JP3416008B2 - 水冷式縦形エンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水冷式縦形エンジ
ンに関する。

【０００２】

【従来の技術】水冷式縦形エンジンの従来技術として図
５に示すものがある。これは、本発明と同様、シリンダ
ブロック１０１にシリンダジャケット１０２を内設し、
クランク軸１０３の軸長方向を前後方向と見て、シリン
ダブロック１０１の前側に調時伝動ケース１０４と冷却
水のポンプケース１０５を設け、このポンプケース１０
５の軸受ボス１０６にポンプ軸１０７を前後方向に向け
て挿通し、ポンプ軸１０７の後端部にロータ１０８を固
定し、このロータ１０８をポンプケース１０５内のロー
タ室１０９に収容し、ポンプ軸１０７の前端に冷却ファ
ン１１０を固定し、この冷却ファン１１０でシリンダブ
ロック１０１側に送風を行うようにしてある。図５
（Ａ）は冷却ファン１１０を高い位置に配置したもの、
図５（Ｂ）は冷却ファン１１０を低い位置に配置したも
のを示す。

【０００３】この従来技術では、調時伝動ケース１０４
内でシリンダブロック１０１の前壁１１４に直接にポン
プケース１０５を固定し、ポンプケース１０５の軸受ボ
ス１０６を調時伝動ケース１０４のボス挿通孔１２１に
貫通させてある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれば
次の問題がある（図５参照）。シリンダブロック１０
１の前壁１１４にポンプケース１０５が直接に固定され
ているため、冷却ファン１１０がシリンダブロック１０
１やシリンダヘッド１２２に接近しており、背圧のため
に冷却ファン１１０の送風効率が低い。このため、冷却
性能が低く、冷却ファン１１０やラジエータ（図外）を
大形にしておく必要があり、エンジンが大形化する。

【０００５】各種機械の搭載スペースに適合させるた
めに、シリンダブロック１０１からの冷却ファン１１０
の突出寸法を異にした複数種のエンジンを作り分けるこ
とある。この場合、異なる長さの複数種のポンプ軸１０
７を用意し、これらを使い分けようとすると、これらに
適合する寸法の軸受ボス１０６を備えた複数種のポンプ
ケース１０５を別に用意する必要があり、ポンプ軸１０
７とポンプケース１０５のいずれをも複数種ずつ作り分
けておく必要がある。このため、部品の種類が多くな
り、部品管理が繁雑になる。また、共通化できないポン
プ軸１０７とポンプケース１０５の両方共、量産による
十分な低コスト化を図り難いので、部品コストが高くな
り、エンジンのコストが高くなる。一方、エンジンの作
り分けに当たり、ロータ室１０９の周壁の前後幅を変化
させることもできるが、その周壁の周長は比較的長いた
め、前後幅を変化させると、重量変化が大きくなり過
ぎ、重心のずれによって、エンジンのバランスがとりに
くくなる。ロータ室１０９の後側に蓋を設けて、その肉
厚を変化させる場合も、蓋の面積が比較的大きいため、
肉厚を変化させると、重量変化が大きくなり過ぎ、重心
のずれによって、エンジンのバランスがとりにくくな
る。

【０００６】ポンプケース１０５が調時伝動ケース１
０４内にあるため、ポンプケース１０５の配置が異なる
複数種のエンジンを作り分ける場合には、ボス挿通孔１
２１の配置が異なる複数種の調時伝動ケース１０４を用
意する必要がある。このため、部品の種類が多くなり過
ぎ、部品管理が繁雑になる。また、共通化できない調時
伝動ケース１０４の量産による十分な低コスト化を図り
難いので、部品コストが高くなり、エンジンのコストが
高くなる。

