(57)【要約】【課題】冷却風の気流の乱れを減少させて冷却風の風量を増加させて、ラジエータの冷却性能の向上および冷却ファンの駆動エネルギの低減が可能な冷却装置を提供する。【解決手段】水冷式内燃機関Ｅに備えられる冷却装置は、冷却風に放熱する冷却水が流通するラジエータコア46を備えるラジエータ43と、ラジエータコア46の下流に配置されてラジエータコア46に回転中心線方向Ａ３で対面する冷却ファン51と、回転中心線方向Ａ３でラジエータコア46と冷却ファン51との間に配置される整流板62を備える。整流板62はラジエータコア46を通過した直後の冷却風を、冷却ファン51の羽根53の上流縁53ｕの回転軌跡Ｓの直前まで回転中心線方向Ａ３に沿って案内する。各整流板62は、上流縁62ｕがラジエータコア46の伝熱管47の下流縁47ｄの直下流において、下流縁47ｄに回転中心線方向Ａ３で対向すると共に沿うように配置される。【選択図】図２
2006029155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却風に放熱する流体が流通するラジエータコアを備えるラジエータと、ラジエータコアの下流に配置されて前記ラジエータコアに回転中心線方向で対面する冷却ファンとを備え、前記冷却ファンが、前記ラジエータコアを通過した冷却風を吸引することにより、前記ラジエータコアに流入する冷却風を発生させる冷却装置において、
前記回転中心線方向で前記ラジエータコアと前記冷却ファンとの間に配置される整流部材を備え、前記整流部材は前記ラジエータコアを通過した直後の冷却風を、前記冷却ファンの羽根の上流縁の回転軌跡の直前まで前記回転中心線方向に沿って案内することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記ラジエータコアは前記流体が流通する複数の伝熱管を備え、前記整流部材は複数の整流板を備え、前記各整流板は、上流縁が前記伝熱管の下流縁の直下流において前記下流縁に前記回転中心線方向で対向すると共に沿うように配置されることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記ラジエータコアは前記流体が流通する複数の伝熱管を備え、前記整流部材は複数の整流板を備え、前記各整流板は、その全体が前記回転中心線方向での前記伝熱管の投影領域内にほぼ収まるように配置されることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項４】
前記ラジエータコアは所定の配列方向に配列されて前記流体が流通する複数の伝熱管を備え、前記整流部材は複数の整流板を備え、前記各整流板は、前記回転中心線方向から見て、前記配列方向に直交する方向または前記配列方向での前記ラジエータコアのほぼ全幅に渡って延びていることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項５】
前記ラジエータコアは、前記回転中心線方向から見て、前記回転中心線に直交する第１方向で第１幅を有すると共に前記第１方向に直交する第２方向で前記第１幅よりも小さい第２幅を有し、遠心式の前記冷却ファンの外径は、前記第１幅よりも小さく、かつ前記第２幅よりも大きく、前記整流部材は複数の整流板を備え、前記各整流板は前記第２方向にほぼ平行に設けられることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却風に放熱する流体が流通するラジエータコアを備えるラジエータと、該冷却風を発生させる吸引式の冷却ファンとを備える冷却装置に関し、該冷却装置は、例えば水冷式内燃機関用の冷却装置である。
【背景技術】
【０００２】
ラジエータコアの下流に遠心式の冷却ファンが配置され、冷却ファンが発生させる冷却風に放熱する冷却水が流通するラジエータコアを備えるラジエータは、例えば特許文献１に開示されている。このラジエータでは、冷却ファンの作動によりルーバーを通って導入された冷却風がラジエータコアを通過することによりラジエータコアを流れる冷却水が冷却される。ラジエータコアを通過した冷却風は冷却ファンに吸引されて、ラジエータの支持ケースに設けられた排出口から排出される。
