JP2005036776A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却水循環用のウォータポンプを有する内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine having a water pump for circulating cooling water.
二輪車などの内燃機関には、シリンダヘッドやシリンダブロックに冷却水を循環させるウォータポンプを有するものがある(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1において、シリンダヘッドに収容されるカムシャフトには、クランクシャフトとの間でカムチェーンが巻き回されるスプロケットが設けられている。カムチェーンはシリンダヘッドに区画されたカムチェーン室内に収容されており、このカムチェーン室の外側壁にはウォータポンプが配置されている。ウォータポンプの回転シャフトは、外側壁からカムチェーン室内に突出し、カムシャフトの一端と嵌合され、クランクシャフトが回転するとカムチェーンが駆動し、カムシャフトが回転するが、この際に、カムシャフトに嵌合している回転シャフトも回転する。回転シャフトが回転するとウォータポンプ内で回転シャフトに取り付けられている羽根車が回転し、ウォータポンプ内を通流する冷却水が加圧され、シリンダヘッドやシリンダブロックに圧送される。
In Patent Document 1, a camshaft accommodated in a cylinder head is provided with a sprocket around which a cam chain is wound around a crankshaft. The cam chain is accommodated in a cam chain chamber defined by the cylinder head, and a water pump is disposed on the outer wall of the cam chain chamber. The rotating shaft of the water pump protrudes from the outer wall into the cam chain chamber and is fitted to one end of the cam shaft. When the crankshaft rotates, the cam chain is driven and the camshaft rotates. The fitted rotating shaft also rotates. When the rotating shaft rotates, the impeller attached to the rotating shaft in the water pump rotates, and the cooling water flowing through the water pump is pressurized and pumped to the cylinder head and the cylinder block.
しかしながら、シリンダヘッドの外側壁にウォータポンプを取り付け、回転シャフトをカムシャフトに直結すると、カムチェーンよりも外側にウォータポンプの回転シャフトの端部が位置することになる。したがって、ウォータポンプが内燃機関の側面から大きく突出することになり、内燃機関全体の車幅方向の長さが増大してしまう。
この発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、内燃機関全体の幅を増大させずにウォータポンプを配置することを目的とする。
However, when the water pump is attached to the outer wall of the cylinder head and the rotating shaft is directly connected to the camshaft, the end of the rotating shaft of the water pump is located outside the cam chain. Therefore, the water pump protrudes greatly from the side surface of the internal combustion engine, and the length of the entire internal combustion engine in the vehicle width direction increases.
This invention is made in view of such a subject, and it aims at arrange | positioning a water pump, without increasing the width | variety of the whole internal combustion engine.
上記の課題を解決する本発明の請求項1に係る発明は、クランクシャフト(例えば、実施形態のクランクシャフト47)の一端にカムシャフト(例えば、実施形態のカムシャフト85,86)を駆動させるカムシャフト駆動用スプロケット(例えば、実施形態のカムシャフト駆動用スプロケット149)を設けた内燃機関において、前記クランクシャフトに前記カムシャフト駆動用スプロケットとウォータポンプ駆動用スプロケット(例えば、実施形態のウォータポンプ駆動用スプロケット147)を配置し、前記ウォータポンプ駆動用スプロケットを前記クランクシャフトの軸線(例えば、実施形態の軸線C)方向の内側に配置し、前記カムシャフト駆動用スプロケットを前記ウォータポンプ駆動用スプロケットの外側に配置し、前記ウォータポンプ駆動用スプロケットに巻き回したチェーン(例えば、実施形態のポンプ駆動用チェーン148)により、冷却水循環用のウォータポンプ(例えば、実施形態のウォータポンプ55)を駆動させることを特徴とする内燃機関(例えば、実施形態のエンジン15)。
The invention according to claim 1 of the present invention that solves the above problem is a cam that drives a camshaft (for example, the
この内燃機関によれば、チェーンを介してクランクシャフトの回転を伝達してウォータポンプを駆動させることができるので、ウォータポンプとクランクシャフト又はカムシャフトとを分離できる。さらに、クランクシャフト側でチェーンを巻き回すウォータポンプ駆動用スプロケットがカムシャフト駆動用スプロケットよりもクランクシャフトの軸線方向の内側にあるので、ウォータポンプとクランクシャフトとが平面視で一部重なるように配置される。これにより、ウォータポンプの回転シャフトをクランクシャフト又はカムシャフトに直結する場合に比べて、ウォータポンプを車幅方向の中央側に配置することができる。 According to this internal combustion engine, the rotation of the crankshaft can be transmitted via the chain to drive the water pump, so that the water pump and the crankshaft or camshaft can be separated. In addition, the water pump drive sprocket that winds the chain on the crankshaft side is inside the crankshaft axial direction relative to the camshaft drive sprocket, so the water pump and crankshaft are partly overlapped in plan view Is done. Thereby, compared with the case where the rotating shaft of a water pump is directly connected with a crankshaft or a camshaft, a water pump can be arrange | positioned in the center side of the vehicle width direction.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関において、前記ウォータポンプをシリンダ(例えば、実施形態のシリンダ50)近傍に配置したことを特徴とする。
この内燃機関によれば、ウォータポンプが内燃機関の上方に配置されることになる。
The invention according to claim 2 is the internal combustion engine according to claim 1, wherein the water pump is arranged in the vicinity of a cylinder (for example, the
According to this internal combustion engine, the water pump is arranged above the internal combustion engine.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関において、前記ウォータポンプをシリンダの中心線(例えば、実施形態のシリンダ中心線SC)よりも後方で、かつ前記シリンダに側面視で重なる位置に配置したことを特徴とする。
この内燃機関によれば、シリンダの後方の空間をウォータポンプの配置スペースとして有効利用することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to the first aspect, the water pump overlaps the cylinder at a rear side of the center line of the cylinder (for example, the cylinder center line SC of the embodiment) and in a side view. It is characterized by being arranged at a position.
