JP2008254463A - 自動２輪車用エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【目的】左右に冷却ファンを設けるとき、同一方向へ回転する共通のものを近接配置可能にする。
【構成】ラジエタ２６をエンジン３の前方に横長に配置し、中央を後方へ凸に湾曲させ、その背面左右に冷却ファン７１を一対で設ける。左右の冷却ファン７１は同方向に回転する同一仕様のものである。この冷却ファン７１を囲んで支持プレート７０を設け、左右両側、上方及び後方を閉じ、下方のみを開放する。背面壁８０の中央には仕切部８７を突出させ、左右の冷却ファン７１間を仕切り、隣り合う冷却ファン７１相互の干渉を防ぎ、それぞれを接近させて配置可能にする。
【選択図】図７

Description

この出願は自動２輪車用エンジンの冷却装置、特にラジエタの構造に関する。

水冷自動２輪車用エンジンの冷却装置としてラジエタが用いられる。このラジエタには冷却ファンが設けられることがあり、左右横長のラジエタの場合には、左右に冷却ファンを分離配置したものもある。
特公平６−７４７３１号公報 実公平２−１８２８５号公報

ところで、上記左右に冷却ファンを設けた場合、左右の冷却ファンは、コストアップの抑制等の理由により、左右共通のものを用いるため、同方向へ回転することになる。その結果、左右の冷却ファンは互いに干渉を避けるべく離間して配置しなければならず、その結果ラジエタを車幅方向へ拡大するか、ラジエタの幅を同程度にすれば各冷却ファンを小さくして、冷却効率を下げざるを得ない。
そこで本願発明は、従来同様の大きさとし、かつ車幅方向へ拡大させることなく左右の冷却ファンを近接配置可能にすることを目的とする。

上記課題を解決するため自動２輪車用エンジンの冷却装置に係る請求項１の発明は、水冷式エンジンの前方かつ前輪より後方の空間に配置したラジエタを配置と、ラジエタ背面の左右に配置した冷却ファンとを備えた自動２輪車用エンジンの冷却装置において、
前記ラジエタは車両前方から車体外側に向けて湾曲しており、
前記冷却ファンは左右とも同一方向に回転するファンであり、車体中心線を挟んで左右に配置されており、
前記ラジエタ後方に、前記冷却ファンを支持する支持部材を設け、
その支持部材の車体中心線上に左右の冷却ファンの排風が干渉するのを防止する仕切部を設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は上記請求項１において、前記支持部材が、前記ラジエタの後方を覆うカバー状部材であり、上面壁、左右側面壁、背面壁を備えてラジエタの後方の空間をほぼ閉鎖するとともに、下面は開放していることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、左右の冷却ファンを支持する支持部材に仕切部を設けたので、同方向へ回転する同じ仕様の冷却ファンを用い、仕切部を挟んで左右へ近接配置しても、冷却ファンの排風同士が干渉せずに効率よく排気を行うことができる。このため、冷却ファンを左右同じ仕様のものを用いることができるので、コストダウンを図ることができる。
そのうえ、ラジエタが中央部を後方へ凸に湾曲しており、この凸部より左右外側に各冷却ファンが配置されていることから、ラジエタをエンジンへより近接配置できる。

請求項２の発明によれば、仕切部がカバー状をなして、ラジエタ後方の空間を上方、左右両側及び後方を閉鎖し、下部のみを開放したので、冷却ファンによるラジエタ排風は、仕切部の下部のみから下方へ抜けることになり、排風が車体上方に上がってくることを防止できる。

以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は、実施例に係る自動２輪車の側面図である。この自動２輪車は、前輪１と後輪２の間に、Ｖ型水冷４気筒エンジン３を配置し、車体フレーム４により支持されている。

車体フレーム４の中間部にはハンガ５が設けられ、これにエンジン３の前部が支持される。車体フレーム４の前端部にはヘッドパイプ６が設けられ、後部にはピボットプレート７が支持される。
車体フレーム４の中間部上には燃料タンク８が支持され、その前部内側に吸気ボックス９が収容される。

