JP3777235B2 - 船外機用エンジン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダの外周を囲むようにシリンダ軸線から略等距離に配置された複数本の第１結合ボルトでシリンダヘッドをシリンダブロックに結合してなり、シリンダヘッド及びシリンダブロックの結合面のシリンダ軸線から見て前記第１結合ボルトよりも半径方向外側位置に冷却水通路の開口が形成された船外機用エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平３−３１０９４号公報には、クランクシャフトを上下方向に支持するシリンダブロックの一側に排気通路を上下方向に形成した船外機用エンジンが開示されている。このようにシリンダブロックの一側に排気通路を上下方向に形成すると、船外機の上部に搭載したエンジンからの排気を、船外機の下部のエクステンションケース内の排気膨張室に容易に導くことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、船外機用エンジンの大型化に伴ってシリンダのボアを拡大すると、シリンダヘッドをシリンダブロックに結合するボルトの本数を増加させたり、前記ボルトの直径を増加させたりしないと、両部材の結合面の締結力が弱くなってシール性が低下する場合がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、シリンダヘッド及びシリンダブロックの結合面のシール性を高めることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明では、シリンダの外周を囲むようにシリンダ軸線から略等距離に配置された複数本の第１結合ボルトでシリンダヘッドをシリンダブロックに結合してなり、シリンダの一側でシリンダブロックに上下方向に形成されるシリンダブロック側排気通路と、シリンダヘッドに形成されて燃焼室に連なるシリンダヘッド側排気通路とが、シリンダヘッド及びシリンダブロック相互の結合面に上下に間隔をおいて形成した複数の排気用開口を介して互いに連通しており、前記結合面の上部には、シリンダ軸線から見て前記第１結合ボルトよりも半径方向外側位置に冷却水通路の第１の開口が、最上部の前記 排気用開口の上側に隣接して形成された船外機用エンジンにおいて、前記結合面の上部には、冷却水通路の前記第１の開口とは別に且つそれよりも上側に位置する冷却水通路の第２の開口を形成し、その第２の開口の近傍であって前記第１結合ボルトよりも半径方向外側で且つ上側に配置された第２結合ボルトでシリンダヘッドの上端部をシリンダブロックの上端部に締結したことを特徴とする。この特徴によれば、シリンダの外周を囲むように配置された複数本の第１結合ボルトでシリンダヘッドをシリンダブロックに結合したとき、シリンダヘッド及びシリンダブロックの結合面に開口する冷却水通路が第１結合ボルトよりも半径方向外側に位置していても、冷却水通路の開口の近傍であって第１結合ボルトよりも半径方向外側に配置された第２結合ボルトでシリンダヘッドをシリンダブロックに締結することにより、結合面の締結力を高めて冷却水通路の開口の形状や位置の設計自由度を高めることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００７】
図１〜図１２は本発明の一実施例を示すもので、図１は船外機の全体右側面図、図２はエンジンの左側面図、図３は図２の３−３線拡大断面図、図４は図２の４−４線拡大断面図、図５は図４の５−５線断面図、図６は図４の６−６線断面図、図７は図２の７−７線断面図、図８は図２の８−８線断面図、図９は図４及び図７の９−９線断面図、図１０は図４及び図７の１０−１０線断面図、図１１は図１の要部拡大断面図、図１２は冷却系のスケルトン図である。
【０００８】
図１に示すように、船外機Ｏは、エクステンションケース１の上部に結合されたマウントケース２を備えており、このマウントケース２の上面に水冷直列４気筒４サイクルエンジンＥがクランク軸１５を縦置きに支持される。マウントケース２には上面が開放したアンダーケース３が結合されており、このアンダーケース３の上部にエンジンカバー４が着脱自在に装着される。マウントケース２の外側を覆うように、アンダーケース３の下縁とエクステンションケース１の上端近傍の縁との間にアンダーカバー５が装着される。
【０００９】
エンジンＥはシリンダブロック６、クランクケース７、シリンダヘッド８、ヘッドカバー９、下部ベルトカバー１０及び上部ベルトカバー１１を備えており、シリンダブロック６及びクランクケース７の下面が前記マウントケース２の上面に支持される。シリンダブロック６に形成した４個のシリンダ１２…にそれぞれピストン１３…が摺動自在に嵌合しており、各ピストン１３…がコネクティングロッド１４…を介して鉛直方向に配置したクランク軸１５に連接される。
【００１０】
クランク軸１５の下端にフライホイール１６と共に連結された駆動軸１７は、エクステンションケース１の内部を下方に延び、その下端はギヤケース１８の内部に設けたベベルギヤ機構１９を介して、後端にプロペラ２０を有するプロペラ軸２１に接続される。ベベルギヤ機構１９の前部には、プロペラ軸２１の回転方向を切り換えるべくシフトロッド２２の下端が接続される。
【００１１】
マウントケース２に設けたアッパーマウント２３とエクステンションケース１に設けたロアマウント２４間にスイベル軸２５が固定されており、このスイベル軸２５を回転自在に支持するスイベルケース２６が、船尾Ｓに装着されたスターンブラケット２７にチルト軸２８を介して上下揺動可能に支持される。
【００１２】
マウントケース２の下面にはオイルパン２９と排気管３０とが結合される。排気管３０からエクステンションケース１の内部空間に排出された排気ガスは、ギヤケース１８の内部空間及びプロペラ２０のボス部の内部を通過して水中に排出される。駆動軸１７の下部及び上部にはそれぞれウオータポンプ３１及びオイルポンプ３２が設けられる。ウオータポンプ３１は冷却水パイプ３３を介して汲み上げた水をエンジンＥの冷却水ジャケットに供給する。またオイルポンプ３２はオイルパン２９から汲み上げたオイルをエンジンＥの潤滑部に供給する。
【００１３】
