JP4541323B2 - 内燃機関の水温センサ取り付け構造 - Google Patents

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Description

この発明は、自動二輪車等の車両のエンジンに好適な内燃機関の水温センサ取り付け構造に関する。
従来、上記エンジンにおいて、シリンダヘッドが冷却水通路を有し、該通路内の水温を検出する水温センサをシリンダヘッドに直接的に取り付けたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
特許第3601625号公報
しかしながら、上記従来の構成においては、シリンダヘッドから水温センサが大きく突出すると共に、シリンダヘッド形状を複雑化するという課題がある。
そこでこの発明は、水温センサの突出を抑えると共にシリンダヘッド形状の簡素化できる内燃機関の水温センサ取り付け構造を提供する。
上記課題の解決手段として、請求項1に記載した発明は、シリンダボア(例えば実施例のシリンダボア32a)を形成するシリンダブロック(例えば実施例のシリンダブロック32)と、冷却水通路(例えば実施例のヘッド側ウォータジャケット102)を有するシリンダヘッド(例えば実施例のシリンダヘッド33)と、前記シリンダヘッドの水温を検出する水温センサ(例えば実施例の水温センサ103)とを備える内燃機関(例えば実施例のエンジンE)の水温センサ取り付け構造において、前記シリンダブロックに前記水温センサ用のセンサ取り付け部(例えば実施例のセンサ取り付け部104)を設け、前記センサ取り付け部は、前記シリンダブロックにおける前記シリンダヘッドとの合わせ面(例えば実施例の合わせ面32s)の一部を構成すると共に、前記シリンダヘッドの冷却水通路の一部を構成することを特徴とする。
請求項2に記載した発明は、前記水温センサの軸線方向とシリンダ軸線方向とが鋭角をなすことを特徴とする。
請求項3に記載した発明は、前記水温センサの軸線方向と吸気通路(例えば実施例の吸気通路58)の軸線方向とが略平行であることを特徴とする。
請求項4に記載した発明は、前記内燃機関はシリンダ軸線を略水平に配置してなり、前記シリンダブロックの上側に前記水温センサが配置され、該水温センサの上方に物品収容箱(例えば実施例の物品収容箱18)が配置されることを特徴とする。
請求項5に記載した発明は、前記吸気通路は、シリンダ基端側に向けて開放する側面視U字状をなし、前記水温センサは、前記吸気通路のスロットルボディ(例えば実施例のスロットルボディ55)と前記シリンダブロックとの間に配置されることを特徴とする。
この発明によれば、シリンダヘッドに対して比較的小型かつ簡単な構造を有するシリンダブロックに水温センサを取り付けることで、シリンダブロック外側のデッドスペースを有効利用して水温センサを配置すると共にその突出量を抑えることができる。また、シリンダヘッドから水温センサ用のセンサ取り付け部を無くすことができるため、シリンダヘッド形状の簡素化を図ることができる。さらに、シリンダブロックのウォータジャケットに隣接して水温センサを配置することで、該水温センサの検出性能を向上させることができる。
この発明によれば、水温センサの検出部を十分かつ直接的に冷却水に接触させることができ、水温センサの検出性能をさらに向上させることができる。また、シリンダブロックの合わせ面においてシリンダヘッドとの間のシールを行うことができ、冷却水の漏れ難い構造とすることができる。
この発明によれば、水温センサのシリンダブロックからの突出量をさらに抑えることができ、水温センサの保護部材等の必要性を低減できると共に、シリンダ周りをコンパクトにでき、内燃機関の外観性を向上させることができる。
この発明によれば、水温センサのシリンダブロックからの突出量が抑えられることから、シリンダブロックに吸気通路を近接させることができ、内燃機関全体をよりコンパクトにすることができる。
この発明によれば、水温センサのシリンダブロックからの突出量が抑えられることから、シリンダ上方にヘルメット等を収容する物品収容室を設ける場合にもその容量を大きく確保することができる。
以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印FRは車両前方を、矢印LHは車両左方を、矢印UPは車両上方をそれぞれ示す。
