JPS63138107A - 垂直置き水平置き共用型エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばＶ形ディーゼルエンジン等を対象とし
ており、特に垂直置き水平置き共用型エンジン、すなわ
ちクランク軸が概ね垂直になる姿勢と、クランク軸が概
ね水平になる姿勢とで択一的に使用できるエンジンに関
する。

（従来の技術） クランク軸が垂直になる場合の例としては、船外機にエ
ンジンを使用する場合がある。又クランク軸が水平にな
る場合の例としては、船内外機や作業機にエンジンを使
用する場合がある。

そして基本的に同一仕様のエンジンを船内機及び船内外
機の両方に使用する場合、エンジン各部の構造をできる
だけ共通にすることが、製造コストを低減する上で好ま
しい。

（発明が解決しようとする問題点） ところが従来技術では、オイルポンプがベルト（又は中
間ギヤ）を介してクランク軸で駆動されるようになって
おり、クランク軸から離れた位置に設置されている。

そのために水平置きの場合には、エンジン下端部のオイ
ルパンからオイルポンプまでの上下長さ、（すなわち吸
込ヘッド）が長くなり、オイルポンプの吸入効率が低く
なる。

又垂直置きでは、オイルポンプがエンジンの上部に位置
するので、この場合も吸込ヘッドが長くなる。

上記問題を解消するためには、水平置きの場合と垂直置
きの場合とでオイルポンプの位置を変えることが必要に
なるが、ポンプ位置を変更すると、クランクケースやシ
リンダブロックの内部のオイルギヤラリの位置をも変更
しなければならないので、エンジン主体部の大幅な変更
が必要になり、製造コストが増加する。

（問題点を解決するための手段） 上記問題を解決するために、本発明は、エンジン各部を
、クランク軸が概ね垂直になる垂直設置状態と、クラン
ク軸が概ね水平になる水平設置状態とに、択一的に設置
できるように構成し、上記垂直設置状態でのクランク軸
の下側の端部にオイルポンプを併設し、オイルポンプの
被駆動部をクランク軸に直接取り付けたことを特徴とし
ている。

（実施例） 第１図は本発明実施例を採用したエンジンの垂直横断面
図、第２図は第１図の拡大部分図、第３図は第１図の■
−■断面図、第４図は第３図の■−■矢視部分図である
。

第１図及び第３図の如く、図示のエンジンは７５度■形
６気筒ディーゼルエンジンであり、船底の据付台（図示
せず）に据え付けられた状態では、クランク軸１の中心
線ｒが概ね水平かつ船体前後方向に延びている。第１図
のＲはクランク軸中心線ｒを含む垂直なエンジン中心面
である。ｑは各シリンダの中心線、Ｑは３本のシリンダ
中心線ｑを含む各バンク２（直列に並ぶシリンダ部及び
シリンダヘッド部の列）の中心面である。左右のバンク
中心面Ｑはエンジン中心面Ｒに対して対称に位置してい
る。

第１図において、エンジンのブロックは基本的には、２
個のシリンダブロックユニット３と１個の上部クランク
ケース４と１個の下部クランクケース５とで構成されて
いる。各シリンダブロックユニット３はバンク２を形成
しており、シリンダ中心線ｑと直角な下端面３ａが上部
クランクケース４の上端面にボルトで固定されている。

上部クランクケース４は下端面４ａにおいて下部クラン
クケース５にボルトで固定されている。下部クランクケ
ース５の下端面にはオイルパン６が固定されている。上
記下端面４ａの仮想延長面はクランク軸中心線ｒを含ん
でおり、エンジン中心面Ｒと直角に延びている。

各シリンダブロックユニット３はシリンダ部７（ピスト
ン９の外周を囲む部分）とシリンダヘッド部８（ピスト
ン９の頂面と対向する部分）とを一体に有する単一構造
の鋳造品である。両シリンダブロックユニット３は基本
的に同一の寸法形状を備えており、互いに左右逆の姿勢
で上部クランクケース４に取り付けである。すなわち、
両シリンダブロックユニット３は、クランク軸中心線「
と平行な方向に多少ずれている点を除けば、エンジン中
心面Ｒに対して互いに対称に位置している。

