JP3606822B2 - Ｖ型エンジンの吸排気構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｖ型エンジンの吸・排気構造に係わり、特に、４サイクル船外機用Ｖ型エンジンの吸・排気構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりエンジンをコンパクトに配置するために、複数の気筒をＶ型に対向配置する、いわゆるＶ型エンジンが実用化されている。特に、船外機は軽量コンパクトであることが望まれているから、最近ではこのようなＶ型エンジンが広く適用されるようになってきている。従来、カウリング内にＶ型エンジンをよりコンパクトに配置して船外機を小型化するために、エンジンの吸・排気系のレイアウトの改良が種々試みられてきており、例えば、特開昭６２−２６７５６１号に記載のものが存在する。
【０００３】
この従来例は、クランク軸を中心として複数のシリンダをＶ字型に対向配置するとともに、クランク軸を略鉛直方向に向けて配置してなるＶ型エンジンであって、吸気ポートをＶ字型に形成したバンクの内側に配設するとともに、この吸気ポートに連なる吸気管が少なくとも部分的にバンク挟角の中心線に沿ってクランク軸から遠ざかる方向に延出され、かつ互いに対向する一対のシリンダに対し、各一基の気化器が設けられるようにしたものである。
【０００４】
この従来例によれば、両バンク間の角度を比較的小さくしてＶ型エンジンの幅方向寸法を小さくできることから、Ｖ型エンジンを船外機に用いる場合などでは、設置スペースを削減できる等有効なものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例では、吸気ポート含む吸気系統をＶ型に配置された両バンク（以下、「Ｖバンク」という。）の内側に配置していることから、気化器等がエンジンより後方に突出し、船外機の寸法が後方に大きくなる。
【０００６】
また、前記従来例では排気系統がエンジンのＶバンクの外側に設けていることから、各バンクの排気マニホールドをエンジンの下端部分で中心方向に屈曲させ、エンジンの下を通過させた後排気管に集合させる必要がある。その結果、エンジンの高さに、エンジン下方を横方向に横断する排気通路が加わって船外機の高さが大きくなってしまう問題があった。
【０００７】
したがって、従来構造では、船外機が高さ方向や後方に大型化する等コンパクト性を達成する上で十分でなく、この結果、例えば、船外機の重心が後方かつ上方寄りになって操縦安定性が十分でない等の問題があった。また、Ｖバンクの内側に吸気系統が配設されているため、気化器や各気筒のスロットルバルブを開閉させるリンク機構もＶバンク内に配置しなくてはならず、カウリングの幅方向寸法を削減する上でも十分でない。
【０００８】
そこで、この発明はＶ型エンジンをよりコンパクトにするための吸・排気構造を備えた船外機構造の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、縦置きに配置されたクランク軸を中心として複数の気筒が水平Ｖ型に対向配置され、カウリングで覆われた船外機の縦置き配置型のＶ型４サイクルエンジンの吸・排気構造において、Ｖ型に配置された左右両バンクの内側に向けて各気筒ごとに排気ポートを形成し、各排気ポートに連通して排気を下方に導く共通の排気マニホールドをそれぞれのバンクのシリンダヘッド部に設け、前記排気マニホールドは、各バンクのシリンダブロックより後方に配置され、クランクケースの左右斜め後方に向けてシリンダブロックおよびその端部にシリンダヘッドが装着され、左右バンクの排気カム同士を共通のタイミングベルトでクランク軸に連結するとともに、このタイミングベルトの循環経路で囲まれた領域内に前記排気マニホールドを配設したことを特徴とする船外機用Ｖ型４サイクルエンジンの吸・排気構造を提供する。
【００１０】
この構成によれば、Ｖ型配置の各気筒に排気ポートが左右Ｖバンクの内側に向けて設けられ、各排気ポートに連通する上下方向の共通の排気マニホールドが左右バンクそれぞれのシリンダヘッド部分に設けられるため、Ｖ型バンクの形状を利用してスペース的に効率よくＶバンクの内側に排気系統を配置し、コンパクトなレイアウトを達成できる。
【００１１】
好ましい構成例では、前記排気マニホールドは、各バンクのシリンダブロックより後方に配置されたことを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、左右各排気マニホールドがシリンダブロックより後方に配置されるので、Ｖバンク間の角度を狭くしても排気通路長さを十分とれるようになり、排気系の干渉に対する設計自由度が大きくなり、部品構成に応じて最適なレイアウトが得られる。
【００１３】
