KR100413544B1 - 버티컬 엔진 - Google Patents

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KR100413544B1
KR100413544B1 KR10-2002-7003681A KR20027003681A KR100413544B1 KR 100413544 B1 KR100413544 B1 KR 100413544B1 KR 20027003681 A KR20027003681 A KR 20027003681A KR 100413544 B1 KR100413544 B1 KR 100413544B1
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oil pan
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cylinder head
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요시다히로유키
타와히로키
모모사키다모츠
다카다히데아키
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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

크랭크축(15)을 상하 방향을 향해서 지지하는 엔진 블록(11)의 하면에 형성된 오일 팬 결합면(115)을, 엔진 블록(11)의 후면에 형성한실린더 헤드 결합면(114)의 하방에의 연장선(L)을 넘어서 실린더 헤드(12)의 하방까지 연장함으로써, 실린더 헤드 결합면(114)과 간섭하지 않게 오일 팬 결합면(115)의 면적을 증가시키고, 이 오일 팬 결합면(115)에 결합되는 오일 팬(411)의 용량을 증가시킬 수 있다. 더욱이 실린더 헤드 결합면(114) 및 오일 팬 결합면(115)이 서로 연속하지 않으므로, 이 들 결합면(114, 115)의 밀봉에 지장을 초래할 염려가 없다.

Description

버티컬 엔진{VERTICAL ENGINE}
일반적으로, 엔진 블록에 크랭크축을 상하 방향을 향해서 지지한 버티컬 엔진에서는, 실린더 헤드를 결합하기 위한 실린더 헤드 결합면과, 오일 팬(oil pan)을 결합하기 위한 오일 팬 결합면이 엔진 블록에 형성된다. 일본국 실개소 제64-25415호 공보에는, 실린더 헤드 결합면을 하측으로 연장한 연장선의 가까운 쪽에 오일 팬 결합면의 끝 가장자리를 위치시킨 것이 기재되어 있고, 또한, 일본국 특개평 제8-100707호 공보에는, 오일 팬 결합면을 엔진 블록의 하면 및 실린더 헤드의 하면에 걸쳐서 형성한 것이 기재되어 있다.
그런데, 상기 실개소 제64-25415호 공보에 기재된 것은, 실린더 헤드 결합면을 하측으로 연장한 연장선의 가까운 쪽에 오일 팬 결합면의 끝 가장자리가 위치하고 있으므로, 오일 팬 결합면의 면적이 부족하여 오일 팬의 용량이 제한되는 문제가 있다. 또한 상기 특개평 제8-100707호 공보에 기재된 것은, 오일 팬 결합면이 엔진 블록의 하면 및 실린더 헤드의 하면에 걸쳐서 형성되므로, 엔진 블록과 실린더 헤드와의 사이의 개스킷(gasket)도 포함하여 함께 가공해서 평탄한 결합면을 취득해야 하는, 가공 비용의 증가 요인이 되는 문제가 있다. 더욱이, 가공 설비도 단단한 개스킷을 가공할 수 있는 특수한 것이 필요하게 된다.
또한, 오일 팬을 일체로 포함하는 오일 팬 구성부재에 상하 방향으로 연장되는 배기통로, 냉각수 통로, 배수 통로 등을 설치한 것에서는, 이 통로들의 개구와 오일 팬의 개구가 간섭하므로, 오일 팬의 개구의 위치가 제한되는 것만이 아니고, 오일 팬의 용량이 제한된다. 특히, 냉각수 통로를 실린더 내경(內徑)의 양측에 형성한 것에서는, 실린더 내경의 양측의 냉각수 통로에 냉각수를 분배하는 분수부(分水部)를 오일 팬 구성부재에 형성할 필요가 있고, 이 분수부에 의해서 오일 팬의 개구의 위치나 용량이 추가로 제한된다.
또한 일반적으로, 엔진 본체를 구성하는 엔진 블록은, 크랭크축의 축선을 포함하는 분할면에서 실린더 블록 및 크랭크 케이스(crank case)로 2분할되어 있고, 크랭크축은 실린더 블록과 크랭크 케이스 사이에 끼워지도록 지지되어 있다.
또한, 일본국 특개평 제4-362231호 공보에 기재된 단기통(單氣筒)의 버티컬 엔진은, 엔진의 본체가, 실린더 내경 및 크랭크 케이스를 일체로 구성한 엔진 블록과, 이 엔진 블록의 상면 개구를 폐쇄하는 상측 커버(upper cover)로 구성되어 있고, 크랭크축 하측의 저널(journal)은 엔진 블록에 구성된 축받이 구멍에 지지되고, 크랭크축의 상측의 저널은 상측 커버에 구성된 축받이 구멍에 지지되어 있다.
그런데, 엔진 블록을 크랭크축의 축선을 포함하는 분할면에서 실린더 블록 및 크랭크 케이스로 분할하면, 크랭크축의 저널을 지지하는 축받이 구멍이 실린더 블록 및 크랭크 케이스에 걸쳐서 형성되므로, 실린더 블록 및 크랭크 케이스를 가결합(假結合)한 상태로 축받이 구멍을 함께 가공할 필요가 있다. 이 때문에, 실린더 블록 및 크랭크 케이스의 결합공정이나 분리공정이 필요하게 되어서 가공 비용이 증가할 뿐만 아니라, 함께 가공한 실린더 블록 및 크랭크 케이스를 세트로 사용하지 않으면 안되므로, 부품의 호환성이 부족하게 되는 문제가 있다.
