JP2003049708A

JP2003049708A - 小型エンジン

Info

Publication number: JP2003049708A
Application number: JP2001236912A
Authority: JP
Inventors: Hisayuki Sakaguchi; 久幸阪口; Shinji Nishimura; 伸治西村
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2003-02-21

Abstract

(57)【要約】【課題】従来、シリンダボディにスタータも取り付け
る場合、ブラケットを用いると部品点数が多くなり、直
接取り付ける場合支持剛性が不足していた。【解決手段】エンジン１のシリンダボディにスタータ
モータ５７を取り付ける構成において、シリンダボディ
の上下に補強用リブ５９ａ・５９ｂを突設し、該リブの
間にスタータモータを配置した。また、シリンダボディ
にクランク軸３、カム軸１３、バランサ軸８５を支持す
る構成において、シリンダボディの側部壁を平面断面視
で階段状に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
のスタータモータの取付部やバランスウエイトの取付位
置を改良して、エンジンをコンパクトに構成するための
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のディーゼルエンジンのスタータモ
ータはシリンダブロックの側部の空いた空間に直接また
はブラケット等を介して取り付けられ、該スタータモー
タの出力軸よりギヤを介してフライホィールを回動して
クランク軸を回動できるようにしている。また、エンジ
ンを作動させるとクランク軸の回転により動力を取り出
せるが、該クランク軸はピストンの往復運動を回転運動
に変換するために、出力軸の軸心より偏心した位置でコ
ンロッドと連結している。そして、往復運動部分の慣性
力を釣り合わすために、クランク軸にバランサを設けて
いるが、回転方向が一方向だけであるため慣性力を完全
に釣り合わすことができず、クランク軸と平行にバラン
ス軸を設けて、振動の低減を図るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、スタータモー
タはフライホィールを回転駆動するために大きな反力を
受けるためにブラケットも剛性の高いものが使用され、
どうしても大きな構成となり、コンパクト化が難しかっ
た。

【０００４】また、シリンダ径を同一としてストローク
長を変更することで、シリンダ容量を増減して、エンジ
ンの種類を増加してシリーズ化することも行われてい
る。しかし、エンジンの出力を増加すると、それに応じ
てバランサの重量も増加させる必要があるが、同じシリ
ンダボディを用いてバランサの重量を増加させるには限
界があり、増加分のバランサを配置するためのスペース
を設けるにはシリンダボディを大きくする必要があっ
た。

【０００５】そこで、本発明は、同じシリンダボディを
用いながら、シリンダブロックやクランクケースの構造
やバランサの配置位置を工夫することにより仕様の異な
る小型のエンジンを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
課題を解決すべく、次のような手段を採用するものであ
る。まず、請求項１においては、エンジンのシリンダボ
ディにスタータモータを取り付ける構成において、シリ
ンダボディの上下に補強用リブを突設し、該リブの間に
スタータモータを配置したものである。

【０００７】また、請求項２においては、シリンダボデ
ィにクランク軸、カム軸、バランサ軸を支持する構成に
おいて、シリンダボディの側部壁を平面断面視で階段状
に構成したものである。

【０００８】また、請求項３においては、請求項１また
は請求項２記載の小型エンジンにおいて、クランク軸端
に出力フランジを設け、該出力フランジに作業機を取り
付けるのための取付孔を複数設けたものである。

【０００９】また、請求項４においては、請求項３記載
の小型エンジンにおいて、クランク軸に取り付けるコン
ロッドと対向する位置のバランサ軸上と、クランク軸よ
りバランサ軸を駆動するバランサ軸上の歯車の側部と
に、それぞれバランスウエイトを配置したものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態につい
て、添付の図面に従って説明する。図１は本発明に係る
空冷ディーゼルエンジンの正面断面図、図２は図１にお
けるＸ−Ｘ矢視断面図、図３は図１におけるＹ−Ｙ矢視
断面図、図４はエンジンの上部平面図一部断面図、図５
はエンジンの下部平面図一部断面図、図６は弁腕支持部
の側面断面図、図７はシリンダヘッド部の側面断面図で
ある。

