JP3992358B2 - 水冷式内燃機関を備えた小型車両用パワーユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本出願発明は、水冷式内燃機関と伝動機とが一体化した小型車両用パワーユニット、特にラジエータを一体的に備えた小型車両用パワーユニットに関するものである。
【０００２】
【技術分野】
自動２輪車等に搭載される従来のパワーユニットには、特公平３−４６３５２号公報に記載されたものがある。
【０００３】
このパワーユニットでは、シリンダが略水平前方に指向し、シリンダとクランクケースとの境界部分上方にて、車体フレームに上下へ揺動自在に枢支され、ラジエータは、伝動機上に、ラジエータ空気取入れ面が該伝動機の前後長手方向に沿うように、一体に取付けられていた。
【０００４】
また前記公報には、他の実施形態として、後車輪より前方に位置して、ラジエータ空気取入れ面が車巾方向に沿うように、ラジエータが伝動機上に一体に取付けられていた。
【０００５】
【解決しようとする課題】
前記公報に記載のパワーユニットにおいては、内燃機関の冷却水ジャケットとラジエータとが離れているため、両者を接続する冷却水通路が長くなり、冷却水系統が複雑化するとともに、流路抵抗が増大して、冷却水ポンプ負荷が増大してしまう不具合がある。
【０００６】
また、ラジエータがパワーユニットの揺動枢支部分より離れているため、パワーユニットの揺動運動の影響を強く受け、ラジエータの耐久性が損なわれ易かった。
【０００７】
さらに、前記公報の第１実施形態では、ラジエータの空気取入れ面が走行方向に沿っているため、走行風が充分に有効に利用されず、ラジエータの冷却性能が低かった。
【０００８】
さらにまた、第２実施形態においては、ラジエータの設置個所が高い位置にあるため、その前方のリヤカバーに冷却風取入口が設けられても、乗員の脚でその冷却風取入口が塞がれる結果、やはり充分な冷却性能が得られない欠点があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段および効果】
本出願の請求項１記載の発明は、前記した難点を克服した水冷式内燃機関を備えた小型車両用パワーユニットの改良に係り、水冷式内燃機関と、一側に後車輪を支持した伝動機とが一体化した小型車両用パワーユニットにおいて、
該パワーユニットの前部が車体に上下へ揺動自在に取付けられ、該パワーユニットの揺動取付け部に隣接して、該パワーユニットにラジエータが一体に設けられ、該ラジエータは、左右一対の冷却水タンクと、それらの間に配置される放熱フィンを備え、前記冷却水タンクは、前記パワーユニットの揺動取付け部に固定されたことを特徴とするものである。
【００１０】
本出願の請求項１記載の発明は、前記したように構成されているため、前記パワーユニットの揺動部分とラジエータとが接近し、その結果、該パワーユニットの揺動により前記ラジエータに働く慣性力が減少して、該ラジエータの耐久性が損なわれる惧れがない。
【００１３】
以下、図１ないし図７に図示された本出願請求項１ないし請求項３記載の発明の一実施形態について説明する。
【００１４】
スクータ型自動２輪車０に搭載されるパワーユニット１は、プッシュロッド型頭上弁式４ストローク１サイクル（通称４サイクル）単気筒の水冷式内燃機関２と、Ｖベルト式無段変速機３と、歯車減速機４とよりなっている。
【００１５】
またパワーユニット１は、左右割のクランクケース５，６と、シリンダブロック７と、シリンダヘッド８と、シリンダヘッドカバー９とに分割され、クランクケース５，６の前端に、シリンダブロック７のシリンダ孔20の中心軸線が、略水平前方へ向くように、シリンダブロック７が重ねられ、さらにシリンダブロック７の前方にシリンダヘッド８およびシリンダヘッドカバー９が順次重ねられ、これらクランクケース５，６，シリンダブロック７，シリンダヘッド８およびシリンダヘッドカバー９は、相互に一体に結合されている。
【００１６】