従ってシリンダブロックユニット３に設けられる吸排気
装置や燃料噴射装置も、以下の如く、エンジン中心面Ｒ
を中心にして、左右逆の姿勢となっている。

各気筒において、吸気ボート１１（第１図の左部のみ図
示）は燃焼室１０からシリンダヘッド部８の外側側面（
エンジン中心面Ｒと反対側の側面）まで延びており、該
側面に取り付けた吸気マニフォールド１２に連通してい
る。

排気ポート１５は燃焼室１０からシリンダヘッド部８の
内側側面に向かって延びており、該側面゛に設けた排気
管１６を介して排気マニフォールド１７に接続している
。排気マニフオールド１７は各バンク２に１個づつ設け
てあり、シリンダヘッド部８の斜め上方、すなわち両バ
ンク２．２の間に位置している。

各シリンダヘッド部８のシリンダ中心線ｑ近傍の部分に
はユニットインジェクタ２０が取り付けである。ユニッ
トインジェクタ２０はシリンダ中心ＩＪｉｑに対して内
側（エンジン中心面Ｒに近い側）においてシリンダヘッ
ド部８の孔に固定されており、そのインジェクタ中心線
ｐは上方へゆくにつれてシリンダ中心線ｑから離れるよ
うに傾斜している。

明確には図示されていないが、ユニットインジェクタ２
０は従来周知の構造で、燃料噴射ポンプと燃料噴射弁を
組み合わせたユニット構造体であり、燃料噴射ポンプを
構成する上半部がシリンダヘッド部８の上方へ突出して
いる。上記上半部からは燃料噴射ポンプのプランジャ機
構の端部が上方へ突出しており、その突出端部がロッカ
ーアーム２１の一端部で駆動される。ロッカーアーム２
１は他端部がカム軸２３上のカム２４で駆動される。カ
ム軸２３には、上記カム２４の他に、吸排気弁駆動用の
カム２５（第３図）も設けである。

カム軸２３はクランク軸１と平行で、シリンダブロック
ユニット３の上端に固定したヘッドカバー２６により支
持されており、ヘッドカバー２６から突出した一端部に
プーリ２７が取り付けである。

第１図の如く、上述のカム機構もエンジン中心面Ｒを中
心にして左右逆の位置関係で設けである。

左右のプーリ２７には共通のタイミングベルト２８が掛
は渡しである。タイミングベルト２８は歯付きベルトで
あり、その歯付き面がカム軸プーリ２７ならびにクラン
ク軸１に固定した駆動プーリ２９に係合している。第１
図で左側のバンク２の下部近傍には、テンションプーリ
２８ａが設けである。テンションプーリ２８ａはタイミ
ングベルト２８の背面（歯と反対側の面）に係合してい
る。

更にタイミングベルト２８は、ガバナ３０の被駆動プー
リ３１にも係合している。ガバナ３０は再バンク２．２
の間の空間に設置してあり、プーリ３１を取り付けたガ
バナ軸（図示せず）はクランク軸１と平行に延びている
。タイミングベルト２８はプーリ３１の下側を通ってお
り、その背面がプーリ３１に係合している。又プーリ３
１は両方のカム軸プーリ２７よりも下側に位置している
。

従ってタイミングベルト２８は両方のプーリ２７の間で
概ねＶ形となっている。

ガバナ３０の出力部であるレバー機構３５は下記の如（
コントロールシャフト３３及びリンク機構３４を介して
ユニットインジェクタ２０に連結している。

第２図において、ガバナ３０のレバー機構３５はガバナ
ウェイト（図示せず）に連動するように構成されており
、端部がシャフト３３に固定したレバー３６に連結され
ている。シャフト３３は水平方向に対して多少傾斜した
姿勢でエンジンの幅方向に延びており、ブラッケットで
回転自在に支持されている。シャフト３３の両端部３３
ａｓ３３ｂには、それぞれ、上記リンク機構３４の一部
である折り曲げ構造のレバー４０の一端部が固定されて
いる。レバー４０はシャフト３３からその半径方向かつ
互いに逆方向に突出している。図示の実施例では、第２
図で左側のレバー４０は端部３３ａから下方へ突出し、
右側のレバー４０は端部３３ｂから上方へ突出している
。

