JP4617034B2 - 4ストローク水冷バーチカルエンジン - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、4ストローク水冷バーチカルエンジンに関し、特に船外機用に適する4ストローク水冷バーチカルエンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】
4ストローク水冷バーチカルエンジンに於いては、その上面に、サーモスタットやウォータポンプ等の冷却系部品に加えて、タイミングベルトに接するばね付勢されたテンションプーリや固定されたベルト転向プーリ等を配置しなければならず、取り付けスペースの確保及び組み付け作業の簡素化が望まれている。
【0003】
また、大量生産される自動車用のホリゾンタルエンジンの生産ラインを、比較的少量生産の船外機用等のバーチカルエンジンに共用することができれば、基本設計或いは工作機械等の生産設備及び部品の共用化を図ることができ、大きな経済的なメリットを得られる。その場合には、エンジンの上面の配置の自由度が制約され、各種部品の配置に困難が生じる場合もある。
【0004】
このようなエンジンの従来形式のものとしては、特許第2524102号公報或いは実開昭6−128号公報に記載されているものなどが知られている。
【0005】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、4ストローク水冷バーチカルエンジンに於いて、その上面に配置される部品の取り付けスペースを確保し、その組み付け作業を簡素化することにある。
【0006】
本発明の第2の目的は、ホリゾンタルエンジンの生産ラインを、バーチカルエンジンの生産に共用した場合でも、エンジンの上面の配置の自由度が比較的制約されることのないように改良された4ストローク水冷バーチカルエンジンを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明によれば、冷却用ウォータージャケットを備えたシリンダブロックと、該シリンダブロックの一端に結合されたシリンダヘッドと、前記シリンダブロック内にて回転可能に支持された概ね縦置きのクランク軸と、該クランク軸に対して概ね平行をなすように前記シリンダヘッドに対して回転可能に支持された動弁駆動用のカム軸と、前記シリンダブロックの上面にて前記クランク軸及びカム軸の軸端に設けられたプーリ間に掛け渡されたタイミングベルトとを有する4ストローク水冷バーチカルエンジンであって、前記シリンダブロックの上面に、前記ウォータージャケット内に向けて開かれた第1開口が形成されるとともに、当該第1をシール可能に閉じ且つ前記タイミングベルトに接する少なくとも1つのアイドルプーリを回転可能に支持するプレートが取り付けられ、前記プレートには、前記第1開口に整合する位置に第2開口が形成されるとともに、前記サーモスタットが受容された状態で当該第2開口をシール可能に閉じるサーモスタットカバーが複数の取付ねじによって取り付けられ、前記複数の取付ねじが、単に前記サーモスタットカバーを前記プレートに固定するものと、前記サーモスタットカバーおよび前記プレートを前記シリンダブロックに共締めするものとを含み、前記シリンダブロックがクランク軸線方向について互いにオフセットされた2つのシリンダバンクを有するV型エンジンをなし、前記プレートは、低い側のシリンダバンクの上面に取り付けられ、その厚みが前記両シリンダバンクのオフセット量に適合されたことを特徴とする4ストローク水冷バーチカルエンジンが提供される。
【0008】
このようにすれば、ウォータージャケット内に向けて開かれた第1開口を閉じるためのプレートに、テンションプーリ及び/又はベルト転向プーリ、サーモスタットおよびサーモスタットカバーを予め組み付け、それらをサブアセンブリとして扱うことができ、組み付け作業の簡素化及び取り付けスペースの有効活用を図ることができる。また、取付ねじを共用化することにより、取り付けスペースを有効に活用することができ、また各部品に対するアクセスの確保を容易にすることが可能となる。
【0009】
更には、ホリゾンタルエンジンの基本設計を、バーチカルエンジンに転用した場合に、特に冷却系の仕様を変更する必要が生じるが、バーチカルエンジンでは不要な開口や、ホリゾンタルエンジンの場合とは異なる冷却系部品を装着するべき開口を、本発明に於けるプレートで覆うようにすれば、生産ラインの共用化を一層促進することができる。
【0010】
また、本発明に於けるプレートは、その厚みを調節することにより、アイドルプーリの突出高さを任意に設定することも可能にする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【0012】
図1は、本発明が適用される船外機の全体を示す側面図である。この船外機1は、スターンブラケット2を介して船体の船尾板Pに固定されるものである。
【0013】
