JP3891660B2

JP3891660B2 - 水冷式エンジンの冷却装置

Info

Publication number: JP3891660B2
Application number: JP24906097A
Authority: JP
Inventors: 英俊高松; 卓志松任; 昌俊深町
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: CN1085292C; CN1211675A; JPH1182016A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願は、水冷エンジンにおけるウオータジャケットとラジエタを連絡する冷却水出入口の配置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水冷エンジンにおける冷却水出入口の配置は次のいずれかである。
▲１▼シリンダに入口、シリンダヘッドに出口を設ける（その逆を含む、一例として実開平４−７１７３４号）
▲２▼シリンダ又はシリンダヘッドの対向する一対の側面のうち、一方に入口、他方側に出口を設ける
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例の場合、▲１▼の構造は、シリンダとシリンダヘッドの２部品にわたって冷却水入口と同出口をそれぞれ加工しなければならない。また、▲２▼の構造は、シリンダ（またはシリンダヘッド）の異なる２側面に対して冷却水入口と同出口を２方向に加工しなければならない。したがって、どちらの場合も加工工程が最低２工程必要となる。そのうえ冷却水出入通路も複雑になり通路抵抗が増大し易くなる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願における水冷式エンジンの冷却装置に係る請求項１の発明は、エンジンのシリンダ周囲にウォータジャケットを形成し、このウォータジャケットを囲むエンジンの一側面に水ポンプを設ける水冷式エンジンの冷却装置において、
前記水ポンプが設けられている側面と略直交する方向の他側面にウォータジャケットとラジエタとを連絡するための第１冷却水通路と、前記水ポンプとラジエタとを連絡するための第２冷却水通路を設け、前記第１冷却水通路及び第２冷却水通路は、シリンダ部と一体に成形されていることを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明は、シリンダ部とヘッド部とヘッドカバー部が一体に型成形されたエンジンのシリンダ周囲にウオータジャケットを形成し、このウォータジャケットを囲むエンジンの一側面に水ポンプを設けるととともに、この水ポンプが設けられている側面と略直交する方向の他側面に、ウォータジャケットとラジエタとを連絡するための第１冷却水通路と、前記水ポンプとラジエタとを連絡するための第２冷却水通路を設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明は、上記請求項１において、前記第１冷却水通路は、冷却水をウォータジャケットからラジエタへ送る入口通路であり、前記第２冷却水通路は、冷却水をラジエタから水ポンプに戻す出口通路であることを特徴とする。
【０００７】
請求項４の発明は、上記請求項１又は２において、前記第１及び第２冷却水通路とラジエタが直接連絡し、かつ上記ラジエタをエンジンに直接固定したことを特徴とする。
【０００８】
請求項５の発明は、上記請求項１〜４のいずれかにおいて、前記第１及び第２冷却水通路を、ウォータージャケット幅と略同等位置に設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項６の発明は、上記請求項１〜５のいずれかにおいて、前記第２冷却水通路を水ポンプのポンプボデイに形成した連絡路と連通させたことを特徴とする。
【００１０】
