JP6398660B2 - エンジンの冷却用オイル通路構造 - Google Patents

Description

本発明は、冷却用オイルによってエンジンが冷却されるエンジンの冷却用オイル通路構造に関する。

エンジンが冷却用オイルによって冷却されるエンジンの冷却用オイル通路構造が、特許文献１及び２に開示されている。特許文献１では、冷却用オイル通路は、シリンダヘッドにおいて、吸気ポートの近傍から点火バルブ周囲を通り排気ポート周囲に向かって延在して形成されている。また、特許文献２では、オイルクーラにて冷却されたオイルが、シリンダ内のオイル通路を通った後、シリンダヘッド内のオイル通路へ導かれるよう構成されている。

特開２０１３−７２３５３号公報 特開２０１０−７１１２９号公報

特許文献１に記載の冷却用オイル通路構造では、冷却用オイルが吸気ポート近傍をも冷却しているため、エンジンにおいて最も高温になる排気ポート周囲を効果的に冷却することができない。更に、冷機始動時に冷却用オイルによって吸気ポートが暖まり易くなるので、燃焼室への吸気の充填効率が低下して、エンジンの出力が低下してしまう。

また、特許文献２に記載の冷却用オイル通路構造では、オイルクーラにより冷却された冷却用オイルが、シリンダ内のオイル通路を通ってこのシリンダを冷却した後に、シリンダヘッド内のオイル通路へ送られてこのシリンダヘッドを冷却するので、シリンダヘッドの冷却性能が低下してしまう。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、シリンダヘッドの冷却性能を向上できるエンジンの冷却用オイル通路構造を提供することにある。また、本発明の他の目的は、冷機始動時の暖機性能を向上できるエンジンの冷却用オイル通路構造を提供することにある。

本発明に係るエンジンの冷却用オイル通路構造は、エンジンケースに順次設置されたシリンダ及びシリンダヘッドに冷却用オイル通路が連続して形成され、オイルクーラにて冷却されたオイルを前記冷却用オイル通路へ導くエンジンの冷却用オイル通路構造において、前記シリンダヘッドの排気ポートのポート出口付近には、前記冷却用オイル通路の通路入口部が設けられ、前記オイルクーラの入口部と前記エンジンケースとが第１オイルホースにより接続され、前記オイルクーラの出口部と前記シリンダヘッドの前記通路入口部とが第２オイルホースにより接続されて構成され、前記シリンダヘッド及び前記シリンダに連続して形成される前記冷却用オイル通路は、前記シリンダに通路出口部を備えると共に、この通路出口部近傍にオイルバルブを備え、前記通路出口部が第３オイルホースにより前記エンジンケースに接続され、前記オイルバルブは、前記冷却用オイル通路を流れるオイルの温度が所定値以上のときに開弁して、前記冷却用オイル通路内のオイルを、前記第３オイルホースを経て前記エンジンケースへ導くよう構成されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、オイルクーラの出口部と、シリンダヘッドの排気ポートのポート出口付近における冷却用オイル通路の通路入口部とが第２オイルホースにより接続されたので、オイルクーラにより冷却されたオイルを、エンジンにおいて最も高温になるシリンダヘッドの排気ポート付近に導くことができる。この結果、エンジンにおける排気ポート及び燃焼室周囲を効果的に冷却でき、エンジン、特にシリンダヘッドの冷却性能を向上させることができる。

本発明に係るエンジンの冷却用オイル通路構造の一実施形態が適用されたエンジン等を示す左側面図。 図１のエンジン等を示す右側面図。 図１のシリンダ及びシリンダヘッドを、排気ポート側から目視して示す側面図。 図３における冷却用オイル通路を示す斜視図。 図４のＶ矢視図。 図５における冷却用オイル通路のシリンダ側冷却用オイル通路を示すシリンダの平面図。 図６のシリンダにおける合せ面にガスケットを装着した状態を示す平面図。 図３及び図５に示すオイルバルブの作動状況を示す断面図。

以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係るエンジンの冷却用オイル通路構造の一実施形態が適用されたエンジン等を示す左側面図である。また、図２は、図１のエンジン等を示す右側面図である。本実施形態において、前後、左右、上下の表現は、エンジンが搭載された車両に乗車する運転者を基準にしたものである。

