(57)【要約】【課題】  アルミ合金製の船外機用水冷エンジンにステンレス鋼製のガスケットを使用する場合に、両材料の電位差による腐食を防止すること。【解決手段】  アルミニウム合金で製造されたシリンダブロック21、シリンダヘッド22、クランクケース23、マウントケース２ａまたはオイルパン８の相互の結合部をシールするためのガスケット71、72、74であって、ステンレス鋼製の基材の表面に、亜鉛またはアルミニウムのフレークと珪酸塩素樹脂を含む液を焼付けて、電食防止被膜を形成させ、更にその上に、アルミニウムのフレークと珪酸塩素樹脂を含む液を焼付けて、シール被膜を形成させる。【選択図】          図２
2005273774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体にブラケットを介して取付けられるケース組立体と、上記ケース組立体の上面に着脱自在なエンジンカバーとによって形成されるエンジン室内に、クランク軸およびカム軸を上下方向に向け配置して取付けられる水冷エンジンに適用され、非鉄金属で製造されたシリンダブロック、シリンダヘッド、クランクケース、マウントケースまたはオイルパンの相互の結合部をシールするためのガスケットであって、
鉄系金属製のガスケット基材と、上記ガスケット基材の表面に形成された電気化学的腐食防止被膜と、上記電気化学的腐食防止被膜の表面に形成されたシール被膜とを備えたことを特徴とする船外機用水冷エンジンのガスケット。
【請求項２】
上記非鉄金属がアルミニウム合金であり、かつ上記鉄系金属がステンレス鋼であることを特徴とする請求項１記載の船外機用水冷エンジンのガスケット。
【請求項３】
上記電気化学的腐食防止被膜がアルミニウム合金または亜鉛合金を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の船外機用水冷エンジンのガスケット。
【請求項４】
上記電気化学的腐食防止被膜が珪酸塩系樹脂を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の船外機用水冷エンジンのガスケット。
【請求項５】
上記シール被膜がアルミニウム合金を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４いずれか記載の船外機用水冷エンジンのガスケット。
【請求項６】
上記シール被膜が珪酸塩系樹脂を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４いずれか記載の船外機用水冷エンジンのガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶推進用として船尾に着脱自在に取付けられる船外機用エンジンに関し、特にそのガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
船外機は、船体にブラケットを介して取付けられるケース組立体と、そのケース組立体の上面に着脱自在なエンジンカバーと、それらケース組立体とエンジンカバーとによって画成されるエンジン室内に配置されたエンジンとから成る。上記ケース組立体には、横断面の外形がほぼ翼状をなす垂下部分が、エンジン室部分から下方に連接されており、その垂下部分内に、エンジンの出力軸に連結された駆動軸が上下方向に配置され、その下端に前後方向に向けて連結されたプロペラ軸にプロペラが設けられている。
【０００３】
したがって船外機用のエンジンとしては、クランク軸を上下方向に配置した垂直軸型のエンジンが採用され、かつ多気筒エンジンの場合には、各シリンダの中心線を前後方向に水平に向け、これらのシリンダを上下に並べて配設することが行なわれている。
【０００４】
さて、エンジンでは、シリンダブロックとシリンダヘッドを組合わせて、内部に燃焼室を形成する。この燃焼熱を冷却するため、船外機等の船舶推進用エンジンでは、一般に２ＰＳ前後の小馬力のものでは空冷エンジン、それよりも大きいクラスでは水冷エンジンが採用されている。水冷エンジンでは、冷却水として船外の水を船外機下部の没水部分から冷却水ポンプで取入れ、上昇通路を介してエンジンに向けて送出し、エンジン下部から燃焼室周り（シリンダブロック、シリンダヘッド）の冷却ジャケットに供給して、それらを冷却する。そして、熱交換後の排水を再び船外機下部に流下させ、外部に排出する。