図３及び図４に示すように、シリンダヘッド８には、シリンダブロック６とシリンダヘッド８とを結合するシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６に開口する４個の燃焼室３７…が形成される。各燃焼室３７には一対の吸気孔３８，３８と一対の排気孔３９，３９とが形成されており、一対の吸気孔３８，３８から延びる一対の吸気通路４０，４０はシリンダヘッド８の側面において吸気マニホールド４１に接続される。また一対の排気孔３９，３９から延びる一対の第１排気通路４２，４２は、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口４５を介して、シリンダブロック６に上下方向に形成された共通の第２排気通路４３に接続される。各燃焼室３７の一対の排気通路４０，４０を仕切る隔壁４４は、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口４５の僅かに手前で終わっており（図５参照）、従って一対の排気通路４０，４０は共通の開口４５を介して第２排気通路４３に連通する。
【００１４】
シリンダヘッド８及びヘッドカバー９により囲まれた動弁室３５には、各燃焼室３７に対応する吸気カム４６及び排気カム４７を有するカムシャフト４８と、吸気ロッカーアーム４９を揺動自在に支持する吸気ロッカーシャフト５０と、排気ロッカーアーム５１を揺動自在に支持する排気ロッカーシャフト５２とが設けられており、一端を吸気カム４６に当接させた吸気ロッカーアーム４９の他端が吸気孔３８を開閉する吸気弁５３のステムエンドに当接するとともに、一端を排気カム４７に当接させた排気ロッカーアーム５１の他端が排気孔３９を開閉する排気弁５４のステムエンドに当接する。図６から明らかなように、各燃焼室３７の中央部には、シリンダヘッド８に螺着された点火プラグ５５の先端が臨んでいる。
【００１５】
図４、図７及び図１１から明らかなように、動弁室３５の下端に滞留するオイルをオイルパン２９に戻すべく、動弁室３５とオイルパン２９とが、シリンダヘッド８に形成した第１オイル通路６０、シリンダブロック６に形成した第２オイル通路６１、マウントケース２に形成した第３オイル通路６２及びマウントケース２の下面に固定したオイル戻しパイプ６３によって連通する。シリンダブロック６に形成した第２オイル通路６１は断面Ｌ字状に屈曲しており、その一端はシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６に臨む開口６４（図４及び図７参照）を介してシリンダヘッド８の第１オイル通路６０に連通するとともに、その他端はシリンダブロック／マウントケース結合面６５に臨む開口６６（図８参照）を介してマウントケース２の第３オイル通路６２に連通する。尚、図１１における符号６７及び符号６８は、オイルポンプ３２（図１参照）に連なるメッシュ内蔵のストレーナ及びオイル供給パイプである。
【００１６】
次に、図１２のスケルトン図を中心とし、これに図３〜図８を併せて参照しながらエンジン冷却系を説明する。
【００１７】
ウオータポンプ３１で汲み上げられた冷却水はマウントケース２を下方から上方に通過し、シリンダブロック／マウントケース結合面６５（図８参照）に形成した３個の開口７０，７１，７２からシリンダブロック６内に流入する。シリンダブロック６には４個のシリンダ１２…の外周を囲繞するように冷却水ジャケットＪＢ1 （図３及び図７参照）が形成されており、この冷却水ジャケットＪＢ1 は２個の通孔７３，７３（図８参照）を介して前記開口７０に連通している。
【００１８】
図２及び図３から明らかなように、シリンダブロック６の第２排気通路４３の外側壁面に第１カバー７４がボルト７５で固定されており、シリンダブロック６及び第１カバー７４間に冷却水供給通路７６及び冷却水排出通路７７が平行に形成される。第１カバー７４の外側には第２カバー７８がボルト７９で固定されており、第１カバー７４及び第２カバー７８間にリリーフ通路８０が形成される。冷却水供給通路７６の下端はシリンダブロック／マウントケース結合面６５（図８参照）に形成した開口７１に連通するとともに、リリーフ通路８０の下端も前記シリンダブロック／マウントケース結合面６５に形成した開口７２に連通する。更にシリンダブロック／マウントケース結合面６５には冷却水排出通路７７に連通する開口８１が形成されており、これら４個の開口７１，７２，７３，８１は第２排気通路４３の回りを囲むように配置される。
【００１９】
シリンダブロック／マウントケース結合面６５（図８参照）の開口７０はＬ字状に屈曲してシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口８２（図４、図５及び図７）に連通しており、この開口８２はシリンダヘッド８の冷却水ジャケットＪＨ1 （図５参照）に連通する。冷却水ジャケットＪＨ1 はシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６に形成した複数の開口８３…及びシリンダブロック６に形成した冷却水ジャケットＪＢ2 を介して冷却水供給通路７６に連通する（図５参照）。
【００２０】
図３から明らかなように、シリンダヘッド８の中央部には吸気弁５３…及び排気弁５４…に挟まれるように冷却水ジャケットＪＨ2 が上下方向に形成されており、この冷却水ジャケットＪＨ2 は４個の通孔８５…（図５参照）を介して前記冷却水ジャケットＪＨ1 に連通する。またシリンダヘッド８の吸気通路４０…の内側に形成した冷却水ジャケットＪＨ3 は、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口８６…を介してシリンダブロック６の冷却水ジャケットＪＢ1 に連通するとともに、シリンダヘッド８の第１排気通路４２…の内側に形成した冷却水ジャケットＪＨ4 は、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口８７…を介してシリンダブロック６の冷却水ジャケットＪＢ1 に連通する。更にシリンダブロック６には第２排気通路４３に臨むように冷却水ジャケットＪＢ3 が形成されており、この冷却水ジャケットＪＢ3 は複数の通孔８８…を介してシリンダ１２…を囲む前記冷却水ジャケットＪＢ1 に連通する。
【００２１】
