(57)【要約】【課題】エンジンカバーの大型化を抑制し得るように構成された船外機を提供する。【解決手段】シリンダヘッド（１４）に設けられた吸気弁（１７）および排気弁（１８）と、該吸気弁および排気弁を開閉駆動すべくシリンダヘッドに概ね垂直配置されたカム軸（２０）と、吸気弁および排気弁の少なくとも一方の作動特性を変化させるべく油圧駆動される弁作動特性切換装置（２９）と、該弁作動特性切換装置への油圧を制御する切換弁（電磁弁２７）と、シリンダヘッドの側面に固定された排気通路部品（排気マニホルド体２３）とを有する船外機（１）において、シリンダヘッドの側方における前記排気通路部品の上端面に重なる位置（空所Ｇ）に切換弁を配設するものとする。これにより、エンジンにおけるデッドスペースとなる部位に弁作動特性切換装置の制御弁を設置し得るので、エンジンカバーの大型化を招かずに済む。【選択図】      図３
2005016377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに設けられた吸気弁および排気弁と、該吸気弁および排気弁を開閉駆動すべく前記シリンダヘッドに概ね垂直配置されたカム軸と、前記吸気弁および排気弁の少なくとも一方の作動特性を変化させるべく油圧駆動される弁作動特性切換装置と、該弁作動特性切換装置への油圧を制御する切換弁と、前記シリンダヘッドの側面に固定された排気通路部品とを有する船外機であって、
前記切換弁を、前記シリンダヘッドの側方における前記排気通路部品の上端面に重なる位置に配設したことを特徴とする船外機。
【請求項２】
シリンダヘッドに設けられた吸気弁および排気弁と、該吸気弁および排気弁を開閉駆動すべく前記シリンダヘッドに概ね垂直配置されたカム軸と、前記吸気弁および排気弁の少なくとも一方の作動特性を変化させるべく油圧駆動される弁作動特性切換装置と、該弁作動特性切換装置への油圧を制御する切換弁と、前記シリンダヘッドの側面に固定された排気通路部品と、エンジンの排気性状を検知する排気性状センサとを有する船外機であって、
前記切換弁を、前記シリンダヘッドの側方における前記排気通路部品の上端面に重なる位置に配設し、
前記排気性状センサを、前記排気通路部品の上端面に固定したことを特徴とする船外機。
【請求項３】
前記切換弁と前記排気性状センサとを、前後方向に並ぶように配置したことを特徴とする請求項２に記載の船外機。
【請求項４】
前記排気通路部品を、前記シリンダヘッドとの結合部から前記カム軸の側方へ延出し、前記エンジンの排気性状センサを、前記排気通路部品のカム軸側の端部に配設したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の船外機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機に関し、より詳しく言うと、吸気弁または排気弁の弁作動特性を回転速度に応じて可変制御可能なエンジンを備えた船外機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
低燃費と、より広い運転範囲に渡る高出力とを両立するために、混合気の供給と燃焼ガスの排出とをコントロールする吸気弁並びに排気弁の作動特性を、エンジンの運転状態に応じて可変制御し得るように構成した弁作動特性切換装置が知られている（特開２０００−１８６５１６号公報を参照されたい）。
【０００３】
他方、空燃比を最適制御して燃焼効率をより一層向上させるために、排気性状センサを排気通路の適宜な位置に設ける必要がある（特開平７−３０１１３５号公報を参照されたい）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１８６５１６号公報
【特許文献２】
