JP3743233B2 - 船外機のフライホイール構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機のフライホイール構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンは、点火プラグで火花を発生させてシリンダ内の混合気に点火して燃焼させている。このエンジンの燃焼は点火プラグの点火時期と密接な関係があり、効率の良い燃焼を得るためには、適切な点火時期を設定する必要がある。
【0003】
エンジンは、その回転数が高くなるに連れてピストンのスピードも速くなるので、エンジンが高回転になるにしたがって点火時期を早く設定することが一般的である。
【0004】
エンジンの回転数の上昇に合わせて点火時期を自動的に早める装置を自動進角装置といい、従来はエンジンの回転による遠心力の違いを利用した機械的自動進角装置が多用されていたが、近年、より適切な点火時期を設定するために、エンジン(クランクシャフト)の回転数や回転角度、スロットルの開度等をパラメータとして利用し、マイクロコンピュータにより運転状況に適応した点火時期を設定する電子式自動進角装置が用いられるようになった。
【0005】
船外機に搭載されるエンジンの場合、クランクシャフトの回転数や回転角度は、クランクシャフトの上端部に回転一体に設けられるフライホイールに備えられる例えばトリガポール等の検出部材の動きを検出センサ等で検出することによって得ていた(例えば特開平10−22026号公報参照)。
【0006】
トリガポールは従来フライホイールの外周側面に、このフライホイールの径方向外側に向かって突設されており、検出センサはさらにこのトリガポールの外側に配置されていた。
【0007】
また、クランクシャフトがカムシャフトの駆動軸を兼ねている場合、タイミングベルトが巻装されるドライブプーリの下方に検出部材を配置したり、フライホイールとドライブプーリとの間に検出部材を配置したものもある。
【0008】
そして、フライホイールにはマグネト式発電装置や、スタータモータのドライブギヤに作動連結するリングギヤを回転一体に備えたものもある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フライホイールにリングギヤが備えられたエンジンの場合、フライホイールの外周側面にトリガポールを突設すると、このトリガポールの外側に配置された検出センサとリングギヤとが干渉するおそれがあるため、必然的にリングギヤを高く配置しなければならない。その結果、エンジンの重心位置が高くなると共に、クランクシャフトの振動が増加し、クランクシャフトおよびその軸受の耐久性が低下するおそれがある。
【0010】
また、検出部材をドライブプーリの下方やフライホイールとドライブプーリとの間に配置したエンジンの場合、タイミングベルトのガイドに特別な処理が必要になったり、検出部材の径が小さくなって検出部材の位置(角度)精度が低下する。さらに、検出部材の径が小さくなることによりエンジンの始動回転数(制御可能回転数)が高まってしまい、始動性が低下する。
【0011】
一方、フライホイールにマグネト式発電装置を備えたエンジンの場合、マグネトおよびエンジンの発熱によって雰囲気温度が高まり、周辺に配置された電装品等の劣化が促進されると共に、マグネトのステータコイルに用いられるワイヤに耐熱性の高い仕様のものを用いなければならず、コストがかかってしまう。
【0012】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、エンジンの重心位置を低下させると共に、エンジンの始動性の向上を図った船外機のフライホイール構造を提供することを目的とする。
【0013】
本発明の他の目的は、フライホイール周辺の冷却促進を図った船外機のフライホイール構造を提供するにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る船外機のフライホイール構造は、上述した課題を解決するために、請求項1に記載したように、縦置きのクランクシャフト上端部に回転一体にフライホイールが設けられ、このフライホイールは中央部分が逆凹形状に形成され、マグネト式発電装置を上方から覆うと共に、スタータモータの回転駆動力をクランクシャフトに伝達するリングギヤが外周縁に設けられる一方、このフライホイールに備えられた検出部材の動きをセンサ手段で検出して上記クランクシャフトの回転数や回転角度を検出する船外機において、三個以上の上記検出部材を、上記フライホイールの下面で、上記フライホイールの逆凹部外径の外側、かつ上記リングギヤの外径の内側に、上記クランクシャフトの軸方向下方に突設させて等間隔で周方向に配置すると共に、上記検出部材の外側端部に、上記フライホイールの回転時に上記検出部材より内側の空気を上記検出部材の外側に排出させる遠心ファン形状部を形成したものである。
【0015】