吸気ボックス９は前方から吸気し、下方に位置する前気筒１０及び後気筒１１へ空気を送り込む。吸気ボックス９は前気筒１０と後気筒１１の谷間部上方に配置される。

前気筒１０からは前側排気管１２が前方へ延出し、後気筒１１からは後側排気管１３が後方へ延出する。
前側排気管１２はエンジン３のクランクケース１４の前面に沿って下方へ延出し、集合管を介してクランクケース１４の下方に位置する触媒チャンバ１５へ前方から接続する。この触媒チャンバ１５には後側排気管１３も後述するように別の集合管を介して前方から接続する。

触媒チャンバ１５は後方に配置されている膨張室である排気チャンバ１６へ接続する。排気チャンバ１６はクランクケース１４の下部と後輪２の間に形成される空間内に配置され、後輪２の車体右側へ延びる消音器１７へ接続する。排気チャンバ１６は前後２ケ所の取付部１８，１９でピボットプレート７の下端へ支持されている。

消音器１７はリヤスイングアーム２０と側面視で交差して配置されている。リヤスイングアーム２０は前端部がピボット軸２１にて消音器１７の下部へ上下方向へ揺動自在に支持され、ピボットプレート７の上端部との間に設けられたリヤクッション２２にて懸架される。

ピボットプレート７の下端部と取付部１８の中間部との間にはサスペンションリンク２３が設けられる。排気チャンバ１６はこのサスペンションリンク２３を避けるようにその下方に配置され、消音器１７の前端部は排気チャンバ１６より一段高いサスペンションリンク２３とほぼ同じ高さに位置する。

後輪２はシャフトドライブ式であって、エンジン３により駆動される。
リヤスイングアーム２０の上方かつ燃料タンク８の後方にはシート２４がシートレール２５の上に支持される。シートレール２５は前端をピボットプレート７へ支持されている。

前気筒１０の前方かつ前輪１の後方にはラジエタ２６が配置され、上部をヘッドパイプ６近傍となる車体フレーム４の前部へ吊り下げ支持されている。ラジエタ２６は上部が前方へ傾斜する前傾姿勢で支持され、前気筒１０及びクランクケース１４の間に間隙を有し、この間隙に前側排気管１２が上下方向へ通されている。

ラジエタ２６の下端はクランクケース１４の前側下部から前方へ延出するステー２７にてクランクケース１４へ支持される。ラジエタ２６の側部タンクからは給水ホース２８が後方へ延出し、クランクケース１４の側部に設けられた水ポンプ２９へ接続している。

水ポンプ２９からはジョイントホース３０により、前気筒１０と後気筒１１の谷間に設けられたウォータジャケット給水部へ送水され、ここから前気筒１０，後気筒１１の各ウォータージャケットへ送水される。ウォータージャケットを巡回して各気筒を冷却することにより熱交換した熱水は、前気筒１０と後気筒１１の谷間の給水部上方に位置するサーモスタット３１を介して戻しホース３２へ送られる。

戻しホース３２は一度クランクケース１４の側面まで下がってから前方へ延びて、ラジエタ２６の側部タンクへ接続し、熱水をラジエタ２６へ戻すようになっている。

図２は排気系を中心に示す平面図である。車体中心Ｃに対して触媒チャンバ１５は左側へ片寄ってオフセット配置され、排気チャンバ１６はほぼ車体中心Ｃ上に位置する。排気チャンバ１６の右側後端部には横向きの右外方へ突出する出口パイプ４０が設けられ、この出口パイプ４０が消音器１７の前端部左側面へ接続している。
消音器１７は前後方向へ長く配置され、後側が車体右側へ外開きするように傾いて後輪２の右側方へ延びる。

前側排気管１２は左右の気筒ずつ計２本が設けられ、車体右側へ向かって下りてから、各下部は屈曲しては車体右側から左側へ車幅方向へ横切り、車体左側で前側集合管４１に集合され、触媒チャンバ１５へ接続する。後側排気管１３も左右の気筒ずつ計２本設けられるが、下方にて後側集合管４２に集合されて１本となる。この後側集合管４２はクランクケース１４と干渉しないようにその下方右側を通って後方から前方へ延び、前側排気管１２の各下部に近接する位置で車体左側へ回り込み、前側集合管４１の内側にて触媒チャンバ１５へ前方から接続する。
クランクケース１４は平面視で触媒チャンバ１５及び後側集合管４２の上へ部分的に重なっている。

