JP2017125467A

JP2017125467A - 内燃機関の冷却構造

Info

Publication number: JP2017125467A
Application number: JP2016005958A
Authority: JP
Inventors: 田中　浩一; Koichi Tanaka; 浩一田中; 国男荒瀬; Kunio Arase
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2016-01-15
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2017-07-20
Anticipated expiration: 2036-01-15
Also published as: CN107035502B; CN107035502A; JP6623778B2

Abstract

【課題】コンパクト化及び組付性の向上等を有効に実現する内燃機関の冷却構造を提供する。【解決手段】ウォータポンプ２９は、ウォータポンプケース３２とウォータポンプカバー３３を有し、ブリーザ室５８とリードバルブ室６４は、ウォータポンプケース３２及びウォータポンプカバー３３に形成され、ウォータポンプ２９と一体に設けられる。【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、自動二輪車等の車両に搭載されるエンジンである内燃機関における冷却構造に関する。

自動二輪車等の車両において、従来例えば特許文献１に開示されるようにシリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間にカムシャフトが支持される水冷式エンジンにおいて、ウォータポンプの駆動軸がシリンダヘッド及びシリンダヘッドカバーにより挟まれながら保持される。この場合、カムシャフトと同軸に保持されたウォータポンプの回転軸が、カムシャフトによって回転駆動される。

特開２０１４−７０４９９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるエンジンではウォータポンプの回転数は、クランクシャフトの回転数（即ちエンジン回転数）の約１／２になってしまい、一般的な場合よりも回転数が低くなる。冷却水の流量を増すためにウォータポンプのインペラの径を大きくすると、ポンプケースが拡大し、ウォータポンプ自体が大型化する。一方、ウォータポンプの大型化を避けるためにフレームを拡大すると、車両幅方向が拡大してしまう。

また、ウォータポンプをシリンダヘッド及びシリンダヘッドカバーの合せ面で保持する場合、これらシリンダヘッド及びシリンダヘッドカバーに跨ったシール構造となるため、そのままではその構造が複雑化してコスト増大を招来する。

本発明はかかる実情に鑑み、コンパクト化及び組付性の向上等を有効に実現する内燃機関の冷却構造を提供することを目的とする。

本発明による内燃機関の冷却構造は、シリンダと、シリンダヘッドと、前記シリンダヘッド内の動弁機構用のカム軸と、前記カム軸により駆動され前記シリンダヘッドに設けられたウォータポンプと、ブローバイガスの気液分離を行うブリーザ室と、排気通路に供給される二次エアの量を制御するリードバルブを収容するリードバルブ室と、を備えた内燃機関において、前記ウォータポンプは、ウォータポンプケースとウォータポンプカバーを有し、前記ブリーザ室と前記リードバルブ室は、前記ウォータポンプケース及び前記ウォータポンプカバーに形成され、前記ウォータポンプと一体に設けられていることを特徴とする。

また、本発明の内燃機関の冷却構造において、前記ブリーザ室は前記シリンダヘッドと前記ウォータポンプケースとで形成され、前記ウォータポンプと隣接していることを特徴とする。

また、本発明の内燃機関の冷却構造において、前記リードバルブ室は前記ウォータポンプケースと前記ウォータポンプカバーとで形成され、車幅方向で前記ブリーザ室に隣接していることを特徴とする。

また、本発明の内燃機関の冷却構造において、前記ブリーザ室は前記シリンダのシリンダ軸線に沿った長さが、前記ウォータポンプと略同一であることを特徴とする。

また、本発明の内燃機関の冷却構造において、前記ウォータポンプのインレットパイプ部は車両側面視で、前記ブリーザ室と重なり、前記リードバルブ室のインレットパイプ部は前記ウォータポンプのインレットパイプ部と、車両幅方向で略同一高さであることを特徴とする。

また、本発明の内燃機関の冷却構造において、車両側面視で、前記ウォータポンプは吸気側に配置され、前記ブリーザ室及び前記リード室は排気側に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、ブリーザ室及びリードバルブ室をウォータポンプと一体化して構成してユニット化することで、これらの補機類の機能を有効に実現しつつシリンダヘッドの幅やエンジン高さを有効に抑えることができる。また、ブリーザ室及びリードバルブ室をウォータポンプと一体でシリンダヘッドに組み付けることができるため、それらの組付性が大幅に向上する上、部品点数も削減することができる。

