JP6236334B2 - 船外機 - Google Patents

Description

この発明は船外機に関する。

従来より、船外機や自動車などにおいて、クランクアームに連結されるクランクジャーナルを回転自在に支持するシリンダブロックのジャーナル支持部と、クランクジャーナルとジャーナル支持部との間に設けられ、クランクジャーナルの径方向（ラジアル方向）の荷重を受けるジャーナル軸受と、クランクアームとジャーナル支持部との間に設けられ、クランクシャフトの軸方向（スラスト方向）の荷重を受けるスラスト軸受とを備えたクランクシャフトの軸受構造が種々提案されており、その例として例えば特許文献１記載の技術を挙げることができる。

特許文献１記載の技術は、特に船外機に限定したものではないが、そこではスラスト軸受のクランクアームとの摺接面に傾斜部等を設けることで、エンジン組み付け時のボルト締め付けなどによってジャーナル支持部が変形するような場合であっても、スラスト軸受の摺接面とクランクアームとの間で当たりが生じるのを防止する技術が開示されている。

特開２０１３−２３８２７７号公報

ところで、例えば船外機のエンジンのように、クランクシャフトが重力軸（鉛直軸）と平行になるように配置される、いわゆるバーチカルエンジンでは、スラスト軸受に上方からクランクシャフト等の重量が常に加わり、スラスト軸受とクランクアームとが接触状態となる。そのため、エンジンがまだ新しく初期の慣らし（摺接面のなじみ）が不十分であったり、エンジン温度の上昇に伴ってシリンダブロックの熱変形などが生じた場合、スラスト軸受の摺接面には大きな荷重と熱が発生し、これがスラスト軸受の表層剥離や異常磨耗といった不具合を生じさせる原因となっていた。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、クランクシャフトが重力方向と平行に配置されるとき、スラスト軸受に上方からクランクシャフト等の重量が加わるのを防止するようにした船外機を提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、クランクシャフトが重力軸と平行となるように船体に取り付け自在なエンジンと、前記エンジンのクランクシャフトに前記重力軸の回りに回転自在に接続されるバーチカルシャフトとを備える船外機において、前記クランクシャフトと前記バーチカルシャフトの間に前記クランクシャフトを前記重力軸と平行な方向において上方に付勢する付勢手段が設けられ、前記付勢手段はコイルスプリングからなり、前記コイルスプリングは、一端において前記コイルスプリングに嵌合可能な第１スプリング支持部材を介して前記クランクシャフトに接続されると共に、他端において前記コイルスプリングに嵌合可能な第２スプリング支持部材を介して前記バーチカルシャフトに接続される如く構成した。

請求項２に係る船外機にあっては、前記第１スプリング支持部材は前記コイルスプリングの外側に嵌合可能な凹部を有すると共に、前記凹部の深さは前記コイルスプリングによる上方への付勢がない状態において、前記コイルスプリングの２ピッチ以上に設定される如く構成した。

請求項３に係る船外機にあっては、前記第２スプリング支持部材は前記コイルスプリングの内側に嵌合可能な凸部を有すると共に、前記凸部の高さは前記コイルスプリングによる上方への付勢がない状態において、前記コイルスプリングの２ピッチ以上に設定される如く構成した。

請求項１にあっては、クランクシャフトが重力軸と平行となるように船体に取り付け自在なエンジンと、クランクシャフトに重力軸の回りに回転自在に接続されるバーチカルシャフトとを備える船外機において、クランクシャフトとバーチカルシャフトの間にクランクシャフトを重力軸と平行な方向において上方に付勢する付勢手段が設けられ、付勢手段はコイルスプリングからなり、コイルスプリングは、一端においてコイルスプリングに嵌合可能な第１スプリング支持部材を介してクランクシャフトに接続されると共に、他端においてコイルスプリングに嵌合可能な第２スプリング支持部材を介してバーチカルシャフトに接続される如く構成したので、スラスト軸受に上方からクランクシャフト等の重量が加わるのを防止することができる。従って、スラスト軸受の摺接面には大きな荷重や熱が発生せず、スラスト軸受の表層剥離や異常磨耗等を抑制することができる。また、簡易な構成でスラスト軸受に上方からクランクシャフト等の重量が加わるのを防止することができる。また、コイルスプリングをクランクシャフトとバーチカルシャフトに確実に固定することができる。

