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JP4504261B2 - 傾斜シリンダ付き空冷エンジン - Google Patents

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JP4504261B2 JP2005182813A JP2005182813A JP4504261B2 JP 4504261 B2 JP4504261 B2 JP 4504261B2 JP 2005182813 A JP2005182813 A JP 2005182813A JP 2005182813 A JP2005182813 A JP 2005182813A JP 4504261 B2 JP4504261 B2 JP 4504261B2
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Description

本発明は、クランクケースの下部に締結部材を差し込み可能な取付孔を設け、シリンダブロックの外周に冷却フィンを設けた傾斜シリンダ付き空冷エンジンに関する。
汎用型空冷エンジンのなかには、シリンダを傾斜させたものがある。この傾斜シリンダ付き空冷エンジンは、傾斜シリンダが内蔵されたシリンダブロックの外周に空冷用の冷却フィンを備える(例えば、特許文献1参照。)。
実公昭58−19293号公報
特許文献1の傾斜シリンダ付き空冷エンジンは、シリンダブロックの外周に、傾斜シリンダの軸線に対して複数の冷却フィンが略直交して設けられている。
この傾斜シリンダ付き空冷エンジンによれば、隣接する冷却フィン間にエアを流すことにより、冷却フィンから熱を放熱させてシリンダを冷却する。
一般に、汎用エンジンは、クランクケースの下部にベースを備え、ベースに取付孔が設けられている。取付孔にボルトを差し込み、差し込んだボルトで汎用エンジンを取付部材に取り付ける。
また、汎用エンジンのケーシングは、クランクケースおよびシリンダブロックを一体化したもので、鋳造製のものが一般的に用いられる。
このケーシングは、シリンダブロックに冷却フィンが設けられている。そして、ケーシングを鋳造する際に、キャビティ内の溶湯が凝固した後、鋳造金型を冷却フィンに沿って型開きする。
ここで、複数の冷却フィンは、傾斜シリンダの軸線に対して略直交して設けられているので、鋳造金型を、傾斜シリンダの軸線に対して略直交する方向に型開きする。
よって、鋳造金型の型開き方向は、取付孔の向きと異なる。このため、ケーシングを鋳造する際に、取付孔を同時に成形することはできない。
したがって、ケーシングを鋳造した後、取付孔を機械加工する必要があり、そのことが生産性を高める妨げになっていた。
この問題を解消するために、金型にスライド型を備え、このスライド型で取付孔を成形する方法が知られている。金型にスライド型を備えることで、ケーシングを鋳造する際に、取付孔を同時に成形することが可能である。
しかし、この方法は、金型にスライド型を備える必要があり、金型の構造が複雑になるという問題がある。
本発明は、ケーシングを成形する際に取付孔を同時に成形することができ、かつ金型の構成を簡素にできる傾斜シリンダ付き空冷エンジンを提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、エンジン本体のケーシングを、クランク軸を収納するクランクケースおよび傾斜シリンダが設けられたシリンダブロックで構成し、ケーシングを締結部材で取付部材に取り付けるために、クランクケースの下部に締結部材を差し込み可能な取付孔を設け、シリンダブロックの外周に冷却フィンを設けた傾斜シリンダ付き空冷エンジンにおいて、前記冷却フィンのうち、前記外周の下部に設けた下部フィンを、前記取付孔の向きに対して平行に形成し、前記クランクケース側から前記下部フィンに向けて冷却風を送風し、この冷却風を下部フィンに沿って上昇させる冷却ファンを備え、前記下部フィンを鉛直方向に向けたたことを特徴とする。
冷却フィンのうち、外周の下部に設けた下部フィンを、取付孔の向きに対して平行に形成した。よって、ケーシングを成形する際に、金型を下部フィンに沿って型開きすることで、金型の型開き方向を取付孔の向きに合わせることができる。
これにより、金型でケーシングを成形する際に、取付孔を同時に成形することが可能になる。
加えて、金型の型開き方向を取付孔の向きに合わせることで、取付孔の孔成形部位を金型と一体形成することが可能になる。
これにより、従来必要とされていたスライド型や、スライド型をスライド操作するスライド機構を、金型から除去することができるので、金型の簡素化を図ることができる。
