JP2676252B2 - 多気筒エンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は複数の気筒を直列に有するエンジンに関し、
より具体的には、シリンダヘッドの近傍に設けられる冷
却水タンクの構造などに改良を施したエンジンを対象と
している。

［従来の技術］ 多気筒（例えば６気筒）の舶用ディーゼルエンジンで
は、排気マニホールドや吸気マニホールドの他に、清水
（冷却水）を海水で冷却するための清水クーラーや、冷
却水用の清水タンク（冷却水タンク）がエンジン本体に
併設される。更に、上記形式のエンジンでは、ターボチ
ャージャーやインタークーラーが設けられることも多
い。そして、これらの機器はシリンダヘッドの周囲に配
置されており、より具体的には、吸気マニホールド及び
排気マニホールドはシリンダヘッドの側面に沿って配置
され、清水タンクやターボチャージャーはシリンダヘッ
ドの端面の近傍に配置されることが多い。

［発明が解決しようとする課題］ ところが上記構造によると、上述のさまざまな機器が
エンジンの上部に設けられるので、それらの機器が原因
となってエンジンの全高が増加することが避けられな
い。特に、清水クーラーは排気マニホールドの上側に配
置されるので、清水クーラーがエンジンの全高を増加さ
せる原因となりやすい。

更に、エンジン本体の上部に上述の如くさまざまな機
器を設けると、エンジン全体としての一体感がなくなる
ので外観が低下し、より具体的には、エンジンが高性能
であることを連想させるような外観にエンジン全体を仕
上げることが困難である。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、複数の気筒を直列に形成するエンジンブロ
ックをそのシリンダヘッドがエンジンブロックの上端部
に位置する状態で設け、シリンダヘッドの上面に弁腕室
ケースを取付け、シリンダヘッドの概ねクランク軸と平
行に延びる一方の側面に沿って吸気マニホールドを配置
し、上記側面と平行なシリンダヘッドの他方の側面に沿
って排気マニホールド組立体を配置し、該排気マニホー
ルド組立体に排気マニホールドと清水クーラーとを設
け、シリンダヘッドの上記側面と概ね直交する一方の端
面に沿って冷却水タンクを配置し、上記冷却水タンク
は、吸気マニホールド及び排気マニホールド組立体の各
々のシリンダヘッドと反対側の側面に達しており、上記
吸気マニホールドと排気マニホールド組立体と冷却水タ
ンクとの上端を、上記弁腕室カバーの上面と概ね同一平
面上に位置させたことを特徴としている。

［作用］ 上記構成によると、吸気マニホールドと排気マニホー
ルド組立体、清水タンクの各上端が弁腕室ケースの上端
と概ね同一平面上に並んでいるので、エンジン全体の全
高を極力低下させることができる。

又、上述の如く全高を低下させると、特に冷却水クー
ラーについては、その容量が不足するという問題が生ず
る可能性があるが、上記構造では、容量の大きい冷却水
を設けているので、冷却水クーラーの容量不足による冷
却能力の低下という問題を解消することができる。

［実施例］ 第１図は本発明実施例の平面図、第２図は第１図のII
−II矢視図、第３図は第１図のIII−III矢視図、第４図
は第１図のIV−IV矢視部分図である。第１図において、
図示のエンジンは直列６気筒ディーゼルエンジンで、そ
の気筒中心線はＡで示してある。図示のエンジンはクラ
ンク軸１（第１図には中心線のみ図示）が概ね水平に延
びる姿勢で配置されており、シリンダブロックやシリン
ダヘッド２からなるエンジンブロックはシリンダヘッド
２がエンジン上部に位置する状態で配置されている。シ
リンダヘッド２は全体がクランク軸１と平行に細長く延
びており、１対の側面３、４（クランク軸１と平行な
面）と１対の端面５、６とを備えている。又、シリンダ
ヘッド２の上面には弁腕室ケース８が固定され、弁腕室
ケース８の内部に弁腕室が形成されている。

図示のエンジンには、吸気マニホールド10と排気マニ
ホールド組立体11、清水タンク12（冷却水タンク）、並
びに、ターボチャージャー13及びインタークーラー14が
シリンダヘッド２の周囲、かつシリンダヘッド２と概ね
同じ高さに配置してある。

