JPH0544467A - エンジン用ウオータポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの回転力を利用すると共に，必要時
には冷却水の循環能力を向上させることができるエンジ
ン用ウォータポンプを提供すること。 【構成】 エンジンにより回転駆動される駆動軸１１に
設けた第１ギヤ１０と，冷却水循環用の羽根車２に連結
した第２ギヤ２０と，両ギヤに噛合して両者の間を遊星
回転する第３ギヤ３０と，該第３ギヤ３０を回転させる
油圧モータ４とよりなる。油圧モータ４により第３ギヤ
３０を遊星回転させることにより，エンジンにより回転
させられる第１ギヤ１０の回転数に加えて更に増大した
回転数を第２ギヤに与え，羽根車２の冷却水循環能力を
向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，自動車等において，エ
ンジンとラジエータとの間に冷却水を循環させるための
ウォータポンプ，特に必要に応じてそのポンプ能力を向
上させることができるウォータポンプに関する。

【０００２】

【従来技術】図１１及び図１２に示すごとく，例えば自
動車において，エンジン９２を冷却するための冷却水
は，エンジン９２とラジエータ９３との間に循環されて
いる。そして，この循環は，ウォータポンプ９１によっ
て行われている。また，ウォータポンプ９１の回転駆動
は，その駆動軸９１１に設けたプーリ９１０と，エンジ
ン９２の出力軸プーリ９２との間にベルト９２２を介設
することにより行っている。

【０００３】また，上記ウォータポンプ９１は，図１２
に示すごとく，ハウジング９１６内に配置した冷却水循
環用の羽根車９１２と，これに連結した上記駆動軸９１
１とよりなる。羽根車９１２は，ポンプケース９１７に
おいて，吸入口９１３と吐出口９１４との間に配置され
ている。なお，同図の符号９１８は，軸受である。ま
た，図１１の符号９１５は冷却水の循環パイプ，９４は
バイパスである。ところで，従来のエンジン冷却水循環
用のウォータポンプ９１は，上記のごとく，エンジン９
２の回転をプーリ９２０，ベルト９２２及びプーリ９１
０を介して伝達しているため，冷却水の循環能力がエン
ジンの回転数によって決まってしまう。そのため，例え
ば夏期や登坂走行の際など，冷却水の循環能力を向上さ
せたい場合があっても，不可能であった。そこで，冷却
水の循環能力の制御（流量制御）を任意に行うため，ウ
ォータポンプを，油圧力により駆動するシステムが提案
されている（特開昭６３−１１７１１８号公報）。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記公報に示
される油圧回転システムは，油圧モータにより直接にウ
ォータポンプの羽根車を回転させるものであるため，上
記エンジンの回転力を利用する前者のウォータポンプに
比して，別途の駆動動力が常時必要である。そのため，
車載すべき動力源が増大してしまう。本発明はかかる従
来の問題点に鑑み，エンジンの回転力を利用すると共
に，必要時には冷却水の循環能力を向上させることがで
きるエンジン用ウォータポンプを提供しようとするもの
である。

【０００５】

【課題の解決手段】本発明は，エンジンにより回転駆動
される駆動軸に設けた第１ギヤと，エンジンとラジエー
タとの間に冷却水を循環させるための羽根車と，該羽根
車に連結した第２ギヤと，上記第１ギヤと第２ギヤとに
噛合して両者の間を遊星回転する第３ギヤと，該第３ギ
ヤを回転させる油圧モータとよりなることを特徴とする
エンジン用ウォータポンプにある。

【０００６】本発明において最も注目すべきことは，エ
ンジンにより回転駆動される駆動軸に第１ギヤを設け，
上記循環用羽根車に第２ギヤを連結し，第１ギヤと第２
ギヤとの間に油圧モータによって遊星回転させられる第
３ギヤを介設させたことにある。そして，常時はエンジ
ンの回転力によって羽根車を回転させ，エンジンの回転
に基づく循環能力以上の循環能力が必要な時には，油圧
モータにより第３ギヤを遊星回転させて羽根車の回転数
を更に増加させるよう構成している。

