专利名称：发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及在汽缸盖上安装有水泵，并且该水泵的泵侧冷却水通路被连接在汽缸盖的盖侧冷却水通路上的发动机。
背景技术：
一直以来用在车辆等上的发动机，都是使燃料在燃料室爆发，利用其能量驱动活塞，从而从曲轴以旋转运动取得驱动力。
这时，由于使燃料爆发，因而发动机的温度上升，因此通过使冷却水在发动机内循环，抑制发动机的温度上升。
冷却水的循环，是用冷却水泵将散热器内的冷却水导向汽缸体侧，然后使其从该汽缸体流入汽缸盖侧，从而冷却发动机(参照专利文献1、专利文献2)。
另外，还知道以利用安装在发动机的汽缸盖上的冷却水泵使冷却水流入汽缸盖的方式构成的发动机。
例如，在下述专利文献3中，在排气凸轮轴上配设泵，并从汽缸盖的排气阀的流入路导入制冷剂，从吸气阀侧的流出路排出，从而冷却发动机。
另外，在下述专利文献4中，记载了在汽缸盖的侧面上配设水泵，并将泵轴连结在凸轮轴的端部上的构成。在此，经由连结在汽缸盖上的配管，使冷却水在汽缸盖内循环。
专利文献1特开平05-256134号公报专利文献2特开平11-50844号公报专利文献3特公昭63-39766号公报专利文献4日本专利第3080384号公报但是，在上述专利文献1以及2那样的冷却系统结构中，通常，一般进行从下侧放入冷的水，然后从上侧取出变暖的水的循环，在以往的结构中，是将来自于水泵的水，导入下侧的汽缸体侧，然后使其从该汽缸体内向上侧的汽缸盖侧流入来进行冷却，因此便必须有从配置在上侧的汽缸盖侧的水泵到下侧的汽缸体的配管，存在零件个数以及组装工时增加的问题。
另外，即便在上述专利文献3、4那样的冷却系统结构中，也必须有从水泵到汽缸盖的配管，存在零件个数以及组装工时较多的问题点。
发明内容
于是，本发明是鉴于上述几点而研制成的，其目的在于提供可以减去从水泵到汽缸体的配管，从而可以削减零件个数的发动机。
用于解决上述问题的权利要求1所述的发明，是在汽缸盖上配置有水泵，将形成在该水泵上的泵侧冷却水通路，连接在形成在前述汽缸盖上的盖侧冷却水通路上的发动机，其特征在于，前述汽缸盖具有可以安装前述水泵的盖侧安装部；驱动配置在该盖侧安装部上的前述水泵的驱动部；设在与前述盖侧安装部不同位置上的、前述盖侧冷却水通路的盖侧开口部；前述水泵具有外壳，该外壳具有可以安装到前述盖侧安装部上的泵侧安装部以及前述泵侧冷却水通路；配置在前述泵侧安装部上，可通过将前述泵侧安装部安装到前述盖侧安装部上而与前述驱动部相连接的泵轴；可通过驱动前述泵轴，经由前述泵侧冷却水通路压送冷却水的送液部；设在前述外壳上，可通过将前述泵侧安装部安装到前述盖侧安装部上而连接到前述盖侧开口部上的、前述泵侧冷却水通路的泵侧开口部。
权利要求2所述的发明，除了权利要求1所述的构成之外，其特征在于，前述泵侧安装部以及前述盖侧安装部，和前述泵侧开口部以及前述盖侧开口部中的一方，具有可沿着前述泵轴的轴方向相互嵌合的凹凸形状，另一方，具有沿着相对于轴方向垂直的方向的安装面。
权利要求3所述的发明，除了权利要求2所述的构成之外，其特征在于，前述泵侧安装部以及前述盖侧安装部具有可相互嵌合的前述凹凸形状。