【０００５】
また、エンジンの形成として４ストロークエンジンを採用する場合、エンジン各部を潤滑するために、オイルパンを備える。
【０００６】
そして、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間には、燃焼ガスの漏洩を防止するためのガスケットが設けられている。またシリンダブロックとケース組立体のマウントケースとの間やマウントケースとオイルパンとの間にも、オイル漏れ防止のガスケットが介在している。これらのガスケットには、前述の冷却水の通路として開口が設けられていたり、排気ガスと混じったミスト状の冷却水雰囲気にガスケット端面が曝されていたりしていた。
【０００７】
ガスケットは一般的にステンレス製である。一方、シリンダブロック、シリンダヘッド、オイルパン等の各エンジン部品は、軽量化のためにアルミニウム合金が用いられている。したがって、ガスケットと他のエンジン部品との間で電位差が出じ、腐食の原因となっていた。
【０００８】
従来の船外機用エンジン部品の電気化学的腐食を防止する手段として、水冷エンジンにおける第１および第２の非鉄金属表面の電解溶液電位とほぼ等しい電解溶液電位を有し、上面と下面とを備えた金属製薄板から成るコアと、上記コアの上面に固定配設された第１層および前記コアの下面に固定配設された第２層を有する表装素材とを備えて成る船舶エンジン用アルミコアシリンダヘッドガスケットが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
具体的には、シリンダヘッドとシリンダブロックがアルミニウムで鋳造成形され、ボルトにより互いに結合されている。シリンダヘッドとシリンダブロックの間に配されるガスケットは、アルミニウム製のコアと、水密シールを形成する耐熱アラミド繊維や合成エラストマー等から成る第１、第２の上下層と２つの冷却液用開口と、ステンレス鋼から成る燃焼室用シールとを有する。すなわち、ガスケットの中にアルミニウムコア材を挟み込むことにより、シリンダブロック等のエンジン部品と電位を等しくすることを意図したものである。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−１１０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のような構成のガスケットは構造が複雑なため製造が困難であり、コストも嵩むという問題があった。また、コアにしたアルミニウム材自体が電気化学的に腐食してしまうという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、船体にブラケットを介して取付けられるケース組立体と、上記ケース組立体の上面に着脱自在なエンジンカバーとによって形成されるエンジン室内に、クランク軸およびカム軸を上下方向に向け配置して取付けられる水冷エンジンに適用され、非鉄金属で製造されたシリンダブロック、シリンダヘッド、クランクケース、マウントケースまたはオイルパンの相互の結合部をシールするためのガスケットであって、鉄系金属製のガスケット基材と、上記ガスケット基材の表面に形成された電気化学的腐食防止被膜と、上記電気化学的腐食防止被膜の表面に形成されたシール被膜とを備えたことを特徴とする船外機用水冷エンジンのガスケットである。
【００１３】
次に請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、上記非鉄金属がアルミニウム合金であり、かつ上記鉄系金属がステンレス鋼であることを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項３記載の発明は、前記請求項１または請求項２記載の発明において、上記電気化学的腐食防止被膜がアルミニウム合金または亜鉛合金を含むことを特徴とするものである。
【００１５】
更に請求項４記載の発明は、前記請求項１または請求項２記載の発明において、上記電気化学的腐食防止被膜が珪酸塩系樹脂を含むことを特徴とするものである。
【００１６】
更にまた請求項５記載の発明は、前記請求項１ないし請求項４いずれか記載の発明において、上記シール被膜がアルミニウム合金を含むことを特徴とするものである。
