JPH08100653A - 水冷式エンジンのウォーターポンプおよび補機類駆動構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ウォーターポンプと補機類の設置位置や特性に
拘るエンジンの設計自由度を向上させると同時に、エン
ジンのコンパクト化を図り、併せてウォータポンプを外
部からの衝撃に対して保護する。 【構成】ウォーターポンプ30および補機類（例えばガバ
ナ装置42）の駆動軸35とクランク軸６との間に複数の中
間ギヤ（第一中間ギヤ46および第二中間ギヤ47）を互い
に回転一体かつ回転自在に軸支し、これらの中間ギヤ(4
6,47) の一枚をクランク軸６に回転一体に設けられたド
ライブギヤ10に噛み合わせ、他のギヤを上記駆動軸35に
回転一体に設けられたドリブンギヤ（ガバナドリブンギ
ヤ48）に噛み合わせた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、クランクケース内に
設けられたウォーターポンプと補機類がクランク軸によ
って駆動される水冷式エンジンのウォーターポンプおよ
び補機類駆動構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動二輪車等に搭載されている一般的な
水冷式エンジンは、クランクケース内に設けられた冷却
水循環用のウォーターポンプをクランク軸で駆動するよ
うになっている。また、ウォーターポンプ以外の補機
類、例えばガバナ装置やバランサ装置等がクランクケー
ス内に設けられることもあり、このような補機類もクラ
ンク軸によって駆動される。

【０００３】図３は、このような水冷式エンジンの一例
を示すクランクケースの横断面図である。この水冷式エ
ンジンは、クランクケース101 内にクランク軸102 が回
転自在に軸支されており、このクランク軸102 に隣接し
て、例えば排気時期制御装置（非図示）を作動させるた
めのガバナ装置103 が補機として設置され、このガバナ
装置103 の外側にウォーターポンプ104 が設けられてい
る。

【０００４】上記ガバナ装置103 の駆動軸105 とウォー
ターポンプ104 の駆動軸106 は、前後および左右にずら
されて軸支されている。そして、クランク軸102 に回転
一体に設けられたドライブギヤ107 がガバナ装置103 の
ガバナドリブンギヤ108 に噛み合い、このガバナドリブ
ンギヤ108 に隣接して設けられたポンプドライブギヤ10
9 がウォーターポンプ104 のポンプドリブンギヤ110 に
噛み合っている。このため、クランク軸102 の回転はド
ライブギヤ107 およびガバナドリブンギヤ108を経てガ
バナ装置103 に伝達され、さらにポンプドライブギヤ10
9 およびポンプドリブンギヤ110 を経てウォーターポン
プ104 に伝達される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造では、ガバナ装置103 とウォーターポンプ104
がクランク軸102 に設けられたドライブギヤ107 から直
接動力を受けているため、ガバナ装置103 とウォーター
ポンプ104 をクランク軸102 の近傍に配置しなければな
らず、エンジンの設計自由度が非常に低かった。

【０００６】また、このようにガバナ装置103 とウォー
ターポンプ104 をクランク軸102 の近傍に配置した場
合、クランク軸102 の軸方向から見てガバナ装置103 と
ウォーターポンプ104 がクランク軸102 の輪郭に重なる
ため、結果的にウォーターポンプ104 がクランクケース
101 の側部に大きく突出することになり、これによって
エンジン幅が広がりコンパクト性に欠けてしまう。

【０００７】さらに、クランクケース101 の側部に突出
したウォーターポンプ104 が外部からの衝撃を受けて破
損する確率が高くなる上、特に２サイクルエンジンの場
合にはクランクケース101 の近傍を通る排気マフラの膨
脹室がウォーターポンプ104に干渉しやすくなるため、
排気マフラの膨脹室外径を小さくすることでウォーター
ポンプ104 との干渉を防ぐしかなく、膨脹室容量の減少
によりエンジン出力が犠牲になっていた。

【０００８】また、クランク軸102 の回転が変速されず
にガバナ装置103 以下に伝達される構成であるため、ク
ランク軸102 の回転速度に合わせてガバナ装置103 やウ
ォーターポンプ104 の特性を設定しなければならず、こ
れもエンジンの設計自由度を低下させる一因となってい
た。