また、排気マニホールドとシリンダブロックとの間に間隔が設けられるため、排気熱を有効に発散させることができる。
【００１４】
さらに好ましい構成例では、前記各バンクの排気マニホールドは相互に隙間を隔てて対向配置されたことを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、左右各バンクの内側に対向して配置された左右の排気マニホールド間に隙間が形成されるため、排気熱が有効に発散できるとともに、それぞれのシリンダヘッドおよびシリンダブロックに対する取付け精度に影響されることなく左右排気マニホールドを対向配置してエンジンを構成できる。
【００１６】
別の好ましい構成例では、左右両バンクの排気マニホールド同士が一体的に設けられたことを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、一体構成の排気マニホールドによりシンプルな構成となり冷却系も共通化できコンパクトなレイアウトが達成される。
【００１８】
別の好ましい構成例では、前記左右バンクの排気マニホールドの対向壁にそれぞれウォータジャケットが設けられたことを特徴としている。
【００１９】
この構成によれば、左右各排気マニホールド間にウォータジャケットが設けられるため、両方の排気マニホールドによる熱的相乗効果を抑えて各排気マニホールドごとに有効に冷却することができる。
【００２０】
さらに好ましい構成例では、前記Ｖ型に配置されたバンクの左右の外側に、吸気ポートおよびこの吸気ポートに連通する吸気通路を設けたことを特徴としている。
【００２１】
この構成によれば、気化器等の吸気系をエンジン後方に突出させることなく、エンジンの左右外側に配設できるため、特にエンジンの前後方向の長さを短くしてコンパクトな形状が得られる。
【００２２】
さらに好ましい構成例では、エンジンの左右両側に配置された左右の吸気通路の軸線間隔が前方で狭くなるように吸気通路を配置し、エンジンを覆うカウリングの左右方向の幅が前部で狭くなるように構成したことを特徴としている。
【００２３】
この構成によれば、エンジン前側の左右方向の幅が狭くなるように構成されるため、コンパクトな形状の船外機が得られる．
【００２４】
さらに好ましい構成例では、左右バンクの排気カム同士を共通のタイミングベルトでクランク軸に連結するとともに、このタイミングベルトの循環経路で囲まれた領域内に前記排気マニホールドを配設したことを特徴としている。
【００２５】
この構成によれば、Ｖバンクの内側に配置された排気カム同士を１本のタイミングベルトでクランク軸とともに巻き掛け、その内側に排気マニホールドを配置することにより、コンパクトなレイアウトが達成される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の吸・排気構造が適用される船外機の概略構成図である。
機関本体１はエンジン１０を備え、エンジン１０はエキゾーストガイド７８を介して推進ユニットのアッパーケーシング１２上に載置され、かつカウリング１４により覆われている。
【００２７】
エンジン１０の出力は、アッパーケーシング１２を貫通してロアーケーシング１６まで延在するドライブ軸１８に伝達されて、シフト機構２０を介してロアーケーシング１６に設けられたプロペラ２２に伝達される。
【００２８】
アッパーケーシング１２はその前側をスイベルブラケット２４に担持されるとともにスイベル軸（図示しない）の回りに左右に回動可能である。スイベルブラケット２４は船体の船尾板３０に固定されたクランプブラケット２６に対してスイベルブラケット２４の前側に位置するチルト軸２８の回りに上下に回動可能に連結され、これにより推進ユニットは上下、左右に船体に対して回動可能に取付られる。
【００２９】
符号３２はエンジン１０から下方に延在する排気管であり、排気膨張室３４に連なっている。この膨張室３４はロアーケーシング１６を貫通して、プロペラ軸のボス部に形成された排気出口に連結している。
【００３０】
図２は本発面の実施形態に係るＶ型エンジンの水平断面図である。この実施例は電子燃料噴射式エンジンを備えた船外機に係るものである。
クランクケース４４内に各気筒共通の縦置き（上下方向（図面に垂直））配置のクランク軸４５が装着される。クランクケース４４の左右斜め後方に向けてシリンダブロック３６およびその端部にシリンダヘッド３８が装着され、水平Ｖ字形状の左右のバンク４２Ａ，４２Ｂが形成される。シリンダブロック３６は、各気筒のシリンダスリーブ４６およびその内部を摺動するピストン４８やこれとクランク軸４５とを連結するコンロッド等により構成される。ピストン４８の端面とシリンダヘッド３８との間に各気筒の燃焼室５０が形成される。
【００３１】
