JP3952327B2

JP3952327B2 - 船外機用エンジンのカムシャフト駆動装置

Info

Publication number: JP3952327B2
Application number: JP21470897A
Authority: JP
Inventors: 仁司渡邊; 敬英渡辺; 正哲高橋
Original assignee: ヤマハマリン株式会社
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2017-08-08
Also published as: US6032628A; JPH1162613A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機用４サイクルエンジンにおけるカムシャフト駆動装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、船外機の４サイクルエンジンにおいては、縦置きに配設されたクランク軸の上部にドライブギヤ及びフライホイールを固定し、一方、吸排気弁を開閉駆動するためのカムシャフトにドリブンギヤを固定し、ドライブギヤとドリブンギヤとの間に駆動ベルトを張設するとともに、駆動ベルトに所定の張力を付与するためのベルトテンショナーを設け、クランク軸の回転を駆動ベルトを介してカムシャフトに伝達するように構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエンジンにおいては、カムシャフトの上端をエンジンボディの軸受で支持する関係上、ドリブンギヤの高さ位置を低くするのには限界があり、また、ベルトテンショナーを取り付けるためのスプリングを駆動ベルトの下方に配設するため、駆動ベルトの高さ位置を低くするのには限界があった。その結果、クランク軸の上部に固定されるドライブギヤ及びフライホイールの位置が高くなり、ドライブギヤにかかる荷重と、重量のあるフライホイールの回転により、クランク軸に大きな負荷がかかるという問題を有している。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、駆動ベルトの高さ位置を低くすることによりクランク軸に大きな負荷がかからないようにしたカムシャフト駆動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載のカムシャフト駆動装置は、エンジンボディ５の一側に回動自在に支持されたクランク軸７と、該クランク軸に固定されたドライブギヤ１１と、エンジンボディの他側に回動自在に支持されたカムシャフト１６、１７と、該カムシャフトに固定されたドリブンギヤ２３、２４と、前記両ギヤ間に張設された駆動ベルト２６を備えた船外機用４サイクルエンジンにおいて、前記ドリブンギヤ２３、２４を椀状に形成しこの椀状部を下向きにして前記カムシャフト１６、１７に固定し、椀状部に駆動ベルト２６を張設すると共に、前記ドリブンギヤの椀状部の内部にカムシャフトを覆うカバー部材５ｅの上部フランジ５ｆを入り込ませカムシャフトの軸受部４に係合シールさせ、前記駆動ベルト２６の外側に固定されるベルトテンショナー２７と、駆動ベルト２６の内側でエンジンボディに設けられたスプリング受け３２ａと、前記ベルトテンショナー２７とスプリング受け３２ａ間に、駆動ベルト２６の上部を跨いで張設されたスプリング３３とを備えたことを特徴とし、請求項２記載の発明は、請求項１において、上記カムシャフトの軸受部４は、シリンダヘッド５ｃと、該シリンダヘッドに固定される複数のカムキャップ５ｄとに形成されていることを特徴とし、請求項３記載の発明は、請求項１において、上記スプリング受け３２ａをエンジンボディ上に立設されたエンジンハンガー３２に設けたことを特徴とし、請求項４記載の発明は、請求項１において、上記ベルトテンショナー２７は、エンジンボディに固定される固定軸２７ｂと、該固定軸に取り付けられた支持部材２７ｃと、該支持部材の一側に立設されたスプリング受け２７ｄと、支持部材の他側に形成され、エンジンボディに設けられたピン３０に嵌合される軸孔２７ｅと、前記固定軸の外側にベアリング２７ｆを介して回動自在に装着されたテンションプーリ２７ｇとからなることを特徴とし、請求項５記載の発明は、請求項４において、上記ベアリング２７ｆは、そのアウタレースとインナレース間にグリスが封入されると共にシール材２７ｉによりシールされており、上記テンションプーリ２７ｇの外周には、ベアリングの上面位置に対向して水抜き孔２７ｊが形成されていることを特徴とする。なお、上記構成に付加した番号は、本発明の理解を容易にするために図面と対比させるもので、これにより本発明が何ら限定されるものではない。