吸気マニホールド10はシリンダヘッド２の側面３に沿
って概ねシリンダヘッド２と同じ長さにわたって延びて
おり、シリンダヘッド２を挟んで排気マニホールド組立
体11と反対側に位置している。

より具体的には、吸気マニホールド10の筒状本体（第
１図に図示されている部分）は弁腕室ケース８と概ね同
じ高さに位置しており、その筒状本体から下方へ突出し
た湾曲形状の出口管15がシリンダヘッド２の側面３に固
定され、出口管15の内部通路がシリンダヘッド２内の吸
気ポートに接続している。

吸気マニホールド10の入口16はその外側側面（シリン
ダヘッド２と反対側の側面）に設けてある。入口16は吸
気マニホールド10の長手方向中央部に対して端面６側へ
ずれている。この構造では、入口16から吸気マニホール
ド10の内部へ流入した吸気の内、他方の端面５に隣接す
る出口管15a内へ流入する吸気に大きい慣性が与えられ
る可能性があり、その結果、端面５に隣接する気筒にお
いて、その吸気流入状態（特にスワール）が他の気筒と
異なる可能性がある。これを防止するために、吸気マニ
ホールド10は端面５に隣接する出口管15aよりも更に端
面５側へ突出しており、吸気マニホールド10の内部に
は、出口管15aよりも端面５側へ突出した空間17が形成
されている。この空間17は、そこに到達した吸気に対し
てダンパー効果を発揮し、それにより、空間17に隣接す
る出口管15へ流入する吸気の慣性が抑えられる。その結
果、出口管15aへの吸気流入状態も、その他の出口管15
への吸気流入状態と同じとなる。これによりすべての気
筒において均等な燃焼状態が得られる。

前記排気マニホールド組立体11は側面４に沿って概ね
シリンダヘッド２と同じ長さにわたって延びている。第
２図の如く、排気マニホールド組立体11は排気マニホー
ルド20と清水クーラー21との組立体で形成されている。
排気マニホールド20はシリンダヘッド２（第１図）と概
ね同じ高さの位置をクランク軸１と平行に延びている。
清水クーラー21は排気マニホールド20の上側に並ぶ状態
で、排気マニホールド20と概ね同じ長さにわたって弁腕
室ケース８（第１図）と同じ高さの位置をクランク軸１
と平行に延びている。図示されていないが、清水クーラ
ー21にはエンジン各部を冷却した清水が流入し、その清
水を海水で冷却するようになっている。

第１図において、前記清水タンク12はシリンダヘッド
２の端面５に沿ってエンジン幅方向（クランク軸１と直
角かつ水平な方向）に長く延びている。清水タンク12の
端部25は、吸気マニホールド10をその長手方向に延長し
た範囲に位置しており、より具体的には、端部25は、そ
のシリンダヘッド側端面26が吸気マニホールド10の一端
面に対してクランク軸長手方向に対向し、かつ、近接し
ている。

清水タンク12の他方の端部27も排気マニホールド組立
体11をその長手方向に延長した範囲まで突出しており、
より具体的には、端部27のシリンダヘッド側端面28はそ
れに隣接する排気マニホールド組立体11の端面に対し
て、クランク軸長手方向に対向し、かつ、近接してい
る。

清水タンク12の上面には折れ目30（段部）が設けてあ
り、この折れ目30で囲まれる上面部分31はその周囲の部
分よりも多少低くなっている。上面部分31は上記両端部
25、端部27の間、かつ、端面５に近い部分に形成されて
おり、全体が平坦である。この上面部分31にはフィラー
キャップ32が取付けてあり、又、水位警報機を取付ける
ための取付け孔33が設けてある。フィラーキャップ32は
上面部分31よりも上方へ突出しており、その本来の機
能、すなわち、清水タンク12内からの空気抜き機能を確
実に果せるようになっているが、清水タンク12の上面の
最も上方の部分に対してごくわずかしか突出していな
い。

