JPH1182019A - 水冷エンジンのサーモスタット取付け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 シリンダヘッド１２９Ｈの吸気ポート１
３１の近傍のウオータジャケット１３２にサーモスタッ
ト１３３を取付け、このサーモスタット１３３をインテ
ークマニホールド１３５で抑える。 【効果】 サーモスタットを収納するためのケースやリ
ッドが不要となる。従って、サーモスタットを取付ける
ための部品を削減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水冷エンジンのサー
モスタット取付け構造、特に小型の水冷エンジンを搭載
する自動二輪車に好適なサーモスタット取付け構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ガソリンエンジンを駆動源とした
車両が主流であるが、排気ガスの発生を避けなければな
らない所等では電動機を駆動源とした電動車両が必要と
なる。電動車両では車体重量が増加し、走行距離が短い
などの理由から、エンジンと電動機との双方を備えたハ
イブリッド型車両の需要も増加している。

【０００３】例えば、特開平８−１７５４７７号公報
「自動二輪車等のエンジンとモータの動力切換装置」は
ハイブリッド型自動二輪車に関する発明である。上記公
報のエンジン１０は単純な空冷エンジンである。しか
し、自動二輪車では、種々の要求により水冷エンジンを
搭載するものもでてくる。水冷エンジンは、ラジエータ
やサーモスタットなどの冷却水系統が必要となる。

【０００４】図１１は従来の自動二輪車の冷却水系統の
一例を示す図であり、シリンダブロック２０１やシリン
ダヘッド２０２を冷却した後の温水は、黒矢印の如くサ
ーモスタット２０３を介してラジエータ２０４に至り、
ここで強制冷却されることで冷水となり、白抜き矢印の
如くエンジン２００に向う。始動直後は、冷却水の水温
が低いためサーモスタット２０３が閉となってラジエー
タ２０４を介すること無く、冷却水をエンジン２００に
循環供給し、エンジン２００の温度上昇を促す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記例では、サーモス
タット２０３をケース２０５に納めてリッド２０６で蓋
をしなければならず、サーモスタット２０３に係る部品
点数が多くなる。自動二輪車ではパーツの取付けスペー
スに限りがあるため、部品点数の削減が望まれる上、ハ
イブリッド型エンジンにおいては極力パワーユニットの
軽量化、コンパクト化が要求される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記要望を満たすために
請求項１は、水冷エンジンのシリンダヘッドにサーモス
タットを取付け、このサーモスタットをインテークマニ
ホールドでカバーしたことを特徴とする。サーモスタッ
トを直接シリンダヘッドに取付けるため従来のケースが
不要となり、インテークマニホールドでカバーするので
従来のリッドが不要となる。従って、サーモスタットを
取付けるための部品を削減することができる。

【０００７】請求項２は、インテークマニホールドに導
水路を形成し、この導水路を介して吸気を暖める温水ラ
イザにサーモスタットの近傍から温水を導くようにした
ことを特徴とする。温水ライザで吸気を暖めることがで
きるので、エンジン効率を高めることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る自動二輪車の側面図で
ある。自動二輪車１は、中央下部にバッテリ収納ボック
スを兼ねた箱状のメインフレーム２を配置し、このメイ
ンフレーム２の前部下部から前ピボット軸３を介して逆
Ｕ字形の前スイングアーム４を延出し、この前スイング
アーム４に前輪５を回転自在に取付け、一方、前記メイ
ンフレーム２の前部上部からヘッドパイプポスト７を斜
め上に延ばし、このヘッドパイプポスト７の先端にヘッ
ドパイプ８を固定し、このヘッドパイプ８にハンドルポ
スト９を回転可能に取付け、このハンドルポスト９の下
端にステアリングアーム１１を取付け、このステアリン
グアーム１１の先端（下端）を前輪５に取付けたナック
ル１２に連結し、さらにはメインフレーム２の後部上部
に後ピボット軸１３を介してパワーユニット１５をスイ
ング可能に取付け、このパワーユニット１５に後輪１６
を取付け、図面上で後輪１６の手前にリヤクッション１
７、後輪１６の奥にエアクリーナ１８、排気管１９、マ
フラー２１、テールパイプ２２を配置し、車体を前から
後にフロントフェンダ２５、フロントカバー２６、フロ
ントハンドルカバー２７、センタカウル２８、リヤカウ
ル２９、リヤフェンダ３１で囲ったものである。

