JP2948854B2 - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、クランクケース、シリンダブロックおよび
シリンダヘッドを複数のボルトによって締め付け固定し
てなるエンジンの冷却装置に係り、特に多数の冷却フィ
ンを有するシリンダブロック回りの構造に関する。

［従来の技術］ 空冷エンジンのシリンダブロックにおいて、従来、シ
リンダを形成する円筒状のボア部の外周面に、上記シリ
ンダの軸方向に間隔を存して多数の冷却フィンを突設し
たものが知られている。

このシリンダブロックは、シリンダの軸方向に沿う複
数のボルトを介してクランクケースやシリンダブロック
と連結されるために、上記ボア部には径方向外側に突出
する複数のボスが一体に鋳造成形されており、このボス
に上記ボルトが挿通されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の構成の場合、シリンダブロ
ックのボア部にボルトを通すボスを設けていたので、こ
のボスがボア部の外周面から冷却フィンの間に大きく張
り出してしまい、このボスが冷却フィン間に流入した冷
却風の流れを妨げて、シリンダブロックの冷却性能に悪
影響を及ぼす虞があった。

しかも、ボア部の肉厚がシリンダの周方向に沿って不
均一となるので、シリンダブロックの鋳造成形時に、そ
のボア部の特定部分に残留応力が発生し易くなるといっ
た不具合もある。

本発明は、このような事情にもとづいてなされたもの
で、ボア部の剛性を確保しつつ、このボア部回りの冷却
風の流れを円滑に保ってシリンダの冷却効率を高めるこ
とができ、しかも、ボア部に残留応力が発生し難くなる
とともに、シリンダブロック固定用のボルトも積極的に
空冷することができ、このボルトの挿通部分に熱が滞留
するのを確実に防止できるエンジンの冷却装置の提供を
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係るエンジンの
冷却装置は、 シリンダを形成する円筒状のボア部の外周面に、上記
シリンダの軸方向に間隔を存して多数の冷却フィンを一
体に鋳造成形してなるシリンダブロックと； このシリンダブロックの一端面に連なるシリンダヘッ
ドと； 上記シリンダブロックのシリンダヘッドとは反対側の
他端面に連なるクランクケースと； 上記シリンダブロックのボア部の外周囲に配置され、
上記クランクケース、シリンダブロックおよびシリンダ
ヘッドを上記シリンダの軸方向に締め付け固定する複数
のボルトと；を備えている。

そして、上記シリンダブロックは、上記ボルトの挿通
部分において隣り合う冷却フィン間を一体的に連結する
多数の連結壁を有し、これら連結壁のうち、上記ボア部
の両端に位置された連結壁は、上記ボルトが通される中
空筒状をなしているとともに、これら両端の連結壁の間
に位置された中間の連結壁は、上記ボルトと上記ボア部
の外周面との間に介在されており、かつ、これら全ての
連結壁と上記ボア部の外周面との間に、冷却風が流通す
る隙間を設けたことを特徴としている。

［作用］ この構成によれば、連結壁はボルトの挿通部分に対応
した位置で、隣り合う冷却フィン間を連結しているの
で、ボルトの締め付け力をボア部と連結壁の双方で受け
ることができ、その分、ボア部の荷重負担が少なくなっ
て、このボア部の剛性が向上する。

しかも、この連結壁とボア部との間には隙間が存在す
るので、この冷却フィン間に流れ込んだ冷却風は、上記
隙間を通じて積極的にボア部の外周面に沿うようにして
流れることになる。このため、連結壁が冷却風の流れを
妨げることもなく、発熱するボア部を効率良く冷却する
ことができる。

また、連結壁はボア部の外周面から離間しているの
で、従来のようにボア部の肉厚が連結壁の部分で局部的
に厚くなることもなく、このボア部の肉厚を周方向に沿
って均一に形成することができる。このため、シリンダ
ブロックの鋳造成形時に、そのボア部に残留応力が発生
し難くなる。さらに、上記構成によると、ボア部の両端
の連結壁を除く中間の連結壁は、ボルトを覆うことなく
配置されているので、シリンダの軸方向に延びるボルト
は、シリンダブロックの外周囲においては、その多くが
隣り合う冷却フィン間に跨るような姿勢でシリンダブロ
ックの外方に露出されることになる。そのため、ボルト
自体を冷却フィンに向けて流れる冷却風を利用して積極
的に冷却することができ、その分、ボルトの挿通部分に
熱が滞留し難くなって、シリンダブロックの放熱性を高
めることができる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を、スクータ形の自動二輪車に
適用した図面にもとづいて説明する。