또한, 상기 특개평 제4-362231호 공보에 기재된 것은, 실린더 블록에 설치된 오일 펌프로부터 크랭크축의 하측 저널의 축받이 구멍에 공급된 오일이, 크랭크축의 내부에 형성된 유로(油路)를 통해서 연결봉(connecting rod)을 지지하는 크랭크 핀부(crank pin)에 공급되고, 여기서 또한 크랭크축의 내부에 형성된 유로를 통해서 상측의 저널의 축받이 구멍에 공급된다. 따라서, 특히 다기통(多氣筒) 엔진의 경우에는 크랭크축 내의 유로의 구조가 복잡하게 되는 것만이 아니고, 크랭크축의 상측의 저널의 축받이 구멍에 충분한 양의 오일을 공급하는 것이 어렵게 되는 문제가 있다.
본 발명은, 크랭크축이 상하 방향을 향해서 지지된 버티컬 엔진에 관한 것이다.
도 1∼도 12는 본 발명의 제1실시예를 나타내는 것으로서,
도 1은 선외기(船外機)의 전체 측면도,
도 2는 도 1의 주요 부분 확대 단면도,
도 3은 도 2의 3-3 라인에서 본 단면도,
도 4는 도 2의 주요 부분 확대도,
도 5는 도 4의 5-5 라인에서 본 도면,
도 6은 도 5의 6 방향에서 본 도면,
도 7은 도 6의 7 방향에서 본 도면,
도 8은 도 4의 8-8 라인에서 본 단면도,
도 9는 도 4의 9 방향에서 본 도면,
도 10은 도 4의 10-10 라인에서 본 도면,
도 11은 도 10의 11-11 라인에서 본 단면도,
도 12는 도 11의 12-12 라인에서 본 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제2실시예를 나타내는 것으로서,
도 13은 엔진 블록 및 오일 케이스의 후면도,
도 14는 도 13의 14-14 라인에서 본 확대 단면도이다.
본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 크랭크축을 상하 방향을 향해서 지지한 버티컬 엔진에 있어서, 엔진 블록의 하면에 형성한 오일 팬 결합면에 결합되는 오일 팬의 용량을 간단한 구조로 증가시키는 것을 제1의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 버티컬 엔진에 있어서, 크랭크축의 저널의 축받이 구멍의 가공성과 윤활성을 향상시키는 것을 제2의 목적으로 한다.
상기 제1의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의하면, 실린더 내경을 일체로 구성하여 크랭크축을 상하 방향을 향해서 지지하는 엔진 블록과, 엔진 블록에 상하 방향으로 형성한 실린더 헤드 결합면에 결합된 실린더 헤드와, 엔진 블록에 수평 방향으로 형성한 오일 팬 결합면에 결합된 오일 팬을 구비한 버티컬 엔진에 있어서, 상기 오일 팬 결합면은, 상기 실린더 헤드 결합면의 하방(下方)에의 연장선을 넘어서 실린더 헤드의 하방까지 연장되는 것을 특징으로 하는 버티컬 엔진을 제안하고 있다.
상기 구성에 의하면, 엔진 블록에 형성한 오일 팬 결합면이, 엔진 블록에 형성한 실린더 헤드 결합면의 하방에의 연장선을 넘어서 실린더 헤드의 하방까지 연장되어 있으므로, 실린더 헤드 결합면과 간섭함이 없이 오일 팬 결합면의 면적을 증가시키고, 이 오일 팬 결합면에 결합되는 오일 팬의 용량을 증가시킬 수 있다. 더욱이 실린더 헤드 결합면 및 오일 팬 결합면이 서로 연속되지 않으므로, 이 결합면들의 밀봉에 지장을 초래할 염려가 없다.
더욱이, 실시예의 오일 케이스 결합면(115)은 본 발명의 오일 팬 결합면에 대응한다.
또한, 상기 제1의 목적을 달성하기 위해서, 상기 구성에 추가하여, 상기 오일 팬을 일체로 포함하는 오일 팬 구성부재가 주배기통로의 주위 벽을 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 버티컬 엔진이 제안되어 있다.
상기 구성에 의하면, 오일 팬 구성부재에 주배기통로의 주위 벽을 일체로 형성했으므로, 엔진 블록 및 실린더 헤드의 접촉면에 의하지 않고, 주배기통로를 실린더 헤드측에 이동시키는 것이 가능하게 되고, 그 결과로서, 오일 팬의 개구 면적을 크게 해서 용량을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 제1의 목적을 달성하기 위해서, 상기 구성에 추가하여, 상기 오일 팬 구성부재가 냉각수 통로의 주위 벽을 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 버티컬 엔진이 제안되어 있다.
