JPH07293238A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダヘッドのみを水冷構造とするととも
にシリンダを空冷構造とした場合に、外気条件によるシ
リンダの冷却性への影響を抑制でき、安定した冷却を行
うことができるエンジンの冷却装置を提供する。 【構成】 シリンダヘッド４を冷却水により冷却する水
冷機構１８と、シリンダ３を空気により冷却する空冷機
構１９とを備えたエンジンの冷却装置１７において、上
記水冷機構１８のラジエータ２０をシリンダ３近傍に配
置し、上記空冷機構１９の送風路ａを上記ラジエータ２
０を通過した空気がシリンダ３に導かれるように形成
し、該送風路ａを介してシリンダ３に外気を送風する送
風ファン２３を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダヘッドを水冷
構造とし、シリンダを空冷構造としたエンジンの冷却装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの冷却装置を構成する場合、基
本的には、エンジン全体つまりシリンダヘッド及びシリ
ンダの両方を水冷構造とすることが冷却温度の安定化，
排気ガス対策の容易化等の観点から好ましい。そのた
め、従来からエンジン全体を水冷化したものが多い。

【０００３】しかしエンジン全体を水冷化すると、ラジ
エータが大型化し、またシリンダヘッド締結用ヘッドボ
ルトの間隔が大きくなってシール性が低下する問題があ
る。そしてエンジンの冷却の要求度合をシリンダヘッド
とシリンダとで比較すると、シリンダヘッドについては
ノッキングの防止，充填効率の向上等の観点から充分に
冷却することが望ましい。一方、シリンダについては、
冷却し過ぎるとピストンの摺動抵抗の増大等の問題が生
じ易いので必要最小限冷却するのが望ましい。

【０００４】そこで上述の実情に対応した冷却装置とし
て、従来、シリンダヘッドのみ水冷構造とし、シリンダ
については空冷構造としたものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記シリンダヘッドの
みを水冷構造とし、シリンダを空冷構造とした従来装置
の場合、シリンダの冷却性が外気条件によって大きく変
化するという問題がある。即ち、外気温度の低い冬期に
は過剰冷却となり、外気温度の高い夏期には冷却不足と
なり易く、冬期と夏期とでシリンダの温度差が過大にな
り、安定した冷却が行えないという問題がある。

【０００６】本発明は上記従来装置における問題点に鑑
みてなされたもので、シリンダヘッドのみを水冷構造と
するとともにシリンダを空冷構造とした場合に、外気条
件によるシリンダの冷却性への影響を抑制でき、安定し
た冷却を行うことができるエンジンの冷却装置を提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、シリ
ンダヘッドを冷却水により冷却する水冷機構と、シリン
ダを空気により冷却する空冷機構とを備えたエンジンの
冷却装置において、上記水冷機構のラジエータをシリン
ダ近傍に配置し、上記空冷機構の送風路を上記ラジエー
タを通過した空気がシリンダに導かれるように形成し、
該送風路を介してシリンダに外気を送風する送風ファン
を配設したことを特徴としている。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１において、上
記送風ファンが押し込み型ものものであり、かつ上記ラ
ジエータより上流側に配置されていることを特徴として
おり、また請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、上記送風ファンがクランク軸に直結されていること
を特徴としてる。

【０００９】

【作用】請求項１の発明によれば、送風ファンにより送
風路に導入された空気は、まずラジエータを冷却し、そ
の後シリンダを冷却することとなる。ここで上記ラジエ
ータ内を通過する冷却水の温度は、通常例えば８０℃程
度の一定値に保持されているから、該ラジエータを通過
した空気は外気温度に関わらず略一定の温度になってい
る。本発明では、この略一定温度の空気によってシリン
ダを冷却するようにしたので、シリンダは冬期，夏期に
おいても常に安定した温度に冷却されることとなる。

【００１０】また本発明では、シリンダヘッドのみを水
冷するようにしているので、シリンダヘッド及びシリン
ダの両方を水冷するようにしたものに比較してラジエー
タが小型で済み、従ってシリンダの近傍にラジエータ配
置スペースを容易に確保でき、エンジン全体の大型化を
抑制できる。その結果、スクータ型自動二輪車のように
エンジンの周囲にラジエータ配置スペースが確保しにく
い場合にも採用可能である。なお、従来のスクータ型自
動二輪車ではラジエータは前輪付近に配置するのが一般
的であり、このようにした場合はラジエータとエンジン
とを長い冷却水ホースで接続する必要があったが、本発
明ではこのような問題が生じることはなく、シリンダヘ
ッドとラジエータとを接続する冷却水ホース等は極短い
ものとなる。