さらに、図１に図示されるように、スクータ型自動２輪車０のメインフレーム10にリヤフォークピボット11が形成され、該リヤフォークピボット11にリンク12を介して、シリンダヘッド８の前方下部と一体の支持ブラケット13が上下へ揺動自在に取付けられ、前記メインフレーム10の後端が斜後上方へ一体に立上がったリヤフレーム14と、後記後車軸59に回転自在に嵌合されている後車軸枢支部15とに、右側緩衝器90が介装されるとともに、前記リヤフレーム14と、クランクケース６のブラケット91とに左側緩衝器92が介装されており、パワーユニット１は支持ブラケット13を中心に上下に揺動可能にメインフレーム10に取付けられている。
【００１７】
さらにまた、左側緩衝器92は通常の緩衝器の構造を有し、その上端部はブラケット93を備えている。しかし右側緩衝器90では、上端にアッパーブラケット94を有し、アウターカバー95とインナーカバー96とにコイルスプリング97が介装され、インナーカバー96と一体のクッションロアブラケット98にダンパーロッド99が螺着され、該ダンパーロッド99の下端部にストッパーラバー100 が嵌装され、前記クッションロアブラケット98の下端の後車輪枢支部15にベアリング101 が嵌装され、該ベアリング101 に後車軸59が嵌合され、該後車軸59の右端にナット102 が螺着されており、該後車軸59はベアリング101 を介してクッションロアブラケット98の下端後車軸枢支部15に回転自在に枢支されている。そして、クッションロアブラケット98の上端に小径円筒部98ａが形成され、該クッションロアブラケット98の小径円筒部98ａにコイルスプリング97の下端が遊嵌されるようになっている。
【００１８】
しかも、メインフレーム10の前端に左右に旋回自在に枢支されたハンドル軸16の上端に操作ハンドル17が一体に装着されるとともに、該ハンドル軸16の下端に前車輪18が回転自在に枢支され、かつ後記後車軸59の右端に後車輪19が一体に装着されている。
【００１９】
また図３および図４に図示されるように、シリンダ孔20にピストン21が摺動可能に嵌装されるとともに、左右のクランクケース５，６にクランクシャフト22が回転可能に枢支され、該ピストン21とクランクシャフト22とに、ピストンピン23とクランクピン24とを介してコネクティングロッド25の両端が回転可能に枢着されており、ピストン21が往復すると、クランクシャフト22が回転駆動されるようになっている。
【００２０】
さらにまた、シリンダ孔20の頂部の燃焼室26に連通する吸気ポート27および排気ポート28が、シリンダヘッド８に形成され、該吸気ポート27および排気ポート28にそれぞれ吸気弁29および排気弁30が開閉自在に設けられている。
【００２１】
また、吸気弁29および排気弁30の頂端に隣接してロッカーシャフト31が配置され、該ロッカーシャフト31にロッカーアーム32が揺動自在に枢支され、該ロッカーアーム32の一端は前記吸気弁29，排気弁30の頂端に当接している。
【００２２】
さらに、クランクシャフト22の回転速度の半分の回転速度で回転駆動されるカムシャフト33は、後記冷却水ポンプ36の回転軸37（図示されず）に磁気的に連結され、該カムシャフト33にバルブリフタ34が当接され、前記ロッカーアーム32の他端とバルブリフタ34とにプッシュロッド35が介装されており、クランクシャフト22が２回転すると、吸気弁29，排気弁30は１回の割合で開閉駆動されるようになっている。
【００２３】
さらにまた、前記冷却水ポンプ36の図示されない吐出口は、水冷式内燃機関２の冷却水通路（図示されず）を介して燃焼室26周囲の冷却水ジャケット38に接続されている。
【００２４】
また、図５に図示されるように、シリンダヘッド８と一体の支持ブラケット13の下方に、ラジエータ39の取付けプレート40が当てがわれ、該取付けプレート40を貫通して支持ブラケット13に螺着されるボルト41によって、ラジエータ39は支持ブラケット13に一体に装着されている。
【００２５】