상기 구성에 의하면, 오일 팬 구성부재에 냉각수 통로의 주위 벽을 일체로 형성했으므로, 엔진 블록 및 실린더 헤드의 접촉면에 의하지 않고, 냉각수 통로를 실린더 헤드측에 이동시키는 것이 가능하게 되고, 그 결과로서, 오일 팬의 개구 면적을 크게 해서 용량을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 제2의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의하면, 크랭크축을 상하 방향을 향해서 지지한 버티컬 엔진에 있어서, 실린더 내경 및 크랭크 케이스를 구비하여 일체로 형성되어서, 크랭크축의 하측의 저널을 지지하는 축받이 구멍이 형성된 엔진 블록과, 엔진 블록의 상면의 개구부를 폐쇄하도록 이 엔진 블록에 결합되어서, 크랭크축의 상측의 저널을 지지하는 축받이 구멍이 형성된 상측 커버와, 엔진 블록의 하면에 결합된 오일 팬과, 오일 팬 내의 오일을 피윤활부(被潤滑部)에 공급하는 오일 펌프와, 엔진 블록 및 상측 커버에 형성되어서, 오일 펌프가 토출(吐出)한 오일을 크랭크축의 상측의 저널을 지지하는 축받이 구멍에 공급하는 유로를 구비한 것을 특징으로 하는 버티컬 엔진이 제안되어 있다.
상기 구성에 의하면, 크랭크축의 하측의 저널을 지지하는 축받이 구멍이 엔진 블록에만 형성되고, 크랭크축의 상측의 저널을 지지하는 축받이 구멍이 상측 커버에만 형성되므로, 상기 양쪽의 축받이 구멍을 2개의 부재를 결합한 상태에서 함께 가공할 필요가 없게 되고, 2개의 부재의 결합공정이나 분리공정이 불필요하게 되어서 가공 비용이 삭감될 뿐만 아니라, 엔진 블록 및 상측 커버를 각각 독립해서 교환하는 것이 가능하게 되어서 호환성이 높아진다. 더욱이 크랭크축의 상측의 저널의 축받이 구멍에 대한 오일의 공급이, 오일 펌프로부터 엔진 블록 및 상측 커버에 형성한 유로를 통해서 실행되므로, 상기 상측의 저널의 축받이 구멍에 대한 오일의 공급을 크랭크축의 내부에 형성한 유로를 통해서 실행하는 것에 비해서, 오일의 공급이 확실하게 되어서 유로의 구조도 간단하게 된다.
또한, 상기 제2의 목적을 달성하기 위해서, 상기 구성에 추가하여, 상기 상측 커버에 형성된 유로의 최하류부는, 이 상측 커버의 축받이 구멍의 내주면으로부터 경사지게 상방으로 구멍을 뚫어 형성한, 블라인드 홀(blind hole)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 버티컬 엔진이 제안되어 있다.
상기 구성에 의하면, 상측 커버의 유로의 최하류부가, 이 상측 커버의 축받이 구멍의 내주면으로부터 경사지게 상방으로 구멍을 뚫어 형성한, 블라인드 홀로 이루어지므로, 상기 블라인드 홀을 상측 커버의 하측 면으로부터 용이하게 가공할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 최하류부의 유로를 상측 커버의 외표면으로부터 축받이 구멍의 내주면까지 관통하는 관통 구멍으로 구성한 경우에 필요하게 되는 블라인드 캡(blind cap)이 불필요하게 되고, 부품수 및 가공 공수의 삭감에 기여할 수 있다.
우선, 도 1∼도 12에 따라서 본 발명의 제1실시예를 설명한다.
도 1~도 3에 나타내는 바와 같이, 선외기(O)의 상부에 탑재된 2기통 4사이클 엔진(E)은, 크랭크 케이스(111), 및 상하 2개의 실린더 내경(112, 112)을 일체로 구성한 엔진 블록(11)과, 엔진 블록(11)에 결합된 실린더 헤드(12)와, 실린더 헤드 (12)에 결합된 헤드 커버(13)를 구비하고 있고, 엔진 블록(11)에 형성된 2개의 실린더 내경(112, 112)에 자유롭게 미끄러지게 끼워 맞추어지는 2개의 피스톤(14, 14)이, 엔진 블록(11)에 장치한 크랭크축(15)에 연결봉(16, 16)을 통해서 연결된다.
엔진 블록(11)으로부터 상방으로 돌출되는 크랭크축(15)의 축단부(軸端部)에, 발전기(17) 및 리코일 스타터(recoil starter)(18)가 동축상에 설치된다. 실린더 헤드(12) 및 헤드 커버(13)사이에 구획된 밸브 작동실(19)에는 캠축(cam shaft) (20)이 지지되어 있고, 그 상단에 설치된 캠 풀리(pulley)(21)와 크랭크축(15)의 상부에 설치된 크랭크 풀리(22)가 타이밍 벨트(23)로써 접속된다. 실린더 헤드(12)에 형성된 흡기 포트(port)(24) 및 배기 포트(25)를 각각 개폐하는 흡기 밸브(26) 및 배기 밸브(27)가, 상기 캠축(20)에 각각 흡기 로커 암(rocker arm)(28) 및 배기 로커 암(29)을 통해서 접속된다. 엔진(E)의 우측면에 배치된 에어 클리너(30), 스로틀 밸브(31) 및 기화기(32)가 상기 흡기 포트(24)에 접속된다.
크랭크축(15)의 축선은 상하 방향으로 배치되고, 또한 실린더 내경(112, 112)의 축선은, 크랭크 케이스(111)측이 전방을 향하고 실린더 헤드(12)측이 후방을 향하도록 전후 방향으로 배치된다. 2개의 피스톤(14, 14)의 크랭크 위상은 동위상이며, 그 점화 시기는 360°편이되어 있다. 크랭크축(15)에는, 피스톤(14, 14)의 왕복 질량에 대항하는 밸런스율 100%의 균형추(counter weight)(151)가 설치된다.