【００１７】
そして請求項６記載の発明は、前記請求項１ないし請求項４いずれか記載の発明において、上記シール被膜が珪酸塩系樹脂を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明においては、船外機用水冷エンジンの非鉄金属製部材相互の結合部をシールするガスケットが、鉄系金属製のガスケット基材と、上記ガスケット基材の表面に形成された電気化学的腐食防止被膜と、上記電気化学的腐食防止被膜の表面に形成されたシール被膜とを備えているので、ガスケットのガスケット基材が鉄系金属であり、それらの両面に接触する部材が非鉄金属製であっても、電気化学的腐食の発生を防止しながらシール性も確保される。
【００１９】
次に請求項２記載の発明は、上記非鉄金属がアルミニウム合金であり、かつ上記鉄系金属がステンレス鋼であるので、通常使用される一般的材料で製造される船外機用水冷エンジンで、発明を実施することができる。
【００２０】
また、請求項３記載の発明では、上記電気化学的腐食防止被膜がアルミニウム合金または亜鉛合金を含むので、電気化学的腐食防止被膜においては、亜鉛合金やアルミニウム合金が鉄の代わりに陽極となり、犠牲防食作用により鉄素地の腐食を防止する電気的防錆作用を生じる。
【００２１】
更に請求項４記載の発明は、上記電気化学的腐食防止被膜が珪酸塩系樹脂を含むので、電気化学的腐食防止被膜においては、水、酸素や電解質等の接触や侵入によって、亜鉛やアルミニウムの塩基性生成物や塩化物が生成され、これらの腐食性生成物が被膜のピンホールを封鎖し、鉄のさび生成因子の浸入を遮断する化学的防錆作用を有する。
【００２２】
そして請求項５および請求項６記載の発明では、上記シール被膜がアルミニウム合金および珪酸塩系樹脂を含むので、電気化学的腐食防止被膜の上に、燐片状のアルミニウム合金が数十層に積層され、ベース被膜の表面と隙間部をシールした形となり、外部から錆生成因子が侵入するのを防止するとともに、亜鉛の白錆生成を抑制する。また電気化学的腐食防止に傷が付きにくくなり、被膜全体が強固になる。更に、これと接触するアルミニウム部材の電気化学的腐食による孔食を低減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は本発明の一実施形態を適用した船外機１の側面図で、図において左側を前方すなわち船体側として船尾に取付けられる。この船外機１はケース組立体２と、そのケース組立体２の上方開口部を覆うエンジンカバー３と、ケース組立体２の上部にそのケース組立体２とエンジンカバー３とによって形成されるエンジン室４内に配置された水冷エンジン５とから成っている。
【００２４】
ケース組立体２は、マウントケース２ａと、その下端に取付けられたエクステンションケース２ｂと、そのまた下端に取付けられたギヤケース２ｃと、エクステンションケース２ｂの上部およびマウントケース２ａを囲んで取付けられたアンダーカバー２ｄとから成っている。エンジンカバー３は前端部と後端部をそれぞれ着脱装置６を介してケース組立体２のアンダーカバー２ｄに着脱自在に固定され、その下縁をアンダーカバー２ｄの上縁７に沿わせて取付けられている。
【００２５】
水冷エンジン５はケース組立体２のマウントケース２ａに取付けられており、そのマウントケース２ａの下端にオイルパン８が取付けられて下方に延出している。後述するように、水冷エンジン５のクランク軸は上下方向に指向し、そのクランク軸に歯車伝動機構を介して連設された駆動軸10がマウントケース２ａから延出し（図２参照）、ケース組立体２のエクステンションケース２ｂ、ギヤケース２ｃの内部を下方に延びている。駆動軸10の下端に、後方へ向かって延びるプロペラ軸11が傘歯車機構12を介して連結され、そのプロペラ軸11の後部へ突出した後端部に、プロペラ13が固定されている。14は取水管で、ケース組立体２のギヤケース２ｃ下部外面から取入れられた水が、冷却水ポンプ15によりエンジン冷却水として取水管14を経て水冷エンジン５に送り込まれる。14ａはフィルタである。
【００２６】
16は水冷エンジン５の排気管で、排気は図に点線で示すようにプロペラ13のボス部を通って後方の水中に排出される。冷却排水も排気と同様にプロペラ13のボス部を通って後方の水中に排出される。
