JP4496148B2

JP4496148B2 - 空冷エンジン

Info

Publication number: JP4496148B2
Application number: JP2005267173A
Authority: JP
Inventors: 雅治大野
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2025-09-14
Also published as: JP2007077885A

Description

本発明は、空冷エンジンに関し、詳しくは、エンジン搭載機種の制限を緩和することができるとともに、騒音がエンジン周囲の広い範囲に伝播するのを抑制することができる空冷エンジンに関するものである。

従来の空冷エンジンとして、本発明と同様、クランク軸の一端に冷却ファンを取り付け、クランク軸の架設方向を前後方向として、冷却ファンを取り付けた方を前とし、シリンダブロックの前部にファンケースを取り付け、ファンケース内に冷却ファンを収容し、ファンケース内で発生した冷却風をシリンダ冷却風路で後方に案内することにより、シリンダヘッドとシリンダの周壁を空冷し、シリンダ冷却排風をシリンダ冷却風路の後部にある風路出口から後向きに放出するようにしたものがある(例えば、特許文献１参照)。
この種のエンジンでは、ファンケース内で発生する冷却風でシリンダヘッドとシリンダの周壁を強力に冷却することができるとともに、ファンケースで冷却ファンの風切り音がエンジン周囲に伝播するのを抑制することができる利点がある。

しかし、上記従来のエンジンでは、ファンケースの上方にオイルクーラを配置し、ファンケースの上壁に上部送風口をあけることにより、ファンケース内で発生した冷却風をこの上部送風口から上向きに送風してオイルクーラを空冷し、オイルクーラ冷却排風をオイルクーラから上向きに排出するようにしているため、問題が生じている。

特開平３−７８５２３号公報(図１参照)

上記従来技術では、次の問題がある。
《問題》エンジン搭載機種の制限が大きい。
シリンダ冷却排風を後向きに放出し、オイルクーラ冷却排風を上向きに放出するので、冷却排風の向きが後向きと上向きのニ方向となる。このため、このエンジンを搭載する機械は、このニ方向の冷却排風を支障なく放出できるものでなければならず、エンジンの搭載機種の制限が大きい。

《問題》騒音がエンジン周囲の広い範囲に伝播しやすい。
シリンダ冷却風路の風路出口から漏れたファン風切り音は後方に放出され、上部送風口から漏れたファン風切り音は上方に放出されるので、ファン風切り音の放出方向が二方向となり、騒音がエンジン周囲の広い範囲に伝播しやすい。

本発明は、上記問題点を解決することができる空冷エンジン、すなわち、エンジン搭載機種の制限を緩和することができるとともに、騒音がエンジン周囲の広い範囲に伝播するのを抑制することができる空冷エンジンを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、クランク軸(１)の一端に冷却ファン(２)を取り付け、クランク軸(１)の架設方向を前後方向として、冷却ファン(２)を取り付けた方を前とし、シリンダブロック(３)の前部にファンケース(４)を取り付け、ファンケース(４)内に冷却ファン(２)を収容し、図２に例示するように、ファンケース(４)内で発生した冷却風をシリンダ冷却風路(５)で後方に案内することにより、シリンダヘッド(６)とシリンダ(７)の周壁を空冷し、図３に例示するように、シリンダ冷却排風(８)をシリンダ冷却風路(５)の後部にある風路出口(５ａ)から後向きに放出するようにした、空冷エンジンにおいて、
図１に例示するように、ファンケース(４)の後方にオイルクーラ(９)を配置し、ファンケース(４)の後壁(４ａ)に後部送風口(４ｂ)をあけることにより、ファンケース(４)内で発生した冷却風を後部送風口(４ｂ)から後向きに送風してオイルクーラ(９)を空冷し、オイルクーラ冷却排風(１０)をオイルクーラ(９)から後向きに放出するようにし、
図３に例示するように、エンジンの後部に排気マフラ(１３)を配置し、
図４に例示するように、クランク軸中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、排気マフラ(１３)の排気放出口(１４)をオイルクーラ(９)と重なる位置に配置した、ことを特徴とする空冷エンジン。

