WO2017154118A1

WO2017154118A1 - 制御装置冷却構造

Info

Publication number: WO2017154118A1
Application number: PCT/JP2016/057239
Authority: WO
Inventors: 剛太増田
Original assignee: 本田技研工業株式会社
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2017-09-14
Also published as: PH12018501917A1; BR112018067406A2; CN108698657A; JPWO2017154118A1; JP6572383B2

Abstract

本発明は、冷却ファンを適用しつつ配置スペースの効率利用および低コストを両立する制御装置冷却構造を提供する。自動二輪車（１）を駆動するパワーユニット（Ｐ）の発熱部である無段変速機（Ｍ）を冷却するための冷却ファン（４６）を有する制御装置冷却構造において、冷却ファン（４６）によって発生する冷却風の流路（Ｆ）上に、パワーユニット（Ｐ）を制御する制御装置（４３）を冷却するための冷却手段としての放熱板（４７）を設ける。放熱板（４７）が、冷却風の流路（Ｆ）上で無段変速機（Ｍ）の上流側に配置する。冷却風の流路（Ｆ）が、外気を取り込む吸気口（４４）から冷却ファン（４６）を介して無段変速機（Ｍ）に至るように形成されており、放熱板（４７）を吸気口（４４）と冷却ファン（４６）との間に配置する。

Description

制御装置冷却構造

　本発明は、制御装置冷却構造に係り、特に、車両に設けられる制御装置を冷却する制御装置冷却構造に関する。

　従来から、エンジンの燃料噴射装置や点火装置等、車両に搭載される種々の装置を制御する制御装置が知られている。

　特許文献１には、各種センサやスイッチの出力信号に基づいて変速アクチュエータやＡＣＧスタータモータを駆動する制御装置が開示されている。

特開２００６－２６６１１０号公報

　ところで、特許文献１に記載されたような制御装置が発熱する場合には、制御装置の温度上昇を抑えるための冷却構造が必要となるが、冷却風を積極的に発生させる冷却ファンを新設するには配置スペースおよびコストの増加が課題となる。

　本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、冷却ファンを適用しつつ配置スペースの効率利用および低コストを両立する制御装置冷却構造を提供することにある。

　前記目的を達成するために、本発明は、車両（１）を駆動する駆動装置（Ｐ）の発熱部（Ｍ）を冷却するための冷却ファン（４６）を有する制御装置冷却構造において、前記冷却ファン（４６）によって発生する冷却風の流路（Ｆ）上に、前記駆動装置（Ｐ）を制御する制御装置（４３）を冷却するための冷却手段（４７，４７ａ）が設けられている点に第１の特徴がある。

　また、前記冷却手段（４７，４７ａ）が、前記冷却風の流路（Ｆ）上で、前記発熱部（Ｍ）の上流側に配置されている点に第２の特徴がある。

　また、前記冷却風の流路（Ｆ）が、外気を取り込む吸気口（４４）から前記冷却ファン（４６）を介して前記発熱部（Ｍ）に至るように形成されており、前記冷却手段（４７，４７ａ）は、前記吸気口（４４）と前記冷却ファン（４６）との間に配置されている点に第３の特徴がある。

　また、前記発熱部（Ｍ）が無段変速装置であり、前記冷却ファン（４６）は、前記無段変速装置（Ｍ）を収納する伝動ケース（２６）の内側に配置されている点に第４の特徴がある。

　また、外気を取り込む吸気口（４４）が、前記駆動装置（Ｐ）に取り付けられる箱状のケース（４０）に設けられており、前記制御装置（４３）および前記冷却手段（４７，４７ａ）が、前記ケース（４０）に収納されている点に第５の特徴がある。

　また、前記ケース（４０）に、前記制御装置（４３）を収納する収納凹部（４２ａ）が形成されている点に第６の特徴がある。

　また、前記冷却手段（４７，４７ａ）が、前記制御装置（４３）の一面に接する金属部品である点に第７の特徴がある。

　さらに、前記制御装置（４３）に連結される電子機器（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）が車幅方向中央に配設されており、前記制御装置（４３）が車幅方向の左右いずれかにオフセットして配設されており、前記制御装置（４３）と前記電子機器（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）とを接続するワイヤハーネス（３４）が、前記制御装置（４３）の車幅方向内側から突出する点に第８の特徴がある。

