(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケース（１３）の一側に配置され、クランク軸（１６）の動力によって回転する冷却ファン（３１）と、前記クランク軸（１６）の一端に連結されて前記クランク軸（１６）と共に回転するとともに、前記冷却ファン（３１）に対し前記クランク軸（１６）の軸方向に近接して配置されて前記冷却ファン（３１）に回転動力を伝達するフライホイール（２１）と、前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とを断続させる断続機構（３５）とを備えた内燃機関の冷却ファン構造において、
周囲の温度を感知して動作するサーモアクチュエータ（４０）を備え、当該サーモアクチュエータ（４０）の動作によって前記冷却ファン（３１）が前記クランク軸（１６）の軸方向に移動させられることで、前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とが断続され、
前記サーモアクチュエータ（４０）は、前記クランクケース（１３）に収容されることを特徴とする内燃機関の冷却ファン構造。
【請求項２】
前記断続機構（３５）は、前記サーモアクチュエータ（４０）と前記冷却ファン（３１）とをアーム（４２）によって連結し、前記サーモアクチュエータ（４０）と前記冷却ファン（３１）とは、共に、前記アーム（４２）の一方側に配置されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の冷却ファン構造。
【請求項３】
前記サーモアクチュエータ（４０）は、前記内燃機関（１１）が所定の温度（Ｔ）以下であるときに前記アーム（４２）に対する引張り力を発生させて前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とを断接し、前記内燃機関（１１）が所定の温度（Ｔ）より大きいときに前記引張り力を解放して前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とを接続することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の冷却ファン構造。
【請求項４】
前記サーモアクチュエータ（４０）は、前記内燃機関（１１）が所定の温度（Ｔ）以下であるときに前記アーム（４２）に対する押し付け力を供給させて前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とを断接し、前記内燃機関（１１）が所定の温度（Ｔ）より大きいときに前記アーム（４２）に対して押し付け力を解放して前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とを接続することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の冷却ファン構造。
【請求項５】
前記アーム（４２）の一端側と前記サーモアクチュエータ（４０）との間には、前記冷却ファン（３１）を前記フライホイール（２１）から離すための断接用スプリング（４３）が配置されることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の内燃機関の冷却ファン構造。
【請求項６】
前記冷却ファン（３１）と前記クランク軸（１６）との間には、前記冷却ファン（３１）を前記フライホイール（２１）に向けて付勢する接続用スプリング（３７）が設けられることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の内燃機関の冷却ファン構造。
【請求項７】
前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とを接続させる方向に動く際の前記アーム（４２）の位置を規制するストッパー部（６４）と、前記アーム（４２）を前記ストッパー部（６４）に向けて付勢するスプリング（４４）とを備え、前記スプリング（４４）は、前記断接用スプリング（４３）によって圧縮されており、前記サーモアクチュエータ（４０）が伸びると前記スプリング（４４）が伸びて前記アーム（４２）が前記ストッパー部（６４）に当接するまで動くことを特徴とする請求項５記載の内燃機関の冷却ファン構造。
【請求項８】
前記フライホイール（２１）と前記冷却ファン（３１）とは、摩擦係合によって回転動力を伝達し、摩擦係合部材（３８）は、前記冷却ファン（３１）の羽根部（４８）内に設けられることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の内燃機関の冷却ファン構造。
【請求項９】
前記フライホイール（２１）と前記冷却ファン（３１）とは、ダボ係合によって回転動力を伝達し、ダボ係合部（１７５）は、前記フライホイール（２１）の壁面（１２１ｂ）に設けられたダボ孔（１７４）と、前記冷却ファン（３１）に設けられたゴム製のダボ凸部（１３８ｂ）とを備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の内燃機関の冷却ファン構造。
【請求項１０】
クランクケース（１３）の一側に配置され、クランク軸（１６）の動力によって回転する冷却ファン（２３１）と、前記クランク軸（１６）の一端に連結されて前記クランク軸（１６）と共に回転するとともに、前記冷却ファン（２３１）に対し前記クランク軸（１６）の軸方向に近接して配置されて前記冷却ファン（２３１）に回転動力を伝達するフライホイール（２１）と、前記冷却ファン（２３１）と前記フライホイール（２１）とを断続させる断続機構（２３５）とを備えた内燃機関の冷却ファン構造において、
周囲の温度を感知して動作するサーモアクチュエータ（２８０）を備え、当該サーモアクチュエータ（２８０）の動作によって前記冷却ファン（２３１）が前記クランク軸（１６）の軸方向に移動させられることで、前記冷却ファン（２３１）と前記フライホイール（２１）とが断続され、
前記サーモアクチュエータは、感知する温度に応じて所定の軸方向に力を作用させる円筒状の形状記憶合金スプリング（２８０）を備え、当該形状記憶合金スプリング（２８０）は、高温時に膨張するとともに低温時に収縮する第一スプリング（２８１）と、高温時に収縮するとともに低温時に膨張する第二スプリング（２８２）とを備え、
前記第一スプリング（２８１）及び前記第二スプリング（２８２）は、前記クランク軸（１６）と同軸に配置されるとともに、前記冷却ファン（２３１）を軸方向に挟むように配置されることを特徴とする内燃機関の冷却ファン構造。
【請求項１１】
前記冷却ファン（２３１）と前記クランク軸（１６）の端との間に前記第一スプリング（２８１）が設けられ、前記冷却ファン（２３１）と前記フライホイール（２１）との間に前記第二スプリング（２８２）が設けられることを特徴とする請求項１０記載の内燃機関の冷却ファン構造。
【請求項１２】
クランクケース（１３）の一側に配置され、クランク軸（１６）の動力によって回転する冷却ファン（２３１）と、前記クランク軸（１６）の一端に連結されて前記クランク軸（１６）と共に回転するとともに、前記冷却ファン（２３１）に対し前記クランク軸（１６）の軸方向に近接して配置されて前記冷却ファン（２３１）に回転動力を伝達するフライホイール（２１）と、前記冷却ファン（２３１）と前記フライホイール（２１）とを断続させる断続機構（２３５）とを備えた内燃機関の冷却ファン構造において、
周囲の温度を感知して動作するサーモアクチュエータ（３８０）を備え、当該サーモアクチュエータ（３８０）の動作によって前記冷却ファン（２３１）が前記クランク軸（１６）の軸方向に移動させられることで、前記冷却ファン（２３１）と前記フライホイール（２１）とが断続され、
前記サーモアクチュエータは、所定の軸方向に力を作用させる円筒状のスプリング（３８０）を備え、当該スプリング（３８０）は、高温時に膨張して前記冷却ファン（２３１）を前記フライホイール（２１）に接続する方向に押圧する形状記憶合金製の形状記憶スプリング（２８１）と、形状記憶スプリング（２８１）の押圧力に抗して設けられるリターンスプリング（３８２）とを備え、
前記形状記憶スプリング（２８１）及び前記リターンスプリング（３８２）は、前記クランク軸（１６）と同軸に配置されるとともに、前記冷却ファン（２３１）を軸方向に挟むように配置され、
