JP2007016727A - 小型車両のラジエータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 走行風を積極的に利用するとともに冷却空気の流れを円滑にし流速を増して排出されるようにし排出効率を上げて冷却効率の向上を図った小型車両のラジエータ装置を供する。
【解決手段】 車体側面にラジエータファン66を介装させてラジエータ115が配置される小型車両のラジエータ装置において、ラジエータファン66の外周を囲繞する周壁101を備えるファンカバー100に、その周壁101の内周面に沿って径方向の幅長を小幅部からラジエータファン66の回転方向に連続的に遠心方向に拡大して変化させた渦巻き形の排風通路104が形成され、ファンカバー100は排風通路104の最大幅部が同ファンカバー100の最も低い位置となるように配設され、排風通路104の最大幅部または最大幅部付近に排風口105が後方に向けて形成された小型車両のラジエータ装置。
【選択図】 図６

Description

本発明は、自動二輪車や三輪車等の小型車両のラジエータ装置に関し、特に車体側面に設けられるラジエータ装置に関する。

車体側面に設けられるラジエータ装置については、同じ出願人が先に出願した例（特許文献１）がある。
特開２００２−１２９９６０号公報

同特許文献１では、自動二輪車が搭載するスイング式パワーユニットの前方に位置する内燃機関の右側面にラジエータ装置が配設されている。
内燃機関の左右水平方向に指向したクランク軸の右端にＡＣジェネレータが設けられ、同ＡＣジェネレータのロータに一体に形成されたラジエータファンに隣接してラジエータが設けられている。

このラジエータは、ラジエータカバーにより外方から覆われる。
ラジエータカバーは、外側面に外部から空気を導入するためのルーバーが形成され、矩形のラジエータの周囲を覆う周壁がラジエータファンの外周まで延出してファンカバーを兼ねている。
このファンカバーを兼ねる概ね矩形箱状のラジエータカバーにおけるラジエータファンの後方に位置する後壁に排出口が形成されている。

したがって、クランク軸の回動で一体にラジエータファンが回転すると、ラジエータカバーのルーバーから導入された空気は、ラジエータを冷却した後、回転するラジエータファンの中央部分から外周に旋回しながら流動し、ラジエータカバーの後壁の排出口から排出される。

車両が走行中にラジエータカバーの周囲を走行風が流れるが、ラジエータカバーの後壁に形成された排出口は、上下の走行風の流れから離れていて、排出口からの冷却空気の排出に走行風が寄与する度合が小さい。

また、ラジエータを冷却した空気は、ラジエータファンの中央部分から外周にラジエータファンの回転方向に渦巻き状に旋回してラジエータカバーの周壁内面に沿って流動し、後壁の排出口から排出されるが、ラジエータカバーがラジエータの外形にならった概ね矩形箱状をしていて、ラジエータファンの外周の略矩形の周壁内面に沿って流動する空気は、角部に滞留を起こすなど流れが必ずしも円滑ではない。

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、走行風を積極的に利用するとともに冷却空気の流れを円滑にし流速を増して排出されるようにし排出効率を上げて冷却効率の向上を図った小型車両のラジエータ装置を供する点にある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、車体側面にラジエータファンを介装させてラジエータが配置される小型車両のラジエータ装置において、前記ラジエータファンの外周を囲繞する周壁を備えるファンカバーに、その周壁の内周面に沿って径方向の幅長を小幅部から前記ラジエータファンの回転方向に連続的に遠心方向に拡大して変化させた渦巻き形の排風通路が形成され、前記ファンカバーは前記排風通路の最大幅部が同ファンカバーの最も低い位置となるように配設され、前記排風通路の最大幅部または最大幅部付近に排風口が後方に向けて形成された小型車両のラジエータ装置とした。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の小型車両のラジエータ装置において、前記ファンカバーの周壁の下部に前記排風通路が前記ラジエータファンの回転方向に最大幅部から小幅部に傾斜をもって移行する段部が形成され、前記段部に前記排風口が形成されたことを特徴とする。