第８図中符号１で示すフレームは、その前端にステア
リングヘッドパイプ２を備えている。ステアリングヘッ
ドパイプ２にはフロントフォーク３を介して前輪４が支
持されている。

また、ステアリングヘッドパイプ２には下向きに延び
る一本のダウンチューブ５が連結されている。ダウンチ
ューブ５の下端部は後方に向けて略水平に延長されてお
り、この水平部5aの後部には左右一対のメインパイプ６
が連結されている。メインパイプ６は水平部5aの直後に
おいて立ち上げられており、この立ち上がり部７の上端
は後方に向って延びる延長部８をなしている。

メインパイプ６の延長部８の下方には、スイング式の
エンジンユニット10が配置されている。このエンジンユ
ニット10は第７図に示すように、４サイクル空冷エンジ
ン11と、このエンジン11のクランクケース12の左側から
後方に延びる変速機ケース13を備えており、上記クラン
クケース12の上面がエンジンブラケット14を介して上記
延長部８に枢支されている。

クランクケース12は左ケース12aと右ケース12bとに分
割されている。これら両ケース12a,12bの間にはクラン
ク室15が形成されており、このクランク室15内にはクラ
ンク軸16が収容されている。クランクケース12の左ケー
ス12aと、これに連なる変速機ケース13の左側面は、ケ
ースカバー17によって覆われている。これら両ケース12
a,13とケースカバー17との間には変速室18が形成されて
おり、この変速室18の前端部に上記クランク軸16の一端
が導入されている。

また、変速室18の後部にはクランク軸16と平行をなす
従動軸19が支持されており、この変速室18内には従動軸
19とクランク軸16とを連動させるＶベルト自動変速機20
が収容されている。

Ｖベルト自動変速機20は従来周知のものと同様の構成
であり、第７図に示すように上記クランク軸16と一体に
回転するプライマリーシーブ21と、上記従動軸19の外周
に遠心クラッチ22を介して取り付けられたセカンダリー
シーブ23と、これら両シーブ21,23の間に巻き掛けられ
たＶベルト24とで構成され、上記両シーブ21,23に対す
るＶベルト24の巻き掛け径を変えることで、クランク軸
16と従動軸19との間の変速比を自動的に変化させるよう
になっている。

なお、従動軸19は図示しない歯車変速機を介して後輪
25の車軸26に連動されており、この車軸26は変速機ケー
ス13の後端部に支持されている。

上記クランクケース12の前端部には、前方に向って略
水平に延びるシリンダブロック30が設けられている。こ
のシリンダブロック30は鋳鉄にて構成され、第１図ない
し第５図に示すように、シリンダ31を形成する円筒状の
ボア部32を備えている。このボア部32の外周面には多数
の冷却フィン33が一体に鋳造成形されており、これら冷
却フィン33はシリンダ31の周方向に沿うとともに、この
シリンダ31の軸方向に間隔を存して設けられている。そ
して、上記冷却フィン33のうち、ボア部32の最もクラン
クケース12側の後端に位置する冷却フィン33aと、反対
側の前端に位置する冷却フィン33cは、第６図に示すよ
うに略四角形状に形成されており、これら両冷却フィン
33a,33cの間に位置する中間の冷却フィン33bは、第１図
および第２図に示すように略円形状に形成されている。

