JP3731696B2

JP3731696B2 - 水冷式内燃機関の冷却装置

Info

Publication number: JP3731696B2
Application number: JP21361397A
Authority: JP
Inventors: 昌俊深町; 嘉久菅野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2017-08-07
Also published as: JPH1162582A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、排気量の比較的小さな水冷式内燃機関、特に自動二輪車等の小型車両に搭載される水冷式内燃機関の冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術、解決しようとする課題】
シリンダヘッド上部に、内燃機関の動弁機構を駆動するカム軸が配設され、クランクシャフトより伝動機構を介して前記カム軸が回転駆動され、前記伝動機構より外方に、前記カム軸により回転駆動される冷却水ポンプが配設された水冷式内燃機関が考えられる。
【０００３】
このものにおいて、冷却水ポンプから吐出された内燃機関冷却水をシリンダブロックやシリンダヘッドに形成された水ジャケットに導く連通路を形成するに際しては、できるだけ流路長を短くして、通路抵抗を減少させ、かつ、部品点数、加工工数が少なくなるようにして形成するのが望ましい。
【０００４】
従来、水冷式内燃機関のタイミングベルト用アイドラプーリを支承する支持軸内部に冷却水通路を形成して、これにより、これら支持軸や冷却水通路を別々に形成する場合に比し、部品点数、加工工数を少なくしたものは存するが（実公平４−５２５２６号公報参照）、このものにおいては、該冷却水通路と冷却水ポンプとの配置関係について、特に考慮が払われていない。
【０００５】
【課題を解決するための手段および効果】
本願の発明は、前記のような課題を解決した水冷式内燃機関の冷却装置に係り、その請求項１に記載された発明は、シリンダヘッド上部に、内燃機関の動弁機構を駆動するカム軸が配設され、クランクシャフトより伝動機構を介して前記カム軸が回転駆動され、前記伝動機構を含む伝動機構室の外方に冷却水ポンプ駆動により冷却水が流れる冷却水通路を備えた水冷式内燃機関の冷却装置において、前記冷却水通路から前記内燃機関本体に至る連通管は、前記伝動機構室に掛け渡されるように配置され、前記連通管の外周部には、前記伝動機構に対して掛けられるアイドルプーリが回転自在に嵌装支持されたことを特徴とする水冷式内燃機関の冷却装置である。
【０００６】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、連通管をアイドルプーリの回転支持軸としたので、アイドルプーリを回転支持するための部材を省略することができる。つまり、伝動機構室を横断する連通管を部品点数を増やすことなく実現できる。これにより、アイドルプーリの回転支持軸や連通管を別々に製作する場合に必要とされる軸孔加工等の加工工数も、大幅に削減できる。
【０００７】
また、請求項２に記載された発明は、無端伝動機構のアイドルプーリの支持軸は、その内部に冷却水の通路が形成されて、該無端伝動機構室に掛け渡された通路を形成する連通管を兼用することができることになるので、部品点数、加工工数が削減されて、水冷式内燃機関の冷却装置の製造が容易になり、コストダウンを図ることができる。さらに、冷却ポンプと冷却水通路は、伝動機構により囲まれる領域内に配置されるので、冷却ポンプと冷却水通路との間の連結管の長さを短くすることができ、より一層通路抵抗の低減化を図ることができる。
【０００８】
また、請求項３に記載された発明は、アイドルプーリにより無端チェーンの巻き掛け幅をある程度大きくすることができ、そのアイドルプーリを連通管の近傍に配置することにより、連通管の配置スペースの確保が容易になる。
【０００９】