請求項１記載の小型車両のラジエータ装置によれば、ファンカバーの内周面に沿って径方向の幅長を小幅部からラジエータファンの回転方向に連続的に遠心方向に拡大して変化させた渦巻き形の排風通路を形成することで、ラジエータを冷却した空気は、ラジエータファンの中央部分から外周にラジエータファンの回転方向に渦巻き状に旋回してファンカバーの周壁内面の渦巻き形の排風通路に沿って円滑に流動し流速を増して排風口より排出されるので、排出効率が向上する。

さらに、この排風口がファンカバーの最も低い位置にある最大幅部または最大幅部付近に後方に向けて形成されているので、最も低い位置にある最大幅部に沿って下方を流れる走行風による負圧が、排風口から排出される冷却空気の流れに大きく作用して排出をより一層促して排出効率を上げ、冷却効率を大幅に向上させることができる。

請求項２記載の小型車両のラジエータ装置によれば、排風通路の最大幅部から小幅部に傾斜をもって移行する段部に前記排風口を形成することで、最大径部の下方を流れる走行風が段部で曲げられて斜めに傾斜した段部に沿って流れるので、走行風による負圧が排風口を出る冷却空気の流れにより一層大きく作用して排出を促し、さらに排出効率を上げ冷却効率を向上させることができる。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図８に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用した一実施の形態に係るスクータ型自動２輪車１の側面図である。
車体前部２と車体後部３とが、低いフロア部４を介して連結されており、車体の骨格をなす車体フレームは、概ねダウンチューブ６とメインパイプ７とからなる。

すなわち車体前部２のヘッドパイプ５からダウンチューブ６が下方へ延出し、同ダウンチューブ６は下端で水平に屈曲してフロア部４の下方を後方へ延び、その後端において左右一対のメインパイプ７が連結され、メインパイプ７は該連結部から斜め後方に立ち上がって所定高さで水平に屈曲して後方に延びている。

同メインパイプ７により燃料タンクや収納ボックスが支持され、その上方にシート８が配置されている。
一方車体前部２においては、ヘッドパイプ５に軸支されて上方にハンドル11が設けられ、下方にフロントフォーク12が延びてその下端に前輪13が軸支されている。

メインパイプ７の立ち上がり部下端にはブラケット15が突設され、同ブラケット15にリンク部材16を介してスイングユニット17が揺動自在に連結支持されている。

スイングユニット17には、その前部に単気筒の４ストロークサイクル内燃機関30が、シリンダブロック32を略水平に近い状態にまで大きく前傾した姿勢で搭載され、そのユニットスイングケース31のクランクケースに相当する部分の下端から前方に突出したハンガーブラケット18の端部が前記リンク部材16にピボット軸19を介して連結されている。

該内燃機関30から後方にかけて本ベルト式無段変速機35が構成され、その後部に設けられた減速機構38に後輪21が軸支されている。
この減速機構38の上端と前記メインパイプ７の上部屈曲部間にリヤクッション22が介装されている。

スイングユニット17の上部には、内燃機関30のシリンダヘッド33の上部から延出した吸気管23に接続された気化器24および同気化器24に連結されるエアクリーナ25が配設されている。
他方ユニットスイングケース31の下部に突設されたハンガーブラケット18には、メインスタンド26が枢着されており、ベルト式無段変速機35の伝動ケースカバー36から突出したキック軸27にキックアーム28の基端が固着され、同キックアーム28の先端にキックペダル29が設けられている。

車体前部２は、フロントカバー９ａとリヤカバー９ｂにより前後からフロントロアカバー９ｃにより左右側方から覆われ、ハンドル11の中央部はハンドルカバー９ｄによって覆われる。
フロア部４はサイドカバー９ｅにより覆われ、また車体後部３は左右側方からボデイカバー10ａおよびテールサイドカバー10ｂによって覆われる。

図２は、スイングユニット17を図１の概ねII−II線に沿って截断し展開した断面図である。
ユニットスイングケース31は、左右割りの左ユニットケース31Ｌと右ユニットケース31Ｒとを合体して構成されるもので、右ユニットケース31Ｒは、クランクケース部の半体をなし、左ユニットケース31Ｌは、前後に長尺で前部のクランクケース部31ａ，中央の伝動ケース部31ｂ，後部の減速機ケース部31ｃからなる。

