JP2016070149A - 自動二輪車のエンジンユニット冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却系部品の効率的配置を図り、スペースの有効活用を実現する。【解決手段】自動二輪車に搭載されるエンジンユニットを冷却するためのエンジンユニット冷却装置であって、ラジエータ２４下方の排気管１７とエンジンに囲まれた空間で、車幅方向でエンジンセンターに対して一方側にエンジンバランサを配置し、他方側にオイルクーラ４０を配置すると共に、それらの外側にそれぞれリザーバタンク３６とラジエータホース３０，３４を配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動二輪車等において内燃機関であるエンジン等を含んでなるエンジンユニットの冷却装置に関する。

水冷エンジンを搭載する自動二輪車において、ゴムホースを介してラジエータと接続されたリザーバタンクを備え、ラジエータの冷却水温度の変化でラジエータ内の圧力が変動するのをリザーバタンクで吸収させる構造を持つ。また、エンジンを潤滑する潤滑油を冷却するためのオイルクーラを搭載する。これらの冷却装置類は、エンジンの適正且つ円滑作動を確保維持するために極めて重要である。

例えば特許文献１等に記載の車両ではエンジン後方の空間において、比較的に嵩張る部品を避けながらリザーバタンクが配置される。また、特許文献２に記載の車両では排気管（エキゾーストパイプ）後方のエンジン下方にオイルクーラや接続ホース等が配置されている。

特開２０１３−２１６２３１号公報 特許第３８４３９８０号公報

冷却装置に係る冷却系部品の配置において、従来ではエンジン後方にリザーバタンク等を配置するスペース的余裕があったが、車体のスリム化やキャニスタ、ＡＢＳユニット等の追加搭載等の理由によりエンジン後方の空間に余裕がなくなってきている。一方、オイルクーラやオイルフィルタ等が配置されているエンジン下部は比較的スペースに余裕があるものの、車体の重量バランスに対する影響あるいはメンテナンス性等の理由でこの部位を利用するのは必ずしも容易でない。

本発明はかかる実情に鑑み、冷却系部品の効率的配置を図り、スペースの有効活用を実現する自動二輪車のエンジンユニット冷却装置を提供することを目的とする。

本発明による自動二輪車のエンジンユニット冷却装置は、自動二輪車に搭載されるエンジンユニットを冷却するためのエンジンユニット冷却装置であって、ラジエータ下方の排気管とエンジンに囲まれた空間で、車幅方向でエンジンセンターに対して一方側にエンジンバランサを配置し、他方側にオイルクーラを配置すると共に、それらの外側にそれぞれリザーバタンクとラジエータホースを配置したことを特徴とする。

また、本発明の自動二輪車のエンジンユニット冷却装置において、前記エンジンバランサ下方にオイルクーラホースを配置し、前記オイルクーラ上方にステー部材を配置したことを特徴とする。

また、本発明の自動二輪車のエンジンユニット冷却装置において、前記リザーバタンクと前記ラジエータホースは、前記エンジン幅内に収まっていることを特徴とする。

また、本発明の自動二輪車のエンジンユニット冷却装置において、前記オイルクーラにはオイルフィルタが同軸に配置され、前記オイルフィルタと前記リザーバタンクは車両前方向で略同一高さであることを特徴とする。

本発明によれば、エンジンバランサとオイルクーラを車幅方向でエンジンセンターに対して一方側及び他方側に配置し、その外側にリザーバタンクと冷却水ホース類を配置することで、空間を有効に使い且つ車両の重量バランスも良くすることができる。

本発明の実施形態に係る自動二輪車における車体フレームに搭載されたエンジンユニットまわりを示す斜視図である。 本発明の実施形態における車体フレームに搭載されたエンジンユニットまわりの正面図である。 本発明の実施形態における車体フレームに搭載されたエンジンユニットまわりのラジエータ等の搭載時の正面図である。 本発明の実施形態における車体フレームに搭載されたエンジンユニットまわりの左側面図である。 本発明の実施形態における車体フレームに搭載されたエンジンユニットまわりの右側面図である。