本発明の実施形態に係る自動二輪車の側面図である。本発明の実施形態における内燃機関の例であるエンジンの左側面図である。本発明の実施形態におけるエンジンの正面図である。本発明の実施形態におけるウォータポンプユニットを搭載したエンジンの斜視図である。本発明の実施形態におけるウォータポンプユニットを搭載したエンジンのウォータポンプカバーを取り外した状態を示す斜視図である。本発明の実施形態におけるウォータポンプユニットを搭載したエンジンの正面図である。本発明の実施形態におけるウォータポンプユニットを搭載したエンジンの左側面図である。本発明の実施形態におけるエンジンのシリンダヘッドの下方斜視図である。本発明の実施形態におけるエンジンのシリンダブロックの上方斜視図である。本発明の実施形態におけるウォータポンプまわりの構成例を示す分解斜視図である。本発明の実施形態におけるエンジンのシリンダヘッドの左側面図である。本発明の実施形態におけるウォータポンプユニットのシリンダヘッドとの接合面を示す側面図である。本発明の実施形態におけるウォータポンプユニットとシリンダヘッドと接合面に介挿されるガスケットの例を示す図である。本発明の実施形態におけるウォータポンプユニットのウォータポンプカバーの内側面の構成例を示す図である。本発明の実施形態におけるエンジンにおける冷却水の循環経路を模式的に示す図である。

以下、図面に基づき、本発明における内燃機関の冷却構造に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１００の側面図である。先ず、図１を用いて、自動二輪車１００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。

図１の自動二輪車１００は、例えば所謂オフロード用であってよく、その車体前方上部にはステアリングヘッドパイプ１０１が配置されており、該ステアリングヘッドパイプ１０１内には不図示のステアリング軸が回動可能に挿通している。そして、このステアリング軸の上端にはハンドル１０２が結着されており、同ステアリング軸の下端にはフロントフォーク１０３が取り付けられ、該フロントフォーク１０３の下端には操向輪である前輪１０４が回転可能に軸支されている。

また、ステアリングヘッドパイプ１０１からは左右一対構成でなるメインフレーム１０５が、車体後方に向かって斜め下方に傾斜して延出すると共に、ダウンチューブ１０６が略垂直下方に延びている。そして、ダウンチューブ１０６は下部付近でロアフレーム１０８として左右に分岐し、これら一対のロアフレーム１０８は下方に延びた後に、車体後方に向かって略直角に曲げられ、その後端部は左右一対のボディフレーム１０７を介してメインフレーム１０５の各後端部に連結されている。

左右一対のメインフレーム１０５とボディフレーム１０７とダウンチューブ１０６及びロアフレーム１０８とによって囲まれる空間には、動力駆動源である内燃機関としての水冷式のエンジン１０が搭載されている。エンジン１０の上方には燃料タンク１０９が配され、燃料タンク１０９の後方にはシート１１０が配されている。また、エンジン１０の前方にはラジエータ１１１が配置されている。

車体の前後方向略中央の下部に設けられた左右一対のボディフレーム１０７には、スイングアーム１１２の前端部がピボット軸１１３によって上下に揺動可能に支持される。スイングアーム１１２の後端部には駆動輪である後輪１１４が回転可能に軸支されている。スイングアーム１１２は、リンク機構１１５とこれに連結されたショックアブソーバ１１６（後輪懸架装置）を介して車体に懸架されている。スイングアーム１１２の前方に配置したエンジン１０の出力端にはドライブスプロケット１１７が取り付けられると共に、後輪１１４の車軸にはドリブンスプロケット１１８が軸着し、これらドライブスプロケット１１７及びドリブンスプロケット１１８にはチェーン１１９が巻回され、相互に接続される。

次に、エンジン１０について概略説明する。図２はエンジン１０の左側面図、図３はその正面図である。本実施形態において、エンジン１０は例えば４サイクル単気筒、典型的にはＤＯＨＣエンジンであってよい。エンジン１０は図２等に示されるように、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り、図２のようにシリンダ軸線は所定角度前傾する。また、エンジン１０（主にクランクケース１１）は複数のエンジンマウントを介して車体フレームに懸架されることで車体フレームに一体的に結合支持され、それ自体で車体フレームの剛性部材として機能する。

詳細図示等を適宜省略するが、クランクケース１１のクランク室にはクランクシャフト１５が回転自在に軸支され、一方、シリンダブロック１２のシリンダボア内にはピストンがシリンダ軸線方向に移動可能に嵌装される。クランクシャフト１５のクランクピンとピストンのピストンピンは、コネクティングロッドを介して相互に連結され、ピストンがシリンダブロック１２のシリンダボア内でシリンダ軸線方向に沿って往復運動することで、クランクシャフト１５が回転駆動される。

クランクケース１１の後部には図２等に示すようにトランスミッションケース１６が一体的に形成され、このトランスミッションケース１６内にはクランクシャフト１５の後方でこれと平行にカウンタシャフトやドライブシャフトが配置される。カウンタシャフト及びドライブシャフト上にはそれぞれ複数のトランスミッションギヤが列設される。これらのトランスミッションギヤはギヤシフト装置により噛合関係が選択的に設定され、これにより変速装置の所望の変速比が得られる。エンジン１０の動力はクランクシャフト１５からトランスミッションを経て最終的に、ドライブシャフトの軸端に取り付けられたドライブスプロケット１１７（図１）へ伝達され、このドライブスプロケット１１７が動力伝達用のチェーン１１９を介してドリブンスプロケット１１８、従って後輪１１４を回転駆動する。

