JP6561485B2

JP6561485B2 - 内燃機関の冷却ファン構造

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Publication number: JP6561485B2
Application number: JP2015026579A
Authority: JP
Inventors: 森　正樹; 正樹森
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2019-08-21
Anticipated expiration: 2035-02-13
Also published as: JP2016148313A; CN105889126B; CN105889126A

Description

本発明は、自動二輪車等の車両におけるエンジン、特に強制空冷式のエンジンに好適な内燃機関の冷却ファン構造に関するものである。

所謂、スクータ等の自動二輪車等に搭載される内燃機関において、その放熱部であるシリンダ及びシリンダヘッドをシュラウドで覆い、クランクシャフトの軸端部に設けた冷却ファンでシュラウド内に冷却風を導入し、その冷却風をシリンダヘッドまわりにあてる冷却構造がある。この例の自動二輪車を始めとして、家電製品等を含めて遠心式の冷却ファンを用いる強制空冷式の冷却装置が種々使用されている。

例えば特許文献１に記載のものにおいて、内燃機関のクランク軸に取付けられ、変化する回転数に応じて羽根車により冷却風を発生させる遠心式冷却ファンにおいて、羽根車の羽根立設面上に、複数の羽根からなる羽根群が立設され、羽根車取付け面から各羽根先端までの高さが複数種類とされる。

特許第５２１５９６２号公報

従来車両の冷却装置において冷却ファンでシュラウド内に導入した冷却風によりシリンダヘッドまわりを冷却するが、一方で冷却ファンの送風効率等は、その駆動エネルギー等との関係で燃費等に著しく影響するため極めて重要な要素である。従来では特に冷却ファン自体における形状との関係で、冷却ファンの効率に配慮したものは実質的になく、冷却ファンの回転翼もしくは回転羽根の出口角度あるいは羽根高さの調整等に留まっていたのが実情であった。

なお、特許文献１に係る冷却ファンでは複数の羽根を有するが、その羽根自体における特に形状等に関して特別な工夫はなされていない。また、羽根枚数も多いため構造が複雑であり、このことが送風効率等に影響する。

本発明はかかる実情に鑑み、簡素な構成としながら、有効にファン効率を向上し得る内燃機関の冷却ファン構造を提供することを目的とする。

本発明による内燃機関の冷却ファン構造は、エンジンのクランクシャフトの動力によって一体回転する冷却ファンを備えた内燃機関の冷却ファン構造であって、前記冷却ファンは、エンジンケースにより形成される収容部に配置されると共に前記クランクシャフトの軸端部に同軸に設定された回転軸のまわりに回転する回転羽根を有し、前記クランクシャフトの軸端部とは反対側の前記回転軸の先端側から空気を吸い込み、半径方向外側に吐出した後、前記クランクシャフト側へと前記回転軸方向に空気を流し、前記回転羽根は、前記収容部の内周面との間隙が、前記クランクシャフトの前記軸端部側に向かうにつれて次第に大きくなるように形成されると共に、半径方向内側縁が半径方向外側縁よりも回転方向前側に位置し、前記回転羽根の回転で空気導入開口部から巻き込まれた空気が、上流から下流への空気流となって前記間隙に流入するようにし、前記回転羽根の回転方向後側の半径方向外側縁が階段状に形成されてなる段部により、前記間隙が形成され、前記回転羽根の負圧側において、前記段部相互間の幅広の段差部位に対応してリブが形成されることを特徴とする。

本発明によれば、実質的に回転羽根の形状のみの変更により、ファン効率を有効に向上し、装置の簡素化及び軽量化等を図ることができる。

本発明に係る自動二輪車の全体構成を示す側面図である。本発明に係る自動二輪車におけるパワーユニットの構成例を示す前方斜視図である。本発明に係る自動二輪車におけるパワーユニットの構成例を示す右側面図である。本発明に係る自動二輪車におけるパワーユニットの構成例を示す平断面図である。本発明の内燃機関の冷却ファン構造に係る冷却ファンの右方斜視図である。本発明の内燃機関の冷却ファン構造に係る冷却ファンの左方斜視図である。本発明の内燃機関の冷却ファン構造に係る冷却ファンの左方正面図である。本発明に係る自動二輪車におけるパワーユニットのシュラウドを取り外した状態を示す前方斜視図である。本発明の内燃機関の冷却ファン構造に係る冷却ファンの側面図である。図９ＡのＣ部拡大図である。本発明の内燃機関の冷却ファン構造に係る冷却ファンの作用を示す平断面図である。図１０ＡのＤ部拡大図である。

