JP6910155B2 - 内燃機関の冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の冷却構造に関する。

内燃機関のシリンダ部とシリンダヘッド部のウオータジャケットにウォータポンプにより冷却水を循環させる冷却水循環経路に、ラジエータを経由するラジエータ経由通路とラジエータを迂回するバイパス通路が介装され、サーモスタット弁によりラジエータ経由通路による循環とバイパス通路による循環を切替える内燃機関の冷却構造が、よく知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２６２９２８号公報

特許文献１に開示された内燃機関の冷却構造は、ワックスタイプのボトムバイパス式サーモスタット弁が用いられており、該サーモスタット弁はラジエータ経由通路を開閉する第１バルブとバイパス通路を開閉する第２バルブ（ボトムバルブ）とを互いに連結して一体に作動可能に備えており、第１バルブが開弁すると第２バルブが閉弁し、第１バルブが閉弁すると第２バルブが開弁する構造をなしている。

機関始動時には、第１バルブが閉弁し第２バルブを開弁することで、バイパス通路によりラジエータを介さずに冷却水をシリンダ部とシリンダヘッド部のウオータジャケットに循環させ、暖機を促進させることができ、冷却水温度が所定温度以上になれば、第２バルブが閉弁し第１バルブを開弁して冷却水がラジエータを経由することで、冷却された冷却水をシリンダ部とシリンダヘッド部のウオータジャケットに循環させ、内燃機関を冷却することができる。

特許文献１では、サーモスタット弁の第２バルブが開閉するバイパス通路は、サーモスタット弁とウォータポンプとを連結するバイパス用ホースとして機関本体の外側に配管されている。
特許文献１に限らず、従来の内燃機関の冷却構造では、バイパス通路は外付けの配管とされるのが、一般的である。

したがって、機関始動時にバイパス通路を通る冷却水は、外部配管が外気に晒されて放熱され、内燃機関の暖機運転による昇温の妨げとなる。
また、バイパス通路が機関本体の外側に配管されるので、部品点数が多くなり構造が複雑化し、機関本体の周辺が煩雑となって外観が損なわれる。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、機関始動時の暖機をより促進し、構造を簡素化して外観を良好とする内燃機関の冷却構造を供する点にある。

上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の冷却構造は、
内燃機関のクランクケース部とシリンダ部とシリンダヘッド部から構成される機関本体におけるシリンダ部とシリンダヘッド部にそれぞれシリンダ冷却液ジャケットとシリンダヘッド冷却液ジャケットが設けられ、
冷却液ポンプにより冷却液を前記シリンダ冷却液ジャケットと前記シリンダヘッド冷却液ジャケットに循環させる冷却液循環経路に、ラジエータを経由するラジエータ経由通路と前記ラジエータを迂回するバイパス通路が介装され、
前記ラジエータ経由通路による循環と前記バイパス通路による循環を切替えるサーモスタット弁が設けられた内燃機関の冷却構造において、
前記サーモスタット弁は、前記ラジエータ経由通路を開閉する第１バルブと前記バイパス通路を開閉する第２バルブとを同時に作動可能に備え、
前記シリンダ部のシリンダボアの周囲の前記シリンダ冷却液ジャケットは、シリンダ軸線方向に２つに仕切られて、前記シリンダヘッド部側の主シリンダ冷却液ジャケットと前記クランクケース部側の副シリンダ冷却液ジャケットが形成され、
前記バイパス通路は、冷却液が前記サーモスタット弁を経由することで前記主シリンダ冷却液ジャケットから前記副シリンダ冷却液ジャケットを流れる通路であることを特徴とする。

この構成によれば、バイパス通路の一部が副シリンダ冷却液ジャケットにより構成されるので、バイパス通路の外部配管を削減することができ、機関始動時の暖機運転において、シリンダ冷却液ジャケットとシリンダヘッド冷却液ジャケットを循環して加熱された冷却液は、ラジエータを迂回するバイパス通路を循環するとき、外部配管による放熱が外部配管の削減により抑えられた上で、副シリンダ冷却液ジャケットにおいて、さらに加熱されるため、より昇温して益々暖機を促進することができる。

また、バイパス通路の一部がシリンダ部の既存の副シリンダ冷却液ジャケットにより構成されるので、バイパス通路の形成が容易となり、バイパス通路の外部配管が削減されて、部品点数が少なく構造を簡素化してコストの低減および内燃機関の軽量化が図られるとともに、機関本体の周辺を簡素化して外観を良好に保つことができる。

前記構成において、
前記主シリンダ冷却液ジャケットは、前記副シリンダ冷却液ジャケットより容積が大きくしてもよい。

この構成によれば、シリンダヘッド部側の主シリンダ冷却液ジャケットがクランクケース部側の副シリンダ冷却液ジャケットより容積が大きいので、副シリンダ冷却液ジャケットをバイパス通路として利用しながら、内燃機関の暖機運転後の通常運転時にシリンダ部を効率的に冷却することができる。

前記構成において、
前記第２バルブには、閉弁時に冷却液が漏出する漏出通路が形成されるようにしてもよい。

この構成によれば、内燃機関の通常運転時に第２バルブを閉弁しても、漏出通路により冷却液はバイパス通路に漏出して、副シリンダ冷却液ジャケットに微少な冷却液の流れを確保してシリンダ部の冷却性能の偏りを抑制し、より効果的にシリンダ部を冷却することができる。

前記構成において、
前記サーモスタット弁は、前記機関本体に一体に設けられるようにしてもよい。

この構成によれば、サーモスタット弁の第２バルブが開閉するバイパス通路のうち第２バルブとシリンダ部の副シリンダ冷却液ジャケットとの間を機関本体に形成して、外部配管をより削減することができ、暖機運転時に外部配管による放熱をさらに抑制して、暖機をより一層促進することができる。
また、外部配管を削減してバイパス通路をできるだけ短くして配管抵抗を小さくすることができる。

前記構成において、
前記シリンダ部は、複数のシリンダボアが直列に配列されて構成され、
前記サーモスタット弁は、シリンダボアの配列方向で両端の最外側シリンダボアのうち一方の最外側シリンダボアの近傍に設けられるようにしてもよい。