また、前記クランクケース側から前記下部フィンに向けて冷却風を送風し、この冷却風を下部フィンに沿って上昇させる冷却ファンを備え、前記下部フィンを鉛直方向に向けたことを特徴とする。
下部フィンを鉛直方向に向けることで、下部フィンをクランクケース、すなわち冷却ファン側に向けることが可能になる。
これにより、冷却ファンから送風された冷却風を、下部フィンに良好に導入することができ、傾斜シリンダを効率よく冷却することができる。
加えて、下部フィンを鉛直方向に向けることで、取付孔も鉛直方向を向く。よって、取付孔に上方から締結部材を差し込むことが可能になる。
これにより、締結部材の締付け作業が簡単になり、傾斜シリンダ付き空冷エンジンを取付部材に時間をかけないで簡単に取り付けることができる。
請求項は、前記冷却ファンは、下端部が前記下部フィンより下方に位置し、この下端部側から冷却風を下部フィンに向けて送風することを特徴とする。
冷却ファンの下端部を下部フィンより下方に配置し、この下端部側から冷却風を下部フィンに向けて送風する。よって、下部フィンの下方側から冷却風を、下部フィンに導入することが可能になり、下部フィンを冷却風の向きにより好適に合わせることができる。
これにより、冷却ファンから送風された冷却風を、下部フィンにより一層良好に導入することができ、傾斜シリンダの冷却効果をさらに高めることができる。
請求項は、前記冷却フィンは、側面視において、前記下部フィンから前記傾斜シリンダの軸心まで鉛直方向に向けられたことを特徴とする。
冷却フィンを、下部フィンから傾斜シリンダの軸心まで鉛直方向に向けた。これにより、下部フィンに導いた冷却風を、冷却フィンに沿って一層円滑に上方に導くことができ、傾斜シリンダの冷却効果をさらに高めることができる。
本発明に係る傾斜シリンダ付き空冷エンジンでは、金型の型開き方向を取付孔の向きに合わせることで金型でケーシングを成形する際に、取付孔を同時に成形することができるという利点がある。
加えて、本発明に係る傾斜シリンダ付き空冷エンジンでは、取付孔を成形するためのスライド型を金型に設ける必要がなく、金型の簡素化を図ることができるという利点がある。
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図1は本発明に係る傾斜シリンダ付き空冷エンジンを示す正面図である。
傾斜シリンダ付き空冷エンジン10は、エンジン本体11を取付台(取付部材)12にボルト(締結部材)13…で取り付け、エンジン本体11の上部に燃料タンク15、マフラー16およびエアクリーナ17を備える。
エンジン本体11は、クランク軸21やピストン23を収納するケーシング24を有し、ケーシング24の下部にベース部25が設けられている。
ベース部25の左端部25aに、第1、第2の取付孔26,27が設けられている。また、ベース部25の右端部25bに、第3、第4の取付孔28,29が設けられている。
第1〜第4の取付孔(取付孔)26〜29にボルト13…を差し込み、差し込んだボルト13…でベース部25を取付台12に固定する。
ケーシング24は、クランクケース31を有し、クランクケース31の右側部からシリンダブロック32を突出させたアルミニウム合金製の部材である。
クランクケース31に収納空間33(図2参照)を形成するとともに、シリンダブロック32内に傾斜シリンダ35を備える。
ベース部25は、クランクケース31の下部に設けられている。
収納空間33にクランク軸21などを収納し、傾斜シリンダ35内にピストン23を収納する。このピストン23をコンロッド36でクランク軸21に回動自在に連結する。
クランクケース31にケースカバー38をボルト止めすることで、収納空間33が塞がれている。ケースカバー38からクランク軸21の端部、すなわち動力取出軸(PTO軸)22が突出している。
傾斜シリンダ35は、シリンダ軸心(軸心)39をクランクケース31から傾斜角θの上り勾配に傾斜させたものである。
図2は本発明に係る傾斜シリンダ付き空冷エンジンのケーシングを示す斜視図、図3は図2の3矢視図である。
ケーシング24は、クランクケース31およびシリンダブロック32を備える。
クランクケース31は、ベース部25に周壁41を設け、ベース部25の後端および周壁41の後端に背面壁42を設けることで、ベース部25、周壁41および背面壁42で収納空間33を形成する。
ベース部25の左端部25aには、第1、第2の取付孔26,27が上下方向(鉛直方向)に向けて設けられている。