以下、図面に基づき、本発明による内燃機関の冷却ファン構造における好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る車両としての自動二輪車の側面図である。先ず、図１を用いて、自動二輪車の全体構成について説明する。なお、図１を含め、以下の説明で用いる図においては、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒにより示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌにより示す。

車両１００は、鋼製あるいはアルミニウム合金製でなる複数の車体フレームにより車体骨格が形成され、車体フレームに対する各種部品の艤装を経て構成される。詳細図示を省略するが、車体フレームの一部であるダウンチューブは、その前端がステアリングヘッドパイプに結合しており、ステアリングヘッドパイプから略下方向に向けて延出し、その下端部付近でアンダーフレーム１０１と接続する。このアンダーフレーム１０１は略後方に延出する。アンダーフレーム１０１の後部側には、車体フレームの一部として左右一対で構成されるリヤフレーム１０２が結合し、その一対のそれぞれが概して後上方に傾斜して延出する。

また、ステアリングヘッドパイプは、フロントフォーク１０３を左右方向に回動可能に支持し、フロントフォーク１０３の上方にはハンドルバー１０４が固定されると共に、下端側には前輪１０５が回転可能に支持される。前輪１０５には、これと一体回転するブレーキディスク１０６が装備される。

更に、アンダーフレーム１０１の後端には、エンジン１１（詳しくは図２等参照）を含むパワーユニット１０を支持するためのブラケットが付設形成され、このブラケットに設けたステー１０７を介して、スイング軸１０８のまわりに上下方向に揺動可能にスイング式パワーユニット１０が支持される。なお、パワーユニット１０は、エンジン１１の後述するシリンダアセンブリや、クランクケース及びベルト／プーリを用いてなる無段変速機を内包する動力伝動装置をユニット化したものであり、その車両前方側にてステー１０７に揺動可能に連結し、車両後方側にて動力伝動装置により後輪１０９を回転可能に支持する。後輪１０９の車軸側とリヤフレーム１０２との間はショックアブソーバ１１０によって連結され、パワーユニット１０全体としてスイングアームとして機能する。

また、図１に示されるようにパワーユニット１０の上方には、ライダーが着座するためのシート１１１が設置され、アンダーフレーム１０１の上方にはシート１１１に着座したライダーが足を載せるステップボード１１２が、ステップフレームに支持される。なお、ステップボード１１２は車両外観を構成するレッグフレームカバー１１３と一体的に形成される。また、パワーユニット１０とシート１１１との間には、シート１１１により開閉される物品等の収納スペースとして構成されたラゲッジボックスを有している。

車両外観としては、各種車体カバーが車体フレーム等の適所に支持されて被着される。フロントレッグシールド１１４は車両前面側を覆うと共にウィンカ等が実装され、上述のステップボード１１２と一体的に連なる。リヤフレームカバー１１５はシート１１１の下方乃至車両後方側を覆うと共に、ウィンカやブレーキランプが実装される。前輪１０５及び後輪１０９の上方はそれぞれフロントフェンダ１１６及びリヤフェンダ１１７によって覆われる。