請求項７の発明は、上記請求項１〜３のいずれかにおいて、上記ポンプボデイ外周部とポンプボデイ収容部の内周面とのシール部を形成するためのシール用突出部を出口側通路内へ設けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、エンジンの水ポンプが設けられている側面と略直交する方向の他側面にウォータージャケットとラジエタとを連絡するための第１冷却水通路と、水ポンプとラジエタとを連絡するための第２冷却水通路を設けたので、同一側面において第１及び第２の冷却水通路を１工程で加工することができ、工数を削減できる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、シリンダ部、ヘッド部及びヘッドカバー部の三者が一体に型成形されているので、第１及び第２の冷却水通路を１工程で加工できる。しかもシリンダ部又はヘッド部のどちらに第１及び第２の冷却水通路を設けてもよく、形成場所に関する自由度が大きくなる。そのうえウオータジャケットの精度向上を図ることができ、かつ形状の自由度も向上する。
【００１３】
請求項３の発明によれば、第１冷却水通路をウォータジャケットからラジエタへ送水するための入口通路とし、第２冷却水通路をラジエタから水ポンプへ戻す出口通路とし、これらの冷却水通路をエンジンの同一面に設けることができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、第１及び第２の冷却水通路とラジエタが直接連絡しているので、冷却水はエンジンからラジエタへまっすぐ入り、１ターンでまっすぐ出る単純な経路になるため、通路抵抗を最小にすることができる。またラジエタをエンジンに直接固定したので、エンジンとラジエタ間の冷却水通路を最少にでき、かつ水ホース等の部品点数を削減でき、そのうえラジエタの配設スペースを少なくできる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、第１及び第２の冷却水通路をウォータージャケット幅と略同等位置に設けたので、通路抵抗を少なくすることができる。
【００１６】
請求項６の発明によれば、第２冷却水通路を水ポンプのポンプボデイに形成した連絡路と連通させたので、水ポンプとラジエタを他の配管部材を使用せず最短経路で接続できる。
【００１７】
請求項７の発明によれば、ポンプボデイ外周部とポンプボデイ収容部の内周面とのシール部を形成するためのシール用突出部を出口側通路内へ設けたので、水出口部分におけるポンプボデイとポンプボデイ収容部のシール面を容易に確保できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて小型自動２輪用の水冷式４サイクル小排気量エンジンに適用された一実施例を説明する。図１は本実施例に係るエンジンのウオータジャケット回りを示す図２の１−１線に沿う断面図、図２はエンジンの全体断面図、図３はインレットカバーを取り去った状態の本体右側面を示す図、図４はカムチェーンカバーを取り去った状態の本体左側面を示す図、図５はインレットカバーの接合面側を示す図、図６はウオータジャケット部分の成形方法を示す金型構造の断面図である。
【００１９】
このエンジンは略直方体形の本体１に対して、その長手方向へ形成された略平行に対向する二つの側面へインレットカバー２及びカムチェーンカバー３を取付けることにより組立てられ、クランクケース（図示省略）へ取付けられるようになっている。
【００２０】
本体１はコンロッド４ａを介してクランク軸（図示省略）へ連結されているピストン４を収容するシリンダ部５と、カム軸６を回転自在に収容するカム室７を有するヘッド部８とが一体に鋳造されたものであり、この鋳造方法としてはアルミ合金等の適宜金属を用いたダイカスト成形を採用できる。
【００２１】
なお本願では、ヘッド部８のうちカム室７を覆う部分を特にヘッドカバー部９とし、さらに便宜上、本体１の各面につき、インレットカバー２が取付けられる面を右側面１０、カムチェーンカバー３が取付けられる面を左側面１１、これらの面に挟まれた略直交して対向する二面のうち後述するラジエタが取付けられる面を前面１２、他方を背面１３という。また、ヘッドカバー部９の天井部外表面を頂面１４、クランクケースへ取付けられる面を底面１５とする。
