JP6340809B2 - エンジンの冷却構造 - Google Patents

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Description

本発明は、スクーター型自動二輪車等に設けられるエンジンの冷却構造に関する。
従来、スクーター型自動二輪車等に設けられるエンジンにおいては、冷却ファンによってシリンダー及びシリンダーヘッドを強制的に冷却する構成が知られている。
例えば、特許文献1には、クランク軸と一体に回転する冷却ファンによって、シリンダー及びシリンダーヘッドを冷却する構成が開示されている。このような構成を採用する場合、シリンダー及びシリンダーヘッドを効率的に冷却するためには、冷却ファンからの冷却風をシリンダー及びシリンダーヘッドの側に向かってスムーズに流すことが重要である。
特開2001−241325号公報
スクーター型自動二輪車等に設けられるエンジンにおいては、クランクケースの左右方向外方をケースカバーで覆い、このケースカバーの更に左右方向外方に冷却ファンを設置する場合がある。このような構成を採用する場合に、クランクケースとケースカバーの間に大きな段差があると、この段差部分において冷却ファンからの冷却風の流れが滞ってしまい、冷却ファンからの冷却風をシリンダー及びシリンダーヘッドの側に向かってスムーズに流すことが困難になる。その結果、シリンダー及びシリンダーヘッドを効率的に冷却することができなくなり、エンジンの冷却性能が低下する恐れがある。
そこで、本発明は上記の事情を考慮し、冷却ファンからの冷却風をシリンダー及びシリンダーヘッドの側に向かってスムーズに流すことで、エンジンの冷却性能を向上させることを目的とする。
本発明は、クランク軸を軸支するクランクケースと、前記クランクケースに連結されるシリンダーと、前記シリンダーに連結されるシリンダーヘッドと、前記クランクケースの左右方向外方を覆うケースカバーと、前記ケースカバーの左右方向外方に設けられる冷却ファンと、前記冷却ファンの外周を覆い、前記冷却ファンからの冷却風を前記シリンダー及び前記シリンダーヘッドの側に向かって導くファンカウリングと、を備え、前記ケースカバーは、前記クランクケースの側面に対して左右方向外方に張り出す張出部と、前記張出部の端縁から前記クランクケースの前記側面に向かって左右方向内方に傾斜しながら延びる導風板部と、を備えていることを特徴とする。
上記のような構成の導風板部をケースカバーに設けることで、冷却ファンからの冷却風の滞りを抑制することが可能となり、冷却ファンからの冷却風をシリンダー及びシリンダーヘッドの側に向かってスムーズに流すことが可能となる。そのため、シリンダー及びシリンダーヘッドを効率的に冷却することが可能となり、エンジンの冷却性能を向上させることができる。
前記導風板部は、側面視において、前記クランクケースと前記ケースカバーの合わせ面よりも外方に突出していても良い。
このような構成を採用することで、クランクケースとケースカバーの合わせ面の一部を導風板部の形状に合わせて突出させる必要が無くなる。そのため、ケースカバーの形状が複雑化するのを回避することが可能となる。
前記冷却ファンは、前記クランク軸の軸心を中心に前記クランク軸と一体に回転するように構成され、前記導風板部は、前記クランク軸の軸心を中心とする仮想円の接線方向に沿って前記シリンダー及び前記シリンダーヘッドと近接する側に向かって延びていても良い。
このような構成を採用することで、冷却ファンからの冷却風をシリンダー及びシリンダーヘッドの側に導きやすくなり、シリンダー及びシリンダーヘッドを一層効率的に冷却することが可能となる。
本発明によれば、冷却ファンからの冷却風をシリンダー及びシリンダーヘッドの側に向かってスムーズに流すことで、エンジンの冷却性能を向上させることが可能となる。
本発明の一実施形態に係る自動二輪車を示す右側面図である。 本発明の一実施形態に係る自動二輪車のパワーユニットを示す右側面図である。 本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、ファンカウリング及びシリンダーカウリングを取り除いた状態のエンジンを示す下側からの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、エンジンを示す下側からの斜視図である。 図2のA−A断面図である。 本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、マグネト、冷却ファン及びファンカウリングを取り除いた状態のパワーユニットの前部を示す右側面図である。