特開平７−３０１１３５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記特許文献１に開示された従来の構造によると、弁作動特性切換装置を制御する切換弁をその内部に収容する都合上、動弁機構を覆うヘッドカバーが大型化せざるを得ない。これはエンジンカバーが大型化してチルトアップ時のオーバーハング量の増大に繋がるので、エンジンカバーの外形輪郭をできるだけコンパクト化したい船外機にあっては好ましいことではない。また、排気性状センサは、排気通路部品から突出して取り付けざるを得ないため、これもエンジンカバーのコンパクト化を阻害する要因となり得る。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、エンジンカバーの大型化を抑制し得るように構成された船外機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、本発明の請求項１は、シリンダヘッド（１４）に設けられた吸気弁（１７）および排気弁（１８）と、該吸気弁および排気弁を開閉駆動すべくシリンダヘッドに概ね垂直配置されたカム軸（２０）と、吸気弁および排気弁の少なくとも一方の作動特性を変化させるべく油圧駆動される弁作動特性切換装置（２９）と、該弁作動特性切換装置への油圧を制御する切換弁（電磁弁２７）と、シリンダヘッドの側面に固定された排気通路部品（排気マニホルド体２３）とを有する船外機（１）において、シリンダヘッドの側方における前記排気通路部品の上端面に重なる位置（空所Ｇ）に切換弁を配設したことを特徴とするものとした。
【０００８】
このようにすれば、エンジンにおけるデッドスペースとなる部位に弁作動特性切換装置の制御弁を設置し得るので、エンジンカバーの大型化を招かずに済む。
【０００９】
本発明の請求項２は、シリンダヘッドに設けられた吸気弁および排気弁と、該吸気弁および排気弁を開閉駆動すべくシリンダヘッドに概ね垂直配置されたカム軸と、吸気弁および排気弁の少なくとも一方の作動特性を変化させるべく油圧駆動される弁作動特性切換装置と、該弁作動特性切換装置への油圧を制御する切換弁と、シリンダヘッドの側面に固定された排気通路部品と、エンジンの排気性状を検知する排気性状センサ（２８）とを有する船外機において、シリンダヘッドの側方における排気通路部品の上端面に重なる位置に切換弁を配設し、排気通路部品の上端面に排気性状センサを固定したことを特徴とするものとした。これにより、エンジンにおける弁作動特性切換装置の油圧制御弁および排気性状センサを、エンジンカバーと干渉しない位置に設置し得るので、エンジンカバーの大型化を招かずに済む。
【００１０】
本発明の請求項３は、上記請求項２の構成に加えて、切換弁と排気性状センサとを前後方向に並ぶように配置したことを特徴とするものとした。これにより、エンジンカバーの幅方向寸法の増大を抑制しつつエンジンカバー内のスペース効率を高めることができる。
【００１１】
本発明の請求項４は、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の船外機において、シリンダヘッドとの結合部からカム軸の側方へ排気通路部品を延出し、排気通路部品のカム軸側の端部にエンジンの排気性状センサを配設したことを特徴とするものとした。これにより、排気通路の管長を確保するために生じたデッドスペースとなる空間を有効利用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明の構成を詳細に説明する。
【００１３】
図１並びに図２は、本発明に基づいて構成された船外機のエンジン回りを示している。この船外機１は、スターンブラケット２を介して船尾板３に取り付けられる公知形式のものであり、そのエンジン４は、水平方向のチルト軸５回りで回動自在なようにスターンブラケット２に連結されたスイベルケース６と実質的に一体をなすマウントケース７上に搭載されている。そしてマウントケース７上に搭載されたエンジン４の略全体は、着脱自在なエンジンカバー８で覆われている。
【００１４】
マウントケース７は、エクステンションケース９の上端に結合され、スクリューに至る駆動軸１０とクランク軸１１とがその内側で連結されている。
