(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロック(１)の一側壁にシリンダブロック(１)の長手方向に沿う脇水路(３)を設け、シリンダブロック(１)内にシリンダジャケット(４)を設け、ラジエータからの冷却水を脇水路(３)を介してシリンダジャケット(４)に導入するようにし、
シリンダブロック(１)の長手方向を前後方向、その一方を前と見て、脇水路(３)の前端に脇水路(３)の入口(１１)を形成し、この脇水路(３)の入口(１１)を、シリンダブロック(１)の前端壁(９)にあけ、この前端壁(９)に冷却ファン(２)を備えた水ポンプ(１０)を取り付け、上記脇水路(３)の入口(１１)をこの水ポンプ(１０)の吐出口に臨ませ、
シリンダブロック(１)の後端部に調時伝動装置(８)を配置し、
シリンダブロック(１)の一側で、脇水路(３)を上下一対の回転連動軸収容室(６ａ)(７ａ)とともに配置し、
脇水路(３)と上下一対の回転連動軸収容室(６ａ)(７ａ)とをシリンダジャケット(４)とシリンダ壁(１２)とに沿って上下に並べ、上下一対の回転連動軸収容室(６ａ)(７ａ)を脇水路(３)の上下に振り分けて配置した、ことを特徴とする立形多気筒水冷エンジン。
【請求項２】
請求項１に記載した立形多気筒水冷エンジンにおいて、
前記上下一対の回転連動軸収容室(６ａ)(７ａ)のうち、下方の回転連動軸収容室(７ａ)に動弁カム軸(７)を収容し、上方の回転連動軸収容室(６ａ)に二次回転バランサ軸(６)を収容し、
上記二次回転バランサ軸(６)を配置した一側とは逆側となるシリンダブロック(１)の他側に回転連動軸収容室(３８ａ)を設け、この回転連動軸収容室(３８ａ)に他の二次回転バランサ軸(３８)を収容し、この二次回転バランサ軸(３８)を動弁カム軸(７)よりも低い位置に配置した、ことを特徴とする縦型多気筒エンジン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した立形多気筒水冷エンジンにおいて、
水ポンプ(１０)の入口水路(１０ａ)をシリンダブロック(１)の前端壁(９)内に形成した、ことを特徴とする立形多気筒水冷エンジン。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載した立形多気筒水冷エンジンにおいて、
サーモスタットケース(３２)から水ポンプ(１０)に冷却水をバイパスするバイパス水路(２９)を、シリンダヘッド(１８)の前端部(３０)内とシリンダブロック(１)の前端壁(９)内とにわたって形成した、ことを特徴とする立形多気筒水冷エンジン。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載した立形多気筒水冷エンジンにおいて、
水ポンプ(１０)からヘッドジャケット(２５)にエアを抜くエア抜き通路(３１)を、シリンダブロック(１)の前端壁(９)内とシリンダヘッド(１８)の前端部(３０)内とにわたって形成した、ことを特徴とする立形多気筒水冷エンジン。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載した立形多気筒水冷エンジンにおいて、
サーモスタットケース(３２)をシリンダヘッド(１８)の横一側壁に取り付けた、ことを特徴とする立形多気筒水冷エンジン。
【請求項７】
請求項６に記載した立形多気筒水冷エンジンにおいて、
サーモスタットケース(３２)に熱交換器(３４)用の温水パイプ(３３)を接続したものを用いた、ことを特徴とする立形多気筒水冷エンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立形多気筒水冷エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水冷エンジンとして、本発明と同様、シリンダブロックの長手方向を前後方向、その一方を前と見て、シリンダジャケットに冷却水を導入する水路の入口を、シリンダブロックの前端壁にあけ、この前端壁に冷却ファンを取り付けた水ポンプを取り付け、上記水路の入口をこの水ポンプの吐出口に臨ませたものがある。
従来、この種のエンジンでは、シリンダブロックの前端部に調時伝動装置を配置しているため、この調時伝動ケースの上方に水ポンプを取り付けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術には、次の問題がある。