（請求項１に係る発明）
《効果》エンジン搭載機種の制限を緩和することができる。
図３に例示するように、シリンダ冷却排風(８)とオイルクーラ冷却排風(１０)とをいずれも後向きに放出するので、冷却排風の向きが後向き一方向に統一される。このため、このエンジンを搭載する機械は、この後向き一方向の冷却排風(８)(１０)を支障なく放出できるものであればよく、冷却排風の放出方向が二方向となるエンジンに比べ、エンジン搭載機種の制限を緩和することができる。

《効果》騒音がエンジン周囲の広い範囲に伝播するのを抑制することができる。
シリンダ冷却風路(５)の風路出口(５ａ)から漏れたファン風切り音と、後部送風口(４ｂ)から漏れたファン風切り音は、いずれも後方に放出されるので、ファン風切り音の放出方向が後向き一方向に統一され、騒音がエンジン周囲の広い範囲に伝播するのを抑制することができる。
《効果》騒音がエンジン周囲の広い範囲に伝播するのを抑制することができる。
図３に例示するように、エンジンの後部に排気マフラ(１３)を配置したので、排気騒音がエンジンの後方で発生する。シリンダ冷却風路(５)から漏れたファン風切り音や、後部送風口(４ｂ)から漏れたファン風切り音は、エンジンの後方に放出される。このため、排気騒音の発生個所とファン風切り音の放出先がエンジンの後部に統一され、騒音がエンジン周囲の広い範囲に伝播するのを抑制することができる。
《効果》耳障りなファン風切り音がマスキングされる。
排気騒音の発生個所とファン風切り音の放出先がエンジンの後部に統一されるので、排気騒音により耳障りなファン風切り音がマスキングされる。
《効果》排気騒音を低減することができる。
図４に例示するように、クランク軸中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、排気マフラ(１３)の排気放出口(１４)をオイルクーラ(９)と重なる位置に配置したので、オイルクーラ冷却排風(１０)で排気マフラ(１３)の排気放出口(１４)が冷却され、排気放出口(１４)から放出される排気の膨張が緩和され、排気騒音を低減することができる。

（請求項２に係る発明）
請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》オイルクーラの冷却効率を高めることができる。
図１、図２に例示するように、ファンケース(４)の後壁(４ａ)に導風板(１１)を取り付け、ファンケース(４)内で発生した冷却風を導風板(１１)で後部送風口(４ｂ)に案内するようにしたので、オイルクーラ(９)に冷却風を効率よく送風することができ、オイルクーラ(９)の冷却効率を高めることができる。

《効果》ファンケースの後壁の振動騒音を低減することができる。
図１、図２に例示するように、ファンケース(４)の後壁(４ａ)に導風板(１１)を取り付けたので、後部送風口(４ｂ)をあけたことによるファンケース(４)の後壁(４ａ)の強度低下が、導風板(１１)の取り付けによって改善され、ファンケース(４)の後壁(４ａ)の振動騒音を低減することができる。

（請求項３に係る発明）
請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》エンジン搭載機種の制限を緩和することができる。
図２に例示するように、クランク軸中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、シリンダ(７)(７)をクランクケース(１２)から左右斜め上に突出させたＶ型配置とし、左右にシリンダ冷却風路(５)(５)を形成し、オイルクーラ(９)を左右いずれかのシリンダ冷却風路(５)の真下に配置したので、本来はデッドスペースとなるシリンダ冷却風路壁(５)の真下のスペースをオイルクーラ(９)の収容空間として有効利用し、オイルクーラ(９)が横に大きく張り出すのを防止することができる。このため、エンジンの横幅を小さくすることができ、エンジン搭載機種の制限を緩和することができる。

《効果》騒音がエンジン周囲の広い範囲に伝播するのを抑制することができる。
図３に例示するように、エンジンの後部に排気マフラ(１３)を配置したので、排気騒音がエンジンの後方で発生する。シリンダ冷却風路(５)から漏れたファン風切り音や、後部送風口(４ｂ)から漏れたファン風切り音は、エンジンの後方に放出される。このため、排気騒音の発生個所とファン風切り音の放出先がエンジンの後部に統一され、騒音がエンジン周囲の広い範囲に伝播するのを抑制することができる。

