JP5584591B2

JP5584591B2 - Ｖ形エンジン

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Publication number: JP5584591B2
Application number: JP2010246884A
Authority: JP
Inventors: 健次宮島; 貴生中西; 卓也中村; 和寛山田; 智邦緒方; 健治志賀
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2030-11-02
Also published as: JP2012097676A

Description

本発明は、Ｖ形エンジンに関する。

従来より、エンジン内部を循環する清水を冷却する清水クーラを備えるエンジンが公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、清水クーラがボルトによってブラケットに固定される。

また、エンジン上部がカバー部材によって覆われるエンジンが公知となっている（例えば、特許文献２参照。）。図１７に示すように、例えば、プレジャーボート等の船舶１００Ａに搭載されるエンジン１Ａは、船舶１００Ａの下部に設けられる機関室１０１Ａ内に配置され、エンジン１Ａの上部がカバー部材７Ａによって覆われる。これにより、エンジン１Ａのメンテナンス作業（例えば、潤滑油の給油等）をする作業者は、カバー部材７Ａ上に乗って容易に作業をすることができる。

特開平２−２７７９２７号公報特開平２−６１３０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、清水クーラとブラケットとを固定するボルトが緩むと、清水クーラの振動が大きくなる、という問題があった。清水クーラの振動が過大になると、騒音が発生したり、清水クーラとブラケットとの接続部が破損したりする。

また、特許文献２に記載の技術では、カバー部材がエンジンに直接支持されていないため、カバー部材上に作業者が乗ると、カバー部材が変形する、という問題があった。カバー部材の変形が過大になると、カバー部材上に乗る作業者の姿勢が不安定となったり、カバー部材の下方にある他の部材が損傷したりする。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、清水クーラの振動を防止するとともに、カバー部材の変形を防止することができるＶ形エンジンを提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、クランク軸を中心にＶ形に配置される一対のシリンダ列と、該一対のシリンダ列間に形成されるＶバンク空間の上方を覆うカバー部材と、前記クランク軸方向にて前記カバー部材の一方側に配置され、エンジン内部を循環する清水を冷却する清水クーラと、前記クランク軸方向にて前記カバー部材の他方側に配置され、コンプレッサによって圧縮された給気を冷却するインタークーラと、を備えるＶ形エンジンにおいて、前記カバー部材は、前記清水クーラと前記インタークーラとを連結するとともに、前記清水クーラと前記インタークーラとの間にて柱状部材によって支持されるものである。

請求項２においては、前記カバー部材の下方にて前記Ｖバンク空間内には、燃料を噴射するインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置が配置されるものである。

請求項３においては、前記インジェクタ駆動装置は、前記清水クーラと前記インタークーラとの間に架設される架設部材上に配置され、該架設部材は、前記柱状部材によって固定されるものである。

請求項４においては、前記クランク軸方向にて前記清水クーラの一方側には、制御系部品を収納する制御ボックスが配置されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、清水クーラがカバー部材によってインタークーラと連結されるため、清水クーラの振動を防止することができる。また、カバー部材が柱状部材によって支持されるため、カバー部材上に作業者が乗ってもカバー部材の変形を防止することができる。

請求項２においては、インジェクタ駆動装置を覆うカバー部材が柱状部材によって支持されるため、インジェクタ駆動装置を保護しつつ、カバー部材の変形に起因するインジェクタ駆動装置の損傷を防止することができる。

請求項３においては、清水クーラ及びインタークーラを利用して架設部材を架設することにより、インジェクタ駆動装置をＶバンク空間内に容易に配置することができる。また、架設部材の固定手段として柱状部材を利用することにより、架設部材の固定手段に係るコストを低減することができる。

