CN105889127A - 内燃机的冷却风扇结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种既能够简单构成，又能够有效提高风扇效率的内燃机的冷却风扇结构。该内燃机的冷却风扇结构具有冷却风扇(17)，该冷却风扇(17)由发动机曲轴的动力驱动，冷却风扇(17)具有配置在旋转轴(26)周围的多个旋转叶片(24)，在旋转轴(26)的轴方向观察时，各旋转叶片(24)在其旋转方向的前端侧弯曲形成为钩形。钩形的开口部(30)开设于冷却风扇(17)的旋转方向(A)的正压侧(+)。

Description

内燃机的冷却风扇结构

技术领域

本发明涉及摩托车等车辆的发动机，尤其涉及适用于强制空冷式发动机的内燃机的冷却风扇结构。

背景技术

在搭载于所谓踏板车等摩托车等上的内燃机中，具有利用护罩覆盖其散热部即气缸和气缸盖，利用设于曲轴的轴端部的冷却风扇将冷却风导入护罩内，使该冷却风吹向气缸盖周围的冷却结构。以本例的摩托车为首，包括家电产品等在内各种使用有离心式冷却风扇的强制空冷式的冷却装置正在被使用。

另外，例如在专利文献1中记载的冷却风扇是适用于空调等的示例，具有流入空气的前缘部和流出空气的后缘部，具有在周向上相互隔开间隔地设置的多个叶片部，叶片部的在前缘部与后缘部之间延伸的叶片截面形状的中心线在多个部位弯曲，具有配置在与后缘部相比更靠近前缘部的区域的弯曲部。并且，弯曲部在将前缘部与后缘部连结的方向上，利用形成为弯折方向成为彼此相反方向的离心风扇，来实现送风能力的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4761323号公报

发明要解决的技术课题

在现有车辆的冷却装置中，利用由冷却风扇导入到护罩内的冷却风来冷却气缸盖周围，而冷却风扇的送风效率等由于其与驱动能等的关系，会对燃油经济性等造成显著影响，因此是极其重要的因素。以往，特别是由于与冷却风扇本身的形状的关系，实质上并没有考虑到冷却风扇的效率，现状是停留于冷却风扇的旋转翼或者旋转叶片的出口角度或者叶片高度的调节等。

另外，在专利文献1的离心风扇中，由于旋转翼或者旋转叶片在弯曲部弯折，因此流入空气的通路面积变窄，存在不得不降低送风量等问题。

发明内容

本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于，提供一种结构简单，并且能够有效提高风扇效率的内燃机的冷却风扇结构。

用于解决技术课题的技术方案

本发明的内燃机的冷却风扇结构具有冷却风扇，该冷却风扇由发动机曲轴的动力驱动，其特征在于，所述冷却风扇具有配置于旋转轴周围的多个旋转叶片，在所述旋转轴的轴方向观察时，各所述旋转叶片的旋转方向的前端侧弯曲形成为钩形。

另外，在本发明的内燃机的冷却风扇结构中，其特征在于，所述钩形的开口部开设于所述冷却风扇的旋转方向的正压侧。

另外，在本发明的内燃机的冷却风扇结构中，其特征在于，所述内燃机的冷却风扇结构具有形成所述钩形的圆弧部，该圆弧部配置为使其指向所述冷却风扇的所述旋转轴。

另外，在本发明的内燃机的冷却风扇结构中，其特征在于，各所述旋转叶片在所述旋转轴的顶端侧通过加强圆环部相互连结，所述钩形的所述开口部设置到所述加强圆环部的内侧并向内侧突出。

另外，在本发明的内燃机的冷却风扇结构中，其特征在于，在所述旋转轴的轴方向观察时，各所述旋转叶片在与所述钩形的所述开口部相反的一侧的负压侧设置有肋，各所述旋转叶片的从该钩形到旋转方向的后端设置有凹部。

另外，在本发明的内燃机的冷却风扇结构中，其特征在于，各所述旋转叶片在所述旋转轴的基端侧通过基部相互连结，各所述旋转叶片的旋转方向的前端侧与该基部连接，并且各所述旋转叶片的旋转方向的后端侧与所述加强圆环部连接。