図１及び図２に示すエンジン１０は、例えば自動二輪車に搭載された単気筒エンジンであり、エンジンケース１１の前方からシリンダアッセンブリ１２が略水平方向に前傾して延設されて構成される。このシリンダアッセンブリ１２は、シリンダ１３とシリンダヘッド１４とヘッドカバー１５とがエンジンケース１１の側から順次接合されて構成される。

このうちのシリンダ１３及びシリンダヘッド１４は、これらのシリンダ１３及びシリンダヘッド１４に形成されたスタットボルト孔１６（図４参照）に挿通された図示しないスタットボルトを用いて、エンジンケース１１の前面に締結される。

図２に示すように、シリンダヘッド１４には、燃焼室１７が形成されると共に、この燃焼室１７に連通して吸気ポート１８及び排気ポート１９が形成される。

吸気ポート１８に、エンジン吸気系から混合気（燃料と空気の混合気）が供給される。このエンジン吸気系は、共に図示しないエアクリーナ、スロットルボディ及び燃料インジェクタを有して構成される。これらのスロットルボディ及び燃料インジェクタに代えて、キャブレタであってもよい。また、排気ポート１９には、エンジン排気系の図示しない排気管が接続され、このエンジン排気系により燃焼室１７及びシリンダボア３４（後述）内で混合気が燃焼することにより発生する排気が排出される。

シリンダ１３には、シリンダヘッド１４の燃焼室１７に連通するシリンダボア３４（図４参照）が形成される。このシリンダボア３４内に、図示しないピストンが摺動自在に配設される。シリンダヘッド１４の燃焼室１７及びシリンダ１３のシリンダボア３４内で混合気が燃焼することによりピストンが往復運動し、この往復運動がコンロッド（不図示）を介して、エンジンケース１１に軸支されたクランクシャフト２０の回転運動に変換される。

上述の燃焼室１７への混合気の供給は、吸気ポート１８を開閉する図示しない吸気バルブにより制御される。また、燃焼室１７からの排気の排出は、排気ポート１９を開閉する図示しない排気バルブにより制御される。これらの吸気バルブ及び排気バルブは、シリンダヘッド１４及びヘッドカバー１５間に設置された図示しない動弁装置により駆動される。この動弁装置は、共に図示しない吸気カム及び吸気アームにより吸気バルブを駆動し、また、共に図示しない排気カム及び排気ロッカアームにより排気バルブを駆動する。

ところで、エンジンケース１１の下部には、潤滑用及び冷却用のオイルを貯溜するオイルパン２１が設けられている。オイルパン２１内のオイルは、エンジンケース１１内に設置されたオイルポンプ２２（図１）の駆動によりオイルフィルタ２３を経て、一部が潤滑用オイル通路２４を通り動弁装置などへ供給される。この潤滑用オイル通路２４のうち、シリンダ１３及びシリンダヘッド１４内の通路は、スタッドボルト孔１６（図４参照）とスタッドボルトとの隙間が利用される。

また、オイルフィルタ２３を通ったオイルの残部は冷却用オイルとなる。この冷却用オイルは、第１オイルホース３１を経てオイルクーラ２５にて冷却された後、第２オイルホース３２を経て、シリンダヘッド１４及びシリンダ１３に連続して形成された冷却用オイル通路２６（図２）へ導かれる。オイルクーラ２５にて冷却された冷却用オイルが冷却用オイル通路２６内を流れる間に、エンジン１０において最も高温になるシリンダヘッド１４の排気ポート１９周囲、並びにシリンダヘッド１４及びシリンダ１３の燃焼室１７側がそれぞれ冷却される。

つまり、図１に示すように、オイルクーラ２５の入口部２７は、エンジンケース１１のオイルフィルタ２３下流側に第１オイルホース３１を用いて接続される。また、シリンダヘッド１４には、図３にも示すように、排気ポート１９のポート出口１９Ａ近傍に冷却用オイル通路２６の通路入口部２９が設けられる。オイルクーラ２５の出口部２８は、図１及び図２に示すように、シリンダヘッド１４の通路入口部２９に第２オイルホース３２を用いて接続される。

