JP3380602B2 - ４サイクルエンジン - Google Patents

４サイクルエンジン

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JP3380602B2
JP3380602B2 JP24609093A JP24609093A JP3380602B2 JP 3380602 B2 JP3380602 B2 JP 3380602B2 JP 24609093 A JP24609093 A JP 24609093A JP 24609093 A JP24609093 A JP 24609093A JP 3380602 B2 JP3380602 B2 JP 3380602B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は４サイクルエンジンに関
し、特にシリンダヘッドの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばクランク軸が上下方向へ向
けられた縦置き式の船外機用４サイクルエンジンとして
は、多気筒化を図りつつその小型化を図るために、エン
ジンの一側に吸気系を設けると共に他側に排気系を設け
たものがある。この種のエンジンでは、吸気通路→燃焼
室→排気通路という一連の通路が、上面視において燃焼
室が頂部となり左右両側がシリンダボディに沿って延び
るように略Ｕ字状に形成されていた。
【０００３】そして、このエンジンに用いられる吸気装
置は、シリンダヘッドの側部に吸気マニホールドを取付
けると共に、この吸気マニホールドの上流側に気筒毎の
気化器および吸気サイレンサを取付けて構成されてい
た。吸気マニホールドはエンジンからエンジン側方へ向
けて延設されており、エンジンから離間するにしたがっ
て次第に上方へ向かうように傾斜して形成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、このように
構成された縦置き４サイクルエンジンでは、吸気マニホ
ールドの上流側開口部がエンジンより大きく上方へ突出
してしまい、エンジンの小型化を図るにも限度があっ
た。
【０００５】このような不具合は、吸気マニホールドの
水平方向に対する傾斜角度を小さくして（水平に近づけ
て）エンジンから上方へ突出しないように構成すれば解
消することはできる。ところが、単に吸気マニホールド
の傾斜角度を変えたのでは、エンジンを低速運転すると
きに回転が不安定になってしまう。これは、低速運転時
には気化器から燃料が液状のまま流されることがある
が、この液状燃料が水平に近い吸気マニホールド内に一
次的に溜まり、一度に燃焼室に流入するからである。な
お、吸気マニホールドの吸気通路長を短くしても前記不
具合を解消できるが、エンジン性能を確保するためには
吸気通路長を短くするにも限度がある。
【０００６】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、エンジンの小型化を図ると共に、低
速運転時に回転が安定するようにすることを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る４サイ
クルエンジンは、吸気通路を、シリンダヘッドにおける
燃焼室の天井壁を構成する凹部からシリンダボディとは
反対側へ一旦偏在させてからシリンダボディ側へ戻るよ
うに形成してエンジンの一側部に延設し、シリンダヘッ
ドをシリンダボディ側から見た状態で吸気管の上流側開
口部の上端と吸気弁の下端との間に排気弁を配設し、前
記排気弁によって開閉される排気通路を、前記凹部に開
口する上流側端部からシリンダヘッド内で上側へ偏在さ
せることにより、シリンダヘッドの他側部に開口する下
流側端部が前記上流側端部より上側に位置するように形
成するとともに、エンジンの他側部で上下方向に延びる
ように形成されて下端部に排気導出路が連通された排気
集合室に接続したものである。
【０００８】第２の発明に係る４サイクルエンジンは、
第１の発明に係る４サイクルエンジンにおいて、吸気管
の上流側開口部をシリンダボア中心よりも上方に配設し
たものである。
【０００９】
【作用】第１の発明によれば、吸気管の通路長を確保し
つつ上流側開口部の高さが低くなる。また、吸気通路と
排気通路とがエンジンの一側部と他側部とでシリンダに