【００１５】
エンジン４は、例えば直列４気筒のバーチカルクランク軸エンジンであり、クランクケース１２、シリンダブロック１３、及びシリンダヘッド１４を有しており、航行時にはクランクケース１２側が前方を向くように配置されている。またシリンダヘッド１４には、吸気ポート１５及び排気ポート１６との連通が吸気弁１７及び排気弁１８で断続される燃焼室１９が画成されている（図２）。そしてシリンダヘッド１４の図における右端面には、吸気弁１７を開弁駆動するカム軸２０ｓ及び排気弁１８を開弁駆動するカム軸２０ｅを覆うヘッドカバー２１が、シリンダヘッド１４との間にガスケット７２（図５）を挟み込んだ状態で結合されている。
【００１６】
クランクケース１２、シリンダブロック１３、及びシリンダヘッド１４の一側面には、吸気ポート１５へ混合気を供給する吸気装置２２が対向して配設されている。そしてシリンダヘッド１４の他側面には、排気ポート１６から燃焼ガスを排出する排気マニホルド体２３が配設されている。
【００１７】
排気マニホルド体２３には、シリンダヘッド１４の排気ポート１６の開口面に対する結合端から、シリンダ軸に概ね平行にカム軸を覆うヘッドカバー２１の側方へ向けて延出された気筒毎の排気通路２４と、各排気通路２４の下流端に接続されてクランク軸１１（カム軸）と略平行に延在する排気チャンバ２５と、排気通路２４および排気チャンバ２５の周囲をくるむウォータジャケット２６とが形成されている。そして排気チャンバ２５の反クランクプーリ側の端部、即ち下端がマウントケース７の上面に接続され、エクステンションケース９内に燃焼ガスを排出するようになっている。なお、排気マニホルド体２３のマウントケース７の上面との接続部には、シリンダヘッド１４のクランクプーリ側の端部に設けられたサーモスタットケース７３からのエンジン冷却水を流出させるホース７４も接続されている。
【００１８】
図３に示すように、シリンダヘッド１４のクランクプーリ側の端面、即ち上端面と排気マニホルド体２３の上端面とは、クランク軸１１の軸線方向についてオフセットしており、このオフセットにより、シリンダヘッド１４の他側面における上端部には、空所Ｇが画成されている。この空所Ｇには、後記する弁作動特性切換装置を制御する電磁弁２７が固定されている。また排気マニホルド体２３の上端面におけるカム軸寄りの端部には、排気性状センサ２８が、電磁弁２７と隣接する位置に固定されている。
【００１９】
このエンジン４の吸気弁１７には、弁作動特性切換装置２９が設けられている。以下に図４を参照して弁作動特性切換装置２９について概略説明する。なお、弁作動特性切換装置２９は全気筒に等しく設けられているが、その１つについてのみ以下に説明する。
【００２０】
図４に示したように、吸気カム軸２０ｓには、作動角及びリフト量が相対的に小さい２つの低速カム３１ａ・３１ｂと、これらの低速カム３１ａ・３１ｂに挟まれた作動角及びリフト量が相対的に大きい１つの高速カム３２とが、一体形成されている。そして吸気カム軸２０ｓの下方には、吸気カム軸２０ｓと平行に延設されたロッカシャフト３３上に、３つのロッカアーム３４ａ・３５・３４ｂが互いに隣接して揺動自在にかつ相対角変位可能に枢支されている。これらのロッカアーム３４ａ・３５・３４ｂは、それぞれ対応するカム３１ａ・３２・３１ｂによって揺動駆動される。
【００２１】
低速カム３１ａ・３１ｂで駆動される低速ロッカアーム３４ａ・３４ｂは、基本的に同一形状をなし、その各遊端に、閉弁方向へ常時ばね付勢された２つの吸気弁１７のステム端が当接している。また、高速カム３２で駆動される高速ロッカアーム３５は、図示されていないばね手段によって高速カム３２との摺接状態が常時維持されている。
【００２２】
互いに隣接する３つのロッカアーム３４ａ・３５・３４ｂの内部には、それらを相対角変位し得る状態、即ち低速モードと、一体的に揺動し得る状態、即ち高速モードとに切換えるために、以下に詳述する連結切換機構が設けられている。
【００２３】