【００２２】
シリンダ部５にはシリンダ１６が底面１５側から本体１の長さ方向略中間部まで形成され、このシリンダ１６の最奥部であるヘッド部８側に形成された燃焼室１７は吸気ポート１８及び排気ポート１９と連通し、各ポートの燃焼室１７側の開口部は吸気バルブ２０と排気バルブ２１で開閉され、各バルブ軸線Ｃ１，Ｃ２はシリンダ軸線Ｃに対して所定のバルブ挟み角をなしている。符号２０ａ及び２１ａはステムホルダである。
【００２３】
吸気ポート１８はインレットカバー２に形成された吸気通路２２に連通し、この吸気通路２２は吸気ポート１８の延長上を斜めに外方へ延び、インレットパイプ２３を介して気化器（図示省略）へ接続されている。排気ポート２１は吸気ポート１８と略直角方向へ屈曲して延び、背面１３において排気管２４へ接続している。図２及び３中の符号２９は点火プラグである。
【００２４】
各バルブの駆動は、それぞれの軸端部に設けられたバルブリフタ２５、２６を介してカム２７、２８により直接駆動される直動式となっており、これらのカム２７、２８が形成されたカム軸６は、右側面１０と左側面１１の間を貫通してテーパー状に形成されているカム室７の両開口端部においてベアリング３０、３１により軸受けされている。カム２７、２８の各摺動面はそれぞれバルブリフタ２５、２６の摺動面が傾斜していることに対応して傾斜面になっている。
【００２５】
カム軸６の一端部とインレットカバー２の間には給油部６ａが形成されている。カム軸６の他端部側は、カムチェーンカバー３と左側面１１との間に形成されたチェーン室３２内へ突出し、その突出端部にカムスプロケット３３がボルト３４で取付けられている。このカムスプロケット３３はカムチェーン３５を介して図示しないクランク軸に設けられた駆動スプロケットへ巻き掛けられている。
【００２６】
ヘッドカバー部９のうち各バルブ軸線Ｃ１及びＣ２の延長上には、それぞれのバルブ軸線Ｃ１及びＣ２と同軸でかつ各バルブリフタ２５、２６と略同径のカム覗き穴３６、３７が形成され、それぞれにカム室７を開閉するキャップ３８、３９がシールを介してねじ止めで密封されている。
【００２７】
次に、ウオータジャケット回りの構造を説明する。本体１の燃焼室１７近傍部には水ポンプ４０が設けられている。図４に明らかなように、本体部１のカムチェーンカバー３に面する左側面１１の側壁部に円形のポンプ取付凹部４１が形成され、その中に水ポンプ４０の外形をなす樹脂製カバーの一部に形成されたフランジ４２が収容されている。このフランジ４２もポンプ取付凹部４１とほぼ同じ円形であり、ポンプ取付凹部４１の内周壁部にＯリング４４を介して液密に嵌合することにより、ポンプ取付凹部４１の間でシールされている。
【００２８】
図１に明らかなように、ポンプ取付凹部４１内にはフランジ４２とネジ止め等により一体化されたポンプボデイ４３が一緒に収容され、底部４１ａに当接している。この底部４１ａにはウオータジャケット４５へ臨む開口部４１ｂが形成され、一方、ポンプボデイ４３の底部にはこの開口部４１ｂへ嵌合してウオータジャケット４５内へ突出する案内部４３ｂが形成され、ポンプボデイ４３をポンプ取付凹部４１内へ嵌合することにより、ポンプボデイ４３でウオータジャケット４５の開口部である底部４１ａの開口部４１ｂを覆っている。
【００２９】
ポンプボデイ４３における案内部４３ｂはシリンダ軸線Ｃ方向から見て略半円状に所定間隔をもってシリンダ１６の周囲を囲む凹面状の案内面をなし、案内部４３ｂの前後方向（前面１２と背面１３を結ぶ方向、以下同）両端部はインレットカバー２側へ長く突出し、本体１の前面１２及び背面１３の各内面へ嵌合されて当接している。
【００３０】
案内部４３ｂの案内面はシリンダ１６との間にウオータジャケット４５を形成するとともに、その中央部には開口部が形成されて、ポンプボデイ４３内部とウオータジャケット４５を連通する水通路４３ａをなし、案内面によりこの水通路４３ａへ向かってウオータジャケット４５の冷却水が案内されるようになっている。