さらに、請求項４に記載された発明は、伝動機構室に掛け渡された通路を形成する連通管を、マグネットカップリング式冷却水ポンプの隔壁と一体に、鋳造により一度に形成することができ、その形成が容易になり、部品点数がさらに削減されて、水冷式内燃機関の冷却装置の製造が容易になる。
また、請求項５に記載された発明は、伝動機構室を隔てて対面し合うマグネットカップリング式冷却水ポンプの隔壁とシリンダヘッドの壁面とを利用して、伝動機構室に掛け渡された通路を形成する連通管を堅固に支持することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、図１ないし図６に図示される本願の請求項１、請求項２および請求項４記載の発明の一実施形態（実施形態１）について説明する。
図１は、本実施形態１における水冷式内燃機関の冷却装置が適用される水冷式内燃機関の概略を示した斜視図であり、頭上弁式４ストロークサイクル（通称４サイクル）単気筒の水冷式内燃機関１は、図示されない小型自動二輪車の車体に、その前後車輪の中間に位置して搭載されている。
【００１１】
そして、水冷式内燃機関１は、左右割のクランクケース２、３と、シリンダブロック４と、シリンダヘッド５と、シリンダヘッドカバー６とからなり、クランクケース２、３の前端に、シリンダブロック４のシリンダ孔７の中心軸線が略水平前方に向くようにして、シリンダブロック４とシリンダヘッド５とを一体化してなる内燃機関本体１a およびシリンダヘッドカバー６が順次重ねられ、これらクランクケース２、３、シリンダブロック４、シリンダヘッド５およびシリンダヘッドカバー６は、相互に一体に結合されている。
【００１２】
また、図３および図４に図示されるように、シリンダ孔７にピストン８が摺動可能に嵌装され、左右のクランクケース２、３に、クランクシャフト９が回転可能に枢支され、該ピストン８とクランクシャフト９とに、ピストンピン10とクランクピン11とを介してコネクティングロッド12の両端が回転可能に枢着されており、ピストン８が往復動すると、クランクシャフト９が回転駆動されるようになっている。
【００１３】
シリンダヘッド５には、シリンダ孔７の頂部の燃焼室13に連通する吸気ポート14と排気ポート15が、それぞれ形成され、該吸気ポート14および排気ポート15に、それぞれ吸気弁16および排気弁17が、開閉自在に設けられている。
【００１４】
吸気弁16および排気弁17の頂端に隣接して、カムシャフト（カム軸）18が配置され、該カムシャフト18は、ベアリング19を介しシリンダヘッド５とカムシャフトホルダー20とに挟まれて回転自在に枢支され、該カムシャフト18の左端拡径部18ａに、ドリブンスプロケット21が一体に嵌着され、クランクシャフト９と一体のドライブスプロケット22とドリブンスプロケット21とに、無端チェーン（伝動機構）23が架渡されており、カムシャフト18は、クランクシャフト９の半分の回転速度で回転駆動され、前記吸気弁16および排気弁17は、クランクシャフト９が２回転する度に、それぞれ１回ずつ開閉駆動されるようになっている。
【００１５】
また、図２、図５および図６に図示されるように、水冷式内燃機関１を冷却する冷却装置の放熱部たるラジエータ30は、シリンダブロック４の上方に配置され、該ラジエータ30は、左右両側の冷却水タンク31、32（図５では左右逆）と、車体前後方向に向いかつ鉛直面に沿い多数平行に配設された平板状の放熱フィン33と、前記冷却水タンク31、32の対向内壁および放熱フィン33を車巾水平方向に沿い貫通した断面円形の冷却水導管34（上下方向に３列、前後方向に２列または３列に配列されている）とよりなり、該冷却水タンク31、32の底面31ａ（図６に図示され、冷却水タンク32の底面は図示されていない）に冷却水出入開口35が形成され、該冷却水タンク31、32の底部と一体のフランジ36、37を貫通して後述するラジエータ支持部40、41に螺着されるボルト47によって、シリンダブロック４に強固に取り付けられている。前記冷却水出入開口35には、接続スリーブ38が下方に向けて突出して嵌着されている。なお、冷却水タンク31の頂部にキャップ39が嵌脱自在に嵌着されている。
【００１６】