【０００７】第１発明の課題は次の点にある。冷却性
能を高めること。各種エンジンを作り分ける場合に、
ポンプ軸とポンプケースを共通化でき、調時伝動ケー
スを共通化でき、冷却ファンの配置を上下左右に大き
く偏らせることができるようにすること。クランク軸
に邪魔されることなく、冷却ファンを十分に低くできる
ようにすること。調時伝動ケースに邪魔されることな
く、冷却ファンを十分 に低くできるようにすること。第
２発明の課題は、第１発明の課題に加え、次の点にあ
る。 ポンプケースの軸受ボスのシール部に異物が噛み
込みにくくすること。 ポンプベースの後側のデッドス
ペースを有効利用すること。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（第１発明） 第１発明は、図２（Ａ）に示すように、シリンダブロッ
ク１にシリンダジャケット２を内設し、クランク軸３の
軸長方向を前後方向と見て、シリンダブロック１の前側
に調時伝動ケース４と冷却水のポンプケース５を設け、
このポンプケース５の軸受ボス６にポンプ軸７を前後方
向に向けて挿通し、ポンプ軸７の後端部にロータ８を固
定し、このロータ８をポンプケース５内のロータ室９に
収容し、ポンプ軸７の前端に冷却ファン１０を固定し、
この冷却ファン１０でシリンダブロック１側に送風を行
うようにした、水冷式縦形エンジンにおいて、次のよう
にしたことを特徴とする。

【０００９】すなわち、図２（Ｂ）に示すように、ポン
プ軸７と平行な向きに見て、ロータ８の回転軌跡の外周
よりも外側にロータ室出口１１を設け、図２（Ａ）に示
すように、ポンプケース５の後側をポンプベース１２で
覆い、このポンプベース１２にロータ室出口１１から後
方に延びる吐出管１３を設け、シリンダブロック１の前
壁１４にシリンダジャケット２のジャケット入口１５を
あけ、ポンプケース５とポンプベース１２と吐出管１３
とジャケット入口１５とをいずれも調時伝動ケース４外
に設け、吐出管１３をジャケット入口１５に連通させ、
図２（Ａ）に示すように、シリンダブロック１の前壁に
ベース取付座３０を装着し、このベース取付座３０に冷
却水通路３５を内設し、ベース取付座３０の前端にポン
プベース１２を取り付け、ベース取付座３０の冷却水通
路３５を介してポンプベース１２の吐出管１３をシリン
ダジャケット２のジャケット入口１５に連通させ、ベー
ス取付座３０を調時伝動ケース４の上壁１９に沿わせ、
ロータ室９をロータ室出口１１の下側で、調時伝動ケー
ス４の前方に位置させ、冷却ファン１０がクランク軸３
の前方を通過するようにしたことを特徴とする。

【００１０】（第２発明） 第２発明は、図２（Ｃ）〜（Ｅ）に示すように、第１発
明において、ロータ８の後方で、ポンプベース１２の後
壁１６にロータ室入口１７をあけ、このロータ室入口１
７から導出した吸込管１８を、ポンプベース１２の後壁
１６に沿わせたことを特徴とする。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【発明の作用及び効果】（第１発明） 第１発明は次の作用効果を奏する（図２（Ａ）参照）。
吐出管１３を設けたポンプベース１２により、冷却フ
ァン１０がシリンダブロック１から遠ざけられ、背圧の
低下によって冷却ファン１０の送風効率が高くなる。こ
のため、冷却性能が高く、冷却ファン１０やラジエータ
（図外）が小型で済み、エンジンをコンパクト化でき
る。

【００１４】各種機械の搭載スペースに適合させるた
めに、シリンダブロック１からの冷却ファン１０の突出
寸法を異にした複数種のエンジンを作り分けることがあ
る。この場合、吐出管１３の管長が異なる複数種のポン
プベース１２さえ用意しておけば、ポンプ軸７とポンプ
ケース５とは同じものを共通に用いることができる。こ
のため、部品の種類の増加を最小限に抑えることがで
き、部品管理も簡素なまま維持できる。また、共通部品
となるポンプ軸７とポンプケース５のいずれをも、量産
によって十分に低コスト化できるため、エンジンのコス
トを低廉のまま維持できる。また、吐出管１３の周長は
短いため、管長を伸縮しても、重量変化を最小限に抑え
ることができ、エンジンのバランスをとりやすい。

【００１５】ポンプケース５や吐出管１３が調時伝動
ケース４外にあるため、ポンプケース５の配置が異なる
複数種のエンジンを作り分ける場合でも、調時伝動ケー
ス４が邪魔にならず、同じ調時伝動ケース４を共通に使
用できる。このため、部品の種類が増加せず、部品管理
を簡素なまま維持できる。また、共通部品となる調時伝
動ケース４を量産によって十分に低コスト化できるた
め、エンジンのコストを低廉のまま維持できる。

