(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦方向に配されたクランク軸と平行に配されたカム軸をクランク軸によって回転駆動するとともに、該カム軸の上端に可変バルブタイミング機構を設け、該可変バルブタイミング機構に供給される油圧をオイルコントロールバルブによって切り換えることによってバルブの開閉タイミングを変えるようにした船外機用４サイクルエンジンの動弁装置において、
前記オイルコントロールバルブを、前記可変バルブタイミング機構の下方で前記カム軸に対して直角に配置し、
前記オイルコントロールバルブと前記可変バルブタイミング機構とを連通している油路及び油溝を前記オイルコントロールバルブの中心軸を通る水平面よりも上方に配置した
ことを特徴とする船外機用４サイクルエンジンの動弁装置。
【請求項２】
前記オイルコントロールバルブは、前記船外機用４サイクルエンジンのヘッドカバーを貫通してベアリングキャップに装着されている
ことを特徴とする請求項１記載の船外機用４サイクルエンジンの動弁装置。
【請求項３】
前記可変バルブタイミング機構は、複数のベーンが放射状に形成された出力部材と、前記出力部材と当接し油室を画成する入力部材とを有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の船外機用４サイクルエンジンの動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルブの開閉タイミングを変化させるようにした船外機用４サイクルエンジンの動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、主として排ガス浄化の観点から船外機用エンジンとして４サイクルエンジンを採用する傾向にある。
【０００３】
ところで、４サイクルエンジンにおいては、燃焼室に開口する吸気ポートと排気ポートが吸気バルブと排気バルブによってそれぞれ適当なタイミングで開閉されて各気筒において所要のガス交換がなされるが、高速時において吸気又は排気の流れを促進することによって高い充填効率を確保して高出力を実現するとともに、低速時においては高い燃焼効率を確保して高出力と低燃費及び良好な排ガス特性を得るために吸・排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを高速時と低速時において変化させるようにした動弁装置が主として自動車用エンジンに採用されるに至っている。この動弁装置は、クランク軸と平行に配されたカム軸の一端に可変バルブタイミング機構を設け、該可変バルブタイミング機構に供給される油圧をオイルコントロールバルブによって切り換えることによってバルブの開閉タイミングを変化させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上記動弁装置を船外機用４サイクルエンジンに適用する場合、オイルコントロールバルブの配置と向きによっては可変バルブタイミング機構の各油室に供給されるオイルに混入する気泡の量にばらつきが生じ、可変バルブタイミング機構の作動安定性が阻害される可能性がある。
【０００５】
本発明は問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、可変バルブタイミング機構に高い作動安定性を確保することができる船外機用４サイクルエンジンの動弁装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、縦方向に配されたクランク軸と平行に配されたカム軸をクランク軸によって回転駆動するとともに、該カム軸の上端に可変バルブタイミング機構を設け、該可変バルブタイミング機構に供給される油圧をオイルコントロールバルブによって切り換えることによってバルブの開閉タイミングを変えるようにした船外機用４サイクルエンジンの動弁装置において、前記オイルコントロールバルブを、前記可変バルブタイミング機構の下方で前記カム軸に対して直角に配置し、前記オイルコントロールバルブと前記可変バルブタイミング機構とを連通している油路及び油溝を前記オイルコントロールバルブの中心軸を通る水平面よりも上方に配置したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
先ず、船外機の全体構成を図１に基づいて概説する。
【００１４】
