JP2019132164A - ウォーターポンプの固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数や組付工数の増加を抑制しつつ、ウォーターポンプをシリンダヘッドに対して正確に位置決めし、ウォーターポンプをシリンダヘッドに安定的に固定する。【解決手段】本発明に係るウォーターポンプ９の固定構造は、吸気バルブ及び排気バルブを駆動させる動弁機構７と、動弁機構７を支持するシリンダヘッド４と、シリンダヘッド４及び動弁機構７を覆うヘッドカバーと、動弁機構７によって駆動されるウォーターポンプ９と、を備え、シリンダヘッド４は、ヘッドカバーとの合わせ面４ｂを切り欠いた円弧形状の切欠面２５ａが形成された側壁２５と、切欠面２５ａと対向する円弧形状の対向面２６ａが形成されており、側壁２５と一体で設けられた対向壁２６と、を備え、ウォーターポンプ９は、切欠面２５ａと対向面２６ａによって構成される円形状のウォーターポンプ支持孔４８に嵌り込んだ状態で、シリンダヘッド４に固定されている。【選択図】図５

Description

本発明は、水冷式エンジンに用いられるウォーターポンプの固定構造に関する。

従来、水冷式エンジンにはウォーターポンプが設けられており、このウォーターポンプによって圧送される冷却水によってエンジンの各部（例えば、シリンダやシリンダヘッド）が冷却されている。

例えば、特許文献１には、カム軸の軸線方向に配置されるウォーターポンプと、前記カム軸を支持するシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに取り付けられるシリンダヘッドカバーと、前記シリンダヘッドの端部と前記シリンダヘッドカバーの端部との間に配置される取付部材と、を備えたエンジンが開示されている。前記取付部材は、円形状のリング部を含むガスケットと、前記リング部の孔に挿入されており、前記ウォーターポンプが取り付けられる筒状のカラー部材と、を有している。

特開２０１５−１０５５１号公報

特許文献１では、シリンダヘッドとは別体で設けられた取付部材を介してウォーターポンプがシリンダヘッドに支持されている。そのため、エンジンの部品点数や組付工数が増加し、エンジンの製造コストが上昇する。加えて、取付部材は、ゴム製のガスケットと金属製のカラー部材を組み合わせて形成されている。そのため、エンジンの部品点数が一層増加している。

また、特許文献１では、シリンダヘッドとウォーターポンプの間にゴム製のガスケットのリング部が配置されている。そのため、ウォーターポンプのシリンダヘッドに対する位置がずれやすく、ウォーターポンプをシリンダヘッドに対して正確に位置決めするのは困難である。なお、位置決め部品（例えば、ノックピン）によってウォーターポンプをシリンダヘッドに対して位置決めすれば、ウォーターポンプのシリンダヘッドに対する位置決め精度をある程度向上させることはできる。しかしながら、位置決め部品を用いると、エンジンの部品点数や組付工数が更に増加し、エンジンの製造コストが更に上昇する。

更に、特許文献１では、取付部材がゴム製のガスケットを主体として構成されているため、取付部材の剛性が低い。そのため、取付部材を介してウォーターポンプをシリンダヘッドに安定的に固定することは困難であり、ウォーターポンプの振動が増大し、ウォーターポンプの耐久性が低下する恐れがある。

そこで、本発明は、部品点数や組付工数の増加を抑制しつつ、ウォーターポンプをシリンダヘッドに対して正確に位置決めし、ウォーターポンプをシリンダヘッドに安定的に固定することを目的とする。

本発明に係るウォーターポンプの固定構造は、吸気バルブ及び排気バルブを駆動させる動弁機構と、前記動弁機構を支持するシリンダヘッドと、前記シリンダヘッド及び前記動弁機構を覆うヘッドカバーと、前記動弁機構によって駆動されるウォーターポンプと、を備え、前記シリンダヘッドは、前記ヘッドカバーとの合わせ面を切り欠いた円弧形状の切欠面が形成された側壁と、前記切欠面と対向する円弧形状の対向面が形成されており、前記側壁と一体で設けられた対向壁と、を備え、前記ウォーターポンプは、前記切欠面と前記対向面によって構成される円形状のウォーターポンプ支持孔に嵌り込んだ状態で、前記シリンダヘッドに固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、部品点数や組付工数の増加を抑制しつつ、ウォーターポンプをシリンダヘッドに対して正確に位置決めし、ウォーターポンプをシリンダヘッドに安定的に固定することができる。

本発明の一実施例に係るエンジンを示す左側面図である。 本発明の一実施例に係るシリンダヘッド及びその周辺部を示す右側面図である。 本発明の一実施例に係るシリンダヘッド及びその周辺部を示す、左前方から見た斜視図である。 本発明の一実施例に係るシリンダヘッド及びその周辺部を示す、前方やや上側から見た斜視図である。 図４のＶ−Ｖ断面図である。 本発明の一実施例に係るシリンダヘッド及びその周辺部を示す左側面図である。

本発明の一実施形態に係るウォーターポンプの固定構造は、吸気バルブ及び排気バルブを駆動させる動弁機構と、前記動弁機構を支持するシリンダヘッドと、前記シリンダヘッド及び前記動弁機構を覆うヘッドカバーと、前記動弁機構によって駆動されるウォーターポンプと、を備え、前記シリンダヘッドは、前記ヘッドカバーとの合わせ面を切り欠いた円弧形状の切欠面が形成された側壁と、前記切欠面と対向する円弧形状の対向面が形成されており、前記側壁と一体で設けられた対向壁と、を備え、前記ウォーターポンプは、前記切欠面と前記対向面によって構成される円形状のウォーターポンプ支持孔に嵌り込んだ状態で、前記シリンダヘッドに固定されていることを特徴とする。