図1に示す低床式車両であるスクータ型自動二輪車1において、車体フレームFは前端部にヘッドパイプ13を備え、このヘッドパイプ13に前輪WFを軸支するフロントフォーク11及び操向ハンドル12が繰向可能に支持される。また、車体フレームFの後部下側には、自動二輪車1の原動機であるエンジンEを前部に、駆動輪である後輪WRの車軸Sを後部にそれぞれ配置した一体のスイング式動力ユニット(以下、パワーユニットという)Uが配置される。
パワーユニットUの前部上側は、不図示の懸架リンクを介して車体フレームFの後部に上下揺動可能に支持される。一方、パワーユニットUの後端部は、緩衝装置であるリアクッション7を介して車体フレームFの後端部に支持される。このようなパワーユニットUは、前記懸架リンク周りをピボットとして後輪WRと共に上下に揺動可能であり、所謂ユニットスイング式のリアサスペンションを構成する。
車体フレームFは、ヘッドパイプ13から後下がりに延びる左右一対の上ダウンフレーム14と、該上ダウンフレーム14よりも下方においてヘッドパイプ13から後下がりに延びた後に後方へ屈曲して延びる左右一対の下ダウンフレーム15とを備える。下ダウンフレーム15の後部は後上がりに屈曲して延びる後部傾斜部15aとされ、該後部傾斜部15aの下側に上ダウンフレーム14の後端が接合される。
上ダウンフレーム14の後部には、後上がりに傾斜する左右一対のシートレール16の前端が接合される。シートレール16は前記後部傾斜部15aよりも緩やかな傾斜をなし、該シートレール16の中間部に後部傾斜部15aの上端が接合される。また、シートレール16の後部と後部傾斜部15aの中間部との間には筋交い状のサポートフレーム10が渡設される。これらヘッドパイプ13、上ダウンフレーム14、下ダウンフレーム15、シートレール16、及びサポートフレーム10を主に、前記車体フレームFが構成される。
車体フレームFの周囲は車体カバー19で覆われる。車体カバー19の後部上にはタンデム型の乗員用シート20が開閉可能に配置される。乗員用シート20の下方であってパワーユニットUの上方には、ヘルメット等を収容可能な物品収容箱18が配置される。
図2,3,4を併せて参照し、パワーユニットUは、その前部のエンジンEと後部左側の動力伝達装置Mとを一体的に組み合わせてなる。
エンジンEは、クランクシャフト31の回転軸線C1を左右方向に沿わせた水冷式単気筒エンジンであり、クランクケース21の前端部からシリンダ部22を前方に向けて略水平に(詳細にはやや前上がりに傾斜させて)突出させてなる。以下、シリンダ部22の突出方向に沿う軸線をシリンダ軸線C2として説明する。
クランクケース21は、左右ケース半体21a,21bに分割構成され、該クランクケース21の左ケース半体21aには、その後部左側から左方に張り出した後に後方に延出する左ケース本体23aが一体形成される。左ケース本体23aは、その左側に取り付く左ケースカバー23bと共に動力伝達装置Mにおける変速機ケース23を構成する。クランクケース21の右側部には右ケースカバー21cが取り付けられる。なお、符号21dは右ケースカバー21cの右外側に取り付くポンプカバーを、符号62はポンプカバー21dの右外側部に取り付くオイルフィルタを、符号54は右ケースカバー21cの前端部に取り付くオイルクーラをそれぞれ示す。
動力伝達装置Mは、前後プーリに無端状のベルトを掛け回してなるベルト式無段変速機構24(図1参照)と、該ベルト式無段変速機構24の出力を減速して後部出力軸(車軸S)に出力するギヤ式減速機構25(図3参照)とを有してなる。ベルト式無段変速機構24は変速機ケース23の前後に渡って収容され、ギヤ式減速機構25は変速機ケース23の後部内側に収容される。変速機ケース23の後部右側に突出する車軸Sには後輪WRが取り付けられる。
クランクケース21の右ケース半体21bの後部右側には、前後に延在して車軸Sの右端部を支持する補助アーム26の前端部が取り付けられる(図3参照)。この補助アーム26と変速機ケース23とが後輪WRを支持する左右アームとなり、パワーユニットU全体が後輪WRと共に上下に揺動可能である。変速機ケース23及び補助アーム26の後端部には、左右一対の前記リアクッション7の下端部を軸支するユニット側クッション連結部27がそれぞれ設けられる。各リアクッション7の上端部は、左右シートレール16後端部の車体側クッション連結部17にそれぞれ軸支される。