請求項４においては、温度の低い清水クーラの近傍に制御ボックスを配置することにより、制御ボックスが高温になるのを防止することができる。

本発明の一実施形態に係るＶ形エンジンを備える船舶を示す側面図。Ｖ形エンジンを示す斜視図。同じく背面図。同じく側面図。同じく平面図。インジェクタとエンジン制御装置とがインジェクタ駆動装置を介して接続された状態を示した図。Ｖ形エンジンの上部を示す正面断面図。制御ボックスを示す斜視図。トップカバー、長支柱及び短支柱を示す分解斜視図。同じく平面図。同じく側面図。トップカバーを外した状態におけるＶ形エンジンの上部を示す平面図。架設板上に配置されたインジェクタ駆動装置を示す斜視図。同じく平面図。架設板、取付板、長支柱及び短支柱を示す分解斜視図。架設板を示す斜視図。従来のＶ形エンジンを備える船舶を示す側面図。

以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。

先ず、本発明の一実施形態に係るＶ形エンジン１の全体構成について、図１から図７により説明する。なお、図１の矢印Ｆで示す方向を「前方」、矢印Ｕで示す方向を「上方」、図２の矢印Ｌで示す方向を「左方」として、以下に述べる各部材の位置や方向等を説明する。

図１に示すように、Ｖ形エンジン１は、例えば、プレジャーボート等の船舶１００に搭載される。舶用エンジンとしてのＶ形エンジン１は、船舶１００の下部に設けられる機関室１０１内に配置される。なお、Ｖ形エンジン１の上部は、トップカバー７によって覆われるが、トップカバー７の詳細については詳しくは後述する。

図２から図６に示すように、Ｖ形エンジン１は、Ｖ形８気筒エンジンであり、エンジン主体部２と、給気通路３・３と、排気通路４・４と、コモンレール燃料噴射装置５と、を備える。

図７に示すように、エンジン主体部２は、シリンダブロック２１を備え、シリンダブロック２１内には、クランク軸２６が前後方向に架設される。クランク軸２６は、シリンダブロック２１に回転可能に軸支される。また、シリンダブロック２１には、正面視にてＶ形に配置されるシリンダ列２２・２２が形成されるとともに、シリンダブロック２１の上面にてシリンダ列２２・２２の左右間には、Ｖバンク空間２８が形成される。Ｖバンク空間２８の上方は、トップカバー７によって覆われる（図２参照）。

シリンダ列２２・２２は、片バンク毎に四つのシリンダ２３を備え、シリンダ２３内には、ピストン２４が摺動可能に設けられる。ピストン２４は、コネクティングロッド２５によってクランク軸２６と連結されており、ピストン２４の摺動運動がコネクティングロッド２５によってクランク軸２６の回転運動に変換される。また、シリンダブロック２１には、ピストン２４と対向するようにシリンダヘッド２７が取り付けられとともに、シリンダヘッド２７とピストン２４とシリンダ２３とで、燃焼室２１２が形成される。シリンダヘッド２７には、コモンレール燃料噴射装置５のインジェクタ５２が取り付けられ、インジェクタ５２の噴射口５２１が燃焼室２１２内に配置される。

図２から図５に示すように、給気通路３は、エアクリーナ３１と、コンプレッサ３２と、図示しない給気マニホールドと、を備えており、給入された空気がエアクリーナ３１によって濾過され、濾過された空気がコンプレッサ３２によって圧縮され、圧縮された空気が前記給気マニホールドによって燃焼室２１２に分配される。また、コンプレッサ３２・３２と両給気マニホールドとの間には、一のインタークーラ６が設けられ、前記圧縮された空気がインタークーラ６によって冷却される。

コンプレッサ３２は、図示しないコンプレッサホイールを備え、このコンプレッサホイールは、後述する排気タービン４２と連結される。これにより、排気タービン４２が排気のエネルギーによって回転すると、排気タービン４２と連動して前記コンプレッサホイールが回転し、前記濾過された空気が加圧される。

排気通路４は、排気マニホールド４１と、排気タービン４２と、を備えており、燃焼室２１２からの排気が排気マニホールド４１によって集合され、集合された排気のエネルギーによって排気タービン４２が回転する。