３３はピリオンステップホルダであり、車体の左右に設けられ、そのうち右側のものは、下端部にて消音器１７を支持する。３４はピリオンステップ、３５はステップホルダであり、ステップホルダ３５はシートレール２５へ支持される。３６はステップ，３７はブレーキペダル，３８はチェンジペダル、３９はサイドスタンドであり、これらはピボットプレート７の下部に支持される。

図３はラジエタ部分を主体とする側面図である。ラジエタ２６の背面は支持プレート７０にて覆われ、その内側上部に冷却ファン７１が収容配置されている。支持プレート７０の上端は、ラジエタ２６の頂部を支持して後方へ張り出す上枠７２の下面に当接している。上枠７２の上面にはステー７３が上方へ延び車体フレーム４の前部下面へラジエタカバー７０の下端は側部タンク７５の底部を支持して後方へ延出する下枠７４の近傍に達している。下枠７４にはブラケット７４ａが下方へ後ろ向きに突出している。下枠７４は前側排気管１２の下部で横向きに屈曲している前端部上方に位置する。

以下、排気系についてさらに詳細に説明する。
図４排気系部分の側面図である。前気筒１０のシリンダヘッド５０は左右に設けられ、それぞれの排気口へ接続する２本の前側排気管１２はそれぞれクランクケース１４の前方を下方へ延び、下部にて屈曲して略Ｙ字状をなす前側集合管４１へ接続する。前側集合管４１の後部側は一本になって触媒チャンバ１５へ接続するとともに、この触媒チャンバ１５との接続部直前位置上面にＯ２（オーツ）センサ５１が上方へ突出して設けられている。

なお、図では前側集合管４１に重なって見えない後側集合管４２の触媒チャンバ１５に対する接続部近傍位置にも同様にＯ２センサ５１が上方へ突出して設けられている。Ｏ２センサ５１は排気ガス中における浄化前の酸素濃度を測定する。

後気筒１１のシリンダヘッド５２は左右に設けられ、それぞれの排気口から２本の後側排気管１３がそれぞれ斜め下がりに後方へ延出し、排気チャンバ１６の上方にて曲がって略垂直に下方へ延び、やはり略Ｙ字状をなす後側集合管４２の枝部４２ａ，４２ｂへそれぞれ接続する。

触媒チャンバ１５の後部と排気チャンバ１６の前部をつなぐ後部排気管４７の側面には排気流量絞りバルブ５３の駆動部が露出して設けられる。排気流量絞りバルブ５３は走行状況に応じて後部排気管４７内の通路断面積を変化させることにより排気量をコントロールするようになっている。

触媒チャンバ１５と排気チャンバ１６の各底面は、ほぼ同じ高さの水平線Ｈ上にあり、十分な最低地上高を確保している。但し排気チャンバ１６の上下方向幅（厚さ）は触媒チャンバ１５よりも厚いが、上面を上方へ延ばすことにより必要な上下方向幅を確保している。これは前後をエンジン３の下部と後輪に挟まれた空間へ配置することにより、上方に位置するリヤスイングアーム２０（図１）の下方に形成される空間を利用することにより可能になる。

排気チャンバ１６は上面中間部が隆起部５４をなし、その前後に凹部５５，５６が設けられる。凹部５５はピボットプレート７の下端部を逃げるためのものであり、凹部５６は同様にサスペンションリンク２３を逃げるためのものである。
取付部１８，１９はそれぞれ、排気チャンバ１６の前端部及び隆起部５４から上方へ突出するステー１８ａ，１９ａの先端に設けられ、ピボットプレート７へラバーマウントするようになっている。出口パイプ４０は排気チャンバ１６の後端部から細径をなして絞られた状態で後方へ延出している。凹部５７は出口パイプ４０を形成するため排気チャンバ１６の後端部を絞ることによって形成されている。