【００３１】
水通路４３ａにはインペラ４６が配設されてポンプ軸４７と一体回転自在に支持されている。ポンプ軸４７の一端はシリンダ１６の外周壁面に突出形成されて水通路４３ａ内へ突出するボス４８へ回転自在に支持されている。ポンプ軸４７の他端側は、カムチェーン３５を越えてチェーン室３２内へ突出し、その周囲にマグネットリング４９が設けられ、さらにその周囲をフランジ４２と一体である樹脂製カバーの一部が覆うことにより円形の小径部５０となっている。この小径部５０の突出端部はカムチェーンカバー３に形成された円形の嵌合凹部５１へ嵌合支持されている。
【００３２】
図４に示すように、この小径部５０の中心とフランジ４２の中心は異なっており、小径部５０と同心の嵌合凹部５１（図１）と、フランジ４２と同心のポンプ取付凹部４１の各中心も異なっている。このため、小径部５０を嵌合凹部５１へ嵌合し、フランジ４２をポンプ取付凹部４１へ嵌合するとともに、カムチェーンカバー３を左側面１１へボルト止め等により取付ければ、水ポンプ４０がポンプ取付凹部４１内の所定位置へ容易に位置決めされて固定される。
【００３３】
図１に明らかなように、小径部５０の外周部にはマグネットリング５２が内周側に一体化された水ポンプ用スプロケット５３が設けられ、カムチェーン３５で駆動されるようになっている。水ポンプ用スプロケット５３のボス外周はベアリング５４を介してカムチェーンカバー３に形成された軸受け部５５内へ回転自在に収容されている。
【００３４】
マグネットリング５２が水ポンプ用スプロケット５３と一体に回転すると、小径部５０内のマグネットリング４９が磁気的に結合されて一体に回転し、これによってマグネットリング４９と一体のポンプ軸４７を介してインペラ４６が回転され、水ポンプ４０が駆動状態となる。
【００３５】
本体部１の前面１２には、水出口５６及び水入口５７がそれぞれ横並びに、かつウオータジャケット４５の幅Ｗ（図１）内に突出形成されている。ここで水出口５６及び水入口５７の形成位置に対するウオータジャケット４５の幅Ｗとは、ウオータジャケット４５における右側の開口部４５ａが形成された右側面１０からポンプ取付凹部４１が開口する左側面１１間の幅とする。
【００３６】
水出口５６はカムチェーンカバー３の近傍に形成され、その内側のポンプボデイ４３との接続部には通路内へ張り出すシール用の突部５８が形成されて、この狭くなった通路端部でポンプボデイ４３側に設けられている連絡路５９へ連通している。突部５８は、水出口５６の外方から見たときＯリング４４と重なることにより、ポンプボデイ４３との対向面がＯリング４４のシール面になっている。
【００３７】
連絡路５９はポンプボデイ４３の外周部からインぺラ４６へ向ってその回転半径方向へ直線的に延び、インペラ４６の周囲で円弧状をなす水ポンプ４０の吐出路である。水入口５７はインレットカバー２の近傍に位置してウオータジャケット４５へ直接連通している。
【００３８】
これらの水出口５６及び水入口５７にはそれぞれラジエタ６０の戻り口６１と送水口６２が直接嵌合して接続されることによりラジエタ６０が本体１の前面１２へ直接取付けられている。戻り口６１はラジエタ６０内を連絡路５９の延長方向へ直線状に延びる戻り通路６３を介して上タンク６４へ接続され、通路を短くかつ通路抵抗が少なくなるようになっている。
【００３９】
ウオータジャケット４５内には、ポンプボデイ４３から突出する案内部４３ｂ及びインレットカバー２の突部７０が互いに反対方向から嵌合され、シリンダ１６を所定間隔で囲むことによりウオータジャケット４５を形成している。突部７０のシリンダ１６に対する面も案内部４３ｂと同様の案内面７１をなし、ウオータジャケット４５内の冷却水を滞留させずに水通路４３ａへスムースに導くように機能している。
【００４０】