また、上述した課題を解決するために、請求項2に記載したように、平面視で、上記リングギヤ外径の内側に上記検出部材および上記センサ手段を配置したものである。
【0016】
さらに、上述した課題を解決するために、請求項3に記載したように、上記検出部材の一部を取り除いて切欠部分を形成したものである。
【0017】
さらにまた、上述した課題を解決するために、請求項4に記載したように、上記フライホイールの上面にこのフライホイール外側の空気を上記フライホイールの内側に導くファン構造を設けたものである。
【0018】
そして、上述した課題を解決するために、請求項5に記載したように、各検出部材の径方向寸法をその周方向寸法と同じか大きくなるように設定したものである。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0021】
図1は、本発明を適用した船外機の右側面図である。図1に示すように、この船外機1はエンジンホルダ2を備え、このエンジンホルダ2に取り付けられたブラケット3を介して船体4のトランサム4aに装着される。そして、このエンジンホルダ2の上部にエンジン5が設置される。
【0022】
エンジン5内にはクランクシャフト6がほぼ鉛直方向を向くよう縦置きに設けられる。また、エンジンホルダ2の下部にはオイルパン7を隔ててドライブシャフトハウジング8が設置される。
【0023】
オイルパン7内およびドライブシャフトハウジング8内にはクランクシャフト6下端に連結されたドライブシャフト9が下方に向かって延設され、ドライブシャフトハウジング8の下部に設けられたギヤケース10内のベベルギヤ11およびプロペラシャフト12を介してプロペラ13を駆動するように構成される。
【0024】
エンジン5はその周囲がエンジンカバー14により覆われる。エンジンカバー14はアッパーカバー14aとロアーカバー14bとに分割可能なものであり、エンジン5の上部はアッパーカバー14aに、また、エンジンホルダ2、オイルパン7およびエンジン5下部の周囲はロアーカバー14bにより覆われる。
【0025】
図2は、図1のエンジン5部分を拡大した右側面図であり、図3は同エンジン5の平面(上面)図である。図2および図3に示すように、このエンジン5は、例えば水冷4サイクル4気筒エンジンであり、クランクケース15、シリンダブロック16およびシリンダヘッド17等を前後方向に配列して構成される。
【0026】
エンジン5の周囲には電装品類18や排気装置19、吸気装置20等が配置される。吸気装置20はエンジン5の左側から前部にかけて集約して配置される一方、排気装置19はエンジン5の右側に配置され、また電装品類18も排気装置19と同じエンジン5の右側に配置された電装品ボックス21内に収納される。そして、エンジン5上部の各機器(後述)はリングギヤカバー22によって覆われる。
【0027】
図4は、リングギヤカバー22を取り外した状態のエンジン5の平面(上面)図であり、図5は図4のV−V線に沿う断面図である。図1および図5に示すように、クランクシャフト6の上端はエンジン5の上方に突出し、この突出端にフライホイール23がクランクシャフト6と回転一体に設けられる。
【0028】
また、詳細には図示しないが、シリンダヘッド17内にクランクシャフト6と平行に設けられた動弁用カムシャフト24の上端もエンジン5の上方に突出し、この突出端にドリブンプーリ25がカムシャフト24と回転一体に設けられる。そして、このドリブンプーリ25とクランクシャフト6に設けられたドライブプーリ26との間にタイミングベルト27が巻装され、クランクシャフト6の回転がカムシャフト24に伝達される。
【0029】
エンジン5の前上部にはエンジン5始動用のスタータモータ28が設けられる。また、フライホイール23の外周縁にはリングギヤ29が設けられる。そして、スタータモータ28のドライブギヤ28aとリングギヤ29とが作動連結し、スタータモータ28の回転駆動力がクランクシャフト6に伝達されるように構成される。
【0030】
また、フライホイール23、スタータモータ28、リングギヤ29、ドリブンプーリ25そしてタイミングベルト27は上述したリングギヤカバー22によって覆われる。
【0031】
図5に示すように、フライホイール23の内部にはマグネト式発電装置30が配置され、フライホイール23はこのマグネト式発電装置30を上方から覆うように、その中央部分が逆凹形状に形成される。このマグネト式発電装置30は、エンジン5側に固定されるステータコイル31と、このステータコイル31に対向するフライホイール23の逆凹部23a内に配置された永久磁石32とから構成され、フライホイール23が回転することによりステータコイル31に交流電気を発生させる。
【0032】