【００１１】本発明に係るエンジンの全体構成から説明
する。エンジン１はシリンダボデイの上部をシリンダブ
ロック２、下部をクランクケース５とし、該シリンダブ
ロック２は中央に上下方向にシリンダ２ａを形成してピ
ストン４を収納し、クランクケース５にはクランク軸
３、カム軸１３、潤滑油ポンプ軸８２やバランサ軸８５
等が前後方向に軸支され、前記ピストン４とクランク軸
３の間はコンロッド１７により連結している。シリンダ
ブロック２の上部がシリンダヘッド６により覆われ、該
シリンダヘッド６の上部はボンネット７により覆われ弁
腕室６５を構成し、該ボンネット７の一側（左側）にマ
フラー８が配置され、他側（右側）に燃料タンク９が配
置されている。

【００１２】前記シリンダブロック２下部のクランクケ
ース５内の右側にはガバナ１１が配置され、その上部に
燃料噴射ポンプ１２が配置されている。該燃料噴射ポン
プ１２はクランク軸３上に設けた歯車５０を介してカム
軸１３上に設けたカムギヤ５１に動力が伝えられ、該カ
ム軸１３の前後中央上に設けたポンプ駆動カム１４が前
記燃料噴射ポンプ１２のプランジャを押し引きして燃料
タンク９からの燃料を吸入して、高圧管１９を介して燃
料噴射ノズル３０に所定のタイミングで所定量の燃料を
供給するようにしている。該燃料噴射ポンプ１２の燃料
供給量はコントロールレバーを回動することによってプ
ランジャのストロークを変更して燃料噴射量を調節でき
るようにしている。該コントロールレバーはガバナ１１
と連動連結されており、該ガバナ１１は前記カムギヤ５
１に噛合した潤滑油ポンプ駆動ギヤ５２を介してガバナ
ギヤ５３に動力が伝えられて作動するようにしている。

【００１３】また、前記カム軸１３のポンプ駆動カム１
４の両側には吸気カム２１と排気カム２２が設けられ、
該吸気カム２１と排気カム２２に吸気プッシュロッド２
３と排気プッシュロッド２４の下端がそれぞれ当接され
ている。該吸気プッシュロッド２３と排気プッシュロッ
ド２４を収納する吸気プッシュロッド室６０と排気プッ
シュロッド室６１とを略垂直方向にシリンダブロック２
及びシリンダヘッド６及びボンネット７に形成して、更
に、吸気プッシュロッド室６０と排気プッシュロッド室
６１の間に燃料噴射ポンプ室６２を形成している。該吸
気プッシュロッド２３と排気プッシュロッド２４と燃料
噴射ポンプ１２は略平行に配設されて、鉛直方向に延出
している。

【００１４】そして、図３に示すように、前記シリンダ
ブロック２にガイド支持される吸気プッシュロッド２３
と排気プッシュロッド２４の外両側には、潤滑油連通路
６３・６４が設けられ、エンジン１が傾斜しても弁腕室
６５等に潤滑油が溜まることがなくクランクケース５内
に抜けるようにしている。また、前記シリンダヘッド６
の吸気プッシュロッド室６０と排気プッシュロッド室６
１は図３に示すように、上下中途部に括れ部６６・６７
を構成して鋳造時の型抜きが容易に行えるようにして製
造を簡単にしている。

【００１５】上述のように、吸気プッシュロッド２３と
排気プッシュロッド２４の間に燃料噴射ポンプ１２が並
べて配置され、該吸気プッシュロッド２３と排気プッシ
ュロッド２４と燃料噴射ポンプ１２は略平行に上下方向
に配置することで、コンパクトな配置となり、上方より
組立られ、組立性も向上した構造としている。

【００１６】前記吸気プッシュロッド２３と排気プッシ
ュロッド２４の上端は吸気弁腕２５・排気弁腕２６の一
側下端にそれぞれ当接され、吸気弁腕２５・排気弁腕２
６の他側の下端にそれぞれ吸気弁２７と排気弁２８の上
端が当接されている。該吸気弁腕２５・排気弁腕２６の
中途部がシリンダヘッド６上に固設した支持部材３１・
３１に支持されている。該支持部材３１・３１は燃料噴
射ノズル３０の前後両側方に配置されて、外側から吸気
弁腕２５及び排気弁腕２６をそれぞれ片持ち支持するよ
うにしている。