　第１の特徴によれば、前記冷却ファン（４６）によって発生する冷却風の流路（Ｆ）上に、前記駆動装置（Ｐ）を制御する制御装置（４３）を冷却するための冷却手段（４７，４７ａ）が設けられているので、車両の発熱部を冷却するための冷却ファンを利用して制御装置を冷却することが可能となる。これにより、新たな冷却ファンを設けることなく制御装置を冷却でき、配置スペースの増大やコスト上昇を防ぐことが可能となる。

　第２の特徴によれば、前記冷却手段（４７，４７ａ）が、前記冷却風の流路（Ｆ）上で、前記発熱部（Ｍ）の上流側に配置されているので、発熱部の冷却に用いられる前の温度の低い冷却風によって制御装置を冷却することができる。

　第３の特徴によれば、前記冷却風の流路（Ｆ）が、外気を取り込む吸気口（４４）から前記冷却ファン（４６）を介して前記発熱部（Ｍ）に至るように形成されており、前記冷却手段（４７，４７ａ）は、前記吸気口（４４）と前記冷却ファン（４６）との間に配置されているので、冷却ファンの上流側でレイアウトの自由度が高い位置に冷却手段を配置して、制御装置を効果的に冷却することができる。

　第４の特徴によれば、前記発熱部（Ｍ）が無段変速装置であり、前記冷却ファン（４６）は、前記無段変速装置（Ｍ）を収納する伝動ケース（２６）の内側に配置されているので、発熱部としての無段変速装置を冷却するための冷却ファンによって制御装置を冷却することができる。

　第５の特徴によれば、外気を取り込む吸気口（４４）が、前記駆動装置（Ｐ）に取り付けられる箱状のケース（４０）に設けられており、前記制御装置（４３）および前記冷却手段（４７，４７ａ）が、前記ケース（４０）に収納されているので、制御装置および冷却手段を効率よく配置できると共に、制御装置冷却構造の適用が容易となる。

　第６の特徴によれば、前記ケース（４０）に、前記制御装置（４３）を収納する収納凹部（４２ａ）が形成されているので、ケース内に形成される冷却風の流路が制御装置によって妨げられることを防ぎ、制御装置を効率よく冷却することができる。

　第７の特徴によれば、前記冷却手段（４７，４７ａ）が、前記制御装置（４３）の一面に接する金属部品であるので、冷却手段により制御装置の放熱性を高めることが可能となる。

　第８の特徴によれば、前記制御装置（４３）に連結される電子機器（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）が車幅方向中央に配設されており、前記制御装置（４３）が車幅方向の左右いずれかにオフセットして配設されており、前記制御装置（４３）と前記電子機器（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）とを接続するワイヤハーネス（３４）が、前記制御装置（４３）の車幅方向内側から突出するので、制御装置と電子機器とを接続するハーネスを短くして、コストを低減すると共に組み付け作業を容易にし、さらにノイズの影響を受けにくくすることができる。

本発明の一実施形態に係る制御装置冷却構造を適用した自動二輪車の左側面図である。パワーユニットの拡大図である。冷却ケースの外側カバーを取り外した状態のパワーユニットの拡大図である。図２の４－４線断面図である。パワーユニットの平面図である。図２の６－６線断面図である。冷却手段の変形例を示す断面図である。

　以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置冷却構造を適用した自動二輪車１の左側面図である。自動二輪車１は、運転者が両足を乗せる低床フロアを有するスクータ型の鞍乗型車両である。車体フレーム９は、ヘッドパイプ７の後面に接続されて下方に延びるダウンフレーム１０と、ダウンフレーム１０の下端から後方に延びる左右一対の床下フレーム１１と、床下フレーム１１の後部から立ち上がって後方上方に延びる左右一対のリヤフレーム１３とを含む。

　ヘッドパイプ７にはステアリングステム３が回動自在に軸支されており、ステアリングステム３の上端には操向ハンドル２が固定されている。ステアリングステム３の下端には、前輪ＷＦを回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク８が固定されている。操向ハンドル２の左右に設けられるブレーキレバーには、それぞれ、前側ブレーキワイヤ１７および後側ブレーキワイヤ１８が接続されている。