【００２７】
ケース組立体２のマウントケース２ａ前面にはスイベル軸17を介してスイベルケース18が枢着されており、そのスイベルケース18の前端部はチルト軸19を介して、スターンブラケット20に枢着される。したがって、スターンブラケット20により船体に取付けられた船外機１は、スイベル軸17のまわりに水平方向に回動できるとともに、チルト軸19のまわりに上下方向に傾動できる。
【００２８】
図２は水冷エンジン５の縦断側面図、図３は同じく水平断面図である。この水冷エンジン５は３気筒４ストロークエンジンで、その本体部分はシリンダブロック21とシリンダヘッド22とクランクケース23とから成り、クランクケース23を前方にシリンダヘッド22を後方に配してエンジン室４内に納められている。シリンダブロック21には３個のシリンダ24が設けられ、これらのシリンダ24はそれぞれ前後方向に水平に延び、かつ互いに上下方向に一列に配列されている。各シリンダ24内のピストン25に連接棒26を介して連結されたクランク軸27は、シリンダブロック21とクランクケース23によって画成されたクランク室28内を上下方向に延びている。クランク室28の下部はオイルパン８に連通している。
【００２９】
シリンダヘッド22には各シリンダ24毎に、右側に吸気ポート29、左側に排気ポート30が設けられ、それぞれ吸気弁31および排気弁32によって燃焼室33に向けて開閉される。空気取入管34、気化器35および吸気管36から成る吸気系統がエンジン本体の右側面に沿わせて前後方向に配設され、前記吸気ポート29に接続されている。シリンダブロック21の後部左側面に上下方向に延びる排気通路37が形成され、この排気通路37に前記排気ポート30が連通している。この排気通路37はまた前記排気管16に連通している（図３参照）。
【００３０】
エンジン本体の前方上部にはクランク軸27によって駆動される充電用の発電機38が設けられており、その発電機38によって充電されるバッテリにより給電駆動されるスタータモータ39が、クランクケース23の前面に設けられている。40は電装品ボックスである。
【００３１】
シリンダヘッド22とシリンダヘッドカバー41とで形成されたカム室42内にカム軸43が配設されている。このカム軸43は上下一列に並列された３個のシリンダ24に沿って上下方向に指向しており、図２に示されているように、上下両端部をそれぞれ上端軸受44および下端軸受45によりシリンダヘッド22に軸支されるとともに、中間部を中間軸受46、46によって、シリンダヘッド22に設けられた支承壁47、47に軸支されている。
【００３２】
カム軸43は、その上端に設けられたドリブンプーリ48とクランク軸27の上端部に設けられたドライブプーリ49との間に掛け渡されたベルト50（図２）を介して、周知のようにクランク軸27によって回転駆動される。カム軸43に平行に左右２本のロッカ軸51が設けられており、そのロッカ軸51に揺動自在に枢支されたロッカアーム52がカム軸43のカム53に摺接して揺動し、吸気弁31および排気弁32を開閉させる。
【００３３】
上述した水冷エンジン５の各部分の潤滑は、前記オイルパン８に貯溜されたオイルを潤滑させて行なわれる。このためにカム軸43の下方にトロコイド式のオイルポンプ54が配設され、そのオイルポンプ54のロータ軸55は、その上端がカム軸43の下端に係合していて、オイルポンプ54はカム軸43によって駆動される。図２に示すように、エンジン本体の片側下部にシリンダブロック21の後部からシリンダヘッド22の前部へ貫通する吸入油路56が設けられており、その吸入油路56の後端がオイルポンプ54の吸入口57に接続されている。吸入油路56の前端は、マウントケース２ａを貫いてオイルパン８内に貯溜された潤滑油58中に上下方向に延びる吸入管59の上端に接続され、その吸入管59の下端にはスクリーン状のオイルストレーナ60が設けられている。
【００３４】
オイルポンプ54の吐出口は図示しない吐出油路に接続されている。その吐出油路はエンジン本体の他側下部を前記吸入油路56に平行に前方に延び、その前端は、上下に並列されたシリンダ24、24、24の側方を上下方向に貫いてシリンダブロック21に穿設された、図示しない主油路の下端部に連通している。前述したように、船外機のエンジンにおいては、潤滑油の管理が重要で常に新鮮な潤滑油を各潤滑部に供給しなければならないので、この主油路にオイルフィルタ64が挿入されている（図３参照。）。
