JP2852537B2 - 強制空冷式エンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスクータなどに採用される強制空冷式エンジ
ンに関し、特にエンジン冷却用ファンとシュラウドの構
造に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、スクータ用のエンジンには後輪を支持する伝動
ケースがクランクケースの一側部に一体的に延設された
ユニットスイング方式エンジンが広く使用されている。
従来のユニットスイング式エンジンは、クランク軸と共
に回転される遠心ファンからの風流によってエンジン本
体を冷却する強制空冷式のものが多く採用されている。
この種の強制空冷式エンジンとして、例えば特開昭60−
237115号公報に開示されたものがある。これは、遠心フ
ァンをクランク軸の端部に固定し、この遠心ファンを覆
いエンジン本体への冷却風通路を形成するシュラウドを
エンジン本体に取付けたものである。この強制空冷式エ
ンジンにおけるシュラウドには、外気を導入するための
外気取入れ口が遠心ファンの吸込み部分と対応する部位
に設けられており、前記遠心ファンには低回転で大風量
が得られるという利点から、フィンが回転方向前側へ傾
斜された所謂シロッコファンが使用されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、上述したように構成された従来の強制空冷
式エンジンにおいては、遠心ファンから吐出された外気
の多くはシュラウドの内面に吹付けられながらシュラウ
ド内でファンの回転方向略前方へ向かって送風される
が、シュラウドの内面に吹付けられた外気のうち一部
は、シュラウドの内面における遠心ファン側部に位置す
る部分に沿って流されて吸込み口側へ再び戻されてしま
う。この吸込み口側へ戻される気流が生じるために従来
の強制空冷式エンジンにおいては送風効率が低くなるば
かりか、上述した気流がシュラウド内で撹拌されること
により生じる乱流によって風切り音が大きくなるという
問題があった。また、シロッコファンに較べて騒音の小
さいターボファンを使用することも考えられるが、一般
にターボファンはシロッコファンに較べて同一回転数あ
たりの吐出風量が少ない。このため、ターボファンを採
用すると、シロッコファンを使用した場合よりも送風効
率が低くなってしまう。

本発明はこのような問題点を解消するためになされた
もので、遠心ファンの吸込み口側へ戻る風流を少なくし
て低騒音化を図るとともに送風効率を向上させることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために本発明に係る強制空冷式エ
ンジンは、遠心ファンを、クランク軸に同心的に設けら
れた円板状の主板と、この主板の外周部に軸方向外方に
向って立設されるとともに周方向に沿って複数並設され
たフィンと、各フィンの軸方向外端部を互いに連結する
とともに半径方向内側に吸込み口が形成された環状の連
結壁とから形成し、この連結壁の内周縁から軸方向外方
に突出する筒状の突条を形成し、シュラウドにおける前
記遠心ファンの吸込み口と対向する部位に、クランク軸
方向に沿って延びる筒壁と、この筒壁の半径方向内側に
形成される外気取入口と、クランク軸方向に沿って前記
筒壁と同心的に配され前記外気取入口を略同心円状に区
画するルーバーとで構成される吸込みノズルを形成し、
前記筒壁の外周面が前記遠心ファンの突条の内周面に近
接して対面するようにこの筒壁を前記突条の内側に臨ま
せるとともに、シュラウドにおける前記筒壁の周囲を、
遠心ファンの前記突条の外周面および連結壁の全域に近
接しながら沿うように対向させたものである。

〔作 用〕

遠心ファンの突条および連結壁の全域に亘って実質的
に広く長いラビリンスシールが形成されるから、遠心フ
ァンから吐出された風量が吸込み口側へ戻り難くなり、
シュラウド内で乱流が生じるのを抑えることができる。

また、遠心ファンの連結壁の内周縁から筒状の突条を
突出させ、の突条の内周面と、シュラウドの筒壁の外周
面とが近接して対面するようにしたため、前記筒壁の内
側の外気取入れ口から風流を遠心ファンに滑らかに流入
させることができる。

さらに、シュラウドに形成する外気取入れ口を、クラ
ンク軸方向に沿って筒壁と同心的に延びるルーバーによ
り略同心円状に区画したため、外気を整流させることが
できるとともに、遠心ファンの吸込み口に全域にわたっ
て均等になるように外気を導くことができるから、前記
ラビリンスシールを全域に亘って確実に機能させること
が出来、また、遠心ファンが吐出する風流に片寄りが生
じることがなく、送風量を増大させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図によっ
て詳細に説明する。

第１図は本発明に係る強制空冷式エンジンが搭載され
たスクータを示す側面図、第２図は本発明に係る強制空
冷式エンジンの要部を破断して示す断面図、第３図は本
発明に係る強制空冷式エンジンに使用されるターボファ
ンを示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は背面
図である。第４図は本発明に係る強制空冷式エンジンに
使用されるシュラウド本体を示す正面図である。