发明效果

根据本发明，实质上仅通过变更旋转叶片的形状，就能够有效提高风扇效率，能够实现装置的简单化和轻量化等。

附图说明

图1是表示本发明的摩托车的整体结构的侧视图。

图2是表示本发明的摩托车的动力单元的结构例的前方立体图。

图3是表示本发明的摩托车的动力单元的结构例的右侧视图。

图4是表示本发明的摩托车的动力单元的结构例的平剖视图。

图5是本发明的内燃机的冷却风扇结构的冷却风扇的右侧立体图。

图6是本发明的内燃机的冷却风扇结构的冷却风扇的左侧立体图。

图7A是本发明的内燃机的冷却风扇结构的冷却风扇的右侧主视图。

图7B是本发明的内燃机的冷却风扇结构的通过冷却风扇的旋转叶片的图7A的纵剖视图。

图8A是本发明的内燃机的冷却风扇结构的冷却风扇的左侧主视图。

图8B是本发明的内燃机的冷却风扇结构的通过冷却风扇的旋转叶片的图8A的纵剖视图。

符号说明

10动力单元，11发动机，12曲轴，13曲轴箱，14气缸，15气缸盖，16气缸盖罩，17离心式冷却风扇，18护罩，19传动装置，20壳体，21进气口，23冷却叶片，24旋转叶片，25交流发电机，26旋转轴，27基部，28加强圆环部，29安装用突起部，30开口部，31圆弧部，32肋，33凹部，100车辆。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的内燃机的冷却风扇结构的优选实施方式。

图1是作为本发明的车辆的摩托车的侧视图。首先，参照图1说明摩托车的整体结构。另外，包括图1，在以下说明所使用的图中，根据需要，利用箭头Fr表示车辆的前方，利用箭头Rr表示车辆的后方，另外，利用箭头R表示车辆的侧方右侧，利用箭头L表示车辆的侧方左侧。

车辆100利用由钢制或者铝合金制的多个车架形成车身骨架，在车架上安装各种部件而构成。省略具体图示，作为车架的一部分的下管的前端与转向头管结合，从转向头管向大致下方延伸，在其下端部附近与下框架101连接。该下框架101向大致后方延伸。在下框架101的后部侧结合有作为车架的一部分的左右一对后框架102，该一对后框架102分别向大致后上方倾斜延伸。

另外，转向头管能够向左右侧向旋转地支承前叉103，在前叉103的上方固定有转向把手104，并且在下端侧能够旋转地支承有前轮105。在前轮105上装备有与其一体旋转的制动盘106。

并且，在下框架101的后端附设形成有用于支承包括发动机11(具体参照图2等)在内的动力单元10的托架，经由设在该托架上的支承件107，在摆动轴108的周围能够向上下方向摆动地支承有摆动式动力单元10。另外，动力单元10为将发动机11的后述气缸组件、内置有由曲轴箱和带/带轮构成的无级变速器的传动装置单元化的部件，在该车辆前方侧能够摆动地连结有支承件107，在车辆后方侧利用传动装置能够旋转地支承后轮109。后轮109的车轴侧与后框架102之间利用减震器110连结，动力单元10整体作为摆臂发挥作用。

另外，在图1所示动力单元10的上方设置有供驾驶者乘坐的座椅111，在下框架101的上方，供乘坐于座椅111的驾驶者放脚的踏板112支承于踏板框架上。另外，踏板112与构成车辆外观的腿部框架罩113一体形成。另外，在动力单元10与座椅111之间，具有构成为利用座椅111开闭的收纳物品等的空间的行李箱。

作为车辆外观，各种车身罩支承于车架等适合位置并覆盖。前护腿挡板114覆盖车辆前面侧，并且安装有方向指示灯等，与上述踏板112一体连结。后框架罩115覆盖座椅111的下方至车辆后方侧，并且安装有方向指示灯、刹车灯。前轮105和后轮109的上方分别由前挡泥板116和后挡泥板117覆盖。

接下来，参照图2-图4等说明动力单元10。图2是动力单元10的前方立体图，图3是将护罩拆卸下来的状态的右侧视图，图4是平剖视图。在动力单元10的基本结构中，具有空冷式四循环单缸发动机11，该发动机11在本例中，例如为SOHC发动机。在发动机11中，曲轴箱13旋转自如地支承、收纳沿左右方向水平配置的曲轴12(图2中利用单点划线简单表示)，相对于曲轴箱13而在前方与曲轴箱13依次结合有气缸14，气缸盖15和气缸盖罩16，该气缸轴线Z沿大致水平方向设定。在这种情况下，以使气缸盖15侧适度提高的方式使气缸14的气缸轴线Z相当前倾，即以接近大致水平的方式倾斜。

