JP2016044635A - 内燃機関の冷却ファン構造 - Google Patents

Abstract

【課題】クランクシャフトにそれと同軸のベアリングを介して相対回転可能に支持される遠心式冷却ファンと、クランクシャフトとともに回転する支持ホルダに支持されるとともに前記クランクシャフトの回転数増大に応じて前記遠心式冷却ファンに係合する遠心ウエイトとを備える内燃機関の冷却ファン構造において、遠心式冷却ファンの中心部の軸方向の小型化を図って冷却風量を充分に確保する。
【解決手段】遠心ウエイト７２の全体が、クランクシャフト３０の半径方向でベアリング５８よりも外側に配置される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、クランクシャフトにそれと同軸のベアリングを介して相対回転可能に支持される遠心式冷却ファンと、前記クランクシャフトとともに回転する支持ホルダに支持されるとともに前記クランクシャフトの回転数増大に応じて前記遠心式冷却ファンに係合する遠心ウエイトとを備える内燃機関の冷却ファン構造に関する。

クランクシャフトの回転数が増加するのに応じて、クランクシャフトとともに回転する遠心ウエイトを遠心式冷却ファンに係合し、遠心式冷却ファンがクランクシャフトとともに回転するようにしたものが、特許文献１で知られている。

特許第５２１５２１８号公報

ところが、上記特許文献１で開示されたものでは、遠心ウエイトが、遠心式冷却ファンおよびクランクシャフト間に設けられるベアリングと軸方向に並ぶようにして、クランクシャフトの近傍に配置されており、遠心式冷却ファンの中心部が軸方向に大型化してしまう。しかるに遠心式冷却ファンでは、その回転中心から半径方向外側に向けて冷却風が流れるものであり、遠心式冷却ファンの中心部が軸方向に大型化すると、冷却風が遠心式冷却ファンを通過し難くなり、外部から取り込める冷却風量が少なくなってしまう可能性がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、遠心式冷却ファンの中心部の軸方向の小型化を図って冷却風量を充分に確保し得るようにした内燃機関の冷却ファン構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、クランクシャフトにそれと同軸のベアリングを介して相対回転可能に支持される遠心式冷却ファンと、前記クランクシャフトとともに回転する支持ホルダに支持されるとともに前記クランクシャフトの回転数増大に応じて前記遠心式冷却ファンに係合する遠心ウエイトとを備える内燃機関の冷却ファン構造において、前記遠心ウエイトの全体が、前記クランクシャフトの半径方向で前記ベアリングよりも外側に配置されることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記遠心ウエイトが、前記クランクシャフトに直交する方向から見て前記ベアリングの少なくとも一部と重なる位置に配置されることを第２の特徴とする。

本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記クランクシャフトの一端部に、アウターロータが、該アウターロータで囲繞されるようにして固定位置に配置されるインナーステータとともに発電機を構成するようにして回転不能に取付けられ、前記支持ホルダが、前記アウターロータに取付けられることを第３の特徴とする。

本発明は、第３の特徴の構成に加えて、前記アウターロータまたは前記支持ホルダを前記クランクシャフトに固定するナットが前記クランクシャフトに螺合され、前記クランクシャフトに直交する方向から見て前記ナットの少なくとも一部と重なる位置に前記遠心ウエイトが配置されることを第４の特徴とする。

本発明は、第３または第４の特徴の構成に加えて、前記支持ホルダに、前記クランクシャフトの半径方向に沿う外側に向けて開放するスリットが設けられ、前記スリットに前記遠心ウエイトの一部が収容されることを第５の特徴とする。

本発明は、第３〜第５の特徴の構成のいずれかに加えて、前記アウターロータが、前記インナーステータを半径方向外側から覆う筒状の周壁部と、前記インナーステータの軸方向外端に対向しつつ前記周壁部の一端から前記クランクシャフト側に延びるリング板状の端壁部とを有するように形成され、前記端壁部ならびに該端壁部の外面に近接、対向する前記支持ホルダの周方向複数箇所に同軸に形成される取付け孔に挿通される固定部材で、前記アウターロータに前記支持ホルダが固定されることを第６の特徴とする。

本発明は、第６の特徴の構成に加えて、前記支持ホルダに、前記端壁部の中央部を貫通しつつ前記クランクシャフトを囲繞する筒状に形成されて該クランクシャフトに固定されるボス部が一体に設けられることを第７の特徴とする。

本発明は、第６または第７の特徴の構成に加えて、前記遠心ウエイトの揺動軸線が、前記クランクシャフトの軸線に直交する仮想平面に沿う方向に設定され、前記遠心ウエイトに設けられる係合突部を係脱可能に係合させる係止凹部が前記遠心式冷却ファンに設けられることを第８の特徴とする。

本発明は、第８の特徴の構成に加えて、前記クランクシャフトの周方向複数箇所で放射状に配置される複数の前記遠心ウエイトが、単一の共通な保持部材で揺動可能に保持され、前記保持部材が前記支持ホルダに取付けられることを第９の特徴とする。

本発明は、第９の特徴の構成に加えて、前記支持ホルダに、前記アウターロータの前記端壁部に対向して開口するリング状の保持部材収容溝が形成され、リング状である前記保持部材が前記保持部材収容溝に収容されることを第１０の特徴とする。

本発明は、第９または第１０の特徴の構成に加えて、前記支持ホルダに、前記アウターロータの前記端壁部に対向して開口するリング状の規制部材収容溝が形成され、前記遠心式冷却ファンに係合した作動状態での複数の前記遠心ウエイトの揺動位置を規制する単一のリング状の規制部材が、前記規制部材収容溝に収容されることを第１１の特徴とする。

さらに本発明は、第１〜第１１の特徴の構成のいずれかに加えて、温度に応じて形状を変化させる感温部材と、当該感温部材で駆動される連結ピンを収容する収容ホルダが、前記クランクシャフトの軸線に直交する方向から見て前記遠心ウエイトの少なくとも一部と重なる位置で前記クランクシャフトに固定され、温度上昇に伴って前記収容ホルダから突出する側に前記感温部材で駆動される連結ピンを係合させる第２の係止凹部が前記遠心式冷却ファンに設けられることを第１２の特徴とする。