この構成によれば、複数のシリンダボアが直列に配列されシリンダ部におけるシリンダボアの配列方向で両端の最外側シリンダボアのうち一方の最外側シリンダボアの近傍に、サーモスタット弁が設けられるので、サーモスタット弁の第２バルブが開閉するバイパス通路の一部として副シリンダ冷却液ジャケットを長い距離に亘って利用することができるため、暖機運転時にバイパス通路を循環する冷却液が長い距離、効率良く加熱されて、暖機がより促進される。

前記構成において、
前記冷却液ポンプは、内燃機関におけるシリンダボアの配列方向で前記サーモスタット弁と反対側に設けられるようにしてもよい。

この構成によれば、サーモスタット弁と冷却液ポンプは、シリンダボアの配列方向で両側にそれぞれ振り分けられて設けられるので、バイパス通路のうち大部分を副シリンダ冷却液ジャケットで構成でき、外部配管が削減されて暖機が促進されるとともに、外観性を高め、かつ内燃機関の小型軽量化が図れる。

また、バイパス通路としての副シリンダ冷却液ジャケットは、シリンダの配列方向に冷却液を流す２つの流路が構成され、冷却液が分流して２つの流路を同一方向に流れる構造であり、流路断面積が大きく、流路長が短いので、配管抵抗が小さく、ポンプ容量の小さい小型の冷却液ポンプを用いて内燃機関の小型化をさらに図ることができる。

前記構成において、
前記冷却液ポンプは、内燃機関におけるシリンダボアの配列方向で前記サーモスタット弁と同じ側に設けられるようにしてもよい。

この構成によれば、サーモスタット弁と冷却液ポンプは、シリンダボアの配列方向で同じ側に設けられるので、バイパス通路のうち大部分を副シリンダ冷却液ジャケットで構成でき、外部配管が削減されて暖機が促進されるとともに、外観性を高め、かつ内燃機関の小型軽量化が図れる。

また、バイパス通路としての副シリンダ冷却液ジャケットは、シリンダの配列方向に冷却液を流す２つの流路が構成され、冷却液がシリンダの配列方向の一端から一方の流路を通って他端で他方の流路に移り一端に戻る直列のシリンダボアの周りを周回する構造であり、暖機運転時にバイパス通路の長い流路で冷却液が加熱されるので、暖機をより促進することができる。

前記構成において、
前記シリンダ部は、前記クランクケース部から上方に延出して設けられ、
前記クランクケース部の上に前記シリンダ部に隣接して始動モータが配設され、
前記始動モータは前記副シリンダ冷却液ジャケットの一部を挟んで前記シリンダボアと反対側に位置するようにしてもよい。

この構成によれば、クランクケース部の上でクランクケース部から上方に延出したシリンダ部に隣接して始動モータが配設されるので、始動モータがスペース効率良く配設され、
かつ始動モータは副シリンダ冷却液ジャケットの一部を挟んでシリンダボアと反対側に位置するので、副シリンダ冷却液ジャケットを流れる冷却液によりシリンダボアの発熱を遮断して始動モータへの熱の影響を低減できる。

本発明は、シリンダ冷却液ジャケットは、シリンダ軸線方向に２つに仕切られて、シリンダヘッド部側の主シリンダ冷却液ジャケットとクランクケース部側の副シリンダ冷却液ジャケットが形成され、バイパス通路の一部が副シリンダ冷却液ジャケットにより構成されるので、バイパス通路の外部配管を削減することができ、機関始動時の暖機運転において、シリンダ冷却液ジャケットとシリンダヘッド冷却液ジャケットを循環して加熱された冷却液は、ラジエータを迂回するバイパス通路を循環するとき、外部配管による放熱が外部配管の削減により抑えられ、かつ副シリンダ冷却液ジャケットでさらに加熱されるため、より昇温して益々暖機を促進することができる。

また、バイパス通路の一部がシリンダ部の既存の副シリンダ冷却液ジャケットにより構成されるので、バイパス通路の加工形成が容易となり、バイパス通路の外部配管が削減されて、部品点数が少なく構造を簡素化してコストの低減および内燃機関の軽量化が図られるとともに、機関本体の周辺を簡素化して外観を良好に保つことができる。

本発明の一実施の形態に係る冷却構造を備えた内燃機関の全体斜視図である。 同内燃機関の右側面図である。 同内燃機関におけるシリンダブロックと仕切部材とガスケットの分解斜視図である。 シリンダブロックにガスケットを介してシリンダヘッドを重ね組み合わせた状態の断面図である。 冷却水低温状態における断面で示すサーモスタット弁およびその周辺の機関本体の後面図である。 冷却水高温状態における断面で示すサーモスタット弁およびその周辺の機関本体の後面図である。 本内燃機関の冷却構造における冷却水の流れを模式的に示した模式図である。 別の仕切手段によりシリンダウォータジャケットを仕切る例を示すシリンダ部の断面図である。 また別の仕切手段によりシリンダウォータジャケットを仕切る例を示すシリンダ部の断面図である。 さらに別の仕切手段によりシリンダウォータジャケットを仕切る例を示すシリンダ部の断面図である。 クランクケース部と別体のシリンダ部のシリンダウォータジャケットを仕切る例を示すクランクケース部とシリンダ部の断面図である。 別の冷却水の流れの例を模式的に示した模式図である。 また別の冷却水の流れの例を模式的に示した模式図である。 ウォータポンプとサーモスタットを機関本体の同じ側に設けた場合における冷却水の流れを模式的に示した模式図である。 別の冷却水の流れの例を模式的に示した模式図である。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図７に基づいて説明する。
本実施の形態に係る内燃機関１は、鞍乗型車両用の内燃機関であり、特に自動二輪車用内燃機関であって、直列２気筒の４ストローク水冷式内燃機関である。
図１および図２を参照して、本内燃機関１は、クランク軸10を左右方向に指向させて車両に横置きに搭載される。
なお、本明細書の説明において、前後左右の向きは、車両の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、ＦＲは前方を，ＲＲは後方を、ＬＨは左方を，ＲＨは右方を示すものとする。