在曲轴12的轴端部轴支撑有发动机冷却用的离心式的冷却风扇17，该冷却风扇17如后所述地产生冷却风。在这种情况下，形成规定的冷却风流路，气缸14、气缸盖15和冷却风扇17由护罩18覆盖。因此，气缸14和气缸盖15的由护罩18覆盖的部位如图2所示那样，实质上不显于外观。

动力单元10还包括与曲轴箱13一体结合的传动装置19，作为该传动装置19，具有使用带和带轮等而构成的无级变速器。在该例中，如图4所示，曲轴箱13左右一分为二地分割构成(曲轴箱13R，曲轴箱13L)，传动装置19的壳体20与曲轴箱13L结合。在壳体20内配置有包括带和带轮等而构成的无级变速器，曲轴12与后轮109的车轴利用传动装置19连结。

另外，在图2等中省略图示，在传动装置19的上表面侧配置有包括空气滤清器等而构成的进气系统。在该进气系统中，从空气滤清器向其前方依次连接有进气软管、节流阀体和进气管(吸气管)等。该进气管与图2所示的气缸盖15的进气口(吸气口)21连通，经由由这些部件构成的进气通路，从空气滤清器向气缸盖15的进气口21供给净化后的空气。另外，在进气管的中途的适当位置安装有燃料喷射装置，朝向进气口喷射燃料。

另一方面，在排出来自发动机11的废气的排气系统中，在该例中，在气缸盖15的下表面侧设置有排气口。在该排气口上结合有排气管。排气管从与排气口连接的连接部先向右侧延伸，然后，向后方弯曲进而通过冷却风扇17的下方附近而向后方延伸设置。排气管还在车辆后部与消声器22(参照图1)连接。在发动机11内生成的燃烧气体作为废气，从排气口通过排气管，最终从消声器22排出。

接下来，在对动力单元10进行冷却的冷却系统中，如上所述，气缸14、气缸盖15和冷却风扇17由护罩18覆盖(参照图2、图4等)。即，包括冷却风扇17在内，气缸14和气缸盖15如图4所示那样被护罩18围绕。护罩18由合成树脂或者塑料材料形成，在曲轴箱13、气缸体的外壁的适当位置利用螺钉等固定部件紧密地安装固定，即基本上与作为安装对方的气缸体等的接合部无间隙地安装固定。从气缸14等外周面突出设置的各冷却叶片23(参照图3、图4)的顶部与护罩18的内表面隔开间隔地形成一定的间隙。

在此，在图4中，利用单点划线简单表示曲轴12，曲轴12经由轴承旋转自如地被曲轴箱13R和曲轴箱13L支承。在该例中，如图4所示，在曲轴12的右侧的轴端部侧一体结合有冷却风扇17，在该冷却风扇17上，如图3所示，沿着以曲轴12为中心的周向配置有多个旋转叶片24。另外，将在后文具体说明包含该旋转叶片24等的冷却风扇17的详细情况。冷却风扇17与曲轴12一体旋转地结合。在冷却风扇17的发动机11内侧，相邻地配置有交流发电机25(在图4中，利用双点划线示意表示)，该交流发电机25的转子(未图示)与曲轴12同轴固定，并与曲轴12一体旋转。

关于护罩18的形状等，在与冷却风扇17对应的护罩18的右侧部开设有与冷却风扇17的旋转轴(曲轴12)同心的空气导入开口部18a。在护罩18中，其侧壁18b(右侧壁)从空气导入开口部18a向前方进一步延伸至气缸盖15的右侧面对应部位。在俯视时，如图4所示，护罩18的侧壁18b的宽度在左右宽度上从空气导入开口部18a朝向顶端而变窄，即在图4的俯视时，侧壁18b朝向前方，以靠近气缸轴线Z的方式以大的曲率半径弯曲形成。

简单说明具有上述结构的冷却结构的冷却系统的基本作用等，在发动机11起动而使曲轴12旋转时，安装于曲轴12的轴端部侧的冷却风扇17的旋转叶片24如图3的箭头A那样旋转。由此冷却风扇17的周围的空气被吸入，从空气导入开口部18a向护罩18内如图4的箭头A_IN那样被导入。冷却风的主流如箭头A₁那样沿着护罩18的内壁向气缸盖15方向流动。然后，冷却风向上方和下方等分支，这些分支的冷却风穿过气缸14和气缸盖15的周围，而从冷却风排风口排出。