【特許文献１】特開２００２−１２９９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記従来の技術では、ラジエータコア通過後の冷却ファンの上流の冷却風には、回転する冷却ファンの影響による旋回成分や径方向外方に流出する排風の影響による径方向外方の成分など、冷却ファンの回転中心線方向以外の流れ（以下、この流れを「気流の乱れ」という。）が存在するため、ラジエータコアを通過した後の冷却風が冷却ファンに円滑に吸入されず、結果として、ラジエータコアを通過する冷却風の風量を確保するために、前記気流の乱れを考慮して冷却ファンの容量を大きくすることが必要になって、その分、冷却ファンの駆動エネルギが増加していた。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜５記載の発明は、冷却風の気流の乱れを減少させて冷却風の風量を増加させることにより、ラジエータの冷却性能の向上および冷却ファンの駆動エネルギの低減が可能な冷却装置を提供することを目的とする。そして、請求項２，３記載の発明は、さらに、ラジエータと送風ファンとの間での通気抵抗の増加を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、冷却風に放熱する流体が流通するラジエータコアを備えるラジエータと、ラジエータコアの下流に配置されて前記ラジエータコアに回転中心線方向で対面する冷却ファンとを備え、前記冷却ファンが、前記ラジエータコアを通過した冷却風を吸引することにより、前記ラジエータコアに流入する冷却風を発生させる冷却装置において、前記回転中心線方向で前記ラジエータコアと前記冷却ファンとの間に配置される整流部材を備え、前記整流部材は前記ラジエータコアを通過した直後の冷却風を、前記冷却ファンの羽根の上流縁の回転軌跡の直前まで前記回転中心線方向に沿って案内する冷却装置である。
【０００６】
これによれば、整流部材は、ラジエータコア通過後の冷却風がラジエータコアを通過した直後から冷却ファンに吸引される直前まで、冷却風における気流の乱れを減少させて、冷却風が回転中心線方向に沿って冷却ファンに流入する割合を高めるので、冷却ファンに吸引される風量が増加し、ラジエータの上流側からラジエータコアに流入する冷却風の風量が増加して、ラジエータコアでの流体から冷却風への放熱が促進される。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の冷却装置において、前記ラジエータコアは前記流体が流通する複数の伝熱管を備え、前記整流部材は複数の整流板を備え、前記各整流板は、上流縁が前記伝熱管の下流縁の直下流において前記下流縁に前記回転中心線方向で対向すると共に沿うように配置されるものである。
【０００８】
これによれば、複数の整流板のそれぞれが、伝熱管に僅かな隙間をおいて、または伝熱管と接触して、伝熱管の下流縁に沿ってほぼ連続して配置されることから、ラジエータコアを通過した冷却風が整流板の上流縁により妨げられることがないので、通気抵抗の増加が抑制される。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の冷却装置において、前記ラジエータコアは前記流体が流通する複数の伝熱管を備え、前記整流部材は複数の整流板を備え、前記各整流板は、その全体が前記回転中心線方向での前記伝熱管の投影領域内にほぼ収まるように配置されるものである。
【００１０】
これによれば、複数の整流板のそれぞれが、伝熱管の投影領域内に収まるように配置されるので、整流板による通気面積の減少による通気抵抗の増加が抑制される。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の冷却装置において、前記ラジエータコアは所定の配列方向に配列されて前記流体が流通する複数の伝熱管を備え、前記整流部材は複数の整流板を備え、前記各整流板は、前記回転中心線方向から見て、前記配列方向に直交する方向または前記配列方向での前記ラジエータコアのほぼ全幅に渡って延びているものである。
【００１２】
これによれば、ラジエータコアを通過する冷却風は、複数の整流板により配列方向に直交する方向または配列方向でのラジエータコアのほぼ全幅に渡って整流されるので、冷却ファンに吸引される冷却風の乱れが一層低減する。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の冷却装置において、前記ラジエータコアは、前記回転中心線方向から見て、前記回転中心線に直交する第１方向で第１幅を有すると共に前記第１方向に直交する第２方向で前記第１幅よりも小さい第２幅を有し、遠心式の前記冷却ファンの外径は、前記第１幅よりも小さく、かつ前記第２幅よりも大きく、前記整流部材は複数の整流板を備え、前記各整流板は前記第２方向にほぼ平行に設けられるものである。
【００１４】