次に、図２〜図４等を参照してパワーユニット１０について説明する。図２はパワーユニット１０の前方斜視図、図３はシュラウドを取り外した状態の右側面図、図４は平断面図である。パワーユニット１０の基本構成において空冷式４サイクル単気筒エンジン１１を有し、このエンジン１１は本例では例えばＳＯＨＣエンジンとする。エンジン１１は、左右方向に水平配置されるクランクシャフト１２（図２では一点鎖線により略記する）を回転自在に支持・収容するクランクケース１３と、クランクケース１３に対して前方に順次シリンダ１４、シリンダヘッド１５及びシリンダヘッドカバー１６が結合し、そのシリンダ軸線Ｚが略水平方向に設定される。この場合、シリンダヘッド１５側が適度に高くなるようにシリンダ１４のシリンダ軸線Ｚはかなり前傾して、即ち略水平に近いかたちで傾斜する。

クランクシャフト１２の軸端部にはエンジン冷却用の遠心式の冷却ファン１７が軸着されており、この冷却ファン１７が後述のように冷却風を発生する。この場合、所定の冷却風流路を形成すべく、シリンダ１４、シリンダヘッド１５及び冷却ファン１７がシュラウド１８によって覆われる。このためシリンダ１４及びシリンダヘッド１５におけるシュラウド１８によって覆われた部位は、図２のように実質的に外観に現われない。

パワーユニット１０は更に、クランクケース１３と一体的に結合する動力伝動装置１９を含み、この動力伝動装置１９としてベルト及びプーリ等を用いてなる無段変速機を有する。この例では図４のようにクランクケース１３は左右２つ割りに分割構成され（クランクケース１３Ｒ、クランクケース１３Ｌ）、動力伝動装置１９のケーシング２０はクランクケース１３Ｌと結合する。ケーシング２０内にはベルト及びプーリ等を含んでなる無段変速機が配置構成され、クランクシャフト１２と後輪１０９の車軸とが動力伝動装置１９によって連結される。

また、図２等では図示を省略するが、動力伝動装置１９の上面側にはエアクリーナ等を含んでなる吸気系が配置構成される。この吸気系において、エアクリーナからその前方に順次、吸気ホース、スロットルボディ及びインテークパイプ（吸気管）等が接続される。このインテークパイプは、図２に示されるシリンダヘッド１５のインテークポート（吸気ポート）２１に連通し、これらの部材により構成される吸気通路を介して、エアクリーナからシリンダヘッド１５のインテークポート２１に清浄化された空気が供給される。なお、インテークパイプの途中適所には燃料噴射装置が装着され、インテークポートに向けて燃料を噴射するようになっている。

一方、エンジン１１からの排気ガスを排気する排気系において、この例ではシリンダヘッド１５の下面側にはエキゾーストポート（排気ポート）が設けられる。このエキゾーストポートには、エキゾーストパイプ（排気管）が結合する。エキゾーストパイプはエキゾーストポートとの接続部から一旦右方へ延出し、その後、後方へ湾曲して更に冷却ファン１７の下方付近を通って後方へ延設される。エキゾーストパイプは更に、車両後部においてマフラ２２（図１参照）に接続する。エンジン１１内で生成された燃焼ガスが排気ガスとして、エキゾーストポートからエキゾーストパイプを通り、最終的にマフラ２２から排気される。

次に、パワーユニット１０を冷却する冷却系において、前述のようにシリンダ１４、シリンダヘッド１５及び冷却ファン１７はシュラウド１８によって覆われる（図２、図４等参照）。つまり、冷却ファン１７を含めシリンダ１４及びシリンダヘッド１５は、図４に示されるようにシュラウド１８により囲繞される。シュラウド１８は合成樹脂あるいはプラスチック材料により形成され、クランクケース１３やシリンダブロックの外壁適所にビス等の固定手段によってぴったりと、即ち基本的には取付相手であるシリンダブロック等との接合部に隙間が生じないように取付固定される。シリンダ１４等の外周面から突設された各冷却フィン２３（図３、図４参照）の頂部とシュラウド１８の内面とは、一定の隙間が形成されるように間隔が開けられている。