【００１１】請求項２の発明では、送風ファンを押し込
み型とするとともにラジエータの上流側に配置したの
で、ラジエータを通過した空気を効率良く、また均一に
シリンダに送風できる。本発明の如くラジエータをシリ
ンダ近傍に配置した場合に、送風ファンを吸込型として
ラジエータ下流側に配置すると、送風ファン自体が均一
送風の邪魔になり、シリンダに万遍なく送風することは
できない。

【００１２】請求項３の発明では、送風ファンをクラン
ク軸に直結したので、レイアウト上有利となり、エンジ
ン全体のコンパクト化が可能となる。即ち、シリンダ近
傍にラジエータを配置した場合に、送風ファンの軸をク
ランク軸と平行に配置するとともににクランク軸によっ
て歯車，ベルト等を介して駆動するように構成すると、
エンジン全体が大型化する懸念があるが、本発明ではこ
のような問題が生じることはない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１及び図２は本発明の一実施例によるエン
ジンの冷却装置を説明するための図であり、本実施例
は、スクータ型自動二輪車用エンジンに適用した例であ
る。図１は車両搭載状態で車両右側やや前方から見た模
式斜視図、図２は車両搭載状態で車両後側から見た断面
図である。

【００１４】図１において、１は本実施例冷却装置が適
用されたスクータ用エンジンである。このエンジン１
は、クランクケース２の上部にシリンダ３，シリンダヘ
ッド４を積層してヘッドボルトで締結し、該シリンダヘ
ッド４の上側合面にヘッドカバー５を装着した構造のも
のである。なお、本実施例エンジン１は、後述するクラ
ンク軸を車幅方向に向けて搭載され、以下の説明におい
て左，右とは車両搭載状態で車両後側から見た場合であ
る。

【００１５】上記シリンダ３の外周面には多数の冷却フ
ィン３ａが一体形成されており、また内部に形成された
シリンダボア３ａ内にはピストン５が摺動自在に挿入さ
れている。該ピストン５はコンロッド６を介してクラン
ク軸７のクランクピン７ａに連結されている。このクラ
ンク軸７は上記クランクケース２に形成されたクランク
室２ａ内に位置しており、左，右一対の軸受８を介して
クランクケース２の軸受部２ｂによって支持されてい
る。なお、上記クランクケース２は左，右２分割タイプ
のものである。

【００１６】上記シリンダヘッド４のシリンダ側合面に
は上記シリンダボア３ａと同軸をなすように燃焼凹部４
ａが凹設されており、該凹部４ａを囲むように水冷ジャ
ケット４ｂが形成されている。また上記燃焼凹部４ａに
は左，右一対の点火プラグ９，９が螺挿されており、該
両点火プラグ９，９の電極９ａ，９ａは上記燃焼凹部４
ａ内に臨んでいるとともに、互いに略対向している。

【００１７】また図示していないが、上記燃焼凹部４ａ
の上記両電極９ａ，９ａ間部分には図２紙面直角方向に
吸気弁開口及び排気弁開口が形成されており、該両開口
にはそれぞれ吸気弁，排気弁が配設されている。そして
該吸気，排気弁の上方にはカム軸１０が上記クランク軸
７と平行に配置されている。該カム軸１０は上記水冷ジ
ャケット４ｂの上側に形成されたカム室４ｃ内に位置し
ており、左，右端部が玉軸受３０，滑り軸受３１で支持
されている。またこのカム軸１０の吸気，排気カムノー
ズ１０ａ，１０ｂがロッカアームを介して上記吸気，排
気弁を開閉駆動するようになっている。なお１０ｃは上
記カムノーズに潤滑油を供給するオイル孔である。また
１１ｂはカムスプロケットであり、これはタイミングチ
ェーン１１ｃによって上記クランク軸７の左側部分に固
定されたカムスプロケット１１ａに連結されている。

【００１８】また上記クランク軸７の、左端部には後輪
への動力伝達装置（図示せず）が接続されており、右端
部にはＡＣジェネレータ１２が装着されている。このジ
ェネレータ１２は、クランク軸７の右端部にナット１３
ａで固定されたマグネットケース１３の内周面に永久磁
石１４を固定し、該磁石１４の内側に発電コイル１５を
配置し、該発電コイル１５をクランクケースカバー１６
に固定した構造のものである。上記クランクケースカバ
ー１６は上記クランクケース２の右側面に形成された開
口を覆うためのもので、該クランクケース２の右側壁に
ボルト締め固定されている。なお、１１ｄはクランク軸
７の右側に固定された始動用ギヤであり、１１ｅ，１１
ｆはオイルシールである。

【００１９】そして上記エンジン１の右側面に本実施例
の特徴をなす冷却装置１７が配設されている。この冷却
装置１７は、上記シリンダヘッド４を冷却水によって冷
却する水冷機構１８と、上記シリンダ３を空気によって
冷却する空冷機構１９とを備えている。

