JP4134743B2

JP4134743B2 - 船外機のエンジン構造

Info

Publication number: JP4134743B2
Application number: JP2003025036A
Authority: JP
Inventors: 克宏福田; 泰宮下
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2023-01-31
Also published as: JP2004232615A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機のエンジン構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンには、油圧回路であるオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）を用いて可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）を制御し、吸・排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングをエンジンの回転数に応じて変化させることにより高性能を得るものがある。
【０００３】
各装置の配置例としては、例えば特開２００２−５４４１５号公報（特許文献１参照）に示すように、吸気バルブの開閉タイミングをエンジン回転数に応じて制御するＶＶＴはカムシャフトの上端に設けられると共に、このＶＶＴを油圧制御するＯＣＶはカムシャフトを支持するベアリングキャップに取り付けられ、ＯＣＶやカムシャフト、ベアリングキャップを収納するシリンダヘッドはヘッドカバーによって覆われている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−５４４１５号公報（段落番号［００２１］、［００２７］、［００２８］、［００２９］、図２および図５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常ＶＶＴはカムシャフトの端部に設けられる場合が多く、また、ＯＣＶはＶＴＴに近接配置されることが望ましいことから、ＯＣＶはヘッドカバー上に設けることが機能上、また、スペース的にも有利である。
【０００６】
しかしながら、従来からヘッドカバーとシリンダヘッドとの接合面のシールはガスケットによるフローティング構造となっているため、ＯＣＶ等の油圧回路を設けることが困難であり、結果的にＯＣＶをヘッドカバー内に設けなければならず、機能上、スペース的にも不利である。
【０００７】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、ヘッドカバー上にＯＣＶ等の油圧回路を設置可能な船外機のエンジン構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る船外機のエンジン構造は、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、シリンダヘッド、シリンダブロックおよびクランクケース等を組み合わせて構成され、上記シリンダヘッドと一体加工されたカムハウジング内に略垂直に配置される吸・排気バルブ開閉用のカムシャフトを備える一方、エンジンに固定されたロアエンジンカバーでエンジンの下半分を覆い、ロアエンジンカバーに着脱自在に取り付けられるアッパーエンジンカバーでエンジンの上半分を覆う船外機のエンジン構造において、上記エンジンの下部にクランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達するカムシャフト駆動機構を設けるとともに、上記吸・排気カムシャフトの少なくとも一方のカムシャフトの下端に可変バルブタイミング機構を設け、この可変バルブタイミング機構が設けられた上記シリンダヘッドの下側に、シリンダヘッドと別体のロアーカムハウジングを外部に露出させて設けると共に、このロアーカムハウジングの一側に上記可変バルブタイミング機構を制御するオイルコントロールバルブ固定用の取付座を形成し、この取付座で囲まれた内側にオイルコントロールバルブ作動油のオイル回路と、上記ロアーカムハウジングをシリンダヘッドに固定するボルトのボルト座面とを一体に形成し、このボルト座面を上記オイルコントロールバルブによってシールするように構成したものである。
【００１０】
さらに、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、上記シリンダヘッドと一体加工されたカムハウジングと上記オイルコントロールバルブが固定されるロアーカムハウジングとを別体に形成し、上記シリンダヘッドと一体加工されたカムハウジングをシリンダヘッドカバーで覆う一方、このシリンダヘッドカバーの一部を、上記オイルコントロールバルブが固定されるロアーカムハウジングの縁部に曲成される立体シール部にオーバーラップするよう、立体シール面に形成したものである。
【００１１】