　床下フレーム１１の後端でリヤフレーム１３の立ち上がり部には、エンジンと無段変速機とを一体的に構成したユニットスイング式のパワーユニットＰが揺動自在に軸支されている。パワーユニットＰの後端部には後輪ＷＲが回転自在に軸支されており、パワーユニットＰの上部にはエアクリーナボックス１６が固定されている。パワーユニットＰの後部は、リヤクッション１５によってリヤフレーム１３に吊り下げられている。

　シート１４の下部で左右のリヤフレーム１３の間には、収納ボックス１２が配設されている。ステアリングステム３の上部はメータ装置を保持するハンドルカバー４で覆われており、ヘッドパイプ７の前後は、車体前面のフロントカウル５および運転者の足に対向するフロアパネル６で覆われている。ダウンフレーム１０から床下フレーム１１にかけての位置には電装品保持部材３０が配設されている。

　車両の駆動装置としてのパワーユニットＰの車幅方向左側には、パワーユニットＰを制御する制御装置４３を収納する冷却ケース４０が取り付けられている。本実施形態に係る制御装置冷却構造は、この冷却ケース４０を含んで構成される。

　図２は、パワーユニットＰの拡大図である。また、図３は冷却ケース４０の外側カバー４１を取り外した状態のパワーユニットＰの拡大図である。エンジン２０の後方にＶベルト式の無段変速機を一体に構成したパワーユニットＰは、クランクケース３７の下部に設けられる左右一対の支持部２４によって車体フレーム９に揺動自在に軸支されると共に、減速機ケース２８の上部に設けられるリヤクッション支持部３９によってリヤフレーム１３に吊り下げられている。

　エンジン２０は、車体前方に指向してクランクケース２７に固定されるシリンダ２３に、シリンダヘッド２２およびシリンダヘッドカバー２１を取り付けて構成されている。シリンダヘッド２２の上部には吸気管３１が接続されており、吸気管３１とエアクリーナボックス１６の導出管３２との間には、スロットルバルブを内蔵するスロットルボディ３０が配設されている。エアクリーナボックス１６の上部には、外気の導入口２９が設けられている。

　エンジン２０のクランクシャフト２５を軸支するクランクケース３７の車幅方向左側には、Ｖベルト式の無段変速機を収納する伝動ケース２６が設けられている。伝動ケース２６の車幅方向左側は、薄板状の伝動ケースカバー２６ａで構成されている。

　薄型の箱状をなす制御装置４３を収納する冷却ケース４０は、伝動ケース２６の車幅方向左側前端に固定されている。冷却ケース４０の上部は、エアクリーナボックス１６の前端を覆う位置まで上方に延出している。

　本実施形態に係る制御装置冷却構造は、クランクシャフト２５に固定される冷却ファン４６が回転することで、冷却ケース４０の内部に冷却風の流路（流れ）Ｆを作り、この流路Ｆによって冷却ケース４０に収納された制御装置４３を冷却する構成とされる。

　エンジン２０の回転に伴って冷却ファン４６が回転すると、冷却ケース４０の外側ケース４１に形成されたスリット状の吸気口４４から外気が吸気され、伝動ケース２６の前端に設けられた開口４５から伝動ケース２６の内部に導入される。伝動ケース２６に導入された冷却風は、無段変速機を冷却した後に、伝動ケース２６ａの後方下部に形成される排出口２７から排出される。

　図４は、図２の４－４線断面図である。クランクシャフト２５を軸支するクランクケース３７は、左側クランクケース３７Ｌおよび右側クランクケース３７Ｒからなる。クランクシャフト２５のクランクウェブ５２を連結するクランクピン５３には、コンロッド６０が回転自在に軸支されている。クランクシャフト２５の右端部には、発電機６１が設けられている。発電機６１は、発電機カバー６４に固定されるステータ６３の外周を、クランクシャフト２５に固定されたロータ６２が同期回転することで発電を行う。