《問題》  エンジンを搭載する機種の制約が大きい。
調時伝動ケースの上方に水ポンプを取り付けているため、水ポンプの位置が高くなる。このため、水ポンプに取り付けた冷却ファンの位置も高くなり、エンジンを搭載する機種の制約が大きい。
【０００４】
【０００５】
《問題》  水路抵抗が大きくなる場合がある。
高い水ポンプの位置に合わせて、シリンダジャケットに冷却水を導入する水路の入口を高くし、この入口から水路を低い位置まで迂回させると、入口から水路が下向きに折れ曲がる。このため、この場合には、水路抵抗が大きくなる。
【０００６】
本発明の課題は、上記問題点を解決できる立形多気筒水冷エンジンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
(請求項１の発明)
図３に示すように、シリンダブロック(１)の一側壁にシリンダブロック(１)の長手方向に沿う脇水路(３)を設け、シリンダブロック(１)内にシリンダジャケット(４)を設け、ラジエータからの冷却水を脇水路(３)を介してシリンダジャケット(４)に導入するようにし、
図７に示すように、シリンダブロック(１)の長手方向を前後方向、その一方を前と見て、脇水路(３)の入口(１１)を、シリンダブロック(１)の前端壁(９)にあけ、この前端壁(９)に冷却ファン(２)を備えた水ポンプ(１０)を取り付け、上記脇水路(３)の入口(１１)をこの水ポンプ(１０)の吐出口に臨ませ、
図２に示すように、シリンダブロック(１)の後端部に調時伝動装置(８)を配置し、
図１に示すように、シリンダブロック(１)の一側で、脇水路(３)を上下一対の回転連動軸収容室(６ａ)(７ａ)とともに配置し、
脇水路(３)と上下一対の回転連動軸収容室(６ａ)(７ａ)とをシリンダジャケット(４)とシリンダ壁(１２)とに沿って上下に並べ、上下一対の回転連動軸収容室(６ａ)(７ａ)を脇水路(３)の上下に振り分けて配置した、ことを特徴とする立形多気筒水冷エンジン。
【０００８】
【発明の効果】
（請求項１の発明）
請求項１の発明は、次の効果を奏する。
《効果》  エンジンを搭載する機種の制約を受けにくい。
図２に示すように、シリンダブロック(１)の後端部に調時伝動装置(８)を配置したため、調時伝動ケース(８)に妨げられることなく、水ポンプ(１０)を配置することができる。このため、水ポンプ(１０)に取り付けた冷却ファン(２)の位置を低くすることもでき、エンジンを搭載する機種の制約を受けにくい。
【０００９】
【００１０】
《効果》  水路抵抗が小さくなる。
図３に示すように、水路(３)を前後方向に沿わせて設けるため、入口(１１)から水路(３)を折り曲げる必要がなくなり、水路抵抗が小さくなる。
【００１１】
（請求項３の発明）
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  冷却ファンをシリンダブロックに接近させることができる。
図２に示すように、水ポンプ(１０)の入口水路(１０ａ)をシリンダブロック(１)の前端壁(９)内に形成したため、水ポンプ(１０)の入口水路(１０ａ)がシリンダブロック(１)の前端壁(９)から前方に張り出すおそれがなく、これに邪魔されることなく、冷却ファン(２)をシリンダブロック(１)に接近させることができる。このため、エンジンの全長を短くすることができる。
【００１２】
（請求項４の発明）
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  冷却ファンをシリンダブロックに接近させることができる。
図２に示すように、バイパス水路(３)を、シリンダヘッド(１８)の前端部(３０)内とシリンダブロック(１)の前端壁(９)内とにわたって形成したため、バイパス水路(３)がシリンダブロック(１)の前端壁(９)から前方に張り出すおそれがなく、これに邪魔されることなく、冷却ファン(２)をシリンダブロック(１)に接近させることができる。
【００１３】
（請求項５の発明）
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  冷却ファンをシリンダブロックに接近させることができる。
図７に示すように、エア抜き通路(３１)を、シリンダブロック(１)の前端壁(９)とシリンダヘッド(１８)の前端部(３０)内とにわたって形成したため、エア抜き通路(３１) がシリンダブロック(１)の前端壁(９)から前方に張り出すおそれがなく、これに邪魔されることなく、冷却ファン(２)をシリンダブロック(１)に接近させることができる。