これによれば、ラジエータコアの第１幅が冷却ファンの外径よりも大きいために、羽根により径方向外方に押し出される冷却風により、冷却ファンの上流での冷却風が第１方向において径方向外方へ向かうことが第２方向にほぼ平行に配置される整流板により抑制されて、気流の乱れが減少するので、第２方向で小型化されたラジエータコアを備えるラジエータにおいて、冷却風が回転中心線方向に沿って冷却ファンに流入する割合が高められて、冷却ファンに吸引される風量が増加する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、ラジエータコアを通過する冷却風の風量が増加して、ラジエータコアでの流体から冷却風への放熱が促進されるので、ラジエータの冷却性能が向上する。そして、ラジエータの所要の冷却性能を得るための風量を確保するためには、より小さい容量の冷却ファンを使用することが可能になり、冷却ファンの駆動エネルギを低減することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、整流板による通気抵抗の増加が抑制されるので、請求項１記載の発明の効果が一層高められる。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、整流板による通気抵抗の増加が抑制されるので、請求項１記載の発明の効果が一層高められる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、冷却ファンに吸引される冷却風の乱れが一層低減するので、請求項１記載の発明の効果が一層高められる。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、整流板が平行に配置される方向である第２方向でラジエータコアが小型化されたうえで、ラジエータコアを通過する冷却風の風量が増加するので、請求項１記載の発明の効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図１から図５を参照して説明する。
図１，図２を参照すると、本発明に係る冷却装置は、車両としてのスクータ型自動二輪車に搭載される水冷式内燃機関Ｅに備えられる。単気筒の内燃機関Ｅは、内燃機関Ｅの動力を駆動輪としての後輪Ｗに伝達する伝動装置Ｔと共にパワーユニットを構成する。該パワーユニットは、内燃機関Ｅのシリンダ１および伝動装置Ｔの第１ケース部分34ａにそれぞれ一体に形成された１対の被支持部（図１にはシリンダ１に形成された被支持部１ｅが示されている。）において、車体フレームＦに保持されるピボット軸Ｐを中心にして上下方向に揺動可能に支持される。
【００２１】
内燃機関Ｅは、頭上カム軸型の単気筒４ストローク内燃機関であり、ピストン４が往復運動可能に嵌合するシリンダ孔１ａが形成されたシリンダ１と、シリンダ１の一端部に結合されるシリンダヘッド２と、シリンダ１の他端部に結合されるクランクケース３とにより構成される機関本体を備える。ピストン４にコンロッド５を介して連結されるクランク軸６は、シリンダ１とクランクケース３とにより形成されるクランク室７内に、前記自動二輪車の左右方向を指向して配置されると共に、シリンダ１とクランクケース３との合わせ面が含まれる平面上に回転中心線Ｌ１を有するように１対の主軸受８を介してシリンダ１およびクランクケース３に回転可能に支持される。シリンダ１は、シリンダ軸線Ｌ２が前方に向かってやや斜め上方に延びるように、水平面に対してやや上向きに傾斜した状態で車体フレームＦに搭載される。
【００２２】
クランク室７から一方の側方としての左側方に突出するクランク軸６の第１軸端部６ａは、変速機31が収容される伝動室９内に延びている。一方、クランク室７から他方の側方としての右側方に突出するクランク軸６の第２軸端部６ｂは、交流発電機37および冷却ファン51が収容される補機収容室10内に延びている。補機収容室10は、シリンダ１およびクランクケース３の右側部としての筒状の収容部１ｂと、該収容部１ｂに結合されるシュラウド54と、交流発電機37のステータ37ａを保持する隔壁11とにより形成される。シリンダ１およびクランクケース３に結合される隔壁11は、シリンダ１およびクランクケース３と共同して、クランク室７と補機収容室10との間に、カム軸20ａおよびオイルポンプを駆動するための駆動機構を収容する収容室12を形成する。そして、第２軸端部６ｂは収容室12を貫通して補機収容室10に達している。なお、側方とは、クランク軸６の回転中心線Ｌ１の方向での側方を意味する。
【００２３】