According to this internal combustion engine, the space behind the cylinder can be effectively used as the space for arranging the water pump.
請求項1に記載した発明によれば、ウォータポンプ駆動用スプロケットがクランクシャフトの軸線方向の中心寄りに配置されるので、ウォータポンプとクランクシャフトを平面視で一部重なるように配置することができ、内燃機関の幅を小さくできる。
請求項2に記載した発明によれば、内燃機関の幅を小さくできると共に、ウォータポンプが内燃機関のシリンダ近傍に配置されるので、内燃機関上部に冷却水を容易に通流させることができる。また、このような内燃機関を車両に搭載した場合に、ウォータポンプの配置位置が高いことから車両の旋回性能を高めることができる。
請求項3に記載した発明によれば、車幅方向の内燃機関の幅を短くできると共に、ウォータポンプが内燃機関のシリンダの後方の空間に配置されるので、内燃機関を小型化できる。
According to the first aspect of the present invention, since the water pump drive sprocket is disposed near the center of the crankshaft in the axial direction, the water pump and the crankshaft can be disposed so as to partially overlap in plan view. The width of the internal combustion engine can be reduced.
According to the second aspect of the invention, the width of the internal combustion engine can be reduced and the water pump is disposed in the vicinity of the cylinder of the internal combustion engine, so that the cooling water can be easily passed through the upper part of the internal combustion engine. In addition, when such an internal combustion engine is mounted on a vehicle, the turning performance of the vehicle can be improved because the water pump is disposed at a high position.
According to the third aspect of the present invention, the width of the internal combustion engine in the vehicle width direction can be shortened, and the water pump is disposed in the space behind the cylinder of the internal combustion engine, so that the internal combustion engine can be downsized.
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において、前側とは車両の前進方向であり、後側とは車両が後退する方向である。さらに、右側及び左側とは車両が前進する方向に向かって右側及び左側とする。 The best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, the front side is the forward direction of the vehicle, and the rear side is the direction in which the vehicle moves backward. Further, the right side and the left side are the right side and the left side in the direction in which the vehicle advances.
図1に示すように、自動二輪車1の前輪2は、フロントフォーク3に軸支されており、フロントフォーク3はトップブリッジ4を介して車体フレーム5の前端部に設けられたヘッドパイプ6に操舵可能に枢支される。自動二輪車1の後輪7はリアフォーク8に軸支されており、リアフォーク8は車体フレーム5の中間部に設けられたピボット部9及びエンジン15に揺動可能に枢支される。リアフォーク8のピボット軸近傍には、リアクッションユニット10の上端が取り付けられ、リアクッションユニット10の下端はエンジン15の下部にリンク機構11を介して取り付けられており、後輪7及びリアフォーク8を介して車体に衝撃が加わらないよう衝撃を吸収する。
ヘッドパイプ6の上部からは車体フレーム5のメインフレーム12が左右に分かれて後方下側に延び、その後端部が下方に屈曲してピポット部9に連なる。メインフレーム12の後方には車体フレーム5のシートレール13が連結される。メインフレーム12の上方には燃料タンク14が配設され、メインフレーム12の下方にはエンジン15が配設される。
As shown in FIG. 1, the front wheel 2 of the motorcycle 1 is pivotally supported by a front fork 3, and the front fork 3 is steered by a
From the upper part of the
燃料タンク14の後方には運転者用のシート16及び後部搭乗者用のピリオンシート17が各々シートレール13に支持されている。また、メインフレーム12のピボット部9の後部には運転者用のステップ18が取り付けられ、シートレール13の下部には後部搭乗者用のステップ19が取り付けられる。さらに、フロントフォーク3の上端部には左右一対のハンドル20が取り付けられる。
フロントフォーク3の下端部にはブレーキキャリパ21が取り付けられ、前輪2にはブレーキキャリパ21に対応するブレーキロータ22が取り付けられてフロントブレーキ装置23が構成される。なお、後輪7の右側には、前輪2のフロントブレーキ装置23と同様の構成を有するリアブレーキ装置(図示略)が設けられている。