これらの図において、１はスクータを示し、このスク
ータ１はハンドル２とシート３との間に低床な足載せ板
４を有し、後部にはシート３の下方を覆う車体カバー５
が備えられている。６はスクータ１の前後方向に延在す
る車体フレームで、１本の管体からなる前部フレーム6a
と、この前部フレーム6aの後端部から左右に分岐された
２本の管体からなる後部フレーム6bなどから構成されて
いる。７は前輪、８は後輪、９はこの後輪８を駆動する
ためのユニットスイング式エンジンである。

このユニットスイング式エンジン９は強制空冷式のエ
ンジン本体10と、このエンジン本体10の動力を後方へ伝
達するＶベルト11を備えたＶベルト式自動変速動力伝達
装置12と、このＶベルト式自動変速動力伝達装置12を収
容し前記後輪８を支持する伝動ケース13とを備え、前記
エンジン本体10を車体カバー５の内方に臨ませた状態
で、前記フレーム６の後部フレーム6bにブラケット9aを
介して揺動自在に枢支されている。また、このユニット
スイング式エンジン９の伝動ケース13は緩衝装置14を介
して後部フレーム6bに連結されている。前記エンジン本
体10はピストン10aを有するシリンダー15と、前記伝動
ケース13に連結されたクランクケース16とを備え、この
クランクケース16にはピストン10aにコンロッド17を介
して連結されたクランク軸18が回転自在に支持されてい
る。このクランク軸18の左側端部には前記Ｖベルト式自
動変速動力伝達装置12が取付けられており、右側端部に
は発電機19が配設されている。また、前記エンジン本体
10は、エンジン駆動時にはクランク軸18が車体の右側か
ら見て右回りに回転されるように構成されている。前記
発電機19はクランク軸18の端部に固定されたロータ19a
と、このロータ19aの内側に臨みかつクランクケース16
に固定されたステータ19bとから構成されている。

20はエンジン本体10に冷却用の外気を送る冷却ファン
としてのターボファンで、このターボファン20は前記発
電機19におけるロータ19aの軸端部に取付けねじ21によ
って固定されている。すなわち、エンジン本体10が駆動
されることによってクランク軸18が回転されると、ター
ボファン20は発電機19のロータ19aと共に車体の右側か
ら見て右回りに回転されることになる。また、このター
ボファン20は、第３図（ａ），（ｂ）に示すように、前
記ロータ19aにクランク軸18に対して同心的に設けた円
板状の主板20aと、この主板20aの外周部に軸方向外方に
向って立設されるとともに周方向に沿って複数並設され
たフィン20bと、各フィル20bの軸方向外端部を互いに連
結するとともに半径方向内側に吸込み口が形成された環
状の連結壁20cとから形成し、合成樹脂によって一体成
形されている。前記主板20aには取付けねじ21が嵌装さ
れるカラー22が圧入されており、前記各フィン20bはそ
れぞれ回転方向後ろ側へ向かって傾斜されている。前記
連結壁20cの内周部はこのターボファン20の軸方向外方
へ、言い換えればこのターボファン20によって吸込まれ
る風流の上流側へ向けて突出されている。すなわち、こ
の突出部分によって、ターボファン20の吸込み口に周方
向に沿って一連な突条20dが形成されることになる。

23は前記ターボファン20から吐出された風をエンジン
本体10に導くためのシュラウドで、このシュラウド23は
前記ターボファン20を覆うシュラウド本体24と、エンジ
ン本体10のシリンダー15で覆うエンジンカバー25とに分
割形成されており、取付けねじ（図示せず）等によって
エンジン本体10に取付けられている。前記シュラウド本
体24は全体が合成樹脂によって一体成形され、ターボフ
ァン20の吸込み口と対向する部分には外気取入れ口24a
を有する吸込みノズル24bがターボファン20における突
条20dの内方に臨むように設けられている。この吸込み
ノズル24bは、クランク軸方向に沿って延びる筒壁24c
と、この筒壁24cの半径方向内側に形成される前記外気
取入れ口24aと、クランク軸方向に沿って前記筒壁24cと
同心的に配され前記外気取入れ口24aを略同心円状に区
画するルーバー24dとから構成されている。また、この
吸込みノズル24bは、前記筒壁24cの外周面が前記ターボ
ファン20の突条20dの内周面に近接して対面するよう
に、この筒壁24cを前記突条20dの内側に臨ませている。