なお、上記ボア部32のシリンダ31内にはピストン34が
収容されており、このピストン34はコンロッド35を介し
てクランク軸16に連結されている。

また、シリンダブロック30の前端部には、シリンダヘ
ッド36が取り付けられている。シリンダヘッド36の内部
には動弁室37が形成されており、この動弁室37内に図示
しない吸気弁および排気弁を開閉駆動するカム軸38が支
持されている。シリンダヘッド36およびシリンダブロッ
ク30の左側部には、チェーン通路39が連続して形成され
ており、このチェーン通路39はクランクケース12に連な
っている。チェーン通路39の前端部には上記カム軸38の
左端部が導入されており、このカム軸38の導入端に取り
付けたタイミングスプロケット40と上記クランク軸16と
の間には、タイミングチェーン41が掛け渡されている。

ところで、これらシリンダブロック30とシリンダヘッ
ド36とは、第４図に示すようにクランクケース12の前端
部から延びる四本のスタッドボルト42によって結合され
ている。

この結合構造について説明すると、上記スタッドボル
ト42はボア部32の外周囲において、四角形の略対角位置
に挿通配置されており、上記四角形状をなす前後両端の
冷却フィン33a,33cには、その四隅部分にスタッドボル
ト42を通す挿通孔43が形成されている。これに対し、中
間の冷却フィン33bの外周縁部には、スタッドボルト42
を逃げる凹部44が形成されており、このため、スタッド
ボルト42は冷却フィン33a〜33cの間をボア部32の軸方向
に貫通して設けられている。

そして、隣り合う中間の冷却フィン33bの間には、こ
れら隣り合う冷却フィン33bを結合する中間連結壁45が
一体に鋳造成形されている。この中間連結壁45は第１図
に示すように、上記チェーン通路39とはボア部32を挾ん
だ反対側のスタッドボルト42に対応した二箇所に設けら
れており、本実施例の場合は、断面略Ｌ字形をなしてい
る。

すなわち、中間連結壁45はそのボア部32に面する部分
に、略直交する二つの平坦面46によって規定された角部
47を備えている。これら中間連結壁45は、第１図に示す
ように、ボア部32の外周面とスタッドボルト42との間に
介在されている。中間連結壁45のスタッドボルト42と向
かい合う面は、このスタッドボルト42を避けるように湾
曲された円弧面48をなしており、この円弧面48は、上記
冷却フィン33bの凹部44の縁に連なっている。そのた
め、第４図に最も良く示されるように、スタッドボルト
42は、中間連結壁45を貫通することなく配置され、隣り
合う冷却フィン33bを跨いだ姿勢でシリンダブロック30
の外方に露出されている。そして、中間連結壁55の角部
47の先端は、ボア部32の外周面から離間しており、これ
ら角部47とボア部32との間には、冷却フィン33bの間に
流入した冷却風の一部が流れ込む隙間49が形成されてい
る。

また、前後両端の冷却フィン33a,33cと中間の冷却フ
ィン33bとの間には、第２図に示すように、これら冷却
フィン33a,33cと33bとを結合する両端連結壁50が一体に
鋳造成形されている。この両端連結壁50も上記中間連結
壁45と同様に、上記チェーン通路39とはボア部32を挾ん
だ反対側のスタッドボルト42に対応した二箇所に設けら
れており、その基本断面形状がリング形の中空筒状をな
している。また、この両端連結壁50にあっても、そのボ
ア部32に面する部分に略直交する二つの平坦面51によっ
て規定された角部52を備えており、この角部52の先端は
ボア部32の外周面から離間している。したがって、両端
連結壁50の角部52とボア部32との間にも、冷却フィン33
a,33b,33cの間に流入した冷却風の一部が流れ込む隙間5
3が形成されている。

そして、上記スタッドボルト42の前端部は、冷却フィ
ン33cの挿通孔43からシリンダヘッド36を貫通して設け
られており、このスタッドボルト42の挿通先端を図示し
ないナットで締め付けることにより、シリンダブロック
30がシリンダヘッド36とクランクケース12との間でシリ
ンダ31の軸方向に締め付け固定されている。

なお、各連結壁45,50の角部47,52の先端は、第２図に
示すようにボア中心X₁を指向するとともに、このボア中
心X₁を通る基準線A₁に対し45゜の交差角αを存して交差
されており、このボア中心X₁と角部47,52を結ぶ線A₂上
にて、シリンダブロック30を鋳造成形する成形型（図示
せず）が分割されるようになっている。