【０００９】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、ウォーターポンプと補機類の設置
位置や特性に拘るエンジンの設計自由度を向上させると
同時に、エンジンのコンパクト化を図り、併せてウォー
タポンプを外部からの衝撃に対して保護することのでき
る水冷式エンジンのウォーターポンプおよび補機類駆動
構造を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る水冷式エンジンのウォーターポンプお
よび補機類駆動構造は、クランクケースに設けられた冷
却水循環用のウォーターポンプと補機類とがクランク軸
によって駆動される水冷式エンジンのウォーターポンプ
および補機類駆動構造において、上記ウォーターポンプ
および補機類の駆動軸とクランク軸との間に複数の中間
ギヤを互いに回転一体かつ回転自在に軸支し、これらの
中間ギヤの一枚をクランク軸に回転一体に設けられたド
ライブギヤに噛み合わせ、他のギヤをウォーターポンプ
および補機類の駆動軸に回転一体に設けられたドリブン
ギヤに噛み合わせたものである。

【００１１】

【作用】このように、複数の中間ギヤを介してウォータ
ーポンプと補機類を駆動することにより、ウォーターポ
ンプと補機類をクランク軸から離すと同時にクランクケ
ースの幅方向中央部に寄せて設置することができる。こ
のため、エンジンの設計自由度が大きく向上し、しかも
ウォーターポンプがクランクケースの側面に突出しなく
なるので、エンジン幅が狭まってコンパクト化され、併
せてウォーターポンプが外部からの衝撃に対して保護さ
れる。

【００１２】また、ウォーターポンプがクランクケース
の側面に突出しなくなることから、特に２サイクルエン
ジンの場合はクランクケースの近傍を通る排気マフラの
膨脹室がウォーターポンプに干渉する懸念がなくなる。
よって上記膨脹室の外径を大きくして容量を増大し、エ
ンジン出力を向上させることができる。

【００１３】さらに、クランク軸のドライブギヤの歯数
と、これに噛み合う中間ギヤの歯数を異ならせたり、複
数の中間ギヤ間の歯数を異ならせることにより、クラン
ク軸の回転を任意に変速してウォーターポンプや補機類
に伝えることができる。このため、クランク軸の回転速
度に合わせてウォーターポンプや補機類の特性を設定す
る必要がなくなり、この点からもエンジンの設計自由度
が向上する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明に係るウォーターポ
ンプおよび補機類駆動構造が適用された水冷式エンジン
の縦断面図であり、図２は図１のII-II 線に沿って展開
した横断面図である。

【００１５】この水冷式エンジン１は、例えば自動二輪
車に搭載される２サイクル単気筒エンジンであり、図１
中の右側が前方、左側が後方となっている。水冷式エン
ジン１のクランクケース２上面には、シリンダブロック
３およびシリンダヘッド４からなるシリンダアッセンブ
リ５が直立して設けられている。

【００１６】クランクケース２内には、前方よりクラン
ク軸６、カウンタ軸７、ドライブ軸８がそれぞれ車幅方
向に延びる形で回転自在に軸支され、上記クランク軸６
に回転一体に設けられたドライブギヤ10がカウンタ軸７
に軸装されたドリブンギヤ11に噛み合う一方、カウンタ
軸７とドライブ軸８との間には常時噛合式の多段変速装
置12が設けられている。また、カウンタ軸７にはクラッ
チ機構13が設置されている。

【００１７】一方、前記シリンダブロック３内には円筒
状のシリンダボア14が形成されており、シリンダヘッド
４には上記シリンダボア14に整合する燃焼室15が形成さ
れている。また、シリンダボア14の例えば前側には排気
ポート16が設けられ、周囲には複数の掃気ポート17が開
設されている。なお、シリンダボア14の後側には後斜め
上方に延びる吸気通路19が設けられ、この吸気通路19内
に図示しないリードバルブが内蔵され、吸気通路19の外
部にキャブレタ（非図示）が接続される。

【００１８】そして、シリンダボア14内にはピストン20
が摺動自在に挿入され、このピストン20のピストンピン
21と、前記クランク軸６に偏心装着されたクランクピン
22とがコンロッド23で連結されている。このため、シリ
ンダボア14内におけるピストン20の往復運動がクランク
軸６の回転運動に変換され、クランク軸６の回転はカウ
ンタ軸７およびドライブ軸８を経て水冷式２サイクルエ
ンジン１の出力として取り出される。

【００１９】シリンダボア14と燃焼室15の周囲には冷却
水循環用のウォータージャケット24が形成されている。
このウォータージャケット24は、シリンダボア14の周囲
を取り巻くシリンダジャケット25と、前記排気ポート16
の周囲を囲む排気ポートジャケット26と、燃焼室15の周
囲を覆う燃焼室ジャケット27とが繋がって構成されてお
り、シリンダヘッド４の上部に設けられた冷却水取出口
28が上記燃焼室ジャケット27に繋がっている。