シリンダブロック６内を上方に延びる冷却水ジャケットＪＢ1 に連なる冷却水通路８９（図７参照）は、シリンダブロック６の上面に設けた第１サーモバルブ９０を経て冷却水排出通路７７に接続される。またシリンダヘッド８内を上方に延びる冷却水ジャケットＪＨ1 に連なる冷却水通路５８（図４参照）は、シリンダヘッド８の上面に設けた第２サーモバルブ９１と、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の上部に最上部の前記排気用開口４５の上側に隣接して形成された冷却水用開口９２とを経て冷却水排出通路７７に接続される。シリンダブロック６の冷却水通路８９とシリンダヘッド８の冷却水通路５８とは、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の上部に前記開口９２とは別に且つそれよりも上側に形成した開口５９を経て相互に連通する（図４及び図７参照）。更にリリーフ通路８０の上端と冷却水排出通路７７の上端とはリリーフバルブ９３（図２参照）を介して接続される。
【００２２】
上記構成の冷却系の作用を説明すると、エンジンＥの暖気運転時でない通常運転時には、ウオータポンプ３１及び冷却水パイプ３３を介して汲み上げられた冷却水はマウントケース２の内部で３方に分岐し、シリンダブロック／マウントケース結合面６５の３個の開口７０，７１，７２からシリンダブロック６に流入する。開口７０から流入した冷却水はシリンダブロック６の冷却水ジャケットＪＢ1 を上方に流れ、その間に４個のシリンダ１２の周辺を冷却する。開口７１から流入した冷却水はシリンダブロック６及び第１カバー７４間に形成した冷却水供給通路７６を上方に流れる間に、シリンダブロック６に形成された第２排気通路４３に沿う冷却水ジャケットＪＢ2 ，ＪＢ3 と、シリンダヘッド８に形成された第１排気通路４２…に沿う冷却水ジャケットＪＨ1 とに冷却水を配分し、第１、第２排気通路４２…，４３の周辺を冷却する。開口７０からシリンダブロック６に流入した冷却水の一部は、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口８２を通過してシリンダヘッド８に流入した後、冷却水供給通路７６から配分された冷却水と合流してシリンダヘッド８の冷却水ジャケットＪＨ1 を上方に流れ、第１排気通路４２…の周辺を冷却する。
【００２３】
シリンダブロック６の上端及びシリンダヘッド８の上端にそれぞれ設けた第１サーモバルブ９０及び第２サーモバルブ９１を通過した冷却水は合流して冷却水排出通路７７を下方に流れ、エクステンションケース１の内部に排出される。またウオータポンプ３１の吐出水圧が所定値を越えて増加するとリリーフ通路８０に設けたリリーフバルブ９３が開弁し、余剰の冷却水は冷却水排出通路７７に排出される。
【００２４】
一方、エンジンＥの暖気運転時に第１サーモバルブ９０及び第２サーモバルブ９１は閉弁状態にあり、シリンダブロック６の冷却水ジャケットＪＢ1 〜ＪＢ3 及びシリンダヘッド８の冷却水ジャケットＪＨ1 〜ＪＨ4 内の冷却水は流通を阻止されるため、エンジンＥの暖気が促進される。暖気運転中にスロットル開度が増加してウオータポンプ３１の吐出水圧が所定値を越えて増加した場合にも、リリーフバルブ９３が開弁して余剰の冷却水が冷却水排出通路７７に排出される。そしてエンジンＥの暖気が完了して第１サーモバルブ９０及び第２サーモバルブ９１が開弁すると、前記各冷却水ジャケットＪＢ1 〜ＪＢ3 ，ＪＨ1 〜ＪＨ4 が冷却水排出通路７７に連通し、前述した通常運転時の状態に移行する。 次に、図３〜図６に基づいてシリンダヘッド８の冷却水ジャケットＪＨ1 の形状を更に詳しく説明する。
【００２５】
冷却水ジャケットＪＨ1 はシリンダヘッド８に形成された第１排気通路４２…及び燃焼室３７…の近傍を冷却するためのもので、シリンダヘッド８を鋳造する際に中子を用いて形成される。図５及び図６に最も良く示されるように、冷却水ジャケットＪＨ1 は隣接する一対の第１排気通路４２，４２を仕切る隔壁４４の内部に延びる隔壁内通路９４を含んでおり、この隔壁内通路９４は燃焼室３７及び点火プラグ５５の近傍まで延びている。隔壁内通路９４は燃焼室３７から遠い側でシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口８３に連なると共に、燃焼室３７の近傍で冷却水ジャケットＪＨ4 に連通する。
【００２６】
このように、シリンダヘッド８のなかで最も高温になる第１排気通路４２，４２，燃焼室３７及び点火プラグ５５の近傍を隔壁内通路９４を…を含む冷却水ジャケットＪＨ1 と、この冷却水ジャケットＪＨ1 を通孔８７…を経てシリンダブロック６の冷却水ジャケットＪＢ1 に連通させる冷却水ジャケットＪＨ4 とによって囲むことにより、前記高温部分を効果的に冷却することができる。
【００２７】
図５において、冷却水ジャケットＪＨ1 はシリンダヘッド８を鋳造する際に中子を用いて形成され、また冷却水ジャケットＪＨ4 は母型を用いて成形される。冷却水ジャケットＪＨ1 及び冷却水ジャケットＪＨ4 を同じ中子を用いて形成すると仮定すると、その中子を成形する型の構造が複雑化するが、冷却水ジャケットＪＨ4 を独立して母型で成形することにより、冷却水ジャケットＪＨ1 の中子を型を単純化することができる。尚、図４及び図６における符号９５…はシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６に形成された凹部であって、前記冷却水ジャケットＪＨ4 を成形する際に同じ母型で同時に形成される。
【００２８】
上記構造を備えたシリンダブロック６及びシリンダヘッド８はシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６において突き合わされ、シリンダヘッド８側から挿入される１０本のボルト９６…によって一体に結合される。図４及び図７から明らかなように、各シリンダ１２の中心線に対して前記ボルト９６…の４本が同心円上に配置されており、隣接する２個のシリンダ１２，１２の間では前記ボルト９６…の２本が両シリンダ１２，１２に対して共用されている。更に、シリンダブロック６及びシリンダヘッド８は第２排気通路４３を挟んでシリンダ１２…の反対側において、シリンダヘッド８側から挿入される５本のボルト９７…によって一体に結合される。
【００２９】