そして、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、上記エンジンはエンジンホルダ上に載置されると共に、上記シリンダヘッドと同時に一体加工される上記カムハウジングに上記エンジンホルダとのシール機能を持たせたものである。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１は、この発明を適用した船外機の実施形態を示す左側面図である。また、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。そして、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図１〜図３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の上方にエンジン３が設置される。なお、このエンジン３はその内部にクランクシャフト４を略垂直に配置したバーティカル（縦）型のエンジンである。
【００１４】
エンジンホルダ２の下方には潤滑オイル（図示せず）を貯留するオイルパン５が配置されると共に、例えば船外機１にはブラケット装置６が取り付けられ、このブラケット装置６を介して船外機１が船舶７のトランサム７ａに装着される。また、エンジン３、エンジンホルダ２およびオイルパン５の周囲はエンジンカバー８によって覆われる。
【００１５】
エンジンカバー８は、例えばエンジン３の下半分を側方から覆うロアエンジンカバー９と、このロアエンジンカバー９に上方から覆い被さってエンジン３の上半分を覆うアッパーエンジンカバー１０とから構成され、ロアエンジンカバー９は例えばエンジンホルダ２に固定されると共に、アッパーエンジンカバー１０はロアエンジンカバー９に着脱自在に取り付けられる。
【００１６】
オイルパン５の周囲およびその下部にはドライブシャフトハウジング１１が設置される。エンジンホルダ２、オイルパン５およびドライブシャフトハウジング１１内にはエンジン３の出力軸であるドライブシャフト１２が略垂直に配置され、その上端部が前方にオフセット配置されたクランクシャフト４の下端部に連結部材である一対のリダクションギヤ１３ａ，１３ｂを介して連結される。ドライブシャフト１２はドライブシャフトハウジング１１内を下方に向かって延び、ドライブシャフトハウジング１１の下部に設けられたギヤケース１４内のベベルギヤ１５およびプロペラシャフト１６を介して推進装置であるプロペラ１７を駆動するように構成される。
【００１７】
この船外機１のエンジン３は、例えばシリンダヘッド１８、シリンダブロック１９およびクランクケース２０等を組み合わせて構成された水冷４サイクルＶ型６気筒エンジンであり、後方に向けて開くよう、左右のシリンダブロック１９を平面視でＶ型に配置することによりシリンダブロック１９間にＶバンク２１を形成する。また、シリンダヘッド１８、シリンダブロック１９およびクランクケース２０は組み付けられた状態でそれらの下面が同一の平面を有し、ガスケット２２を介して直接エンジンホルダ２の上面に結合される。
【００１８】
エンジン３の最前部に配置されるクランクケース２０の後方には左右一体のシリンダブロック１９が船外機１の幅方向に広がるＶ字状に配置される。また、各シリンダブロック１９の後方にはシリンダヘッド１８がそれぞれ配置される。
【００１９】
詳細には図示しないが、各シリンダブロック１９内にはそれぞれ三個づつの筒状スリーブ２３（気筒）が上下方向に略水平に並んで形成され、各スリーブ２３内にはピストン２４がスリーブ２３の軸線上を軸方向に摺動自在に挿入される。
【００２０】
クランクケース２０とシリンダブロック１９との接合面にはクランクシャフト４が略垂直に配置され、クランクシャフト４とピストン２４とがコンロッド２５によって連結されることにより、ピストン２４の往復ストロークがクランクシャフト４の回転運動に変換されるようになっている。
【００２１】
シリンダヘッド１８にはスリーブ２３に整合する燃焼室２６が形成され、その外方から点火プラグ２７が結合される。また、シリンダヘッド１８内には燃焼室２６に繋がる吸気ポート２８や排気ポート２９も形成される。排気ポート２９は、図２に示すように、左右のシリンダブロック１９外側に形成された排気通路３０に接続されると共に、吸気ポート２８はＶバンク２１内に向かって延びる。
【００２２】
さらに、各シリンダヘッド１８内には両ポート２８，２９を開閉する吸気バルブ３１および排気バルブ３２が配置されると共に、各シリンダヘッド１８の後部にはカムハウジング３３が一体加工され、このカムハウジング３３内に上記吸・排気バルブ３１，３２を開閉させる動弁装置を構成する吸気用カムシャフト３４および排気用カムシャフト３５がクランクシャフト４と平行に配置される。そして、シリンダヘッド１８のカムハウジング３３はシリンダヘッドカバー３６によって覆われる。
【００２３】
