JP5807446B2 - エンジンの冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車に搭載されるエンジンの冷却構造に関する。

エンジンの冷却構造として、シリンダの外部に形成された冷却フィンに走行風を当てて空冷するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のエンジンの冷却構造では、シリンダを前方に倒すようにしてフレームの下部にエンジンが懸架されている。シリンダの上下面には、前後方向（車幅方向）に延びる冷却フィンが形成され、シリンダの左右側面には、上下方向に延びる冷却フィンが形成されている。また、フレームとシリンダの間には、各種機器類が配置されており、奥方に向って走行風が吹き込む隙間が狭くなっている。

このエンジンの冷却構造では、車体前方からの走行風が冷却フィンに当たって後方に吹き抜けることでシリンダを冷却している。この場合、フレームとシリンダの間に入り込んだ走行風は、シリンダの上面の冷却フィンに沿って流れ、奥方に侵入するにつれて機器類等によって流れが妨げられる。行き場を失った走行風は、左右に分かれてシリンダの左右側面の冷却フィンに沿って下方に流出する。このように、特許文献１に記載のエンジンの冷却構造では、シリンダの上面から左右側面に逃げた走行風の流れに沿うように、冷却フィンを形成することで冷却効率を高めている。

特開２００３−１３８９３６号公報

ところで、シリンダを前方に倒すようにしてフレームにエンジンが懸架されると、フレームとシリンダとの間の空間を通じて走行風が後方に抜けやすくなる。特許文献１に記載の自動二輪車では、このフレームとシリンダとの空間を狭めるように機器類を配置することで、走行風をシリンダの左右側面に誘導して冷却効率を高めたが、機器類のレイアウトが制限され特定の一部の車両にしか適用できない。また、冷却効率を確保するために、冷却フィンを大きく形成することが考えられるが、エンジンが大型化し、エンジンの重量が増加するという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、シリンダを前方に倒すようにフレームに懸架されたエンジンにおいて、簡易な構成により冷却効率を確保したエンジンの冷却構造を提供することを目的とする。

本発明のエンジンの冷却構造は、ヘッドパイプから後方に延びるフレームと、前記フレームの下方において、シリンダを前方に倒すように前記フレームに懸架されたエンジンと、前記フレームと前記シリンダとの間に、前方からの走行風を前記シリンダに導くように設けられた導風板と、前記シリンダの外壁の周囲において上下方向及び左右方向に延在する冷却フィンとを備え、前記導風板は、走行風の向きを前記冷却フィンに平行な向きにして前記シリンダに走行風を導くように形成されることを特徴とする。

この構成によれば、前方からの走行風が導風板によってシリンダに導かれるため、シリンダの周囲を流れる走行風の流量を増大させてシリンダの冷却効率を確保できる。また、冷却フィンを大きく形成する必要がなく、冷却効率を確保した状態でエンジンの小型化及び軽量化を図ることができる。また、冷却フィンに沿うように走行風がシリンダに導かれるため、シリンダの冷却効率をさらに高めることができる。

また本発明のエンジンの冷却構造において、車体前後方向に延びる前記フレームに対して車幅方向の一方側に、前記エンジンの変速機ケース内に空気を取り込む吸気部材を備え、前記導風板は、前記吸気部材の車体中央側の側壁から突出するように設けられる。この構成によれば、車体中央に導風板が設けられるため、効果的に走行風をシリンダに導くことができる。また、導風板に導かれる走行風が吸気部材側から逃げないため、シリンダに当たる走行風の流量を増大させてシリンダの冷却効率をさらに高めることができる。

また本発明のエンジンの冷却構造において、前記導風板は、前記吸気部材の車体中央側の側壁と一体に形成される。この構成によれば、吸気部材の車体中央側の側壁と導風板とを一体成形することで、部品コストの増加を抑制できる。また、導風板の突出方向を型抜き方向にすることで、導風板を容易に成形できる。

また本発明のエンジンの冷却構造において、前記導風板の基端側において前記導風板と共に走行風をガイドするガイド面を形成するように、前記吸気部材の車体中央側の側壁に凹部が設けられる。この構成によれば、凹部によってシリンダに導かれる走行風の流量を増大させることができるため、シリンダの冷却効率をさらに高めることができる。

