JP2018066338A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】モータ機能付き発電機を備えるエンジンにおいて、センサへの熱影響を低減する。【解決手段】第１センサは、第２センサよりも長い。軸線方向から見て、冷却ファンの中心から遠心方向に延び第１排気口端を通る仮想線が、第１境界線として定義される。軸線方向から見て、冷却ファンの中心から遠心方向に延び第２排気口端を通る仮想線が、第２境界線として定義される。冷却装置において、軸線方向から見て、第１境界線と第２境界線とで区画される２つの領域のうち排気口が配置される領域が、第１領域として定義される。冷却装置において、軸線方向から見て、第１境界線と第２境界線とで区画される２つの領域のうち他方の領域が、第２領域と定義される。第１センサは、軸線方向から見て、第２領域に配置される。【選択図】図９

Description

本発明は、エンジン、特に鞍乗型車両用のエンジンに関する。

鞍乗型車両のエンジンには、モータ機能付き発電機を備えるものがある。モータ機能付き発電機は、クランクケースから突出するクランクシャフトの端部に取り付けられる。このようなエンジンでは、モータ機能付き発電機のロータ、或いはクランクシャフトの回転位相及び絶対回転位置を検出するために複数種類のセンサが設けられる。

例えば、特許文献１の発電機では、回転位相センサと絶対回転位置センサとが設けられている。回転位相センサと絶対回転位置センサとは、ステータの端面に固定され、それぞれステータのティース間に配置される。ロータにはマグネットが取り付けられており、回転位相センサは、ロータの回転によるマグネットの磁束の変化を検出することで、ロータの位相を検出する。絶対回転位置センサは、ロータの回転によるマグネットの磁束の変化を検出することで、ロータの絶対位置を検出する。

特開２０１５−１００２２１号公報

上述したセンサは、クランクシャフトの近傍に配置される。従って、センサは、高温環境下に曝される。そのため、センサへの熱影響をできるだけ低減することが好ましい。

本発明の課題は、モータ機能付き発電機を備えるエンジンにおいて、センサへの熱影響を低減することにある。

本発明の一態様に係るエンジンは、クランクケースと、クランク軸と、冷却装置と、モータ機能付き発電機と、を備える。クランク軸は、クランクケースの外部に配置される端部を含む。クランク軸は、クランクケースに収容されると共に軸線を中心に回転する。冷却装置は、冷却ファンと冷却ハウジングとを含む。冷却ファンは、クランク軸の端部に取り付けられる。冷却ハウジングは、冷却ファンを収容する。モータ機能付き発電機は、冷却ハウジングに収容され、クランク軸の軸線方向においてクランクケースと冷却ファンとの間に配置される。

冷却ファンは、クランク軸と同軸に配置される遠心ファンである。冷却ハウジングは、冷却ファンの遠心方向に配置される排気口を含む。排気口は、第１排気口端と第２排気口端とを含む。第１排気口端は、冷却ファンの周方向における排気口の一方の端部である。第２排気口端は、冷却ファンの周方向における排気口の他方の端部である。

モータ機能付き発電機は、ロータと、ステータと、センサユニットと、を含む。ロータは、クランク軸の端部に接続される。ステータは、クランクケースに固定され、ロータと対向している。センサユニットは。ステータに取り付けられている。ステータは、周方向に互いに隙間を介して配置される複数のティースを含む。隙間は、第１の隙間と第２の隙間とを含む。

センサユニットは、第１センサと第２センサとを含む。第１センサは、第１の隙間に配置される。第２センサは、第２の隙間に配置される。軸線が延びる軸線方向において、第１センサは、第２センサよりも長い。軸線方向から見て、冷却ファンの中心から遠心方向に延び第１排気口端を通る仮想線が、第１境界線として定義される。軸線方向から見て、冷却ファンの中心から遠心方向に延び第２排気口端を通る仮想線が、第２境界線として定義される。冷却装置において、軸線方向から見て、第１境界線と第２境界線とで区画される２つの領域のうち排気口が配置される領域が、第１領域として定義される。冷却装置において、軸線方向から見て、第１境界線と第２境界線とで区画される２つの領域のうち他方の領域が、第２領域と定義される。第１センサは、軸線方向から見て、第２領域に配置される。

本態様に係るエンジンでは、第１センサは、第２センサよりも長いため、受熱面積が大きくなり易く、熱影響を強く受ける。第１センサは、軸線方向から見て、第２領域に配置される。ステータの周囲の空間において、第２領域では、排気口が設けられる第１領域に比べて排気に干渉され難くなるので、冷却風が流れ易い。そのため、第２センサよりも熱影響を強く受ける第１センサを冷却風によって効果的に冷却することができる。

第１センサは、排気口に対して軸線方向にずれて配置されてもよい。排気口に対して軸線方向にずれた位置では空気が流れ難いが、その中でも、上述した第２領域では、第１領域と比べて空気が流れ易い。そのような位置に第１センサが配置されることで、第１センサを冷却風によって効果的に冷却することができる。

第２センサは、軸線方向から見て、第１領域に配置されてもよい。この場合、第１センサと同様の第２領域に第２センサを配置する必要がない。それにより、センサユニットのレイアウトの自由度を向上させることができる。また、第２センサは第１センサよりも短いため、冷却風が当たり難い位置に第２センサが配置されても、熱影響を抑えられる。

センサユニットは、軸線方向から見て冷却ファンと重なっていてもよい。排気口の少なくとも一部は、冷却ファンの下方に配置されてもよい。第１センサは、第２センサよりも上方に配置されてもよい。この場合、第１センサが第２センサよりも下方に配置される場合と比べて、第１センサが排気口から上方に大きく離れて配置される。そのため、空気が滞留しやすい排気口近傍の位置から離れて第１センサが配置される。それにより、第１センサに冷却風がさらに当たり易い。