更に、シリンダ１３には、図３にも示すように、冷却用オイル通路２６の通路出口部３０が設けられる。図１及び図２に示すように、この通路出口部３０とエンジンケース１１のオイルパン２１とが、第３オイルホース３３を用いて接続される。従って、シリンダヘッド１４及びシリンダ１３内の冷却用オイル通路２６を流れてシリンダヘッド１４の排気ポート１９周囲、並びにシリンダヘッド１４及びシリンダ１３の燃焼室１７側を冷却した冷却用オイルは、第３オイルホース３３を経てエンジンケース１１のオイルパン２１に戻される。

ここで、冷却用オイル通路２６の通路入口部２９と通路出口部３０とは、図３に示すように、シリンダヘッド１４の排気ポート１９のポート出口１９Ａに対して互いに反対位置に位置づけられる。更に、冷却用オイル通路２６は、図３〜図６に示すように、シリンダヘッド１４に形成されたシリンダヘッド側冷却用オイル通路３５と、シリンダ１３に形成されたシリンダ側冷却用オイル通路３６とが連通して設けられたものである。

シリンダヘッド側冷却用オイル通路３５は、通路入口部２９に連通すると共に、排気ポート１９の周囲を覆うように略コ字状に延在してシリンダヘッド１４に形成される。また、シリンダ側冷却用オイル通路３６は、シリンダヘッド側冷却用オイル通路３５及び通路出口部３０に連通すると共に、シリンダ１３におけるシリンダヘッド１４の燃焼室１７側、即ちシリンダ１３のシリンダヘッド１４との合せ面３７におけるシリンダボア３４周囲に略リング状に延在して形成される。これらのシリンダヘッド側冷却用オイル通路３５及びシリンダ側冷却用オイル通路３６は、機械加工により、またはシリンダ１３、シリンダヘッド１４の鋳造時における砂中子によりそれぞれ形成される。

オイルクーラ２５（図２）にて冷却され第２オイルホース３２により通路入口部２９に至った冷却用オイルは、シリンダヘッド側冷却用オイル通路３５内を矢印Ａの如く流れて、シリンダヘッド１４の排気ポート１９周囲を冷却した後、シリンダ側冷却用オイル通路３６内を矢印Ｂの如く流れて、シリンダヘッド１４及びシリンダ１３の燃焼室１７側を冷却する。

このとき、図３に示すように、シリンダ１３の合せ面３７とシリンダヘッド１４の合せ面３８との間に介在される図７に示すガスケット３９には、シリンダ側冷却用オイル通路３６に沿って複数の切欠き４０が形成されている。このため、シリンダ１３のシリンダ側冷却用オイル通路３６内を流れる冷却用オイルが、ガスケット３９の切欠き４０を通ってシリンダヘッド１４の合せ面３８に接触し、これにより、このシリンダヘッド１４の排気側が冷却されることになる。

また、図３及び図５に示すように、冷却用オイル通路部２６には、最下流位置、つまり冷却用オイル通路部２６におけるシリンダ側冷却用オイル通路３６の通路出口部３０近傍のバルブ収納部４８に、オイルバルブ４２が収納されて設置される。このオイルバルブ４２は、冷却用オイル通路２６内を流れる冷却用オイルの温度が所定値（例えば７０〜９０℃）以上のときに開弁して、冷却用オイル通路２６内の冷却用オイルを、第３オイルホース３３を介してエンジン１１のオイルパン２１へ導くものである。

このオイルバルブ４２は、例えばサーモスタット方式、またはオイル温度センサと電磁バルブを併用した電子制御方式が採用される。サーモスタット方式のオイルバルブ４２は、図８に示すように、図示しないワックスの膨張、収縮により伸縮するバルブ駆動部４３が弁体４４を動作させ、この弁体４４がシリンダ１３のシール面４５に接触することでオイルバルブ４２が閉弁し（図８（Ａ））、弁体４４がシール面４５から離反することでオイルバルブ４２が開弁する（図８（Ｂ））。