本発明によれば、シリンダを前方に倒すようにフレームに懸架されたエンジンにおいて、簡易な構成により冷却効率を確保できる。

本実施の形態に係る自動二輪車の外観を示す右側面図である。 本実施の形態に係る自動二輪車の外観を示す左側面図である。 本実施の形態に係るエンジンの周辺部分を示す左側面図である。 本実施の形態に係るエンジンの周辺部分を示す右側面図である。 本実施の形態に係るエンジンの図３及び図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本実施の形態に係るベルト室用エアクリーナのカバーの製造方法の説明図である。 本実施の形態に係るシリンダの周囲を流れる走行風の説明図である。

以下、本実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係るエンジンの冷却構造をビジネスタイプの自動二輪車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係るエンジンの冷却構造を、他のタイプの自動二輪車のエンジンに適用しても良い。

図１及び図２を参照して、本実施の形態に係る自動二輪車全体の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る自動二輪車の右側面図であり、図２は、本実施の形態に係る自動二輪車の左側面図である。なお、図１及び図２においては、車体前方を矢印ＦＲ、車体後方を矢印ＲＥでそれぞれ示す。

図１及び図２に示すように、ビジネスタイプの自動二輪車１は、鋼製又はアルミ合金製の車体フレーム（不図示）に車体外装としての各種カバーを装着して構成されている。この自動二輪車１は、前方に運転者の足回りを保護するレッグシールド２１が設けられており、レッグシールド２１の後方かつシート８の下方にはセンターフレームカバー２２が設けられている。また、自動二輪車１の左右後方にはサイドフレームカバー２３が設けられている。

車体前方には、ステアリングシャフト（不図示）を介してフロントフォーク３１が回転可能に支持されている。フロントフォーク３１の上方には、前輪３を操舵するためのハンドルバー３２が設けられている。ハンドルバー３２の右前方にはブレーキレバー３３が配置されており、ハンドルバー３２の前方にはヘッドランプ３４が設けられている。フロントフォーク３１の下部には前輪３が回転可能に支持されると共に、前輪３の上部を覆うフロントフェンダ３５が設置されている。前輪３には、ブレーキディスク３６とブレーキディスク３６を挟持するキャリパー３７とが設けられている。

サイドフレームカバー２３の下側には、スイングアーム４１が上下方向に揺動可能に支持されており、車体フレームとスイングアーム４１との間にはサスペンション４２が取り付けられている。スイングアーム４１の後部には、後輪４が回転可能に支持されている。後輪４の左側には、リヤスプロケット（ドリブンスプロケット）及びチェーンが格納されるチェーンカバー４３が設けられている。このリヤスプロケット及びチェーンによってエンジン１０の動力が後輪４に伝達される。サイドフレームカバー２３の後部にはテールランプ４４及びリヤフェンダ４５が設けられている。

センターフレームカバー２２の内側には、エアクリーナ１４０（図３及び図４参照）が配置されている。レッグシールド２１は、フロントフェンダ３５との隙間からセンターフレームカバー２２の内側を走行風が流れるように形成されており、エアクリーナ１４０に空気が取り込まれるようになっている。エアクリーナ１４０に取り込まれた空気は、インテークパイプ１４１（図３及び図４参照）を通じてレッグシールド２１の後方下側に配置されるエンジン１０に送り込まれる。

エンジン１０の上方には、冷却風として外気を取り込むベルト室用エアクリーナ（吸気部材）１８０及び吸入ダクト１８１が設けられている（図３及び図４参照）。ベルト室用エアクリーナ１８０から取り込まれた空気は、吸入ダクト１８１を介して無段階変速器のベルト室に送られる。また、エンジン１０の後方には、ベルト室内に取り込まれた空気を排出するための不図示の排出ダクトが設けられている。

エンジン１０は、シリンダを前方に向けて略水平方向に倒した状態で車体フレームに懸架されている。エンジン１０には、エアクリーナ１４０及びインテークパイプ１４１を通じて空気が取り込まれ、燃料供給装置にて空気と燃料とが混合されて燃焼室に供給される。燃焼後の燃焼ガスは、エンジン１０の右側面において後方に延出されたエキゾーストパイプ１０１を経てマフラ１０２から排気ガスとして排出される。

次に、本実施の形態に係るエンジンの冷却構造の構成概略について説明する。図３は、本実施の形態に係るエンジンの周辺部分を示す左側面図であり、図４は、エンジンの周辺部分を示す右側面図であり、図５は、図３及び図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