センサユニットは、第１センサと第２センサとを含む複数のセンサを含んでもよい。第１センサは、複数のセンサの中で最も上方に配置されてもよい。この場合、第１センサが他のセンサよりも下方に配置される場合と比べて、第１センサが排気口から上方に大きく離れて配置される。そのため、空気が滞留しやすい排気口近傍の位置から離れて第１センサが配置される。それにより、第１センサに冷却風がさらに当たり易い。

排気口は、冷却ファンの回転中心よりも下方に配置されてもよい。第１センサは、冷却ファンの回転中心よりも上方に配置されてもよい。この場合、第１センサが第２センサよりも下方に配置される場合と比べて、第１センサが排気口から上方に大きく離れて配置される。そのため、空気が滞留しやすい排気口近傍の位置から離れて第１センサが配置される。それにより、第１センサに冷却風がさらに当たり易い。

第１センサは、軸線方向において、複数のセンサの中で最も長くてもよい。この場合、複数のセンサのなかで熱影響を最も強く受ける第１センサを効果的に冷却することができる。

センサユニットは、ステータの周方向に沿って延び、複数のセンサを連結する連結部を含んでもよい。連結部の一部は、軸線方向から見て、第１領域に配置されてもよい。この場合、第１センサと同様の第２領域に、連結部を配置する必要がない。それにより、センサユニットのレイアウトの自由度を向上させることができる。

ステータは、ステータコイルを含んでもよい。エンジンは、コイルケーブルと、センサケーブルと、ブラケットと、をさらに備えてもよい。コイルケーブルは、ステータコイルに接続されてもよい。センサケーブルは、センサユニットに接続されてもよい。ブラケットは、コイルケーブルとセンサケーブルとを束ねていてもよい。コイルケーブルは、ステータから上方に向かって延びていてもよい。センサユニットとセンサケーブルとの接続部は、ステータの回転中心よりも上方に配置されてもよい。

この場合、ブラケットによって束ねられたセンサケーブルとコイルケーブルとをステータの回転中心よりも上方の位置から上方に延びるように配置することができる。そのため、束ねられたセンサケーブルとコイルケーブルとをステータの回転中心よりも下方の位置から上方に延ばす場合と比べて、コイルケーブルの配置が容易になる。

コイルケーブルは、ステータから前方に向かって延びてもよい。センサユニットとセンサケーブルとの接続部は、ステータの回転中心よりも上方に配置されてもよい。この場合、ブラケットによって束ねられたセンサケーブルとコイルケーブルとをステータの回転中心よりも上方の位置から前方に延びるように配置することができる。そのため、束ねられたセンサケーブルとコイルケーブルとをステータの回転中心よりも下方の位置から前方に延ばす場合と比べて、コイルケーブルの配置が容易になる。

軸線方向から見て、センサユニットの上端はステータの回転中心よりも上方に位置してもよい。センサユニットの下端はステータの回転中心よりも下方に位置してもよい。この場合、センサユニットが回転中心よりも下方、或いは上方に偏って配置される場合と比べて、センサユニットに接続されるケーブルの配設が容易となる。

隙間は、ステータの周方向において第１の隙間と第２の隙間との間に位置する第３の隙間をさらに含んでもよい。第３の隙間は、軸線方向から見て、冷却ファンの周方向において第１センサと第１境界線との間に配置されてもよい。この場合、第１センサは、第２領域において第１境界線から離れて配置される。第１境界線の近傍では、排気口から排出される空気によって、冷却ファンから送り出される空気が影響を受ける。そのため、第１境界線の近傍では、空気流が淀んだり、流れが悪くなったりする。従って、第１センサが第１境界線から離れて配置されることで、第１境界線の近傍での空気流の乱れを避けて、第１センサを冷却風によって効果的に冷却することができる。

第２領域には、冷却ファンによって生成される空気流を排出するための開口は設けられていなくてもよい。この場合、第２領域では、排気口が設けられる第１領域に比べて排気に干渉され難くなるので、冷却風が流れ易い。そのため、第１センサを冷却風によって効果的に冷却することができる。

第１排気口端は、排気口において冷却ファンの回転方向における下流側の端部であってもよい。第２排気口端は、排気口において冷却ファンの回転方向における上流側の端部であってもよい。

センサユニットは、軸線方向においてクランクケースと対向して配置されてもよい。クランクケースは、軸線方向から見て、センサユニットと重なる位置に配置されるリブを含んでもよい。この場合、リブによってクランクケースとセンサユニットとの隙間が狭められる。これにより、センサユニット近傍の空気流を増速させることで、センサユニットの冷却効果を向上させることができる。

本発明では、モータ機能付き発電機を備えるエンジンにおいて、センサへの熱影響を低減することができる。

実施形態に係る鞍乗型車両の側面図である。 実施形態に係るエンジンの断面図である。 軸線方向から見た冷却ファンを示す図である。 モータ機能付き発電機及び冷却ファンの周囲の拡大断面図である。 クランク軸の第１端部から第２端部に向かう方向に見たステータを示す図である。 クランク軸の第２端部から第１端部に向かう方向に見たステータを示す図である。 ステータの径方向から見たステータ、センサユニット、及びクランクケースの一部を示す図である。 クランクケース、ステータ、及びセンサユニットを軸線方向から見た図である。 図２におけるIX−IX断面図である。 図９におけるX−X断面図である。 センサユニット及び排気口の配置の変形例を示す模式図である。 センサユニット及び排気口の配置の変形例を示す模式図である。 センサユニット及び排気口の配置の変形例を示す模式図である。 センサユニット及び排気口の配置の変形例を示す模式図である。 センサユニット及び排気口の配置の変形例を示す模式図である。 センサユニット及び排気口の配置の変形例を示す模式図である。

以下、実施形態に係るエンジンについて図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るエンジンが搭載された鞍乗型車両１の側面図である。本実施形態に係る鞍乗型車両１は、スクータ型車両である。図１に示すように、鞍乗型車両１は、車両本体２と、ハンドル３と、ステアリング装置４と、前輪５と、シート６と、後輪７と、エンジン８と、を含む。