エンジン１０には更に、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（吸気）及び燃料でなる混合気を供給する吸気系、シリンダ内での燃焼後の排気ガスをエンジン１０から排出する排気系、吸気系及び排気系のそれぞれ吸気バルブ及び排気バルブを駆動制御する動弁系、エンジン１０を冷却する冷却系及びエンジン１０の可動部を潤滑する潤滑系、それらを作動制御する制御系（ＥＣＵ；Engine Control Unit）が付属する。制御系の制御により複数の機能系が上述の補機類等と協働し、これによりエンジン１０全体として円滑作動が遂行される。

具体的には吸気系において、シリンダヘッド１３の後部に吸気ポート１７（図２においてその概略位置が示される）が開口し、この吸気ポート１７は、図６を参照して２つの吸気ポート１７Ａ，１７Ｂとして燃焼室１８に対して連通する。なお、これらの吸気ポート１７Ａ，１７Ｂは、吸気バルブにより開閉される。吸気ポート１７にスロットルボディが接続され、このスロットルボディには車体フレーム（主にボディフレーム１０７）の左右間に形成される内空間もしくはスペース内に収容配置されたエアクリーナから燃焼用空気が供給される。スロットルボディにはその内部に形成されている吸気通路を、アクセル開度に応じて開閉するスロットルバルブが装着され、このスロットルバルブによって、エアクリーナから送給されてくる空気の流量が制御される。スロットルボディのスロットルバルブの下流側に燃料噴射用のインジェクタが装着され、インジェクタに対して燃料ポンプから燃料タンク１０９内の燃料が供給されるようになっている。

エアクリーナにより清浄化された空気はスロットルボディに供給されるが、上述の制御系の制御により所定タイミングで、スロットルバルブを開閉すると共にインジェクタから吸気通路内に燃料を噴射させる。これにより所定空燃比の混合気がシリンダヘッド１３の吸気ポート１７に送給される。なお、スロットルバルブは、そのスロットルバルブ軸を制御系の制御により機械式又は電気もしくは電磁式に駆動するバルブ駆動機構により駆動される。

排気系において図３あるいは図６に示されるように、シリンダヘッド１３の前部にて排気ポート１９が開口し、この排気ポート１９は、図６を参照して２つの排気ポート１９Ａ，１９Ｂとして燃焼室１８に対して連通する。なお、これらの排気ポート１９Ａ，１９Ｂは、排気バルブにより開閉され、本例では２つの吸気バルブと２つの排気バルブを持つ所謂４バルブである。排気ポート１９にエキゾーストパイプが接続されるが、このエキゾーストパイプは排気ポート１９から一旦下方へ延出して、クランクケース１１の側部を通って後方へ延出し、マフラ１２０（図１参照）に接続される。

エンジンの動弁系においてシリンダヘッド１３には、吸気バルブ及び排気バルブをそれぞれ駆動するためのカムを持つカムシャフトを有する。本例では図４Ａに略記するが、シリンダヘッド１３及びシリンダヘッドカバー１４に跨がって回転可能に軸支されて、左右方向に横架される吸気側及び排気側のカムシャフト２０，２１（カム軸）を備える。これらのカムシャフト２０，２１の右側軸端部にはそれぞれスプロケット２２，２３が取り付けられ（図４Ａにおいて点線により略記する）、一方、クランクシャフト１１の右側軸端部にはドライブスプロケット（図示せず）が取り付けられる。これらのスプロケット２２，２３及びドライブスプロケットには図５Ａのように上下方向に走行するカムチェーン２４が巻回装架され、即ちクランクシャフト１１及びカムシャフト２０，２１がカムチェーン２４を介して連結される。図６及び図７を参照してクランクケース１１からシリンダブロック１２、シリンダヘッド１３及びシリンダヘッドカバー１４にかけてエンジン１０の右側部においてカムチェーン室２５が設けられ、このカムチェーン室２５内でカムチェーン２４が走行する。

このようにカムチェーン２４を介してクランクシャフト１１とカムシャフト２０，２１とが連結され、これにより動弁系の動弁機構がクランクシャフト１１の回転に同期して駆動される。そして、カムシャフト２０，２１の吸気用カム及び排気用カムがそれぞれ吸気バルブ及び排気バルブを所定のタイミングで開閉駆動する。

更に、エンジン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１１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２４、更にトランスミッション等々が含まれる。本実施形態において潤滑系に対して、通常のオイルポンプを使用するが、このオイルポンプによりエンジン下部に設けたオイルパンから吸い上げた潤滑油を潤滑系に送給する構成のものでよい。