なお実施の形態の第３のボールベアリング５８が本発明のベアリングに対応し、第１の実施の形態のリベット７８および第２の実施の形態のボルト１１３が本発明の固定部材に対応し、実施の形態のバイメタル９６が本発明の感温部材に対応する。

本発明の第１の特徴によれば、遠心ウエイトの全体が、クランクシャフトの半径方向でベアリングよりも外側に在るので、遠心ウエイトおよびベアリングを相互の干渉を回避しつつクランクシャフトの軸線方向で近づけて配置することができる。このため遠心式冷却ファンの中心部の軸方向の小型化を図ることができ、遠心式冷却ファンの中心部のクランクシャフト周りの空間を広く確保して外気を取り込み易くすることができる。したがって、機関回転数が低くて冷却が不要な機関運転状態では遠心式冷却ファンおよびクランクシャフト間を切り離してクランクシャフトの回転フリクションを低減して燃費の低減を図ることを可能としながら、機関回転数が増大して冷却が必要となった機関運転状態では遠心式冷却ファンによる冷却風量を充分に確保して効率よく内燃機関の冷却を行うことができる。

また本発明の第２の特徴によれば、遠心ウエイトが、クランクシャフトの軸線に直交する方向から見てベアリングの少なくとも一部と重なる位置にあるので、遠心ウエイトおよびベアリングをクランクシャフトの軸線方向でより近づけて配置するようにして遠心式冷却ファンの中心部を軸方向でより小型化することができる。

本発明の第３の特徴によれば、発電機の一部を構成してクランクシャフトの一端部に回転不能に取付けられるアウターロータに、遠心ウエイトを支持する支持ホルダが取付けられるので、支持ホルダがアウターロータとともに回転するようにして遠心ウエイトを作動させることができ、しかも支持ホルダをアウターロータに近接させることで支持ホルダおよび遠心ウエイトの配置によるクランクシャフトの軸線方向での大型化を抑制することができる。

本発明の第４の特徴によれば、アウターロータまたは支持ホルダをクランクシャフトに固定するようにしてクランクシャフトに螺合されるナットの少なくとも一部に、クランクシャフトに直交する方向から見て遠心ウエイトが重なるので、クランクシャフトの軸線方向での大型化を抑制することができる。

本発明の第５の特徴によれば、クランクシャフトの半径方向に沿う外側に向けて開放するようにして支持ホルダに設けられるスリットに、遠心ウエイトの一部が収容されるので、クランクシャフトの軸線に沿う方向での遠心ウエイトの支持ホルダからの突出量を抑えることができ、クランクシャフトの軸線に沿う方向でのさらなる小型が可能となる。

本発明の第６の特徴によれば、支持ホルダが、アウターロータの端壁部ならびに端壁部の外面に近接、対向する支持ホルダの周方向複数箇所に同軸に形成される取付け孔に挿通される固定部材で、アウターロータに固定されるので、支持ホルダのアウターロータへの固定にあたって固定部材がクランクシャフトの軸線方向に突出するのを抑制し、クランクシャフトの軸線に沿う方向での小型化に寄与することができる。

本発明の第７の特徴によれば、支持ホルダに一体に設けられるボス部でアウターロータのボス部を兼ねさせることで、部品点数の低減を図りつつ、クランクシャフトの軸線に沿う方向でのより一層の小型化が可能となる。

本発明の第８の特徴によれば、クランクシャフトの軸線に直交する仮想平面に沿う方向に揺動軸線を有する遠心ウエイトの係合突部が、遠心式冷却ファンの係止凹部に係脱可能に係合するので、遠心ウエイトを小型化して簡素化することができる。

本発明の第９の特徴によれば、放射状に配置される複数の遠心ウエイトを揺動可能に保持する単一の共通な保持部材が支持ホルダに取付けられるので、部品点数の低減を図るとともに複数の遠心ウエイトの前記支持ホルダへの組付けを容易とすることができる。

本発明の第１０の特徴によれば、リング状である保持部材を収容するリング状の保持部材収容溝が支持ホルダに形成され、その保持部材収容溝がアウターロータの端壁部に対向して開口するので、保持部材の支持ホルダへの取付けを容易とすることができるとともに、保持部材の保持部材収容溝からの離脱をアウターロータの端壁部で阻止することができる。

本発明の第１１の特徴によれば、遠心式冷却ファンに係合した作動状態での複数の遠心ウエイトの揺動位置を規制する単一のリング状の規制部材が、支持ホルダに形成されたリング状の規制部材収容溝に収容され、その規制部材収容溝がアウターロータの端壁部に対向して開口するので、複数の遠心ウエイトの必要以上の作動を単一の規制部材で規制するようにして、部品点数の増大を抑えつつ当該規制部材の支持ホルダへの取付けを容易とし、規制部材の規制部材収容溝からの離脱をアウターロータの端壁部で阻止することができる。

さらに本発明の第１２の特徴によれば、温度に応じて形状を変化させる感温部材と、当該感温部材で駆動される連結ピンが、クランクシャフトの軸線に直交する方向から見て遠心ウエイトの少なくとも一部と重なる位置でクランクシャフトに固定される収容ホルダに収容され、連結ピンが温度上昇に伴って収容ホルダから突出する側に感温部材で駆動されたときに該連結ピンを係合させる第２の係止凹部が遠心式冷却ファンに設けられるので、機関の回転数増大時だけでなく機関の温度上昇時にも遠心式冷却ファンをクランクシャフトとともに回転させるようにした場合でも、収容ホルダがクランクシャフトの軸線に直交する方向から見て遠心ウエイトの少なくとも一部と重なるようにすることで、クランクシャフトの軸線に沿う方向での小型化を図ることができる。

第１の実施の形態の自動二輪車の右側面図である。 図１の２−２線に沿う内燃機関の要部断面図である。 図２の３矢示部拡大図である。 図３の４−４線断面図である。 図３の５−５線に沿って切断した支持ホルダの斜視図である。 図３の６矢示部拡大図である。 図６の７−７線断面図である。 第２の実施の形態の図３に対応した断面図である。

本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお以下の説明で、前後、左右および上下は、自動二輪車に乗車した乗員から見た方向を言うものとする。