ところで、シリンダ軸線から見てシリンダブロック６及びシリンダヘッド８を結合する１０本のボルト９６…の半径方向内側の位置、即ちシリンダ１２…を取り囲む冷却水ジャケットＪＢ1 の位置では充分な締結力が得られるが、シリンダ軸線から見て１０本のボルト９６…の半径方向外側の位置、特に４個のシリンダ１２…の配列方向両端であるシリンダブロック６及びシリンダヘッド８の下端部及び上端部ではボルト９６…の締結力だけに頼らざるを得ないため、前記半径方向外側にオイル通路や冷却水通路の開口を形成する場合に、その開口を充分に大きくできないとか、半径方向外側への張り出しに制約を受けるという問題がある。
【００３０】
例えば、図４及び図７に示すように、シリンダブロック６及びシリンダヘッド８の下端部におけるシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６には、シリンダ１２の中心線から見てボルト９６…よりも半径方向外側にオイル通路の開口６４及び冷却水通路の開口８２が形成されており、これら開口６４，８２の形状や位置等に関して性能的な要求以外の設計上の制約を受けることになる。
【００３１】
しかしながら、図９に示すようにオイル通路の開口６４の両端に隣接する部分でシリンダ１２の外周を囲むボルト９６…よりも半径方向外側に位置する２本のボルト９８，９８でシリンダブロック６及びシリンダヘッド８を締結することにより、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６のシール性が高められ、前記開口６４，８２の形状や位置等の制約が解消される。特に、図７に示すように、前記２本のボルト９８，９８のうちの１本は、オイル通路の開口６４に隣接する冷却水通路の開口８２との間を遮るように配置されているので、この間の締結力を充分に高めることができる。
【００３２】
また、図４及び図７に示すように、シリンダブロック６及びシリンダヘッド８の上端部におけるシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６には、シリンダブロック６の冷却水通路８９とシリンダヘッド８の冷却水通路５８とを連通させる開口５９が、シリンダ１２の中心線から見てボルト９６…よりも半径方向外側に位置するように形成されているため、この開口５８の形状や位置等に制約を受けることになる。
【００３３】
しかしながら、図１０に示すように、冷却水通路８９，５８の開口５９の近傍でシリンダ１２の外周を囲むボルト９６よりも半径方向外側に位置する１本のボルト９９でシリンダブロック６及びシリンダヘッド８を締結することにより、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６のシール性が高められるので、前記開口５９の形状や位置等の制約を解消して設計自由度を高めることができる。
【００３４】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３５】
例えば、実施例では直列４気筒エンジンを例示したが、本発明は気筒数やその配列の異なる任意の船外機用エンジンに適用することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、シリンダの外周を囲むようにシリンダ軸線から略等距離に配置された複数本の第１結合ボルトでシリンダヘッドをシリンダブロックに結合してなり、シリンダの一側でシリンダブロックに上下方向に形成されるシリンダブロック側排気 通路と、シリンダヘッドに形成されて燃焼室に連なるシリンダヘッド側排気通路とが、シリンダヘッド及びシリンダブロック相互の結合面に上下に間隔をおいて形成した複数の排気用開口を介して互いに連通しており、前記結合面の上部には、シリンダ軸線から見て前記第１結合ボルトよりも半径方向外側位置に冷却水通路の第１の開口が、最上部の前記排気用開口の上側に隣接して形成された船外機用エンジンにおいて、前記結合面の上部には、冷却水通路の前記第１の開口とは別に且つそれよりも上側に位置する冷却水通路の第２の開口を形成し、その第２の開口の近傍であって前記第１結合ボルトよりも半径方向外側で且つ上側に配置された第２結合ボルトでシリンダヘッドの上端部をシリンダブロックの上端部に締結したので、シリンダの外周を囲むように配置した複数本の第１結合ボルトの締結力に第２結合ボルトの締結力を加えて締結力を高め、前記冷却水通路の開口の形状や位置の設計自由度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 船外機の全体右側面図
【図２】 エンジンの左側面図
【図３】 図２の３−３線拡大断面図
【図４】 図２の４−４線拡大断面図
【図５】 図４の５−５線断面図
【図６】 図４の６−６線断面図
【図７】 図２の７−７線断面図
【図８】 図２の８−８線断面図
【図９】 図４及び図７の９−９線断面図
【図１０】 図４及び図７の１０−１０線断面図
【図１１】 図１の要部拡大断面図
【図１２】 冷却系のスケルトン図
【符号の説明】
６ シリンダブロック
８ シリンダヘッド
１２ シリンダ
３６ シリンダブロック／シリンダヘッド結合面（結合面）
３７ 燃焼室
４２ 第１排気通路（シリンダヘッド側排気通路）
４３ 第２排気通路（シリンダブロック側排気通路）
４５ 開口（排気用開口）
５９ 開口（冷却水通路の第２の開口）
９２ 開口（冷却水通路の第１の開口）
９６ ボルト（第１結合ボルト）
９９ ボルト（第２結合ボルト）
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダの外周を囲むようにシリンダ軸線から略等距離に配置された複数本の第１結合ボルトでシリンダヘッドをシリンダブロックに結合してなり、シリンダヘッド及びシリンダブロックの結合面のシリンダ軸線から見て前記第１結合ボルトよりも半径方向外側位置に冷却水通路の開口が形成された船外機用エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平３−３１０９４号公報には、クランクシャフトを上下方向に支持するシリンダブロックの一側に排気通路を上下方向に形成した船外機用エンジンが開示されている。