【００２０】上記水冷機構１８は、上記水冷ジャケット
４ｂに所定温度に保持された冷却水を供給するように構
成されており、該冷却水を送り出す冷却水ポンプ２１
と、冷却水を所定温度に保持するラジエータ２０と、該
ラジエータ２０，冷却水ポンプ２１，上記水冷ジャケッ
ト４ｂ間を連通する冷却水ホース２２ａ，２２ｂとを備
えている。

【００２１】上記ラジエータ２０は上記クランクケース
カバー１６に形成された支持ブラケット部１６ａによっ
て支持されており、シリンダ３の右側壁の冷却フィン３
ａに近接位置にて対向している。

【００２２】上記冷却水ポンプ２１は、ケーシング２１
ａ内にインペラ２１ｂを回転自在に配置してなり、上記
カム軸１０と同軸配置されている。そして上記インペラ
２１ｂの回転軸２１ｃは上記カム軸１０の右端部に係脱
可能に係合しており、カム軸１０によって回転駆動され
る。

【００２３】上記空冷機構１８は、主として上記シリン
ダ３の周囲に所定温度の冷却用空気を万遍なく供給する
ように構成されており、空気を送風する送風ファン２３
と、該送風ファン２３からの空気を主として上記シリン
ダ３の周囲に万遍なく供給するための送風ケース２４と
を備えている。

【００２４】上記送風ファン２３は、円錐状のベース部
材２３ａに多数の羽根２３ｂを植設してなるいわゆるエ
アロフォイルファンである。上記ベース部材２３ａは上
記クランク軸７の右端面を覆うように同軸配置され、上
記ジェネレータ１２のマグネットケース１３の外側面に
ボルト締め固定されている。

【００２５】上記送風ケース２４は、上記クランクケー
スカバー１６と、送風カバー２５とで構成されており、
該送風カバー２５は上記クランクケースカバー１６の開
口１６ｂを覆うとともに、上記シリンダ３を上記ラジエ
ータ２０ごと囲み、さらに上記シリンダヘッド４，及び
ヘッドカバー５をも囲んでいる。上記送風カバー２５の
上記送風ファン２３に臨む部分には吸込口２５ａが形成
されており、該吸込口２５ａには異物の吸込を防止する
ギャラリ２５ｂが形成されている。また該送風カバー２
５と上記クランクケースカバー１６とで上記送風ファン
２３からの空気を上記ラジエータ２０に導入する送風路
ａが形成されている。

【００２６】次に本実施例装置の作用効果について説明
する。冷却水は、冷却水ポンプ２１，シリンダヘッド４
の水冷ジャケット４ｂ，冷却水ホース２２ｂ，ラジエー
タ２０，冷却水ホース２２ａ，冷却水ポンプ２１の経路
で流れ、上記水冷ジャケット４ｂ部分を冷却するととも
に、ラジエータ２０内で放熱して略一定の温度に保持さ
れる。

【００２７】冷却用空気は、送風ファン２３によって吸
込口２５ａから吸い込まれ、送風路ａを通ってラジエー
タ２０に供給され、該ラジエータ２０内を通過後、送風
ケース２４内を通ってシリンダ３の周囲さらにはシリン
ダヘッド４，ヘッドカバー５の周囲に万遍なく供給さ
れ、その後外部に排出される。

【００２８】このように本実施例では、送風ファン２３
により送風路ａに導入された空気は、まずラジエータ２
０を冷却し、その後シリンダ３を冷却することとなる。
ここで上記ラジエータ２０内を通過する冷却水の温度
は、通常例えば８０℃程度の一定値に保持されているか
ら、該ラジエータ２０を通過した空気は外気温度に関わ
らず略一定の温度になっている。本実施例では、この略
一定温度の空気によってシリンダ３を冷却するようにし
たので、シリンダ３を冬期，夏期においても常に安定し
た温度に冷却できる。

【００２９】また本実施例では、送風ファン２３を押し
込み型とするとともにラジエータ２０の上流側に配置し
たので、ラジエータを通過した空気を効率良く、また均
一にシリンダ３に送風できる。ちなみに送風ファンを吸
込型としてラジエータ下流側に配置すると、送風ファン
自体が均一送風の邪魔になり、シリンダに万遍なく送風
することはできない。

【００３０】さらにまた本実施例では、送風ファン２３
をジェネレータ１２に取り付けることによりクランク軸
７に直結したので、レイアウト上有利となり、エンジン
全体のコンパクト化が可能となる。この場合、クランク
ケースカバー１６を送風ケース２４の一部に兼用したの
で、ジェネレータ１２が送風ケース２４内に位置するこ
ととなり、エンジン冷却空気によってジェネレータ１２
も同時に冷却できる。また送風路ａの構造が簡単で、部
品点数を削減できる。