上記シリンダブロック30の周囲はエアシュラウド55に
よって覆われている。エアシュラウド55の右端部には、
ファンカバー56が連続して設けられている。このファン
カバー56は上記右ケース13bを連続して覆うクランクケ
ースカバーを兼ねており、このファンカバー56の内側に
は軸流形のファン57が配置されている。ファン57はシリ
ンダブロック30の右側方に位置しており、上記エアシュ
ラウド55のファンカバー56との連続部分に対向して設け
られている。そして、ファン57の回転軸58は、上記右ケ
ース13bから延びる支持ステー59のボス部60に軸受61を
介して軸支されており、この回転軸58上には従動プーリ
62が取り付けられている。

ファンカバー56はクランク軸16の右端部に固定したフ
ライホイールマグネット63も一体に覆っている。フライ
ホイールマグネト63のロータ軸64には駆動プーリ65が取
り付けられており、この駆動プーリ65と従動プーリ62と
の間には、Ｖベルト66が巻回されている。このため、フ
ァン57はクランク軸16からの動力伝達によって増速駆動
されるようになっており、このファン57が回転駆動され
ると、エアシュラウド55の右側面の吸い込み口67から吸
入された外気が、シリンダブロック30の周囲に送風され
るようになっている。

なお、エアシュラウド55の左側部には、第６図に示す
ように下向きに開口する吐出口68が設けられており、こ
の吐出口68を通じて上記シリンダブロック30の周囲に送
風された外気が外方に排出されるようになっている。

また、本実施例の場合、上記シリンダヘッド36は水冷
式となっており、その燃焼室70の周囲に冷却水通路71を
備えている。この冷却水通路71は図示しない配管を介し
てラジエータ72に連なっており、このラジエータ72は上
記ファンカバー56の吸い込み口67に設置されている。こ
のため、ラジエータ72はエンジン冷却風の吸い込み上流
端に位置されており、エンジン運転中は常に空気が導か
れるようになっている。

ラジエータ72からの冷却水を冷却水通路71に導く配管
の途中には、冷却水ポンプ73が設けられている。この冷
却水ポンプ73は第７図に示すように、シリンダヘッド36
の左側面に設置されており、そのインペラ74の駆動軸75
が上記カム軸38に同軸的に連結されている。したがっ
て、冷却水ポンプ73はカム軸38によって駆動される。

このような構成によれば、隣り合う冷却フィン33a〜3
3cの間を、スタッドボルト42の周囲において中間連結壁
45および両端連結壁50により一体的に結合したので、ス
タッドボルト42を締め付けた際にボア部32の軸方向に加
わる締め付け力を、ボア部32と連結壁45,50の双方で受
けることができる。

このため、ボア部32の荷重負担が少なくなり、その
分、ボア部32の剛性が向上する。

しかも、上記連結壁45,50とボア部32の外周面との間
には、隙間49,53が存在するので、これら冷却フィン33a
〜33c間に強制的に送風された冷却風は、第１図および
第２図中矢印で示すように、隙間49,53を通じてボア部3
2の外周面に沿うように流れることになる。

したがって、冷却フィン33a〜33cの間を連結壁45,50
で連結したにも拘らず、冷却フィン33a〜33c間に送風さ
れた冷却風の流れが妨げられることもなく、発熱するボ
ア部32を効率良く冷却することができる。

また、連結壁45,50はボア部32の外周面から離間して
いるので、従来のようにボア部32の肉厚ｔが連結壁45,5
0の部分で局部的に厚くなることもなく、このボア部32
の肉厚ｔを周方向に沿って均一に形成することができ
る。

このため、シリンダブロック30の鋳造成形時に、ボア
部32に残留応力が発生し難くなり、シリンダ31の熱変形
やクラックの発生を未然に防止することができる。

さらに、上記構成によると、隣り合う中間の冷却フィ
ン33bを連結する中間連結壁45は、スタッドボルト42と
ボア部32との間に配置されているとともに、この中間連
結壁45のスタッドボルト42と向かい合う面は、スタッド
ボルト42を避けるように湾曲された円弧面48となってい
る。そのため、シリンダ31の軸方向に延びる四本のスタ
ッドボルト42は、シリンダブロック30の外周囲におい
て、その多くが中間の冷却フィン33bに跨るような姿勢
でシリンダブロック30の外方にそのまま露出されてお
り、これらスタッドボルト42を中間の冷却フィン33bに
向けて流れる冷却風を利用して積極的に冷却することが
できる。

