JP2016186279A

JP2016186279A - 水冷エンジン

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Publication number: JP2016186279A
Application number: JP2015067034A
Authority: JP
Inventors: 長井　健太郎; Kentaro Nagai; 健太郎長井; 小山　秀行; Hideyuki Koyama; 秀行小山; 後藤　英之; Hideyuki Goto; 英之後藤; 隆寛山▲崎▼; Takahiro Yamazaki; 寛鍬崎; Hiroshi Kuwasaki
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-10-27

Abstract

【課題】ピストンスラップ音や燃焼音がシリンダブロックの外に放出される量を低減することができる水冷エンジンを提供する。【解決手段】シリンダブロック３とスペーサ４を備え、シリンダブロック３は、シリンダバレル１ａ・１ｂとウォータジャケット２を内蔵し、ウォータジャケット２は、シリンダバレル１ａ・１ｂの周囲に形成され、スペーサ４は、ウォータジャケット２内に収容され、シリンダバレル１ａ・１ｂを周囲から取り囲んでいる、水冷エンジンにおいて、振動吸収板１１を備え、振動吸収板１１は、ウォータジャケット２内に収容され、スペーサ４を周囲から取り囲んでいる。【選択図】図１

Description

本発明は、水冷エンジン、詳しくは、シリンダブロックの外に放出されるピストンスラップ音や燃焼音等の騒音を小さくすることができる水冷エンジンに関する。

従来、水冷エンジンとして、次のものがある(例えば、特許文献１参照)。
シリンダブロックとスペーサを備え、シリンダブロックは、シリンダバレルとウォータジャケットを内蔵し、ウォータジャケットは、シリンダバレルの周囲に形成され、スペーサは、ウォータジャケット内に収容され、シリンダバレルを周囲から取り囲んでいる水冷エンジン。

この種の水冷エンジンによれば、スペーサでウォータジャケット内のエンジン冷却水の流れを制限して、シリンダバレルの過冷却を抑制することができる利点がある。

しかし、特許文献１のものは、スペーサから外側に漏れるピストンスラップ音や燃焼音等の騒音を減衰させる手段を備えていないため、問題がある。

特開２０１２−３６７４１号公報(図４参照)

《問題点》シリンダブロックの外に放出されるピストンスラップ音や燃焼音等の騒音が大きい。
特許文献１のものでは、スペーサから外側に漏れるピストンスラップ音や燃焼音等の騒音を減衰させる手段を備えていないため、シリンダブロックの外に放出される騒音が大きい。

本発明の課題は、シリンダブロックの外に放出されるピストンスラップ音や燃焼音等の騒音を小さくすることができる水冷エンジンを提供することにある。

本発明の発明者らは、研究の結果、振動吸収板をウォータジャケット内に収容し、振動吸収板でスペーサを周囲から取り囲んだ場合には、ピストンスラップ音や燃焼等の騒音が振動吸収板で減衰され、シリンダブロックの外に放出される騒音を小さくすることができることを発見し、この発明に至った。

請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１〜図３に例示するように、シリンダブロック(３)とスペーサ(４)を備え、シリンダブロック(３)は、シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)とウォータジャケット(２)を内蔵し、ウォータジャケット(２)は、シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)の周囲に形成され、スペーサ(４)は、ウォータジャケット(２)内に収容され、シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)を周囲から取り囲んでいる、水冷エンジンにおいて、
図１，図３に例示するように、振動吸収板(１１)を備え、振動吸収板(１１)は、ウォータジャケット(２)内に収容され、スペーサ(４)を周囲から取り囲んでいる、ことを特徴とする水冷エンジン。

(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》シリンダブロックの外に放出されるピストンスラップ音や燃焼音等の騒音を小さくすることができる。
図１，図３に例示するように、振動吸収板(１１)を備え、振動吸収板(１１)は、ウォータジャケット(２)内に収容され、スペーサ(４)を周囲から取り囲んでいるので、スペーサ(４)から外側に漏れるピストンスラップ音や燃焼音等の騒音の振動エネルギーは振動吸収板(１１)に吸収され、熱として発散され、騒音は減衰する。このため、シリンダブロック(３)の外に放出されるピストンスラップ音や燃焼音等の騒音を小さくすることができる。