　クランクシャフト２５の左端部には、無段変速機Ｍの駆動側プーリＤ１が設けられている。駆動側プーリＤ１は、クランクシャフト２５に固定される固定プーリ半体５０と、軸方向に摺動可能な可動プーリ半体５１とからなる。可動プーリ半体５１は、クランクシャフト２５の回転数に応じて偏芯おもり６５が移動することにより軸方向に摺動し、Ｖベルト７２の巻き掛け径を変更する。

　伝動ケース２６の後部には、無段変速機Ｍの従動側プーリＤ２が設けられている。従動側プーリＤ２は、伝達軸７３に固定される固定プーリ半体７０と、駆動側プーリＤ１の巻き掛け径に応じて軸方向に摺動する可動プーリ半体７１とからなる。従動側プーリＤ２の左側には、従動側プーリＤ２が所定回転数に達することで駆動力を伝達軸７３に伝える遠心クラッチＣが設けられている。伝達軸７３に伝達された駆動力は、中間軸７４を介して後輪ＷＲに固定される出力軸７５に伝達される。

　制御装置冷却構造を構成する冷却ファン４６は、駆動側プーリＤ１の固定プーリ半体７０に設けられている。この冷却ファン４６は、冷却風の流路Ｆを作り、回転に伴って摩擦熱を発する無段変速機Ｍを冷却するために元々設けられているものである。本実施形態では、伝動ケース２６の前部に設けられた開口４５に冷却ケース４０を接続することで、冷却風の流路Ｆを上流側に延長して制御装置４３の冷却スペースを確保している。これにより、制御装置４３を冷却するために冷却ファンを新設することなく、部品点数やコストの増加を抑えながら制御装置４３を冷却することを可能としている。

　図５は、パワーユニットＰの平面図である。また、図６は図２の６－６線断面図である。パワーユニットＰの車幅方向の中心は、左側クランクケース３７Ｌおよび右側クランクケース３７Ｒの分割線や後輪ＷＲの中心と略同一とされる。伝動ケース２６の上部に配設されるエアクリーナボックス１６は、後輪ＷＲの上方まで張り出した右側半体１６ａと外気の導入口２９を有する左側半体１６ｂとからなる。

　エアクリーナボックス１６の導出管３２は、右側半体１６ａの右側寄りに接続されている。スロットルボディ３０は、シリンダヘッド２２の中心からやや外側に傾斜して配設されており、これに合わせて導出管３２も車幅方向外側を凸にして湾曲している。

　クランクケース３７の車体上方には、電装品のワイヤハーネス３３が配索されている。ワイヤハーネス３３は、変速比センサ用配線３６、制御装置用配線３４、車速センサ用配線３５、スロットルボディ用配線５５等を導出管３２の下方で束ねて構成されている。スロットルボディ用配線５５は、電子機器としてのインジェクタＳ１、吸気圧センサＳ２およびスロットル開度センサＳ３に接続される配線で構成されている。

　冷却ケース４０は、外側カバー４１と内側カバー４２とからなり、制御装置４３は内側カバー４２に形成された収納凹部４２ａに収められている。制御装置用配線３４の端部に設けられるコネクタ３６は、内側カバー４２の車幅方向右側端面に設けられる端子に接続される。このコネクタ接続により、制御装置４３と各種配線とが互いに接続されることとなる。また、電子機器としてのインジェクタＳ１、吸気圧センサＳ２およびスロットル開度センサＳ３が車幅方向中央に配設されているのに対し、制御装置４３が車幅方向左側（外側）にオフセットして配設され、かつ制御装置用配線４３が制御装置４３の車幅方向右側（外側）から延出するように構成されている。これにより、制御装置４３と電子機器とを接続するためのワイヤハーネスの長さを短縮することができ、スペース効率を高めると共にコスト低減を図ることができる。

　図６を参照して、制御装置４３は、冷却ケース４０の内側カバー４２に形成された収納凹部４２ａに収められ、冷却ケース４０の内側に突出しないように構成されている。また、制御装置４３の露出面側には、冷却手段としての金属製の放熱板４７が取り付けられる。これにより、冷却風のスムーズな流路Ｆを妨げることなく冷却効果を高めることを可能としている。