各レバー４０の先端部はピン４２に連結している。ピン
４２はロッド４３に設けである。ロッド４３はユニット
インジェクタ２０の内側近傍をクランク軸１（第１図）
と平行に延びており、シリンダブロックユニット３の上
部壁面に設けた孔により、長手方向に摺動自在に支持さ
れている。ユニットインジェクタ２０に隣接した位置に
おいて、各ロッド４３には合計３個のブロック４４がボ
ルト止めされている。ブロック４４には上方へ突出した
ピン４５が設けてあり、ピン４５がユニットインジェク
タ２０のレバー４６に係合している。

レバー４６はユニットインジェクタ２０のボディからエ
ンジン中心面Ｒ側へ突出しており、ユニットインジェク
タ中心線ｐを中心にしてレバー４６を回転させることに
より、燃料噴射量が調整される。

左右両側のユニットインジェクタ２０は同一仕様のもの
が使用されており、互いに左右逆の姿勢で取り付けであ
る。又左右のリンク機構３４を構成する上記各部（４０
，４２，４３，４４，４５）も互いに同一仕様のものが
使用されている。

上記構造によると、ガバナ３０がシャフト３３を回転さ
せると、両方のレバー４０も同方向に回転し、それによ
り、両側のロッド４３はその長手方向かつ互いに逆方向
（前方と後方）に摺動し、レバー４６も互いに逆方向に
移動する。そして両ユニットインジェクタ２０は仕様が
同一で、左右逆の姿勢で取り付けであるので、上述の如
くレバー４６が移動すると、全てのレバー４６はインジ
ェクタ中心線ｐを中心にして同一の方向（噴射量増加方
向又は減少方向）に回転する。これにより全てのユニッ
トインジェクタ２０において燃料噴射量が増加又は減少
し、エンジンの運転状態が所定の状態に調整される。

又図示のエンジンを搭載した船舶の揺れや車両の急加速
等によりエンジン各部に加速度が加わった場合、両方の
ロッド４３が同一の方向（例えば前方）の慣性力を受け
ることがある。その場合は、一方のロッド４３はレバー
４６を噴射量増加方向に回転させようとし、他方のロッ
ド４３はレバー４６を噴射量減少方向に回転させようと
する。。従って、両方の慣性力が釣り合い、ロッド４３
は動かない。従ってエンジンの運転状態は一定に維持さ
れる。

なお一般に、ユニットインジェクタ２０としては、第２
図の如く回転式レバー４６を有する構造以外に、第２Ａ
図の如く、直線的に移動するラック４７を有するものも
ある。その様なユニットインジェクタ２０を使用する場
合には、ロッド４３を回転軸として使用し、各ラック４
７の端部をレバー４８を介してロッド４３に連結すると
ともに、各ウッド４３を例えば歯車機構４９を介してシ
ャフト３３の端部に連結する。歯車機構４９としては両
方のロッド４３を互いに逆方向に回転させる構造を採用
し、具体的な例・とじては、ウオームギヤ機構を採用し
、シャフト３３の一端部に取り付けたウオームをロッド
４３上のウオームホイールに上方から噛み合わせ、シャ
フト３３の他端部に取り付けたウオームを他方のロッド
４３上のウオームホイールに下方から噛み合わせる。又
、歯車機構４９として傘歯車機構を採用することもでき
る。

次にクランクケースの構造を説明する。第１図の如く、
上部クランクケース４はクランク軸１に沿って延びる１
対の側壁５０と、第３図に示す前後の端壁５１と、両側
壁５０の２箇所をつなぐ２個の隔壁５２とを備えている
。端壁５１及び隔壁５２にはクランク軸１の上平部を支
持する軸受ボスが形成しである。

下部クランクケース５には、上部クランクケース４と同
様に、１対の側壁５５と前後の端壁５６と２個の隔壁５
７とが設けである。それらは、それぞれ、上記側壁５０
、端壁５１、隔壁５２の下面と接合されている。両端壁
５６にはクランク軸１の端部を下方から支持する軸受ボ
スが形成してあり、各隔壁５７にはクランク軸１の中間
部を下方から支持するメタルキャップ部が一体に形成し
である。