상기 구조의 엔진(E)의 하면에 오일 팬 구성부재로서의 오일 케이스(41)의상면이 결합되고, 이 오일 케이스(41)의 하면에 익스텐션 케이스(extension case) (42)의 표면이 결합되며, 이 익스텐션 케이스(42)의 하면에 기어 케이스(43)의 상면이 결합된다. 오일 케이스(41)의 외주와, 엔진(E)의 하반부의 외주(外周)를 익스텐션 케이스(42)의 상단에 결합된 하측 커버(44)로써 덮고, 이 하측 커버(44)의 상단에 결합된 엔진 커버(45)로써 엔진(E)의 상반부를 덮는다.
도 2로부터 명백한 바와 같이, 오일 케이스(41)는 오일 팬(411)을 일체로 구성하고 있고, 그 내부에 오일 여과기(oil strainer)(46)를 구비한 흡입 파이프(47)가 수용된다. 오일 케이스(41)의 후면에는 배기통로 형성부재(48)가 결합되고, 또한 익스텐션 케이스(42)의 내부에는 격벽(隔璧)(421)을 통해서 배기팽창실(49)이 구획된다.
배기 포트(25)로부터 나온 배기 가스는 엔진 블록(11)의 내부에 형성된 주배기통로(113)로부터 오일 케이스(41)에 형성된 제1의 주배기통로(e1)에 유입하여(도 10의 화살표 a 참조), 이곳으로부터 연통구(連通口)(e2)를 통과해서 배기통로 형성부재(48)의 상부에 형성된 상부 배기팽창실(e3)에 유입한다. 상부 배기팽창실(e3) 내의 배기 가스의 일부는 연통구(e4)를 통과해서 오일 케이스(41)에 형성된 제2의 주배기통로(e5)에 유입하고, 이곳으로부터 익스텐션 케이스(42)의 배기팽창실(49), 기어 케이스(43)의 내부, 및 이후에 설명하는 프로펠러축(53) 주위의 중공부(中空部)를 거쳐서 외부의 수중(水中)에 배출된다. 한편, 배기통로 형성부재(48)의 상부배기팽창실(e3) 내의 배기가스의 일부는 연통구(e6)를 통과해서 배기통로 형성부재(48)의 하부에 형성된 하부 배기팽창실(e7)에 유입하고, 이곳으로부터 배기 출구(e8)를 통해서 공기중에 배출된다. 하부 배기팽창실(e7)의 하단에는 이곳에 고인 물을 오일 케이스(41)의 주배기통로(e5)로부터 배출하는 배수 구멍(e9)이 형성된다.
도 2 및 도 10으로부터 명백한 바와 같이, 도시하지 않은 냉각수 펌프로써 퍼올려진 냉각수는, 엔진 블록(11) 및 오일 케이스(41)의 접촉면에 형성된 냉각수 통로(w1, w2)에 공급되고, 이곳으로부터 두 갈래로 분기(分岐) 되어서 엔진 블록(11) 및 실린더 헤드(12)에 공급된다(도 10의 화살표 b 참조). 엔진 블록(11) 및 실린더 헤드(12)를 냉각한 냉각수는 엔진 블록(11)의 하면에 형성된 냉각수 통로(w3)에 공급되고(도 10의 화살표 c 참조), 이곳으로부터 오일 케이스(41)에 형성된 냉각수 통로(w4)를 거쳐서 익스텐션 케이스(42)의 내부에 배출된다.
크랭크축(15)의 하단에 접속된 구동축(50)은 오일 케이스(41)를 관통하여 익스텐션 케이스(42)에 형성된 구동축실(51)의 내부의 하측으로 연장되어서, 후단에 프로펠러(52)를 구비하여 기어 케이스(43)에 전후 방향으로 지지된 프로펠러축 (53)의 전단에 전후진 절환기구(54)를 거쳐서 접속된다.
선외기(O)를 선체(S)에 자유롭게 착탈할 수 있게 취부하기 위한 취부 블래킷 (bracket)(55)은 역(逆) J자 상의 취부 블래킷 본체(56)와, 이 취부 블래킷 본체(56)에 나사로 맞물리는 캡 나사(57)를 구비하고 있다. 취부 블래킷 본체(56)에 지점(支點) 핀(58)을 통해서 요동(搖動) 암(59)의 전단(前端)이 회전 가능하게 지지되어 있고, 이 요동 암(59)의 후단에 관상(管狀)의 스위블 케이스(swivel case) (60)가 일체로 결합된다. 취부 브래킷 본체(56)에는 다수의 핀 구멍(561...)이 형성되어서, 스위블 케이스(60)에 걸려서 고정된 고정판(601)에 형성된 핀 구멍과 상기 취부 블래킷 본체(56)의 어느 하나의 핀 구멍(561...)에 핀(61)을 삽입함으로써, 지점 핀(58) 주위의 선외기(O)의 틸트(tilt) 각(角)을 조정할 수 있다.
