JP2008075576A - 車両用エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの重量バランスと排気管のレイアウトの自由度とを向上させることができる車両用エンジンを提供する。
【解決手段】エンジンＥの前面の排気ポートに排気管２８が接続され、クランクケースＣＲの後方に変速機５０が配置され、シリンダＣＹおよびクランクケースＣＲの外方におけるシリンダＣＹの後方でシリンダＣＹの下部に近接させて、オイルフィルタ３１とオイルクーラ３２の少なくとも一方が配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、主として自動二輪車のような車両に搭載されるエンジンに関し、さらに詳しくはエンジンに潤滑用エンジンオイルを供給する給油経路に設けられるオイルフィルタおよびオイルクーラの配置に関するものである。

従来、自動二輪車の４サイクルエンジンでは、一般にオイルフィルタとオイルクーラとがクランクケースに離間して配置されているので、クランクケース内のエンジンオイル通路などの配管が複雑となり、生産性の低下とコストアップを招く。これを解消するものとして、オイルフィルタとオイルクーラとを一体化したオイルフィルタ・オイルクーラ・ユニットをクランクケースの前面側下部に設けたものが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００５−４８７２５号公報

自動二輪車のエンジンでは、通常、クランクケースの上部にシリンダが、後部に変速機が配置されているので、エンジンの重心がシリンダの後面の根元部付近にある。これに対し、特許文献１のエンジンでは、オイルフィルタとオイルクーラとを一体化したオイルフィルタ・オイルクーラ・ユニットをクランクケースの前面側下部に配置しているから、エンジンの質量が分散するので、エンジンの重量バランスの面では好ましいとはいえない。また、オイルフィルタ・オイルクーラ・ユニットをエンジンの前面側下部に配置したことにより、排気管のレイアウトに制約を受ける。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、エンジンの重量バランスと排気管のレイアウトの自由度とを共に向上させることができる車両用エンジンを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用エンジンは、エンジンの前面の排気ポートに排気管が接続され、クランクケースの後部に変速機が配置され、シリンダおよびクランクケースの外方におけるシリンダの後方でシリンダの下部に近接させて、オイルフィルタとオイルクーラの少なくとも一方が配置されている。

この構成によれば、エンジンの重心付近であるシリンダの下部に近接させて、オイルフィルタとオイルクーラの少なくとも一方を配置することにより、エンジンの質量がエンジンの重心付近に集中してエンジンの重量バランスが良くなり、その結果、車両の重量バランスも良くなる。また、従来のエンジンにおいてオイルフィルタ・オイルクーラ・ユニットが配置されていたエンジンの前面側に空きスペースができるので、エンジンの前面の排気ポートに接続される排気管のレイアウトの自由度が向上する。

本発明において、少なくとも前記オイルクーラが前記シリンダの下部に近接させて配置され、オイルクーラの冷却水を導出するクーラ冷却水導出通路が、ラジエータから水ポンプへの冷却水帰還通路に接続されていることが好ましい。この構成によれば、シリンダ根元部に配置されているオイルクーラから冷却水導出通路に導出された冷却水が、冷却水帰還通路に導入されたのち、エンジンもラジエータも通ることなく、直ちに水ポンプに戻り、この水ポンプからオイルクーラに供給される短い循環路内を循環するので、冷却水の通路抵抗が減少してオイルクーラの冷却能力が向上し、これにより、オイルクーラ内のエンジンオイルの温度が効果的に低下する。また、一般に水ポンプは変速機の側部に配置されるので、水ポンプからオイルクーラまでの距離が、エンジンの前側にオイルクーラを配置した従来の場合よりも短くなり、それだけ水ポンプからオイルクーラへの冷却水通路の配管が短くて済む。また、この水ポンプからオイルクーラへの配管および冷却水帰還通路の配管がシリンダの背面側（後方）に位置し、エンジンの前側に存在しないから、排気管のレイアウトの邪魔にならないうえに、オイルクーラの冷却水配管がシリンダ背面で完結するので、その保守点検が排気管に邪魔されなくなり、容易となる。

また、本発明において、前記オイルフィルタとオイルクーラとが結合されたオイルフィルタ・オイルクーラ・ユニットを有していることが好ましい。この構成によれば、エンジンの重心付近であるシリンダ根元部にオイルフィルタとオイルクーラの両方が配置されることにより、エンジンの質量がエンジンの重心付近に一層集中して、エンジンの重量バランスがさらに向上する。また、オイルフィルタとオイルクーラとが一体にユニット化されてコンパクトなものとなる。