前記ターボチャージャー13は排気マニホールド組立体
11を挟んで清水タンク12と反対側に位置している。前記
インタークーラー14は吸気マニホールド10を挟んで清水
タンク12と反対側に位置しており、ターボチャージャー
13に対してエンジン幅方向に並んでいる。

上述の各機器すなわち、吸気マニホールド10、排気マ
ニホールド組立体11、清水タンク12は、それらの上端又
は上面が弁腕室ケース８の上面（すなわちエンジン本体
の上面）と概ね同一平面上に並んでいる。更に図示の実
施例では、ターボチャージャー13及びインタークーラー
14の上端又は上面も弁腕室ケース８の上面と概ね同一平
面上に並んでいる。このようなレイアウトは第２図〜第
４図にも明瞭に示されている。

上述のインタークーラー14は概ね直方体状の外壁を備
え、その吸気マニホールド10側の端面から延びる出口側
エアーダクト40が前記入口16に接続している。インター
クーラー14の入口側吸気連絡管41はインタークーラー14
のエアーダクト40と反対側の端面からターボチャージャ
ー13のブロアーまで延びている。

この吸気連絡管41はターボチャージャー13に接続する
上流部分42と、インタークーラー14に接続する下流部分
43と、両者を接続する中間部分44とを備えている。中間
部分44は概ねエンジン幅方向に延びており、上流部分42
及び下流部分43は、それぞれ、中間部分44の端部からタ
ーボチャージャー13側及びインタークーラー14側へ一体
に屈曲している。

部分43が接続するインタークーラー14の入口開口45は
矩形であり、その開口面積は中間部分44の通路断面積と
比べて非常に広い。従って、下流部分43は中間部分44か
ら開口45側へゆくにつれて拡開する４角錐台形状の管壁
により形成されている。

より具体的には、下流部分43の管壁は４枚の台形板を
組合せて形成されており、各台形板で形成される管壁部
分は、いずれも、下流部分43の中心線Ｃに対して傾斜し
ており、開口45側へゆくにつれて中心線Ｃから離れてい
る。

更に、下流部分43と中間部分44の下流部との内部に
は、その通路を二分する仕切り板46が設けてある。仕切
り板46は吸気連絡管41の中心線に沿って延びる概ね垂直
な板であり、吸気連絡管41の内部を、ターボチャージャ
ー13及び端面６に近い部分と、それから遠い部分とに区
画している。

上述の如く４角錐台形状の下流部分43を利用して吸気
連絡管41の小径中間部分44とインタークーラー14の広い
開口45とを接続したので、下流部分43と中間部分44が互
いに屈曲しているにもかかわらず、中間部分44からの吸
気を概ね均等に分散させてインタークーラー14へ供給す
ることができ、従って、インタークーラー14での吸気冷
却効果を充分に高めることができる。

なお、インタークーラー14及び吸気連絡管41に関連す
る上述の構造は第４図にも明瞭に示されている。

第３図において、清水タンク12の下側かつ排気マニホ
ールド組立体11側にずれた位置には、ベルト伝動装置の
一部であるベルトカバー50が配置してある。このベルト
伝動装置は、清水ポンプ51などの補機をクランク軸１に
より駆動するためのものでベルトカバー50はそのベルト
伝達装置を外周側及びエンジン本体と反対側から覆って
いる。

ベルトカバー50の下側において、クランク軸１の端部
にはマウント52が取付けてある。マウント52は、クラン
ク軸１から補助動力を取出すためのもので、必要に応じ
て、適当な機器の入力軸がマウント52に連結される。上
記ベルトカバー50は、第３図に示す正面形状が概ね３角
形であり、排気マニホールド組立体11に近い位置におい
て、清水タンク12とマウント52との間の隙間を埋める状
態で配置してある。

更に第２図の如く、ベルトカバー50とマウント52の先
端、すなわち、クランク軸方向においてエンジン本体か
ら最も離れた部分は、清水タンク12の排気マニホールド
組立体11から最も離れた端部と概ね同一平面上に並んで
いる。

