(57)【要約】【課題】自動二輪車に適したエンジンの冷却構造を提供することを課題とする。【解決手段】自動二輪車１０が走行すると、走行風が矢印（１）のように、エアダクト３６に取り込まれる。取り込まれた空気は、エアダクト３６を通って、空洞部７３に入り、この空洞部７３でクランク軸５６周りを強制冷却する（矢印（２））。この後に、エアの出口７４から矢印（３）のように排出する。走行中には、走行風圧を受けて、矢印（１）、（２）、（３）の空気の流れを連続的に得ることができ、クランクケース５９の要部を強制冷却することができる。【効果】クランク室とミッション室とを仕切る隔壁が、空気で強制的に冷却されるため、クランク軸周りを効率よく冷却することができる。クランクケースの表面積を減少させることができるため、クランクケースの小型化を促すことができる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動二輪車のエンジンの冷却構造において、
エンジンのクランク軸を収めるクランク室とトランスミッションを収めるミッション室とを仕切る隔壁に設けられエアの入口及びエアの出口が備えられている空洞部と、
車両前方に開口して走行風を取り込み、この走行風を前記空洞部のエアの入口へ供給するエアダクトと、からなり、
空洞部に前記エアダクトを介して走行風を取り込み、クランクケースを冷却することができるようにしたことを特徴とする自動二輪車のエンジンの冷却構造。
【請求項２】
前記エンジンは、水冷式エンジンであることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車のエンジンの冷却構造。
【請求項３】
前記車両には、下部にアンダーカウルを備え、このアンダーカウルの内側に前記エアダクトを収納すると共にエアダクトの前端部をアンダーカウルに取り付けたことを特徴とする請求項１記載の自動二輪車のエンジンの冷却構造。
【請求項４】
前記空洞部に設けられるエアの入口より、エアの出口が高位置に設けられていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の自動二輪車のエンジンの冷却構造。
【請求項５】
前記エアダクトの前端部から前記エアの出口まで、空気が上向きに流れるように、前記エアダクト及び前記空洞部が構成されていることを特徴とする請求項４記載の自動二輪車のエンジンの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動二輪車のエンジンの冷却構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関などの燃焼式エンジンは、燃料を燃焼、爆発させて動力を得るため、エンジン自体が高温になる。よって、エンジンを適度に冷却する必要がある。
従来、４サイクルエンジンのシリンダブロックを冷却水で冷却する冷却構造が提案され（例えば、特許文献１参照。）、また、２サイクルエンジンのシリンダブロックを水又は油で冷却する冷却構造が提案されてきた（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平３−２１００１９号公報（第５図、第２図）
【特許文献２】特開平３−１３４２１７号公報（第１図、第３図）
【０００３】
特許文献１には、その第２図によれば、４サイクルエンジンに係る発明が示されている。
そして、特許文献１の第５図において、シリンダ２０、２０に各々ウオータジャケット２１、２１が設けられている。そして、これら２つのウオータジャケット２１、２１（上記公報のまま）の下端同士が交わる部分に冷却水通路２２が設けられている。この構造により、従来各冷却水通路毎に複数必要とされていたジョイントやホースをそれぞれ単一にすることができ、部品点数の削減並びに軽量化が可能になる。
【０００４】
特許文献１の第２図から明らかなように、クランクケース１４は水冷されていない。すなわち、クランクケース１４及びオイルパン１７は、外表面からの大気による自然冷却により、冷却される。自然冷却のためには、クランクケース１４及びオイルパン１７は、表面積を大きくする必要がある。表面積を増大すると必然的にエンジンが大型になる。
【０００５】
