(57)【要約】【課題】エンジン本体に設けられたポンプハウジング内に収納されるインペラが、前記ポンプハウジングで回転自在に支承される回転軸の端部に取付けられるエンジン冷却用ウォータポンプにおいて、コストの増大を回避しつつ回転軸へのインペラの取付け強度の信頼性を高める。【解決手段】インペラ１４１の中央部には、少なくともインペラ１４１側の部分では軸方向に沿ってストレートな外周面を有する回転軸１４０の端部を嵌合せしめる嵌合凹部１４２が設けられ、インペラ１４１の中央部に挿通されるボルト１４３が、嵌合凹部１４２に嵌合された状態にある回転軸１４０の端部に同軸に螺合される。【選択図】        図４
2004285980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体（１５）に設けられたポンプハウジング（１３１）内に収納されるインペラ（１４１）が、前記ポンプハウジング（１３１）で回転自在に支承される回転軸（１４０）の端部に取付けられるエンジン冷却用ウォータポンプにおいて、前記インペラ（１４１）の中央部には、少なくとも前記インペラ（１４１）側の部分では軸方向に沿ってストレートな外周面を有する前記回転軸（１４０）の端部を嵌合せしめる嵌合凹部（１４２）が設けられ、前記インペラ（１４１）の中央部に挿通されるボルト（１４３）が、前記嵌合凹部（１４２）に嵌合された状態にある前記回転軸（１４０）の端部に同軸に螺合されることを特徴とするエンジン冷却用ウォータポンプ。
【請求項２】
前記インペラ（１４１）の中央部には、前記ボルト（１４３）の拡径頭部（１４３ａ）を相対回転不能として嵌合せしめる係合凹部（１４４）が、前記嵌合凹部（１４２）とは反対側に臨んで設けられ、前記回転軸（１４０）およびインペラ（１４１）の回転方向は、前記ポンプハウジング（１３１）内の冷却液から前記インペラ（１４１）が受ける抵抗によって前記ボルト（１４３）が増し締めする方向に設定されることを特徴とする請求項１記載のエンジン冷却用ウォータポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン本体に設けられたポンプハウジング内に収納されるインペラが、前記ポンプハウジングで回転自在に支承される回転軸の端部に取付けられるエンジン冷却用ウォータポンプの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転軸の一端部外周に設けられた雄ねじを、インペラの中央部に螺合して締めつけることにより、回転軸の端部にインペラを取付けるようにしたエンジン冷却用ウォータポンプが、たとえば特許文献１等で知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−８８０５６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ポンプハウジング内の冷却液による流体抵抗を受けることで生じる反力は、回転するインぺラを介して回転軸に曲げ荷重として作用するのであるが、上記従来のものの回転軸の端部には、外周に雄ねじを有する小径の軸部が同軸に設けられており、前記曲げ荷重がその軸部の基部に集中して作用することになるので、エンジンの高回転化およびインペラの大型化を図ると、比較的小径である前記軸部の基部の強度信頼性に影響を及ぼすことが懸念され、前記軸部の大径化を図ると、回転軸そのものの大径化を招き、ウォータポンプを構成する他の部品の変更等が必要となってコストの増大を招くことになる。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、コストの増大を回避しつつ回転軸へのインペラの取付け強度の信頼性を高めたエンジン冷却用ウォータポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、エンジン本体に設けられたポンプハウジング内に収納されるインペラが、前記ポンプハウジングで回転自在に支承される回転軸の端部に取付けられるエンジン冷却用ウォータポンプにおいて、前記インペラの中央部には、少なくとも前記インペラ側の部分では軸方向に沿ってストレートな外周面を有する前記回転軸の端部を嵌合せしめる嵌合凹部が設けられ、前記インペラの中央部に挿通されるボルトが、前記嵌合凹部に嵌合された状態にある前記回転軸の端部に同軸に螺合されることを特徴とする。
【０００７】