図４に於ける左側の低速ロッカアーム３４ａには、中央の高速ロッカアーム３５側に開口する有底の第１ガイド孔３６が、ロッカシャフト３３の軸線と平行に形成され、かつその中に第１切換ピン３７が摺合している。高速ロッカアーム３５には、高速カム３２のベース円部分がカムスリッパに摺接する静止位置において第１ガイド孔３６と同心をなす第２ガイド孔３８が貫通して形成され、かつその中に、第１切換ピン３７にその一端を当接させた状態の第２切換ピン３９が摺合している。
【００２４】
図４に於ける右側の低速ロッカアーム３４ｂには、左側の低速ロッカアーム３４ａと同様の実質的に有底の第３ガイド孔４０が形成され、かつその中に、第２切換ピン３９の他端にその一端を当接させた状態のストッパピン４１が摺合している。ストッパピン４１は、圧縮コイルばね４２によって高速ロッカアーム３５側に常時弾発付勢されている。
【００２５】
ロッカシャフト３３内には、オイルパンからポンプＰが汲み上げたエンジンオイルを供給するための給油通路４３が形成されている。この給油通路４３は、第１ガイド孔３６の底部に連通すると共に、ロッカシャフト３３と各ロッカアーム３４ａ・３５・３４ｂとの間、各カム３１ａ・３２・３１ｂとカムスリッパとの摺接面、及びカムジャーナルへエンジンオイルを供給する通路（図示せず）に連通している。
【００２６】
上記の連結切換機構は、エンジン４の運転状態に応じて電磁弁２７を開閉制御して給油通路４３から第１ガイド孔３６内の第１切換ピン３７に作用させる油圧を断続させることによって作動する。
【００２７】
低速モード時は、第１切換ピン３７に高油圧を作用させずにおけば、各ピン３７・３９・４１が圧縮コイルばね４２の弾発力によって各ガイド孔３６・３８・４０にそれぞれ整合した位置となる（図４の状態）。この状態では、各ロッカアーム３４ａ・３５・３４ｂは互いに相対角変位可能である。従って、高速カム３２で駆動される高速ロッカアーム３５は、他のロッカアーム３４ａ・３４ｂに何ら影響を及ぼさず、揚程と開弁角度が比較的小さい低速カム３１ａ・３１ｂによって揺動駆動される低速ロッカアーム３４ａ・３４ｂを介して２つの吸気弁１７が同時に開弁駆動される。
【００２８】
高速モード時は、給油通路４３から第１切換ピン３７に高油圧を作用させると、第２切換ピン３９及びストッパピン４１が圧縮コイルばね４２の弾発力に抗して押し出される。これにより、第１・第２切換ピン３７・３９が互いに隣り合うロッカアーム３４ａ・３５・３４ｂ同士間にまたがった状態となる。従って、３つのロッカアーム３４ａ・３５・３４ｂが連結されて一体的に揺動可能となり、揚程と開弁角度が比較的大きい高速カム３２によって２個の吸気弁１９が同時に開弁駆動される。
【００２９】
次に、上述した弁作動特性切換装置２９を低速モードと高速モードとに切り換えるための電磁弁２７について説明する。この電磁弁２７は、図５に示すように、バルブボディ５１と、互いに平行な軸線上を移動可能にバルブボディ５１内に受容されたスプール弁５２及びパイロット弁５３と、パイロット弁５３を駆動するためのソレノイド５４とからなっている。
【００３０】
ソレノイド５４は、バルブボディ５１のカム軸２０側の端面、即ち上端面に固着されている。このソレノイド５４の空心内には、圧縮コイルばね５５で常時下向きに弾発付勢され、且つパイロット弁５３と結合されたプランジャ５６が装着されている。これにより、パイロット弁５３の下端は、スプール弁５２にパイロット圧を供給するパイロット油路上流側５７の出口に設けられたオリフィス５８の開口に押し当てられている。
【００３１】
バルブボディ５１のシリンダヘッド１４との接合面には、上から順に、エンジンオイルのリターン通路５９に連なるドレンポート６０、ロッカシャフト３３内の給油通路４３への供給路６１に連なる出力ポート６２、及びポンプＰからのエンジンオイルの吐出路６３に連なる入力ポート６４がそれぞれ開口している。これらのうち、入力ポート６４は、パイロット油路上流側５７に直接連通し、出力ポート６２は、オリフィス６５を介してパイロット油路上流側５７に連通している。
【００３２】