沿うように形成される。さらに、排気集合室における排
気入口（排気通路の出口）と、排気出口（排気導出路）
との距離を長くとることができ、排気が膨張できるスペ
ースを拡げることができる。
【００１０】第２の発明によれば、吸気管の水平方向に
対する傾斜角度を大きくとれるから、低速運転時に液状
燃料が流されてもそれは吸気管内に滞ることなく円滑に
燃焼室へ流入する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図８に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係るエンジンを
搭載した船外機の右側面図、図２は本発明に係るエンジ
ンの上面図、図３は同じくエンジンの左側面図、図４は
シリンダヘッドをシリンダヘッドカバー側から見た正面
図、図５はエンジンの右側面図である。図６はシリンダ
ヘッドをシリンダボディ側から見た背面図、図７は図２
におけるVII−VII線断面図、図８は図６におけるVIII−
VIII線断面図である。
【００１２】これらの図において、１は本発明に係るエ
ンジンが搭載された船外機である。この船外機１は、前
部にスイベルブラケット２およびクランプブラケット３
が設けられ、従来周知のように不図示の船尾板に上下揺
動自在かつ操舵自在に取付けられる構造になっている。
４はエンジンで、このエンジン４は４サイクル４気筒型
のものであり、ガイドエキゾースト５の上部に固定され
ている。６は前記ガイドエキゾースト５の下部に固定さ
れたアッパーケース、７はこのアッパーケース６の下端
に連結されたロアケース、８はこのロアケース７に装着
されたプロペラである。このプロペラ８は、エンジン４
のクランク軸９に連結されたドライブシャフト１０と、
このドライブシャフト１０の下端部に設けられたシフト
機構（図示せず）を介してエンジン４の動力が伝えられ
て回転するように構成されている。
【００１３】１１は前記ガイドエキゾースト５やアッパ
ーケース６の上部を覆う下部カウリング、１２は前記下
部カウリング１１の上部開口部を塞いでエンジン４を覆
う上部カウリングで、この上部カウリング１２は下部カ
ウリング１１に着脱自在に取付けられている。
【００１４】前記エンジン４は、クランク軸９を上下方
向へ向けると共に４個のシリンダを上下に並べかつそれ
ぞれ前後方向へ向けて形成されており、クランク軸９を
前側に位置づけてガイドエキゾースト５に取付けられて
いる。１３はこのエンジンのクランクケース、１４はシ
リンダボディ、１５はシリンダヘッド、１６はシリンダ
ヘッドカバーである。
【００１５】そして、このエンジン４の上部には、シリ
ンダヘッド１５の動弁カム軸１７にクランク軸９の回転
を伝えるためのベルト式伝動装置１８が装着されてい
る。なお、動弁カム軸１７は、１本でシリンダヘッド１
５内の各気筒の吸気弁１９（図６，図８）および排気弁
２０（図６）を駆動する構造になっている。
【００１６】前記シリンダヘッド１５は、図２に示すエ
ンジンの上方視においてエンジン右側に吸気系が配設さ
れると共に、エンジン左側に排気系が配設されており、
従来と同様に鋳造によって一体成形されている。図２に
おいて２１は気筒毎の吸気通路、２２は同じく排気通路
である。これらの通路２１，２２は、シリンダヘッド１
５における燃焼室Ｓの天井壁を構成する凹部１５ａから
シリンダボディ１４とは反対側へ一旦偏在されてからシ
リンダボディ１４側へ戻るようにして左右にそれぞれ延
設され、左右方向両端部で通路軸線がシリンダ軸線と略
平行になるように形成されている。
【００１７】前記吸気通路２１は、その下流側端部がシ
リンダヘッド１５の凹部１５ａに開口し、本発明に係る
吸気管としての吸気マニホールド２３を介して気化器２
４に連通されている。この吸気通路２１の下流側開口
は、その中心が図６中に二点鎖線Ｃで示すシリンダ孔の
中心より下方に位置づけられている。
【００１８】吸気マニホールド２３はシリンダヘッド１
５に一体成形され、図６に示すように吸気通路２１を有
する吸気管部２５が気筒数に応じて４本設けられてい
る。この吸気管部２５は突出端部に気化器取付けフラン
ジ２６が設けられ、このフランジ２６を介して突出端部
どうしが互いに連結されている。そして、この突出端部
の端縁、言い換えれば気化器取付けフランジ２６の気化
器接続面は、このシリンダヘッド１５におけるシリンダ