权利要求4所述的发明，除了权利要求1所述的构成之外，其特征在于，在前述汽缸盖上设有吸气口，同时设有成为从前述盖侧开口部向前述盖侧冷却水通路提供的前述冷却水的排出部的恒温箱安装部，前述恒温箱安装部被形成在与前述吸气口的开口部同一平面或平行的位置上。
权利要求5所述的发明，除了权利要求1所述的构成之外，其特征在于，以前述汽缸盖的凸轮轴为界，在一方侧设有吸气口，同时在另一方侧设有排气口，并构成为在前述排气口侧设有前述盖侧开口部，从该盖侧开口部向前述盖侧冷却水通路的前述排气口附近提供前述冷却水。
权利要求6所述的发明，除了权利要求5所述的构成之外，其特征在于，前述排气口的开口部，以朝向背离前述水泵的方向的方式，相对于凸轮轴的轴方向倾斜。
根据权利要求1所述的发明，由于以如下的方式构成，即在汽缸盖上具有盖侧安装部以及盖侧开口部，同时在水泵的外壳上具有泵侧安装部以及泵侧开口部，并可通过将泵侧安装部安装到盖侧安装部上，将泵侧开口部连接到盖侧开口部上，因此可以将汽缸盖的盖侧安装部以及盖侧开口部，和水泵的外壳的泵侧安装部以及泵侧开口部，分别形成为同一朝向。因此，可以分别从相同一侧加工汽缸盖的盖侧安装部以及盖侧开口部，和水泵的外壳的泵侧安装部以及泵侧开口部，汽缸盖和水泵的外壳的加工较容易。
并且，由于只要将盖侧安装部和泵侧安装部接合在一起，就可以将驱动部和泵轴连接在一起，同时可以将盖侧开口部和泵侧开口部连接在一起，从而可以使泵侧冷却水通路和盖侧冷却水通路连通，因此可以减去水泵和汽缸盖之间的冷却水的配管，并可以削减零件个数以及组装工时，同时可以简单地形成发动机的冷却系统结构的外观。
根据权利要求2所述的发明，当使泵侧安装部以及盖侧安装部、和泵侧开口部以及盖侧开口部中的一方的凹凸形状沿着轴方向嵌合时，即便另一方的位置关系稍微偏移，由于具有沿着相对于轴方向垂直的方向的安装面，因此可以吸收位置关系的偏移，可以很容易地将汽缸盖和水泵接合在一起。
根据权利要求3所述的发明，通过使泵侧安装部以及盖侧安装部嵌合，可以将配置在泵侧安装部上的泵轴，和配置在盖侧开口部上的驱动部高精度地对位并连接在一起。
根据权利要求4所述的发明，在汽缸盖的加工时，可以从相同方向加工吸气口和恒温箱安装面，汽缸盖的加工较容易。
根据权利要求5所述的发明，可以用刚从水泵提供的冷却水冷却汽缸盖排气阀侧，并可以有效地冷却汽缸盖。
根据权利要求6所述的发明，通过在比凸轮轴更靠近排气口侧设置盖侧开口部，即便在排气口侧的配置上产生制约，也可以进一步缩短从排气阀到排气口的距离，并可以将从排气阀到排气口之间的传热面抑制为较小。
图1是该发明的实施形态的发动机的概略图。
图2是将该实施形态的水泵剖面而从上方看汽缸盖等的图。
图3是将该实施形态的水泵安装到汽缸盖上的状态的正视图。
图4是从该实施形态的汽缸盖的安装水泵侧看的正视图。
图5是该实施形态的汽缸盖的平面图。
图6是该实施形态的汽缸盖的仰视图。
图7是该实施形态的汽缸盖的侧视图。
具体实施例方式
以下，对该发明的实施形态进行说明。
在图1以及图2中，展示了该发明的实施形态。
首先说明构成，图1中标号11，是配设在作为骑乘型车辆的机动两轮车上的单缸4循环、4阀门的发动机，在该发动机11上，设有曲轴12，在该曲轴12上经由连杆13连结有活塞14。
以通过该活塞14在汽缸体15内上下移动，经由连杆13使曲轴12旋转的方式构成。