【０００７】上記第３ギヤは第１ギヤと第２ギヤとの両
者に噛合し，両者の間において遊星回転するよう配設す
る（図１，図３，図９参照）。また，油圧モータは，別
途設けた油圧ポンプから送られる加圧オイルにより回転
される。油圧モータの回転，即ち第３ギヤの回転は，加
圧オイルの流量を制御することにより制御する。また，
本発明のウォータポンプは，上記第１〜第３ギヤによっ
て構成されるギヤ群と，第３ギヤを回転させる油圧モー
タとを羽根車と共に内蔵してハウジング内に一体的に構
成したものである（図１，図７，図８，図９参照）。ま
た，本発明においては，これらに加えて更に，油圧モー
タを駆動するための油圧ポンプを，ハウジング内に一体
的に構成することもできる（図１０参照）。

【０００８】

【作用及び効果】本発明のウォータポンプにおいては，
上記駆動軸に設けた第１ギヤと，上記羽根車に連結した
第２ギヤと，両者に噛合して油圧モータによって遊星回
転させられる第３ギヤとを有している。また，駆動軸は
エンジンにより回転駆動される。そして，通常時は，油
圧モータは回転させない。そのため，第３ギヤは第１ギ
ヤと第２ギヤの間に噛合固定されたままである。また，
駆動軸は，エンジンの回転力により回転する。そのため
駆動軸に設けた第１ギヤが回転する。そして，その回転
力は，固定されている第３ギヤを介して第２ギヤに伝え
られる。それ故，第２ギヤは第１ギヤと同軸的に回転
し，該第２ギヤに連結した羽根車を回転させ，冷却水を
循環させる。

【０００９】一方，上記エンジンの回転力のみによって
は，冷却水循環能力が不足する場合には，上記油圧モー
タを作動させて，第３ギヤを遊星回転させる。そのた
め，第２ギヤには，上記第１ギヤに基づく回転数に加え
て，更に第３ギヤの遊星回転数が加わる。それ故，第２
ギヤの回転数が増大し，羽根車による冷却水循環能力が
向上する。それ故，上記循環能力の不足を補うことがで
きる。そして，上記循環能力の補充量のコントロール
は，油圧モータの回転数の制御，油圧モータを回転させ
る加圧オイルの流量制御等により行う。そのため，循環
能力の補充制御も容易である。

【００１０】また，本発明のウォータポンプは，羽根車
と上記第１〜第３ギヤと油圧モータとをハウジング内に
一体構成しているので，全体がコンパクトである。した
がって，本発明によれば，エンジンの回転力を利用する
と共に，必要時には冷却水の循環能力を向上させせるこ
とができるエンジン用ウォータポンプを提供することが
できる。

【００１１】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかるエンジン用ウォータポンプにつ
き，図１〜図７を用いて説明する。本例のウォータポン
プ１は，図１〜図４及び図７に示すごとく，エンジン９
２により回転駆動される駆動軸１１と，該駆動軸１１に
設けた第１ギヤ１０と，エンジン９２とラジエータ９３
との間に冷却水を循環させるための羽根車２と，該羽根
車２に連結した第２ギヤ２０とを有する。また，上記第
１ギヤ１０と第２ギヤ２０との間に介設されて両者に噛
合すると共に両者間を遊星回転する２個の第３ギヤ３０
と，該第３ギヤ３０を回転させる油圧モータ４とを有す
る。そして，これらは，一体的にハウジング５内に内蔵
されている。

【００１２】上記駆動軸１１は，プーリ１２を有し，該
プーリ１２はエンジン９２の出力軸に設けたプーリ（図
示略，図１１参照）との間に，ベルトを介して連結され
ている。また，該駆動軸１１は上記第３ギヤ３０と噛合
する第１ギヤ１０を有している。また，羽根車２は，従
来と同様に，冷却水の吸入口９１３と吐出口９１４との
間に配置され，該羽根車２には，第２ギヤ２０の出力軸
２１が連結されている（図１）。第２ギヤ２０は，断面
コ字状でその内側に第３ギヤ３０と噛合する歯を有す
る。