以下、図面に基づき、本発明の好適な実施形態について説明する。以下の実施形態では、本発明をスクーター型の自動二輪車1に適用した場合について説明する。以下、上下、左右、前後等の方向を示す語は、自動二輪車1の乗員から見た方向を基準として用いる。各図に適宜付される矢印Fr、Rr、L、Rは、それぞれ自動二輪車1の前方、後方、左方、右方を示している。各図に適宜付される矢印I、Oは、それぞれ左右方向の内方、外方を示している。
まず、自動二輪車1の全体の構成について説明する。
図1に示されるように、自動二輪車1には、車体の骨組を構成するアンダーボーン型の車体フレーム2が設けられている。車体フレーム2は、その前部上端に配置されるヘッドパイプ3と、ヘッドパイプ3から後下方に向かって延びるダウンチューブ4と、ダウンチューブ4の後端から後上方に向かって延びるシートレール5と、を備えている。
ヘッドパイプ3には、フロントフォーク6がハンドルバー7と共に支持されている。フロントフォーク6の下端には前輪8が軸支され、前輪8の上方を覆うようにしてフロントフェンダー9が設けられている。
ダウンチューブ4の後下部には、パワーユニット10の前端部が支持されており、パワーユニット10の後端部には後輪11が軸支されている。ヘッドパイプ3とダウンチューブ4の周囲は、前方からフロントカバー12によって覆われるとともに後方からレッグシールド13によって覆われている。
シートレール5は、フレームカバー14によって覆われており、フレームカバー14とレッグシールド13の間には、運転者が乗車時に足を載置するための低床状のフットボード15が設けられている。フレームカバー14の後端側には、後輪11の上方を覆うリアフェンダー16が設けられ、リアフェンダー16の前上方には運転者シート17が設けられている。運転者シート17の下方には、ヘルメット等を収容するためのラゲッジボックス18が設けられている。
次に、パワーユニット10について更に詳細に説明する。
図2等に示されるように、パワーユニット10は、エンジン20と、エンジン20に固定される排気装置21と、を備えている。
まず、パワーユニット10のエンジン20について説明する。エンジン20は、例えば、SOHCの空冷式単気筒型エンジンである。
図3、図4等に示されるように、エンジン20は、クランクケース22と、クランクケース22に連結されるシリンダー23と、シリンダー23に連結されるシリンダーヘッド24と、シリンダーヘッド24の前側を覆うヘッドカバー25と、クランクケース22の前部の右方(左右方向外方)を覆うケースカバー26と、ケースカバー26の右方(左右方向外方)に設けられるマグネト27及び冷却ファン28と、マグネト27及び冷却ファン28の外周を覆うファンカウリング30と、シリンダー23及びシリンダーヘッド24の外周を覆うシリンダーカウリング31と、を備えている。
クランクケース22は、左ケース部22Lと右ケース部22Rが接合されることによって形成されている。図2等に示されるように、クランクケース22の下部にはオイルパン32が設けられている。オイルパン32の後部には、ボス部33が後方に向かって突設されている。ボス部33は、オイルパン32と一体に形成されている。
図5に示されるように、クランクケース22の右端部には、右方(左右方向外方)に向かって開口されたケース側ボックス部35が設けられている。ケース側ボックス部35は、クランクケース22の右側面34(左右方向外側の面)に対して左方(左右方向内方)に窪んでいる。ケース側ボックス部35は、クランクケース22の右側面34に対して左方(左右方向内方)に位置する底壁部36と、底壁部36の外周から右方(左右方向外方)に向かって突出する周壁部37と、を備えている。
図6に示されるように、クランクケース22内には、クランク軸38が左右方向(図6における紙面奥行き方向)に沿って軸支されている。クランク軸38は、軸心Xを中心に回転可能に設けられている。クランク軸38は、無段階変速装置及び遠心クラッチを備えた動力伝達機構(図示せず)を介して後輪11(図1参照)と接続されている。