自動二輪車1の車体前部はフロントカウル24により覆われ、シートレール13周辺はリアカウル25により覆われる。後輪7の左側にはリアスプロケット26が取り付けられ、このリアスプロケット26とエンジン15の後部左側に配設されるドライブスプロケット27とにドライブチェーン28が掛け回されてエンジンの駆動力を後輪7に伝達可能である。車体フレーム5の左側下部には格納可能なサイドスタンド29が配設され、自動二輪車1をその車体が左側に傾斜した起立状態で支持可能である。
A driver's
A
The front part of the motorcycle 1 is covered with a
本実施形態のエンジン15は、水冷式の直列四気筒型のエンジンであり、シリンダ本体30をクランクケース31上にやや前傾した状態で配設される。シリンダ本体30の後部には各気筒に対応するスロットルボディ32が接続され、各スロットルボディ32はメインフレーム12と燃料タンク14との間に配置されたエアクリーナケース33に接続される。また、シリンダ本体30の前部には各気筒に対応する排気管34が接続される。排気管34は、シリンダ本体30の前壁から下方に向かって湾曲し、クランクケース31下方を通過した後にピボット部9後方で上方に向かって屈曲してシートレール13に支持されたサイレンサ35に接続される。
The
排気管34の前方にはラジエータ36がシリンダ本体30と同様やや前傾した姿勢で配設される。ラジエータ36はその前面側が凹状に湾曲したラウンド型であると共に、図2に示すように、ラジエータコア36aの右側に冷却水の流入側タンク37が、左側に流出側タンク38が設けられたクロスフロー型であり、上下方向でシリンダ本体30の上部からクランクケース31の下部に渡るように設けられる。ラジエータコア36aの上部背面側には左右一対のラジエータファン39(図1参照)が取り付けられる。
A
ここで、図2を併せて参照して冷却水の循環水路について説明する。
エンジン15のシリンダヘッド40(図3参照)を冷却した冷却水は、ラジエータ36の流入側タンク37に供給される。ラジエータ36には流出側ラジエータホース56が接続されて、ここから熱交換後の冷却水が流出する。流出側ラジエータホース56の先端には分岐管66が取り付けられ、水冷式オイルクーラ65から流出した冷却水が冷却水導入ホース58に合流する。冷却水導入ホース58からウォータポンプ55に導入された冷却水は図示しない冷却水入口から、図3に示すシリンダ側ウォータジャケット57に圧送される。また、冷却水は、導入ホース68を介して水冷式オイルクーラ65に供給される。冷却水入口から流入した冷却水は、シリンダ側ウォータジャケット57を通過した後にシリンダヘッド40のヘッド側ウォータジャケット60に流入する。リンダヘッド40の後部にはヘッド側ウォータジャケット60からの冷却水出口61が設けられている。この冷却水出口61にはサーモスタット62が直接取り付けらており、サーモスタット62の冷却水出口にはラジエータ36の流入側タンク37に通じる流入側ラジエータホース63が接続されると共に、サーモスタット62とウォータポンプ55との間にはバイパスホース64が配される。サーモスタット62を通過する冷却水が一定温度以下であれば、冷却水がサーモスタット62からバイパスホース64を通じてウォータポンプ55に送られラジエータ36を介さずに循環する。また、サーモスタット62を通過する冷却水が一定温度以上になると、流入側ラジエータホース63を介して冷却水がラジエータ36に導入され、冷却水が冷却される。
Here, the circulation channel of the cooling water will be described with reference to FIG.
The cooling water that has cooled the cylinder head 40 (see FIG. 3) of the
図3の左側面図、及び図4の右側面図に示すように、エンジン15は、その主要部品であるシリンダヘッド40及びシリンダブロック43とクランクケース31とを備えている。シリンダヘッド40はヘッド本体41とヘッドカバー42とに分割構成され、クランクケース31はアッパーケース44とロアケース45とに分割構成される。アッパーケース44とシリンダブロック43とは一体成形され、ロアケース45の下にはオイルパン46が取り付けられる。ここで、ヘッド本体41はアルミ合金製の鋳造品である。
As shown in the left side view of FIG. 3 and the right side view of FIG. 4, the
シリンダヘッド40のヘッド本体41には、各燃焼室内に臨ませるように点火プラグ70が螺着され、かつ各燃焼室と外部とを連通する吸気ポート71及び排気ポート72が各々形成される。各吸気ポート71の外部側の開口にはスロットルボディ32が接続され、各排気ポート72の外部側の開口には排気管34が接続される。また、各吸気ポート71及び排気ポート72の燃焼室側の開口には各々バルブシートが装着され、かつ、これら開口が吸気バルブ75及び排気バルブ76の作動により各々開閉可能である。
A
図5に示すように吸気バルブ75は、吸気ポート71の開口を実際に開閉する傘状の弁体を有するバルブステム77と、バルブステム77を上方に付勢し弁体のフェース面をバルブシート73に押し付けて開口を閉状態とするバルブスプリング78と、バルブステム77の上端に装着された筒上のバルブリフタ79等から構成され、バルブステム77はヘッド本体41に装着されたバルブガイド80に摺動可能に挿入される。また、排気バルブ76も吸気バルブ75と同様の構成を有する。すなわち、バルブステム81、バルブスプリング82、バルブリフタ83等から構成される。
As shown in FIG. 5, the
各吸気バルブ75及び排気バルブ76の上方には、これらを作動させる吸気側カムシャフト85及び排気側カムシャフト86が、クランクシャフト47の軸線Cと平行に配設される。これら吸気側カムシャフト85及び排気側カムシャフト86の周面には、各吸気バルブ75及び排気バルブ76に対応する吸気側カム及び排気側カム(図示略)が設けられる。
Above each
また、各カムシャフト85,86のそれぞれの右端には不図示のカムスプロケットが設けられ、このカムスプロケットに巻回されるカムチェーンを介して各カムシャフト85,86がクランクシャフト47と連係させられる。クランクシャフト47の回転に伴い、各カムシャフト85,86が回転するので、吸気バルブ75及び排気バルブ76を作動させることができる。なお、各カムシャフト85,86は中空とされ、その中空部がエンジンオイル(潤滑オイル)Lの通路となって所定の油孔から各摺動面にエンジンオイルLが供給される。
