(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｖ型に配置されたバンクの内側に向けて各気筒の排気通路を設け、両バンクの各気筒の排気通路が集合する共通の排気集合通路からなる排気マニホルドユニットを両バンクとは別体に形成し、この排気マニホルドユニットを両バンクの内側の位置で両バンクのシリンダヘッド間に両バンクの各排気通路を連通させるように架け渡して取付け、
前記エンジンは、縦置き配置の船外機用Ｖ型エンジンであって、該エンジンの下端部に前記排気集合通路が連通するエキゾーストガイドが設けられ、前記排気マニホルドユニットとエキゾーストガイドとの接続部分に弾性または可撓性を有する連結ホースを介装させたことを特徴とするＶ型エンジンの排気構造。
【請求項２】
前記排気マニホルドユニットと各バンクのシリンダヘッドとの接合面が、同一平面上に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＶ型エンジンの排気構造。
【請求項３】
前記排気マニホルドユニットと各バンクのシリンダヘッドとの接合面が、相互に傾斜してＶ字状に交差する２平面上に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＶ型エンジンの排気構造。
【請求項４】
両バンクの内側でかつ前記排気マニホルドユニットの内側の空間内にエンジン補機を配置したことを特徴とする請求項１に記載のＶ型エンジンの排気構造。
【請求項５】
前記排気マニホルド周りに排気冷却水路を設け、冷却水は、この排気冷却水路を通過後にシリンダ周りの冷却ジャケットを通過するように冷却水循環経路を構成したことを特徴とする請求項１に記載のＶ型エンジンの排気構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｖ型エンジンの排気管構造に関し、特に船外機に搭載する縦置き配置のＶ型エンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
船外機用エンジンとして２サイクルＶ型エンジンが実用化され、また船外機用４サイクルＶ型エンジンが特開平６−２６４７５７号公報に開示されている。
【０００３】
この公報記載の公知技術によれば、縦置き配置の船外機用４サイクルＶ型エンジンにおいて、Ｖ型に配置した各バンクの内側に排気ポートを設け、この排気ポートに連通する排気マニホルドをシリンダヘッドまたはシリンダブロックと一体に形成してエンジン下方で排気管に接続するとともに、各バンクの外側に吸気ポートおよびこれに連通する吸気系を配置することにより、コンパクトなＶ型エンジン構造を達成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報記載の船外機用Ｖ型エンジンにおいては、排気マニホルドをＶバンク間に形成する場合、鋳造により両バンク間のシリンダヘッドまたはシリンダブロックの側面にこれと一体成型して構成している。このため狭いスペース内に排気マニホルドを形成しなければならず充分な排気通路面積が得られなくなり、またデザイン上の自由度も制約され他のエンジン補機等と関連したレイアウト上の自由度も制約されていた。
【０００５】
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであって、排気マニホルドをＶバンクの内側に効率よく配置するとともに、レイアウト上の自由度を高めることができるＶ型エンジンの排気構造の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、Ｖ型に配置されたバンクの内側に向けて各気筒の排気通路を設け、両バンクの各気筒の排気通路が集合する共通の排気マニホルドユニットを両バンクの内側の位置で両バンクのシリンダヘッド間に架け渡して取付けたことを特徴とするＶ型エンジンの排気構造を提供する。
【０００７】
上記構成においては、シリンダヘッドと別体で形成した、両バンクに共通の１つの排気マニホルドユニットがＶ型バンク間の両シリンダヘッド間に架け渡して取付けられる。排気マニホルドユニットは、シリンダヘッドと別体であり、両シリンダヘッドに跨がって装着されるため、シリンダブロックから空間的に隔てられてシリンダブロックへの熱的影響が軽減され、信頼性の高いピストン動作が達成される。また、排気マニホルドユニットは、Ｖバンク間のエンジンの外側部分に設けられるため、スペース的に余裕ができ充分な排気通路面積が確保されるとともに、レイアウト上の自由度が大きくなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
好ましい実施の形態においては、前記エンジンは、縦置き配置の船外機用Ｖ型エンジンであって、該エンジンの下端部に前記排気マニホルドユニットの排気集合通路が連通するエキゾーストガイドが設けられ、前記排気マニホルドユニットとエキゾーストガイドとの接続部分に弾性または可撓性を有する連結ホースを介装させたことを特徴としている。