シリンダー23内には、ピストン40が往復動可能に収納されている。ピストン40は、クランク軸38とコンロッド41を介して接続されており、ピストン40の往復動がコンロッド41を介してクランク軸38の回転に変換されるように構成されている。
図3等に示されるように、シリンダー23は、所定の軸線方向Y(本実施形態では、前方に向かってやや上方に傾斜する方向)に沿って延びている。シリンダー23の外周には、軸線方向Yに間隔をおいて複数段(本実施形態では5段)のフィン42が突設されている。シリンダー23の下壁面の左端部には、軸線方向Yに沿って***部39が設けられている。***部39は、複数段のフィン42と連続して設けられている。***部39の内面側には、カムチェーン(図示せず)が収容されている。カムチェーンは、吸気バルブ及び排気バルブ(いずれも図示せず)を作動させるための動弁機構(図示せず)とクランク軸38を接続している。
シリンダーヘッド24は、軸線方向Yに沿って延びている。シリンダーヘッド24は、シリンダー23の前側(軸線方向Yにおける一方側)に配置されている。シリンダーヘッド24の外周には、軸線方向Yに間隔をおいて複数段(本実施形態では5段)のフィン43が突設されている。
図6等に示されるように、シリンダーヘッド24の上壁面44には、吸気ポート45が設けられている。吸気ポート45は、シリンダー23とシリンダーヘッド24の間に設けられた燃焼室46と連通している。吸気ポート45には、吸気管47が接続されている。吸気管47には、エアクリーナ及び燃料噴射装置(いずれも図示せず)が接続されており、エアクリーナから導入された空気と燃料噴射装置から噴射された燃料が混合された後、吸気ポート45を介して燃焼室46に導入されるように構成されている。シリンダーヘッド24の下壁面50には、排気ポート51が設けられている。排気ポート51は、燃焼室46と連通している。排気ポート51には、後述する排気管100の前端部が接続されている。
図5等に示されるように、ケースカバー26は、ケース側ボックス部35を塞ぐようにクランクケース22(右ケース部22R)の右端部に取り付けられ、クランクケース22とマグネト27の間に配置されている。ケースカバー26には、左方(左右方向内方であって、クランクケース22側)に向かって開口されたカバー側ボックス部53が設けられている。カバー側ボックス部53は、クランクケース22の右側面34や合わせ面に対して右方(左右方向外方)に膨出している。カバー側ボックス部53は、クランクケース22の右側面34に対して右方(左右方向外方)に張り出す張出部54と、張出部54の外周から左方(左右方向内方)に向かって突出する外周部55と、を備えている。
カバー側ボックス部53の張出部54の外面(右側面)は、マグネト27に対向している。図6等に示されるように、張出部54は、本体部56と、本体部56から前下方に向かって延出する延出部57と、を備えている。張出部54の本体部56の中央部には、円形の貫通穴60が左右方向に設けられており、貫通穴60にはクランク軸38の軸端38aが貫挿されている。これにより、クランク軸38の軸端38aがケースカバー26の右方(左右方向外方)に突出している。張出部54の本体部56の外面(右側面)には、複数個(本実施形態では7個)の突条61が突設されている。突条61は、クランク軸38の軸心Xを中心とする放射状に配置されている。張出部54の延出部57には、本体部56の前下側の突条61の延長線上に突条62が突設されている。
図5等に示されるように、カバー側ボックス部53の外周部55の左縁部(左右方向内側の縁部)は、クランクケース22に設けられたケース側ボックス部35の周壁部37の右縁部(左右方向外側の縁部)と接合されている。これにより、ケース側ボックス部35とカバー側ボックス部53が閉断面(ボックス構造)を形成している。カバー側ボックス部53は、ケース側ボックス部35の内部空間を拡大するように設けられている。クランクケース22の右側面34とカバー側ボックス部53の外周部55の間には、凹部63が形成されている。