消音器１７は略三角形状をなす前部６０と本体部６１を備え、これらを直列して溶接一体化したものである。前部６０の鋭角状をなす前端部６０ａ近傍の側面に出口パイプ４０が接続している。前部６０の上面６０ｂは前方へ斜め下がり状をなすテーパー面になっている。前部６０の前端部６０ａは排気チャンバ１６の後端部と出口パイプ４０部分で一部が重なっている。
本体部６１はほぼ径が一定の筒状をなし、後端部は上部がより後方へ突出する斜めのエンドキャップ６２で閉じられている。５８はピリオンステップホルダ３３（図１）に取付けられるステーである。

図５は排気系部分の平面図であり、前側排気管１２の下部で後側集合管４２の前方で車幅方向へ曲がった部分は上下に重なっている。後側排気管１３は排気チャンバ１６の右側面に沿って上下方向に重なった状態で、出口パイプ４０近傍まで後方へ延び、ここで下方へ屈曲して後側集合管４２の枝管４２ａ及び４２ｂへ接続している。

出口パイプ４０は排気チャンバ１６の内側面後端部から右側へ突出し、前部６０の内側面前端部から左側へ突出するフロントパイプ６３とバンド６４で接続する。フロントパイプ６３は消音器１７の入り口管である。
出口パイプ４０とフロントパイプ６３の接続部は、若干前部６０の前端部６０ａよりも後方へ下がっており、この空間に後側排気管１３と後側集合管４２との接続部を固定するバンド６５の一部が臨んでいる。前部６０の外側面６０ｃは前方側が車体中央側へ向かうように傾斜するテーパー面になっている。

触媒チャンバ１５の後部壁１５ｃのうち、外側面１５ｄは後方側が車体内方へ入り込むテーパー面をなして後部排気管４７と略同径の太さまで絞られ、後部排気管４７の外側方に後部壁１５ｃと排気チャンバ１６の前面壁１６ａとに囲まれた凹部空間を形成し、ここに排気流量絞りバルブ５３が収容され、飛石等の外乱から保護されている。

次に、水冷エンジンの冷却装置を詳細に説明する。図６はラジエタ２６の背面図である。ラジエタ２６は上部の幅が広く、下部の幅が狭い台形を倒立させた形状に似ており、左右に側部タンク７５が設けられる。右側の側部タンク７５の上部には、戻し側のジョイントパイプ７６が設けられ、左側の側部タンク７５における上下方向中間部に送水側のジョイントパイプ７７が設けられている。左右の側部タンク７５の各上部には取付用ボス７８が設けられている。

ラジエタ２６の上部には、ジョイントパイプ７６の高さにて左右の側部タンク７５間に架け渡された支持プレート７０が設けられ、その内側左右に一対の冷却ファン７１がボルト８０で取付けられている。支持プレート７０の両端に形成された取付部８１が側部タンク７５の取付用ボス７８へ重ねられ、ボルト８２で止められている。支持プレート７０はラジエタ２６の背面における略上半部側を覆うように設けられる。

支持プレート７０の左右内側には、車体中心線Ｃを挟んで左右一対の冷却ファン７１が支持されている。左右の冷却ファン７１は同一仕様のものであり、同一方向へ回転する。また、左右の冷却ファン７１間の間隔ｄは比較的狭いものであり、本願の特別な工夫がなければ、互いに干渉して冷却ファン７１として機能できないような寸法である。

図７は図３の７−７線断面であり、ラジエタ２６は中央が最も後方へ突出するよう、後方へ凸に湾曲し、その背面の側部タンク７５内側範囲を覆うように支持プレート７０が取付けられている。冷却ファン７１は後方へ向かって斜めになっている背面に沿って斜めに配置され、車体中心Ｃより外側で、外周部が側部タンク７５に近接する位置に設けられている。

支持プレート７０は、剛性のある樹脂又は適宜金属からなり、背面壁８３、左右の側面壁８４並びに後述する上面壁８５（図８参照）により、ラジエタ２６の後方空間８６を閉鎖する。但し下部だけは開放されている。背面壁８０の中央にはリブ状をなす仕切部８７が車体中心線Ｃに沿って前方へ突出している。