しかし、自動二輪車では、用途によってエンジンの軽量化が求められる。軽量化に伴って、クランクケースの表面積が減少するため、冷却対策を講じる必要がある。
【０００６】
また、特許文献２は、同公報の図面の簡単な説明に「第１図ないし第５図は本発明の一実施例による水冷式２サイクルＶ型エンジンの冷却装置を説明するための図である」と記載されているとおりに、２サイクルエンジンに関する。
【０００７】
そして、特許文献２の第１図に示されるように、冷却水ポンプ５５で加圧した冷却水がクランクケースの外側に配置された冷却水ホース６５で、ポンプから遠い方の気筒１２ａに供給される。ポンプに近い方の気筒１３ａへは、第１図のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である第３図に示されるように、冷却水通路６４ａ、６４ｂを介して冷却水が供給される。
【０００８】
すなわち、冷却水ポンプ５５がクランクケース１１に取り付けられているため、冷却水通路の一部６４ａ、６４ｂ、６４ｃが、クランクケース１１に設けられている。
クランクケース１１に取り付けた冷却水ポンプ５５で、気筒１３ａ、１３ｂを冷却することが、特許文献２の特徴である。
【０００９】
ところで、２サイクルエンジンは、クランク室内で空気と燃料を混合して、シリンダ内で圧縮、点火という行程を持っているため、クランク室内の温度はできるだけ低くする必要がある。温度が高いと圧縮時の充填効率が下がり、エンジンの出力が低下するからである。
また、熱に関してはクランク室だけでなく、クランク室に隣接するミッション室からクランク室へ伝わる熱も問題となる。
【００１０】
特許文献２では、クランクケース１１に冷却水通路の一部６４ａ、６４ｂ、６４ｃが設けられているが、これらの通路６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、文字通り、冷却水を通過させるための通路であって、クランクケース１１を冷却する作用は極めて小さい。そして、これらの通路６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、ミッション室からクランク室へ伝わる熱を、遮断する作用は有していない。この結果、特許文献２の２サイクルエンジンでは、クランク室の温度が上昇し、そのために、圧縮時の充填効率が下がり、エンジンの出力が低下するという、欠点がある。
【００１１】
したがって、２サイクルエンジンにおいて、クランク室の温度を下げることができる冷却構造が求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、自動二輪車に適したエンジンの冷却構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、自動二輪車のエンジンの冷却構造において、
エンジンのクランク軸を収めるクランク室とトランスミッションを収めるミッション室とを仕切る隔壁に設けられエアの入口及びエアの出口が備えられている空洞部と、
車両前方に開口して走行風を取り込み、この走行風を前記空洞部のエアの入口へ供給するエアダクトと、からなり、
空洞部に前記エアダクトを介して走行風を取り込み、クランクケースを冷却することができるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明では、エンジンは、水冷式エンジンであることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明では、車両には、下部にアンダーカウルを備え、このアンダーカウルの内側にエアダクトを収納すると共にエアダクトの前端部をアンダーカウルに取り付けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る発明は、空洞部に設けられるエアの入口より、エアの出口が高位置に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明は、エアダクトの前端部から前記エアの出口まで、空気が上向きに流れるように、エアダクト及び空洞部が構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明は、エンジンのクランク軸を収めるクランク室とトランスミッションを収めるミッション室とを仕切る隔壁に設けられエアの入口及びエアの出口が備えられている空洞部に、エアダクトを介して走行風を取り込み、クランクケースを冷却することができるようにした。