【００１４】
（請求項６の発明）
請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  冷却ファンをシリンダブロックに接近させることができる。
図７に示すように、サーモスタットケース(３２)をシリンダヘッド(１８)の横一側壁に取り付けたため、サーモスタットケース(３２) がシリンダヘッド(１８)の前端部から前方に張り出すおそれがなく、これに邪魔されることなく、冷却ファン(２)をシリンダブロック(１)に接近させることができる。
【００１５】
（請求項７の発明）
請求項７の発明は、請求項６の発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  温水パイプを接続したサーモスタットを用いた場合でも、冷却ファンをシリンダブロックに接近させることができる。
図７に示すように、サーモスタットケース(３２)に熱交換器(３３)用の温水パイプ(３４)を接続したものを用いた場合、温水パイプ(３４)がシリンダヘッド(１８)の前端部から前方に張り出すおそれがなく、これに邪魔されることなく、冷却ファン(２)をシリンダブロック(１)に接近させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図７は本発明の実施形態を説明する図で、この実施形態では、水冷の立形多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
【００１７】
このエンジンの概要は、次の通りである。
図２に示すように、シリンダブロック(１)の上部にシリンダヘッド(１８)を組み付け、その上部にヘッドカバー(３５)を組み付けている。シリンダブロック(１)の前端壁(９)には冷却ファン(２)を備えた水ポンプ(１０)を取り付け、シリンダブロック(１)の後端部にはフライホイル(３７)を配置している。図３に示すように、シリンダブロック(１)の右側壁にシリンダブロック(１)の前後方向に沿う脇水路(３)を設け、シリンダブロック(１)内にシリンダジャケット(４)を設け、ラジエータからの冷却水を脇水路(３)を介してシリンダジャケット(４)に導入するようになっている。
【００１８】
水ポンプ(１０)と脇水路(３)との関係は、次の通りである。
図３に示すように、脇水路(３)の入口(１１)を、シリンダブロック(１)の前端壁(９)にあけ、図７に示すように、脇水路(３)の入口(１１)を水ポンプ(１０)の吐出口に臨ませている。図２に示すように、シリンダブロック(１)の後端壁(３６)とフライホイル(３７)との間に調時伝動装置(８)を配置している。このように、シリンダブロック(１)の後端部に調時伝動装置(８)を配置したため、調時伝動ケース(８)に妨げられることなく、水ポンプ(１０)を配置することができる。このため、水ポンプ(１０)に取り付けた冷却ファン(２)の位置を低くすることもでき、エンジンを搭載する機種の制約を受けにくい。調時伝動装置(８)はタイミングギヤトレインである。
【００１９】
脇水路(３)の構成は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダブロック(１)の右側で、脇水路(３)を上下一対の回転連動軸(６)(７)とともに配置するに当たり、脇水路(３)と上下一対の回転連動軸(６)(７)とをシリンダジャケット(４)とシリンダ壁(１２)とに沿って上下に並べている。このため、これらを幅方向に並べて配置する場合に比べ、エンジンの幅寸法を小さくすることができる。脇水路(３)の上方の回転連動軸(６)は二次回転バランサ軸、脇水路(３)の下方の回転連動軸(７)は動弁カム軸である。シリンダブロック(３)の左側の回転連動軸(３８)は他の二次回転バランサ軸である。
脇水路と回転連動軸(または回転連動軸収容室)との相対配置は、次のようにまとめることができる。
図１に示すように、シリンダブロック(１)の一側で、脇水路(３)を上下一対の回転連動軸収容室(６ａ)(７ａ)とともに配置し、脇水路(３)と上下一対の回転連動軸収容室(６ａ)(７ａ)とをシリンダジャケット(４)とシリンダ壁(１２)とに沿って上下に並べ、上下一対の回転連動軸収容室(６ａ)(７ａ)を脇水路(３)の上下に振り分けて配置している。
