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ウォーターポンプの仕組み|冷却水を循環させる部品

取り外した自動車用ウォーターポンプ

車の冷却装置には、「ウォーターポンプ」という部品が付いています。エンジンの中の冷却水を動かす部品なのですが、中では何が回っているのでしょうか?詳しく解説していきます。

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ウォーターポンプは、冷却水をぐるぐる回す部品

同じ水が熱を受け取り、また戻ってくる

エンジンが暖まった後の水の道順の例。ラジエーターで熱を逃がし、またエンジンへ戻ります。
エンジンが暖まった後の水の道順の例。ラジエーターで熱を逃がし、またエンジンへ戻ります。
図:メカニズモ(模式図)

エンジンは燃料を燃やすので、動いていると熱くなります。そこで冷却水が熱を受け取り、ラジエーターという装置まで運んで、外へ逃がします。

熱を逃がした水は、またエンジンへ戻ります。この水の流れを作るのがウォーターポンプです。水を一回送って終わりではなく、同じ水をぐるぐる回し続けるわけですね。[1]

ポンプが流して、ラジエーターが冷やす

回る羽根が、中央付近へ入った水を外側へ送り出します。
回る羽根が、中央付近へ入った水を外側へ送り出します。
図:メカニズモ(模式図)

ポンプそのものが水を冷たくするわけではありません。水を動かすのがポンプ、水が運んできた熱を外へ逃がすのがラジエーターです。

つまり、大きなラジエーターを用意しても、そこまで熱い水が届かなければ仕事をしてもらえません。冷やす場所と、そこへ運ぶ仕組みの両方が必要なんです。

ボルトくん

ラジエーターが大きければ、ポンプが止まっても冷やせるの?

ハグルマ先生

エンジンの熱を、ラジエーターまで運ばないといけませんね。水が十分に流れなければ、うまく冷やせなくなります。

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中の羽根が回って、水を送り出す

水を送る主役は羽根車

ポンプのケース、回る棒、羽根車。形や取り付け方は製品によって違います。
ポンプのケース、回る棒、羽根車。形や取り付け方は製品によって違います。
イラスト:メカニズモ(形・位置の概略)
取り外した自動車用ウォーターポンプ
ウォーターポンプの実物。取り付け方や水の通り道は、エンジンによって違います。
Maly LOLek / Pompa wody2.jpg / CC BY-SA 3.0

ポンプの中には、羽根が付いた回転する部品があります。これを羽根車、または「インペラ」と呼びます。

よく使われる仕組みでは、中央付近に入った水が、回る羽根によって外側へ送り出されます。その水をポンプのケースと通路が受け止め、エンジンなどへ流していくわけです。

羽根の形や回る速さ、水の通り道によって、送れる水の量は変わります。見た目が似たポンプでも、どれでも同じように働くわけではありません。[1][2]

回る軸を支え、水漏れも防ぐ

水を送る羽根、回る軸を支える部品、水漏れを防ぐ部品が、それぞれ働きます。
水を送る羽根、回る軸を支える部品、水漏れを防ぐ部品が、それぞれ働きます。
図:メカニズモ(模式図)

羽根を回すには、その中心の軸をしっかり支える必要があります。そこで使うのが、回る部分を滑らかに支えるベアリングです。「軸受」とも呼ばれます。

さらに、回る軸のまわりから水が漏れないように、すき間をふさぐ部品も付いています。これがシールです。ポンプは水を送るだけでなく、「回る」「支える」「漏らさない」を一緒にこなしています。[1]

外から見える、ベルトがかかる丸い部品はプーリーと呼ばれます。その奥に、こうした部品が隠れているんです。

ボルトくん

水を流すだけじゃなくて、こぼれないようにする部品もあるんだ!