前記冷却ファン（２３１）と前記クランク軸（１６）の端との間に前記形状記憶スプリング（２８１）が設けられ、前記冷却ファン（２３１）と前記フライホイール（２１）との間に前記リターンスプリング（３８２）が設けられることを特徴とする内燃機関の冷却ファン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却ファン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クランク軸の回転を動力として冷却ファンを回転駆動する内燃機関の冷却ファン構造において、内燃機関の運転状態に応じてクランク軸から冷却ファンへの動力伝達の断接を制御する断続機構が設けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、上記断接機構は、冷却ファンとクランク軸との断続を制御する遠心クラッチを冷却ファンの内側に備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２９８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の冷却ファン構造では、遠心クラッチを冷却ファンの内側に備えるため、断接機構が必要とするスペースが大きくなり、冷却ファン構造が大型になっている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、内燃機関の運転状態に応じてクランク軸から冷却ファンへの動力伝達の断接を制御可能な冷却ファン構造をコンパクトに構成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、クランクケース（１３）の一側に配置され、クランク軸（１６）の動力によって回転する冷却ファン（３１）と、前記クランク軸（１６）の一端に連結されて前記クランク軸（１６）と共に回転するとともに、前記冷却ファン（３１）に対し前記クランク軸（１６）の軸方向に近接して配置されて前記冷却ファン（３１）に回転動力を伝達するフライホイール（２１）と、前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とを断続させる断続機構（３５）とを備えた内燃機関の冷却ファン構造において、周囲の温度を感知して動作するサーモアクチュエータ（４０）を備え、当該サーモアクチュエータ（４０）の動作によって前記冷却ファン（３１）が前記クランク軸（１６）の軸方向に移動させられることで、前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とが断続され、前記サーモアクチュエータ（４０）は、前記クランクケース（１３）に収容されることを特徴とする。
本発明によれば、クランクケース側の温度の変化によるサーモアクチュエータの動作によって冷却ファンをクランク軸の軸方向に移動させて、冷却ファンとフライホイールとを断続させることができる。このため、内燃機関の運転状態に応じてクランク軸から冷却ファンへの動力伝達の断接を制御可能な冷却ファン構造をコンパクトに構成できる。また、サーモアクチュエータは、クランクケースの温度を直接的に感知して冷却ファンをクランク軸の軸方向に移動させ、冷却ファンとフライホイールとを断続させることができる。このため、内燃機関の温度状態に対する冷却ファンの断続機構の追従性を向上できる。
【０００６】
また、本発明は、前記断続機構（３５）は、前記サーモアクチュエータ（４０）と前記冷却ファン（３１）とをアーム（４２）によって連結し、前記サーモアクチュエータ（４０）と前記冷却ファン（３１）とは、共に、前記アーム（４２）の一方側に配置されることを特徴とする。
本発明によれば、サーモアクチュエータと冷却ファンとをアームの一方側にまとめることができ、冷却ファン構造をコンパクトに構成できる。
【０００７】
さらに、本発明は、前記サーモアクチュエータ（４０）は、前記内燃機関（１１）が所定の温度（Ｔ）以下であるときに前記アーム（４２）に対する引張り力を発生させて前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とを断接し、前記内燃機関（１１）が所定の温度（Ｔ）より大きいときに前記引張り力を解放して前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とを接続することを特徴とする。
本発明によれば、内燃機関の温度状態に応じて、サーモアクチュエータがアームに与える力を切り替えでき、簡単な構造でクランク軸から冷却ファンへの動力伝達の断接を制御できる。
また、本発明は、前記サーモアクチュエータ（４０）は、前記内燃機関（１１）が所定の温度（Ｔ）以下であるときに前記アーム（４２）に対する押し付け力を供給させて前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とを断接し、前記内燃機関（１１）が所定の温度（Ｔ）より大きいときに前記アーム（４２）に対して押し付け力を解放して前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とを接続することを特徴とする。
本発明によれば、内燃機関の温度状態に応じて、サーモアクチュエータを作動させてアームに作用する力を切り替えでき、簡単な構造でクランク軸から冷却ファンへの動力伝達の断接を制御できる。
【０００８】
また、本発明は、前記アーム（４２）の一端側と前記サーモアクチュエータ（４０）との間には、前記冷却ファン（３１）を前記フライホイール（２１）から離すための断接用スプリング（４３）が配置されることを特徴とする。
本発明によれば、断接用スプリングによって冷却ファンをフライホイールから速やかに離すことができる。
さらに、本発明は、前記冷却ファン（３１）と前記クランク軸（１６）との間には、前記冷却ファン（３１）を前記フライホイール（２１）に向けて付勢する接続用スプリング（３７）が設けられることを特徴とする。
本発明によれば、接続用スプリングによって冷却ファンをフライホイールに付勢して、冷却ファンをフライホイールに接続できる。
また、本発明は、前記冷却ファン（３１）と前記フライホイール（２１）とを接続させる方向に動く際の前記アーム（４２）の位置を規制するストッパー部（６４）と、前記アーム（４２）を前記ストッパー部（６４）に向けて付勢するスプリング（４４）とを備え、前記スプリング（４４）は、前記断接用スプリング（４３）によって圧縮されており、前記サーモアクチュエータ（４０）が伸びると前記スプリング（４４）が伸びて前記アーム（４２）が前記ストッパー部（６４）に当接するまで動くことを特徴とする。
本発明によれば、アームをスプリングによってストッパー部に当接させることで、冷却ファンとフライホイールとを接続させる方向に動く際のアームの位置を高精度に位置決めでき、冷却ファンとフライホイールとを適切に接続させることができる。
【０００９】
また、本発明は、前記フライホイール（２１）と前記冷却ファン（３１）とは、摩擦係合によって回転動力を伝達し、摩擦係合部材（３８）は、前記冷却ファン（３１）の羽根部（４８）内に設けられることを特徴とする。
本発明によれば、フライホイールと冷却ファンとの接続時の回転差を摩擦で吸収して衝撃を小さくできるとともに、摩擦係合部材を冷却ファンの羽根部内に設けることで、羽根部のサイズに影響せずに摩擦係合部材を設けることができる。
また、本発明は、前記フライホイール（２１）と前記冷却ファン（３１）とは、ダボ係合によって回転動力を伝達し、ダボ係合部（１７５）は、前記フライホイール（２１）の壁面（１２１ｂ）に設けられたダボ孔（１７４）と、前記冷却ファン（３１）に設けられたゴム製のダボ凸部（１３８ｂ）とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、フライホイールと冷却ファンとの接続時の回転差をゴム製のダボ凸部の変形で吸収して衝撃を小さくできる。
【００１０】