シュラウド本体24における前記吸込みノズル24bの周
囲には、その部分をターボファン20の突条20dおよび連
結壁20cに接近するように窪ませることによって、前記
突条20dの外周面および連結壁20cの全域に近接しながら
沿うように対向する環状壁24eが形成されている。ま
た、このシュラウド本体24におけるターボファン20の外
周縁部と対応する部分は、クランクケース16とは反対側
へ断面略円弧状に丸みをもって膨出されている。この膨
出部分は、第２図および第４図に示すように、シュラウ
ド本体24の下側からターボファン20の回転方向後方へ向
かうにしたがって円弧の寸法が次第に大きくなるように
形成されている。すなわち、円弧が大きくなるにつれて
シュラウド本体24の内周面とターボファン20の外周縁部
との間隔も次第に大きくなり、この部分に、換言すれば
膨出部分の内側に、ターボファン20から吐出された外気
を集めてエンジンカバー25に導くための冷却風通路が形
成されることになる。

このように構成された強制空冷式エンジンにおいて
は、エンジン本体10が駆動されることによってクランク
軸18が回転されると、クランク軸18と共にターボファン
20が車体の右側から見て右回りに回転され、シュラウド
本体24の吸込みノズル24bから外気が吸込まれる。そし
て、外気はターボファン20によってその一部が発電機19
の冷却に供された状態でシュラウド本体24内に吹き出さ
れてエンジンカバー25内へ送風されることになり、これ
によってエンジン本体10が強制冷却されることになる。
また、ターボファン20から吐出された外気はシュラウド
本体24の内面に吹付けられながら送風され、シュラウド
本体24の内面に吹付けられた外気の一部はシュラウド本
体24の内面に沿って吸込みノズル24bに戻る方向へ流さ
れるが、シュラウド本体24の筒壁24cおよび環状壁24eと
ターボファン20の突条20dおよび連結壁20cとによってそ
の流路が狭められており、これによって実質的なラビリ
ンスシールが形成されることになるために、ターボファ
ン20から吐出された外気は吸込みノズル24bへ戻され難
くなる。

したがって、本発明によればシュラウド内で乱流が生
じるのを抑えることができる。

また、ターボファン20の連結壁20cの内周縁から筒条
の突条20dを突出させ、この突条20dの内周面とシュラウ
ド23の筒壁24cの外周面とが近接して対面するようにし
たため、筒壁24cの内側の外気取入れ口24aから風流をタ
ーボファン20に滑らかに流入させることができるから、
送風効率を向上させることができる。

さらに、シュラウド23に形成する外気取入れ口24a
を、クランク軸方向に沿って延びるルーバー24dにより
略同心円状に区画したため、外気を整流させることがで
きるとともにターボファン20の吸込み口に全域にわたっ
て均等になるように外気を導くことができるから、前記
ラビリンスシールを全域に亘って確実に機能させること
ができ、また、ターボファン20が吐出する風流に片寄り
が生じることがなく、送風量を増大させることができ
る。

なお、前記実施例ではエンジン冷却用の遠心ファンと
してターボファンを使用した例を示したが、ターボファ
ンの代わりにシロッコファンを使用してもよいというこ
とはいうまでもない。

また、上述した実施例においてはターボファン20から
吐出された外気の一部が発電機19の冷却に供される構造
のものを示したが、第５図に示すように発電機19の外周
部を覆い通風路を形成するための発電機カバーをシュラ
ウド本体24とクランクケース16との間に介装することも
できる。

第５図は本発明に係る強制空冷式エンジンに発電機カ
バーを取付けた他の実施例を示す断面図である。同図に
おいて、32は発電機カバーを示し、この発電機カバー32
はクランクケース16に取付けねじ33によって取付けられ
るフランジ部32aと、発電機19のロータ19aをその外周面
に対して僅かな間隙を開けた状態で覆うカバー本体32b
と、前記ロータ19aの半径方向外方へ延在されシュラウ
ド本体24の端縁に連結される導風板32cとからなり、全
体が合成樹脂等によって一体に形成されている。また、
この発電機カバー32の導風板32cはターボファン20の外
周部と対応する部分がクランクケース16側へ丸みをもっ
て膨出されている。このように構成された発電機カバー
32を装着すると、ターボファン20から吐出された外気は
発電機19側へ流れ難くなるから、エンジン本体10側への
送風量を増やすことができる。また、導風板32cに丸み
を帯びた膨出部分を設けたため、この発電機カバー32と
シュラウド本体24とで囲まれた冷却風通路は両側が丸く
形成されることになる。このため、この発電機カバー32
を装着すると高い整流効率をもって送風を行なうことが
できる。なお、前記第５図において前記第２図で説明し
たものと同一もしくは同等部材については同一符号を付
し、ここにおいて詳細な説明は省略する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る強制空冷式エンジン
は、遠心ファンを、クランク軸に同心的に設けられた円
板状の主板と、この主板の外周部に軸方向外方に向って
立設されるとともに周方向に沿って複数並設されたフィ
ンと、各フィンの軸方向外端部を互いに連結するととも
に半径方向内側に吸込み口が形成された環状の連結壁と
から形成し、この連結壁の内周縁から軸方向外方に突出
する筒状の突条を形成し、シュラウドにおける前記遠心
ファンの吸込み口と対向する部位に、クランク軸方向に
沿って延びる筒壁と、この筒壁の半径方向内側に形成さ
れる外気取入口と、クランク軸方向に沿って前記筒壁と
同心的に配され前記外気取入口を略同心円状に区画する
ルーバーとで構成される吸込みノズルを形成し、前記筒
壁の外周面が前記遠心ファンの突条の内周面に近接して
対面するようにこの筒壁を前記突条の内側に臨ませると
ともに、シュラウドにおける前記筒壁の周囲を、遠心フ
ァンの前記突条の外周面および連結壁の全域に近接しな
がら沿うように対向させたため、遠心ファンの突条およ
び連結壁の全域に亘って実質的に広く長いラビリンスシ
ールが形成されるから、遠心ファンから吐出された風流
が吸込み口側へ戻り難くなり、シュラウド内で乱流が生
じるのを抑えることができる。