図６に示すように、コモンレール燃料噴射装置５は、図示しないサプライポンプと、左右のコモンレール５１・５１と、左右合わせて八本のインジェクタ５２・５２・・・と、を備えており、前記サプライポンプによって燃料が高圧にされ、高圧にされた燃料がコモンレール５１・５１に蓄えられ、コモンレール５１・５１内の高圧燃料がインジェクタ５２・５２・・・の噴射口５２１・５２１・・・から燃焼室２１２・２１２・・・（図７参照）内に噴射される。

このうちインジェクタ５２・５２・・・は、インジェクタ駆動装置（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｒｉｖｉｎｇＵｎｉｔ、以下「ＥＤＵ」という。）５３・５３を介して、エンジン制御装置（ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ、以下「ＥＣＵ」という。）９と接続されており、ＥＣＵ９からＥＤＵ５３・５３に信号が送信されると、ＥＤＵ５３・５３によってインジェクタ５２・５２・・・が駆動され、インジェクタ５２・５２・・・によって燃料が噴射される。なお、各ＥＤＵ５３は、四本のインジェクタ５２・５２・・・を駆動するように設定される。

次に、ＥＣＵ９の配置構造について、図８により説明する。

ＥＣＵ９は、Ｖ形エンジン１の前部、具体的には、エンジン内部を循環する清水を冷却する清水クーラ８の前面に配置される制御ボックス１０内に収納される。制御ボックス１０は、図示しないボルトによって清水クーラ８に固定される。なお、制御ボックス１０内には、ＥＣＵ９の他、図示しないヒューズ、リレー、コネクタその他の制御系部品が収納される。

次に、トップカバー７について、図９から図１２により説明する。

トップカバー７は、アルミ等の金属よりなり、平面視にて略台形状に形成される。トップカバー７の前側は、清水クーラ８の上面に取り付けられるとともに、トップカバー７の後側は、インタークーラ６の上面に取り付けられる。なお、清水クーラ８の上面とインタークーラ６の上面とは、略同じ高さとされる。また、トップカバー７の前辺の左右長さは、清水クーラ８の左右長さよりも短くされるとともに、トップカバー７の後辺の左右長さは、インタークーラ６の左右長さよりも短くされる。トップカバー７の左右両縁には、フランジ部７１・７１を形成して、トップカバー７の剛性を高めている。なお、トップカバー７には、Ｖ形エンジン１を吊り上げるためのフック１１（図２参照）が突出する突出孔７２が形成される。

また、トップカバー７の前縁には、植込ボルト１２の上側となるナット側雄ねじ部１２１が挿入される複数（本実施形態では三つ）のボルト孔７３・７３・７３が形成される。植込ボルト１２のナット側雄ねじ部１２１は、ボルト孔７３に挿入され、ワッシャ１２３を介してナット１２４によって固定される。植込ボルト１２の下側となる植込側雄ねじ部１２２は、清水クーラ８に形成される三つの植込孔８１・８１・８１に植え込まれる（図１２参照）。なお、植込ボルト１２及びナット１２４に代えて、六角ボルト等のボルトとすることもできる。

また、トップカバー７の後縁には、植込ボルト１３の上側となるナット側雄ねじ部１３１が挿入される複数（本実施形態では二つ）のボルト孔７４・７４が形成される。植込ボルト１３のナット側雄ねじ部１３１は、ボルト孔７４に挿入され、ワッシャ１３３を介してナット１３４によって固定される。植込ボルト１３の下側となる植込側雄ねじ部１３２は、インタークーラ６に形成される二つの植込孔６１・６１に植え込まれる（図１２参照）。なお、植込ボルト１３及びナット１３４に代えて、六角ボルト等のボルトとすることもできる。

また、トップカバー７の前縁から後方に所定間隔をあけた位置には、二つの長支柱孔７５・７５が左右並列に形成されるとともに、この長支柱孔７５・７５から後方に所定間隔をあけた位置には、二つの短支柱孔７６・７６が左右並列に形成される。このうち長支柱孔７５・７５の下側には、長支柱１４・１４が配置されるとともに、短支柱孔７６・７６の下側には、短支柱１５・１５が配置される。

