JP4183533B2

JP4183533B2 - エンジンのシリンダブロック

Info

Publication number: JP4183533B2
Application number: JP2003065336A
Authority: JP
Inventors: 俊夫上山; 純一佐茂; 康弘金津
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2023-03-11
Also published as: JP2004270639A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空冷式エンジンにおけるシリンダブロックの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、空冷式エンジンのシリンダブロック下部にはクランク軸を水平方向に備えて、クランク軸の一端にはフライホイールが取り付けられ、このフライホイールにて燃焼工程で生じた回転エネルギーを一時的に蓄え、断続的に燃焼して発生する回転を滑らかな回転に変えるようにした技術は公知である（例えば、特許文献１参照。）。また、クランク軸を鉛直方向に設けてその上端にフライホイールを設け、該フライホイールの周囲を囲むように気流分配ケースを配置して圧力室を形成し、この圧力室から流れる二つの冷却気流の一方はクランクケースに誘導し、他方はシリンダヘッドに誘導して、排気側で合流して排出するようにして、効果的な冷却システムを低コストに製造可能とする技術が公知となっている（特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３４９２１６号公報
【特許文献２】
特表２００２−５１００１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来構成のエンジンにおいては、エンジン内部から発生し、シリンダブロックとフライホイールとの間の空間で増幅された定在波がフライホイール外周の隙間より外部に漏れて騒音を発生する場合があったのである。また、従来からエンジンには冷却効率を可能な限り高めることが望まれているが、同じく従来構成のエンジンでは冷却効率が悪く、冷却効率を高めるためには複雑な構造が必要となりコスト面においても不利となるものであった。このように、エンジンには、可能な限り簡単な構造かつ低コストで冷却効率を高めることが理想的である。以上のような課題を鑑みて、本発明においては、エンジン内部より発生して外部に漏れ出す騒音の低減、かつ、フライホイール内側のシリンダブロックを効率よく冷却するための構造を、簡単で低コストに実現することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
請求項１においては、シリンダブロック（２）の外側のクランク軸（３）上にフライホイール（２６）を配置し、該シリンダブロック（２）の外側に冷却用フィン（２２）を設けたエンジン（１）において、該シリンダブロック（２）の外面に、該クランク軸（３）と同心円状に、該フライホイール（２６）外周形状に合わせ、該フライホイール（２６）外周に近接させたリブ（２８）を設け、該リブ（２８）はフライホイール（２６）の外径と略同じ外径の環状に構成し、該環状の中心はクランク軸（３）の軸心と略一致させ、該リブ（２８）のフライホイール（２６）の側の外端部は、フライホイール（２６）の外周内端側と当接しない程度に近接させて配置し、該シリンダブロック（２）が振動した放射音により、シリンダブロック（２）とフライホイール（２６）の間の空間で発生する定在波を、フライホイール（２６）とシリンダブロック（２）の間から出ないように閉じ込める構成とし、前記環状のリブ（２８）の中途部に、冷却空気流通用の切欠（２８ａ）を設けたものである。
【０００７】
請求項２においては、請求項１記載のエンジンのシリンダブロックにおいて、前記フライホイール（２６）外側のシリンダブロック（２）側面に、燃料噴射ポンプ（１２）近傍に向かう孔（２９）を開口し、該孔（２９）は、前記フライホイール（２６）の外側外周部に、多数の羽根を突設して構成した冷却ファン（２７）を被覆するファンケース（４０）の内側に開口したものである。
【０００８】
請求項３においては、請求項２記載のエンジンのシリンダブロックにおいて、前記孔（２９）の周囲からリブ（３３）を立設し、該リブ（３３）は前記冷却ファン（２７）の回転方向における、該孔（２９）の後側に配設し、該冷却ファン（２７）から送風される冷却風を、該孔（２９）へ導き、該孔２９より入った冷却風が燃料噴射ポンプ（１２）を冷却すべく構成したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
図１は本発明のエンジンの構成を示す正面断面図、図２は同じく側面断面図、図３は同じく背面断面図である。
【００１１】
