケット9を介して位置合わせして複数のボルト(図示せず)で締結し、シャフト4の他端に取り付けたプーリ10をクランクシャフト(図示背ず)の駆動力で回転させて、シリンダブロック1の開口部11に臨ませたインペラ3で軸流方向に冷却水を吸い込み、ポンプハウジング5の合わせ面7とシリンダブロック1の合わせ面8の内側にインペラ周囲を取り巻くように形成された渦巻状の吐出通路12を経て、シリンダブロック1のウォータジャケット(図示せず)に冷却水を送るよう構成されたものである。
【0018】
ポンプハウジング5は、図2に示すように、合わせ面7が面一で、合わせ面7上の周囲4箇所にボルト締結穴20が設けられ、また、合わせ面7より外側の相互に略等距離を置いた3箇所に、それぞれ軸方向がシリンダブロック1側に向いたピン21A,21B,21Cが立設されている。
【0019】
3箇所のピン21A,21B,21Cは、ポンプハウジング5の合わせ面7の外側に設けられた肉抜き部22に設けられたもので、断面略円形で、図5の(a)に示すように先端がポンプハウジング5の合わせ面7よりも所定寸法eだけ反シリンダブロック1側に後退し、先端ほどやや径が小さくなるよう先細テーパー状に形成されている。
【0020】
メタルガスケット9は、板金成形製で、ポンプハウジング5の合わせ面7と接合する本体シート部31が、ポンプハウジング5の合わせ面7の形状寸法に合わせて図3の(a)に示すように異形リング状に形成されたもので、ポンプハウジング5のボルト締結穴20に対応して周囲4箇所にボルト挿通穴32が設けられ、また、本体シート部31を一周するとともに4箇所のボルト挿通穴32を囲む配置で、図3の(b)に示すようにシリンダブロック側に膨らんだ構成のシール用ビード33が形成されている。
【0021】
また、このメタルガスケット9には、そのボルト挿通穴32をポンプハウジング5のボルト締結穴20に合わせてポンプハウジング5の合わせ面にセットする時にポンプハウジング5の3箇所のピン21A,21B,21Cのそれぞれに対応する位置に、図5の(a)に示すように本体シート部31から反シリンダブロック1側に略直角に折れ曲がり、次いで外側に略直角に折れ曲がって、本体シート部31に対し反シリンダブロック1側に階段状に後退した形となる耳状の片部34が設けられ、それら3箇所の片部34に、図4に示すように長辺間の寸法(n)が短辺間の寸法(m)の約半分となる長孔35A,35B,35cが、プレスによる打抜きで形成されている。
【0022】
メタルガスケット9の片部34に設けられた三つの長孔35A,35B,35cは、対応する夫々のピン21A,21B,21Cを先細の先端側から嵌め込み可能で、夫々の長辺間の寸法が、メタルガスケット9を嵌め込んで、図5の(a)に示すように本体シート部31をポンプハウジング5の合わせ面7にセットした時の、対応する夫々のピン21A,21B,21Cの軸方向位置における外形寸法より所定寸法大きい。そのため、メタルガスケット9は、ピン21A,21B,21Cを嵌め込むと図5の(b)に二点鎖線で示すように変形して、ピン21A,21B,21Cを長孔35A,35B,35Cの対向する長辺間に挟み付け、それによりメタルガスケット9がポンプハウジング5にしっかりと保持される。
【0023】
また、メタルガスケット9の三つの長孔35A,35B,35Cは、図3の(a)で最上方に位置する長孔35Aの長軸の方向が図の上下方向で、下方に位置する他の二つの長孔35B,35Cの長軸の方向が図の左右方向であって、一つの長孔35の長軸の方向が他の二つの長孔35A,35B,35Cの長軸の方向と直交している。このように一つの長孔35Aの長軸の方向が他の二つの長孔35B,35Cの長軸の方向と直交していることにより、メタルガスケット9をポンプハウジング5の合わせ面7にセットする時に、各ピン21A,21B,21Cの間の寸法バラツキが吸収されて、メタルガスケット9のセット状態が位置的に安定したものとなる。
【0024】
また、この例では、3箇所のピン21,21B,21Cは先端がポンプハウジング5の合わせ面7よりも所定寸法eだけ反シリンダブロック1側に後退した位置にあり、メタルガスケット9は、各長孔35A,35B,35Cを有する片部34が、ポンプハウジング5の合わせ面7と接合する本体シート部31よりも反シリンダブロック側に階段状に後退した位置にあるため、メタルガスケット9のシール性が阻害されることはない。
【0025】