図１および図２に示すように、内燃機関１の機関本体２は、クランク軸10を軸支するクランクケース部３と、クランクケース部３の上方に延出するシリンダ部４と、シリンダ部４の上にガスケット６を介して重ねられたシリンダヘッド（シリンダヘッド部）５とからなる。

クランクケース部３は、クランク軸10を上下から挟んで軸支する上側クランクケース３ａと下側クランクケース３ｂからなり、上側クランクケース３ａから斜め上方に若干前傾してシリンダ部４が延出して、上側クランクケース３ａとシリンダ部４がシリンダブロックとして一体に形成されている。
なお、シリンダヘッド５の上には、シリンダヘッドカバー７が被せられる。

クランクケース部３の左右側面は、それぞれ左ケースカバー８と右ケースカバー９が覆
っている。
クランクケース部３は、クランク軸10を軸支するクランク室の後方に変速機構が収容される変速室が形成されており、本内燃機関１はパワーユニット構造を構成している。

なお、図１に示されるように、クランクケース部３の上には、変速機構の上方位置に始動モータ55が配置されている。
始動モータ55は、クランクケース部３から上方に延出したシリンダ部４に隣接してシリンダ部４の後側面に沿って左右方向に長尺に配設されている。

図３を参照して、シリンダ部４には、シリンダボア４ｂ，４ｂが左右に並んで形成されており、さらにその右側に長方形状のカムチェーン室４ｃが形成されている。
そして、シリンダ部４における左右のシリンダボア４ｂ，４ｂの周囲には、シリンダウォータジャケット４Ｗが形成されている。

シリンダウォータジャケット４Ｗは、並設されたシリンダボア４ｂ，４ｂの各周囲の円筒状溝が互いに結合して中央の結合部分が括れ両側に円筒状溝を有して１つのループをなす筒状溝であり、シリンダヘッド５との合せ面４ｆに開口している。
シリンダウォータジャケット４Ｗの筒状溝は、ループの内側と外側の対向する溝側面と溝底面によりチャンネル状に形成されている。

図３を参照して、上記中央が括れ左右に円筒状溝を有してループ状に形成された筒状溝のシリンダウォータジャケット４Ｗに、同じように中央が括れ左右に円筒状部を有してループ状に形成された筒状のプレート部材である仕切部材15が挿入される。
仕切部材15は樹脂製のプレート部材である。

筒状に形成された仕切部材15は、シリンダウォータジャケット４Ｗの溝幅より薄い樹脂プレート部材であり、仕切部材15の外側面15ａがシリンダウォータジャケット４Ｗの外側溝側面に接してシリンダウォータジャケット４Ｗに嵌入される。

仕切部材15の内側面15ｂには、下端に偏った所定位置に内側に向けてフランジ部15ｆが突出してループ状に形成されている（図３参照）。
仕切部材15が、シリンダウォータジャケット４Ｗに嵌入されたとき、図４を参照して、仕切部材15の外側面15ａがシリンダウォータジャケット４Ｗの外側溝側面に接するとともに、フランジ部15ｆの内周端はシリンダウォータジャケット４Ｗの内側溝側面に接する。

したがって、図４に示されるように、仕切部材15はフランジ部15ｆにより、シリンダウォータジャケット４Ｗはシリンダ軸線方向に２つに仕切られて、シリンダヘッド５側（上側）の主シリンダウォータジャケット４Ｗａとクランクケース部３側（下側）の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂが形成される。
フランジ部15ｆは、仕切部材15の下端に偏った位置に形成されているので、主シリンダウォータジャケット４Ｗａは、副シリンダウォータジャケット４Ｗｂより容積が大きい。

なお、図３に示されるように、仕切部材15における左側円筒状部の左側後部のフランジ部15ｆより下部に流入連通口17Ｉが下端から切り欠かれて形成され、右側円筒状部の右側後部のフランジ部15ｆより下部に流出連通口17Ｅが下端から切り欠かれて形成されている。

シリンダ部４のシリンダウォータジャケット４Ｗに、仕切部材15が嵌入されたとき、シリンダ部４の後側壁における仕切部材15の流出連通口17Ｅが対応する部分に外部に開口する連結開口部４Ｊが形成されている（図３参照）。

したがって、連結開口部４Ｊは、シリンダウォータジャケット４Ｗのフランジ部15ｆにより仕切られた下側の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂに、仕切部材15の流出連通口17Ｅを介して連通する。
また、仕切部材15における右側円筒状部の右側部のフランジ部15ｆより上部に流入連通口18Ｉが上端から切り欠かれて形成されている。

一方で、シリンダヘッド５には、図４を参照して、シリンダ部４のシリンダボア４ｂに対応する燃焼室５ｂの周囲に、シリンダヘッドウォータジャケット５Ｗがシリンダウォータジャケット４Ｗに対応してシリンダ部４との合せ面に開口を有して形成されている。

図３および図４を参照して、シリンダ部４のシリンダウォータジャケット４Ｗとシリンダヘッド５のシリンダヘッドウォータジャケット５Ｗは、シリンダ部４とシリンダヘッド５との間に挟まれるガスケット６により一部を除き仕切られる。

図３を参照して、ガスケット６は、シリンダ部４のシリンダボア４ｂ，４ｂに対応する円孔６ｂ，６ｂおよびカムチェーン室４ｃに対応する矩形孔６ｃが形成され、円孔６ｂ，６ｂの周囲のシリンダウォータジャケット４Ｗに対応する部分は、一部の円弧状の連通孔６ｈ，６ｈを除き開口を有せず、よって、ガスケット６は、シリンダウォータジャケット４Ｗとシリンダヘッドウォータジャケット５Ｗとを連通孔６ｈ，６ｈの開口を除き仕切る。

ガスケット６の連通孔６ｈ，６ｈは、中央が括れたループ状をなすシリンダウォータジャケット４Ｗの左右両端部に対応する箇所に形成されている。
したがって、シリンダ部４のシリンダウォータジャケット４Ｗとシリンダヘッド５のシリンダヘッドウォータジャケット５Ｗは、ガスケット６により概ね仕切られ、左右端部の連通孔６ｈ，６ｈでのみ連通する。