また、冷却系において、シリンダブロック１２及びシリンダヘッド１３を含むシリンダの周囲には冷却水が循環するように形成された、後述するウォータジャケットが構成される。図６に示されるようにシリンダヘッド１２において燃焼室１８を囲繞するように形成されたウォータジャケット２６と、図７に示されるようにシリンダブロック１２においてシリンダボア２７の周囲に形成されたウォータジャケット２８を有し、これらのウォータジャケット２６及びウォータジャケット２８は相互に連通される。図２に概略示したように、かかるウォータジャケット２６，２８を含むエンジン１０に送給される冷却水を冷却するためのラジエータ１１１を装備する。ラジエータ１１１は走行風を当てることで内部を流通する冷却水の熱を放散させるものであるが、例えば正面視で矩形状等を呈し（図３参照）、概ねシリンダヘッド１３の前方に対応配置されるように車体フレームにより支持される。また、図２等に示すように冷却系に冷却水を循環させるためのウォータポンプ２９を有し、ラジエータ１１１及びこのウォータポンプ２９は冷却水ホース３０，３１により相互に接続されるが、その詳細については後述するものとする。

次に、本発明の内燃機関の冷却構造に説明する。ウォータポンプ２９は図４Ａに示されるようにシリンダヘッド１３の側面（本例では左側）に配置され、図８に示されるようにウォータポンプケース３２とウォータポンプカバー３３を有して構成される。本実施形態においてウォータポンプ２９に加えて、エンジン１０は、ブローバイガスの気液分離を行うブリーザ室や、排気通路に供給される二次エアの量を制御するリードバルブを収容するリードバルブ室を備えるが、これらの具体的構成については後述するものとする。

ウォータポンプケース３２は図８に示されるように、概して偏平な薄箱状を呈し、図４Ｂに示されるように後述のブリーザ室と共にシリンダヘッド１３の左側面部の略全体を覆うように複数の締結部３４にてシリンダヘッド１３に対してボルト等の締結手段によって固定される。本例のウォータポンプ２９は遠心式ポンプであり、その要部は図８に示したようにインペラ３５、インペラ３５が固定手段であるボルト３６によりその軸端に軸着される回転軸３７、回転軸３７を回転自在に支持するオイルシール３８及びインペラ３５とは反対側の回転軸３７の軸端に軸着されるギヤ３９を含んで構成される。また、ウォータポンプケース３２にはオイルシール３８を収容するハウジング４０を有する。

この実施形態ではウォータポンプ２９本体は図４Ｂから分かるように、車両側面視でエンジン１０の吸気側に偏倚して配置される。シリンダヘッド１３の側面に取り付けられたウォータポンプ２９の回転軸３７は、シリンダヘッド１３内部まで延出するようになっており、この場合、回転軸３７は吸気側のカムシャフト２０（図４Ａ参照）と平行であるが、その軸心が下方へオフセットされている。ウォータポンプ２９の駆動機構として図９を参照して、回転軸３７はカムシャフト２０の略下方に間隔をおいて配置され、その軸端のギヤ３９がカムシャフト２０に軸着されたギヤ４１と噛合する。ギヤ３９及びギヤ４１のギヤ比は少なくとも１以上、好ましくは１よりも大きくなように設定される。なお、具体的なギヤ比についてはエンジン１０の仕様等に応じて適宜選択することができる。いずれの場合もウォータポンプ２９はカムシャフト２０の回転数以上の回転数で回転する。

ここで、シリンダヘッド１３の左側面部には図９に示されるように、ウォータポンプ２９を取り付けるための取付面４２が形成される。取付面４２は後述のようにブリーザ室等を構成するために図９のように所定パターンを持つ平坦面として形成される。一方、ウォータポンプケース３２には図１０に示されるように、取付面４２のパターンに対応するパターンを持つ平坦面として形成された接合面４３を有する。これらの取付面４２及び接合面４３は図５Ａに示されるように、シリンダ軸線Ｚと実質的に平行（上下方向）となるように相互に重合する。この場合、取付面４２及び接合面４３の間には、図１１のようにそれらのパターンと略同様なパターンを持つように形成されたシール４４が介装され、両者の液密性及び気密性が確保維持される。

図１２に示されるようにウォータポンプカバー３３の内面には、インペラ３５を収容可能なケーシング４５が凹設され、ウォータポンプカバー３３がウォータポンプケース３２と結合することで、ケーシング４５内でインペラ３５が回転するように構成される。ウォータポンプカバー３３は図５Ｂ等も参照して、ラジエータ１１１により冷却された冷却水が供給される冷却水ホース３０が接続されるインレットパイプ４６と、ラジエータ１１１に対してエンジン１０を冷却後の冷却水を送給する冷却水ホース３１が接続されるアウトレットパイプ４７とを備える。ウォータポンプカバー３３には、インレットパイプ４６が接続するインレット通路４８が形成され、このインレット通路４８は図５Ｂ等に示すようにケーシング４５の中央部に連通して、車両前方へやや前下りに延設される。このように配置されるインレット通路４８は、冷却水ホース３０を短縮することができる。