さらに、本発明は、クランクケース（１３）の一側に配置され、クランク軸（１６）の動力によって回転する冷却ファン（２３１）と、前記クランク軸（１６）の一端に連結されて前記クランク軸（１６）と共に回転するとともに、前記冷却ファン（２３１）に対し前記クランク軸（１６）の軸方向に近接して配置されて前記冷却ファン（２３１）に回転動力を伝達するフライホイール（２１）と、前記冷却ファン（２３１）と前記フライホイール（２１）とを断続させる断続機構（２３５）とを備えた内燃機関の冷却ファン構造において、周囲の温度を感知して動作するサーモアクチュエータ（２８０）を備え、当該サーモアクチュエータ（２８０）の動作によって前記冷却ファン（２３１）が前記クランク軸（１６）の軸方向に移動させられることで、前記冷却ファン（２３１）と前記フライホイール（２１）とが断続され、前記サーモアクチュエータは、感知する温度に応じて所定の軸方向に力を作用させる円筒状の形状記憶合金スプリング（２８０）を備え、当該形状記憶合金スプリング（２８０）は、高温時に膨張するとともに低温時に収縮する第一スプリング（２８１）と、高温時に収縮するとともに低温時に膨張する第二スプリング（２８２）とを備え、前記第一スプリング（２８１）及び前記第二スプリング（２８２）は、前記クランク軸（１６）と同軸に配置されるとともに、前記冷却ファン（２３１）を軸方向に挟むように配置されることを特徴とする。
本発明によれば、クランク軸と同軸に配置されるとともに、冷却ファンを軸方向に挟むように配置される形状記憶合金の第一スプリング及び第二スプリングによって、内燃機関の温度状態に応じて冷却ファンをクランク軸の軸方向に移動させて、冷却ファンとフライホイールとを断続させることができる。このため、内燃機関の運転状態に応じてクランク軸から冷却ファンへの動力伝達の断接を制御可能な冷却ファン構造をコンパクトに構成できる。
また、本発明は、前記冷却ファン（２３１）と前記クランク軸（１６）の端との間に前記第一スプリング（２８１）が設けられ、前記冷却ファン（２３１）と前記フライホイール（２１）との間に前記第二スプリング（２８２）が設けられることを特徴とする。
本発明によれば、温度に対する形状変化の特性が異なる第一スプリング及び第二スプリングによって冷却ファンを効率良く軸方向に移動させることができる。このため、断続機構の構造を簡略化できる。
また、本発明は、クランクケース（１３）の一側に配置され、クランク軸（１６）の動力によって回転する冷却ファン（２３１）と、前記クランク軸（１６）の一端に連結されて前記クランク軸（１６）と共に回転するとともに、前記冷却ファン（２３１）に対し前記クランク軸（１６）の軸方向に近接して配置されて前記冷却ファン（２３１）に回転動力を伝達するフライホイール（２１）と、前記冷却ファン（２３１）と前記フライホイール（２１）とを断続させる断続機構（２３５）とを備えた内燃機関の冷却ファン構造において、周囲の温度を感知して動作するサーモアクチュエータ（３８０）を備え、当該サーモアクチュエータ（３８０）の動作によって前記冷却ファン（２３１）が前記クランク軸（１６）の軸方向に移動させられることで、前記冷却ファン（２３１）と前記フライホイール（２１）とが断続され、前記サーモアクチュエータは、所定の軸方向に力を作用させる円筒状のスプリング（３８０）を備え、当該スプリング（３８０）は、高温時に膨張して前記冷却ファン（２３１）を前記フライホイール（２１）に接続する方向に押圧する形状記憶合金製の形状記憶スプリング（２８１）と、形状記憶スプリング（２８１）の押圧力に抗して設けられるリターンスプリング（３８２）とを備え、前記形状記憶スプリング（２８１）及び前記リターンスプリング（３８２）は、前記クランク軸（１６）と同軸に配置されるとともに、前記冷却ファン（２３１）を軸方向に挟むように配置され、前記冷却ファン（２３１）と前記クランク軸（１６）の端との間に前記形状記憶スプリング（２８１）が設けられ、前記冷却ファン（２３１）と前記フライホイール（２１）との間に前記リターンスプリング（３８２）が設けられることを特徴とする。
本発明によれば、クランク軸と同軸に配置されるとともに、冷却ファンを軸方向に挟むように配置される形状記憶スプリング及びリターンスプリングによって、エンジンの温度状態に応じて冷却ファンをクランク軸の軸方向に移動させて、冷却ファンとフライホイールとを断続させることができる。このため、エンジンの運転状態に応じてクランク軸から冷却ファンへの動力伝達の断接を制御可能な冷却ファン構造をコンパクトに構成できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る内燃機関の冷却ファン構造では、内燃機関の運転状態に応じてクランク軸から冷却ファンへの動力伝達の断接を制御可能な冷却ファン構造をコンパクトに構成できる。
また、内燃機関の温度状態に対する冷却ファンの断続機構の追従性を向上できる。
また、サーモアクチュエータと冷却ファンとをアームの一方側にまとめてコンパクトに構成できる。
さらに、内燃機関の温度状態に応じて、アームに作用する力を切り替えでき、簡単な構造でクランク軸から冷却ファンへの動力伝達の断接を制御できる。
また、断接用スプリングによって冷却ファンをフライホイールから速やかに離すことができる。
また、接続用スプリングによって冷却ファンをフライホイールに付勢して、冷却ファンをフライホイールに接続できる。
【００１２】
また、アームの位置を高精度に位置決めでき、冷却ファンとフライホイールとを適切に接続させることができる。
さらに、冷却ファンを接続する際の衝撃を小さくできるとともに、羽根部のサイズに影響せずに摩擦係合部材を設けることができる。
また、冷却ファンを接続する際の衝撃をゴム製のダボ凸部で吸収できる。
また、形状記憶合金スプリングをサーモアクチュエータとして用いることで、内燃機関の運転状態に応じてクランク軸から冷却ファンへの動力伝達の断接を制御可能な冷却ファン構造をコンパクトに構成できる。
また、温度に対する形状変化の特性が異なる第一スプリング及び第二スプリングによって冷却ファンを効率良く軸方向に移動させることができる。
また、形状記憶スプリング及びリターンスプリングをサーモアクチュエータとして用いることで、内燃機関の運転状態に応じてクランク軸から冷却ファンへの動力伝達の断接を制御可能な冷却ファン構造をコンパクトに構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る冷却ファン構造を備えたパワーユニットを示す右側面図である。
【図２】エンジンの内部構造を示す断面図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図４】暖機運転が終了した場合の断続機構の状態を示す断面図である。
【図５】第２の実施の形態における断続機構を示す断面図である。
【図６】第３の実施の形態における断続機構を示す断面図である。
【図７】通常運転状態の断続機構を示す断面図である。
【図８】第４の実施の形態における断続機構を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る冷却ファン構造を備えたパワーユニット１０を示す右側面図である。
パワーユニット１０は、スクーター型の自動二輪車の後部に搭載される。
パワーユニット１０は、エンジン１１（内燃機関）と、ベルト式の無段変速機構（不図示）が収容された伝動ケース１２とが一体化されたユニットスイング式であり、後輪３を支持するスイングアームとしての機能も有する。エンジン１１は、シリンダ軸線Ｃが水平よりもやや前上がりの姿勢で車両の前方へ延びる水平エンジンである。
【００１５】
図２は、エンジン１１の内部構造を示す断面図である。
図１及び図２に示すように、エンジン１１は、車両の後方側から順にクランクケース１３、シリンダブロック１４及びシリンダヘッド１５を備え、ピストン４が連結されるクランク軸１６は、車幅方向に延在する向きで配置される。
クランクケース１３は、クランク軸１６のクランクウェブ５が収納されるクランク室６と、クランク室６の下部の仕切壁６ａの下方に位置し、クランク室６から流下したオイルが貯留されるオイル室７とを備える。オイル室７のオイルは、オイルポンプ（不図示）によってエンジン１１内を循環させられる。オイル室７の下面には、オイル室７からオイルを抜くためのドレン孔を塞ぐドレンボルト８が設けられている。
クランクケース１３は、前方に延びる連結部１３ａを前部の下部に有する。パワーユニット１０は、連結部１３ａを介して車体フレーム（不図示）の後部の下部に揺動自在に軸支される。また、パワーユニット１０は、後部に連結されるリアサスペンション（不図示）を介して前記車体フレームに懸架される。
【００１６】
伝動ケース１２は、クランクケース１３の左後部から後方に延び、伝動ケース１２の後部には、右側方に突出する車軸１７が設けられている。前記無段変速機構は、伝動ケース１２内に突出するクランク軸１６に設けられる不図示の駆動プーリ、伝動ケース１２内の後部に軸支される被駆動プーリ、クラッチ機構、及び、駆動プーリと被駆動プーリとに巻き掛けられるＶベルト等を備える。