この左ユニットケース31Ｌの左側開放面は、伝道ケースの一部である伝動ケースカバー36により覆われ、内部にベルト式無段変速機35が収納され、後方の減速機ケース部31ｃの右側開放面は減速機ケース37により覆われ、内部に減速機構38が収納される。

クランクケース部31ａと右ユニットケース31Ｒの所謂クランクケース内には、クランク軸40が左右の主軸受41，41に回転自在に支持されて、左右水平方向に延びた延出部のうち右延出部にはＡＣジェネレータ60が設けられ、左延出部にはカムチェーン駆動スプロケット55とベルト式無段変速機35のベルト駆動プーリ76が設けられる。

内燃機関30は、シリンダブロック32のシリンダライナ44内を往復動するピストン42とクランク軸40のクランクピン40ａとをコネクティングロッド43が連結している。
本４サイクル内燃機関30は、ＳＯＨＣ型式のバルブシステムを採用しており、シリンダヘッドカバー34内には動弁機構50が設けられ、同動弁機構50に駆動伝達を行うカムチェーン51がカムシャフト53とクランク軸40との間に架設されており、そのためのカムチェーン室52が、クランクケース部31ａ，シリンダブロック32，シリンダヘッド33に連通して設けられている。

すなわち左右水平方向に指向したカムシャフト53の左端に嵌着された被動スプロケット54と、クランク軸40に嵌着された前記駆動スプロケット55との間にカムチェーン51がカムチェーン室52内を通って架渡されている。
シリンダヘッド33においてカムチェーン室52と反対側（右側）から燃焼室に向かって点火プラグ45が嵌入されている。

図３に示すようにシリンダヘッドカバー34内の動弁機構50は、シリンダが水平に近い状態にまで大きく前傾しているので、カムシャフト53の上下に吸気バルブ56と排気バルブ57が配設されており、上下のロッカシャフト58，58にはそれぞれロッカアーム59，59が揺動自在に枢着され、カムシャフト53のカムの回転によりロッカアーム59，59は揺動して所定のタイミングで吸気バルブ56と排気バルブ57の開閉動作を行わせる。

ユニットスイングケース31のクランクケース部31ａには、前記カムチェーン室52が主軸受41によりクランク室と仕切って形成されており、同カムチェーン室52の左側壁は、さらに左方のベルト式無段変速機室70とカムチェーン室52とを仕切る仕切り壁71であり、同仕切り壁71にクランク軸40が貫通する大径の偏平円筒状をなす円形貫通孔71ａが形成され、同貫通孔71ａに円環状シール部材72が圧入され、同円環状シール部材72の中空部をクランク軸40が貫通している。

このシール部材72と主軸受41との間のクランク軸40に前記駆動スプロケット55が嵌着されており、同駆動スプロケット55に前記カムチェーン51が巻き掛けられる。
このシール部材72によりベルト式無段変速機室70がカムチェーン室52から水密に仕切られ、オイルがベルト式無段変速機室70に漏れるのを防止している。
シール部材72を貫通して延出したクランク軸40にはベルト駆動プーリ76がともに回転可能に設けられている。

ベルト駆動プーリ76は、固定側プーリ半体77と可動側プーリ半体78とからなり、固定側プーリ半体77は、クランク軸40の左端部にボス79を介して固着され、その右側に可動側プーリ半体78がクランク軸40にスプライン嵌合され、同可動側プーリ半体78はクランク軸40とともに回転し、かつ軸方向に摺動して固定側プーリ半体77に接近・離反することができ、両プーリ半体77，78間にＶベルト75が挟まれて巻き掛けられる。

可動側プーリ半体78の右側で前記円環状シール部材72に近接した固定位置にカムプレート80が設けられており、その外周端に設けたスライドピース80ａが可動側プーリ半体78の外周端に軸方向に形成したカムプレート摺動ボス部78ａに摺動自在に係合している。
可動側プーリ半体78のカムプレート80側側面は、カムプレート80側に向けてテーパしており、同テーパ面内側にカムプレート80に挟まれてドライウェイトローラ81が収容されている。

