JP4587977B2

JP4587977B2 - 水冷式内燃機関の冷却構造

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Publication number: JP4587977B2
Application number: JP2006053849A
Authority: JP
Inventors: 克哉阿部
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: JP2007231819A

Description

本発明は、車両に搭載された水冷式内燃機関であって、ほぼ水平なシリンダ軸線を有すると共にシリンダ軸線方向での先端にヘッド部を有するシリンダ部を備える水冷式内燃機関の冷却構造に関する。

車両に搭載された水冷式内燃機関が、ほぼ水平なシリンダ軸線を有すると共に先端にヘッド部を有するシリンダ部と、冷却水を圧送する水ポンプと冷却水が流通する水管が接続されるジョイント部とを含む水冷却系統とを備え、シリンダ部の、左右方向での一方向側に水ポンプが配置され、左右方向での他方向側にジョイント部が配置されたものは知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２００５−１２０９２１号公報

ところで、左右方向でシリンダ部を挟んで配置される水ポンプとジョイント部とを接続する水管が必要になる場合、既に水ジャケットが設けられているシリンダ部の内部に該水通路を設けることは困難である。また、例えば、水ポンプおよびジョイント部がシリンダヘッドに設けられる場合、シリンダヘッドに設けられた動弁装置や該動弁装置の駆動機構（例えば、タイミングチェーンなどの巻掛け伝動式伝動機構から構成される駆動機構。）が障害になることから、シリンダヘッドの内部を利用して水管を配置することも簡単ではない。そこで、シリンダ部の外部に水管を配置することが考えられるが、水管がシリンダ部の下方に配置されると、路面からの泥はねなどから水管を保護するために、保護部材を設けたり、または内燃機関の最低地上高を高くしたりする必要あって、コスト高を招来し、または車高が高くなる。特に、小型車両に搭載される内燃機関では、車高が増加は極力回避することが望ましい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜３記載の発明は、水ポンプとジョイント部とを接続する水管の配置により、該水管の保護がコストの増加を招来することなく可能で、しかも車高の増加を招来することがない水冷式内燃機関の冷却構造を提供することを目的とする。そして、請求項２記載の発明は、さらに、水冷却系統内の空気の排出を容易にすることにより水冷却系統のメンテナンスの作業性の向上を図ることを目的とし、請求項３記載の発明は、さらに、水ポンプ内の空気を排出するための部品点数を削減し、かつシリンダ部周辺の配管をコンパクトにすることを目的とする。

請求項１記載の発明は、ほぼ水平なシリンダ軸線を有すると共に先端にヘッド部を有するシリンダ部と、冷却水を圧送する水ポンプと冷却水が流通する水管が接続されるジョイント部とを含む水冷却系統とを備える、車両に搭載された水冷式内燃機関において、前記ヘッド部の、平面視で前記シリンダ軸線に直交する方向での一方向側および他方向側に、それぞれ前記水ポンプおよび前記ジョイント部が配置され、前記水管は、前記水ポンプと前記ジョイント部とを接続すると共に、前記シリンダ部の外部で前記ヘッド部の上部の前端部に沿って、平面視でＵ字状に配置される水冷式内燃機関の冷却構造である。

これによれば、水管はヘッド部の上部の前端部に沿ってＵ字状に配置されるため、水管はシリンダ部の下方に張り出すことがなく、路面からの泥はねなどから水管を保護するために、保護部材を別途設ける必要がないので、部品点数が増加することがないうえ、車両の最低地上高を増加させる必要もない。また、水管はシリンダ部の上方に対しても張り出すことがないか、もしくは抑制されるので、水管により車高が高くなることがない。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の水冷式内燃機関の冷却構造において、前記ジョイント部は前記シリンダ部の上部に設けられ、前記ジョイント部には、前記水冷却系統内の空気を排出するためのエア抜き栓が一体に設けられるものである。

これによれば、エア抜き栓がジョイント部に直接設けられるので、エア抜きのためには、ジョイント部においてエア抜き栓を開放状態にするだけで、ジョイント部内の空気が直ちに排出される。このため、エア抜き管を利用したエア抜き手段に比べて、エア抜きが容易になり、かつコンパクトである。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の水冷式内燃機関の冷却構造において、前記水冷却系統はラジエータを含み、前記水管は、暖機時に前記ラジエータを迂回して前記水ポンプと前記シリンダ部との間で冷却水が循環する循環路を構成するバイパス通路を形成すると共に前記ジョイント部に前記水ポンプ内の空気を導くエア抜き管を兼ねるものである。

