JP4570495B2 - 水冷式内燃機関のエア抜き構造 - Google Patents

Description

本発明は、水冷式内燃機関のエア抜き構造、詳しくはシリンダヘッド内に設けたカム軸に接続されるウォータポンプのポンプ室内と、サーモスタットバルブのハウジング内のエア抜き構造に関する。

水冷式内燃機関のエア抜き構造の一例として、サーモスタットを収納するケースの内面上部にケースの端面に向けて上向きに傾斜する型抜き勾配を設け、この型抜き勾配をエア抜きスロープに利用すると共に、このエア抜きスロープから注入口側へエア抜きする手段を設けたものが知られている。（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６１−１８２４８１号公報（第１頁、第２図）

ところで、ラジエータを車体前方に、エンジンを車体後方にそれぞれ搭載する車両において、搭載されるエンジンを、シリンダヘッドの外側に設けられるウォータポンプのハウジングとサーモスタットバルブのハウジングとを一体に設ける構造とした場合、ラジエータとエンジンの冷却水通路とは、両者の間に設けられる乗員スペースの下側を通る配管で接続されることになるため、ラジエータへの注水時に、ラジエータ側とエンジンの冷却水通路側のそれぞれでエア抜きをする必要がある。

しかしながら、特許文献１に記載の発明を上記車両に採用した場合、サーモスタットバルブのハウジング内のエア抜きはできるが、ウォータポンプのポンプ室内のエアを抜くことはできないため、ウォータポンプのハウジングにエア抜きのための通路やジョイント等を別途設けなければならない。これにより、エンジンの内部構造が複雑になると共に、製造コストが増加する可能性がある。また、エンジンの冷却水通路内にエアが残留した状態でエンジンが始動されると、ポンプ室内でキャビテーションが発生したり、ウォータジャケット内の空気によってエンジンの冷却性能が低下したりする。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、簡素な構造でウォータポンプのポンプ室内とサーモスタットバルブのハウジング内のエア抜きを一括して行うことができると共に、製造コストを削減することができる水冷式内燃機関のエア抜き構造を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シリンダヘッドに設けたカム軸の一端にウォータポンプを一体に取り付けると共に、前記ウォータポンプのハウジングにバイパス通路を有するサーモスタットバルブのハウジングを一体に設ける水冷式内燃機関のエア抜き構造であって、前記バイパス通路と交差すると共に、前記バイパス通路と前記ウォータポンプのポンプ室とを連通するエア抜き孔を備え、前記エア抜き孔は、前記バイパス通路と連通する第１エア抜き孔と、前記第１エア抜き孔と前記ポンプ室とを連通する第２エア抜き孔と、から構成され、第２エア抜き孔は、第１エア抜き孔と比較して小径であることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記第１エア抜き孔は鋳ぬきで形成され、第２エア抜き孔は機械加工で形成されることを特徴とする。

請求項１記載の水冷式内燃機関のエア抜き構造によれば、サーモスタットバルブのハウジングに有するバイパス通路と交差すると共に、バイパス通路とウォータポンプのポンプ室とを連通するエア抜き孔を設けるため、ウォータポンプのポンプ室内とサーモスタットバルブのハウジング内のエア抜きを一括して行うことができる。これにより、ウォータポンプのハウジングにエア抜きのための通路やジョイント等を別途に設ける必要がないので、内燃機関を簡素な構造にできると共に、機械加工等の工数や部品点数を減少して、製造コストを削減することができる。
また、エア抜き孔は、バイパス通路と連通する第１エア抜き孔と、第１エア抜き孔とポンプ室とを連通する第２エア抜き孔とからなり、第２エア抜き孔は、第１エア抜き孔と比較して小径であるため、バイパス通路を流れる冷却水がエア抜き孔を通じてウォータポンプのポンプ室に流れ込むことを防止できる。これにより、エア抜きされた空気がウォータポンプのポンプ室に戻ることを防止することができる。

請求項２記載の水冷式内燃機関のエア抜き構造によれば、第１エア抜き孔は鋳ぬきで形成され、第２エア抜き孔は機械加工で形成されるため、エア抜き孔の加工を最小限にすることができ、製造コストを削減することができる。