以上
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１〜図５は、本発明に係わる４サイクルエンジンの１実施形態を示し、図１は側面図、図２は図１の断面図、図３は図１の平面図、図４は図１のＹ方向から見た図、図５は図２のＸ−Ｘ線に沿って矢印方向に見た断面図である。
【０００７】
図１〜図５において、エンジン１は、例えば船外機用４気筒４サイクルエンジンであり、外周はボトムカウリング２とアッパカウリング３により覆われている。エンジンボディ５は、クランクケース５ａ、シリンダボディ５ｂ、シリンダヘッド５ｃからなり、シリンダヘッド５ｃにはカムキャップ５ｄ及びヘッドカバー５ｅが固定されている。シリンダボディ５ｂ内には４つの気筒６が横置き状態で縦方向に配設され、また、シリンダボディ５ｂ及びクランクケース５ａ内にはクランク軸７が縦置き状態に配設され、各気筒６内に摺動自在に嵌合されたピストン９がクランク軸７に連結されている。クランク軸７はエンジンボディ５の上面から突出され、その上端にフライホイール１０が固定され、その下部にドライブギヤ１１が固定されている。
【０００８】
シリンダヘッド５ｃには、図２及び図５に示すように、各気筒６に対向してそれぞれ２個の吸気弁１２、排気弁１３及び点火プラグ１５が配設されている。そして、吸気弁１２及び排気弁１３を開閉駆動するために、カムを有する２本のカムシャフト１６、１７が縦置き状態に配設され、複数のカムキャップ５ｄによりシリンダヘッド５ｃに回動自在に支持されている。また、図５に示すように、シリンダヘッド５ｃには、吸気ポート１９及び排気ポート２０が形成され、吸気ポート１９はキャブレター２１を有する吸気マニホールド２２に連結されている。
【０００９】
カムシャフト１６、１７の上端には、椀状のドリブンギヤ２３、２４が椀を下向きにしてボルト２５により固定され、このドリブンギヤ２３、２４とドライブギヤ１１の間に駆動ベルト２６が張設されている。また、シリンダボディ５ｂ上で駆動ベルト２６の外側には、図３に示すように、ベルトテンショナー２７がボルト２９、ピン３０により取り付けられている。また、フライホイール１０及びドリブンギヤ２３、２４を覆うようにカバー３１が設けられている。エンジンボディ５の上面には２つのエンジンハンガー３２が設けられており、一方のエンジンハンガー３２とベルトテンショナー２７間にはスプリング３３が張設されている。
【００１０】
次に、本発明のカムシャフト駆動装置の１実施形態について説明する。図６は図２のシリンダヘッド、カムキャップ及びヘッドカバー周辺の上部構造を示す拡大断面図、図７は、シリンダヘッドの正面図、図８は上部構造の側面図、図９は上部構造の平面図である。
【００１１】
図６において、カムシャフト１６の上端には、椀状のドリブンギヤ２３が椀状部２３ａを下向きにしてボルト２５により固定され、このドリブンギヤ２３の椀状部２３ａとドライブギヤ１１の間に駆動ベルト２６（図２）が張設されている。従って、駆動ベルト２６がドリブンギヤ２３の椀状部２３ａに位置するため、駆動ベルト２６の高さ位置を低くすることができクランク軸７に大きな負荷がかからないようにしている。
【００１２】
本発明においては、ドリブンギヤ２３を椀状にし駆動ベルト２６の高さ位置を低くしたため、カムシャフト１６、１７を覆うカバー部材であるヘッドカバー５ｅの取付構造を工夫している。すなわち、図２、図６において、シリンダヘッド５ｃと最上部のカムキャップ５ｄの合い面には、カムシャフト１６に対する軸受部４とシール部８が設けられているが、ヘッドカバー５ｅの上部に形成された上部フランジ５ｆを、ドリブンギヤ２３の椀状部２３ａの内部に入り込ませ、カムキャップ５ｄのシール部８の下部に係合シールするようにしている。なお、最上部のカムキャップ５ｄは、シール部８を有するため、他のカムキャップより径を大きくし剛性を高めている。
【００１３】
図７〜図９において、カムシャフト１６、１７は、複数のカムキャップ５ｄをキャップボルト３５によりシリンダヘッド５ｃに固定することにより回動自在に支持されている。図７において、３６はヘッドカバー５ｅを固定するためのボルト孔であり、このボルト孔３６に図４に示すようにカバーボルト３７を螺合しヘッドカバー５ｅをシリンダヘッド５ｃに固定している。図８に示すように、最上部のカムキャップ５ｄには、突起３９が形成され、この突起３９にヘッドカバー５ｅのフランジ５ｆを係合させた後、ドリブンギヤ２３、２４を取り付けるるようにしている。