これによれば、水ポンプ内の空気を抜くためのエア抜き管がバイパス通路を形成する水管により構成されるので、専用のエア抜き管が不要になるうえ、バイパス通路を形成する水管は、冷却水を水ポンプからシリンダ部に供給する水管やラジエータに接続される水管に比べて細いので、ヘッド部の回りにコンパクトに配置される。

請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、ヘッド部の両側方にそれぞれ配置される水ポンプとジョイント部とを接続する水管が、シリンダ部の下方に張り出すことがなく、かつシリンダ部の上方に張り出すことも抑制されて配置されるので、該水管の保護がコストの増加を招来することなく可能であり、しかも車高の増加を招来することがない水冷式内燃機関の冷却構造が得られる。
請求項２記載の事項によれば、ジョイント部に設けられたエア抜き栓により、水冷却系統内の空気の排出が容易になって、冷却水の注入作業を伴う水冷却系統のメンテナンスの作業性が向上するうえ、エア抜き手段がコンパクトになる。
請求項３記載の事項によれば、水ポンプ内の空気を排出するエア抜き管としてバイパス通路を形成する水管が利用されるので、部品点数が削減されてコストが削減され、しかも該水管をヘッド部の周辺にコンパクトに配置することができて、車高の増加防止に関連する請求項１記載の発明の効果が高められる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図８を参照して説明する。
図１，図２を参照すると、本発明が適用された水冷式内燃機関Ｅが搭載された車両としての小型車両Ｖは、車体Ｂに懸架された左右１対の前輪Ｗｆおよび左右１対の駆動輪としての後輪Ｗｒと、車体Ｂの前部Ｂａに配置されて操向ハンドルＳａにより両前輪Ｗｆを操舵するステアリング装置Ｓと、車体Ｂの中央部Ｂｃに配置された運転者用座席Ａａと、車体Ｂの後部Ｂｂに配置されて両後輪Ｗｒを駆動するパワーユニットＰおよび該パワーユニットＰのハウジングＰｈの真上に位置する同乗者用座席Ａｂとを備える。

図３〜図５を参照すると、パワーユニットＰは、内燃機関Ｅと、トルクコンバータＴと、歯車式変速機Ｍと、トルクコンバータＴを介して伝達される内燃機関Ｅからの動力の伝達および遮断を該変速機Ｍに対して行う多板摩擦式クラッチＣと、変速機Ｍからの動力が伝達される終減速装置Ｒとを備える。
クランク軸６の回転中心線Ｌ１が車幅方向（この実施形態では左右方向でもある。）を指向する横置き配置で車体Ｂ（図１参照）に搭載される内燃機関Ｅは、水冷式で単気筒４ストローク内燃機関であり、シリンダ軸線Ｌｃがクランク軸６から前方に向かってほぼ水平で僅かに斜め上方に指向するように前傾したシリンダ１と、シリンダ１の前端部に結合されるシリンダヘッド２と、シリンダ１の後端部に結合されるクランクケース３とから構成される機関本体を備える。ここで、シリンダ１およびシリンダヘッド２はシリンダ部を構成し、該シリンダ部はその先端にヘッド部としてのシリンダヘッド２を有する。また、クランクケース３は前記シリンダ部の基端部としてのシリンダ１の後端部に結合または一体成形されるエンジンケースである。

なお、明細書および特許請求の範囲において、先端とは、シリンダ軸線方向での部材または部位の先端を意味し、平面視とは、上下方向から見ることを意味する。また、実施形態において、前後、上下および左右は、車両Ｖにおける前後、上下および左右に一致する。さらに、実施形態において、平面視でシリンダ軸線Ｌｃに直交する方向（以下、「直交方向」という。）は、左右方向に一致し、左は、直交方向での一方向および他方向の一方であり、右は、直交方向での一方向および他方向の他方であり、また前は、ほぼ水平なシリンダ軸線方向での一方向および他方向の一方に対応し、後は、シリンダ軸線方向での一方向および他方向の他方に対応する。
また、シリンダ軸線Ｌｃがほぼ水平であるとは、シリンダ軸線Ｌｃが水平であることを含み、さらに、例えば、クランク軸６の回転中心線Ｌ１を含む水平面である基準平面Ｈ（図５参照）がシリンダヘッド２または排気ポート12または吸気ポート11と交差する位置にあるように、シリンダ軸線Ｌｃが基準平面に対して傾斜している場合も含む。