長支柱１４は、六角柱に形成される長支柱本体１４１と、ナット側雄ねじ部１４２と、植込側雄ねじ部１４３と、を備える。

長支柱本体１４１の長支柱孔７５側の端面には、ナット側雄ねじ部１４２が設けられるとともに、長支柱本体１４１の長支柱孔７５とは反対側の端面には、植込側雄ねじ部１４３が設けられる。ナット側雄ねじ部１４２は、長支柱孔７５に挿入され、ワッシャ１４４を介してナット１４５によって固定される。なお、植込側雄ねじ部１４３は、清水クーラ８のブラケット８２に形成される植込孔８２１に植え込まれる（図９参照）。

短支柱１５は、六角柱に形成される短支柱本体１５１と、ナット側雄ねじ部１５２と、植込側雄ねじ部１５３と、を備える。なお、短支柱本体１５１の長さは、長支柱本体１４１の長さよりも短い。

短支柱本体１５１の短支柱孔７６側の端面には、ナット側雄ねじ部１５２が設けられるとともに、短支柱本体１５１の短支柱孔７６とは反対側の端面には、植込側雄ねじ部１５３が設けられる。ナット側雄ねじ部１５２は、短支柱孔７６に挿入され、ワッシャ１５４を介してナット１５５によって固定される。なお、植込側雄ねじ部１５３は、インタークーラ６に設けられる前記給気マニホールドとの接続部６２に形成される植込孔６２１に植え込まれる（図９参照）。

次に、ＥＤＵ５３・５３の配置構造について、図１２から図１６により説明する。

ＥＤＵ５３・５３は、基板１６上に左右並列に取り付けられ、長支柱１４・１４と短支柱１５・１５との前後間に配置される。なお、基板１６上には、ＥＤＵ５３・５３の他、図示しないヒューズ、ハーネスその他の制御系部品が取り付けられる。ＥＤＵ５３・５３等が取り付けられた基板１６は、四つの防振ゴム１６１・１６１・１６１・１６１を介して左右の取付板１７・１８上に取り付けられる。このうち左方の取付板１７は、基板１６の下面左側に配置されるとともに、右方の取付板１８は、基板１６の下面右側に配置される。

左方の取付板１７は、基板側取付板１７１と、基板側取付板１７１の端部に斜めに接続するシリンダヘッド側取付板１７２と、を備える。

このうち基板側取付板１７１は、略水平となるように配置される。基板側取付板１７１の下面右側、つまり、シリンダヘッド側取付板１７２とは反対側には、後述する架設板１９が配置される。基板側取付板１７１には、ボルト１７３が挿入される二つのボルト孔１７１Ａ・１７１Ａが、平面視にて架設板１９の投影範囲内に形成される。また、基板側取付板１７１には、四つの防振ゴム１６１・１６１・１６１・１６１のうち、左側二つの防振ゴム１６１・１６１が取り付けられる二つの取付孔１７１Ｂ・１７１Ｂが形成される。

シリンダヘッド側取付板１７２は、基板側取付板１７１が略水平に配置された状態で、基板側取付板１７１の左端部から左下方に延びる。シリンダヘッド側取付部１７２は、ボルト１７４によってシリンダヘッドカバー２９に固定される。

右方の取付板１８は、基板側取付板１８１と、基板側取付板１８１の端部に斜めに接続するシリンダヘッド側取付板１８２と、を備える。

このうち基板側取付板１８１は、略水平となるように配置される。基板側取付板１８１の下面左側、つまり、シリンダヘッド側取付板１８２とは反対側には、後述する架設板１９が配置される。基板側取付板１８１には、ボルト１８３が挿入される二つのボルト孔１８１Ａ・１８１Ａが、平面視にて架設板１９の投影範囲内に形成される。また、基板側取付板１８１には、四つの防振ゴム１６１・１６１・１６１・１６１のうち、右側二つの防振ゴム１６１・１６１が取り付けられる二つの取付孔１８１Ｂ・１８１Ｂが形成される。なお、右方基板側取付板１８１は、左方の基板側取付板１７１よりも前後方向に長い。