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図３および図４に示すように、ギヤケース１４の上面にはウォータポンプ３８が設けられており、このウォータポンプ３８がドライブシャフト１２に駆動されてケース側面の取水口３９から外部の水（海水、湖水、河水等）を冷却水として汲み上げる。汲み上げられた冷却水は、給水パイプ４０を経てオイルパン５内部およびエンジンホルダ２内部に形成された冷却水通路（図示せず）を通ってシリンダブロック１９の下面からシリンダブロック１９内の冷却水通路４１を経てスリーブ２３の周囲や燃焼室２６の周囲に形成される冷却水ジャケット４２，４３（図２参照）に供給され、エンジン３内部を冷却する。
【００２４】
また、エンジン３内部を冷却した冷却水は、例えばシリンダブロック１９上面の冷却水出口（図示せず）から冷却水ホース４４を介してエンジンホルダ２内の排水通路４５に導かれ、さらには例えばオイルパン５内に形成される排水通路４６およびドライブシャフトハウジング１１に形成される排水通路４７に導かれ、ギヤケース１４の排水口４８から機外へ排水される。
【００２５】
ところで、エンジン３のアイドリング時や外気温が低い場合、シリンダブロック１９やシリンダヘッド１８を冷却するとエンジン３の温度が低くなりすぎて潤滑オイルの粘性が高まって十分にその機能を果たさない場合がある。
【００２６】
そこで、本発明においては例えば冷却水ホース４４が接続されるシリンダブロック１９上面の各冷却水出口にそれぞれサーモスタット４９を配置し、これらのサーモスタット４９によって冷却水が所定の温度に達するまで排出されないことにより冷却水ジャケット４２，４３内を冷却水が循環しないように構成される。
【００２７】
図１〜図３に示すように、エンジン３の中央部後方には吸気マニフォールド５０およびサージタンク５１から構成される吸気系が設けられる。吸気マニフォールド５０は例えばアルミ合金製であり、気筒数分の６本の吸気通路５２を備える。これらの吸気通路５２は上方から順に左右のシリンダヘッド１８の吸気ポート２８に向かって互い違いに繋がり、その各々に燃料噴射装置５３（フューエルインジェクター）が装着される。また、サージタンク５１の上流側にはサイレンサ５４が接続される。
【００２８】
図４に示すように、エンジン３の下部にはクランクシャフト４の回転をカムシャフト３４，３５に伝達してカムシャフト３４，３５を回転駆動させるカムシャフト駆動機構５５が設けられる。
【００２９】
このカムシャフト駆動機構５５は、例えばチェーン駆動方式であり、クランクシャフト４の下端とドライブシャフト１２の上端とを連結する一対のリダクションギヤ１３ａ，１３ｂのうち、例えばドライブシャフト１２側に設けられたリダクションギヤ１３ｂと同軸上に設けられたタイミングドライブスプロケット５６と、各シリンダヘッド１８の吸気用カムシャフト３４の下端に設けられた吸気カムスプロケット５７と、各シリンダヘッド１８の排気用カムシャフト３５の下端に設けられた排気カムスプロケット５８と、これらのスプロケット５６〜５８の周囲に巻装されたカムチェーン５９，６０等を主な構成部材としてエンジン３下面とエンジンホルダ２との間の空間であるカムチェーン室６１に配置される。
【００３０】
カムチェーン５９，６０はメインカムチェーン５９とサブカムチェーン６０とから構成され、メインカムチェーン５９はタイミングドライブスプロケット５６と、左右のシリンダ間に形成されるＶバンク２１側に配置されたカムスプロケット、本実施形態においては両吸気カムスプロケット５７との間に巻装され、平面視略三角形のチェーンラインを形成する。また、図４および図８に示すように、各吸気用カムシャフト３４下端には吸気カムスプロケット５７と同軸に排気カムドライブスプロケット５７ａが設けられ、これらの各排気カムドライブスプロケット５７ａと排気用カムカムシャフト３５下端の排気カムスプロケット５８との間にそれぞれサブカムチェーン６０が巻装される。
【００３１】
さらに、Ｖバンク２１間には両吸気カムスプロケット５７間のメインカムチェーン５９の移動を規制するチェーンガイド６２が設けられると共に、吸気カムスプロケット５７とタイミングドライブスプロケット５６との間にはメインカムチェーン５９の張り（テンション）を適性に保つチェーンテンショナ６３が設けられる。
【００３２】
チェーンガイド６２はＶバンク２１間に配置されて左右のシリンダブロック１９間に架設される。また、チェーンガイド６２の後部下面にはメインカムチェーン５９の移動を規制する案内溝６４が設けられる。さらに、案内溝６４の前方には上下方向に貫通する二本の排水連通路６６が形成され、これらの排水連通路６６には上方からユニオン６７が嵌挿される。
【００３３】
そして、図３に示すように、チェーンガイド６２はエンジン３に組付けられた状態でエンジン３と共にエンジンホルダ２に接合される。その際、チェーンガイド６２の上面とエンジンホルダ２の上面とが同一平面を有する。上記排水連通路６６は、その上部開口にユニオン６７を介してシリンダブロック１９上面の冷却水出口（図示せず）からのびる冷却水ホース４４が接続されると共に、排水連通路６６の下部開口はエンジンホルダ２内の排水通路４５に臨んで開口する。
【００３４】
