JP3569643B2 - 液冷エンジン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液冷エンジンに関し、詳しくは、エンジン冷却液の放熱器から放出される熱が、燃料タンク内の燃料に伝達されるのを抑制できる液冷エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリンダブロックと、エンジン冷却液の放熱器と、燃料タンクとを備え、シリンダブロック上端壁に沿って、燃料タンクと放熱器とが横方向に並設された、液冷エンジンが知られている。
【０００３】
この従来の液冷エンジンでは、放熱器と燃料タンクとの各対向壁が接近しており、エンジン冷却液の放熱器から放出される熱が、燃料タンク内の燃料に伝達されやすい構造になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の液冷エンジンには、次の問題がある。
エンジンにかかる負荷の変動により、放熱器から放出される熱量が変動すると、燃料タンク内の燃料の温度、燃料の気化量、燃料タンクの内圧、燃料タンクから押し出される燃料の流出圧が順に変動し、燃料の供給量に過不足が生じやすい。燃料供給量が過剰になると、燃費が高くなるとともに、未燃焼ガスの排出量が多くなる。また、燃料供給量が不足すると、出力が低下する。
【０００５】
本発明の課題は、エンジン冷却液の放熱器から放出される熱が、燃料タンク内の燃料に伝達されるのを抑制できる、液冷エンジンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の構成は、次の通りである（図１、図５参照）。
シリンダブロック１と、エンジン冷却液の放熱器２と、燃料タンク３とを備え、クランク軸４の向きと平行な向きに見て、所定方向を縦方向とし、縦方向と直交する方向を横方向として、縦方向の一端に位置するシリンダブロック端壁５に沿って、上記放熱器２と燃料タンク３とが横方向に並設された、液冷エンジンにおいて、
スタータ支持具１２とスタータ７と断熱空間６とを備え、スタータ支持具１２は、上記放熱器２と燃料タンク３との間で、上記シリンダブロック端壁５に固定され、スタータ７は、スタータ支持具１２に支持され、断熱空間６は、上記放熱器２と燃料タンク３との各対向壁８・９の間に形成され、これら各対向壁８・９間の最小離間寸法１０は、上記スタータ７のハウジング７ａの最大横幅寸法２８以上の長さに設定され、上記断熱空間６内にスタータ支持具１２とスタータ７のハウジング７ａとが収容されている。
【０００７】
【発明の作用及び効果】
（請求項１の発明）
請求項１の発明は、次の作用効果を奏する（図１、図５参照）。
各対向壁８・９の間にスタータ７のハウジング７ａの最大横幅寸法２８以上の広幅の断熱空間６が形成されるとともに、この断熱空間６内にスタータ支持具１２とスタータ７のハウジング７ａとが収容されるため、次の利点がある。エンジン冷却液の放熱器２から放出される熱が、断熱空間６内の空気やスタータ支持具１２やスタータ７のハウジング７ａに遮られ、燃料タンク３内の燃料２９に伝達されにくい。このため、放熱器２から放出される熱が変動しても、燃料タンク３内の燃料２９の温度が変動しにくい。
【０００８】
燃料タンク３内の燃料２９の温度が変動すると、これに伴って、燃料２９の気化量、燃料タンク３の内圧、燃料タンク３から押し出される燃料２９の流出圧が変動し、燃料２９の供給量に過不足が生じやすい。しかし、本発明では、燃料タンク３内の燃料２９の温度が変動しにくいため、燃料２９の供給量の過不足が生じにくい。このように、燃料２９の供給量が過剰になりにくいので、燃費を低く維持できるとともに、未燃焼ガスの排出量を低く維持できる。また、燃料２９の供給量の不足が起こりにくいので、出力を高く維持できる。
【０００９】
スタータ支持具１７とスタータ７のハウジング７ａが断熱空間６内に収容されるので、これらが断熱空間６外に配置される場合に比べ、エンジンを小型にできる。
【００１０】
（請求項２の発明）
請求項２の発明は、請求項１の発明の作用効果に加え、次の作用効果を奏する（図１、図５参照）。