シリンダヘッド２には、シリンダ孔１ａと対向する位置に凹部からなる燃焼室13と、気化器14において形成された後に吸気管15を通った混合気を燃焼室13に導く吸気ポートと、燃焼室13内からの燃焼ガスを排気ガスとして排気管16に導く排気ポートとが形成され、さらに燃焼室13に臨む点火栓17が装着される。シリンダヘッド２と該シリンダヘッド２にボルトにより結合されるシリンダヘッドカバー18とで形成される動弁室19内には、前記吸気ポートを開閉する吸気弁および前記排気ポートを開閉する排気弁を開閉作動させる動弁装置20が収容される。動弁装置20は、シリンダヘッド２に回転可能に支持されてカム軸20ａを備える。カム軸20ａは、動弁駆動機構21によりクランク軸６の回転速度の１／２で回転駆動される。動弁駆動機構21は、クランク軸６に一体回転可能に結合される駆動スプロケット21ａと、カム軸20ａに一体回転可能に結合されるカムスプロケット21ｂと、両スプロケット21ａ，21ｂに掛け渡された無端チェーン21ｃとを備える。そして、カム軸20ａに設けられた吸気カムおよび排気カムが、それぞれロッカアーム（図２には、排気側のロッカアーム20ｂが示されている。）を介して、クランク軸６の回転に同期して所定のタイミングで前記吸気弁および前記排気弁を開閉作動させる。
【００２４】
前記オイルポンプを駆動するためのポンプ駆動機構は、動弁駆動機構21と共に前記駆動機構を構成するもので、駆動スプロケット21ａが形成された部材に一体に形成された駆動ギヤ22と、前記オイルポンプの駆動軸に一体回転可能に結合される被動ギヤとを備える。そして、収容室12には、駆動スプロケット21ａ、チェーン21ｃおよび前記ポンプ駆動機構が収容される。
【００２５】
図２を参照すると、内燃機関Ｅの左側方に配置される伝動装置Ｔは、変速機としてのベルト式自動変速機31と、遠心式の発進クラッチ32と、終減速装置33と、変速機31、発進クラッチ32および終減速装置33が収容される伝動室９を形成する伝動ケース34と、を備える。
【００２６】
伝動ケース34は、シリンダ１およびクランクケース３の左側部に結合される第１ケース部分34ａと、第１ケース部分３４ａの左側部に結合される第２ケース部分34ｂと、第１ケース部分34ａの右側部の後部に結合される第３ケース部分34ｃとを備える。そして、第１，第２ケース部分34ａ，34ｂにより形成される伝動室９の第１室９ａには変速機31および発進クラッチ32が収容され、第１，第３ケース部分34ａ，34ｃにより形成される伝動室９の第２室９ｂには終減速装置33が収容される。
【００２７】
変速機31は、第１軸端部６ａに一体回転可能に結合される駆動プーリ31ａと、第１ケース部分34ａおよび第３ケース部分34ｃに回転可能に支持される出力軸35に発進クラッチ32を介して結合される被動プーリ31ｂと、駆動プーリ31ａおよび被動プーリ31ｂに掛け渡されるＶベルトからなる無端ベルト31ｃとを備える。そして、駆動プーリ31ａの可動プーリ体31a1とカム板31a3との間に配置されて遠心力により移動可能な複数のウエイトローラ31a4がクランク軸６の回転速度に応じて可動プーリ体31a1を第１軸端部６ａに沿って移動させ、同時に、ベルト31ｃの張力が被動プーリ31ｂの可動プーリ体31b1を戻しバネ31b3に抗して出力軸35に沿って移動させることで、駆動プーリ31ａおよび被動プーリ31ｂにおけるベルト31ｃの巻掛け半径が変更されて、内燃機関Ｅの機関回転速度に応じて変速機31の変速比が自動的に、しかも連続的に変更される。
【００２８】
発進クラッチ32は、被動プーリ31ｂの固定プーリ体31b2に一体回転可能に結合されるクラッチインナ32ａに揺動可能に支持されるクラッチウエイト32ｃが、クランク軸６の回転速度がその極低速域に属する所定回転速度に達して、出力軸35に一体回転可能に結合されるクラッチアウタ32ｂに当接したとき、接続状態になって、クランク軸６の動力を出力軸35に伝達する。
【００２９】
終減速装置33は出力軸35に駆動連結される減速機構としてのギヤ列33ａを備え、ギヤ列33ａは、後輪Ｗが一体回転可能に結合された車軸36に駆動連結される。
【００３０】
そして、燃焼室13内で燃焼圧により駆動されて往復運動するピストン４により回転駆動されるクランク軸６の回転が、変速機31により変速されて出力軸35に伝達され、さらに出力軸35からギヤ列を介して車軸36に伝達されて、後輪Ｗがクランク軸６の動力により回転駆動される。
【００３１】
図１，図２を参照すると、シリンダ孔１ａを囲むようにシリンダ１に形成されたシリンダ側水ジャケット23ａおよび該水ジャケット23ａと連通すると共に燃焼室13を囲むようにシリンダヘッド２に形成されたヘッド側水ジャケット23ｂから構成される水ジャケット23に対して冷却水の給排を行うための前記冷却装置は、水ジャケット23に冷却水を圧送するポンプとしての水ポンプ41と、水ジャケット23からの流体としての冷却水が流通するラジエータ43と、ラジエータ43を流通する冷却水のからの放熱を促進させるための冷却風を発生させる冷却ファン51と、冷却ファン51を覆うシュラウド54と、冷却風を整流する整流手段と、ラジエータ43から水ポンプ41に至る冷却水の連通および遮断を行うサーモスタット70と、冷却水を導く導管65ａ〜65ｄおよび継手を含む配管群とを備える。