【００１９】
クランク室とミッション室とを仕切る隔壁が、空気で強制的に冷却されるため、クランク軸周りを効率よく冷却することができる。クランクケースの表面積を減少させることができるため、クランクケースの小型化を促すことができる。
【００２０】
仮に、水冷式エンジンにおいて、冷却性能を上げるために、クランクケースをも水冷化すると、シリンダブロックの冷却水流路に加えてクランクケースにも冷却水流路が加わり、冷却水の流路の総長さが増加し、ウオータポンプの消費エネルギーが増加したり、部品点数の増加、重量の増加を招き、更には燃料消費の悪化をも招く。
【００２１】
さらに空冷式エンジンにおいても、仮に、冷却性能を上げるためにクランクケースをも水冷化すると、ウオータポンプを設ける必要があり、このウオータポンプがエンジンの出力の一部を消費することになる。よって、水冷式エンジンと同様にクランクケースを水冷化すると、部品点数の増加、重量の増加を招き、更には燃料消費の悪化をも招くという問題が発生する。
【００２２】
これに対して本発明では、走行風を利用し、エアダクトと、クランク室とミッション室との間の隔壁に空洞部とを設けるだけで、上記問題点も無く、効果的にクランク室を冷却でき、混合気の充填効率を向上させることができ、更にはエンジン出力の向上にも寄与するという複合的な効果を得ることができる。
【００２３】
また水冷式エンジンにおいて、仮にクランクケースをも水冷化すると、冷却水はクランク室周りでなく、その他の高温部分でもあるエンジンも一緒に冷やす為、結果としてエンジンそのものより低温にはなっても、冷却水とすればおしなべて高温（例えば８０℃程度）となり、クランク室周りの冷却としては効果的ではなくなってしまう。
【００２４】
この点、走行風を専用に使える本発明では、走行時の空気の温度は大気温度に路面温度を加味しても冷却水に対してはかなり低いもの（４０℃程度）であり、本発明の方が、水冷化するよりも低温の空気を冷却に供することができ、総合的にみても格別の効果を得ることができる。
【００２５】
さらには、２サイクルエンジンに、本発明を適用すると、ミッション室からクランク室への伝熱を効果的に遮断することができるとともに、強制冷却によりクランク室自体の温度も下げることができる。クランク室の温度を下げることができるため、圧縮時の充填効率を高めることができ、エンジンの出力を向上させることができる。
【００２６】
請求項２に係る発明では、エンジンは、水冷式エンジンである。停車時には走行風が期待できないが、水冷エンジンであれば水冷却が期待できる。すなわち、走行中は、シリンダブロックなどを水で冷却し、クランクケースは走行風で冷却する。停車時は、水で全体的に冷却する。したがって、水冷式エンジンの利点を十分に発揮させることができる。
【００２７】
請求項３に係る発明では、アンダーカウルの内側にエアダクトを収納したので、エアダクトが外から見える心配が無く、車両の外観性を良好にすることができる。また、エアダクトの前端部をアンダーカウルに取り付けたので、エアダクトの取り付けが容易になり、取付部品や専用の固定部品の簡略化が図れる。
【００２８】
請求項４に係る発明は、空洞部に設けられるエアの入口より、エアの出口が高位置に設けられている。走行風は空洞部でクランクケースから熱を奪うため自身は温度が上がる。温度が上がると密度が小さくなり上昇する。エアの入口が低位置で、エアの出口が高位置であれば、冷却に供する空気の流れが円滑になる。
【００２９】
請求項５に係る発明は、エアダクトの前端部からエアの出口まで、空気が上向きに流れるように、エアダクト及び空洞部が構成されている。熱を奪って軽くなった空気が、上向きの通路に沿って盛んに流れる。流れが盛んであるため、走行風の量が多くなる。走行風の量が多くなれば、クランクケースを効率よく冷却することができる。又は、流れが円滑であるため、流路の断面積を減少させることができる。この結果、クランクケースやエアダクトの小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明を実施するための最良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り、自動二輪車１０は、車体フレーム１１の前部にヘッドパイプ１２を介してフロントフォーク１３を操舵自在に備え、このフロントフォーク１３の上端にステアリングハンドル１４を備え、フロントフォーク１３の下部に前輪１５を回転自在に備えると共にフロントフェンダ１６及びブレーキキャリパー１７を備えている。