以下、図面に基づき、本発明における自動二輪車のエンジンユニット冷却装置の好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明の適用例としての自動二輪車における車体フレーム１００に搭載されたエンジンユニット１０まわりを示す斜視図である。先ず図１を用いて、これらの全体構成について説明する。なお、図１を含め、以下の説明で用いる図においては、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒにより示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌにより示す。

鋼製あるいはアルミニウム合金材でなる車体フレーム１００は、ステアリングヘッドパイプ１０１の後部に一体的に結合し、後方に向けて左右一対で二又状に分岐し、ステアリングヘッドパイプ１０１から後下方に拡幅しながら延設する。本例では高速性能を要求される車両に好適なものとして採用される所謂、ツインスパーフレームとする。なお、図示を省略するが、ステアリングヘッドパイプ１０１によって左右に回動可能に支持された左右２本のフロントフォークの下部には前輪が回転可能に支持され、また、車体フレーム１００の後部に揺動可能に結合するスイングアームの後端には後輪が回転可能に支持され、これらを始めとして一般的な自動二輪車の基本構造を有する。

この場合、車体フレーム１００に搭載されたエンジンユニット１０には、詳細を図示しないエアクリーナ及び燃料供給装置からそれぞれ供給される空気及び燃料でなる混合気が供給されると共に、エンジン内での燃焼後の排気ガスがエキゾーストパイプを通って、マフラから排気される。エンジンユニット１０の上方には燃料タンクが搭載され、この燃料タンクはタンクカバーによって覆われる。燃料タンクの後方にシートが連設される。

本実施形態において、エンジンユニット１０のエンジンは例えば４サイクル多気筒、典型的には並列４気筒エンジンであってよい。この実施形態におけるエンジンユニット１０は図１に示されるようにクランクケース１１の上部に順次、シリンダブロック１２、シリンダヘッド１３及びシリンダヘッドカバー１４が一体的に結合してなる。また、エンジンユニット１０は複数のエンジンマウントを介して、車体フレーム１００の内側に収まるように懸架されることで車体フレーム１００に一体的に結合支持され、それ自体で車体フレーム１００の剛性部材として作用する。なお、クランクケース１１の左寄り下部にはオイルパン１５が付設される。

エンジンユニット１０における気筒配列は、左から右に向けて１番（♯１と記す、以下同様である）気筒、♯２気筒、♯３気筒及び♯４気筒とする。♯１〜♯４の各気筒のシリンダヘッド１３の前側には図２にも示すように、エンジン燃焼室に連通するエキゾーストポート１６が開設され、各気筒のエキゾーストポート１６にそれぞれ排気管であるエキゾーストパイプ１７（図３参照）が接続される。各エキゾーストパイプ１７はエキゾーストポート１６から下方へ向けて湾曲して延出し、クランクケース１１の下側へ入り込むように後方へ更に湾曲する。より具体的には図３に示されるように♯１気筒のエキゾーストパイプ１７と♯２気筒のエキゾーストパイプ１７が合流部１８で合流し、♯３気筒のエキゾーストパイプ１７と♯４気筒のエキゾーストパイプ１７が合流部１９で合流する。更に合流部１８及び合流部１９がそれらの後側で相互に合流することで、♯１〜♯４気筒の４本のエキゾーストパイプ１７がオイルパン１５の略右側方にて単一の集合管２０に集合し、本例では所謂「４ｉｎ２ｉｎ１」タイプの排気管構造を有する。集合管２０の後側には排気チャンバ２１が、排気チャンバ２１の後側にはマフラがそれぞれ接続される。

なお、図３に示したように♯１及び♯４気筒の左右両端のエキゾーストパイプ１７が連通管２２を介して相互に連通する。この連通管２２は、４本のエキゾーストパイプ１７の後側にて水平に架け渡される。また、♯２及び♯３気筒のエキゾーストパイプ１７が連通管２３を介して相互に連通する。この連通管２３は、♯２及び♯３気筒のエキゾーストパイプ１１７の間に挟まれるように架け渡される。このように４本のエキゾーストパイプ１７の所定のもの同士を、連通管２２，２３を介して連通することで排気性能を向上することができるようにしている。