스위블 케이스(60)의 내부에 상대적으로 회전 가능하게 끼워맞추는 스위블축 (62)은 그 상단 및 하단에 각각 마운트 암(mount arm)(63) 및 마운트 블록(64)을 구비하고 있다. 상측의 마운트 암(63)의 좌우 한 쌍의 상측 마운트(65, 65)를 거쳐서 오일 케이스(41)에 탄성적으로 접속되고, 하측의 마운트 블록(64)은 하측 마운트(66)를 거쳐서 익스텐션 케이스(42)에 탄성적으로 접속된다. 오일 케이스(41)의 전단에는 조타(操舵) 핸들(67)이 고정되어 있고, 이 조타 핸들(67)을 잡아서 좌우로 조작함으로써, 오일 케이스(41)를 스위블축(62) 주위의 좌우로 요동시켜서 선외기(O)를 조타할 수 있다.
이어서, 도 4∼도 7, 및 도 9를 참조해서 엔진 블록(11)에 대한 크랭크축 (15)의 지지 구조를 설명한다.
크랭크 케이스(111)를 일체로 구성함과 동시에, 2개의 실린더 내경(112, 112)이 형성된 엔진 블록(11)은, 그 후면에 실린더 헤드(12)가 결합되는 실린더 헤드결합면(114)을 구비하고 있고, 그 하면에 오일 케이스(41)가 결합되는 오일 케이스 결합면(115)을 구비하고 있고, 그 상면에 상측 커버(71)가 결합되는 상측 커버 결합면(116)을 구비하고 있으며, 그 전면에 크랭크 케이스(111) 내의 블로바이 가스 (blow-by gas)를 흡기계(吸氣系)에 환류시키는 통기구(通氣口; bleeder) 장치(72)가 결합되는 통기구 장치 결합면(117)을 구비하고 있다. 통기구 장치 결합면(117)은 엔진 블록(11)의 크랭크 케이스(111)의 저면(底面)에 형성되는 것으로서, 그 중앙에 크랭크 케이스(111)의 내부공간에 연통(連通)하는 개구(118)(도 7 참조)가 형성된다.
도 4 및 도 9로부터 명백한 바와 같이, 상측 커버(71)는 엔진 블록(11)의 상면의 상측 커버 결합면(116)에 결합되고, 8개의 볼트 구멍(711...)을 관통하는 볼트에 의해서 엔진 블록(11)에 체결된다. 상측 커버(71)의 중심에 형성된 축받이 구멍 (712)으로부터 3개의 암(713...)이 반경방향 외측에 연장되고, 이들 암(713)의 선단에 형성된 볼트 구멍(714...)에 삽입된 볼트에 의해서, 발전기(17) 및 리코일 스타터(18)를 덮는 스타터 커버(73)(도 2 참조)가 고정된다.
상하 방향을 향해서 배치된 크랭크축(15)의 하측의 저널(152)은, 엔진 블록 (11) 하벽의 축받이 구멍(119)에 장착된 축받이 메탈(74)에 지지되고, 또한 크랭크축(15)의 상측의 저널(153)은, 상측 커버(71)의 축받이 구멍(712)에 장착된 축받이 메탈(75)에 지지된다(도 4 참조). 이와 같이, 크랭크축(15)의 하측의 저널(152) 및 상측의 저널(153)을 엔진 블록(11) 및 상측 커버(71)에 지지한 상태에서, 상하의 연결봉(16, 16)의 큰 단부(端部)에 볼트(76...)로써 장착되는 베어링 캡(cap)(161, 161)이, 엔진 블록(11)과 일체인 크랭크 케이스(111)에 형성된 개구(118)에 대향한다 (도 4 및 도 7 참조).
그러나, 크랭크 케이스(111)를 일체로 구비한 엔진 블록(11)에는 2개의 실린더 내경(112, 112)과, 크랭크축(15)의 하측의 저널(152)을 지지하는 축받이 구멍 (119)이 형성되지만, 이 실린더 내경(112, 112) 및 축받이 구멍(119)은 2개의 부재에 결쳐지는 것이 아니고, 1개의 부재인 엔진 블록(11) 만으로 형성된다. 이에 따라서, 실린더 내경(112, 112) 및 축받이 구멍(119)을 가공할 때에, 2개의 부재를 결합한 상태에서 이 2개의 부재의 결합부에 가공을 실시하는 소위 공동 가공이 불필요하게 되고, 이 부재들의 결합이나 분리에 필요한 공수가 삭감될 뿐만 아니라, 가공 정밀도의 향상에도 기여할 수 있다. 마찬가지로, 크랭크축(15)의 상측의 저널(153)을 지지하는 축받이 구멍(712)도, 단일의 부재인 상측 커버(71)에 형성되므로, 축받이 구멍(712)의 가공시에 함께 가공할 필요가 없게 되어서 가공 공수의 삭감 및 가공 정밀도의 향상에 기여할 수 있다. 더욱이 엔진 블록(11) 및 상측 커버(71)를 세트로 교환하지 않고 각각 독립적으로 교환할 수 있게 되므로, 부품의 호환성이 높아진다.