以下、本発明の一実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１〜図７は本発明の一実施の形態を示すもので、図１は本発明に係る水冷式内燃機関のエア抜き構造を搭載した車両の側面図、図２は図１に示した車両の平面図、図３は本発明に係る水冷式内燃機関のエア抜き構造を説明するパワーユニットのシリンダヘッドとシリンダブロックとクランク軸とメイン軸とカウンタ軸と中間軸とデファレンシャルとを結んだ線で切断した断面図、図４は図３に示したパワーユニットのフォーク軸とメイン軸とリバース軸とカウンタ軸とフォーク軸の各軸線を通る面で切断した断面図、図５は図３に示したパワーユニットの左クランクケースを内側から見た一部切欠側面図、図６は図３に示したパワーユニットの左クランクケースを外側から見た一部切欠側面図、図７は図３に示したパワーユニットのサーモスタットバルブを説明するための一部切欠断面図である。 なお、図１及び図２において、「前」、「後」、「左」、「右」は運転者から見た方向に従い、Ｆｒを前側、Ｒｒを後側、Ｌを左側、Ｒを右側として示す。

図１及び図２に示すように、車両１０は、車体（車体フレーム）１１に左右２つの前輪１２，１２並びに左右２つの後輪１３，１３を備え、車体１１の前部にバーハンドル１５式の繰舵機構１４を備えている。また、車体１１の中心部に前部シート１６並びに後部シート１７を備え、車体１１の後下部にパワーユニット（内燃機関）１を備えている。さらに、車体１１前部の周囲を覆うフロントカバー１８、フロントカバー１８の上部に取り付けられるウインドスクリーン１９、ウインドスクリーン１９の上端から後方へ連続して延びて前部・後部シート１６，１７の上方を覆うルーフ２０、車体１１の後部を覆うリヤカバー２１を備えた、小型の自動４輪車である。

ルーフ２０の支持構造は、左右のルーフサイドピラー２２，２２にてルーフ２０を支えるものである。この左右のルーフサイドピラー２２，２２は、車体前部から車体後部にかけてアーチ状に湾曲したパイプ状のルーフピラーであって、前部のフロントピラー２３，２３と後部のリヤピラー２４，２４との組合せ構造である。

左右のフロントピラー２３，２３は、車体前部でフロントカバー１８の上端から後上方へ延し、その上端間に前部クロスメンバ２５を掛け渡した部材で、この左右のフロントピラー２３，２３の間には、ウインドスクリーン１９が設けられる。

左右のリヤピラー２４，２４は、車体後部に設けた左右の支持部材２６，２６の上端から上方へ延し、その上端から更に前方へ延し、その前端をフロントピラー２３，２３の後端にボルト止めにて着脱自在に取り付けた部材であって、このリヤピラー２４，２４の後部上端間には、後部クロスメンバ２７が掛け渡されている。また、左右の支持部材２６，２６は、上端に左右のリヤピラー２４，２４をボルトにて着脱自在に支持する。

そして、これら左右のフロントピラー２３，２３、左右のリヤピラー２４，２４及び前部・後部クロスメンバ２５，２７とからなる枠に、概ね平板状のルーフ２０を着脱自在に取り付けることで、ルーフ２０を支えることができる。

ルーフ２０の後端は後部シート１７よりも後方にある。ルーフ２０の幅は、車幅と概ね同一又は若干小さい程度である。車両１０の側方は解放されており、運転者や後部乗員の乗り降りは自由である。

このようにして、前部シート１６の前をウインドスクリーン１９で覆うとともに、前部シート１６の上及び後部シート１７の上をルーフ２０で覆うことができる。雨などから運転者ばかりでなく、後部乗員をも保護することができる。また、後部シート１７に荷物を置く場合にも雨などに対しては有利である。さらには、ルーフ２０だけであり、側方部が開放されているので、ルーフ２０があるにもかかわらず乗り降りが楽になる。

また、車両１０は、変速レバー２８、パーキングレバー２９、ヘッドランプ３０、ウインカ３１、サイドミラー３２、フロントフェンダ３３，３３、リヤフェンダ３４，３４、アクセルペダル（不図示）、ブレーキペダル（不図示）を備える。

図３に示すように、パワーユニット１は、水冷式４ストロークサイクル単気筒内燃機関であって、図１に示すように、クランク軸の軸線を車両の進行方向に直交させると共に、シリンダヘッドが前方を向くようシリンダ軸を進行方向に対して略水平になるように車両１０に搭載される。