このような請求項１記載の発明の構成によれば回転軸の端部が、インペラの中央部の嵌合凹部に嵌合された状態でインペラに締結されるので、回転軸およびインペラの嵌合部に曲げ荷重が作用することになり、ボルトに曲げ荷重がかからないようにすることができる。また回転軸の少なくともインペラ側の外周面は段差なくストレートに形成されているので、前記嵌合部で回転軸は比較的大径であり、回転軸そのものを大径化することなく、インペラの取付け強度の信頼性を高めることができ、ウォータポンプを構成する他の部品の変更等が不要であり、コストの増大を回避することができる。しかも回転軸のインペラ側の部分の外周面に段差を付ける等の加工が不要であるので、それによってもコストの低減を図ることができる。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記インペラの中央部には、前記ボルトの拡径頭部を相対回転不能として嵌合せしめる係合凹部が、前記嵌合凹部とは反対側に臨んで設けられ、前記回転軸およびインペラの回転方向は、前記ポンプハウジング内の冷却液から前記インペラが受ける抵抗によって前記ボルトが増し締めする方向に設定されることを特徴とし、かかる構成によれば、仮にボルトが緩みそうになったとしても、インペラの回転によってボルトが増し締めされるので、ボルトの回転軸への確実な締結すなわちインペラの回転軸への確実な締結を維持することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図５は本発明の一実施例を示すものであり、図１はエンジンの側面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図１の４−４線拡大断面図、図５は図４の５−５線断面図である。
【００１１】
先ず図１および図２において、この直列４気筒エンジンは、たとえば自動二輪車に搭載されるものであり、前上がりに傾斜したシリンダ軸線Ｃを有するエンジン本体１５は、直列に並ぶ４つのシリンダボア１６…が設けられるシリンダ部１７ならびに該シリンダ部１７の下部に連なるアッパケース部１８を一体に有するシリンダブロック１９と、前記アッパケース部１８と協働してクランクケース２１を構成するようにしてシリンダブロック１９の下部に結合されるロアケース２０と、ロアケース２０の下部すなわちクランクケース２１の下部に結合されるオイルパン２２と、前記シリンダブロック１９の上部に結合されるシリンダヘッド２３と、該シリンダヘッド２３の上部に結合されるヘッドカバー２４とを備える。
【００１２】
各シリンダボア１６…にそれぞれ摺動自在に嵌合されるピストン２５…はコンロッド２６…を介してクランクシャフト２７…に連結されており、該クランクシャフト２７…は、クランクケース２１に設けられる複数のクランクジャーナル壁２８…で回転自在に支承される。
【００１３】
クランクシャフト２７の軸方向に沿う一方側のクランクジャーナル壁２８から突出したクランクシャフト２７の一端部には、オーバーランニングクラッチ２９が装着される。
【００１４】
オーバーランニングクラッチ２９は、クランクシャフト２７と平行な回転軸線を有してエンジン本体１５におけるクランクケース２１のアッパケース部１８に取付けられる始動モータ３４からの回転動力をクランクシャフト２７に入力するためのものであり、始動モータ３４およびオーバーランニングクラッチ２９間には始動歯車伝動装置３５が設けられる。
【００１５】
この始動歯車伝動装置３５は、始動モータ３４の出力軸に固定されるピニオン５７と、該ピニオン５７に噛合する大径歯車５８と、大径歯車５８と一体に回転する小径歯車５９と、小径歯車５９に噛合するアイドル歯車６０と、アイドル歯車６０に噛合するようにしてオーバーランニングクラッチ２９のクラッチインナ３１に固着されるリング歯車６１とを備え、始動モータ３４の出力は、ピニオン５７および大径歯車５８、小径歯車５９およびアイドル歯車６０、ならびにアイドル歯車６０およびリング歯車６１によって３段階に減速され、オーバーランニングクラッチ２９を介してクランクシャフト２７に伝達されることになる。
【００１６】
ところで、クランクシャフト２７の出力は変速機３６で変速されて駆動輪である後輪に伝達されるものであり、変速機３６が備えるメインシャフト３７は、クランクシャフト２７と平行な軸線を有してクランクケース２１のアッパケース部１８にボールベアリング３８等を介して回転自在に支承される。
【００１７】