請求項２に係る船外機にあっては、第１スプリング支持部材はコイルスプリングの外側に嵌合可能な凹部を有すると共に、凹部の深さはコイルスプリングによる上方への付勢がない状態において、コイルスプリングの２ピッチ以上に設定される如く構成したので、上記した効果に加え、コイルスプリングをクランクシャフトにより確実に固定することができると共に、コイルスプリングがクランクシャフトに接続されるとき（組み付けられるとき）、コイルスプリングの外れや倒れ、あるいは伸縮方向と直交する横方向への曲げ等を防止することができる。

請求項３に係る船外機にあっては、第２スプリング支持部材はコイルスプリングの内側に嵌合可能な凸部を有すると共に、凸部の高さはコイルスプリングによる上方への付勢がない状態において、コイルスプリングの２ピッチ以上に設定される如く構成したので、上記した効果に加え、コイルスプリングをバーチカルシャフトにより確実に固定することができると共に、コイルスプリングがバーチカルシャフトに接続されるとき（組み付けられるとき）、コイルスプリングの外れや倒れ、あるいは伸縮方向と直交する横方向への曲げ等を防止することができる。

この発明の実施例に係る船外機の部分断面側面図である。 図１に示すクランクシャフトのクランクジャーナル付近を軸方向から見たときの部分拡大断面図である。 図１に示すクランクシャフトとバーチカルシャフトの接続部付近を拡大して示す部分拡大断面図である。 図３に示すコイルスプリング、スプリングリテーナおよびスプリングシートを説明するための説明図である 図３に示すクランクシャフトとバーチカルシャフトの間にコイルスプリングが設置されたときのスラストワッシャ付近の状態を説明するための説明図である。 クランクシャフトとバーチカルシャフトの間にコイルスプリングが設置されていない従来のスラストワッシャ付近の状態を説明するための説明図である。

以下、添付図面に即してこの発明に係る船外機を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係る船外機の部分断面側面図、図２は図１に示すクランクシャフトのクランクジャーナル付近を軸方向から見たときの部分拡大断面図、図３は図１に示すクランクシャフトとバーチカルシャフトの接続部付近を拡大して示す部分拡大断面図、図４は図３に示すコイルスプリング、スプリングリテーナおよびスプリングシートを説明するための説明図である。

図１において、符号１０は船外機を示す。船外機１０は、スターンブラケット１２とチルティングシャフト１４を介して船体１６の後尾（船尾）に取り付けられる。船外機１０の上部には、エンジン（内燃機関）１８が搭載される。エンジン１８は、排気量２０００ｃｃ程度の火花点火式水冷ガソリンエンジンからなり、船外機１０に搭載されるとき、クランクシャフト２０が重力方向（重力軸）と平行になるように配置される。また、船外機１０においてエンジン１８は水面上に位置するように配置されると共に、エンジンカバー２２によって覆われる。

エンジン１８のシリンダブロック２４にはクランクシャフト２０が収容される。クランクシャフト２０は、クランクシャフト２０の回転中心軸上に位置し、クランクシャフト２０の主回転軸を構成する複数のクランクジャーナル２０ａと、コンロッド２６を介してピストン２８（図２参照）に連結される複数のクランクピン２０ｂと、クランクジャーナル２０ａとクランクピン２０ｂとを偏心させた状態で連結する複数のクランクアーム２０ｃとからなる。

クランクシャフト２０はシリンダブロック２４に回転自在に支持されるが、具体的には、クランクシャフト２０のクランクジャーナル２０ａがシリンダブロック２４に形成されるジャーナル支持部３０によって回転自在に支持される。

ジャーナル支持部３０は、図２に示すように、クランクジャーナル２０ａの外周のほぼ２分の１に相当する部分をピストン方向（図面左側）から支持するバルク部３０ａと、残り２分の１に相当する部分をバルク部３０ａとは反対方向（クランクケース側（図面右側））から支持するベアリングキャップ３０ｂとから構成される。

バルク部３０ａにはクランクジャーナル２０ａの外周面を支持する半円状のジャーナル支持面３０ａ１が形成される。また、ベアリングキャップ３０ｂにもバルク部３０ａと同様、クランクジャーナル２０ａの外周面を支持する半円状のジャーナル支持面３０ｂ１が形成される。

従って、バルク部３０ａとベアリングキャップ３０ｂとがボルト３１によって締結されると、バルク部３０ａとベアリングキャップ３０ｂのクランクジャーナル支持面３０ａ１，３０ｂ１同士が対向するように配置され、対向するこれら２つのクランクジャーナル支持面３０ａ１，３０ｂ１によってクランクジャーナル２０ａを挿通するための円筒状のジャーナル挿通孔３２が形成される。