シリンダ１に往復動可能に嵌合するピストン４は、コンロッド５を介してクランク軸６に連結される。クランク軸６が収納されるクランク室７を形成するクランクケース３は、左右に分割された１対の左ケース半体３ａおよび右ケース半体３ｂが結合されて構成され、両ケース半体３ａ，３ｂにそれぞれ保持される１対の主軸受８ａ，８ｂを介してクランク軸６を回転可能に支持する。シリンダヘッド２には、シリンダ軸線方向でピストン４に対向する燃焼室10と、燃焼室10に開口する吸気ポート11および排気ポート12とが形成され（図８も参照）、さらに吸気ポート11および排気ポート12をそれぞれ開閉する吸気弁13および排気弁14と、燃焼室10に臨む点火栓15とが設けられる。

吸気弁13および排気弁14は、シリンダヘッド２に回転可能に支持されるカム軸16ａにより駆動されるロッカアーム16ｂを備える頭上カム軸型の動弁装置16によりクランク軸６の回転に同期して開閉駆動されて、吸気ポート11および排気ポート12をそれぞれ開閉する。そのために、カム軸16ａは、クランク軸６の左延出軸部６ａに設けられる駆動スプロケット17ａと、カム軸16ａの左軸端部16a1に設けられるカムスプロケット17ｂと、それらスプロケット17ａ，17ｂに掛け渡される無端伝動帯としてのタイミングチェーン17ｃとから構成される動弁用伝動機構17により、クランク軸６の１／２の回転速度で回転駆動される。タイミングチェーン17ｃは、シリンダ１の左部１ａおよびシリンダヘッド２の左部２ａに設けられた空洞により構成される伝動室９内に収納され、後述する左収納室22内まで延びている。

左ケース半体３ａの左部に左カバー20が結合されて形成される左収納室22内には、クランク室７から左方に突出するクランク軸６の左延出軸部６ａにそれぞれ設けられる交流発電機24、スタータモータ25の回転をクランク軸６に伝達する始動用減速機構を構成する始動用被動ギヤ26および駆動スプロケット17ａが収納される。右ケース半体３ｂの右部に右カバー21が結合されて形成されるクラッチ室23には、クランク室７から右方に突出するクランク軸６の右延出軸部６ｂにそれぞれ設けられるトルクコンバータＴと、１次減速機構27を構成する駆動ギヤ28と、オイルポンプ30を駆動するためにポンプ軸の被動ギヤ31ｂと噛合してクランク軸６の動力を該ポンプ軸に伝達するポンプ用伝動機構31を構成する駆動ギヤ31ａが収納される。ここで、クランクケース３および両カバー20，21は、パワーユニットＰのハウジングＰｈ（図１，図２参照）を構成する。

１次減速機構27は、駆動ギヤ28と、変速機Ｍのメイン軸41に回転可能に支持されると共に駆動ギヤ28に噛合する被動ギヤ29とから構成される。クラッチ室23内でメイン軸41の軸端部に設けられるクラッチＣは、被動ギヤ29に一体回転可能に結合されたクラッチアウタ33と、交互に積層されて互いに摩擦係合可能な多数のクラッチ板35を介して伝達されるクラッチアウタ33からの動力をメイン軸51に伝達するクラッチインナ34と、クラッチ制御機構37により制御されてクラッチ板35を接離させることによりクラッチＣの接続および切断を行うプレッシャプレート36とを備える。変速機Ｍは、メイン軸41およびカウンタ軸42と、後進用変速歯車列を形成するためのリバース軸43と、複数の変速歯車列を形成する変速歯車群44と、シフトフォーク45ａを駆動するシフトドラム45ｂを備えて複数の前記変速歯車列の中から特定の変速歯車列を選択して所望の変速段を確立する変速切換機構45とを備える。
変速機Ｍのカウンタ軸42から互いに噛合する出力用駆動ギヤ46ａおよび出力用被動ギヤ46ｂを介して駆動軸47に伝達された動力は、駆動軸47に設けられたファイナル駆動ギヤ48ａからファイナル被動ギヤ48ｂを介してディファレンシャル装置49に伝達される。
それゆえ、クランク軸６の動力は、トルクコンバータＴおよび１次減速機構27を介してクラッチＣに伝達され、さらにクラッチＣから変速機Ｍの入力軸であるメイン軸41に伝達される。そして、変速機Ｍの出力軸であるカウンタ軸42は、変速切換機構45により選択された変速段の変速比で、メイン軸41により回転駆動される。カウンタ軸42からの動力は、減速機構を構成する両ギヤ48ａ，48ｂおよび車軸Ｆ（図１，図２参照）に連結されたディファレンシャル装置49を備える終減速装置Ｒで減速された後、後輪Ｗｒに伝達される。