図１は船外機１の側面図の側面図であり、該船外機１は、クランプブラケット２によって船体１００の船尾板１００ａに取り付けられており、クランプブラケット２には上下のダンパ部材３によって推進ユニット４を弾性支持するスイベルブラケット５がチルト軸６によって上下に回動自在に枢着されている。
【００１５】
而して、推進ユニット４はカウリング７とアッパーケース８及びロアーケース９とで構成されるハウジングを有しており、カウリング７内にはエンジン１０が収納されている。尚、エンジン１０はエキゾーストガイド１１によって支持されており、これには本発明に係る動弁装置が備えられている。
【００１６】
ところで、前記エンジン１０にはクランク軸１２（図２参照）が縦方向に配されており、このクランク軸１２には、アッパーケース８内を縦方向に縦断するドライブ軸１３の上端が連結されている。そして、ドライブ軸１３の下端はロアーケース９内に収納された前後進切換機構１４に連結されており、前後進切換機構１４からはプロペラ軸１５が水平後方に延びており、このプロペラ軸１５のロアーケース９外へ突出する後端部にはプロペラ１６が取り付けられている。
【００１７】
ここで、前記エンジン１０の構成を図２〜図４に基づいて説明する。尚、図２は船外機のエンジン部分の側断面図、図３は同平断面図、図４は同背断面図である。
【００１８】
エンジン１０は水冷４サイクル４気筒エンジンであって、これは図２に示すように４つの気筒を縦方向（上下方向）に配して構成されている。そして、シリンダボディ１７には各気筒毎にシリンダ１８が設けられており、各シリンダ１８には水平方向に摺動するピストン１９がそれぞれ嵌装され、各ピストン１９はコンロッド２０を介して前記クランク軸１２に連結されている。尚、クランク軸１２はクランク室２１内に縦方向（図２の上下方向）に長く配されており、各ピストン１９の往復直線運動はコンロッド２０によってクランク軸１２の回転運動に変換される。
【００１９】
ところで、本実施の形態に係る船外機用エンジン１０は４バルブエンジンであって、各気筒について各２つの吸気バルブ２２と排気バルブ（不図示）を備え、シリンダボディ１７に被着されたシリンダヘッド２３には各気筒毎にそれぞれ２つの吸気ポート２４と排気ポート（不図示）が形成されている。そして、各吸気ポート２４と不図示の排気ポートは本発明に係る動弁装置によって駆動される前記吸気バルブ２２と不図示の排気バルブによってそれぞれ適当なタイミングで開閉され、これによって各シリンダ１８内で所要のガス交換がなされる。尚、シリンダヘッド２３には各気筒毎に点火プラグ２５がそれぞれ螺着されており、シリンダヘッド２３はヘッドカバー２６によって覆われている。
【００２０】
又、エンジン１０の左側部には、図３に示すようにスロットルボディ２７が配されており、このスロットルボディ２７には各気筒毎にスロットルバルブ２８が内蔵されている。そして、このスロットルボディ２７の一端にはサイレンサ２９が接続され、同スロットルボディ２７の他端から後方に向かって導出する吸気マニホールド３０はシリンダヘッド２３に形成された前記吸気ポート２４に接続されている。尚、上記サイレンサ２９の前端部に形成された吸気口２９ａは内側方に向かって開口している。又、図４に示すように、シリンダヘッド２３には各気筒毎にインジェクタ３１が取り付けられており、各インジェクタ３１からは所定量の燃料が適当なタイミングで各吸気ポート２４に向かって噴射される。尚、図３において、８１はフューエルレール、８２はフューエルクーラーである。
【００２１】
ここで、本発明に係る動弁装置について説明する。
【００２２】
図２に示すように、各吸気バルブ２２はシリンダヘッド２３に水平方向に摺動自在に保持され、これはスプリング３２（図５参照）によって閉じ側に付勢されている。尚、図示しないが、各排気バルブもシリンダヘッド２３に水平方向に摺動自在に保持され、これはスプリングによって閉じ側に付勢されている。
【００２３】
又、シリンダヘッド２３の左右（船外機１の前方（図２の矢印Ｆ方向）に向かって左右）には吸気カム軸３３と排気カム軸３４（図３参照）がクランク軸１２と平行に縦方向にそれぞれ配されている。
【００２４】