突部７０の前後方向両端部７２及び７３も水ポンプ４０側へ長く突出し、それぞれ本体１の前面１２及び背面１３の各内面へ嵌合されて当接している。なお、案内部７３のうち水入口５７近傍部分にはラジエタ６０からウオータジャケット４５への冷却水流入を容易にする拡大空間を形成するための逃げ面７４が部分的に形成されている。また、インレットカバー２のうち突部７０の外表面側には空冷フィン７５が一体に形成され、ウオータジャケット４５の冷却水に対する冷却効率が高められている。
【００４１】
図５に示すように、本体部１の右側面１０へ取付けられるインレットカバー２の接合面側には、矩形の冷却水シール６５、楕円形の吸気シール６６、略Ｐ字状をなすオイル部シール６７が形成され、インレットカバー２を本体部１の右側面１０へ被せることにより、右側面１０とインレットカバー２の間で、水、混合気及びオイルを分離してシールするようになっている。
【００４２】
なお、図中の符号６７はメインギャラリ（図示省略）へ通じる油路６７ａ（図１）と連通する凹部、６８はカム軸６の軸端に形成された給油部６ａ（図２）へ給油するオイル通路である。
【００４３】
図６はウオータジャケット４５を成形する金型構造を示し、右型８０の突部８５及び左型８１の突部８７は、それぞれシリンダ型８４の周囲をシリンダ１６の肉厚程度の間隙を有してリング状に取り囲むように半円弧状の成形面８６、８８を備え、前面型８２には水出口５６と水入口５７を鋳抜くための鋳抜きピン９０、９２及び中間の凹部を形成する突部９１が設けられている。符号８３は背面型である。
【００４４】
このように、ウオータジャケット４５がシリンダ軸線Ｃと直交する方向へシリンダ部５を挟んで互いに対向配置された一対の金型である右型８０及び左型８１によりシリンダ部５の側方へ開口するように左右方向から形成される。
【００４５】
次に、本実施例の作用を説明する。図１に明らかなように、本体１の水ポンプ４０が設けられている左側面１１と略直交する前面１２において、ウォータージャケット４５の幅Ｗ内にラジエタ６０が接続する水出口５６と水入口５７を設けるとともに、これらの水出口５６と水入口５７へラジエタ６０の戻り口６１と送水口６２が嵌合することによりラジエタ６０を本体１の前面１２へ直接取付けている。
【００４６】
このため、本体１の同一側面において冷却水の出入口を１工程で加工することができ、工数を削減でき、しかも、水出口５６と水入口５７を介して冷却水はウオータジャケット４５からラジエタ６０へまっすぐ入り、１ターンでまっすぐ出る単純な経路になるため、通路抵抗を最小にすることができる。そのうえ、ラジエタ６０を本体１に直接固定したので、本体１とラジエタ６０間の冷却水通路を最少にでき、かつ水ホース等の部品点数を削減でき、そのうえラジエタ６０の配設スペースを少なくできる。
【００４７】
また、ポンプボデイ４３の外周部とポンプボデイ収容部４１の内周をそれぞれ円形にしてＯリング４４を介して液密に嵌合したので、水ポンプ４０をシリンダ部５の側面へ直接取付けでき、そのうえシールを簡単かつ確実にできる。しかも、水出口５６を水ポンプ４０のポンプボデイ４３に形成した連絡路５９と連通させたので、水ポンプ４０とラジエタ６０を他の配管部材を使用せず最短経路で接続できる。そのうえ、水出口５６内にシール用突出部５８を形成したので水出口５６部分におけるポンプボデイ４３とポンプボデイ収容部４１のシール面を容易に確保できる。
【００４８】
そのうえさらに、本体１はシリンダ部５、ヘッド部８及びヘッドカバー部９の三者が一体に金型を用いてダイカスト成形されているので、水出口５６と水入口５７を形成する部分はシリンダ部５からヘッド部８まで単一部品の連続面であるから、水出口５６と水入口５７をシリンダ部５のみならずヘッド部８へ設けてもよく、さらにはシリンダ部５とヘッド部８の両方へ分散させて設けても、一工程で成形できる上記効果に変わりはなく、形成場所に関する自由度が大きくなる。
【００４９】