更に、冷却用オイル通路２６は、図７に示すように、オイルバルブ４２閉弁時用のバイパス通路４６を備える。このバイパス通路４６は、シリンダ１３の合せ面３７とシリンダヘッド１４の合せ面３８間に介在されるガスケット３９に形成される。このガスケット３９には、図６及び図７に示すように、シリンダ１３及びシリンダヘッド１４のスタッドボルト孔１６に対応して形成されたボルト孔対応開口４７と、シリンダ側冷却用オイル通路３６におけるバルブ収納部４８に対応して形成されたバルブ対応開口４９とを有する。バイパス通路４６は、バルブ対応開口４９に隣接する１つのボルト孔対応開口４７とバルブ対応開口４９とを連通する切欠きによって、ガスケット３９に形成されたものである。このバイパス通路４６の流路断面積は、開弁状態のオイルバルブ４２の流路断面積よりも小さく設定されている。

従って、オイルバルブ４２の閉弁時に冷却用オイル通路２６内の冷却用オイルは、ガスケット３９のバルブ対応開口４９、バイパス通路４６、ボルト孔対応開口４７を順次通ってシリンダ１３のスタッドボルト孔１６内へ微少量流れ、エンジンケース１１内部に流下して、このエンジンケース１１のオイルパン２１に至る。また、このバイパス通路４６は、オイルクーラ２５から冷却用オイル通路２６内へ冷却用オイルを導入する際に、空気抜きの機能も果たす。

図１及び図２に示すオイルクーラ２５は、エンジン１０の前方において自動二輪車の車体フレーム（不図示）に設置される。この際、オイルクーラ２５は、車両走行時の走行風によってオイルを冷却するため、図示しない前輪の中心軸よりも上方に配置される。更に、このオイルクーラ２５は、出口部２８を含む上端部がシリンダヘッド１４及びシリンダ１３に形成された冷却用オイル通路２６よりも上方に位置づけられて配置される。

以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（６）を奏する。
（１）図１、図２及び図４に示すように、オイルクーラ２５の出口部２８と、シリンダヘッド１４の排気ポート１９のポート出口１９Ａ付近における冷却用オイル通路２６の通路入口部２９とが第２オイルホース３２により接続されている。このため、オイルクーラ２５により冷却されたオイルを、シリンダ１３内を流動させることで温度上昇させることなく、直接、エンジン１０において最も高温になるシリンダヘッド１４の排気ポート１９付近へ導くことができる。この結果、エンジン１０におけるシリンダヘッド１４の排気ポート１９周囲、並びにシリンダヘッド１４及びシリンダ１３の燃焼室１７側を効果的に冷却でき、エンジン１０、特にシリンダヘッド１４の冷却性能を向上させることができる。

（２）冷却用オイル通路２６のうちシリンダヘッド側冷却用オイル通路３５は、シリンダヘッド１４において、排気ポート１９の周囲を覆うように延在して形成され、吸気ポート１８の周囲には形成されていない。従って、エンジン１０の冷機始動時に吸気ポート１８が冷却用オイルによって暖められることがないので、燃焼室１７への吸気の充填効率が高まり、エンジン１０の出力を向上させることができる。

（３）オイルクーラ２５が自動二輪車においてエンジン１０の前方に配置され、更に、オイルクーラ２５の出口部２８が、エンジンケース１１から前方へ突設されたシリンダアッセンブリ１２のシリンダヘッド１４に第２オイルホース３２を用いて接続されたので、この第２オイルホース３２は、エンジンケース１１に接続される場合に比べてホース長さを短くできる。この結果、コストを低減でき且つ軽量化を実現できるほか、第２オイルホース３２内を流れるオイルの圧力損失が低下して、オイルポンプ２２の摩擦損失を低減できる。

（４）シリンダヘッド１４及びシリンダ１３に連続して形成される冷却用オイル通路２６の最下流位置、つまり、冷却用オイル通路２６の通路出口部３０近傍にオイルバルブ４２が配置されている。このため、エンジン１０の冷機始動時でオイルバルブ４２が閉弁状態になったときには、冷却用オイル通路２６内を流れる冷却用オイルの流速が低下して、この冷却用オイルの温度上昇速度を増大できる。この結果、冷機始動時におけるエンジン１０の暖機性能を向上させることができて、エンジン１０の燃焼効率が高まる。