【０００９】なお、３０はステム軸、３２はフロントブ
レーキディスク、３３はキャリパ、３４は樹脂スプリン
グ、３５はフロントダンパー、３６はレッグシールド、
３７は乗員ステップ、３８はサイドスタンド、３９はメ
インスタンドである。図面上部において、４１はホー
ン、４２はフロントランプ、４３はハンドルバー、４４
はグリップ、４５は導風ダクト、４６はラジエータ、４
７はファン、４８はシート、４９はヘルメットボック
ス、５１はヘルメット、５２はテールランプ、５５はパ
ワーユニットケースである。このパワーユニットケース
５５は、左・右クランクケース５５ａ，５５ｂ（奥の右
クランクケース５５ｂは不図示）と変速機ケース５５ｃ
と電動機ケース５５ｄと減速機ケース５５ｅとからな
る。

【００１０】図２は本発明のパワーユニットの側面断面
図である。パワーユニット１５は、（後述の図８に示す
通りシリンダヘッドに吸・排気２本のカム軸を備える４
サイクルエンジンを備え、）パワーユニットケース５５
内の下部にクランクシャフト５６を配置し、このクラン
クシャフト５６に平行に且つ上位にクラッチ軸５７を配
置し、このクラッチ軸５７の一端に変速機軸５８，電動
機軸５９を車体長手方向（車体前後方向）に配置したも
のであり、クラッチ軸５７，変速機軸５８及び電動機軸
５９を直列に且つ、これらをクランクシャフト５６に平
行に且つ上位に配置したことを特徴とする。

【００１１】クラッチ軸５７，変速機軸５８及び電動機
軸５９を車体前後方向に直列に配置したので、パワーユ
ニットケース５５に作用する力の向きは単純になる。従
って、パワーユニットケース５５の設計は容易となる。
具体的には、力が作用する方向には剛性を高め、作用せ
ぬ方向には剛性を下げることができ、全体としては作用
力が単純化された分だけ、パワーユニットケース５５を
軽くすることができ、パワーユニットケース５５のコン
パクト化も図れる。

【００１２】なお、図中、７５は遊星ギヤ減速機、７６
はポテンショメータであり、後述する変速制御モータ９
５の回転角を検出する機器である。１２１はカム軸駆動
プーリ、７８はプーリ１２１で駆動される水ポンプ、７
９はベルトカバー、図中央下の１０３ａはオイルポンプ
ケースである。クラッチ軸５７，変速機軸５８及び電動
機軸５９に係る各機器の詳細は別図で説明する。

【００１３】図３は本発明のパワーユニットの平面断面
図であり、本図で機器の詳細及び駆動力の伝達形態を説
明する。クランクシャフト５６のプライマリドライブギ
ヤ６１で、クラッチ軸５７に回転自在に取付けたプライ
マリドリブンギヤ６２を駆動し、このプライマリドリブ
ンギヤ６２でスタータ用一方向クラッチ（ワンウェイク
ラッチ）６３のクラッチアウタ６４及び遠心クラッチ６
７のクラッチインナ６８をクラッチ軸５７とは独立して
駆動し、遠心クラッチインナ６８が所定回転数以上にな
ると遠心クラッチアウタ６９を連れ回し、クラッチ軸５
７が回転し始める。なお、上記プライマリドライブギヤ
６１は、せらしギヤ６１ａとスプリング６１ｂとを備
え、打音を防止する構造にした。