ハンドル３は、ステアリング装置４を介して、前輪５に連結されている。シート６は、車両本体２に支持されている。シート６の前方且つ下方には、フートボード９が配置されている。フートボード９は、車幅方向における中央部が上方に凸に突出した形状を有している。なお、フートボード９は、平坦な形状であってもよい。

エンジン８は、シート６の下方に配置されている。エンジン８は、車両本体２に揺動可能に支持されている。以下、エンジン８の構造について詳細に説明する。なお、以下の説明において上下左右前後の各方向は、エンジン８が鞍乗型車両１に搭載された状態での各方向を意味するものとする。

図２は、エンジン８の断面図である。図２に示すように、エンジン８は、シリンダヘッド１１と、シリンダ１２と、ピストン１３と、クランクケース１４と、クランク軸１５とを含む。シリンダヘッド１１は、シリンダ１２に接続されている。シリンダ１２は、クランクケース１４に接続されている。ピストン１３は、シリンダ１２内に配置されている。クランク軸１５は、コンロッド１６を介して、ピストン１３に連結されている。クランク軸１５は、クランクケース１４に収容されており、クランク軸１５の軸線Ａｘ１を中心に回転する。なお、以下の説明において、「軸線方向」とは、クランク軸１５の軸線Ａｘ１が延びる方向を意味するものとする。

クランク軸１５は、第１端部１５１と、第２端部１５２と、クランクウェブ１５３とを含む。クランクウェブ１５３は、第１端部１５１と第２端部１５２との間に位置しており、クランクケース１４内に配置されている。第１端部１５１は、クランクケース１４から軸線方向における一方に突出しており、クランクケース１４の外部に配置されている。第２端部１５２は、クランクケース１４から軸線方向における他方に突出しており、クランクケース１４の外部に配置されている。第２端部１５２は、トランスミッション１７の駆動プーリ１７１に連結されている。

エンジン８は、冷却ファン１８とモータ機能付き発電機１９とを含む。冷却ファン１８は、クランク軸１５の第１端部１５１に取り付けられる。モータ機能付き発電機１９は、軸線方向においてクランクケース１４と冷却ファン１８との間に配置される。エンジン８は、ラジエータ２１を含む。ラジエータ２１は、軸線方向において冷却ファン１８の外方に配置されている。ラジエータ２１は、軸線方向から見て、冷却ファン１８と重なる。

図３は、軸線方向から見た冷却ファン１８を示す図である。冷却ファン１８は、クランク軸１５と同軸に配置されている。冷却ファン１８は、軸線方向から取り込んだ風を遠心方向に送り出す遠心ファンである。図３に示すように、冷却ファン１８は、円板状のファン本体１８１と、複数の羽根部１８２とを含む。なお、図３では、複数の羽根部１８２の一部のみに符号１８２を付している。

ファン本体１８１の中心には、クランク軸１５が通される開口１８３が設けられている。ファン本体１８１には、複数の固定孔１８４が設けられている。固定孔１８４には、冷却ファン１８を後述するロータ２４に固定するためのボルトが通される。また、ファン本体１８１には、空気が通過可能なように複数の貫通孔１８５が設けられている。複数の羽根部１８２は、ファン本体１８１上に配置されている。複数の羽根部１８２の先端は、ファン本体１８１から径方向に突出している。なお、冷却ファン１８の遠心方向は、ファン本体１８１の径方向においてファン本体１８１の中心から外方に向かう方向を意味する。

図２に示すように、クランクケース１４は、側壁部１４１とカバー部１４２とを含む。側壁部１４１は、クランクウェブ１５３を覆っている。側壁部１４１は、クランク軸１５が通される孔１４３を含む。カバー部１４２は、側壁部１４１から軸線方向に突出している。

エンジン８は、ハウジング部材２２を含む。ハウジング部材２２は、クランクケース１４の側壁部１４１に取り付けられている。ハウジング部材２２は、軸線方向から見てクランクケース１４と重なる。クランクケース１４のカバー部１４２とハウジング部材２２とで、モータ機能付き発電機１９と冷却ファン１８とを収容する冷却ハウジング２０が構成されている。冷却ハウジング２０と冷却ファン１８とは、冷却装置１０を構成している。

モータ機能付き発電機１９は、図示しない電気回路と接続されている。モータ機能付き発電機１９は、電気回路から電力を供給されることでモータとして機能する。モータ機能付き発電機１９は、エンジン８を始動させるスタータモータとして機能する。モータ機能付き発電機１９は、エンジン８の駆動力を補助するアシストモータとして機能してもよい。また、モータ機能付き発電機１９は、発電機として機能することもできる。モータ機能付き発電機１９は、発電機として機能するときには、電気回路に電力を供給する。

図４は、モータ機能付き発電機１９及び冷却ファン１８の周囲の拡大断面図である。図４に示すように、モータ機能付き発電機１９は、ロータ２４と、ステータ２５と、センサユニット２６と、を含む。

ロータ２４は、クランク軸１５の第１端部１５１に接続されており、クランク軸１５と共に回転する。ロータ２４は、ロータコア２７と永久磁石２８とを含む。ロータコア２７は、筒状の形状を有しており、クランクケース１４に向かって開口している。永久磁石２８は、ロータコア２７の内周面に取り付けられている。また、ロータコア２７には空気が通過可能なように複数の貫通孔２７１が設けられている。貫通孔２７１は、ロータコア２７を軸線方向に貫通している。

ステータ２５は、クランクケース１４に固定されており、ロータ２４と対向している。図５は、クランク軸１５の第１端部１５１から第２端部１５２に向かう方向に見たステータ２５を示す図である。図６は、クランク軸１５の第２端部１５２から第１端部１５１に向かう方向に見たステータ２５を示す図である。図５及び図６に示すように、ステータ２５は、ステータコア３１と複数のティース３２とを含む。なお、図面においては、複数のティース３２の一部のみに符号３２を付している。

ステータコア３１は、クランク軸１５の第１端部１５１が通される開口３１１を含む。図４に示すように、ステータコア３１は、クランクケース１４の側壁部１４１にボルト３４によって固定されている。複数のティース３２は、ステータコア３１から径方向に延びている。複数のティース３２は、周方向に互いに隙間を介して配置されている。