（５）シリンダヘッド１４及びシリンダ１３に連通して形成される冷却用オイル通路２６には、オイルバルブ４２の閉弁時にこのオイルバルブ４２を迂回するバイパス通路４６が形成されている。このため、オイルバルブ４２の閉弁時にも、冷却用オイル通路２６内の冷却用オイルを微少流量でエンジンケース１１内へ流出させるので、この冷却用オイルの局所的な温度上昇を抑制できる。

（６）オイルクーラ２５は、その出口部２８を含む上端部が、シリンダヘッド１４及びシリンダ１３に形成された冷却用オイル通路部２６よりも上方に位置づけられている。また、冷却用オイルの温度が低いときには、この冷却用オイル５は粘性が高くなるので、エンジンケース１１から第１オイルホース３１を通ってオイルクーラ２５へ流れにくくなる。この結果、オイルクーラ２５からシリンダヘッド１４及びシリンダ１３の冷却用オイル通路２６に流入する冷却用オイルの流量が減少するので、この点からもエンジン１０の暖機性能を向上させることができて、エンジン１０の燃焼効率が高まる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１０ エンジン
１１ エンジンケース
１３ シリンダ
１４ シリンダヘッド
１７ 燃焼室
１９ 排気ポート
１９Ａ ポート出口
２５ オイルクーラ
２６ 冷却用オイル通路
２７ 入口部
２８ 出口部
２９ 通路入口部
３０ 通路出口部
３１ 第１オイルホース
３２ 第２オイルホース
３３ 第３オイルホース
３５ シリンダヘッド側冷却用オイル通路
３６ シリンダ側冷却用オイル通路
３７、３８ 合せ面
３９ ガスケット
４２ オイルバルブ
４６ バイパス通路

Claims (5)

1. エンジンケースに順次設置されたシリンダ及びシリンダヘッドに冷却用オイル通路が連続して形成され、オイルクーラにて冷却されたオイルを前記冷却用オイル通路へ導くエンジンの冷却用オイル通路構造において、
   前記シリンダヘッドの排気ポートのポート出口付近には、前記冷却用オイル通路の通路入口部が設けられ、
   前記オイルクーラの入口部と前記エンジンケースとが第１オイルホースにより接続され、前記オイルクーラの出口部と前記シリンダヘッドの前記通路入口部とが第２オイルホースにより接続されて構成され、
   前記シリンダヘッド及び前記シリンダに連続して形成される前記冷却用オイル通路は、前記シリンダに通路出口部を備えると共に、この通路出口部近傍にオイルバルブを備え、前記通路出口部が第３オイルホースにより前記エンジンケースに接続され、
   前記オイルバルブは、前記冷却用オイル通路を流れるオイルの温度が所定値以上のときに開弁して、前記冷却用オイル通路内のオイルを、前記第３オイルホースを経て前記エンジンケースへ導くよう構成されたことを特徴とするエンジンの冷却用オイル通路構造。
2. 前記シリンダヘッドに設けられる冷却用オイル通路の通路入口部と、前記シリンダに設けられる前記冷却用オイル通路の通路出口部とは、前記シリンダヘッドに設けられた排気ポートのポート出口に対して互いに反対位置に位置づけられたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却用オイル通路構造。
3. 前記冷却用オイル通路は、通路入口部に連通すると共に、シリンダヘッド内の排気ポートの周囲に延在して形成されたシリンダヘッド側冷却用オイル通路と、このシリンダヘッド側冷却用オイル通路及び通路出口部に連通すると共に、シリンダにおける前記シリンダヘッドの燃焼室側に延在して形成されたシリンダ側冷却用オイル通路と、を有して構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの冷却用オイル通路構造。
4. 前記冷却用オイル通路は、オイルバルブ閉弁時用のバイパス通路を備え、このバイパス通路は、シリンダヘッド及びシリンダのそれぞれの合せ面間に配置されたガスケットの切欠きにより形成され、前記冷却用オイル通路の前記オイルバルブ上流側とエンジンケースの内部とを連通するよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジンの冷却用オイル通路構造。
5. 前記オイルクーラは、その上端部がシリンダヘッドの冷却用オイル通路よりも上方に位置づけられて配置されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンジンの冷却用オイル通路構造。

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