【００１６】吐出管１３からのポンプ軸７の偏心距離
を大きくとれるので、冷却ファン１０の上下位置または
左右位置を異にした複数種のエンジンを作り分ける場
合、冷却ファン１０を十分に高く配置して、シリンダヘ
ッド２２の冷却性能を高めたり、冷却ファン１０を十分
に低く配置して、ボンネット（図外）内での収納を容易
にしたり、冷却ファン１０を大きく左右に偏らせて、エ
ンジン横側の排気マフラ（図外）等の冷却を強化するこ
と等を簡単に行うことができる。冷却ファン１０がク
ランク軸３の前方を通過するので、クランク軸３に邪魔
されることなく、冷却ファン１０を十分に低くして、ボ
ンネット内にエンジンを容易に収容できる。 ベース取
付座３０が調時伝動ケース４の上壁１９に沿い、ロータ
室８が調時伝動ケース４の前方に位置するので、調時伝
動ケース４に邪魔されることなく、冷却ファン１０を十
分に低くできる。

【００１７】（第２発明） 第２発明は、第１発明の作用効果に加え、次の作用効果
を奏する（図２（Ａ）参照）。 ポンプケース５の軸受
ボス６とロータ室入口１７の間にロータ８が位置するの
で、ロータ室入口１７から冷却水とともにロータ室９に
鋳砂等の異物が導入されても、これらの多くは、ロータ
８で跳ね返され、軸受ボス６のシール部２３に噛み込み
にくい。このため、軸受ボス６のシール部２３の寿命を
延命できる。

【００１８】 ポンプベース１２の後壁１６に吸込管１
８を沿わせるので、吐出管１３によって形成されたポン
プベース１２の後側のデッドスペースを有効利用するこ
とができる。このため、エンジンのコンパクト化を図る
ことができる。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【発明の参考例】 本発明の参考例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の参考例に係る水冷式縦形エンジン
を説明する図である。このエンジンの構成は次の通りで
ある。図３（Ａ）に示すように、シリンダブロック１の
上側にシリンダヘッド２２を組み付け、シリンダヘッド
２２の上側にヘッドカバー２８を組み付けている。シリ
ンダブロック１の下側にはオイルパン２９を組み付けて
いる。

【００２３】図１（Ａ）に示すように、シリンダブロッ
ク１にシリンダジャケット２を内設し、クランク軸３の
軸長方向を前後方向と見て、シリンダブロック１の前側
に調時伝動ケース４と冷却水のポンプケース５を設け、
このポンプケース５の軸受ボス６にポンプ軸７を前後方
向に向けて挿通し、ポンプ軸７の後端部にロータ８を固
定し、このロータ８をポンプケース５内のロータ室９に
収容し、ポンプ軸７の前端に冷却ファン１０を固定し、
この冷却ファン１０でシリンダブロック１側に送風を行
うようにしてある。

【００２４】この参考例では、各種エンジンを作り分け
る場合に、ポンプ軸７とポンプケース５を共通化できる
ようにするため、図１（Ｂ）に示すように、ポンプ軸７
と平行な向きに見て、ロータ８の回転軌跡の外周よりも
外側にロータ室出口１１を設け、図１（Ａ）に示すよう
に、ポンプケース５の後側をポンプベース１２で覆い、
このポンプベース１２にロータ室出口１１から後方に延
びる吐出管１３を設け、シリンダブロック１の前壁１４
にシリンダジャケット２のジャケット入口１５をあけ、
ポンプケース５とポンプベース１２と吐出管１３とジャ
ケット入口１５とをいずれも調時伝動ケース４外に設
け、吐出管１３をジャケット入口１５に連通させてあ
る。

【００２５】図３（Ａ）に示すように、ポンプベース１
２の吐出管１３とポンプケース５のロータ室出口１１の
周囲部分とは３本の２連共締めボルト３１でシリンダブ
ロック１の前壁１４（図１（Ａ）参照）に共締めで締結
し、ポンプベース１２をシリンダブロック１の前壁１４
に取り付け、ポンプケース５をポンベース１２に取り付
けている。ポンプベース１２の吐出管１３以外の部分３
２とポンプケース５のロータ室９の周囲部分とはボルト
ナット（図外）で締結してある。