各気筒の燃焼室５０には吸気ポート５４および排気ポート５６が連通し、その開口端部に吸気弁５８および排気弁６０が開閉可能に備わる。各気筒の排気ポート５６は、左右Ｖバンクの内側に向けて形成され、吸気ポート５４はＶバンクの外側に向けて形成される。各排気ポート５６は、各バンクごとにその内側に形成した共通の排気マニホールド７４に連通する。各排気マニホールド７４はそれぞれのバンクのシリンダヘッド３８の内側に一体形成される。左右に間隔を隔てて対向配置された両排気マニホールド７４の対向面側にウォータジャケット１０８が設けられ冷却水が循環する。
【００３２】
各気筒の吸気ポート５４は吸気マニホールド８２を介して各バンクごとに共通の吸気集合管１２８に連通する。
【００３３】
各吸気弁５８および排気弁６０の端部には、これらをクランク軸４５に連動して開閉駆動するための吸気カム６４ａおよび排気カム６４ｂが備わる。排気カム６４ｂは、これと同軸のギヤ１２０により回転駆動される。ギヤ１２０はさらにリンクまたはベルト機構等により吸気カム６４ａを回転駆動する。左右Ｖバンクの内側にそれぞれ設けられた排気カム駆動用の両方のギヤ１２０およびクランク軸４５の上端に装着したカム駆動用のギヤ１２２間を連結して無端タイミングベルト１２４が架渡される。この無端タイミングベルト１２４の循環経路内にＶバンク内側の排気マニホールド７４が配設される。
【００３４】
この実施例の排気系統において、排気ポート５６はシリンダスリーブ４６の径方向（軸と略直角方向）に配設され、シリンダヘッド３８の内側前方（図では下方）に前記クランク軸４５に沿って形成されている排気マニホールド７４に連設される。
【００３５】
左右のバンクの排気マニホールド７４は、Ｖバンクの内寄りでシリンダヘッド３８に一体に設けられている。前述のように、符号１２０は排気弁用カムを回動させるギヤであり、クランク軸上端のギヤ１２２との間に巻回されたベルト１２４によって回動される。吸気弁用カムは図示しないリンク機構によってギヤ１２０により回動される。
【００３６】
図３は、上記実施例の吸気系統の構成図である。
スロットルバルブを備えたスロットルボディ１２６をエンジン前方の中心に配置し、このスロットルボディと左右のバンクの吸気マニホールド８２に接続され、吸気を集合する膨張室を有する吸気集合管１２８との間を吸気管１３０によって連設している。
【００３７】
吸気集合管１２８は左右のバンク４２Ａ、４２Ｂの側面でエンジン１０の上下にクランク軸に沿って形成され、その下端より吸気管がエンジンの前方に向かい左右のバンクに沿ってその後上昇して配設され、エンジンの前方の中間高さに設けられたスロットルボディ１２６に接続されている。このスロットルボディの上端には燃料供給制御必要な空気センサ１３２が接続され、その上端に吸気ガイド１３４が接続されている。
【００３８】
この実施例では吸気集合管１２８からスロットルボディ１２６に至る吸気管１３０が図示するようにコ字状に形成されているために、吸気集合管と吸気管との解放箇所に燃料ポンプ１３６、ベーパーセパレータ１３８、スターターモータ１４０等の補機類を効率良く収容することができる。この結果、これら補機類をコンパクトに配置することができるとともに、船外機の前方寄りに配置することができるために重心を前方よりにして操縦安定性を向上することができる。また、これら補機類を大型化することもできる。
【００３９】
また、吸気管１３０の途中に吸気集合管１２８を配設することにより、吸入空気量を十分確保することができる。さらにまた、スロットルボディ１２６を船外機の前方かつ中央に配設することによりスロットルボディから左右のバンクの吸気集合管１２８に至るまでの距離を均等にすることができる。この時、スロットルボディを一つ設ければ良い。なお、本実施例では吸気集合管を設けることにより十分な量の空気を確保することができる。
【００４０】
図４は本発明の別の実施例の吸気系の構成図である。
吸気管１３０が吸気集合管１２８の上端に接続され、スロットルボディ１２６まで下降して配設される。この実施例によれば、補機類を前述の実施例よりも下方に配置することができるために、重心がより下方になって操縦安定性がさらに向上する。
【００４１】
図５は本発明のさらに別の実施例の吸気系の構成図である。
この例では、吸気集合管１２８の上端に直接スロットルボディ１２６を連結している。これにより、吸気集合管１２８の前方よりに、さらに広いスペースを確保することができる。なお、この実施例では、左右のバンク毎にそれぞれスロットルボディ１２６が設けられている。
【００４２】
図６および図７は本発明のさらに別の実施例の水平断面図および縦断面図である。
この例では、排気マニホールド１４２がシリンダヘッド３８およびシリンダブロック３６とは別体に形成されている。図に示すように、排気マニホールド１４２がＶバンクの内側後方でシリンダヘッド３８に接続され、左右バンクの各気筒の排気ポート５６と連接している。そして、エキゾーストガイド７８を介して後方よりに配設された排気管３２（図１）に連結されている。