パワーユニット１は、図３に示すように、左クランクケース２と、右クランクケース３と、シリンダブロック４０と、シリンダヘッド５０と、左クランクケースカバー６０と、右クランクケースカバー６１と、中間歯車収納室カバー６２と、を結合して外殻を構成している。また、左クランクケース２と右クランクケース３とを結合することで形成されるクランク室４内には、クランク軸１００と、トランスミッション２００と、デファレンシャル３００とが配設される。なお、左クランクケース２の左側面には、左クランクケースカバー６０がボルト止めされ、右クランクケース３の右側面には、右クランクケースカバー６１がボルト止めされる。

左クランクケース２は、内蔵するトランスミッション２００のカウンタ軸２０２に固定される第１中間歯車２０２ａと、中間軸２０３に固定される第２中間歯車２０３ａとをクランク室４とは別室に配置するための中間歯車収納室５を形成している。また、中間歯車収納室５は、両中間歯車２０２ａ，２０３ａを囲繞するような周壁２ｃを左クランクケース２の外側に突出させることで形成され、中間歯車収納室カバー６２を左クランクケース２にボルト止めすることによって開口部が閉塞される。

シリンダヘッド５０は、結合した左、右クランクケース２，３の上部の開口に挿入されるシリンダブロック４０と共にスタッドボルト４５により共締めされ、その下面には燃焼室５１が形成され、燃焼室５１に臨むようにスパークプラグ５２が装着される。

また、シリンダヘッド５０内には、動弁機構のカム軸５３が回動自在に支持されており、その端部にはカムスプロケット５４が固定される。このカムスプロケット５４には、クランク軸１００に固定された駆動スプロケット１０２に架け渡されたカムチェーン９４が架け渡される。これにより、クランク軸１００の回転駆動力をカム軸５３に伝達し、シリンダヘッド５０に配置されているロッカーアーム５５を駆動して、燃焼室５１内で不図示の吸気バルブ及び排気バルブを所定のタイミングで開閉させる。

また、シリンダヘッド５０の左側には冷却水循環機構１５０が設けられており、冷却水循環機構１５０は、主としてウォータポンプ１５１と、サーモスタットバルブ１５２と、車両１０（図１参照）の前方部に配置された不図示のラジエータと、から構成されている。ウォータポンプ１５１は、ポンプ軸１５８の右端部を動弁機構のカム軸５３の左端部に連結させており、カム軸５３の回転に伴ってポンプ軸１５８が回転することにより作動する。

さらに、シリンダヘッド５０の燃焼室５１の上方に隣接してウォータジャケット５８が形成されている。また、シリンダブロック４０の燃焼室５１に近い部分の周囲にウォータジャケット４４が形成されており、シリンダヘッド５０とシリンダブロック４０とを結合することで、両ウォータジャケット４４，５８は連通される。

クランク軸１００は、左右のパーツからなり、クランクピン１０１によって一体化されるもので、左クランクケース２と右クランクケース３にそれぞれ配置される転がり軸受７０，７１を介して回動自在に支持されており、軸方向左側に交流発電機９０が、軸方向右側にトルクコンバータ９１が組み付けられる。また、クランクピン１０１には、コンロッド４１を介してピストン４２が接続され、このピストン４２は、シリンダブロック４０内に一体成型されたシリンダライナー４３の中でシリンダ軸線方向に往復運動する。

交流発電機９０は、イグニションコイル（不図示）を通じてスパークプラグ５２に与える高電圧を発生すると共にバッテリー（不図示）の充電電流を発生する。

トルクコンバータ９１は、クランク軸１００にスプライン結合されているポンプインペラ９１ａと、ポンプインペラ９１ａに対向配置されたタービンランナ９１ｂと、一方向クラッチ９１ｃを介してクランク軸１００に結合されているステータ９１ｄと、ステータ９１ｄに与えられる反力を受けるステータ固定プレート９１ｅと、を備える。

トルクコンバータ９１は、クランク室４潤滑兼用のトルコンオイルが充填され、クランク軸１００と共にポンプインペラ９１ａが回転する際、タービンランナ９１ｂがポンプインペラ９１ａに追従しないときに、ポンプインペラ９１ａの回転方向とは反対方向の反力をステータ９１ｄが受け、その反力をステータ固定プレート９１ｅが受けるようになっている。そして、タービンランナ９１ｂの回転動力がクランク軸１００に外装されたプライマリ駆動歯車１０３を介してメイン軸２０１の右側に装備される多板クラッチ９２のプライマリ従動歯車９３に伝達される。