【００１４】変速機７０はコーン式無断変速機であり詳
細な作用は別図で説明するが、変速機軸５８→インナデ
ィスク７１→コーン７２→アウタカップ７３の順で動力
を伝達する装置であり、ワンウェイクラッチ８３を介し
て電動機軸５９にその回転を伝達する。電動機８０はコ
アレスモータであり、電動機軸５９に永久磁石型ロータ
８１を取付け、電動機ケース５５ｄにステータコイル８
２を取付けたものである。従って、遠心クラッチ６７が
「オン」になると、クラッチ軸５７、変速機軸５８、変
速機７０、電動機軸５９の順に駆動力が伝わり、多板式
トルクリミッタ８４及び歯車減速機構８５（小ギヤ８６
→大ギヤ８７→小ギヤ８８→大ギヤ８９からなる減速機
構）を介して車軸９０を駆動するものである。

【００１５】多板式トルクリミッタ８４は電動機軸５９
と共に回転するリミッタインナ８４ａと、ディスク８４
ｂ，８４ｃ（ディスク８４ｂはリミットインナ８４ａに
付き、ディスク８４ｃは次に示すリミットアウタ８４ｄ
に付ける。）と、リミッタアウタ８４ｄと、スプリング
８４ｅとからなり、小ギヤ８６はリミットアウタ８４ｄ
と一体である。動力はリミッタインナ８４→ディスク８
４ｂ→ディスク８４ｃ→リミッタアウタ８４ｄ→小ギヤ
８６の順に伝わるが、設定トルクを越える過大なトルク
が作用するとディスク８４ｂとディスク８４ｃとの間で
スリップして、機器を保護する。設定トルクはスプリン
グ８４ｅで調整できる。

【００１６】なお、スタータ用一方向クラッチアウタ６
４ははずみ車としての作用を発揮し、エンジンバランス
を取るためのバランスウエイト９１を備え、スタータ用
一方向クラッチインナ６５と組合わせることによりスタ
ータの回転を伝達する一方向クラッチ６３となる。図示
せぬスタータでスタータドリブンギヤ９３を廻すこと
で、スタータ用一方向クラッチインナ６５及びスタータ
用一方向クラッチアウタ６４を介して遠心クラッチイン
ナ６８を廻しエンジンが始動してスタータ用一方向クラ
ッチアウタ６４が高速になれば低速側のスタータ用一方
向クラッチインナ６５と分離するものである。

【００１７】図４及び図５は本発明のコーン式無断変速
機の構成図兼作用図である。図４において、コーン支軸
７４の中心からインナディスク７１までの距離（回転半
径）をＲ１、コーン支軸７４の中心からアウタカップ７
３までの距離（回転半径）をＲ２とし、Ｒ１＞Ｒ２とす
る。インナディスク７１でコーンの大径（Ｒ１）部を廻
すためコーン７２は低速で回転し、次にコーン７２の小
径（Ｒ２）部でアウタカップ７３を廻すためアウタカッ
プ７３は低速で回転する。

【００１８】なお、アウタカップ７３から電動機軸５９
への動力伝達はアウタカップ７３の回転がワンウェイク
ラッチ８３により、電動機軸５９よりも速くなった場合
に動力が伝達される。また、７０ａはアウタカップ７３
を回転に伴なって図左に押し出す作用をなすカムボール
であり、この押し出し作用によってアウタカップ７３と
コーン７２との間に接触圧を掛けることができる。７０
ｂ，７０ｃ，７０ｄはオイルシールであり、オイルシー
ル７０ｂ，７０ｃで変速機７０内部に変速機オイルを溜
める密閉空間を形成し、オイルシール７０ｄで図左のク
ランクケース５５ｂ側のオイルを遮断する。従って、ク
ランクケース内のオイルと、変速機オイルが混合する心
配はない。

【００１９】図５において、コーン支軸７４の中心から
インナディスク７１までの距離（回転半径）をＲ３、コ
ーン支軸７４の中心からアウタカップ７３までの距離
（回転半径）をＲ４とし、Ｒ３＜Ｒ４とする。インナデ
ィスク７１でコーンの小径（Ｒ３）部を廻すためコーン
７２は高速で回転し、次にコーン７２の大径（Ｒ４）部
でアウタカップ７３を廻すためアウタカップ７３は高速
で回転する。この様にコーン７２を移動することによ
り、変速機７０は減速、等速、増速の作用を発揮する。