【０００９】
さらに好ましい実施の形態においては、前記排気マニホルドユニットと各バンクのシリンダヘッドとの接合面は、同一平面上に形成されることを特徴としている。
別の好ましい実施の形態においては、前記排気マニホルドユニットと各バンクのシリンダヘッドとの接合面は、相互に傾斜してＶ字状に交差する２平面を形成することを特徴としている。
さらに別の好ましい実施の形態においては、両バンクの内側でかつ前記排気マニホルドユニットの内側の空間内にスタータモータ等のエンジン補機を配置したことを特徴としている。
さらに別の好ましい実施の形態においては、エンジンのシリンダ周りに冷却ジャケットを設けるとともに前記排気マニホルドユニットの周囲に排気冷却水路を設け、冷却水は、この排気冷却水路を通過後にシリンダ周りの冷却ジャケットを通過するように冷却水循環経路を構成したことを特徴としている。
【００１０】
【実施例】
図１は、本発明の実施例に係る４サイクル６気筒縦置きＶ型エンジンを搭載した船外機の要部構成図である。また、図２〜図４は図１の船外機の上部、中央部及び下部の詳細構成図である。
【００１１】
この船外機１は、ブラケット２を介して船体後尾の船板３にクランプされ、図示しない油圧シリンダにより又は手動で、チルト軸２ａを中心に回転可能に装着される。船外機１は、さらにスイベル軸４の廻りに回転可能であり、操舵自在に装着される。
【００１２】
この船外機１の外側は、エンジン収納部であるアッパカウリング５ａおよびロアカウリング５ｂからなるカウリング５と、その下側のアッパケーシング６ａおよびロアケーシング６ｂで覆われる。カウリング５内には、６気筒Ｖ型エンジン７が、運転時にクランク軸５２（図２）の軸心１３（図１）がほぼ鉛直方向に配置されるようにした縦置き形式で収納されている。エンジン７の各気筒のシリンダヘッド８には、後述のように、吸気管１１が接続される。図１では、６気筒Ｖ型配置の縦置き３気筒からなる一方のバンクに接続する３本の吸気管１１が示されている。各吸気管１１はサージタンク１０から分岐し、このサージタンク１０には外気に連通する吸気通路９が接続される。吸気通路９上には、吸気量調整用バタフライバルブ等を備えたスロットルボディ６２が装着される。
【００１３】
エンジン７の上部には、フライホイル１２が、クランク軸５２と同軸上にナット５１により締結固定して装着される。フライホイル１２の下部にはプーリ５８が装着されオールタネータ（図示しない）に連結される。フライホイル１２の上部はフライホイルカバー５７で覆われる。プーリ５８の下側のクランク軸５２には、バルブカム駆動用のチェーン６０が装着され、各気筒の吸気弁および排気弁（図示しない）をクランク軸に同期して開閉動作させる。このチェーン６０の途中にはチェーンを円滑に移送するためにチェーンに沿って遊転するアイドラ６１が設けられる。このチェーン６０はチェーンカバー５９で覆われる。
【００１４】
エンジン下部のクランク軸５２の下側には駆動軸１４の頭部５３が連結固定される。駆動軸１４の下端部には、かさ歯車やドッグクラッチ等からなる伝達機構１５が装着され、この伝達機構１５を介して、エンジンの回転が正方向または逆方向に選択されてプロペラ軸１６に伝達される。プロペラ軸１６の後端部にはプロペラ１７が装着される。
【００１５】
エンジン７の各気筒からは、後述のように、排気通路１８が左右バンクの内側に向けて設けられる。各排気通路１８は、左右バンクの後方内側に縦方向に両バンク間に架け渡して取付けた排気マニホルドユニット１７０の排気集合通路１９内で相互に連通する。この排気集合通路１９の周囲には排気冷却水路４４が形成され、この排気冷却水路４４および排気集合通路１９により排気マニホルドユニット１７０が構成される。。この排気マニホルドユニット１７０は、シリンダヘッドおよびシリンダブロックとは別体で形成され、ボルト等によりシリンダヘッドに固定される。
【００１６】
エンジン７はエキゾーストガイド２０を介してアッパケーシング６ａの上面に固定される。また、このエキゾーストガイド２０の下側にはオイルパン２３が取付けられる。エキゾーストガイド２０には、排気通路４３が形成される。前述の左右各バンクの共通の排気マニホルドユニット１７０の排気集合通路１９は、後述のようにゴムホース等を介して、エキゾーストガイド２０の排気通路４３に連通する。エキゾーストガイド２０の下側には排気通路４３に連続して排気管２２が設けられる。この排気管２２は、アッパケーシング６ａ内の主排気室２１内に臨んで配設される。エンジンからの排気は、この主排気室２１に導入され、さらに下方にガイドされてプロペラ軸１６の周囲の環状空間を通過して後端部から水中に排出される。
【００１７】