上記吸気カム軸３３はその複数のジャーナル部が複数のベアリングキャップ３５，３６（図２参照）によって回転自在に支持されているが、上側から２つのジャーナル部は共通のベアリングキャップ３５によって支持され、他のジャーナル部は単独のベアリングキャップ３６によってそれぞれ回転自在に支持されている。そして、吸気カム軸３３の各ジャーナル部間には各気筒について２つの吸気カム３３ａが一体に形成されており、各吸気カム３３ａは各吸気バルブ２２の端部に被冠されたバルブリフタ３７（図５参照）に当接している。尚、図示しないが、排気カム軸３４にも各気筒について２つの排気カムが一体に形成されており、各排気カム３４は各排気バルブの端部に被冠されたバルブリフタに当接している。
【００２５】
而して、本実施の形態に係る船外機用エンジン１０においては、吸気カム軸３３の上端には可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴと略称する）４０が設けられており、このＶＶＴ４０によって吸気バルブ２２の開閉タイミングがエンジン回転数に応じて制御される。
【００２６】
上記ＶＶＴ４０は油圧によって駆動されるものであって、不図示のオイルポンプから圧送される所定圧のオイルはシリンダヘッド２３に形成された油路４１及び前記ベアリングキャップ３５に形成された油路４２（図２参照）を経てオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶと略称する）４３へと供給される。
【００２７】
ここで、上記ＯＣＶ４３はベアリングキャップ３５に取り付けられているが、これは吸気カム軸３３の上端近傍であって、吸気カム軸３３に対して直角（水平）に、且つ、エンジン１０の全幅内において左右方向（図４の左右方向）に配置されている。従って、カウリング７の脱着時にＯＣＶ４３がカウリング７に干渉することがなく、カウリング７の脱着がスムーズに行われる。
【００２８】
そして、ＯＣＶ４３に供給されたオイルはＯＣＶ４３によって切り換えられて油路４４又は油路４５（図５参照）を通って前記ＶＶＴ４０に供給され、これによってＶＶＴ４０が駆動されて前述のように吸気バルブ２２の開閉タイミングが制御される。
【００２９】
ところで、図３に示すように、クランク軸１２と吸・排気カム軸３３，３４の各上端部にはスプロケット４６，４７，４８がそれぞれ取り付けられており、これらのスプロケット４６〜４８の間には無端状のタイミングベルト４９が巻装されている。尚、図２及び図４に示すように、前記ＯＣＶ４３は吸気側のスプロケット４７の下面よりも下方に配置されている。
【００３０】
又、図２に示すように、クランク軸１２の上端にはフライホイールマグネトー５０が取り付けられており、エンジン１０の上部のフライホイールマグネトー５０、スプロケット４６〜４８、タイミングベルト４９等はフラマグカバーを兼ねる樹脂製のベルトカバー５１によって覆われている。ここで、ベルトカバー５１の下方は開放されている。
【００３１】
一方、エンジン１０の全体を覆う前記カウリング７は樹脂製であって、その内部の後方上部には樹脂プレート５２によって区画される空間Ｓが形成され、この空間Ｓは後方に向かって開口している。そして、この空間Ｓ内には前記樹脂プレート５２に一体に立設されたエアダクト５２ａが開口しているが、このエアダクト５２ａは図４に示すように左右方向において前記ＶＶＴ４０とは反対側（つまり、排気側）であって、且つ、図２に示すように前後方向においてＶＶＴ４０よりも前方（図２の左方）にオフセットした位置に配置されている。
【００３２】
而して、外気はカウリング７の上部に後方に向かって開口する開口部７ａから空間Ｓ内に吸引され、前記エアダクト５２ａから樹脂プレート５２と前記ベルトカバー５１との間の空間を通過してカウリング７内に導入されるが、図４に示すようにベルトカバー５１の上面には外気の吸気側への流入を遮断するためのリブ５１ａが一体に立設されている。又、図２に示すように、ベルトカバー５１の上面には外気の前方への流動を制限するためのリブ５１ｂが一体に形成されている。
【００３３】
一方、図２及び図３に示すように、カウリング７内の前部には樹脂プレート５３によって区画される空間Ｓ’が形成され、この空間Ｓ’は図３に示すように右側方に開口している。そして、樹脂プレート５３には多数の円孔５４ａを穿設して成るエアダクト５４が取り付けられており、空間Ｓ’の右側方に開口する開口部７ｂ（図３参照）から空間Ｓ’内に吸引された外気はエアダクト５４を通ってカウリング７内に導入される。
【００３４】