【００３５】
以上詳述した水冷エンジン５を構成する部品の大部分は、軽量化のためにアルミニウム合金で製造されている。
【００３６】
さて、シリンダブロック21とシリンダヘッド22との間には、燃焼ガスの漏洩を防止するためのガスケット71が設けられている。またシリンダブロック21とクランクケース23との間やシリンダブロック21とケース組立体２のマウントケース２ａとの間、更にはマウントケース２ａとオイルパン８との間にも、オイル漏れ防止のガスケット72、73、74が介在している（図２参照。）。それらのうち、具体例としてオイルパン８上縁のガスケット74について以下に説明する。
【００３７】
図４はオイルパン８の平面図である。図中符号Ｆは前方、Ｒは後方を示す。また66はオイルパン容積部、67および68はオイルパン８の外側にいずれも一体に形成された水通路および排気通路をそれぞれ示す。69は油抜き栓、70はガスケット合わせ面である。
【００３８】
次に図５は、上記オイルパン８の上面に配されるガスケット74の平面形状を示す図である。このガスケット74はオイルパン８の上面だけでなく、その外方のエクステンションケース２ｂの上面も含めてマウントケース２ａ下面との間をシールするようになっている。図中最も外側の実線74ａとそのすぐ内側の鎖線74ｂとの間がエクステンションケース２ｂの上面に当接し、鎖線74ｃと実線74ｄの間がオイルパン８の上面に当接する部分である。
【００３９】
また図中符号74ｅはボルト孔、74ｆは排気流通孔、74ｇは排水流通孔である。そして鎖線74ｂと鎖線74ｃとの間、すなわちオイルパン８の外方のエクステンションケース２ｂ内部のうち、鎖線74ｈよりも後方（図の下方）は排気エリアであり、二点鎖線74ｈの前方（図の上方）は排水エリアである。
【００４０】
ガスケット74はステンレス鋼をガスケット基材として製作される。一方オイルパン８、マウントケース２ａ等は前述のとおりアルミニウム合金製である。したがってガスケット74とオイルパン８、マウントケース２ａとの間に電位差が生じ、微小な電流が流れる。図６は、そのような電気伝導経路を模式的に示す図である。すなわち電流は、図中に点線で示されるように、オイルパン８のガスケット合わせ面70から直接ガスケット74へ流れる系統、オイルパン８からボルト76を経てガスケット74へ流れる系統、オイルパン８からボルト76、マウントケース２ａを経てガスケット74へ流れる系統、更にオイルパン８からボルト76、マウントケース２ａ、ストレーナボルト77を経てガスケット74へ至る系統の、合計４系統の経路を経て、オイルパン８からガスケット74へ流れる。そして、もしガスケット74の表面が処理されないステンレス鋼のままならば、オイルパン８、マウントケース２ａとガスケット74が接する面に激しい電気化学的腐食が生じる。
【００４１】
そこで本実施形態のガスケットでは、ステンレス鋼製のガスケット基材の表面にベースコートとして電気化学的腐食防止被膜を形成するとともに、更にその電気化学的腐食防止被膜の表面に、シール被膜を形成させる。図７は、本実施形態のガスケットの横断面を示す模式図である。図中81はステンレス鋼製のガスケット基材、82はそのガスケット基材81の表面に形成された電気化学的腐食防止被膜、83はその電気化学的腐食防止被膜82の表面に形成されたシール被膜であって、これらガスケット基材81、電気化学的腐食防止被膜82、シール被膜83によってガスケット80が構成される。
【００４２】
ベースコートの電気化学的腐食防止被膜82としては、アルミニウム合金または亜鉛合金の粉末と珪酸塩系樹脂の粉末とを含む液を、ステンレス鋼で製作されたガスケット基材81に塗装したのち、焼付ける。この電気化学的腐食防止被膜82の厚さは約１０〜３０μｍ程度である。
【００４３】
電気化学的腐食防止被膜82においては、活性状態を保持したアルミニウム合金フレーク82ａまたは亜鉛合金フレーク82ｂにより、犠牲防食作用を効果的に働かせ、鉄系素地81の腐食を防止する。このように亜鉛合金やアルミニウム合金が鉄系金属の代わりに陽極となり、犠牲防食作用により鉄素地の腐食を防止する電気的防錆作用と、水、酸素や電解質等の接触や侵入によって、亜鉛やアルミニウムの塩基性生成物や塩化物が生成され、これらの腐食性生成物が被膜のピンホールを封鎖し、鉄のさび生成因子の浸入を遮断する化学的防錆作用を有する。