まず、本発明を適用した単気筒空冷式エンジンの概略構成について図１、図２より説明する。エンジン１は本体の上部をシリンダブロック２、下部をクランクケース５とし、シリンダブロック２は中央に上下方向にシリンダ２ａを形成してピストン４を収納し、クランクケース５にはクランク軸３が前後方向に軸支され、該ピストン４とクランク軸３の間はコンロッド１７により連結している。シリンダブロック２の上部がシリンダヘッド６により覆われ、該シリンダヘッド６の上部はボンネットにより覆われ弁腕室６５を構成し、該ボンネットの一側（左側）にマフラー８が配置され、他側（右側）に燃料タンク９が配置されている。
【００１２】
前記シリンダブロック２下部のクランクケース５内の右側にはガバナ１１が配置され、その上部に燃料噴射ポンプ１２が配置されている。該燃料噴射ポンプ１２はクランク軸３上に設けた歯車５０を介してカム軸１３上に設けたカムギヤ５１に動力が伝えられ、該カム軸１３の前後中央上に設けたポンプ駆動カム１４が前記燃料噴射ポンプ１２のプランジャ１５を押し引きして燃料タンク９からの燃料を吸入して、高圧管２４を介して燃料噴射ノズル３４に所定のタイミングで所定量の燃料を供給するようにしている。該燃料噴射ポンプ１２の燃料供給量はコントロールレバーを回動することによってプランジャ１５のストロークを変更して燃料噴射量を調節できるようにしている。該コントロールレバーはガバナ１１と連動連結されており、該ガバナ１１は前記カムギヤ５１に噛合した潤滑油ポンプ駆動ギヤ等を介してガバナギヤ（不図示）に動力が伝えられて作動するようにしている。
【００１３】
図２に示すように、前記シリンダヘッド６には吸気バルブ２０と排気バルブ２１とが並設され、各バルブ２０・２１はバルブスプリング１９により上方へ付勢して閉じるようにしてシリンダヘッド６に組みつけられている。また、シリンダヘッド６の後部（図２左側を前方とする）にはエアークリーナ３０が取りつけられ、燃焼室内へ吸気するための空気をフィルター等を通過させて浄化するようにしている。
【００１４】
前記吸気バルブ２０と排気バルブ２１の下方にはピストン４が配置され、機関の作動（燃焼）によりピストン４はシリンダブロック２に形成されたシリンダ２ａ内部を往復動して、下方のクランクケース５内に配されるクランク軸３に回転動力を伝達するようにしている。詳しくは、ピストン４の下方はコンロッド１７を介してクランク軸３のクランクアーム１８と連接され、ピストン４が上下摺動することでクランク軸３の軸心を中心にクランクアーム１８が回転するようにしている。吸気バルブ２０・排気バルブ２１は共にピストン４の上下動と連動しており、ピストン４が下降したときに吸気バルブ２０を介して吸気し、燃焼後に排気バルブ２１を介してマフラー８から排気するようにしている。
【００１５】
前記ピストン４を収納するシリンダブロック２の外周には冷却用フィン２２・２２・・・が設けられている。該冷却用フィン２２・２２・・・はシリンダブロック２に対して垂直に設けられ、シリンダブロック２と一体的に成形されている。そして、該冷却用フィン２２・２２・・・は後述する冷却ファン２７からの冷却風をシリンダブロック２の周囲に導くように冷却空気通路２２ａが形成されて、シリンダブロック２を効率良く冷却できるようにしている。
【００１６】
クランク軸３の一端（後端）にはフライホイール２６が固設されている。該フライホイール２６は始動時に慣性力を与えたり、燃焼工程によって生じたエネルギーを一時蓄えて、クランク運動による不連続な回転を滑らかな回転に変えるものである。そして、フライホイール２６は皿状に構成して、内部側のシリンダブロック２との間に発電機３２を収納している。
【００１７】
前記フライホイール２６の外側外周部には多数の羽根を突設して冷却ファン２７が一体的に構成されている。該冷却ファン２７はファンケース４０により覆われており、下部及び側部はシリンダブロック２の後面または側面に固定され、上部はエアークリーナ３０のケースに固定されている。このような構成により、機関の作動によりクランク軸３が回転されると、羽根も回転されて冷却ファン２７が駆動され、冷却ファン２７の駆動により発生した冷却風がシリンダブロック２周囲やシリンダヘッド６上を通過して冷却し、更に、冷却風の一部はファンケース４０上部からエアークリーナ３０に吸引されるようにしている。そして、ファンケース４０の中央部の外側の端壁にはスタータケース４１が固着され、該スタータケース４１内には、リコイルスタータ３１が内装されている。
【００１８】
ここで、本発明の定在波を閉じ込めるシリンダブロック２の構造について説明する。
