JP2006283565A - 空冷エンジンのオイル冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 空冷エンジンのオイル冷却装置を簡単な構造としつつ所望の冷却能率を得ることができるようにする。
【解決手段】 空冷エンジンのオイル冷却装置は、クランクケースに取り付けられるベースプレート５５とこれに突き合わせて取り付けられる重合プレート５６とからなる冷却ユニット５１を有している。ベースプレート５５には、オイルポンプから吐出されたエンジンオイルが流入する流入口６１ａと、流出する流出溝６２ａと、流入口６１ａおよび流出溝６２ａを連通させる通路溝６３ａとが形成され、重合プレート５６には、流入口６１ａに対向する流入溝と、流出溝６２ａに対向する流出口６２ｂと、通路溝６３ａと対向してオイル通路を形成する通路溝とが形成されている。ベースプレート５５と重合プレート５６にはそれぞれ放熱フィン６５ａ，６５ｂが設けられている。
【選択図】 図７

Description

本発明はクランクケース内に収容されたエンジンオイルを冷却する空冷エンジンのオイル冷却装置に関する。

エンジン本体のクランクケース内には、エンジン本体における摺動部等の潤滑油要求部に供給されるエンジンオイルが収容されている。全地形走行車(ATV)等の車両用エンジンには、走行風つまり自然風によりエンジンの冷却を行うようにした空冷エンジンがあり、空冷エンジンは走行風のみでエンジンを冷却するためエンジンオイルの油温が高まる傾向があり、特許文献１に記載されるように、エンジンにオイルクーラを装着して、空冷エンジンのエンジンオイルを冷却するようにしている。水冷エンジンにおいても、エンジンオイルを冷却するために、エンジン本体にオイルクーラが装着される場合があり、特許文献２に記載のように、エンジン本体に取り付けられたオイルクーラにこれに積層するようにしてオイルフィルタを取り付けるようにしたオイルクーラがある。
特開２００２−２２５５７４号公報 特開平９−２９６９９１号公報

オイルクーラの放熱性を高めるには、オイルクーラに十分に走行風が吹き付けられるようにすることが望ましいが、オイルクーラに積層するようにしてオイルフィルタを取り付けてオイルクーラを介してオイルフィルタを装着するようにすると、走行風がオイルフィルタに邪魔されて十分にオイルクーラに走行風が吹き付けられずに冷却能率を高めることができなくなるおそれがある。これに対して、オイルクーラをエンジンに装着するために、クランクケース内のエンジンオイルをオイルクーラに配管により案内するとともにオイルクーラにより冷却されたエンジンオイルを配管によりオイルフィルタに案内した後、オイルフィルタから配管によりエンジンオイルをクランクケース内に戻すようにすると、冷却風の流れる部分にオイルクーラを配置することができるので、冷却能率を高めることができるが、配管およびコネクターを介してこれらをエンジン本体に連結する必要があり、オイルフィルタを含めたオイル冷却装置が複雑となってエンジンの組立工数がかかるのみでなく、エンジンの製造コストを高めることになる。

本発明の目的は、空冷エンジンのオイル冷却装置を簡単な構造としつつ所望の冷却能率を得ることができるようにすることにある。

本発明の空冷エンジンのオイル冷却装置は、クランク軸を支持するクランクケース内に収容されたエンジンオイルを冷却する空冷エンジンのオイル冷却装置であって、前記クランクケースに取り付けられるベースプレート、および当該ベースプレートに突き合わせて取り付けられるとともにオイルフィルタが装着される重合プレートを有し、オイルポンプから吐出されたエンジンオイルが流入する流入口、エンジンオイルが流出する流出溝、および前記流入口と前記流出溝とを連通させる通路溝を前記ベースプレートに形成し、前記流入口に対向する流入溝、前記流出溝に対向する流出口、および前記通路溝と対向してオイル通路を形成する通路溝を前記重合プレートに形成し、前記ベースプレートおよび前記重合プレートに前記オイルフィルタのフィルタ出口が取り付けられる貫通孔を形成し、前記ベースプレートおよび前記重合プレートにそれぞれ放熱フィンを設けることを特徴とする。

本発明の空冷エンジンのオイル冷却装置は、前記オイル通路を形成するそれぞれの通路溝を前記ベースプレートと前記重合プレートのそれぞれに蛇行させて形成することを特徴とする。