多板クラッチ９２は、湿式のシフトチェンジ用クラッチであって、メイン軸２０１の右側に組み付けられており、アウターケース９２ａ内に、複数枚のクラッチプレート９２ｂと、クラッチプレート９２ｂに交互に配置されている複数枚のクラッチディスク９２ｃとを備え、また、それぞれ不図示の、ダンパスプリングと、ドライブプレートと、ストップリングと、クラッチスプリングと、クラッチウェイトと、アウタドライブ歯車と、センタークラッチと、フリースプリングと、セットリングと、を内蔵して構成される。また、多板クラッチ９２は、右クランクケース３に支持されているチェンジスピンドル９に結合されているクラッチリフターレバー（不図示）が、多板クラッチ９２に組み付けられているクラッチリフターカムプレート（不図示）を回動させることにより、トランスミッション２００のギア切換え中にクランク軸１００の回転動力をトランスミッション２００に伝達せずにニュートラル状態とし、トランスミッション２００のギア切換えが終了したと同時にクランク軸１００の回転動力をトランスミッション２００に伝達する。

トランスミッション２００は、図３〜図５に示すように、メイン軸２０１と、カウンタ軸２０２と、中間軸２０３と、リバース軸２０４と、フォーク軸２０５と、シフトドラム２０６とから構成され、各軸はクランク軸１００に平行に配置される。なお、図４は、フォーク軸２０５とメイン軸２０１とリバース軸２０４とカウンタ軸２０２とフォーク軸２０５とを結んだ線で切断した断面図であるため、フォーク軸２０５が２本示されているが、実際には１本である。

メイン軸２０１は、左、右クランクケース２，３にそれぞれ配置される転がり軸受７２，７３を介して回動自在に支持され、相対回転自在に挿通される歯車２０１ａ，２０１ｂと、この歯車２０１ａ，２０１ｂの間でメイン軸２０１の軸方向にスライド移動可能にして回転方向に係止され、第１シフトフォーク２０７の移動により歯車２０１ａまたは歯車２０１ｂに係合可能な歯車２０１ｃと、メイン軸２０１に一体成形される歯車２０１ｄと、を備える。

カウンタ軸２０２は、左、右クランクケース２，３にそれぞれ配置される転がり軸受７４，７５を介して回動自在に支持され、固定された歯車２０２ｂと、相対回転自在に挿通される歯車２０２ｃ，２０２ｄと、この歯車２０２ｃ，２０２ｄの間でカウンタ軸２０２の軸方向にスライド移動可能にして回転方向に係止され、第２シフトフォーク２０８の移動により歯車２０２ｃまたは歯車２０２ｄに係合可能な歯車２０２ｅと、を備える。また、カウンタ軸２０２の左端部には第１中間歯車２０２ａ（図３参照）が固定され、中間歯車収容室５内に第１中間歯車２０２ａを配置している。

中間軸２０３は、左、右クランクケース２，３にそれぞれ配置される転がり軸受７６，７７を介して回動自在に支持されるもので、左端部に固定される第２中間歯車２０３ａと、ばね機構２０９によって左側に付勢されて回転方向に係止される歯車２０３ｂとを備える。この第２中間歯車２０３ａは中間歯車収容室５内に配置され、歯車２０３ｂはデファレンシャル室３０１内に配置される。ここで、デファレンシャル室３０１とは、トランスミッション２００の後方のクランク室４において、左、右クランクケース２，３にそれぞれ形成される隔壁６，７によって、クランク室４及び中間歯車収納室５とは独立して形成されるものである。なお、第１中間歯車２０２ａと第２中間歯車２０３ａは常時噛合されている。

リバース軸２０４は、左、右クランクケース２，３にそれぞれ形成される嵌合部に支持されるもので、一体成形された歯車２０４ａ，２０４ｂを回動自在に軸支する。

フォーク軸２０５は、左、右クランクケース２，３にそれぞれ形成される嵌合部に支持されるもので、第１シフトフォーク２０７と第２シフトフォーク２０８とを軸方向にスライド移動可能に軸支する。