更に下部クランクケース５には底壁５８が設けである。

底壁５８は上記各壁部（５５，５６，５７）と一体に形
成しである。第１図の如く、底壁５８はコネクティング
ロッド６０の大端部６１やクランクウェブ６２（第３図
）の旋回軌跡に沿って設けである。６３は隔壁５７のメ
タルキャップ部と底壁５８の間に設けた開口である。上
記説明から明らかなように、下部クランクケース５は底
壁付きのラダーフレーム構造であり、充分に高い剛性を
有している。

第３図の如く、底壁５８のフライホイール６５から離れ
た側の部分には開口６４が設けてあり、クランク室６６
は開口６４を介してオイルパン６の内部に連通している
。従ってクランク室６６に流入した潤滑油は、開口６４
を通過して、又は開口６３と開口６４を通過してオイル
パン６の内部へ流入する。

オイルパン６のフライホイール６５側の部分の内部には
オイル吸入バイブ６７が設けである。吸入バイブ６７は
フライホイール６５側の端壁５６．５１の内部通路を介
してオイルポンプ６９の吸入口に連通している。オイル
ポンプ６９は１対のギヤ７０．７１を有するギヤポンプ
であり、端壁５１．５６の外面にボルト止めしたケース
７２の内部に設けである。オイルポンプ６９の吐出通路
７３はケース７２の内部に形成してあり、第１図で左側
の側壁５０の内部に形成したオイルギヤラリ７４等に連
通している。

上記ギヤ７０はクランク軸１の外周に直接固定されてい
る。他方のギヤ７１はその支軸がポンプケース７５に支
持されている。ケース７５はケース７２の内部に配置し
てあり、ケース７２の内面にボルト止めされている。

前述のタイミングベルト２８を駆動するためのプーリ２
９はクランク軸１のフライホイール６５と反対側の端部
に取り付けである。プーリ２９から突出したクランク軸
１の端部にはプーリ７６が取り付けである。プーリ７６
はベルト７７を介してその上方のプーリ７８に連結して
いる。プーリ７８は清水ポンプ７９の入力軸に取り付け
である。

清水ポンプ７９のケース８０は上部クランクケース４の
前端壁５１の上部及びシリンダブロックユニット３の前
端壁下部の外面にボルト止めされている。

漬水ポンプ７９の吸入口（図示せず）は、清水ポンプ７
９の斜め上方に設置した清水クーラ（図示せず）にパイ
プ（図示せず）を介して接続している。清水ポンプ７９
の吐出通路８４はケース８０から一体に突出した壁部８
５で形成してあり、シリンダブロックユニット３内部の
冷却水ジャケット８６に接続している。

冷却水ジャケット８６はシリンダ部７やシリンダヘッド
部８の内部に設けである。冷却水ジャケット８６を形成
するシリンダブロックユニット３の内部空洞は、符号７
ａ、７ｂ及び８　ａ　ｓ　８　ｂで示す如く、シリンダ
部７及びシリンダヘッド部８の前後両端面において外部
に開放している。第３図に実線で示す状態では、吐出通
路８４はシリンダ部７の前端間ロアａに連通しており、
その他の開ロアｂ、　８ａｓ　８ｂはシリンダブロック
ユニット３の外面に固定したカバー板８７により閉鎖さ
れている。

シリンダヘッド部８の開口８ａを冷却水入口に使用する
こともできる。その場合には、開口８ａまで延びる壁部
８５を有するケース８０を使用し、開ロアａをカバー板
により閉鎖する。この様に開口８ａを冷却水入口として
使用すると、シリンダ部７が適冷されやすい場合（海水
を冷却水に使用する場合のように冷却水温度が非常に低
い場合）、シリンダ部７よりも高温になりがちなシリン
ダヘッド部８へ低温の冷却水を供給できるので、シリン
ダ部７とシリンダヘッド部８の温度を均一化し、エンジ
ン全体を効果的に冷却できる。

又開ロアｂ、８ｂは、シリンダユニットを前後逆の姿勢
で取り付ける場合に、冷却水入口として使用される。

なお海水を冷却水として使用する場合、第１図の如く海
水ポンプ８９がシリンダブロックユニット３の側方に設
けられ、カム軸２３の端部に取り付けたブーりによりベ
ルトで駆動される。