なお、図４に示されるように、シリンダヘッド５には、燃焼室５ｂから斜め上後方に湾曲して吸気ポート５ｉが延出しており、吸気ポート５ｉの上流端が吸気接続管部５ｐを形成して後方に突出している。
また、燃焼室５ｂから斜め上前方に排気ポート５ｅが延出している。
シリンダヘッドウォータジャケット５Ｗは、吸気ポート５ｉおよび排気ポート５ｅの周囲にも形成されている。

以上のような内燃機関１において同クランクケース部３の右側面を覆う右ケースカバー９には、クランク軸10より前方の前部に、冷却水を循環させるウォータポンプ20が設けられている（図１，図２参照）。
ウォータポンプ20は、右ケースカバー９の側壁に形成されたポンプボディにインペラ20ａが収納され、同インペラ20ａがポンプカバー21により外側から覆われて構成されている。

ポンプカバー21には、インペラ20ａの右方位置に吸入室21ａを有し、同吸入室21ａには吸入接続管22が突出形成され、同吸入接続管22にラジエータ50から延びるラジエータ流出ホース52が接続される。
また、右ケースカバー９には、吸入室21ａから斜め上後方にバイパス通路孔26が壁内に穿孔されて形成されている。

図１に示されるように、このバイパス通路孔26の上流側である端部と前述したシリンダ部４の後側壁に形成された連結開口部４Ｊとを、バイパス連通ホース25が連結している。
バイパス通路孔26の上流側端部と連結開口部４Ｊとは、ともに内燃機関１の右側にあって近い距離にあるので、両者を連結するバイパス連通ホース25は短くてすむ。

連結開口部４Ｊは、シリンダウォータジャケット４Ｗのうち仕切部材15のフランジ部15ｆにより仕切られた下側の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂに、仕切部材15の流出連通口17Ｅを介して連通しているので、下側の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂは、連結開口部４Ｊ，バイパス連通ホース25およびバイパス通路孔26を介してウォータポンプ20の吸入室21ａに連通している。

ウォータポンプ20において吸入接続管22またはバイパス通路孔26から中央の吸入室21ａに吸入された冷却水は、図２を参照して、インペラ20ａの回転により遠心力により外周の吐出路24に放出され、吐出路24に案内されて右ケースカバー９の吐出口24ａからシリンダブロック側に吐出され、仕切部材15の流入連通口18Ｉを介して上側の主シリンダウォータジャケット４Ｗａに流入される。

図１および図５を参照して、シリンダヘッド５には、吸気接続管部５ｐが突出する後側面の左端部に、サーモスタット弁30がシリンダヘッド５の後側壁に一体に設けられている。
図５および図６に示されるように、サーモスタット弁30は、ケーシング31がシリンダヘッド５の後側壁に一体に形成されており、左方に開放した開口を蓋部材32が覆い、内部に第１バルブ33と第２バルブ34の２つのバルブが収納されている。

図５および図６を参照して、サーモスタット弁30の内部には、環状のバルブシート37がケーシング31と蓋部材32とに挟まれて固定されており、バルブシート37は、中央に弁開口を有する環状シート部37ａと、くの字に屈曲され両端が環状シート部37ａの弁開口の周縁に接続する帯状のリテイナ部37ｂとを一体に備える。
リテイナ部37ｂは、バルブシート37の環状シート部37ａから左方の蓋部材32の内部空間に突出している。

バルブシート37の環状シート部37ａから右方のケーシング31内にばね受支持部材38が延設される。
ばね受支持部材38は、バルブシート37から右方に延びた一対の支持片38ａ，38ａの右端に環状のばね受部38ｂが形成されている。
第１バルブ33は、ばね受支持部材38のばね受部38ｂに一端を支持されたコイルばね41に付勢されてバルブシート37の環状シート部37ａに当接する。

第１バルブ33は、サーモエレメント35に貫通されて取り付けられており、サーモエレメント35の左端部は環状のバルブシート37の中央の弁開口を余裕をもって貫通しており、第１バルブ33がバルブシート37の環状シート部37ａに当接すると、バルブシート37の弁開口が閉塞されて閉弁状態となり、ケーシング31の内部空間と蓋部材32の内部空間が仕切られる。

サーモエレメント35の拡径した右側部分はワックス等の熱膨張体が封入された感温部35ｔとなっている。
サーモエレメント35は、感温部35ｔがばね受支持部材38の環状のばね受部38ｂに摺動自在に支持されており、一方サーモエレメント35の左端部からはプランジャ36が左方の蓋部材32内に突出し、プランジャ36の先端が、バルブシート37に一体に形成されたリテイナ部37ｂの屈曲受け部37bbに当接保持されている。

サーモエレメント35の感温部35ｔから右方に一体に突出した支持棒35ａに第２バルブ34が摺動自在に嵌合して軸支されている。
支持棒35ａに係合した止め輪39により移動を規制された第２バルブ34は、感温部35ｔとの間に介装された円錐状コイルばね42により右方に付勢されている。

ケーシング31は、大径の円筒本体部31ａが蓋部材32側（左側）にあり、同円筒本体部31ａの右側に縮径した小径円筒端部31ｂが突設されている。
第２バルブ34は、円筒本体部31ａと小径円筒端部31ｂの間の段部31ｃに当接して閉弁することで、円筒本体部31ａの内部空間と小径円筒端部31ｂの内部空間を仕切ることができる。

図５は、サーモエレメント35の感温部35ｔの周囲の冷却水の温度が低い場合の状態を示しており、コイルばね41に付勢されて第１バルブ33とサーモエレメント35が左方に移動して、第１バルブ33がバルブシート37に当接して閉弁し、ケーシング31の内部空間と蓋部材32の内部空間が仕切られており、同時にサーモエレメント35の支持棒35ａに軸支された第２バルブ34は、ケーシング31の円筒本体部31ａと小径円筒端部31ｂの間の段部31ｃから離れて開弁し、円筒本体部31ａの内部空間と小径円筒端部31ｂの内部空間を連通している。