在该汽缸体15的上侧，固定有汽缸盖16。在汽缸盖16上，旋转自如地配设有凸轮轴20，该凸轮轴20和曲轴12经由凸轮链21而相连结，通过旋转曲轴12，凸轮轴20就会经由凸轮链21而旋转。并且被构成为，通过该凸轮轴20旋转，以规定的定时使吸气及排气用的各阀门22、23开闭。
并且，在该发动机11上，如图2以及图3所示，在汽缸盖16的凸轮轴20的一端部20a侧的侧面上，安装有水泵19。
首先，在汽缸盖16上，如图2以及图4所示，在凸轮轴20的一端部20a侧的侧面上设有安装水泵19的盖侧安装部35。该盖侧安装部35具有圆形孔形状的嵌合凹部35a，包围设在凸轮轴20的一端部20a上的作为水泵19的驱动部的轴方向连接槽20b，并沿着凸轮轴20的轴方向形成。
另外，在内部设有盖侧冷却水通路32，盖侧冷却水通路32的一方的端部的盖侧开口部32a，被设在与盖侧安装部35同侧的侧面的与盖侧安装部35不同的位置上。在此，作为盖侧开口部32a的安装面的端面32c，和嵌合凹部35a的周围的端面35b，沿着相对于凸轮轴20的轴方向垂直的方向形成。
进而，在该汽缸盖16上，如图5以及图6所示，以凸轮轴20为界，在配置有吸气阀22的一方侧设置有吸气口41，在配置有排气阀23的另一方侧设置有排气口42。并且，在汽缸盖16的设置有吸气口41的开口部41a的一侧，设有成为盖侧冷却水通路32的排出部的恒温箱36的安装部36a。该恒温箱安装部36a，被设在与吸气口41的开口部41a的端面为同一面或平行的面的相离开的位置上。
另外，如图2以及图4所示，在比凸轮轴20更靠近排气口42侧配置有盖侧开口部32a，如图6所示，向着从设有该盖侧开口部32a的一侧离开的方向形成排气口42，且排气口42的开口部42a的端面以朝向从水泵19离开的方向的方式倾斜。
另一方面，水泵19，如图2以及图3所示，一体地形成有泵侧冷却水通路28，同时具备设有可以安装到汽缸盖16的盖侧安装部35上的泵侧安装部34的泵外壳29。泵侧安装部34，具有可以嵌合到盖侧安装部35的嵌合凹部35a内的嵌合凸部34a。
该泵外壳29的泵侧冷却水通路28，在一方的端部具有从泵外壳29突出的导入口28a，在另一方的端部具有形成在与盖侧开口部32a相对应的位置上的泵侧开口部28b。
泵侧开口部28b，以与汽缸盖16的盖侧开口部32a相对的方式形成，其周围的作为安装面的端面28c沿着相对于泵轴25的轴方向垂直的方向形成。
另外，在泵外壳29的泵侧冷却水通路28的通路之中，一体成形有泵室27，在内部以可通过泵轴25来旋转的状态收容有作为送液部的叶轮26。在连结在该叶轮26上的泵轴25的端部上，沿着泵轴25的轴方向突设有能够与凸轮轴20的轴方向连接槽20b相连接的轴方向连接部25a，该轴方向连接部25a，被配置在泵侧安装部34上。
在将这样的水泵19安装到汽缸盖16上时，首先，将泵侧安装部34的嵌合凸部34a，沿着泵轴25的轴方向，嵌合到形成在汽缸盖16的凸轮轴20的一端部20a侧的侧面上的盖侧安装部35的嵌合凹部35a内。这时，通过将嵌合凸部34a嵌合在嵌合凹部35a内，就将泵轴25的轴方向连接部25a连接在凸轮轴20的轴方向连接槽20b内，将泵轴25和凸轮轴20以配置在同轴上的状态连结在一起。与此同时，以彼此相对应的状态经由垫圈将泵侧开口部28b直接连接在盖侧开口部32a上。