図2を参照し、シリンダ部22は、クランクケース21の前端部に取り付けられるシリンダブロック32と、該シリンダブロック32の前端部に取り付けられるシリンダヘッド33と、該シリンダヘッド33の前端部に取り付けられるヘッドカバー33aとを主としてなる。
シリンダブロック32内にはシリンダ軸線C2に沿うシリンダボア32aが形成され、該シリンダボア32a内にピストン34が往復動可能に嵌装される。ピストン34にはコンロッド35の小端部が連結され、該コンロッド35の大端部がクランクシャフト31のクランクピン31aに連結される。クランクシャフト31は、クランクピン31aを支持する左右クランクウェブ31bのさらに外側に左右ジャーナル31cを有し、該左右ジャーナル31cがクランクケース21の左右軸受け部36a,36bにメタルベアリング36cを介して回転自在に支持される(図4参照)。
シリンダヘッド33は、シリンダボア32aの前端開口を閉塞して上死点にあるピストン34と共に燃焼室37を形成する。ここで、エンジンEはOHC四バルブ型であり、前記燃焼室37のルーフ形成部にはそれぞれ吸気ポート38の下流側開口及び排気ポート39の上流側開口が二つずつ形成され(図8参照)、該各開口がそれぞれ吸気バルブ41及び排気バルブ42により開閉される。
各バルブ41,42のステムは側面視V字状をなして前方に延び、これら各ステム間には単一のカムシャフト43が配置され、該カムシャフト43が不図示のカムチェーンを介してクランクシャフト31と共に回転駆動する。このカムシャフト43の回転駆動により、該カムシャフト43と各バルブ41,42のステム上端との間に跨る吸気側又は排気側ロッカーアーム44,45が揺動し、これらが各バルブ41,42を往復動させて各ポート38,39の燃焼室37側の各開口を開閉させる。なお、クランクシャフト31の右ジャーナル31cの右側には、シリンダ部22右側に配された前記カムチェーンを巻き掛けるドライブスプロケット31dが設けられる(図4参照)。
クランクシャフト31の左端部には、前記ベルト式無段変速機構24のドライブプーリ24aが同軸配置される。一方、図4を参照し、クランクシャフト31の右端部には、ジェネレータ47におけるアウタロータ47aが同軸配置される。アウタロータ47aは右方に開放するカップ状のもので、クランクケース21の右側面から右方に張り出し、該右側面を覆う右ケースカバー21c内に入り込むように配置される。アウタロータ47a内には、右ケースカバー21cが支持するステータコイル47bが配置される。
クランクシャフト31の上方には、該クランクシャフト31とは別軸のバランサシャフト48が設けられる。バランサシャフト48はクランクシャフト31と平行な回転軸線を有し、その右端部のドリブンギヤ48bをクランクシャフト31のドライブギヤ31eに噛み合わせることで、該クランクシャフト31と等速で回転する。バランサシャフト48の左右中間に位置するバランサウェイト48aは、クランクピン31aを避けつつ左右クランクウェブ31b間に入り込むように設けられており、該バランサウェイト48aの回転範囲と左右クランクウェブ31bの回転範囲とがこれらの一部においてラップする。
ここで、バランサシャフト48の右方には、エンジンE内に冷却水を循環させるためのウォータポンプ51が配置される。ウォータポンプ51は、右ケースカバー21cとポンプカバー21dとの間に配置されるもので、その駆動軸52はバランサシャフト48と同軸に配置され、該駆動軸52が左右内側に延出してバランサシャフト48右端に相対回転不能に接続されることで、クランクシャフト31及びバランサシャフト48の回転に伴いウォータポンプ51が駆動する。ウォータポンプ51のケーシング53は、右ケースカバー21c及びポンプカバー21dにより形成される。
図5を併せて参照し、ポンプカバー21dにおける前記ケーシング53を形成する部位は左右外側に凸の突起状に形成され、該突状部周辺に冷却水流出入用のホースが複数接続される。