【００４３】
本実施例によれば、排気マニホールド１４２の径方向の断面積を大きく採れるため、エンジンが高回転の場合では排気を円滑に行うことができ、背圧を低減してエンジン出力を向上することができる。さらにＶバンクの内側および排気マニホールドの内部にに十分な断面積を有するウォータージャケット１０８を形成することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、Ｖ型配置の各気筒に排気ポートが左右Ｖバンクの内側に向けて設けられ、各排気ポートに連通する上下方向の共通の排気マニホールドが左右バンクそれぞれのシリンダヘッド部分に設けられるため、Ｖ型バンクの形状を利用してスペース的に効率よくＶバンクの内側に排気系統を配置し、コンパクトなレイアウトを達成できる。
【００４５】
また、Ｖ型に配置されたバンクの内側に向けて排気ポートを構成し、かつ前記バンクの下方に前記排気ポートと連通する排気通路を形成するとともに、この排気通路をエンジン下方の排気管に接続したため、排気通路を排気管に連結するための通路をエンジンの下方で横断させる必要がない。したがって、エンジンの高さを低減することができる。また、Ｖ型に配置されたバンクの外側に、吸気ポートおよびこの吸気ポートに連通する吸気通路を配設したため、スロットルボディ等の吸気系を後方に突出することなく配置することができる。これらのことにより、Ｖ型エンジンをよりコンパクトにすることができる。
【００４６】
特に、船外機用内燃機関（エンジン）として４サイクルＶ型エンジンを用い、そのクランク軸を鉛直方向に配置した縦置き配置とした場合、エンジンの後方に向けてシリンダヘッド部が延設されるため、船外機後方側の荷重（重量）が増加する。この場合、本発明では吸気通路を前側に向けて延設し、補機をクランクケースの前側に配置しているので、エンジンの重量バランスがよくなる。特に船外機の場合、チルトアップするので、後方荷重が大きくなるとチルトアップ動作速度が遅くなったり、あるいはチルトアップ駆動装置の駆動力を大きなものにしなければならないが、本発明では後方荷重の増加が抑えられるのでこのような不具合を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される船外機の概略構成図。
【図２】本発明の実施形態の水平断面図。
【図３】図２の実施形態の吸気系の構成図。
【図４】本発明の別の実施形態の吸気系の構成図。
【図５】本発明のさらに別の実施形態の吸気系の構成図。
【図６】本発明のさらに別の実施形態の水平断面図。
【図７】図６の実施形態の縦断面図。
【符号の説明】
１：機関本体、１０：エンジン、１２：アッパーケーシング、
１４：カウリング、１６：ロアーケーシング、１８：ドライブ軸、
２０：シフト機構、２２：プロペラ、２４：スイベルブラケット、
２６：クランプブラケット、２８：チルト軸、３０：船尾板、
３２：排気管、３４：排気膨張室、３６：シリンダブロック、
３８：シリンダヘッド、４２Ａ，４２Ｂ：バンク、４４：クランクケース、
４５：クランク軸、４６：シリンダスリーブ、４８：ピストン、
５０：燃焼室、５４：吸気ポート、５６：排気ポート、５８：吸気弁、
６０：排気弁、６４ａ：吸気カム、６４ｂ：排気カム、
７４：排気マニホールド、７８：エキゾーストガイド、
８２：吸気マニホールド、１０８：ウォータジャケット、１２０：ギヤ、
１２６：スロットルボディ、１２８：吸気集合管、１３０：吸気管、
１３２：空気センサ、１３４：吸気ガイド、１３６：燃料ポンプ、
１３８：ベーパセパレータ、１４０：スタータモータ、
１４２：排気マニホールド。
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｖ型エンジンの吸・排気構造に係わり、特に、４サイクル船外機用Ｖ型エンジンの吸・排気構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりエンジンをコンパクトに配置するために、複数の気筒をＶ型に対向配置する、いわゆるＶ型エンジンが実用化されている。特に、船外機は軽量コンパクトであることが望まれているから、最近ではこのようなＶ型エンジンが広く適用されるようになってきている。従来、カウリング内にＶ型エンジンをよりコンパクトに配置して船外機を小型化するために、エンジンの吸・排気系のレイアウトの改良が種々試みられてきており、例えば、特開昭６２−２６７５６１号に記載のものが存在する。
【０００３】