また、図３に図示されるように、シリンダブロック４には、左右両側方へラジエータ支持部40、41が一体に突設され、該ラジエータ支持部40、41に設けられた冷却水通路42、43の内、右側の冷却水通路43は、燃焼室13の外周を囲む円筒状冷却水ジャケット44に連通され、シリンダヘッド５にも、冷却水ジャケット44の開口端に合致する冷却水ジャケット45が設けられ、これら冷却水ジャケット44、45は、シリンダブロック４、シリンダヘッド５の合せ面から奥に向い断面先細状に形成されている。左側の冷却水通路42は、その上方開口部に接続スリーブ38の下端が嵌着されており、該接続スリーブ38を介して冷却水タンク31に連なっている。
【００１７】
さらに、図３および図４に図示されるように、カムシャフト18の左端拡径部18ａの中心部は、端面から欠除されて凹部18ｂが形成され、該凹部18ｂの内周面に、複数極を持つ円筒状の永久磁石24が配設されている。なお、これに代えて、複数個の永久磁石を周方向に亘り等間隔に配設してもよい。
【００１８】
カムシャフト18により回転駆動される冷却水ポンプ50は、隔壁（ポンプケーシング）51と、ポンプカバー52と、該隔壁51のロータ収納部51ａ内にて隔壁51およびポンプカバー52に回転軸53を介して回転自在に枢支されたインペラ54とよりなり、該インペラ54の軸部54ａの外周面には、隔壁51のロータ収納部51ａを介してカムシャフト18の永久磁石24に相対する極数をもつ円筒状の永久磁石55が嵌着されており、冷却水ポンプ50のインペラ54は、永久磁石55、24によりカムシャフト18に磁気的に結合され、カムシャフト18の回転に対応して、インペラ54は回転駆動されるようになっている。
【００１９】
冷却水ポンプ50の吸入部56は、図６に図示されるように、連通管46を介して左方ラジエータ支持部40の冷却水通路42の下方開口42ａに連通され、図３および図４に図示されるように、冷却水ポンプ50の吐出部57は、ポンプカバー52の吐出通路58（隔壁51により閉塞されて形成されている）に連通され、該吐出通路58に連通する隔壁51の連通路59と、シリンダヘッド５の冷却水ジャケット45に連通する連通路60とに、連通管61の両端が水密に嵌着されており、ラジエータ30の左方冷却水タンク31内の冷却水は、左方ラジエータ支持部40の冷却水通路42、連通管46および吸入部56を介して冷却水ポンプ50内に吸入され、冷却水ポンプ50のインペラ54で加圧された冷却水は、吐出部57から吐出通路58、連通路59、連通管61および連通路60を介して冷却水ジャケット45、冷却水ジャケット44に吐出されるようになっている。
【００２０】
前記連通管61は、後述する伝動機構室62を囲むシリンダヘッド５の外周壁に形成された孔63内に嵌め込まれ、さらに、その先端が連通路60に差し込まれて、ポンプ隔壁51により軸方向の移動を規制され、抜け止めがなされている。
【００２１】
また、図３および図４に図示されるように、連通管61の外周に、無端チェーン23と噛合うアイドラスプロケット（アイドルプーリ）25が回転自在に嵌装されるとともに、アイドラスプロケット25よりクランクシャフト９寄りに位置して、シリンダブロック４に、ピン26を介してアイドラスプロケット27が枢着され、図６に図示されるように、クランクシャフト９の近くに、無端チェーン23を上下から挟むように、アイドラスプロケット28、29が枢着されている。
【００２２】
連通管61は、図６に図示されるように、無端チェーン23が収容される伝動機構室62内であって、しかも、該無端チェーン23の走行経路が囲む領域中に配置されているので、該連通管61の外周に嵌装されるアイドラスプロケット25も、同じ領域中に配置されており、この結果、アイドラスプロケット25は、無端チェーン23の走行経路の内側から、該無端チェーン23と噛合うようになっている。
【００２３】