図５は図４のＶ−Ｖ線に沿うシリンダヘッド１８のシリンダヘッドカバー３６との合せ面を示す図である。図４および図５に示すように、シリンダヘッド１８内のカムハウジング３３内には複数個の軸受７０が設けられ、詳細には図示しないが、これらの軸受７０とベアリングキャップ（図示せず）とによって吸気用カムシャフト３４および排気用カムシャフト３５が軸支される。
【００３５】
また、カムハウジング３３下部にはシリンダヘッド１８と同時に一体加工されるロアーカムハウジング３７がシリンダヘッド１８とは別体に設けられる。そして、このロアーカムハウジング３７の下面も、組み付けられた状態のシリンダヘッド１８、シリンダブロック１９およびクランクケース２０の下面と同一の平面を有することによりエンジンホルダ２とのシール機能を備える。
【００３６】
図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図であり、図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。また、図８は図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図であり、図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。さらに、図１０はシリンダヘッドカバー３６のシリンダヘッド１８との合せ面を示す図であり、図１１は図１０のＸＩ矢視図である。そして、図１２はシリンダヘッドカバー３６をシリンダヘッド１８に取り付ける状態を示す斜視図である。
【００３７】
図５〜図１２に示すように、各シリンダヘッド１８の後部に形成され、内部に吸気用カムシャフト３４および排気用カムシャフト３５を収納するカムハウジング３３はシリンダヘッドカバー３６によって覆われる。また、カムハウジング３３下部にシリンダヘッド１８とは別体に設けられるロアーカムハウジング３７は外部に露出して形成され、そのシリンダヘッド１８との合せ面にベアリングキャップとして機能するカムシャフト３４，３５の軸受７１が形成される。
【００３８】
ところで、本実施形態に用いられるエンジン３は、吸・排気バルブ３１，３２の少なくとも一方の、本実施形態においては吸気バルブ３１の開閉タイミングをエンジン３の回転数に応じて変化させることにより高性能を得る可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴと略する）７２を備えており、図４および図８に示すように、両方の吸気用カムシャフト３４の下端にＶＶＴ７２が設けられる。
【００３９】
ＶＶＴ７２は、図４に示すように、例えばエンジンの下面に設けられて一方の排気用カムシャフト３５によって駆動されるオイルポンプ７３から圧送される作動油によって駆動されるものであり、この作動油は油圧回路であるオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶと略する）７４によって制御される。
【００４０】
ＯＣＶ７４は、図８に示すように、吸気用カムシャフト３４と平行に配置され、図５〜図９に示すように、ロアーカムハウジング３７の一側に一体に形成された取付座７５に固定される。なお、詳細には図示しないが、ＯＣＶ７４は吸気用カムシャフト３４と直交させて配置してもよい。
【００４１】
ＯＣＶ７４の取付座７５には作動油のオイル回路７６が一体に形成されると共に、ロアーカムハウジング３７をシリンダヘッド１８に固定する際に用いられる固定用ボルト７７のボルト座面７８も一体に形成され、このボルト座面７８はＯＣＶ７４によってシールされる。なお、ロアーカムハウジング３７の他側には通常形状のボルト座面７９が一体に形成され、このボルト座面７９はプラグ８０によって塞がれてシールされる。
【００４２】
シリンダヘッドカバー３６のシリンダヘッド１８との合せ面のうち、上部と左右両側部は平面で接合されるヘッドフランジ面８１に形成される。また、シリンダヘッドカバー３６の下部はロアーカムハウジング３７の上縁に台形形状に曲成された立体シール部８２にオーバーラップするよう、台形形状に曲成された立体シール面８３に形成される。
【００４３】
図１０に示すように、シリンダヘッドカバー３６のシリンダヘッド１８およびロアーカムハウジング３７との合せ面、すなわちヘッドフランジ面８１および立体シール面８３には周溝８４が形成され、この周溝８４に図示しないシール部材が装着される。
【００４４】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００４５】
カムシャフトの一端、本実施形態においては吸気用カムシャフト３４の下端にＶＶＴ７２を設け、シリンダヘッド１８のＶＶＴ７２が設けられた側、本実施形態においては下側にロアーカムハウジング３７を外部に露出させて設け、このロアーカムハウジング３７にＯＣＶ７４を設けたことにより、ＶＶＴ７２とＯＣＶ７４との距離が短くなって作動油のオイル回路７６が簡素化、且つ短縮化される。また、ロアーカムハウジング３７にシリンダヘッドカバー３６の機能を持たせると共に、ＯＣＶ７４をシリンダヘッドカバー３６内に収納しないので、シリンダヘッドカバー３６を小型化することができる。
【００４６】