メインシャフト３７の一端には、クランクシャフト２７およびメインシャフト３７間に介装される発進クラッチ３９が装着されており、該発進クラッチ３９の入力側であるクラッチハウジング４０には、クランクシャフト２７から歯車５１，５２を介して動力が入力されるものであり、発進クラッチ３９が接続状態となったときに、クランクシャフト２７からの動力が発進クラッチ３９を介してメインシャフト３７に伝達されることになる。
【００１８】
ところで、前記オーバーランニングクラッチ２９および発進クラッチ３９は、クランクシャフト２７の軸線に沿う一方側でシリンダブロック１９およびロアケース２０の側壁から突出した位置に配置されており、シリンダブロック１９およびロアケース２０の前記側壁にはオーバーランニングクラッチ２９および発進クラッチ３９を覆うカバー５５が締結される。
【００１９】
クランクシャフト２７の他端部は、クランクシャフト２７の軸線に沿う他方側でのシリンダブロック１９の側壁と、該シリンダブロック１９に締結される発電機カバー６４との間に形成される発電機室６５に突入されており、該発電機室６５内でクランクシャフト２７の他端部には、ロータ６６が固定される。また発電機室カバー６４の内面には、前記ロータ６６で囲繞されるステータ６７が固定されており、ロータ６６およびステータ６７で発電機６８が構成される。
【００２０】
図３を併せて参照して、シリンダブロック１９のシリンダ部１７およびシリンダヘッド２３間には、各ピストン２５…の頂部を臨ませる燃焼室７０…が形成されており、シリンダヘッド２３には、各燃焼室７０…毎に一対ずつの吸気弁７１…および排気弁７２…が開閉作動可能に配設され、弁ばね７３…，７４…により各吸気弁７１…および排気弁７２…は閉弁方向にばね付勢される。
【００２１】
シリンダヘッド２３…には、各吸気弁７１…の頂部に当接するリフタ７５…が各吸気弁７１…の開閉作動軸線に沿う方向に摺動可能に嵌合されるとともに、各排気弁７２…の頂部に当接するリフタ７６…が各排気弁７２…の開閉作動軸線に沿う方向に摺動可能に嵌合される。
【００２２】
リフタ７５…には吸気側カム７７…が吸気弁７１…とは反対側から摺接されており、リフタ７６…には排気側カム７８…が排気弁７２…とは反対側から摺接される。吸気側カム７７…は吸気側カムシャフト７９に一体に設けられており、排気側カム７８…は排気側カムシャフト８０に一体に設けられる。
【００２３】
シリンダヘッド２３には、吸気側カムシャフト７９および排気側カムシャフト８０に共通にして各燃焼室７０…に対応する位置に配置されるカムジャーナル壁８１…と、吸気側カムシャフト７９および排気側カムシャフト８０に共通にして両カムシャフト７９，８０の軸方向に沿う一端側に配置されるカムジャーナル壁８２とが一体に設けられ、吸気側カムシャフト７９および排気側カムシャフト８０に共通にして前記カムジャーナル壁８１…，８２にそれぞれ締結されるカムホルダ８３…，８４と、前記カムジャーナル壁８１…，８２とで吸気側カムシャフト７９および排気側カムシャフト８０が回転自在に支承される。しかも４個の前記各カムホルダ８３…は、一対ずつ一体に連結される。
【００２４】
吸気側および排気側カムシャフト７９，８０には、クランクシャフト２７の回転動力が１／２に減速されて調時伝動装置８５により伝達される。
【００２５】
この調時伝動装置８５は、クランクシャフト２７の軸方向一端側のクランクジャーナル壁２８およびオーバーランニングクラッチ２９間でクランクシャフト２７に固着された駆動スプロケット８６と、吸気側カムシャフト７９の一端に固定される被動スプロケット８７と、排気側カムシャフト８０の一端に固定される被動スプロケット８８と、各スプロケット８６，８７，８８に巻掛けられる無端状のカムチェーン８９とを備える。しかも駆動スプロケット８６と、カムチェーン８９の下部はシリンダブロック１９およびカバー５５間に収納されており、カムチェーン８９の上部は、シリンダヘッド２３に設けられたカムチェーン室９０に走行可能に収納される。
【００２６】
図３および図４において、クランクケース２１におけるロアケース２０には、クランクシャフト２７と平行な回転軸線を有するオイルポンプ１０８が取付けられており、発進クラッチ３９のクラッチハウジング４０に相対回転不能に係合される駆動スプロケット１０９と、オイルポンプ１０８の回転軸１１１に固定される被動スプロケット１０７とに無端状のチエーン１１０が巻掛けられる。
【００２７】