この従来例は、クランク軸を中心として複数のシリンダをＶ字型に対向配置するとともに、クランク軸を略鉛直方向に向けて配置してなるＶ型エンジンであって、吸気ポートをＶ字型に形成したバンクの内側に配設するとともに、この吸気ポートに連なる吸気管が少なくとも部分的にバンク挟角の中心線に沿ってクランク軸から遠ざかる方向に延出され、かつ互いに対向する一対のシリンダに対し、各一基の気化器が設けられるようにしたものである。
【０００４】
この従来例によれば、両バンク間の角度を比較的小さくしてＶ型エンジンの幅方向寸法を小さくできることから、Ｖ型エンジンを船外機に用いる場合などでは、設置スペースを削減できる等有効なものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例では、吸気ポート含む吸気系統をＶ型に配置された両バンク（以下、「Ｖバンク」という。）の内側に配置していることから、気化器等がエンジンより後方に突出し、船外機の寸法が後方に大きくなる。
【０００６】
また、前記従来例では排気系統がエンジンのＶバンクの外側に設けていることから、各バンクの排気マニホールドをエンジンの下端部分で中心方向に屈曲させ、エンジンの下を通過させた後排気管に集合させる必要がある。その結果、エンジンの高さに、エンジン下方を横方向に横断する排気通路が加わって船外機の高さが大きくなってしまう問題があった。
【０００７】
したがって、従来構造では、船外機が高さ方向や後方に大型化する等コンパクト性を達成する上で十分でなく、この結果、例えば、船外機の重心が後方かつ上方寄りになって操縦安定性が十分でない等の問題があった。また、Ｖバンクの内側に吸気系統が配設されているため、気化器や各気筒のスロットルバルブを開閉させるリンク機構もＶバンク内に配置しなくてはならず、カウリングの幅方向寸法を削減する上でも十分でない。
【０００８】
そこで、この発明はＶ型エンジンをよりコンパクトにするための吸・排気構造を備えた船外機構造の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、縦置きに配置されたクランク軸を中心として複数の気筒が水平Ｖ型に対向配置され、カウリングで覆われた船外機の縦置き配置型のＶ型４サイクルエンジンの吸・排気構造において、Ｖ型に配置された左右両バンクの内側に向けて各気筒ごとに排気ポートを形成し、各排気ポートに連通して排気を下方に導く共通の排気マニホールドをそれぞれのバンクのシリンダヘッド部に設け、前記排気マニホールドは、各バンクのシリンダブロックより後方に配置され、クランクケースの左右斜め後方に向けてシリンダブロックおよびその端部にシリンダヘッドが装着され、左右バンクの排気カム同士を共通のタイミングベルトでクランク軸に連結するとともに、このタイミングベルトの循環経路で囲まれた領域内に前記排気マニホールドを配設したことを特徴とする船外機用Ｖ型４サイクルエンジンの吸・排気構造を提供する。
【００１０】
この構成によれば、Ｖ型配置の各気筒に排気ポートが左右Ｖバンクの内側に向けて設けられ、各排気ポートに連通する上下方向の共通の排気マニホールドが左右バンクそれぞれのシリンダヘッド部分に設けられるため、Ｖ型バンクの形状を利用してスペース的に効率よくＶバンクの内側に排気系統を配置し、コンパクトなレイアウトを達成できる。
【００１１】
好ましい構成例では、前記排気マニホールドは、各バンクのシリンダブロックより後方に配置されたことを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、左右各排気マニホールドがシリンダブロックより後方に配置されるので、Ｖバンク間の角度を狭くしても排気通路長さを十分とれるようになり、排気系の干渉に対する設計自由度が大きくなり、部品構成に応じて最適なレイアウトが得られる。
【００１３】
また、排気マニホールドとシリンダブロックとの間に間隔が設けられるため、排気熱を有効に発散させることができる。
【００１４】
さらに好ましい構成例では、前記各バンクの排気マニホールドは相互に隙間を隔てて対向配置されたことを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、左右各バンクの内側に対向して配置された左右の排気マニホールド間に隙間が形成されるため、排気熱が有効に発散できるとともに、それぞれのシリンダヘッドおよびシリンダブロックに対する取付け精度に影響されることなく左右排気マニホールドを対向配置してエンジンを構成できる。
【００１６】
別の好ましい構成例では、左右両バンクの排気マニホールド同士が一体的に設けられたことを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、一体構成の排気マニホールドによりシンプルな構成となり冷却系も共通化できコンパクトなレイアウトが達成される。
【００１８】
別の好ましい構成例では、前記左右バンクの排気マニホールドの対向壁にそれぞれウォータジャケットが設けられたことを特徴としている。