本発明の空冷エンジンのオイル冷却装置は、前記ベースプレートと前記重合プレートのそれぞれに走行風が貫通する複数の通気孔を厚み方向に貫通して形成することを特徴とする。

本発明の空冷エンジンのオイル冷却装置は、前記ベースプレートを前記クランクケースの車両進行方向前面側に取り付けることを特徴とする。

本発明によれば、ベースプレートと重合プレートとを突き合わせることにより両方のプレート間にエンジンオイルが流れるオイル通路を形成し、これらのプレートにオイルフィルタを装着するようにしたので、オイルフィルタとオイルクーラとを配管により接続することなく、オイルクーラにより冷却されたエンジンオイルを直接オイルクーラに案内することができるとともに、オイルフィルタを取り付けることができる。また、オイルクーラに直接走行風をオイルフィルタに邪魔されることなく吹き付けることができ、オイルクーラの冷却効率を高めることができる。これにより、小型でかつ高い冷却性能を有するオイル冷却装置を低コストで製造することができる。

オイル冷却装置はベースプレートと重合プレートとに形成された通気孔を走行風が貫通して流れるとともに、放熱フィンに沿って流れることにより、それぞれのプレートの放熱性が高められてエンジンオイルの冷却性能を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は車両用エンジンの一例を示す概略図であり、図２は図１における２−２線の方向から見たエンジンの概略図であり、図３は図１における３−３線の方向から見たエンジンの概略図である。

このエンジン１０は全地形走行車に搭載されるエンジンであり、図１に示すように、クランク軸１１がクランクケース１２に回転自在に装着され、クランクケース１２は第１ケース体１２ａとこれに突き合わせて固定される第２ケース体１２ｂとにより構成されている。クランクケース１２の内部にはクランク室１３が形成され、クランクケース１２の底部はエンジンオイル１４を収容するオイルパン１５となっている。クランクケース１２に設けられたシリンダ１６にはピストン１７が往復動自在に組み込まれ、ピストン１７はコネクティングロッド１８によりクランク軸１１に連結され、ピストン１７の直線往復動によりコネクティングロッド１８を介してクランク軸１１が回転駆動される。

図１に示すように、クランクケース１２には発電体ケース１９が取り付けられており、発電体ケース１９内には発電体２１が装着される。発電体２１はクランク軸１１に取り付けられるアウターロータ２１ａと、クランクケース１２に仕切り板２２を介して取り付けられるステータ２１ｂとを有し、エンジン１０が駆動されてクランク軸１１が回転すると、発電体２１により発電された電力が図示しないバッテリに充電される。

バッテリから供給される電力により図示しないスタータモータが駆動されてエンジンを始動するようになっているが、バッテリの充電不足によってエンジン１０をスタータモータにより始動させることができないときに、手動によりエンジン１０を始動させるため、図１に示すように、発電体ケース１９内にはリコイルスタータ２３が設けられている。リコイルスタータ２３は発電体ケース１９に回転自在に装着されるリコイルプーリ２４を有し、リコイルプーリ２４に巻き付けられたリコイルロープ２５を引き出してリコイルプーリ２４を回転させると、リコイルプーリ２４に組み込まれた係合部材がクランク軸１１に係合してクランク軸１１が回転され、エンジンを手動でも始動させることができる。

クランクケース１２に固定されるカバー２６には、図１に示すように、クランク軸１１に同心状となって出力軸２７が回転自在に装着されており、クランク軸１１と出力軸２７との間には遠心クラッチ２８が組み込まれている。この遠心クラッチ２８はクランク軸１１の回転数が所定値以上となると、遠心力によって出力軸２７とクランク軸１１とを連結し、クランク軸１１のトルクが出力軸２７に伝達される。出力軸２７のトルクは、図示しない変速機等の動力伝達装置を介して駆動輪に伝達される。