【００１７】このようにして、前記吸気弁腕２５、排気
弁腕２６、及び、吸気プッシュロッド２３と排気プッシ
ュロッド２４と吸気弁２７と排気弁２８の上部、及び、
燃料噴射ノズル３０の上部、及び、該燃料噴射ノズル３
０に連通される高圧管１９等がシリンダヘッド６上部に
固定されるボンネット７により覆われる構成として、騒
音が漏れ難くなるようにし、配管や突出物をボンネット
７により隠すことで外観を向上している。

【００１８】図２、図３、図７に示すように、前記吸気
弁２７と排気弁２８は前記ピストン４の上方に配置さ
れ、弁頭２７ａ（２８ａ）がシリンダヘッド６下面に形
成したバルブシートに着座させ、シリンダブロック２に
形成したシリンダ２ａとシリンダヘッド６に形成した吸
気ポート６ａ（排気ポート６ｂ）の間に配置している。
該吸気ポート６ａはエアクリーナー２０と連通され、排
気ポート６ｂは排気マニホールド７２を介してマフラー
８と連通されている。弁棒２７ｂ（２８ｂ）はシリンダ
ブロック６を上方に貫通してボンネット７内突出され、
該ボンネット７内においてバネ３２を外嵌して吸気弁２
７（排気弁２８）を上方に摺動するように付勢して吸気
弁２７（排気弁２８）を閉じるようにしている。

【００１９】また、図１、図４、図６に示すように、前
記吸気弁２７と排気弁２８の間でボンネット７により隔
てられてシリンダ２ａの中心上方位置に燃料噴射ノズル
３０の先端（吐出部）が挿入されて、シリンダ２ａ内に
燃料を噴射できるようにしており、該燃料噴射ノズル３
０はシリンダヘッド６に鉛直より前記燃料噴射ポンプ１
２側に傾斜して配置されている。該燃料噴射ノズル３０
はシリンダヘッド６に固定した支持部材３９により支持
固定され、該燃料噴射ポンプ１２と燃料噴射ノズル３０
は前後の中心線上に配設されて、該燃料噴射ノズル３０
の燃料吸入口３０ａはノズルボディの燃料噴射ポンプ１
２側の側面より突出して、燃料噴射ポンプ１２と燃料噴
射ノズル３０の間の距離ができるだけ短くなるように配
設している。

【００２０】つまり、燃料噴射ポンプ１２と燃料噴射ノ
ズル３０ができるだけ接近して配置されることになっ
て、コンパクトな配置とすることがでるとともに、燃料
噴射ポンプ１２と燃料噴射ノズル３０を連通する高圧管
１９を短く構成することができ、燃料の供給経路が短く
なって、噴射遅れ等がなくなり、損失も小さく燃料噴射
ポンプ１２から圧送される燃料圧を高く維持しながら燃
料を燃料噴射ノズル３０から噴射させることができるの
である。

【００２１】また、前記吸気弁２７と排気弁２８や吸気
弁腕２５・排気弁腕２６等を覆うボンネット７は平面視
において凹状に構成され、中央の凹部７ａに燃料噴射ノ
ズル３０を配置し、平面視において、該ボンネット７と
燃料タンク９で囲まれる閉空間内に、正面視において、
ボンネット７とシリンダヘッド６と燃料タンク９で囲ま
れる空間に燃料噴射ポンプ１２と高圧管１９と燃料噴射
ノズル３０配置して、ボンネット７で覆っているのであ
る。

【００２２】そして、図１、図２に示すように、シリン
ダボディ（クランクケース５）の側面にはスタータモー
タ５７が取り付けられており、該スタータモータ５７は
他の部品に比べて比較的重量が重いために、シリンダボ
ディの取付部の剛性をアップしている。つまり、本実施
例ではスタータモータ５７をシリンダボディの左側に取
り付けるために、クランクケース５のマフラー８下方の
側面後部より左側方に取付プレート５８を延設し、該取
付プレート５８の垂直の前面にスタータモータ５７を取
り付けるようにしている。そして更に、剛性をアップす
るために、スタータモータ５７の上方位置と下方位置に
シリンダボディより水平方向側方にリブ５９ａ・５９ｂ
を突出し、該リブ５９ａはピストン４の側方位置で、リ
ブ５９ｂはバランサ軸８５の側方位置で側方に突出され
ている。該リブ５９ａ・５９ｂの側面はシリンダボディ
に、後面は前記取付プレート５８に固設されて、互いに
補強し合う構成としている。該リブ５９ａ・５９ｂは平
面視三角形状に構成されている。