【００１４】
図１０は、図６〜図９に示した上部構造の改良例を示し、図（Ａ）は側面図、図（Ｂ）は平面図である。なお、図６〜図９と同一の構成には同一番号を付けて説明を省略する。本例においては、最上部のカムキャップ５ｄのキャップボルト３５の高さを低くし、これにより、ドリブンギヤ２３、２４を取り付けた後にヘッドカバー５ｅの上部に形成された上部フランジ５ｆを、ドリブンギヤ２３、２４の椀状部の内部に入り込ませ、カムキャップ５ｄに係合可能にしている。
【００１５】
図１１は、本発明のカムシャフト駆動装置の他の実施形態を示し、図（Ａ）は、ベルトテンショナーの取付構造を示す正面図、図（Ｂ）はベルトテンショナーの平面図、図（Ｃ）は図（Ａ）の平面図、図（Ｄ）は、図（Ｃ）のＤ−Ｄ線に沿って矢印方向に見た断面図である。
【００１６】
ベルトテンショナー２７は、エンジンボディ５の上部にボルト２７ａにより固定された筒状の固定軸２７ｂと、固定軸２７ｂに取り付けられた支持部材２７ｃと、支持部材２７ｃの一側に鉛直方向に立設されたスプリング受け２７ｄと、支持部材２７ｃの他側に形成された軸孔２７ｅと、固定軸２７ｂの外側にベアリング２７ｆを介して回動自在に装着されたテンションプーリ２７ｇとから構成されている。一方、エンジンボディ５の上部にはエンジンハンガー３２が立設され、エンジンハンガー３２にはスプリング受け３２ａがボルト３２ｂにより固定され、両スプリング受け２７ｄ、３２ａ間にスプリング３３が張設されている。なお、図１２に示すように、スプリング受け３２ａをエンジンハンガー３２と一体に形成してもよいし、スプリング受け３２ａをエンジンボディに設けてもよい。
【００１７】
固定軸２７ｂには、図（Ｂ）に示すように調整用の長孔２７ｈが形成されている。また、ベアリング２７ｆのアウタレースとインナレース間にはグリスが封入され、シール材２７ｉによりシールされている。テンションプーリ２７ｇの外周には、ベアリング２７ｉの上面位置に対向して水抜き孔２７ｊが形成されている。
【００１８】
ベルトテンショナー２７の取付は、駆動ベルト２６を張設した状態で、支持部材２７ｃの軸孔２７ｅをピン３０に嵌合し、スプリング３３によりテンションプーリ２７ｇを駆動ベルト２６面に押圧し、ベルト２６に所定の張力が付与される位置でボルト２７ａによりエンジンボディ５に固定する。
【００１９】
上記のベルトテンショナーの取付構造によれば、ベルトテンショナー取付用のスプリング３３をベルト２６の上部をまたぐようにして配設したため、スプリングをベルトの下部に配設するものと比較して、その分だけベルト２６の高さを低くすることができる。また、テンションプーリ２７ｇ内に水が侵入するとベアリング２７ｆのシール材２７ｉが劣化しグリスが漏れてしまうが、本実施形態によれば、テンションプーリ２７ｇ内に侵入した水は、水抜き孔２７ｊから排水されるため、シール材２７ｉの劣化を防止することができる。
【００２０】
図１３は、本発明に係わる船外機の側面図である。船外機１０１は、船体１０２の後部に着脱自在に取り付けられるクランプブラケット１０３と、クランプブラケット１０３にチルト軸１０５を介して上下方向に回動自在に枢支されるスイベルブラケット１０６と、このスイベルブラケット１０６に水平方向に回動自在に支持されるガイドエキゾースト１０７及びアッパケース１０９と、アッパケース１０９の下部に連結されるロアケース１１０と、ロアケース１１０に装着されたプロペラ１１１と、アッパケース１０９の上部に固定されたボトムカウリング２と、ボトムカウリング２に取り付けられたトップカウリング３と、ガイドエキゾースト１０７に取り付けたエンジン１とを備え、エンジン１の動力をドライブシャフト１１２を介してプロペラ１１１に伝達させるように構成している。また、ドライブシャフト１１２により駆動される冷却水ポンプ１１３が設けられ、冷却水を取入口１１５、冷却水管１１６を経てエンジン１の下面に供給可能にしている。
【００２１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、４気筒、２本のカムシャフト及びカムキャップを有するエンジンについて説明しているが、単気筒でも複数気筒でもよく、また、１本のカムシャフトを有するタイプでもよいし、さらにカムキャップがないタイプのエンジンに適用してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１、２記載の発明によれば、駆動ベルトの高さ位置を低くすることができクランク軸に大きな負荷がかからないようにすることができる。また、回動する駆動ベルトがエンジンボディ側に近づくため、駆動ベルトの内側への水の侵入を防止することができ、さらにカバー部材の上部フランジがドリブンプーリの椀状部に入り込んで迷路を構成しているため、ドリブンプーリの下側からの水の侵入を防止することができる。