ジャーナル挿通孔３２の内周面には、クランクジャーナル２０ａの外周面に摺接し、クランクジャーナル２０ａの径方向の荷重を受けるメインメタル（ジャーナル（ラジアル）軸受）３４が設けられる。メインメタル３４は、二分割（半割）構造の円筒状部材からなるすべり軸受であり、一方の半円筒状部材を構成するメインメタル３４ａがバルク部３０ａのジャーナル支持面３０ａ１に配置され、他方の半円筒状部材を構成するメインメタル３４ｂがベアリングキャップ３０ｂのジャーナル支持面３０ｂ１に配置される。

複数のバルク部３０ａのうちの少なくとも一つ以上のバルク部３０ａには、図３に示すように、クランクシャフト２０の軸方向（図面上下方向）における両側面、換言すると、バルク部３０ａの上下方向に位置するクランクアーム２０ｃとの対向面に、それぞれジャーナル挿通孔３２の周縁部に沿って半円状（半ドーナツ形状。図２参照）のスラスト溝３０ａ２が形成される。

スラスト溝３０ａ２には、スラスト溝３０ａ２とほぼ同形状（半円状）のスラストワッシャ（スラスト軸受）３６が嵌合される。スラストワッシャ（スラスト軸受）３６は、クランクシャフト２０の軸方向の荷重を受けるすべり軸受からなる。尚、スラストワッシャ３６は、バルク部３０ａの軸方向両側面に形成される二つのスラスト溝３０ａ２にそれぞれ嵌合されるため、一つのバルク部３０ａには、上方からバルク部３０ａに当接されるスラストワッシャ３６と、下方からバルク部３０ａに当接されるスラストワッシャ３６の、合計二つのスラストワッシャ３６が設けられる。

このように、ジャーナル支持部３０には、クランクシャフト２０の径方向の荷重を受けるメインメタル３４と、クランクシャフト２０の軸方向の荷重を受けるスラストワッシャ３６が設けられる。

図１の説明に戻ると、クランクシャフト２０の一端（図面下方側の端部）には、フライホイールボス３８を介してフライホイール４０が接続されると共に、バーチカルシャフト４２が重力軸回りに回転自在に接続される。

バーチカルシャフト４２は、クランクシャフト２０の回転中心軸、即ち、クランクジャーナル２０ａの回転軸心と同軸上に、重力軸と平行となるように配置され、エンジン１８の出力、即ち、クランクシャフト２０の回転によって重力軸回りに回転させられる。バーチカルシャフト４２の回転はギヤ機構４４に伝達され、そこで水平軸回りの回転に変換された後、プロペラシャフト４６を介してプロペラ４８に伝達される。

ギヤ機構４４は、バーチカルシャフト４２の下方側の端部（下端）に設けられるピニオンギヤ４４ａと、ピニオンギヤ４４ａに係合（噛合）されて相反する方向に回転させられる前進ベベルギヤ４４ｂおよび後進ベベルギヤ４４ｃと、プロペラシャフト４６を前進ベベルギヤ４４ｂと後進ベベルギヤ４４ｃのいずれかに係合自在とするクラッチ４４ｄとからなり、クラッチ４４ｄを図示しないシフト用電動モータによって動作させることで、シフトポジションをフォワード、リバースまたはニュートラルに切り替えることができる。

図３に示すように、クランクシャフト２０とバーチカルシャフト４２の間にはコイルスプリング５０が設けられる。コイルスプリング５０は、一端においてスプリングリテーナ（第１スプリング支持部材）５２を介してクランクシャフト２０に接続されると共に、他端においてスプリングシート（第２スプリング支持部材）５４を介してバーチカルシャフト４２に接続される。

スプリングリテーナ５２は、図４に示すように、コイルスプリング５０の外側（外周）に嵌合可能な有底筒状の凹部５２ａを有し、コイルスプリング５０に嵌合されるとき、凹部５２ａの底部５２ａ１でコイルスプリング５０の端部を支持すると共に、凹部５２ａの内壁面５２ａ２でコイルスプリング５０の外周を覆うように構成される。