本発明の第１の実施の形態について図１〜図７を参照しながら説明すると、先ず図１において、鞍乗り型車両であるスクータ型自動二輪車の車体フレームＦは、前輪ＷＦを軸支するフロントフォーク１１ならびに該フロントフォーク１１に連結される操向ハンドル１２を操向可能に支承するヘッドパイプ１３と、該ヘッドパイプ１３から後下がりに延びるダウンチューブ１４と、車幅方向に延びてダウンチューブ１４の後端に固着されるクロスメンバ１５と、該クロスメンバ１５の左右両側に前端が固着されて後上がりに延びる左右一対のリヤフレームパイプ１６とを備える。

車体フレームＦにおける両リヤフレームパイプ１６の前端部にはブラケット１７が設けられる。このブラケット１７には、内燃機関Ｅと、該内燃機関Ｅおよび後輪ＷＲ間に設けられる伝動装置Ｍとで構成されるパワーユニットＰの前部が、リンク機構１８を介して上下に揺動可能に支承されており、該パワーユニットＰの後部右側に配置される後輪ＷＲがパワーユニットＰの後部に軸支される。

車体フレームＦと、前記パワーユニットＰの一部とは、合成樹脂製の車体カバー１９で覆われるものであり、この車体カバー１９は、前記ヘッドパイプ１３を前方から覆うフロントカバー２０と、運転者の足の前方を覆うようにして前記フロントカバー２０に連なるレッグシールド２１と、乗員の足を載せるべくレッグシールド２１の下部に連なるステップフロア２２と、ステップフロア２２に連なってリヤフレームパイプ１６を両側から覆うサイドカバー２３とを備え、サイドカバー２３上にはタンデム型の乗車用シート２４が設けられる。

図２において、前記後輪ＷＲの前方に配置される前記内燃機関Ｅは、強制空冷式単気筒のＯＨＣ型に構成されており、この内燃機関Ｅの機関本体２５は、クランクケース２６、シリンダボディ２７、シリンダヘッド２８およびヘッドカバー２９が相互に結合されて成る。

前記後輪ＷＲの回転軸線と平行な回転軸線すなわち車幅方向に指向した回転軸線を有するクランクシャフト３０を回転自在に支承する前記クランクケース２６の前部に、前記クランクシャフト３０に連接されるピストン３１を摺動自在に嵌合せしめるシリンダボア３２を有するシリンダボディ２７が結合され、前記ピストン３１の頂部を臨ませる燃焼室３３を前記シリンダボディ２７との間に形成するシリンダヘッド２８が前記シリンダボディ２７に結合され、ヘッドカバー２９がシリンダボディ２７と反対側でシリンダヘッド２８に結合される。この機関本体２５の自動二輪車への搭載時に前記シリンダボア３２の軸線すなわちシリンダ軸線はわずかに前上がりに傾斜している。

クランクケース２６は、前記シリンダボア３２の軸線すなわちシリンダ軸線を含むとともに前記クランクシャフト３０の軸線に直交する平面で結合される左および右ケース半体２６ａ，２６ｂから成り、クランクシャフト３０は両ケース半体２６ａ，２６ｂで回転自在に支承される。すなわちクランクシャフト３０および左ケース半体２６ａ間には第１のボールベアリン３５が介装され、クランクシャフト３０および右ケース半体２６ｂ間には第２のボールベアリング３６が介装される。

シリンダヘッド２８には、前記クランクシャフト３０の軸線に沿う一端側（この実施の形態では右端側）で外部に開放するようにして前記燃焼室３３の外方に配置されるエアジャケット３７が形成されるとともに、前記燃焼室３３に先端部を臨ませる点火プラグ３８を取付けるためのプラグ取付け孔３９が前記エアジャケット３７内に開口するようにして設けられる。

前記シリンダヘッド２８の上部側面には前記燃焼室３３に通じ得る吸気ポート（図示せず）が設けられ、該シリンダヘッド２８の下部側面には前記燃焼室３３に通じ得る排気ポート（図示せず）が設けられる。前記シリンダヘッド２８および前記ヘッドカバー２９間には、前記吸気ポートおよび前記排気ポートをそれぞれ開閉する吸気弁および排気弁を開閉駆動する動弁装置４０が収容される。この動弁装置４０が備えるカムシャフト４１は、前記クランクシャフト３０と平行な軸線を有して前記シリンダヘッド２８で回転自在に支承されており、前記クランクシャフト３０の回転動力が調時伝動手段４２を介して前記カムシャフト４１に伝達される。

前記調時伝動手段４２は、前記第１のボールベアリング３５よりも外方で前記クランクシャフト３０に固定される駆動スプロケット４３と、前記カムシャフト４１の左端部に固定される被動スプロケット４４と、前記駆動スプロケット４３および前記被動スプロケット４４に巻き掛けられる無端状のカムチェーン４５とを備え、前記クランクケース２６の左ケース半体２６ａ、前記シリンダボディ２７および前記シリンダヘッド２８には、前記カムチェーン４５を走行させるカムチェーン通路４６が形成される。

前記クランクシャフト３０の左端部は、前記伝動装置Ｍを介して後輪ＷＲの車軸４７（図１参照）に連動、連結される。前記伝動装置Ｍは、前記後輪ＷＲの左側方に配置されるようにして前記クランクケース２６から後方に延出される伝動ケース５０内に収容されるものであり、Ｖベルト式の無段変速機５１と、該無段変速機５１および前記車軸４７間に設けられる減速ギヤ機構（図示せず）とで構成される。

前記無段変速機５１は従来周知のものであり、そのドライブプーリ５２は、前記クランクシャフト３０に固着されたランププレート５３と前記ドライブプーリ５２との間に浮動状態で収容される複数のウエイトローラ５４が、クランクシャフト３０の回転数増大に応じて該クランクシャフト３０の半径方向外方に移動するのに応じて、Ｖベルト５５への接触半径を大きくするように作動する。

図３を併せて参照して、前記クランクシャフト３０の右端部には、発電機５６が連結されるとともに、遠心式冷却ファン５７が、前記クランクシャフト３０と同軸である第３のボールベアリング５８を介して相対回転可能に支持される。