さらに、ベース部25の右端部25bには、第3、第4の取付孔28,29(第4取付孔29は図4参照)が上下方向(鉛直方向)に向けて設けられている。
第4取付孔29は、第2取付孔27と同じ形状に形成されている。
第1、第3の取付孔26,28は、開口が円形に形成された孔である。
第2、第4の取付孔27,29は、開口が長孔に形成された孔である。
周壁41の右側部にシリンダブロック32が一体形成されている。
シリンダブロック32の外周32aには、冷却フィン45…が全周に亘って形成されている。冷却フィン45…は、上部フィン46…、下部フィン47…および一対の側部フィン48…(奥側の側部フィンは図示せず)からなる。
なお、一対の側部フィン48…は、同一形状なので、手前側の側部フィン48…について説明し、この説明を奥側の側部フィン48…の説明に代える。
側部フィン48…は、上端部48a…から折曲部48b…までの傾斜フィン部51…と、折曲部48b…から下端部48c…までの鉛直フィン部52…とからなる。
折曲部48b…は、傾斜シリンダ35のシリンダ軸心39よりH1寸法(図1参照)だけ下方に位置する。
傾斜フィン部51は、傾斜シリンダ35のシリンダ軸心39に対して直交するように形成されている。よって、傾斜フィン部51は、鉛直方向に対して傾斜した状態に形成されている。
鉛直フィン部52は、鉛直方向(上下方向)に向けた状態で形成されている。よって、鉛直フィン部52は、第1〜第4の取付孔26〜29と同じ方向を向くように形成されている。
すなわち、鉛直フィン部52は、第1〜第4の取付孔26〜29の向きに対して平行に形成されている。
図4は本発明に係る傾斜シリンダ付き空冷エンジンの冷却ファンと冷却フィンとの位置関係を示す斜視図である。
傾斜シリンダ付き空冷エンジン10は、ケーシング24の背面壁42側に冷却ファン58を備える。冷却ファン58は、クランク軸21(図1参照)に設けられている。
下部フィン47…を鉛直方向に向けることで、下部フィン47…を角度θだけクランクケース31側に向けることが可能になる。
よって、下部フィン47…を冷却ファン58側に向けることが可能になる。
ここで、冷却ファン58は、時計回り方向に矢印の如く回転し、下端部58a側から下部フィン47…に向けて矢印の如く斜め上向きの状態で冷却風を送風するように構成されている。
加えて、冷却ファン58は、下端部58aが下部フィン47…よりH2寸法だけ下方に位置している。
これにより、下部フィン47…の下方側から冷却風を、下部フィン47…に導入することが可能になり、下部フィン47…を冷却風の向きに一層好適に合わせることが可能になる。
よって、クランク軸21を回転することで、冷却ファン58が矢印の如く回転し、冷却ファン58から冷却風が矢印の如く下部フィン47…に向けて送風される。
下部フィン47…は冷却ファン58側に向けられているので、冷却ファン58から送風された冷却風を、下部フィン47…に良好に導入することができる。
下部フィン47…に導入された冷却風を、下部フィン47…に沿って矢印の如く上昇させてシリンダブロック32の外周32a(図3参照)に導く。よって、傾斜シリンダ35を冷却風で好適に冷却することができる。
ここで、冷却風の流れを考慮した場合、側部フィン48…の折曲部48b…を高い位置に設定して、鉛直フィン部52…を大きく確保することが好ましい。
一方、シリンダブロック32は全長がL寸法である。限られたL寸法の間に、多数の冷却フィン45…を配置するためには、冷却フィン45…をシリンダ軸心39に対して直交させた状態に配置することが好ましい。冷却フィン45の幅Dを小さく抑えることが可能になるからである。
そこで、冷却風の流れを良好に確保し、かつシリンダブロック32に多数の冷却フィン45…を配置するために、図1に示すH1寸法の最小値を0(零)とすることにした。
H1寸法の最小値を0にすることで、折曲部48b…がシリンダ軸心39と同じ高さになる。
よって、側部フィン48…は、側面視において、下部フィン47…からシリンダ軸心39まで鉛直方向に向けられる。すなわち、鉛直フィン部52…は、傾斜フィン部51…と同じ大きさになる。
鉛直フィン部52…をシリンダ軸心39まで延ばすことにより、シリンダ軸心39より下方に折曲部48b…を配置した場合より、冷却フィン47…に沿って一層円滑に上方に導くことができる。
加えて、鉛直フィン部52…の延びをシリンダ軸心39までに抑えることで、シリンダブロック32に多数の冷却フィン45…を配置することが可能になる。
このように、冷却フィン47…に沿って一層円滑に上方に導く、かつ多数の冷却フィン45…を配置することで、傾斜シリンダの冷却効果をさらに高めることができる。