右ケースカバー21cの前端部に取り付くオイルクーラ54は、ウォータポンプ51から送給される冷却水を用いる水冷式のもので、右ケースカバー21cの前端部から概ねシリンダ軸線C2に沿って前方へ突出するように設けられる。このオイルクーラ54内には、その基端側から右ケースカバー21c内のエンジンオイルが導入され、該オイルが所定の経路を通過しつつ冷却された後に、同じく前記基端側から右ケースカバー21c内に戻される。
図1,2に示すように、エンジンEのシリンダ部22の上方には吸気系部品としてのスロットルボディ55が配置され、該スロットルボディ55の前端(下流側)がインシュレータ55aを介してシリンダヘッド33上側の吸気ポート38の上流側開口に接続される。パワーユニットUの右上方かつスロットルボディ55の後方にはエアクリーナ56が配置され(図5参照)、該エアクリーナ56がコネクティングチューブ56aを介してスロットルボディ55の後端(上流側)に接続される。シリンダ部22下側の排気ポート39の下流側開口には排気管57の基端が接続され、該排気管57がエンジンE周辺で屈曲しつつ後方へ延びて後輪WR右側に配置されたサイレンサ57aに接続される。
ここで、エアクリーナ56から吸気ポート38の下流側開口に至るまでの吸気通路58は、シリンダ部22基端側(クランクケース21側)に向けて開放する側面視U字状をなしている。
詳細には、スロットルボディ55は、その内部に形成する吸気通路58の軸線C3を略水平にして(詳細には、やや後上がりに傾斜させて)配置され、該スロットルボディ55前端と吸気ポート38の上流側開口とを接続するインシュレータ55aは、スロットルボディ55から連なる吸気通路58を下方に湾曲させるように形成され、吸気ポート38は、その上流側開口から下流側開口に至るまでインシュレータ55aから連なる吸気通路58を斜め下後方に湾曲させるように形成される。
図6を併せて参照し、スロットルボディ55には、吸気通路58に燃料を噴射するインジェクタ59が一体的に取り付けられる。インジェクタ59は、スロットルボディ55の上側(換言すれば、吸気通路58を挟んでシリンダ部22と反対側)において該スロットルボディ55の軸線C3に対して前下がりに傾斜して配置され、その前端の噴射口60を吸気通路58内に臨ませるべく、該噴射口60をスロットルボディ55の上部内壁に開口させる。
スロットルボディ55内には、その内部の吸気通路58を開閉する円盤状のスロットルバルブ61が設けられる。スロットルバルブ61は、概ね左右方向に沿う回動軸61aを介してスロットルボディ55に回動可能に支持され、スロットル開時にはその上部を前方に、下部を下方に移動させるべく、図6において左回りに回動する。ここで、インジェクタ59におけるスロットルボディ55の上部内壁に開口する噴射口60は、スロットルバルブ61の回動軸61a(回動中心)よりも吸気下流側であってスロットルバルブ61の回動に要する範囲(バルブ回動範囲)Hの吸気下流側端Tよりも回動軸61a側に位置している。
図1を参照し、乗員用シート20は、その前半部を構成する運転者用シート20aに対し、後半部を構成する後部同乗者用シート20bが上方に段差状に変位して設けられるもので、例えば運転者用シート20a及びその後端のシートバック20cが不図示のヒンジを介して回動することで、乗員用シート20の前後に渡って設けられた物品収容箱18へのアクセスが可能となる。物品収容箱18の底壁18aは、エンジンEのシリンダ部22及びスロットルボディ55等を避けるべく、運転者用シート20aの下方において上方に凸の湾曲形状をなし、パワーユニットUの上下揺動時に要するエンジンE及び吸気系部品等の逃げスペースを確保している。
次に、シリンダ部22のウォータジャケット周りについて図6,7,8を参照して説明する。
シリンダブロック32には、シリンダボア32a外周を取り囲むようにシリンダ側ウォータジャケット101が形成されると共に、シリンダヘッド33には、各バルブ41,42周りを取り囲むようにヘッド側ウォータジャケット102が形成される。シリンダ側ウォータジャケット101は、シリンダブロック32におけるシリンダヘッド33との合わせ面32sにおいてシリンダヘッド33側に環状に開放する一方、シリンダヘッド33におけるシリンダブロック32との合わせ面33sには、ヘッド側ウォータジャケット102のシリンダ側開口102aがシリンダ軸線C2を中心とした円周上に複数形成され、前記両合わせ面32s,33sを所定のガスケットを介して密接させることで、両ウォータジャケット101,102が互いに連通して冷却水の流通が可能となる。