図１２も参照してウォータポンプカバー３３の内面にはウォータポンプケース３２との間で、インペラ３５の回転によりウォータポンプ２９から吐出される冷却水をシリンダヘッド１３のウォータジャケット２６Ａ（図１３参照）へ導出するための給送路４９が形成される。給送路４９はケーシング４５の後部から前寄りに下方へ渦巻き状に延設され、給送路４９の下端位置に対応してウォータジャケット２６Ａに冷却水を送出するための送出口５０（図１０をも参照）がシリンダヘッド１３側へ開口する。シリンダヘッド１３の取付面４２には図９に示されるように、送出口５０と連通して冷却水が流入される冷却水流入口５１が形成され、ウォータポンプ２９から給送路４９を経て冷却水流入口５１から流入した冷却水が、シリンダヘッド１３のウォータジャケット２６Ａに供給される。図９等から分かるように冷却水流入口５１は吸気側に偏倚して、シリンダヘッド１３の下端部付近に位置して配置される。なお、シリンダヘッド１３及びシリンダブロック１２内を流通した冷却水はその後、ウォータポンプ２９へ還流される。

シリンダヘッド１３の取付面４２にはまた図９に示されるように、エンジン１０を冷却後の冷却水がウォータジャケット２６からウォータポンプ２９側へ還流するための冷却水流出口５２（図９参照）が形成される。図９等から分かるように冷却水流出口５２は冷却水流入口５１とシリンダヘッド１３の同一側面（本例では左側）に設けられ、冷却水流入口５１よりも適度に前寄りに、その略上方に位置して配置される。ウォータポンプケース３２にはまた図８及び図１０等に示されるように、冷却水流出口５２と連通して冷却後の冷却水がウォータポンプ２９へ還流される還流口５３が開口する。図８及び図１２を参照してウォータポンプカバー３３の内面にはウォータポンプケース３２との間で、還流口５３を介してウォータポンプ２９に還流された冷却水をアウトレットパイプ４７へ導出するためのアウトレット通路５４が形成される。アウトレット通路５４は、送出口５０の略上方に位置して配置される還流口５３を起点として、ケーシング４５の周囲で前上りに傾斜する経路を辿り、ウォータポンプ２９の上部に配置されたアウトレットパイプ４７まで延設される。

上記のように形成された冷却水流入口５１及び冷却水流出口５２とウォータポンプ２９の回転軸３７は、図９に示されるようにシリンダヘッド１３の上下方向で略一直線上に配置される。このようにウォータポンプ２９とこのウォータポンプ２９及びシリンダヘッド１３間で冷却水の授受を行うための冷却水流入口５１及び冷却水流出口５２とがシリンダヘッド１３の吸気側に集約的に配置構成される。

上記の場合、ウォータポンプカバー３３において、図８に示すようにインレットパイプ４６とインレット通路４８はそれらのフランジ部を介して結合する。インレットパイプ４６及びインレット通路４８の結合部にはサーモスタット５５が装着される。サーモスタット５５により、ラジエータ１１１からウォータポンプ２９への冷却水の供給及び停止が制御される。

ここで、ウォータポンプカバー３３に設けられたインレット通路４８とアウトレット通路５４とは、図５Ｂあるいは図１２に示されるように車両側面視で相互に交差する。インレット通路４８はウォータポンプカバー３３の外側にて概略前後方向に延設され、アウトレット通路５４はウォータポンプカバー３３の内側にて概略上下方向に延設され、両者の交差部でウォータポンプカバー３３の一部により仕切られる。この場合、図１２のようにウォータポンプカバー３３にはその交差部に穿孔してなり、インレット通路４８及びアウトレット通路５４を連通するバイパス通路５６が設けられている。インレット通路４８及びアウトレット通路５４を適度に連通することで、それらを流通する冷却水の水温のハンチングが生じないようにしている。

また、図１２に示すようにウォータポンプカバー３３の上部において、インレット通路４８及びアウトレット通路５４にそれぞれ接続されたエア抜き用溝５７が設けられる。エア抜き用溝５７は、ウォータポンプカバー３３の内面にてインレット通路４８に連通するケーシング４５の周囲上部付近からアウトレット通路５４の上部まで延設される。ウォータポンプ２９に冷却水を注入後にはウォータポンプケース３２の上部に僅かに空気が残留するが、インペラ３５が回転することでその水圧によりかかる空気を、エア抜き用溝５７を介してウォータポンプ２９から排出することができる。