【００２３】
また、請求項３、４、５記載の発明によれば、ベルトテンショナー取付用のスプリングをベルトの上部をまたぐようにして配設したため、スプリングをベルトの下部に配設するものと比較して、その分だけ駆動ベルトの高さを低くすることができる。また、スプリングを既存のエンジンハンガーを利用して取り付けることができる。
【００２４】
また、請求項６記載の発明によれば、テンションプーリ内に水が侵入するとベアリングのシール材が劣化しグリスが漏れてしまうが、テンションプーリ内に侵入した水は、水抜き孔から排水されるため、シール材の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる４サイクルエンジンの１実施形態を示す側面図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】図１のＹ方向から見た図である。
【図５】図２のＸ−Ｘ線に沿って矢印方向に見た断面図である。
【図６】本発明のカムシャフト駆動装置の１実施形態であり、図２のシリンダヘッド、カムキャップ及びヘッドカバー周辺の上部構造を示す拡大断面図である。
【図７】図６のシリンダヘッドの正面図である。
【図８】図６の側面図である。
【図９】図６の平面図である。
【図１０】図６〜図９に示した上部構造の改良例を示し、図（Ａ）は側面図、図（Ｂ）は平面図である。
【図１１】本発明のカムシャフト駆動装置の他の実施形態を示し、図（Ａ）はベルトテンショナーの取付構造を示す正面図、図（Ｂ）はベルトテンショナーの平面図、図（Ｃ）は図（Ａ）の平面図、図（Ｄ）は、図（Ｃ）のＤ−Ｄ線に沿って矢印方向に見た断面図である。
【図１２】図１１の変形例を示す図である。
【図１３】本発明に係わる船外機の側面図である。
【符号の説明】
４…軸受部
５…エンジンボディ、５ｃ…シリンダヘッド
５ｄ…カムキャップ
５ｅ…ヘッドカバー（カバー部材）、５ｆ…上部フランジ
７…クランク軸
１１…ドライブギヤ
１６、１７…カムシャフト
２３、２４…ドリブンギヤ、２３ａ…腕状部
２６…駆動ベルト
２７…ベルトテンショナー、２７ｂ…固定軸、２７ｃ…支持部材
２７ｄ…スプリング受け、２７ｅ…軸孔、２７ｆ…ベアリング
２７ｇ…テンションプーリ、２７ｉ…シール材、２７ｊ…水抜き孔
３０…ピン
３２…エンジンハンガー
３３…スプリング

Claims

エンジンボディの一側に回動自在に支持されたクランク軸と、該クランク軸に固定されたドライブギヤと、エンジンボディの他側に回動自在に支持されたカムシャフトと、該カムシャフトに固定されたドリブンギヤと、前記両ギヤ間に張設された駆動ベルトを備えた船外機用４サイクルエンジンにおいて、前記ドリブンギヤを椀状に形成しこの椀状部を下向きにして前記カムシャフトに固定し、椀状部に駆動ベルトを張設すると共に、前記ドリブンギヤの椀状部の内部にカムシャフトを覆うカバー部材の上部フランジを入り込ませカムシャフトの軸受部に係合シールさせ、前記駆動ベルトの外側に固定されるベルトテンショナーと、駆動ベルトの内側でエンジンボディに設けられたスプリング受けと、前記ベルトテンショナーとスプリング受け間に、駆動ベルトの上部を跨いで張設されたスプリングとを備えたことを特徴とするカムシャフト駆動装置。
上記カムシャフトの軸受部は、シリンダヘッドと、該シリンダヘッドに固定される複数のカムキャップとに形成されていることを特徴とする請求項１記載のカムシャフト駆動装置。
上記スプリング受けをエンジンボディ上に立設されたエンジンハンガーに設けたことを特徴とする請求項１記載のカムシャフト駆動装置。
上記ベルトテンショナーは、エンジンボディに固定される固定軸と、該固定軸に取り付けられた支持部材と、該支持部材の一側に立設されたスプリング受けと、支持部材の他側に形成され、エンジンボディに設けられたピンに嵌合される軸孔と、前記固定軸の外側にベアリングを介して回動自在に装着されたテンションプーリとからなることを特徴とする請求項１記載のカムシャフト駆動装置。
上記ベアリングは、そのアウタレースとインナレース間にグリスが封入されると共にシール材によりシールされており、上記テンションプーリの外周には、ベアリングの上面位置に対向して水抜き孔が形成されていることを特徴とする請求項４記載のカムシャフト駆動装置。