在本发明的内燃机的冷却风扇结构中，如上所述，利用护罩18覆盖作为散热部的气缸14和气缸盖15，通过利用曲轴12的动力而一体旋转的冷却风扇17将冷却风导入护罩18内，强制地吹向气缸14和气缸盖15周围而冷却。

在本发明中，特别是如图5和图6所示，冷却风扇17中具有在其旋转轴26周围配置的多个旋转叶片24。另外，图5是从右侧观察冷却风扇17的立体图，图6是从左侧(曲轴12侧)观察冷却风扇17的立体图。在旋转轴26的轴方向观察时，各旋转叶片24的旋转方向(参照图5，箭头A)的前端侧弯曲形成为钩形。在此，在图5等中利用单点划线简单表示冷却风扇17的旋转轴26，并同轴地设定于曲轴12的右侧的轴端部侧。

冷却风扇17包括：沿旋转方向以规定间隔配置的多个旋转叶片24、支承于曲轴12的右侧的轴端部侧的基部27、在旋转轴26的轴方向上隔着旋转叶片24配置在与基部27相反的一侧的加强圆环部28，这些部件能够由合成树脂材料一体成形。基部27呈以旋转轴26为中心的大致圆盘状，作为具体的安装结构，例如，可以是相对于固定在曲轴12的右侧的轴端部上的托架，利用多个安装用突起部29，使用螺栓等来连结的结构，基部27与曲轴12同步旋转。另外，加强圆环部28为环状或者面包圈状。

图7A是从右侧观察冷却风扇17的主视图，图7B是通过旋转叶片24的纵剖视图。另外，图8A是从左侧观察冷却风扇17的主视图，图8B是通过旋转叶片24的纵剖视图。参照这些图，基部27和加强圆环部28同心地配置，基部27的外径与加强圆环部28的内径大致一致。在旋转叶片24的弯曲形成为钩形的部位，即在旋转叶片24的前端侧具有开口部30。各旋转叶片24的开口部30在冷却风扇17的旋转方向的正压侧(在图7B中，图示特定的旋转叶片24，正压侧用(+)表示，负压侧用(-)表示，所有的旋转叶片24都相同)开口。

另外，在各旋转叶片24的前端侧具有形成钩形的圆弧部31，该圆弧部31指向冷却风扇17的旋转轴26而进行配置。圆弧部31位于旋转叶片24的旋转方向前端，形成为与旋转轴26相对。

另外，如图5和图6所示，各旋转叶片24在旋转轴26方向上具有宽度或者高度，在旋转轴26的顶端侧(右侧)经由加强圆环部28相互连结。在这种情况下，钩形的开口部30突出设置到加强圆环部28的内侧。换言之，形成开口部30的旋转叶片24的前端侧未与加强圆环部28直接连接，而是如图7A那样暴露在加强圆环部28的内侧。

另一方面，各旋转叶片24在旋转轴26的基端侧(左侧)，经由基部27相互连结，其旋转方向前端侧与该基部27连接。在这种情况下，如图7B和图8B等所示，旋转叶片24的旋转方向后端侧从开口部30朝向加强圆环部28的外周侧呈大致弓形弯曲地延伸设置，并与该加强圆环部28连接。更具体而言，优选的是，旋转叶片24的旋转方向后端侧相对于通过圆弧部31的大致中心的旋转轴26的半径方向，向与旋转方向相反的方向延伸形成。另外，作为该旋转叶片24的形状效果，有助于对导入的空气流的整流作用。

并且，在旋转轴26的轴方向观察时，各旋转叶片24在与钩形的开口部30相反的一侧的负压侧(图7B中用(-)表示)设置有肋32。在本例中，在旋转叶片24的旋转方向后端侧的上述弓状弯曲部位具有一个或者多个肋，在本例中为两个肋32，在各旋转叶片24的负压侧，在从钩形部位到旋转方向后端之间利用这些肋32形成凹部33。在这种情况下，如图7B和图8B等所示，优选的是，肋32形成为相对于旋转叶片24(的旋转方向后端侧)以锐角交叉。另外，作为旋转叶片24和肋32的形状效果，有助于对导入的空气流的整流作用。关于这些旋转叶片24和肋32、凹部33等，在各图中，特定的部件标注附图标记，但所有的旋转叶片24都相同。