本発明の内燃機関の冷却構造において、ブリーザ機構と二次エア供給機構を付帯して備える。ブリーザ機構のブリーザ室と二次エア供給機構のリードバルブ室は、ウォータポンプケース３２及びウォータポンプカバー３３に形成され、ウォータポンプ２９と一体に設けられ、ウォータポンプユニットとして構成される。先ず、ブリーザ機構において図４Ａのようにウォータポンプ２９の前側に隣接して、即ち車両側面視（図５Ｂ参照）でエンジン１０の排気側に偏倚してブリーザ室５８が配置される。

この場合、ブリーザ室５８はシリンダヘッド１３とウォータポンプケース２９とで形成され、ウォータポンプ２９と隣接する。具体的には図９のようにシリンダヘッド１３の側面においてウォータポンプ２９の前側に位置して、取付面４２のパターンの一部に含まれ、その端面が取付面４２と面一とされた周状リブ５９によりブリーザ室５８の外郭が形成される。この外郭の内側にシリンダヘッド１３側のブリーザ室半体５８Ａが構成される。同様に図１０のようにウォータポンプケース３２の前部が前方、即ち排気側へ一体に延出して、その端面が接合面４３と面一とされた周状リブ６０によりブリーザ室５８の外郭が形成される。この外郭の内側にウォータポンプケース２９側のブリーザ室半体５８Ｂが構成される。ブリーザ室半体５８Ａ及びブリーザ室半体５８Ｂが相互に重合することで、ブリーザ室５８が画成され、両者の間には前述の取付面４２及び接合面４３のパターンと略同様なパターンを持つシール４４が介装される。

このようにシリンダヘッド１３とウォータポンプケース２９の間で形成されるブリーザ室５８は、ウォータポンプ２９の前側に隣接して配置される。この場合、ウォータポンプケース２９とブリーザ室５８は車両側面視で実質的に重ならないが、ウォータポンプ２９のインレットパイプ４６は車両側面視で、図５Ｂのようにブリーザ室５８と重なる。

ブリーザ室５８内部にはブリーザ室半体５８Ａ及びブリーザ室半体５８Ｂの相互間で突合せ式に構成され、ラビリンス構造を形成するように配された複数の隔壁もしくは仕切り壁６１が付設される。シリンダヘッド１３の側面には図９に示されるようにラビリンス構造の外側に位置して、動弁室側からブリーザ室５８に開口するブローバイガスの通気孔６２が形成される。また、ブリーザ室５８の底部（この例では前側の角部）には動弁室側に開口するオイル戻し孔６３が形成される。また、ブリーザ室半体５８Ｂにおいてブリーザ室５８内のラビリンス構造の上部には、図１０等のようにアウトレットパイプ６４が取り付けられる。このアウトレットパイプ６４には、気液分離されたブローバイガスをエアクリーナへ送給するためのホースが接続される。

ブリーザ機構において、クランクケース１１内のブローバイガスはカムチェーン室２５を通って動弁室に入り、通気孔６２を介してブリーザ室５８に流入する。ブリーザ室５８でブローバイガスは図９の点線矢印のように流れ、ラビリンス構造の隔壁６１に当たりながら気液分離される。ブローバイガスから分離された潤滑油成分は図９の実線矢印のように隔壁６１を伝って滴下し、ブリーザ室５８の底部のオイル戻し孔６３からクランクケース１１側へ戻される。

次に二次エア供給機構において、図８のようにリードバルブ室６５は実質的にウォータポンプケース３２とウォータポンプカバー３３とで形成され、車幅方向でブリーザ室５８に隣接している。
図８に示されるようにウォータポンプケース３２と一体形成されているブリーザ室５８の下部において、この例では左側外側面にリードバルブ室６５が形成される。リードバルブ室６５は図８のように例えば矩形状を呈するようにブリーザ室５８の外側面に凹設される。一方、ウォータポンプカバー３３において図１２に示されるように給送路４９の下部付近に位置して二次エア室６７が前方に延出し、つまり二次エア室６７はウォータポンプカバー３３と一体形成され、リードバルブ室６５の矩形と整合する開口６７ａを有する。ウォータポンプカバー３３がウォータポンプケース３２に閉合した際、開口６７ａがリードバルブ室６５に重なり、即ちリードバルブ室６５及び二次エア室６７が結合する。

このようにブリーザ室５８の下部に構成されるリードバルブ室６５は、ウォータポンプ２９とは反対の排気側に配置される。ウォータポンプ２９がシリンダヘッド１３の側面で吸気側に配置されるのに対して、リードバルブ室６５は実質的に排気側に配置される。