In addition, cam sprockets (not shown) are provided at the right ends of the
ここで、図6を併せて参照し、ヘッド本体41に形成される冷却水の循環水路について説明する。
まず、ヘッド本体41には、車体幅方向に並ぶ四つのシリンダ50に対応するプラグホール90が各々設けられ、点火プラグ70を燃焼室天上部の中心付近に螺着可能としている。
吸気ポート71は、一つの燃焼室に対し、外部に開口する主吸気経路92から二つに分岐して分岐通路93が形成されたもので、各分岐通路93がそれぞれ燃焼室に開口し、これら二つの開口がプラグホール90の後方に配置されると共に各開口にバルブシート73が装着される。また、排気ポート72の燃焼室への開口も一つの燃焼室に対して二つ形成され、これら二つの開口がプラグホール90の前方に配置されると共に各開口にバルブシート74が装着される。つまり、排気ポート72の二つの分岐通路94が燃焼室に通じており、これら二つの分岐通路94が集合して主排気通路95となる。
Here, with reference to FIG. 6 as well, a circulation channel of the cooling water formed in the head
First, plug
The
ヘッド本体41におけるシリンダブロック43との合わせ面41aには、シリンダ側ウォータジャケット57とヘッド側ウォータジャケット60とを連通可能な連通口96が複数形成される。具体的には、合わせ面41aにおける各排気ポート72開口の前方には前部連通口96aが各々設けられ、これら各前部連通口96aがヘッド本体41の前面に沿う略方形に形成される。同様に、各吸気ポート71開口の後方には後部連通口96bが各々設けられ、これら各後部連通口96bがヘッド本体41の後面に沿う略方形に形成される。
A plurality of
また、各シリンダ50を左から順に一番シリンダ、二番シリンダ・・・とすると、合わせ面41aにおいて、一番シリンダ及び四番シリンダの排気ポート72開口及び吸気ポート71開口のシリンダ列方向外側には、ヘッド本体41の側面に沿う略長円状とされる側部連通口96cが各々設けられる。さらに、各シリンダ50間には、略三角形状とされる前後一対の中間連通口96dが各々設けられる。
Further, assuming that each
ヘッド側ウォータジャケット60への冷却水の流入は、ヘッド本体とシリンダブロック43との間に介装されるヘッドガスケットに形成される貫通孔によって制御される。つまり、ヘッドガスケットに形成される貫通孔の形状、位置、及び面積を調整し、各連通口96への冷却水の流入を任意に停止又は絞ることで、ヘッド本体41内で比較的複雑に配されるヘッド側ウォータジャケット60における冷却水の流量バランス等を制御している。そして、この実施の形態では、各連通口96の内、二番シリンダ及び三番シリンダの間であって前側(排気ポート72側)の中間連通口96dと、その両側に位置する前部連通口96aとを主にヘッド側ウォータジャケット60内に冷却水が流入する。
The inflow of cooling water into the head-
ヘッド本体41には、プラグホール90を形成する円筒状のプラグホール壁91、吸気ポート71及び排気ポート72を形成する分岐管状の吸気ポート壁101及び排気ポート壁102、ヘッド本体41とシリンダブロック43とを結合するためのボス103等が形成される。吸気ポート壁101及び排気ポート壁102におけるバルブシート73,74近傍の部位はプラグホール壁91の周囲で密集しており、これら各壁の近接部分が融合するように一体成形される。ヘッド側ウォータジャケット60は、これらプラグホール壁91、吸気ポート壁101、排気ポート壁102、及びボス103等を避けつつヘッド本体41内に配設される。つまり、各壁の一部はヘッド側ウォータジャケット60内に設けられていることとなる。
The
ここで、ヘッド側ウォータジャケット60内であって隣接するプラグホール壁91間には、これらを互いに接続するように掛け渡される隔壁(接続壁)100が各々設けられる。これら各隔壁100は、ヘッド側ウォータジャケット60の上下に渡ってシリンダ軸と略平行に立設されるもので、ヘッド本体41と一体成形される。これら隔壁100によって、ヘッド側ウォータジャケット60の水路が、一番シリンダ用のプラグホール壁91と四番シリンダ用のプラグホール壁91との間で、吸気ポート側水路60aと排気ポート側水路60bとに隔てられる(図7参照)。
Here, partition walls (connection walls) 100 are provided between the adjacent
さらに図6と図7を参照し、前記中間連通口96d及びその左右の前側連通口96aからヘッド側ウォータジャケット60内に流入した冷却水は、各シリンダ50の排気ポート壁102の上方及び下方を通過しつつ、プラグホール90前方及び排気ポート72のバルブシート74周辺を冷却しながらシリンダ列方向外側に向かって流れる(図中矢印D)。一番シリンダ及び四番シリンダの外側に達した冷却水は、排気ポート側水路60bから吸気ポート側水路60aに移行し、各シリンダ50の吸気ポート壁101の上方及び下方を通過しつつ、プラグホール90後方及び吸気ポート71のバルブシート73周辺を冷却しながらシリンダ列方向内側に向かって流れる(図中矢印E)。そして、二番シリンダ及び三番シリンダ間後方に設けられた冷却水出口61より、冷却水がヘッド側ウォータジャケット60外部に流出し(図中矢印F)、この冷却水出口61に直に取り付けられたサーモスタット62(図2又は図3参照)に送られる。
Further, referring to FIGS. 6 and 7, the cooling water flowing into the head-
二番シリンダ及び三番シリンダ間に設けられる隔壁100aは、冷却水のフローパターンの関係上、若干吸気ポート71側に凸の弧状に形成される。また、一番シリンダ及び二番シリンダ間と、三番シリンダ及び四番シリンダ間とに設けられる隔壁100bは、排気ポート72側に凸のくの字型に形成され、ヘッド側ウォータジャケット60の上流側であり比較的流速が速い排気ポート側水路60bでの冷却水の渦等が発生することを防止している。なお、隔壁100bの両端部には、ヘッドカバー42上方に設けられるブリーザ室104固定ボルト用のボス105が設けられる。
The