後輪３は、車軸１７に支持され、伝動ケース１２の右側方でクランクケース１３の後方に配置される。
エンジン１１の排気管１８は、シリンダヘッド１５の下面の排気ポートから右側方に引き出され、エンジン１１の下部の右側方を通って後方へ延び、マフラー１９に接続される。マフラー１９は、後輪３の右側方に配置される。
【００１７】
図３は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
クランクケース１３は、フライホイール２１及び発電機２２が収容される発電機室２３を右側面に備える。発電機室２３は、ファンカバー２４によって右側方を覆われる。
クランク軸１６は、その一端部１６ａが発電機室２３内に突出し、一端部１６ａには、フライホイール２１が固定される。フライホイール２１は、一端部１６ａの外周部に嵌合する筒状部２１ａと、筒状部２１ａの外端から外周側に延びる円板部２１ｂと、円板部２１ｂの周縁部から軸方向に延出されて筒状部２１ａを囲うように設けられる外側円筒部２１ｃとを備える。
【００１８】
フライホイール２１は、筒状部２１ａが一端部１６ａのテーパー部に嵌合するとともに、一端部１６ａに締結されて円板部２１ｂを押圧するナット２５によってクランク軸１６に固定される。また、フライホイール２１は、筒状部２１ａと一端部１６ａとの間に設けられる回り止め部材２６によって回り止めされている。すなわち、フライホイール２１は、クランク軸１６と一体に回転する。
【００１９】
発電機２２は、クランクケース１３に固定される円板状のステーター２２ａと、ステーター２２ａの外周側に配置されるローター２２ｂとを備える。
クランクケース１３は、一端部１６ａを囲うように発電機室２３に突出する筒状のステーター支持部２７を備える。ステーター２２ａは、ステーター支持部２７の先端部に複数のボルト２７ａで固定される。また、ステーター支持部２７の内周部には、ステーター支持部２７とクランク軸１６の外周部との間をシールするリング状のシール部材２８が設けられている。
フライホイール２１は、外側円筒部２１ｃがステーター２２ａを囲うように配置され、ローター２２ｂは、外側円筒部２１ｃの内周面に固定されている。クランク軸１６の回転によってローター２２ｂがステーター２２ａの周囲を回転することで、電磁誘導作用によって発電が行われる。
【００２０】
クランク軸１６の一端部１６ａは、ナット２５よりも外側方に延びるファン支持軸部３０を備え、ファン支持軸部３０には、クランク軸１６の動力によって回転駆動される遠心式の冷却ファン３１が設けられる。冷却ファン３１は、フライホイール２１とファンカバー２４との間で発電機室２３内に位置する。
ファンカバー２４は、発電機室２３を外側に連通させる冷却風取入口２４ａを、冷却ファン３１に対向する位置に備える。また、パワーユニット１０は、ファンカバー２４の前縁に連なって前方に延びるエンジンカバー３２を備える。エンジンカバー３２は、シリンダブロック１４及びシリンダヘッド１５の右側面を覆う。エンジンカバー３２とエンジン１１との間に設けられた空間は、エンジンカバー３２の内側に設けられた通風路３２ａを介して発電機室２３に連通している。
冷却ファン３１の回転によって冷却風取入口２４ａから発電機室２３に取り入れられた外気は、発電機２２を冷却するとともに通風路３２ａからエンジン１１の周囲に流れ、エンジン１１を強制的に空冷する。
【００２１】
エンジン１１は、エンジン１１の運転状態に応じて冷却ファン３１とクランク軸１６側との接続を断続させる断続機構３５を備える。
断続機構３５は、フライホイール２１と、冷却ファン３１と、冷却ファン３１をクランク軸１６に支持するベアリング３６と、冷却ファン３１をフライホイール２１側に向けて付勢する接続用スプリング３７と、冷却ファン３１に設けられる摩擦係合部材３８と、冷却ファン３１の中央部から軸方向に突出するように設けられる接続部材３９とを備える。
また、断続機構３５は、感知する温度によって軸方向に伸縮するサーモアクチュエータ４０と、サーモアクチュエータ４０に接続されてサーモアクチュエータ４０の軸方向に延びるロッド４１と、ロッド４１と接続部材３９とを連結するシーソーアーム４２（アーム）と、サーモアクチュエータ４０を縮ませる方向に付勢する断接用スプリング４３と、シーソーアーム４２を押圧する押圧スプリング４４（スプリング）と、ファンカバー２４とを備える。
【００２２】
冷却ファン３１は、略円錐状のベース部４６と、ベース部４６の中心で略円錐形状の高い位置に設けられる円筒部４７と、ベース部４６の上面（外側面）の周縁部から冷却ファン３１の軸方向に立設される複数の羽根部４８とを備える多翼ファンである。
羽根部４８の軸方向の先端には、ベース部４６よりも大径のリング状の連結板４９が設けられており、隣接する各羽根部４８は、連結板４９によって互いに周方向に連結されている。羽根部４８は、ベース部４６よりも径方向の外側に突出する突出部４８ａを備え、連結板４９は突出部４８ａの上端に設けられる。
【００２３】
円筒部４７の内周部４７ａは、クランク軸１６のファン支持軸部３０よりも大径であり、内周部４７ａとファン支持軸部３０との間には隙間が形成される。冷却ファン３１は、内周部４７ａに嵌合されるベアリング３６を介してファン支持軸部３０に軸支される。ベアリング３６はボールベアリングである。冷却ファン３１は、ベース部４６の下面（内側面）がフライホイール２１の円板部２１ｂに対向する向きで配置される。
【００２４】
円筒部４７は、内周部４７ａから内側に突出する環状の凸部５０を軸方向の中間部に備える。また、内周部４７ａにおいて円筒部４７の下端側には、ベアリング３６を固定するリング状のクリップ５１が係合される。ベアリング３６は、ベース部４６の下面側から円筒部４７に挿入されて凸部５０に突き当てられ、アウターレース３６ａが凸部５０とクリップ５１との間に挟持されることで冷却ファン３１に固定される。
【００２５】
ベアリング３６のインナーレース３６ｂは、ファン支持軸部３０に対して摺動自在に嵌合しており、冷却ファン３１は、ベアリング３６を介して軸方向に摺動自在である。
ファン支持軸部３０の先端部の外周部には、接続用スプリング３７を係止するリング状のクリップ５２が設けられる。クリップ５２は、ベアリング３６よりもファン支持軸部３０の先端側の位置に係合される。
接続用スプリング３７は、コイルバネであり、ファン支持軸部３０の外周部にコイルの内周部を嵌合して設けられる。接続用スプリング３７は、一端がクリップ５２に支持され、他端がインナーレース３６ｂに支持され、インナーレース３６ｂを介して冷却ファン３１をフライホイール２１側に付勢する。
【００２６】
冷却ファン３１のベース部４６は周縁部の下面に周縁部に沿った円環状の段部４６ａを備え、摩擦係合部材３８は、段部４６ａに固定される。摩擦係合部材３８はリング状の板であり、ベース部４６よりもフライホイール２１へ突出する摩擦係合面３８ａを備える。
段部４６ａは、各羽根部４８の基端部に形成されており、段部４６ａに嵌め込まれる摩擦係合部材３８は、周方向の一部が各羽根部４８内に設けられていると言える。このように、摩擦係合部材３８が各羽根部４８の一部を形成するように摩擦係合部材３８を配置することで、省スペースに摩擦係合部材３８を配置できる。
【００２７】
内周部４７ａは、円筒部４７の上端側に、接続部材３９が係合する係合部５５を備える。係合部５５は、例えば雌ねじ部である。
接続部材３９は、冷却ファン３１の円筒部４７に固定される筒部５６と、筒部５６の先端の中央から延出するアーム連結軸５７と、アーム連結軸５７の先端に形成された円板状の係止部５８とを備える。接続部材３９が設けられることで、円筒部４７の上端は塞がれる。
【００２８】
筒部５６は、端部の外周部が係合部５５に係合するとともに、外周のフランジ部５６ａが円筒部４７の端面に当接することで、冷却ファン３１に一体に結合される。すなわち、接続部材３９は冷却ファン３１と一体に回転する。アーム連結軸５７とファン支持軸部３０とは略同軸である。
このように、冷却ファン３１と接続部材３９とを別体とすることで、冷却ファン３１及びベアリング３６をファン支持軸部３０に組み付けた後に、接続用スプリング３７及びクリップ５２を組み付けでき、組み付け性が良い。
【００２９】
サーモアクチュエータ４０は、温度に応じて動作する感温式のアクチュエータである。詳細には、サーモアクチュエータ４０は、温度変化に応じて膨張及び収縮するワックスが収容されたシリンダ部４０ａと、ワックスの膨張及び収縮に応じてシリンダ部４０ａから軸方向に進退する出力ロッド４０ｂと、シリンダ部４０ａ内に設けられ、出力ロッド４０ｂを縮む方向に付勢する戻しばね（不図示）とを備える。