図３から図５に示すように、エンジン１０は、ステアリングシャフトを支持するヘッドパイプ（不図示）から後方に延びるメインフレーム（フレーム）２の下方に懸架されている。エンジン１０は、回転軸が車幅方向に対して平行になるようクランクシャフト（不図示）が配置されるクランクケース１１０を備えている。クランクケース１１０は、車幅方向に略垂直な接合面において左右に分割される右クランクケース１１０Ｒと左クランクケース１１０Ｌとで構成されている。

クランクケース１１０の前方にはシリンダ１２０及びシリンダヘッド１３０が取り付けられている。シリンダ１２０は、その軸線方向Ｃが略水平になるように配置されている。シリンダ１２０内の筒状空間には、ピストン（不図示）がシリンダ軸線方向に往復可能に収容されている。シリンダ１２０の外壁の周囲には、上下方向及び左右方向（車幅方向）に延在する冷却フィン１２１が設けられている。この冷却フィン１２１に走行風が当たることでシリンダ１２０の排熱が促進される。

シリンダヘッド１３０の前方上側には、レッグシールド２１の前方から流れ込む空気を取り込むエアクリーナ１４０が配置されている。エアクリーナ１４０は、インテークパイプ１４１を介してシリンダヘッド１３０と接続されている。エアクリーナ１４０により取り込まれた空気は、インテークパイプ１４１を通じてシリンダ１２０内の燃焼室に供給される。左クランクケース１１０Ｌの左側の接合面には、マグネト室を区画するマグネトカバー１５０が取り付けられている。右クランクケース１１０Ｒの右側の接合面には、無段階変速機のベルト室を形成する変速機ケース１６０が取り付けられ、変速機ケース１６０の右側の接合面には、ベルトカバー１７０が取り付けられている。

変速機ケース１６０の上方には、冷却用の空気をベルト室に取り込むベルト室用エアクリーナ１８０が配置されている。ベルト室用エアクリーナ１８０は、吸入ダクト１８１を介して変速機ケース１６０と接続されている。ベルト室用エアクリーナ１８０から取り込まれた空気は、吸入ダクト１８１を介してベルト室に送り込まれ、ベルト室を冷却した後、不図示の排出ダクトを通じて外部に排出される。

このベルト室用エアクリーナ１８０は、合成樹脂により形成されており、車幅方向中央を前後方向に延在するメインフレーム２の右側に配置されている。ベルト室用エアクリーナ１８０は、左側面を開口したクリーナ本体１８０ａに、左側面の開口を覆うようにカバー（側壁）１８０ｂを装着して構成される。カバー１８０ｂには、メインフレーム２とシリンダ１２０との間で、車体前方からの走行風をシリンダ１２０に導く導風板１８０ｃが突設されている。

導風板１８０ｃは、前後方向に延びる上板部１８５と、上板部１８５の後端から下方に延びる側板部１８６とによって側面視略Ｌ字状に形成されている。この導風板１８０ｃの形状により、前方からの走行風が上板部１８５及び側板部１８６にガイドされて、前方から後方に流れる走行風の向きが下方に向うように変換される。この場合、導風板１８０ｃは、メインフレーム２の真下、すなわち車幅方向における中央部分まで突出している。このため、前方からの走行風は、導風板１８０ｃによってメインフレーム２の下方に位置するシリンダ１２０に向けて導かれる。

上記したように、シリンダ１２０の外壁には、左右方向及び上下方向に延在する冷却フィン１２１が設けられている。冷却フィン１２１は、シリンダ１２０の軸線方向Ｃに直交する平面に対して平行に形成される。導風板１８０ｃの側板部１８６は、この冷却フィン１２１に対して平行に形成されており、前方からの走行風を冷却フィン１２１に沿う方向に導いている。ここで平行とは、完全に平行な状態だけでなく、走行風が冷却フィン１２１に沿って流れる程度に平行な状態から外れた状態を含んでいる。

導風板１８０ｃによってシリンダ１２０に導かれた走行風は、冷却フィン１２１に沿ってシリンダ１２０の下方に抜ける。このとき、導風板１８０ｃによってシリンダ１２０に導かれた走行風の向きが冷却フィン１２１に沿っているため、冷却フィン１２１の抵抗が小さくなって、冷却フィン１２１を流れる走行風の流量が増加する。これにより、シリンダ１２０の排熱が促進され、シリンダ１２０の冷却効率が高められている。