【００１９】
この構成によれば、左右各排気マニホールド間にウォータジャケットが設けられるため、両方の排気マニホールドによる熱的相乗効果を抑えて各排気マニホールドごとに有効に冷却することができる。
【００２０】
さらに好ましい構成例では、前記Ｖ型に配置されたバンクの左右の外側に、吸気ポートおよびこの吸気ポートに連通する吸気通路を設けたことを特徴としている。
【００２１】
この構成によれば、気化器等の吸気系をエンジン後方に突出させることなく、エンジンの左右外側に配設できるため、特にエンジンの前後方向の長さを短くしてコンパクトな形状が得られる。
【００２２】
さらに好ましい構成例では、エンジンの左右両側に配置された左右の吸気通路の軸線間隔が前方で狭くなるように吸気通路を配置し、エンジンを覆うカウリングの左右方向の幅が前部で狭くなるように構成したことを特徴としている。
【００２３】
この構成によれば、エンジン前側の左右方向の幅が狭くなるように構成されるため、コンパクトな形状の船外機が得られる．
【００２４】
さらに好ましい構成例では、左右バンクの排気カム同士を共通のタイミングベルトでクランク軸に連結するとともに、このタイミングベルトの循環経路で囲まれた領域内に前記排気マニホールドを配設したことを特徴としている。
【００２５】
この構成によれば、Ｖバンクの内側に配置された排気カム同士を１本のタイミングベルトでクランク軸とともに巻き掛け、その内側に排気マニホールドを配置することにより、コンパクトなレイアウトが達成される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の吸・排気構造が適用される船外機の概略構成図である。
機関本体１はエンジン１０を備え、エンジン１０はエキゾーストガイド７８を介して推進ユニットのアッパーケーシング１２上に載置され、かつカウリング１４により覆われている。
【００２７】
エンジン１０の出力は、アッパーケーシング１２を貫通してロアーケーシング１６まで延在するドライブ軸１８に伝達されて、シフト機構２０を介してロアーケーシング１６に設けられたプロペラ２２に伝達される。
【００２８】
アッパーケーシング１２はその前側をスイベルブラケット２４に担持されるとともにスイベル軸（図示しない）の回りに左右に回動可能である。スイベルブラケット２４は船体の船尾板３０に固定されたクランプブラケット２６に対してスイベルブラケット２４の前側に位置するチルト軸２８の回りに上下に回動可能に連結され、これにより推進ユニットは上下、左右に船体に対して回動可能に取付られる。
【００２９】
符号３２はエンジン１０から下方に延在する排気管であり、排気膨張室３４に連なっている。この膨張室３４はロアーケーシング１６を貫通して、プロペラ軸のボス部に形成された排気出口に連結している。
【００３０】
図２は本発面の実施形態に係るＶ型エンジンの水平断面図である。この実施例は電子燃料噴射式エンジンを備えた船外機に係るものである。
クランクケース４４内に各気筒共通の縦置き（上下方向（図面に垂直））配置のクランク軸４５が装着される。クランクケース４４の左右斜め後方に向けてシリンダブロック３６およびその端部にシリンダヘッド３８が装着され、水平Ｖ字形状の左右のバンク４２Ａ，４２Ｂが形成される。シリンダブロック３６は、各気筒のシリンダスリーブ４６およびその内部を摺動するピストン４８やこれとクランク軸４５とを連結するコンロッド等により構成される。ピストン４８の端面とシリンダヘッド３８との間に各気筒の燃焼室５０が形成される。
【００３１】
各気筒の燃焼室５０には吸気ポート５４および排気ポート５６が連通し、その開口端部に吸気弁５８および排気弁６０が開閉可能に備わる。各気筒の排気ポート５６は、左右Ｖバンクの内側に向けて形成され、吸気ポート５４はＶバンクの外側に向けて形成される。各排気ポート５６は、各バンクごとにその内側に形成した共通の排気マニホールド７４に連通する。各排気マニホールド７４はそれぞれのバンクのシリンダヘッド３８の内側に一体形成される。左右に間隔を隔てて対向配置された両排気マニホールド７４の対向面側にウォータジャケット１０８が設けられ冷却水が循環する。
【００３２】
各気筒の吸気ポート５４は吸気マニホールド８２を介して各バンクごとに共通の吸気集合管１２８に連通する。
【００３３】
各吸気弁５８および排気弁６０の端部には、これらをクランク軸４５に連動して開閉駆動するための吸気カム６４ａおよび排気カム６４ｂが備わる。排気カム６４ｂは、これと同軸のギヤ１２０により回転駆動される。ギヤ１２０はさらにリンクまたはベルト機構等により吸気カム６４ａを回転駆動する。左右Ｖバンクの内側にそれぞれ設けられた排気カム駆動用の両方のギヤ１２０およびクランク軸４５の上端に装着したカム駆動用のギヤ１２２間を連結して無端タイミングベルト１２４が架渡される。この無端タイミングベルト１２４の循環経路内にＶバンク内側の排気マニホールド７４が配設される。