図４に示すように、ステータ２５は、ステータコイル３３を含む。ステータコイル３３は、複数のティース３２に巻回されている。モータ機能付き発電機１９は三相モータであり、ステータコイル３３は、Ｖ相、Ｕ相、及びＷ相の３相のコイルを有している。図６に示すように、各相のコイルに接続された複数のコイルケーブル３５ａ，３５ｂ，３５ｃが、ステータコア３１から前方且つ上方に向かって延びている。

センサユニット２６は、ステータ２５に取り付けられている。図７はステータ２５の径方向から見たステータ２５及びセンサユニット２６を示す図である。図５及び図７に示すように、センサユニット２６は、複数のセンサ３６−３９と、連結部４０とを含む。

複数のセンサ３６−３９は、第１センサ３６と第２センサ３７と第３センサ３８と第４センサ３９とを含む。上述した複数のティース３２の間の複数の隙間は、第１の隙間Ｇ１と第２の隙間Ｇ２と第３の隙間Ｇ３と第４の隙間Ｇ４とを含む。第１〜第４の隙間Ｇ１−Ｇ４は、周方向に並んで配置されている。第１センサ３６は、第１の隙間Ｇ１に配置される。第２センサ３７は、第２の隙間Ｇ２に配置される。第３センサ３８は、第３の隙間Ｇ３に配置される。第４センサ３９は、第４の隙間Ｇ４に配置される。

第１〜第４センサ３６−３９は、磁気センサである。例えば、第１〜第４センサ３６−３９は、ホールセンサである。第１センサ３６は、ロータ２４の回転による永久磁石２８の磁束の変化を検出することで、ロータ２４の絶対位置を検出する。第２〜第４センサ３７−３９は、ロータ２４の回転による永久磁石２８の磁束の変化を検出することで、ロータ２４の位相を検出する。

図５に示すように、第１〜第４センサ３９は、ステータ２５の回転中心Ｃ１よりも後方に位置している。第１〜第４センサ３６−３９は、ステータコア３１よりも後方に位置している。

第１センサ３６は、複数のセンサ３６−３９の中で最も上方に配置されている。第１センサ３６は、ステータ２５の回転中心Ｃ１よりも上方に配置されている。すなわち、第１センサ３６は、冷却ファン１８の回転中心よりも上方に配置されている。第１センサ３６は、ステータコア３１の開口３１１よりも上方に配置されている。

第２センサ３７は、複数のセンサ３６−３９の中で最も下方に配置されている。第２センサ３７は、ステータ２５の回転中心Ｃ１よりも下方に配置されている。第２センサ３７は、ステータコア３１の開口３１１よりも下方に配置されている。第３センサ３８は、ステータ２５の回転中心Ｃ１よりも上方に配置されている。第４センサ３９は、第３センサ３８よりも下方に配置されている。第４センサ３９は、ステータ２５の回転中心Ｃ１よりも下方に配置されている。

図７に示すように、第１センサ３６の長さは、軸線方向において、複数のセンサ３６−３９の中で最も長い。第２〜第４センサ３７−３９の長さは、軸線方向において、同じである。ただし、第２〜第４センサ３７−３９の長さが互いに異なってもよい。

連結部４０は、第１〜第４センサ３６−３９を連結している。連結部４０は、第１〜第４センサ３６−３９に接続されている。図６に示すように、連結部４０は、ステータ２５の周方向に沿って延びている。連結部４０は、軸線方向から見て、第１〜第４の隙間Ｇ１−Ｇ４と重なる。第１〜第４センサ３６−３９は、連結部４０から軸線方向に延びている。連結部４０は、クランクケース１４に対向している。連結部４０は、クランクケース１４の側壁部１４１とステータ２５との間に配置されている。

軸線方向から見て、センサユニット２６の上端は、ステータ２５の回転中心Ｃ１よりも上方に位置する。センサユニット２６の下端は、ステータ２５の回転中心Ｃ１よりも下方に位置する。軸線方向から見て、センサユニット２６の上端は、ステータ２５の開口３１１よりも上方に位置し、センサユニット２６の下端は、ステータ２５の開口３１１よりも下方に位置する。

センサユニット２６は、クランクケース１４の側壁部１４１と対向して配置されている。図８は、クランクケース１４、ステータ２５、及びセンサユニット２６を軸線方向から見た図である。図６及び図８に示すように、クランクケース１４の側壁部１４１は、センサユニット２６に向かって突出するリブ１４４を含む。図８に示すように、リブ１４４は、軸線方向から見て、センサユニット２６と重なる位置に配置される。

図６に示すように、センサユニット２６にはセンサケーブル４１が接続されている。センサケーブル４１は、センサユニット２６から前方且つ上方に向かって延びている。センサユニット２６とセンサケーブル４１との接続部４２は、ステータ２５の回転中心Ｃ１よりも上方に配置されている。コイルケーブル３５ａ，３５ｂ，３５ｃとセンサケーブル４１とはブラケット４３によって束ねられている。ブラケット４３は、ステータコア３１に取り付けられている。

図９は、図２におけるIX−IX断面図である。図９に示すように、冷却ハウジング２０は、冷却ファン１８の遠心方向に配置される排気口４５を含む。排気口４５は、ハウジング部材２２に設けられている。ただし、排気口４５は、クランクケース１４の一部に設けられてもよい。

排気口４５は、第１排気口端４５１と第２排気口端４５２とを含む。第１排気口端４５１は、冷却ファン１８の周方向における排気口４５の一方の端部である。第２排気口端４５２は、冷却ファン１８の周方向における排気口４５の他方の端部である。詳細には、第１排気口端４５１は、排気口４５において冷却ファン１８の回転方向における下流側の端部である。第２排気口端４５２は、排気口４５において冷却ファン１８の回転方向における上流側の端部である。