（請求項４に係る発明）
請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》騒音がエンジン周囲の広い範囲に伝播するのを抑制することができる。
図３に例示するように、排気マフラ(１３)の排気放出口(１４)を後方に向けたので、排気放出口(１４)からの排気騒音の放出方向が後方となり、排気騒音の放出方向とファン風切り音の放出方向とが後向き一方向に統一され、騒音がエンジン周囲の広い範囲に伝播するのを抑制することができる。

《効果》耳障りなファン風切り音がマスキングされる。
排気騒音の放出方向とファン風切り音の放出方向とが後向き一方向に統一されるので、排気騒音により耳障りなファン風切り音がマスキングされる。

（請求項５に係る発明）
請求項１から請求項４のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》排気騒音を低減することができる。
図３に例示するように、排気マフラ(１３)のマフラ本体ケース(１３ａ)を前記シリンダ冷却風路(５)の風路出口(５ａ)にその後方から臨ませ、この風路出口(５ａ)から放出されるシリンダ冷却排風(８)がマフラ本体ケース(１３ａ)に吹き当たるようにしたので、シリンダ冷却排風(８)で排気マフラ(１３)のマフラ本体ケース(１３ａ)が冷却され、風路出口(５ａ)から放出される排気の膨張が緩和され、排気騒音を低減することができる。

（請求項６に係る発明）
請求項５に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》排気騒音の低減機能を高めることができる。
図２に例示するように、クランク軸(１)と平行な向きに見て、シリンダ(７)をクランクケースから左右斜め上に突出させたＶ型配置とし、左右にシリンダ冷却風路(５)(５)を形成し、図４に例示するように、排気マフラ(１３)のマフラ本体ケース(１３ａ)をこの左右のシリンダ冷却風路(５)の風路出口(５ａ)(５ａ)にその後方から臨ませたので、単気筒エンジンや直列多気筒エンジンに比べ、シリンダ冷却風路(５)の総通路断面積を大きくし、マフラ本体ケース(１３ａ)に吹き当たるシリンダ冷却排風(８)の風量を増加させることができ、排気騒音の低減機能を高めることができる。

（請求項７に係る発明）
請求項６に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》排気騒音の低減機能を高めることができる。
図５に例示するように、排気マフラ(１３)のマフラ本体ケース(１３ａ)から左右排気導入管(１５)(１５)を突出させ、この左右排気導入管(１５)(１５)を、排気マニホルドの介在なしに、左右一対のシリンダ(７)(７)の各排気ポート出口(１６)(１６)に接続したので、排気マニホルドがない分だけ、排気マフラ(１３)のマフラ本体ケース(１３ａ)が左右のシリンダ冷却風路(５)(５)の風路出口(５ａ)(５ａ)に近づく。このため、マフラ本体ケース(１３ａ)の冷却効率が高まり、排気騒音の低減機能を高めることができる。

《効果》エンジン搭載機種の制限を緩和することができる。
図５に例示するように、排気マニホルドがない分だけ、エンジンの前後方向の寸法を短くすることができ、エンジン搭載機種の制限を緩和することができる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図６は本発明の実施形態に係る空冷エンジンを説明する図で、この実施形態では、Ｖ型２気筒の空冷ガソリンエンジンについて説明する。

本発明の実施形態の概要は、次の通りである。
図１に示すように、クランク軸(１)の一端に冷却ファン(２)を取り付け、クランク軸(１)の架設方向を前後方向として、冷却ファン(２)を取り付けた方を前とし、シリンダブロック(３)の前部にファンケース(４)を取り付け、ファンケース(４)内に冷却ファン(２)を収容し、図２に示すように、ファンケース(４)内で発生した冷却風をシリンダ冷却風路(５)で後方に案内することにより、シリンダヘッド(６)とシリンダ(７)の周壁を空冷し、図３に示すように、シリンダ冷却排風(８)をシリンダ冷却風路(５)の後部にある風路出口(５ａ)から後向きに放出するようにしている。冷却ファン(２)はフライホイル(１８)に取り付けられている。フライホイル(１８)には出力軸(１９)を取り付け、この出力軸(１９)をファンケース(４)から前方に突出させ、その突出端にユニバーサルジョイント(２０)を取り付けている。このエンジンは、オイルクーラ(９)を備え、このオイルクーラ(９)でエンジンオイルを空冷できるようになっている。