さらに支持ブラケット13を上下に貫通した冷却水通路42，43に、左右の冷却水タンク44，45の上端の挿込式ジョイント66がＯリング67を介してそれぞれ挿入されて、該冷却水通路42，43は左右の冷却水タンク44 ， 45に連通し、該冷却水タンク44，45は、左右水平方向に指向した冷却水導管46でもって接続され、鉛直面に沿って立った放熱フィン47が、該冷却水導管46に一定間隔毎に多数枚装着され、前記冷却水通路42，43の上端は、ぞれぞれ連通管48，49を介して冷却水ポンプ36の吸入口（図示されず）と冷却水ジャケット38とに接続されている。
【００２６】
なおラジエータキャップ50は左方の冷却水タンク44に接続されて、該ラジエータキャップ50より冷却水が冷却水タンク44に注入されるようになっており、かつ冷却水ジャケット38と連通管49との接続部に図示されないサーモスタットが介装されている。
【００２７】
また、図４に図示されるように、クランクシャフト22の右端に遠心ウェイト51を内臓したドライブＶプーリ52が設けられ、左右のクランクケース５，６の後部に枢支されたドリブンシャフト53，ドリブンＶプーリ54が設けられ、前記ドライブＶプーリ52，およびドリブンＶプーリ54に無端Ｖベルト55が架渡されて、Ｖベルト式無段変速機３が構成されており、クランクシャフト22の回転速度が増加するにつれて、遠心ウェイト51の遠心力によりドライブＶプーリ52の巻掛け半径が増大し、変速比が連続的に減少するようになっている。
【００２８】
さらに、ドリブンシャフト53とドリブンＶプーリ54とに遠心クラッチ56が介装され、該ドリブンシャフト53の左部にピニオンギヤ57が形成され、該ピニオンギヤ57は中間変速ギヤ58を介して後車軸59の出力ギヤ60に噛合され、歯車減速機４が構成されており、ドリブンＶプーリ54が回転駆動されて、所定回転速度を越えると、水冷式内燃機関２の出力は、Ｖベルト式無段変速機３および歯車減速機４を介して後車軸59と一体の後車輪19に伝達されるようになっている。
【００２９】
なお図４に図示されるように、クランクシャフト22の左端には、始動兼発電装置61が設けられ、また図１に図示されるように、ステップフロア62の下方に燃料タンク63が配設されている。
【００３０】
図１ないし図７に図示の実施形態は、前記したように構成されているので、スクータ型自動２輪車０は、通常のＶベルト式無端変速機を備えているスクータと同様に、水冷式内燃機関２が始動しても、後車輪19には、水冷式内燃機関２の出力は伝達されないが、水冷式内燃機関２が加速されるにつれて、遠心クラッチ56が接続状態となって、スクータ型自動２輪車０は前進を始め、さらに水冷式内燃機関２の回転速度が増加すると、スクータ型自動２輪車０の車速も増大する。
【００３１】
また、水冷式内燃機関２の始動時に、冷却水ジャケット38内の冷却水温度が所要温度以下である場合には、図示されないサーモスタットが閉じられて、冷却水ジャケット38内の冷却水がラジエータ39に殆ど流れないが、冷却水ジャケット38内の冷却水温度が上昇すると、前記サーモスタットが開き、冷却水ポンプ36の吐出口から流出して冷却水ジャケット38に流入した冷却水は、高温に加熱されて連通管49，冷却水通路43を介して冷却水タンク45に排出され、該冷却水タンク45から冷却水導管46を通過して冷却水タンク44に流れる間に、走行風に接する放熱フィン47でもって放熱されて冷却され、冷却水タンク44から冷却水通路42，連通管48を介して冷却水ポンプ36の吸入口に戻り、冷却水は連続的に循環することができる。
【００３２】
さらに、ラジエータ39は、水冷式内燃機関２のシリンダヘッド８の前部下方に前方へ指向して配置されているため、ステップフロワ62の下方の燃料タンク63の付近を流れる走行風が、スクータ型自動２輪車０のリヤカバー64に遮られることなく、ラジエータ39の放熱フィン47間を滑らかに通過できる結果、ラジエータ39の冷却性能は高い。
【００３３】
さらにまた、スクータ型自動２輪車０の走行に伴ない路面の凹凸によりパワーユニット１が激しく上下に揺動することがあっても、ラジエータ39は、パワーユニット１の揺動中心部たる支持ブラケット13に接近しているため、ラジエータ39はそれ程大きな往復慣性力を受けることがなく、その結果、ラジエータ39の耐久性が優れ、しかもラジエータ39に対する走行風の流動状態が略一定に保持され、冷却安定性が良い。
