CN1532385A - 发动机冷却用水泵 - Google Patents

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    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps

Abstract

一种发动机用冷却水泵，是在把收纳在设于发动机主体上的泵外壳内的叶轮安装于旋转自如地支承在上述泵外壳的旋转轴端部上的发动机用冷却水泵中，在叶轮(141)的中间部，至少在叶轮(141)一侧的部分上，设有使沿轴向具有平整外周面的旋转轴(140)的端部嵌合的嵌合凹部(142)，并且插通叶轮(141)中间部的螺栓(143)，同轴拧紧在处于被嵌入嵌合凹部(142)状态的旋转轴(140)的端部上。这种发动机用冷却水泵，在可避免成本升高的同时、可提高叶轮对旋转轴的安装强度的可靠性。

Description

发动机冷却用水泵
技术领域
本发明涉及一种将收纳在发动机主体上设置的泵外壳内的叶轮、安装在旋转自如地支承在上述泵外壳上的旋转轴端部的发动机冷却用水泵的改良。
背景技术
通过将设置于旋转轴一端外周上的外螺纹与叶轮的中间部位以螺纹结合而固定住、把叶轮安装在旋转轴端部上的发动机冷却用水泵已见诸于如专利文献1等。
【专利文献1】
特开2000-88056号公报
然而，受到泵外壳内的冷却液的流体阻力而产生的反作用力，虽然通过旋转的叶轮作为弯曲载荷而作用于旋转轴上，但在上述原有技术的旋转轴端部，同轴设有外圆周具有外螺纹的小直径轴部，由于上述弯曲载荷集中作用于该轴部的基部，所以要想实现发动机的高转速化以及叶轮的大型化的话，恐怕会影响到直径比较小的上述轴部基部的强度可靠性，并且要想加大上述轴部的直径的话，则将导致旋转轴的直径变大，从而导致必须变更构成水泵的其它部件成本的升高。
发明内容
本发明鉴于上述有关情况，其目的是提供一种在避免成本升高同时提高叶轮安装到旋转轴上的强度可靠性的发动机冷却用水泵。
为了实现上述目的，  本发明之1所述的发动机冷却用水泵，将收纳于设在发动机主体上的泵外壳内的叶轮、安装于旋转自如地支撑在所述泵外壳上的旋转轴的端部；其特征在于：在所述叶轮的中间部，至少在所述叶轮一侧的部分，设有使沿轴向具有平整外周面的所述旋转轴的端部嵌合的嵌合凹部，并且插通所述叶轮中间部的螺栓，被同轴拧紧在处于被嵌入在所述嵌合凹部上的状态的所述旋转轴的端部。
根据这种本发明之1所述的结构，由于旋转轴端部，以嵌入在叶轮中间部位的嵌合凹部的状态与叶轮固定，所以，弯曲载荷将作用于旋转轴以及叶轮的嵌合部，能够使弯曲载荷不作用于螺栓。另外，由于旋转轴的至少叶轮一侧的外周面没有台阶差形成为平整的，所以在上述嵌合部旋转轴直径比较大，不需要使旋转轴本身直径变大就能够提高叶轮安装强度的可靠性，不用变更构成水泵的其它部件等，能够避免成本的升高。而且，由于不用在旋转轴的叶轮一侧的部分外周面加工出台阶差等，因此能够降低成本。
另外，本发明之2所述的发动机冷却用水泵，是在所述本发明之1的基础上，其特征在于：在所述叶轮的中间部，将使所述螺栓的扩径头部不能相对旋转地嵌合的配合凹部、设置在面朝与所述嵌合凹部相反一侧，将所述旋转轴以及叶轮的旋转方向、设定在利用所述叶轮受到来自所述泵外壳内的冷却液的阻力而使所述螺栓拧得更紧的方向。根据这种结构，即使螺栓变松，由于因叶轮的旋转使螺栓拧得更紧，所以，能够维持螺栓对旋转轴的牢靠的固定，即，叶轮对旋转轴的牢靠的固定。
附图说明
图1是发动机的侧视图。
图2是沿图1的2-2线的剖面图。
图3是沿图2的3-3线的剖面图。
图4是沿图1的4-4线的放大剖面图。
图5是沿图4的5-5线的剖面图。
图中：15-发动机主体，130-水泵，131-泵外壳，140-旋转轴，141-叶轮，142-嵌合凹部，143-螺栓，143a-扩径头部，144-配合凹部。
具体实施方式
以下基于附图所示的本发明的一实施例来说明本发明的实施方式。
图1～图5所示的是本发明的一实施例，图1是发动机的侧视图，图2是沿图1的2-2线的剖面图，图3是沿图2的3-3线的剖面图，图4是沿图1的4-4线的放大剖面图，图5是沿图4的5-5线的剖面图。