この仕切部８７は、左右の冷却ファン７１の間へ突出し、各冷却ファン７１の収容された空間８７を実質上各冷却ファン７１毎に分離し、隣り合う冷却ファン７１の冷却風が相互に干渉することを防いでいる。各冷却ファン７１による冷却風は、それぞれの冷却ファン７１が収容されている空間８６内にて下方へ向かうことになる。

図８は図６の８−８線断面であり、支持プレート７０の上端は上面壁８５が上枠７２へ密接することにより空間８６の上方が閉じられる。仕切部８７はラジエタ２６の中央部で最も後方へ突出する最後部とほぼ一定の間隔を保って上下方向へ延出し、支持プレート７０の上下幅で設けられている。

背面壁８３及び８４は下端部８８まで延び、下端部８８は開放端となっている。したがってラジエタ２６の背面と支持プレート７０に囲まれた空間は下方のみが開放されているので、冷却風はこの開放部から下方へ抜けて後方のエンジン側へ向かうことになる。

次に、本実施例の作用を説明する。図７に示すように、支持プレート７０における背面壁８３の車体中心線Ｃに沿って仕切部８７を内側へ突出させ、仕切部８７の両側に冷却ファン７１を左右に設けたので、左右の冷却ファン７１を相互干渉しないようにしつつも近接配置できる。このため冷却ファン７１を配置するためにラジエタ２６の横幅を拡大する必要がないので横幅をコンパクトにすることができ、車幅を拡大しないで済み、スリムな車体を実現できる。
そのうえ、ラジエタ２６が中央部を後方へ凸に湾曲しており、この凸部より左右外側に各冷却ファン７１が配置されていることから、ラジエタ２６をエンジン３へより近接配置させることができる。

しかも、各冷却ファン７１は同一方向へ回転する同一仕様のものを利用できるので、コストアップを抑制でき、部品管理も容易になる。

また、図８に示すように、冷却ファン７１の支持プレート７０を、ラジエタ２６の背面を覆うカバー部材とし、かつ下部のみに開放部を設けたので、冷却ファン７１による冷却風を支持プレート７０により下方へ向かわせ、下端部８８の開放部から後方へ出すことができる。このため熱交換後のラジエタ排風である熱風をラジエタ２６の後方かつ上方に位置する吸気ボックス９や燃料タンク８へ向かわないようにする。これにより、吸気ボックス９へは比較的冷たい外気を導入でき、吸気の充填効率を上昇させることができる。

実施例に係る自動２輪車の側面図 排気系を中心に示す平面図 エンジンを後方から示す図 排気系部分の側面図 排気系部分の平面図 消音器を主体とする部分の拡大側面図 図３の３−３線断面図 図６の８−８線断面図

符号の説明

３：Ｖ型水冷４気筒エンジン、２６：ラジエタ、７０：支持プレート、７１：冷却ファン、８３：背面壁、８４：側面壁、８５：上部壁、８７：隔壁

Claims (2)

1. 水冷式エンジンの前方かつ前輪より後方の空間に配置したラジエタと、ラジエタ背面の左右に配置した冷却ファンとを備えた自動２輪車用エンジンの冷却装置において、
   前記ラジエタは車両前方に向けて車体外側へ湾曲しており、
   前記冷却ファンは左右とも同一方向に回転するファンであり、車体中心線を挟んで左右に配置されており、
   前記ラジエタ後方に、前記冷却ファンを支持する支持部材を設け、
   その支持部材の車体中心線上に左右の冷却ファンの排風が干渉するのを防止する仕切部を設けたことを特徴とする自動２輪車用エンジンの冷却装置。
2. 前記支持部材は、前記ラジエタの後方を覆うカバー状部材であり、上面壁、左右側面壁、背面壁を備えてラジエタの後方の空間をほぼ閉鎖するとともに、下面は開放していることを特徴とする請求項１に記載した自動２輪車用エンジンの冷却装置。

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