ところで、ロアーカムハウジング３７をシリンダヘッド１８に固定する際、ボルト７７が用いられるが、ロアーカムハウジング３７は外部に露出しているため、通常のボルト締め付け方法では吸気用カムシャフト３４を潤滑する高圧の潤滑オイルがボルト穴から洩れる虞がある。そこで、ロアーカムハウジング３７に形成されるＯＣＶ７４固定用の取付座７５に作動油のオイル回路７６とロアーカムハウジング３７固定用ボルト７７のボルト座面７８とを一体に形成し、このボルト座面７８をＯＣＶ７４によってシールするように構成すれば、ロアーカムハウジング３７固定用ボルト７７専用のシール構造が不要になる。
【００４７】
また、シリンダヘッドカバー３６の下部とロアーカムハウジング３７の上縁とのシール面を立体シール面としたことにより、ヘッドフランジ面では複雑であった加工が不要となる。
【００４８】
さらに、シリンダヘッド１８と同時に一体加工されるロアーカムハウジング３７にエンジンホルダ２とのシール機能を持たせたことにより、シリンダヘッド１８、エンジンホルダ２およびシリンダヘッドカバー３６から成る三面シール構造が無くなって、エンジン３とエンジンホルダ２とのシール性が向上する。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る船外機のエンジン構造によれば、ＶＶＴとＯＣＶとの距離が短くなって作動油のオイル回路が簡素化、且つ短縮化されると共に、シリンダヘッドカバーの小型化が可能になる。
【００５０】
また、カムハウジング固定用ボルト専用のシール構造が不要になる。さらに、エンジン各部のシール性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る船外機のエンジン構造の一実施形態を示す船外機の左側面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿うシリンダヘッドのシリンダヘッドカバーとの合せ面を示す図。
【図６】図５ＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図。
【図８】図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図。
【図１０】シリンダヘッドカバーのシリンダヘッドとの合せ面を示す図。
【図１１】図１０のＸＩ矢視図。
【図１２】シリンダヘッドカバーをシリンダヘッドに取り付ける状態を示す斜視図。
【符号の説明】
１船外機
２エンジンホルダ
３エンジン
１８シリンダヘッド
１９シリンダブロック
２０クランクケース
３１吸気バルブ
３２排気バルブ
３３カムハウジング
３４吸気用カムシャフト
３５排気用カムシャフト
３６シリンダヘッドカバー
３７ロアーカムハウジング
７２ＶＶＴ（可変バルブタイミング機構）
７４ＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）
７５ＯＣＶ固定用の取付座
７７カムハウジング固定用ボルト
７８，７９ボルト座面
８２立体シール部
８３立体シール面

Claims

シリンダヘッド、シリンダブロックおよびクランクケース等を組み合わせて構成され、上記シリンダヘッドと一体加工されたカムハウジング内に略垂直に配置される吸・排気バルブ開閉用のカムシャフトを備える一方、エンジンに固定されたロアエンジンカバーでエンジンの下半分を覆い、ロアエンジンカバーに着脱自在に取り付けられるアッパーエンジンカバーでエンジンの上半分を覆う船外機のエンジン構造において、上記エンジンの下部にクランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達するカムシャフト駆動機構を設けるとともに、上記吸・排気カムシャフトの少なくとも一方のカムシャフトの下端に可変バルブタイミング機構を設け、この可変バルブタイミング機構が設けられた上記シリンダヘッドの下側に、シリンダヘッドと別体のロアーカムハウジングを外部に露出させて設けると共に、このロアーカムハウジングの一側に上記可変バルブタイミング機構を制御するオイルコントロールバルブ固定用の取付座を形成し、この取付座で囲まれた内側にオイルコントロールバルブ作動油のオイル回路と、上記ロアーカムハウジングをシリンダヘッドに固定するボルトのボルト座面とを一体に形成し、このボルト座面を上記オイルコントロールバルブによってシールするように構成したことを特徴とする船外機のエンジン構造。
上記シリンダヘッドと一体加工されたカムハウジングと上記オイルコントロールバルブが固定されるロアーカムハウジングとを別体に形成し、上記シリンダヘッドと一体加工されたカムハウジングをシリンダヘッドカバーで覆う一方、このシリンダヘッドカバーの一部を、上記オイルコントロールバルブが固定されるロアーカムハウジングの縁部に曲成される立体シール部にオーバーラップするよう、立体シール面に形成した請求項１記載の船外機のエンジン構造。
上記エンジンはエンジンホルダ上に載置されると共に、上記シリンダヘッドと同時に一体加工される上記カムハウジングの上記エンジンホルダとのシール機能を持たせた請求項１または２記載の船外機のエンジン構造。