(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》スペーサへの振動吸収板の組み付けを容易に行うことができる。
図１に例示するように、振動吸収板(１１)は、シリンダバレル中心軸線(１ｃ)(１ｄ)と平行な向きに見て、円弧状に湾曲され、スペーサ(４)に嵌合され、スペーサ(４)に摩擦固定されているので、スペーサ(４)への振動吸収板(１１)の組み付けを容易に行うことができる。

(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》エンジンの冷却性能は確保される。
図１，図３に例示するように、スペーサ(４)と振動吸収板(１１)の間に隙間(１２)を備え、ウォータジャケット(２)のエンジン冷却水(１８)が隙間(１２)を通過するように構成されているので、振動吸収板(１１)によるエンジン冷却水(１８)の停滞がなく、エンジンの冷却性能は確保される。

(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》シリンダブロックの外に放出されるピストンスラップ音や燃焼音等の騒音を小さくすることができる。
図１に例示するように、プッシュロッド室(１４ａ)(１４ｂ)は、各シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)の左右一側に配置され、燃焼噴射ポンプ室(１５)は、複数のシリンダバレル(１ａ)(１ｂ)のうち、一部のシリンダバレル(１ａ)の左右他側に配置され、振動吸収板(１１)は残りのシリンダバレル(１ｂ)の左右他側に配置されているので、一部のシリンダバレル(１ａ)で発生したピストンスラップ音や燃焼音等の騒音は、スペーサ(４)から左右に漏れても、プッシュロッド室(１４ａ)と燃焼噴射ポンプ室(１５)内で反射され、減衰される。また、残りのシリンダバレル(１ａ)で発生したピストンスラップ音や燃焼騒等の騒音は、スペーサ(４)から左右に漏れても、左右一方ではプッシュロッド室(１４ａ)内で反射され、減衰され、左右他方では、これら騒音の振動エネルギーが振動吸収板に吸収され、熱として発散され、減衰される。このため、シリンダブロック(３)の外に放出されるピストンスラップ音や燃焼音等の騒音を小さくすることができる。

本発明の実施形態に係る水冷エンジンで用いるスペーサを収容したシリンダブロックの平面図である。図１のII−II線断面図である。図１のIII−III線断面図である。図１のエンジンで用いるスペーサを説明する図で、図４(Ａ)は平面図、図４(Ｂ)は図４(Ａ)のＢ方向矢視図、図４(Ｃ)は図４(Ａ)のＣ方向矢視図である。図１のエンジンで用いる振動吸収板の斜視図である。

図１〜図５は本発明の実施形態に係るエンジンを説明する図であり、この実施形態では、水冷立形直列２気筒ディーゼルエンジンについて説明する。

このエンジンの概要は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダブロック(３)とスペーサ(４)を備え、シリンダブロック(３)は、シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)とウォータジャケット(２)とを内蔵し、ウォータジャケット(２)は、シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)の周囲に形成され、スペーサ(４)は、ウォータジャケット(２)内に収容され、シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)を周囲から取り囲んでいる。

シリンダブロック(３)は、アルミダイカスト製で、図２に示すように、シリンダバレル(１)(１)の内周面には鉄製のシリンダライナ(１ａ)が鋳包まれている。ウォータジャケット(２)は上方が全面開口されたオープンデッキとされている。
図１，図３に示すように、シリンダボア間の上部には冷却水導入隙間(３ａ)が設けられている。
シリンダブロック(３)の上部にはシリンダヘッド(図示せず)が組みつけられている。シリンダヘッドにもウォータジャケット(図示せず)が内蔵されている。
シリンダヘッドもアルミダイカスト製である。

図１に示すように、クランク軸中心軸線(１３)の軸長方向を前後方向、シリンダバレル中心軸線(１ｃ)(１ｄ)と平行な向きに見て、前後方向と直交するシリンダブロック(３)の幅方向を左右方向として、シリンダバレル(１)(１)の左右で、シリンダバレル(１)(１)とスペーサ(４)との間に挟圧材(５)(５)が挟圧されている。
このため、スペーサ(４)が挟圧材(５)(５)を介してシリンダバレル(１)(１)に強固に固定される。
なお、前後方向の一方を前、他方を後、左右方向の一方を左、他方を右とする。

シリンダブロック(３)の前部には水ポンプ(図示せず)が組み付けられ、水ポンプから圧送されるエンジン冷却水(１８)は、図１に示すように、シリンダブロック(３)の前部のエンジン冷却水入口(１９)から後向きに導入され、ブロック側ウォータジャケット(２)の後部に向けて流れる。シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)の熱で加熱されたエンジン冷却水(１８)は、浮上して、シリンダヘッドのウォータジャケットに流入し、その前部に向けて流れ、シリンダヘッドの前部に設けられたサーモスタットケース(図示せず)からラジエータ(図示せず)に流出する。