엔진(E)의 크랭크축(15) 주위의 조립은 이하와 같은 순서로 실행된다. 엔진 블록(11)의 축받이 구멍(119)에 크랭크축(15)의 하측의 저널(152)을 지지한 상태에서, 크랭크축(15)의 상측의 저널(153)에 상측 커버(71)의 축받이 구멍(712)을 끼워맞추면서, 이 상측 커버(71)를 엔진 블록(11)의 상측 커버 결합면(116)에 결합한다. 이어서, 미리 연결봉(16, 16)을 결합한 피스톤(14, 14)을 실린더 헤드 결합면(114) 측으로부터 실린더 내경(112, 112)에 끼워맞추고, 그 연결봉(16, 16)의 큰 단부를 크랭크축(15)의 핀부에 걸어맞추어서 베어링 캡(161, 161)을 볼트(76)를 체결한다.
이 때, 도 4 및 도 7로부터 명백한 바와 같이, 연결봉(16, 16)의 큰 단부가 엔진 블록(11)의 전면의 개구(118)에 대향하므로, 그 개구(118)를 통해서 베어링 캡 (161, 161)의 체결 작업을 용이하게 실행할 수 있다. 따라서, 상기 베어링 캡(161, 161)의 체결 작업을 실행하기 위해서 크랭크 케이스(111) 내에 여분의 공간을 확보할 필요가 없어지고, 엔진 블록(11)을 소형화하면서 크랭크축(15)의 조립 작업을 가능하게 할 수 있다.
도 4 및 도 6으로부터 명백한 바와 같이, 엔진 블록(11)의 뒤쪽 하부를 후방으로 나오게 함으로써, 엔진 블록(11)에 오일 케이스(41)를 결합하는 수평한 오일 케이스 결합면(115)은 엔진 블록(11)에 실린더 헤드(12)를 결합하는 연직(鉛直)인 실린더 헤드 결합면(114)의 하방향으로의 연장선(L)을 넘어서 후방으로 연장되어 있다. 이에 따라서, 상기 오일 케이스 결합면(115)의 면적을 최대한으로 확대하고, 이것에 결합되는 오일 케이스(41)의 오일 팬(411)의 용적을 충분히 확보할 수 있다. 더욱이, 오일 케이스 결합면(115) 및 실린더 헤드 결합면(114)은 서로 연속되어 있지 않으므로, 오일 케이스 결합면(115)의 밀봉 및 실린더 헤드 결합면(114)의 밀봉에 지장을 초래할 염려도 없다.
또한, 오일 케이스(41)의 오일 팬(411)의 근방에는 제1, 제2의 주배기통로 (e1, e5) 및 냉각수 통로(w1, w4)가 상하 방향으로 형성되지만, 엔진 블록(11)의 뒤쪽 하부를 후방으로 나오게 한 효과에 의해서 엔진 블록(11)의 오일 케이스 결합면(115)에 결합되는 오일 케이스(41)의 접촉면의 면적도 증가하므로, 오일 팬(411)의 개구와 간섭하지 않도록 상기 제1, 제2의 주배기통로(e1, e5) 및 냉각수 통로(w1, w4)를 배치할 수 있게 된다. 그 결과, 오일 팬(411)의 개구 면적을 크게 해서 용량 증가를 도모할 수 있다.
도 4 및 도 8로부터 명백한 바와 같이, 엔진 블록(11)의 개구(118)를 폐쇄하도록 장착되는 통기구 장치(72)는 내측 부재(77) 및 외측 부재(78)를 밀봉 부재 (79)를 통해서 결합해서 박스(box) 형상으로 형성되어 있고, 4개의 볼트(80...)로써 엔진 블록(11)에 취부된다. 내측 부재(77)에는 크랭크실에 연통하는 개구(771)가 형성되어 있고, 이 개구(771)를 개폐하는 리드 밸브(reed valve)(81)가 내측 부재 (77)의 내면에 설치된다. 외측 부재(78)의 내면에는 내측 부재(77)를 향해서 돌출되어 있는 돌출 벽(781)이 형성되어 있고, 이 돌출 벽(781)에 의해서 래버린스 (labyrinth)(82)가 형성된다. 또 외측 부재(78)의 외면에는, 래버린스(82)의 내부공간을 엔진(E)의 흡기계에 도시하지 않은 통풍기 파이프를 통해서 연통시키는 연통 구멍(782)이 형성된다.
이어서, 엔진(E)의 윤활계의 구조를, 도 4∼도 6 및 도 9∼도 12를 참조해서 설명한다.
도 4로부터 명백한 바와 같이, 실린더 헤드(12)의 하면에 펌프 하우징(86)이 고정되어 있고, 이 펌프 하우징(86)에 캠축(20)의 하부가 지지된다. 캠축(20)의 하단부에 의해서 구동되는 오일 펌프(87)는 펌프 하우징(86)의 하면과, 여기에 고정된 펌프 커버(88)와의 사이에 수용된다.
도 4, 및 도 10∼도 12로부터 명백한 바와 같이, 오일 케이스(41)에 일체로 구성된 오일 팬(411)의 천정면(天井面)이 되는 엔진 블록(11)의 좌면(座面)(1110)에 오일 통로 형성부재(89)가 볼트(90, 90)로써 고정된다. 오일 통로 형성부재(89)에는 오일 팬(411) 내에 수용한 흡입 파이프(47)가 접속되는 커플링(coupling)(891)과, 오일 펌프(87)가 토출한 오일의 잉여분을 오일 팬(411)에 복귀시키는 릴리프 밸브(relief valve)(91)가 설치된다.