シリンダヘッド側取付板１８２は、基板側取付板１８１が略水平に配置された状態で、基板側取付板１８１の右端部から右下方に延びる。シリンダヘッド側取付部１８２は、ボルト１８４・１８４によってシリンダヘッドカバー２９に固定される。なお、右方のシリンダヘッド側取付板１８２は、左方のシリンダヘッド側取付板１７２よりも前後方向に長い。

図１６に示すように、架設板１９は、平面視にて略長方形状に形成される。架設板１９の左右両縁には、フランジ部１９１・１９１を形成して、架設板１９の剛性を高めている。また、架設板１９の前縁及び後縁には、それぞれ清水クーラ側固定部１９２及びインタークーラ側固定部１９３が設けられる。なお、左右の架設板１９・１９は、略同一構造であるため、ここでは、左右の架設板１９・１９のうち一方について説明し、他方については必要に応じて説明する。

清水クーラ側固定部１９２は、架設板１９の前縁が前方に延びて形成されるとともに、インタークーラ側固定部１９３は、架設板１９の後縁が上方に立ち上がって、後方に延びて形成される。清水クーラ側固定部１９２には、長支柱１４の植込側雄ねじ部１４３が挿入されるボルト孔１９２Ａが形成されるとともに、インタークーラ側固定部１９３には、短支柱１５の植込側雄ねじ部１５３が挿入されるボルト孔１９３Ａが形成される。

これにより、清水クーラ側固定部１９２のボルト孔１９２Ａに挿入された植込側雄ねじ部１４３が、清水クーラ８のブラケット８２の前記植込孔に植え込まれるとともに、インタークーラ側固定部１９３のボルト孔１９３Ａに挿入された植込側雄ねじ部１５３が、インタークーラ６の接続部６２の前記植込孔に植え込まれる。こうして、架設板１９が長支柱１４及び短支柱１５によって固定される。

また、架設板１９には、ボルト１７３（又はボルト１８３）が挿入される二つのボルト孔１９４・１９４が形成される。なお、左方の架設板１９のボルト孔１９４・１９４は、左方の基板側取付板１７１のボルト孔１７１Ａ・１７１Ａと一致する位置に配置されるとともに、右方の架設板１９のボルト孔１９４・１９４は、右方の基板側取付板１８１のボルト孔１８１Ａ・１８１Ａと一致する位置に配置される。

これにより、左方の基板側取付板１７１のボルト孔１７１Ａ、及び左方の架設板１９のボルト孔１９４に、ボルト１７３が挿入され、ナット１７５によって固定される。同様に、右方の基板側取付板１８１のボルト孔１８１Ａ、及び右方の架設板１９のボルト孔１９４に、ボルト１８３が挿入され、ナット１８５によって固定される。

以上のように、クランク軸２６を中心にＶ形に配置される一対のシリンダ列２２・２２と、一対のシリンダ列２２・２２間に形成されるＶバンク空間２８の上方を覆うトップカバー７と、クランク軸２６方向にてトップカバー７の前方側に配置され、エンジン内部を循環する清水を冷却する清水クーラ８と、クランク軸２６方向にてトップカバー７の後方側に配置され、コンプレッサ３２・３２によって圧縮された給気を冷却するインタークーラ６と、を備えるＶ形エンジン１において、トップカバー７は、清水クーラ８とインタークーラ６とを連結するとともに、清水クーラ８とインタークーラ６との間にて長支柱１４・１４及び短支柱１５・１５によって支持されるものである。