ケースカバー26には、カバー側ボックス部53の前上側に導風板部64が設けられている。導風板部64は、張出部54の前端縁54a(外周部55との接続部であって、シリンダー23及びシリンダーヘッド24に近接する側の端縁)からクランクケース22の右側面34に向かって左方(左右方向内方)に傾斜しながら延びている。そして、導風板部64と外周部55の間には、凹部63に対応する空間が形成されている。つまり、クランクケース22の右側面34とカバー側ボックス部53の外周部55及び導風板部64によって囲まれた空間が形成されている。なお、導風板部64の先端部(前端部)は、クランクケース22の右側面34に当接していても良いし、クランクケース22の右側面34と僅かな間隔を介して対向していても良い。導風板部64は、断面円弧状に湾曲している。導風板部64は、張出部54の前端縁54aからひさし状(鍔状)に突出しており、凹部63の一部を覆っている。
図6に示されるように、導風板部64は、側面視において、クランクケース22とケースカバー26の合わせ面(図6の点線B参照)よりも外方に突出している。導風板部64は、側面視において、クランク軸38の軸心Xよりも上方であって、張出部54の前端縁54aからシリンダー23が配置される側に突出するように延びている。詳細には、クランク軸38の軸心Xを中心とする仮想円Cの接線方向Dに沿ってシリンダー23及びシリンダーヘッド24と近接する側(本実施形態では前側)に向かって延びている。また、仮想円Cはマグネト27の外径位置を示しており、この外径位置と導風板部64の位置関係を詳述すると、側面視において導風板部64の位置は、マグネト27の外径位置で張出部54の前端縁54aからクランクケース22の側に向かって延び、導風板部64はマグネト27の外径位置の外部となる部分と内部となる部分を有している。
図3等に示されるように、導風板部64の上下両縁部には、右方(左右方向外方)に向かって一対のガイド板部65、66が突設されている。上側のガイド板部65の基端側部分は、右方(左右方向外方)に向かって上側に傾斜している。下側のガイド板部66は、右方(左右方向外方)に向かって下側に傾斜している。そのため、一対のガイド板部65、66の間隔は、右方(左右方向外方)に向かって次第に広くなっている。上側のガイド板部65の導風板部64からの突出長さは、下側のガイド板部66の導風板部64からの突出長さよりも長い。
図6に示されるように、ケースカバー26には、カバー側ボックス部53の後上方に固定部68が設けられている。固定部68の後部には、固定ボス69が設けられている。固定ボス69は、側面視において、クランクケース22とケースカバー26の合わせ面(図6の点線B参照)よりも外方に突出している。
マグネト27(図3等参照)は、円環状を成している。マグネト27は、クランク軸38(図3では図示せず)の軸端38aの外周に固定されており、クランク軸38の軸心Xを中心にクランク軸38と一体に回転するように構成されている。
冷却ファン28は、例えば遠心ファンである。冷却ファン28は、マグネト27の右方(左右方向外方)に配置されている。冷却ファン28は、マグネト27の右側面に固定されているか、又は、クランク軸38(図3では図示せず)の軸端38aの外周に固定されており、クランク軸38の軸心Xを中心にクランク軸38及びマグネト27と一体に回転するように構成されている。冷却ファン28は、クランク軸38の軸心Xを中心とする放射状に配置される多数の羽根部73と、各羽根部73の右端部(左右方向外側の端部)を連結する円環状の連結部74と、を備え、図6にて時計回りに回転する。この冷却ファン28の回転に関し、導風板部64は、クランク軸38の軸心Xよりも上方に配置されており、冷却ファン28の回転方向を示す矢印S(図6参照)の先端側に設けられている。導風板部64は、後述するファンカウリング30の収容部75とシリンダー23側に向かって延びるダクト部76との接続部に配置されている。
図5等に示されるように、ファンカウリング30は、収容部75と、収容部75から前側(シリンダー23及びシリンダーヘッド24に近接する側)に向かって左方(左右方向内方)に傾斜しながら延びるダクト部76と、を備えている。収容部75の内部には渦室58が形成されている。渦室58は、カバー側ボックス部53の張出部54の右方(左右方向外方)に位置している。収容部75は、渦室58に収容されるマグネト27及び冷却ファン28の外周を覆っている。図4等に示されるように、収容部75の外面(右側面)には、外気を導入するための開口部77が設けられている。ダクト部76は、シリンダー23及びシリンダーヘッド24の右方(左右方向外方)に配置されている。