したがってクランク軸40の回転速度が増加すると、可動側プーリ半体78とカムプレート80間にあってともに回転するドライウェイトローラ81が、遠心力により遠心方向に移動し、可動側プーリ半体78は同ドライウェイトローラ81に押圧されて左方に移動して固定側プーリ半体77に接近し、両プーリ半体77，78間に挟まれたＶベルト75を遠心方向に移動させ巻き掛け径を大きくするように構成されている。

かかるベルト駆動プーリ76に対応する後方のベルト被動プーリ86は、減速機構38の減速機入力軸92に対し相対回転自在に支持されるインナスリーブ89に固定側プーリ半体87が嵌着され、同固定側プーリ半体87の左側でインナスリーブ89に軸方向の摺動自在に支持されたアウタスリーブ90に可動側プーリ半体88が嵌着されて、かかる両プーリ半体87，88から構成されている。
両プーリ半体87，88に前記Ｖベルト75が挟持される。

減速機入力軸92とインナスリーブ89の左側部に遠心クラッチ91が設けられており、Ｖベルト75を介してインナスリーブ89に伝達された動力は、その回転速度が増すと遠心クラッチ91が接合して減速機入力軸92に伝達される。
減速機構38は、減速機入力軸92に伝達された動力を中間軸93を介して出力軸94に歯車の噛合により減速して伝えるものであり、出力軸94が後輪21の車軸で後輪21を回転させる後車軸である。
後輪21のハブ部にはドラムブレーキ95が設けられている。

一方、右ユニットケース31Ｒの右側面に設けられるＡＣジェネレータ60は、右ユニットケース31Ｒの中央円筒部31ｄより突出するクランク軸40の端部にＡＣＧボス61を介して碗状のアウタロータ62が固着され、その内周面に周方向に亘って配設される磁石63の内側にステータコイル65の巻回されたステータ64が中央円筒部31ｄに固定されている。

アウタロータ62の右側面にはラジエータファン66が取り付けられ、その外周をファンカバー100が囲繞している。
そして、ラジエータファン66の側方にラジエータ115が近接して付設され、同ラジエータ115に右側方からラジエータカバー120が被せられる。

ファンカバー100は、図４および図５に図示するように、ラジエータファン66の外周を囲繞する扁平な筒状の周壁101の右ユニットケース31Ｒ側の左端面101ｉ寄りにフランジ壁102が中心軸に向かって幾らか延出して中央に大きく円形開口103が形成されている。
円形開口103の中心がクランク軸中心Ｃであり、ラジエータファン66の回転中心であって、ラジエータファン66の外径は円形開口103の内径に略等しい。

ラジエータファン66の外周囲に囲繞される周壁101は、クランク軸中心Ｃからの距離（径）が、小径の上部から空冷ファン66の回転方向（図４において時計回り）に徐々に拡大して下部に至って最大径をなす渦巻き形を形成している。
なお、周壁101の前方部分が一部切欠かれた欠損部101ｘがある。

したがって、フランジ壁102は、図４に示すように、上部の径方向の幅が小さく、図４で時計回りに前部に行くに従い径方向の幅が徐々に大きくなり、さらに前部から下方へ回り込み後部へ行くに従い径方向の幅がさらに徐々に大きくなる。

周壁101の内周面に沿ってフランジ壁102が対応する右側（ラジエータ115側）空間が排風通路104（図４で格子ハッチを施した空間）であり、したがって排風通路104は、径方向の幅長を上方の小幅部からラジエータファン66の回転方向に連続的に遠心方向に拡大して変化させた渦巻き形をなしている。

そして、右ユニットケース31Ｒ側の左端面101ｌ寄りにあったフランジ壁102の斜め下後部102ａが、部分的に外側（ラジエータ115側）の右端面101ｒ寄りに膨出し、左端面101ｌ寄りのフランジ壁102と右端面101ｒ寄りの下後部102ａとの境目（略最下位置）に段部102ｂが斜めに傾斜して形成されている（図４，図６参照）。

したがって、渦巻き形をなす排風通路104は、径方向の幅長が上方の小幅部からラジエータファン66の回転方向に徐々に拡大し、下方に回り込んで略最下位置で最も幅長が大きくなって同最大幅部で段部102ｂに突き当たる。

