JP4052492B2

JP4052492B2 - 船外機

Info

Publication number: JP4052492B2
Application number: JP13278998A
Authority: JP
Inventors: 吉彦岡部; 準本瀬
Original assignee: ヤマハマリン株式会社
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1998-05-15
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2018-05-15
Also published as: JPH11324696A; US6184599B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのクランクシャフトの回転で発電している船外機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の船外機では、クランクシャフトの上端部を軸受けするベアリングハウジングに、ステーターを取り付け、一方、クランクシャフトにローターを取り付けている。そして、クランクシャフトの回転に伴うローターの回転で、ステーターの固定子用コイルで発電を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このステーターは、ベアリングハウジングの略円形のステーター取付台座の上面に取付ボルトなどで固定されており、ステーターの冷却効率は低く、低容量の発電に採用されている。しかしながら、近年の燃料直噴エンジンの船外機では、インジェクタなどが設けられ、使用電力量が多くなっている。そのため、発電容量が、従来の約２５Ａ以下から増大し、たとえば４５Ａ程度必要となっている。この様に発電容量が増大すると、それに伴ってステーターのコイルの発熱量が増大する。そのため、コイルは、温度が上昇して、損傷することがある。そこで、大きな発電容量が必要な場合には、ステーターではなく、発電容量の大きなオルターネータが採用されている。しかしながら、このオルターネータは、ベアリングハウジングとは別体となっており、大きな設置面積が必要であり、船外機のカウリングの容量を大きくする必要がある。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、ステーターの固定子用コイルの温度の上昇を極力防止することができる船外機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】
本発明の船外機は、クランクシャフト（１８）が上下方向に延在しているエンジン（１７）と、クランクシャフトの上端部を軸受するベアリングハウジング（３６）と、このベアリングハウジングに形成されているステーター取付台座（３９）と、このステーター取付台座に取り付けられているとともに固定子用コイル（５３）を具備するステーター（５１）と、クランクシャフトに取り付けられているとともに回転子用マグネット（５９）を具備するローター（５６）とを備えている。そして、請求項１記載の発明では、ステーターを冷却するための冷却水の流れる水冷用ジャケット（４１）が設けられている。
【０００６】
また、請求項２記載の発明では、水冷用ジャケットはステーター取付台座の上側に載置され、ステーターは水冷用ジャケットの上側に載置されてステーター取付台座に取り付けられている。
【０００７】
さらに、請求項３記載の発明では、ステーター取付台座とステーターとの間に、熱伝導率の良好な金属製のスペーサー（７１）が介在している。
【０００８】
そして、請求項４記載の発明では、空気流通孔（６０）が、ローターの本体（５７）を上下方向に貫通している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における船外機の実施の第１の形態を図１ないし図６を用いて説明する。図１は本発明における船外機の側面図である。図２はローター、ステーター、水冷用ジャケットおよびベアリングハウジングなどの説明図で、（ａ）が図３の II-II断面図、（ｂ）がローターの平面図である。図３は船外機内部の平面図である。図４はステーターの平面図である。図５は水冷用ジャケットの平面図である。図６はベアリングハウジングの平面図である。
【００１０】