したがって、シリンダブロック30におけるスタッドボ
ルト42の挿通部分に熱が滞留し難くなり、その分、シリ
ンダブロック30の放熱性を高めて、ボア部32の冷却効率
を高める上で有効に寄与するといった利点がある。

なお、本発明に係るエンジンは、Ｖベルト自動変速機
を一体化したスイング形のエンジンに特定されるもので
はなく、例えばフレームに固定したものでも良い。

また、シリンダブロックの冷却方式も強制空冷式に限
らず、走行風を利用した自然空冷式であっても良いし、
シリンダヘッドも空冷式としても良い。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、ボルトの締め付け力を
ボア部と連結壁の双方で受けることができるので、その
分、ボア部の荷重負担が軽減され、このボア部の剛性が
向上する。

また、冷却フィン間に流入した冷却風は、隙間を通じ
てボア部の外周面に沿うように流れるので、冷却フィン
間に送風された冷却風の流れが妨げられずに済み、発熱
するボア部を効率良く冷却することができる。

それとともに、このボア部の肉厚を周方向に沿って均
一に形成できるので、シリンダブロックの鋳造成形時
に、ボア部に残留応力が発生し難くなる。

さらに、シリンダの軸方向に延びる複数のボルトは、
その多くが隣り合う冷却フィン間に跨るような姿勢でシ
リンダブロックの外方にそのまま露出されているので、
これらボルトを冷却フィンに向けて流れる冷却風を利用
して積極的に冷却することができる。したがって、シリ
ンダブロックにおけるボルトの挿通部分に熱が滞留し難
くなり、その分、シリンダブロックの回りの放熱性を高
めて、ボア部の冷却効率を高める上で有効に寄与すると
いった利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、 第１図は第５図中Ｉ−Ｉ線に沿う断面図、 第２図は第５図中II−II線に沿う断面図、 第３図は第１図中III−III線に沿う断面図、 第４図はシリンダブロックとシリンダヘッドの平面図、 第５図はシリンダブロックの断面図、 第６図はシリンダブロックとファンおよびシュラウドと
の位置関係を示す断面図、 第７図はエンジンユニットの断面図、 第８図はスクータ形自動二輪車の側面図である。 12……クランクケース、30……シリンダブロック、31…
…シリンダ、32……ボア部、33……冷却フィン、36……
シリンダヘッド、42……ボルト（スタッドボルト）、4
5,50……連結壁（中間連結壁、両端連結壁）、49,53…
…隙間。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01P 1/02 F02F 1/00 F02F 1/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダを形成する円筒状のボア部の外周
   面に、上記シリンダの軸方向に間隔を存して多数の冷却
   フィンを一体に鋳造成形してなるシリンダブロックと； このシリンダブロックの一端面に連なるシリンダヘッド
   と； 上記シリンダブロックのシリンダヘッドとは反対側の他
   端面に連なるクランクケースと； 上記シリンダブロックのボア部の外周囲に配置され、上
   記クランクケース、シリンダブロックおよびシリンダヘ
   ッドを上記シリンダの軸方向に互いに締め付け固定する
   複数のボルトと；を備え、 上記シリンダブロックは、上記ボルトの挿通部分におい
   て隣り合う冷却フィン間を一体的に連結する多数の連結
   壁を有し、これら連結壁のうち、上記ボア部の両端に位
   置された連結壁は、上記ボルトが通される中空筒状をな
   しているとともに、これら両端の連結壁の間に位置され
   た中間の連結壁は、上記ボルトと上記ボア部の外周面と
   の間に介在されており、かつ、これら全ての連結壁と上
   記ボア部の外周面との間に、冷却風が流通する隙間を設
   けたことを特徴とするエンジンの冷却装置。