ところで、下部フィン47…を鉛直方向に向けることで、第1〜第4の取付孔26〜29が上下方向を向いて形成されている。よって、第1〜第4の取付孔26〜29に上方からボルト13…を差し込むことが可能になる。
これにより、ボルト13…の締付け作業が簡単になり、傾斜シリンダ付き空冷エンジン10を取付台12に時間をかけないで簡単に取り付けることができる。
以下、傾斜シリンダ付き空冷エンジン10のケーシング24を成形するダイカスト金型を図5〜図7に基づいて説明する。
図5は本発明に係る傾斜シリンダ付き空冷エンジンのダイカスト金型を示す分解斜視図である。
ダイカスト金型60は、ケーシング24の背部24aを成形する固定金型61、ケーシング24の前部24bを成形する可動金型62、ケーシング24の上部24cを成形する上部スライド金型63、ケーシング24の右端部24dおよび傾斜シリンダ35を成形する右端部スライド金型64、ケーシング24の下部24eを成形する下部スライド金型65、ケーシング24の左端部24fを成形する左端部スライド金型66を備える。
このダイカスト金型60は、ケーシング24をダイカスト成形するための金型である。
固定金型61は、ケーシング24の背部24aを成形する成形面61aを備え、この成形面61aの一部61bで奥側の側部フィン48…を成形する金型である。
可動金型62は、矢印A方向に型閉め(型締め)/型開き可能な金型である。この可動金型62は、ケーシング24の前部24bを成形する成形面62aを備え、この成形面62aの一部62bで手前側の側部フィン48…を成形する金型である。
なお、可動金型62にゲート68が設けられている。ゲート68は、キャビティ67(図8(a)参照)に溶湯を供給する流路である。
上部スライド金型63は、矢印B方向に型閉め/型開き可能な金型である。この上部スライド金型63は、ケーシング24の上部24cを成形する成形面63aを備え、この成形面63aの一部63bで上部フィン46…を成形する金型である。
右端部スライド金型64は、矢印C方向に型閉め/型開き可能な金型である。この右端部スライド金型64は、傾斜シリンダ35を成形する中子64aを備えた金型である。
下部スライド金型65は、矢印D方向に型閉め/型開き可能な金型である。この下部スライド金型65は、ケーシング24の下部24eを成形する成形面65aを備え、この成形面65aの一部65bでベース部25および下部フィン47を成形する金型である。
また、下部スライド金型65は、成形面65aに第1〜第4の孔成形部位65c〜65fを備える。
第1孔成形部位65cは、ベース25に第1取付孔26を成形する部位である。第2孔成形部位65dは、ベース25に第2取付孔27を成形する部位である。
第3孔成形部位65eは、ベース25に第3取付孔28を成形する部位である。第4孔成形部位65fは、ベース25に第4取付孔29(第4取付孔29は図4参照)を成形する部位である。
左端部スライド金型66は、矢印E方向に型閉め/型開き可能な金型である。この左端部スライド金型66は、ケーシング24の左端部24fを成形する成形面66aを備える。
図5で説明したように、下部スライド金型65の型開き方向を第1〜第4の取付孔26〜29の向きに合わせることで、下部スライド金型65に、第1〜第4の取付孔26〜29を成形可能な第1〜第4の孔成形部位65c〜65fを備えることが可能になる。
よって、第1〜第4の取付孔26〜29を成形するためのスライド型を下部スライド金型65に設ける必要がない。
これにより、下部スライド金型65の構成を簡素にできるので、ダイカスト金型60の設備費を抑えることができる。
図6は本発明に係るダイカスト金型を型閉めした例を示す説明図、図7は図6の7−7線断面図である。
なお、図6においては、構成の理解を容易にするために可動金型62を省略した状態を示す。
ケーシング24は、冷却フィン45…のうち、鉛直フィン部52…を、第1〜第4の取付孔26〜29と同じ方向を向くように形成した。
一方、ダイカスト金型60は、下部スライド金型65の成形面65aに、下部フィン47…を成形する部位65bを備えるとともに、第1〜第4の取付孔26〜29を成形する第1〜第4の孔成形部位65c〜65fを備える。
以下、下部フィン47…を成形する部位65bを、下部フィン成形部位と称す。
下部フィン47…は、鉛直フィン部52…と同様に、第1〜第4の取付孔26〜29と同じ方向を向くように形成されている。
そして、下部スライド金型65を、鉛直フィン部52…の向きおよび第1〜第4の取付孔26〜29の向きと同じ方向、すなわち矢印D方向に型開きするように構成した。