このような構成を採用することで、シリンダヘッドに一体で設けられた側壁と対向壁によってウォーターポンプを直接支持することができる。そのため、シリンダヘッドとは別体で設けられた取付部材を介してウォーターポンプがシリンダヘッドに支持される場合と比較して、部品点数や組付工数を削減し、製造コストを低下させることができる。

また、上記のように、シリンダヘッドに一体で設けられた側壁と対向壁によってウォーターポンプを直接支持することができるため、シリンダヘッドとウォーターポンプの間にゴム製のガスケットが配置される場合と比較して、ウォーターポンプのシリンダヘッドに対する位置がずれにくくなる。そのため、ウォーターポンプをシリンダヘッドに対して正確に位置決めすることができる。

更に、上記のように、シリンダヘッドに一体で設けられた側壁と対向壁によってウォーターポンプを直接支持することができるため、ゴム製のガスケットを主体として構成される取付部材を介してウォーターポンプがシリンダヘッドに支持される場合と比較して、ウォーターポンプを支持する部分の剛性を高めることができる。そのため、ウォーターポンプをシリンダヘッドに安定的に固定することができ、ウォーターポンプの振動を十分に抑制し、ウォーターポンプの耐久性を向上させることができる。

（エンジン１）
以下、図面に基づき、本発明の一実施例に係るエンジン１について説明する。エンジン１は、例えば、スクータ型の自動二輪車に搭載される水冷式エンジンである。各図に適宜付される矢印Ｆｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれエンジン１の前方、後方、左方、右方、上方、下方を示している。

図１、図２を参照して、エンジン１は、クランクケース２と、クランクケース２の前方に配置されているシリンダ３と、シリンダ３の前方に配置されているシリンダヘッド４と、シリンダヘッド４の上部に取り付けられている吸気バルブ５と、シリンダヘッド４の下部に取り付けられている排気バルブ６と、シリンダヘッド４の前部に支持されている動弁機構７と、シリンダヘッド４及び動弁機構７を前方から覆うヘッドカバー８と、シリンダヘッド４及びヘッドカバー８の左方に配置されているウォーターポンプ９と、を主体として構成されている。以下、これらの構成要素及びその関連要素について、順番に説明する。

（クランクケース２）
図１を参照して、クランクケース２の前上部にはブラケット２ａが設けられており、このブラケット２ａを介してエンジン１が自動二輪車の車体フレーム（図示せず）に懸架されている。クランクケース２には、クランクシャフト１１が回転可能に収容されている。クランクシャフト１１が回転すると、この回転が無段階変速機、遠心クラッチ及び減速装置（いずれも図示せず）を介して自動二輪車の駆動輪（図示せず）に伝達され、駆動輪が回転する。無段階変速機は、変速機カバー１２によって左方から覆われている。

（シリンダ３）
図２を参照して、シリンダ３は、略水平な姿勢（正確には、前方に向かって僅かに上側に傾斜する姿勢）で設けられている。シリンダ３には、ピストン１４が往復運動可能に収容されている。ピストン１４は、コネクティングロッド１５を介してクランクシャフト１１に接続されている。

（シリンダヘッド４）
図３〜図５を参照して、シリンダヘッド４は、前方に向かって開口された箱型を成している。シリンダヘッド４の外周部の四隅には、それぞれ、ボス４ａが設けられている。シリンダヘッド４の前縁部（開口縁部）には、ヘッドカバー８との合わせ面４ｂが形成されている。

シリンダヘッド４は、底壁２１と、底壁２１の上端部から前方に向かって延びている上側壁２２と、底壁２１の下端部から前方に向かって延びている下側壁２３と、底壁２１の右端部から前方に向かって延びている右側壁２４と、底壁２１の左端部から前方に向かって延びている左側壁２５と、左側壁２５から前方に向かって突出している対向壁２６と、左側壁２５及び対向壁２６から左方に向かって突出しているガイド壁２７と、底壁２１の左側部から前方に向かって延びている第１支持壁２８と、底壁２１の右側部から前方に向かって延びている第２支持壁２９と、を備えている。なお、シリンダヘッド４の各壁２１〜２９は、すべて一体で設けられている。

シリンダヘッド４の底壁２１の右上部、右下部、左上部、左下部には、それぞれ、円筒状の締結ボス３１が前方に向かって突出している。各締結ボス３１の前端面（先端面）には、締付座面３１ａが形成されている。図５を参照して、シリンダ３及びシリンダヘッド４は、各締結ボス３１を貫通する締結ボルト３２によってクランクケース２（図１参照）に締結されている。

図５を参照して、シリンダヘッド４の底壁２１の左側部には、連通孔２１ａが形成されている。連通孔２１ａは、シリンダ３の内部空間とシリンダヘッド４の内部空間を連通させている。これにより、クランクケース２からシリンダ３を介してシリンダヘッド４まで連続するカムチェーン室３４が形成されている。以下、カムチェーン室３４のうちでシリンダヘッド４内に位置する部分のことを、「カムチェーン室３４の前部」と称する。