【００２０】その為には、図４において変速制御モータ
９５でギヤ９６ａ，９６ｂ，９６ｃを介して制御ギヤ９
７を廻す。この制御ギヤ９７はボス部に台形雌ねじ部９
９を備えており、この台形雌ねじ部９９はケース５５側
に固定した台形雄ねじ部９８に噛み合わせたものであ
り、台形雌ねじ部９９の螺旋運動に伴なって制御ギヤ９
７は図左へ移動する。この移動によりコーン支軸７４と
共にコーン７２が図左に移動し、例えば図５の状態にな
る。

【００２１】ここで重要なことは、台形雄・雌ねじ部９
８，９９をアウタカップ７３側ではなく、インナディス
ク７１側に設けたことである。コーン７２はアウタカッ
プ７３の反作用で図左に押される。この結果、制御ギヤ
９７に矢印の力が作用する。矢印は低速から高速へ
移動する方向に合致している。従って、本実施例の構造
にしたことにより、小さなトルクで高速側へシフトさせ
ることができ、変速制御モータ９５の容量を下げること
も可能となる。

【００２２】次に、潤滑系統の説明をする。図６は本発
明に係るエンジン潤滑系統の説明図であり、矢印はオイ
ルの流れである。パワーユニットケース５５には下部に
下部オイルタンク１０１、上部に上部オイルタンク１０
２を設け、クランクシャフト５６の一端部（右端部）に
第１オイルポンプ１０３、第２オイルポンプ１０４及び
第３オイルポンプ１０５を同軸に配置し、先ず下部オイ
ルタンク１０１のオイルをストレーナ１０６及び第１油
路１０７を介して第１オイルポンプ１０３でくみ上げ、
第２油路１０８を介して上部オイルタンク１０２へ供給
する。次に、上部オイルタンク１０２のオイルは、第３
油路１０９を介して第２オイルポンプ１０４に至り、第
２オイルポンプ１０４で加圧されたオイルは第４油路１
１１、フィルタ１１２、第５油路１１３を介してクラン
クシャフト５６のメインジャーナル５６ａ，５６ａ、コ
ンロッド大端部５６ｂ、その他の部分（特に図示せぬ動
弁室）を潤滑した後に下部オイルタンク１０１に戻る。
１１２ａはフィルタカバーである。

【００２３】図７は本発明に係る変速機潤滑系統の説明
図であり、パワーユニットケース５５の下部に別途設け
た変速機オイルタンク１１５から変速機オイルを第６油
路１１６を介して第３オイルポンプ１０５でくみ上げ、
第７油路１１７を介して変速機軸５８へ送り、変速機軸
５８内の油路１１８を通じてオイルを変速機７０へ供給
する。オイルは図の矢印の如く変速機オイルタンク１１
５に戻り、ストレーナ１１９を介して第３オイルポンプ
１０５にてくみ上げられる。

【００２４】図８は本発明に係る動弁系駆動機構として
のカム軸駆動機構を示す、パワーユニットの正面図であ
る。右クランクケース５５ｂと一体化したシリンダブロ
ック１２９Ｂの図右に左クランクケース５５ａを取付
け、クランクシャフト５６の上位に電動機８０を配置
し、シリンダブロック１２９Ｂの図左にシリンダヘッド
１２９Ｈを取付け、このシリンダヘッド１２９Ｈから延
ばした排気管１９の先にマフラー２１を取付け、また、
図左上奥のエアクリーナ１８からキャブレタ１２９Ｃを
介してインテークマニホールド１２９Ｍをシリンダヘッ
ド１２９Ｈに繋いだことを示す。１２９Ｓはスタータモ
ータ取付用孔である。