ここで、シリンダブロック32の例えば上壁右側には、シリンダヘッド33内の冷却水温を検出する水温センサ103が取り付けられる。水温センサ103は、シリンダブロック32の合わせ面32s近傍に形成されたセンサ取り付け部104に対し、シリンダ部22基端側(クランクケース21側)から挿通するように取り付けられる。この水温センサ103の挿通方向に沿う軸線(以下、センサ軸線という)C5は、シリンダ軸線C2に対し、シリンダヘッド33側ほどシリンダ内側となるように傾斜する。また、センサ軸線C5のシリンダ軸線C2に対する傾斜角度は鋭角とされる。
温度センサの挿通方向先端側は、センサ軸線C5に沿うピン状の検出部103aとされ、該検出部103a内にはサーミスタが内蔵される。検出部103aの基端側にはセンサ軸線C5に沿う比較的大径の軸部103bが連なり、かつ該軸部103bの基端側には拡径部103cが設けられ、該拡径部103cにはセンサ軸線C5に沿うようにクランクケース21側に突出するコネクタ103dが一体的に保持される。
センサ取り付け部104は、センサ軸線C5に沿うセンサ挿通孔104a及びセンサ軸線C5と直交するセンサ取り付け座面104bを形成するもので、センサ挿通孔104a内周のネジ山に前記軸部103b外周のネジ山を螺合し、取り付け座面104bに前記拡径部103cの先端面を密接させることで、温度センサがセンサ取り付け部104に固定される。このとき、水温センサ103は、その直ぐ上方に位置するスロットルボディ55とシリンダブロック32との間のデッドスペース内に配置されると共に、シリンダ側ウォータジャケット101に隣接して配置されることとなる。ここで、スロットルボディ55内の吸気通路58の軸線C3と水温センサ103のセンサ軸線C5とは略平行とされる。
センサ取り付け部104は、そのシリンダヘッド33側の面がシリンダブロック32の前記合わせ面32sの一部を構成する。また、センサ挿通孔104aのシリンダヘッド33側の部位には、前記ネジ山を残して座刳り部104cが形成されると共に、該座刳り部104cに連なるように、シリンダヘッド33の前記合わせ面33aにはセンサ連通口102bが形成される。このセンサ連通口102bを通じて、水温センサ103の検出部103aがヘッド側ウォータジャケット102内に進入し、該ヘッド側ウォータジャケット102内の冷却水の温度を直接的に検出可能である。前記センサ連通口102b及び座刳り部104cは、シリンダヘッド33とシリンダブロック32とに跨ってヘッド側ウォータジャケット102の一部を構成することとなるが、当該部位のシールは前記両合わせ面32s,33s間のガスケットにより良好に行われる。
以上説明したように、上記実施例における水温センサ取り付け構造は、シリンダボア32aを形成するシリンダブロック32と、ヘッド側ウォータジャケット102を有するシリンダヘッド33と、前記シリンダヘッド33の水温を検出する水温センサ103とを備えるエンジンEに適用されるものであって、前記シリンダブロック32に前記水温センサ103用のセンサ取り付け部104を設けたものである。
この構成によれば、シリンダヘッド33に対して比較的小型かつ簡単な構造を有するシリンダブロック32に水温センサ103を取り付けることで、シリンダブロック32外側のデッドスペースを有効利用して水温センサ103を配置すると共にその突出量を抑えることができる。また、シリンダヘッド33から水温センサ103用のセンサ取り付け部104を無くすことができるため、シリンダヘッド33の形状の簡素化を図ることができる。さらに、シリンダブロック32のシリンダ側ウォータジャケット101に隣接して水温センサ103を配置することで、該水温センサ103の検出性能を向上させることができる。
また、上記水温センサ取り付け構造においては、前記センサ取り付け部104は、前記シリンダブロック32における前記シリンダヘッド33との合わせ面32sの一部を構成すると共に、前記シリンダヘッド33のヘッド側ウォータジャケット102の一部を構成することで、水温センサ103の検出部103aを十分かつ直接的に冷却水に接触させることができ、水温センサ103の検出性能をさらに向上させることができる。また、シリンダブロック32の合わせ面32sにおいてシリンダヘッド33との間のシールを行うことができ、冷却水の漏れ難い構造とすることができる。