このようにシリンダブロックの一側に排気通路を上下方向に形成すると、船外機の上部に搭載したエンジンからの排気を、船外機の下部のエクステンションケース内の排気膨張室に容易に導くことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、船外機用エンジンの大型化に伴ってシリンダのボアを拡大すると、シリンダヘッドをシリンダブロックに結合するボルトの本数を増加させたり、前記ボルトの直径を増加させたりしないと、両部材の結合面の締結力が弱くなってシール性が低下する場合がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、シリンダヘッド及びシリンダブロックの結合面のシール性を高めることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明では、シリンダの外周を囲むようにシリンダ軸線から略等距離に配置された複数本の第１結合ボルトでシリンダヘッドをシリンダブロックに結合してなり、シリンダの一側でシリンダブロックに上下方向に形成されるシリンダブロック側排気通路と、シリンダヘッドに形成されて燃焼室に連なるシリンダヘッド側排気通路とが、シリンダヘッド及びシリンダブロック相互の結合面に上下に間隔をおいて形成した複数の排気用開口を介して互いに連通しており、前記結合面の上部には、シリンダ軸線から見て前記第１結合ボルトよりも半径方向外側位置に冷却水通路の第１の開口が、最上部の前記 排気用開口の上側に隣接して形成された船外機用エンジンにおいて、前記結合面の上部には、冷却水通路の前記第１の開口とは別に且つそれよりも上側に位置する冷却水通路の第２の開口を形成し、その第２の開口の近傍であって前記第１結合ボルトよりも半径方向外側で且つ上側に配置された第２結合ボルトでシリンダヘッドの上端部をシリンダブロックの上端部に締結したことを特徴とする。この特徴によれば、シリンダの外周を囲むように配置された複数本の第１結合ボルトでシリンダヘッドをシリンダブロックに結合したとき、シリンダヘッド及びシリンダブロックの結合面に開口する冷却水通路が第１結合ボルトよりも半径方向外側に位置していても、冷却水通路の開口の近傍であって第１結合ボルトよりも半径方向外側に配置された第２結合ボルトでシリンダヘッドをシリンダブロックに締結することにより、結合面の締結力を高めて冷却水通路の開口の形状や位置の設計自由度を高めることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００７】
図１〜図１２は本発明の一実施例を示すもので、図１は船外機の全体右側面図、図２はエンジンの左側面図、図３は図２の３−３線拡大断面図、図４は図２の４−４線拡大断面図、図５は図４の５−５線断面図、図６は図４の６−６線断面図、図７は図２の７−７線断面図、図８は図２の８−８線断面図、図９は図４及び図７の９−９線断面図、図１０は図４及び図７の１０−１０線断面図、図１１は図１の要部拡大断面図、図１２は冷却系のスケルトン図である。
【０００８】
図１に示すように、船外機Ｏは、エクステンションケース１の上部に結合されたマウントケース２を備えており、このマウントケース２の上面に水冷直列４気筒４サイクルエンジンＥがクランク軸１５を縦置きに支持される。マウントケース２には上面が開放したアンダーケース３が結合されており、このアンダーケース３の上部にエンジンカバー４が着脱自在に装着される。マウントケース２の外側を覆うように、アンダーケース３の下縁とエクステンションケース１の上端近傍の縁との間にアンダーカバー５が装着される。
【０００９】
エンジンＥはシリンダブロック６、クランクケース７、シリンダヘッド８、ヘッドカバー９、下部ベルトカバー１０及び上部ベルトカバー１１を備えており、シリンダブロック６及びクランクケース７の下面が前記マウントケース２の上面に支持される。シリンダブロック６に形成した４個のシリンダ１２…にそれぞれピストン１３…が摺動自在に嵌合しており、各ピストン１３…がコネクティングロッド１４…を介して鉛直方向に配置したクランク軸１５に連接される。
【００１０】
クランク軸１５の下端にフライホイール１６と共に連結された駆動軸１７は、エクステンションケース１の内部を下方に延び、その下端はギヤケース１８の内部に設けたベベルギヤ機構１９を介して、後端にプロペラ２０を有するプロペラ軸２１に接続される。ベベルギヤ機構１９の前部には、プロペラ軸２１の回転方向を切り換えるべくシフトロッド２２の下端が接続される。
【００１１】
マウントケース２に設けたアッパーマウント２３とエクステンションケース１に設けたロアマウント２４間にスイベル軸２５が固定されており、このスイベル軸２５を回転自在に支持するスイベルケース２６が、船尾Ｓに装着されたスターンブラケット２７にチルト軸２８を介して上下揺動可能に支持される。
【００１２】
マウントケース２の下面にはオイルパン２９と排気管３０とが結合される。排気管３０からエクステンションケース１の内部空間に排出された排気ガスは、ギヤケース１８の内部空間及びプロペラ２０のボス部の内部を通過して水中に排出される。駆動軸１７の下部及び上部にはそれぞれウオータポンプ３１及びオイルポンプ３２が設けられる。ウオータポンプ３１は冷却水パイプ３３を介して汲み上げた水をエンジンＥの冷却水ジャケットに供給する。またオイルポンプ３２はオイルパン２９から汲み上げたオイルをエンジンＥの潤滑部に供給する。
【００１３】
図３及び図４に示すように、シリンダヘッド８には、シリンダブロック６とシリンダヘッド８とを結合するシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６に開口する４個の燃焼室３７…が形成される。各燃焼室３７には一対の吸気孔３８，３８と一対の排気孔３９，３９とが形成されており、一対の吸気孔３８，３８から延びる一対の吸気通路４０，４０はシリンダヘッド８の側面において吸気マニホールド４１に接続される。また一対の排気孔３９，３９から延びる一対の第１排気通路４２，４２は、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口４５を介して、シリンダブロック６に上下方向に形成された共通の第２排気通路４３に接続される。各燃焼室３７の一対の排気通路４０，４０を仕切る隔壁４４は、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口４５の僅かに手前で終わっており（図５参照）、従って一対の排気通路４０，４０は共通の開口４５を介して第２排気通路４３に連通する。
【００１４】