ここで、クランクシャフト１２は、図４において一点鎖線により略記するが、クランクケース１３Ｒ及びクランクケース１３Ｌによって、ベアリングを介して回転自在に支持される。この例では図４のようにクランクシャフト１２の右側の軸端部側に冷却ファン１７が一体的に結合し、この冷却ファン１７には、図３にも示されるようにクランクシャフト１２を中心とする周方向に沿って複数の回転羽根２４が配設される。なお、この回転羽根２４等を含む冷却ファン１７の詳細については後述するものとする。冷却ファン１７は、クランクシャフト１２と一体回転するように結合する。冷却ファン１７のエンジン１１内方側にオルタネータ２５（図４において二点鎖線により概略図示する）が隣接配置され、該オルタネータ２５のロータ（図示せず）がクランクシャフト１２に同軸に固定され、クランクシャフト１２と一体回転する。

シュラウド１８の形状等に関して、冷却ファン１７に対応するシュラウド１８の右側部には、冷却ファン１７の回転軸（クランクシャフト１２）と同心の空気導入開口部１８ａが開設される。シュラウド１８は空気導入開口部１８ａから更にシリンダヘッド１５の右側面対応部位まで、その側壁１８ｂ（右側壁）が前方へ延出する。シュラウド１８の側壁１８ｂは、平面視において図４に示されるように左右幅で空気導入開口部１８ａから先端に向って幅狭になる、つまり側壁１８ｂは、図４の平面視で前方に向けてシリンダ軸線Ｚに接近するように大きな曲率半径で湾曲形成される。

上記構成の冷却ファン構造の基本的作用において、エンジン１１が始動してクランクシャフト１２が回転すると、クランクシャフト１２の軸端部側に取り付けられた冷却ファン１７の回転羽根２４が、図３の矢印Ａのように回転する。これにより冷却ファン１７の周囲の空気が巻き込まれて、空気導入開口部１８ａからシュラウド１８内へ図４の矢印Ａ_INのように導入される。冷却風の主流は矢印Ａ₁のようにシュラウド１８の内壁に沿ってシリンダヘッド１５方向へと流れる。冷却風はその後、上方及び下方等に分岐し、それらの分岐した冷却風はシリンダ１４及びシリンダヘッド１５の周囲を通り抜けて、冷却風排風口から排出される。

また、本実施形態において図５及び図６に示されるように冷却ファン１７は、その回転軸２６のまわりに配設された複数の回転羽根２４を有する。なお、図５は冷却ファン１７を右方から見た斜視図であり、図６は冷却ファン１７を左方（クランクシャフト１２側）から見た斜視図である。各回転羽根２４は回転軸２６の軸方向視で、その回転方向（図５、矢印Ａ）前端側がかぎ型状に湾曲形成されている。ここで、冷却ファン１７の回転軸２６は図５等において一点鎖線により略記するが、クランクシャフト１２の右側の軸端部側に同軸に設定される。

冷却ファン１７は、回転方向に沿って所定ピッチ間隔で配設された複数の回転羽根２４と、クランクシャフト１２の右側の軸端部側に支持されるベース部２７と、回転羽根２４を挟んでベース部２７とは回転軸２６の軸方向反対側に配置される補強円環部２８とを含んで構成され、これらは合成樹脂材料により一体成形することができる。ベース部２７は回転軸２６を中心とする概略円盤状を呈し、具体的な取付構造として例えば、クランクシャフト１２の右側の軸端部に固着したブラケットに対して、複数の取付用ボス部２９にてボルト等によって締結するものであってよく、ベース部２７はクランクシャフト１２と同期回転する。また、補強円環部２８はリング状もしくはドーナッツ状を呈する。

図７は、冷却ファン１７を左方（クランクシャフト１２側）から見た正面図であり、この図７も参照して、ベース部２７と補強円環部２８は同心配置され、ベース部２７の外径が補強円環部２８の内径と略一致する。回転羽根２４のかぎ型状に湾曲形成された部位、即ちその前端側には開口部３０を有する。各回転羽根２４の開口部３０は、冷却ファン１７の回転方向における正圧側（図７において特定の回転羽根２４について図示し、正圧側を（＋）で、また負圧側を（−）でそれぞれ示すが、全ての回転羽根２４について同様である）に開口する。