この段部102ｂに３箇所排風口105が形成されている。
このうち前２箇所の排風口105は後方に向けて開口している。
また、排風口105の前方であって前上がりの周壁101に１箇所排風口105ｆ、排風口105の後方であって後上がりの周壁101に２箇所排風口105ｒが形成されている（図６，図８参照）。
さらに、ファンカバー100の周壁101には、後方部位に複数の排風口106が設けられている（図６参照）。

このファンカバー100の周壁101の外周には、ファンカバー100を右ユニットケース31Ｒに取り付けるためのブラケット107が３箇所突出して、その端部に取付け孔107ａが形成されるとともに、ラジエータカバー120を取り付けるためのブラケット108が３箇所突出して、その端部に取付け孔108ａが形成されている。

また、ファンカバー100の周壁101に沿って３箇所ラジエータ115を取り付けるための取付け孔109が形成され、さらに周壁101から下方へ前後２箇所から支持ブラケット110が突出しており、その端部に形成された取付け孔110ａにはピン111（図６参照）が取り付けられて、同ピン111によりラジエータ115を下から支持するようにしている。

かかるファンカバー100を右ユニットケース31Ｒの右側面に取り付けると、図６に示すように、ラジエータファン66の外周を周壁101が囲繞し、そのフランジ壁102の下側の段部102ｂがラジエータファン66の下方のユニットスイングケース31の下面に沿う最下位置にあって、同段部102ｂに排風口105が形成されている。

右ユニットケース31Ｒには、ＡＣジェネレータ60の前方位置に水ポンプ130が取り付けられ、同水ポンプ130の右側面に沿ってサーモスタット131が突設されており、同サーモスタット131の一部がファンカバー100の周壁101の欠損部101ｘを埋めるように位置している。

ラジエータファン66の右側に近接してラジエータ115が、図６に仮想線で示すように付設される。
上下にタンクを備えた略矩形のラジエータ115は、ファンカバー100の周壁101に設けられた取付け孔109にボルトにより取り付けられるとともに、ピン111により支持される。

このように取り付けられるラジエータ115に対してラジエータカバー120が右側方から被せられる。
ラジエータカバー120は、図７および図８に示すように、ラジエータ115の下方を除く上方と前後方を覆う周側壁121とラジエータ115の右方を覆う右側壁122からなり、右側壁122に扁平円筒状の空気導入筒123が膨出形成されていて、同空気導入筒123の開口にルーバー124が介装されている。

空気導入筒123は、右側方に向かって偏心しながら径が小さくなるようにテーパしており、前記ファンカバー100の渦巻き形のフランジ壁102に対応して同じような形状を形成している。

なお、ラジエータカバー120の上側の周側壁121はラジエータ115の上側タンクと給水口のため上方に膨出している。
同上側の周側壁121の前後のボス部にそれぞれ取付け孔125が設けられ、前側の周側壁121の下部のボス部にもう１個の取付け孔125が設けられ、合計３個の取付け孔125が、前記ファンカバー100の各取付け孔108ａと合わされてボルトにより一体に螺着されてラジエータカバー120が装着される。

図８は、右ユニットケース31Ｒの右側部近傍を下から見た下面図であり、右ユニットケース31Ｒの右端面にラジエータファン66を囲繞するファンカバー100が固着され、ラジエータファン66の右側方にラジエータ115が近接して取り付けられ、同ラジエータ115を下方を除き覆うラジエータカバー120が右側方から被せられている。
図８に示すように、ラジエータファン66の周壁101の最下位置に段部102ｂがあって、同段部102ｂに排風口105が形成されている。

なお、この冷却空気によりラジエータ115で冷却される冷却水は、下側タンクから連結ホース132により前記サーモスタット131に導かれる（図７参照）。
サーモスタット131からは水ポンプ130によって連結管133を介して内燃機関30のシリンダブロック32に供給してシリンダブロック32を通過する水経路が形成され、シリンダブロック32からシリンダヘッド33へ導かれた冷却水が連結ホース134を介してラジエータ115の上側タンクに戻る水経路が形成されている。