図１，図３に示すように、振動吸収板(１１)を備え、振動吸収板(１１)は、ウォータジャケット(２)内に収容され、スペーサ(４)を周囲から取り囲んでいる。
このため、スペーサ(４)から外側に漏れるピストンスラップ音や燃焼騒音の振動エネルギーは振動吸収板(１１)に吸収され、熱として発散され、音量が低下し、ピストンスラップ音や燃焼音がシリンダブロック(３)の外に放出される量を低減することができる。

振動吸収板(１１)は金属板の間にゴムを挟んだものである。ゴムに代えて、男性樹脂を挟んだものでもよい。振動吸収板(１１)には、一対の鋼板の間にゴムを挟んだ制振鋼板が用いられている。

図１に示すように、振動吸収板(１１)は、シリンダバレル中心軸線(１ｃ)(１ｄ)と平行な向きに見て、円弧状に湾曲され、スペーサ(４)に嵌合され、スペーサ(４)に摩擦固定されている。
このため、スペーサ(４)への振動吸収板(１１)の組み付けを容易に行うことができる。

図１に示すように、振動吸収板(１１)は、スペーサ(４)に押圧して、振動吸収板(１１)を前後方向に開きながら嵌合させ、図３に示すように、振動吸収板(１１)の弾性復元力により、振動吸収板(１１)の上縁部(１１ａ)と下縁部(１１ｂ)でスペーサ(４)を挟み付けて、スペーサ(４)に摩擦固定する。

図１，図３に示すように、スペーサ(４)と振動吸収板(１１)の間に隙間(１２)を備え、ウォータジャケット(２)のエンジン冷却水が隙間(１２)を通過するように構成されている。
このため、振動吸収板(１１)によるエンジン冷却水の停滞がなく、エンジンの冷却性能は確保される。

図３に示すように、振動吸収板(１１)は、スペーサ(４)の周方向に沿う向きに見て、円弧状に湾曲され、スペーサ(４)と振動吸収板(１１)の間に隙間(１２)が形成される。図１に示すように、隙間(１２)の左右方向一側の入口開口端(１２ａ)は左右方向他側の出口開口端(１２ｂ)よりも前寄りに配置し、エンジン冷却水(１８)が入口開口端(１２ａ)から隙間(１２)に流入し、出口開口端(１２ｂ)から流出するように構成されている。

図１に示すように、シリンダブロック(３)のシリンダバレル(１ａ)(１ｂ)は、複数で、直列に配置されている。
シリンダブロック(３)は、プッシュロッド室(１４ａ)(１４ｂ)と燃料噴射ポンプ室(１５)を備え、プッシュロッド室(１４ａ)(１４ｂ)は、吸気弁と排気弁の動弁用のプッシュロッド(１６ａ)(１６ｂ)を収容し、燃焼噴射ポンプ室(１５)は、燃料噴射ポンプ(１７)を収容している。
プッシュロッド室(１４ａ)(１４ｂ)は、各シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)の左右一側に配置され、燃焼噴射ポンプ室(１５)は、複数のシリンダバレル(１ａ)(１ｂ)のうち、一部のシリンダバレル(１ａ)の左右他側に配置され、振動吸収板(１１)は残りのシリンダバレル(１ｂ)の左右他側に配置されている。
このため、一部のシリンダバレル(１ａ)のピストンスラップ音や燃焼騒音は、スペーサ(４)から左右に漏れても、プッシュロッド室(１４ａ)と燃焼噴射ポンプ室(１５)内で反射し、音量が低減されて、シリンダブロック(３)の外側に放出され、残りのシリンダバレル(１ａ)のピストンスラップ音や燃焼騒音は、スペーサ(４)から左右に漏れても、左右一方ではプッシュロッド室(１４ａ)内で反射し、音量が低減し、左右他方では、これら音の振動エネルギーが振動吸収板(１１)に吸収され、熱として発散され、音量が低減する。このため、ピストンスラップ音や燃焼音がシリンダブロック(３)の外に放出される量を低減することができる。