また、各回転羽根２４の前端側にてかぎ型を形成する円弧部３１を有し、この円弧部３１は冷却ファン１７の回転軸２６を指向して配置される。円弧部３１は回転羽根２４の回転方向前端に位置し、回転軸２６に対向するように形成される。

また、図５及び図６に示されるように各回転羽根２４は、回転軸２６方向に幅あるいは高さを持ち、回転軸２６の先端側（右方側）で補強円環部２８を介して相互に連結される。この場合、かぎ型の開口部３０が、補強円環部２８の内方側まで突設される。換言すると開口部３０が形成される回転羽根２４の前端側は、補強円環部２８とは直接繋がっておらず、図５のように補強円環部２８の内方に露呈する。

一方、各回転羽根２４は回転軸２６の基端側（左方側）で、ベース部２７を介して相互に連結され、その回転方向前端側が該ベース部２７に接続される。この場合、回転羽根２４の回転方向後端側は図５及び図６等に示されるように、開口部３０から補強円環部２８の外周側に向けて概略弓状に湾曲して延設され、該補強円環部２８に接続される。より具体的には回転羽根２４の回転方向後端側は、円弧部３１の略中心を通る回転軸２６に関する半径方向に対して回転方向と反対方向へなびくように形成するとよい。なお、かかる回転羽根２４の形状効果として、導入される空気流に対する整流作用に寄与する。

更に、各回転羽根２４は回転軸２６の軸方向視で、かぎ型の開口部３０とは反対側の負圧側（図７において（−）で示される）にリブ３２が設けられる。図示例では回転羽根２４の回転方向後端側の上述した弓状湾曲部位に１又は複数、本例では２つのリブ３２を有し、各回転羽根２４の負圧側においてかぎ型状部位から回転方向後端までの間に、これらのリブ３２により凹部３３が形成される。この場合、リブ３２は図７に示されるように、回転羽根２４（の回転方向後端側）に対して鋭角で交差するように形成するとよい。なお、かかる回転羽根２４及びリブ３２の形状効果として、導入される空気流に対する整流作用に寄与する。これらの回転羽根２４及びリブ３２、凹部３３等について、各図において特定のものについて符号を付するが、全ての回転羽根２４について同様である。

ここで、本実施形態における主要な作用効果等として先ず、クランクシャフト１２を駆動源として冷却ファン１７の回転羽根２４が回転すると（例えば図３、矢印Ａ）、冷却ファン１７の周囲の空気が巻き込まれて、空気導入開口部１８ａからシュラウド１８内へ導入される。その際、回転羽根２４の前端側から正圧側（図７の（＋）領域）に流れる風は、かぎ型の開口部３０に発生する小渦によって整流され、これにより空気抵抗が減少する。

この場合、円弧部３１は回転羽根２４の回転方向前端に位置し、冷却ファン１７の回転軸２６を指向して配置される。このように回転羽根２４の回転方向前端側に大きな円弧部３１を設けることで、回転羽根２４が風を切る際の空気抵抗が減少する。そして、回転羽根２４の空気抵抗が減少することで、所謂メカロス（機械的損失）が低減し、冷却ファン１７の作動効率（ファン効率）を高め、結果として燃費性能向上等にも寄与することができる。

本発明では特に冷却ファン１７は次に述べるように、クランクシャフト１２を支持するエンジンケースの収容部に配置され、各回転羽根２４は、収容部を形成するエンジンケースとの間隙が、エンジン中央側に向かうにつれて次第に大きくなるように形成される。ここで、図４及び図８を参照してクランクケース１３を構成する右側のクランクケース１３Ｒの一部として、その側壁３４から更に右方に突出させたエンジンケース３５を有する。このエンジンケース３５により、図３あるいは図８等に示されるように冷却ファン１７の周囲を囲むように収容部３６が形成される。そして、エンジンケース３５、即ち収容部３６の内周面と回転羽根２４（の外周縁部）との間には所定の間隙ｇ（図４参照）が設定される。冷却ファン１７の回転羽根２４が収容部３６内で回転することで、前述のようにシュラウド１８内へ空気が導入される。