シリンダヘッド４の底壁２１の右端部には、プラグ孔２１ｂが形成されている。プラグ孔２１ｂには、点火プラグ３５（図５では、一部の外形のみを破線で表示）が取り付けられている。点火プラグ３５の先端部は、シリンダ３とシリンダヘッド４の間に形成された燃焼室３６に挿入されている。図２を参照して、燃焼室３６の上部には吸気口３６ａが形成されており、燃焼室３６の下部には排気口３６ｂが形成されている。

シリンダヘッド４の上側壁２２には、燃焼室３６と連通する吸気ポート２２ａが開口されている。吸気ポート２２ａには、吸気ユニット４１（図１参照）が接続されている。吸気ユニット４１は、吸気ポート２２ａに接続されているスロットルボディ４３と、スロットルボディ４３に接続されているエアクリーナ４４と、を備えている。

図２を参照して、シリンダヘッド４の下側壁２３には、燃焼室３６と連通する排気ポート２３ａが開口されている。排気ポート２３ａには、排気ユニット（図示せず）が接続されている。排気ユニットは、排気ポート２３ａに接続されている排気管と、この排気管に接続されているマフラと、を備えている。

図３、図５、図６を参照して、シリンダヘッド４の左側壁２５は、シリンダヘッド４全体の左端部（左右方向一方側の端部）に位置している。左側壁２５は、カムチェーン室３４の前部の左側（左右方向一方側）を覆っている。左側壁２５には、合わせ面４ｂを後方に向かって切り欠いた切欠面２５ａが形成されている。切欠面２５ａは、左側面視（左右方向視）で半円形状（円弧形状の一例）を成している。左側壁２５の左面（外面）の後部と上部と下端部には、それぞれ、円筒状の固定ボス２５ｂが突出している。

シリンダヘッド４の対向壁２６は、合わせ面４ｂから前方に向かって突出しており、左側面視で半円形状（円弧形状の一例）を成している。対向壁２６の内面には、左側壁２５の切欠面２５ａと対向する対向面２６ａが形成されている。対向面２６ａは、左側面視で半円形状（円弧形状の一例）を成している。対向面２６ａは、左側壁２５の切欠面２５ａと共にウォーターポンプ支持孔４８を構成している。ウォーターポンプ支持孔４８は、左側面視で円形状を成している。

図３を参照して、シリンダヘッド４の対向壁２６の左右方向の厚みＴ１は、合わせ面４ｂにおける左側壁２５の左右方向の厚みＴ２と略同じである。例えば、厚みＴ１は、厚みＴ２に対して±１０％の範囲内にある。図３、図６を参照して、対向壁２６の径方向の幅Ｗは、厚みＴ２と同一であるか、又は、厚みＴ２よりも僅かに大きい。図５を参照して、合わせ面４ｂからの対向壁２６の最大突出長さＬ１は、合わせ面４ｂから各締結ボス３１の締付座面３１ａまでの長さＬ２以下である。

図３、図５、図６を参照して、シリンダヘッド４のガイド壁２７は、ウォーターポンプ支持孔４８の周囲において左側壁２５の左面（外面）及び対向壁２６の左面（外面）から突出している。ガイド壁２７は、左側面視で円環形状を成している。ガイド壁２７の内面は、ウォーターポンプ支持孔４８と滑らかに連続している。ガイド壁２７の内径は、左側（左右方向一方側）から右側（左右方向他方側）に向かって徐々に小さくなっている。ガイド壁２７の外径は、対向壁２６の外径よりも小さい。そのため、ガイド壁２７の外周面と対向壁２６の外周面の間には、段差４９が形成されている。ガイド壁２７の後部は、左側壁２５の左面の後部に突出している固定ボス２５ｂと一体化されている。

図３〜図５を参照して、シリンダヘッド４の第１支持壁２８は、カムチェーン室３４の前部を介して左側壁２５と対向している。第１支持壁２８の上下両端部は、それぞれ、底壁２１の左上部と左下部に突出している締結ボス３１と一体化されている。第１支持壁２８の上下両側部には、それぞれ、第１挿入孔２８ａが設けられている。各第１挿入孔２８ａは、右側（左右方向他方側）から袋加工によって形成されており、左端部が閉止された有底状を成している。言い換えると、各第１挿入孔２８ａは、カムチェーン室３４及びウォーターポンプ支持孔４８とは反対側から形成されている。第１支持壁２８の上下方向中央部には、第１嵌合孔２８ｂが設けられている。第１嵌合孔２８ｂは、第１支持壁２８の左端部から右端部まで貫通しており、無底状を成している。

シリンダヘッド４の第２支持壁２９は、左右方向に間隔を介して第１支持壁２８と対向している。第２支持壁２９の上下両側部には、それぞれ、第２挿入孔２９ａが設けられている。各第２挿入孔２９ａは、第２支持壁２９の左端部から右端部まで貫通しており、無底状を成している。第２支持壁２９の上下方向中央部には、第２嵌合孔２９ｂが設けられている。第２嵌合孔２９ｂは、右端部が閉止された有底状を成している。第２嵌合孔２９ｂの直径は、第１支持壁２８の第１嵌合孔２８ｂの直径よりも小さい。

（吸気バルブ５）
図２を参照して、吸気バルブ５は、その軸方向に沿って往復運動することで、燃焼室３６の吸気口３６ａを開閉する。吸気バルブ５は、吸気バルブスプリング（図示せず）によって、燃焼室３６の吸気口３６ａを閉止する位置に付勢されている。