然后，通过将水泵19的导入口28a和汽缸盖16的恒温箱安装部36a，分别相互连接在图未示的散热器上，构成冷却水的循环路，从而完成了水泵19向汽缸盖16的安装。
在安装了这样的水泵19的发动机11中，当驱动发动机11而使曲轴12旋转时，就经由凸轮链21旋转凸轮轴20，连结在该凸轮轴20上的泵轴25就旋转。
通过该凸轮轴20的旋转，吸气以及排气用的各阀门22、23以规定的定时被开关，另一方面，泵轴25旋转，则泵室27内的叶轮26也旋转。
于是，通过该叶轮26的旋转，来自于散热器侧的冷却水从导入口28a被吸入泵室27内，从该泵室27经由泵侧冷却水通路28，被从泵侧开口部28b压送出去。然后，该冷却水被从汽缸盖16的盖侧开口部32a直接提供给盖侧冷却水通路32，并在盖侧冷却水通路32内流动，从而将汽缸盖16冷却，并从恒温箱36的安装部36a被排出，再次在散热器侧环流。
再者，盖侧冷却水通路32，如图1所示，由于连接在上端面侧开放的缸体侧冷却水通路33上，因此流入盖侧冷却水通路32的冷却水的一部分流入缸体侧冷却水通路33内，从而将汽缸体15冷却，并再次流入盖侧冷却水通路32内，然后从恒温箱36的安装部36a被排出。
在此，缸体侧冷却水通路33，从汽缸体15的上端面向下方形成规定长度。该缸体侧冷却水通路33的下端33a，被设定在如下所述的高度，即，在产生燃烧压力的范围内，活塞14下降到最低位置(在此是上止点后40°～50°)处的活塞14的上表面的高度。因此，通过将冷却水从盖侧冷却水通路32提供给形成在汽缸体15的上部侧的缸体侧冷却水通路33，从而将燃烧室的周围冷却。
在具备以上那样的冷却系统结构的发动机11中，只要使水泵19的泵侧安装部34的嵌合凸部34a嵌合在汽缸盖16的盖侧安装部35的嵌合凹部35a内，就可以将泵轴25的轴方向连接部25a连接在凸轮轴20的轴方向连接槽20b内，同时，可以将设在与盖侧安装部35以及泵侧安装部34不同位置上的盖侧开口部32a和泵侧开口部28b连接在一起，从而可以将泵侧冷却水通路28和盖侧冷却水通路32直接连接而使其连通。因此，可以很容易地将水泵19安装在汽缸盖16上。另外，由于不需要如以往那样从水泵19到汽缸体15的配管，因此可以谋求零件个数的削减、水泵19的轻量化、水阻力的减少、组装工时的简略化。进而，由于可以减少冷却水的配管，因此可以使发动机的冷却系统结构的外观简单。
另外，由于作为整体可以缩短冷却水通路28、32、33，因此可以缩小散热器，同时可以相对地提高冷却水温度，从而可以提高燃烧性能(燃烧效率)。
进而，在此，在汽缸体15的上部侧形成缸体侧冷却水通路33，并将从汽缸盖16的盖侧冷却水通路32流过来的水，导入该汽缸体15的上部侧进行冷却。
通过这样冷却汽缸盖16和汽缸体15的上部，不会将汽缸体15冷却到所需以上，因此可以提高燃料消费率。
即，在以往，虽然冷却到汽缸体15的下部侧，但汽缸体15的上部侧由于处在产生燃烧压力的范围内，因此变成高温，而随着向下方温度逐渐降低。因而，如果一直冷却到汽缸体15的下部侧，则附着在汽缸室的内壁上的油被冷却而粘度变高，滑动阻力因该油而增大。其结果，燃料消费率便降低。
相对于此，在该实施形态中，由于汽缸体15的温度较高，且只冷却产生燃烧压力的范围，因此没有油的粘度变高的情况，滑动阻力不会变大，可以提高燃料消费率。