【００２３】このようにして、前記取付プレート５８と
リブ５９ａ・５９ｂはシリンダボディの側面より側方に
突出して配置して、互いに補強しあ合うとともに、シリ
ンダボディと取付プレート５８とリブ５９ａ・５９ｂに
囲まれた空間内にスタータモータ５７を配置することに
よって、外部からの障害物に対して保護されるととも
に、強固に固定されることになるのである。なお、４９
は始動用の電磁コイルであり、また、スタータモータ５
７の出力軸には歯車が固設され、該歯車はフライホィー
ル３５に固設した歯車３５ａと噛合して、スタータモー
タ５７を作動させたときにフライホィール３５を回転さ
せてエンジンを始動できるようにしている。

【００２４】また、シリンダボディの剛性を高くするた
めに、図５に示すように、シリンダボディの側部壁、具
体的にはクランクケース５の左右側面を断面視階段状に
段部５ａ・５ｂを形成している。該左側の段部５ａはバ
ランサ軸８５に形成したバランスウエイト８５ａの側方
のクランクケース５側面に上下方向に形成され、段部５
ｂは段部５ａとは左右反対側のクランクケース５側面に
上下方向に形成されている。但し、段部５ａ・５ｂの形
状は凸状や傾斜状であってもよく、大きさも限定される
ものではない。こうして、リブを構成して断面積を増加
することなく、折り曲げの如く断面積が略同じでありな
がら剛性をアップしている。そして、剛性がアップされ
たことにより振動や騒音も低減できるようにしている。

【００２５】また、クランク軸３の振動を低減するため
に、図１、図５に示すように、クランク軸３と略平行に
バランサ軸８５が設けられており、該バランサ軸８５上
にコンロッド１７と対向した位置、つまり、クランク軸
３とコンロッド１７との接続部に対して１８０度位相が
ズレた位置のバランサ軸８５上にバランスウエイト８５
ａが形成されている。そして、該バランサ軸８５をクラ
ンク軸３と同期して回転させるために、クランク軸３上
に歯車８６を固設し、バランサ軸８５上に固設した歯車
８７と噛合させて、クランク軸３の回動によってバラン
サ軸８５も回動するようにして、振動が打ち消しあうよ
うにしている。

【００２６】そして、同じエンジン１の本体を用いて、
出力を増減させた仕様の異なるエンジンをシリーズ化し
て製造することが従来から行われてきているが、出力を
増加させた場合、バランスウエイトの重量も増加させな
いと振動の原因となったりするのであり、コンパクトに
設計するために同じシリンダボディを使用した場合に
は、単に、バランスウエイト８５ａを大きくすると、他
の部材と干渉して回転駆動できないことになる。そこ
で、前記歯車８７の側面の空いた空間を利用して、該歯
車８７の側面にバランスウエイト８９を取り付ける構成
としている。

【００２７】即ち、図８に示すように、バランスウエイ
ト８９は歯車８７と一体的に構成して、バランサ軸８５
に取り付けている。或いは、バランスウエイト８９と歯
車８７とを別々に構成して、バランサ軸８５に取り付け
るようにしている。また、バランスウエイト８９と歯車
８７とを別々に構成する場合には、図９、図１０に示す
ように、バランスウエイト８９と歯車８７のそれぞれの
合致した位置にボルト孔を開口して、ボルト８８によっ
て両者を連結固定し、バランサ軸８５に取り付けること
もできる。

【００２８】このように構成することによって、出力に
合わせて、バランスウエイト８９の重量を変更すること
によって、振動の少ないエンジンを提供でき、空いた空
間を有効に利用することができるのである。また、バラ
ンスウエイト８９の着脱や変更も容易にできるのであ
る。