サーモアクチュエータ４０は、周囲の温度が高くなると、温度によって膨張したワックスに出力ロッド４０ｂが押し出されて出力ロッド４０ｂが軸方向に伸びる。また、サーモアクチュエータ４０は、周囲の温度が低くなると、温度によって収縮したワックスの分だけ出力ロッド４０ｂが移動することが可能となり、前記戻しばねに押圧されることで、出力ロッド４０ｂは軸方向に縮む。
【００３０】
図１〜図３を参照し、クランクケース１３は、オイル室７の外側面にサーモアクチュエータ収容部６０を備え、サーモアクチュエータ４０は、シリンダ部４０ａがサーモアクチュエータ収容部６０に収容されることでクランクケース１３に固定される。サーモアクチュエータ収容部６０は、クランクケース１３の壁面に形成された嵌合部であり、サーモアクチュエータ収容部６０は、クランクケース１３の熱が伝わり易いようにシリンダ部４０ａがサーモアクチュエータ収容部６０に嵌合される。また、サーモアクチュエータ収容部６０は、排気管１８（図１）の近くで排気管１８の上方に位置する。
このように、サーモアクチュエータ４０がオイルで満たされるオイル室７に設けられるため、エンジン１１の運転状況が反映され易いオイルの温度に連動してサーモアクチュエータ４０を動作させることができる。
なお、サーモアクチュエータ４０は、オイル室７の近傍に設けられれば良い。すなわち、サーモアクチュエータ４０は、オイル室７内でオイルに直接的に接触する位置に設けられても良く、また、オイルに触れないように壁等を隔ててオイル室７に設けられても良い。
また、サーモアクチュエータ４０は、サーモアクチュエータ収容部６０に外側から嵌合されるとともに、断接用スプリング４３によって、サーモアクチュエータ収容部６０に嵌まるように押し付けられている。このため、サーモアクチュエータ４０を簡単な構造で固定できるとともに組み付けが容易である。
【００３１】
ファンカバー２４は、サーモアクチュエータ４０、出力ロッド４０ｂ及びシーソーアーム４２の一部を覆うアクチュエータカバー部６１を備える。
アクチュエータカバー部６１は、出力ロッド４０ｂ及びロッド４１に沿って延びる周壁部６１ａと、シーソーアーム４２を外側方から覆う側壁部６１ｂと、周壁部６１ａと側壁部６１ｂとの角部が一段窪んだ段差部６１ｃとを備える。
詳細には、段差部６１ｃは、ロッド４１が貫通するロッド支持孔６２を備えた段差部側壁部６３と、シーソーアーム４２が貫通するストッパー孔部６４（ストッパー部）を備えた段差部周壁部６５とを備える。
【００３２】
出力ロッド４０ｂ及びロッド４１は、クランク軸１６に対して略平行に延びる。
ロッド４１は、ロッド支持孔６２を貫通してアクチュエータカバー部６１の内側から外側に延びるロッド本体部６６と、ロッド本体部６６よりも大径で出力ロッド４０ｂの先端部に結合される結合部６７とを備える。詳細には、結合部６７では、出力ロッド４０ｂの先端部が結合部６７の穴に嵌合するとともに、結合部６７は、出力ロッド４０ｂの先端部が嵌まるように断接用スプリング４３によって押し付けられている。また、アクチュエータカバー部６１の外側に突出したロッド本体部６６の先端の外周部には、リング状の係止部６８が設けられる。
断接用スプリング４３は、コイルばねであり、ロッド本体部６６の外周部にコイルの内周部を嵌合して設けられる。断接用スプリング４３は、結合部６７と段差部側壁部６３との間に圧縮された状態で配置される。すなわち、断接用スプリング４３は、結合部６７を介して出力ロッド４０ｂを縮ませる方向の付勢力を発生させる。
【００３３】
シーソーアーム４２は、ロッド４１に略直交して延び、ロッド４１と接続部材３９とを連結する。シーソーアーム４２は、長手方向の中央部を回動軸７０に支持され、回動軸７０を中心に回動自在である。回動軸７０は、ロッド４１と接続部材３９との間に位置し、ファンカバー２４に支持される。
シーソーアーム４２は、ロッド本体部６６の先端部に嵌合する連結孔７２を一端に備え、接続部材３９のアーム連結軸５７に嵌合する連結孔７１を他端に備える。連結孔７１はアーム連結軸５７に対して摺動可能であり、連結孔７２はロッド本体部６６に対して摺動可能である。
回動軸７０から連結孔７１までの距離と回動軸７０から連結孔７２までの距離とは略等しく、これら距離の比であるアームレシオは１：１である。このため、シーソーアーム４２がロッド４１と接続部材３９とを連動させるアームとして機能する際の荷重の伝達レシオは１：１である。
【００３４】
シーソーアーム４２の一端は、ストッパー孔部６４を通ってファンカバー２４の内側から段差部６１ｃの外側に突出し、係止部６８と段差部側壁部６３との間の位置でロッド本体部６６に連結される。シーソーアーム４２の一端と段差部側壁部６３との間には、押圧スプリング４４が設けられている。押圧スプリング４４は、コイルばねであり、ロッド本体部６６の外周部にコイルの内周部を嵌合して設けられる。
サーモアクチュエータ４０及び冷却ファン３１は、棒状のシーソーアーム４２の一方の側面側にまとめて配置され、シーソーアーム４２で互いに連結されている。このため、断続機構３５をコンパクトに構成できる。
【００３５】
次に、断続機構３５の動作について説明する。
図３では、エンジン１１が始動前または始動直後でエンジン１１の温度が低い場合における断続機構３５の状態が示されている。すなわち、図３の状態では、暖機運転を行う必要があり、冷却ファン３１を駆動させずにエンジン１１を運転して、エンジン１１の温度を速やかに上昇させることが望まれる。以下の説明では、図３の状態を暖機運転状態と呼ぶ。
【００３６】
暖機運転状態では、オイル室７の温度が所定の温度Ｔ（不図示）以下の低温であり、サーモアクチュエータ４０の出力ロッド４０ｂは、最も縮んだ初期位置にある。この状態では、シーソーアーム４２の一端は、係止部６８を介して図３のＸ１方向へロッド４１によって引っ張られており、また、シーソーアーム４２の他端は、係止部５８を介して接続部材３９を外側に引っ張る方向、すなわち、冷却ファン３１をフライホイール２１から離す方向に付勢している。ここで、上記所定の温度Ｔは、暖機運転を必要とするエンジン１１の温度の最大値である。
【００３７】
詳細には、サーモアクチュエータ４０が初期位置の状態では、断接用スプリング４３は、所定の初期荷重が付された状態で、段差部側壁部６３と結合部６７との間で圧縮されており、最も縮んだ状態の出力ロッド４０ｂをさらに縮む方向に押し付け力を供給している。これにより、シーソーアーム４２は、係止部６８を介してＸ１方向へ引っ張られており、押圧スプリング４４は、シーソーアーム４２の一端と段差部側壁部６３との間で圧縮された状態となる。また、この初期位置の状態では、シーソーアーム４２の一端は、ストッパー孔部６４の内端６４ａに当接することで回動位置を規制されている。
また、上記初期位置の状態では、シーソーアーム４２の他端が外側に回動しており、冷却ファン３１は、接続用スプリング３７の付勢力に抗して軸方向の外側に移動させられている。すなわち、接続用スプリング３７は、ベアリング３６とクリップ５２との間で圧縮された状態にある。
ここで、上記初期位置の状態では、断接用スプリング４３の初期荷重の値は、接続用スプリング３７及び押圧スプリング４４に作用している荷重（初期荷重）を足し合わせた値よりも大きく設定されている。すなわち、初期位置の状態では、断接用スプリング４３が、接続用スプリング３７及び押圧スプリング４４の付勢力に抗してシーソーアーム４２をＸ１方向へ引っ張り、冷却ファン３１の接続を断接している。なお、断接用スプリング４３、接続用スプリング３７及び押圧スプリング４４の荷重の設定は、上記アームレシオに応じて適宜変更されることは勿論である。
【００３８】
暖機運転状態では、冷却ファン３１の摩擦係合面３８ａがフライホイール２１の円板部２１ｂから離間しており、冷却ファン３１は、フライホイール２１に対する接続が断接されている。これにより、クランク軸１６が回転してもクランク軸１６はベアリング３６を介して冷却ファン３１に対して空回りするだけであるため、暖機運転時に冷却ファン３１を停止させることができ、速やかに暖機を行うことができる。
【００３９】
図４は、暖機運転が終了した場合の断続機構３５の状態を示す断面図である。
本第１の実施の形態では、暖機運転が終了した場合、冷却ファン３１を駆動してエンジン１１を空冷する。以下の説明では、暖機運転が終了した状態を通常運転状態と呼ぶ。