【００３２】
シリンダヘッド２に取り付けられる水ポンプ41は、シリンダヘッド２に結合されるボディ41ａと、ボディ41ａに回転可能に支持されて永久磁石42ａを使用した磁気継手からなる軸継手42を介してカム軸20ａに駆動連結されるインペラ41ｂと、ボディ41ａに結合されると共に吸入ポート41ｄを形成する吸入ポート部41c1および吐出ポートを形成する吐出ポート部41c2が形成されたカバー41ｃとを備える。
【００３３】
図３を併せて参照すると、ラジエータ43は、水ジャケット23を流通してシリンダ１およびシリンダヘッド２を冷却した後の高温の冷却水をシリンダ１からラジエータ43に導く入口導管65ａが接続される入口タンクとしてのアッパータンク44と、アッパータンク44内の冷却水が流入する複数の伝熱管47を備えるラジエータコア46と、ラジエータコア46で放熱した後の低温になった冷却水が各伝熱管47から流入して集合する出口タンクとしてのロアタンク45とを備える。
【００３４】
アッパータンク44とロアタンク45とに挟まれて設けられるラジエータコア46は、両タンク44，45に連通する伝熱管47のほかに、伝熱管47の外面に接触して設けられる放熱フィン48を備える。放熱フィン48は、後述する配列方向Ａ１で隣接する伝熱管47間に配置されてそれら伝熱管47の外面に接触する波形の薄板から構成される。
【００３５】
アッパータンク44とロアタンク45との間において上下方向に延びている各伝熱管47は、その入口端47ａおよび出口端47ｂにおいて、アッパータンク44の壁部を構成する支持プレート44ａおよびロアタンク45の壁部を構成する支持プレート45ａにそれぞれ液密に結合されて支持される。そして、複数の伝熱管47は、冷却ファン51の回転中心線Ｌ３（この実施形態では、クランク軸６の回転中心線Ｌ１に一致する。）に直交する平面（以下、「直交平面」という。）において、所定の配列方向Ａ１に互いに平行になるように配列される。配列方向Ａ１は、この実施形態では回転中心線Ｌ３の方向Ａ３から見て長方形のラジエータコア46の長辺に平行な方向である。さらに、配列方向Ａ１に偏平な管からなる各伝熱管47は、回転中心線方向Ａ３に平行であると共に、前記直交平面上で配列方向Ａ１に直交する方向Ａ２に平行である。
【００３６】
交流発電機37のロータ37ｂを介して第２軸端部６ｂに一体回転可能に結合される冷却ファン51は、回転中心線方向Ａ３において、シリンダ軸線Ｌ２に対して交流発電機37のロータ37ｂよりも遠方で、第２軸端部６ｂの先端に位置する（図２参照）。そして、ロータ37ｂにボルトにより結合される円盤状のディスク52と、ディスク52から回転中心線方向Ａ３および径方向に延びてディスク52に一体成形により設けられる多数の羽根53とを備える多翼型ファンにより構成される遠心式の冷却ファン51は、ラジエータ43、冷却ファン51、シュラウド54および前記整流手段により形成される冷却風の風路において、ラジエータコア46の下流で、ラジエータコア46に回転中心線方向Ａ３で対面するように配置されて、ラジエータコア46を通過した冷却風、したがって冷却空気を吸引することにより、ラジエータコア46にその上流から流入する冷却風を発生させる。
【００３７】
なお、明細書または特許請求の範囲において、「上流」および「下流」は、ラジエータ43を冷却する冷却風に関する位置関係を意味し、また、「ほぼ」との修飾語は、該修飾語がない場合を含むと共に、該修飾語がない場合に比べて作用効果の点で有意の差がない程度にずれた範囲を含むことを意味する。
【００３８】
ラジエータ43と冷却ファン51との間の風路部分56を形成するシュラウド54は、上流側に形成されてラジエータ43を保持する保持部54ａと、保持部54ａの下流側に形成されて風路部分56を形成すると共に冷却ファン51の径方向外方を覆う筒状の覆い部54ｂとを備え、保持部54ａと覆い部54ｂとが合成樹脂により一体成形された単一の部材である。シリンダ１およびクランクケース３への取付部が設けられる覆い部54ｂには、後方に面する部分から下方に面する部分にかけて、周方向に間隔をおいて回転中心線方向Ａ３にほぼ平行に形成された複数のスリット状の開口により構成される排風口55が形成されていて（図３も参照）、冷却ファン51により補機収容室10から外部に押し出される冷却風が、該排風口55を経て径方向外方に向けて排出される。