【００３１】
また、車体フレーム１１の上に燃料タンク１８を備え、車体フレーム１１にエンジン２０を懸架し、このエンジン２０から２本の排気管２１、２２を後方へ延ばし、これらの排気管２１、２２の後端に消音器２３を備えている。
【００３２】
さらに、車体フレーム１１の後端から下げたピボットプレート２４にリヤスイングアーム２５を上下動可能に備え、このリヤスイングアーム２５の後端に後輪２６を備え、この後輪２６をエンジン２０側のドライブスプロケット２７で駆動するようにし、リヤスイングアーム２５を車体フレーム１１にリヤクッション２８で連結して後輪２６の上下動作を制御にするようにした。２９はリヤフェンダ、３１はラジエータ、３２はシートである。
【００３３】
車両の前部を、フロントカウル３３でカバーし、このフロントカウル３３の下端からアンダーカウル３４を延ばす。そして、このアンダーカウル３４でエンジン２０の下方を、カバーする。３５はフロントカウル３３とアンダーカウル３４との分割線である。
【００３４】
そして、アンダーカウル３４に、影を付したエアダクト３６を収納し、このエアダクト３６の前端部３７はアンダーカウル３４まで延ばし、エアダクト３６の後端部３８はエンジン２０まで延ばされている。
【００３５】
図２は図１に示したエンジンの基本構造図であり、エンジン２０は、水冷Ｖ型２気筒２サイクルエンジンを例に説明する。すなわち、エンジン２０は、ウオータジャケット４１及び排気口４２を備える第１シリンダケース４３と、この第１シリンダケース４３に被せる第１ヘッドカバー４４と、この第１ヘッドカバー４４に設けた第１点火プラグ４５と、ウオータジャケット４６及び排気口４７を備える第２シリンダケース４８と、この第２シリンダケース４８に被せる第２ヘッドカバー４９と、この第２ヘッドカバー４９に設けた第２点火プラグ５１と、第１シリンダケース４３に収納した第１ピストン５２及び第２シリンダケース４８に収納した第２ピストン５３と、第１ピストン５２及び第２ピストン５３にコンロッド５４、５５を介して繋がるクランク軸５６と、このクランク軸５６の中心を通る分割線５７で分割されているクランクケース上半体５８及びクランクケース下半体６０からなる。
【００３６】
すなわち、クランクケース上半体５８とクランクケース下半体６０で、クランクケース５９が構成される。
【００３７】
クランク上半体５８には、吸気口６１が設けられている。また、クランクケース下半体６０には、クランク軸ギヤ６２の動力を変速してドライブスプロケット２７へ伝達するトランスミッション６３が収納されている。すなわち、クランクケース下半体６０は、クランク軸５６の半分を囲うケースの役割と、トランスミッション６３を収納するミッションケースの役割とを兼ね備えている。
【００３８】
クランクケース下半体６０の後部から、後部エンジンハンガーとしての上ステー６４及び下ステー６５が突出形成され、上ステー６４は車体フレーム１１（図１）にボルトで連結され、下ステー６５はピボットプレート２４（図１）にボルトで連結される。なお、６６はドライブチェーンである。
【００３９】
クランクケース下半体６０の詳細を、次図で説明する。
図３はクランクケース下半体の斜視図であり、クランクケース下半体６０には、左ケースカバー６７が取り付けられている。また、エアダクト３６の詳細は後述するが、クランクケース下半体６０の底には、エアダクト３６の後端を固定するための固定座６８と、エアダクト３６の後端部を差し込むことができる一対のエアの入口７１、７１とが設けられている。
【００４０】
図４は図３の４矢視図であって、クランクケース下半体６０の平面図である。クランクケース下半体６０には、クランク軸５６（図２）の半分を収納するクランク軸収納用凹部７２が形成されている。そして、このクランク軸収納用凹部７２に、ほぼ重なるように、空洞部７３（影を施した部分）がクランクケース下半体６０の内部に形成されている。そして、空洞部７３の入口（エアの入口）７１、７１が固定座６８を挟む位置に設けられ、空洞部７３の出口（エアの出口）７４、７４、７４、７４がクランク軸収納用凹部７２の後縁（上ステー６４側が後方になる。）に開けられている。