軸線方向から見て、冷却ファン１８の回転中心Ｃ２から遠心方向に延び第１排気口端４５１を通る仮想線が、第１境界線Ｌ１として定義される。軸線方向から見て、冷却ファン１８の中心から遠心方向に延び第２排気口端４５２を通る仮想線が、第２境界線Ｌ２として定義される。冷却装置１０において、軸線方向から見て、第１境界線Ｌ１と第２境界線Ｌ２とで区画される２つの領域のうち排気口４５が配置される領域が、第１領域Ｂ１として定義される。冷却装置１０において、軸線方向から見て、第１境界線Ｌ１と第２境界線Ｌ２とで区画される２つの領域のうち他方の領域が第２領域と定義される。

本実施形態において、第２領域Ｂ２は、冷却ハウジング２０内において第１領域Ｂ１以外の残りの領域である。ただし、第２領域Ｂ２は、冷却ハウジング２０内において第１領域Ｂ１以外の残りの領域の一部であってもよい。第２領域Ｂ２には、冷却ファン１８によって生成される空気流を排出するための開口は設けられていない。ただし、ネジ孔、或いは、部品間の小さな隙間など、空気流を排出することを目的としてない開口が第２領域Ｂ２に設けられてもよい。

排気口４５は、冷却ファン１８の回転中心Ｃ２よりも下方に配置されている。排気口４５の一部は、冷却ファン１８の下方に配置されている。排気口４５は、下方から見て、冷却ファン１８と重なる。

詳細には、冷却ハウジング２０は、底部４８と下側部４９とを含む。軸線方向から見て、底部４８は、冷却ファン１８の下方に位置する。軸線方向から見て、下側部４９は、底部４８から斜め上方に延びている部分である。下側部４９の上端は、冷却ファン１８の下端よりも上方に位置している。排気口４５は、底部４８と下側部４９とに設けられている。軸線方向から見て、底部４８と下側部４９とは、第１領域Ｂ１に配置されている。

冷却ハウジング２０は、第１側部５１と、第２側部５２と、上部５３と、を含む。軸線方向から見て、第１側部５１は、冷却ファン１８に対して水平方向の一方に配置される。軸線方向から見て、第２側部５２は、冷却ファン１８に対して水平方向の他方に配置される。軸線方向から見て、第１側部５１は、下側部４９の上方に位置している。第１側部５１は、下側部４９とつながっている。軸線方向から見て、上部５３は、冷却ファン１８の上方に配置される。第１側部５１と、第２側部５２と、上部５３とは、第２領域Ｂ２に配置されている。

図４に示すように、ステータ２５は、排気口４５に対して軸線方向にずれて配置されている。すなわち、ステータ２５は、ステータ２５の径方向から見て、排気口４５と重ならない位置に配置されている。以下、冷却ハウジング２０内において、冷却ファン１８が配置されている空間Ｓ１を「ファン空間Ｓ１」と呼ぶ。また、冷却ハウジング２０内において、ステータ２５が配置される空間Ｓ２を「ステータ空間Ｓ２」と呼ぶ。ステータ空間Ｓ２は、冷却ファン１８及び排気口４５から軸線方向に離れている。

センサユニット２２は、軸線方向から見て冷却ファン１８と重なる。センサユニット２６は、排気口４５に対して軸線方向にずれて配置されている。センサユニット２６は、ステータ空間Ｓ２に配置されている。センサユニット２６は、軸線方向において、排気口４５よりも内方に配置されている。排気口４５は、軸線方向において、センサユニット２６よりも外方に配置されている。すなわち、センサユニット２６は、ステータ２５の径方向から見て、排気口４５と重ならない位置に配置されている。従って、第１〜第４センサ３６−３９は、排気口４５に対して軸線方向にずれて配置されている。第１〜第４センサ３６−３９は、ステータ２５の径方向から見て、排気口４５と重ならない位置に配置されている。

図９に示すように、第１センサ３６は、軸線方向から見て、第２領域Ｂ２に配置される。第１センサ３６は、軸線方向から見て、遠心方向において第１側部５１と重なる位置に配置される。

なお、ある要素が、軸線方向から見て、遠心方向において冷却ハウジング２０のある部分と重なる位置に配置されることは、軸線方向から見て、当該要素を通り遠心方向に延びる仮想線が、当該部分と重なることを意味する。

第２センサ３７は、軸線方向から見て、第１領域Ｂ１に配置される。第２センサ３７は、軸線方向から見て、遠心方向において下側部４９と重なる位置に配置される。

第３センサ３８は、軸線方向から見て、第２領域Ｂ２に配置される。第３センサ３８は、軸線方向から見て、遠心方向において第１側部５１と重なる位置に配置される。第３センサ３８は、冷却ファン１８の周方向において第１センサ３６と第１境界線Ｌ１との間に配置される。従って、第３の隙間Ｇ３は、冷却ファン１８の周方向において第１センサ３６と第１境界線Ｌ１との間に配置される。

第４センサ３９は、軸線方向から見て、第２領域Ｂ２に配置される。第４センサ３９は、軸線方向から見て、遠心方向において第１側部５１と重なる位置に配置される。第４センサ３９は、冷却ファン１８の周方向において第１センサ３６と第１境界線Ｌ１との間に配置される。従って、第４の隙間Ｇ４は、冷却ファン１８の周方向において第１センサ３６と第１境界線Ｌ１との間に配置される。

連結部４０の一部は、軸線方向から見て、第１領域Ｂ１に配置される。連結部４０の他の部分は、軸線方向から見て、第２領域Ｂ２に配置される。

以上説明した本実施形態に係るエンジン８では、冷却ファン１８は、冷却ファン１８の軸線方向から吸い込まれ、冷却ファン１８の遠心方向且つ周方向に向かって流れる空気流を生成する。冷却ファン１８によって空気流が生成されることで、ラジエータ２１及びモータ機能付き発電機１９が冷却される。また、センサユニット２６も空気流によって冷却される。以下、冷却ファン１８によって生成される空気流に付いて説明する。