そして、本発明では更に図９Ａに示すようにエンジンケース３５により形成される収容部３６の内周面３６ａと回転羽根２４との間に形成される間隙ｇは、図９Ａの一点鎖線Ｂのようにエンジン中央側（図９Ａにおいて左方（矢印Ｌ））に向かうにつれて次第に大きくなる。
より具体的には図６及び図９Ａに示されるように回転羽根２４は、回転軸２６方向の基端側（左方側）であって回転方向後端側の部位が階段状に形成されて、図９Ｂに示すようにその階段状を形成する複数の段部３７（３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ，．．．）が設けられる。なお、図９Ｂは図９ＡのＣ部拡大図を示す。これらの段部３７Ａ、３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ，．．．は、図９Ａの一点鎖線Ｂに沿うように形成される。そして、収容部３６の内周面３６ａとの間にそれぞれ間隙ｇ₁，ｇ₂，ｇ₃，ｇ₄，．．．が形成され、それらの大小関係は、ｇ₁＜ｇ₂＜ｇ₃＜ｇ₄である。

また、段部３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ，．．．により形成される階段状の部位は、図６に示されるようにベース部２７とは直接繋がらない回転羽根２４の後端側、即ちベース部２７の外周縁よりも外側に位置して形成される。なお、段部３７Ａ〜３７Ｄの数量等につき、図示例の場合にのみ限定されず、適宜増減可能である。

更に、複数の段部３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ，．．．における相互間の段差は一定でなく、所定の段差が大きく幅広に設定される。例えば図９Ｂの例では段部３７Ａ及び段部３７Ｂ間の段差と、段部３７Ｃ及び段部３７Ｄ間の段差とが大きく設定される。これら大きな段差の部位に対応して、回転羽根２４の裏側において前述のリブ３２が配置形成される。

本発明の内燃機関の冷却ファン構造は上記のように構成されており、次にその主要な作用効果等について説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して、冷却ファン１７の回転羽根２４の回転により空気導入開口部１８ａから巻き込まれた空気（図１０Ｂ、矢印Ａ_IN）は、図１０Ｂの矢印Ｗのようにその上流から下流への空気流となって間隙ｇに流入する。その際、上流から下流へ流れるに従って、矢印Ｗ₁，Ｗ₂，Ｗ₃で示すようにその風量が次第に増加する。ここで、空気流の通路面積が一定の場合、このように風量が増加した空気流は下流側程、圧力が高くなり、その流れ難い部位が生じ、つまり許容限度を超えるとそのままでは行き詰まってしまう。本発明では上述のように収容部３６の内周面３６ａと回転羽根２４との間隙ｇをエンジン中央側、つまり空気流の圧力が高まる下流側で大きくすることで、下流側付近での空気流の通路面積を風量に合せて次第に広げる。このように圧力が高まる部位の通路面積を他の部位よりも大きく確保することにより、スムーズな空気流を形成し、空気抵抗を減少することができる。この場合、階段状の複数の段部３７を通過する空気が小渦を発生させ、冷却ファン１７とエンジンケース３５（収容部３６）の間を通過中の空気の乱流渦発生を防止し、更に空気流をスムーズにして空気抵抗を減少することができる。そして、冷却ファン１７としての送風効率（ファン効率）が実質的に向上する。

この場合、回転羽根２４における回転方向後端側の部位を階段状に形成し、図９Ｂに示したように複数の段部３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ，．．．により形成される間隙ｇ₁，ｇ₂，ｇ₃，ｇ₄，．．．を下流側（左方側、即ち回転軸２６の基端側）程大きくすることで、下流側付近の通路面積を有効に広げることができる。
その際、階段状の部位はベース部２７の外周縁よりも外側に位置して形成され、つまり実質的に空気流の通路とならないベース部２７を避けて、その外側に段部３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ，．．．が形成される。段部３７をこのように配置形成することで、間隙ｇ₁，ｇ₂，ｇ₃，ｇ₄，．．．による空気流の下流側付近での通路面積拡大効果を実行あらしめる。