（排気バルブ６）
図２を参照して、排気バルブ６は、その軸方向に沿って往復運動することで、燃焼室３６の排気口３６ｂを開閉する。排気バルブ６は、排気バルブスプリング（図示せず）によって、燃焼室３６の排気口３６ｂを閉止する位置に付勢されている。

（動弁機構７）
図３〜図５を参照して、動弁機構７は、ＳＯＨＣ（Single Over Head Camshaft）のロッカータイプである。動弁機構７は、カムシャフト５０と、カムシャフト５０の左側部に取り付けられている第１ベアリング５１と、カムシャフト５０の右端部に取り付けられている第２ベアリング５２と、カムシャフト５０の左右方向中央部に取り付けられているデコンプ装置５３と、カムシャフト５０の左端部に取り付けられているカムスプロケット５４と、カムシャフト５０の前上方に配置されている吸気ロッカーシャフト５６と、カムシャフト５０の前下方に配置されている排気ロッカーシャフト５７と、吸気ロッカーシャフト５６に取り付けられている吸気ロッカーアーム５８と、排気ロッカーシャフト５７に取り付けられている排気ロッカーアーム５９と、を備えている。なお、カムスプロケット５４は、図３では図示されていない。

動弁機構７のカムシャフト５０は、左右方向に沿って延びている。つまり、カムシャフト５０の軸方向は、左右方向である。カムシャフト５０は、その外周面に第１ベアリング５１及び第２ベアリング５２が取り付けられた状態で、シリンダヘッド４に左側（左右方向一方側）から挿入されている。言い換えると、カムシャフト５０は、シリンダヘッド４にウォーターポンプ支持孔４８側から挿入されている。カムシャフト５０は、シャフト本体６１と、シャフト本体６１の左端部の外周面に固定されている取付片６２と、を備えている。シャフト本体６１の右側部の外周面には、吸気カム６１ａと排気カム６１ｂが設けられている。シャフト本体６１の左端面には、スリット状の係合溝６１ｃが形成されている。

動弁機構７の第１ベアリング５１は、カムシャフト５０の取付片６２の外周面に取り付けられた状態で、シリンダヘッド４の第１支持壁２８の第１嵌合孔２８ｂに嵌め込まれている。これにより、第１ベアリング５１を介してカムシャフト５０が第１支持壁２８に回転可能に支持されている。第１ベアリング５１の外径は、シリンダヘッド４のウォーターポンプ支持孔４８の直径よりも小さい。

動弁機構７の第２ベアリング５２は、カムシャフト５０のシャフト本体６１の外周面に取り付けられた状態で、シリンダヘッド４の第２支持壁２９の第２嵌合孔２９ｂに嵌め込まれている。これにより、第２ベアリング５２を介してカムシャフト５０が第２支持壁２９に回転可能に支持されている。第２ベアリング５２の外径は、第1ベアリング５１の外径及びシリンダヘッド４のウォーターポンプ支持孔４８の直径よりも小さい。

動弁機構７のデコンプ装置５３は、カムシャフト５０のシャフト本体６１の外周面に取り付けられている。デコンプ装置５３は、エンジン１の始動時に排気バルブ６を僅かに開放させることで、燃焼室３６を減圧させる。これにより、エンジン１の始動トルクが低減する。

動弁機構７のカムスプロケット５４は、カムシャフト５０の取付片６２の左端部に一対の取付ボルト６３を介して取り付けられている。図６を参照して、各取付ボルト６３は、左側面視でシリンダヘッド４のウォーターポンプ支持孔４８の内側に配置されている。図５を参照して、カムスプロケット５４には、カムチェーン室３４に収容されたカムチェーン６４（図５において外形のみを破線で表示）の前端部が巻き掛けられている。カムチェーン６４の後端部は、クランクシャフト１１（図１参照）に設けられたカムドライブスプロケット（図示せず）に巻き掛けられている。これにより、カムチェーン６４を介してクランクシャフト１１とカムスプロケット５４が接続されている。

図３、図４を参照して、動弁機構７の各ロッカーシャフト５６、５７は、左右方向に沿って延びている。つまり、各ロッカーシャフト５６、５７の軸方向は、左右方向である。各ロッカーシャフト５６、５７は、右側（左右方向他方側）からシリンダヘッド４に挿入されている。言い換えると、各ロッカーシャフト５６、５７は、カムチェーン室３４及びウォーターポンプ支持孔４８とは反対側からシリンダヘッド４に挿入されている。各ロッカーシャフト５６、５７の左端部は、シリンダヘッド４の第１支持壁２８の各第１挿入孔２８ａに挿入されている。各ロッカーシャフト５６、５７の右端部は、シリンダヘッド４の第２支持壁２９の各第２挿入孔２９ａに挿入されている。このように、各ロッカーシャフト５６、５７は、シリンダヘッド４の各支持壁２８、２９に支持されている。図６を参照して、各ロッカーシャフト５６、５７は、左側面視でシリンダヘッド４の対向壁２６及びガイド壁２７と重なっている。

図３、図４を参照して、動弁機構７の吸気ロッカーアーム５８は、アーム本体５８ａと、アーム本体５８ａの下端部に取り付けられているローラー５８ｂと、アーム本体５８ａの上端部に取り付けられているタペット５８ｃと、を備えている。アーム本体５８ａの上下方向中央部は、吸気ロッカーシャフト５６の外周面に取り付けられている。これにより、吸気ロッカーアーム５８が吸気ロッカーシャフト５６を中心に揺動可能となっている。ローラー５８ｂは、カムシャフト５０のシャフト本体６１の吸気カム６１ａに接触している。タペット５８ｃは、吸気バルブ５の前端部に接触している。