サーモエレメント35の感温部35ｔの周囲の冷却水の温度が上昇すると、感温部35ｔの内部のワックスが膨張しプランジャ36を押し出すと、プランジャ36の先端がバルブシート37のリテイナ部37ｂに保持されているため、反力により、図６に示すように、コイルばね41に抗してサーモエレメント35を右方に移動する。
したがって、第１バルブ33は開弁してケーシング31の内部空間と蓋部材32の内部空間が連通し、同時に円錐状コイルばね42により付勢された第２バルブ34は段部31ｃに当接して閉弁して円筒本体部31ａの内部空間と小径円筒端部31ｂの内部空間を仕切ることになる。
なお、第２バルブ34には、弁体に漏出通路となる貫通孔34ｐが形成されていて、第２バルブ34が閉弁時にも冷却水が漏出するように構成されている。

サーモスタット弁30における蓋部材32には、流出接続管44が突出形成され、同流出接続管44にラジエータ50から延びるラジエータ流入ホース51が接続される。
また、サーモスタット弁30のケーシング31は、シリンダヘッド５の後側壁に一体に形成されており、ケーシング31の円筒本体部31ａの内部空間に、シリンダヘッド５のシリンダヘッドウォータジャケット５Ｗから延出した連通路45が開口している。

ケーシング31の小径円筒端部31ｂの内部空間に連通するバイパス連通路46が、シリンダヘッド５の後側壁に下方のシリンダ部４に向けて延出し、シリンダ部４との合せ面に開口して形成されている。

図３を参照して、シリンダ部４には、シリンダヘッド５側のバイパス連通路46に連通するバイパス連通路47が、シリンダヘッド５との合せ面に開口して下方に延出して形成され、シリンダヘッド５側のバイパス連通路46とシリンダ部４側のバイパス連通路47は、ガスケット６の連通孔６ｊ（図３参照）を介して連通する。

シリンダ部４のバイパス連通路47は、下端の連通口48が仕切部材15の流入連通口17Ｉと一致して、下側の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂと連通している（図３参照）。
すなわち、サーモスタット弁30の小径円筒端部31ｂの内部空間は、バイパス連通路46，47を介してシリンダウォータジャケット４Ｗの下側の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂと連通している。

以上の内燃機関１の冷却構造の冷却水の流れを模式的に示すと、図７のようになる。
シリンダ部４の中央が括れたループ状をなす筒状溝であるシリンダウォータジャケット４Ｗは、仕切部材15のフランジ部15ｆによりシリンダヘッド５側（上側）の主シリンダウォータジャケット４Ｗａとクランクケース部３側（下側）の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂに仕切られており、主シリンダウォータジャケット４Ｗａと副シリンダウォータジャケット４Ｗｂは、ともにシリンダ部４の左右端部間を連通する前後の前側流路と後側流路からなる。

上側の主シリンダウォータジャケット４Ｗａとシリンダヘッド５のシリンダヘッドウォータジャケット５Ｗは、左右端部においてガスケット６の連通孔６ｈ，６ｈを介して連通している。
サーモスタット弁30とウォータポンプ20は、機関本体２の左右に振り分けられて配置されている。

ラジエータ50を経由するラジエータ経由通路Ｐｒは、左側のサーモスタット弁30からラジエータ50に冷却水を流入するラジエータ流入ホース51と、ラジエータ50から右側のウォータポンプ20に冷却水を流出するラジエータ流出ホース52とで構成され、同ラジエータ経由通路Ｐｒはサーモスタット弁30の第１バルブ33により開閉する。

サーモスタット弁30とウォータポンプ20との間で、ラジエータ50を迂回するバイパス通路Ｐｂは、バイパス連通路46，47と副シリンダウォータジャケット４Ｗｂとバイパス連通ホース25，バイパス通路孔26とで構成され、同バイパス通路Ｐｂは、サーモスタット弁30の第２バルブ34により開閉する。

このように、バイパス通路Ｐｂは、副シリンダウォータジャケット４Ｗｂを利用して構成されているので、外部配管としてはバイパス連通ホース25のみで、外部配管が大幅に削減されている。
したがって、バイパス通路Ｐｂの一部がシリンダ部４の既存の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂにより構成されるので、バイパス通路の形成が容易となり、バイパス通路Ｐｂの外部配管が削減されて、部品点数が少なく構造を簡素化してコストの低減および内燃機関の軽量化が図られるとともに、機関本体の周辺を簡素化して外観を良好に保つことができる。

機関始動時の冷却水の温度が低い暖機運転中は、サーモスタット弁30は第１バルブ33を閉弁し、第２バルブ34を開弁するので、ウォータポンプ20から吐出した冷却水は、吐出路24から主シリンダウォータジャケット４Ｗａおよびシリンダヘッドウォータジャケット５Ｗの前側流路と後側流路を分かれて流れて、連通路45からサーモスタット弁30の円筒本体部31ａ内に流入し、開弁した第２バルブ34からバイパス通路Ｐｂを流れてウォータポンプ20に戻る循環経路を通る。

したがって、主シリンダウォータジャケット４Ｗａおよびシリンダヘッドウォータジャケット５Ｗを流れて加熱された冷却水は、ラジエータ50を迂回するバイパス通路Ｐｂを通るとき、外部配管の削減により短いバイパス連通ホース25のみの僅かな放熱に抑えられた上で、副シリンダウォータジャケット４Ｗｂにおいて、さらに加熱されるため、より昇温して益々暖機を促進することができる。

内燃機関の暖機運転により冷却水の温度がある程度上昇すると、サーモスタット弁30は第２バルブ34を閉弁し、第１バルブ33を開弁して通常運転に入るので、ウォータポンプ20から吐出した冷却水は、吐出路24から主シリンダウォータジャケット４Ｗａおよびシリンダヘッドウォータジャケット５Ｗの前側流路と後側流路を分かれて流れて、連通路45からサーモスタット弁30の円筒本体部31ａ内に流入し、開弁した第１バルブ33からラジエータ50を経由するラジエータ経由通路Ｐｒを流れてウォータポンプ20に戻る循環経路を通る。

したがって、ラジエータ50により冷却された冷却水が主シリンダウォータジャケット４Ｗａおよびシリンダヘッドウォータジャケット５Ｗを流れてシリンダ部４およびシリンダヘッド５を冷却することができる。