リードバルブ室６５及び二次エア室６７の結合部には、図８のようにリテーナ６６ａを介してリードバルブ６６が装着される。なお、このリードバルブ室６５及び二次エア室６７の結合部には例えばゴム製のシールが介装される。リードバルブ６６は、二次エア室６７からリードバルブ室６５へ二次エアを流通させるように開成作動する。また、リードバルブ室６５には前述したシリンダヘッド１３の排気ポート１９に連通する連通孔６８が形成される。このためシリンダヘッド１３には図９に示されるように排気ポート１９に連通し、且つ連通孔６８と連通する連通孔６８Ａが形成される。二次エア室６７の後上部には図８のように後上方へ延出するインレットパイプ６９が取り付けられる。このインレットパイプ６９にはエアクリーナから二次エアを供給するためのホースが接続される。

二次エア供給機構において、所定のタイミングで排気ポート１９の負圧が連通孔６８，６８Ａを介してリードバルブ６６に作用する。これによりリードバルブ６６が開成し、二次エア室６７からリードバルブ室６５へ二次エアを流通され、更にその二次エアは排気ポート１９に供給される。このようにエアクリーナからの清浄な空気を取り込んで、排気系に供給し、排気ガスの浄化を促すことができる。

ここで、ブリーザ室５８は図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、シリンダ軸線Ｚに沿った長さが、ウォータポンプ２９と略同一である。ウォータポンプ２９及びブリーザ室５８はシリンダヘッド１３の側面において吸気側と排気側に振り分けて配置され、高さ方向即ち上下方向の位置及び長さが両者間で実質的に同一となるように設定される。

また、リードバルブ室６５に通じるインレットパイプ６９は図５Ａに示されるように、ウォータポンプ２９のインレットパイプ４６と車両幅方向で略同一位置である。ウォータポンプ２９のインレットパイプ４６は車両側面視で、図５Ｂのようにブリーザ室５８と重なるが、二次エア室６７はその下部に配置され、これに接続されるインレットパイプ６９はウォータポンプ２９のインレットパイプ４６と車両側面視で重ならない。

本実施形態に係る内燃機関の冷却構造における動作において、エンジン１０が始動することで、カムシャフト２０のギヤ４１と噛合するギヤ３９を介して回転軸３７が回転し、ウォータポンプ２９が所定の回転数で回転する。なお、ウォータポンプ２９は少なくともカムシャフト２０以上の高い回転数で回転し、このように回転数の上昇により流量確保することでウォータポンプ２９の小型化を図ることができる。

ラジエータ１１１で冷却された冷却水は、冷却水ホース３０を介してインレット通路４８を通ってウォータポンプ２９に供給され、給送路４９を経て送出口５０から冷却水流入口５１を介して、シリンダヘッド１３へ供給される。この場合、冷却水流入口５１からシリンダヘッド１３へ供給された冷却水は先ず、図１３に概略示したようにシリンダヘッド１３のウォータジャケット２６Ａを流通し、シリンダブロック１２に流入する。この冷却水はシリンダブロック１２のウォータジャケット２８を流通し、その後シリンダヘッド１３のウォータジャケット２６へ戻り、冷却水流出口５２を介して還流口５３からウォータポンプ２９へ還流される。ウォータポンプ２９に還流した冷却水は、アウトレット通路５４を通ってウォータポンプ２９の上部のアウトレットパイプ４７から、冷却水ホース３１を介してラジエータ１１１へ送給される。このように冷却水をウォータジャケット２６及びウォータジャケット２８に流通させることで、エンジン１０を効率よく冷却することができる。

次に、本発明による内燃機関の冷却構造における主要な作用効果について説明する。先ず、ウォータポンプ２９はウォータポンプケース３２とウォータポンプカバー３３を有して構成される。そして、ブリーザ室５８とリードバルブ室６５はウォータポンプ２９と一体に、それぞれウォータポンプケース３２及びウォータポンプカバー３３に形成される。
このようにブリーザ室５８及びリードバルブ室６５をウォータポンプ２９と一体化して構成し、ユニット化することで、これらの補機類の機能を有効に実現しつつシリンダヘッド１３の幅やエンジン１０高さを抑えることができる。また、ブリーザ室５８及びリードバルブ室６５をウォータポンプ２９と一体でシリンダヘッド１３に組み付けることができるため、それらの組付性が大幅に向上する上、部品点数も削減することができる。

この場合、ブリーザ室５８は、シリンダヘッド１３とウォータポンプケース３２とで形成され、ウォータポンプ２９と隣接する。
ウォータポンプケース３２を有して、その所定部位を延出させてブリーザ室５８を形成することで、シリンダヘッド１３とのシール面が同一高さになり、即ちウォータポンプケース３２及びブリーザ室５８の接合面４３を面一化することができる。この接合面４３がシリンダヘッド１３の取付面４２と整合し、シール４４を一体成型することができるためその組付性及び気密性が向上して、コストダウンも可能になる。

ブリーザ室５８がウォータポンプ２９と隣接するため取付面４２及び接合面４３、従ってシール４４を小型化して全体としてコンパクト化を図ることができる。
また、ウォータポンプ２９に隣接するブリーザ室５８内を流れるブローバイガスに対する冷却効果が向上することで、ブリーザ室５８における気液分離能力も向上する。更に、リードバルブ６６はゴム製シールでシールされているが、そのシールが冷やされることで耐久性が向上する。