スプリングシート５４は、コイルスプリング５０の内側（内周）に嵌合可能な円柱状の凸部５４ａを有し、コイルスプリング５０に嵌合されるとき、凸部５４ａの基台となる台座５４ａ１でコイルスプリング５０の端部を支持すると共に、凸部５４ａの円柱外周面５４ａ２でコイルスプリング５０の内周に嵌合するように構成される。

以上のように、クランクシャフト２０とバーチカルシャフト４２とは、スプリングリテーナ５２やスプリングシート５４を介してコイルスプリング５０によって接続されるが、コイルスプリング５０は、クランクシャフト２０等の重量に抗してクランクシャフト２０を重力軸と平行な方向において上方に付勢する。

図５はクランクシャフト２０とバーチカルシャフト４２の間にコイルスプリング５０が設置されたときのスラストワッシャ３６付近の状態を説明するための説明図、図６はクランクシャフト２０とバーチカルシャフト４２の間にコイルスプリング５０が設置されていない従来のスラストワッシャ３６付近の状態を説明するための説明図である。

図５に示すように、クランクシャフト２０をコイルスプリング５０によって上方に付勢することで、バルク部３０ａの上側に設置されたスラストワッシャ３６とクランクアーム２０ｃとの間には僅かな隙間が形成され、スラストワッシャ３６には上方からクランクシャフト２０等の重量が加わらないようになる。

これに対して、クランクシャフト２０とバーチカルシャフト４２の間にコイルスプリング５０が設置されていない従来のスラストワッシャ３６付近の状態は、図６に示すように、重力によってバルク部３０ａの上側に設置されたスラストワッシャ３６にクランクシャフト２０等の重量が常に加わり、スラストワッシャ３６とクランクアーム２０ｃとは接触状態となる。そのため、例えばエンジン温度の上昇に伴ってシリンダブロック２４（バルク部３０ａ）の熱変形などが生じた場合、スラストワッシャ３６の摺接面には大きな荷重と熱が発生し、これがスラストワッシャ３６の表層剥離や異常磨耗といった不具合を生じさせる原因となっていた。さらにスラストワッシャ３６の摺接面で発生した熱がバルク部３０ａを介してメインメタル３４にも伝熱し、メインメタル３４の表面剥離までも引き起こすことがあった。

しかしながら、上記したように、クランクシャフト２０をコイルスプリング５０によって上方に付勢して、スラストワッシャ３６とクランクアーム２０ｃとの間に僅かな隙間が形成されるようにすることで、スラストワッシャ３６にはクランクシャフト２０等の重量が常に加わらない状態となり、バルク部３０ａがたとえ熱変形によってスラストワッシャ３６を上方に押し上げるような状況になっても、従来のようにクランクアーム２０ｃとスラストワッシャ３６とが強く接触することはなく、スラストワッシャ３６の摺接面の発熱や磨耗を抑制することができる。

尚、図５の例では、スラストワッシャ３６とクランクアーム２０ｃとの間に僅かな隙間が形成されるように構成しているが、スラストワッシャ３６にクランクシャフト２０等の重量がかからない状態を維持できるのであれば、必ずしもスラストワッシャ３６とクランクアーム２０ｃとの間に見かけ上の明らかな隙間が形成される必要はない。

図４の説明に戻ると、スプリングリテーナ５２の凹部５２ａの深さとスプリングシート５４の凸部５４ａの高さは、コイルスプリング５０による上方への付勢がない状態、即ち、コイルスプリング５０の自由状態において、それぞれコイルスプリング５０の２ピッチ以上に設定される。

スプリングリテーナ５２の凹部５２ａの深さとスプリングシート５４の凸部５４ａの高さをそれぞれコイルスプリング５０の２ピッチ以上に設定することで、コイルスプリング５０がスプリングリテーナ５２やスプリングシート５４を介してクランクシャフト２０やバーチカルシャフト４２に接続されるとき（組み付けられるとき）、コイルスプリング５０の外れや倒れ、あるいはコイルスプリング５０の伸縮方向と直交する横方向への曲げ等を防止することができる。

以上の如く、この発明の実施例にあっては、クランクシャフト２０が重力軸と平行となるように船体１６に取り付け自在なエンジン１８と、前記エンジンのクランクシャフトに前記重力軸の回りに回転自在に接続されるバーチカルシャフト４２とを備える船外機１０において、前記クランクシャフトと前記バーチカルシャフトの間に前記クランクシャフトを前記重力軸と平行な方向において上方に付勢する付勢手段（コイルスプリング）５０を設ける如く構成したので、スラストワッシャ３６に上方からクランクシャフト２０等の重量が加わるのを防止することができる。従って、スラストワッシャ３６の摺接面には大きな荷重や熱が発生せず、スラストワッシャ３６の表層剥離や異常磨耗等を抑制することができる。