再者，在汽缸的轴沿着大致水平方向的水平发动机中，当将冷却水的入口设定在汽缸盖的前侧时，通过将散热器配置在上方，就可以使冷却水的流动很自然，同时由于没有将配管配置在发动机的下侧，因此可以确保最低距地高度。
另外，在这样的发动机11中，由于被构成为在汽缸盖16的安装水泵19的一侧，具有盖侧安装部35和盖侧冷却水通路32的盖侧开口部32a，且通过将泵侧安装部34安装到盖侧安装部35上，就可以将泵侧开口部28b连接在盖侧开口部32a上，因此，汽缸盖16的盖侧安装部35以及盖侧开口部32a，和水泵19的泵外壳29的泵侧安装部34以及泵侧开口部28b，分别被形成为相同的朝向。因此，可以从相同一侧加工各安装部34、35和各开口部28b、32a，汽缸盖16和水泵19的泵外壳29的加工较容易。
进而，由于泵侧安装部34以及盖侧安装部35，具有沿着泵轴25以及凸轮轴20的轴方向可以相互嵌合的嵌合凸部34a以及嵌合凹部35a，并且泵侧开口部28b以及盖侧开口部32a具有沿着相对于泵轴25以及凸轮轴20的轴方向垂直的方向的端面28c、32c，因此即便当使泵侧安装部34以及盖侧安装部35嵌合时，泵侧开口部28b和盖侧开口部32a的位置关系多少有些偏移，也可以吸收该位置偏移而将端部28c、32c经由垫圈很容易地液密地相互接合。因此，可以更容易地将水泵19接合在汽缸盖16上。
另外，由于泵侧安装部34以及盖侧安装部35，具有沿着泵轴25的轴方向可以相互嵌合的形状，因此可以将配置在泵侧安装部34上的泵轴25，和配置在盖侧安装部35内的凸轮轴20的一端部20a，高精度地对位并连接在一起。
并且，由于在凸轮轴20的一端部20a上设有轴方向连接槽20b，同时在泵轴25上设有轴方向连接部25a，并通过将它们连接在一起，将凸轮轴20和泵轴25配置连结在同轴上，因此可以使水泵19的驱动部的结构简单，并很容易谋求汽缸盖16的紧凑化，同时通过相对于凸轮轴20将泵轴25高精度地配置在同轴上，在驱动时易于防止凸轮轴20以及泵轴25的烧蚀等。
进而，由于在吸气口41侧设有成为盖侧冷却水通路32的排出部的恒温箱安装部36a，并将恒温箱安装部36a和吸气口41的开口部41a形成在同一平面或平行的位置上，因此可以从相同的方向加工汽缸盖16的吸气口41的开口部41a的端面，和恒温箱36的安装部36a。因此，可以只在汽缸盖16的2个方向上加工盖侧安装部35、盖侧开口部32、吸气口41、以及恒温箱安装部36a。因此，汽缸盖16的加工较容易。
另外，由于以如下的方式构成，即以汽缸盖16的凸轮轴20为界，在一方侧设有吸气口41，同时，在另一方侧设有排气口42，进而，在排气口42侧设有盖侧开口部32a，并从该盖侧开口部32a将冷却水提供给盖侧冷却水通路32，因此可以用刚从水泵19提供的冷却水冷却与吸气口41侧相比与高温的排气相接触的排气口42侧，并可以高效率地冷却汽缸盖16。
并且，由于排气口42的开口部41a，以朝向从水泵19离开的方向的方式相对于凸轮轴20的轴方向倾斜，因此通过在比凸轮轴20更靠近排气口42侧的位置上设置盖侧开口部32a，即便由于盖侧开口部32a以及盖侧冷却水通路32的配置，而在排气口42侧的配置上产生制约，也可以进一步缩短从排气阀23到排气口42的开口部42a的距离，并可以将排气口的传热面抑制为较小。