그리고, 오일 팬(411) 내의 오일은 오일 여과기(46)와, 흡입 파이프(47)와, 커플링(891)과, 엔진 블록(11) 및 실린더 헤드(12)를 수평방향으로 관통하는 유로(ｐ1)(도 4, 도 5 및 도 10 참조)를 거쳐서 오일 펌프(87)에 흡입된다. 오일 펌프 (87)로부터 토출된 오일은 상기 유로(ｐ1)와 평행으로 형성되어서 엔진 블록(11) 및 실린더 헤드(12)를 수평방향으로 관통하는 유로(p2)(도 5 및 도 10 참조)를 지나서, 엔진 블록(11) 및 오일 통로 형성부재(89) 사이에 형성된 유실(油室)(r1)(도 10∼도 12 참조)에 공급되고, 이 곳으로부터 엔진 블록(11)에 형성된 유로(p3)(도 10 참조)를 지나서, 엔진 블록(11)의 우측면에 설치된 오일 필터(92)에 공급된다. 유실(r1)에는, 상기 릴리프 밸브(91)가 직면하고 있다.
오일 필터(92)로써 여과된 오일은, 엔진 블록(11)에 형성된 유로(p4)(도 10 참조)를 거쳐서 엔진 블록(11) 및 오일 통로 형성부재(89) 사이에 형성된 유실(r2)(도 4 및 도 10 참조)에 공급되고, 이 곳으로부터 엔진 블록(11)에 형성된 유로(p5)(도 4 및 도 10 참조)를 거쳐서, 축받이 메탈(74) 및 크랭크축(15)의 하측의 저널(152)에 공급된다. 크랭크축(15)의 하측의 크랭크 핀에의 오일의 공급은 상기 하측의 저널(152)로부터 크랭크축(15)의 내부에 형성된 유로(도시하지 않음)를 통해서 실행된다.
한편, 상기 유실(r2)에 공급된 오일의 일부는 엔진 블록(11)의 상하 방향으로 연장되는 유로(p6)(도 6 및 도 10 참조)에 공급된다. 유로(p6)의 상단 근방으로부터 수평방향으로 분기된 유로(p7)(도 5 및 도6 참조)는, 엔진 블록(11) 및 실린더 헤드(12)를 관통해서 밸브 작동실(19)에 공급되고, 여기에 수용된 밸브 작동기구를 윤활하게 한다. 밸브 작동기구를 윤활한 오일은, 밸브 작동실(19)의 하단으로부터 실린더 헤드(12) 및 엔진 블록(11)을 수평방향으로 관통하는 유로(p8)(도 5 및 도 10 참조)를 거쳐서, 오일 팬(411)에 복귀된다.
엔진 블록(11) 내에서 상방으로 연장되는 유로(p6)(도 6 참조)에 공급된 오일은 상측 커버(71)에 형성된 유로(p9, p10)(도 4 및 도 9 참조)를 거쳐서 축받이 메탈(75) 및 크랭크축(15)의 상측의 저널(153)에 공급된다. 크랭크축(15)의 상측의 크랭크 핀에의 오일의 공급은 상기 상측의 저널(153)로부터 크랭크축(15)의 내부에 형성된 유로(도시하지 않음)를 통해서 실행된다.
이와 같이, 오일 펌프(87)로부터 가장 멀리 있는 크랭크축(15)의 상측의 저널(153)에의 오일의 공급을 크랭크축(15)의 내부에 형성된 유로를 거치지 않고, 엔진 블록(11)에 형성된 유로(p6)(도6 참조) 및 상측 커버(71)에 형성된 유로(p9, p10)를 통해서 실행하므로, 충분한 양의 오일을 상기 상측의 저널(153)에 공급해서 확실한 윤활을 가능하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 유로의 구조를 대폭 간소화 할 수 있다.
도 4로부터 명백한 바와 같이, 상측 커버(71)의 유로(p10)는 축받이 구멍 (712) 측을 향해서 비스듬히 하측으로 경사지어 있으므로, 이 유로(p10)를 축받이 구멍(712) 측에서 드릴(drill)로써 구멍을 뚫어 형성되는 블라인드 홀로서 구성할 수 있게 되고, 블라인드 캡이 불필요하게 되어서 가공 공수 및 부품수가 삭감된다. 왜냐하면, 만일 유로(p10)를 상측 커버(71)의 외표면으로부터 축받이 구멍(712)까지 관통하는 관통 구멍으로 구성했다고 하면, 상기 외표면 측의 개구단(開口端)을 블라인드 캡으로써 폐쇄할 필요가 발생한다.
엔진(E)의 각각의 피윤활부(被潤滑部)로부터 크랭크 케이스(111) 내에 수집된 오일은, 엔진 블록(11)의 오일 케이스 결합면(115)의 개구(1111, 1112)(도 10 참조)를 거쳐서 오일 팬(411)에 복귀된다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제2실시예를 나타내는 것으로서, 도 13은 엔진 블록 및 오일 케이스의 후면도, 도 14는 도 13의 14-14 라인의 확대 단면도이다.
제2실시예는 배기계의 구조에 있어서 상기 제1실시예와 상이한 것으로서, 배기 포트(25)로부터 나온 배기 가스는, 엔진 블록(11)의 내부에 형성된 주배기통로 (113)로부터 오일 케이스(41)에 형성된 제1주배기통로(e1)에 유입하고, 이 곳으로부터 연통구(e2)를 통과해서 배기통로 형성부재(48)의 상부에 형성된 상부 배기팽창실 (e3)에 유입한다. 상부 배기팽창실(e3) 내의 배기가스는 연통구(e4)를 통과해서 오일 케이스(41)에 형성된 제2주배기통로(e5)에 유입하고, 이 곳으로부터 익스텐션 케이스(42)의 배기팽창실(49)에 배출된다.