前述の清水タンク12の形状及び構造は第５図及び第６
図に明瞭に示されている。第５図は第１図のＶ−Ｖ断面
拡大部分図であり、第６図は第５図のVI−VI矢視図であ
る。第５図において、清水タンク12の清水出口55は清水
タンク12の底壁の第５図で右側（第１図の吸気マニホー
ルド10側）の端部に設けてある。又、出口55に隣接した
位置には、別の出口56が設けてある。出口55と出口56は
清水ポンプ51の入口通路57（吸入通路）に接続してい
る。清水ポンプ51は、前述の如く、清水タンク12の第５
図で見て下側に位置しており、そのハウジングが複数の
ボルトによりシリンダブロック（第５図には図示せず）
の端面に固定されている。入口通路57は清水ポンプ51の
本体ハウジングから出口55の下側まで一体に延びる入口
管59により形成されている。入口管59は清水タンク12の
取付け脚部をも構成しており、その先端部の上面に清水
タンク12の下面が固定される。又、清水ポンプ51本体の
入口管59と反対側の部分には、上方へ突出した取付け脚
60が一体に設けてあり、この取付け脚60の上面にも清水
タンク12の下面がボルトにより固定される。

清水タンク12は出口55と反対側の端部の下半部（第５
図で左端部の下半部）が窪んでおり、その窪み空間（凹
部）に連絡管65が配置されている。連絡管65は、第６図
の如く、一端部が清水クーラー21の端面に固定されてお
り、清水クーラー21の冷却水出口が連絡管65の内部通路
を介して清水タンク12の内部に連通している。連絡管65
は、他端部のフランジ67が清水タンク12の取付け面68
（第１図の側面４と概ね平行な面）に対してボルトによ
り固定されている。むろん、この取付け面68には連絡管
65の内部通路と清水タンク12の内部とをつなぐ開口が設
けてある。

前記出口55は清水タンク12の内部の内、その主要部、
すなわち連絡管65が接続する部分に連通している。これ
に対し、他方の出口56は、清水タンク12の内部に上記主
要部とは別に形成したバイパス通路（図示せず）に接続
している。そのバイパス通路の入口孔70（第１図）は、
排気マニフォールド組立体11の近傍において、清水タン
ク12の張り出し下半部の上面に上向きに開口した姿勢で
設けてある。この入口孔70には、エンジン本体からの戻
り冷却水が、清水クーラー21を介さずに供給される。第
５図の入口管59の先端には出口55と出口56とを切換える
ためのサーモスタット（図示せず）が設けてある。

第５図の如く、フィラーキャップ32の近傍において、
清水タンク12のシリンダヘッド側端面には２個の取付け
座72（ボルト穴を形成したボス）が設けてあり、この取
付け座72がエンジン本体に固定したブラケット（図示せ
ず）に固定される。なお、清水タンク11は鋳造品であ
り、鋳造作業後にねじキャップで閉鎖される複数の砂抜
き孔73（第５図には１個のみ図示）が清水タンク11には
設けてある。

以上から明らかなように、清水タンク12は、取付け座
72に固定されるブラケットを介してエンジン本体を支持
されると共に、連絡管65を介して清水クーラー21に支持
され、更に、エンジン本体に固定した清水ポンプ51によ
り、下面の２箇所が支持されている。

上述の構造によると、第５図の取付け面68が面する清
水タンク12の上記窪み空間（凹部）には、形状の複雑な
連絡管65が配置され、従って連絡管65が外部から見える
と、エンジン全体としての外観が低下する恐れがある。
それを防止するために、図示の実施例では、次のような
化粧板75が設けてある。化粧板75は上記窪み空間の概ね
全体を覆う湾曲形状の部材であり、第６図の如く連絡管
65に対して清水クーラー21と反対側に位置しており、連
絡管65と一体に形成されている。

第６図の如く側方から見て、清水タンク12の上面80は
全体が凸形に湾曲しており、清水クーラー21から離れる
につれて低い位置となるように傾斜している。このよう
に上面80を構成すると図示のエンジンを船舶に使用した
場合でも、上面80を概ね水平に保ち、第１図のフィラー
キャップ32を清水タンク12の最も高い位置に位置させる
ことができる。