動弁機構７の排気ロッカーアーム５９は、アーム本体５９ａと、アーム本体５９ａの上端部に取り付けられているローラー５９ｂと、アーム本体５９ａの下端部に取り付けられているタペット５９ｃと、を備えている。アーム本体５９ａの上下方向中央部は、排気ロッカーシャフト５７の外周面に取り付けられている。これにより、排気ロッカーアーム５９が排気ロッカーシャフト５７を中心に揺動可能となっている。ローラー５９ｂは、カムシャフト５０のシャフト本体６１の排気カム６１ｂに接触している。タペット５９ｃは、排気バルブ６の前端部に接触している。

（ヘッドカバー８）
図１を参照して、ヘッドカバー８は、後方に向かって開口された箱型を成している。ヘッドカバー８の外周部の四隅には、それぞれ、ボス８ａが設けられている。各ボス８ａは、ボルト６５によってシリンダヘッド４の各ボス４ａに締結されている。ヘッドカバー８の後縁部（開口縁部）には、シリンダヘッド４との合わせ面８ｂが形成されている。合わせ面８ｂは、ゴム製のガスケット６６を介してシリンダヘッド４の合わせ面４ｂと重ね合わされている。ヘッドカバー８の左側部には、合わせ面８ｂを前方に向かって切り欠いた切欠溝８ｃが形成されている。切欠溝８ｃは、左側面視で半円形状（円弧形状の一例）を成している。切欠溝８ｃは、ガスケット６６を介してシリンダヘッド４の対向壁２６の外周面と係合している。

（ウォーターポンプ９）
図１を参照して、ウォーターポンプ９は、左側面視でシリンダヘッド４及びヘッドカバー８に跨って配置されており、左側面視でシリンダヘッド４の合わせ面４ｂ及びヘッドカバー８の合わせ面８ｂの一部を覆っている。

図４、図５を参照して、ウォーターポンプ９は、ポンプケース７０と、ポンプケース７０に部分的に挿入されているポンプシャフト７１と、ポンプシャフト７１の右側部の外周面に取り付けられているベアリング７２と、ポンプシャフト７１の左側部の外周に配置されているシール７３と、ポンプシャフト７１の左端部に固定されているインペラ７４と、を備えている。

ウォーターポンプ９のポンプケース７０の内部には、ポンプ室７５が形成されている。ポンプケース７０は、ポンプ室７５の左側（左右方向一方側）を覆う第１ケース部７６と、ポンプ室７５の右側（左右方向他方側）を覆う第２ケース部７７と、を備えている。第１ケース部７６と第２ケース部７７は、３個のボルト７８によって互いに固定されている。第１ケース部７６と第２ケース部７７は、３個の固定ボルト７９によってシリンダヘッド４の左側壁２５の各固定ボス２５ｂに固定されている。

ポンプケース７０の第１ケース部７６の右端面には、円環状の第１リング溝７６ａが設けられている。第１リング溝７６ａには、第１Ｏリング８１が取り付けられている。第１Ｏリング８１は、第１ケース部７６の右端面と第２ケース部７７の左端面の間をシールすることで、ポンプ室７５からの水漏れを抑制している。

ポンプケース７０の第２ケース部７７の外周部には、円環状の嵌合ボス７７ａが設けられている。嵌合ボス７７ａは、シリンダヘッド４のウォーターポンプ支持孔４８に左側（左右方向一方側）から嵌り込んでいる。嵌合ボス７７ａの外周面には、円環状の第２リング溝７７ｂが設けられている。第２リング溝７７ｂには、第２Ｏリング８２が取り付けられている。第２Ｏリング８２は、嵌合ボス７７ａの外周面とウォーターポンプ支持孔４８の間をシールすることで、シリンダヘッド４からのオイル漏れを抑制している。第２ケース部７７の右端部には、開口部７７ｃが設けられている。

ウォーターポンプ９のポンプシャフト７１は、左右方向に沿って延びている。つまり、ポンプシャフト７１の軸方向は、左右方向である。ポンプシャフト７１は、動弁機構７のカムシャフト５０と同軸上に配置されている。ポンプシャフト７１の軸心は、シリンダヘッド４のウォーターポンプ支持孔４８の中心と一致している。

ポンプシャフト７１の左端部から右側部にわたる部分は、ポンプケース７０に収容されている。ポンプシャフト７１の右端部は、ポンプケース７０の第２ケース部７７の開口部７７ｃを介して、ポンプケース７０の外部に露出している。ポンプシャフト７１の右端部には、平板状の係合片７１ａが設けられている。係合片７１ａは、カムシャフト５０のシャフト本体６１の係合溝６１ｃに係合している。これにより、カムシャフト５０とポンプシャフト７１が直接連結されており、カムシャフト５０に対するポンプシャフト７１の相対的な回転が規制されている。

ウォーターポンプ９のベアリング７２は、ポンプシャフト７１の外周面に取り付けられた状態で、ポンプケース７０の第２ケース部７７の内周面に嵌り込んでいる。これにより、ベアリング７２を介してポンプシャフト７１がポンプケース７０に回転可能に支持されている。