　冷却手段の態様は種々の変形が可能であり、例えば、図７に示す変形例のように、制御装置４３の露出面側に金属製の放熱フィン４７ａを設けることができる。また、制御装置４３の露出面側そのものを合成樹脂ではなく金属で形成して冷却手段としたり、内側ケース４２を金属で形成することで内側ケース４２全体を冷却手段としてもよい。さらに、冷却手段と制御装置とを離間して配置したり、両者間をヒートパイプで接続する構成とすることもできる。

　上記したように、本発明に係る制御装置冷却構造によれば、車両の発熱部を冷却するための冷却ファンを利用して制御装置を冷却することが可能となる。これにより、新たな冷却ファンを設けることなく制御装置を冷却でき、配置スペースの増大やコスト上昇を防ぐことが可能となる。

　なお、冷却ケースの形状や構造、冷却手段の形状や態様、制御装置の形状、無段変速機の構造、伝動ケースの形状等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、冷却ファンによって冷却する発熱部は、Ｖベルト式の無段変速機に限られず、シリンダやクランクケース、スロットルボディ、ラジエータ等のエンジンに係る発熱部分とすることができる。すなわち、これらを冷却するために設けられる冷却ファンを利用して制御装置を冷却してもよい。本発明に係る制御装置冷却構造は、自動二輪車に限られず、鞍乗型の三／四輪車等の各種車両に適用することが可能である。

　１…自動二輪車（車両）、１６…エアクリーナボックス、２６…伝動ケース、４０…冷却ケース、４２ａ…収納凹部、４３…制御装置、４４…吸気口、４５…開口、４６…冷却ファン、４７…放熱板（冷却手段）、４７ａ…ヒートシンク（冷却手段）、７２…Ｖベルト、Ｆ…冷却風の流路、Ｍ…無段変速機（発熱部）、Ｄ１…駆動側プーリ、Ｄ２…従動側プーリ、Ｐ…パワーユニット（駆動装置）、Ｓ１…インジェクタ（電子機器）、Ｓ２…吸気圧センサ（電子機器）、Ｓ３…スロットル開度センサ（電子機器）

Claims

　車両（１）を駆動する駆動装置（Ｐ）の発熱部（Ｍ）を冷却するための冷却ファン（４６）を有する制御装置冷却構造において、
　前記冷却ファン（４６）によって発生する冷却風の流路（Ｆ）上に、前記駆動装置（Ｐ）を制御する制御装置（４３）を冷却するための冷却手段（４７，４７ａ）が設けられていることを特徴とする制御装置冷却構造。
　前記冷却手段（４７，４７ａ）が、前記冷却風の流路（Ｆ）上で、前記発熱部（Ｍ）の上流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置冷却構造。
　前記冷却風の流路（Ｆ）が、外気を取り込む吸気口（４４）から前記冷却ファン（４６）を介して前記発熱部（Ｍ）に至るように形成されており、
　前記冷却手段（４７，４７ａ）は、前記吸気口（４４）と前記冷却ファン（４６）との間に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置冷却構造。
　前記発熱部（Ｍ）が無段変速装置であり、
　前記冷却ファン（４６）は、前記無段変速装置（Ｍ）を収納する伝動ケース（２６）の内側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の制御装置冷却構造。
　外気を取り込む吸気口（４４）が、前記駆動装置（Ｐ）に取り付けられる箱状のケース（４０）に設けられており、
　前記制御装置（４３）および前記冷却手段（４７，４７ａ）が、前記ケース（４０）に収納されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の制御装置冷却構造。
　前記ケース（４０）に、前記制御装置（４３）を収納する収納凹部（４２ａ）が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の制御装置冷却構造。
　前記冷却手段（４７，４７ａ）が、前記制御装置（４３）の一面に接する金属部品であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の制御装置冷却構造。
　前記制御装置（４３）に連結される電子機器（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）が車幅方向中央に配設されており、
　前記制御装置（４３）が車幅方向の左右いずれかにオフセットして配設されており、
　前記制御装置（４３）と前記電子機器（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）とを接続するワイヤハーネス（３４）が、前記制御装置（４３）の車幅方向内側から突出することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の制御装置冷却構造。