また、上下一対の回転連動軸収容室(６ａ)(７ａ)のうち、下方の回転連動軸収容室(７ａ)に動弁カム軸(７)を収容し、上方の回転連動軸収容室(６ａ)に二次回転バランサ軸(６)を収容し、上記二次回転バランサ軸(６)を配置した一側とは逆側となるシリンダブロック(１)の他側に回転連動軸収容室(３８ａ)を設け、この回転連動軸収容室(３８ａ)に他の二次回転バランサ軸(３８)を収容し、この二次回転バランサ軸(３８)を動弁カム軸(７)よりも低い位置に配置している。
【００２０】
また、図３に示すように、脇水路(３)はシリンダブロック(１)の全長にわたって形成され、全シリンダ壁(１２)の脇を通過する。この脇水路(３)には、複数の出口(５)を設け、この複数の出口(５)を脇水路(３)の両端部と中間部とに配置し、各出口(３)を各シリンダ壁(１２)の脇方向突出端面(１５)に臨ませている。このため、全シリンダ壁(１２)に向けて冷却水が均等に分配され、全シリンダ壁(１２)の暖機や冷却が均一化されるとともに、脇水路(３)の各出口(５)からシリンダジャケット(４)に横向きに流入した冷却水が、各シリンダ壁(１２)の脇方向突出端面(１５)に当たって前後に均等に分流し、各シリンダ壁(１２)の前後部分の暖機や冷却が均一化される。また、脇水路(３)の隣り合う出口(５)(５)間の肉壁(１３)内に動弁装置のタペットガイド孔(１４)を設けている。このため、出口(５)とタペットガイド孔(１４)とを幅方向に並べて配置する場合に比べ、エンジンの横幅を小さくすることができる。
【００２１】
また、図１に示すように、脇水路(３)の出口(５)はシリンダジャケット(４)の下部に臨ませている。このため、脇水路(３)の出口(５)から流出した冷却水は、シリンダジャケット(４)の下部を通過した後、シリンダジャケット(４)の上部に浮上し、各シリンダ壁(１２)の上下部分の暖機や冷却が均一化される。このため、暖機運転中は、各シリンダ壁(１２)の下寄り部分がその上寄り部分と同様に暖まり、ピストン(２４)の焼き付きが起こりにくい。また、通常運転中は、各シリンダ壁(１２)の上寄り部分と同様にその下寄り部分も十分に冷却され、その下寄り部分とピストンリングとの間に隙間ができにくく、ブローバイガスの漏れや燃焼室内へのオイル上がりが起こりにくい。
【００２２】
シリンダジャケット(４)の構成は、次の通りである。
図２〜図４に示すように、シリンダブロック(１)では、隣接するシリンダ壁(１２)(１２)同士を連続させている。この連続壁(１６)にシリンダブロック(１)の幅方向に沿うシリンダ間横断水路(１７)を形成している。このため、シリンダブロック(１)の幅方向を横方向と見て、脇水路(３)の出口(５)からシリンダジャケット(４)に横向きに流入した冷却水が、シリンダ間横断水路(１７)に押し込まれる。このため、冷却水がシリンダ間横断水路(１７)をスムーズに通過し、シリンダボア間の連続壁(１６)の冷却性能が高い。
【００２３】
ヘッドジャケット(２５)の構成は、次の通りである。
図５・図６に示すように、シリンダヘッド(１８)内にヘッドジャケット(２５)を設け、シリンダヘッド(１８)の吸気ポート(１９)と排気ポート(２０)の間にシリンダヘッド(１８)の幅方向に沿うポート間横断水路(２１)を形成し、シリンダヘッド(１８)の吸気分配手段(２２)側にヘッド吸気側水路(２６)を、排気合流手段(２３)側にヘッド排気側水路(２７)を、それぞれシリンダヘッド(１８)の長手方向に沿わせて形成し、このヘッド吸気側水路(２６)とヘッド排気側水路(２７)とをポート間横断水路(２１)で連通させている。
【００２４】
冷却水の流れは、次の通りである。
図７に示すように、脇水路(３)からシリンダジャケット(４)の右側に流入した冷却水の一部は、ヘッド排気側水路(２７)に浮上し、残部は、シリンダ間横断水路(１７)に流入する。シリンダヘッド(１８)の右前隅角部(２８)の右側面にヘッドジャケット(２５)の出口(２５ａ)をあけている。このため、シリンダ間横断水路(１７)を脇水路(３)側から他側に向かって横断した冷却水が、ヘッド吸気側水路(２６)に浮上し、浮上冷却水がこのヘッド吸気側水路(２６)を前向きに通過しながら、複数のポート間横断水路(２１)に分流し、分流冷却水が脇水路(３)側のヘッド排気側水路(２７)で合流しながらこの水路(２７)を前向きに通過し、両水路(２６)(２７)を前向きに通過した冷却水が合流してヘッドジャケット(２５)の出口(２５ａ)から流出する。このように、冷却水がシリンダブロック(１)内を横断し、シリンダヘッド(１８)内を縦横にくまなく巡回するため、エンジン全体の暖機と冷却が均一化される。また、ポート間横断水路(２１)を通過する冷却水が、シリンダヘッド(１８)一側の吸気分配手段(２２)側から他側の排気合流手段(２３)側に向かうため、排気熱が吸気分配手段(２２)側に伝わりにくく、吸気の温度上昇を抑制することができる。このため、吸気の充填効率が高い。尚、脇水路(３)をシリンダブロック(１)の左側に配置し、シリンダヘッド(１８)の左側面にヘッドジャケット(２５)の出口(２５ａ)をあけた場合には、冷却水の流れは、上記の流れと対称になる。