さらに、上記水温センサ取り付け構造においては、前記水温センサ103の軸線C5に沿う方向とシリンダ軸線C2に沿う方向とが側面視で鋭角をなすことで、水温センサ103のシリンダブロック32からの突出量をさらに抑えることができ、水温センサ103の保護部材等の必要性を低減できると共に、シリンダ周りをコンパクトにでき、エンジンEの外観性を向上させることができる。
さらにまた、上記水温センサ取り付け構造においては、前記水温センサ103の軸線C5に沿う方向と吸気通路58の軸線C3に沿う方向とが側面視で略平行であることで、水温センサ103のシリンダブロック32からの突出量が抑えられることから、シリンダブロック32に吸気通路58を近接させることができ、エンジンE全体をよりコンパクトにすることができる。
また、上記水温センサ取り付け構造においては、前記エンジンEはシリンダ軸線C2を略水平に配置してなり、前記シリンダブロック32の上側に前記水温センサ103が配置され、該水温センサ103の上方に物品収容箱18が配置されることで、水温センサ103のシリンダブロック32からの突出量が抑えられることから、シリンダ上方にヘルメット等を収容する比較的大型の物品収容室18を設ける場合にもその容量を大きく確保することができる。
この発明の実施例における自動二輪車の左側面図である。 上記自動二輪車のパワーユニットのエンジン周りの左側面図である。 上記パワーユニット周りの上面図である。 上記エンジンの展開断面図である。 上記パワーユニット周りを左後から見た斜視図である。 上記エンジンのシリンダ上部及び吸気通路周りの左側面図である。 上記エンジンのシリンダブロックをクランクケース側から見た矢視図である。 上記エンジンのシリンダヘッドをクランクケース側から見た矢視図である。
符号の説明
1 自動二輪車(スクータ型車両)
F 車体フレーム
E エンジン(内燃機関)
M 動力伝達装置
U パワーユニット(スイングユニット)
18 物品収容箱
32 シリンダブロック
32a シリンダボア
32s 合わせ面
33 シリンダヘッド
58 吸気通路
102 ヘッド側ウォータジャケット(冷却水通路)
103 水温センサ
104 センサ取り付け部


Claims (5)

  1. シリンダボアを形成するシリンダブロックと、冷却水通路を有するシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの水温を検出する水温センサとを備える内燃機関の水温センサ取り付け構造において、
    前記シリンダブロックに前記水温センサ用のセンサ取り付け部を設け
    前記センサ取り付け部は、前記シリンダブロックにおける前記シリンダヘッドとの合わせ面の一部を構成すると共に、前記シリンダヘッドの冷却水通路の一部を構成することを特徴とする内燃機関の水温センサ取り付け構造。
  2. 前記水温センサの軸線方向とシリンダ軸線方向とが鋭角をなすことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の水温センサ取り付け構造。
  3. 前記水温センサの軸線方向と吸気通路の軸線方向とが略平行であることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の水温センサ取り付け構造。
  4. 前記内燃機関はシリンダ軸線を略水平に配置してなり、前記シリンダブロックの上側に前記水温センサが配置され、該水温センサの上方に物品収容箱が配置されることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の内燃機関の水温センサ取り付け構造。
  5. 前記吸気通路は、シリンダ基端側に向けて開放する側面視U字状をなし、
    前記水温センサは、前記吸気通路のスロットルボディと前記シリンダブロックとの間に配置されることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の水温センサ取り付け構造。
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