オイルクーラの空冷構造の概要は、次の通りである。
図１に示すように、ファンケース(４)の後方にオイルクーラ(９)を配置し、ファンケース(４)の後壁(４ａ)に後部送風口(４ｂ)をあけることにより、ファンケース(４)内で発生した冷却風を後部送風口(４ｂ)から後向きに送風してオイルクーラ(９)を空冷し、オイルクーラ冷却排風(１０)をオイルクーラ(９)から後向きに放出するようにしている。

オイルクーラの空冷構造の工夫は、次の通りである。
図１、図２に示すように、ファンケース(４)の後壁(４ａ)に導風板(１１)を取り付け、ファンケース(４)内で発生した冷却風を導風板(１１)で後部送風口(４ｂ)に案内するようにしている。図２に示すように、クランク軸中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、シリンダ(７)(７)をクランクケース(１２)から左右斜め上に突出させたＶ型配置とし、左右にシリンダ冷却風路(５)(５)を形成し、前から見て、オイルクーラ(９)を左のシリンダ冷却風路(５)の真下(或いは左のシリンダヘッド(６)の真下)に配置している。冷却ファン(２)の回転方向は前から見て時計廻り方向である。前から見て、ファンケース(４)の構造を左右対称とし、冷却ファン(２)の回転方向を反時計廻り方向とした場合には、オイルクーラ(９)は右のシリンダ冷却風路(５)の真下(或いは右のシリンダヘッド(６)の真下)に配置する。

排気マフラの工夫は、次の通りである。
図３に示すように、エンジンの後部に排気マフラ(１３)を配置している。排気マフラ(１３)の排気放出口(１４)を後方に向けている。図４に示すように、クランク軸中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、排気マフラ(１３)の排気放出口(１４)をオイルクーラ(９)と重なる位置に配置している。なお、クランク軸中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、オイルフィルタ(２１)もオイルクーラ(９)と重なる位置に配置している。図３、図６に示すように、排気マフラ(１３)のマフラ本体ケース(１３ａ)を前記シリンダ冷却風路(５)の風路出口(５ａ)にその後方から臨ませ、この風路出口(５ａ)から放出されるシリンダ冷却排風(８)がマフラ本体ケース(１３ａ)に吹き当たるようにしている。図３に示すように、マフラ本体ケース(１３ａ)の上半部をマフラカバー(２２)で覆い、下半部にシリンダ冷却排風(８)が吹き当たるようにし、この下半部に排気浄化用の触媒コンバータ(１７)を収容している。

図２に示すように、クランク軸(１)と平行な向きに見て、シリンダ(７)(７)をクランクケースから左右斜め上に突出させたＶ型配置とし、左右にシリンダ冷却風路(５)(５)を形成し、排気マフラ(１３)のマフラ本体ケース(１３ａ)をこの左右のシリンダ冷却風路(５)(５)の風路出口(５ａ)(５ａ)にその後方から臨ませている。図５に示すように、排気マフラ(１３)のマフラ本体ケース(１３ａ)から左右排気導入管(１５)(１５)を突出させ、この左右排気導入管(１５)(１５)を、排気マニホルドの介在なしに、左右一対のシリンダヘッド(６)(６)の各排気ポート出口(１６)(１６)に接続している。

本発明の実施形態に係るエンジンの横断平面図である。図１のII−II線断面図である。図１のエンジンの側面図である。図１のエンジンの背面図である。図１のエンジンの平面図である。図１のエンジンの斜視図である。