【００２５】
ヘッド排気側水路(２７)の構成は、次の通りである。
図６(Ｂ)〜(Ｅ)に示すように、ヘッド排気側水路(２７)の天井壁下面(２７ａ)をヘッド吸気側水路(２６)の天井壁下面(２６ａ)よりも高くしている。このため、エンジンが左右に傾斜し、ヘッド排気側水路(２７)が高くなり、その天井壁下面(２７ａ)にエア溜まりができても、排気ポート(１９)の天井壁が冷却水から露出しにくく、その冷却を確保することができる。このため、いわゆるエンジンの左右傾斜性能が高い。また、シリンダヘッド(１８)の長手方向に沿うヘッド排気側水路(２７)の天井壁下面(２７ａ)を高くしているため、エンジンが前後に傾斜し、排気側水路(２７)の前端部または後端部が高くなり、その天井壁下面(２７ａ)の前端部または後端部にエア溜まりができても、前端部または後端部の排気ポート(１９)の天井壁が冷却水から露出しにくく、その冷却を確保することができる。このため、いわゆるエンジンの前後傾斜性能が高い。
【００２６】
他の水路等の構成は、次の通りである。
図２に示すように、水ポンプ(１０)の入口水路(１０ａ)をシリンダブロック(１)の前端壁(９)の壁肉内に形成している。図７に示すように、サーモスタットケース(３２)から水ポンプ(１０)に冷却水をバイパスするバイパス水路(２９)と、水ポンプ(１０)からヘッドジャケット(２５)にエアを抜くエア抜き通路(３１)を、いずれもシリンダブロック(１)の前端壁(９)の壁肉内とシリンダヘッド(１８)の前端部(３０)内とにわたって形成している。また、サーモスタットケース(３２)をシリンダヘッド(１８)の右側面に取り付け、このサーモスタットケース(３２)に熱交換器(３４)用の温水パイプ(３３)を接続したものを用いている。このため、これらがシリンダブロック(１)の前端壁(９)から前方に張り出すおそれがなく、これらに邪魔されることなく、冷却ファン(２)をシリンダブロック(１)に接近させることができ、エンジンの全長を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係るエンジンの縦断正面図である。
【図２】  図１のエンジンの縦断側面図である。
【図３】  図１のエンジンのシリンダブロックの横断平面図で、シリンダ中心軸線(２)を境界とする左右部分を異なる位置で切断した図である。
【図４】  図３のシリンダブロックのIV−IV線断面図である。
【図５】  図１のエンジンのシリンダヘッドを説明する図で、図５(Ａ)は横断平面図、図５(Ｂ)は図５(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】  図５のシリンダヘッドを説明する図で、図６(Ａ)は平面図、図６(Ｂ)は図６(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図、図６(Ｃ)は図６(Ａ)のＣ−Ｃ線断面図、図６(Ｄ)は図６(Ａ)のＤ−Ｄ線断面図、図６(Ｅ)は図６(Ａ)のＥ−Ｅ線断面図である。
【図７】  図１のエンジンの冷却水の流れを示す模式斜視図である。
【符号の説明】
(１)…シリンダブロック、(２)…冷却ファン、(３)…脇水路、(４)…シリンダジャケット、(５)…脇水路の出口、(９)…シリンダブロック端壁、(１０)…水ポンプ、(１１)…脇水路の入口、(１２)…シリンダ壁、(１８)…シリンダヘッド、(２５)…ヘッドジャケット、(３０)…シリンダヘッドの前端部、(３１)…エア抜き通路、(３２)…サーモスタットケース、(３３)…温水パイプ、(３４)…熱交換器。
【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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