ボディ１４との合わせ面２７と同一平面上に形成されて
いる。なお、合わせ面２７は図８中に一点鎖線で示すシ
リンダ軸線と直交するように形成されている。
【００１９】また、前記吸気管部２５は、図６に示すエ
ンジンの搭載状態において吸気通路２１の上流側開口部
がシリンダ孔Ｃの中心より上方に位置するように、吸気
流の上流側へ向かうにしたがって次第に上方に遍在する
ように傾斜して形成されている。このため、吸気通路２
１は吸気管部２５の上流側開口から漸次下降して燃焼室
Ｓの下寄りとなる部分に開口することになる。このよう
に燃焼室Ｓへ向けて下り勾配をもたせて吸気通路２１を
形成するに当たり、その上流端をシリンダ孔Ｃの中心よ
り上方に位置づけると共に燃焼室側開口を燃焼室Ｓの下
寄りに位置づけると、下り勾配の傾斜角度を可及的に大
きくとることができる。
【００２０】前記気化器２４は気筒毎に設けられ、図２
に示すように前記シリンダヘッド１５の気化器取付けフ
ランジ２６に、４個上下に並べて一体的に連結された状
態で取付けられている。２４ａおよび２４ｂは気筒毎の
気化器２４を互いに連結するための連装プレートで、連
装プレート２４ａは気化器２４における吸気流の下流側
に配置され、連装プレート２４ｂは上流側に配置されて
いる。
【００２１】そして、これらの連装プレート２４ａ，２
４ｂによって各気化器２４を連結して形成された気化器
組立体は、下流側の連装プレート２４ａと前記気化器取
付けフランジ２６との間にゴム板からなる断熱板２４ｃ
を介して固定されている。また、上流側の連装プレート
２４ｂには吸気サイレンサ２８が取付けられている。こ
の吸気サイレンサ２８は、図２に示すように各気化器２
４毎の吸気ダクト２９を介して連装プレート２４ｂにね
じ止めされ、カウリング内の空気を前側下部に開口する
吸込口２８ａから吸い込んで各気化器２４へ導くように
構成されている。
【００２２】また、前記吸気マニホールド２３の吸気管
部２５を上述したように傾斜させて形成すると、気化器
２４の下方に図６に示すように空間３０が形成される。
本実施例では、この空間３０に気化器２４の手動操作手
段（図示せず）、燃料ホース（図示せず）および前記シ
フト機構の前後進切換装置（図示せず）等が配設されて
いる。
【００２３】一方、シリンダヘッド１５に形成された前
記排気通路２２は、図６に示すように上流側端部が燃焼
室形成用凹部１５ａにおけるシリンダ孔Ｃの中心より上
側となる部位に開口され、この開口部から排気流の下流
側へ向かうにしたがって上方へ遍在されて下流側端部が
シリンダヘッド１５の前記合わせ面２７に開口してい
る。この下流側開口の位置は、シリンダ孔Ｃの中心より
上方となる位置であって、排気通路２２の前記上流側端
部より上側に位置づけられている。すなわち、この排気
通路２２を開閉する排気弁２０は、前記吸気管部２５の
上流側開口部の上端と吸気弁１９の下端との間に配設さ
れている。また、このシリンダヘッド１５内の各気筒毎
の排気通路２２は、図７に示すようにシリンダボディ１
４内の排気集合室３１に水平延在路３２を介して連通さ
れている。この排気集合室３１は、気化器２４が位置す
るエンジンの一側部とは反対側の他側部でシリンダ孔Ｃ
の並設方向に沿って形成され、その下端部がガイドエキ
ゾースト５の排気導出路３３に連通されている。本実施
例で示すエンジン４は、燃焼室Ｓから排出された排気が
前記排気通路２２から水平延在路３２を通って排気集合
室３１に流入し、この排気集合室３１で膨張された後、
排気導出路３３を通ってアッパーケース６内の排気管
（図示せず）に排出されるように構成されている。
【００２４】図５および図８において符号３４で示すも
のは点火プラグ、３５はプラグキャップ、３６は海水か
らなる冷却水によってシリンダヘッド１５が腐食されの
を防ぐためのアノードである。このアノード３６は、シ
リンダヘッド１５の右側部における点火プラグ３４より
シリンダ上方となる位置に配置され、シリンダヘッド１
５内の冷却水通路３７に臨ませた状態でシリンダヘッド
１５に着脱自在に取付けられている。そして、このアノ
ード３６の取付け角度は、点火プラグ３４の取付け角度
と平行に設定されている。このようにアノード３６を点
火プラグ３４と平行に取付けるようにすると、アノード
取付け穴をドリル等で穿設するに当たり点火プラグ取付
け穴を穿設した後にドリル角度を変える必要がないので