【００３９】
前記整流手段は、ラジエータコア46の上流に配置される格子状の整流板60ａを備える上流側整流部材60と、回転中心線方向Ａ３でラジエータコア46と冷却ファン51との間の風路部分56（図２参照）に配置される中間整流部材61とから構成される。両整流部材60，61は、別個の部材であり、いずれも合成樹脂により形成される。
【００４０】
整流部材60（なお、図１では、整流部材60は省略されている。）は、回転中心線方向Ａ３でラジエータコア46に対面して配置される整流板60ａを囲む周縁部に形成されて整流部材60を保持部54ａに取り付るための取付部60ｂを備える。そして、整流板60ａは、ラジエータコア46の上流からラジエータコア46に向かう冷却風を回転中心線方向Ａ３に案内する。
【００４１】
さらに併せて図４，図５を参照すると、整流部材61は、回転中心線方向Ａ３でラジエータコア46および冷却ファン51に対面して配置される複数の整流板62から構成されて、ラジエータコア46を通過した直後の冷却風を、冷却ファン51の羽根53の上流縁53ｕの回転軌跡Ｓの直前まで回転中心線方向Ａ３に案内する。ここで、ラジエータコア46の回転中心線方向Ａ３での幅は、回転中心線方向Ａ３での放熱フィン48の幅ｄｆ３ほぼ等しく、この実施形態では、回転中心線方向Ａ３での伝熱管47の幅ｄｔ３にほぼ等しい。
【００４２】
このために、各整流板62は、長方形状の平板からなり、両端部62ａ，62ｂにおいて両支持プレート44ａ，45ａに接着剤などの固着手段によりそれぞれ固着されて、上流縁62ｕが対応する伝熱管47の下流縁47ｄに接触するか、または僅かな隙間を形成するように近接して配置され、下流縁62ｄが回転中心線方向Ａ３で羽根53に極力近接するように回転中心線方向Ａ３での幅ｄｒ３が設定される。さらに、各整流板62は、回転中心線方向Ａ３から見て、配列方向Ａ１に直交する方向Ａ２でのラジエータコア46のほぼ全幅、すなわち後述する第２幅ｄｃ２（図３参照）のほぼ全体に渡って延びており、伝熱管47とほぼ同じ長さを有する。そして、すべての整流板62は、配列方向Ａ１と同じ配列方向で回転中心線Ｌ３に平行となるように配置される。
【００４３】
各整流板62は、上流縁53ｕが伝熱管47の下流縁47ｄの直下流において下流縁47ｄに回転中心線方向Ａ３で対向すると共に沿うように配置され、しかも、その全体が回転中心線方向Ａ３での伝熱管47の投影領域内にほぼ収まるように、換言すればその全体が回転中心線方向Ａ３から見て伝熱管47と重なるように配置される（図４参照）。このために、各整流板62は、配列方向Ａ１での幅ｄｒ１が伝熱管47の幅ｄｔ１とほぼ同じになるように設定される（なお、図４では、説明の便宜上、整流板62がやや狭い幅で記載されている。）。そして、互いに平行な複数の整流板62は、複数の伝熱管47の配列方向Ａ１における配置間隔であるピッチと同じピッチで配列される。
【００４４】
また、図１，図３に示されるように、ラジエータコア46は、回転中心線Ｌ３に直交する方向である第１方向としての配列方向Ａ１で第１幅ｄｃ１（図３参照）を有すると共に第２方向としての直交方向Ａ２で第１幅ｄｃ１よりも小さい第２幅ｄｃ２（図３参照）を有し、羽根53の外接円により定まる冷却ファン51の外径Ｄ１（図１参照）は、第１幅ｄｃ１よりも小さい一方で第２幅ｄｃ２よりも大きく、各整流板62は直交方向Ａ２にほぼ平行に設けられる。
さらに、すべての整流板62の配列方向Ａ１での配置範囲により定まる整流部材61の配列方向Ａ１での幅ｄｒ４は、羽根53の内接円により定まる冷却ファン51の内径Ｄ２よりも大きく設定され、これにより、冷却風の逆流が整流板62により防止される。
【００４５】
図１，図２を参照すると、ロアタンク45は、ロアタンク45の出口部45ｂと水ポンプ41の吸入ポート部41c1とを接続する出口導管65ｂと、カバー41ｃに取り付けられてロアタンク45と吸入ポート41ｄとの間で冷却水の連通および遮断を行うサーモスタット70とを介して水ポンプ41に連通する。また、水ポンプ41の吐出ポート部41c2に接続されて吐出された冷却水を水ジャケット23ａに供給する供給導管65ｃは、シリンダ１に接続される。さらに、サーモスタット70には、サーモスタット70がロアタンク45から水ポンプ41に至る冷却水の連通を遮断する内燃機関Ｅの暖機時に、水ジャケット23ａの冷却水をラジエータ43を経ることなく吸入ポート41ｄに導くためのバイパス導管65ｄが接続される。
【００４６】