【００２６】この参考例では、ポンプケース５の軸受ボ
ス６のシール部２３に異物が噛み込みにくくするため、
図１（Ｃ）〜（Ｅ）に示すように、ロータ８の後方で、
ポンプベース１２の後壁１６にロータ室入口１７をあ
け、このロータ室入口１７から導出した吸込管１８を、
ポンプベース１２の後壁１６に沿わせてある。

【００２７】この参考例では、冷却ファン１０に邪魔さ
れることなく、出力用接続部２０に動力伝達機構（図
外）等を接続できるようにするため、図１（Ａ）に示す
ように、吐出管１３を調時伝動ケース４の上壁１９に沿
わせ、ロータ室９をロータ室出口１１の上側に位置させ
ることにより、クランク軸３先端側に設けた出力用接続
部２０よりも高い位置を冷却ファン１０が通過するよう
にしてある。図３（Ａ）に示すように、出力用接続部２
０はクランクプーリ２４の前面に設けている。そして、
クランクプーリ２４とファンプーリ２５とテンションプ
ーリ２６にファンベルト２７を巻掛けている。テンショ
ンプーリ２６はシリンダヘッド２２の横に配置してい
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】 図２に示す実施形態のエンジン
は、クランク軸３に邪魔されることなく、冷却ファン１
０を十分に低くできるようにするため、図２（Ａ）に示
すように、シリンダブロック１の前壁にベース取付座３
０を装着し、このベース取付座３０に冷却水通路３５を
内設し、ベース取付座３０の前端にポンプベース１２を
取り付け、ベース取付座３０の冷却水通路３５を介して
ポンプベース１２の吐出管１３をシリンダジャケット２
のジャケット入口１５に連通させ、ベース取付座３０を
調時伝動ケース４の上壁１９に沿わせ、ロータ室９をロ
ータ室出口１１の下側で、調時伝動ケース４の前方に位
置させ、冷却ファン１０がクランク軸３の前方を通過す
るようにしてある。

【００２９】図３（Ｂ）に示すように、ベース取付座３
０の後端にはフランジ部３６を設け、このフランジ部３
６を３本の取付ボルト３３でシリンダブロック１の前壁
１４（図１（Ｂ）参照）に締結して、ベース取付座３０
をシリンダブロック１の前壁１４に装着してある。ポン
プベース１２の吐出管１３とポンプケース５のロータ室
出口１１の周囲部分とは２本の２連共締めボルト３１で
ベース取付座３０に共締めで締結するとともに、１本の
３連共締めボルト３４でベース取付座３０と共にシリン
ダブロック１の前壁１４（図１（Ｂ）参照）に共締めで
締結してある。ポンプベース１２の吐出管１５以外の部
分３２とポンプケース５のロータ室９の周囲部分とはボ
ルトナット（図外）で締結してある。

【００３０】ベース取付座３０とポンプベース１２とポ
ンプケース５の組み付けに当たっては、ポンプベース１
２やポンプケース５が取り付けられていないベース取付
座３０を３本の取付ボルト３３ａ・３３ｂ・３３ｃでシ
リンダブロック１の前壁１４に取り付けた後、このベー
ス取付座３０にポンプケース１２とポンプケース５とを
取り付ける必要がある。予めポンプケース１２やポンプ
ケース５を取り付けたベース取付座３０をシリンダブロ
ック１の前壁１４に取り付けることはできない。ベース
取付座３０の右下に配置される取付ボルト３３ｃの上下
に吐出管１３と調時伝動ケース４が位置するうえ、この
取付ボルト３３ｃの前にポンプベース１２とポンプケー
ス５が位置するため、これらが邪魔になってこの取付ボ
ルト３３ｃに工具が届かないからである。

【００３１】ポンプベース１２は参考例のものとは構造
の異なるものを用いている。図４（Ｂ）に示すように、
クランクプーリ２４には出力用接続部を備えていないも
のを用いている。テンションプーリ２６はシリンダブロ
ック１の横側に配置してある。他の構造は参考例と同一
であり、図２（Ａ）、図３（Ｂ）または図４（Ｂ）中、
参考例と同一の要素には同一の符号を付しておく。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の参考例に係る水冷縦形エンジンを説明
する図で、図１（Ａ）はエンジンの要部縦断側面図、図
１（Ｂ）はポンプケースの背面図、図１（Ｃ）はポンプ
ベースの正面図、図３（Ｄ）はポンプベースの背面図、
図１（Ｅ）はポンプベースの平面図である。