【００４４】
次に最外層のシール被膜83としては、アルミニウム合金の粉末と珪酸塩系樹脂の粉末とを含む液を、前記電気化学的腐食防止被膜82の形成されたガスケット基材81に塗装したのち、焼付ける。こうして、前記電気化学的腐食防止被膜82（ベース被膜）の上をシールした形となり、外部から錆生成因子が侵入するのを防止するとともに、亜鉛の白錆生成を抑制する。またベース被膜82に傷が付きにくくなり、被膜全体が強固になる。更に、これと接触するアルミニウム部材の電気化学的腐食による孔食を低減する。このシール被膜83の厚さは約１０〜３０μｍ程度である。
【００４５】
本実施形態においては、ガスケット基材81の表面に電気化学的腐食防止被膜82を形成させるとともに、その電気化学的腐食防止被膜82の上に更にシール被膜83を形成させるので、ガスケット80（71、72、73、74）の基材81がステンレス鋼のような鉄系金属であり、それらガスケット71、72、73、74の両面に接触する部材がアルミニウム合金のような非鉄金属製であっても、電気化学的腐食の発生を防止しながらシール性も確保される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は本発明の一実施形態を適用した船外機１の側面図である。
【図２】図２は図１中の水冷エンジン５の縦断側面図である。
【図３】図３は同じく水冷エンジン５の水平断面図である。
【図４】図４は図２中のオイルパン８の平面図である。
【図５】図５は上記オイルパン８の上面に配されるガスケット74の平面形状を示す図である。
【図６】図６はガスケット74周辺の電流伝導経路を模式的に示す図である。
【図７】図７は、本実施形態のガスケットの横断面を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…船外機、２…ケース組立体、２ａ…マウントケース、２ｂ…エクステンションケース、２ｃ…ギヤケース、２ｄ…アンダーカバー、３…エンジンカバー、４…エンジン室、５…水冷エンジン、６…着脱装置、８…オイルパン、９…歯車伝動機構、10…駆動軸、11…プロペラ軸、12…傘歯車機構、13…プロペラ、14…取水管、14ａ…フィルタ、15…冷却水ポンプ、16…排気管、17…スイベル軸、18…スイベルケース、19…チルト軸、20…スターンブラケット、21…シリンダブロック、22…シリンダヘッド、23…クランクケース、24…シリンダ、25…ピストン、26…連接棒、27…クランク軸、28…クランク室、29…吸気ポート、30…排気ポート、31…吸気弁、32…排気弁、33…燃焼室、34…空気取入管、35…気化器、36…吸気管、37…排気通路、38…発電機、39…スタータモータ、40…電装品ボックス、41…シリンダヘッドカバー、42…カム室、43…カム軸、44…上端軸受、45…下端軸受、46…中間軸受、47…支承壁、48…ドリブンプーリ、49…ドライブプーリ、50…ベルト、51…ロッカ軸、52…ロッカアーム、53…カム、54…オイルポンプ、55…ロータ軸、56…吸入油路、57…吸入口、58…潤滑油、59…吸入管、60…オイルストレーナ、64…オイルフィルタ、66…オイルパン容積部、67…水通路、68…排気通路、69…油抜き栓、70…ガスケット合わせ面、71、72、73、74…ガスケット、74ｅ…ボルト孔、74ｆ…排気流通孔、74ｇ…排水流通孔、76…ボルト、77…ストレーナボルト、80…ガスケット、81…ガスケット基材、82…電気化学的腐食防止被膜、82ａ…アルミニウム合金フレーク、82ｂ…亜鉛合金フレーク、83…シール被膜。
【図１】
2005273774.tif 000003
【図２】
2005273774.tif 000004
【図３】
2005273774.tif 000005
【図４】
2005273774.tif 000006
【図５】
2005273774.tif 000007
【図６】
2005273774.tif 000008
【図７】
2005273774.tif 000009