【００４１】
影を施した空洞部７３は、リブ７５、７６、７７を除外した大きな空間であり、その断面形状は次図で示されるとおりである。
【００４２】
図５は図４の５−５線断面図であり、クランクケース下半体６０には、クランク室７６とミッション室７７とを仕切る隔壁７８が存在する。本発明は、この隔壁７８に空洞部７３を設けたことを特徴とする。
具体的には、半円断面形状のクランク軸収納用凹部７２を囲うように空洞部７３が形成され、エアの入口７１がクランク軸収納用凹部７２の真下で下方へ開口し、エアの出口７４がクランク軸収納用凹部７２の後縁で上方へ開口している。空洞部７３は鋳造時に鋳造中子を用いて容易に形成することができる。
【００４３】
次に、エアダクト３６の詳細を説明する。
図６はエアダクトの斜視図であり、エアダクト３６は、前端部３７が前方へ開口していて、後方へ緩く上昇している長手筒部８１と、この長手筒部８１の後端から車体中心まで延びているクロス筒部８２と、このクロス筒部８２の後端から上へ延びている立上がり筒部８３と、この立上がり筒部８３の後端（上端）から２つに別れた出口筒部８４、８４と、これらの出口筒部８４、８４間に渡したステー部８５と、このステー部８５に開けたボルト穴８６とからなる。エアダクト３６は樹脂成形品、好ましくはブロー成形品であることが望ましい。
【００４４】
一方、アンダーカウル３４には、前方へ開口した開口部８７及びこの開口部８７から後方へ延ばされている角筒部８８が、一体形成されている。
この角筒部８８に、エアダクト３６の前端部３７を挿入し、嵌合することで、エアダクト３６の前端部３７を固定することができる。エアダクト３６の後端部３８の固定は次図で説明する。
【００４５】
図７はエアダクトの後端部の固定を説明する図であり、クランクケース下半体６０側の固定座６８に、Ｌ字金具９０の一方のフランジ９１をボルト９２で固定する。次に、Ｌ字金具９０の他方のフランジ９３にエアダクト３６のステー部８５を当て、ナット９４及びボルト９５で固定する。
【００４６】
ナット９４はインサート成形法により、ステー部８５に一体化されていることが望ましい。ナット９４の紛失を回避することができると共に、ボルト締め付け時にナット９４を手や工具で抑えて空転を防止する必要がないため、エアダクト３６の固定作業が容易になる。
【００４７】
これで、エアダクト３６の後端部が固定された。この固定状態において、図５に想像線で示すように、エアダクト３６の出口筒部８４が、クランクケース下半体６０側のエアの入口７１に差し込まれている。
【００４８】
以上に述べたエアダクト及びエンジンに設けた空洞部の作用を次に述べる。
図８は自動二輪車のエンジンの冷却構造を説明する図であり、自動二輪車１０が走行すると、走行風が矢印（１）のように、エアダクト３６に取り込まれる。取り込まれた空気は、エアダクト３６を通って、空洞部７３に入り、この空洞部７３でクランク軸５６周りを強制冷却する（矢印（２））。この後に、エアの出口７４から矢印（３）のように排出する。
【００４９】
走行中には、走行風圧を受けて、矢印（１）、（２）、（３）の空気の流れを連続的に得ることができ、クランクケース５９の要部を強制冷却することができる。
すなわち、クランク室とミッション室とを仕切る隔壁が、空気で強制的に冷却されるため、クランク軸周りを効率よく冷却することができる。クランクケース５９の表面積を減少させることができるため、クランクケース５９の小型化を促すことができる。
【００５０】
エンジン２０は、水冷式エンジンと空冷式エンジンとの何れであってもよいが、水冷式エンジンが望ましい。停車時には走行風が期待できないが、水冷エンジンであれば水冷却が期待できる。すなわち、走行中は、シリンダブロックなどを水で冷却し、クランクケース５９は走行風で冷却する。停車時は、水で全体的に冷却する。したがって、水冷式エンジンの利点を十分に発揮させることができる。
【００５１】