工业上的可利用性根据该发明，可以利用在骑乘型车辆等各种车辆用的发动机，发电机等各种装置用的发动机等、在汽缸盖上安装有水泵的各种发动机上。
标号说明11 发动机 15 气缸体16 气缸盖 19 水泵20 凸轮轴 20b 轴方向连接槽25 泵轴 25a 轴方向连接部26 叶轮 27 泵室28 泵侧冷却水通路 28b 泵侧开口部29 泵外壳 32 盖侧冷却水通路32a 盖侧开口部 33 缸体侧冷却水通路34 泵侧安装部 34a 嵌合凸部35 盖侧安装部 35a 嵌合凹部36a 恒温箱安装部 41 吸气口42 排气口
权利要求
1.一种发动机，它是在汽缸盖上配置有水泵，将形成在该水泵上的泵侧冷却水通路，连接在形成在前述汽缸盖上的盖侧冷却水通路上的发动机，其特征在于，前述汽缸盖，具有可以安装前述水泵的盖侧安装部；驱动配置在该盖侧安装部上的前述水泵的驱动部；设在与前述盖侧安装部不同位置上的、前述盖侧冷却水通路的盖侧开口部；前述水泵，具有具有可安装到前述盖侧安装部上的泵侧安装部以及前述泵侧冷却水通路的外壳；配置在前述泵侧安装部上，通过将前述泵侧安装部安装到前述盖侧安装部上，可以与前述驱动部连接的泵轴；通过驱动前述泵轴，可以经由前述泵侧冷却水通路压送冷却水的送液部；设在前述外壳上，通过将前述泵侧安装部安装到前述盖侧安装部上，可以连接到前述盖侧开口部上的、前述泵侧冷却水通路的泵侧开口部。
2.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，前述泵侧安装部以及前述盖侧安装部，和前述泵侧开口部以及前述盖侧开口部中的一方，具有可沿着前述泵轴的轴方向相互嵌合的凹凸形状，另一方，具有沿着相对于前述轴方向垂直的方向的安装面。
3.如权利要求2所述的发动机，其特征在于，前述泵侧安装部以及前述盖侧安装部具有可相互嵌合的前述凹凸形状。
4.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，在前述汽缸盖上设有吸气口，同时设有成为从前述盖侧开口部向前述盖侧冷却水通路供给的前述冷却水的排出部的恒温箱安装部；前述恒温箱安装部被形成在与前述吸气口的开口部同一平面或平行的位置上。
5.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，以前述汽缸盖的凸轮轴为界，在一方侧设有吸气口，同时在另一方侧设有排气口；并以在前述排气口侧设置前述盖侧开口部，从该盖侧开口部向前述盖侧冷却水通路的前述排气口附近供给前述冷却水的方式构成。
6.如权利要求5所述的发动机，其特征在于，前述排气口的开口部，以朝向从前述水泵离开的方向的方式相对于凸轮轴的轴方向倾斜。
全文摘要
提供如下的发动机，即在汽缸盖16上配置水泵19，将形成在该水泵19上的泵侧冷却水通路28，直接连接在形成在汽缸盖16上的盖侧冷却水通路32上，并且通过将水泵19的泵侧安装部34安装到汽缸盖16的盖侧安装部35上，将泵侧冷却水通路28的泵侧开口部28b和盖侧冷却水通路32的盖侧开口部32a连接在一起，并且不需要从水泵到汽缸盖的配管。
文档编号F01P5/10GK1820130SQ20048001975
公开日2006年8月16日 申请日期2004年7月6日 优先权日2003年7月10日
发明者井上隆司, 增田辰哉, 铃木守, 田中章太郎 申请人:雅马哈发动机株式会社