図１，図２，図５を参照すると、内燃機関Ｅに備えられて燃焼室10に吸入空気を導く吸気装置50は、外気を取り入れる空気取入口が設けられる吸気チャンバ51と、吸気チャンバ51に可撓性の吸気ダクト52を介して接続されるエアクリーナ53と、上流端でエアクリーナ53に接続され下流端で吸気管55を介して吸気ポート11の入口が開口するシリンダヘッド２の吸気側２ｃに接続されるスロットルボディ54ａを有するスロットル弁装置54とを備える。左右方向での車体Ｂの中央部Ｂｃで座席Ａａの背後に配置される吸気チャンバ51は、座席Ａａの背もたれＡa1の内部に形成される空間Ａa2内に配置されて前記空気取入口が設けられた空気導入部51ａを有する。吸気装置50により形成される吸気通路においてエアクリーナ53と共に通路面積が拡大された容積空間を形成する吸気チャンバ51は吸気消音器を構成し、しかも前記空気取入口が空間Ａa2内で開口していることにより、外部に漏れる吸気騒音が低減する。また、空間Ａa2は路面から高い位置にあり、該空間Ａa2が背もたれＡa1で囲まれていることから、土埃などの塵埃が少ない清浄な空気を吸気装置50に取り入れることができる。

パワーユニットＰのハウジングＰｈの上方に配置されたエアクリーナ53からの吸入空気は、スロットルボディ54ａに設けられるスロットル弁装置54のスロットル弁54ｂにより流量制御された後、混合気形成手段としての燃料噴射弁56から供給された燃料と混合する。形成された混合気は、吸気ポート11を通って吸気弁13の開弁時に燃焼室10に流入し、点火栓15（図３参照）により点火されて燃焼する。そして、燃焼室10内の燃焼ガスの圧力により駆動されて往復運動するピストン４がクランク軸６を回転駆動する。燃焼ガスは、排気ガスとして排気弁14の開弁時に排気ポート12に流出する。排気ポート12からの排気は、排気ポート12の出口が開口するシリンダヘッド２の排気側２ｄに接続される排気管を備える排気装置を通じて外部に排出される。

図１〜図４を参照すると、内燃機関Ｅに備えられる水冷却系統（以下、「水冷却系統」という。）は、冷却水を圧送する水ポンプ60と、シリンダ１およびシリンダヘッド２にそれぞれ形成されて水ポンプ60からの冷却水が供給される水ジャケットＪｃ，Ｊｈ（図５も参照）と、水ジャケットＪｈからの冷却水が流入するジョイント部80と、ジョイント部80からの冷却水が流入するラジエータ90と、内燃機関Ｅの暖機状態に応じてラジエータ90への冷却水の流通および遮断を制御するサーモスタット70と、前記機関本体の外部で水通路を形成する多数の水管や管継手等からなる配管群と、から構成される。

図３，図６，図７を参照すると、水ポンプ60は、シリンダヘッド２の左部２ａに取り付けられるポンプボディ61ａおよび該ポンプボディ61ａに結合されるポンプカバー61ｂから構成されるポンプハウジング61と、左軸端部16a1にカム軸16ａと同軸に連結されてカム軸16ａを介してクランク軸６の動力により回転駆動されるポンプ軸62と、ポンプボディ61ａに回転可能に支持されるポンプ軸62により回転駆動されるインペラ63とを備える。ポンプカバー61ｂには、インペラ63が収納されるポンプ室64と、冷却水をポンプ室64に導く吸入ポート65と、ポンプ室64からの冷却水をシリンダ１の水ジャケットＪｃに導く吐出ポート66とが設けられ、さらにサーモスタット70のケース71ａが一体成形されて設けられる。サーモスタット70に連通する吸入ポート65は、ポンプ室64と後述する弁室72との仕切壁67に形成され、吐出ポート66はポート部66ａにより形成される。水ポンプ60とシリンダ１とは、上流端部でポート部66ａに接続されると共に下流端部でシリンダ１のポート部69ａ（図４，図５も参照）に接続される水管である供給管68により接続され、ポンプ室64からの冷却水が、吐出ポート66、供給管68により形成される水通路である供給通路68ａおよびポート部69ａにより形成される流入ポート69（図４，図５も参照）を順次流通して水ジャケットＪｃに供給される。