図３及び図４を参照し、暖機運転状態からエンジン１１の温度が上昇していくと、ワックスの膨張によってサーモアクチュエータ４０の出力ロッド４０ｂは伸び始め、これに伴い、シーソーアーム４２はＸ１方向とは反対のＸ２方向に回動し始め、冷却ファン３１は、フライホイール２１に近づく方向に移動を開始する。詳細には、ロッド４１の係止部６８のＸ２方向への移動によって押圧スプリング４４が伸び、これにより、シーソーアーム４２の一端が押圧スプリング４４に押され、シーソーアーム４２はＸ２方向に回動を開始する。シーソーアーム４２のＸ２方向の回動によって、冷却ファン３１は、フライホイール２１側へ移動可能となり、接続用スプリング３７の付勢力によってフライホイール２１側へ移動を開始する。また、断接用スプリング４３の圧縮変形量は、出力ロッド４０ｂの伸び量の増加とともに大きくなる。
【００４０】
サーモアクチュエータ４０の温度が所定の温度Ｔよりも高くなると、図４に示すように、冷却ファン３１は摩擦係合部材３８を介してフライホイール２１の円板部２１ｂに接触する。この状態では、冷却ファン３１は、摩擦係合面３８ａが円板部２１ｂに当接してフライホイール２１に摩擦係合し、フライホイール２１と一体に回転する。すなわち、通常運転状態では、冷却ファン３１は、フライホイール２１を介してクランク軸１６に接続され、クランク軸１６と一体に回転することでエンジン１１を空冷する。
【００４１】
詳細には、通常運転状態では、出力ロッド４０ｂが断接用スプリング４３による押し付け力に抗して大きく伸びてロッド４１の係止部６８が外側に移動し、シーソーアーム４２の一端は、押圧スプリング４４に押圧されてストッパー孔部６４の外端６４ｂに当接する。すなわち、ロッド４１は、シーソーアーム４２の一端がストッパー孔部６４に当接して回動を停止した後も所定量だけ移動して係止部６８がシーソーアーム４２の一端から離間したロストモーション状態となる。この状態では、係止部６８とシーソーアーム４２の一端との間は離間し、断接用スプリング４３によるシーソーアーム４２に対するＸ１方向への押し付け力は解放されており、シーソーアーム４２は、一端が押圧スプリング４４によってストッパー孔部６４の外端６４ｂに当接させられることで回動位置を規制されている。このため、サーモアクチュエータ４０の動作によってシーソーアーム４２を回動させる構成であっても、シーソーアーム４２の回動位置を高精度に位置決めできる。
また、通常運転状態では係止部６８とシーソーアーム４２の一端との間が離間するため、エンジン１１の温度が少し低下しただけでは、係止部６８はシーソーアーム４２の一端に当接しない。このため、エンジン１１の温度の変動による冷却ファン３１の断続のハンチングを防止できる。
【００４２】
また、暖機運転状態から通常運転状態までのシーソーアーム４２の他端の移動量は、暖機運転状態における摩擦係合面３８ａと円板部２１ｂとの間の最大隙間よりも大きく、通常運転状態では、シーソーアーム４２の他端は、係止部５８よりも内側に離間している。これにより、摩擦係合面３８ａは、接続用スプリング３７の付勢力のみによって円板部２１ｂに押し付けられる。このため、接続用スプリング３７の付勢力による一定の付勢力で冷却ファン３１をフライホイール２１に接続でき、冷却ファン３１を適切に接続できる。
【００４３】
また、シーソーアーム４２及びサーモアクチュエータ４０を冷却ファン３１の外側に配置し、冷却ファン３１の内側でファン支持軸部３０に嵌合した接続用スプリング３７によって冷却ファン３１を軸方向に移動させるため、冷却ファン３１のサイズを径方向にコンパクト化できる。さらに、冷却ファン３１の内側にクラッチ機構等が必要ないため、回転する部品である冷却ファン３１及びその周辺部品を軽量化でき、省エネルギー化を図ることができる。
また、通常運転状態から暖機運転状態に戻る場合、断接用スプリング４３が結合部６７を介して出力ロッド４０ｂを縮む方向に付勢するため、冷却ファン３１の接続を速やかに切断できる。
【００４４】
以上説明したように、本発明を適用した第１の実施の形態によれば、エンジン１１の冷却ファン構造は、クランクケース１３の一側に配置され、クランク軸１６の動力によって回転する冷却ファン３１と、クランク軸１６の一端に連結されてクランク軸１６と共に回転するとともに、冷却ファン３１に対しクランク軸１６の軸方向に近接して配置されて冷却ファン３１に回転動力を伝達するフライホイール２１と、冷却ファン３１とフライホイール２１とを断続させる断続機構３５とを備え、クランクケース１３側の温度を感知して動作するサーモアクチュエータ４０を備え、サーモアクチュエータ４０の動作によって冷却ファン３１がクランク軸１６の軸方向に移動させられることで、冷却ファン３１とフライホイール２１とが断続される。これにより、クランクケース１３側の温度の変化によるサーモアクチュエータ４０の動作によって冷却ファン３１をクランク軸１６の軸方向に移動させて、冷却ファン３１とフライホイール２１とを断続させることができる。このため、エンジン１１の運転状態に応じてクランク軸１６から冷却ファン３１への動力伝達の断接を制御可能な冷却ファン構造をコンパクトに構成できる。
【００４５】
また、サーモアクチュエータ４０は、クランクケース１３に設けたサーモアクチュエータ収容部６０に収容される。これにより、サーモアクチュエータ４０は、サーモアクチュエータ収容部６０を介してクランクケース１３の温度を直接的に感知して冷却ファン３１をクランク軸１６の軸方向に移動させ、冷却ファン３１とフライホイール２１とを断続させることができる。このため、エンジン１１の温度状態に対する冷却ファン３１の断続機構３５の追従性を向上できる。
また、断続機構３５は、サーモアクチュエータ４０と冷却ファン３１とをシーソーアーム４２によって連結し、サーモアクチュエータ４０と冷却ファン３１とは、共に、シーソーアーム４２の一方側に配置される。このため、サーモアクチュエータ４０と冷却ファン３１とをシーソーアーム４２の一方側にまとめることができ、冷却ファン構造をコンパクトに構成できる。
【００４６】
さらに、サーモアクチュエータ４０は、エンジン１１が所定の温度Ｔ１以下であるときにシーソーアーム４２に対する押し付け力を供給させて冷却ファン３１とフライホイール２１とを断接し、エンジン１１が所定の温度Ｔ１より大きいときに押し付け力を解放して冷却ファン３１とフライホイール２１とを接続する。これにより、エンジン１１の温度状態に応じてサーモアクチュエータ４０を動作させて、シーソーアーム４２に作用する力を切り替えでき、簡単な構造でクランク軸１６から冷却ファン３１への動力伝達の断接を制御できる。
また、シーソーアーム４２の一端側とサーモアクチュエータ４０との間には、冷却ファン３１をフライホイール２１から離すための断接用スプリング４３が配置される。このため、断接用スプリング４３によって冷却ファン３１をフライホイール２１から速やかに離すことができる。また、断接用スプリング４３によって冷却ファン３１をフライホイール２１から離すことができるため、冷却ファン３１の接続を断接するためにサーモアクチュエータ４０が縮む力を利用する必要がない。このため、サーモアクチュエータ４０の構造を簡略化できるとともに、サーモアクチュエータ４０の固定構造を、サーモアクチュエータ４０をサーモアクチュエータ収容部６０に嵌めるだけの簡単な構造にできる。
【００４７】
さらに、冷却ファン３１とクランク軸１６との間には、冷却ファン３１をフライホイール２１に向けて付勢する接続用スプリング３７が設けられる。このため、接続用スプリング３７によって冷却ファン３１をフライホイール２１に付勢して、冷却ファン３１をフライホイール２１に接続できる。
また、冷却ファン３１とフライホイール２１とを接続させる方向に動く際のシーソーアーム４２の位置を規制するストッパー孔部６４と、シーソーアーム４２をストッパー孔部６４に向けて付勢する押圧スプリング４４とを備え、押圧スプリング４４は、断接用スプリング４３によって圧縮されており、サーモアクチュエータ４０が伸びると押圧スプリング４４が伸びてシーソーアーム４２がストッパー孔部６４に当接するまで動く。このため、シーソーアーム４２を押圧スプリング４４によってストッパー孔部６４に当接させることで、冷却ファン３１とフライホイール２１とを接続させる方向に動く際のシーソーアーム４２の位置を高精度に位置決めでき、冷却ファン３１とフライホイール２１とを適切に接続させることができる。
【００４８】