本发明的内燃机的冷却风扇结构如上所述地构成，接下来，说明其主要作用效果等。首先，在以曲轴12为驱动源使冷却风扇17的旋转叶片24旋转时(例如图3，箭头A)，冷却风扇17的周围的空气被吸入，而从空气导入开口部18a向护罩18内导入。此时，从旋转叶片24的前端侧流向正压侧(参照图7B，(+)区域)的风通过在钩形的开口部30产生的小漩涡而被整流，由此降低空气阻力。

在这种情况下，圆弧部31位于旋转叶片24的旋转方向前端，指向冷却风扇17的旋转轴26而进行配置。通过如上所述地在旋转叶片24的旋转方向前端侧设置大的圆弧部31，在旋转叶片24切割风时的空气阻力减小。并且，通过减小旋转叶片24的空气阻力，而降低所谓的机械损失，提高冷却风扇17的工作效率(风扇效率)，其结果是，也能够有助于提高燃油经济性等。

另外，冷却风扇17的钩形的开口部30突出设置到加强圆环部28的内侧。相对于从空气导入开口部18a向护罩18内导入的空气，旋转叶片24的钩形的部位比加强圆环部28更向内侧伸出，因此不被加强圆环部28自身妨碍，能够有效收集被导入的空气的风，由此增加冷却风扇17的送风量。

并且，在与钩形的开口部30相反侧的负压侧(参照图7B，(-)区域)设置有肋32，从该钩形到旋转方向后端设置有凹部33。就旋转叶片24而言，在里侧设置有凹部33，在凹部33产生小漩涡，从而能够抑制被导入的风的脱离而进行整流，减小空气阻力。在这种情况下，通过减小旋转叶片24的空气阻力，能够提高冷却风扇17的工作效率。

如以上说明，在旋转叶片24中，具有钩形的开口部30的旋转方向前端侧与基部27连接，并且其旋转方向后端侧与加强圆环部28连接。实质上，不添加其他部件等而仅对旋转叶片24的形状进行变更设计，既能够简单构成，又能够使冷却风扇17的送风量与现有产品无差别，即，既能够确保送风量为同等以上，又能够实质上减少旋转叶片24的个数。这样一来，既能够确保维持冷却风扇17的送风性能，又能够实现装置的轻量化等，此时，通过减少旋转叶片24的个数，被导入的空气的风的通路面积增加，凭借这一点能够减小空气阻力。

以上，利用各种实施方式说明了本发明，本发明不限于上述实施方式，在本发明的范围内能够进行变更。

上述实施方式的旋转叶片24、设于旋转叶片24的肋32的数量等不限于图示例，可以根据需要进行增减。

Claims (6)

1.一种内燃机的冷却风扇结构，具有冷却风扇，该冷却风扇由发动机曲轴的动力驱动，所述内燃机的冷却风扇结构的特征在于，

所述冷却风扇具有配置在旋转轴周围的多个旋转叶片，在所述旋转轴的轴方向观察时，各所述旋转叶片的旋转方向的前端侧弯曲形成为钩形。

2.如权利要求1所述的内燃机的冷却风扇结构，其特征在于，

所述钩形的开口部开设于所述冷却风扇的旋转方向的正压侧。

3.如权利要求2所述的内燃机的冷却风扇结构，其特征在于，

所述内燃机的冷却风扇结构具有形成所述钩形的圆弧部，该圆弧部配置为使其指向所述冷却风扇的所述旋转轴。

4.如权利要求2或3所述的内燃机的冷却风扇结构，其特征在于，

各所述旋转叶片在所述旋转轴的顶端侧通过加强圆环部相互连结，所述钩形的所述开口部设置到所述加强圆环部的内侧并向内侧突出。

5.如权利要求4所述的内燃机的冷却风扇结构，其特征在于，

在所述旋转轴的轴方向观察时，各所述旋转叶片在与所述钩形的所述开口部相反的一侧的负压侧设置有肋，各所述旋转叶片的从该钩形到旋转方向的后端设置有凹部。

6.如权利要求4或5所述的内燃机的冷却风扇结构，其特征在于，

各所述旋转叶片在所述旋转轴的基端侧通过基部相互连结，各所述旋转叶片的旋转方向的前端侧与该基部连接，并且各所述旋转叶片的旋转方向的后端侧与所述加强圆环部连接。