第４図において、前述の冷却水はシリンダヘッド部冷却
後に排気マニフォールド１７の内部に供給されるように
なっている。排気マニフォールド１７の冷却水出口はそ
の上方に配置した冷却水パイプ９３の内部通路に連通し
ている。冷却水パイプ９３の出口はサーモスタットケー
ス９１に接続している。サーモスタットケース９１には
冷却水出ロバイブ９４が設けてあり、出口バイブ９４が
パイプ（図示せず）又はホースを介して清水クーラ８２
に接続している。

第４図から明らかなように、前記ガバナ３０はエンジン
端部に設けである。ガバナ３０の近傍において、シリン
ダブロックユニット３の端面には支持プレート９５がボ
ルト止めされており、支持プレート９５にガバナ３０の
端部がボルト止めされている。

次に、上述のエンジンを船舶に使用する場合の例を簡単
に説明する。

第５図の実施例では、エンジンか船内外機に使用されて
いる。エンジンはクランク軸中心線ｒが概ね水平になる
状態で船体Ｔの内部に設置されている。フライホイール
６５はエンジンの後端に位置しており、連結軸ｍを介し
てアウトドライブユニットＭに連結している。この構造
では、スタータ９６、オイルフィルター９７、オイルク
ーラ９８、ジェネレータ９９は、クランクケースの側方
に配置されている。又ターボチャージャ９０はエンジン
の上端後部に設置されている。

第６図の実施例では、エンジンが船外機として使用され
ている。クランク軸中心線「はほぼ垂直に延びている。

ターボチャージャ９０はエンジンの上部後端に位置して
いる。補機類や一部の部品は第５図の場合とは異なった
位置に取り付けである。例えば、フライホイール６５は
エンジンの上端に取り付けてあり、スタータ９６はエン
ジン本体の上部前方に位置している。又海水ポンプ８９
はロアユニットＮの内部に組み込まれており、ユニット
Ｎ内部のドライブシャフトｎで駆動されるようになって
いる。更に第３図のオイルパン６は廃止され開口６４は
適当な部材で閉鎖され、オイルポンプ６９へはクランク
室６６の内部から測滑油が直接吸入される。

（発明の効果） 以上説明したように本発明では、第６図の垂直設置状態
でのクランク軸１の下側の端部にオイルポンプ６９を併
設し、しかもオイルポンプ６９の。

ギヤ７０（被駆動部）をクランク軸１に直接取り付けて
いる。この構造によると、垂直設置状態でのオイルポン
プ６９の吸込みヘッドを低くできるだけではなく、水平
設置状態での吸込みヘッドをも低くできる。従っていず
れの設置状態でもオイルポンプ６９の吸入効率を向上さ
せることができる。

又オイルポンプ６９の位置をエンジン設置状態に応じて
変更する必要がないので、オイルギヤラリ７４等の位置
を変更する必要はなく、基本的に同一仕様のシリンダブ
ロックユニット３やクランクケース４．５を使用できる
。従って製造コストを低減できる。

更に従来のようにタイミングベルトでオイルポンプを駆
動する場合に比べ、タイミングベルトのレイアウトを簡
単化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例を採用したエンジンの垂直横断面
図、第２図は第１図の拡大部分図、第２Ａ図はユニット
インジェクタとガバナの間の連結機構の別の実施例の略
図、第３図は第１図のｍ−■断面図、第４図は第３図の
ＩＶ−ＩＶ矢視部分図、第５図は第１図のエンジンを船
内外機に使用した場合の側面略図、第６図は第１図のエ
ンジンを船内機に使用した場合の側面略図である。１・
・・クランク軸、６９・・・オイルクーラ、７０・・・
ギヤ（被駆動部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン各部を、クランク軸が概ね垂直になる垂
   直設置状態と、クランク軸が概ね水平になる水平設置状
   態とに、択一的に設置できるように構成し、上記垂直設
   置状態でのクランク軸の下側の端部にオイルオンプを併
   設し、オイルポンプの被駆動部をクランク軸に直接取り
   付けたことを特徴とする垂直置き水平置き共用型エンジ
   ン。
2. （２）上記クランク軸端部が、垂直設置状態及び水平設
   置状態の両方において、動力取出部を形成する特許請求
   の範囲第１項に記載の垂直置き水平置き共用型エンジン
   。
3. （３）上記オイルポンプが１対のギヤを有するギヤポン
   プであり、その入力ギヤをクランク軸に取り付けた特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載の垂直置き水平置き
   共用型エンジン。