シフトフォーク２０７，２０８は、シフトドラム２０６に設けられるカム溝２０６ａ，２０６ｂにそれぞれ挿入され、シフトドラム２０６が回動することによって、カム溝２０６ａ，２０６ｂに沿ってフォーク軸２０５の軸線上をスライド移動する。

デファレンシャル３００は、デファレンシャル室３０１内に配置されるもので、リング歯車３０２が中間軸２０３の歯車２０３ｂに噛合されているので、中間軸２０３の回転動力が歯車２０３ｂを介してリング歯車３０２に伝達されて、差動歯車機構３０３により左右のドライブ軸３０４，３０５を回転させる。

図５に示すように、シリンダヘッド５０の上側には、インジェクタ５９が組み付けられている。インジェクタ５９は、不図示のエンジンコントロールユニットに電気的に接続されており、このエンジンコントロールユニットから与えられた電流によって、回転数に応じて、高燃圧の燃料を不図示の吸気ポート内に噴射する。

左、右クランクケース２，３の割り面には、それぞれに潤滑油送給用の送油通路２ａが左右対称に形成される。この送油通路２ａは、両クランクケース２，３が結合されることにより密閉され、前端部がオイルポンプ（不図示）の吐出側に連通接続され、後端部が中間歯車収納室５に有する送油通路（図６参照）５ａに連通接続される。

図６に示すように、中間歯車収納室５は、前述したように、両中間歯車２０２ａ，２０３ａを囲繞するような周壁２ｃを左クランクケース２の外側に突出させることで形成され、周板２ｃの端面には側面視略逆Ｌ字形状の送油通路５ａが形成されている。この送油通路５ａは、送油通路２ａ，３ａに連通する中央孔５ｂと、中央孔５ｂの下方側に設けられるメイン軸孔５ｃと、中央孔５ｂの後方側に設けられるリバース軸孔５ｄと、周板２ｃの端面においてこれら各孔５ｃ，５ｂ，５ｄを繋ぐ接続溝５ｅ，５ｅとで構成されている。また、メイン軸孔５ｃ及びリバース軸孔５ｄは、周板２ｃの端面からクランク室４内に貫通している。

また、中間歯車収納室５には、メイン軸孔５ｃに隣接した位置において、左クランクケース２に貫通して形成されるオリフィス孔２ｄが開口されている。このオリフィス孔２ｄは、図３にも示されるように、メイン軸孔５ｃを介して送油通路５ａに連通されると共に、メイン軸２０１内に形成される潤滑油路２０１ｅ（図３参照）に連通される。さらに、中間歯車収納室５には、第１中間歯車２０２ａの裏面側の位置において、クランク室４に貫通して形成される潤滑油戻り孔２ｅが開口されている。

そして、中間歯車収納室５は、中間歯車収納室カバー６２が組み付けられることにより、開口が閉塞されると共に、送油通路５ａが密閉されて、オリフィス孔２ｄから吐出される潤滑油によってバスタブ方式で第１、第２中間歯車２０２ａ，２０３ａを潤滑しつつ周板２ｃの底部に溜まり、その後、周板２ｃの底部に溜まった潤滑油は、潤滑油戻り孔２ｅからクランク室４内に潤滑油が戻される。

従って、オイルポンプから吐出された潤滑油は、一方がクランクケースカバー６１内に形成された送油通路（不図示）を通じてクランク軸１００の潤滑孔１０５に送給され、他方が左、右クランクケース２，３の割り面に形成された右クランクケース３に形成された送油通路２ａに送給される。潤滑孔１０５に送給された潤滑油は、トルクコンバータ８内を通過して、クランクピン１０１内に送給される。

左、右クランクケース２，３に形成された送油通路２ａに送給された潤滑油は、この送油通路２ａ前端部から後端部へ送給され、中間歯車収容室５の送油通路５ａ内において中央孔５ｂからメイン軸孔５ｃとリバース軸孔５ｄとに分岐される。そして、メイン軸孔５ｃに送給された潤滑油は、メイン軸孔５ｃからメイン軸２０１における左側の軸受７２部分に送られ、メイン軸２０１内に形成される潤滑油路２０１ｅ（図３参照）内に一旦取り込まれてからオリフィス孔２ｄに送られ、オリフィス孔２ｄから中間歯車収納室５内に吐出される。