燃料タンク３の荷重がスタータ支持具１２で受け止められるので、スタータ支持具１２の静止慣性力が大きくなり、シリンダブロック１が振動しても、スタータ支持具１２は振動しにくい。エンジン始動時に、スタータ支持具１２が振動すると、スタータ７のピニオンギヤ１３の向きが変化し、噛み合っているピニオンギヤ１３の歯とリングギヤ１４の歯の向きで平行でなくなり、これらの歯が損傷しやすい。しかし、本発明では、スタータ支持具１２が振動しにくいので、スタータ７のピニオンギヤ１３の向きが変わりにくく、噛み合っているピニオンギヤ１３の歯とリングギヤ１４の歯が損傷しにくい。
【００１１】
スタータ支持具１２が燃料タンク支持具を兼ねるので、スタータ支持具と燃料タンク支持具とを別部品とする場合に比べ、部品点数を少なくできる。
【００１２】
（請求項３の発明）
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明の作用効果に加え、次の作用効果を奏する（図１、図５参照）。
発電機１９は、タンク支持ブラケット１７と発電機支持ブラケット１８との間に架設されているので、タンク支持ブラケット１７の強度が発電機１９で補強される。
【００１３】
発電機１９をタンク支持ブラケット１７の補強材として兼用できるので、発電機と補強材とを別部品とした場合に比べ、部品点数を少なくできる。
【００１４】
（請求項４の発明）
請求項４の発明は、請求項１から請求項３いずれかの発明の作用効果に加え、次の作用効果を奏する（図１、図２、図５参照）。
発電機支持ブラケット１８は蓋体２１と一体成型されているので、発電機支持ブラケット１８と蓋体２１とを別部品とした場合に比べ、部品点数を少なくできる。
【００１５】
（請求項５の発明）
請求項５の発明は、請求項１から請求項４いずれかの発明の作用効果に加え、次の作用効果を奏する（図１、図２参照）。
テンション支持ブラケット２７は上記蓋体２１と一体成型されているので、テンション支持ブラケット２７と蓋体２１とを別部品とした場合に比べ、部品点数を少なくできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図４は本発明の第１実施形態を説明する図である。この第１実施形態では、液冷横形のディーゼルエンジンが用いられている。
【００１７】
このエンジンの概要は、次の通りである。
このエンジンは、図１に示すように、シリンダブロック１とクランク軸４とシリンダヘッド３０と液冷装置３１と燃料供給装置３２と始動装置３３と断熱空間６とを備えている。
【００１８】
シリンダブロック１の構成は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダブロック１は、クランクケース１ａとシリンダケース１ｂからなる一体鋳造物である。クランク軸４と平行な向きに見て、垂直方向を縦方向とし、水平方向を横方向として、クランクケース１ａとシリンダケース１ｂとは、横並びに配置されている。図１では、クランクケース１ａは左側に、シリンダケース１ｂは右側に配置されている。クランクケース１ａは、メンテナンス用開口部２０と蓋体２１とを備えている。図２に示すように、メンテナンス用開口部２０は、燃料タンク３寄りのシリンダブロック横端壁２２に開口されている。蓋体２１は、メンテナンス用開口部２０を覆うとともに、シリンダブロック横端壁２２に固定されている。後述する発電機支持ブラケット１８とテンション支持ブラケット２７は、いずれも蓋体２１と一体成型されている。
【００１９】
シリンダブロック１に付属する部品の構成は、次の通りである。
シリンダ（図外）は、横向きで、シリンダケース１ｂ内に収容されている。クランク軸４は、クランクケース１ａ内に収容されている。クランク軸４の前端部は、クランクケース１ａから突設され、この前端部にフライホイル３５が固定されている。図２に示すように、ギヤケース４３は、シリンダブロック１の後面に組み付けられている。ギヤケース４３内には、タイミングギヤ列（図外）やガバナ装置（図外）が収容されている。
【００２０】
シリンダヘッド３０とその周辺部品の構成は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダヘッド３０は、シリンダケース１ｂの横端壁に組み付けられている。シリンダヘッド３０には、ヘッドカバー３６とエアクリーナ３７と排気マフラ３８とが組み付けられている。ヘッドカバー３６は、シリンダヘッド３０の横端部に組み付けられている。エアクリーナ３７は、シリンダヘッド３０の後端壁に組み付けられている。排気マフラ３８は、シリンダヘッド３０の前端壁に組み付けられている。
【００２１】
液冷装置３１の構成は、次の通りである。