而して、カウリング７内に導入される外気は前記サイレンサ２９の吸気口２９ａ（図３参照）から吸引され、スロットルボディ２７に内蔵されたスロットルバルブ２８によって計量された後に各吸気マニホールド３０を通ってシリンダヘッド２３の各吸気ポート２４を流れ、その途中で前記インジェクタ３１から噴射される燃料と混合される。これによって所望の空燃比の混合気が形成され、この混合気は各気筒において燃焼に供される。尚、この混合気の燃焼によって発生する排気ガスは不図示の排気ポートから排気通路を通って水中に排出される。
【００３５】
ここで、本発明に係る動弁装置に設けられた前記ＶＶＴ４０の構成の詳細を図５〜図７に基づいて説明する。尚、図５はエンジンのＶＶＴ周りの断面図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図、図７は図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３６】
図５及び図６に示すように、ＶＶＴ４０は、ハウジングとしての入力部材５５の内部にロータとしての出力部材５６を同心的、且つ、相対回転可能に収納して構成されている。ここで、前記スプロケット４７は吸気カム軸３３の上端に回動可能に支持され、ＶＶＴ４０の前記入力部材５５はスプロケット４７の上面に３本のボルト５７（図６参照）によって取り付けられ、出力部材５６は図５に示すように吸気カム軸３３の上端外周に嵌合されてボルト５８によって吸気カム軸３３に取り付けられている。
【００３７】
そして、出力部材５６の外周には図６に示すように３つのベーン５６ａが等角度ピッチ（１２０°ピッチ）で放射状に一体に形成されており、各ベーン５６ａは入力部材５５の内周面にシール部材５９を介して当接することによってこれの左右に油室Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ画成している。
【００３８】
又、出力部材５６の上下には切欠円状の油溝６０，６１がそれぞれ形成されており、上方の油溝６０は出力部材５６に放射状に形成された油孔６２を介して一方の油室Ｓ１に連通しており、下方の油溝６１は出力部材５６に放射状に形成された油孔６３を介して他方の油室Ｓ２に連通している。
【００３９】
一方、図７に示すように、前記ＯＣＶ４３はヘッドカバー２６を貫通して前記ベアリングキャップ３５にインローによって取り付けられており、該ＯＣＶ４３のヘッドカバー２６を貫通する部分はゴム製のリップ状シール部材６４によって径方向がシールされている。
【００４０】
ここで、ＯＣＶ４３はソレノイドバルブであって、これはシリンダ６５内にロッド６６を進退自在に収納して構成され、ロッド６６はスプリング６７によって一方向に付勢されている。尚、ロッド６６にはシリンダ６５に形成された油孔６５ａ，６５ｂをそれぞれ開閉する大径部６６ａ，６６ｂが形成されている。
【００４１】
又、ベアリングキャップ３５には２つの前記油路４４，４５が形成され、これらの油路４４，４５の各一端はＯＣＶ４３のシリンダ６５に形成された前記油孔６５ａ，６５ｂにそれぞれ連通し、他端は吸気カム軸３３の外周に形成された油溝６８，６９と吸気カム軸３３に縦方向に形成された油路７０，７１を介してＶＶＴ４０の出力部材５６に形成された前記油溝６０，６１にそれぞれ連通している。
【００４２】
尚、吸気カム軸３３のジャーナル部には図７に示す油路７２から潤滑用オイルが供給される。
【００４３】
次に、以上の構成を有する本発明に係る動弁装置の作用について説明する。
【００４４】
エンジン１０が始動されてクランク軸１２が回転駆動されると、このクランク軸１２の回転はスプロケット４６、タイミングベルト４９及びスプロケット４７，４８を介してＶＶＴ４０と排気カム軸３４に伝達されてＶＶＴ４０の入力部材５５と排気カム軸３４が所定の速度（クランク軸１２の１／２の速度）で回転駆動される。
【００４５】
上述のように排気カム軸３４が回転駆動されると、該排気カム軸３４に形成された排気カムによって排気バルブが適当なタイミングで開閉される。
【００４６】
これに対して、ＶＶＴ４０の入力部材５５の回転は油室Ｓ１，Ｓ２内のオイルを介して出力部材５６に伝達され、該出力部材５６が吸気カム軸３３と一体に回転する。そして、吸気カム軸３３が回転駆動されると、該吸気カム軸３３に形成された吸気カム３３ａによって吸気バルブ２２が適当なタイミングで開閉されるが、ＶＶＴ４０内の油室Ｓ１，Ｓ２にオイルを選択的に供給して出力部材５６を入力部材５５に対して相対回転させることによって、該出力部材５６と一体に回転する吸気カム軸３３の位相を変化させ、該吸気カム軸３３に形成された吸気カム３３ａによって開閉される吸気バルブ２２の開閉タイミングを制御することができる。