このような構成により、清水クーラ８がトップカバー７によってインタークーラ６と連結されるため、清水クーラ８の振動を防止することができる。また、トップカバー７が長支柱１４・１４及び短支柱１５・１５によって支持されるため、トップカバー７上に作業者が乗ってもトップカバー７の変形を防止することができる。

なお、本実施形態では、柱状部材として前後二本、左右二本、合計四本の長支柱１４・１４及び短支柱１５・１５を設けているが、前後、左右及び合計の柱状部材の数は、これらに限定するものではない。

そして、トップカバー７の下方にてＶバンク空間２８内には、燃料を噴射するインジェクタ５２・５２・・・を駆動するＥＤＵ５３・５３が配置されるものである。

このような構成により、ＥＤＵ５３・５３を覆うトップカバー７が長支柱１４・１４及び短支柱１５・１５によって支持されるため、ＥＤＵ５３・５３を保護しつつ、トップカバー７の変形に起因するＥＤＵ５３・５３の損傷を防止することができる。

特に、温度の高い排気通路４・４の近傍を避けて、ＥＤＵ５３・５３を配置することにより、ＥＤＵ５３・５３が高温になるのを防止することができる。さらに、ＥＤＵ５３・５３がインジェクタ５２・５２・・・の近傍に位置するため、ＥＤＵ５３・５３とインジェクタ５２・５２・・・との接続に係るコストを低減することができるとともに、接続作業が容易となって組立性を向上させることができる。

また、ＥＤＵ５３・５３は、清水クーラ８とインタークーラ６との間に架設される架設板１９・１９上に配置され、架設板１９・１９は、長支柱１４・１４及び短支柱１５・１５によって固定されるものである。

このような構成により、清水クーラ８及びインタークーラ６を利用して架設板１９・１９を架設することにより、ＥＤＵ５３・５３をＶバンク空間２８内に容易に配置することができる。また、架設板１９・１９の固定手段として長支柱１４・１４及び短支柱１５・１５を利用することにより、架設板１９・１９の固定手段に係るコストを低減することができる。

さらに、クランク軸２６方向にて清水クーラ８の前方側には、ＥＣＵ９等の制御系部品を収納する制御ボックス１０が配置されるものである。

このような構成により、温度の高い排気通路４・４の近傍を避けて、温度の低い清水クーラ８の近傍に制御ボックス１０を配置することにより、制御ボックス１０が高温になるのを防止することができる。

１Ｖ形エンジン
６インタークーラ
７トップカバー（カバー部材）
８清水クーラ
９ＥＣＵ（制御系部品）
１０制御ボックス
１４長支柱（柱状部材）
１５短支柱（柱状部材）
１９架設板（架設部材）
２２シリンダ列
２６クランク軸
２８Ｖバンク空間
３２コンプレッサ
５２インジェクタ
５３ＥＤＵ（インジェクタ駆動装置）

Claims

クランク軸を中心にＶ形に配置される一対のシリンダ列と、
該一対のシリンダ列間に形成されるＶバンク空間の上方を覆うカバー部材と、
前記クランク軸方向にて前記カバー部材の一方側に配置され、エンジン内部を循環する清水を冷却する清水クーラと、
前記クランク軸方向にて前記カバー部材の他方側に配置され、コンプレッサによって圧縮された給気を冷却するインタークーラと、を備えるＶ形エンジンにおいて、
前記カバー部材は、前記清水クーラと前記インタークーラとを連結するとともに、前記清水クーラと前記インタークーラとの間にて柱状部材によって支持されることを特徴とするＶ形エンジン。
前記カバー部材の下方にて前記Ｖバンク空間内には、燃料を噴射するインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置が配置されることを特徴とする請求項１に記載のＶ形エンジン。
前記インジェクタ駆動装置は、前記清水クーラと前記インタークーラとの間に架設される架設部材上に配置され、該架設部材は、前記柱状部材によって固定されることを特徴とする請求項２に記載のＶ形エンジン。
前記クランク軸方向にて前記清水クーラの一方側には、制御系部品を収納する制御ボックスが配置されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のＶ形エンジン。