シリンダーカウリング31は、アッパーカウリング部31Uとロアカウリング部31Lが接合されることによって形成されている。シリンダーカウリング31の前端部は、ヘッドカバー25に連結されている。シリンダーカウリング31の後端部は、クランクケース22に連結されている。シリンダーカウリング31の右側面には、右方(左右方向外方)に向かって突出する導入口78が設けられている。導入口78は、ファンカウリング30のダクト部76と連通している。シリンダーカウリング31の下面には、排気管用開口80及び排気口81が設けられている。排気管用開口80には、後述する排気管100が遊挿されている。
次に、パワーユニット10の排気装置21について説明する。
図2に示されるように、排気装置21は、略前後方向に延びる排気管100と、排気管100の後端部に接続されるマフラー101と、マフラー101の前部に固定されるブラケット102と、を備えている。
図6に示されるように、排気管100の前端部は、エンジン20のシリンダーヘッド24の下壁面50に設けられた排気ポート51に接続されている。これにより、エンジン20の燃焼室46から排出された混合気が排気管100を介してマフラー101に流入し、マフラー101から車両後方に排出されるように構成されている。
図2に示されるように、ブラケット102の上部には、前方に向かって延びる第1取付片103が設けられている。第1取付片103の前端部は、ケースカバー26の固定部68に設けられた固定ボス69に第1固定ボルト104によって固定されている。ブラケット102の下部には、前方に向かって延びる第2取付片105が設けられている。第2取付片105の前端部は、クランクケース22のオイルパン32に突設されたボス部33に第2固定ボルト106によって固定されている。
上記のように構成された自動二輪車1の走行時には、クランク軸38の回転に伴って冷却ファン28がクランク軸38と一体に回転する。このように冷却ファン28が回転すると、開口部77を介してファンカウリング30の収容部75に外気が取り込まれ、冷却風が発生する。この冷却風は、図5に3本の太線矢印で示されるように、ファンカウリング30のダクト部76及び導風板部64に囲まれた空間を通過しダクト部76によってシリンダー23及びシリンダーヘッド24の側(本実施形態では前側)に導かれ、シリンダーカウリング31の導入口78を介してシリンダー23及びシリンダーヘッド24とシリンダーカウリング31の間の空間に送られる。その後、冷却風は、シリンダー23及びシリンダーヘッド24を冷却し、排気管用開口80及び排気口81から外部に排出される。
ところで、本実施形態においては上記のように、クランクケース22の右側面34に対してケースカバー26の張出部54が右方(左右方向外方)に張り出しているため、クランクケース22の右側面34とケースカバー26の張出部54の間に段差が発生している。この段差部分において冷却ファン28からの冷却風の流れが滞ると、冷却ファン28からの冷却風をシリンダー23及びシリンダーヘッド24の側に向かってスムーズに流すことが困難になる。
しかしながら、本実施形態では上記のように、張出部54の前端縁54aからクランクケース22の右側面34に向かって左方(左右方向内方)に傾斜しながら延びる導風板部64をケースカバー26に設けている。そのため、クランクケース22の右側面34とケースカバー26の張出部54の間に発生する段差の一部を無くすことが可能となる。これに伴って、冷却ファン28からの冷却風の滞りを抑制することが可能となり、冷却ファン28からの冷却風をシリンダー23及びシリンダーヘッド24の側に向かってスムーズに流すことが可能となる。そのため、シリンダー23及びシリンダーヘッド24を効率的に冷却することが可能となり、エンジン20の冷却性能を向上させることができる。
また、導風板部64は、側面視において、クランクケース22とケースカバー26の合わせ面(図6の点線B参照)よりも外方に突出している。そのため、クランクケース22とケースカバー26の合わせ面の一部を導風板部64の形状に合わせて突出させる必要が無くなり、ケースカバー26の形状が複雑化するのを回避することが可能となる。
また、導風板部64は、側面視において、クランク軸38の軸心Xを中心とする仮想円Cの接線方向Dに沿ってシリンダー23及びシリンダーヘッド24と近接する側(本実施形態では前側)に向かって延びている。このような構成を採用することで、冷却ファン28からの冷却風をシリンダー23及びシリンダーヘッド24の側に導きやすくなり、シリンダー23及びシリンダーヘッド24を一層効率的に冷却することが可能となる。