カバー１８０ｂには、導風板１８０ｃに対応して凹部１８０ｄが形成されている。凹部１８０ｄは、導風板１８０ｃの上板部１８５及び側板部１８６の基端側をクリーナ本体１８０ａの内部側に延長するように形成されている。このため、走行風は、導風板１８０ｃだけでなく、導風板１８０ｃの基端側の凹部１８０ｄによってもシリンダ１２０に導かれる。このように、導風板１８０ｃと凹部１８０ｄとによって走行風をシリンダ１２０に導くガイド面が形成されるため、シリンダ１２０に導かれる走行風の流量が増大し、シリンダ１２０の冷却効率が高められている。

また、ベルト室用エアクリーナ１８０は、メインフレーム２の右側を仕切るように設けられている。本実施の形態に係るエンジンの冷却構造では、このベルト室用エアクリーナ１８０によって走行風を右側から逃がさない構造となっている。このため、導風板１８０ｃによってシリンダ１２０に導かれる走行風の流量が増加され、シリンダ１２０の冷却効率がさらに高められている。

ここで、図６を参照して、ベルト室用エアクリーナのカバーの製造方法について説明する。図６は、本実施の形態に係るカバーの製造方法の説明図である。

図６に示すように、カバー１８０ｂ及び導風板１８０ｃは、金型１９０ａ、１９０ｂを用いた射出成形によって成形される。金型１９０ａ、１９０ｂは、液密状態で相互に合わされることにより、カバー１８０ｂに対応した空間を形成する。この場合、金型１９０ａには、導風板１８０ｃに対応した略Ｌ字状の空間が形成されている。この導風板１８０ｃに対応した空間は、金型１９０ａ、１９０ｂの抜き方向と同一方向に延在している。

この状態で、金型１９０ａ、１９０ｂに形成された空間に溶融樹脂が充填されることで、カバー１８０ｂと導風板１８０ｃとが一体成形される。このように、カバー１８０ｂと導風板１８０ｃとが一体成形されることで、部品コストの増加を抑制できる。また、導風板１８０ｃが金型１９０ａ、１９０ｂの抜き方向に沿って延在するため、金型１９０ａ、１９０ｂによって導風板１８０ｃを容易に製造できる。

図７を参照して、シリンダを冷却する走行風ついて説明する。図７は、本実施の形態に係るシリンダの周囲を流れる走行風の説明図である。なお、図７Ａはシリンダを側面から見た模式図であり、図７Ｂは図７Ａの断面図である。

図７Ａに示すように、車両前方からの走行風Ｗは、シリンダヘッド１３０で上下に分かれて、シリンダ１２０の上面及び下面に沿って後方に流れる。車両前方からの走行風Ｗが冷却フィン１２１に当たって後方に吹き抜けることでシリンダ１２０の排熱が促進される。この場合、シリンダ１２０とメインフレーム２の間に入り込んだ走行風Ｗは、導風板１８０ｃ及び凹部１８０ｄによってガイドされて、シリンダ１２０に向うように流れの向きが下方に変えられる。

シリンダ１２０の上下面には左右方向（車幅方向）に延在する冷却フィン１２１ａが形成され、シリンダ１２０の左右側面には上下方向に延在する冷却フィン１２１ｂが形成されている。この冷却フィン１２１ａ、１２１ｂは、導風板１８０ｃに対して平行に形成されている。このため、走行風は、冷却フィン１２１ａ、１２１ｂに沿う向きで導風板１８０ｃからシリンダ１２０に向けて吹き付けられる。

図７Ｂに示すように、シリンダ１２０に吹き付けられた走行風は、シリンダ１２０の上面で左右方向（車幅方向）に分かれて冷却フィン１２１ａに沿って流れ、シリンダ１２０の左右側面を冷却フィン１２１ｂに沿って下方に流出する。この場合、導風板１８０ｃから冷却フィン１２１ａ、１２１ｂに沿うように走行風が吹き付けられているため、走行風Ｗに対する冷却フィン１２１ａ、１２１ｂの抵抗が小さくなっている。これにより、冷却フィン１２１ａ、１２１ｂを通る走行風の流量が増大し、シリンダ１２０の冷却効率が高められている。