ウォーターポンプ９のシール７３は、ポンプシャフト７１の外周面とポンプケース７０の第２ケース部７７の内周面の間をシールすることで、ポンプ室７５からの水漏れを抑制している。

ウォーターポンプ９のインペラ７４は、ポンプ室７５に収容されている。インペラ７４は、動弁機構７のカムシャフト５０及びポンプシャフト７１と同軸上に配置されている。

（各バルブ５，６及びウォーターポンプ９の駆動）
エンジン１の駆動に伴ってクランクシャフト１１が回転すると、クランクシャフト１１の回転がカムチェーン６４を介してカムスプロケット５４に伝達され、カムスプロケット５４とカムシャフト５０が一体に回転する。このようにカムシャフト５０が回転すると、カムシャフト５０のシャフト本体６１の各カム６１ａ、６１ｂが各ロッカーアーム５８、５９のローラー５８ｂ、５９ｂを押圧し、各ロッカーアーム５８、５９を揺動させる。このように各ロッカーアーム５８、５９が揺動すると、各ロッカーアーム５８、５９のタペット５８ｃ、５９ｃが各バルブ５、６を押圧し、各バルブ５、６を往復運動させる。このように各バルブ５，６が往復運動すると、各バルブ５、６が燃焼室３６の吸気口３６ａ及び排気口３６ｂを開閉させる。以上のように、動弁機構７が各バルブ５、６を直接駆動させる。

また、上記のようにカムシャフト５０が回転すると、カムシャフト５０に直接連結されたポンプシャフト７１が回転する。このようにポンプシャフト７１が回転すると、インペラ７４がポンプシャフト７１と一体に回転し、エンジン１の要冷却部（例えば、シリンダ３やシリンダヘッド４）に設けられたウォータージャケット（図示せず）へとポンプ室７５内の水が圧送される。これにより、エンジン１の要冷却部が冷却される。以上のように、動弁機構７がウォーターポンプ９を直接駆動させる。

（効果）
本実施例に係るシリンダヘッド４は、ヘッドカバー８との合わせ面４ｂを切り欠いた半円形状の切欠面２５ａが形成された左側壁２５と、切欠面２５ａと対向する半円形状の対向面２６ａが形成されており、左側壁２５と一体で設けられた対向壁２６と、を備えている。また、本実施例に係るウォーターポンプ９は、切欠面２５ａと対向面２６ａによって構成される円形状のウォーターポンプ支持孔４８に嵌り込んだ状態で、シリンダヘッド４に固定されている。

このような構成を採用することで、シリンダヘッド４に一体で設けられた左側壁２５と対向壁２６によってウォーターポンプ９を直接支持することができる。そのため、シリンダヘッド４とは別体で設けられた取付部材を介してウォーターポンプ９がシリンダヘッド４に支持される場合と比較して、部品点数や組付工数を削減し、製造コストを低下させることができる。特に、ゴム製のガスケットと金属製のカラー部材を組み合わせて形成された取付部材を介してウォーターポンプ９がシリンダヘッド４に支持される場合と比較して、部品点数や組付工数を一層削減し、製造コストを一層低下させることができる。

また、上記のように、シリンダヘッド４に一体で設けられた左側壁２５と対向壁２６によってウォーターポンプ９を直接支持することができるため、シリンダヘッド４とウォーターポンプ９の間にゴム製のガスケットが配置される場合と比較して、ウォーターポンプ９のシリンダヘッド４に対する位置がずれにくくなる。そのため、ウォーターポンプ９をシリンダヘッド４に対して正確に位置決めすることができる。

更に、上記のように、シリンダヘッド４に一体で設けられた左側壁２５と対向壁２６によってウォーターポンプ９を直接支持することができるため、ゴム製のガスケットを主体として構成される取付部材を介してウォーターポンプ９がシリンダヘッド４に支持される場合と比較して、ウォーターポンプ９を支持する部分の剛性を高めることができる。そのため、ウォーターポンプ９をシリンダヘッド４に安定的に固定することができ、ウォーターポンプ９の振動を十分に抑制し、ウォーターポンプ９の耐久性を向上させることができる。また、ウォーターポンプ９の振動を十分に抑制することで、シリンダヘッド４からのオイル漏れやウォーターポンプ９からの水漏れを抑制することができると共に、打音の発生を抑制することができる。

また、各ロッカーシャフト５６、５７は、右側（ウォーターポンプ支持孔４８とは反対側）からシリンダヘッド４に挿入されている。そのため、各ロッカーシャフト５６、５７や各ロッカーアーム５８、５９の脱着時に、ウォーターポンプ９から水を抜いてウォーターポンプ９をシリンダヘッド４から取り外す必要が無くなり、各ロッカーシャフト５６、５７や各ロッカーアーム５８、５９の整備性が向上する。

ところで、本実施例では、左側面視で各ロッカーシャフト５６、５７がシリンダヘッド４の対向壁２６と重なっている（図６参照）。もし、各ロッカーシャフト５６、５７を左側（ウォーターポンプ支持孔４８側）からシリンダヘッド４に挿入するのであれば、左側面視で各ロッカーシャフト５６、５７を対向壁２６からずらす必要がある。しかしながら、そのために各ロッカーシャフト５６、５７の配置を前側にずらすと、動弁機構７が大型化し、各バルブ５、６の往復運動量や各ロッカーアーム５８、５９の揺動量が大きくなって、エンジン１の性能や燃費が低下する恐れがある。一方で、左側面視で各ロッカーシャフト５６、５７を対向壁２６からずらすために、対向壁２６の径を大きくすると、シリンダヘッド４が大型化してしまう。