機関を作動させると、発電機や燃料噴射ポンプ等も駆動されるので、これら機関や補機等より発生した振動によりシリンダブロックを振動させて音となって放射される。この放射音がシリンダブロックとフライホイールの間の空間で定在波となる。この定在波は狭い空間では音響増幅により、より大きな音となって、フライホイール２６とシリンダブロック２の間の隙間から漏れていたので、騒音が大きくなっていた。そこで本発明は、シリンダブロック２の外側（後側）のクランク軸３上にフライホイール２６を配置し、シリンダブロック２外側に冷却用フィン２２・２２・・・を設けるエンジン１において、シリンダブロック２の外面に、クランク軸３と同心円状にフライホイール２６外周形状に合わせ、かつ、フライホイール２６外周に近接させた環状のリブ２８を設けている。
【００１９】
つまり、図２、図３に示すように、前記リブ２８はフライホイール２６の外径と略同じ外径のパイプ状（環状）に構成し、その中心はクランク軸３の軸心と略一致させている。そして、該リブ２８は本実施例ではシリンダブロック２の外面に固着して設けているが、シリンダブロックと一体的に成形して安価に構成することもできる。また、該リブ２８のフライホイール２６側端部（外端部）はフライホイール２６の外周内端側と隙間Ａを開けて当接しない程度に近接させて配置し、定在波がフライホィール２６とシリンダブロック２の間から出ないように閉じ込めるようにしている。本実施の形態において隙間Ａは約２ｍｍ〜３ｍｍとしており、３ｍｍ以上の間隔を開けるとエンジン内部で発生する定在波が外部に漏れ出して、騒音の打ち消し効果が失われてしまうため、隙間Ａは３ｍｍ以下であることが望ましい。逆に、隙間Ａが小さすぎる場合、エンジンの振動等によって前記リブ２８とフライホイール２６とが擦れて、フライホイールの回転の障害や、摩擦による異音の元となるため、ある程度の間隔をもたせているものである。
【００２０】
なお、前記リブ２８とは別に、吸音材をシリンダブロック２内壁または外壁に付設したり、フライホイール２６内面に吸音材を貼設したり、または、シリンダブロック２の壁面を凹凸状に成形して拡散して反射するように吸音壁を形成したりすることで、定在波を更に防止する構造を適用してもよく、前記リブ２８と併用することでより高い騒音防止効果を得ることができる。
【００２１】
このように、環状のリブ２８をフライホイール２６の外周形状に合わせて設けたので、燃料噴射ポンプ１２等、エンジン１内部側から発生する定在波を外部に漏らすことなくエンジン内部に閉じ込めることができ、騒音の防止効果が得られるのである。また、前記リブ２８はシリンダブロック２の外周面に固設しているため、該リブ２８に冷却ファンからの冷却風が当たることによって、リブ２８を介してシリンダブロック２を冷却することができる。また、シリンダブロック補強用としても作用するものである。
【００２２】
また、前記リブ２８には図３に示すように、部分的に切欠２８ａ・２８ａ・・が設けられている。該切欠２８ａ・２８ａ・・・は環状に成形されたリブ２８に最小限小さく設けられており、騒音防止効果を喪失することなく、さらに、切欠２８ａを介して冷却風を送り、フライホイール２６内側のエンジン内部空間を冷却できるようにしている。このようにリブに最小限の切欠２８ａを複数設けたので、該切欠２８ａを介してファンケース４０内から冷却空気を導入して、フライホイール２６内側のシリンダブロック２やエンジン内部空間の冷却効果を高めることができるのである。
【００２３】
また、フライホイール２６外周より外側のシリンダブロック２側面には、燃料噴射ポンプ１２近傍に向かう孔２９を開口している。なお、該孔２９はファンケース４０内に位置している。より具体的には、図３に示すようにエンジン１背面視において、燃料噴射ポンプ１２が設けられる側のシリンダブロック２の外面に円形の孔２９を穿孔している。孔２９の大きさ、及び、穿孔される位置等は、前述において説明した定在波の漏れ出しとの兼ね合いを考慮して決定される。
【００２４】
さらに、前記孔２９の周囲には円弧状のリブ３３を立設しており、該リブ３３は冷却ファン２７の回転方向における孔２９の後側に配設され、冷却ファン２７から送風される冷却風を孔２９へ導き易くし、該孔２９より入った冷却風が燃料噴射ポンプ１２に直接当たり効率よく冷却することができるようにしている。前記リブ３３はシリンダブロック２の外面より外向きに立設されて凸部を形成している。前記リブ３３はシリンダブロック２側面に別部材として固設するか、またはシリンダブロック２に一体的に形成してもよい。また、前記リブ３３は円形の孔２９の略半分を囲むように配置しており、冷却ファン２７による冷却風の風向に対向するように配し、冷却風を塞き止めて導風板の役目を果たし前記孔２９内に導くようにするものである。
【００２５】
このように、シリンダブロック２外面に孔２９を穿孔したので、冷却ファン２７より送風される冷却風を前記孔２９を介して燃料噴射ポンプ１２側へ導き、冷却することができるのである。また、このように孔２９を設けるだけで、燃料噴射ポンプを冷却するための冷却通路を構成することができ、簡単で安価に形成することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００２７】