前記クランクケース２６の右ケース半体２６ｂには、第２のボールベアリング３６から突出したクランクシャフト３０を同軸に囲繞する支持筒５９が一体に設けられており、この支持筒５９およびクランクシャフト３０間には環状のシール部材６０が介装される。

前記発電機５６は、前記クランクシャフト３０の右側一端部に相対回転不能に取付けられるアウターロータ６１と、そのアウターロータ６１で囲繞されるようにして固定位置に配置されるインナーステータ６２とで構成されるものであり、前記支持筒５９の先端部に前記インナーステータ６２がボルト６３で締結される。

前記アウターロータ６１は、前記インナーステータ６２を半径方向外側から覆う筒状の周壁部６１ａと、前記インナーステータ６２の軸方向外端に対向しつつ前記周壁部６１ａの一端から前記クランクシャフト３０側に延びるリング板状の端壁部６１ｂとを一体に有するように形成される。

前記遠心式冷却ファン５７は、前記発電機５６よりも軸方向外方で前記クランクシャフト３０の右端部に第３のボールベアリング５８を介して回転自在に支承される円板状の基部５７ａに、複数の羽根５７ｂが突設されて成る。

前記遠心式冷却ファン５７からの冷却風を導くシュラウド６５が、前記機関本体２５のうち前記ヘッドカバー２９を外部に露出させるようにして前記シリンダボディ２７および前記シリンダヘッド２８を囲繞するように形成されており、図２の矢印で示すように前記遠心式冷却ファン５７から吐出される強制空冷用の空気がシュラウド内６５内を流通することによって機関本体２５のシリンダボディ２７およびシリンダヘッド２８が冷却され、シリンダボディ２７およびシリンダヘッド２８の外面には、複数ずつの冷却フィン２７ａ，２８ａがそれぞれ突設される。

前記シュラウド６５は、前記冷却ファン５７を覆うファンカバー６６と、前記シリンダボディ２７および前記シリンダヘッド２８を囲繞して前記ファンカバー６６に連設されるシュラウド主部６７とから成り、シュラウド主部６７は、前記冷却ファン５７からの冷却風を前記シリンダヘッド２８の前記エアジャケット３７側に向けて導くように形成される。

前記ファンカバー６６には、前記冷却ファン５７側に向けて外部から空気を吸引するための吸引口６８を形成する吸引筒６９が、前記クランクシャフト３０と同軸に設けられ、その吸引口６９にはルーバー７０が設けられる。

前記遠心式冷却ファン５７は、前記クランクシャフト３０とともに回転する支持ホルダ７１に支持される複数の遠心ウエイト７２が、前記クランクシャフト３０の回転数増大に応じて前記遠心式冷却ファン５７に係合することで、前記クランクシャフト３０とともに回転するものであり、前記遠心ウエイト７２は、その全体が前記クランクシャフト３０の半径方向で前記第３のボールベアリング５８よりも外側に在るように配置される。しかも前記遠心ウエイト７２は、前記クランクシャフト３０の軸線に直交する方向から見て前記第３のボールベアリング５８の一部と重なる位置に配置され、この実施の形態では、前記クランクシャフト３０の軸線に沿う方向で前記遠心ウエイト７２の外端を通る直線Ｌが前記第３のボールベアリング５８を通るように、前記遠心ウエイト７２および前記第３のボールベアリング５８の軸方向相対位置が設定される。

前記支持ホルダ７１は、前記遠心式冷却ファン５７の基部５７ａおよび前記アウターロータ６１の端壁部６１ｂ間に配置されるとともに前記端壁部６１ｂに近接、対向するようにしてリング板状に形成されるホルダ主部７１ａと、前記アウターロータ６１における前記端壁部６１ｂの中央部を貫通しつつ前記クランクシャフト３０を囲繞する筒状に形成されるボス部７１ｂとを一体に有するように形成される。

ところで前記クランクシャフト３０は、前記遠心式冷却ファン５７側すなわち軸方向外方側に向かうにつれて小径となるテーパ部３０ａを、前記ボス部７１ｂに対応する部分に有しており、前記遠心式冷却ファン５７側から前記テーパ部３０ａに嵌装される前記ボス部７１ｂおよび前記テーパ部３０ａ間にはキー７３が介装される。また前記テーパ部３０ａよりもさらに軸方向外方で前記クランクシャフト３０の外周には雄ねじ７４が刻設されており、その雄ねじ７４に螺合するナット７５を締め付けることで前記ボス部７１ｂすなわち前記支持ホルダ７１が前記クランクシャフト３０に固定される。

前記アウターロータ６１の前記端壁部６１ｂならびに前記支持ホルダ１１０の周方向複数箇所には、同軸に連なる取付け孔７６，７７が形成されており、それらの取付け孔７６，７７に挿通される固定部材としてのリベット７８で、前記アウターロータ６１に前記支持ホルダ７１が固定される
図４および図５を併せて参照して、前記支持ホルダ７１における前記ホルダ主部７１ａの周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば３箇所には、前記クランクシャフト３０の半径方向に沿う外側に向けて開放するようにして放射状に延びるスリット８０が設けられ、それらのスリット８０に、前記遠心ウエイト７２の一部がそれぞれ収容される。

ところで前記遠心ウエイト７２の揺動軸線Ｃは、前記クランクシャフト３０の軸線に直交する仮想平面ＰＬに沿う方向に設定されるものであり、前記遠心ウエイト７２に設けられる係合突部７２ａを係脱可能に係合させる第１の係止凹部８１が、前記遠心式冷却ファン５７における基部５７ｂに設けられる。

すなわち前記遠心式冷却ファン５７における前記基部５７ａには、前記遠心ウエイト７２を支持する前記支持ホルダ７１の相対回転を許容しつつ前記遠心ウエイト７２の一部を収容する環状収容凹部８２が形成されており、前記クランクシャフト３０の半径方向に沿う前記環状収容凹部８２の外側周壁に、周方向に等間隔をあけた複数個たとえば６個の前記第１の係止凹部８１が設けられる。

また前記アウターロータ６１のうち前記支持ホルダ７１の前記ホルダ主部７１ａに近接、対向する前記端壁部６１ｂには、前記遠心ウエイト７２のうち前記ホルダ主部７１ａから前記端壁部６１ｂ側に突出した部分の先端部を収容する収容凹部８３が環状に形成される。