【００４７】
即ち、前述のようにＯＣＶ４３への通電をＯＮ／ＯＦＦしてロッド６６を進退動させることによってシリンダ６５の油孔６５ａ，６５ｂを選択的に開閉して油路４４，４５を切り換え、不図示のオイルポンプから前記油路４１，４２（図２参照）を経てＯＣＶ４３に供給されるオイルを油路４４又は油路４５に選択的に流す。
【００４８】
ここで、一方の油路４４にオイルが流されると、オイルは吸気カム軸３３に形成された油溝６８と油路７０及びＶＶＴ４０の出力部材５６に形成された油溝６０と油孔６２を経て一方の油室Ｓ１に供給され、出力部材５６は入力部材５５に対して図６の時計方向に相対回転する。又、他方の油路４５にオイルが流されると、オイルは吸気カム軸３３に形成された油溝６９と油路７１及びＶＶＴ４０の出力部材５６に形成された油溝６１と油孔６３を経て他方の油室Ｓ２に供給され、出力部材５６は入力部材５５に対して図６の反時計方向に相対回転する。このようにＶＶＴ４０の出力部材５６が入力部材５５に対して相対回転することによって前述のように該出力部材５６と一体に回転する吸気カム軸３３の位相が変化し、これによって吸気バルブ２２の開閉タイミングが進角又は遅角される。
【００４９】
而して、本実施の形態に係る動弁装置においては、前述のようにＯＣＶ４３を吸気カム軸３３に対して直角（水平）に配置したため、ＶＶＴ４０の各油室Ｓ１，Ｓ２に供給されるオイルに混入する気泡の量が均一化されてＶＶＴ４０に高い作動安定性が確保される。
【００５０】
又、本実施の形態では、ＯＣＶ４３を吸気カム軸３３の上端近傍に配置したため、吸気カム軸３３の上端に設けられたＶＶＴ４０とＯＣＶ４３との間の距離が短縮され、両者間を結ぶ油路４４，４５，７０，７１の長さも短縮されてＶＶＴ４０の応答性が高められる。
【００５１】
更に、本実施の形態では、ＯＣＶ４３をエンジン１０の全幅内において左右方向に配置したため、エンジン１０全体のコンパクト化が図られる。
【００５２】
尚、本実施の形態では、吸気側のみに可変バルダタイミング機構（ＶＶＴ）を設けて吸気バルブの開閉タイミングを可変としたが、吸・排気側に可変バルダタイミング機構（ＶＶＴ）をそれぞれ設けて吸・排気バルブの開閉タイミングを可変とする動弁装置も本発明の適用対象に含むことは勿論である。
【００５３】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、縦方向に配されたクランク軸と平行に配されたカム軸をクランク軸によって回転駆動するとともに、該カム軸の上端に可変バルブタイミング機構を設け、該可変バルブタイミング機構に供給される油圧をオイルコントロールバルブによって切り換えることによってバルブの開閉タイミングを変えるようにした船外機用４サイクルエンジンの動弁装置において、前記オイルコントロールバルブを、前記可変バルブタイミング機構の下方で前記カム軸に対して直角に配置し、前記オイルコントロールバルブと前記可変バルブタイミング機構とを連通している油路及び油溝を前記オイルコントロールバルブの中心軸を通る水平面よりも上方に配置したため、可変バルブタイミング機構の各油室に供給されるオイルに混入する気泡の量が均一化されて可変バルブタイミング機構に高い作動安定性が確保されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】船外機の側面図である。
【図２】船外機のエンジン部分の側断面図である。
【図３】船外機のエンジン部分の平断面図である。
【図４】船外機のエンジン部分の背断面面である。
【図５】船外機用エンジンの可変バルブタイミング機構周りの断面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１          船外機
１０        船外機用４サイクルエンジン
１２        クランク軸
２２        吸気バルブ（バルブ）
３３        吸気カム軸（カム軸）
３３ａ      吸気カム
３４        排気カム（カム軸）
４０        ＶＶＴ（可変バルブタイミング機構）
４３        ＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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