(１) クランク軸
(１ａ) クランク軸中心軸線
(２) 冷却ファン
(３) シリンダブロック
(４) ファンケース
(４ａ) 後壁
(４ｂ) 後部送風口
(５) シリンダ冷却風路
(５ａ) 排風出口
(６) シリンダヘッド
(７) シリンダ
(８) シリンダ冷却排風
(９) オイルクーラ
(１０) オイルクーラ冷却排風
(１１) 導風板
(１２) クランクケース
(１３) 排気マフラ
(１３ａ) マフラ本体ケース
(１４) 排気放出口
(１５) 左右排気導入管
(１６) 排気ポート出口

Claims

クランク軸(１)の一端に冷却ファン(２)を取り付け、クランク軸(１)の架設方向を前後方向として、冷却ファン(２)を取り付けた方を前とし、シリンダブロック(３)の前部にファンケース(４)を取り付け、ファンケース(４)内に冷却ファン(２)を収容し、ファンケース(４)内で発生した冷却風をシリンダ冷却風路(５)で後方に案内することにより、シリンダヘッド(６)とシリンダ(７)の周壁を空冷し、シリンダ冷却排風(８)をシリンダ冷却風路(５)の後部にある風路出口(５ａ)から後向きに放出するようにした、空冷エンジンにおいて、
ファンケース(４)の後方にオイルクーラ(９)を配置し、ファンケース(４)の後壁(４ａ)に後部送風口(４ｂ)をあけることにより、ファンケース(４)内で発生した冷却風を後部送風口(４ｂ)から後向きに送風してオイルクーラ(９)を空冷し、オイルクーラ冷却排風(１０)をオイルクーラ(９)から後向きに放出するようにし
エンジンの後部に排気マフラ(１３)を配置し、
クランク軸中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、排気マフラ(１３)の排気放出口(１４)をオイルクーラ(９)と重なる位置に配置した、ことを特徴とする空冷エンジン。
請求項１に記載した空冷エンジンにおいて、
ファンケース(４)の後壁(４ａ)に導風板(１１)を取り付け、ファンケース(４)内で発生した冷却風を導風板(１１)で後部送風口(４ｂ)に案内するようにした、ことを特徴とする空冷エンジン。
請求項１または請求項２に記載した空冷エンジンにおいて、
クランク軸中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、シリンダ(７)(７)をクランクケース(１２)から左右斜め上に突出させたＶ型配置とし、左右にシリンダ冷却風路(５)(５)を形成し、オイルクーラ(９)を左右いずれかのシリンダ冷却風路(５)の真下に配置した、ことを特徴とする空冷エンジン。
請求項１から請求項３のいずれかに記載した空冷エンジンにおいて、
排気マフラ(１３)の排気放出口(１４)を後方に向けた、ことを特徴とする空冷エンジン。
請求項１から請求項４のいずれかに記載した空冷エンジンにおいて、
排気マフラ(１３)のマフラ本体ケース(１３ａ)を前記シリンダ冷却風路(５)の風路出口(５ａ)にその後方から臨ませ、この風路出口(５ａ)から放出されるシリンダ冷却排風(８)がマフラ本体ケース(１３ａ)に吹き当たるようにした、ことを特徴とする空冷エンジン。
請求項５に記載した空冷エンジンにおいて、
クランク軸(１)と平行な向きに見て、シリンダ(７)(７)をクランクケースから左右斜め上に突出させたＶ型配置とし、左右にシリンダ冷却風路(５)(５)を形成し、
排気マフラ(１３)のマフラ本体ケース(１３ａ)をこの左右のシリンダ冷却風路(５)(５)の風路出口(５ａ)(５ａ)にその後方から臨ませた、ことを特徴とする空冷エンジン。
請求項６に記載した空冷エンジンにおいて、
排気マフラ(１３)のマフラ本体ケース(１３ａ)から左右排気導入管(１５)(１５)を突出させ、この左右排気導入管(１５)(１５)を、排気マニホルドの介在なしに、左右一対のシリンダヘッド(６)(６)の各排気ポート出口(１６)(１６)に接続した、ことを特徴とする空冷エンジン。