一方、中央孔５ｂからリバース軸孔５ｄに送給された潤滑油は、リバース軸孔５ｄからリバース軸２０４の左側部分に送られ、リバース軸２０４内に形成された潤滑油路２０４ｃ（図４参照）内に送給される。ここで、カウンタ軸２０２内に形成された潤滑孔２０２ｆ（図４参照）に対しては、右クランクケース３に形成されるオイルポケット３ｃに溜まった潤滑油が供給される。

次に、図３及び図５〜図７を参照して冷却水循環機構１５０について詳細に説明する。

冷却水循環機構１５０は、上述したように、主としてウォータポンプ１５１と、サーモスタットバルブ１５２と、車両１０（図１参照）の前方部に配置されたラジエータ（不図示）と、から構成されている。ウォータポンプ１５１は、ウォータポンプハウジング（ウォータポンプのハウジング）１５３に内装されており、このウォータポンプハウジング１５３には、バイパス通路１５４を有するサーモスタットバルブ１５２のサーモスタットケース（サーモスタットバルブのハウジング）１５５が一体にボルト止めされている。

ウォータポンプ１５１は、ウォータポンプハウジング１５３に配置される転がり軸受７８を介して回動自在に支持され、カム軸５３の左端部に連結されるポンプ軸１５８と、ポンプ軸１５８に一体的に形成される旋回翼（インペラ）１５７と、シール部材７９（図３参照）と、から構成され、ウォータポンプハウジング１５３とサーモスタットケース１５５とを一体にボルト結合することで形成されるポンプ室１５６内に旋回翼１５７を配置する。

サーモスタットバルブ１５２は、サーモスタットケース１５５とカバー１６５とを一体にボルト結合することで形成されるサーモスタット室１５９内に収納されている。カバー１６５にはラジエータに連通するラジエータホース１６２を接続するラジエータ水流入口１６４が形成され、サーモスタットケース１５５にはバイパス通路１５４、および、ポンプ室１５６とサーモスタット室１５９とを連通する冷却水流入路１６０が形成されている。さらに、サーモスタットケース１５５にはバイパス通路１５４と交差すると共に、バイパス通路１５４とポンプ室１５６とを連通するエア抜き孔１７０が形成されている。また、バイパス通路１５４にはバイパス水流入口１５４ａが嵌め込まれている。

また、ウォータポンプハウジング１５３とサーモスタットケース１５５とを一体にすることによってポンプ室１５６と連通する冷却水吐出口１６１が形成されている。冷却水吐出口１６１は、ウォータジャケットホース１６３及びシリンダブロック４０の下面にボルト止めされるウォータジャケット流入口１６６を介してシリンダブロック４０のウォータジャケット４４に連通されている。ウォータジャケット４４はシリンダヘッド５０のウォータジャケット５８（図３参照）と連通しており、ウォータジャケット５８はシリンダヘッド５０の右側面にボルト止めされる冷却水分配部１６７に連通している。そして、冷却水分配部１６７にはラジエータに冷却水を送給するための不図示のラジエータホースと、バイパス水流入口１５４に連通接続するバイパスホース１６８が接続されている。また、冷却水分配部１６７の上端部には、冷却水循環機構１５０内の残留空気を抜くためのエア抜きバルブ１６９が設けられている。

サーモスタットバルブ１５２は、ブリッジ板部１５２ａをウォータポンプハウジング１５３とサーモスタットケース１５５との間に挟み込むことにより固定されている。ブリッジ板部１５２ａにはばね支持部材１５２ｂが組付けられており、ブリッジ板部１５２ａに円筒状可動部１５２ｃから突出するプランジャ１５２ｄの一端が保持されている。プランジャ１５２ｄの他端部は円筒状可動部１５２ｃの中に挿入されている。円筒状可動部１５２ｃの大径部の内部にはワックスが封入されているために、感温部として機能する。円筒状可動部１５２ｃには、第１弁体１５２ｅと第２弁体１５２ｆとが設けられている。第１弁体１５２ｅは円筒状可動部１５２ｃに固定されている。第２弁体１５２ｆは円筒状可動部１５２ｃから円錐状のコイルばね１５２ｇで付勢され、バイパス通路１５４に対向して配置されている。また、ばね支持部材１５２ｂと第１弁体１５２ｅとの間にコイルばね１５２ｈが装着されている。さらに、ブリッジ板部１５２ａには、ジグル弁１５２ｊを有する小開口部１５２ｉが設けられる。なお、ジグル弁１５２ｊは、冷却水注入時には、重力で下方に下がることにより小開口部１５２ｉを開放し、ラジエータホース１６２内の空気をサーモスタット室１５９に移動させる。また、エンジン稼動時には、ウォータポンプ１５１の水圧で押し上げられることにより小開口部１５２ｉを閉塞する。