本発明の車両用エンジンによれば、エンジンの重心付近であるシリンダの後方でシリンダの下部に近接させて、オイルフィルタとオイルクーラの少なくとも一方を配置することにより、エンジンの質量がエンジンの重心付近に集中してエンジンの重量バランスが良くなり、車両の重量バランスも良くなる。また、エンジンの前面側に空きスペースができることから、エンジンの前面の排気ポートに接続される排気管のレイアウトの自由度が向上する。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るエンジンの潤滑装置を搭載した自動二輪車を示す側面図である。この自動二輪車は、車体フレームＦＲの前半部を構成するメインフレーム１の前端にフロントフォーク２が支持され、このフロントフォーク２の下端部に前輪３が支持されている。また、フロントフォーク２の上端部を支持するアッパブラケット４にはハンドル７が取り付けられている。メインフレーム１の後端下部には、スイングアームブラケット８が形成され、このスイングアームブラケット８に、スイングアーム９の前端がピポット軸１０を介して揺動自在に支持されている。このスイングアーム９の後端部には後輪１１が支持されている。メインフレーム１の後部に連結されたシートレール１２が車体フレームＦＲの後半部を構成している。メインフレーム１とスイングアーム９との間に後輪１１の緩衝装置１３が取り付けられている。

前記メインフレーム１の中央下部にはエンジンＥが前傾姿勢で搭載されており、このエンジンＥの前方にラジエータ２１が配置されている。この自動二輪車は、前記エンジンＥによりチェーン１４を介して後輪１１を駆動するとともに、前記ハンドル７で操向するようになっている。前記シートレール１２にはライダー用シート１７と同乗者用シート１８が支持されている。前記メインフレーム１の上部で、ハンドル７とライダー用シート１７との間に燃料タンク１９が取り付けられている。また、車体前部には、前記ハンドル７の前方から車体前部の側方にかけての部分を覆う樹脂製のカウリング２０が装着されており、このカウリング２０の後方部分はエンジンＥの側部と下部とを覆っている。

前記エンジンＥは、４気筒４サイクルエンジンであり、そのエンジンＥのクランクケースＣＲ、その上方のシリンダＣＹおよびクランクケースＣＲの後部に設けたギヤケースＧＥが、エンジンケースＥＣを形成しており、ギヤケースＧＥの内部に後述の変速機が設けられている。シリンダＣＹの上面にシリンダヘッド２２が連結され、このシリンダヘッド２２の上面に、シリンダヘッド２２の動弁室をカバーするヘッドカバー２３が装着されている。前記エンジンケースＥＣ、シリンダヘッド２２およびヘッドカバー２３によりエンジン本体２４が構成されている。シリンダヘッド２２の前面の排気ポート２５には複数本の排気管２８が接続され、これら排気管２８は、エンジンＥの下方を通って車体後部に配置されたマフラ２９に接続されている。クランクケースＣＲの下面にはオイルパン２７が装着されている。

図２はエンジンＥを後方側から見た斜視図である。前記エンジンケースＥＣは、上下二つ割りのケースアッパ７１とケースロワ７２とを合わせ面７３で結合して形成され、これらの前半部で形成されるクランクケースＣＲの側方がクランクケースカバー７５により覆われている。シリンダＣＹおよびクランクケースＣＲの外方におけるシリンダＣＹの後方でこのシリンダＣＹの下部に近接した位置には、オイルフィルタ・オイルクーラ・ユニット３０が配置されている。このユニット３０は、後述のオイルポンプからの潤滑用オイルのろ過を行うオイルフィルタ３１とそのオイルの冷却を行うオイルクーラ３２とが、これらの間に介在させた取付ブラケット３３を介し結合して一体化されたものであり、その詳細については後述する。

一般に、自動二輪車のエンジンＥでは、図１に示すように、クランクケースＣＲの上部にシリンダＣＹが、後部にギヤケースＧＥが取り付けられていることから、シリンダＣＹの後方のシリンダ下部付近にエンジンＥの重心があり、そのエンジンＥの重心付近であるシリンダＣＹの後方でシリンダ下部付近に、オイルフィルタ・オイルクーラ・ユニット３０が配置されているので、エンジンＥの質量がエンジンＥの重心付近に集中してエンジンＥの重量バランスが良くなり、その結果、自動二輪車の重量バランスも良くなる。この効果は、図２のオイルフィルタ３１およびオイルクーラ３２の一方をシリンダＣＹの後方でシリンダ下部に近接させて設ける場合でも得られる。また、図１のエンジンＥでは、従来のエンジンにおいてオイルフィルタとオイルクーラが配置されていたエンジンＥの前面側に空きスペースができるので、エンジンＥの前面を通る排気管２８のレイアウトの自由度が向上する。