【図２】本発明の実施形態に係る水冷縦形エンジンを説
明する図で、図２（Ａ）はエンジンの要部縦断側面図、
図２（Ｂ）はポンプケースの背面図、図２（Ｃ）はポン
プベースの正面図、図２（Ｄ）はポンプベースの背面
図、図２（Ｅ）はポンプベースの底面図、図２（Ｆ）は
ベース取付座の正面図、図２（Ｇ）はベース取付座の背
面図である。

【図３】本発明の参考例と実施形態に係る水冷縦形エン
ジンのポンプ取付状態を説明する斜視図で、図３（Ａ）
は参考例、図３（Ｂ）は実施形態を示す。

【図４】本発明の参考例と実施形態に係る水冷縦形エン
ジンの正面図であり、図４（Ａ）は参考例、図４（Ｂ）
は実施形態を示す。

【図５】従来技術に係る水冷縦形エンジンの一部切欠側
面図であり、図５（Ａ）は冷却ファンを高くした図、図
５（Ｂ）は冷却ファンを低くした図である。

【符号の説明】

１…シリンダブロック、２…シリンダジャケット、３…
クランク軸、４…調時伝動ケース、５…ポンプケース、
６…軸受ボス、７…ポンプ軸、８…ロータ、９…ロータ
室、１０…冷却ファン、１１…ロータ室出口、１２…ポ
ンプベース、１３…吐出管、１４…前壁、１５…ジャケ
ット入口、１６…後壁、１７…ロータ室入口、１８…吸
込管、１９…上壁、３０…ベース取付座、３５…冷却水
通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−284122（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−80316（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−191235（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01P 5/10 F01P 3/02 F01P 5/04 F01P 5/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロック(１)にシリンダジャケ
   ット(２)を内設し、クランク軸(３)の軸長方向を前後方
   向と見て、シリンダブロック(１)の前側に調時伝動ケー
   ス(４)と冷却水のポンプケース(５)を設け、このポンプ
   ケース(５)の軸受ボス(６)にポンプ軸(７)を前後方向に
   向けて挿通し、ポンプ軸(７)の後端部にロータ(８)を固
   定し、このロータ(８)をポンプケース(５)内のロータ室
   (９)に収容し、ポンプ軸(７)の前端に冷却ファン(１０)
   を固定し、この冷却ファン(１０)でシリンダブロック
   (１)側に送風を行うようにした、水冷式縦形エンジンに
   おいて、 ポンプ軸(７)と平行な向きに見て、ロータ(８)の回転軌
   跡の外周よりも外側にロータ室出口(１１)を設け、ポン
   プケース(５)の後側をポンプベース(１２)で覆い、この
   ポンプベース(１２)にロータ室出口(１１)から後方に延
   びる吐出管(１３)を設け、シリンダブロック(１)の前壁
   (１４)にシリンダジャケット(２)のジャケット入口(１
   ５)をあけ、ポンプケース(５)とポンプベース(１２)と
   吐出管(１３)とジャケット入口(１５)とをいずれも調時
   伝動ケース(４)外に設け、吐出管(１３)をジャケット入
   口(１５)に連通させ、 シリンダブロック(１)の前壁にベース取付座(３０)を装
   着し、このベース取付座(３０)に冷却水通路(３５)を内
   設し、ベース取付座(３０)の前端にポンプベース(１２)
   を取り付け、ベース取付座(３０)の冷却水通路(３５)を
   介してポンプベース(１２)の吐出管(１３)をシリンダジ
   ャケット(２)のジャケット入口(１５)に連通させ、ベー
   ス取付座(３０)を調時伝動ケース(４)の上壁(１９)に沿
   わせ、ロータ室(９)をロータ室出口(１１)の下側で、調
   時伝動ケース(４)の前方に位置させ、冷却ファン(１０)
   がクランク軸(３)の前方を通過するようにした、ことを
   特徴とする水冷式縦形エンジン。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した水冷式縦形エンジン
   において、ロータ(８)の後方で、ポンプベース(１２)の
   後壁(１６)にロータ室入口(１７)をあけ、このロータ室
   入口(１７)から導出した吸込管(１８)を、ポンプベース
   (１２)の後壁(１６)に沿わせた、ことを特徴とする水冷
   式縦形エンジン。