加工が容易である。また、アノード３６をシリンダヘッ
ド１５に対して着脱させるに当たっては、メンテナンス
用空間として広くとってある点火プラグ周辺の空間を利
用して作業を行えるから、着脱作業をも容易に行うこと
ができる。
【００２５】また、図８において吸気マニホールド２３
に取付けられた符号３８で示すねじは、吸気マニホール
ド２３の吸気負圧測定穴２３ａを塞ぐためのものであ
る。この吸気負圧測定穴２３ａは、湾曲形成された吸気
管部２５の外周部分に気化器接続面と直交する方向に沿
って穿設されている。このように吸気負圧測定穴２３ａ
の穿設方向を定めると、シリンダヘッド１５の合わせ面
２７を基準としてドリル角度を決定できるので、加工を
容易に行うことができる。
【００２６】このように構成された船外機１では、シリ
ンダヘッド１５は鋳造後にシリンダボディ１４との合わ
せ面２７と、シリンダヘッドカバー１６との合わせ面３
９（図４）とが不図示のフライス盤によって仕上げ加工
される。この加工は、シリンダヘッド１５を不図示の搬
送ロボットによって把持させ、シリンダヘッド１５の一
側と他側（合わせ面２７，３９）とをフライス盤に押し
当てるようにして行われる。
【００２７】合わせ面２７を仕上げるときには、この合
わせ面２７と同一平面上に位置する吸気マニホールド２
３の気化器接続面も同時に仕上げる。このようにして合
わせ面２７を仕上げた後、シリンダヘッド１５を反転さ
せてシリンダヘッドカバー１６との合わせ面３９を仕上
げる。すなわち、シリンダヘッド１５の外側部に面加工
を行うのは合わせ面２７，３９を仕上げるときのみとな
り、こらは何れもシリンダ軸線と直交してシリンダ軸線
に対する角度が同じである関係から、加工を容易に行う
ことができる。
【００２８】そして、吸気マニホールド２３の吸気管部
２５の上流側開口部の上端と吸気弁１９の下端との間に
排気弁２０を配設したから、吸気管部２５の通路長を確
保しつつその上流側開口部の高さが低くなる。このた
め、コンパクトなレイアウトが可能となる。
【００２９】また、前記上流側開口部をシリンダ孔Ｃの
中心より上方に配設したため、吸気管部２５の水平方向
に対する傾斜角度を大きくとれるから、エンジン４が低
速で運転されているときに回転が安定する。これは、低
速運転時には気化器２４から燃料が液状のまま流される
ことがあるが、吸気通路が大きな傾斜角度をもって傾斜
していると、液状の燃料が途中で滞ることなく円滑に燃
焼室Ｓに流入するからである。
【００３０】本実施例で示したように合わせ面２７と吸
気マニホールド２３の気化器接続面を同一平面上に形成
すると、シリンダヘッド１５をシリンダボディ１４に組
み付けるときに両者の間に介装するガスケットを用いて
吸気マニホールド２３の気化器接続部のシールを行うこ
とができる。このガスケットを図２、図３および図５に
おいて太線で示す。
【００３１】すなわち、シリンダヘッド１５の合わせ面
２７と吸気マニホールド２３の気化器接続面との両方に
密接する一枚のガスケットを形成し、シリンダボディ１
４に取付けるときにこのガスケットを気化器接続面に合
わせておき、吸気マニホールド２３に気化器２４を取付
けるときに前記ガスケットを断熱板２４ｃと気化器接続
面との間に挟み込ませる。このように一枚のガスケット
で２つの合わせ面をシールするようにすると、ガスケッ
トの製造コストを低く抑えることができる。
【００３２】加えて、本実施例の図６で示したように、
排気通路２２をシリンダヘッド１５内で燃焼室Ｓから上
側へ偏在させ、シリンダボディ１４の水平延在路３２に
連通させると、最も下側に位置する気筒の排気が排気集
合室３１内で膨張し易くなってエンジン出力を向上させ
ることができる。これは、最も下側に位置する燃焼室Ｓ
に連通された水平延在路３２はその排気集合室側開口と
排気導出路３３との距離（膨張するための距離）が他の
通路に較べて短くなってしまう関係から、この最下部の
水平延在路３２から排出された排気が排気集合室３１内
で膨張できるスペースは他の水平延在路３２の排気に較
べて狭くなってしまうが、上述した構成を採ることによ
り、膨張できるスペースを十分に確保することができる
からである。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係る４
サイクルエンジンは、吸気通路を、シリンダヘッドにお