シリンダ１６にはシリンダヘッド３０が取り付けられ、エンジン１０はクランクケース１２とシリンダ１６とシリンダヘッド３０とにより構成されるエンジン本体３１に種々のエンジン構成部材を組み付けることにより組み立てられる。シリンダヘッド３０にはロッカカバー３２が取り付けられており、シリンダヘッド３０には、図２に示すように、燃焼室３３に開口して吸気ポート３４と排気ポート３５が形成され、吸気ポート３４から燃焼室３３に供給された混合気を点火するための点火プラグ３６が、図１に示すように、燃焼室３３に突出してシリンダヘッド３０に取り付けられている。吸気ポート３４を開閉する吸気弁３７と排気ポート３５を開閉する排気弁３８がシリンダヘッド３０に装着されており、クランク軸１１の回転により吸気弁３７と排気弁３８とをクランク軸１１の回転に同期して開閉駆動するために、図１および図３に示すようにシリンダヘッド３０に回転自在に装着されたカムシャフト３９とクランク軸１１にはそれぞれスプロケット４１とスプロケット４２が固定され、これらのスプロケット４１，４２にはチェーン４３が掛け渡されている。カムシャフト３９が回転すると、ロッカシャフト４４に設けられたロッカアーム４５ａ，４５ｂを介して吸気弁３７と排気弁３８とがそれぞれ開閉駆動される。このように、カムシャフト３９、ロッカシャフト４４およびロッカアーム４５ａ，４５ｂ等により動弁機構４６が形成されている。

図２示すように、クランク軸１１に固定された駆動歯車１１ａに噛み合う被駆動歯車４７ａが固定されたポンプ駆動軸４７が回転自在にクランクケース１２に装着され、このポンプ駆動軸４７は、図３に示すように、クランクケース１２に組み込まれたオイルポンプ４８に連結され、このオイルポンプ４８により吸引されたエンジンオイル１４は、クランク軸１１に形成された油路を通ってクランクピンとコネクティングロッド１８の嵌合面に供給され、クランクケース１２に形成された油路を通ってピストン１７とシリンダボアの摺動面に吹き付けられる。さらにエンジンオイル１４は、遠心クラッチ２８のクラッチシューにクランクケース１２に形成された油路を介して供給され、動弁機構４６のカムシャフト３９等の潤滑油要求部に供給される。

図４は図１〜図３に示したエンジン１０の外観を示す正面図であり、図５は図４に示されたオイル冷却ユニットを拡大して示す斜視図であり、図６はオイル冷却ユニットを流れるエンジンオイルの油圧回路を示す概略図である。

図４に示すように、エンジン本体３１のクランクケース１２には冷却ユニット５１が取り付けられており、図２および図３に示されるように、冷却ユニット５１はクランクケース１２の車両進行方向Ｆの前面側に取り付けられている。この冷却ユニット５１はオイルクーラ５２を構成するとともにオイルフィルタ５３が取り外し自在に装着されるようになっている。この冷却ユニット５１には、図６に示すように、ストレーナ５４を通ってオイルポンプ４８に流入したエンジンオイル１４が供給されるようになっており、エンジンオイル１４はオイルクーラ５２により冷却された後に、オイルフィルタ５３のフィルタエレメント５３ａにより濾過されて潤滑油要求部に供給される。エンジンオイル１４は、クランクピンとコネクティングロッド１８の嵌合面に供給され、ピストン１７とシリンダボアの摺動面に吹き付けられ、遠心クラッチ２８のクラッチシューに供給され、さらに動弁機構４６のカムシャフト３９等の潤滑油要求部に供給される。

図７は冷却ユニット５１を構成するベースプレート５５と重合プレート５６とを示す分解斜視図であり、図８はベースプレート５５を図７における矢印８方向から見た正面図であり、図９は重合プレート５６を図７における矢印９方向から見た正面図である。

ベースプレート５５はほぼ長方形となっており、内面には図７に示すように平坦な突き当て面５５ａが形成され、外面には図８に示すようにクランクケース１２に取り付けられる平坦な取付面５５ｂが長手方向約半分の領域に形成されている。重合プレート５６はベースプレート５５に対応した形状となっており、内面には図９に示すように平坦な突き当て面５６ａが形成され、外面には図７に示すようにフィルタケース嵌合孔５７が形成されている。重合プレート５６はその突き当て面５６ａをベースプレート５５の突き当て面５５ａに、シート状のシール材を介して突き当ててベースプレート５５に重ね合わされて、これら２枚のプレートにより冷却ユニット５１が組み立てられる。ベースプレート５５および重合プレート５６は、それぞれアルミニウム合金等の軽合金を材料としてダイキャスト等により鋳造されている。