液冷装置３１は、放熱器２と液冷ジャケット３９とを備えている。放熱器２は、鋳造製のホッパ型放熱器で、矩形箱型に形成され、上部と下部が開口されている。液冷ジャケット３９は、シリンダケース１ｂ内のシリンダの周囲と、シリンダヘッド３０内に形成され、放熱器２と連通している。放熱器２と液冷ジャケット３９内には、エンジン冷却水４０が満たされている。エンジン冷却水４０は、シリンダやシリンダヘッド３０の熱を吸収し、放熱器２で気化し、エンジンの放熱を行う。放熱器２は、自然対流式、または、強制循環式のラジエータ型放熱器であってもよい。ラジエータ型放熱器の場合には、水冷式に限らず、油冷式のものであってもよい。
【００２２】
燃料供給装置３２の構成は、次の通りである。
燃料供給装置３２は、燃料タンク３と燃料フィルタ４１と、燃料噴射ポンプ（図外）と燃料噴射管（図外）と、燃料噴射ノズル４２とを備えている。図１に示すように、燃料タンク３は、板金製で、矩形箱型に形成されている。図２に示すように、燃料フィルタ４１と燃料噴射ポンプは、ギヤケース４３に取り付けられている。燃料噴射管は、燃料噴射ポンプと燃料噴射ノズル４２との間に介設されている。図１に示すように、燃料噴射ノズル４２は、シリンダヘッド３０に組み付けられている。
【００２３】
断熱空間６の構成は、次の通りである。
シリンダブロック上端壁５ａに沿って、放熱器２と燃料タンク３とが横方向に並設されている。断熱空間６は、放熱器２と燃料タンク３との各対向壁８・９の間に形成され、これら各対向壁８・９間の最小離間寸法１０は、後述するスタータ７のハウジング７ａの最大横幅寸法２８、及び、スタータ支持具１２の最大横幅寸法１１以上の長さに設定され、スタータ支持具１２とスタータのハウジング７ａは、断熱空間６内に収容されている。断熱空間６は、断熱空間カバー４７で覆われている。
【００２４】
断熱空間６の機能は、次の通りである。
各対向壁８・９の間に、スタータ７のハウジング７ａの最大横幅寸法２８、及び、スタータ支持具７の最大横幅寸法１１以上の広幅の断熱空間６が形成されるとともに、この断熱空間６内にスタータ支持具１２とスタータ７のハウジング７ａとが収容される。このため、エンジン冷却液の放熱器２から放出される熱が、断熱空間６内の空気やスタータ支持具１２やスタータ７のハウジング７ａに遮られ、燃料タンク３内の燃料２９に伝達されにくい。このため、放熱器２から放出される熱が変動しても、燃料タンク３内の燃料２９の温度が変動しにくい。
【００２５】
始動装置３３の構成は、次の通りである。
始動装置３３は、図３及び図４に示すように、スタータ支持具１２と、スタータ７と、ピニオンギヤ１３と、リングギヤ１４と、配電ボックス４６と、バッテリ（図外）とを備えている。スタータ支持具１２は、断熱空間６内で、シリンダブロック上端壁５ａに固定されている。スタータ支持具１２の構成は、後述する。スタータ７は、ハウジング７ａと、フランジ７ｂと、出力軸７ｃと、ピニオンギヤ１３とを備えている。ハウジング７ａは、内部にモータを収容し、フランジ７ｂを介してスタータ支持具１２に取り付けられている。出力軸７ｃは、ハウジング７ａから、断熱空間カバー４７を貫通して、その前方まで突出している。ピニオンギヤ１３は、出力軸７ｃの前端部に取り付けられている。リングギヤ１４は、フライホイル３５に外嵌され、固定されている。配電ボックス４６は、断熱空間カバー４７に取り付けられ、断熱空間６内に収容されている。配電ボックス４６には、始動スイッチ４８が設けられている。バッテリは、配電ボックス４６を介してスタータ７に接続されている。
【００２６】
始動装置３３の機能は、次の通りである。
配電ボックス４６の始動スイッチ４８をＯＮにすると、バッテリからスタータ７に通電がなされ、スタータ７の出力軸７ｃが前方に突出し、ピニオンギヤ１３がリングギヤ１４と噛み合い、出力軸７ｃが回転し、クランク軸４を駆動する。始動スイッチ４８をＯＦＦにすると、出力軸７ｃがスタータ７のハウジング７ａ側に引かれ、ピニオンギヤ１３とリングギヤ１４との噛み合いが外れる。
【００２７】
バッテリの充電装置の構成は、次の通りである。