そこで、本実施例では、各ロッカーシャフト５６、５７を右側（ウォーターポンプ支持孔４８とは反対側）からシリンダヘッド４に挿入している。これにより、シリンダヘッド４に対向壁２６を設けつつ、動弁機構７やシリンダヘッド４の大型化を招くことなく、各ロッカーシャフト５６、５７をシリンダヘッド４に挿入することができる。

また、各ロッカーシャフト５６、５７は、右側（カムチェーン室３４とは反対側）からシリンダヘッド４に挿入されている。そのため、各ロッカーシャフト５６、５７や各ロッカーアーム５８、５９の脱着時に、カムチェーン６４をカムスプロケット５４から取り外す必要が無くなり、各ロッカーシャフト５６、５７や各ロッカーアーム５８、５９の整備性が一層向上する。

また、シリンダヘッド４は、第１ベアリング５１を介してカムシャフト５０を回転可能に支持する第１支持壁２８を備え、第１支持壁２８の上下両側部には、それぞれ、各ロッカーシャフト５６、５７の左端部が挿入される有底状の第１挿入孔２８ａが形成されている。このように各第１挿入孔２８ａを有底状とすることで、各第１挿入孔２８ａを無底状の貫通孔とする場合と比較して、第１支持壁２８の剛性が向上する。そのため、シリンダ３及びシリンダヘッド４をクランクケース２に締結する際に、第１支持壁２８（特に、第１支持壁２８のうちの第１嵌合孔２８ｂの周りの部分）が変形するのを抑制することができる。

特に、第１支持壁２８の第１嵌合孔２８ｂは、第２支持壁２９の第２嵌合孔２９ｂよりも直径が大きいため、第１支持壁２８は第２支持壁２９と比べて剛性が低下しやすい。そこで、上記のように第１支持壁２８の各第１挿入孔２８ａを有底状とすることで、第１支持壁２８の剛性の低下を抑制し、第１支持壁２８の変形を効果的に抑制することができる。

また、各第１挿入孔２８ａは、右側（対向壁２６とは反対側）から袋加工によって形成されている。そのため、各第１挿入孔２８ａを加工するための工具が対向壁２６と干渉するのを抑制することができ、各第１挿入孔２８ａの加工の作業性が向上する。

また、取付ボルト６３は、左側面視でウォーターポンプ支持孔４８の内側に配置されている。そのため、取付ボルト６３を介してカムスプロケット５４をカムシャフト５０に取り付ける際に、取付ボルト６３を締め付けるための工具を、ウォーターポンプ支持孔４８を介してカムスプロケット５４に係合させることができる。つまり、取付ボルト６３を締め付けるためのツールラインが確保されている。そのため、カムスプロケット５４の脱着の作業性が向上する。

また、ウォーターポンプ支持孔４８の直径は、各ベアリング５１、５２の外径よりも大きい。そのため、カムシャフト５０の外周面に各ベアリング５１、５２が取り付けられた状態で、カムシャフト５０をシリンダヘッド４に左側（ウォーターポンプ支持孔４８側）から挿入することができる。これにより、カムシャフト５０の脱着の作業性が向上する。

また、本実施例では、シリンダヘッド４に一体で設けられた左側壁２５と対向壁２６によってウォーターポンプ９を直接支持しているため、ウォーターポンプ９を支持する部分の剛性が高い。そのため、ウォーターポンプ９を支持する部分の剛性を向上させるために対向壁２６の左右方向の厚みＴ１（図３参照）を増やす必要が無く、対向壁２６の左右方向の厚みＴ１が合わせ面４ｂにおける左側壁２５の左右方向の厚みＴ２（図３参照）と略同じになっている。これにより、シリンダヘッド４を軽量化することができる。

また、上記のようにシリンダヘッド４の左側壁２５と対向壁２６が一体で設けられているため、対向壁２６を左側壁２５に固定するためのボルトの挿入孔を対向壁２６に設ける必要が無い。そのため、対向壁２６の厚みを一層小さくすることができ、シリンダヘッド４を更に軽量化することができる。

また、上記のようにウォーターポンプ９を支持する部分の剛性が高いため、ウォーターポンプ９を支持する部分の剛性を向上させるために対向壁２６の径方向の幅Ｗ（図６参照）を増やす必要も無い。そのため、合わせ面４ｂからの対向壁２６の最大突出長さＬ１（図５参照）を短くすることができる。

また、図５を参照して、合わせ面４ｂからの対向壁２６の最大突出長さＬ１は、合わせ面４ｂから各締結ボス３１の締付座面３１ａまでの長さＬ２以下である。そのため、各締結ボス３１に締付座面３１ａを加工する際に、締付座面３１ａを加工するための工具が対向壁２６と干渉しにくくなり、締付座面３１ａの加工の作業性が向上する。

また、シリンダヘッド４は、ウォーターポンプ支持孔４８の周囲において左側壁２５の左面及び対向壁２６の左面から突出している円環形状のガイド壁２７を更に備えている。そのため、左側壁２５及び対向壁２６の剛性を一層高めることができると共に、ウォーターポンプ９をウォーターポンプ支持孔４８に容易に挿入することができる。

また、ウォーターポンプ９は、左側壁２５の左面に突出している固定ボス２５ｂに固定され、ガイド壁２７と固定ボス２５ｂは、一体化されている。そのため、簡易な構成を用いて、ガイド壁２７と固定ボス２５ｂの剛性を高めることができる。