本実施形態１は、前記のように構成されているので、水冷式内燃機関１が運転状態となり、水冷式内燃機関１の運転に対応して回転するカムシャフト18に磁気的に結合された冷却水ポンプ50のインペラ54が回転駆動されると、ラジエータ30で冷却された左側冷却水タンク31内の冷却水は、冷却水出入開口35から接続スリーブ38と、ラジエータ支持部40の冷却水通路42と、連通管46とを介して冷却水ポンプ50の吸入部56に吸入され、冷却水ポンプ50のインペラ54で加圧された後、冷却水ポンプ50の吐出部57から吐出通路58、連通路59、連通管61および連通路60を介して冷却水ジャケット45、44に吐出され、該冷却水ジャケット45、44内の冷却水は、右側のラジエータ支持部41の冷却水通路43から右側の冷却水タンク32内に送られ、冷却水導管34を通過して左側冷却水タンク31内に戻り、冷却水は冷却水系内を循環する。
【００２４】
そして、図示されない小型自動二輪車が走行すると、前方から後方に向う走行風が、ラジエータ30の放熱フィン33間を通過し、冷却水導管34内を流れる加熱された冷却水でもって加熱された放熱フィン33は、この走行風によって放熱され、この放熱フィン33の放熱によって、冷却水導管34内の冷却水は冷却される。
【００２５】
連通管61は、無端チェーン23が収容される伝動機構室62内であって、しかも、該無端チェーン23の走行経路が囲む領域中に配置されているので、冷却水ポンプ50の回転軸53と平行に配設でき、かつ、燃焼室13を囲むシリンダヘッド５の外壁面に略直交して当接するように配設できる位置にあり、冷却水ポンプ50とシリンダヘッド５の冷却水ジャケット45とを最短距離で接続できる。これにより、冷却水系の流路長を一段と短縮することができて、通路抵抗を減少させ、冷却水ポンプ50の消費動力を低減させることができる。
【００２６】
また、連通管61は、伝動機構室62を囲むシリンダヘッド５の外周壁に形成された孔63内に嵌め込まれ、さらに、その先端が連通路60に差し込まれて、ポンプ隔壁51により軸方向の移動を規制され、抜け止めがなされるので、水冷式内燃機関１の冷却装置の信頼性が向上する。
【００２７】
さらに、連通管61をアイドラスプロケット25の枢支部材としたので、アイドラスプロケット25を枢支するための部材を省略することができる。換言すれば、伝動機構室62を横断する連通管61を、部品点数を増やすことなく実現できる。これにより、アイドラスプロケット25の枢支部材や連通管61を別々に製作する場合に必要とされる軸孔加工等の加工工数も、大幅に削減できる。
【００２８】
次に、図７に図示される本願の請求項３記載の発明の一実施形態（実施形態２）について説明する。
本実施形態２においては、伝動機構室62に掛け渡される通路を形成する連通管は、マグネットカップリング式水ポンプ50の隔壁51と一体に鋳造により形成されており、実施形態１における連通管61のように、独立した部品として形成されていない。そして、該一体成形物の連通管相当部分64の基端部が、伝動機構室62を囲むシリンダヘッド５の外周壁に形成された孔63内に嵌入されて、該一体成形物の一方端が支持されている。
以上の点が実施形態１と異なっているが、その他の点においては、実施形態１と異なるところはないので、詳細な説明を省略する。
【００２９】
本実施形態２は、前記のように構成されているので、伝動機構室62に掛け渡される通路を形成する連通管を、マグネットカップリング式水ポンプ50の隔壁51と一体に、鋳造により一度に形成することができ、その形成が容易になる。また、部品点数がさらに削減されて、水冷式内燃機関１の冷却装置の製造がさらに容易になる。
【００３０】
以上の実施形態１および実施形態２において、冷却水ポンプ50は、マグネットカップリング式冷却水ポンプとされたが、これに代えて、カムシャフト18により直接駆動される通常の型式の冷却水ポンプとされてもよく、この場合には、カムシャフト18は、該通常の型式の冷却水ポンプのポンプケーシングを貫通して、無端チェーン23より外方に配設された該冷却水ポンプを直接駆動する。