３個の前記遠心ウエイト７２は放射状に配置されており、それらの遠心ウエイト７２は、単一の共通な保持部材８４で揺動可能に保持され、前記保持部材８４が前記支持ホルダ７１の前記ホルダ主部７１ａに取付けられる。

前記保持部材８４は、線材でリング状に形成されるものであり、前記支持ホルダ７１の前記ホルダ主部７１ａに、前記アウターロータ６１の前記端壁部６１ｂに対向して開口するリング状の保持部材収容溝８５が形成され、前記保持部材８４がその軸線を前記仮想平面ＰＬに沿わせるようにして前記保持部材収容溝８５に収容される。

しかも前記遠心ウエイト７２は、前記支持ホルダ７１を前記クランクシャフト３０に固定するようにして該クランクシャフト３０に螺合される前記ナット７５の少なくとも一部と、前記クランクシャフト３０に直交する方向から見て重なる位置に配置されるものであり、この実施の形態では、前記遠心ウエイト７２の揺動軸線Ｃを通る前記仮想平面ＰＬが図３で示すように前記ナット７５を横切るように、前記クランクシャフト３０の軸線に沿う方向での前記遠心ウエイト７２および前記ナット７５の相対位置が設定される。

前記保持部材８４と、前記遠心ウエイト７２との間には、前記係合突部７２ａを前記係止凹部８１から離脱させる側に前記遠心ウエイト７２を付勢するねじりばね８６が、各遠心ウエイト７２に個別に対応して設けられており、前記遠心ウエイト７２は、前記クランクシャフト３０とともに回転する支持ホルダ７１の回転数増大によって前記ねじりばね８６のばね力を上回る遠心力が作用するのに応じて、前記係合突部７２ａを前記係止凹部８１に係合させる側に回動することになる。

また前記支持ホルダ７１における前記ホルダ主部７１ａの外周部には、前記アウターロータ６１の前記端壁部６１ｂに対向して開口するリング状の規制部材収容溝８７が形成され、前記遠心式冷却ファン５７に係合した作動状態での複数の前記遠心ウエイト７２の揺動位置を規制する単一のリング状の規制部材８８が、前記規制部材収容溝８７に収容され、この規制部材８８も、前記保持部材８４と同様に線材でリング状に形成される。

なお前記スリット８０は、前記保持部材収容溝８５および前記規制部材収容溝８７を周方向複数箇所で分断するように配置される。

図６および図７を併せて参照して、前記クランクシャフト３０の軸線に直交する方向から見て前記遠心ウエイト７２の少なくとも一部と重なる位置で、前記クランクシャフト３０には収容ホルダ９０が固定される。

前記クランクシャフト３０には、前記雄ねじ７４が設けられる部分との間に外方に臨む環状段部３０ｂを形成するようにした小径軸部３０ｃが、前記雄ねじ７４が設けられる部分の軸方向外方に位置するように形成されており、前記第３のボールベアリング５８は、前記小径軸部３０ｃと、前記遠心式冷却ファン５７の前記基部５７ａとの間に介装される。

前記収容ホルダ９０は、前記小径軸部３０ｃを貫通させる貫通孔９１を中央部に有してリング状に形成されるものであり、この収容ホルダ９０には、その内周側に開放する環状凹部９２と、該環状凹部９２の周方向等間隔をあけた複数箇所たとえば３箇所に内端を開口するようにして放射状に延びる収容孔９３と、前記クランクシャフト３０側に臨む環状の段部９５を前記収容孔９３の外端との間に形成しつつ前記収容孔９３よりも小径にして該収容孔９３の外端に連なる小径孔９４とが設けられ、前記小径孔９４の外端は前記収容ホルダ９０の外周に開口する。

前記収容ホルダ９０には、温度に応じて形状を変化させる感温部材であるバイメタル９６と、当該バイメタル９６で駆動される連結ピン９７とが収容される。

前記バイメタル９６は、前記クランクシャフト３０の前記小径軸部３０ｃを囲繞するようにして略Ｃ字状に形成され、前記収容凹部９２に収容される。

前記連結ピン９７は、前記バイメタル９６の外周に当接するフランジ部９７ａを一端に有するとともに他端部を前記小径孔９４に挿通するようにして、前記収容ホルダ９０内の周方向に等間隔をあけた３箇所に放射状に配置される。また前記段部９５および前記フランジ部９７ａ間には前記収容孔９３内に一部が収容されるようにして戻しばね９８が縮設されており、前記連結ピン９７は、その一端側のフランジ部９７ａが前記バイメタル９６の外周に常時当接するように付勢される。

前記バイメタル９６は、温度変化に応じて拡縮するものであり、温度上昇に伴う前記バイメタル９６の拡大変形によって前記連結ピン９７はその他端部が前記収容ホルダ９０の外周から外方に突出するように駆動されることになり、前記遠心式冷却ファン５７における前記基部５７ａの内周の周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば３箇所には、前記収容ホルダ９０から突出した前記連結ピン９７を係合させる第２の係止凹部９９が設けられる。

図２に注目して、前記クランクシャフト３０が備えるクランクピン１００には、前記ピストン３１に連なるコネクティングロッド１０１および前記クランクピン１００間に設けられるニードルベアリング１０２に潤滑油を供給するための有底の油孔１０３が同軸に設けられており、前記クランクシャフト３０には、前記バイメタル９６が配置される部分まで潤滑油を導く油路１０４が、前記油孔１０３に連なるようにして同軸に設けられ、前記バイメタル９６は機関温度を代表して前記潤滑油の温度を感知して変形する。

なおクランクケース２６を構成する左および右ケース半体２６ａ，２６ｂと、前記クランクシャフト３０との間に第１および第２のボールベアリング３５，３６に代えてメタル軸受が介装される場合があり、この場合、メタル軸受と、左および右ケース半体２６ａ，２６ｂとの間に潤滑油を供給する必要があるので、右ケース半体２６ｂおよびクランクシャフト３０間に供給される潤滑油を前記油路１０４に導くようにしてもよい。