【００３１】また本実施例では、シリンダヘッド４のみ
を水冷するようにしたので、シリンダヘッド及びシリン
ダの両方を水冷するようにしたものに比較してラジエー
タ２０が小型で済み、従ってエンジンの大型化をまねく
ことなくシリンダ３の近傍にラジエータ２０の配置スペ
ースを容易に確保できる。その結果、スクータ型自動二
輪車のようにエンジンの周囲にラジエータ配置スペース
が確保しにくい場合にも採用可能である。またラジエー
タ２０をクランクケースカバー１６に一体形成した支持
ブラケット部１６ａで支持したので、ラジエータの支持
構造が簡単である。

【００３２】またラジエータ２０をシリンダヘッド４の
直近に配置するとともに、冷却水ポンプ２１をカム軸１
０の端部に配置したので、ラジエータ２０，冷却水ポン
プ２１，冷却ジャケット４ｂ間を連通する冷却水ホース
が極短いもので済む。ちなみに従来のスクータ型自動二
輪車における水冷機構では、ラジエータを前輪付近に配
置するのが一般的であり、このようにした場合はラジエ
ータとエンジンとを長い冷却ホースで接続する必要があ
った。

【００３３】また上述のように冷却水ポンプ２１をカム
軸１０の端部に直結したので、該冷却水ポンプ２１の駆
動構造が簡単である。ちなみに従来の冷却水ポンプは、
クランクケース軸の近傍に配置され、ギヤ等を介してク
ランク軸で駆動するのが一般的であったが、このように
すると駆動構造が複雑となる。

【００３４】また上記実施例では、点火プラグ９を２本
設け、かつ該両点火プラグ９を、両者の電極９ａが略対
向するように配置したので、火炎伝播距離が短くなって
急速燃焼が可能となり、燃焼効率が向上するとともに冷
却損失が減少するという効果がある。また、点火プラグ
９の挿入方向をカム軸１０の軸方向にほぼ一致させたの
で、２本の点火プラグの配置スペースを吸，排気弁との
干渉を生じることなく確保できる。

【００３５】なお、上記実施例では、スクータ型自動二
輪車用エンジンの冷却装置を説明したが、本発明の冷却
装置は、シリンダヘッドを水冷とし、シリンダを空冷と
するエンジンであれば何れのエンジンにも適用可能であ
る。

【００３６】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
ラジエータをシリンダ近傍に配置し、送風路を上記ラジ
エータを通過した空気がシリンダに導かれるように形成
したので、空気はまずラジエータを冷却し、その後シリ
ンダを冷却することとなるので、シリンダ冷却空気の温
度が略一定となり、シリンダを冬期，夏期においても常
に安定した温度に冷却できる効果がある。

【００３７】また本発明では、シリンダヘッドのみを水
冷するようにしたので、シリンダヘッド及びシリンダの
両方を水冷するようにしたものに比較してラジエータが
小型で済み、従ってシリンダの近傍にラジエータ配置ス
ペースを容易に確保できる効果があり、また冷却水ホー
スが短くて済む効果もある。

【００３８】請求項２の発明では、送風ファンを押し込
み型とするとともにラジエータの上流側に配置したの
で、ラジエータを通過した空気を効率良く、また均一に
シリンダに送風できる効果がある。

【００３９】請求項３の発明では、送風ファンをクラン
ク軸に直結したので、レイアウト上有利となり、エンジ
ン全体のコンパクト化が可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるエンジンの冷却装置を
説明するための模式斜視図である。

【図２】上記実施例エンジンの断面背面図である。

【符号の説明】

１ エンジン ３ シリンダ ４ シリンダヘッド ７ クランク軸 １７ 冷却装置 １８ 水冷機構 １９ 空冷機構 ２０ ラジエータ ２３ 送風ファン ａ 送風路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドを冷却水により冷却する
   水冷機構と、シリンダを空気により冷却する空冷機構と
   を備えたエンジンの冷却装置において、上記水冷機構の
   ラジエータをシリンダ近傍に配置し、上記空冷機構の送
   風路を上記ラジエータを通過した空気がシリンダに導か
   れるように形成し、該送風路を介してシリンダに空気を
   送風する送風ファンを配設したことを特徴とするエンジ
   ンの冷却装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記送風ファンが押
   し込み型ものものであり、かつ上記ラジエータより上流
   側に配置されていることを特徴とするエンジンの冷却装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、上記送風ファ
   ンがクランク軸に直結されていることを特徴とするエン
   ジンの冷却装置。