ファン空間Ｓ１において排気口４５近傍では、空気が遠心方向に排出される。そのため、ファン空間Ｓ１では、排気口４５近傍の空気の圧力は、排気口４５よりも上流の空間の圧力と比べて、低くなる。このような冷却ファン１８の周囲の圧力分布と、冷却ファン１８から流れ出る空気が有する周方向の速度成分のため、空気は周方向に流れる。これにより、図９において矢印Ａ１−Ａ７で示すように、冷却ファン１８から流れ出た空気流は、第１側部５１、上部５３、第２側部５２の順に沿って流れ、矢印Ａ８−Ａ１１で示すように、排気口４５から排出される。

図１０は、図９におけるX−X断面を示す図である。図１０においてクランク軸線Ａｘ１より下方が第１領域Ｂ１であり、クランク軸線Ａｘ１より上方が第２領域Ｂ２である。なお、図１０では、第１領域Ｂ１と第２領域Ｂ２とを二点鎖線により模式的に示している。

図１０に示すように、第２領域Ｂ２では、排気口４５が設けられていないため、冷却ファン１８から遠心方向に流れた空気（矢印Ａ２１）は、直ちには排気口４５から排出されない。従って、第２領域Ｂ２では、ファン空間Ｓ１の圧力は、ステータ空間Ｓ２の圧力に比べて高くなる。そのため、図１０に示すように、第２領域Ｂ２では、ファン空間Ｓ１からステータ空間Ｓ２に向かって空気が流れる（矢印Ａ２２）。

圧力の高い空気は、ステータ２５のティース３２の間を流れ（矢印Ａ２３）、ロータ２４の貫通孔２７１を通って冷却ファン１８の裏側に流れ出る（矢印Ａ２４）。その後、空気は、冷却ファン１８から遠心方向に向かって流れ出る。なお、この空気流も周方向の速度成分を持っているため、ステータ空間Ｓ２においても、空気は周方向に流れる。

以上のように、第２領域Ｂ２では、ファン空間Ｓ１とステータ空間Ｓ２との圧力差によって、空気が容易にファン空間Ｓ１からステータ空間Ｓ２に流れ、ファン空間Ｓ１とステータ空間Ｓ２とにおいて循環する。

これに対して、第１領域Ｂ１では、冷却ファン１８から遠心方向に流れ出た空気（矢印Ａ３１）は、直ちに排気口４５から排出される（矢印Ａ３２）。そのため、ファン空間Ｓ１とステータ空間Ｓ２との間の圧力差が小さくなり、ファン空間Ｓ１からステータ空間Ｓ２に向かう空気流が弱くなる（矢印Ａ３３）。それにより、第１領域Ｂ１では、ファン空間Ｓ１とステータ空間Ｓ２とにおいて循環する流れ（矢印Ａ３３，Ａ３４，Ａ３５）が弱くなってしまう。そのため、ステータ空間Ｓ２の第１領域Ｂ１では空気が流れ難い。

本実施形態では、ステータ空間Ｓ２の第２領域Ｂ２に、第１センサ３６が配置される。従って、ステータ空間Ｓ２のうち空気が流れ難い第１領域Ｂ１を避けて第１センサ３６が配置される。これにより、第２〜第４センサ３７−３９よりも受熱面積が大きく熱影響を強く受ける第１センサ３６を冷却風によって効果的に冷却することができる。

特に、第１センサ３６は、軸線方向から見て、遠心方向に第１側部５１と重なる位置に配置される。第１側部５１は、第１側部５１、上部５３、及び第２側部５２のうちで、冷却ファン１８の周方向への空気流において最も上流に位置している。従って、軸線方向から見て、遠心方向に第１側部５１と重なる位置では、最も圧力差が大きくなるため、空気が流れ易い。これにより、第１センサ３６を冷却風によって効果的に冷却することができる。

また、図９に示すように、第１領域Ｂ１と第２領域Ｂ２との境界近傍では、排気口４５から排出される空気Ａ１１によって、冷却ファン１８から送り出される空気ａ１，ａ２が影響を受ける。そのため、ファン空間Ｓ１及びステータ空間Ｓ２における空気流が淀んだり、流れが悪くなったりする。本実施形態では、第１センサ３６と第１境界線Ｌ１との間に第３センサ３８及び第４センサ３９（第３の隙間Ｇ３と第４の隙間Ｇ４）が配置されている。従って、第１センサ３６は第１境界線Ｌ１から離れて配置される。それにより、第１境界線Ｌ１近傍での空気流の乱れの影響を避けて、第１センサ３６の冷却効率を向上させることができる。

第２センサ３７は、第１領域Ｂ１に配置される。従って、第１センサ３６と同様に第２領域Ｂ２に第２センサ３７を配置する場合と比べて、センサユニット２６のレイアウトの自由度を向上させることができる。また、第２センサ３７は第１センサ３６よりも短いため、冷却風が当たり難い位置に第２センサ３７が配置されても、熱影響を抑えられる。

コイルケーブル３５ａ，３５ｂ，３５ｃとセンサケーブル４１とは、ステータ２５から上方且つ前方に向かって延びていている。また、センサユニット２６とセンサケーブル４１との接続部４２は、ステータ２５の回転中心Ｃ１よりも上方に配置されている。そのため、ブラケット４３によって束ねられたセンサケーブル４１とコイルケーブル３５ａ，３５ｂ，３５ｃとをステータ２５の回転中心Ｃ１よりも上方の位置から上方且つ前方に延びるように配置することができる。そのため、束ねられたセンサケーブル４１とコイルケーブル３５ａ，３５ｂ，３５ｃとをステータ２５の回転中心Ｃ１よりも下方の位置から上方且つ前方に延ばす場合と比べて、コイルケーブル３５ａ，３５ｂ，３５ｃの配置が容易になる。また、センサケーブル４１及びコイルケーブル３５ａ，３５ｂ，３５ｃが、排気口４５と遠心方向に重複し難くなる。それにより、冷却風を円滑に排気することができる。