次にこの第１の実施の形態の作用について説明すると、クランクシャフト３０にそれと同軸である第３のボールベアリング５８を介して遠心式冷却ファン５７が相対回転可能に支持され、クランクシャフト３０とともに回転する支持ホルダ７１に支持される遠心ウエイト７２が、前記クランクシャフト３０の回転数増大に応じて前記遠心式冷却ファン５７に係合するのであるが、前記遠心ウエイト７２の全体が、前記クランクシャフト３０の半径方向で前記第３のボールベアリング５８よりも外側に配置されるので、遠心ウエイト７２および前記第３のボールベアリング５８を相互の干渉を回避しつつクランクシャフト３０の軸線方向で近づけて配置することができる。このため遠心式冷却ファン５７の中心部の軸方向の小型化を図ることができ、遠心式冷却ファン５７の中心部のクランクシャフト３０周りの空間を広く確保して外気を取り込み易くすることができる。したがって、機関回転数が低くて冷却が不要な機関運転状態では遠心式冷却ファン５７およびクランクシャフト３０間を切り離してクランクシャフト３０の回転フリクションを低減して燃費の低減を図ることを可能としながら、機関回転数が増大して冷却が必要となった機関運転状態では遠心式冷却ファン５７による冷却風量を充分に確保して効率よく内燃機関Ｅの冷却を行うことができる。

また前記遠心ウエイト７２が前記クランクシャフト３０の軸線に直交する方向から見て前記第３のボールベアリング５８の少なくとも一部と重なる位置に配置されるので、前記遠心ウエイト７２および前記第３のボールベアリング５８をクランクシャフト３０の軸線方向でより近づけて配置するようにして遠心式冷却ファン５７の中心部を軸方向でより小型化することができる。

また前記クランクシャフト３０の一端部に、アウターロータ６１が、該アウターロータ６１で囲繞されるようにして固定位置に配置されるインナーステータ６２とともに発電機５６を構成するようにして回転不能に取付けられ、前記支持ホルダ７１が、前記アウターロータ６１に取付けられるので、支持ホルダ７１がアウターロータ６１とともに回転するようにして遠心ウエイト７２を作動させることができ、しかも支持ホルダ７１をアウターロータ６１に近接させることで支持ホルダ７１および遠心ウエイト７２の配置によるクランクシャフト３０の軸方線方向での大型化を抑制することができる。

また前記支持ホルダ７１をクランクシャフト３０に固定するようにしてクランクシャフト３０に螺合されるナット７５の少なくとも一部に、クランクシャフト３０に直交する方向から見て遠心ウエイト７２が重なるので、クランクシャフト３０の軸線方向での大型化を抑制することができる。

また前記支持ホルダ７１に、前記クランクシャフト３０の半径方向に沿う外側に向けて開放するスリット８０が設けられ、前記スリット８０に前記遠心ウエイト７２の一部が収容されるので、クランクシャフト３０の軸線に沿う方向での遠心ウエイト７２の支持ホルダ７１からの突出量を抑えることができ、クランクシャフト３０の軸線に沿う方向でのさらなる小型が可能となる。

また前記アウターロータ６１が、前記インナーステータ６２を半径方向外側から覆う筒状の周壁部６１ａと、前記インナーステータ６２の軸方向外端に対向しつつ前記周壁部６１ａの一端から前記クランクシャフト３０側に延びるリング板状の端壁部６１ｂとを有するように形成され、前記端壁部６１ｂならびに該端壁部６１ｂの外面に近接、対向する前記支持ホルダ７１の周方向複数箇所に同軸に形成される取付け孔７６，７７に挿通されるリベット７８で、前記アウターロータ６１に前記支持ホルダ７１が固定されるので、支持ホルダ７１のアウターロータ６１への固定にあたってリベット７８がクランクシャフト３０の軸線方向に突出するのを抑制し、クランクシャフト３０の軸線に沿う方向での小型化に寄与することができる。

また前記支持ホルダ７１に、前記端壁部６１ｂの中央部を貫通しつつ前記クランクシャフト３０を囲繞する筒状に形成されて該クランクシャフト３０に固定されるボス部７１ｂが一体に設けられるので、支持ホルダ７１に一体に設けられるボス部７１ｂでアウターロータ６１のボス部を兼ねさせることができ、部品点数の低減を図りつつ、クランクシャフト３０の軸線に沿う方向でのより一層の小型化が可能となる。

また前記遠心ウエイト７２の揺動軸線Ｃが、前記クランクシャフト３０の軸線に直交する仮想平面ＰＬに沿う方向に設定され、前記遠心ウエイト７２に設けられる係合突部７２ａを係脱可能に係合させる第１の係止凹部８１が前記遠心式冷却ファン５７に設けられるので、遠心ウエイト７２を小型化して簡素化することができる。

また前記クランクシャフト３０の周方向複数箇所で放射状に配置される複数の前記遠心ウエイト７２が、単一の共通な保持部材８４で揺動可能に保持され、前記保持部材８４が前記支持ホルダ７１に取付けられるので、部品点数の低減を図るとともに複数の遠心ウエイト７２の前記支持ホルダ７１への組付けを容易とすることができる。

また前記支持ホルダ７１に、前記アウターロータ６１の前記端壁部６１ｂに対向して開口するリング状の保持部材収容溝８５が形成され、リング状である前記保持部材８４が前記保持部材収容溝８５に収容されるので、保持部材８４の支持ホルダ７１への取付けを容易とすることができるとともに、保持部材８４の保持部材収容溝８５からの離脱をアウターロータ６１の端壁部６１ｂで阻止することができる。

また前記支持ホルダ７１に、前記アウターロータ６１の前記端壁部６１ｂに対向して開口するリング状の規制部材収容溝８７が形成され、前記遠心式冷却ファン５７に係合した作動状態での複数の前記遠心ウエイト７２の揺動位置を規制する単一のリング状の規制部材８８が、前記規制部材収容溝８７に収容されるので、複数の遠心ウエイト７２の必要以上の作動を単一の規制部材８８で規制するようにして部品点数の増大を抑えつつ当該規制部材８８の支持ホルダ７１への取付けを容易とし、規制部材８８の規制部材収容溝８７からの離脱をアウターロータ６１の端壁部６１ｂで阻止することができる。