【００２９】そして、前記クランク軸３の一端はフライ
ホィール３５やファンや始動用引っ張り紐等を取り付
け、他端に出力軸としてプーリーや出力フランジ９９を
取り付けられるようにしている。該出力フランジ９９は
他の作業機を直接連結して駆動できるようにしており、
メーカー毎や他の国の仕様毎に規定された規格に合わせ
ることができる。つまり、図１１に示すように、出力フ
ランジ９９は円板状に構成して、中心部に嵌合孔９９ａ
を開口して、前記クランク軸３端の出力部に嵌合固定す
る。該出力フランジ９９の外周部には複数の規格に合わ
せた取付孔９９ｂ・９９ｂ・・・９９ｃ・９９ｃ・・・
９９ｄ・９９ｄ・・・が開口されている。本実施例では
３ｃの規格に合わせられるようにしており、該取付孔９
９ｂ・９９ｂ・・・９９ｃ・９９ｃ・・・９９ｄ・９９
ｄ・・・は雌ネジとしておくことによってボルトによっ
て容易に作業機の入力軸の継手と連結することができる
ようにしている。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので次
のような効果を奏する。まず、請求項１の如く、エンジ
ンのシリンダボディにスタータモータを取り付ける構成
において、シリンダボディの上下に補強用リブを突設
し、該リブの間にスタータモータを配置したので、コン
パクトな構成でありながらシリンダボディの剛性がアッ
プして、スタータモータを確実に支持できるとともに、
エンジン自体の振動、騒音を低減できる。また、リブに
よってスタータモータを囲むことによって保護すること
もできる。

【００３１】また、請求項２の如く、シリンダボディに
クランク軸、カム軸、バランサ軸を支持する構成におい
て、シリンダボディの側部壁を平面断面視で階段状に構
成したので、コンパクトでありながら、断面積を増加す
ることができて、シリンダボディの剛性をアップするこ
とができる。この剛性がアップすることにより、振動・
騒音の低減化を図ることができる。

【００３２】また、請求項３の如く、クランク軸端に出
力フランジを設け、該出力フランジに作業機を取り付け
るのための取付孔を複数設けたので、同一のフランジを
用いて、複数の規格に合わせて作業機を装着することが
可能となり、作業機を取り付けるためのアダプタ等が不
要となって作業機の取付が容易に行える。また、クラン
ク軸を短くすることができてコンパクト化が図れる。

【００３３】また、請求項４の如く、クランク軸に取り
付けるコンロッドと対向する位置のバランサ軸上と、ク
ランク軸よりバランサ軸を駆動するバランサ軸上の歯車
の側部とに、それぞれバランスウエイトを配置したの
で、コンパクトに構成したエンジンでありながら、小さ
なスペース内にバランスウエイトを収納でき、出力を増
加した場合等でもバランスウエイトの重量を増加するこ
とができ、仕様変更も容易にできるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空冷ディーゼルエンジンの正面断
面図である。

【図２】図１におけるＸ−Ｘ矢視断面図である。

【図３】図１におけるＹ−Ｙ矢視断面図である。

【図４】エンジンの上部平面図一部断面図である。

【図５】エンジンの下部平面図一部断面図である。

【図６】弁腕支持部の側面断面図である。

【図７】シリンダヘッド部の側面断面図である。

【図８】バランサ軸を示す図である。

【図９】同じく他の実施例を示す図である。

【図１０】バランスウエイトの正面図と側面図である。

【図１１】出力フランジを示す図である。

【符号の説明】

１エンジン２シリンダブロック５クランクケース５ａ・５ｂ段部６シリンダヘッド５７スタータモータ５９ａ・５９ｂリブ８９バランスウエイト９９出力フランジ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｆ 15/26 Ｆ１６Ｆ 15/26 Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンのシリンダボディにスタータモ
ータを取り付ける構成において、シリンダボディの上下
に補強用リブを突設し、該リブの間にスタータモータを
配置したことを特徴とする小型エンジン。
【請求項２】シリンダボディにクランク軸、カム軸、
バランサ軸を支持する構成において、シリンダボディの
側部壁を平面断面視で階段状に構成したことを特徴とす
る請求項１記載の小型エンジン。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の小型エン
ジンにおいて、クランク軸端に出力フランジを設け、該
出力フランジに作業機を取り付けるのための取付孔を複
数設けたことを特徴とする小型エンジン。
【請求項４】請求項３記載の小型エンジンにおいて、
クランク軸に取り付けるコンロッドと対向する位置のバ
ランサ軸上と、クランク軸よりバランサ軸を駆動するバ
ランサ軸上の歯車の側部とに、それぞれバランスウエイ
トを配置したことを特徴とする小型エンジン。