重合プレート５６をベースプレート５５に取り付けるために、ベースプレート５５にはねじ孔５８ａが複数形成され、重合プレート５６にはねじ孔５８ａに対応して貫通孔５８ｂが形成されており、図４および図５に示すように、ねじ部材５８をねじ孔５８ａにねじ結合することにより重合プレート５６はベースプレート５５に取り付けられる。全てのねじ部材５８のうちいずれかのねじ部材がクランクケース１２にねじ結合され、冷却ユニット５１がクランクケース１２に取り付けられる。

ベースプレート５５の取付面５５ｂに対応させてその幅方向中央部には、図７および図８に示すように、オイルフィルタ５３のフィルタ出口が取り付けられる円形の貫通孔５９ａが厚み方向に貫通して形成されており、この貫通孔５９ａを囲むようにしてベースプレート５５には円弧状の流入口６１ａが厚み方向に貫通して形成されている。この流入口６１ａにはオイルポンプ４８から吐出されたエンジンオイル１４が図７に矢印Ａで示すように流入するようになっている。この流入口６１ａに貫通孔５９ａを介して対向するように流出溝６２ａがベースプレート５５の突き当て面５５ａ側に形成されており、流出溝６２ａはベースプレート５５の厚み方向には貫通することなく底面を有している。流入口６１ａと流出溝６２ａの間にはこれらを連通させる通路溝６３ａが蛇行して形成されており、図７に示すように、通路溝６３ａはベースプレート５５の端部側に２つのターン部を有し、ベースプレート５５の長手方向中央部に１つのターン部を有し、これらのターン部を介して連なる４つのストレート部が相互に平行となって長手方向に伸びている。

重合プレート５６には、図７および図９に示すように、ベースプレート５５の貫通孔５９ａに対応させて貫通孔５９ｂが形成され、流入口６１ａに対応させて流入溝６１ｂが重合プレート５６の突き当て面５６ａに形成されている。流入溝６１ｂは重合プレート５６の厚み方向には貫通しておらず底面を有している。重合プレート５６には、さらに、ベースプレート５５の流出溝６２ａに対応させて流出口６２ｂが形成されており、この流出口６２ｂは重合プレート５６の厚み方向に貫通している。図９に示すように、流入溝６１ｂと流出口６２ｂとの間にはこれらを連通させる通路溝６３ｂが通路溝６３ａに対向して突き当て面５６ａに形成されており、ベースプレート５５と重合プレート５６とをシール材を介して突き合わせると、両方の通路溝６３ａ，６３ｂにより、図６に示すように、オイルポンプ４８から吐出されたエンジンオイル１４をオイルフィルタ５３に案内するオイル通路６３が冷却ユニット５１内に形成される。

ベースプレート５５には、図８に示すように、通路溝６３ａのストレート部相互間に位置させて複数の通気孔６４ａが厚み方向に貫通して形成されており、通気孔６４ａは通路溝６３ａのストレート部に沿って所定の間隔置きに直線状に配列されている。それぞれの通気孔６４ａに対応させて重合プレート５６には、図９に示すように、通気孔６４ｂが形成されており、ベースプレート５５と重合プレート５６とを突き合わせると、それぞれの通気孔６４ａ，６４ｂにより冷却ユニット５１を厚み方向に貫通する複数の通気通路６４が図６に示すように形成される。

図８に示すように、ベースプレート５５の外面には、複数の放熱フィン６５ａが外方に突出するとともにベースプレート５５の幅方向に延びて設けられており、同様に、重合プレート５６にも、図７に示すように、複数の放熱フィン６５ｂが設けられている。