シリンダヘッド８及びヘッドカバー９により囲まれた動弁室３５には、各燃焼室３７に対応する吸気カム４６及び排気カム４７を有するカムシャフト４８と、吸気ロッカーアーム４９を揺動自在に支持する吸気ロッカーシャフト５０と、排気ロッカーアーム５１を揺動自在に支持する排気ロッカーシャフト５２とが設けられており、一端を吸気カム４６に当接させた吸気ロッカーアーム４９の他端が吸気孔３８を開閉する吸気弁５３のステムエンドに当接するとともに、一端を排気カム４７に当接させた排気ロッカーアーム５１の他端が排気孔３９を開閉する排気弁５４のステムエンドに当接する。図６から明らかなように、各燃焼室３７の中央部には、シリンダヘッド８に螺着された点火プラグ５５の先端が臨んでいる。
【００１５】
図４、図７及び図１１から明らかなように、動弁室３５の下端に滞留するオイルをオイルパン２９に戻すべく、動弁室３５とオイルパン２９とが、シリンダヘッド８に形成した第１オイル通路６０、シリンダブロック６に形成した第２オイル通路６１、マウントケース２に形成した第３オイル通路６２及びマウントケース２の下面に固定したオイル戻しパイプ６３によって連通する。シリンダブロック６に形成した第２オイル通路６１は断面Ｌ字状に屈曲しており、その一端はシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６に臨む開口６４（図４及び図７参照）を介してシリンダヘッド８の第１オイル通路６０に連通するとともに、その他端はシリンダブロック／マウントケース結合面６５に臨む開口６６（図８参照）を介してマウントケース２の第３オイル通路６２に連通する。尚、図１１における符号６７及び符号６８は、オイルポンプ３２（図１参照）に連なるメッシュ内蔵のストレーナ及びオイル供給パイプである。
【００１６】
次に、図１２のスケルトン図を中心とし、これに図３〜図８を併せて参照しながらエンジン冷却系を説明する。
【００１７】
ウオータポンプ３１で汲み上げられた冷却水はマウントケース２を下方から上方に通過し、シリンダブロック／マウントケース結合面６５（図８参照）に形成した３個の開口７０，７１，７２からシリンダブロック６内に流入する。シリンダブロック６には４個のシリンダ１２…の外周を囲繞するように冷却水ジャケットＪＢ1 （図３及び図７参照）が形成されており、この冷却水ジャケットＪＢ1 は２個の通孔７３，７３（図８参照）を介して前記開口７０に連通している。
【００１８】
図２及び図３から明らかなように、シリンダブロック６の第２排気通路４３の外側壁面に第１カバー７４がボルト７５で固定されており、シリンダブロック６及び第１カバー７４間に冷却水供給通路７６及び冷却水排出通路７７が平行に形成される。第１カバー７４の外側には第２カバー７８がボルト７９で固定されており、第１カバー７４及び第２カバー７８間にリリーフ通路８０が形成される。冷却水供給通路７６の下端はシリンダブロック／マウントケース結合面６５（図８参照）に形成した開口７１に連通するとともに、リリーフ通路８０の下端も前記シリンダブロック／マウントケース結合面６５に形成した開口７２に連通する。更にシリンダブロック／マウントケース結合面６５には冷却水排出通路７７に連通する開口８１が形成されており、これら４個の開口７１，７２，７３，８１は第２排気通路４３の回りを囲むように配置される。
【００１９】
シリンダブロック／マウントケース結合面６５（図８参照）の開口７０はＬ字状に屈曲してシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口８２（図４、図５及び図７）に連通しており、この開口８２はシリンダヘッド８の冷却水ジャケットＪＨ1 （図５参照）に連通する。冷却水ジャケットＪＨ1 はシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６に形成した複数の開口８３…及びシリンダブロック６に形成した冷却水ジャケットＪＢ2 を介して冷却水供給通路７６に連通する（図５参照）。
【００２０】
図３から明らかなように、シリンダヘッド８の中央部には吸気弁５３…及び排気弁５４…に挟まれるように冷却水ジャケットＪＨ2 が上下方向に形成されており、この冷却水ジャケットＪＨ2 は４個の通孔８５…（図５参照）を介して前記冷却水ジャケットＪＨ1 に連通する。またシリンダヘッド８の吸気通路４０…の内側に形成した冷却水ジャケットＪＨ3 は、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口８６…を介してシリンダブロック６の冷却水ジャケットＪＢ1 に連通するとともに、シリンダヘッド８の第１排気通路４２…の内側に形成した冷却水ジャケットＪＨ4 は、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口８７…を介してシリンダブロック６の冷却水ジャケットＪＢ1 に連通する。更にシリンダブロック６には第２排気通路４３に臨むように冷却水ジャケットＪＢ3 が形成されており、この冷却水ジャケットＪＢ3 は複数の通孔８８…を介してシリンダ１２…を囲む前記冷却水ジャケットＪＢ1 に連通する。
【００２１】
シリンダブロック６内を上方に延びる冷却水ジャケットＪＢ1 に連なる冷却水通路８９（図７参照）は、シリンダブロック６の上面に設けた第１サーモバルブ９０を経て冷却水排出通路７７に接続される。またシリンダヘッド８内を上方に延びる冷却水ジャケットＪＨ1 に連なる冷却水通路５８（図４参照）は、シリンダヘッド８の上面に設けた第２サーモバルブ９１と、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の上部に最上部の前記排気用開口４５の上側に隣接して形成された冷却水用開口９２とを経て冷却水排出通路７７に接続される。シリンダブロック６の冷却水通路８９とシリンダヘッド８の冷却水通路５８とは、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の上部に前記開口９２とは別に且つそれよりも上側に形成した開口５９を経て相互に連通する（図４及び図７参照）。更にリリーフ通路８０の上端と冷却水排出通路７７の上端とはリリーフバルブ９３（図２参照）を介して接続される。
【００２２】