さらに、各隔壁100には、その上部に空気溜り防止用のエア抜き孔(図示略)が設けられており、プラグホール壁91周辺に対して大きく流径が変化する隔壁100周辺でのエア溜りを抑えると共に、エア抜き孔から冷却水の一部が排気ポート側水路60bから吸気ポート側水路60aへ流れることで、隔壁100周辺での冷却水のよどみの発生も効果的に防止できる。なお、エア抜き孔から吸気ポート側水路60aへ流れる冷却水の流量は、一番シリンダ及び四番シリンダの外側から吸気ポート側水路60aへ流入する冷却水の流量に対して十分少量であり、ヘッド側ウォータジャケット60内の冷却水の流れは図6に示した流れに保たれる。
Further, each
図3及び図4に示すように、シリンダブロック43には四つのシリンダ50が車体幅方向に並んで形成される。さらに、これらシリンダ50内にはピストン51が摺動可能に嵌装される。各ピストン51にはクランクピン54を介してコンロッド53が回転自在に連結されると共に、コンロッド53の大端部がクランクシャフト47のクランクピン54に回転自在に連結され、ピストン51の往復運動が軸線Cを中心とした回転運動に変換される。
As shown in FIGS. 3 and 4, four
さらに、クランクケース31には、前側にクランクシャフト47が車体幅方向に平行な軸線Cを有して配設され、後側にクラッチ機構163及び変速機164が配設される。そして、変速機164の上部にはスタータモータ107と、これに噛み合うスタータギヤ群108からなる始動装置が配設され、エンジン始動時にクランクシャフト47を回転できるようになっている(図4)。
Further, in the
クランクケース31の下部には、エンジン15内の適宜箇所にエンジンオイルLを圧送するオイルポンプ89が配設される。オイルポンプ89は、変速機164のメインシャフト192と共に回転するオイルポンプドライブスプロケット128とチェーン129を介して連係され、クランクシャフト47の回転に伴い作動を開始する。ロアケース45下部に固定されたオイルパン46内にはエンジンオイルLが貯溜され、貯溜されたエンジンオイルL中にはオイルストレーナ130を浸漬させてある。
An
オイルストレーナ130の上端部はオイルポンプ89の吸入口に接続され、オイルポンプ89の吐出口はロアケース45に形成された第一の油路133に接続する。第一の油路133はオイルポンプ89の吐出口から上方に延びた後に前方に向かって屈曲し、やや前下がりとなって前方へ延出する。ロアケース45の前壁196にはカートリッジ式のオイルフィルタ134を着脱可能に取り付けてある。このオイルフィルタ134はエンジン15の側方から着脱が可能である。エンジンオイルLは、オイル流入経路136からオイルフィルタ134に流入し、オイル流出経路137から流出し、水冷式オイルクーラ65へと導かれる。
The upper end of the
水冷式オイルクーラ65は、クランクケース31を構成するロアケース45の前部に取り付けられており、その内部を通流するエンジンオイルLを冷却水で冷却する。冷却水は、オイルポンプ89に取り付けられた導入ホース68から導入する。水冷式オイルクーラ65内を通流してエンジンオイルLを冷却した後の冷却水は、導出ホース67へ経てウォータポンプ55に戻される。
The water-cooled
水冷式オイルクーラ65の導出口は、ロアケース45に形成され第一の油路133と略平行にやや後上がりとなって後方へ延出する第二の油路140に接続される。第二の油路140は、エンジン15内のメインオイルギャラリ173等に通じる。
エンジン15に供給されたエンジンオイルLは自然滴下等によりオイルパン46内に戻って貯溜される。このエンジンオイルLは再びオイルストレーナ130、オイルポンプ89、オイルフィルタ134、及び水冷式オイルクーラ65を経てエンジン15に供給され、繰り返しエンジン15内を循環する。このエンジンオイルLの循環において、例えばエンジン15が高回転になったときに、エンジンオイルLの油圧が所定値に達した場合には第一の油路133とオイル流入経路136の交差部下側にリリーフ経路141を介して接続されたオイルリリーフバルブ142が作動する。エンジンオイルLの一部がオイルパン46内に還流し、経路内の油圧が調節される。
The outlet of the water-cooled
The engine oil L supplied to the
エンジン15のシリンダブロック43の右側壁43aには、冷却水を循環させるウォータポンプ55が取り付けられる。ウォータポンプ55の位置は、シリンダ50の中心軸であるシリンダ中心線SCと変速機163の間であり、シリンダブロック43のシリンダ50の近傍で、かつ側面視でシリンダ50と前後方向に一部重なる位置である。このウォータポンプ55にはラジエータ36から冷却水を導入する冷却水導入ホース58と、バイパスホース64が接続される(図2参照)。クランクシャフト47の回転に伴いウォータポンプ55から圧送される冷却水はシリンダブロック43の右側に設けられた不図示の冷却水入口からシリンダ側ウォータジャケット57に流入し、シリンダヘッド40の後部のヘッド側ウォータジャケット60に設けられた冷却水出口61から流出する。また、圧送される冷却水の一部は、導入ホース68を介して水冷式オイルクーラ65に供給される。
A
図8を併せて参照し、ウォータポンプの配置及び構造についてさらに詳細に説明する。なお、図8は、図4のA−A線に沿った断面図である。クランクケース31にはクランクシャフト47が配設してあり、クランクケース31の後段にはシフトドラム123を備える変速機164を有する。クランクケース31の前壁196の略中央には上記した水冷式オイルクーラ65が配置されており、水冷式オイルクーラ65よりも右側にオイルフィルタ134が取り付けられる。クランクシャフト47の右端のジャーナル部170の外側の端部47aには、ウォータポンプ駆動用スプロケット147と、カムシャフト85,86を回転させるカムシャフト駆動用スプロケット149とが、車幅方向内側からこの順番で固着されている。さらに、カムシャフト駆動用スプロケット149よりも車幅方向外側には、多数の歯を有するクランクパルサプレート210が取り付けられており、不図示のセンサと協働することでクランクシャフト47の回転数を検出できるようになっている。
The arrangement and structure of the water pump will be described in more detail with reference to FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. A