軸線方向から見て、センサユニット２６の上端はステータ２５の回転中心Ｃ１よりも上方に位置している。また、センサユニット２６の下端はステータ２５の回転中心Ｃ１よりも下方に位置している。それにより、センサユニット２６が回転中心よりも下方、或いは上方に偏って配置される場合と比べて、センサユニット２６に接続されるケーブルの配設が容易となる。

クランクケース１４の側壁部１４１に設けられたリブ１４４が、軸線方向から見て、センサユニット２６と重なる位置に配置される。そのため、リブ１４４によってクランクケース１４とセンサユニット２６との隙間が狭められる。これにより、センサユニット２６近傍の空気流を増速させることで、センサユニット２６の冷却効果を向上させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

鞍乗型車両は、スクータ型車両に限らず、モペッド、或いはスポーツタイプの車両であってもよい。鞍乗型車両は、モーターサイクルに限らず、不整地走行用車両（ＡＬＬ−ＴＥＲＲＡＩＮ ＶＥＨＩＣＬＥ）、或いはスノーモービルであってもよい。

排気口４５の位置は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、排気口４５は、冷却ハウジング２０だけではなく、クランクケース１４に設けられてもよい。

図１１に示すように、センサユニット２６において、第１センサ３６が第２領域Ｂ２に配置されていれば、第２〜第４センサ３７−３９が第１領域Ｂ１に配置されてもよい。また、センサユニット２６Ｐ，２６Ｑのように、第１センサ３６〜第４センサ３９の全てが第２領域Ｂ２に配置されてもよい。なお、第１排気口端４５１及び第２排気口端４５２の位置は適宜調整可能である。

第１センサ３６と第１境界線Ｌ１との間に第３センサ３８（第３の隙間Ｇ３）が配置され、第１領域Ｂ１に第４センサ３９（第４の隙間Ｇ４）が配置されてもよい。また、軸方向から見て、第１境界線Ｌ１と第２センサ３７〜第４センサ３９とが重なっていてもよい。

排気口４５は、冷却ファン１８の下方に限らず、上方、前方、或いは後方に配置されてもよい。例えば、図１２に示すように、第１側部５１に排気口４５ａが配置されてもよい。

或いは、図１３に示すように、底部４８のみに排気口４５ｂが配置されてもよい。その場合、下側部４９が省略されることで、排気口４５の全体が冷却ファン１８の下方に配置されてもよい。或いは、図１４に示すように、上部５３に排気口４５ｃが配置されてもよい。或いは、図１５に示すように、第２側部５２に排気口４５ｄが配置されてもよい。

なお、排気口４５は、第１側部５１、底部４８、上部５３、第２側部５２のいずれかだけに形成する必要はない。例えば、上述した実施形態のように、第１側部５１と底部４８とに亘って排気口４５が配置されてもよい。或いは、図１６に示すように、第１側部５１と上部５３とに亘って排気口４５ｅが配置されてもよい。

図１２から図１６に示すように、第１センサ３６が第２領域Ｂ２（Ｂ２ａ〜Ｂ２ｅ）に配置されることで、上述した実施形態と同様の冷却効果を得ることができる。或いは、センサユニット２６Ｐ，２６Ｑのように、第１センサ３６〜第４センサ３９の全てが第２領域Ｂ２（Ｂ２ａ〜Ｂ２ｅ）に配置されてもよい。

センサユニット２６の構成は上記の実施形態のものに限らず。変更されてもよい。例えば、センサの数は４つに限らず、２、３、或いは５以上であってもよい。センサはホールセンサ以外のセンサであってもよい。連結部４０が省略されてもよい。各センサの配置が変更されてもよい。センサユニット２６の配置が変更されてもよい。

コイルケーブル３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、ステータ２５から真上に向かって延びていてもよい。コイルケーブル３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、ステータ２５から真っ直ぐ前方に向かって延びていてもよい。

クランクケース１４のリブ１４４の位置、或いは形状が変更されてもよい。或いは、クランクケース１４のリブ１４４が省略されてもよい。

クランクケース１４のカバー部１４２が軸方向に延長されることで、冷却ハウジング２０がカバー部１４２だけで形成されてもよい。また、冷却ハウジング２０は、ハウジング部材２２だけで形成されてもよい。冷却ハウジング２０の形状は、遠心ファンやモータ機能付き発電機の周囲を囲っていればよく、その形状は様々に選択可能である。

エンジンは、上記の実施形態のようなラジエータ２１を有する水冷式のエンジン８に限らず、ラジエータ２１が省略された空冷式のエンジンであってもよい。

ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではない。ここに示されかつ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、本発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものである。この開示は本発明の原理の実施形態を提供するものと見なされるべきである。それらの実施形態は、本発明をここに記載しかつ／又は図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、実施形態がここに記載されている。ここに記載した実施形態に限定されるものではない。本発明は、この開示に基づいて当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ、改良及び／又は変更を含むあらゆる実施形態をも包含する。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施形態に限定されるべきではない。

本発明では、モータ機能付き発電機を備えるエンジンにおいて、センサへの熱影響を低減することができる。

１４ クランクケース
１５ クランク軸
１０ 冷却装置
１８ 冷却ファン
１９ モータ機能付き発電機
２０ 冷却ハウジング
４５ 排気口
２４ ロータ
２５ ステータ
２６ センサユニット
３２ ティース
Ｇ１ 第１の隙間
Ｇ２ 第２の隙間
３６ 第１センサ
３７ 第２センサ
Ｌ１ 第１境界線
Ｌ２ 第２境界線
Ｂ１ 第１領域
Ｂ２ 第２領域
４０ 連結部
３３ ステータコイル
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ コイルケーブル
４１ センサケーブル
４３ ブラケット
３１１ ステータの開口
５１ 第１側部
５２ 第２側部
５３ 上部

Claims (15)