請求項１に示す如く、シリンダブロック（２）の外側のクランク軸（３）上にフライホイール（２６）を配置し、該シリンダブロック（２）の外側に冷却用フィン（２２）を設けたエンジン（１）において、該シリンダブロック（２）の外面に、該クランク軸（３）と同心円状に、該フライホイール（２６）外周形状に合わせ、該フライホイール（２６）外周に近接させたリブ（２８）を設け、該リブ（２８）はフライホイール（２６）の外径と略同じ外径の環状に構成し、該環状の中心はクランク軸（３）の軸心と略一致させ、該リブ（２８）のフライホイール（２６）の側の外端部は、フライホイール（２６）の外周内端側と当接しない程度に近接させて配置し、該シリンダブロック（２）が振動した放射音により、シリンダブロック（２）とフライホイール（２６）の間の空間で発生する定在波を、フライホイール（２６）とシリンダブロック（２）の間から出ないように閉じ込める構成とし、前記環状のリブ（２８）の中途部に、冷却空気流通用の切欠（２８ａ）を設けたので、燃料噴射ポンプ等、エンジン内部から発生し、フライホイール側から漏れ出す定在波を、シリンダブロック内部に閉じ込めることができ、騒音を低下することができる。
また、該リブを設けることでシリンダブロックの放熱用・補強用としても作用するものである。
【００２８】
また、前記リブ（２８）に冷却空気流通用の切欠（２８ａ）を設けたので、該切欠から、冷却ファンより送風される冷却空気をフライホイール内側のシリンダブロックやエンジンの内部空間等を冷却することができる。
【００２９】
請求項２に示す如く、請求項１記載のエンジンのシリンダブロックにおいて、前記フライホイール（２６）外側のシリンダブロック（２）側面に、燃料噴射ポンプ（１２）近傍に向かう孔（２９）を開口し、該孔（２９）は、前記フライホイール（２６）の外側外周部に、多数の羽根を突設して構成した冷却ファン（２７）を被覆するファンケース（４０）の内側に開口したので、冷却ファンの冷却風を前記孔から導入して燃料噴射ポンプを冷却することができる。また、簡単な構成で燃料噴射ポンプの冷却通路を形成することができる。
【００３０】
請求項３に示す如く、請求項２記載のエンジンのシリンダブロックにおいて、前記孔（２９）の周囲からリブ（３３）を立設し、該リブ（３３）は前記冷却ファン（２７）の回転方向における、該孔（２９）の後側に配設し、該冷却ファン（２７）から送風される冷却風を、該孔（２９）へ導き、該孔２９より入った冷却風が燃料噴射ポンプ（１２）を冷却すべく構成したので、該リブによって冷却ファンからの冷却風を塞き止めて孔へ導くことができ、燃料噴射ポンプに効率よく冷却風を送風することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンジンの構成を示す正面断面図。
【図２】同じく側面断面図。
【図３】同じく背面断面図。
【符号の説明】
１エンジン
２シリンダブロック
３クランク軸
１２燃料噴射ポンプ
２２冷却用フィン
２６フライホイール
２８リブ
２８ａ切欠

Claims

シリンダブロック（２）の外側のクランク軸（３）上にフライホイール（２６）を配置し、該シリンダブロック（２）の外側に冷却用フィン（２２）を設けたエンジン（１）において、該シリンダブロック（２）の外面に、該クランク軸（３）と同心円状に、該フライホイール（２６）外周形状に合わせ、該フライホイール（２６）外周に近接させたリブ（２８）を設け、該リブ（２８）はフライホイール（２６）の外径と略同じ外径の環状に構成し、該環状の中心はクランク軸（３）の軸心と略一致させ、該リブ（２８）のフライホイール（２６）の側の外端部は、フライホイール（２６）の外周内端側と当接しない程度に近接させて配置し、該シリンダブロック（２）が振動した放射音により、シリンダブロック（２）とフライホイール（２６）の間の空間で発生する定在波を、フライホイール（２６）とシリンダブロック（２）の間から出ないように閉じ込める構成とし、前記環状のリブ（２８）の中途部に、冷却空気流通用の切欠（２８ａ）を設けたことを特徴とするエンジンのシリンダブロック。
請求項１記載のエンジンのシリンダブロックにおいて、前記フライホイール（２６）外側のシリンダブロック（２）側面に、燃料噴射ポンプ（１２）近傍に向かう孔（２９）を開口し、該孔（２９）は、前記フライホイール（２６）の外側外周部に、多数の羽根を突設して構成した冷却ファン（２７）を被覆するファンケース（４０）の内側に開口したことを特徴とするエンジンのシリンダブロック。
請求項２記載のエンジンのシリンダブロックにおいて、前記孔（２９）の周囲からリブ（３３）を立設し、該リブ（３３）は前記冷却ファン（２７）の回転方向における、該孔（２９）の後側に配設し、該冷却ファン（２７）から送風される冷却風を、該孔（２９）へ導き、該孔２９より入った冷却風が燃料噴射ポンプ（１２）を冷却すべく構成したことを特徴とするエンジンのシリンダブロック。