上記構成の冷却系の作用を説明すると、エンジンＥの暖気運転時でない通常運転時には、ウオータポンプ３１及び冷却水パイプ３３を介して汲み上げられた冷却水はマウントケース２の内部で３方に分岐し、シリンダブロック／マウントケース結合面６５の３個の開口７０，７１，７２からシリンダブロック６に流入する。開口７０から流入した冷却水はシリンダブロック６の冷却水ジャケットＪＢ1 を上方に流れ、その間に４個のシリンダ１２の周辺を冷却する。開口７１から流入した冷却水はシリンダブロック６及び第１カバー７４間に形成した冷却水供給通路７６を上方に流れる間に、シリンダブロック６に形成された第２排気通路４３に沿う冷却水ジャケットＪＢ2 ，ＪＢ3 と、シリンダヘッド８に形成された第１排気通路４２…に沿う冷却水ジャケットＪＨ1 とに冷却水を配分し、第１、第２排気通路４２…，４３の周辺を冷却する。開口７０からシリンダブロック６に流入した冷却水の一部は、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口８２を通過してシリンダヘッド８に流入した後、冷却水供給通路７６から配分された冷却水と合流してシリンダヘッド８の冷却水ジャケットＪＨ1 を上方に流れ、第１排気通路４２…の周辺を冷却する。
【００２３】
シリンダブロック６の上端及びシリンダヘッド８の上端にそれぞれ設けた第１サーモバルブ９０及び第２サーモバルブ９１を通過した冷却水は合流して冷却水排出通路７７を下方に流れ、エクステンションケース１の内部に排出される。またウオータポンプ３１の吐出水圧が所定値を越えて増加するとリリーフ通路８０に設けたリリーフバルブ９３が開弁し、余剰の冷却水は冷却水排出通路７７に排出される。
【００２４】
一方、エンジンＥの暖気運転時に第１サーモバルブ９０及び第２サーモバルブ９１は閉弁状態にあり、シリンダブロック６の冷却水ジャケットＪＢ1 〜ＪＢ3 及びシリンダヘッド８の冷却水ジャケットＪＨ1 〜ＪＨ4 内の冷却水は流通を阻止されるため、エンジンＥの暖気が促進される。暖気運転中にスロットル開度が増加してウオータポンプ３１の吐出水圧が所定値を越えて増加した場合にも、リリーフバルブ９３が開弁して余剰の冷却水が冷却水排出通路７７に排出される。そしてエンジンＥの暖気が完了して第１サーモバルブ９０及び第２サーモバルブ９１が開弁すると、前記各冷却水ジャケットＪＢ1 〜ＪＢ3 ，ＪＨ1 〜ＪＨ4 が冷却水排出通路７７に連通し、前述した通常運転時の状態に移行する。 次に、図３〜図６に基づいてシリンダヘッド８の冷却水ジャケットＪＨ1 の形状を更に詳しく説明する。
【００２５】
冷却水ジャケットＪＨ1 はシリンダヘッド８に形成された第１排気通路４２…及び燃焼室３７…の近傍を冷却するためのもので、シリンダヘッド８を鋳造する際に中子を用いて形成される。図５及び図６に最も良く示されるように、冷却水ジャケットＪＨ1 は隣接する一対の第１排気通路４２，４２を仕切る隔壁４４の内部に延びる隔壁内通路９４を含んでおり、この隔壁内通路９４は燃焼室３７及び点火プラグ５５の近傍まで延びている。隔壁内通路９４は燃焼室３７から遠い側でシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６の開口８３に連なると共に、燃焼室３７の近傍で冷却水ジャケットＪＨ4 に連通する。
【００２６】
このように、シリンダヘッド８のなかで最も高温になる第１排気通路４２，４２，燃焼室３７及び点火プラグ５５の近傍を隔壁内通路９４を…を含む冷却水ジャケットＪＨ1 と、この冷却水ジャケットＪＨ1 を通孔８７…を経てシリンダブロック６の冷却水ジャケットＪＢ1 に連通させる冷却水ジャケットＪＨ4 とによって囲むことにより、前記高温部分を効果的に冷却することができる。
【００２７】
図５において、冷却水ジャケットＪＨ1 はシリンダヘッド８を鋳造する際に中子を用いて形成され、また冷却水ジャケットＪＨ4 は母型を用いて成形される。冷却水ジャケットＪＨ1 及び冷却水ジャケットＪＨ4 を同じ中子を用いて形成すると仮定すると、その中子を成形する型の構造が複雑化するが、冷却水ジャケットＪＨ4 を独立して母型で成形することにより、冷却水ジャケットＪＨ1 の中子を型を単純化することができる。尚、図４及び図６における符号９５…はシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６に形成された凹部であって、前記冷却水ジャケットＪＨ4 を成形する際に同じ母型で同時に形成される。
【００２８】
上記構造を備えたシリンダブロック６及びシリンダヘッド８はシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６において突き合わされ、シリンダヘッド８側から挿入される１０本のボルト９６…によって一体に結合される。図４及び図７から明らかなように、各シリンダ１２の中心線に対して前記ボルト９６…の４本が同心円上に配置されており、隣接する２個のシリンダ１２，１２の間では前記ボルト９６…の２本が両シリンダ１２，１２に対して共用されている。更に、シリンダブロック６及びシリンダヘッド８は第２排気通路４３を挟んでシリンダ１２…の反対側において、シリンダヘッド８側から挿入される５本のボルト９７…によって一体に結合される。
【００２９】
ところで、シリンダ軸線から見てシリンダブロック６及びシリンダヘッド８を結合する１０本のボルト９６…の半径方向内側の位置、即ちシリンダ１２…を取り囲む冷却水ジャケットＪＢ1 の位置では充分な締結力が得られるが、シリンダ軸線から見て１０本のボルト９６…の半径方向外側の位置、特に４個のシリンダ１２…の配列方向両端であるシリンダブロック６及びシリンダヘッド８の下端部及び上端部ではボルト９６…の締結力だけに頼らざるを得ないため、前記半径方向外側にオイル通路や冷却水通路の開口を形成する場合に、その開口を充分に大きくできないとか、半径方向外側への張り出しに制約を受けるという問題がある。
【００３０】
例えば、図４及び図７に示すように、シリンダブロック６及びシリンダヘッド８の下端部におけるシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６には、シリンダ１２の中心線から見てボルト９６…よりも半径方向外側にオイル通路の開口６４及び冷却水通路の開口８２が形成されており、これら開口６４，８２の形状や位置等に関して性能的な要求以外の設計上の制約を受けることになる。
【００３１】