図１に示すように、バッテリの充電装置は、発電機１９とレギュレータ４５と駆動輪２３と従動輪２４と巻掛け伝導帯２５とテンション装置２６とを備えている。発電機１９は、後述するタンク支持ブラケット１７と発電機支持ブラケット１８との間に架設されている。レギュレータ４５は、発電機１９とバッテリとの間に介設されている。レギュレータ４５は、断熱空間カバー４７に取り付けられ、断熱空間６内に収容されている。駆動輪２３は、クランク軸４に取り付けられ、従動輪２４は、発電機１９の入力軸に取り付けられている。テンション装置２６は、テンション支持ブラケット２７に支持されている。巻掛け伝導帯２５は、駆動輪２３と従動輪２４とテンション装置２５とに巻掛けられている。エンジン運転中、駆動輪２３はクランク軸４で駆動され、従動輪２４は巻掛け伝動帯２５を介して駆動輪２３で駆動され、従動輪２４は発電機１９を駆動し、バッテリの充電がなされる。
【００２８】
スタータ支持具１２の構成は、次の通りである。
図３及び図４に示すように、スタータ支持具１２は、取付基部４９とスタータ支持部５０とタンク支持部１５とを備えている。取付基部４９は、矩形板状で、４箇所にボルト挿通孔５１を備え、このボルト挿通孔５１に挿通した取付ボルトで、シリンダブロック上端壁５ａに固定される。スタータ支持部５０は、矩形板状で、取付基部４９の前端縁から起立し、スタータ７を取り付けられるようになっている。タンク支持部１５は、矩形板状で、取付基部４９の燃料タンク３寄りの横側縁から起立している。
【００２９】
燃料タンク３の支持装置の構成は、次の通りである。
図１に示すように、燃料タンク３の支持装置は、タンク支持ブラケット１７と前記スタータ支持具１２のタンク支持部１５とタンクカバー５３と燃料タンク３の被支持部１６ａ・１６ｂと防振ゴム５４ａ・５４ｂを備えている。タンク支持ブラケット１７は、シリンダブロック横端壁２２に組み付けられ、シリンダブロック１に支持されている。タンク支持ブラケット１７と発電機支持ブラケット１８との間に、発電機１９が架設されている。
【００３０】
燃料タンク３の被支持部１６ａ・１６ｂは、フランジ状で、燃料タンク３から左右横方向に突設されている。燃料タンク３の被支持部１６ａ・１６ｂのうち、断熱空間６寄りの右側の被支持部１６ａは、防振ゴム５４ａを介してスタータ支持具１２のタンク支持部１５に支持され、燃料タンク３の荷重が、スタータ支持具１２で受け止められるようになっている。タンクカバー５３は、断熱空間６とは反対側の左側の被支持部１６ｂに取り付けられている。タンクカバー５３の内面には、被支持具５５が固定されている。この被支持具５５は、防振ゴム５４ｂを介してタンク支持ブラケット１７上で防振支持されている。タンクカバー５３は、被支持具５５と防振ゴム５４ｂとを覆っている。タンク支持ブラケット１７、発電機１９、テンション装置２６は、燃料タンク３の下方空間に配置されている。
【００３１】
燃料タンク３の支持装置の機能は、次の通りである。
燃料タンク３の荷重がスタータ支持具１２で受け止められるので、スタータ支持具１２の静止慣性力が大きくなり、シリンダブロック１が振動しても、スタータ支持具１２は振動しにくい。また、発電機１９が、タンク支持ブラケット１７と発電機支持ブラケット１８との間に架設されているので、タンク支持ブラケット１７の強度が発電機１９で補強される。また、タンクカバー５３で、被支持具５５と防振ゴム５４ｂとを覆っているので、これらが露出せず、美観を保てる。また、タンク支持ブラケット１７、発電機１９、テンション装置２６は、燃料タンク３の下方空間に配置されているので、エンジンを壁等に近づけても、壁等にはタンクカバー５３が先に当たり、タンク支持ブラケット１７や巻掛け伝動装置が壁等に当たるのを防止できる。このため、タンク支持ブラケット１７や巻掛け伝動装置の損傷を防止できる。
【００３２】
上記第１実施形態の液冷エンジンでは、バッテリの充電装置に巻掛け伝動装置を用いたが、図５に示す第２実施形態の液冷エンジンでは、バッテリの充電装置にギヤ伝動装置を用いる。このギヤ伝動装置は、従動ギヤ５６を備えている。この従動ギヤ５６は、発電機１９の入力軸に固定され、リングギヤ１４に噛み合わされている。エンジン運転中、リングギヤ１４はクランク軸４で駆動され、従動ギヤ５６はリングギヤ１４で駆動され、発電機１９は従動ギヤ５６で駆動され、バッテリの充電がなされる。
第２実施形態のエンジンの他の構成及び機能は、第１実施形態のエンジンと同一である。図５中、第１実施形態のエンジンと同一の要素には、同一の符号を付しておく。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液冷エンジンの一部縦断正面図である。