スターンブラケット2には、横方向のチルト軸3を中心に回動自在なようにスイベルケース4が連結されている。そしてスイベルケース4の上端には、エンジンマウントケース5の前端部が、また下端部には、駆動軸を収容したエクステンションケース6が、それぞれ縦方向のスイベル軸7回りで回動自在なように連結されている。
【0014】
エクステンションケース6の上端部には、エンジンマウントケース5が接続され、エクステンションケース6の下端部には、プロペラ8を支持したギアケース9が接続されている。そしてエンジンマウントケース5、エンジンマウントケース5上に搭載されたエンジンEの主に下半部、及びエクステンションケース6の上部は、アンダーカバー10で覆われ、アンダーカバー10の上部開口面には、エンジンマウントケース5上に搭載されたエンジンEの主に上半部を覆うべく、下面が開口する深いボウル形状をなし且つ着脱自在なエンジンカバー11が装着されている。
【0015】
そしてアンダーカバー10とエンジンカバー11との接合面から水が侵入しないようにするためにアンダーカバー10とエンジンカバー11との開口面同士間にシールラバー12を挟み込んだ上で、両者の接合部近傍に設けられたロック装置(図示せず)により、両者の接合状態が保持されるようになっている。
【0016】
エンジンマウントケース5の下端には、潤滑油を貯容するオイルパン13が結合されている。そしてオイルパン13の底部に設けられたドレンプラグDP(図3参照)へアクセスするために、エクステンションケース6の側面には、通常はリッドで塞がれた開口14が設けられている。
【0017】
図2及び図3は、図1に示した船外機1における縦置きクランク軸4ストロークV型6気筒エンジンEの搭載部を示している。このエンジンEは、2つのシリンダバンク21L・21Rを有するシリンダブロック22と、シリンダブロック22の後端に結合された2つのシリンダヘッド23L・23Rと、シリンダブロック22の前部に一体形成されてクランク軸24を収容するクランク室の一部を形成するスカート部25と、その前端に結合されたクランクケース27とを備えている。
【0018】
垂直配置されたクランク軸24の上端には、カム軸駆動プーリ28が固定され、各シリンダヘッド23L・23Rに支持されたカム軸29L・29Rの上端には、カム軸従動プーリ30L・30Rが固定されている。そしてこれらカム軸駆動プーリ28及びカム軸従動プーリ30L・30Rに巻回された無端タイミングベルト31は、固定された1対のベルト転向プーリ32a、32c及びばね付勢されたテンションプーリ32bを含む3つのアイドルプーリによってガイドされ、かつ所定の張力が与えられている。
【0019】
クランク軸24の上端には、さらに発電機駆動プーリ33が固定され、クランクケース27の前面に固定された発電機34の入力軸に固定された発電機従動プーリ35との間に、発電機駆動用無端ベルト36が巻回されている。
【0020】
2つのシリンダヘッド23L・23Rの互いの対向内面には、各シリンダバンク21L・21Rにそれぞれ接続された吸気マニホールド37L・37Rを介し、共通の吸気装置38が設けられている。また各吸気マニホールド37L・37Rには、燃料噴射弁39L・39Rが設けられている。これらの燃料噴射弁39L・39Rは、スカート部25の側面に取り付けられた電子制御装置40にて各種センサの信号に基づいて演算することにより、その燃料噴射量が最適制御される。
【0021】
各シリンダヘッド23L・23Rの外側面には、それぞれ排気マニホールド41L・41Rが設けられている。これらの排気マニホールド41L・41Rから排出された燃焼ガスは、図には明示されていないが、エンジンマウントケース5に内設された通路を経て、エクステンションケース6内へと排出される。そして一方の(図2における右側)排気マニホールド41Rの前面のクランク軸方向の中間部には、酸素濃度センサ42が取り付けられている。このように、酸素濃度センサ42を前方へ向けることにより、酸素濃度センサ42のエンジンEの外形輪郭からの突出量を最低限に抑えることができる。
【0022】
クランクケース27には、発電機34を固定するためのブラケット43a・43bが一体的に鋳造されて向きに突設されている。一方のブラケット43aには、発電機34の一端が垂直軸回りに回動可能に枢止されており、他方のブラケット43bには、発電機34の他端の回動軌跡に対応した円弧状スロット44をもって、発電機34の他端が固定されている。また、クランクケース27の前面に於ける発電機34の下方には、オイルフィルタ45が取り付けられている。
【0023】
シリンダブロック22の左右側壁の一方(例えば左側)のスカート部25と隣接する位置には、シリンダブロック22及びシリンダヘッド23L・23Rからオイルパン13へ潤滑油を戻す戻し通路51a・51bを形成する際の型抜き孔51が開口している。そしてこの型抜き孔51は、オイルレベルゲージ52を挿入する差込口53が設けられたプレート54を、ボルト55をもってシリンダブロック22に固定することによって閉塞されている。別体をなすプレート54にオイルレベルゲージ差込口53を設けることにより、ホリゾンタルエンジンの基本設計を、バーチカルエンジンに共用した場合に好適に対応することができる。