익스텐션 케이스(42)의 배기팽창실(49)로부터 상방으로 연장되는 부배기통로 (e10)가 상기 제2주배기통로(e5)의 좌측에 평행으로 형성되어 있고, 이 부배기통로 (e10)가, 연통 구멍(e11)을 통해서 오일 케이스(41) 및 배기통로 형성부재(48) 사이에 형성된 제1부배기팽창실(e12)에 연통한다. 제1부배기팽창실(e12)은 오일 케이스 (41) 및 배기통로 형성부재(48) 사이에 형성된, 단면이 좁아지는 효과를 갖는 협폭부(狹幅部)(e13)를 거쳐서, 오일 케이스(41) 및 배기통로 형성부재(48) 사이에 형성된 제2부배기팽창실(e14)에 연통하고, 이 제2부배기팽창실(e14)은 배기통로 형성부재 (48)의 후면에 구성된 배기 출구(e8)에 연통한다. 그리고 제2부배기팽창실(e14)의 하단이 배수 구멍(e9)을 통해서 제2주배기통로(e5)에 연통하고, 또한 배기통로 형성부재(48)에 형성된 부압(負壓) 배출 구멍(e15)을 통해서 상부 배기팽창실(e3) 및 제1부배기팽창실(e12)이 연통한다.
본 제2실시예에 의해서도, 엔진 블록(11)의 뒤쪽의 하부를 후방으로 나오게 함으로써, 엔진 블록(11)에 오일 케이스(41)를 결합하는 오일 케이스 결합면(115)이 커지게 되므로, 이 곳에 제1, 제2주배기통로(e1, e5) 및 냉각수 통로(w1, w4)를 오일 팬(411)의 개구와 간섭하지 않도록 배치하는 것이 용이하게 되고, 그 결과 오일 팬(411)의 개구 면적을 크게 해서 용량을 증가시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 설명했지만, 본 발명은 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지의 설계 변경을 실행할 수 있다.
예를 들면, 실시예에서는 선외기(O)의 버티컬 엔진(E)을 예시했지만, 본 발명은 기타의 임의의 용도의 버티컬 엔진에 대해서 적용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 엔진 블록의 하면에 형성된 오일 팬 결합면에 오일 팬을 결합한 버티컬 엔진이나, 크랭크축의 저널의 축받이 구멍에 급유하는 버티컬 엔진에 적용가능하고, 특히 선외기용의 버티컬 엔진에 대하여 적합하게 적용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 실린더 내경(112)을 일체로 구성하여 크랭크축(15)을 상하 방향을 향해서 지지하는 엔진 블록(11)과,
    엔진 블록(11)에 상하 방향으로 형성한 실린더 헤드 결합면(114)에 결합된 실린더 헤드(12)와,
    엔진 블록(11)에 수평방향으로 형성한 오일 팬 결합면(115)에 결합된 오일 팬(411)을 구비한 버티컬 엔진에 있어서,
    상기 실린더 헤드 결합면(114)과 상호 연속되어 있지 않은 상기 오일 팬 결합면(115)은, 상기 실린더 헤드 결합면(114)의 하방에의 연장선(L)을 넘어서 실린더 헤드(12)의 하방까지 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 버티컬 엔진.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오일 팬(411)을 일체로 포함하는 오일 팬 구성부재 (41)가 주배기통로(e1, e5)의 주위 벽을 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 버티컬 엔진.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 오일 팬 구성부재(41)가 냉각수 통로(w1,w4)의 주위 벽을 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 버티컬 엔진.
  4. 크랭크축(15)을 상하 방향을 향해서 지지하는 버티컬 엔진에 있어서,
    실린더 내경(112) 및 크랭크 케이스(111)를 구비하여 일체로 성형되고, 크랭크축(15)의 하측의 저널(152)을 지지하는 축받이 구멍(119)이 형성된 엔진 블록(11)과,
    엔진 블록(11) 상면의 개구부를 폐쇄하도록 이 엔진 블록(11)에 결합되어서, 크랭크축(15)의 상측의 저널(153)을 지지하는 축받이 구멍(712)이 형성된 상측 커버 (71)와,
    엔진 블록(11)의 하면에 결합된 오일 팬(411)과,
    오일 팬(411) 내의 오일을 피윤활부에 공급하는 오일 펌프(87)와,
    엔진 블록(11) 및 상측 커버(71)에 형성되고, 오일 펌프(87)가 토출한 오일을 크랭크축(15)의 상측의 저널(153)을 지지하는 축받이 구멍(712)에 공급하는 유로 (p3, p9, p10)를 구비한 것을 특징으로 하는 버티컬 엔진.
  5. 제4항에 있어서, 상기 상측 커버(71)에 형성된 유로(p9, p10)의 최하류부(p10)는 이 상측 커버(71)의 축받이 구멍(712)의 내주면으로부터 비스듬하게 상방으로 구멍이 형성된 블라인드 홀로서 구성되는 것을 특징으로 하는 버티컬 엔진.
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