しかも、ウオータジャケット４５がシリンダ軸線Ｃと直交する方向へシリンダ部５を挟んで互いに対向配置された一対の金型である右型８０及び左型８１によりシリンダ部５の側方へ開口するように左右方向から形成されるため、従来必要であった中子を廃止でき、中子作成や砂落としに要した多くの工数が不要になるので、工程数、人員数を削減でき、かつ金型の割構造が簡単になる。また、ダイカスト成形を採用した場合におけるウオータジャケット部分の金型に対する焼き付きへの配慮も不要になり、ウオータジャケット４５の精度向上を図ることができ、かつ形状の自由度も向上する。
【００５０】
なお、本願発明は上記各実施例に限定されるものではなく種々に変形可能であり、例えば、本体１は従来のようにシリンダ部５とヘッド部８を別体に成形してから組み立てられるものでもよく、この場合は、水出口５６と水入口５７をシリンダ部５又はヘッド部８のいずれか側へ並べて形成するように配置する。また、鋳造方法を必ずしもアルミダイカスト成形にする必要はなく、砂型を用いる等他の公知の鋳造方法を採用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２の１−１線に沿うウオータジャケット回りの断面図
【図２】本実施例に係るエンジンの全体断面図
【図３】インレットカバーを取り去った状態の右側面を示す図
【図４】カムチェーンカバーを取り去った状態の左側面を示す図
【図５】インレットカバーの接合面側を示す図
【図６】ウオータジャケットの成形方法を示す金型の断面図
【符号の説明】
１：本体、２：インレットカバー、３：カムチェーンカバー、５：シリンダ部、６：カム軸、７：カム室、８：ヘッド部、９：ヘッドカバー部、１６：シリンダ、」３２：チェーン室、３５：カムチェーン、４０：水ポンプ、４１：ポンプ取付凹部（ポンプボデイ収容部）、４２：フランジ、４３：ポンプボデイ、４３ａ：水通路、４５：ウオータジャケット、４６：インペラ、５６：水出口、５７：水入口、５８：シール用突出部、５９：連絡路、６０：ラジエタ

Claims

エンジンのシリンダ周囲にウォータジャケットを形成し、このウォータジャケットを囲むエンジンの一側面に水ポンプを設ける水冷式エンジンの冷却装置において、
前記水ポンプが設けられている側面と略直交する方向の他側面にウォータジャケットとラジエタとを連絡するための第１冷却水通路と、前記水ポンプとラジエタとを連絡するための第２冷却水通路を設け、前記第１冷却水通路及び第２冷却水通路は、シリンダ部と一体に成形されていることを特徴とする水冷式エンジンの冷却装置。
シリンダ部とヘッド部とヘッドカバー部が一体に型成形されたエンジンのシリンダ周囲にウォータジャケットを形成し、このウォータジャケットを囲むエンジンの一側面に水ポンプを設けるととともに、この水ポンプが設けられている側面と略直交する方向の他側面に、ウォータジャケットとラジエタとを連絡するための第１冷却水通路と、前記水ポンプとラジエタとを連絡するための第２冷却水通路を設けたことを特徴とする水冷式エンジンの冷却装置。
前記第１冷却水通路は、冷却水をウォータジャケットからラジエタへ送る入口通路であり、前記第２冷却水通路は、冷却水をラジエタから水ポンプに戻す出口通路であることを特徴とする請求項１又は２に記載した水冷式エンジンの冷却装置。
前記第１及び第２冷却水通路とラジエタが直接連絡し、かつ上記ラジエタをエンジンに直接固定したことを特徴とする請求項１又は２に記載した水冷式エンジンの冷却装置。
前記第１及び第２冷却水通路を、ウォータージャケット幅と略同等位置に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載した水冷式エンジンの冷却装置。
前記第２冷却水通路を水ポンプのポンプボデイに形成した連絡路と連通させたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載した水冷式エンジンの冷却装置。
上記ポンプボデイ外周部とポンプボデイ収容部の内周面とのシール部を形成するためのシール用突出部を上記出口側通路内へ設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載した水冷式エンジンの冷却装置。