【００２０】ところで、クランクケース２は、左側のケ
ース半身２Ｌと右側のケース半身２Ｒとが、クランク軸
６の軸方向に直交する合面Ｃに沿って分割される二分割
式のものであり、上記ケース半身２Ｌの左側部にはマグ
ネットカバー２ａ、ケース半身２Ｒの右側部にはクラッ
チカバー２ｂがそれぞれ別部品として被装される。な
お、図１には右側のケース半身２Ｒが取り外された状態
が示されている。

【００２１】そして、クランクケース２の内部前方に
は、前記ウォータージャケット24内に冷却水を循環させ
るウォーターポンプ30が設置されている。このウォータ
ーポンプ30のポンプ室31は、例えばクランクケース２の
合面Ｃに跨がるように形成されており、このポンプ室31
に繋がる吸入通路32および吐出通路33がクランクケース
２に形成されている。

【００２２】上記吸入通路32は、例えばポンプ室31の中
心部から車体左側に延びるようにケース半身２Ｌ側に形
成され、この吸入通路32の内径部に外部からユニオン34
が圧入されている。上記ユニオン34には図示しないホー
スが接続され、このホースの他端はラジエータに接続さ
れる。また、上記吐出通路33はポンプ室31の周部から接
線方向に上方へ延びて前記排気ポートジャケット26に通
じるように、ケース半身２Ｌとケース半身２Ｒに形成さ
れている。

【００２３】ポンプ室31には、車幅方向に延びる駆動軸
35の左端部が突入している。上記駆動軸35は、クランク
ケース２のケース半身２Ｒに設けられた軸受36,37 と、
前記クラッチカバー２ｂに設けられた軸受38によって回
転自在に軸支されており、駆動軸35の左端部に回転一体
に設けられたインペラ40がポンプ室31内で回転するよう
になっている。

【００２４】また、駆動軸35の右半分には、例えば図１
に示す排気時期制御装置41を作動させるためのガバナ装
置42が補機として設けられている。したがって、駆動軸
35はウォーターポンプ30の駆動軸とガバナ装置42の駆動
軸を兼ねた兼用駆動軸となっている。

【００２５】そして、駆動軸35とクランク軸６との間に
は中間軸43が軸受44,45 によって回転自在に軸支されて
おり、この中間軸43に第一中間ギヤ46と第二中間ギヤ47
が互いに回転一体に設けられている。内側に位置する第
一中間ギヤ46はクランク軸６に設けられた前記ドライブ
ギヤ10に噛み合い、外側に位置する第二中間ギヤ47は駆
動軸35に回転一体に設けられたドリブンギヤ、即ち前記
ガバナ装置42のガバナドリブンギヤ48に噛み合ってい
る。

【００２６】したがって、クランク軸６の回転が中間軸
43を経て駆動軸35に伝達され、ウォーターポンプ30とガ
バナ装置42が駆動される。ところで、第一中間ギヤ46お
よび第二中間ギヤ47の歯数は同一にされているため、ク
ランク軸６の回転は変速されることなく駆動軸35に伝達
される。

【００２７】ウォーターポンプ30のインペラ40が回転す
ると、ラジエータで熱交換された冷却水が吸入通路32か
らポンプ室31内に吸入され、吐出通路33から吐出され
る。吐出された冷却水は、排気ポートジャケット26、シ
リンダジャケット25、燃焼室ジャケット27の順に循環し
てシリンダアッセンブリ５全体を冷却する。その後、冷
却水は前記冷却水取出口28より取り出され、再びラジエ
ータに流されて熱交換される。

【００２８】このように、クランク軸６の回転を複数の
中間ギヤ（第一中間ギヤ46および第二中間ギヤ47）を介
してウォーターポンプ30とガバナ装置42の駆動軸35に伝
達する構造としたことにより、ウォーターポンプ30とガ
バナ装置42をクランク軸６から離すと同時にクランクケ
ース２の幅方向中央部に寄せて設置することができる
（特に本実施例ではウォーターポンプ30がクランクケー
ス２のほぼ中央部に設けられている）。

【００２９】このため、エンジンの設計自由度が大きく
向上し、しかもウォーターポンプ30がクランクケース２
の側面に突出しなくなるので、エンジン幅が狭まって非
常にコンパクトになる。特に、本実施例のように駆動軸
35がウォーターポンプ30の駆動軸とガバナ装置42の駆動
軸を兼ねて長く形成されていても、駆動軸35自体をクラ
ンクケース２の幅方向内側に配置することができるの
で、エンジンのコンパクト性が損なわれない。