さらに温度に応じて形状を変化させるバイメタル９６と、当該バイメタル９６で駆動される連結ピン９７を収容する収容ホルダ９０が、前記クランクシャフト３０の軸線に直交する方向から見て前記遠心ウエイト７２の少なくとも一部と重なる位置で前記クランクシャフト３０に固定され、温度上昇に伴って前記収容ホルダ９０から突出する側に前記バイメタル９６で駆動される連結ピン９７を係合させる第２の係止凹部９９が前記遠心式冷却ファン５７に設けられるので、機関の回転数増大時だけでなく機関の温度上昇時にも遠心式冷却ファン５７をクランクシャフト３０とともに回転させるようにした場合でも、収容ホルダ９０がクランクシャフト３０の軸線に直交する方向から見て遠心ウエイト７２の少なくとも一部と重なるようにすることでクランクシャフト３０の軸線に沿う方向での小型化を図ることができる。

本発明の第２の実施の形態について図８を参照しながら説明するが、上記第１の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみで、詳細な説明は省略する。

前記クランクシャフト３０の右端部には、発電機５６が連結されるとともに、遠心式冷却ファン１０７が、前記クランクシャフト３０と同軸である第３のボールベアリング５８を介して相対回転可能に支持される。

前記発電機５６におけるアウターロータ６１の端壁部６１ｂの内周は、前記クランクシャフト３０に、キー１０９およびナット７５で固定される筒状のボス１０８に固定される。すなわち前記アウターロータ６１は、前記クランクシャフト３０に螺合される前記ナット７５で前記クランクシャフト３０に固定される。

前記遠心式冷却ファン１０７は、前記発電機５７よりも外方で前記クランクシャフト３０の右端部に第３のボールベアリング５８を介して支持される基部１０７ａに、複数の羽根１０７ｂが突設されて成り、前記基部１０７ａは前記クランクシャフト３０の端部および第３のボールベアリング５８を軸方向外方から覆うように形成される。

前記遠心式冷却ファン５７は、前記クランクシャフト３０とともに回転する支持ホルダ１１０に支持される複数の遠心ウエイト７２が、前記クランクシャフト３０の回転数増大に応じて前記遠心式冷却ファン１０７に係合することで、前記クランクシャフト３０とともに回転するものであり、前記遠心ウエイト７２の全体は、前記クランクシャフト３０の半径方向で前記第３のボールベアリング５８よりも外側に配置される。

前記支持ホルダ１１０は、前記遠心式冷却ファン１０７の基部１０７ａおよび前記アウターロータ６１の端壁部６１ｂ間に配置されるとともに前記端壁部６１ｂに近接、対向するようにしてリング板状に形成される。

前記アウターロータ６１の前記端壁部６１ｂの周方向複数箇所にはねじ孔である取付け孔１１１が形成され、前記端壁部６１ｂに近接、対向する前記支持ホルダ１１０の周方向複数箇所には前記取付け孔１１１に個別に対応した取付け孔１１２が形成され、それらの取付け孔１１１，１１２に挿通される固定部材としてのボルト１１３で、前記アウターロータ６１に前記支持ホルダ１１１が固定される。

また前記支持ホルダ１１０の周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば３箇所には、前記クランクシャフト３０の半径方向に沿う外側に向けて開放するようにして放射状に延びるスリット８０が設けられ、前記遠心式冷却ファン１０７が備える前記基部１０７ａに設けられる第１の係止凹部８１に係脱可能に係合する係合突部７２ａを有する前記遠心ウエイト７２の一部がそれらのスリット８０にそれぞれ収容される。しかも各遠心ウエイト７２は、単一の共通な保持部材８４で揺動可能に保持され、前記アウターロータ６１の前記端壁部６１ｂに対向して開口するようにして前記支持ホルダ１１１に形成されるリング状の保持部材収容溝８５に前記保持部材８４が収容される。

また前記遠心ウエイト７２は、前記アウターロータ６１を前記クランクシャフト３０に固定するようにして該クランクシャフト３０に螺合される前記ナット７５の少なくとも一部と、前記クランクシャフト３０に直交する方向から見て重なる位置に配置されるものであり、この実施の形態では、前記遠心ウエイト７２の揺動軸線Ｃすなわち前記保持部材８４の軸線を通って前記クランクシャフト３０の軸線と直交する仮想平面ＰＬが前記ナット７５を横切るように、前記クランクシャフト３０の軸線に沿う方向での前記遠心ウエイト７２および前記ナット７５の相対位置が設定される。

また前記遠心式冷却ファン１０７が備える前記基部１０７ａの内面には、前記遠心ウエイト７２が図８の鎖線で示すように作動して前記遠心式冷却ファン５７に係合した作動状態で前記遠心ウエイト７２に係合して遠心ウエイト７２のの揺動位置を規制する環状の規制突部１１５が一体に突設される。

さらに前記支持ホルダ１１０には、前記クランクシャフト３０の軸線に直交する方向から見て前記遠心ウエイト７２の少なくとも一部と重なる位置に配置される収容ホルダ１１０ａが一体に設けられる。この収容ホルダ１１０ａは、第１の実施の形態における前記周よホルダ９０と基本的には同一の形状を有するように形成され、温度に応じて形状を変化させる感温部材であるバイメタル９６と、当該バイメタル９６で駆動される連結ピン９７とが前記収容ホルダ１１０ａに収容され、前記遠心式冷却ファン１０７における前記基部１０７ａの内周の周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば３箇所には、前記収容ホルダ１１０から突出した前記連結ピン９７を係合させる第２の係止凹部９９が設けられる。

この第２の実施の形態によれば、第３のボールベアリング５８がクランクシャフト３０の軸線に沿う方向で前記遠心ウエイト７２よりも外方に配置されており、遠心ウエイト７２がクランクシャフト３０の軸線に直交する方向から見て前記第３のボールベアリング５８の少なくとも一部と重なる位置に配置されるようにした第１の実施の形態の効果は得られないものの、それ以外では第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態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。

たとえば上述の実施の形態では遠心式冷却ファン５７，１０７がクランクシャフト３０に第３のボールベアリング５８を介して直接支持されるようにしたが、クランクシャフト３０に連動する部材と、遠心式冷却ファン５７，１０７との間にベアリングが設けられるものについても本発明を適用可能である。