オイルポンプ１０８は、ポンプハウジング１００と、回転軸１１１に固定されてポンプハウジング１００に収納されるインナーロータ１０４と、該インナーロータ１０４に噛合してポンプハウジング１００に収納されるアウターロータ１０５とを有するトロコイド型のものであり、ポンプハウジング１００は、クランクケース２１におけるロアケース２０に一体に設けられたケース部１０１と、該ケース部１０１に複数のボルト１０３…で締結されるカバー１０２から成り、前記回転軸１１１は、ポンプハウジング１００を回転自在に貫通して該ポンプハウジング１００で回転自在に支承される。
【００２８】
オイルパン２２内のオイルはオイルストレーナ１１２を介してオイルポンプ１０８により汲み上げられ、ロアケース２０に設けられた吐出路１１４にオイルポンプ１０８からオイルが吐出される。しかも吐出路１１４およびオイルパン２２間にはリリーフ弁１１３が介装され、吐出路１１４のオイル圧は一定に維持される。
【００２９】
ところで、クランクジャーナル壁２８…およびクランクシャフト２７間の潤滑部、ならびに変速機３６には、クランクケース２１のロアケース２０に設けられるメインギャラリ１１５からオイルが給油されるものであり、このメインギャラリ１１５は、オイルポンプ１０８の吐出口にオイルフィルタ１１６およびオイルクーラ（図示せず）を介して接続され、クランクジャーナル壁２８…およびクランクシャフト２７間の潤滑部にオイルを導く通路１２０…がメインギャラリ１１５に通じるようにしてロアケース２０に設けられる。
【００３０】
またクランクケース２１のロアケース２０には、シリンダヘッド２３側にオイルを導くようにしてメインギャラリ１１５と並列にオイルフィルタ１１６の出口に接続されるサブギャラリ１１７が設けられる。
【００３１】
サブギャラリ１１７は、オイルフィルタ１１６の出口をオイルクーラ（図示せず）に通じさせるとともに、クランクケース２１に設けられた油路１２４をオイルフィルタ１１６に通じさせるものであり、この油路１２４は、シリンダブロック１９のシリンダ部１７に設けられた油路１２５を介してシリンダヘッド２３まわりの油路１２６に連通する。
【００３２】
前記オイルポンプ１０８と同軸上にウォータポンプ１３０が配置されており、このウォータポンプ１３０のポンプハウジング１３１は、クランクケース２１のロアケース２０において前記オイルポンプ１０８とは反対側の外壁に取付けられる。
【００３３】
前記ポンプハウジング１３１は、ハウジング主体１３２と、該ハウジング主体１３２に締結されるカバー１３３とで構成される。ハウジング主体１３２は、円筒状に延びるとともに前記ロアケース２０に設けられた挿入孔１３４に一端部が液密に嵌入される軸支持部１３２ａと、該軸支持部１３２ａの他端に一体に連設される皿状部１３２ｂとを有するものであり、前記カバー１３３は、前記皿状部１３２ｂとの間にポンプ室１３５を形成するようにして複数のボルト１３６…で皿状部１３２ｂに締結される。しかも皿状部１３２ｂおよびカバー１３３間にはポンプ室１３５の外周をシールするガスケット１３７が介装される。またカバー１３３および前記皿状部１３２ｂに挿通されるボルト１３８が、前記皿状部１３２ｂを受けるようにして前記ロアケース２０に突設された支持ボス１３９に締結される。
【００３４】
ハウジング主体１３２の軸支持部１３２ａには、該軸支持部１３２ａを同軸に貫通する回転軸１４０が回転自在に支承されており、この回転軸１４０の一端部は、前記オイルポンプ１０８における回転軸１１１の他端部に相対回転不能に連結される。すなわち回転軸１４０は、クランクシャフト２７からの回転動力伝達により回転する。
【００３５】
図５を併せて参照して、ポンプ室１３５内に突入する前記回転軸１４０の他端部には、ポンプ室１３５に収納されるインペラ１４１が取付けられるものであり、回転軸１４０の少なくともインペラ１４１側の部分の外周面、この実施例では回転軸１４０の軸方向位置を定めるべく該回転軸１４０の一端部に半径方向外方に張り出す鍔部１４０ａが設けられるのでその鍔部１４０ａが設けられる部分を除く外周面が、軸方向に沿ってストレートに形成されている。
【００３６】
インペラ１４１を回転軸１４０の他端部に取付けるために、インペラ１４１の中央部には回転軸１４０の他端部を嵌合せしめる嵌合凹部１４２が設けられ、インペラ１４１の中央部に挿通されるボルト１４３が、嵌合凹部１４２に嵌合された状態にある回転軸１４０の他端部に同軸に螺合される。
【００３７】
またインペラ１４１の中央部には、たとえば六角形状の係合凹部１４４が前記嵌合凹部１４２とは反対側に臨んで設けられ、この係合凹部１４４には、前記ボルト１４３が備える六角形状の拡径頭部１４３ａが相対回転不能として嵌合される。
【００３８】