連結ホース134は途中バイパスホース135が分岐しており、同バイパスホース135はサーモスタット131に連結されており、ラジエータ115を通らず迂回する水経路が形成されている。

内燃機関30がまだ暖まらない暖機運転時には、サーモスタット131はラジエータ115から流れる水経路を閉じ、シリンダヘッド33からバイパスする水経路を開いてラジエータ115を通らない水経路で暖機を早め、暖機が終了して通常運転に入ると、サーモスタット131はシリンダヘッド33からバイパスする水経路を閉じてラジエータ115から流れる水経路を開き、ラジエータ115で冷却された冷却水をシリンダブロック32からシリンダヘッド33に循環させてシリンダヘッド33を冷却する。

ラジエータ装置は、以上のように構成されており、ラジエータ115で冷却水を冷却する空気の流れを考察すると、次のようである。
内燃機関30のクランク軸40の回転とともにラジエータファン66が回転すると、車体右側方のラジエータカバー120の空気導入筒118から外気が導入され、導入された空気はラジエータ115を冷却してラジエータファン66の中央部から旋回しながら外周方向に拡散し、渦巻き形の排風通路104をラジエータファンの回転方向に、すなわち排風通路104の径方向の幅長が拡大する方向に旋回して流速を増しながら流れ、最も流速が増した下部で段部102ｂに形成された排風口105から後方へ円滑に排出される。
したがって、冷却空気の排出効率が高く冷却効率が極めて良好である。

さらに、ファンカバー100の最も低い位置にある排風通路104の最大幅部から小幅部に傾斜をもって移行する段部102ｂに排風口105が形成されているので、図４に破線矢印で示すように、ファンカバー110の周壁101の下面に沿って後方へ流れる走行風が段部102ｂで曲げられて斜めに傾斜した段部102ｂに沿って流れるため、この走行風による負圧が排風口105から流出する冷却空気の流れにより大きく作用して冷却空気の排出を促して排出効率を上げ、益々冷却効率を向上させることができる。

本発明の一実施の形態に係るスクータ型自動２輪車の全体側面図である。 該スクータ型自動二輪車の内燃機関の図１におけるII−II線に沿って截断した断面図である。 図２におけるIII−III線に沿って截断した断面図である。 ファンカバーの右側面図である。 図４におけるＶ−Ｖ線に沿って截断した断面図である。 ファンカバーを右ユニットケースに取り付けた状態を示す斜視図である。 ラジエータカバーを取り付けた状態を示す斜視図である。 右ユニットケースの右側部近傍を下から見た下面図である。

符号の説明

30…内燃機関、31…ユニットスイングケース、40…クランク軸、60…ＡＣジェネレータ、66…ラジエータファン、
100…ファンカバー、101…周壁、102…フランジ壁、102ｂ…段部、103…円形開口、104…排風通路、105…排風口、105ｆ，105ｒ，106…排風口、
115…ラジエータ、
120…ラジエータカバー、123…空気導入筒、124…ルーバー、125…取付け孔、
130…水ポンプ、131…サーモスタット、132…連結ホース、133…連結管、134…連結ホース、135…バイパスホース。

Claims (2)

1. 車体側面にラジエータファンを介装させてラジエータが配置される小型車両のラジエータ装置において、
   前記ラジエータファンの外周を囲繞する周壁を備えるファンカバーに、その周壁の内周面に沿って径方向の幅長を小幅部から前記ラジエータファンの回転方向に連続的に遠心方向に拡大して変化させた渦巻き形の排風通路が形成され、
   前記ファンカバーは前記排風通路の最大幅部が同ファンカバーの最も低い位置となるように配設され、
   前記排風通路の最大幅部または最大幅部付近に排風口が後方に向けて形成されたことを特徴とする小型車両のラジエータ装置。
2. 前記ファンカバーの周壁の下部に前記排風通路が前記ラジエータファンの回転方向に最大幅部から小幅部に傾斜をもって移行する段部が形成され、
   前記段部に前記排風口が形成されたことを特徴とする請求項１記載の小型車両のラジエータ装置。

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