このウォータポンプ2は、ポンプハウジング5に、インペラ3を取り付けたシャフト4を組み込み、プーリ10を取り付け、上記のようにポンプハウジング5にメタルガスケット9を保持させて、ユニットの形でエンジンへの組み付けのための部品として流通させることができ、また、そのまま一体の部品としてシリンダブロック1に組み付けるようにできる。
【0026】
以上、実施の形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、適宜形態を変更して実施できるものである。
【0027】
例えば、上記実施の形態では、ポンプハウジングにピンを三つ設け、それに対応してメタルガスケットに長孔を三つ設けているが、ピンおよび長孔の数は、複数(少なくとも二つ)であればよく、三つに限らない。また、上記実施の形態では、メタルガスケットの三つの長孔の内の一つの長孔の長軸の方向が他の二つの長孔の長軸の方向と直交しているが、要は、複数の長孔の内の少なくとも一つの長孔の長軸の方向が他の長孔の長軸の方向と直交するものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の実施の形態に係るエンジンのウォータポンプ構造の断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るウォータポンプの正面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るメタルガスケットの構成を示すもので、(a)はメタルガスケットの正面図、(b)はそのD−D断面図である。
【図4】図3のA部拡大図である。
【図5】本発明の実施の形態に係るメタルガスケットの片部の構成を示すもので、(a)は図4のB−B断面図、(b)図4のC−C断面図である。
【符号の説明】
【0029】
1 シリンダブロック(エンジン本体)
2 ウォータポンプ
3 インペラ
4 シャフト
5 ポンプハウジング
6 ベアリング
7 ポンプハウジングの合わせ面
8 シリンダブロックの合わせ面
9 メタルガスケット
10 プーリ
21A,21B,21C ピン
31 本体シート部
34 片部
35A,35B,35c 長孔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウォータポンプのポンプ本体を構成するポンプハウジングがシート状のガスケットを介してエンジン本体の外表面にボルトで締結されるエンジンのウォータポンプ構造であって、
上記ポンプハウジングのエンジン本体との合わせ面より外側に軸方向がエンジン本体側に向いた複数のピンを設けるとともに、
上記ガスケットの、該ガスケットを上記ポンプハウジングの合わせ面にセットする時に上記複数のピンの少なくとも二つに対応する位置に、対応する夫々のピンを嵌め込み可能な長孔で、その内の少なくとも一つの長孔の長軸の方向が他の長孔の長軸の方向と直交し、夫々の長辺間の寸法が、上記ガスケットを上記ポンプハウジングの合わせ面にセットした時の対応する夫々のピンの軸方向位置における外形寸法より所定寸法大きくて、夫々のピンの嵌め込みにより変形し、それらピンを対向する長辺間に挟んで保持可能な長孔を有する片部を設けたことを特徴とするエンジンのウォータポンプ構造。
【請求項2】
上記ガスケットが板金成形製のガスケットで、上記長孔が打抜きにより成形されていることを特徴とする請求項1記載のエンジンのウォータポンプ構造。
【請求項3】
上記複数のピンは先端が上記ポンプハウジングの合わせ面よりも反エンジン本体側に後退した位置にあり、上記ガスケットは、各長孔を有する片部が、上記ポンプハウジングの合わせ面と接合する該ガスケットの本体シート部よりも反エンジン本体側に階段状に後退した位置にあることを特徴とする請求項1または2記載のエンジンのウォータポンプ構造。

【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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【公開番号】特開2006−63880(P2006−63880A)
【公開日】平成18年3月9日(2006.3.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−247073(P2004−247073)
【出願日】平成16年8月26日(2004.8.26)
【出願人】(390007777)国産部品工業株式会社 (6)
【出願人】(000003137)マツダ株式会社 (6,115)
【Fターム(参考)】