なお、シリンダヘッド５側の主シリンダウォータジャケット４Ｗａがクランクケース部３側の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂより容積が大きいので、副シリンダウォータジャケット４Ｗｂをバイパス通路として利用しながら、内燃機関１の暖機運転後の通常運転時にシリンダ部４を効率的に冷却することができる。

なお、第２バルブ34には、弁体に漏出通路となる貫通孔34ｐが形成されているので、通常運転時に第２バルブ34を閉弁しても、貫通孔34ｐを介してバイパス通路Ｐｂに漏出して、副シリンダウォータジャケット４Ｗｂに微少な冷却水の流れを確保してシリンダ部４の冷却性能の偏りを抑制し、より効果的にシリンダ部４を冷却することができる。

サーモスタット弁30は、ケーシング31がシリンダヘッド５の後側壁に一体に形成されるので、サーモスタット弁30の第２バルブ34が開閉するバイパス通路Ｐｂのうち第２バルブ34とシリンダ部４の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂとの間をシリンダヘッド５とシリンダ部４のバイパス連通路46，47で形成して、外部配管をより削減することができ、暖機運転時に外部配管による放熱をさらに抑制して、暖機をより一層促進することができる。
また、外部配管を削減してバイパス通路Ｐｂをできるだけ短くして配管抵抗を小さくすることができる。

ウォータポンプ20は、内燃機関１におけるシリンダボア４ｂの配列方向でサーモスタット弁30と反対側に設けられる。
すなわち、サーモスタット弁30とウォータポンプ20は、シリンダボア４ｂ，４ｂの配列方向で、シリンダボア４ｂ，４ｂを挟んで両側にそれぞれ振り分けられて設けられるので、バイパス通路Ｐｂのうち大部分を副シリンダウォータジャケット４Ｗｂで構成でき、外部配管が削減されて、外部配管による放熱を抑えて暖機を促進するとともに、外観性を高め、かつ内燃機関の小型軽量化が図れる。

また、図７に示されるように、バイパス通路Ｐｂとしての副シリンダウォータジャケット４Ｗｂは、シリンダボア４ｂ，４ｂの配列方向に冷却水を流す前側流路と後側流路の２つの流路が構成され、冷却液が分流して２つの流路を同一方向に流れる構造であり、流路断面積が大きく、流路長が短いので、配管抵抗が小さく、ポンプ容量の小さい小型のウォータポンプを用いて内燃機関１の小型化をさらに図ることができる。

図１に示されるように、始動モータ55は、クランクケース部３から上方に延出したシリンダ部４に隣接してシリンダ部４の後側面に沿ってクランクケース部３の上に配設され、シリンダ部４のクランクケース部３側（下側）の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂの後側部分は、シリンダボア４ｂと始動モータ55との間に位置するので、副シリンダウォータジャケット４Ｗｂを流れる冷却液によりシリンダボア４ｂの発熱を遮断して始動モータ55への熱の影響を低減できる。

以上の実施の形態における内燃機関の冷却構造では、シリンダ部４のシリンダウォータジャケット４Ｗを、シリンダヘッド５側（上側）の主シリンダウォータジャケット４Ｗａとクランクケース部３側（下側）の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂに仕切るのに、筒状のプレート部材である仕切部材15をシリンダウォータジャケット４Ｗに嵌入して仕切部材15のフランジ部15ｆを使用していたが、別の変形例を図８に示す。

同変形例は、シリンダ部60のシリンダウォータジャケット60Ｗが、溝幅が溝開口部から溝底面に深くなるにしたがって徐々に小さくなり先細に形成されており、かかるシリンダウォータジャケット60Ｗに、環状に形成された紐状の仕切部材65が嵌入される。
仕切部材65は、樹脂またはゴム製で、断面が台形状をしている。

仕切部材65は、シリンダウォータジャケット60Ｗに所定の深さまで圧入されると、先細に形成されたシリンダウォータジャケット60Ｗの溝に挟まれて、シリンダウォータジャケット60Ｗをシリンダヘッド側（上側）の主シリンダウォータジャケット60Ｗａとクランクケース部側（下側）の副シリンダウォータジャケット60Ｗｂに仕切ることができる。

また、別の変形例を図９に示す。
同変形例は、シリンダ部70のシリンダウォータジャケット70Ｗが、溝幅が所定の深さで急に狭くなり段部70ｄを有し、かかるシリンダウォータジャケット70Ｗに、環状に形成された紐状の仕切部材75が段部70ｄまで嵌入され、シリンダウォータジャケット70Ｗが仕切部材75によりシリンダヘッド側（上側）の主シリンダウォータジャケット70Ｗａとクランクケース部側（下側）の副シリンダウォータジャケット70Ｗｂに仕切られる。

図８および図９に示す変形例では、環状に形成された紐状の仕切部材65，75により簡単にシリンダウォータジャケット60Ｗ，70Ｗを仕切ることができ、コストを抑えることができる。

図１０には、図９に示すシリンダ部70のシリンダウォータジャケット70Ｗに仕切部材75とは異なる仕切部材76を嵌入して、シリンダウォータジャケット70Ｗを主シリンダウォータジャケット70Ｗａと副シリンダウォータジャケット70Ｗｂに仕切ったものである。
該仕切部材76は、ループ状に形成された筒状のプレート部材で、シリンダウォータジャケット70Ｗの溝幅より薄い樹脂プレート部材であり、下端には内側に向けてフランジ部76ｆが突出して形成されている。

該仕切部材76は、外側面がシリンダウォータジャケット70Ｗの外側溝側面に接して、下端のフランジ部76ｆが段部70ｄに当接するまで嵌入され、仕切部材75のフランジ部76ｆによりシリンダウォータジャケット70Ｗが主シリンダウォータジャケット70Ｗａと副シリンダウォータジャケット70Ｗｂに仕切られる。