また、図から明らかなように、アンダーカウル３４の内側にエアダクト３６を収納したので、エアダクト３６が外から見える心配が無く、車両の外観性を良好にすることができる。エアダクト３６の前端部をアンダーカウル３４に取り付けたので、エアダクト３６の取り付けが容易になり、取付部品や専用の固定部品の簡略化が図れる。
【００５２】
また、空洞部７３に設けられるエアの入口７１より、エアの出口７４が高位置に設けられている。空気は空洞部７３でクランクケース５９から熱を奪うため自身は温度が上がる。温度が上がると密度が小さくなり上昇する。エアの入口７１が低位置で、エアの出口７４が高位置であれば、冷却に供する空気の流れが円滑になる。
【００５３】
さらには、エアダクト３６の前端部からエアの出口７４まで、空気が上向きに流れるように、エアダクト３６及び空洞部７３が構成されている。熱を奪って軽くなった空気が、上向きの通路に沿って盛んに流れる。流れが盛んであるため、走行風の量が多くなる。走行風の量が多くなれば、クランクケース５９を効率よく冷却することができる。又は、流れが円滑であるため、流路の断面積を減少させることができる。この結果、クランクケース５９やエアダクト３６の小型化が可能となる。
【００５４】
尚、２サイクルエンジンに、本発明を適用すると、ミッション室からクランク室への伝熱を効果的に遮断することができるとともに、強制冷却によりクランク室自体の温度も下げることができる。クランク室の温度を下げることができるため、圧縮時の充填効率を高めることができ、エンジンの出力を向上させることができる。
【００５５】
なお、クランクケースの小型化などが達成できるため、本発明を４サイクルエンジンに適用することは差し支えない。
また、エンジンは、Ｖ型エンジンで説明したが、単気筒エンジン、直列多気筒エンジン、水平対向多気筒エンジンであってもよい。
【００５６】
また、アンダーカウルに形成された角筒部８８は、実施例ではアンダーカウルと一体にしたが、アンダーカウルと別体に構成して、締結手段でアンダーカウルに固定するようにしても良い。
【００５７】
さらには、空洞部７３のエアの出口７４は、実施例では４個としたが、この個数は変更可能であって、冷却性能に応じて適宜決定すればよいことは言うまでもない。
空洞部７３のエアの入口７１は、実施例では２個としたが、この個数は変更可能である。個数は１個でも可能であるが、ごみなどで閉塞することを考慮すると、複数個の方が清掃頻度を下げることができる。複数個を車幅方向に分散して配置すると、空洞部７３に均等にエアを流すことができる。エアの出口７４も複数個を車幅方向に分散して配置すると、空洞部７３に均等にエアを流すことができ、好ましい。
【００５８】
また、空洞部は、実施例ではクランクケース下半体にだけ設けたが、クランクケース上半体にも空洞部を設け、空洞部同士を連通してクランクケースを全体的に冷却するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、自動二輪車に搭載するエンジンにおけるクランクケースの冷却に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る自動二輪車の側面図である。
【図２】図１に示したエンジンの基本構造図である。
【図３】クランクケース下半体の斜視図である。
【図４】図３の４矢視図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】エアダクトの斜視図である。
【図７】エアダクトの後端部の固定を説明する図である。
【図８】自動二輪車のエンジンの冷却構造を説明する図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…自動二輪車、２０…エンジン、３４…アンダーカウル、３６…エアダクト、３７…エアダクトの前端部、３８…エアダクトの後端部、４１、４６…ウオータジャケット、５６…クランク軸、５９…クランクケース、６０…クランクケース下半体、７１…エアの入口、７３…空洞部、７４…エアの出口、７６…クランク室、７７…ミッション室、７８…隔壁、（１）〜（３）…空気の流れ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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