また、前記付勢手段はコイルスプリング５０からなる如く構成したので、簡易な構成でスラストワッシャ３６に上方からクランクシャフト２０等の重量が加わるのを防止することができる。

また、前記コイルスプリングは、一端において前記コイルスプリングに嵌合可能な第１スプリング支持部材（スプリングリテーナ）５２を介して前記クランクシャフトに接続されると共に、他端において前記コイルスプリングに嵌合可能な第２スプリング支持部材（スプリングシート）５４を介して前記バーチカルシャフトに接続される如く構成したので、コイルスプリング５０をクランクシャフト２０とバーチカルシャフト４２に確実に固定することができる。

また、前記第１スプリング支持部材は前記コイルスプリングの外側に嵌合可能な凹部５２ａを有すると共に、前記凹部の深さは前記コイルスプリングによる上方への付勢がない状態において、前記コイルスプリングの２ピッチ以上に設定される如く構成したので、コイルスプリング５０をクランクシャフト２０により確実に固定することができると共に、コイルスプリング５０がクランクシャフト２０に接続されるとき（組み付けられるとき）、コイルスプリング５０の外れや倒れ、あるいは横方向への曲げ等を抑えることができる。

また、前記第２スプリング支持部材は前記コイルスプリングの内側に嵌合可能な凸部５４ａを有すると共に、前記凸部の高さは前記コイルスプリングによる上方への付勢がない状態において、前記コイルスプリングの２ピッチ以上に設定される如く構成したので、コイルスプリング５０をバーチカルシャフト４２により確実に固定することができると共に、コイルスプリング５０がバーチカルシャフト４２に接続されるとき（組み付けられるとき）、コイルスプリング５０の外れや倒れ、あるいは横方向への曲げ等を抑えることができる。

尚、実施例では、クランクシャフト２０とバーチカルシャフト４２の間にコイルスプリング５０を設けるようにしたが、クランクシャフト２０を重力軸と平行な方向において上方に付勢することが可能であれば、必ずしもコイルスプリング５０に限定するものではない。

また、実施例では、コイルスプリング５０の上方側の端部に凹部５２ａを有するスプリングリテーナ５２を設けると共に、コイルスプリング５０の下方側の端部に凸部５４ａを有するスプリングシート５４を設けるようにしたが、コイルスプリング５０の上方側の端部にスプリングシート５４を設け、下方側の端部にスプリングリテーナ５２を設けるようにしても良い。

１０ 船外機、１６ 船体、１８ エンジン、２０ クランクシャフト、２４ シリンダブロック、３４ メインメタル、３６ スラストワッシャ、４２ バーチカルシャフト、４４ ギヤ機構、４６ プロペラシャフト、４８ プロペラ、５０ コイルスプリング、５２ スプリングリテーナ、５２ａ 凹部、５４ スプリングシート、５４ａ 凸部

Claims (3)

1. クランクシャフトが重力軸と平行となるように船体に取り付け自在なエンジンと、前記エンジンのクランクシャフトに前記重力軸の回りに回転自在に接続されるバーチカルシャフトとを備える船外機において、
   前記クランクシャフトと前記バーチカルシャフトの間に前記クランクシャフトを前記重力軸と平行な方向において上方に付勢する付勢手段が設けられ、
   前記付勢手段はコイルスプリングからなり、
   前記コイルスプリングは、一端において前記コイルスプリングに嵌合可能な第１スプリング支持部材を介して前記クランクシャフトに接続されると共に、他端において前記コイルスプリングに嵌合可能な第２スプリング支持部材を介して前記バーチカルシャフトに接続されることを特徴とする船外機。
2. 前記第１スプリング支持部材は前記コイルスプリングの外側に嵌合可能な凹部を有すると共に、前記凹部の深さは前記コイルスプリングによる上方への付勢がない状態において、前記コイルスプリングの２ピッチ以上に設定されることを特徴とする請求項１に記載の船外機。
3. 前記第２スプリング支持部材は前記コイルスプリングの内側に嵌合可能な凸部を有すると共に、前記凸部の高さは前記コイルスプリングによる上方への付勢がない状態において、前記コイルスプリングの２ピッチ以上に設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の船外機。

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