船外機は、上側から順番にアッパーカウリング１、ロワーカウリング２、アッパーケーシング３およびロワーケーシング４からなるハウジングで覆われている。ロワーケーシング４には、冷却水取入口６および冷却水排出口７が形成されている。また、船外機を小型船舶に装着するための取り付けブラケット１１は、小型船舶のトランサム１２などに取り付けられて固定されている。この取り付けブラケット１１の後部に、ピボット軸などを介して船外機本体が回動自在に取り付けられている。
【００１１】
アッパーカウリング１およびロワーカウリング２の内部には、Ｖ型６気筒の２サイクルエンジン１７が配置されている。このエンジン１７のクランクシャフト１８はその軸が略垂直に設けられており、クランクシャフト１８の後方には、左右一対のシリンダ２１が左右方向にＶ字状になるように振り分けて配置されている。この左右一対のシリンダ２１が上下方向に３段設けられて、シリンダ２１は計６気筒配置されている。また、クランクシャフト１８には、６個のピストン２３が各々コンロッド２４を介して連結されており、このピストン２３が各シリンダ２１の内部に摺動可能に配置されている。船外機が取り付けられている小型船舶には、燃料タンクが設けられ、この燃料タンクの燃料は高圧ポンプ２６に供給され、高圧ポンプ２６で加圧されて、インジェクタ２７を介してエンジン１７のシリンダ２１に噴射されている。
【００１２】
そして、クランクシャフト１８の下端は、シリンダーブロック、クランクケースおよびシリンダーヘッドなどからなるエンジンケース２８から下方に突出して延在しており、アッパーケーシング３内に配置されているドライブシャフト２９に連結されている。ドライブシャフト２９はアッパーケーシング３の内部を上下方向に貫通し、その下端はロワーケーシング４の下部に達しており、傘歯車などの伝達機構３１を介して、後端部にプロペラ３２が取り付けられているプロペラシャフト３３を回転駆動している。ドライブシャフト２９の中間部には冷却水ポンプ３４が設けられ、ドライブシャフト２９の回転により駆動されて、冷却水取入口６から船外機外の海水などの水を吸い込んでいる。
【００１３】
また、エンジンケース２８の天壁には、ベアリングハウジング３６が設けられ、このベアリングハウジング３６は、ベアリング３７を介してクランクシャフト１８の上端部を軸受けしている。ベアリングハウジング３６には、４個の固定ボルト孔３８が形成されており、この固定ボルト孔３８に固定ボルト３５を挿入して、ベアリングハウジング３６をエンジンケース２８に固定している。また、ベアリングハウジング３６の上面には、４個の円弧状のステーター取付台座３９が突出して形成されている。第１のステーター取付台座３９ａには、ステーター取付用ボルト孔４０が２個形成され、第２のステーター取付台座３９ｂおよび第３のステーター取付台座３９ｃには各々１個のステーター取付用ボルト孔４０が形成されている。第２のステーター取付台座３９ｂと第３のステーター取付台座３９ｃとの間には、第４のステーター取付台座３９ｄが配置され、この第４のステーター取付台座３９ｄには、ステーター取付用ボルト孔４０が形成されていない。このステーター取付台座３９の円弧の中心角度は、各々少なくとも約２０°以上であり、径方向の幅よりも円周方向の幅の方が広くなっている。したがって、ステーター取付台座３９が略円形の場合よりも、ステーター取付台座３９の上面の面積を大きくすることができる。
【００１４】
このステーター取付台座３９の上に、冷却手段としてのリング状の水冷用ジャケット４１が載置されている。この熱伝導の良好な金属（たとえばアルミなど）で構成されている水冷用ジャケット４１には、４個のボルト挿入孔４２が形成されているとともに、内部に円弧状の細長い水溜め４３が形成されている。この水溜め４３の両端部には、冷却水流入部４６および冷却水流出部４７が形成されており、冷却水流入部４６から流入した冷却水が、水溜め４３を流れて冷却水流出部４７から流出する。冷却水流入部４６は上昇流路４８を介して冷却水ポンプ３４に接続されている。一方、冷却水流出部４７は、冷却水パイプ４９を介して高圧ポンプ２６内の冷却水流路に接続されている。この高圧ポンプ２６内の冷却水流路は下降流路５０を介して冷却水排出口７に接続されている。
【００１５】
この水冷用ジャケット４１の上側には、リング状のステーター５１が載置されている。ステーター５１には、４個のボルト挿入孔５２が設けられ、また、ステーター５１の周縁部には、多数の固定子用コイル５３が設けられている。そして、ステーター５１のボルト挿入孔５２および水冷用ジャケット４１のボルト挿入孔４２に、取付ボルト５４を挿入し、この取付ボルト５４の先端をベアリングハウジング３６の取付用ボルト孔４０に螺合させて、ステーター５１および水冷用ジャケット４１をベアリングハウジング３６に取り付けている。