【００３４】
この実施例の排気系統において、排気ポート５６はシリンダスリーブ４６の径方向（軸と略直角方向）に配設され、シリンダヘッド３８の内側前方（図では下方）に前記クランク軸４５に沿って形成されている排気マニホールド７４に連設される。
【００３５】
左右のバンクの排気マニホールド７４は、Ｖバンクの内寄りでシリンダヘッド３８に一体に設けられている。前述のように、符号１２０は排気弁用カムを回動させるギヤであり、クランク軸上端のギヤ１２２との間に巻回されたベルト１２４によって回動される。吸気弁用カムは図示しないリンク機構によってギヤ１２０により回動される。
【００３６】
図３は、上記実施例の吸気系統の構成図である。
スロットルバルブを備えたスロットルボディ１２６をエンジン前方の中心に配置し、このスロットルボディと左右のバンクの吸気マニホールド８２に接続され、吸気を集合する膨張室を有する吸気集合管１２８との間を吸気管１３０によって連設している。
【００３７】
吸気集合管１２８は左右のバンク４２Ａ、４２Ｂの側面でエンジン１０の上下にクランク軸に沿って形成され、その下端より吸気管がエンジンの前方に向かい左右のバンクに沿ってその後上昇して配設され、エンジンの前方の中間高さに設けられたスロットルボディ１２６に接続されている。このスロットルボディの上端には燃料供給制御必要な空気センサ１３２が接続され、その上端に吸気ガイド１３４が接続されている。
【００３８】
この実施例では吸気集合管１２８からスロットルボディ１２６に至る吸気管１３０が図示するようにコ字状に形成されているために、吸気集合管と吸気管との解放箇所に燃料ポンプ１３６、ベーパーセパレータ１３８、スターターモータ１４０等の補機類を効率良く収容することができる。この結果、これら補機類をコンパクトに配置することができるとともに、船外機の前方寄りに配置することができるために重心を前方よりにして操縦安定性を向上することができる。また、これら補機類を大型化することもできる。
【００３９】
また、吸気管１３０の途中に吸気集合管１２８を配設することにより、吸入空気量を十分確保することができる。さらにまた、スロットルボディ１２６を船外機の前方かつ中央に配設することによりスロットルボディから左右のバンクの吸気集合管１２８に至るまでの距離を均等にすることができる。この時、スロットルボディを一つ設ければ良い。なお、本実施例では吸気集合管を設けることにより十分な量の空気を確保することができる。
【００４０】
図４は本発明の別の実施例の吸気系の構成図である。
吸気管１３０が吸気集合管１２８の上端に接続され、スロットルボディ１２６まで下降して配設される。この実施例によれば、補機類を前述の実施例よりも下方に配置することができるために、重心がより下方になって操縦安定性がさらに向上する。
【００４１】
図５は本発明のさらに別の実施例の吸気系の構成図である。
この例では、吸気集合管１２８の上端に直接スロットルボディ１２６を連結している。これにより、吸気集合管１２８の前方よりに、さらに広いスペースを確保することができる。なお、この実施例では、左右のバンク毎にそれぞれスロットルボディ１２６が設けられている。
【００４２】
図６および図７は本発明のさらに別の実施例の水平断面図および縦断面図である。
この例では、排気マニホールド１４２がシリンダヘッド３８およびシリンダブロック３６とは別体に形成されている。図に示すように、排気マニホールド１４２がＶバンクの内側後方でシリンダヘッド３８に接続され、左右バンクの各気筒の排気ポート５６と連接している。そして、エキゾーストガイド７８を介して後方よりに配設された排気管３２（図１）に連結されている。
【００４３】
本実施例によれば、排気マニホールド１４２の径方向の断面積を大きく採れるため、エンジンが高回転の場合では排気を円滑に行うことができ、背圧を低減してエンジン出力を向上することができる。さらにＶバンクの内側および排気マニホールドの内部にに十分な断面積を有するウォータージャケット１０８を形成することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、Ｖ型配置の各気筒に排気ポートが左右Ｖバンクの内側に向けて設けられ、各排気ポートに連通する上下方向の共通の排気マニホールドが左右バンクそれぞれのシリンダヘッド部分に設けられるため、Ｖ型バンクの形状を利用してスペース的に効率よくＶバンクの内側に排気系統を配置し、コンパクトなレイアウトを達成できる。
【００４５】