【００２５】そして、図ではベルトカバー７９を外した
ことにより、パワーユニット１５の正面には、カム軸駆
動プーリ１２１、ベルト１２２、吸気側カム軸プーリ１
２３，排気側カム軸プーリ１２４及びテンショナ１２５
からなるカム軸駆動機構１２０を見ることができる。

【００２６】図８から明らかなように、シリンダ軸１２
６をほぼ水平（例えば地面に対して傾斜角α＝＋１０
゜）にして車幅方向に寝かせて配置するので、低重心化
が図れるとともにシリンダ長さはその車幅内に納めるこ
とができ、設計の自由度は大きい。

【００２７】図９は本発明に係るサーモスタットの取付
け図であり、シリンダヘッド１２９Ｈの吸気ポート１３
１の近傍のウオータジャケット１３２にサーモスタット
１３３を取付け、このサーモスタット１３３をインテー
クマニホールド１３５で抑えたところのサーモスタット
の取付構造を示す。

【００２８】図１０は図９の１０−１０線断面図であ
り、シリンダヘッド１２９Ｈのウオータジャケット１３
６を通って暖まった冷却水、即ち温水はサーモスタット
１３３を通って、インテークマニホールド１３５に一体
形成した出口１３７からラジエータに向う。

【００２９】図９に戻って、サーモスタット１３３は一
定の温度までは閉じ、それ以上で開く弁である。水温が
低いときには、サーモスタット１３３の小孔１３８・・・
から入った水はインテークマニホールド１３５に形成し
た導水路１３９を通って、インテークマニホールド１３
５外に出て、キャブレタ（図８のキャブレタ１２９Ｃ）
に一体的に設けた温水ライザ１４１に至り、始動直後の
キャブレタを暖めてキャブレタの性能を維持する。水温
が高くなれば、サーモスタット１３３が開くため、小孔
１３８・・・から入った水は出口１３７を介してラジエー
タに至る。Ｐはポンプである。

【００３０】尚、本発明を適用する水冷エンジンは、自
動二輪車用水冷エンジンの他、小型四輪車用水冷エンジ
ン、汎用水冷エンジンであってもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、水冷エンジンのシリンダヘッドにサ
ーモスタットを取付け、このサーモスタットをインテー
クマニホールドでカバーしたので、サーモスタットを収
納するためのケースやリッドが不要となる。従って、サ
ーモスタットを取付けるための部品を削減することがで
きるとともに、ハイブリッド型エンジンにおいてはパワ
ーユニットの軽量化、コンパクト化が図れる。

【００３２】請求項２によれば、温水ライザで吸気を暖
めることができるので、エンジン効率を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動二輪車の側面図

【図２】本発明のパワーユニットの側面断面図

【図３】本発明のパワーユニットの平面断面図

【図４】本発明のコーン式無断変速機の構成図兼作用図

【図５】本発明のコーン式無断変速機の構成図兼作用図

【図６】本発明に係るエンジン潤滑系統の説明図

【図７】本発明に係る変速機潤滑系統の説明図

【図８】本発明に係る動弁系駆動機構としてのカム軸駆
動機構を示す、パワーユニットの正面図

【図９】本発明に係るサーモスタットの取付け図

【図１０】図９の１０−１０線断面図

【図１１】従来の自動二輪車の冷却水系統の一例を示す
図

【符号の説明】

１…自動二輪車、１２９Ｈ…シリンダヘッド、１３３…
サーモスタット、１３５…インテークマニホールド、１
３９…導水路、１４１…温水ライザ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水冷エンジンのシリンダヘッドにサーモ
   スタットを取付け、このサーモスタットをインテークマ
   ニホールドでカバーしたことを特徴とする水冷エンジン
   のサーモスタット取付け構造。
2. 【請求項２】 前記インテークマニホールドに導水路を
   形成し、この導水路を介して吸気を暖める温水ライザに
   サーモスタットの近傍から温水を導くようにしたことを
   特徴とする請求項１記載の水冷エンジンのサーモスタッ
   ト取付け構造。