【００１６】
このステーター５１の上方には、いわゆるフライホイルであるローター５６が配置され、このローター５６の本体５７は、平面図示で略円形をしており、その中央部がクランクシャフト１８に挿入されてナット５８で固定されている。したがって、ローター５６は、クランクシャフト１８と一体となって回転する。ローター本体５７には、空気流通孔６０が上下方向に貫通して形成され、また、ローター本体５７の周縁部には、ギア５５が形成されている。さらに、ローター本体５７の下側には、回転子用マグネット５９が取り付けられている。この回転子用マグネット５９とローター本体５７とで、ローター５６は構成されている。
【００１７】
このローター５６の横側には、スターターモーター６１が配置され、スターターモーター６１のギア６２には、ローター５６のギア５５が係合しており、スターターモーター６１が回転すると、ローター５６が回転する。このローター５６の回転で、クランクシャフト１８が回転し、エンジン１７が始動する。
【００１８】
また、ローター５６に伴って、ローター５６の回転子用マグネット５９が移動し、ステーター５１の固定子用コイル５３に電流が発生して発電されている。この際に、固定子用コイル５３の温度は上昇する。
【００１９】
冷却水ポンプ３４が冷却水取入口６から吸い込んだ冷却水は、上昇水路４８を通って水冷用ジャケット４１の冷却水流入部４６に流入し、水冷用ジャケット４１の水溜め４３を流れた後に、冷却水流出部４７から流れ出ている。冷却水流出部４７から流れ出た冷却水は、冷却水パイプ４９を通って高圧ポンプ２６内の冷却水路に流れ込み、ついで、下降流路５０を通って、冷却水排出口７から船外機外に排出されている。この様にして、冷却水でステーター５１および高圧ポンプ２６を冷却することができる。そして、ステーター５１が冷却されることに伴って、ステーター５１の固定子用コイル５３が冷却されている。この様に実施の第１の形態においては、冷却水ポンプ３４が吸い込んだ冷却水は水冷用ジャケット４１を流れた後に、高圧ポンプ２６に流れているので、ステーター５１と高圧ポンプ２６とを別個に冷却する場合に比して、短い配管で、ステーター５１および高圧ポンプ２６を冷却することができる。したがって、配管作業や部品コストを削減することができる。
【００２０】
また、ローター５６の空気流通孔６０を通って、空気がローター５６の上下方向に流れており、この空気の流れで、ステーター５１特に固定子用コイル５３が空冷されている。
【００２１】
前述の実施の第１の形態においては、ステーター５１はステーター取付台座３９に水冷用ジャケット４１を介して取り付けられている。したがって、この水冷用ジャケット４１でステーター５１を冷却することができるとともに、水冷用ジャケット４１の取付スペースが小さく、コンパクトである。
【００２２】
次に、本発明における船外機の実施の第２の形態について図７を用いて説明する。図７は実施の第２の形態におけるスペーサーの平面図である。なお、この実施の第２の形態の説明において、前記実施の第１の形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００２３】
図７に図示する板状のスペーサー７１は、アルミなどの熱伝導率の良好な円弧形状の金属板で構成されており、実施の第１の形態の水冷用ジャケット４１に代えて取り付けられている。このスペーサー７１には、取付ボルト５４が挿入されるボルト挿入孔７２が４個形成されている。また、スペーサー７１は、ベアリングハウジング３６のステーター取付台座３９の上面およびステーター５１の下面に密着しているとともに、複数のステーター取付台座３９に掛け渡されている。そして、固定子用コイル５３の熱を、ステーター５１からステーター取付台座３９に伝えて放熱しており、この放熱で固定子用コイル５３は冷却されている。
【００２４】
実施の形態においては、ステーター取付台座３９は円弧形状をしており、スペーサー７１との接触面積が大きくなっている。したがって、固定子用コイル５３の熱を効率よく放熱することができる。しかも、熱伝導率の良好なスペーサー７１が、複数のステーター取付台座３９に掛け渡されて設けられているので、各ステーター取付台座３９にできるだけ均一に熱を伝達することができ、放熱効率が向上する。なお、スペーサー７１は、ステーター５１よりも熱伝導率の良い材質で構成することが好ましい。