また、Ｖ型に配置されたバンクの内側に向けて排気ポートを構成し、かつ前記バンクの下方に前記排気ポートと連通する排気通路を形成するとともに、この排気通路をエンジン下方の排気管に接続したため、排気通路を排気管に連結するための通路をエンジンの下方で横断させる必要がない。したがって、エンジンの高さを低減することができる。また、Ｖ型に配置されたバンクの外側に、吸気ポートおよびこの吸気ポートに連通する吸気通路を配設したため、スロットルボディ等の吸気系を後方に突出することなく配置することができる。これらのことにより、Ｖ型エンジンをよりコンパクトにすることができる。
【００４６】
特に、船外機用内燃機関（エンジン）として４サイクルＶ型エンジンを用い、そのクランク軸を鉛直方向に配置した縦置き配置とした場合、エンジンの後方に向けてシリンダヘッド部が延設されるため、船外機後方側の荷重（重量）が増加する。この場合、本発明では吸気通路を前側に向けて延設し、補機をクランクケースの前側に配置しているので、エンジンの重量バランスがよくなる。特に船外機の場合、チルトアップするので、後方荷重が大きくなるとチルトアップ動作速度が遅くなったり、あるいはチルトアップ駆動装置の駆動力を大きなものにしなければならないが、本発明では後方荷重の増加が抑えられるのでこのような不具合を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される船外機の概略構成図。
【図２】本発明の実施形態の水平断面図。
【図３】図２の実施形態の吸気系の構成図。
【図４】本発明の別の実施形態の吸気系の構成図。
【図５】本発明のさらに別の実施形態の吸気系の構成図。
【図６】本発明のさらに別の実施形態の水平断面図。
【図７】図６の実施形態の縦断面図。
【符号の説明】
１：機関本体、１０：エンジン、１２：アッパーケーシング、
１４：カウリング、１６：ロアーケーシング、１８：ドライブ軸、
２０：シフト機構、２２：プロペラ、２４：スイベルブラケット、
２６：クランプブラケット、２８：チルト軸、３０：船尾板、
３２：排気管、３４：排気膨張室、３６：シリンダブロック、
３８：シリンダヘッド、４２Ａ，４２Ｂ：バンク、４４：クランクケース、
４５：クランク軸、４６：シリンダスリーブ、４８：ピストン、
５０：燃焼室、５４：吸気ポート、５６：排気ポート、５８：吸気弁、
６０：排気弁、６４ａ：吸気カム、６４ｂ：排気カム、
７４：排気マニホールド、７８：エキゾーストガイド、
８２：吸気マニホールド、１０８：ウォータジャケット、１２０：ギヤ、
１２６：スロットルボディ、１２８：吸気集合管、１３０：吸気管、
１３２：空気センサ、１３４：吸気ガイド、１３６：燃料ポンプ、
１３８：ベーパセパレータ、１４０：スタータモータ、
１４２：排気マニホールド。
Claims (6)
- 縦置きに配置されたクランク軸を中心として複数の気筒が水平Ｖ型に対向配置され、カウリングで覆われた船外機の縦置き配置型のＶ型４サイクルエンジンの吸・排気構造において、
Ｖ型に配置された左右両バンクの内側に向けて各気筒ごとに排気ポートを形成し、各排気ポートに連通して排気を下方に導く共通の排気マニホールドをそれぞれのバンクのシリンダヘッド部に設け、
前記排気マニホールドは、各バンクのシリンダブロックより後方に配置され、
クランクケースの左右斜め後方に向けてシリンダブロックおよびその端部にシリンダヘッドが装着され、
左右バンクの排気カム同士を共通のタイミングベルトでクランク軸に連結するとともに、このタイミングベルトの循環経路で囲まれた領域内に前記排気マニホールドを配設したことを特徴とする船外機用Ｖ型４サイクルエンジンの吸・排気構造。 - 前記各バンクの排気マニホールドは相互に隙間を隔てて対向配置されたことを特徴とする請求項１に記載の船外機用Ｖ型４サイクルエンジンの吸・排気構造。
- 左右両バンクの排気マニホールド同士が一体的に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の船外機用Ｖ型４サイクルエンジンの吸・排気構造。
- 前記左右バンクの排気マニホールドの対向壁にそれぞれウォータジャケットが設けられたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の船外機用Ｖ型４サイクルエンジンの吸・排気構造。
- 前記Ｖ型に配置されたバンクの外側に、吸気ポートおよびこの吸気ポートに連通する吸気通路を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の船外機用Ｖ型４サイクルエンジンの吸・排気構造。
- エンジンの左右両側に配置された左右の吸気通路の軸線間隔が前方で狭くなるように吸気通路を配置し、エンジンを覆うカウリングの左右方向の幅が前部で狭くなるように構成したことを特徴とする請求項５に記載の船外機用Ｖ型４サイクルエンジンの吸・排気構造。
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