本発明のエンジンユニット１０において、冷却水を冷却するラジエータや潤滑油を冷却するオイルクーラを含む冷却装置を備える。エンジンユニット１０のエンジンの前方には図３のように車両正面視でシリンダブロック１２及びシリンダヘッド１３と略重なるようにラジエータ２４が配置される。ラジエータ２４は図３に示されるように概略矩形形状を有し、本例では車幅方向もしくは左右方向側が長辺となる横長状の形態を呈する。ラジエータ２４の左右幅はエンジンユニット１０と略同程度であり、車体フレーム１００の左右幅内に収まる。また、側面視では図４に略記したようにシリンダブロック１２及びシリンダヘッド１３の前方で、それらから所定間隔をおいて適度に前傾姿勢で支持される。

ラジエータ２４の支持構造において、図３に示されるようにラジエータ２４の上端側の左右両端部付近にて一対のブラケット２５が上方へ延出する。車体フレーム１００におけるステアリングヘッドパイプ１０１の後部付近にて一対のボス２６が左右に突設され、各ブラケット２５の上端部が対応するボス２６にボルト締結され、これによりラジエータ２４の上端側がブラケット２５を介して車体フレーム１００により支持される。図２に示されるようにクランクケース１１の前面部右側寄りにはステー２７（ステー部材）がボルト２８により締結固定される。ステー２７の一方の端部２７ａはクランクケース１１の車幅方向略中央（♯２及び♯３気筒の境界部付近）において、図４のように略水平に近いかたちで前方へ延出する。ステー２７の端部２７ａは、図３のようにラジエータ２４の下端側の車幅方向略中央にて下方へ突設されたブラケット２９にボルト締結され、これによりラジエータ２４の下端側がステー２７及びブラケット２９を介してクランクケース１１側に支持される。

冷却水冷却系において詳細図示は省略するが、シリンダブロック１２の周囲には冷却水が循環するように形成されたウォータジャケットが形成されている。このウォータジャケットは熱交換器であるラジエータ２４と接続され、ラジエータ２４から適時冷却水が供給循環されるようになっている。シリンダブロック１２のウォータジャケットには、図５に示されるようにシリンダブロック１２の後面側上部でラジエータホース３０が接続され、ラジエータホース３０を介してウォータジャケットとラジエータ２４の右側方側のインレット側タンク部２４Ａ（図３参照）とが接続される。なお、本例ではクロスフロー式の横型ラジエータであってよく、図３のように左側方側にアウトレット側タンク部２４Ｂを有する。インレット側タンク部２４Ａには後述するリザーバタンクが接続付帯される。図４を参照して、エンジンユニット１０のクランクケース１１においてクランクシャフト３１（図４では略記される）を左側方側にて覆うジェネレータカバー３２の斜め下後方に、ウォータポンプ３３が配置される。ラジエータ２４のアウトレット側タンク部２４Ｂとウォータポンプ３３はラジエータホース３４を介して、相互に接続される。ラジエータホース３４はアウトレット側タンク部２４Ｂから、図２のよう♯１気筒の前側を通って後下方へ延出し（図４をも参照）、ウォータポンプ３３と接続する。

ここで、冷却水の循環について概説すると、ウォータポンプ３３は、ラジエータホース３４から供給された冷却水をシリンダブロック１２内のウォータジャケットに圧送する。ウォータジャケット内を巡回してシリンダブロック１２及びシリンダヘッド１３まわりを冷却した冷却水は、ラジエータホース３０を介してインレット側タンク部２４Ａに流入する。なお、冷却水が所定温度以下の場合には、サーモスタットの作用によりバイパス管３５（図４）を介してウォータポンプ３３へ還流される。インレット側タンク部２４Ａに流入した冷却水はラジエータ２４によって冷却され、その後ウォータポンプ３３へ供給される。