サーモスタット70は、ポンプカバー61ｂでもあるケース71ａおよび該ケース71ａに結合されるカバー71ｂから構成されるハウジング71と、該ハウジング71により形成されて水通路としての弁室72に配置される主弁73ａおよびバイパス弁73ｂを有する弁部材73とを備える。ケース71ａには、シリンダヘッド２の水ジャケットＪｈからの冷却水が流入するバイパスポート74と、ポンプ室64およびバイパスポート74に連通する一直線状の孔からなるエア抜き通路75とが設けられる。カバー71ｂにはラジエータ90からの冷却水を弁室72に導く入口ポート76が設けられる。バイパスポート74および入口ポート76は、それぞれケース71ａおよびカバー71ｂに一体成形されるポート部74ａ，76ａにより形成される。サーモスタット70には、エア抜きのためのジグル弁70ａが設けられる。

エア抜き通路75は、弁室72の上方に配置されると共にポンプ室64の最上部またはその近傍に連通し（図７参照）、ポンプ室64内および弁室72内の空気がエア抜き通路75を通じてバイパスポート74に集まり、後述するバイパス通路88ａを経てジョイント部80に導かれる。

主弁73ａおよびバイパス弁73ｂを駆動する感温部材を内蔵する弁部材73は、内燃機関Ｅの暖機時には主弁73ａを閉弁状態にする一方、バイパス弁73ｂを開弁状態にし（図６に示される状態。）、内燃機関Ｅの暖機完了後には主弁73ａを開弁状態にする一方、バイパス弁73ｂを閉弁状態にする。

また、シリンダヘッド２には、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ，ＣＯ）を燃焼させて排気を浄化するために排気ポート12（図５参照）内に排気浄化用空気を供給する２次空気供給装置の空気供給管58（図４も参照）が取り付けられ、該空気供給管58はシリンダヘッド２の吸気側２ｃから排気側２ｄにその前端部２ｆを跨って延びるよう配置される。

図３，図４，図８を参照すると、シリンダヘッド２の右部の上部２ｂにボルトにより取り付けられて水ジャケットＪｈの出口Ｊha、すなわち前記シリンダ部からの冷却水の出口Ｊhaを覆うカバーにより構成されるジョイント部80には、ジョイント部80の凹部により形成されて該出口Ｊhaからの冷却水が直接流入する水通路としての中継通路81と、水ジャケットＪｈからの冷却水を中継通路81を経てラジエータ90およびサーモスタット70のバイパスポート74にそれぞれ流出させる出口ポート82および流出ポート83と、中継通路81内の空気を外部に放出するためのエア抜きポート84と、冷却水の温度を検出すべく中継通路81に臨む検出部86ａを有する温度センサ86が取り付けられる取付部85とが設けられる。各ポート82，83，84を形成するポート部82ａ，83ａ，84ａおよび取付部85はジョイント部80の一部としてジョイント部80に一体成形されて設けられる。ここで、出口Ｊhaおよび中継通路81はシリンダヘッド２の右部２ｂの上部である吸気側２ｃに位置し、エア抜きポート84は、出口Ｊha、中継通路81および出口ポート82よりも上方で、流出ポート83の上部に開口し（図４（Ｂ）参照）、中継通路81内および出口ポート82内および流出ポート83内の空気が集まる位置にある。

図４（Ｂ），図４（Ｃ）を参照すると、ポート部84ａには、水冷却系統内の空気を排出するために、エア抜きポート84を開閉可能なエア抜き栓87が取り付けられる。ジョイント部80に一体に設けられるエア抜き栓87は、係合する工具により回動操作される操作部87a1とポート部84ａに螺合するネジ部87a2とエア抜きポート84を閉塞するためにエア抜きポート84内に挿入される弁部87a3とを有する本体87ａと、本体87ａに設けられたエア排出通路87ｂの出口87b2を密封状態で覆うべく本体87ａに着脱可能に取り付けられるキャップ87ｃとを有する。エア排出通路87ｂは、弁部87a3がエア抜きポート84の壁面84a1に面接触することにより閉塞される入口87b1を有する。ここで、エア抜きポート84、ポート部84ａおよびエア抜き栓87はジョイント部80に設けられるエア抜き部を構成する。

そして、操作部87a1での操作でエア抜き栓87をポート部84ａにねじ込むことにより、エア抜き栓87が、エア抜きポート84内に挿入されてエア排出通路87ｂとエア抜きポート84との連通が遮断される閉塞状態にあるとき、本体87ａには出口87b2を閉塞するキャップ87ｃが取り付けられる。また、冷却水の注入時など、エア抜き栓87を回動してポート部84ａから後退させることにより、エア抜き栓87が、弁部87a3がエア抜きポート84から抜けてエア排出通路87ｂとエア抜きポート84とが連通する開放状態にあるとき、キャップ87ｃが外されて、中継通路81内の空気がエア抜きポート84およびエア排出通路87ｂを通って外部に放出される。