【００１３】次に，上記２個の第３ギヤ３０は，図１，
図５，図６に示すごとく，回転プレート３２に対して，
軸３３により，回転可能に枢着されている。また，該回
転プレート３２においては，上記第３ギヤ３０を配置し
た面とは反対側の面に，油圧モータ内に配置する油圧回
転羽根３１を固定している。また，回転プレート３２
は，上記駆動軸１を自由回動可能に挿入するための軸穴
３１０を有する（図１，図５）。また，油圧モータ４
は，図１及び図２に示すごとく，ハウジング５とモータ
ハウジング５１との間に設けられている。そして，その
内部のモータ室には，外周側にモータ羽根４１を配し，
その内側に該モータ羽根４１と噛み合う上記油圧回転羽
根３１を配置し，両者の間に油圧室４０を形成してい
る。また，該油圧室４０には，加圧オイルを導入するた
めの導入パイプ４５と加圧オイルを排出するための排出
パイプ４６とを連結している。

【００１４】上記導入パイプ４５，排出パイプ４６は，
図７に示すごとく，油圧ポンプ４７に連結してある。ま
た，両パイプの間にはバイパス弁４５１が介設してあ
る。また，油圧ポンプ４７は，プーリ４７０，ベルトを
介して，エンジン９２のプーリに接続してある（図示
略）。また，同図の符号４８はオイルタンクである。そ
の他は，従来例（図１１）と同様である。

【００１５】次に，作用効果につき説明する。まず，冷
却水温が低いときなど，冷却水の循環能力が，エンジン
の回転によって充足されている通常時においては，図７
におけるバイパス弁４５１を開いておく。そのため，油
圧モータ４には，加圧オイルが流入しないので，油圧モ
ータ４は作動しない。そのため，油圧回転羽根３１，回
転プレート３２は回転せず，２個の第３ギヤ３０は，第
１ギヤ１０と第２ギヤ２０との間に，静止したままであ
る。

【００１６】したがって，第１ギヤ１０と第２ギヤ２０
とは，静止した第３ギヤ３０を介して，一体回転し羽根
車２はエンジンの回転力によって回転させられる。即
ち，通常時においては，羽根車２はエンジンの回転によ
り作動される。一方，上記エンジンの回転力のみによっ
ては冷却水循環能力が不足する場合には，上記油圧モー
タ４により第３ギヤ３０を遊星回転させ，循環能力向上
を図る。

【００１７】即ち，この場合には，図７に示すバイパス
弁４５１を閉止する。これにより，油圧ポンプ４７から
吐出された加圧オイルは導入パイプ４５より油圧モータ
４の油圧室４０に入る。そのため，図２に示すごとく，
加圧オイルの圧力によりモータ羽根４１が，矢印方向
（左方向）へ回転する。そして，モータ羽根４１と扁心
噛合している油圧回転羽根３１が同方向へ回転させられ
る。なお，同図に示すごとく，駆動軸１は油圧回転羽根
３１の軸穴３１０に遊嵌されているので，油圧回転羽根
３１の回転とは独立して回転している。

【００１８】次に，上記油圧回転羽根３１の回転によ
り，図３，図５，図６に示すごとく，回転プレート３２
が一体回転する。そのため，回転プレート３２に，枢着
した２個の第３ギヤ３０が，図３，図４に示すごとく，
第１ギヤ１０の周囲を回転しながら移動する。即ち，遊
星回転する。それ故，第１ギヤ１０の回転速度に第３ギ
ヤ３０の遊星回転速度が加わった回転速度が，第２ギヤ
２０に与えられることになる。

【００１９】その結果，第２ギヤ２０に連結された羽根
車２の回転が増速され，冷却水循環能力が増大する。し
たがって，上記循環能力の不足を補充することができ
る。なお，上記循環能力の補充量は，油圧モータ４の回
転数の制御，油圧モータ４に導入する加圧オイル量の流
量制御等により行うことができる。また，本例では，駆
動軸１１の第１ギヤ１０を軸中心に，第２ギヤ２０を外
周側に配設したが，これとは逆に，第１ギヤ１０を外周
側，第２ギヤ２０を軸中心に配設した構成とすることも
できる。