【0024】
スカート部25の他側(右側)には、スタータモータ56が取り付けられている。
【0025】
一方、オイルパン13は、クランク軸24の軸線に沿って垂下した駆動軸57を避けるために、シリンダブロック22の下方のシリンダヘッド23L・23R側へオフセットした位置に設けられており、オイルレベルゲージ差込口53に挿入されたオイルレベルゲージ52は、その軸線を、オイルパン13の主容積部の中心部61から、前方外側、且つ上方へ向けて傾斜させている。このような傾斜をオイルレベルゲージ52の軸線に与えるものとすれば、オイルレベルゲージ差込口53が船外機1の側方かつ前方を向くので、オイルレベルゲージ52の取っ手62を、船尾板Pに近く、かつエンジンカバー11が接合されるアンダーカバー10の開口面より上方に位置させることができる。しかもシリンダブロック22の側面における一方のバンク21Lとスカート部25との間にできた凹所Hに取っ手62が位置するので、邪魔にならずに済む。
【0026】
図4〜7は、固定されたベルト転向プーリ32a及びばね付勢されたテンションプーリ32bの支持構造を詳細に示している。この支持構造では、ウォータージャケット内に向けて開かれた開口71内に向けて突入するサーモスタット74を、シール可能に閉じるための鋳造アルミ合金製のプレート70が用いられており、このプレート70に、ベルト転向プーリ32a及びテンションプーリ32bが支持されている。
【0027】
特に図5に詳しく示されているように、このプレート70には、ウォータージャケット内に向けて開かれた開口71に整合する開口72が設けられ、プレート70は、開口72の外周に配置されたO−リング73を介してシリンダブロック22の上面に当接し、両開口71、72が互いに液密に連通している。サーモスタット74は、そのフランジ75が開口72の外端の外周に係止された状態で、開口72内に受容されている。サーモスタットカバー76が、フランジ75をプレート70の側に押しつけるように、また開口72を閉じるように、やはりO−リング80を介して、プレート70の上面に取り付けられている。サーモスタットカバー76の取付ねじのうち1本77は、単にサーモスタットカバー76をプレート70に固定しているが、残りの2本78は、サーモスタットカバー76及びプレート70の両者を、シリンダブロック22の上面に共締めしている。サーモスタットカバー76には、出口ノズル79が一体に形成されている。暖機後にサーモスタット74が開くと、冷却水は、ウォータージャケットからサーモスタットカバー76の内部を経て、出口ノズル79にホースクランプ82により結合されたホース81を通過し、排気マニホールド41L内に設けられた冷却水通路83(図2参照)に至り、同部分から当該船舶の航行する水中に排出されようになっている。
【0028】
特に図6に詳しく示されているように、ばね付勢されたテンションプーリ32bは、インナレースがカップ状部材85をなすボールベアリング86のアウタレース側に回転可能に結合されている。カップ状部材85の中心部にはスロット88が設けられ、該スロット88を貫通してプレート70にねじ込まれたボルト87により、カップ状部材85は抜け止めされ、スロット88により許容される範囲で、プレート70に対して平行に変位し得るようにされている。符号98は、ボルト87を隠蔽するためにテンションプーリ32bに装着されたプラスチック製のプラグキャップである。
【0029】
また、カップ状部材85下面とプレート70の上面との間には、板金製のベース84が介在している。ベース84に設けられたカラーには、カップ状部材85の下部が、緊密に一体化するように圧入されている。ベース84は、その半径方向外向きに突出する舌片89を介して、プレート70から突出するピン90により、プレート70の面に直交する軸線方向回りに回転可能に支持されており、更に、ベース84の異なる位置からやはり半径方向外向きに突出する突片91とプレート70から突出するピン93との間に引張りコイルばね92が張設されている。
【0030】
このようにして、テンションプーリ32bは、タイミングベルト31の裏面に対して、引張りコイルばね92の作用により弾発的に当接して、スロット88により許容される範囲で、タイミングベルト31の張力調節機能を果たし得るようにされている。
【0031】
特に図7に詳しく示されているように、固定されたベルト転向プーリ32aは、ボルト96によりプレート70に対して固定されたカラー部材95の外周に、ボールベアリング97を介して回転可能に支持されている。このようにしてベルト転向プーリ32aは、タイミングベルト31の軌跡を規定する機能を果たしている。符号99は、ボルト96を隠蔽するためにベルト転向プーリ32aに装着されたプラスチック製のプラグキャップである。
【0032】