図３，図４（Ａ），図４（Ｂ），図６，図７を参照すると、ポート部83ａには、水ポンプ60とジョイント部80とを接続する水管としてのバイパス管88が接続される。具体的には、中継通路81の冷却水をサーモスタット70の弁室72を介してポンプ室64に導く水通路であるバイパス通路88ａを形成するバイパス管88は、供給管68や後述するインレットパイプ91およびアウトレットパイプ92に比べて小径の管であり、上流端部88ｕで管継手89を介してポート部83ａに接続され、下流端部88ｄで管継手77を介してポート部74ａに接続される。

バイパス管88は、その最前部88ｂがシリンダヘッド２の上部（吸気側２ｃ）における前端部２f1の上方でかつ前方に位置するように、シリンダヘッド２の左部２ａと右部２ｂとの間でシリンダヘッド２を跨った状態で、平面視でＵ字状に配置される（図３参照）。最前部88ｂはシリンダヘッド２の前端部２ｆに固定されて設けられた支持部材であるクランプ78により、振動しないように安定した状態で支持される。また、バイパス管88は、上流端部88ｕが下流端部88ｄよりも上方に位置するように、下流端部88ｄから上流端部88ｕまで連続的に徐々に上方に傾斜しているので、ポンプ室64内および弁室72内の空気がバイパス通路88ａを通って、さらにバイパスポート74を経て中継通路81に円滑に導かれる。さらに、バイパス管88の全体は、基準平面Ｈよりも上方に位置すると共に水平面にほぼ平行であり、また左右方向から見てシリンダ軸線Ｌｃよりも上方に位置すると共にシリンダ軸線Ｌｃにほぼ平行に配置される。

図１，図２を参照すると、ラジエータ90は、車体Ｂの前部Ｂａにおいて、フロントグリルの直後に、かつ走行風に対して熱交換部が直交する状態で配置される。ラジエータ90とシリンダ１とは、いずれも水管としてのインレットパイプ91およびアウトレットパイプ92により接続される。インレットパイプ91は、上流端部91ｕでジョイント部80のポート部82ａ（図３，図８参照）に接続されると共に下流端部91ｄでラジエータ90の入口ヘッダとしてのアッパータンク90ａに接続される。また、アウトレットパイプ92は、上流端部92ｕでラジエータ90の出口ヘッダとしてのロアタンク90ｂに接続されると共に下流端部92ｄでサーモスタット70の入口ポート部76ａ（図６，図７参照）に接続される接続される。

各パイプ91，92は、座席Ａａの下方で谷部91ａ，92ａを有するように屈曲し、該谷部91ａ，92ａにおけるシリンダ寄りの後端部に最も下方に位置する部分である最下部91a1，92a1を有する。そして、各パイプ91，92は、最下部91a1，92a1から前方に向かって斜め上方に傾斜した状態でラジエータ90まで延びる一方、最下部91a1，92a1から後方に向かって斜め上方に屈曲した後、シリンダ１まで延びている。したがって、各パイプ91，92において最下部91a1，92a1よりもラジエータ90寄りの部分である前部では、各パイプ91，92内の空気はアッパータンク90ａに集まり、最下部91a1，92a1よりもシリンダ１寄りである後部では、インレットパイプ91内の空気は出口ポート82（図８参照）を経てジョイント部80の中継通路81に集まる一方でアウトレットパイプ92内の空気は入口ポート76（図６参照）を経てサーモスタット70の弁室72内に集まる。

そして、冷却水がアッパータンク90ａから冷却水系統内に注入されると、冷却水系統が最下部91a1，92a1を境にラジエータ90側とシリンダ１側とに二分されるとき、ラジエータ90側では、ラジエータ90のアッパータンク90ａに設けられたエア抜き部から外部に放出され、シリンダ１側では、アウトレットパイプ92の後部内、弁室72内およびポンプ室64内の空気がバイパス通路88ａを通って中継通路81内（図６，図４参照）に導かれ、また両水ジャケットＪｃ，Ｊｈ内の空気も出口Ｊha（図８参照）を通って中継通路81に導かれ、さらにインレットパイプ91の後部内の空気が出口ポート82を通って中継通路81に導かれて、開放状態にあるエア抜き栓87（図４参照）から外部に放出される。