エア抜き孔１７０は、バイパス通路１５４と連通する第１エア抜き孔１７１と、第１エア抜き孔１７１とポンプ室１５６とを連通する第２エア抜き孔１７２と、から構成され、第１エア抜き孔１７１は鋳ぬきでテーパ形状に形成され、第２エア抜き孔１７２はドリル等の機械加工で第１エア抜き孔１７１の内径より小径に形成される。また、エア抜き孔１７０は、ポンプ室１５６の左端面の上方に開口されている。なお、エア抜き孔１７０の外側開口はプラグ１７３によって閉塞されている。

そして、このように構成された冷却水循環機構１５０では、冷却水交換時などラジエータの上部から冷却水を注入する場合、サーモスタット室１５９、ポンプ室１５６及びウォータジャケット４４，５８に空気が残留する。ここで、パワーユニット１が始動されると、カム軸５３が回転し、これに伴いウォータポンプ１５１の旋回翼１５７が回転を始める。このとき、パワーユニット１は暖機前であって、冷却水が低温であるため、サーモスタットバルブ１５２は、第２弁体１５２ｆがバイパス通路１５４を開放しており、第１弁体１５２ｅがブリッジ板部１５２ａとの間を閉塞している。よって、ウォータポンプ１５１の作動によりポンプ室１５６から吐出された冷却水は、ポンプ室１５６→冷却水吐出口１６１→ウォータジャケットホース１６３→ウォータジャケット流入口１６６→ウォータジャケット４４，５８→冷却水分配部１６７→バイパスホース１６８→バイパス通路１５４→サーモスタット室１５９→冷却水流入路１６０→ポンプ室１５６の順で冷却水循環機構１５０内を循環する。なお、サーモスタットバルブ１５２の第１弁体１５２ｅは閉塞しているが、小開口部１５２ｉを通じて、少量の冷却水がラジエータからサーモスタット室１５９へ流入することを、ジグル弁１５２ｊにより阻止している。

このとき、ポンプ室１５６の残留空気は、まず、ポンプ室１５６の上方に集まり、第２エア抜き孔１７２から第１エア抜き孔１７１に移動し、第１エア抜き孔１７１のテーパ面に沿ってバイパス通路１５４内に移動する。また、サーモスタット室１５９の残留空気は、サーモスタット室１５９より高い位置にあるバイパス通路１５４に移動する。そして、バイパス通路１５４に移動した残留空気は、スロープ状に設けられるバイパスホース１６８の内周面に沿って、冷却水の流れと逆方向に移動して、冷却水分配部１６７の上端部に形成されるエア抜きバルブ１６９から外部に放出される。さらに、ウォータジャケット流入口１６６から冷却水分配部１６７までに残留した空気は、冷却水の流れと同方向に移動して、エア抜きバルブ１６９から外部に放出される。

パワーユニット１が始動後の時間経過によって暖機され、冷却水が所定の温度に達すると、サーモスタットバルブ１５２の円筒状可動部１５２ｃの温度が上昇して内部に充填されているワックスが膨張するため、円筒状可動部１５２ｃがプランジャ１５２ｄを押し出す。すると、プランジャ１５２ｄは先端がブリッジ板部１５２ａに係止しているため、それによる反力によって円筒状可動部１５２ｃ自体がコイルばね１５２ｈの弾性反発力に抗して移動することで第１弁体１５２ｅが開放され、第２弁体１５２ｆが閉塞される。これにより、ポンプ室１５６から吐出された冷却水は、ポンプ室１５６→冷却水吐出口１６１→ウォータジャケットホース１６３→ウォータジャケット流入口１６６→ウォータジャケット４４，５８→冷却水分配部１６７→ラジエータホース(不図示)→ラジエータ（不図示）→ラジエータホース１６２→ラジエータ水流入口１６４→サーモスタット室１５９→冷却水流入路１６０→ポンプ室１５６の順で冷却水循環機構１５０内を循環する。