ける燃焼室の天井壁を構成する凹部からシリンダボディ
とは反対側へ一旦偏在させてからシリンダボディ側へ戻
るように形成してエンジンの一側部に延設し、シリンダ
ヘッドをシリンダボディ側から見た状態で吸気管の上流
側開口部の上端と吸気弁の下端との間に排気弁を配設
し、前記排気弁によって開閉される排気通路を、前記凹
部に開口する上流側端部からシリンダヘッド内で上側へ
偏在させることにより、シリンダヘッドの他側部に開口
する下流側端部が前記上流側端部より上側に位置するよ
うに形成するとともに、エンジンの他側部で上下方向に
延びるように形成されて下端部に排気導出路が連通され
た排気集合室に接続したため、吸気通路と排気通路とが
エンジンの一側部と他側部とでシリンダに沿うように形
成され、吸気管の通路長を確保しつつ上流側開口部の高
さが低くなる。
【００３４】したがって、コンパクトなレイアウトが可
能になる。また、排気集合室における排気入口と、排気
出口（排気導出路）との距離を長くとることができ、排
気が膨張できるスペースを拡げることができるから、排
気が円滑になされるようになり、エンジンの出力を向上
させることができる。
【００３５】第２の発明に係る４サイクルエンジンは、
第１の発明に係る４サイクルエンジンにおいて、吸気管
の上流側開口部をシリンダボア中心よりも上方に配設し
たため、吸気管の水平方向に対する傾斜角度を大きくと
れるから、低速運転時に液状燃料が流されてもそれは吸
気管内に滞ることなく円滑に燃焼室へ流入する。
【００３６】したがって、ガス溜まりをなくして低速安
定性の向上を図ることができる。また、吸気管の下方の
空間を利用してコントロール系の部品を配置できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジンを搭載した船外機の右側
面図である。
【図２】本発明に係るエンジンの上面図である。
【図３】本発明に係るエンジンの左側面図である。
【図４】シリンダヘッドをシリンダヘッドカバー側から
見た正面図である。
【図５】エンジンの右側面図である。
【図６】シリンダヘッドをシリンダボディ側から見た背
面図である。
【図７】図２におけるVII−VII線断面図である。
【図８】図６におけるVIII−VIII線断面図である。
【符号の説明】
１ 船外機 １４ シリンダボディ １５ シリンダヘッド １９ 吸気弁 ２０ 排気弁 ２１ 吸気通路 ２２ 排気通路 ２３ 吸気マニホールド ２４ 気化器 ２５ 吸気管部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01L 1/00 F02B 67/00 F02F 1/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダヘッドに吸気弁および排気弁が
    設けられ、前記吸気弁によって開閉される吸気通路を形
    成する吸気管がエンジンから離間するにしたがって次第
    に上方へ向かうようエンジン側方へ延設された縦置き４
    サイクルエンジンにおいて、前記吸気通路を、シリンダ
    ヘッドにおける燃焼室の天井壁を構成する凹部からシリ
    ンダボディとは反対側へ一旦偏在させてからシリンダボ
    ディ側へ戻るように形成してエンジンの一側部に延設
    し、シリンダヘッドをシリンダボディ側から見た状態で
    前記吸気管の上流側開口部の上端と前記吸気弁の下端と
    の間に前記排気弁を配設し、前記排気弁によって開閉さ
    れる排気通路を、前記凹部に開口する上流側端部からシ
    リンダヘッド内で上側へ偏在させることにより、シリン
    ダヘッドの他側部に開口する下流側端部が前記上流側端
    部より上側に位置するように形成するとともに、エンジ
    ンの他側部で上下方向に延びるように形成されて下端部
    に排気導出路が連通された排気集合室に接続したことを
    特徴とする４サイクルエンジン。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の４サイクルエンジンにお
    いて、吸気管の上流側開口部をシリンダボア中心よりも
    上方に配設したことを特徴とする４サイクルエンジン。
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