また、フライホイール２１と冷却ファン３１とは、摩擦係合部材３８によって回転動力を伝達し、摩擦係合部材３８は、冷却ファン３１の羽根部４８内に設けられる。このため、フライホイール２１と冷却ファン３１との接続時の回転差を摩擦で吸収して衝撃を小さくできるとともに、摩擦係合部材３８を冷却ファン３１の羽根部４８内に設けることで、羽根部４８のサイズに影響せずに摩擦係合部材３８を設けることができる。
【００４９】
なお、上記第１の実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記第１の実施の形態に限定されるものではない。
上記第１の実施の形態では、通常運転状態から暖機運転状態に戻る場合、断接用スプリング４３が結合部６７を介して出力ロッド４０ｂを縮む方向に付勢するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、断接用スプリング４３を設けない構成とするとともに出力ロッド４０ｂとロッド４１とを一体に設け、サーモアクチュエータ４０自体の収縮力によってシーソーアーム４２をＸ１方向に引張るようにしても良い。すなわち、サーモアクチュエータ４０は、エンジン１１が所定の温度Ｔ以下であるときにシーソーアーム４２に対する引張り力を発生させて冷却ファン３１とフライホイール２１とを断接し、エンジン１１が所定の温度Ｔより大きいときに引張り力を解放して冷却ファン３１とフライホイール２１とを接続しても良い。
また、上記第１の実施の形態では、サーモアクチュエータ４０は、オイル室７に設けられるものとして説明したが、これに限らず、サーモアクチュエータ４０は、エンジン１１の温度が反映され易い位置であれば、クランクケース１３のいずれの部分に設けられても良い。
【００５０】
［第２の実施の形態］
以下、図５を参照して、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
上記第１の実施の形態では、フライホイール２１と冷却ファン３１とは、摩擦係合部材３８によって回転動力を伝達するものとして説明したが、本第２の実施の形態は、フライホイール２１と冷却ファン３１とは、ダボ係合によって回転動力を伝達する点が、上記第１の実施の形態と異なる。
【００５１】
図５は、第２の実施の形態における断続機構３５を示す断面図である。ここで、図５では、通常運転状態の状態が示されている。
図５に示すように、冷却ファン３１のベース部４６には、摩擦係合部材３８に替えて、ダボ係合部材１３８が設けられる。
ベース部４６は周縁部の下面に周縁部に沿った円環状の段部１４６ａを備え、ダボ係合部材１３８は、段部１４６ａに固定される。
ダボ係合部材１３８は、リング状のベースリング１３８ａと、ベースリング１３８ａの下面から突出するダボ凸部１３８ｂとを備える。ダボ凸部１３８ｂは、ベースリング１３８ａの周方向に間隔をあけて複数設けられる。ダボ係合部材１３８は、ゴム製であり、適度な柔軟性を備える。
【００５２】
フライホイール２１は、ベース部４６に対向する円板部１２１ｂ（フライホイールの壁面）を備え、円板部１２１ｂには、ダボ凸部１３８ｂに対応する位置に、ダボ凸部１３８ｂが係合可能なダボ孔１７４を複数備える。ダボ凸部１３８ｂ及びダボ孔１７４は、フライホイール２１と冷却ファン３１とを接続するダボ係合部１７５を構成する。
暖機運転状態では、ダボ係合部材１３８は円板部１２１ｂから軸方向に離れている。図５に示す通常運転状態になると、ダボ係合部材１３８が接続用スプリング３７の付勢力によって円板部１２１ｂに押し付けられ、ダボ凸部１３８ｂがダボ孔１７４に係合し、冷却ファン３１はフライホイール２１に接続される。
【００５３】
第２の実施の形態によれば、フライホイール２１と冷却ファン３１とは、ダボ係合によって回転動力を伝達し、ダボ係合部１７５は、フライホイール２１の円板部１２１ｂに設けられたダボ孔１７４と、冷却ファン３１に設けられたゴム製のダボ凸部１３８ｂとを備える。このため、フライホイール２１と冷却ファン３１との接続時の回転差をゴム製のダボ凸部１３８ｂの変形で吸収して衝撃を小さくできる。
【００５４】
［第３の実施の形態］
以下、図６及び図７を参照して、本発明を適用した第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
上記第１の実施の形態では、冷却ファン３１の外側に設けられ、ワックスの膨張及び収縮に応じて軸方向に伸縮するサーモアクチュエータ４０に連動させて冷却ファン３１を移動させる構成について説明したが、本第３の実施の形態では、冷却ファン３１の内側に設けた形状記憶合金製のスプリングをサーモアクチュエータとして用いる構成を説明する。
【００５５】
図６は、第３の実施の形態における断続機構２３５を示す断面図である。
ファン支持軸部３０には、冷却ファン２３１が設けられる。冷却ファン２３１は、略円錐状のベース部２４６と、ベース部２４６の中心で略円錐形状の高い位置に設けられる円筒部４７と、ベース部２４６の上面（外側面）の周縁部から立設される複数の羽根部２４８とを備える多翼ファンである。
冷却ファン２３１は、円筒部４７の内周部４７ａに嵌合されるベアリング３６を介してファン支持軸部３０に軸支される。ベアリング３６は、凸部５０とクリップ５１とによって円筒部４７の下端側に支持される。冷却ファン２３１は、ベアリング３６を介し、回転自在であるとともにファン支持軸部３０上で軸方向に摺動自在である。
円筒部４７の上端側の係合部５５には、円筒部４７の上端を塞ぐキャップ２３９が固定される。キャップ２３９の端面には、摩擦板２７７が固定されている。
【００５６】
エンジン１１の運転状態に応じて冷却ファン２３１とクランク軸１６側との接続を断続させる断続機構２３５は、フライホイール２１と、冷却ファン２３１と、ベアリング３６と、サーモアクチュエータとしての形状記憶合金スプリング２８０と、冷却ファン２３１に設けられるダボ係合部材２３８とを備える。
形状記憶合金スプリング２８０は、高温時に膨張するとともに低温時に収縮する第一スプリング２８１と、高温時に収縮するとともに低温時に膨張する第二スプリング２８２とを備える。
【００５７】
第一スプリング２８１及び第二スプリング２８２は、形状記憶合金製のコイルバネであり、ファン支持軸部３０の外周部にコイルの内周部を嵌合してファン支持軸部３０に対して同軸に設けられる。
第一スプリング２８１は、ベアリング３６のインナーレース３６ｂの軸方向の外端とクリップ５２との間に挟持された状態で配置される。
第二スプリング２８２は、ベアリング３６のインナーレース３６ｂの軸方向の内端とフライホイール２１のナット２５の先端面との間に挟持された状態で配置される。
【００５８】
すなわち、形状記憶合金スプリング２８０の温度に応じて第一スプリング２８１及び第二スプリング２８２が変位し、これにより、インナーレース３６ｂが押圧されて冷却ファン２３１がファン支持軸部３０上で軸方向に移動する。
形状記憶合金スプリング２８０は、クランクケース１３に支持されるクランク軸１６に接するように設けられており、クランクケース１３の温度状態は形状記憶合金スプリング２８０の温度に反映され易い。このため、形状記憶合金スプリング２８０は、エンジン１１の温度状態に追従して変位できる。
【００５９】
ベース部２４６は周縁部の下面に周縁部に沿った円環状の段部２４６ａを備え、ダボ係合部材２３８は、段部２４６ａに固定される。
ダボ係合部材２３８は、リング状のベースリング２３８ａと、ベースリング２３８ａの下面から突出するダボ凸部２３８ｂとを備える。ダボ凸部２３８ｂは、ベースリング２３８ａの周方向に間隔をあけて複数設けられる。ダボ係合部材２３８は、ゴム製であり、適度な柔軟性を備える。
【００６０】
フライホイール２１は、ベース部２４６に対向する円板部２２１ｂを備え、円板部２２１ｂには、ダボ凸部２３８ｂに対応する位置に、ダボ凸部２３８ｂが係合可能なダボ孔２７４を複数備える。ダボ凸部２３８ｂ及びダボ孔２７４は、フライホイール２１と冷却ファン２３１とを接続するダボ係合部２７５を構成する。
【００６１】
図６では、暖機運転状態における断続機構２３５の状態が示されている。
暖機運転状態では、形状記憶合金スプリング２８０の温度が低温であり、第一スプリング２８１は収縮した状態にあり、第二スプリング２８２は膨張した状態にある。このため、冷却ファン２３１は、第二スプリング２８２に押圧されてフライホイール２１から離れた位置にあり、冷却ファン２３１とフライホイール２１との接続は断接されている。また、摩擦板２７７はファンカバー２４の受け面２４ｂに当接している。