図6は、フライホイール23の下面図である。図5および図6に示すように、フライホイール23の下面で、フライホイール23の取付ボス23b外径の外側、且つリングギヤ29外径の内側には検出部材であるトリガポール33が設けられる。また、トリガポール33はクランクシャフト6の軸方向に配置され、本実施形態においては下方(エンジン5側)に向かって突設される。そして、このトリガポール33に対向した位置、すなわち平面視でリングギヤ29外径の内側のエンジン5上にはセンサ手段である検出センサ34(パルサコイル)が設けられる。
【0033】
トリガポール33は、図6に示すように、三個以上の複数個が周方向に等間隔で、本実施形態においては例えば10°(クランク角)間隔で配列されるが、トリガポール33の一部(例えば隣接した二個)は取り除かれて例えば30°(クランク角)間隔の切欠部分35が形成され、本実施形態においては合計34個のトリガポール33が設けられる。
【0034】
各トリガポール33はその径方向寸法Kがその周方向寸法Sと同じか大きくなるように設定される(K≧S)と共に、フライホイール23の回転時にトリガポール33より内側の空気がトリガポール33の外側に排出されるよう、トリガポール33の外側端部には遠心ファン形状部36が形成される。
【0035】
図7は、図6のVII−VII線に沿う断面図である。図5〜図7に示すように、マグネト式発電装置30を覆うフライホイール23の逆凹部23a上面にはこの逆凹部23a外側の空気を逆凹部23a内側に導くファン構造37が設けられ、このファン構造37直上のリングギヤカバー22には吸気口38が形成される。そして、リングギヤカバー22の側面には排気口39が形成される。
【0036】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0037】
エンジン5が始動し、クランクシャフト6が回転するとフライホイール23も同時に回転する。そして、フライホイール23が回転して各トリガポール33が検出センサ34上を横切ったとき検出センサ34に電気信号(センサ信号)が出力され、この電気信号が点火時期検出用として利用される。
【0038】
また、フライホイール23が回転することにより、フライホイール23の上面に設けられたファン構造37がリングギヤカバー22上面の吸気口38から外気をフライホイール23の逆凹部23a内側に導き、発電作用によって発熱するマグネト式発電装置30およびエンジン5の上部を冷却する。
【0039】
トリガポール33の外側端部にはフライホイール23の回転時にトリガポール33より内側の空気がトリガポール33の外側に排出されるよう遠心ファン形状部36が形成されているので、マグネト式発電装置30およびエンジン5の上部を冷却した空気はリングギヤカバー22側面の排気口39から排出される。
【0040】
以上、フライホイール23上面に設けられたファン構造37およびトリガポール33外側端部に設けられた遠心ファン形状部36の作用によって、図5に矢印でに示すような空気の流れが発生し、リングギヤ29の排出風によってこの流れがさらに促進されてフライホイール23とエンジン5とによって囲まれた空間の冷却が効率よく行われる。
【0041】
上記空間が効率よく冷却される結果、ステータコイル31の温度上昇が抑えられるのでステータコイル31の耐久性が向上すると共に、ステータコイル31に用いられるワイヤ(図示せず)にかかるコストも軽減される。
【0042】
一方、従来フライホイールの外周側面にトリガポールを突設していたために、トリガポールの外側に配置された検出センサとリングギヤとが干渉するのでリングギヤを高く配置しなければならなかったが、本発明のようにフライホイール23の下面に設けられるトリガポール33をクランクシャフト6の軸方向に、且つ下方のエンジン5側に向かって突設配置したことにより、リングギヤ29の位置を低く設定することが可能になる。その結果、エンジン5の重心位置が低くなってクランクシャフト6の振動が低減し、クランクシャフト6にかかる応力も低減してクランクシャフト6およびその軸受(図示せず)の耐久性が向上する。
【0043】
また、トリガポール33をフライホイール23の取付ボス23b外径の外側、且つリングギヤ29外径の内側に設けたことにより、トリガポール33の位置(角度)精度が向上し、且つ角速度が速くなるので、エンジン5の低回転域においてもセンサ信号が正確に出力され、エンジン5の始動回転数(制御可能回転数)が低くなってエンジン5の始動性が向上する。
【0044】
さらに、各トリガポール33の径方向寸法Kをその周方向寸法Sと同じか大きくなるように設定(K≧S)したことにより、トリガポール33と検出センサ34とが対向する時間が短くなってエンジン5始動時に発生するクランキングノイズ(噛み合いノイズ)を低減させる。
【0045】
さらにまた、周方向に等間隔で配列されるトリガポール33の一部を取り除いて切欠部分35を形成したことにより、トリガポール33が遠心ファンとして作動する時の風切り音が減少する。
【0046】