【００２０】実施例２ 本例は，油圧モータ４に加圧オイルを導入するための油
圧ポンプとして，図８に示すごとく，冷却ファン用の油
圧ポンプ４７２を用いたものである。該油圧ポンプ４７
２は，冷却ファン９５を駆動するためのファン用油圧モ
ータ９５１に対して，加圧オイルを送入するために，従
来より用いられているものである。本例では，その油圧
回路の途中に，ウォータポンプ用の油圧モータ４を並列
に配置したものである。また，油圧モータ４の導入パイ
プ４５にも，回転制御用の弁４５２を設けてある。その
他は，実施例１と同様である。本例によれば，従来の冷
却ファン用の油圧ポンプ４７２を利用することができ
る。また，実施例１と同様の効果を得ることができる。
また，上記油圧ポンプ４７２に代えて，パワーステアリ
ング用の油圧ポンプを利用することもできる。

【００２１】実施例３ 本例は，図９に示すごとく，第１ギヤ１００，第２ギヤ
２００，第３ギヤ３００，３００に，傘歯ギヤを用いた
ものである。第３ギヤ３００は，第１ギヤ１００と第２
ギヤ２００との間において，遊星回転可能に噛合してい
る。また，第３ギヤ３００は，軸ピン３３０により，断
面コ字状の回転プレート３２０に，回転可能に軸支され
ている。回転プレート３２０は，実施例１と同様に，油
圧モータ４の油圧回転羽根３１に連結されている。第２
ギヤ２００は出力軸２１と同軸である。その他は，実施
例１と同様である。本例においても，実施例１と同様の
効果を得ることができる。

【００２２】実施例４ 本例は，図１０に示すごとく，実施例１に示した羽根車
２と油圧モータ４と第１〜第３ギヤとを有するウォータ
ポンプ１に，更に油圧ポンプ４７３を一体的に組み込
み，１つのユニットとしたものである。即ち，実施例１
に示したウォータポンプ１と上記油圧ポンプ４７３とを
１つのハウジング内に組み込んだものである。

【００２３】上記油圧ポンプ４７３からの加圧オイル
は，ウォータポンプ用の油圧モータ４と冷却ファン用油
圧モータ９５１にも併用されている。また，油圧ポンプ
４７３は，プーリ１２を介して，エンジンにより回転さ
せられる。その他は，実施例１と同様である。本例にお
いても，実施例１と同様の効果を得ることができる。ま
た，ウォータポンプ１と油圧ポンプ４７３とを，１つの
ユニットに構成しているので，コンパクトである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１におけるウォータポンプの断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線矢視断面図。

【図４】実施例１における，第１ギヤ，第２ギヤ，第３
ギヤの配置関係説明図。

【図５】実施例１における，回転プレートの右側斜視
図。

【図６】実施例１における，回転プレートの左側斜視
図。

【図７】実施例１における，油圧回路及び冷却水回路の
説明図。

【図８】実施例２における，油圧回路及び冷却水回路の
説明図。

【図９】実施例３におけるウォータポンプの断面図。

【図１０】実施例４における油圧回路の説明図。

【図１１】従来例における冷却水回路の説明図。

【図１２】従来例におけるウォータポンプの断面図。

【符号の説明】

１．．．ウォータポンプ， １０，１００．．．第１ギヤ， １１．．．駆動軸， ２．．．羽根車， ２０，２００．．．第２ギヤ， ３０，３００．．．第３ギヤ， ３２．．．回転プレート， ４．．．油圧モータ，

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにより回転駆動される駆動軸に
   設けた第１ギヤと，エンジンとラジエータとの間に冷却
   水を循環させるための羽根車と，該羽根車に連結した第
   ２ギヤと，上記第１ギヤと第２ギヤとに噛合して両者の
   間を遊星回転する第３ギヤと，該第３ギヤを回転させる
   油圧モータとよりなることを特徴とするエンジン用ウォ
   ータポンプ。