冷却ユニット５１はベースプレート５５と重合プレート５６の２枚のプレートをシール材を介して重ね合わせてねじ部材５８により締結することにより形成され、冷却ユニット５１にはオイルフィルタ５３のケースを嵌合孔５７に嵌合させるとともに、オイルフィルタ５３のフィルタ出口を貫通孔５９ａ，５９ｂを貫通させてフィルタ出口に設けられた雄ねじをクランクケース１２に形成されたねじ孔にねじ結合することにより、取り外し自在にオイルフィルタ５３が装着される。このように、冷却ユニット５１はオイルフィルタ５３をクランクケース１２に装着するための部材としても機能する。冷却ユニット５１はクランクケース１２の車両進行方向全面側に取り付けられるので、車両走行時には走行風が重合プレート５５の外面に直接吹き付けられることになり、放熱フィン５６ｂに流れるとともに通気孔６４ａ，６４ｂを貫通して冷却ユニット５１とクランクケース１２との間の隙間を通った後にクランクケース１２に沿って流れる。これにより、冷却ユニット５１内の相互に対向し合う通路溝６３ａ，６３ｂにより形成されるオイル通路６３内を流れるエンジンオイル１４は、走行風により冷却される冷却ユニット５１により冷却され、冷却された後にオイルフィルタ５３に流入して濾過される。

このように、冷却ユニット５１は２枚のプレートを重ね合わせることにより形成されているので、厚み寸法を大きくすることなく、放熱効率を高めることができるとともに、オイルフィルタ５３を支持する構造となっているので、オイルフィルタ５３と、オイルクーラ５２とを接続するための配管やコネクターが不要となり、冷却ユニット５１を簡単な構造として、その製造コストを低減することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、実施の形態はバギー車つまり全地形走行車(ATV)用の空冷エンジンを示すが、二輪車等の他の車両用の空冷エンジンとしても本発明を適用することができる。また、通気孔６４ａ，６４ｂによる通気通路６４は省略することも可能である。

車両用エンジンの一例を示す概略図である。 図１における２−２線の方向から見たエンジンの概略図である。 図１における３−３線の方向から見たエンジンの概略図である。 図１〜図３に示したエンジンの外観を示す正面図である。 図４に示されたオイル冷却ユニットを拡大して示す斜視図である。 オイル冷却ユニットを流れるエンジンオイルの油圧回路を示す概略図である。 冷却ユニットを構成するベースプレートと重合プレートとを示す分解斜視図である。 ベースプレートを図７における矢印８方向から見た正面図である。 重合プレートを図７における矢印９方向から見た正面図である。

符号の説明

１１ クランク軸
１２ クランクケース
１４ エンジンオイル
１６ シリンダ
４８ オイルポンプ
５１ 冷却ユニット
５２ オイルクーラ
５３ オイルフィルタ
５５ ベースプレート
５６ 重合プレート
６１ａ 流入口
６１ｂ 流入溝
６２ａ 流出溝
６２ｂ 流出口
６３ オイル通路
６３ａ，６３ｂ 通路溝
６４ａ，６４ｂ 通気孔
６５ａ，６５ｂ 放熱フィン

Claims (4)

1. クランク軸を支持するクランクケース内に収容されたエンジンオイルを冷却する空冷エンジンのオイル冷却装置であって、
   前記クランクケースに取り付けられるベースプレート、および当該ベースプレートに突き合わせて取り付けられるとともにオイルフィルタが装着される重合プレートを有し、
   オイルポンプから吐出されたエンジンオイルが流入する流入口、エンジンオイルが流出する流出溝、および前記流入口と前記流出溝とを連通させる通路溝を前記ベースプレートに形成し、
   前記流入口に対向する流入溝、前記流出溝に対向する流出口、および前記通路溝と対向してオイル通路を形成する通路溝を前記重合プレートに形成し、
   前記ベースプレートおよび前記重合プレートに前記オイルフィルタのフィルタ出口が取り付けられる貫通孔を形成し、
   前記ベースプレートおよび前記重合プレートにそれぞれ放熱フィンを設けることを特徴とする空冷エンジンのオイル冷却装置。
2. 請求項１記載の空冷エンジンのオイル冷却装置において、前記オイル通路を形成するそれぞれの通路溝を前記ベースプレートと前記重合プレートのそれぞれに蛇行させて形成することを特徴とする空冷エンジンのオイル冷却装置。
3. 請求項１または２記載の空冷エンジンのオイル冷却装置において、前記ベースプレートと前記重合プレートのそれぞれに走行風が貫通する複数の通気孔を厚み方向に貫通して形成することを特徴とする空冷エンジンのオイル冷却装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の空冷エンジンのオイル冷却装置において、前記ベースプレートを前記クランクケースの車両進行方向前面側に取り付けることを特徴とする空冷エンジンのオイル冷却装置。

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