したがって、風切り音を小さくすることができ、低騒
音な強制空冷式エンジンを提供することができる。

また、遠心ファンの連結壁の内周縁から筒状の突条を
突出させ、この突条の内周面とシュラウドの筒壁の外周
面とが近接して対面するようにしたため、筒壁の内側の
外気取入れ口から風流を遠心ファンに滑らかに流入させ
ることができ、送風効率を向上させることができる。

さらに、シュラウドに形成する外気取入れ口を、クラ
ンク軸方向に沿って前記筒壁と同心的に延びるルーバー
により略同心円状に区画したため、外気を整流させるこ
とができるとともに遠心ファンの吸込み口に全域にわた
って均等になるように外気を導くことができるから、前
記ラビリンスシールを全域に亘って確実に機能させるこ
とができ、また、遠心ファンが吐出する風流に片寄りが
生じることがなく、送風量を増大させることができる。

したがって、送風効率の向上や送風量の増大を図るこ
とができるから、送風効率や送風量がシロッコファンよ
り劣るが騒音の小さいターボファンを採用することもで
き、より一層低騒音な強制空冷式エンジンを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る強制空冷式エンジンが搭載された
スクータを示す側面図、第２図は本発明に係る強制空冷
式エンジンの要部を破断して示す断面図、第３図は本発
明に係る強制空冷式エンジンに使用されるターボファン
を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は背面図
である。第４図は本発明に係る強制空冷式エンジンに使
用されるシュラウド本体を示す正面図、第５図は本発明
に係る強制空冷式エンジンに発電機カバーを取付けた他
の実施例を示す断面図である。 ９……ユニットスイング式エンジン、10……エンジン本
体、18……クランク軸、20……ターボファン、20c……
連結壁、20d……突条、24……シュラウド本体、24a……
外気取入れ口、24b……吸込みノズル、24c……筒壁、24
e……環状壁、32……発電機カバー、32c……導風板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01P 5/06 502 F01P 5/02 F04D 29/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク軸の軸方向外端部に固定された遠
   心ファンと、この遠心ファンを覆い風流をエンジン本体
   に導くシュラウドとを備えた強制空冷式エンジンにおい
   て、前記遠心ファンを、クランク軸に同心的に設けられ
   た円板状の主板と、この主板の外周部に軸方向外方に向
   って立設されるとともに周方向に沿って複数並設された
   フィンと、各フィンの軸方向外端部を互いに連結すると
   ともに半径方向内側に吸込み口が形成された環状の連結
   壁とから形成し、この連結壁の内周縁から軸方向外方に
   突出する筒状の突条を形成し、前記シュラウドにおける
   前記遠心ファンの吸込み口と対向する部位に、クランク
   軸方向に沿って延びる筒壁と、この筒壁の半径方向内側
   に形成される外気取入れ口と、クランク軸方向に沿って
   前記筒壁と同心的に配され前記外気取入れ口を略同心円
   状に区画するルーバーとで構成される吸込みノズルを形
   成し、前記筒壁の外周面が前記遠心ファンの突条の内周
   面に近接して対向するようにこの筒壁を前記突条の内側
   に臨ませるとともに、シュラウドにおける前記筒壁の周
   囲を、遠心ファンの前記突条の外周面および連結壁の全
   域に近接しながら沿うように対向させたことを特徴とす
   る強制空冷式エンジン。