プッシュロッド室(１４ａ)(１４ｂ)等の具体的配置は、次の通りである。
図１に示すように、プッシュロッド室(１４ａ)(１４ｂ)は、各シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)の左側に配置され、燃焼噴射ポンプ室(１５)は、２本のシリンダバレル(１ａ)(１ｂ)のうち、前側のシリンダバレル(１ａ)の右側に配置され、振動吸収板(１１)は後側のシリンダバレル(１ｂ)の右側に配置されている。

図２，図３に示すように、挟圧材(５)の下端部(５ａ)は、上死点位置にあるピストン(６)の左右のスカート部(７)の下端部(７ａ)よりも高い位置に配置されている。このため、ピストンスラップ音の放出を低減することができる。
その理由は、次のようなものと推定される。すなわち、ピストン(６)の首振りにより、左右のスカート部(７)の下端部(７ａ)付近で生じたピストンスラップ音は、挟圧材(５)による遮音で、シリンダヘッド側に抜けにくく、ピストンスラップ音の放出が低減される。

図２，図３に示すように、挟圧材(５)の下端部(５ａ)は、上死点位置にあるピストン(６)の左右のスカート部(７)にあるピストン最大径部分(７ｂ)よりも高い位置に配置されている。このため、ピストンスラップ音の放出を低減する機能が高い。
その理由は、次のように推定される。すなわち、ピストン(６)の首振りにより、ピストン最大径部分(７ｂ)付近で発生した大きなスラップ音が、挟圧材(５)による遮音で、シリンダヘッド側に抜けにくく、ピストンスラップ音の放出を低減する機能が高い。

図１，図３に示すように、挟圧材(５)の前端部(５ｂ)は、この挟圧材(５)を挟圧するシリンダバレル(１)に内嵌されたピストン(６)の左右のスカート部(７)の前端部(７ｃ)よりも前寄りに配置され、上記挟圧材の後端部(５ｃ)は、上記スカート部(７)の後端部(７ｄ)よりも後寄りに配置されている。このため、ピストンスラップ音の放出を低減する機能が高い。
その理由は、次のように推定される。すなわち、ピストン(６)の首振りにより、ピストン(６)の左右のスカート部(７)の前端部(７ｃ)付近で発生したピストンスラップ音が、スカート部(７)の前端部(７ｃ)よりも前寄りに張り出した挟圧材(５)の前端部(５ｂ)の遮音でシリンダヘッド側に抜けにくいとともに、ピストン(６)の左右のスカート部(７)の後端部(７ｄ)付近で発生したピストンスラップ音が、スカート部(７)の後端部(７ｄ)よりも後寄りに張り出した挟圧材(５)の後端部(５ｃ)の遮音でシリンダヘッド側に抜けにくく、挟圧材(５)による遮音で、ピストンスラップ音の放出を低減する機能が高い。

図２，図３に示すように、挟圧材(５)の上端部(５ｄ)は、上死点位置にあるピストン(６)の圧力リング(９)の下端部(９ａ)よりも低い位置に配置されている。このため、圧力リング(９)からの放熱が挟圧材(５)で遮断されるのを防止することができる。
また、挟圧材(５)の上端部(５ｄ)は、上死点位置にあるピストン(６)のオイルリング(１０)の下端部(１０ａ)よりも低い位置に配置されている。このため、オイルリング(１０)からの放熱が挟圧材(５)で遮断されるのを防止することができる。

挟圧材(５)は、弾性を有する樹脂で構成されている。具体的には、ウレタンフォームで構成されている。挟圧材(５)は、樹脂(発泡樹脂を含む)の他、ゴム(発泡ゴムを含む)で構成されていてもよい。
このように、挟圧材(５)は、弾性樹脂またはゴムで構成されているので、ピストンスラップ音の放出を低減する機能が高い。
その理由は、次のように推定される。すなわち、ピストン(６)の首振りによりピストン(６)のスカート部(７)の下端部(７ａ)付近で発生したビストンスラップ音を、弾性樹脂またはゴムの挟圧材(５)が吸収するため、ピストンスラップ音の放出を低減する機能が高い。
挟圧材(５)は、スペーサ(４)に取り付けられている。このため、挟圧材(５)を取り付けたスペーサ(４)をウォータジャケット(２)に押し込むだけで、シリンダバレル(１)(１)とスペーサ(４)との間に挟圧材(５)(５)を挟圧し、シリンダバレル(１)(１)にスペーサ(４)や挟圧材(５)(５)を容易に取り付けることができる。