すなわち、エンジンが船舶に取付けられた場合、クラ
ンク軸１は正確には水平とならず、マウント52がクラン
ク軸１の他端部よりも高い位置となるように多少傾斜し
た姿勢で設置される。このような傾斜姿勢においても、
清水タンク12の上面80を上述の如く形成することによ
り、上面80を概ね水平に維持できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によると、吸気マニホール
ド10と排気マニホールド組立体11、清水タンク12の各上
端が弁腕室ケース８の上端と概ね同一平面上に並んでい
るので、エンジン全体の全高を極力低下させることがで
きる。従って、エンジンのコンパクト化を図ってエンジ
ン占有空間を減少させることができる。より具体的な効
果としては、本発明によるエンジンを船舶に使用する
と、エンジンが原因となって船室の容積が低下したり、
デッキに段差が付くなどの問題を解消できる。

又、上述の如く全高を低下させると、特に清水クーラ
ー21については、その容量が不足するという問題が生ず
る可能性があるが、上記構造では、容積の大きい清水タ
ンク12が設けられるので、清水クーラー21の容量不足に
よる冷却能力の低下という問題を解消することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の平面図、第２図は第１図のII−
II矢視図、第３図は第１図のIII−III矢視図、第４図は
第１図のIV−IV矢視部分図、第５図は第１図のＶ−Ｖ断
面拡大部分図、第６図は第５図のVI−VI矢視図である。 １……クランク軸、２……シリンダヘッド、３、４……
シリンダヘッド側面、５、６……シリンダヘッド端面、
８……弁腕室ケース、10……吸気マニホールド、11……
排気マニホールド組立体、12……清水タンク、21……清
水クーラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒川 禎視 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤン マーディーゼル株式会社内 (72)発明者 徳留 一利 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤン マーディーゼル株式会社内 (72)発明者 春本 善隆 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤン マーディーゼル株式会社内 (56)参考文献 実開 昭57−178129（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の気筒を直列に形成するエンジンブロ
   ックをそのシリンダヘッドがエンジンブロックの上端部
   に位置する状態で設け、シリンダヘッドの上面に弁腕室
   ケースを取付け、シリンダヘッドの概ねクランク軸と平
   行に延びる一方の側面に沿って吸気マニホールドを配置
   し、上記側面と平行なシリンダヘッドの他方の側面に沿
   って排気マニホールド組立体を配置し、該排気マニホー
   ルド組立体に排気マニホールドと清水クーラーとを設
   け、シリンダヘッドの上記側面と概ね直交する一方の端
   面に沿って冷却水タンクを配置し、上記冷却水タンク
   は、吸気マニホールド及び排気マニホールド組立体の各
   々のシリンダヘッドと反対側の側面に達しており、上記
   吸気マニホールドと排気マニホールド組立体と冷却水タ
   ンクとの上端を、上記弁腕室カバーの上面と概ね同一平
   面上に位置させたことを特徴とするエンジン。
2. 【請求項２】シリンダヘッドを挟んで上記冷却水タンク
   と反対側にターボチャージャーとインタークーラーとを
   それらの上端が弁腕室の上面と概ね同一平面上に並ぶよ
   うに配置した請求項１記載のエンジン。
3. 【請求項３】冷却水タンクの一端部を、それに隣接する
   排気マニホールドの端部に対して、クランク軸と平行な
   方向において、対向かつ近接させ、冷却水タンクの他端
   部を、それに隣接する排気マニホールド組立体の端部に
   対して、クランク軸と平行な方向において、対向かつ近
   接させた請求項１又は２に記載のエンジン。
4. 【請求項４】インタークーラーの吸気入口とターボチャ
   ージャーの吸気出口とを接続する連絡管を設け、該連絡
   管の下流部分を中間部分に対して概ね直角に屈曲させ、
   該下流部分の下流端をインタークーラーに接続し、下流
   部分の管壁を下流側にゆくにつれて通路断面積が増加す
   るようなテーパー形状にすると共に、上記下流部分の管
   壁を該下流部分の中心線を含むすべての縦断面におい
   て、管壁の断面が下流側へゆくにつれて上記中心線から
   離れうように傾斜させた請求項２に記載のエンジン。