更にラジエータ２４の下方には図２及び図３に示されるように、♯４気筒の前方に略対応位置してリザーバタンク３６が配置される。リザーバタンク３６はその上部付近で、ステー２７の他方の端部２７ｂに対してボルト締結により固定支持される。リザーバタンク３６は図５に示されるインレットホース３７を介して、インレット側タンク部２４Ａと接続され、また、図５のようにリザーバタンク３６の頂部からはオーバーフローホース３８が垂下される。

本発明においてまた、エンジンユニット１０の可動部に潤滑油を供給して、それらを潤滑するための潤滑系が構成される。この潤滑系にはクランクシャフト３１やシリンダヘッド１３内に構成される動弁装置、そしてそれらを連結するカムチェーン、更にはトランスミッション等々が含まれ、図示しないオイルポンプによりオイルパン１５から吸い上げた潤滑油を潤滑系に送給する。この潤滑系において、オイルポンプによってオイルパン１５から吸引された潤滑油は、図２のようにクランクケース１１の前面部右側寄りに配置されたオイルフィルタ３９に圧送される。オイルフィルタ３９により清浄化された潤滑油は、潤滑系の各部に供給される。本例ではオイルフィルタ３９は、♯３気筒の前方に略対応位置して、図４に示されるように前方へ突出するように配置される。

かかる潤滑系の潤滑油を冷却するための潤滑油冷却系において、図１等に示すように本例では水冷式の熱交換器であるオイルクーラ４０を備える。このオイルクーラ４０にはオイルフィルタ３９が同軸（前後方向）に配置され、オイルフィルタ３９に出入する潤滑油の周囲を、ウォータポンプ３３から供給された冷却水が流通するようになっている。オイルクーラ４０は図４に示されるようにオイルクーラホース４１を介してウォータポンプ３３と接続され、冷却水が供給される。オイルクーラ４０はまた、オイルクーラホース４２を介してラジエータホース３４の途中に接続され、ウォータポンプ３３との間で冷却水が循環する。

上記の場合、クランクシャフト３１の前方に、詳細図示等を省略するが、バランサ装置を有する。このバランサ装置を設けることで、クランクシャフト３１から発生する振動を低減もしくは抑制するようにしている。バランサ装置において本例では図１等に示すように♯２気筒に略対応位置して、クランクケース１１の前面部から前方に突出するかたちで一体に形成されるバランサシャフトハウジング４３内に、クランクシャフト３１と連結されたバランサシャフトが収容される。このバランサシャフトはクランクシャフト３１と実質的に同一の高さ位置において、クランクシャフト３１と所定間隔おいて平行に配置される。バランサシャフトはエンジンバランサとしての機能上、一定の質量を有し、クランクシャフト３１の回転に連動して回転するようになっている。

さて、自動二輪車のエンジンユニット冷却装置において特に、ラジエータ２４の下方の排気管とエンジンに囲まれた空間で、車幅方向でエンジンセンターに対して略等距離となるように一方側にエンジンバランサを配置し、反対の他方側にオイルクーラ４０を配置すると共に、それらの外側にそれぞれリザーバタンク３６とラジエータホース３０，３４が配置される。
つまり図４に示されるようにエキゾーストパイプ１７とエンジン、特にクランクケース１１の前面部とで囲まれた空間内に、オイルクーラ４０とバランサシャフトハウジング４３内のバランサ装置とが配置される。これらオイルクーラ４０とバランサ装置（バランサシャフトハウジング４３）は図２に示されるようにそれぞれ♯３気筒及び♯２気筒に対応配置され、即ち車幅方向でエンジン中央に関して一方側及び他方側に配置される。更にオイルクーラ４０の右側にラジエータホース３０、リザーバタンク３６が、またバランサ装置、即ちバランサシャフトハウジング４３の左側にラジエータホース３４がそれぞれ配置される。