カムシャフト駆動用スプロケット149とカムシャフト85,86との間には無端状のカムチェーン(不図示)が巻き回されており、クランクケース31及びシリンダブロック43にはカムチェーンを収容するスペース(カムチェーン室)を区画してある。本実施形態におけるウォータポンプ55は、カムチェーン室を区画するシリンダブロック43の右側の外側壁(右側壁43a)に取り付けられており、右側壁43aに固定されるウォータポンプボディ151の開放端をウォータポンプカバー152で覆った構成を有する。
An endless cam chain (not shown) is wound between the camshaft drive sprocket 149 and the
ウォータポンプカバー152は、段付きの略円筒形状を有し、その略中央から冷却水導入ホース58及びバイパスホース64(共に図2参照)を接続する導入管153が前方に向けて延設されている。このウォータポンプカバー152をカバーボルト154でウォータポンプボディ151に装着したときにその内部に形成される空間が冷却水を加圧する加圧室155となる。ウォータポンプカバー152の当接面の溝にはOリング156を装着してある。
The water pump cover 152 has a substantially cylindrical shape with a step, and an
ウォータポンプボディ151には、クランクシャフト47の軸線Cと平行に回転シャフト157が挿通される。この回転シャフト157は、カムチェーン室を貫通し、ベアリング158などでウォータポンプボディ151及びシリンダブロック43に軸支される。さらに、回転シャフト157には、ウォータポンプボディ151から露出する部分であって、クランクケース31に至るまでの間にポンプ従動用スプロケット159を備える。このポンプ従動用スプロケット159と、クランクシャフト47の右端に固設されたポンプ駆動用スプロケット147との間には無端状のポンプ駆動用チェーン148が巻き回してあり、クランクシャフト47が回転すると回転シャフト157が回転する。
A
加圧室155は、ウォータポンプボディ151とウォータポンプカバー152とで区画され、回転シャフト157の軸線を中心とする回転対称なドーム形状を有する。この加圧室155は左端において導入管153と連通すると共に、後方に向かって加圧後の冷却水を通流させる通流路155aを有する。上記の回転シャフト157は、端部が加圧室155内に突出しており、その先端部にはボルト157aでインペラ160を固定してある。このインペラ160は加圧室155の内壁と所定のクリアランスを有し、回転シャフト157が回転するとインペラ160が回転して加圧室155内の冷却水が加圧される。なお、加圧室155からベアリング158に至るまでの間にはメカニカルシール161が介装されている。加圧室155から延設される通流路155aは、その後端において吐出室162に連通する。吐出室162は、ウォータポンプボディ151に形成した凹部をウォータポンプカバー152で閉じた形状を有し、シリンダブロック43の不図示の冷却水入口に連通する。また、通流路155aには、圧送される冷却水の一部を水冷式オイルクーラに供給する導入ホース68が取り付けられている。
The pressurizing
なお、クランクシャフト47は、ピストン51のコンロッド53(共に図3参照)を回転自在に連結するクランクピン54を車体幅方向に沿って有する。このエンジン15は直列四気筒型であるので、クランクシャフト47は四つのクランクピン54を備える。各クランクピン54は一対のクランクアーム169で支持される。各クランクアーム169には、クランクピン54と反対側の部位にカウンタウエイト169aが一体形成してある。クランクシャフト47の両端部及び各クランクアーム169間であって軸線C上に設けられる五箇所のジャーナル部170は、アッパーケース44及びロアケース45に設けられた軸受け171に回転自在に支持される。クランクシャフト47の左端には、始動機兼充電器となるジェネレータが配設されると共に、ジェネレータカバー126で覆われる。
The
また、クランクケース31の前部であって車体幅方向中央部よりもやや左側の部位には二次バランサ185が配設される。この二次バランサ185はロアケース45の一部が前方に膨出して形成された収容部186内に収容される。左側から二番目のクランクピン54を支持する左側のクランクアーム169及びこれと一体成形されるカウンタウエイト169aの外周部分には二次バランサ185を回転駆動させるバランサドライブギヤ187を有する。
In addition, a
最右側のクランクピン54を支持する左側のクランクアーム169及びこれと一体成形されるカウンタウエイト169aの外周部にはプライマリドライブギヤ189が設けられ、このプライマリドライブギヤ189がクランクケース31の右側に配設されるクラッチ機構163のプライマリドリブンギヤ190に噛み合っている。クラッチ機構163は、プライマリドリブンギヤ190及びこれと一体に回転するクラッチアウタ191と、クラッチアウタ191内に収容されて変速機164のメインシャフト192と一体に回転するクラッチセンタ193と、クラッチアウタ191側及びクラッチセンタ193側の複数の摩擦板191a・・・,193a・・・等を備える。
A primary drive gear 189 is provided on the outer periphery of the left crank
クラッチセンタ193には複数のクラッチスプリング194により付勢されたプレッシャプレート195が取り付けられ、このプレッシャプレート195により両摩擦板191a・・・,193a・・・が相互に圧接されてクラッチ機構163が動力伝達可能な状態となる。一方、シフトドラム123が操作されると、クランクケース31の左側に配設されるクラッチレリーズ200が作動し、メインシャフト192内に挿通されるロッド197を介してプレッシャプレート195がクラッチスプリング194の付勢力に抗して移動させられる。これにより、両摩擦板191a・・・,193a・・・が離れてクラッチ機構163による動力伝達が切断される。
A pressure plate 195 urged by a plurality of clutch springs 194 is attached to the clutch center 193, and the