【００２５】
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）実施の形態においては、エンジンは２サイクル６気筒であるが、エンジンの形式や気筒数は適宜変更可能である。たとえば、４サイクルにしたり、単気筒にしたりすることも可能である。
【００２６】
（２）ステーター取付台座３９や空気流通孔６０の数量や配置は適宜変更可能である。
（３）実施の形態においては、水冷用ジャケット４１は金属であるが、その材質は適宜変更可能であり、たとえば、樹脂などで構成することも可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の船外機では、固定子用コイルを具備するステーターはベアリングハウジングに取り付けられ、一方、回転子用マグネットを具備するローターはクランクシャフトに取り付けられているので、オルターネータを別途配置する場合よりもコンパクトにすることができる。しかも、この様に構成されている船外機において、本出願の請求項１および２記載の発明では、水冷用ジャケットを流れる冷却水がステーターを冷却しているので、ステーターや固定子用コイルの温度の上昇を冷却手段で極力防止することができる。したがって、固定子用コイルの発電容量を大きくすることができる。
【００２８】
【００２９】
さらに、請求項３記載の発明では、ステーター取付台座とステーターとの間に、熱伝導率の良好な金属製のスペーサーが介在しているので、ステーターや固定子用コイルの熱を略均一にステーター取付台座に伝達して放熱することができる。したがって、放熱効率がより一層向上する。
【００３０】
そして、請求項４記載の発明では、空気流通孔が、ローターの本体を上下方向に貫通しているので、ローター本体の上側から比較的冷たい空気がステーター側に流入したり、また、ステーターの熱をローター本体の上側に放出したりすることができる。その結果、ステーターや固定子用コイルの温度を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明における船外機の側面図である。
【図２】図２はローター、ステーター、水冷用ジャケットおよびベアリングハウジングなどの説明図で、（ａ）が図３の II-II断面図、（ｂ）がローターの平面図である。
【図３】図３は船外機内部の平面図である。
【図４】図４はステーターの平面図である。
【図５】図５は水冷用ジャケットの平面図である。
【図６】図６はベアリングハウジングの平面図である。
【図７】図７は実施の第２の形態におけるスペーサーの平面図である。
【符号の説明】
１７エンジン
１８クランクシャフト
３６ベアリングハウジング
３９ステーター取付台座
４１水冷用ジャケット（冷却手段）
５１ステーター
５３固定子用コイル
５６ローター
５７ローター本体
５９回転子用マグネット
６０空気流通孔
７１スペーサー

Claims

クランクシャフトが上下方向に延在しているエンジンと、
クランクシャフトの上端部を軸受するベアリングハウジングと、
このベアリングハウジングに形成されているステーター取付台座と、
このステーター取付台座に取り付けられているとともに、固定子用コイルを具備するステーターと、
このステーターを冷却するための冷却水の流れる水冷用ジャケットと、
前記クランクシャフトに取り付けられているとともに、回転子用マグネットを具備するローターとを備えている船外機。
前記水冷用ジャケットは前記ステーター取付台座の上側に載置され、
前記ステーターは、前記水冷用ジャケットの上側に載置されてステーター取付台座に取り付けられていることを特徴としている請求項１記載の船外機。
クランクシャフトが上下方向に延在しているエンジンと、
クランクシャフトの上端部を軸受支持するベアリングハウジングと、
このベアリングハウジングに形成されている円弧状のステーター取付台座と、
このステーター取付台座に取り付けられているとともに、固定子用コイルを具備するステーターと、
前記クランクシャフトに取り付けられているとともに、回転子用マグネットを具備するローターとを備えており、
前記ステーター取付台座とステーターとの間に熱伝導率の良好な金属製のスペーサーが介在していることを特徴としている船外機。
前記クランクシャフトに取り付けられている円板状のローター本体、およびこのローター本体の下側に設けられている回転子用マグネットを具備するローターと、
ローター本体を上下方向に貫通している空気流通孔とを備えている請求項１，２または３記載の船外機。