次に、シリンダ部がクランクケース部と別体に構成される機関本体において、シリンダ部82のシリンダウォータジャケットをシリンダヘッド側（上側）の主シリンダウォータジャケット82Ｗａとクランクケース部側（下側）の副シリンダウォータジャケット82Ｗｂに仕切る例を、図１１に示す。
クランクケース部81とは別体のシリンダ部82は、クランクケース部81との合せ面82mbよりシリンダスリーブ82ｓが下方に延出してクランクケース部81内に嵌入している。

シリンダ部82の合せ面82mbと反対側のシリンダヘッドとの合せ面82maに開口を有して主シリンダウォータジャケット82Ｗａの筒状溝が形成され、他方合せ面82mbに開口を有して副シリンダウォータジャケット82Ｗｂの筒状溝が形成される。
主シリンダウォータジャケット82Ｗａと副シリンダウォータジャケット82Ｗｂは、互いに溝底が近づき、間に仕切部82ｆが形成されている。

このように機関本体のクランクケース部81とシリンダ部82が別体の場合は、主シリンダウォータジャケット82Ｗａと副シリンダウォータジャケット82Ｗｂを構成するのに、シリンダ部82の成形加工で仕切部82ｆが形成されるようにして、別途仕切部材を必要としない。

図７に示す内燃機関の冷却構造では、バイパス通路Ｐｂは、シリンダ部４の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂの左右端部間を前側流路と後側流路に分流して平行して冷却水が流れる構造であったが、図１２に示されるように、一方の後側流路のみを冷却水が流れる構造としてもよい。

シリンダ部４の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂの後側流路は、走行風を受けないので、放熱され難い後側流路を流れる冷却水を効率良く昇温して、暖機を促進することが可能である。

また、図１３に示される冷却構造は、シリンダ部４の左右端部間を前側流路と後側流路に分流して平行して冷却水を流す構造であるが、副シリンダウォータジャケット４Ｗｂの前側流路（破線で示す）より後側流路（実線で示す）を流れる冷却水の流量を大きく設定するものである。

放熱され難い後側流路を流れる冷却水の流量を大きくして、冷却水を効率良く昇温するとともに、前側流路と後側流路の双方を冷却水が流れるようにすることで、配管抵抗を小さくして、ポンプ容量を小さくすることができる。

以上の図７，図１２および図１３に示される内燃機関の冷却構造は、内燃機関のシリンダ部４のシリンダボア４ｂの配列方向（左右方向）で左右端部に、サーモスタット弁30とウォータポンプ20がそれぞれ振分けられて配設されることを想定しているが、サーモスタット弁30とウォータポンプ20が左右いずれか同じ側に配設される場合の冷却構造を、図１４および図１５に示す。
なお、内燃機関は、前記直列２気筒の４ストローク水冷式内燃機関であり、同じ部材は同じ符号を用いる。

サーモスタット弁30とウォータポンプ20は、機関本体の同じ右側に配設されており、図１４に示される内燃機関の冷却構造では、ウォータポンプ20から吐出する冷却水が、シリンダヘッド５の右端部からシリンダヘッドウォータジャケット５Ｗに流入して左端部で主シリンダウォータジャケット４Ｗａに移り、主シリンダウォータジャケット４Ｗａの後側流路４Ｗａを右方に流れ、右端部においてラジエータ50を経由するラジエータ経由通路Ｐｒとバイパス通路Ｐｂに分流する。

ラジエータ経由通路Ｐｒは、サーモスタット弁30の第１バルブ33により開閉する。
一方、バイパス通路Ｐｂは、副シリンダウォータジャケット４Ｗｂの前側流路（破線で示す）から後側流路（実線で示す）に廻り込む一方向の流路の端部（右端部）からサーモスタット弁30の第２バルブ34に至る通路であり、第２バルブ34により開閉する。

このように、バイパス通路Ｐｂとしての副シリンダウォータジャケット４Ｗｂは、シリンダの配列方向の右端から前側流路を通って左端で後側流路に移り右端に戻る直列のシリンダボアの周りを周回する構造であり暖機運転時にバイパス通路の長い流路で冷却液が加熱されるので、暖機をより促進することができる。

また、サーモスタット弁30とウォータポンプ20は、シリンダボアの配列方向で同じ右側に設けられるので、バイパス通路Ｐｂのうち大部分を副シリンダ冷却液ジャケット４Ｗｂで構成でき、外部配管が削減されて、外部配管による放熱を抑えて暖機が促進されるとともに、外観性を高め、かつ内燃機関の小型軽量化を図ることができる。

図１５に示される内燃機関の冷却構造は、ウォータポンプ20から吐出する冷却水が、シリンダヘッド５の右端部からシリンダヘッドウォータジャケット５Ｗに流入して左端部で主シリンダウォータジャケット４Ｗａに移り、主シリンダウォータジャケット４Ｗａの後側流路４Ｗａを右方に流れ右端部に至るまでは、図１４に示される冷却構造と同じであるが、主シリンダウォータジャケット４Ｗａの右端部からはサーモスタット弁30に至る。

サーモスタット弁30の第１バルブ33がラジエータ50を経由するラジエータ経由通路Ｐｒを開閉する。
そして、サーモスタット弁30の第２バルブ34が開閉するバイパス通路Ｐｂは、副シリンダウォータジャケット４Ｗｂの前側流路（破線で示す）から後側流路（実線で示す）に廻り込む一方向の流路の端部（右端部）からウォータポンプ20に至る通路である。

したがって、図１４に示される冷却構造と同様に、バイパス通路Ｐｂとしての副シリンダウォータジャケット４Ｗｂは、シリンダの配列方向の右端から前側流路を通って左端で後側流路に移り右端に戻る直列のシリンダボアの周りを周回する構造であり暖機運転時にバイパス通路の長い流路で冷却液が加熱されるので、暖機をより促進することができるとともに、外部配管が削減されて外観性を高め、かつ内燃機関の小型軽量化を図ることができる。

以上、本発明に係る実施の形態に係る内燃機関の冷却構造について説明したが、本発明の態様は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で、例えば、サーモスタットがシリンダヘッドとは別体に配置され、冷却ホースで連結された内燃機関等の多様な態様で実施されるものを含むものである。