図４及び図５等から分かるように各エキゾーストパイプ１７はクランクケース１１の前方で後方へと湾曲するが、その湾曲部はクランクケース１１の前面部からかなり迫り出すように形成され、つまりエンジン下部まわりにおいてエキゾーストパイプ１７との間には空間的に比較的余裕がある。本発明ではこのスペースにリザーバタンク３６やオイルクーラ４０等の冷却部品を効率よく配置することで排気管とエンジン間の空間を有効に利用できる。
この場合、重量物であるバランサ装置とオイルクーラ４０を車幅方向中央寄りでエンジンセンターに関して一方側及び他方側に配置し、それらの外側にリザーバタンク３６とラジエータホース３０，３４を配置することで、車両全体としての重量バランスが大幅に向上する。

また、バランサ装置、即ちバランサシャフトハウジング４３の下方にオイルクーラホース４１，４２を配置し、オイルクーラ４０の上方にステー２７を取り付けてリザーバタンク３６等を配置支持する。
このように冷却装置の主要部品類をエンジン前面側の下部まわりに集約的に配置構成することで、重量物であるリザーバタンク３６をエンジンに近づけて配置できる。また、ラジエータ２４に近づけてリザーバタンク３６を配置できるのでインレットホース３７等のホース類を短縮化することができる。
また、リザーバタンク３６等の部品はエンジン前面側に配置されるため、多数の部品が混み合って配置されるエンジン後方側の場合に比べて組付性やメンテナンス性が格段に向上する。

更にリザーバタンク３６とラジエータホース３０，３４は図２等に示されるように、実質的にエンジン幅内に収まって、即ちエンジンユニット１０の車幅方向外側にはみ出さないように配置される。
このようにエンジンユニット冷却装置の主要部品類をエンジン前下部まわりでコンパクトに配置することにより、車幅を抑えることができ、従って車両のバンク角を大きく確保することができ、車両走行性能等を向上することができる。

また、オイルクーラ４０にはオイルフィルタ３９が同軸に接続され、図１及び図２等に示されるようにオイルフィルタ３９とリザーバタンク３６は車両前方向で略同一高さに配置される。
このようにリザーバタンク３６、オイルフィルタ３９及びオイルクーラ４０を略同一高さ位置に揃えることで複数のエキゾーストパイプ１７のレイアウトを容易化し、それら相互の隙間あるいは配置スペースを確保し易くなる等の利点がある。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態においてエンジンユニット１０として並列４気筒エンジンの例でしたが、３気筒以下等、気筒数は必要に応じて増減可能である。

１０ エンジンユニット、１１ クランクケース、１２ シリンダブロック、１３ シリンダヘッド、１４ シリンダヘッドカバー、１５ オイルパン、１６ エキゾーストポート、１７ エキゾーストパイプ、１８，１９ 合流部、２０ 集合管、２１ 排気チャンバ、２２，２３ 連通管、２４ ラジエータ、２５ ブラケット、２６ ボス、２７ ステー、２９ ブラケット、３０，３４ ラジエータホース、３１ クランクシャフト、３２ ジェネレータカバー、３３ ウォータポンプ、３５ バイパス管、３６ リザーバタンク、３７ インレットホース、３８ オーバーフローホース、３９ オイルフィルタ、４０ オイルクーラ、４１，４２ オイルクーラホース、４３ バランサシャフトハウジング、１００ 車体フレーム。

Claims (4)

1. 自動二輪車に搭載されるエンジンユニットを冷却するためのエンジンユニット冷却装置であって、
   ラジエータ下方の排気管とエンジンに囲まれた空間で、車幅方向でエンジンセンターに対して一方側にエンジンバランサを配置し、他方側にオイルクーラを配置すると共に、それらの外側にそれぞれリザーバタンクとラジエータホースを配置したことを特徴とする自動二輪車のエンジンユニット冷却装置。
2. 前記エンジンバランサ下方にオイルクーラホースを配置し、前記オイルクーラ上方にステー部材を配置したことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のエンジンユニット冷却装置。
3. 前記リザーバタンクと前記ラジエータホースは、前記エンジン幅内に収まっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車のエンジンユニット冷却装置。
4. 前記オイルクーラにはオイルフィルタが同軸に配置され、前記オイルフィルタと前記リザーバタンクは車両前方向で略同一高さであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動二輪車のエンジンユニット冷却装置。

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