それゆえ、サーモスタット70がラジエータ43と水ポンプ41とを連通させる内燃機関Ｅの暖機完了後は、前記冷却装置において、両水ジャケット23ａ，23ｂを流通した冷却水は、水ジャケット23ａから入口導管65ａを経てアッパータンク44に流入し、次いで各伝熱管47を流通する途中で冷却風により冷却されて低温になった後、ロアタンク45に流入する。ロアタンク45の冷却水は、出口導管65ｂおよびサーモスタット70を経て水ポンプ41導かれる。水ポンプ41により圧送された冷却水は、供給導管65ｃを経て水ジャケット23ａに供給され、水ジャケット23ａから水ジャケット23ｂを流通して、燃焼熱により高温となるシリンダ１およびシリンダヘッド２を冷却した後、水ジャケット23ａから入口導管65ａを経てラジエータ43に帰還する。
【００４７】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
内燃機関Ｅが運転されると、前記冷却装置に備えられる冷却ファン51は、クランク軸６と一体に回転して冷却ファン51よりも上流の空気を吸引し、排風口55から外部に排出することにより、外部空気が整流部材61を経てラジエータ43に流入する冷却風を発生させる。冷却風は、格子状の整流板62で回転中心線方向Ａ３に案内された後、ラジエータコア46を通過する。そして、ラジエータコア46では、伝熱管47を流通する高温の冷却水が、伝熱管47および放熱フィン48を通じて低温の冷却風に放熱することにより、冷却水が冷却される。
【００４８】
そして、前記冷却装置は、回転中心線方向Ａ３でラジエータコア46と冷却ファン51との間に配置される整流板62を備え、整流板62はラジエータコア46を通過した直後の冷却風を、冷却ファン51の羽根53の上流縁53ｕの回転軌跡Ｓの直前まで回転中心線方向Ａ３に沿って案内することにより、整流板62が、ラジエータコア46通過後の冷却風がラジエータコア46を通過した直後から冷却ファン51に吸引される直前まで、冷却風における気流の乱れを減少させて、冷却風が回転中心線方向Ａ３に沿って冷却ファン51に流入する割合を高めることから、冷却ファン51に吸引される風量が増加し、ラジエータ43の上流側からラジエータコア46に流入する冷却風の風量が増加して、ラジエータコア46での流体から冷却風への放熱が促進されるので、ラジエータ43の冷却性能が向上する。そして、ラジエータ43の所要の冷却性能を得るための風量を確保するためには、より小さい容量の冷却ファン51を使用することが可能になり、冷却ファン51の小径化や羽根53の高さの低減が可能となる。さらに、冷却ファン51の駆動エネルギを低減することができるため、冷却ファン51を駆動する仕事である内燃機関Ｅの損失馬力を低減できるので、内燃機関Ｅの燃費性能を向上させることができる。
【００４９】
また、各整流板62は、その上流縁62ｕがラジエータコア46の伝熱管47の下流縁47ｄの直下流において下流縁47ｄに回転中心線方向Ａ３で対向すると共に沿うように配置されることにより、整流部材61に備えられる整流板62のそれぞれが、伝熱管47に僅かな隙間をおいて、または伝熱管47と接触して、伝熱管47の下流縁47ｄに沿ってほぼ連続して配置されることから、ラジエータコア46を通過した冷却風が整流板62の上流縁62ｕにより妨げられることがないので、通気抵抗の増加が抑制される結果、ラジエータコア46に流入する冷却風の風量が一層増加して、ラジエータコア46での流体から冷却風への放熱が促進されて、ラジエータ43の冷却性能が向上する。
【００５０】
各整流板62は、その全体が回転中心線方向Ａ３での伝熱管47の投影領域内にほぼ収まるように配置されることにより、整流板62による通気面積の減少による通気抵抗の増加が抑制されるので、この点でも、ラジエータコア46に流入する冷却風の風量が一層増加する。
【００５１】
ラジエータコア46は配列方向Ａ１に配列される複数の伝熱管47を備え、各整流板62は、回転中心線方向Ａ３から見て、直交方向Ａ２でのラジエータコア46のほぼ全幅に渡って配置されることにより、ラジエータコア46を通過する冷却風は、複数の整流板62により直交方向Ａ２でのラジエータコア46のほぼ全幅に渡って整流されるので、整流板62が直交方向Ａ２での幅全体に渡っていないものに比べて、冷却ファン51に吸引される冷却風の乱れが一層低減する結果、ラジエータコア46に流入する冷却風の風量が一層増加する。
【００５２】