エキゾーストガイド２０の下部のアッパケーシング６ａ内には、オイルパン２３が設けられ、その内部にオイルストレーナ２４が設けられる。また、クランク軸５２の下端部（駆動軸１４の頭部５３）にはオイルポンプ５０が装着される。オイルパン２３内のオイルはオイルストレーナ２４を介してオイルポンプ５０で吸引されメインオイル通路５５を通してエンジン側に圧送される。メインオイル通路５５からは、各気筒およびバルブカム軸に通ずる分岐オイル通路５６が形成される。オイルは、これらの分岐オイル通路５６を通してエンジン内部のカム軸やクランク軸周囲およびシリンダブロック周囲を循環してオイルパン２３に戻される。
【００１８】
冷却水は、駆動軸１４に連結された冷却水ポンプ２６により、取水口２５から取入れられる。この冷却水は、図の矢印で示すように、上方に導かれ、まず排気集合通路１９の周囲に形成された排気冷却水路４４を通ってこの排気集合通路１９をその下側から冷却し、その上部からシリンダヘッド内に導入されシリンダ周りを冷却する。その後、図のようにＡ、Ｂ２系統に分れ、Ａ系統はオイルパン２３の周囲を冷却して水中に放出され、Ｂ系統は排気管２２の周囲のジャケットを通して主排気室で排気内に放出され、排気と合流して排気とともに、プロペラ軸１６の周囲を通過してその後端部より水中に放出される。
【００１９】
図５は、前記実施例のカウリング内エンジン部分の要部水平断面図であり、Ｆは前側、Ｒは後側を示す。また図６はこのエンジン部分の背面図である。エンジン７は、クランク軸５２から斜め後方に左右両側にＶ型に設けた３気筒づつ縦置き配置した２つのバンク３０ａ，３０ｂからなり、各バンクの各気筒のシリンダヘッド８にはシリンダブロック３１が接合される。各シリンダブロック３１は、クランク軸５２を収容するクランクケース７４に対し、適当な複数箇所に設けたボルト７５（図では１本のみ示す）により、Ｖ型配置形状で組付けられ固定される。このクランクケース７４の両外側にそれぞれ、始動時にフライホイル１２を回転させるためのスタータモータ７２およびその反対側にクランク軸とともに回転する発電機（オールタネータ）７３が設けられる。
【００２０】
各シリンダブロック３１は、前述のように、共通のクランク室３２の斜め後方に向けてＶ型に配置され、内部をピストン３４が摺動する。各ピストン３４とクランク軸５２は、所定のクランク位相差の角度で連接ロッド３３を介して連結される。
【００２１】
左右の各バンク３０ａ，３０ｂにはそれぞれ吸気サージタンク１０および吸気通路１１が設けられ、各気筒の吸気通路３５に連通する。各気筒の吸気通路３５の途中には吸気通路に臨んで燃料噴射弁３８が装着され、また吸気通路端部の吸気ポートのバルブシート７１上には吸気弁３６が装着される。吸気弁３６は、その弁軸上端のバルブリフタ７７を、クランク軸５２に同期して回転するカム軸３７に装着したカム（図示しない）がスプリング７８に抗して押圧することにより、バルブガイド７６に沿って摺動し、クランク回転に同期して開閉動作する。
【００２２】
各気筒のシリンダヘッド８には、両バンクの内側斜め後方に向けて排気通路１８が形成される。この排気通路１８のヘッド内側の端部の排気ポートのバルブシート７１には排気弁３９が装着される。各排気弁３９は吸気弁３６と同様にカム軸４０に装着されたカムにより所定のタイミングで開閉動作する。各シリンダヘッド８の中央部には点火プラグ装着用の孔４１が形成される。
【００２３】
アルミ合金からなるシリンダブロック３１の内面には、ピストン３４の摺動動作を円滑にするために、鋳鉄等からなるシリンダスリーブ７０が圧入される。
【００２４】
左右両バンク３０ａ，３０ｂの背面には、両バンク間に架け渡された排気マニホルドユニット１７０がボルト８０により固定される。この排気マニホルドユニット１７０は、各気筒の排気通路１８に連通する排気通路１１８と、＃１〜＃６気筒の６本の排気通路１１８が両バンク間内側で集合する縦方向に形成された排気集合通路１９と、この排気集合通路１９の周囲に形成された排気冷却水路４４とにより構成される。図５の実施例では、排気マニホルドユニット１７０とシリンダヘッドとの合面（接合面）Ｐは、左右両バンクに対し同一の１つの平面上に形成される。このように排気マニホルドユニット１７０の接合面Ｐを１平面上に形成することにより、排気マニホルドユニット自体の成型が容易になる。
この排気マニホルドユニット１７０の排気集合通路１９は、その下端部でエキゾーストガイド２０の排気通路４３に連通する。
【００２５】
図７は、排気マニホルドユニット１７０とエキゾーストガイド２０との連結部分の詳細断面構成図である。この例では、排気集合通路１９の下端部を、エキゾーストガイド２０の排気通路４３に連通して接合または一体成型したカラー６１に嵌合させ、両者間をゴムホース６２を介して接続させたものである。ゴムホース６２は、締め付けバンド６９および固定具６３により密封的に装着される。さらに、この排気集合通路１９の外周の排気冷却水路４４についても、エキゾーストガイド２０に設けた冷却水通路６５に連通して接合または一体成型したカラー６６に対しゴムホース６７を介して接続させる。このゴムホース６７は、締め付けバンド６９および固定具６８により密封的に固定される。冷却水ポンプ２６（図１参照）から圧送される冷却水は、冷却水通路６５を通り、前述のように、排気集合通路１９の外周の排気冷却水路４４を最初に循環する。