【００３４】
また、リヤフレーム14の左端は、左側緩衝器92を介してパワーユニット１のクランクケース６のブラケット91に連結されるとともに、リヤフレーム14の右端は、右側緩衝器90ならびにこのインナーカバー96と一体のクッションロアブラケット98およびベアリング101 を介して後車軸59に連結されているため、パワーユニット１は両端支持されて、パワーユニット１の前方の支持ブラケット13に無理な力が作用せず、パワーユニット１は安定して上下に揺動できる。
【００３５】
さらに、右側緩衝器90のインナーカバー96にクッションロアブラケット98が一体に結合され、しかもこのクッションロアブラケット98にダンパーロッド99が一体に螺着され、該クッションロアブラケット98にベアリング101 を介して後車軸59が枢支されているため、構造が簡略化されて、小型軽量化されるとともに、部品点数が削減され、しかも組付け性も改善され、その結果、大巾なコストダウンが可能となる。
【００３６】
さらにまた、クッションロアブラケット98の小径円筒部98ａにコイルスプリング97の下端が遊嵌されているため、コイルスプリング97は、安定してクッションロアブラケット98に支持される。
【００３７】
図１ないし図７に図示の実施形態では、支持ブラケット13に対し取付けプレート40が直接当接されたが、図８に図示するように支持ブラケット13と取付けプレート40とに、比較的軟いラバー65を介装し、冷却水タンク45，46の上端のジョイント66をＯリング67を介して冷却水通路42，43にそれぞれ挿入してもよく、このように構成すると、冷却水通路42，43と冷却水タンク44，45との接合部における水冷式内燃機関２の振動が緩衝され、ラジエータ結合部が受ける応力が大巾に緩和することができる。
【００３８】
図１ないし図８に図示の実施形態では、Ｖベルト式無段変速機３が用いられたが、図９ないし図１０に図示するように、Ｖベルト式無段変速機３の代りに歯車変速機70を用いてもよい。
【００３９】
図９ないし図１０に図示のパワーユニット１では、カムシャフト33と冷却水ポンプ36のロータ36ａとを磁気的に連結する磁気カップリング71が図示されている。
【００４０】
また図９に図示されるように、クランクシャフト22と一体の出力ギヤ72は、図示されない変速クラッチを備えた中間ギヤ73を介して歯車変速機70のメインシャフト74に連結され、該メインシャフト74は変速ギヤ群75を介してカウンタシャフト76に切換自在に連結され、該カウンタシャフト76はギヤ77を介して後車軸59に連結されている。
【００４１】
さらに、メインシャフト74およびカウンタシャフト76の変速ギヤ群75の各ギヤにシフトフォーク78が係合され、該シフトフォーク78はシフトドラム79によって切換え駆動されるようになっている。
【００４２】
さらにまた、シフトドラム79はシフト機構80を介してシフトモータ81に連結されており、該シフトモータ81の間欠的回転駆動により、シフト機構80は一段ずつシフトアップまたはシフトダウンされるようになっている。
【００４３】
しかもラジエータ82は、上下に冷却水タンク83，84を備え、該冷却水タンク83，84は図示されない冷却水導管で連通され、該冷却水導管に放熱フィン85が上下に亘り多数枚嵌装されている。
【００４４】
図９ないし図１０に図示の実施形態は前記したように構成されているので、シフトアップ操作またはシフトダウン操作で、歯車変速機70を１段ずつシフトアップまたはシフトダウンすることができる。
【００４５】
また冷却水ジャケット38において加熱された冷却水は、サーモスタット86より連通管49を介して冷却水タンク83に入り、該冷却水タンク83から図示されない冷却水導管内を流下する間に、走行風により放熱フィン47を介して冷却された後、冷却水タンク84に流入し、連通管48より冷却水ポンプ36の吸入口に吸入され、冷却水ポンプ36で加圧されてから、再び冷却水ジャケット38に戻り、冷却水系統内を循環することができる。