なお、図７Ｃに示すように、シリンダ１２０の冷却効率をさらに高めるために、シリンダ１２０の左右側方にガイドプレート１９５を設けてもよい。このガイドプレート１９５により、冷却フィン１２１ｂを通る走行風が側方に逃げにくくなり、冷却フィン１２１ｂを通る走行風の流量を増大させることができる。なお、ガイドプレート１９５は、シリンダ１２０の左右側方のいずれか一方に設けられてもよい。

以上のように、本発明に係るエンジンの冷却構造によれば、前方からの走行風が導風板１８０ｃによってシリンダ１２０に導かれるため、シリンダ１２０の周囲を流れる走行風の流量を増大させてシリンダ１２０の冷却効率を促進できる。また、冷却フィン１２１を大きく形成する必要がなく、冷却効率を確保した状態でエンジン１０の小型化及び軽量化を図ることができる。特に、導風板１８０ｃによって冷却フィン１２１に沿うように走行風がシリンダ１２０に導かれるため、シリンダ１２０の冷却効率が高められている。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態では、導風板がベルト室用エアクリーナのカバーと一体成形される構成としたが、この構成に限定されない。導風板とカバーとを別体で成形してもよい。また、導風板及びカバーの成形方法は射出成形に限られない。

また、上記実施の形態では、ベルト室用エアクリーナに導風板が設けられる構成としたが、この構成に限定されない。シリンダを前方に倒すようにエンジンを搭載した自動二輪車において、導風板はフレームとシリンダとの間に設けられていればよい。例えば、フレームの下部に導風板が設けられてもよいし、吸入ダクトに導風板が設けられてもよい。

また、上記実施の形態では、導風板は、上板部と側板部とによって側面視略Ｌ字状に形成されたが、この構成に限定されない。導風板は、走行風をシリンダに導くような形状であれば、特に形状が限定されない。例えば、導風板の側板部が冷却フィンに対して平行に形成されていなくてもよい。

また、上記実施の形態では、導風板と共に走行風をガイドするガイド面を形成するように、カバーに凹部が設けられる構成としたが、この構成に限定されない。導風板によってシリンダに対して十分な流量の走行風を供給できる場合であれば、カバーに凹部が形成されていなくてもよい。

また、上記実施の形態では、単一の導風板を有する構成としたが、複数の導風板を有する構成としてもよい。例えば、ベルト室用エアクリーナに複数の導風板を設けてシリンダに導かれる走行風の流量を増大させてもよい。

また、上記実施の形態では、冷却フィンが上下方向及び左右方向に延在する構成としたが、これに限定されない。例えば、冷却フィンは、シリンダの左右側面に対して斜め方向に延在してもよい。なお、この場合、導風板の側板部も冷却フィンに沿って斜めに形成されることが好ましい。

本発明に係るエンジンの冷却構造は、例えば、スクータのエンジンの冷却構造として有用である。

１ 自動二輪車
２ メインフレーム（フレーム）
１０ エンジン
１２０ シリンダ
１２１ 冷却フィン
１３０ シリンダヘッド
１８０ ベルト室用エアクリーナ（吸気部材）
１８０ａ クリーナ本体
１８０ｂ カバー（車体中央側の側壁）
１８０ｃ 導風板
１８０ｄ 凹部
１８１ 吸入ダクト
１８５ 上板部
１８６ 側板部
１９０ａ、１９０ｂ 金型

Claims (4)

1. ヘッドパイプから後方に延びるフレームと、
   前記フレームの下方において、シリンダを前方に倒すように前記フレームに懸架されたエンジンと、
   前記フレームと前記シリンダとの間に、前方からの走行風を前記シリンダに導くように設けられた導風板と、
   前記シリンダの外壁の周囲において上下方向及び左右方向に延在する冷却フィンとを備え、
   前記導風板は、走行風の向きを前記冷却フィンに平行な向きにして前記シリンダに走行風を導くように形成されることを特徴とするエンジンの冷却構造。
2. 車体前後方向に延びる前記フレームに対して車幅方向の一方側に、前記エンジンの変速機ケース内に空気を取り込む吸気部材を備え、
   前記導風板は、前記吸気部材の車体中央側の側壁から突出するように設けられることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却構造。
3. 前記導風板は、前記吸気部材の車体中央側の側壁と一体に形成されることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの冷却構造。
4. 前記導風板の基端側において前記導風板と共に走行風をガイドするガイド面を形成するように、前記吸気部材の車体中央側の側壁に凹部が設けられることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの冷却構造。

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