そして、トリガポール33をリングギヤ29外径の内側に設けたことにより、リングギヤカバー22に逃げ形状が不要となり、リングギヤカバー22の形状が簡素化すると共に、全体がコンパクト化する。
【0047】
そしてまた、トリガポール33をクランクシャフト6の軸方向に配置したので検出センサ34もクランクシャフト6の軸方向に設置できる。その結果、検出センサ34の位置を低くでき、エンジン5等の振動による検出センサ34へのノイズの混入が低減される。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る船外機のフライホイール構造によれば、縦置きのクランクシャフト上端部に回転一体にフライホイールが設けられ、このフライホイールは中央部分が逆凹形状に形成され、マグネト式発電装置を上方から覆うと共に、スタータモータの回転駆動力をクランクシャフトに伝達するリングギヤが外周縁に設けられる一方、このフライホイールに備えられた検出部材の動きをセンサ手段で検出して上記クランクシャフトの回転数や回転角度を検出する船外機において、三個以上の上記検出部材を、上記フライホイールの下面で、上記フライホイールの逆凹部外径の外側、かつ上記リングギヤの外径の内側に、上記クランクシャフトの軸方向下方に突設させて等間隔で周方向に配置すると共に、上記検出部材の外側端部に、上記フライホイールの回転時に上記検出部材より内側の空気を上記検出部材の外側に排出させる遠心ファン形状部を形成したため、リングギヤの位置を低く設定でき、エンジンの重心位置を低くすることができると共に、簡単な構造でフライホイールとエンジンとによって囲まれた空間を効率よく冷却できる。
【0049】
また、平面視で、上記リングギヤ外径の内側に上記検出部材および上記センサ手段を配置したため、レイアウトがコンパクト化する。
【0050】
さらに、上記検出部材の一部を取り除いて切欠部分を形成したため、フライホイール回転時に検出手段が発生させる風切り音を減少させることができる。
【0051】
さらにまた、上記フライホイールの上面にこのフライホイール外側の空気を上記フライホイールの内側に導くファン構造を設けたため、簡単な構造でフライホイールとエンジンとによって囲まれた空間を効率よく冷却できる。
【0052】
そして、各検出部材の径方向寸法をその周方向寸法と同じか大きくなるように設定したため、エンジン始動時に発生するクランキングノイズが減少する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る船外機のフライホイール構造の一実施形態を示す船外機の右側面図。
【図2】図1に示す船外機のエンジン部分を拡大した右側面図。
【図3】図2に示すエンジンの平面(上面)図。
【図4】リングギヤカバーを取り外した状態のエンジンの平面(上面)図。
【図5】図4のV−V線に沿う断面図。
【図6】フライホイールの下面図。
【図7】図6のVII−VII線に沿う断面図。
【符号の説明】
1 船外機
5 エンジン
6 クランクシャフト
22 リングギヤカバー
23 フライホイール
29 リングギヤ
30 マグネト式発電装置
31 ステータコイル
33 トリガポール(検出部材)
34 検出センサ(センサ手段)
35 切欠部分
36 遠心ファン形状部
37 ファン構造
K 各トリガポール(検出部材)の径方向寸法
S 各トリガポール(検出部材)の周方向寸法
Claims (5)
- 縦置きのクランクシャフト上端部に回転一体にフライホイールが設けられ、このフライホイールは中央部分が逆凹形状に形成され、マグネト式発電装置を上方から覆うと共に、スタータモータの回転駆動力をクランクシャフトに伝達するリングギヤが外周縁に設けられる一方、このフライホイールに備えられた検出部材の動きをセンサ手段で検出して上記クランクシャフトの回転数や回転角度を検出する船外機において、三個以上の上記検出部材を、上記フライホイールの下面で、上記フライホイールの逆凹部外径の外側、かつ上記リングギヤの外径の内側に、上記クランクシャフトの軸方向下方に突設させて等間隔で周方向に配置すると共に、上記検出部材の外側端部に、上記フライホイールの回転時に上記検出部材より内側の空気を上記検出部材の外側に排出させる遠心ファン形状部を形成したことを特徴とする船外機のフライホイール構造。
- 平面視で、上記リングギヤ外径の内側に上記検出部材および上記センサ手段を配置した請求項1記載の船外機のフライホイール構造。
- 上記検出部材の一部を取り除いて切欠部分を形成した請求項1または2記載の船外機のフライホイール構造。
- 上記フライホイールの上面にこのフライホイール外側の空気を上記フライホイールの内側に導くファン構造を設けた請求項1、2、または3記載の船外機のフライホイール構造。
- 各検出部材の径方向寸法をその周方向寸法と同じか大きくなるように設定した請求項1、2、3または4記載の船外機のフライホイール構造。
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