変速機164は、軸線Cと平行に配され、クランクケース31に回転自在に支持されるメインシャフト192、及び、図4に示すカウンタシャフト198(何れもスプライン軸)と、これら両シャフト192,198のそれぞれに設けられ、相互にスプライン嵌合する変速ギヤ群199と、変速ギヤ群199のうち、噛み合うギヤの制御を行うシフトドラム123及びシフトフォーク124を備える。メインシャフト192はクラッチ機構163と同軸配置され、メインシャフト192の右端部にクラッチ機構163のクラッチセンタ193が嵌合固定される。シフトフォーク124は、一端がシフトドラム123の外周に形成された溝に係合し、他端が変速ギヤ群199の特定のギヤに係合する。図8にはメインシャフト192側に係合するシフトフォーク124のみを図示してあるが、変速機164はカウンタシャフト198側に係合するシフトフォークも備える。変速段を切り換える際には、運転者の操作によりシフトドラム123が回転し、これに伴いシフトフォーク124がエンジン15の幅方向に摺動して、変速ギヤ群199を構成する特定のギヤを摺動させ、ギヤを噛み合わせたり、ギヤの噛み合いを解消させたりする。
エンジン15で発生させた駆動力は、クランクシャフト47からプライマリドライブギヤ189、プライマリドリブンギヤ190、及びクラッチ機構163を介して変速機164のメインシャフト192に伝達されると共に、変速ギヤ群199を介して所定の変速比でカウンタシャフト198に伝達され、さらにカウンタシャフト198の左端部に固定されたドライブスプロケット27(図1参照)からドライブチェーン28を介して後輪7に伝達される。
The
The driving force generated by the
また、符号172,173,174,175,176,177はエンジンオイルLの経路を示している。油溝172は、各軸受け171におけるジャーナル部170の周面を支持する受け面に軸線C方向略中央に形成される。メインオイルギャラリ173は、ロアケース45にクランクシャフト47の両端近傍に渡って車体幅方向に形成される。オイル経路174は、メインオイルギャラリ173と各軸受け171の油溝172を連通させる。このオイル経路174及び油溝172を介してメインオイルギャラリ173から各軸受け171にエンジンオイルLが供給される。油孔175は、最右側を除く四箇所のジャーナル部170において軸受け171の油溝172に対向する部位をその径方向で貫通する。油孔176は、クランクピン54の軸方向の略中央部分を径方向で貫通する。連通油孔177は、クランクシャフト47内に穿設されており、油孔175と油孔176とを連通させる。この油孔175、連通油孔177、及び油孔176を介して油溝172に供給されたエンジンオイルLの一部が各クランクピン54の周面に供給される。なお、クランクアーム169に形成される連通油孔177の開口は鋼球等が圧入され閉塞されている。
図4に示す変速機164のメインシャフト192及びカウンタシャフト198は何れも中空体からなり、その中空部をエンジンオイルLが流通して油孔等から各摺動面、変速ギヤ群199(図8参照)、及びクラッチ機構163等にエンジンオイルLが供給される。同様に、図4に示す各カムシャフト85,86も中空体からなり、その中空部をエンジンオイルLが流通して油孔等から各摺動面にエンジンオイルLが供給される。
The
エンジン15が始動すると、クランクシャフト47が回転し、変速機163を介して後輪7が回転する。また、クランクシャフト47が回転すると、駆動用スプロケット147も回転し、ポンプ駆動用チェーン148が回転する。
When the
図8に示すように、本実施形態は、ウォータポンプ55を駆動させるウォータポンプ駆動用スプロケット159を、クランクシャフト47のカムシャフト駆動用スプロケット149よりも車幅方向内側(クランクシャフト47の軸線Cの方向内側)に設けている。したがって、一般的なウォータポンプのように、カムシャフトやクランクシャフトにウォータポンプの回転シャフトを直結する場合に比べて、ウォータポンプ55をエンジン15の中心寄りに配置することができる。このため、エンジン15の車幅方向の幅を小さくすることができ、エンジン15を小型化できると共に、車両の旋回性能を高めることができる。
As shown in FIG. 8, in this embodiment, the water pump driving sprocket 159 for driving the
また、図4の如く、本実施形態はエンジン15のシリンダ50の近傍にウォータポンプ55を配置した。又は、側面視でシリンダ50に重なる位置にウォータポンプ55を配置したので、車両の旋回性能を高めることができる。さらに、ウォータポンプ55の吐出側からシリンダブロック43に形成してあるシリンダ側ウォータジャケット57までの距離を短くすることができる。その分だけ配管を短くでき、冷却水の配管のレイアウトが容易になる。そして、配管が不要となる場合にはコストの低減が可能になる。特に、側面視でシリンダ50に重なる位置であって、シリンダ中心線SCと変速機164との間の位置にウォータポンプ55を配置すると、シリンダブロック43の後部側の空間を配置スペースとして有効利用できる。
Further, as shown in FIG. 4, in this embodiment, a
なお、このエンジン15は、図6及び図7を参照して説明したようなシリンダヘッド40内の循環水路を備えるので、冷却水がヘッド側ウォータジャケット60内をシリンダ列方向両外側まで均一に流れるようになり、シリンダ列方向での温度勾配の発生を抑え、シリンダヘッド40を均等に冷却することができる。また、ヘッド側ウォータジャケット60内を流れる冷却水を、シリンダ列方向略中央に設けられる冷却水出口61で一箇所に集合させて外部に導出することができるため、シリンダヘッド40外部の冷却水用配管を簡潔にできる。さらに、各隔壁100にエア抜き孔を設けることで、隔壁100周辺でのエア溜りやよどみの発生を効果的に防止できる。
Since the
さらに、図9に示すように、前記各隔壁100に設けたエア抜き孔にかわり、各隔壁100の上方に鋳造時に要する砂抜き孔110を閉塞するための砂抜き孔用のプラグ(砂抜きプラグ)111を設け、かつ、各隔壁100の上縁とプラグ111の先端との間に間隙Sを設けると、冷却水の流径が大きく変化する隔壁100周辺でのエア溜りや局所ボイリング等を確実に防止して冷却性能を維持できる。
Further, as shown in FIG. 9, instead of the air vent holes provided in each
各シリンダ50に対応する四つのプラグホール壁91の前後には、吸気バルブ75及び排気バルブ76のバルブリフタ79,83を摺動自在に支持するガイド壁112,113が各々一対設けられる。各一対のガイド壁112,113間、及び最右側の各ガイド壁112,113とカムチェーンケース114との間には、吸気側カムシャフト85及び排気側カムシャフト86のジャーナル部を回転自在に支持する軸受け87が各々設けられる。最右側の各ガイド壁112,113とカムチェーンケース114との間に設けられる軸受け87の摺動面には油溝88及びこの油溝88内に開口するオイル経路89が形成され、オイル経路89から供給されたエンジンオイルLが油溝88及び各カムシャフト85,86の中空部を通じて各摺動面に供給される。各軸受け87の前後にはベアリングキャップを固定するためのボルト孔87aが各々形成される。