しかも回転軸１４０およびインペラ１４１の回転方向は、ポンプ室１３５内の冷却液から前記インペラ１４１が受ける抵抗によって、インペラ１４１との相対回転が不能である前記ボルト１４３が増し締めする方向に設定されている。
【００３９】
ハウジング主体１３２における軸支持部１３２ａのポンプ室１３５側の端部およびインペラ１４１間には回転軸１４０を囲繞するようにして従来周知のメカニカルシール１４５が設けられ、前記軸支持部１３２ａの中間部および回転軸１４０間には環状のオイルシール１４６が設けられる。
【００４０】
このようなウォータポンプ１３０は、エンジン本体１５におけるシリンダブロック１９およびシリンダヘッド２３に設けられているジャケット１４７のうちシリンダヘッド２３側のジャケット１４７からサーモスタット（図示せず）を介して冷却液を吸引するとともに、図示しないラジエータから冷却液を吸引し、前記シリンダブロック１９側のジャケット１４７およびオイルクーラに冷却液を送り出すものであり、図４で示すようにカバー１３３に設けられた接続管１４８には、サーモスタットから冷却液を導くためのホース１４９が接続される。
【００４１】
次にこの実施例の作用について説明すると、ウォータポンプ１３０において、ポンプハウジング１３１のポンプ室１３５に収納されるインペラ１４１を回転軸１４０の他端部に取付けるにあたり、インペラ１４１の中央部には、少なくとも前記インペラ１４１側の部分では軸方向に沿ってストレートな外周面を有する回転軸１４０の他端部を嵌合せしめる嵌合凹部１４２が設けられ、インペラ１４１の中央部に挿通されるボルト１４３が、嵌合凹部１４２に嵌合された状態にある回転軸１４０の他端部に同軸に螺合される。
【００４２】
このようなインペラ１４１の回転軸１４０への取付け構造によれば、ポンプ室１３５内の冷却液による流体抵抗を受けることで生じる反力は、回転軸１４０およびインペラ１４１の嵌合部に曲げ荷重として作用することになり、ボルト１４３に曲げ荷重がかかることはない。しかも回転軸１４０の少なくともインペラ１４１側の外周面は段差なくストレートに形成されているので、嵌合凹部１４２への嵌合部で回転軸１４０は比較的大径であり、回転軸１４０そのものを大径化することなく、インペラ１４１の取付け強度の信頼性を高めることができる。したがって、インペラ１４１を安定的に回転させるようにしてエンジンの高回転化およびインペラ１４１の大型化を図ることを可能として高い冷却効果を得ることができ、またウォータポンプ１３０を構成する他の部品の変更等が不要であり、コストの増大を回避することができ、しかも回転軸１４０のインペラ１４１側の部分の外周面に段差を付ける等の加工が不要であるので、それによってもコストの低減を図ることができる。
【００４３】
またインペラ１４１の中央部には、ボルト１４３の拡径頭部１４３ａを相対回転不能として嵌合せしめる係合凹部１４４が、嵌合凹部１４２とは反対側に臨んで設けられ、回転軸１４０およびインペラ１４１の回転方向は、ポンプ室１３５内の冷却液からインペラ１４１が受ける抵抗によってボルト１４３が増し締めする方向に設定されるものであり、仮にボルト１４３が緩みそうになったとしても、インペラ１４１の回転によってボルト１４３が増し締めされることになり、ボルト１４３の回転軸１４０への確実な締結すなわちインペラ１４１の回転軸１４０への確実な締結を維持することができる。
【００４４】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、コストの増大を回避しつつ、インペラの取付け強度の信頼性を高めることができる。
【００４６】
また請求項２記載の発明によれば、インペラの回転軸への確実な締結を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンの側面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】図１の４−４線拡大断面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【符号の説明】
１５・・・エンジン本体
１３０・・・ウォータポンプ
１３１・・・ポンプハウジング
１４０・・・回転軸
１４１・・・インペラ
１４２・・・嵌合凹部
１４３・・・ボルト
１４３ａ・・・拡径頭部
１４４・・・係合凹部
【図１】
2004285980.tif 000003
【図２】
2004285980.tif 000004
【図３】
2004285980.tif 000005
【図４】
2004285980.tif 000006
【図５】
2004285980.tif 000007