首先，在图1以及图2中，该直列4汽缸发动机，例如是搭载在机动二轮车上的发动机，具有朝前上方倾斜的汽缸轴线C的发动机主体15，包括：一体式形成直列设置4个汽缸筒16…的汽缸部17以及连接在该汽缸部17下部的上箱体18的汽缸体19，和为了与上述上箱体18一起构成曲轴箱21而结合在汽缸体19下部的下箱体20，和结合在下箱体20的下部、即曲轴箱21下部的油泵22，和结合在上述汽缸体19上部的汽缸头23，和结合在该汽缸头23上部的缸盖24。
分别与各汽缸筒16滑动自如地嵌合的活塞25…，通过活塞杆26…连接在曲柄轴27…上，该曲柄轴27…旋转自如地支承在设置于曲轴箱21内的多个曲轴轴颈壁28…上。
在从沿曲柄轴27轴向一侧的曲轴轴颈壁28突出来的曲柄轴27一端，安装有超越离合器29。
超越离合器29，用于将来自具有与曲柄轴27平行的旋转轴线并安装在发动机主体15中曲轴箱21上箱体18内的启动电机34的旋转动力输入到曲柄轴27上，在启动电机34以及超越离合器29之间设有启动齿轮传动装置35。
该启动齿轮传动装置35，具有：固定在启动电机34输出轴上的小齿轮57、与该小齿轮57啮合的大直径齿轮58、与大直径齿轮58一体旋转的小直径齿轮59、与小直径齿轮59啮合的怠速齿轮60、与怠速齿轮60啮合并固定在超越离合器29的离合器内座圈31上的内齿圈61；启动电机34的输出，通过小齿轮57以及大直径齿轮58、小直径齿轮59以及怠速齿轮60、怠速齿轮60以及内齿圈61三档减速，通过超越离合器29传递给曲柄轴27。
而曲柄轴27的输出，由变速器36变速并传递给作为驱动轮的后轮，装有变速器36的主轴37，具有与曲柄轴27平行的轴线并通过球轴承38旋转自如地支承在曲轴箱21的上箱体18上。
在主轴37的一端，安装有介于曲柄轴27以及主轴37之间的起步离合器39，在作为该起步离合器39输入侧的离合器外壳40上，通过齿轮51、52从曲柄轴27输入动力，在起步离合器39处于连接状态时，来自曲柄轴27的动力将通过起步离合器39传递给主轴37。
这里，上述超越离合器29以及起步离合器39，配置在沿曲柄轴27的轴线一侧、从汽缸体19以及下箱体20的侧壁突出来的位置，覆盖超越离合器29以及起步离合器39的罩55固定在汽缸体19以及下箱体20的上述侧壁上。
曲柄轴27的另一端，插入形成于沿曲柄轴27的轴线另一侧的汽缸体19的侧壁和固定在该汽缸体19上的发电机罩64之间的发电机室65中，在该发电机室65内，在曲柄轴27的另一端固定有转子66。另外，在发电机罩64的内面上固定有被上述转子66围绕的定子67，转子66以及定子67构成发电机68。
同时参照图3，在汽缸体19的汽缸部17以及汽缸头23之间，形成有面对各活塞25…顶部的燃烧室70…，在汽缸头23上，每个燃烧室70…都配有一对可进行开关动作的吸气阀71…以及排气阀72…，并由阀簧73…、74…对各吸气阀71…以及排气阀72…施加向关闭阀的方向的弹力。
与各吸气阀71…的顶部接触的挺杆75…，沿各吸气阀71…的开关动作轴线方向可滑动地与汽缸头23嵌合，同时，与各排气阀72…的顶部接触的挺杆76…，沿各排气阀72…的开关动作轴线方向可滑动地与汽缸头23嵌合。
吸气侧凸轮77…，从与吸气阀71…相反侧滑动接触挺杆75…，排气侧凸轮78…，从与排气阀72…相反侧滑动接触挺杆76…。吸气侧凸轮77…与吸气侧凸轮轴79设为一体，排气侧凸轮78…与排气侧凸轮轴80设为一体。
在汽缸头23上，一体设有由吸气侧凸轮轴79以及排气侧凸轮轴80共用并配置在对应于各燃烧室70…的位置上的凸轮轴颈壁81…，和由吸气侧凸轮轴79以及排气侧凸轮轴80共用并配置在沿两凸轮轴79、80的轴向一端的凸轮轴颈壁82，吸气侧凸轮轴79以及排气侧凸轮轴80旋转自如地支承在由吸气侧凸轮轴79以及排气侧凸轮轴80共用并分别固定在上述凸轮轴颈壁81…、82上的凸轮支架83…、84和上述凸轮轴颈壁81…、82上。而且，4个上述凸轮支架83…，每一对连接为一体。