1. クランクケースと、
   前記クランクケースの外部に配置される端部を含み、前記クランクケースに収容されると共に軸線を中心に回転するクランク軸と、
   前記クランク軸の前記端部に取り付けられる冷却ファンと、前記冷却ファンを収容する冷却ハウジングと、を含む冷却装置と、
   前記冷却ハウジングに収容され、前記クランク軸の軸線方向において前記クランクケースと前記冷却ファンとの間に配置されるモータ機能付き発電機と、
   を備え、
   前記冷却ファンは、前記クランク軸と同軸に配置される遠心ファンであり、
   前記冷却ハウジングは、前記冷却ファンの遠心方向に配置される排気口を含み、
   前記排気口は、前記冷却ファンの周方向における一方の端部である第１排気口端と、前記冷却ファンの周方向における他方の端部である第２排気口端と、を含み、
   前記モータ機能付き発電機は、
   前記クランク軸の前記端部に接続されるロータと、
   前記クランクケースに固定され、前記ロータと対向するステータと、
   前記ステータに取り付けられるセンサユニットと、
   を含み、
   前記ステータは、周方向に互いに隙間を介して配置される複数のティースを含み、
   前記隙間は、第１の隙間と第２の隙間とを含み、
   前記センサユニットは、
   前記第１の隙間に配置される第１センサと、
   前記第２の隙間に配置される第２センサと、
   を含み、
   前記軸線が延びる軸線方向において、前記第１センサは、前記第２センサよりも長く、
   前記軸線方向から見て、前記冷却ファンの回転中心から前記遠心方向に延び前記第１排気口端を通る仮想線が、第１境界線として定義され、
   前記軸線方向から見て、前記冷却ファンの回転中心から前記遠心方向に延び前記第２排気口端を通る仮想線が、第２境界線として定義され、
   前記冷却装置において、前記軸線方向から見て、前記第１境界線と前記第２境界線とで区画される２つの領域のうち前記排気口が配置される領域が第１領域として定義され、
   前記冷却装置において、前記軸線方向から見て、前記第１境界線と前記第２境界線とで区画される２つの領域のうち他方の領域が第２領域と定義され、
   前記第１センサは、前記軸線方向から見て、前記第２領域に配置される、
   エンジン。
2. 前記第１センサは、前記排気口に対して前記軸線方向にずれて配置されている、
   請求項１に記載のエンジン。
3. 前記第２センサは、前記軸線方向から見て、前記第１領域に配置される、
   請求項１又は２に記載のエンジン。
4. 前記センサユニットは、前記軸線方向から見て前記冷却ファンと重なり、
   前記排気口の少なくとも一部は、前記冷却ファンの下方に配置されており、
   前記第１センサは、前記第２センサよりも上方に配置される、
   請求項１から３のいずれかに記載のエンジン。
5. 前記センサユニットは、前記軸線方向から見て前記冷却ファンと重なり、
   前記排気口の少なくとも一部は、前記冷却ファンの下方に配置されており、
   前記センサユニットは、前記第１センサと前記第２センサとを含む複数のセンサを含み、
   前記第１センサは、前記複数のセンサの中で最も上方に配置されている、
   請求項１から３のいずれかに記載のエンジン。
6. 前記排気口は、前記冷却ファンの回転中心よりも下方に配置されており、
   前記第１センサは、前記冷却ファンの回転中心よりも上方に配置されている、
   請求項１から５のいずれかに記載のエンジン。
7. 前記センサユニットは、前記第１センサと前記第２センサとを含む複数のセンサを含み、
   前記第１センサは、軸線方向において、前記複数のセンサの中で最も長い、
   請求項１から６のいずれかに記載のエンジン。
8. 前記センサユニットは、
   前記第１センサと前記第２センサとを含む複数のセンサと、
   前記ステータの周方向に沿って延び、前記複数のセンサを連結する連結部と、
   を含み、
   前記連結部の一部は、軸線方向から見て、前記第１領域に配置される、
   請求項１から７のいずれかに記載のエンジン。
9. 前記ステータは、ステータコイルを含み、
   前記ステータコイルに接続されるコイルケーブルと、
   前記センサユニットに接続されるセンサケーブルと、
   前記コイルケーブルと前記センサケーブルとを束ねるブラケットと、
   をさらに備え、
   前記コイルケーブルは、前記ステータから上方に向かって延びており、
   前記センサユニットと前記センサケーブルとの接続部は、前記ステータの回転中心よりも上方に配置されている、
   請求項１から８のいずれかに記載のエンジン。
10. 前記ステータは、ステータコイルを含み、
    前記ステータコイルに接続されるコイルケーブルと、
    前記センサユニットに接続されるセンサケーブルと、
    前記コイルケーブルと前記センサケーブルとを束ねるブラケットと、
    をさらに備え、
    前記コイルケーブルは、前記ステータから前方に向かって延びており、
    前記センサユニットと前記センサケーブルとの接続部は、前記ステータの回転中心よりも上方に配置されている、
    請求項１から８のいずれかに記載のエンジン。
11. 軸線方向から見て、前記センサユニットの上端は前記ステータの回転中心よりも上方に位置し、前記センサユニットの下端は前記ステータの回転中心よりも下方に位置する、
    請求項１から１０のいずれかに記載のエンジン。
12. 前記隙間は、前記ステータの周方向において前記第１の隙間と前記第２の隙間との間に位置する第３の隙間をさらに含み、
    前記第３の隙間は、前記軸線方向から見て、前記冷却ファンの周方向において前記第１センサと前記第１境界線との間に配置される、
    請求項１から１１のいずれかに記載のエンジン。
13. 前記第２領域には、前記冷却ファンによって生成される空気流を排出するための開口は設けられていない、
    請求項１から１２のいずれかに記載のエンジン。
14. 前記第１排気口端は、前記排気口において前記冷却ファンの回転方向における下流側の端部であり、
    前記第２排気口端は、前記排気口において前記冷却ファンの回転方向における上流側の端部である、
    請求項１から１３のいずれかに記載のエンジン。
15. 前記センサユニットは、前記軸線方向において前記クランクケースと対向して配置されており、
    前記クランクケースは、前記軸線方向から見て、前記センサユニットと重なる位置に配置されるリブを含む、
    請求項１から１４のいずれかに記載のエンジン。

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