ハグルマ先生

そうなんです。回る軸を支えつつ、水も漏らさないようにしています。羽根以外の部品も大切なんですよ。

エンジンで回すタイプと、モーターで回すタイプがある

エンジンの回転を借りて回す

ウォーターポンプ交換時のVolkswagen Poloのエンジン
Volkswagen Polo 1.4Lでポンプを交換している様子。位置や回し方は車によって違います。
Maxmaino / Polo 1.4L engine water pump replacement.jpg / CC BY-SA 4.0

エンジンの回転を、ベルトや歯車でポンプへ伝えるタイプがあります。エンジンが回れば、ポンプも一緒に回る仕組みです。

エンジン内部の動きを合わせるタイミングベルトで回す車もあれば、別のベルトで回す車もあります。エンジンの回る速さは、水を送る量にも関わります。ただし、実際の流れやすさは通り道によっても変わります。[1][3]

電気で回せば、必要なときに動かしやすい

エンジンで回すタイプと、モーターで回すタイプの違い。使われる場所は車によって変わります。
エンジンで回すタイプと、モーターで回すタイプの違い。使われる場所は車によって変わります。
図:メカニズモ(模式図)

電動式は、モーターで羽根車を回します。エンジンと必ず同じペースで回る必要がないので、冷やしたいときに合わせて動かしやすくなります。

ハイブリッド車には、エンジン以外の電気の装置を冷やすためにも電動ポンプが使われます。例えば2021年のアクアでは、モーターに送る電気を調整する装置の冷却にも使われています。車には、用途の違うポンプが複数付く場合もあるんですね。[2]

ボルトくん

ハイブリッド車でエンジンが止まったら、水もいっしょに止まるの?

ハグルマ先生

電動ポンプなら、エンジンが止まっていても動かせますよ。ただ、どの水をいつ回すかは車によって違います。

水漏れや変な音は、点検のきっかけ

シールが傷むと水が漏れ、ベアリングが傷むと変な音が出たり、回り方がおかしくなったりする場合があります。羽根やベルトなどに問題があると、水漏れがなくても十分に水を送れないことがあります。[1]

ただ、車の下に水が漏れていても、原因はホースやラジエーターかもしれません。水温が上がる原因にも、ほかの部品の不具合があります。「水漏れしたからポンプだ!」と、すぐに決めつけないようにしましょう。

高い水温を知らせる警告や蒸気が出たら、安全な場所に止まり、取扱説明書の指示を確認して救援を相談します。熱い冷却水のキャップを開けたり、動いているベルトに手を近づけたりするのは危険です。[4]

交換するときは、まわりの部品も確認する

ポンプの交換では、水の状態や漏れた場所、ポンプを回すベルトなども確認します。タイミングベルトで回す車では、ベルトやその張りを調整する部品を、一緒に整備する場合もあります。[3]

何を一緒に交換するかは、車種や使った期間、部品の状態で変わります。冷却水の種類や、交換後に中の空気を抜く方法も車ごとに指定があります。どの車も同じ距離で交換、とはいかないわけです。

ボルトくん

水が漏れたところを直して、水を足せば、もう元どおりなの?

ハグルマ先生

水がちゃんと回るかも確認したいですね。通り道に空気が残ると、うまく冷やせないこともあるんです。

よくある疑問

水温が上がらなければ、ポンプは大丈夫なの?

水温だけでは判断できません。小さな水漏れや変な音など、熱くなりすぎる前に見つかる不具合もあります。

「ウォーター」なら、水道水を入れればいいの?

普段使うのは、その車に指定された冷却液です。さびなどを防ぐ成分も含まれるので、名前だけで選ばず、取扱説明書の種類や濃さを確認しましょう。

関連記事

参考資料

  1. AISIN Aftermarket「ウォーターポンプ技術資料」:羽根車、軸受、シール、冷却水漏れ。
  2. アイシン「TOYOTA新型アクアにアイシンの新技術搭載」:インバーター冷却用電動ポンプの実車例。
  3. Continental「Power Transmission Group Workbook」:タイミングベルト系とウォーターポンプの整備。
  4. JAF エンジンルームから蒸気が出ている場合:過熱の可能性と再始動を避ける対応。

アイキャッチ写真:Maly LOLek / Pompa wody2.jpg / CC BY-SA 3.0

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この記事を書いた人
ハグルマ先生のイラスト

ハグルマ先生

メカニズモ編集長

2016年より自動車業界に携わり、輸入車ディーラーや中古車販売店などで実務経験を積む。

自動車専門ウェブメディアの運営にも携わり、業界で培った知識と講師としての経験を活かしながら、車の構造や部品、メンテナンスに関する情報を分かりやすく発信している。

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