【図２】図１のエンジンの右側面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１のエンジンのスタータ支持具の平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る液冷エンジンの一部縦断正面図である。
【符号の説明】
１…シリンダブロック、２…放熱器、３…燃料タンク、４…クランク軸、５…シリンダブロック端壁、５ａ…シリンダブロック上端壁、６…断熱空間、７…スタータ、７ａ…スタータのハウジング、８・９…放熱器と燃料タンクとの各対向壁、１０…対向壁間の最小離間寸法、１２…スタータ支持具、１３…ピニオンギヤ、１４…リングギヤ、１５…スタータ支持具のタンク支持部、１６ａ…燃料タンクの被支持部、１７…タンク支持ブラケット、１８…発電機支持ブラケット、１９…発電機、２０…メンテナンス用開口部、２１…蓋体、２２…シリンダブロック横端壁、２３…駆動輪、２４…従動輪、２５…巻掛け伝動帯、２６…テンション装置、２７…テンション支持ブラケット、２８…スタータのハウジングの最大横幅寸法。

Claims (5)

1. シリンダブロック（１）と、エンジン冷却液の放熱器（２）と、燃料タンク（３）とを備え、クランク軸（４）の向きと平行な向きに見て、所定方向を縦方向とし、縦方向と直交する方向を横方向として、縦方向の一端に位置するシリンダブロック端壁（５）に沿って、上記放熱器（２）と燃料タンク（３）とが横方向に並設された、液冷エンジンにおいて、
   スタータ支持具（１２）とスタータ（７）と断熱空間（６）とを備え、スタータ支持具（１２）は、上記放熱器（２）と燃料タンク（３）との間で、上記シリンダブロック端壁（５）に固定され、スタータ（７）は、スタータ支持具（１２）に支持され、断熱空間（６）は、上記放熱器（２）と燃料タンク（３）との各対向壁（８）（９）の間に形成され、これら各対向壁（８）（９）間の最小離間寸法（１０）は、上記スタータ（７）のハウジング（７ａ）の最大横幅寸法（２８）以上の長さに設定され、上記断熱空間（６）内にスタータ支持具（１２）とスタータ（７）のハウジング（７ａ）とが収容されている、ことを特徴とする液冷エンジン。
2. 請求項１の液冷エンジンにおいて、
   上記スタータ支持具（１２）は、シリンダブロック上端壁（５ａ）に固定され、エンジン始動時には、上記スタータ（７）のピニオンギヤ（１３）がクランク軸駆動用のリングギヤ（１４）に噛み合うように構成され、
   上記スタータ支持具（１２）は、タンク支持部（１５）を備え、上記燃料タンク（３）は、上記断熱空間（６）寄りに被支持部（１６ａ）を備え、この被支持部（１６ａ）は、上記スタータ支持具（１２）のタンク支持部（１５）に支持され、上記燃料タンク（３）の荷重が上記スタータ支持具（１２）で受け止められるように構成されている、ことを特徴とする液冷エンジン。
3. 請求項１または請求項２の液冷エンジンにおいて、
   タンク支持ブラケット（１７）と、発電機支持ブラケット（１８）と、発電機（１９）とを備え、タンク支持ブラケット（１７）と発電機支持ブラケット（１８）とは、上記シリンダブロック（１）に支持され、発電機（１９）は、上記タンク支持ブラケット（１７）と上記発電機支持ブラケット（１８）との間に架設されている、ことを特徴とする液冷エンジン。
4. 請求項１から請求項３いずれかの液冷エンジンにおいて、
   メンテナンス用開口部（２０）と、蓋体（２１）とを備え、メンテナンス用開口部（２０）は、上記燃料タンク（３）寄りのシリンダブロック横端壁（２２）に開口され、蓋体（２１）は、上記メンテナンス用開口部（２０）を覆うとともに、上記シリンダブロック横端壁（２２）に固定され、上記発電機支持ブラケット（１８）は上記蓋体（２１）と一体成型されている、ことを特徴とする液冷エンジン。
5. 請求項１から請求項４いずれかの液冷エンジンにおいて、
   駆動輪（２３）と、従動輪（２４）と、巻掛け伝動帯（２５）と、テンション装置（２６）と、テンション支持ブラケット（２７）とを備え、駆動輪（２３）は、上記クランク軸（４）で駆動されるようにし、従動輪（２４）は、上記発電機（１９）を駆動するようにし、テンション装置（２６）は、テンション支持ブラケット（２７）に支持され、巻掛け伝動帯（２５）は、駆動輪（２３）と従動輪（２４）とテンション装置（２５）とに巻掛けられ、テンション支持ブラケット（２７）は上記蓋体（２１）と一体成型されている、ことを特徴とする液冷エンジン。

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