【００３０】また、ウォーターポンプ30がクランクケー
ス２の側面に突出しなくなることから、ウォーターポン
プ30が外部からの衝撃に対して保護されるとともに、特
に２サイクルエンジンの場合にはクランクケース２の近
傍を通る図示しない排気マフラの膨脹室がウォーターポ
ンプ30に干渉する懸念がなくなるので、上記膨脹室の外
径を大きくして内部容量を増大させ、エンジン出力を向
上させることができる。

【００３１】さらに、クランク軸６のドライブギヤ10の
歯数と、これに噛み合う第一中間ギヤ46の歯数を異なら
せたり、第一中間ギヤ46と第二中間ギヤ47の歯数を異な
らせることが自由に行えるので、クランク軸６の回転を
任意に変速して駆動軸35に伝達することができる。この
ため、従来のようにクランク軸６の回転速度に合わせて
ウォーターポンプ30やガバナ装置42の特性を設定する必
要がなくなり、この点からもエンジンの設計自由度が向
上する。

【００３２】なお、本実施例では駆動軸35がウォーター
ポンプ30の駆動軸とガバナ装置42の駆動軸を兼ねている
が、それぞれの駆動軸を別軸に構成してもよい。また、
中間軸43を２軸以上設けたり、中間ギヤを３枚以上設け
ても構わない。さらに、補機としてはガバナ装置42に限
らず、例えばバランサ装置や発電装置、あるいはオイル
ポンプ等の装置であってもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る水冷
式エンジンのウォーターポンプおよび補機類駆動構造
は、クランクケースに設けられた冷却水循環用のウォー
ターポンプと補機類とがクランク軸によって駆動される
水冷式エンジンのウォーターポンプおよび補機類駆動構
造において、上記ウォーターポンプおよび補機類の駆動
軸とクランク軸との間に複数の中間ギヤを互いに回転一
体かつ回転自在に軸支し、これらの中間ギヤの一枚をク
ランク軸に回転一体に設けられたドライブギヤに噛み合
わせ、他のギヤをウォーターポンプおよび補機類の駆動
軸に回転一体に設けられたドリブンギヤに噛み合わせた
ことを特徴とするものである。

【００３４】このように、複数の中間ギヤを介してウォ
ーターポンプと補機類を駆動することにより、ウォータ
ーポンプと補機類をクランク軸から離すと同時にクラン
クケースの幅方向中央部に寄せて設置することができ
る。このため、エンジンの設計自由度が大きく向上し、
しかもウォーターポンプがクランクケースの側面に突出
しなくなるので、エンジン幅が狭まってコンパクト化さ
れ、併せてウォーターポンプが外部からの衝撃に対して
保護される。

【００３５】また、ウォーターポンプがクランクケース
の側面に突出しなくなることから、特に２サイクルエン
ジンの場合はクランクケースの近傍を通る排気マフラの
膨脹室がウォーターポンプに干渉する懸念がなくなるた
め、上記膨脹室の外径を大きくして容量を増大させ、エ
ンジン出力を向上させることができる。

【００３６】さらに、クランク軸のドライブギヤの歯数
と、これに噛み合う中間ギヤの歯数を異ならせたり、複
数の中間ギヤ間の歯数を異ならせることにより、クラン
ク軸の回転を任意に変速してウォーターポンプや補機類
に伝えることができる。このため、クランク軸の回転速
度に合わせてウォーターポンプや補機類の特性を設定す
る必要がなくなり、この点からもエンジンの設計自由度
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された水冷式エンジンの縦断面
図。

【図２】図１のII-II 線に沿って展開した横断面図で、
本発明の一実施例を示す図。

【図３】従来の技術を示す水冷式エンジンのクランクケ
ース横断面図。

【符号の説明】

１ 水冷式エンジン ２ クランクケース ６ クランク軸 １０ ドライブギヤ ３０ ウォーターポンプ ３５ 駆動軸 ４０ インペラ ４２ 補機としてのガバナ装置 ４３ 中間軸 ４６ 第一中間ギヤ ４７ 第二中間ギヤ ４８ ガバナドリブンギヤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクケースに設けられた冷却水循環
   用のウォーターポンプと補機類とがクランク軸によって
   駆動される水冷式エンジンのウォーターポンプおよび補
   機類駆動構造において、上記ウォーターポンプおよび補
   機類の駆動軸とクランク軸との間に複数の中間ギヤを互
   いに回転一体かつ回転自在に軸支し、これらの中間ギヤ
   の一枚をクランク軸に回転一体に設けられたドライブギ
   ヤに噛み合わせ、他のギヤをウォーターポンプおよび補
   機類の駆動軸に回転一体に設けられたドリブンギヤに噛
   み合わせたことを特徴とする水冷式エンジンのウォータ
   ーポンプおよび補機類駆動構造。