図１，図３を参照すると、水冷却系統において、内燃機関Ｅの暖機時に、サーモスタット70では、主弁73ａが閉弁状態にあり、バイパス弁73ｂが開弁状態にあるため、冷却水はラジエータ90を迂回する暖機時循環路を循環する。すなわち、水ポンプ60により圧送された冷却水は、供給通路68ａを経てシリンダ１の水ジャケットＪｃおよびシリンダヘッド２の水ジャケットＪｈを順次流通した後、水ジャケットＪｈから流出してジョイント部80の中継通路81（図４参照）に至る。中継通路81からの冷却水は、バイパス通路88ａを流通してバイパス弁73ｂが開弁状態にあるサーモスタット70の弁室72に流入した後、吸入ポート65からポンプ室64に流入してインペラ63により圧送されて、冷却水が前記暖機時循環路を循環し、暖機が促進される。

内燃機関Ｅの暖機完了後には、サーモスタット70では、主弁73ａが開弁状態にあり、バイパス弁73ｂが閉弁状態にあるため、冷却水はラジエータ90を流通する暖機後循環路を循環する。このため、ラジエータ90で放熱して低温となった冷却水が水ポンプ60に吸入され、インペラ63により圧送された冷却水が、供給通路68ａを経て水ジャケットＪｃに流入してシリンダ１を冷却し、次いで、水ジャケットＪｈに流入してシリンダヘッド２や点火栓15を冷却した後、水ジャケットＪｈから流出して中継通路81に至る（図８参照）。中継通路81に流入した冷却水は、バイパス通路88ａを流通することなく、出口ポート82からインレットパイプ91を流通してラジエータ90のアッパータンク90ａに流入し、ラジエータ90の熱交換部90ｃで走行風により冷却された後、ロアタンク90ｂに流入する。そして、ロアタンク90ｂからの冷却水が、アウトレットホース92を流通して入口ポート76を経て弁室72に流入し、さらに吸入ポート65からポンプ室64に流入し、インペラ63により圧送されて、冷却水が前述の暖機後循環路を循環して、シリンダ１およびシリンダヘッド２が冷却される。

次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
車両Ｖに搭載された内燃機関Ｅにおいて、シリンダヘッド２の、平面視でシリンダ軸線Ｌｃに直交する方向である左右方向での一方向側である右側および他方向側である左側に、それぞれ水ポンプ60およびジョイント部80が配置され、バイパス管88がサーモスタット70を介して水ポンプ60とジョイント部80を接続すると共に、前記シリンダ部の外部でシリンダヘッド２の上部（吸気側２ｃ）の前端部２f1に沿って、平面視でＵ字状に配置されることにより、バイパス管88はシリンダ１およびシリンダヘッド２の下方に張り出すことがなく、路面からの泥はねなどからバイパス管88を保護するために、保護部材を別途設ける必要がないので、部品点数が増加することがないうえ、車両Ｖの最低地上高を増加させる必要もない。また、バイパス管88はシリンダヘッド２の上方に対しても張り出すことがないか、もしくは抑制されるので、バイパス管88により車高が高くなることがない。この結果、シリンダヘッド２の左右の両側方にそれぞれ配置される水ポンプ60とジョイント部80とを接続するバイパス管88が、シリンダ１およびシリンダヘッド２の下方に張り出すことがなく、かつシリンダヘッド２の上方に張り出すことも抑制されて配置されるので、バイパス管88の保護がコストの増加を招来することなく可能であり、しかも車高の増加を招来することがない車両Ｖが得られる。

また、バイパス管88は、冷却水を水ポンプ60からシリンダ１に供給する供給管68やラジエータ90に接続されるインレットパイプ91やアウトレットパイプ92に比べて細いので、シリンダヘッド２の回りにコンパクトに配置されるので、車高の増加防止に関連する前述の効果が高められる。
さらに、バイパス管88の全体が水平面にほぼ平行または左右方向から見てシリンダ軸線Ｌｃにほぼ平行に配置されることにより、バイパス管88の全体がシリンダヘッド２よりも上方に位置することが抑制されて、この点でも車高の増加防止に寄与する。