以上説明した水冷式内燃機関のエア抜き構造では、サーモスタットケース１５５に有するバイパス通路１５４と交差すると共に、バイパス通路１５４とウォータポンプ１５１のポンプ室１５６とを連通するエア抜き孔１７０を設けるため、ウォータポンプ１５１のポンプ室１５６内とサーモスタットケース１５５内のエア抜きを一括して行うことができる。これにより、ウォータポンプハウジング１５３にエア抜きのための通路やジョイント等を別途に設ける必要がないので、内燃機関を簡素な構造にできると共に、機械加工等の工数や部品点数を減少して、製造コストを削減することができる。

また、上記水冷式内燃機関のエア抜き構造では、エア抜き孔１７０は、バイパス通路１５４と連通する第１エア抜き孔１７１と、第１エア抜き孔１７１とポンプ室１５６とを連通する第２エア抜き孔１７２とからなり、第２エア抜き孔１７２は、第１エア抜き孔１７１と比較して小径であるため、バイパス通路１５４を流れる冷却水がエア抜き孔１７０を通じてウォータポンプ１５１のポンプ室１５６に流れ込むことを防止できる。これにより、エア抜きされた空気がウォータポンプ１５１のポンプ室１５６に戻ることを防止することができる。

さらに、上記水冷式内燃機関のエア抜き構造では、第１エア抜き孔１７１は鋳ぬきで形成され、第２エア抜き孔１７２は機械加工で形成されるため、エア抜き孔１７０の加工を最小限にすることができ、製造コストを削減することができる。

本発明に係る水冷式内燃機関のエア抜き構造を搭載した車両の側面図である。 図１に示した車両の平面図である。 本発明に係る水冷式内燃機関のエア抜き構造を説明するパワーユニットのシリンダヘッドとシリンダブロックとクランク軸とメイン軸とカウンタ軸と中間軸とデファレンシャルとを結んだ線で切断した断面図である。 図３に示したパワーユニットのフォーク軸とメイン軸とリバース軸とカウンタ軸とフォーク軸の各軸線を通る面で切断した断面図である。 図３に示したパワーユニットの左クランクケースを内側から見た一部切欠側面図である。 図３に示したパワーユニットの左クランクケースを外側から見た一部切欠側面図である。 図３に示したパワーユニットのサーモスタットバルブを説明するための一部切欠断面図である。

符号の説明

１ パワーユニット（内燃機関）
１０ 車両
４０ シリンダブロック
５０ シリンダヘッド
５３ カム軸
１５０ 冷却水循環機構
１５１ ウォータポンプ
１５２ サーモスタットバルブ
１５３ ウォータポンプハウジング（ハウジング）
１５４ バイパス通路
１５５ サーモスタットケース（ハウジング）
１５６ ポンプ室
１５７ 旋回翼
１５８ ポンプ軸
１５９ サーモスタット室
１６０ 冷却水流入路
１６１ 冷却水吐出口
１６２ ラジエータホース
１６３ ウォータジャケットホース
１６４ ラジエータ水流入口
１６５ カバー
１６６ ウォータジャケット流入口
１６７ 冷却水分配部
１６８ バイパスホース
１６９ エア抜きバルブ
１７０ エア抜き孔
１７１ 第１エア抜き孔
１７２ 第２エア抜き孔
１７３ プラグ

Claims (2)

1. シリンダヘッドに設けたカム軸の一端にウォータポンプを一体に取り付けると共に、前記ウォータポンプのハウジングにバイパス通路を有するサーモスタットバルブのハウジングを一体に設ける水冷式内燃機関のエア抜き構造であって、
   前記バイパス通路と交差すると共に、前記バイパス通路と前記ウォータポンプのポンプ室とを連通するエア抜き孔を備え、
   前記エア抜き孔は、前記バイパス通路と連通する第１エア抜き孔と、前記第１エア抜き孔と前記ポンプ室とを連通する第２エア抜き孔と、から構成され、第２エア抜き孔は、第１エア抜き孔と比較して小径であることを特徴とする水冷式内燃機関のエア抜き構造。
2. 前記第１エア抜き孔は鋳ぬきで形成され、第２エア抜き孔は機械加工で形成されることを特徴とする請求項１記載の水冷式内燃機関のエア抜き構造。
   

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