また、リードバルブ室６５は図４Ｂ等に示されるように、ブリーザ室５８の外側壁即ちウォータポンプケース３２と、これに閉合する二次エア室６７即ちウォータポンプカバー３３とで形成され、車幅方向でブリーザ室５８の外側に隣接している。
このようにリードバルブ室６５をブリーザ室５８に対して幅を詰めて隣接することで、特に車幅方向をコンパクトにすることができる。

更に、ブリーザ室５８は図５Ｂ等のように、シリンダ線Ｚに沿った長さが、ウォータポンプ２９と略同じである。
このようにブリーザ室５８をウォータポンプ２９よりも突出させることなく、即ちコンパクト化を図りながらブリーザ室５８の必要な容量を確保することができる。

また、車両側面視で図５Ｂのようにウォータポンプ２９のインレットパイプ４６はブリーザ室５８と重なっており、この場合更に、図５Ａのようにリードバルブ室６５のインレットパイプ６９が該ウォータポンプ２９のインレットパイプ４６と、車両幅方向で略同一高さである。
このようにインレットパイプ４６をリードバルブ室６５に隣接させつつ、インレットパイプ６９と車両幅方向の位置を同一にすることにより、二次エア室６７の容量を確保し、即ち二次エアの流量を確保しながら、シリンダヘッド１３の左右方向幅を抑えることができる。

また、車両側面視でウォータポンプ２９は吸気側に配置され、ブリーザ室５８とリードバルブ室６５は共に排気側に配置される。
それぞれシリンダヘッド１３の排気ポート１９に連通される、リードバルブ室６５の連通孔６８とシリンダヘッド１３の連通孔６８Ａとで形成される二次エア通路が直線状に配置される。このため連通孔６８及び連通孔６８Ａの加工性が向上すると共に、二次エアを流れ易くして流通効率を向上できる。

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１０として４サイクル単気筒ＤＯＨＣエンジンの例を説明したが、４サイクル単気筒ＳＯＨＣエンジンであってもよく、いずれの場合も単気筒以外の２気筒以上のエンジンであっても同様に適用可能である。

１０エンジン、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クランクシャフト、１６トランスミッションケース、１７吸気ポート、１８燃焼室、１９排気ポート、２０，２１カムシャフト、２２，２３スプロケット、２４カムチェーン、２５カムチェーン室、２６，２６Ａウォータジャケット、２７シリンダボア、２８ウォータジャケット、２９ウォータポンプ、３０，３１冷却水ホース、３２ウォータポンプケース、３３ウォータポンプカバー、３５インペラ、３７回転軸、３８オイルシール、３９，４１ギヤ、４２取付面、４３接合面、４４シール、４６インレットパイプ、４７アウトレットパイプ、４８インレット通路、４９給送路、５０送出口、５１冷却水流入口、５２冷却水流出口、５３還流口、５４アウトレット通路、５５サーモスタット、５６バイパス通路、５７エア抜き用溝、５８ブリーザ室、５９，６０周状リブ、６２通気孔、６３オイル戻し孔、６５リードバルブ室、６６リードバルブ、６７二次エア室、６８連通孔、６９インレットパイプ、１００自動二輪車。

Claims

シリンダと、シリンダヘッドと、前記シリンダヘッド内の動弁機構用のカム軸と、前記カム軸により駆動され前記シリンダヘッドに設けられたウォータポンプと、ブローバイガスの気液分離を行うブリーザ室と、排気通路に供給される二次エアの量を制御するリードバルブを収容するリードバルブ室と、を備えた内燃機関において、
前記ウォータポンプは、ウォータポンプケースとウォータポンプカバーを有し、
前記ブリーザ室と前記リードバルブ室は、前記ウォータポンプケース及び前記ウォータポンプカバーに形成され、前記ウォータポンプと一体に設けられていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
前記ブリーザ室は前記シリンダヘッドと前記ウォータポンプケースとで形成され、前記ウォータポンプと隣接していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却構造。
前記リードバルブ室は前記ウォータポンプケースと前記ウォータポンプカバーとで形成され、車幅方向で前記ブリーザ室に隣接していることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の冷却構造。
前記ブリーザ室は前記シリンダのシリンダ軸線に沿った長さが、前記ウォータポンプと略同一であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の冷却構造。
前記ウォータポンプのインレットパイプ部は車両側面視で、前記ブリーザ室と重なり、前記リードバルブ室のインレットパイプ部は前記ウォータポンプのインレットパイプ部と、車両幅方向で略同一高さであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の冷却構造。
車両側面視で、前記ウォータポンプは吸気側に配置され、前記ブリーザ室及び前記リード室は排気側に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の冷却構造。