スペーサ(４)は、樹脂で構成されている。具体的には、ナイロンで構成されている。スペーサ(４)は、ＰＰＡ(ポリフタルアミド)で構成してもよい。また、スペーサ(４)は、ゴム(例えば、ブチルゴム)で構成してもよい。
スペーサ(４)は、樹脂(発泡樹脂を含む)の他、ゴム(発泡ゴムを含む)、樹脂や金属の基材の表面にゴム層を形成した素材を用いることができる。このように、スペーサ(４)は、樹脂、ゴム、基材の表面にゴム層を形成した素材のいずれかで構成されているので、ピストンスラップ音がスペーサ(４)の素材に吸収されやすく、ピストンスラップ音の放出を低減する機能が高い。

図４(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、スペーサ(４)は、前後端部に上向きの突起(４ａ)(４ｂ)が設けられ、図３に示すように、スペーサ(４)の下端部(４ｃ)はウォータジャケット(２)の内底部(２ａ)に当接され、突起(４ａ)(４ｂ)の上端部はシリンダヘッド(図示せず)に当接され、ウォータジャケット(２)の内底部(２ａ)とシリンダヘッドとに挟まれて、スペーサ(４)は、上下方向の位置決めがなされている。

(１ａ) シリンダバレル
(１ｂ) シリンダバレル
(１ｃ) シリンダバレル中心軸線
(１ｄ) シリンダバレル中心軸線
(２) ウォータジャケット
(３) シリンダブロック
(４) スペーサ
(１１) 振動吸収板
(１２) 隙間
(１３) クランク軸中心軸線
(１４ａ) プッシュロッド室
(１４ｂ) プッシュロッド室
(１５) 燃焼噴射ポンプ室
(１６ａ) プッシュロッド
(１６ｂ) プッシュロッド
(１７) 燃料噴射ポンプ
(１８) エンジン冷却水

Claims

シリンダブロック(３)とスペーサ(４)を備え、シリンダブロック(３)は、シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)とウォータジャケット(２)を内蔵し、ウォータジャケット(２)は、シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)の周囲に形成され、スペーサ(４)は、ウォータジャケット(２)内に収容され、シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)を周囲から取り囲んでいる、水冷エンジンにおいて、
振動吸収板(１１)を備え、振動吸収板(１１)は、ウォータジャケット(２)内に収容され、スペーサ(４)を周囲から取り囲んでいる、ことを特徴とする水冷エンジン。
請求項１に記載された水冷エンジンにおいて、
振動吸収板(１１)は、シリンダバレル中心軸線(１ｃ)(１ｄ)と平行な向きに見て、円弧状に湾曲され、スペーサ(４)に嵌合され、スペーサ(４)に摩擦固定されている、ことを特徴とする水冷エンジン。
請求項１または請求項２に記載された水冷エンジンにおいて、
スペーサ(４)と振動吸収板(１１)の間に隙間(１２)を備え、ウォータジャケット(２)のエンジン冷却水(１８)が隙間(１２)を通過するように構成されている、ことを特徴とする水冷エンジン。
請求項１から請求項３のいずれかに記載された水冷エンジンのシリンダヘッド冷却装置において、
シリンダブロック(３)のシリンダバレル(１ａ)(１ｂ)は、複数で、直列に配置され、
シリンダブロック(３)は、プッシュロッド室(１４ａ)(１４ｂ)と燃料噴射ポンプ室(１５)を備え、プッシュロッド室(１４ａ)(１４ｂ)は、吸気弁と排気弁の動弁用のプッシュロッド(１６ａ)(１６ｂ)を収容し、燃焼噴射ポンプ室(１５)は、燃料噴射ポンプ(１７)を収容し、
クランク軸中心軸線(１３)の軸長方向を前後方向、シリンダバレル中心軸線(１ｃ)(１ｄ)と平行な向きに見て、前後方向と直交するシリンダブロック(３)の幅方向を左右方向として、
プッシュロッド室(１４ａ)(１４ｂ)は、各シリンダバレル(１ａ)(１ｂ)の左右一側に配置され、燃焼噴射ポンプ室(１５)は、複数のシリンダバレル(１ａ)(１ｂ)のうち、一部のシリンダバレル(１ａ)の左右他側に配置され、振動吸収板(１１)は残りのシリンダバレル(１ｂ)の左右他側に配置されている、ことを特徴とする水冷エンジン。