図１ないし図７に示された実施の形態では、バイパス通路Ｐｂのうち外部配管としてバイパス連通ホース25が設けられていたが、このバイパス連通ホース25の代わりに、シリンダ部４の副シリンダウォータジャケット４Ｗｂと右ケースカバー９のバイパス通路孔26とを連通する冷却水通路をシリンダ部４と右ケースカバー９の壁内に形成することで、外部配管を用いることなくバイパス通路Ｐｂを構成することが可能であり、暖機運転時にバイパス通路Ｐｂの放熱が大幅に抑制されて、暖機をより一層促進することができる。

１…内燃機関、２…機関本体、３…クランクケース部、３ａ…上側クランクケース、３ｂ…下側クランクケース、
４…シリンダ部、４ｂ…シリンダボア、４Ｗ…シリンダウォータジャケット、４Ｗａ…主シリンダウォータジャケット、４Ｗｂ…副シリンダウォータジャケット、４Ｊ…連結開口部、
５…シリンダヘッド（シリンダヘッド部）、５ｂ…燃焼室、５ｉ…吸気ポート、５ｐ…吸気接続管部、５ｅ…排気ポート、５Ｗ…シリンダヘッドウォータジャケット、
６…ガスケット、７…シリンダヘッドカバー、８…左ケースカバー、９…右ケースカバー、
10…クランク軸、15…仕切部材、15ｆ…フランジ部、17Ｉ…流入連通口、17Ｅ…流出連通口、18Ｉ…流入連通口、
20…ウォータポンプ、20ａ…インペラ、21…ポンプカバー、21ａ…吸入室、22…吸入接続管、24…吐出路、24ａ…吐出口、25…バイパス連通ホース、26…バイパス通路孔、
30…サーモスタット弁、31…ケーシング、31ａ…円筒本体部、31ｂ…小径円筒端部、32…蓋部材、33…第１バルブ、34…第２バルブ、35…サーモエレメント、35ｔ…感温部、35ａ…支持棒、36…プランジャ、37…バルブシート、37ａ…環状シート部、37ｂ…リテイナ部、38…ばね受支持部材、39…止め輪、41…コイルばね、42…円錐状コイルばね、44…流出接続管、45…連通路、46…バイパス連通路、47…バイパス連通路、48…連通口、
50…ラジエータ、51…ラジエータ流入ホース、52…ラジエータ流出ホース、55…始動モータ、
60…シリンダ部、60Ｗ…シリンダウォータジャケット，60Ｗａ…主シリンダウォータジャケット、60Ｗｂ…副シリンダウォータジャケット、65…仕切部材、
70…シリンダ部、70Ｗ…シリンダウォータジャケット，70Ｗａ…主シリンダウォータジャケット、70Ｗｂ…副シリンダウォータジャケット、75…仕切部材、
81…クランクケース部、82…シリンダ部、82ｓ…シリンダスリーブ、82ｆ…仕切部、82Ｗａ…主シリンダウォータジャケット、82Ｗｂ…副シリンダウォータジャケット。

Claims (8)

1. 内燃機関のクランクケース部(3)とシリンダ部(4)とシリンダヘッド部(5)から構成される機関本体(2)におけるシリンダ部(4)とシリンダヘッド部(5)にそれぞれシリンダ冷却液ジャケット(4W)とシリンダヘッド冷却液ジャケット(5W)が設けられ、
   冷却液ポンプ(20)により冷却液を前記シリンダ冷却液ジャケット(4W)と前記シリンダヘッド冷却液ジャケット(5W)に循環させる冷却液循環経路に、ラジエータ(50)を経由するラジエータ経由通路(Pr)と前記ラジエータ(50)を迂回するバイパス通路(Pb)が介装され、
   前記ラジエータ経由通路(Pr)による循環と前記バイパス通路(Pb)による循環を切替えるサーモスタット弁(30)が設けられた内燃機関の冷却構造において、
   前記サーモスタット弁(30)は、前記ラジエータ経由通路(Pr)を開閉する第１バルブ(33)と前記バイパス通路(Pb)を開閉する第２バルブ(34)とを同時に作動可能に備え、
   前記シリンダ部(4)のシリンダボア(4b)の周囲の前記シリンダ冷却液ジャケット(4W)は、シリンダ軸線方向に２つに仕切られて、前記シリンダヘッド部(5)側の主シリンダ冷却液ジャケット(4Wa)と前記クランクケース部(3)側の副シリンダ冷却液ジャケット(4Wb)が形成され、
   前記バイパス通路(Pb)は、冷却液が前記サーモスタット弁(30)を経由することで前記主シリンダ冷却液ジャケット(4Wa)から前記副シリンダ冷却液ジャケット(4Wb)を流れる通路であることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
2. 前記主シリンダ冷却液ジャケット(4Wa)は、前記副シリンダ冷却液ジャケット(4Wb)より容積が大きいことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の冷却構造。
3. 前記第２バルブ(34)には、閉弁時に冷却液が漏出する漏出通路(34p)が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関の冷却構造。
4. 前記サーモスタット弁(30)は、前記機関本体(2)に一体に設けられることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の内燃機関の冷却構造。
5. 前記シリンダ部(4)は、複数のシリンダボア(4b)が直列に配列されて構成され、
   前記サーモスタット弁(30)は、シリンダボア(4b)の配列方向で両端の最外側シリンダボア(4b)のうち一方の最外側シリンダボア(4b)の近傍に設けられることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の冷却構造。
6. 前記冷却液ポンプ(20)は、内燃機関におけるシリンダボア(4b)の配列方向で前記サーモスタット弁(30)と反対側に設けられることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の冷却構造。
7. 前記冷却液ポンプ(20)は、内燃機関におけるシリンダボア(4b)の配列方向で前記サーモスタット弁(30)と同じ側に設けられることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の冷却構造。
8. 前記シリンダ部(4)は、前記クランクケース部(3)から上方に延出して設けられ、
   前記クランクケース部(3)の上に前記シリンダ部(4)に隣接して始動モータ(55)が配設され、
   前記始動モータ(55)は前記副シリンダ冷却液ジャケット(4Wb)の一部を挟んで前記シリンダボア(4b)と反対側に位置することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載の内燃機関の冷却構造。

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