曲柄轴27的旋转力减速至1/2并利用定时传动装置85传递给吸气侧以及排气侧凸轮轴79、80。
该定时传动装置85，具有：在曲柄轴27轴向一侧的曲轴轴颈壁28以及超越离合器29之间、固定在曲柄轴27上的驱动链轮86，和固定在吸气侧凸轮轴79一端的从动链轮87，和固定在排气侧凸轮轴80一端的从动链轮88，和卷挂在各链轮86、87、88上的无接头凸轮轴传动链89。而且，驱动链轮86和凸轮轴传动链89的下部被收纳在汽缸体19以及罩55之间，凸轮轴传动链89的上部，被收纳在设在汽缸头23上的凸轮轴传动链室90内并可以移动。
在图3以及图4中，在曲轴箱21的下箱体20内，安装了具有与曲柄轴27平行的旋转轴线的油泵108，无接头链条110被卷挂在与起步离合器39的离合器外壳40不能相对转动地配合的驱动链轮109、和固定在油泵108的旋转轴111上的从动链轮107上。
油泵108为转子式机油泵，它具有泵外壳100、固定在旋转轴111上并被收纳在泵外壳100内的内转子104、与该内转子104啮合并收纳在泵外壳100内的外转子105；泵外壳100，由在曲轴箱21内与下箱体20一体设置的箱体部101、和用多个螺栓103…固定在该箱体部101上的罩102构成，上述旋转轴111，旋转自如地穿过泵外壳100并旋转自如地支承在该泵外壳100上。
油底壳22内的机油，通过滤油网112用油泵108吸上来，从油泵108将机油排到设在下箱体20内的排出路114内。而且，在排出路114以及油底壳22之间，装有减压阀113，使排出路114维持恒定的油压。
向在曲轴轴颈壁28…以及曲柄轴27之间的润滑部和变速器36上，由设在曲轴箱21的下箱体20内的主油道115供给机油，该主油道115，通过滤油器116和油冷却器(未图示)与油泵108的排出口连接，向曲轴轴颈壁28…以及曲柄轴27之间的润滑部导油的通路120…，设在下箱体20内并通过主油道115。
另外，在曲轴箱21的下箱体20内，设有将机油导向汽缸头23一侧的连接在与主油道115直列的滤油器116的出口上的辅助油道117。
辅助油道117，使滤油器116的出口与油冷却器(未图示)相通，同时使设在曲轴箱21内的油路124与滤油器116相通，该油路124，通过设在汽缸体19的汽缸部17内的油路125与汽缸头23周围的油路126相连通。
在与上述油泵108同轴的位置上，配置有水泵130，该水泵130的泵外壳131被安装在曲轴箱21的下箱体20上与上述油泵108相反一侧的外壁上。
上述泵外壳131，由外壳主体132和固定在该外壳主体132上的罩133构成。外壳主体132延伸成圆柱状，同时具有一端液密地嵌入设在上述下箱体20内的插入孔134内的轴支承部132a、和在该轴支承部132a的另一端一体连设的盘状部132b，上述罩133，由多个螺栓136…固定在盘状部132b上，以便与上述盘状部132b之间形成泵室135。而且，在盘状部132b以及罩133之间，装有密封泵室135外周的密封垫137。另外，插通罩133以及上述盘状部132b的螺栓138，固定在突出设于上述下箱体20上的支承凸起139上，以便支承上述盘状部132b。
在外壳主体132的轴支承部132a上，旋转自如地支承着同轴穿过该轴支承部132a的旋转轴140，该旋转轴140的一端与上述油泵108上的旋转轴111的另一端不能相对旋转地连接在一起。即，旋转轴140，根据来自曲柄轴27的传递旋转动力而旋转。
同时参照图5，在插入泵室135内的上述旋转轴140的另一端，安装有收纳在泵室135中的叶轮141，旋转轴140的至少叶轮141一侧部分的外周面，在本实施例中，由于在可以确定旋转轴140的轴向位置的该旋转轴140的一端设有朝径向外方伸出的凸缘部140a，所以就是除去设有该凸缘部140a部分的外周面，沿轴向平整地形成。
为了将叶轮141安装在旋转轴140的另一端，在叶轮141的中间部位设有使旋转轴140的另一端嵌合的嵌合凹部142，插通叶轮141中间部位的螺栓143，同轴地拧紧在处于嵌入嵌合凹部142状态的旋转轴140的另一端。
另外，在叶轮141的中间部位，例如面对与上述嵌合凹部142相反一侧，设有六角形状的配合凹部144，使上述螺栓143所具有的六角型扩径头部143a不能相对旋转地嵌入到该配合凹部144中。