【００２６】
このように、ゴムホース６２、６７を介して排気マニホルドユニット１７０とエキゾーストガイド２０とを接続させることにより、接合部の合面誤差を吸収し、確実な密封接続が達成される。従って、鋳型による接合面に高い加工精度が要求されず、加工や組立が容易にできる。なお、ゴムホースに代えて、樹脂等からなる他の弾力性部材あるいは可撓性部材を使用してもよい。
【００２７】
図８は本発明の別の実施例の要部水平断面図であり、図９はその立面構成図である。この実施例は、左右両バンク３０ａ，３０ｂの内側で排気マニホルドユニット１７０の内側の空間内にスタータモータ７２を配設したものである。このように、エンジン構成に不可欠なスタータモータ７２をＶバンク間のスペース内に配置することにより、カウリング内スペースの有効利用が図られ、特にスペース的制約が大きい船外機において有利になる。なお、スタータモータに代えて他のエンジン補器や部品、例えばバルブカム駆動用チェーンに係合するアイドラ等を配置することもできる。その他の排気マニホルドユニット１７０の構成および作用効果については、前述の実施例と同様である。
【００２８】
図１０は本発明のさらに別の実施例を示す。この実施例は、排気マニホルドユニット１７０と左右両バンク３０ａ，３０ｂとの接合面Ｐが、相互に傾斜したＶ字状平面となるように排気通路同士の接合面を形成したものである。このような構成により、排気マニホルドユニット１７０の取付け位置を両バンク内側の深い位置に配置することができ、船外機エンジンの前後方向の長さを短くすることができる。また、このようなＶ字状接合面を形成することにより、排気マニホルドユニット１７０をシリンダヘッドに取付ける際、シリンダヘッド側のＶ平面がガイド面となって、排気マニホルドユニット１７０の左右および前後方向の位置合せが確実に達成される。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、Ｖバンクの内側に、両バンクに共通の１つの排気マニホルドユニットをシリンダヘッドと別体でシリンダブロックから離れる側に装着しているため、充分な排気通路面積を確保してエンジン性能の向上に寄与するとともに、エンジンに対する排気熱の影響が軽減され、シリンダブロックの熱変形が防止されて信頼性の高いエンジン駆動が達成される。また、排気マニホルドユニットを別体構成とすることにより、シリンダヘッドやその周りの各種機器配置等に対応してマニホルド形状や大きさ及びレイアウトを定めることができデザイン上の自由度が高まる。また、Ｖバンク間の排気マニホルド内側スペース内に各種機器を配置することにより、スペースの有効利用が図られ、エンジンのコンパクト化が達成される。さらに、冷却水循環経路を最初に排気マニホルドを通過するように構成すれば、シリンダブロックに対する排気熱の影響をさらに軽減することができ、シリンダブロックの熱変形防止作用が高まりピストン動作の信頼性がさらに高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成説明図である。
【図２】図１の実施例の上側部分の詳細図である。
【図３】図１の実施例の中央部分の詳細図である。
【図４】図１の実施例の下側部分の詳細図である。
【図５】図１の実施例の要部の水平断面図である。
【図６】図１の実施例のエンジン部分の背面図である。
【図７】図１の実施例の排気マニホルド接続部分の断面図である。
【図８】本発明の別の実施例の要部の水平断面図である。
【図９】図８の実施例のエンジン部分の縦断面図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施例の要部の水平断面図である。
【符号の説明】
１：船外機
７：エンジン
８：シリンダヘッド
１０：サージタンク
１１：吸気管
１８：排気通路
１９：排気集合通路
２０：エキゾーストガイド
２２：排気管
２３：オイルパン
２４：オイルストレーナ
２６：冷却水ポンプ
３０ａ，３０ｂ：バンク
３５：吸気通路
４４：排気冷却水路
５０：オイルポンプ
５５：メインオイル通路
６１：アイドラ
６２：スロットルボディ
７２：スタータモータ
７３：オールタネータ
１１８：排気通路
１７０：排気マニホルドユニット
【図１】
0003615304.tif 000002
【図２】
0003615304.tif 000003
【図３】
0003615304.tif 000004
【図４】
0003615304.tif 000005
【図５】
0003615304.tif 000006
【図６】
0003615304.tif 000007
【図７】
0003615304.tif 000008
【図８】
0003615304.tif 000009
【図９】
0003615304.tif 000010
【図１０】
0003615304.tif 000011