ラジエータコア46は、回転中心線方向Ａ３から見て、配列方向Ａ１で第１幅ｄｃ１を有すると共に配列方向Ａ１に直交する直交方向Ａ２で第１幅ｄｃ１よりも小さい第２幅ｄｃ２を有し、冷却ファン51の外径Ｄ１は、第１幅ｄｃ１りも小さく、かつ第２幅ｄｃ２よりも大きく、各整流板62は直交方向Ａ２にほぼ平行に設けられるので、ラジエータコア46の第１幅ｄｃ１が冷却ファン51の外径Ｄ１よりも大きいために、羽根53により径方向外方に押し出される冷却風により、冷却ファン51の上流での冷却風が配列方向Ａ１において径方向外方へ向かうことが直交方向Ａ２にほぼ平行に配置される整流板62により抑制されて、気流の乱れが減少するので、直交方向Ａ２で小型化されたラジエータコア46を備えるラジエータ43において、冷却風が回転中心線方向Ａ３に沿って冷却ファン51に流入する割合が高められて、冷却ファン51に吸引される風量が増加する。この結果、整流板62が平行に配置される方向である直交方向Ａ２でラジエータコア46が小型化されたうえで、ラジエータコア46を通過する冷却風の風量が増加して、ラジエータ43の冷却性能が向上する。
【００５３】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
整流板62は、ラジエータ43に固着される形態として、各タンク44，45の支持プレート44ａ，45ａに固着されたが、伝熱管47に固着されてもよく、さらにラジエータ43以外部材、例えばシュラウド54に固着されてもよい。整流部材61は、複数の整流板62と、各整流板62の両端部62ａ，62ｂで整流板62を支持すべく、整流板62と一体化される１対の支持部材とから構成されてもよい。この場合、該支持部材がラジエータ43（例えば支持プレート44ａ，45ａ）またはシュラウド54に固着される。
【００５４】
さらに、整流板62は、ラジエータコア46から冷却ファン51に向かって回転中心線方向Ａ３に平行に延びる伝熱管47の延長部により構成されるように、熱の良導体で形成される伝熱管47に一体成形により形成されてもよい。この場合、伝熱管47の表面積が整流板62の分だけ増加することになるので、伝熱管47を流通する冷却水から冷却風への放熱量が増加して、整流板と一体化されたラジエータの冷却性能が向上する。
【００５５】
各整流板62の幅ｄｒ１は、通気抵抗を減少するためには、伝熱管47の幅ｄｔ１よりも小さくほうが好ましい。また、前記実施形態における整流部材61よりも通気抵抗が増加するものの、回転中心線方向Ａ３から見て、各整流板62が、配列方向Ａ１に平行に、配列方向Ａ１でのラジエータコア46のほぼ全幅、すなわち第１幅ｄｃ１のほぼ全体に渡って延びるように設けられてもよい。さらに、複数の整流板62がすべての伝熱管47に対応して設けられるように、整流板62の数は伝熱管47の数に等しくてもよい。複数の伝熱管47は、前記実施形態では配列方向Ａ１に１列に配列されたが、２列以上に配列されてもよい。
【００５６】
冷却装置は、車両以外に使用される内燃機関に備えられてもよく、さらに内燃機関以外の機器に備えられてもよい。また、冷却ファン51は、電動モータにより回転駆動されてもよい。伝熱管47を流通する流体は、冷却水以外の液体、例えば潤滑油であってもよく、さらには気体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態を示し、本発明に係る冷却装置が備えられる水冷式内燃機関が搭載された自動二輪車の要部右側面図である。
【図２】図１の内燃機関のクランク軸の回転中心線および変速機の出力軸の回転中心線を含む平面を主たる断面としたときの断面図であり、ラジエータ、冷却ファンおよび整流手段について配列方向に平行な平面での断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ矢視でのラジエータ、シュラウドおよび整流部材の図である。
【図４】図１のＩＶ部分をラジエータコアの上流側から回転中心線方向で見たときの図である。
【図５】図２のＶ部分の拡大図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…シリンダ、２…シリンダヘッド、３…クランクケース、４…ピストン、６…クランク軸、23…水ジャケット、31…変速機、41…水ポンプ、43…ラジエータ、46…ラジエータコア、47…伝熱管、47ｄ…下流縁、51…冷却ファン、53…羽根、53ｕ…上流縁、60，61…整流部材、62…整流板、62ｕ…上流縁、
Ｅ…内燃機関、Ｔ…伝動装置、Ｌ１，Ｌ３…回転中心線、Ｌ２…シリンダ軸線、Ａ１…配列方向、Ａ２…直交方向、Ａ３…回転中心線方向、Ｓ…回転軌跡、ｄｃ１，ｄｃ２，ｄｆ３，ｄｒ１，ｄｒ３，ｄｒ４，ｄｔ１，ｄｔ３…幅、Ｄ１…外径、Ｄ２…内径。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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