図示された実施例のエンジンは、V型エンジンからなり、シリンダバンク21L・21Rは、クランク軸線方向について幾分互いにオフセットされている。図2に於いて、右側のシリンダバンク21Rは、左側のシリンダバンク21Lよりも、紙面から飛び出す向きに幾分突出している。しかるに、タイミングベルト31は、実質的に同一平面上に掛け渡されているため、各アイドルプーリの突出高さを揃える必要がある。本実施例の場合、プレート70の厚みを、両シリンダバンク21L・21R間のクランク軸線方向オフセット量に適合させているため、アイドルプーリの支持ボルトの突き出し長さを一様に定めても、各アイドルプーリの突出高さを揃えることができる。
【0033】
【発明の効果】
このようにすれば、本発明によれば、冷却系部品を取り付けたり、或いは鋳造上の事情により、ウォータージャケット内に向けて開かれた開口を閉じるためのプレートに、テンションプーリ及び/又はベルト転向プーリを予め組み付け、それらをサブアセンブリとして扱うことができる。そのため、組み付け作業の簡素化を図ることができる。また、特に、取り付けボルトを共用化することにより、取り付けスペースを有効に活用することができ、また各部品に対するアクセスの確保を容易にすることが可能となる。
【0034】
冷却系部品としては、サーモスタットが考えられるが、ウォーターポンプなどであっても良い。更には、ホリゾンタルエンジンの基本設計或いは生産ラインを、バーチカルエンジンに共用した場合でも、例えば、ホリゾンタルエンジンではウォーターポンプを装着するべき開口を、本発明に於けるプレートで覆うようにすれば、生産ラインの共用化を一層充実化することができ、生産コストの低減を図ることができる。
【0035】
また、エンジンがV型エンジンである場合には、各シリンダバンク間にクランク軸線方向について幾分オフセットが設けられるのが一般的であって、通常同一平面上に掛け渡されるタイミングベルトに対して、複数のアイドルプーリの突出高さを適合させるために、従来は、アイドルプーリの支持ボルトの突き出し長さを変えていた。従って、支持ボルトの支持剛性についての配慮が必要であった。
しかるに、本発明によれば、支持ボルトがプレートから突出するので、プレートの厚みや支持ボルトの支持部の高さの設定により、アイドルプーリの突出高さを適合させることができ、このような配慮が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される船外機の外観側面図
【図2】本発明により構成されたエンジンの搭載部分を示す船外機の上面図
【図3】本発明により構成されたエンジンの搭載部分を示す船外機の左側面図
【図4】シリンダブロックの上面に取り付けられたプレートを拡大して示す拡大上面図
【図5】図4のV−V線について見た断面図
【図6】図4のVI−VI線について見た断面図
【図7】図4のVII−VII線について見た断面図
【符号の説明】
E エンジン
1 船外機
22 シリンダブロック
23L・23R シリンダヘッド
24 クランク軸
28 カム軸駆動プーリ
29L・29R カム軸
30L・30R カム軸従動プーリ
31 タイミングベルト
32a,32c ベルト転向プーリ
32b テンションプーリ
70 プレート
71 ウォータージャケット開口
74 サーモスタット

Claims (2)

  1. 冷却用ウォータージャケットを備えたシリンダブロックと、該シリンダブロックの一端に結合されたシリンダヘッドと、前記シリンダブロック内にて回転可能に支持された概ね縦置きのクランク軸と、該クランク軸に対して概ね平行をなすように前記シリンダヘッドに対して回転可能に支持された動弁駆動用のカム軸と、前記シリンダブロックの上面にて前記クランク軸及びカム軸の軸端に設けられたプーリ間に掛け渡されたタイミングベルトとを有する4ストローク水冷バーチカルエンジンであって、
    前記シリンダブロックの上面には、前記ウォータージャケット内に向けて開かれた第1開口が形成されるとともに、当該第1開口をシール可能に閉じ且つ前記タイミングベルトに接する少なくとも1つのアイドルプーリを回転可能に支持するプレートが取り付けられ、
    前記プレートには、前記第1開口に整合する位置に第2開口が形成されるとともに、サーモスタットが受容された状態で当該第2開口をシール可能に閉じるサーモスタットカバーが複数の取付ねじによって取り付けられ、
    前記複数の取付ねじが、単に前記サーモスタットカバーを前記プレートに固定するものと、前記サーモスタットカバーおよび前記プレートを前記シリンダブロックに共締めするものとを含み、
    前記シリンダブロックがクランク軸線方向について互いにオフセットされた2つのシリンダバンクを有するV型エンジンをなし、
    前記プレートは、低い側のシリンダバンクの上面に取り付けられ、その厚みが前記両シリンダバンクのオフセット量に適合されたことを特徴とする4ストローク水冷バーチカルエンジン。
  2. 前記アイドルプーリが、ばね付勢されたテンションプーリと、固定されたベルト転向プーリとを含み、当該ベルト転向プーリが前記両シリンダバンクのカム軸従動プーリ間に設けられたことを特徴とする請求項に記載の4ストローク水冷バーチカルエンジン。
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