しかしながら、図９に示すようにオイル通路の開口６４の両端に隣接する部分でシリンダ１２の外周を囲むボルト９６…よりも半径方向外側に位置する２本のボルト９８，９８でシリンダブロック６及びシリンダヘッド８を締結することにより、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６のシール性が高められ、前記開口６４，８２の形状や位置等の制約が解消される。特に、図７に示すように、前記２本のボルト９８，９８のうちの１本は、オイル通路の開口６４に隣接する冷却水通路の開口８２との間を遮るように配置されているので、この間の締結力を充分に高めることができる。
【００３２】
また、図４及び図７に示すように、シリンダブロック６及びシリンダヘッド８の上端部におけるシリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６には、シリンダブロック６の冷却水通路８９とシリンダヘッド８の冷却水通路５８とを連通させる開口５９が、シリンダ１２の中心線から見てボルト９６…よりも半径方向外側に位置するように形成されているため、この開口５８の形状や位置等に制約を受けることになる。
【００３３】
しかしながら、図１０に示すように、冷却水通路８９，５８の開口５９の近傍でシリンダ１２の外周を囲むボルト９６よりも半径方向外側に位置する１本のボルト９９でシリンダブロック６及びシリンダヘッド８を締結することにより、シリンダブロック／シリンダヘッド結合面３６のシール性が高められるので、前記開口５９の形状や位置等の制約を解消して設計自由度を高めることができる。
【００３４】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３５】
例えば、実施例では直列４気筒エンジンを例示したが、本発明は気筒数やその配列の異なる任意の船外機用エンジンに適用することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、シリンダの外周を囲むようにシリンダ軸線から略等距離に配置された複数本の第１結合ボルトでシリンダヘッドをシリンダブロックに結合してなり、シリンダの一側でシリンダブロックに上下方向に形成されるシリンダブロック側排気 通路と、シリンダヘッドに形成されて燃焼室に連なるシリンダヘッド側排気通路とが、シリンダヘッド及びシリンダブロック相互の結合面に上下に間隔をおいて形成した複数の排気用開口を介して互いに連通しており、前記結合面の上部には、シリンダ軸線から見て前記第１結合ボルトよりも半径方向外側位置に冷却水通路の第１の開口が、最上部の前記排気用開口の上側に隣接して形成された船外機用エンジンにおいて、前記結合面の上部には、冷却水通路の前記第１の開口とは別に且つそれよりも上側に位置する冷却水通路の第２の開口を形成し、その第２の開口の近傍であって前記第１結合ボルトよりも半径方向外側で且つ上側に配置された第２結合ボルトでシリンダヘッドの上端部をシリンダブロックの上端部に締結したので、シリンダの外周を囲むように配置した複数本の第１結合ボルトの締結力に第２結合ボルトの締結力を加えて締結力を高め、前記冷却水通路の開口の形状や位置の設計自由度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 船外機の全体右側面図
【図２】 エンジンの左側面図
【図３】 図２の３−３線拡大断面図
【図４】 図２の４−４線拡大断面図
【図５】 図４の５−５線断面図
【図６】 図４の６−６線断面図
【図７】 図２の７−７線断面図
【図８】 図２の８−８線断面図
【図９】 図４及び図７の９−９線断面図
【図１０】 図４及び図７の１０−１０線断面図
【図１１】 図１の要部拡大断面図
【図１２】 冷却系のスケルトン図
【符号の説明】
６ シリンダブロック
８ シリンダヘッド
１２ シリンダ
３６ シリンダブロック／シリンダヘッド結合面（結合面）
３７ 燃焼室
４２ 第１排気通路（シリンダヘッド側排気通路）
４３ 第２排気通路（シリンダブロック側排気通路）
４５ 開口（排気用開口）
５９ 開口（冷却水通路の第２の開口）
９２ 開口（冷却水通路の第１の開口）
９６ ボルト（第１結合ボルト）
９９ ボルト（第２結合ボルト）
Claims (1)
- シリンダ（１２）の外周を囲むようにシリンダ軸線から略等距離に配置された複数本の第１結合ボルト（９６）でシリンダヘッド（８）をシリンダブロック（６）に結合してなり、シリンダ（１２）の一側でシリンダブロック（６）に上下方向に形成されるシリンダブロック側排気通路（４３）と、シリンダヘッド（８）に形成されて燃焼室（３７）に連なるシリンダヘッド側排気通路（４２）とが、シリンダヘッド（８）及びシリンダブロック（６）相互の結合面（３６）に上下に間隔をおいて形成した複数の排気用開口（４５）を介して互いに連通しており、前記結合面（３６）の上部には、シリンダ軸線から見て前記第１結合ボルト（９６）よりも半径方向外側位置に冷却水通路の第１の開口（９２）が、最上部の前記排気用開口（４５）の上側に隣接して形成された船外機用エンジンにおいて、
前記結合面（３６）の上部には、冷却水通路の前記第１の開口（９２）とは別に且つそれよりも上側に位置する冷却水通路の第２の開口（５９）を形成し、
その第２の開口（５９）の近傍であって前記第１結合ボルト（９６）よりも半径方向外側で且つ上側に配置された第２結合ボルト（９９）でシリンダヘッド（８）の上端部をシリンダブロック（６）の上端部に締結したことを特徴とする、船外機用エンジン。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP02045597A JP3777235B2 (ja) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | 船外機用エンジン |
| CA002228583A CA2228583C (en) | 1997-02-03 | 1998-02-02 | Engine for outboard engine system |
| US09/017,813 US6095108A (en) | 1997-02-03 | 1998-02-03 | Engine for outboard engine system |
Applications Claiming Priority (1)
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