A pair of
図10を併せて参照するように、各燃焼室の天上部を形成するヘッド本体41の底壁115には、プラグホール90に挿入された点火プラグ70を螺着させるネジ孔116が形成される。また、底壁115の上方には上部隔壁117が設けられ、この上部隔壁117と底壁115とで挟まれ閉塞された空間がヘッド側ウォータジャケット60となる。各隔壁100は底壁115上面から上部隔壁117下面に渡って立設され、隣接するプラグホール壁91間でヘッド側ウォータジャケット60を隔てている。
As also referring to FIG. 10, a
ここで、鋳造品であるヘッド本体41において、ヘッド側ウォータジャケット60は、成形型内に専用砂を固めた中子をセットし、鋳造後に中子を砕き砂として外部に抜き出すことで形成されるが、このために適宜必要な砂抜き孔110が、各隔壁100上方の上部隔壁117に各々設けられる。これら各砂抜き孔110により隔壁100の上縁部が一部切除され、ヘッド側ウォータジャケット60が外部に開口して砂抜きが可能となる。そして、砂抜き後には、各砂抜き孔にプラグ111を螺着しこれらを閉塞することで、ヘッド側ウォータジャケット60内に冷却水を流入可能となる。
Here, in the head
各プラグ111の先端部には、隔壁100の厚さを越える径を有するパイロット部118が設けられる。このパイロット部118の先端は扁平の円錐状とされ、この円錐部119に対応するすり鉢状の整合部120が、各隔壁100の切除部に形成される。そして、プラグ111を砂抜き孔110に螺着した状態で、円錐部119と整合部120との間には間隙Sが生じるように設定されており、排気ポート側水路60b内の冷却水の一部を間隙Sから吸気ポート側水路60aへ流入可能となっている。この間隙Sが第一の実施の形態におけるエア抜き孔と同様に機能し、隔壁100周辺でのエア溜りの発生が抑えられると共に冷却水のよどみの発生も効果的に防止できる。
A
この発明は上記実施の形態に限られるものではなく、例えば、車体幅方向に並ぶ複数の気筒を有するエンジンであれば直列四気筒型でなくても良く、並列型のエンジンでも良い。さらに、自動二輪車に限らず、三輪及び四輪の車両、又は船舶、スノーモービルにも適用可能である。また、冷却水に限定されず、如何なる冷媒を用いることもできる。この場合のウォータポンプ55は、冷媒を圧送するポンプとなる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, an engine having a plurality of cylinders arranged in the vehicle body width direction may not be an in-line four-cylinder type, and may be a parallel type engine. Furthermore, the present invention is not limited to motorcycles, and can be applied to three-wheel and four-wheel vehicles, ships, and snowmobiles. Moreover, it is not limited to cooling water, Any refrigerant can be used. In this case, the
15 エンジン(内燃機関)
47 クランクシャフト
47a 端部(一端)
50 シリンダ
55 ウォータポンプ
85 吸気側カムシャフト
86 排気側カムシャフト
147 ウォータポンプ駆動用スプロケット
148 ポンプ駆動用チェーン(チェーン)
149 カムシャフト駆動用スプロケット
159 ウォータポンプ駆動用スプロケット
C 軸線
SC シリンダ中心線(中心線)
15 Engine (Internal combustion engine)
47
50
149 Camshaft Drive Sprocket 159 Water Pump Drive Sprocket C Axis SC Cylinder Centerline (Centerline)
Claims (3)
前記クランクシャフトに前記カムシャフト駆動用スプロケットとウォータポンプ駆動用スプロケットを配置し、前記ウォータポンプ駆動用スプロケットを前記クランクシャフトの軸線方向の内側に配置し、前記カムシャフト駆動用スプロケットを前記ウォータポンプ駆動用スプロケットの外側に配置し、前記ウォータポンプ駆動用スプロケットに巻き回したチェーンにより、冷却水循環用のウォータポンプを駆動させることを特徴とする内燃機関。 In the internal combustion engine provided with a camshaft drive sprocket for driving the camshaft at one end of the crankshaft,
The camshaft driving sprocket and the water pump driving sprocket are arranged on the crankshaft, the water pump driving sprocket is arranged inside the axial direction of the crankshaft, and the camshaft driving sprocket is driven by the water pump. An internal combustion engine characterized in that a water pump for circulating cooling water is driven by a chain that is arranged outside the sprocket for use and wound around the sprocket for driving the water pump.
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the water pump is arranged behind the center line of the cylinder and at a position overlapping the cylinder in a side view.
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