スプール弁５２には、上から順に、ピストン部６６、入出力ポート間連通用環状凹部６７、及び入出力ポート間遮断用ランド部６８が直列に形成されると共に、その下端側に縮設された圧縮コイルばね６９により、常時上向きに弾発付勢されている。
【００３３】
この電磁弁２７は、図５に示す消磁状態にあっては、プランジャ５６を介して加わるコイルばね５５の下向き弾発力により、パイロット弁５３がオリフィス５８を閉止している。従って、入力ポート６４からパイロット油路上流側５７に作用する高油圧は、そこで閉止されている。またこの状態では、コイルばね６９の上向き弾発力で上動しているスプール弁５２のランド部６８が、入力ポート６４と出力ポート６２との間の直接的な連通を閉止している。従って、入力ポート６４からパイロット油路上流側５７に流入したエンジンオイルは、動弁機構の潤滑に必要な油量だけがオリフィス６５を介して出力ポート６２に流入するので、出力ポート６２には高油圧が作用せず、弁作動特性切換装置２９は低速モードに保持される。
【００３４】
ソレノイド５４に通電すると、コイルばね５５の付勢力に抗してプランジャ５６が上動し、これに連れてパイロット弁５３が上動する。これにより、オリフィス５８が開くので、パイロット油路上流側５７に作用していた高油圧が、バルブボディ５１に斜め下向きに穿設されたパイロット油路下流側７０を経てスプール弁５２のピストン部６６上面に作用する。この高油圧により、コイルばね６９の弾発力に抗してスプール弁５２が下動する。すると、ランド部６８が下動し、入力ポート６４と出力ポート６２との間が環状凹部６７を介して直接連通する。これにより、出力ポート６２に高油圧が流入し、各切換ピン３７・３９が図中で右動して高速モードとなる。この時の余剰油は、ピストン部６６に穿設されたオリフィス７１を介してドレンポート６０から流出する。
【００３５】
さて、エンジンカバー８の外形輪郭をできるだけコンパクト化したい船外機１にあっては、上記の電磁弁２７がエンジン４の外形輪郭から突出することは好ましいことではない。そこで本発明においては、排気マニホルド体２３の上端面とシリンダヘッド１４の上端面とのクランク軸方向オフセットによって画成された空所Ｇに、排気マニホルド体２３の上端面に重なるように電磁弁２７を配置すると共に、電磁弁２７の前方に排気性状センサ２８を配置するものとした。特に、シリンダヘッド１４との結合部からカム軸２０の側方へ延出された排気マニホルド体２３のカム軸側の端部に排気性状センサ２８を配設して、排気通路２４の管長を確保するために生じた空所を有効に活用するものとした。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述した通り本発明によれば、シリンダヘッドの側面の上端部に形成された通常ならばデッドスペースとなる空所に電磁弁と排気性状センサとを互いに前後に隣接配置するものとしたので、船外機用エンジンのクランクプーリ側端面の外形輪郭の増大を招かずに電磁弁と排気性状センサとをエンジンに取り付けることができる。従って、本発明により、船外機のコンパクト化を推進する上に多大な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された船外機の一部切除して示す要部側面図
【図２】本発明が適用された船外機の一部切除して示す上面図
【図３】本発明が適用された船外機用エンジンの排気側の要部側面図
【図４】弁作動特性切換装置の構成図
【図５】電磁弁の構造図
【符号の説明】
１  船外機
１４  シリンダヘッド
１７  吸気弁
１８  排気弁
２０  カム軸
２３  排気マニホルド体
２７  電磁弁
２８  排気性状センサ
２９  弁作動特性切換装置
Ｇ  空所
【図１】
2005016377.tif 000003
【図２】
2005016377.tif 000004
【図３】
2005016377.tif 000005
【図４】
2005016377.tif 000006
【図５】
2005016377.tif 000007