而且，把旋转轴140以及叶轮141的旋转方向设定为通过上述叶轮141受到的来自泵室135内的冷却液的阻力、而使与叶轮141不能相对旋转的上述螺栓143拧得更紧的方向。
在外壳主体132中的轴支承部132a的泵室135一侧端部以及叶轮141之间，设有围绕旋转轴140的原有技术中所周知的机械式密封145，在上述轴支承部132a的中间部以及旋转轴140之间，设有环状的油密封146。
这种水泵130，通过调温器(未图示)从发动机主体15的汽缸体19以及设在汽缸头23上的外罩147内的汽缸头23一侧的外罩147吸引冷却液，同时，从未图示出的冷却器吸取冷却液，并向上述汽缸体19侧的外罩147以及油冷却器送出冷却液，如图4所示，用于从调温器导出冷却液的软管149与设在罩133上的连接管148相连接。
其次，对本实施例的作用进行说明，在水泵130中，将收纳在泵外壳131的泵室135中的叶轮141安装在旋转轴140的另一端，同时在叶轮141的中间部，至少在上述叶轮141一侧的部分，设有使沿轴向具有平整的外周面的旋转轴140的另一端嵌合的嵌合凹部142，被插通在叶轮中间部的螺栓143，同轴拧紧在处于嵌入嵌合凹部142状态的旋转轴140的另一端。
采用这种将叶轮141安装到旋转轴140上的结构，因受到泵室135内的冷却液的流体阻力产生的反作用力，成为作用于旋转轴140以及叶轮141的嵌合部上的弯曲负荷，螺栓143不受到弯曲负荷。而且，由于旋转轴140的至少叶轮141一侧的外周面没有台阶差而形成为平整面，所以在嵌合凹部142的嵌合部旋转轴140直径较大，不使旋转轴140本身的直径变大，能够提高叶轮141的安装强度的可靠性。因此，能够使叶轮141稳定地旋转并实现发动机的高转速化以及叶轮141的大型化，从而获得高冷却效果，另外，不用变更构成水泵130的其它部件等，能够避免成本升高，而且，由于不用在旋转轴140的叶轮141一侧部分的外周面加工出台阶差，因此还能够降低成本。
另外，在叶轮141的中间部，使螺栓143的扩径头部143a不能相对旋转地嵌合的配合凹部144，面朝嵌合凹部142的相反一侧而设置，旋转轴140以及叶轮141的旋转方向被设定在利用叶轮141受到的来自泵室135内的冷却液的阻力而使螺栓143拧得更紧的方向，即使螺栓143变松，也会由叶轮141的旋转使螺栓143更加拧紧，所以，能够维持对螺栓143的旋转轴140的牢靠的连接，即，对叶轮141的旋转轴140的牢靠的连接。
以上对本发明的实施例进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例，可以进行不脱离本发明范围所记载的本发明的各种设计变更。
如上所述，采用本发明之1所述的发明，可避免成本升高，同时，能够提高叶轮安装强度的可靠性。
另外，采用本发明之2所述的发明，能够维持对叶轮的旋转轴的牢靠连接。

Claims (2)

1.一种发动机用冷却水泵，将收纳于设在发动机主体(15)上的泵外壳(131)内的叶轮(141)、安装于旋转自如地支撑在所述泵外壳(131)上的旋转轴(140)的端部；其特征在于：
在所述叶轮(141)的中间部，至少在所述叶轮(141)一侧的部分，设有使沿轴向具有平整外周面的所述旋转轴(140)的端部嵌合的嵌合凹部(142)，并且插通所述叶轮(141)中间部的螺栓(143)，被同轴拧紧在处于被嵌入在所述嵌合凹部(142)上的状态的所述旋转轴(140)的端部。
2.根据权利要求1所述的发动机用冷却水泵，其特征在于：在所述叶轮(141)的中间部，将使所述螺栓(143)的扩径头部(143a)不能相对旋转地嵌合的配合凹部(144)、设置在面朝与所述嵌合凹部(142)相反一侧，将所述旋转轴(140)以及叶轮(141)的旋转方向、设定在利用所述叶轮(141)受到来自所述泵外壳(131)内的冷却液的阻力而使所述螺栓(143)拧得更紧的方向。
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