また遠心ウエイトを摩擦係合によって冷却ファンに係合するようにしたものにも本発明を適用することができる。

３０・・・クランクシャフト
５６・・・発電機
５７，１０７・・・遠心式冷却ファン
５８・・・ベアリング
６１・・・アウターロータ
６１ａ・・・周壁部
６１ｂ・・・端壁部
６２・・・インナーステータ
７１，１１０・・・支持ホルダ
７１ｂ・・・ボス部
７２・・・遠心ウエイト
７２ａ・・・係合突部
７６，７７，１１１，１１２・・・取付け孔
７８・・・固定部材であるリベット
８０・・・スリット
８１・・・係止凹部
８４・・・保持部材
８５・・・保持部材収容溝
８７・・・規制部材収容溝
８８・・・規制部材
９０，１１０ａ・・・収容ホルダ
９６・・・感温部材であるバイメタル
９７・・・連結ピン
９９・・・第２の係止凹部 １１３・・・固定部材であるボルト
Ｃ・・・揺動軸線
ＰＬ・・・仮想平面

Claims (12)

1. クランクシャフト（３０）にそれと同軸のベアリング（５８）を介して相対回転可能に支持される遠心式冷却ファン（５７，１０７）と、前記クランクシャフト（３０）とともに回転する支持ホルダ（７１，１１０）に支持されるとともに前記クランクシャフト（３０）の回転数増大に応じて前記遠心式冷却ファン（５７，１０７）に係合する遠心ウエイト（７２）とを備える内燃機関の冷却ファン構造において、前記遠心ウエイト（７２）の全体が、前記クランクシャフト（３０）の半径方向で前記ベアリング（５８）よりも外側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。
2. 前記遠心ウエイト（７２）が、前記クランクシャフト（３０）に直交する方向から見て前記ベアリング（５８）の少なくとも一部と重なる位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却ファン構造。
3. 前記クランクシャフト（３０）の一端部に、アウターロータ（６１）が、該アウターロータ（６１）で囲繞されるようにして固定位置に配置されるインナーステータ（６２）とともに発電機（５６）を構成するようにして回転不能に取付けられ、前記支持ホルダ（７１，１１０）が、前記アウターロータ（６１）に取付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の冷却ファン構造。
4. 前記アウターロータ（６１）または前記支持ホルダ（７１）を前記クランクシャフト（３０）に固定するナット（７５）が前記クランクシャフト（３０）に螺合され、前記クランクシャフト（３０）に直交する方向から見て前記ナット（７５）の少なくとも一部と重なる位置に前記遠心ウエイト（７２）が配置されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の冷却ファン構造。
5. 前記支持ホルダ（７１，１１０）に、前記クランクシャフト（３０）の半径方向に沿う外側に向けて開放するスリット（８０）が設けられ、前記スリット（８０）に前記遠心ウエイト（７２）の一部が収容されることを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関の冷却ファン構造。
6. 前記アウターロータ（６１）が、前記インナーステータ（６２）を半径方向外側から覆う筒状の周壁部（６１ａ）と、前記インナーステータ（６２）の軸方向外端に対向しつつ前記周壁部（６１ａ）の一端から前記クランクシャフト（３０）側に延びるリング板状の端壁部（６１ｂ）とを有するように形成され、前記端壁部（６１ｂ）ならびに該端壁部（６１ｂ）の外面に近接、対向する前記支持ホルダ（７１，１１０）の周方向複数箇所に同軸に形成される取付け孔（７６，７７；１１１，１１２）に挿通される固定部材（７８，１１３）で、前記アウターロータ（６１）に前記支持ホルダ（７１，１１０）が固定されることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の冷却ファン構造。
7. 前記支持ホルダ（７１）に、前記端壁部（６１ｂ）の中央部を貫通しつつ前記クランクシャフト（３０）を囲繞する筒状に形成されて該クランクシャフト（３０）に固定されるボス部（７１ｂ）が一体に設けられることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の冷却ファン構造。
8. 前記遠心ウエイト（７２）の揺動軸線（Ｃ）が、前記クランクシャフト（３０）の軸線に直交する仮想平面（ＰＬ）に沿う方向に設定され、前記遠心ウエイト（７２）に設けられる係合突部（７２ａ）を係脱可能に係合させる係止凹部（８１）が前記遠心式冷却ファン（５７，１０７）に設けられことを特徴とする請求項６または７に記載の内燃機関の冷却ファン構造。
9. 前記クランクシャフト（３０）の周方向複数箇所で放射状に配置される複数の前記遠心ウエイト（７２）が、単一の共通な保持部材（８４）で揺動可能に保持され、前記保持部材（８４）が前記支持ホルダ（７１，１１０）に取付けられることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の冷却ファン構造。
10. 前記支持ホルダ（７１，１１０）に、前記アウターロータ（６１）の前記端壁部（６１ｂ）に対向して開口するリング状の保持部材収容溝（８５）が形成され、リング状である前記保持部材（８４）が前記保持部材収容溝（８５）に収容されることを特徴とする請求項９記載の内燃機関の冷却ファン構造。
11. 前記支持ホルダ（７１）に、前記アウターロータ（６１）の前記端壁部（６１ｂ）に対向して開口するリング状の規制部材収容溝（８７）が形成され、前記遠心式冷却ファン（５７）に係合した作動状態での複数の前記遠心ウエイト（７２）の揺動位置を規制する単一のリング状の規制部材（８８）が、前記規制部材収容溝（８７）に収容されることを特徴とする請求項９または１０に記載の内燃機関の冷却ファン構造。
12. 温度に応じて形状を変化させる感温部材（９６）と、当該感温部材（９６）で駆動される連結ピン（９７）を収容する収容ホルダ（９０，１１０ａ）が、前記クランクシャフト（３０）の軸線に直交する方向から見て前記遠心ウエイト（７２）の少なくとも一部と重なる位置で前記クランクシャフト（３０）に固定され、温度上昇に伴って前記収容ホルダ（９０）から突出する側に前記感温部材（９６）で駆動される連結ピン（９７）を係合させる第２の係止凹部（９９）が前記遠心式冷却ファン（５７，１０７）に設けられることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の内燃機関の冷却ファン構造。

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