（変形例）
本実施例では、切欠面２５ａと対向面２６ａの両方が、半円形状を成している。一方で、他の異なる実施例では、切欠面２５ａが半円形状よりも中心角の大きな円弧形状を成すと共に対向面２６ａが半円形状よりも中心角の小さな円弧形状を成していても良いし、これとは逆に、切欠面２５ａが半円形状よりも中心角の小さな円弧形状を成すと共に対向面２６ａが半円形状よりも中心角の大きな円弧形状を成していても良い。

本実施例では、カムシャフト５０のシャフト本体６１と取付片６２が別体で形成されている。一方で、他の異なる実施例では、カムシャフト５０のシャフト本体６１と取付片６２が一体で形成されていても良い。

本実施例では、シリンダヘッド４の左側壁２５に切欠面２５ａが形成されている。一方で、他の異なる実施例では、エンジン１のレイアウトに応じて、シリンダヘッド４の左側壁２５以外の側壁２２〜２４に切欠面２５ａが形成されていても良い。

本実施例では、合わせ面４ｂからの対向壁２６の最大突出長さＬ１が合わせ面４ｂから各締結ボス３１の締付座面３１ａまでの長さＬ２以下である。一方で、他の異なる実施例では、合わせ面４ｂからの対向壁２６の最大突出長さＬ１が合わせ面４ｂから各締結ボス３１の締付座面３１ａまでの長さＬ２よりも長くても良い。

本実施例では、スクータ型の自動二輪車のエンジン１に本願発明が適用されている。一方で、他の実施例では、スクータ型の自動二輪車以外の自動二輪車のエンジンに本願発明が適用されても良いし、自動二輪車以外の車両や装置のエンジンに本願発明が適用されても良い。

４ シリンダヘッド
４ｂ 合わせ面
５ 吸気バルブ
６ 排気バルブ
７ 動弁機構
８ ヘッドカバー
９ ウォーターポンプ
２５ 左側壁
２５ａ 切欠面
２５ｂ 固定ボス
２６ 対向壁
２６ａ 対向面
２７ ガイド壁
２８ 第１支持壁
２８ａ 第１挿入孔
３１ａ 締付座面
３２ 締結ボルト
４８ ウォーターポンプ支持孔
５０ カムシャフト
５１ 第１ベアリング
５４ カムスプロケット
５６ 吸気ロッカーシャフト
５７ 排気ロッカーシャフト
５８ 吸気ロッカーアーム
５９ 排気ロッカーアーム
６１ａ 吸気カム
６１ｂ 排気カム
６３ 取付ボルト

Claims (7)

1. 吸気バルブ及び排気バルブを駆動させる動弁機構と、
   前記動弁機構を支持するシリンダヘッドと、
   前記シリンダヘッド及び前記動弁機構を覆うヘッドカバーと、
   前記動弁機構によって駆動されるウォーターポンプと、を備え、
   前記シリンダヘッドは、
   前記ヘッドカバーとの合わせ面を切り欠いた円弧形状の切欠面が形成された側壁と、
   前記切欠面と対向する円弧形状の対向面が形成されており、前記側壁と一体で設けられた対向壁と、を備え、
   前記ウォーターポンプは、前記切欠面と前記対向面によって構成される円形状のウォーターポンプ支持孔に嵌り込んだ状態で、前記シリンダヘッドに固定されていることを特徴とするウォーターポンプの固定構造。
2. 前記動弁機構は、
   前記吸気バルブ又は前記排気バルブに接触しているロッカーアームと、
   前記ロッカーアームを揺動可能に支持するロッカーシャフトと、を備え、
   前記ロッカーシャフトは、前記ウォーターポンプ支持孔とは反対側から前記シリンダヘッドに挿入されていることを特徴とする請求項１に記載のウォーターポンプの固定構造。
3. 前記動弁機構は、
   前記ロッカーアームに接触しているカムを有するカムシャフトと、
   前記カムシャフトに取り付けられているベアリングと、を更に備え、
   前記シリンダヘッドは、前記ベアリングを介して前記カムシャフトを回転可能に支持する支持壁を更に備え、
   前記支持壁には、前記ロッカーシャフトの端部が挿入される有底状の挿入孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のウォーターポンプの固定構造。
4. 前記動弁機構は、前記カムシャフトに取付ボルトを介して取り付けられているカムスプロケットを更に備え、
   前記取付ボルトは、側面視で前記ウォーターポンプ支持孔の内側に配置されており、
   前記ウォーターポンプ支持孔の直径は、前記ベアリングの外径よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載のウォーターポンプの固定構造。
5. 前記対向壁の厚みは、前記合わせ面における前記側壁の厚みと略同じであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のウォーターポンプの固定構造。
6. 前記シリンダヘッドには、締結ボルトの締付座面が形成されており、
   前記合わせ面からの前記対向壁の最大突出長さは、前記合わせ面から前記締付座面までの長さ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のウォーターポンプの固定構造。
7. 前記シリンダヘッドは、前記ウォーターポンプ支持孔の周囲において前記側壁の外面及び前記対向壁の外面から突出している円環形状のガイド壁を更に備え、
   前記ウォーターポンプは、前記側壁の前記外面に突出している固定ボスに固定され、
   前記ガイド壁と前記固定ボスは、一体化されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のウォーターポンプの固定構造。

Images