シリンダヘッド２の上部に設けられたジョイント部80には、水冷却系統内の空気を排出するためのエア抜き栓87が一体に設けられることにより、エア抜き栓87がジョイント部80に直接設けられるので、エア抜きのためには、ジョイント部80においてエア抜き栓87を開放状態にするだけで、ジョイント部80の中継通路81内の空気、すなわち両水ジャケットＪｃ，Ｊｈ、インレットパイプ91およびアウトレットパイプ92の前記後部、弁室72およびポンプ室64から中継通路81に集まった空気が、直ちに排出される。このため、エア抜き管を利用したエア抜き手段に比べて、エア抜きが容易になり、かつコンパクトである。この結果、ジョイント部80に設けられたエア抜き栓87により、水冷却系統内の空気の排出が容易になって、冷却水の注入作業を伴う水冷却系統のメンテナンスの作業性が向上するうえ、エア抜き手段がコンパクトになる。

さらに、ジョイント部80には、バイパス管88およびインレットパイプ91が接続され、さらに温度センサ86が取り付けられることにより、エア抜き栓87、バイパス管88、インレットパイプ91および温度センサ86が１つの部材であるジョイント部80に集中配置されるので、これら部材を取り付けるための部品点数が削減され、しかもこれら部材の組付作業が容易になる。
バイパス管88は、ラジエータ90を迂回して水ポンプ60と前記シリンダ部との間で冷却水が循環する暖機時循環路を構成するバイパス通路88ａを形成すると共にジョイント部80のエア抜きポート84に水ポンプ60内およびサーモスタット70内の空気を導くエア抜き管を兼ねることにより、水ポンプ60内およびサーモスタット70内の空気を抜くためのエア抜き管が水通路を形成する水管により構成されるので、専用のエア抜き管が不要になる。この結果、水ポンプ60内の空気を排出するエア抜き管としてバイパス管88が利用されるので、部品点数が削減されてコストが削減される。

以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
内燃機関は、シリンダ部が複数のシリンダから構成される多気筒内燃機関であってもよい。前記ヘッド部は、シリンダヘッドと該シリンダヘッドの前端部に結合されるシリンダヘッドカバーとにより構成されてもよい。
サーモスタットは、水ポンプに一体に設けられる代わりに、水ポンプから分離されて、ジョイント部を構成してもよい。
水ポンプおよびジョイント部は、シリンダヘッドに対して左右反対に配置されてもよい。また、水ポンプおよびジョイント部の少なくとも一方は、シリンダヘッドに直接取り付けられていなくてもよく、シリンダヘッドに対して間隔をおいて配置されていてもよい。
シリンダ軸線は前後方向以外の方向に指向していてもよい。

本発明が適用された水冷式内燃機関を備えるパワーユニットが搭載された車両の概略左側面図である。図１の車両の上平面図である。図１の車両に搭載されたパワーユニットの、図５の概ねＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。（Ａ）は、図３のパワーユニットにおいて、右カバーを外したときの右側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図であり、（Ｃ）は、（Ａ）の要部断面図である。図３のパワーユニットにおいて、クランクケースの右ケース半体を外したときの、一部を断面で示す右側面図である。図３の要部拡大図である。図１のパワーユニットの要部左側面図である。図４（Ａ）の概ねＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。

符号の説明

１…シリンダ、２…シリンダヘッド、60…水ポンプ、70…サーモスタット、80…ジョイント部、87…エア抜き栓、88…バイパス管、90…ラジエータ、Ｖ…車両、Ｐ…パワーユニット。

Claims

ほぼ水平なシリンダ軸線を有すると共に先端にヘッド部を有するシリンダ部と、
冷却水を圧送する水ポンプと、冷却水が流通する水管が接続されるジョイント部とを含む水冷却系統と
を備える、車両に搭載された水冷式内燃機関において、
前記ヘッド部の、平面視で前記シリンダ軸線に直交する方向での一方向側および他方向側に、それぞれ前記水ポンプおよび前記ジョイント部が配置され、前記水管は、前記水ポンプと前記ジョイント部とを接続すると共に、前記シリンダ部の外部で前記ヘッド部の上部の前端部に沿って、平面視でＵ字状に配置されることを特徴とする水冷式内燃機関の冷却構造。
前記ジョイント部は前記シリンダ部の上部に設けられ、前記ジョイント部には、前記水冷却系統内の空気を排出するためのエア抜き栓が一体に設けられることを特徴とする請求項１記載の水冷式内燃機関の冷却構造。
前記水冷却系統はラジエータを含み、前記水管は、暖機時に前記ラジエータを迂回して前記水ポンプと前記シリンダ部との間で冷却水が循環する循環路を構成するバイパス通路を形成すると共に前記ジョイント部に前記水ポンプ内の空気を導くエア抜き管を兼ねることを特徴とする請求項２記載の水冷式内燃機関の冷却構造。