【００４６】
この実施形態でも、ラジエータ82は支持ブラケット13の近くに配置されているため、パワーユニット１の上下揺動の悪影響をそれ程受けることがなく、またラジエータ82は前方からの走行風を充分に受けて、冷却性能が高い。
【００４７】
また小型車両としてスクータ型自動２輪車について説明したが、鞍乗り型自動３輪車や荒地走行用のバギー車にも本出願発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願発明の一実施形態のパワーユニットを搭載したスクータの概略側面図である。
【図２】図１に図示のパワーユニットの斜視図である。
【図３】前記パワーユニットの側面図である。
【図４】図３の縦断平面図である。
【図５】図３のＶ矢視正面図である。
【図６】図１の後方から前方へ見た背面図である。
【図７】図６の要部拡大縦断面図である。
【図８】他の実施形態の正面図である。
【図９】さらに他の実施形態の側面図である。
【図１０】図７のＸ−Ｘ線に沿って裁断した縦断平面図である。
【符号の説明】
０…スクータ型自動２輪車、１…パワーユニット、２…水冷式内燃機関、３…Ｖベルト式無段変速機、４…歯車減速機、５，６…クランクケース、７…シリンダブロック、８…シリンダヘッド、９…シリンダヘッドカバー、10…メインフレーム、11…リヤフォークピボット、12…リンク、13…支持ブラケット、14…リヤフレーム、15…後車軸枢支部、16…ハンドル軸、17…操作ハンドル、18…前車輪、19…後車輪、20…シリンダ孔、21…ピストン、22…クランクシャフト、23…ピストンピン、24…クランクピン、25…コネクティングロッド、26…燃焼室、27…吸気ポート、28…排気ポート、29…吸気弁、30…排気弁、31…ロッカーシャフト、32…ロッカーアーム、33…カムシャフト、34…バルブリフタ、35…プッシュロッド、36…冷却水ポンプ、37…回転軸、38…冷却水ジャケット、39…ラジエータ、40…取付けプレート、41…ボルト、42，43…冷却水通路、44，45…冷却水タンク、46…冷却水導管、47…放熱フィン、48，49…連通管、50…ラジエータキャップ、51…遠心ウェイト、52…ドライブＶプーリ、53…ドリブンシャフト、54…ドリブンＶプーリ、55…無端Ｖベルト、56…遠心クラッチ、57…ピニオンギヤ、58…中間変速ギヤ、59…後車軸、60…出力ギヤ、61…始動兼発電装置、62…ステップフロア、63…燃料タンク、64…リヤカバー、65…ラバー、
70…歯車変速機、71…磁気カップリング、72…出力ギヤ、73…中間ギヤ、74…メインシャフト、75…変速ギヤ群、76…カウンタシャフト、77…ギヤ、78…シフトフォーク、79…シフトドラム、80…シフト機構、81…シフトモータ、82…ラジエータ、83，84…冷却水タンク、85…放熱フィン、86…サーモスタット、
90…右側緩衝器、91…ブラケット、92…左側緩衝器、93…ブラケット、94…アッパーブラケット、95…アウターカバー、96…インナーカバー、97…コイルスプリング、98…クッションロアブラケット、99…ダンパーロッド、100 …ストッパーラバー、101 …ベアリング、102 …ナット。

Claims (2)

1. 水冷式内燃機関と、一側に後車輪を支持した伝動機とが一体化した小型車両用パワーユニットにおいて、
   該パワーユニットの前部が車体に上下へ揺動自在に取付けられ、該パワーユニットの揺動取付け部に隣接して、該パワーユニットにラジエータが一体に設けられ、該ラジエータは、左右一対の冷却水タンクと、それらの間に配置される放熱フィンを備え、前記冷却水タンクは、前記パワーユニットの揺動取付け部に固定されたことを特徴とする水冷式内燃機関を備えた小型車両用パワーユニット。
2. 前記揺動取付け部は、パワーユニットのシリンダヘッドを一部延長した延出部でシリンダヘッドと一体に形成されたことを特徴とする請求項１記載の水冷式内燃機関を備えた小型車両用パワーユニット。

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