更に、複数の段部３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ，．．．間で形成される段差のうち幅広に設定された所定の段差にリブ３２が配置形成される。
このように幅広の段差にリブ３２を設けることにより、凹部３３を形成するためのスペースを有効に確保する。そして凹部３３にて小渦を発生させ易くして、段部３７の階段状部位を通過する空気により小渦が発生することで、冷却ファン１７とエンジンケース３５（収容部３６）の間を通過する空気の乱流発生を防止することにより、この点でも空気流をスムーズにして空気抵抗を減少することができる。

以上のように収容部３６及び回転羽根２４の間隙ｇをエンジン中央側程大きくし、空気流の下流側付近の通路面積を風量に合せて次第に広げる。実質上、別部品等を追加することなく回転羽根２４の形状のみの変更工夫により、簡素な構成でありながら、冷却ファン１７としての送風量は従来品と変わらずに、つまり送風量を同等以上に確保しながら回転羽根２４の枚数を実質的に少なくすることができる。このように冷却ファン１７の送風性能を確保維持した上で、装置の軽量化等を図ることができ、その際、回転羽根２４の枚数が減ることで、導入される空気の風の通路面積が広がり、この点でも空気抵抗が減少する。

ここで、上記実施形態において、回転羽根２４の所定部位を階段状に形成する例を説明したが、図９Ａの一点鎖線Ｂのように収容部３６の内周面３６ａと鋭角で交差する直線に沿って、例えば概略三角形状の切欠き構造を形成することでも同等の効果が得られる。この場合、そのような切欠き構造にあっては成形が容易である等の利点がある。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態における回転羽根２４やこれに設ける段部３７Ａ〜３７Ｄあるいはリブ３２の数量等は図示例のもののみに限定されず、必要に応じて増減可能である。

１０パワーユニット、１１エンジン、１２クランクシャフト、１３クランクケース、１４シリンダ、１５シリンダヘッド、１６シリンダヘッドカバー、１７遠心式冷却ファン、１８シュラウド、１９動力伝動装置、２０ケーシング、２１インテークポート、２３冷却フィン、２４回転羽根、２５オルタネータ、２６回転軸、２７ベース部、２８補強円環部、２９取付用ボス部、３０開口部、３１円弧部、３２リブ、３３凹部、３４側壁、３５エンジンケース、３６収容部、３６ａ内周面、３７，３７Ａ〜３７Ｄ段部、１００車両、ｇ，ｇ₁〜ｇ₄ 間隙。

Claims

エンジンのクランクシャフトの動力によって一体回転する冷却ファンを備えた内燃機関の冷却ファン構造であって、
前記冷却ファンは、エンジンケースにより形成される収容部に配置されると共に前記クランクシャフトの軸端部に同軸に設定された回転軸のまわりに回転する回転羽根を有し、
前記クランクシャフトの軸端部とは反対側の前記回転軸の先端側から空気を吸い込み、半径方向外側に吐出した後、前記クランクシャフト側へと前記回転軸方向に空気を流し、
前記回転羽根は、前記収容部の内周面との間隙が、前記クランクシャフトの前記軸端部側に向かうにつれて次第に大きくなるように形成されると共に、半径方向内側縁が半径方向外側縁よりも回転方向前側に位置し、
前記回転羽根の回転で空気導入開口部から巻き込まれた空気が、上流から下流への空気流となって前記間隙に流入するようにし、
前記回転羽根の回転方向後側の半径方向外側縁が階段状に形成されてなる段部により、前記間隙が形成され、
前記回転羽根の負圧側において、前記段部相互間の幅広の段差部位に対応してリブが形成されることを特徴とする内燃機関の冷却ファン構造。
前記クランクシャフトの前記軸端部側にて前記回転軸を中心とする円盤状のベース部が支持されると共に、該ベース部に前記回転羽根が結合し、
前記階段状の前記段部は、前記冷却ファンのベース部の外周縁よりも外側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却ファン構造。