つぎに、エンジンＥの冷却システムにおける冷却水の循環経路について説明する。図１のラジエータ２１で放熱した冷却水Ｗは、図２の冷却水帰還通路３７を通って、ギヤケースＧＥの下部側面に設けられた水ポンプ３４に戻ったのち、この水ポンプ３４により冷却水供給通路３８から送り出され、エンジン本体２４のシリンダＣＹおよびシリンダヘッド２２の内部の図示しない冷却水循環通路に供給されるとともに、冷却水供給通路３８の先端部３８ａから分岐した分岐通路３９を通ってオイルクーラ３２に供給される。シリンダＣＹおよびシリンダヘッド２２の内部を循環して冷却したのちの冷却水Ｗは、シリンダヘッド２２の冷却水導出口４０からエンジン冷却水導出通路４１を通ってエンジンＥの前側のラジエータ２１に戻される。

一方、オイルクーラ３２内部のオイルを冷却した冷却水Ｗは、クーラ冷却水導出通路４２を通って冷却水帰還通路３７内の冷却水Ｗに合流される。すなわち、オイルクーラ３２内のオイルは、水ポンプ３４、冷却水供給通路３８、分岐通路３９、オイルクーラ３２、クーラ冷却水導出通路４２および冷却水帰還通路３７を通って水ポンプ３４に戻る短い循環路内を短時間で循環する冷却水Ｗにより冷却される。そのため、この短い循環路を通る冷却水Ｗは、通路抵抗が小さくなって冷却水Ｗの流速が増大することから、オイルクーラ３２の冷却能力が大きくなる。これにより、オイルクーラ３２内のオイルの温度を従来よりも５℃程度低下させることができた。

また、一般に水ポンプ３４は変速機５０の側部に配置されるので、水ポンプ３４からオイルクーラ３２までの距離が、エンジンの前側にオイルクーラを配置した従来の場合よりも短くなり、それだけ水ポンプ３４からオイルクーラ３２への冷却水通路の配管が短くて済む。また、この水ポンプ３４からオイルクーラ３２への配管および冷却水帰還通路３７の配管がシリンダＣＹの背面側（後方）に位置し、エンジンＥの前側に存在しないので、排気管２８のレイアウトの邪魔にならないうえに、オイルクーラ３２の冷却水配管がシリンダＣＹの背面で完結するので、その保守点検が排気管２８に邪魔されなくなり、容易となる。

つぎに、潤滑用オイルの循環経路について、図３および図４を参照しながら説明する。図３はオイルの循環経路の全体を示した配管系統図であり、同図において、エンジンＥの下部に設けられたオイルパン２７に溜まったオイルＯＬは、エンジンＥのクランク軸５９により駆動されるオイルポンプ４７により、一次フィルタ４３が下端に設けられた汲み上げ管４４を通じて汲み上げられたのち、オイル供給通路４５を通してオイルフィルタ・オイルクーラ・ユニット３０に送給される。

オイル循環経路の要部を詳細に示した配管系統図である図４において、オイルフィルタ・オイルクーラ・ユニット３０の取付ブラケット３３は、ケースアッパ７１およびケースロワ７２の後半部により形成されたギヤケースＧＥに取付ボルト７６により取り付けられ、この取付ブラケット３３に対して、オイルフィルタ３１が中心軸上の中空スタッドボルト７７により固定され、オイルクーラ３２がクーラ連結ボルト７８により連結されて、これら三者３１，３２，３３がユニット化さている。取付ブラケット３３には、オイルフィルタ３１の下方に位置するフィルタカバー８５が、カバー取付ボルト８６により取り付けられている。これにより、オイルフィルタ３１を取り外すときにオイルＯＬがエンジン本体２４の上にたれ落ちるのが防止される。

オイルポンプ４７から送給されたオイルＯＬは、オイルフィルタ・オイルクーラ・ユニット３０における取付ブラケット３３内のオイル供給通路３３ａを通ってオイルフィルタ３１内に送り込まれ、オイルＯＬ内に含有している金属粉やごみなどの異物が除去される。これにより清浄化されたオイルＯＬは、中空スタッドボルト７７内および取付ブラケット３３のオイル連通路３３ｂを通ってオイルクーラ３２内に入り、分岐通路３９を通ってオイルクーラ３２内に導入される冷却水Ｗにより冷却されたのち、取付ブラケット３３に設けたオイル導出口３３ｃから分岐供給通路４８のメイン導出路４９に導出される。オイルポンプ４７は、水ポンプ３４と同一のポンプ軸３５に設けられており、このポンプ軸３５は、クランク軸５９（図３）に連動して回転駆動される。