そして、伝動機構室62に掛け渡される通路を形成する連通管は、該通常の型式の冷却水ポンプのポンプケーシングによりその一端が支持されるか、該ポンプケーシングと一体に鋳造により形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の請求項１、請求項２および請求項４記載の発明の一実施形態（実施形態１）における水冷式内燃機関の冷却装置が適用された水冷式内燃機関の概略斜視図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】図２のIII −III 線に沿って裁断した横断平面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】図２のＶ矢視図であって、一部を欠裁した正面図である。
【図６】図１の一部欠裁左側面図である。
【図７】本願の請求項３記載の発明の一実施形態（実施形態２）における水冷式内燃機関の冷却装置の横断平面図であって、図４におけると同様の図である。
【符号の説明】
１…水冷式内燃機関、１a …内燃機関本体、２、３…クランクケース、４…シリンダブロック、５…シリンダヘッド、６…シリンダヘッドカバー、７…シリンダ孔、８…ピストン、９…クランクシャフト、10…ピストンピン、11…クランクピン、12…コネクティングロッド、13…燃焼室、14…吸気ポート、15…排気ポート、16…吸気弁、17…排気弁、18…カムシャフト（カム軸）、19…ベアリング、20…カムシャフトホルダー、21…ドリブンスプロケット、22…ドライブスプロケット、23…無端チェーン（伝動機構）、24…永久磁石、25…アイドラスプロケット（アイドルプーリ）、26…ピン、27、28、29…アイドラスプロケット、30…ラジエータ、31、32…冷却水タンク、33…放熱フィン、34…冷却水導管、35…冷却水出入開口、36、37…フランジ、38…接続スリーブ、39…キャップ、40、41…ラジエータ支持部、42、43…冷却水通路、44、45…冷却水ジャケット、46…連通管、47…ボルト、50…マグネットカップリング式冷却水ポンプ、51…隔壁（ポンプケーシング）、52…ポンプカバー、53…回転軸、54…インペラ、55…永久磁石、56…吸入部、57…吐出部、58…吐出通路、59、60…連通路、61…連通管、62…伝動機構室、63…孔、64…連通管相当部分。

Claims

シリンダヘッド上部に、内燃機関の動弁機構を駆動するカム軸が配設され、クランクシャフトより伝動機構を介して前記カム軸が回転駆動され、前記伝動機構を含む伝動機構室の外方に冷却水ポンプ駆動により冷却水が流れる冷却水通路を備えた水冷式内燃機関の冷却装置において、
前記冷却水通路から前記内燃機関本体に至る連通管は、前記伝動機構室に掛け渡されるように配置され、
前記連通管の外周部には、前記伝動機構に対して掛けられるアイドルプーリが回転自在に嵌装支持されたことを特徴とする水冷式内燃機関の冷却装置。
シリンダヘッド上部に、内燃機関の動弁機構を駆動するカム軸が配設され、クランクシャフトより伝動機構を介して前記カム軸が回転駆動され、前記伝動機構を含む伝動機構室の外方に冷却水ポンプ駆動により冷却水が流れる冷却水通路を備えた水冷式内燃機関の冷却装置において、
前記冷却水通路から前記内燃機関本体に至る連通管は、前記伝動機構室に掛け渡されるように配置され、
前記連通管の外周部には、前記伝動機構に対して掛けられるアイドルプーリが回転自在に嵌装支持され、
前記伝動機構は、無端伝動機構であり、
前記冷却水ポンプと前記冷却水通路は、前記無端伝動機構により囲まれる領域内に配置されたことを特徴とする水冷式内燃機関の冷却装置。
前記無端伝動機構に掛けられるアイドルプーリを前記連通管の近傍に配置した請求項１または請求項２記載の水冷式内燃機関の冷却装置。
前記冷却水ポンプは、マグネットカップリング式冷却水ポンプであり、
前記伝動機構室に掛け渡された通路を形成する連通管は、前記マグネットカップリング式冷却水ポンプの隔壁と一体に形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の水冷式内燃機関の冷却装置。
前記冷却水ポンプは、マグネットカップリング式冷却水ポンプであり、
前記伝動機構室に掛け渡された通路を形成する連通管は、前記マグネットカップリング式冷却水ポンプの隔壁と前記シリンダヘッドの壁面とにより支持されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の水冷式内燃機関の冷却装置。