この状態でクランク軸１６が回転すると、クランク軸１６はベアリング３６を介して冷却ファン２３１に対し空回りする。本第３の実施の形態では、摩擦板２７７が受け面２４ｂに当接するため、冷却ファン２３１はクランク軸１６に連れ回りし難い。なお、上記第１及び第２の実施の形態においても摩擦板２７７及び受け面２４ｂを設けても良い。
【００６２】
図７は、通常運転状態の断続機構２３５を示す断面図である。
図７に示すように、エンジン１１が暖気運転を必要としない温度に達し、形状記憶合金スプリング２８０の温度が高温になると、第一スプリング２８１は膨張した状態になり、第二スプリング２８２は収縮した状態になる。このため、通常運転状態では、冷却ファン２３１は、第一スプリング２８１に押圧されてフライホイール２１側に押し付けられており、ダボ凸部２３８ｂがダボ孔２７４に係合することで、冷却ファン２３１はフライホイール２１に接続される。
【００６３】
第３の実施の形態によれば、サーモアクチュエータは、感知する温度に応じて所定の軸方向に力を作用させる円筒状の形状記憶合金スプリング２８０を備え、形状記憶合金スプリング２８０は、高温時に膨張するとともに低温時に収縮する第一スプリング２８１と、高温時に収縮するとともに低温時に膨張する第二スプリング２８２とを備え、第一スプリング２８１及び第二スプリング２８２は、クランク軸１６と同軸に配置されるとともに、冷却ファン２３１を軸方向に挟むように配置される。このため、クランク軸１６と同軸に配置されるとともに、冷却ファン２３１を軸方向に挟むように配置される形状記憶合金の第一スプリング２８１及び第二スプリング２８２によって、エンジン１１の温度状態に応じて冷却ファン２３１をクランク軸１６の軸方向に移動させて、冷却ファン２３１とフライホイール２１とを断続させることができる。このため、エンジン１１の運転状態に応じてクランク軸１６から冷却ファン２３１への動力伝達の断接を制御可能な冷却ファン構造をコンパクトに構成できる。
また、冷却ファン２３１とクランク軸１６の端との間に第一スプリング２８１が設けられ、冷却ファン２３１とフライホイール２１との間に第二スプリング２８２が設けられる。これにより、温度に対する形状変化の特性が異なる第一スプリング２８１及び第二スプリング２８２によって冷却ファン２３１を効率良く軸方向に移動させることができる。このため、断続機構２３５の構造を簡略化できる。第一スプリング２８１及び第二スプリング２８２の温度に対する形状変化の特性が互いに逆であるため、第一スプリング２８１及び第二スプリング２８２のアクチュエータとしての力が比較的弱い場合であっても、冷却ファン２３１を移動させることができる。
【００６４】
［第４の実施の形態］
以下、図８を参照して、本発明を適用した第４の実施の形態について説明する。この第４の実施の形態は、第３の実施の形態の変形例であるため、この第４の実施の形態において、第３の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
第４の実施の形態は、第３の実施の形態の第二スプリング２８２に替えて形状記憶合金ではない通常の金属製のリターンスプリング３８２が設けられる点が、上記第３の実施の形態と異なる。
【００６５】
図８は、第４の実施の形態における断続機構３３５を示す断面図である。
断続機構３３５は、フライホイール２１と、冷却ファン２３１と、ベアリング３６と、サーモアクチュエータとしてのスプリング３８０と、冷却ファン２３１に設けられるダボ係合部材２３８とを備える。
スプリング３８０は、第一スプリング２８１（形状記憶スプリング）と、第一スプリング２８１の押圧力に抗して設けられるリターンスプリング３８２とを備える。
【００６６】
リターンスプリング３８２は、鉄鋼材料製の通常のコイルバネであり、ファン支持軸部３０の外周部にコイルの内周部を嵌合してファン支持軸部３０に対して同軸に設けられる。
リターンスプリング３８２は、ベアリング３６のインナーレース３６ｂの軸方向の内端とフライホイール２１のナット２５の先端面との間に挟持された状態で配置される。
【００６７】
すなわち、スプリング３８０の温度に応じて第一スプリング２８１及びリターンスプリング３８２が変位し、これにより、インナーレース３６ｂが押圧されて冷却ファン２３１がファン支持軸部３０上で軸方向に移動する。
第一スプリング２８１は、クランクケース１３に支持されるクランク軸１６に接するように設けられており、クランクケース１３の温度状態は第一スプリング２８１の温度に反映され易い。このため、第一スプリング２８１は、エンジン１１の温度状態に追従して変位できる。
【００６８】
図８では、暖機運転状態における断続機構３３５の状態が示されている。
暖機運転状態では、形状記憶合金スプリング３８０の温度が低温であり、第一スプリング２８１は収縮した状態にあり、リターンスプリング３８２は、所定の初期荷重が付された状態にある。このため、冷却ファン２３１は、リターンスプリング３８２に押圧されてフライホイール２１から離れた位置にあり、冷却ファン２３１とフライホイール２１との接続は断接されている。また、摩擦板２７７はファンカバー２４の受け面２４ｂに当接している。
【００６９】
エンジン１１が暖気運転を必要としない温度に達し、第一スプリング２８１の温度が高温になると、第一スプリング２８１は膨張した状態になり、リターンスプリング３８２は、膨張した第一スプリング２８１に押圧されて収縮した状態になる。このため、通常運転状態では、冷却ファン２３１は、第一スプリング２８１に押圧されてフライホイール２１側に押し付けられており、ダボ凸部２３８ｂがダボ孔２７４に係合することで、冷却ファン２３１はフライホイール２１に接続される。
また、エンジン１１が再び暖気運転を必要する温度になると、第一スプリング２８１は収縮し、冷却ファン２３１はリターンスプリング３８２に押されて移動し、冷却ファン２３１の接続が断接される。
【００７０】
第４の実施の形態によれば、サーモアクチュエータは、所定の軸方向に力を作用させる円筒状のスプリング３８０を備え、スプリング３８０は、高温時に膨張して冷却ファン２３１をフライホイール２１に接続する方向に押圧する形状記憶合金製の第一スプリング２８１と、第一スプリング２８１の押圧力に抗して設けられるリターンスプリング３８２とを備え、第一スプリング２８１及びリターンスプリング３８２は、クランク軸１６と同軸に配置されるとともに、冷却ファン２３１を軸方向に挟むように配置される。このため、第一スプリング２８１及びリターンスプリング３８２によって、エンジン１１の温度状態に応じて冷却ファン２３１をクランク軸１６の軸方向に移動させて、冷却ファン２３１とフライホイール２１とを断続させることができる。このため、エンジン１１の運転状態に応じてクランク軸１６から冷却ファン２３１への動力伝達の断接を制御可能な冷却ファン構造をコンパクトに構成できる。
なお、第４の実施の形態の構成を変形し、高温時に収縮するとともに低温時に膨張する形状記憶スプリングをリターンスプリング３８２に替えて設けるとともに、リターンスプリング３８２を第一スプリング２８１に替えて設ける構成としても良い。
【符号の説明】
【００７１】
１１  エンジン（内燃機関）
１３  クランクケース
１６  クランク軸
２１  フライホイール
３１，２３１  冷却ファン
３５，２３５，３３５  断続機構
３７  接続用スプリング
３８  摩擦係合部材
４０  サーモアクチュエータ
４２  シーソーアーム（アーム）
４３  断接用スプリング
４４  押圧スプリング（スプリング）
４８  羽根部
６０  サーモアクチュエータ収容部
６４  ストッパー孔部（ストッパー部）
１２１ｂ  円板部（フライホイールの壁面）
１３８ｂ  ダボ凸部
１７４  ダボ孔
１７５  ダボ係合部
２８０  形状記憶合金スプリング（サーモアクチュエータ）
２８１  第一スプリング（形状記憶スプリング）
２８２  第二スプリング
３８０  スプリング（サーモアクチュエータ）
３８２  リターンスプリング
Ｔ  所定の温度
【図１】
0006258817.tif 000002
【図２】
0006258817.tif 000003
【図３】
0006258817.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006258817.tif 000008
【図８】
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