図３に戻って、分岐供給通路４８のメイン導出路４９に入ったオイルＯＬは、変速機５０とエンジンＥとに分岐して供給される。すなわち、前記オイルＯＬの分岐供給通路４８は、オイルクーラ３２からオイルＯＬを導出する前記メイン導出路４９に加えて、このメイン導出路４９から分岐して変速機５０におけるインプット軸５１およびアウトプット軸５２にそれぞれ向かう第１分岐路５３および第２分岐路５４を有している。クランク軸５９に設けた図示しないクランクギヤにインプット軸５１のクラッチギヤ８０が噛み合い、クラッチ７９を介してインプット軸５１に動力を伝達したり、遮断したりする。分岐供給通路４８はさらに、メイン導出路４９における第１分岐路５３の接続部と第２分岐路５４の接続部との間に接続されて、エンジンＥのクランクケースＣＲに設けられたメインギャラリ５７に向かう第３分岐路５８を有している。

メインギャラリ５７に流入したオイルＯＬは、クランク軸５９やコネクティングロッド大端部６０などのエンジンＥの各部の潤滑部に供給されて潤滑するとともに、第４分岐路６５を通ってシリンダヘッド２２に供給されて、カムシャフト（図示せず）などを潤滑する。なお、第１分岐路５３からさらに分岐した図示しない通路を介して、カムシャフトにおける可変バルブタイミング機構を駆動するためのオイルコントロールバルブ、または油圧テンショナへオイルＯＬを供給するようにしてもよい。

図４に示すように、オイル供給通路４５およびメイン導出路４９は、ケースアッパ７１とケースロワ７２とにわたってほぼ上下方向に形成されている。ここで、図１からわかる通り、オイルフィルタ・オイルクーラ・ユニット３０が水ポンプ３４のほぼ真上に位置しており、かつ、変速機５０に近い位置に配置されているから、図４のオイル供給通路４５およびメイン導出路４９をほぼ真っ直ぐな短い経路とすることができる。これにより、エンジンの前側にオイルフィルタ・オイルクーラ・ユニットが配置されている従来の場合と比較して、分岐供給通路４８を短くできる。

また、前記オイルＯＬの循環経路では、図３のオイルクーラ３２で冷却したオイルＯＬを、メインギャラリ５７に送出するのとは別に、分岐供給通路４８のメイン導出路４９から第１および第２分岐路５３，５４を通して、変速機５０のインプット軸５１およびアウトプット軸５２に供給しているので、メインギャラリ５７内のオイルＯＬの圧力が低下して、その分だけエンジンＥ内の通路抵抗が低下する。すなわち、エンジンＥ内の圧力損失が減少したのと同様な効果が発生する。ここで、エンジンＥのメインギャラリ５７に送出する前に、第１分岐路５３と第２分岐路５４の両方からではなく、第１分岐路５３のみからオイルＯＬを導出しているので、メインギャラリ５７内のオイル圧力が下がり過ぎることなく、適切なレベルに維持される。こうして、オイルポンプ４７の吐出圧力が低下するのに伴って吐出流量が増大するので、ポンプ効率が向上する。換言すれば、容量の小さいオイルポンプ４７を用いながらも所要のオイル循環性能を得ることが可能となり、これにより、エンジンＥの小型化を図ることができる。

本発明は、上記実施形態で示した自動二輪車の他に、三輪車、不整地走行用四輪車など、種々の車両のエンジンに適用できる。

本発明の一実施形態に係る潤滑装置を有するエンジンを搭載した自動二輪車を示す側面図である。 同上のエンジンの後方側から見た斜視図である。 同上のエンジンにおけるオイル循環経路の全体を示す配管系統図である。 同上のオイル循環経路の要部を詳細に示した断面図である。

符号の説明

２１ ラジエータ
２５ 排気ポート
２８ 排気管
３０ オイルフィルタ・オイルクーラ・ユニット
３１ オイルフィルタ
３２ オイルクーラ
３４ 水ポンプ
３７ 冷却水帰還通路
４２ クーラ冷却水導出通路
５０ 変速機
Ｅ エンジン
ＣＲ クランクケース
ＣＹ シリンダ

Claims (3)

1. エンジンの前面の排気ポートに排気管が接続され、クランクケースの後部に変速機が配置され、シリンダおよびクランクケースの外方におけるシリンダの後方でシリンダの下部に近接させて、オイルフィルタとオイルクーラの少なくとも一方が配置されている車両用エンジン。
2. 請求項１において、少なくとも前記オイルクーラが前記シリンダの下部に近接させて配置され、前記オイルクーラの冷却水を導出するクーラ冷却水導出通路が、ラジエータから水ポンプへの冷却水帰還通路に接続されている車両用エンジン。
3. 請求項１または２において、前記オイルフィルタとオイルクーラとが結合されたオイルフィルタ・オイルクーラ・ユニットを有する車両用エンジン。

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