また、導風板部64の上下両縁部には、右方(左右方向外方)に向かって一対のガイド板部65、66が突設されている。このような構成を採用することにより、冷却ファン28からの冷却風をシリンダー23及びシリンダーヘッド24の側に一層導きやすくなり、シリンダー23及びシリンダーヘッド24を一層効率的に冷却することが可能となる。
また、導風板部64は、クランクケース22の右側面34とカバー側ボックス部53の外周部55の間に形成される凹部63を覆うように設けられている。そのため、冷却ファン28からの冷却風が凹部63において渦を作って通気抵抗が増大するのを回避することが可能となり、シリンダー23及びシリンダーヘッド24を一層効率的に冷却することが可能となる。
また、導風板部64は、断面円弧状に湾曲している。そのため、導風板部64を断面直線状(平板状)とする場合よりも導風板部64を張出部54の前端縁54aと滑らかに連続させることが可能となり、冷却ファン28からの冷却風の滞りを一層効果的に抑制することが可能となる。
本実施形態では上記のように導風板部64を断面円弧状に湾曲させる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、導風板部64を断面直線状(平板状)としても良い。
本実施形態では、導風板部64がシリンダー23及びシリンダーヘッド24と近接する側(本実施形態では前側)に向かって延びる場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、導風板部64がシリンダー23及びシリンダーヘッド24と離間する側に向かって延びていても良い。この場合には、例えば、図6において太線Rで囲まれた領域に導風板部64を設けることができる。また、更に他の異なる実施形態では導風板部64を張出部54の外周の全域に亘って設けても良い。
本実施形態では、スクーター型の自動二輪車1に本発明の構成を適用する場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、スポーツ型やオフロード型などのスクーター型以外の自動二輪車に本発明の構成を適用しても良い。また、電動車椅子や不整地走行車両などの自動二輪車以外の車両に本発明の構成を適用しても良い。
20 エンジン
22 クランクケース
23 シリンダー
24 シリンダーヘッド
26 ケースカバー
28 冷却ファン
30 ファンカウリング
34 (クランクケースの)右側面
38 クランク軸
54 張出部
64 導風板部
B (クランクケースとケースカバーの)合わせ面
C 仮想円
D (仮想円の)接線方向
X (クランク軸の)軸心

Claims (3)

  1. クランク軸を軸支するクランクケースと、
    前記クランクケースに連結されるシリンダーと、
    前記シリンダーに連結されるシリンダーヘッドと、
    前記クランクケースの左右方向外方を覆うケースカバーと、
    前記ケースカバーの左右方向外方に設けられる冷却ファンと、
    前記冷却ファンの外周を覆い、前記冷却ファンが発生させた冷却風を前記シリンダー及び前記シリンダーヘッドの側に向かって導くファンカウリングと、
    前記冷却ファンの左右方向内方に配置されるマグネトと、を備え、
    前記ケースカバーは、
    前記クランクケースの側面に対して左右方向外方に張り出す張出部と、
    前記張出部の端縁から前記クランクケースの前記側面に向かって左右方向内方に傾斜しながら延びる導風板部と、を備えており、
    前記張出部の外面が前記マグネトの内面に対向していることを特徴とするエンジンの冷却構造。
  2. 前記導風板部は、側面視において、前記クランクケースと前記ケースカバーの合わせ面よりも外方に突出してい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. 前記冷却ファンは、前記クランク軸の軸心を中心に前記クランク軸と一体に回転するように構成され、
    前記導風板部は、側面視において、前記クランク軸の軸心を中心とする仮想円の接線方向に沿って前記シリンダー及び前記シリンダーヘッドと近接する側に向かって延びていることを特徴とする請求項1又は2に記載のエンジンの冷却構造。
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