よって、図8(a)に示すキャビティ67内の溶湯が凝固した後、下部スライド金型65を矢印Dの如く型開きすることで、下部フィン成形部位65bを下部フィン47…から離型するとともに、第1〜第4の孔成形部位65c〜65fを第1〜第4の取付孔26〜29からそれぞれ離型する。
これにより、ケーシング24をダイカスト金型60で成形する際に、ケーシング24に第1〜第4の取付孔26〜29を成形することが可能になる。
次に、ケーシング24をダイカスト金型60で成形する例を図8に基づいて説明する。
図8(a),(b)は本発明に係るダイカスト金型でケーシングを成形する例を説明する図である。
(a)において、ダイカスト金型60を型閉めした状態で、可動金型62のゲート68(図5参照)からキャビティ67に、アルミニウム合金の溶湯を高圧をかけた状態で供給する。
キャビティ67内の溶湯が凝固することにより、上部スライド金型63の成形面63aの一部63bで上部フィン46…を成形する。
下部スライド金型65の成形面65aの一部65bで下部フィン47を成形する。固定金型61の成形面61aの一部61b(図5参照)で奥側の側部フィン48…を成形する。可動金型62の成形面62aの一部62b(図5参照)で手前側の側部フィン48…を成形する。
同時に、下部スライド金型65の第1〜第4の孔成形部位65c〜65fで、第1〜第4の取付孔26〜29を成形する。
キャビティ67内の溶湯が凝固した後、ダイカスト金型60を型開きする。
具体的には、図5に示す可動金型62を型開き方向に移動する。また、上部スライド金型63および右端部スライド金型64を、矢印Bおよび矢印Cの如くそれぞれ型開き方向に移動する。
さらに、下部スライド金型65および左端部スライド金型66を、矢印Dおよび矢印Eの如くそれぞれ型開き方向に移動する。
(b)において、下部スライド金型65を型開きすることで、下部フィン成形部位65bを下部フィン47…から離型するとともに、第1〜第4の孔成形部位65c〜65fを第1〜第4の取付孔26〜29からそれぞれ離型する。
これにより、ケーシング24をダイカスト金型60で成形する際に、ケーシング24に第1〜第4の取付孔26〜29を同時に成形することが可能になる。
ここで、アルミニウム合金でケーシング24をダイカスト成形するアルミダイカスト(die casting)は、アルミニウム合金の溶湯を高圧で金型に注入する鋳造法である。
このように、ケーシング24をアルミニウム合金でダイカスト成形することで、ケーシング24の成形精度を高めることができる。
よって、ケーシング24のダイカスト成形の際に、例えば、第1〜第4の取付孔26〜29の周囲に、図4に示すボルト13…の頭部(すなわち、座面)が当接する部位(いわゆる座ぐり)を成形することが可能になる。
これにより、ケーシング24をダイカスト成形した後、第1〜第4の取付孔26〜29の周囲に座ぐりを機械加工する必要がなく、生産性をより一層高めることができる。
次に、傾斜シリンダ付き空冷エンジンの冷却風の流れを図9に基づいて説明する。
図9は本発明に係る冷却フィンで冷却風を導く例を説明する図である。
冷却ファン58が矢印Fの如く回転し、冷却ファン58から冷却風が矢印Gの如く下部フィン47…に向けて送風される。
下部フィン47…は冷却ファン58側に向けられているので、冷却ファン58から送風された冷却風を、下部フィン47…に良好に導入することができる。
下部フィン47…に導入された冷却風を、下部フィン47…に沿って矢印Hの如く上昇させてシリンダブロック32の外周32a(図3参照)に導く。よって、傾斜シリンダ35を冷却風で好適に冷却する。
なお、前記実施の形態では、ケーシング24をアルミニウム合金のダイカストで鋳造した例について説明したが、これに限らないで、その他の材質でダイカスト成形することも可能である。
本発明は、クランクケースの下部に締結部材を差し込み可能な取付孔を設け、シリンダブロックの外周に冷却フィンを設けた傾斜シリンダ付き空冷エンジンへの適用に好適である。
本発明に係る傾斜シリンダ付き空冷エンジンを示す正面図である。 本発明に係る傾斜シリンダ付き空冷エンジンのケーシングを示す斜視図である。 図2の3矢視図である。 本発明に係る傾斜シリンダ付き空冷エンジンの冷却ファンと冷却フィンとの位置関係を示す斜視図である。 本発明に係る傾斜シリンダ付き空冷エンジンのダイカスト金型を示す分解斜視図である。 本発明に係るダイカスト金型を型閉めした例を示す説明図である。 図6の7−7線断面図である。 本発明に係るダイカスト金型でケーシングを成形する例を説明する図である。 本発明に係る冷却フィンで冷却風を導く例を説明する図である。
符号の説明
10…傾斜シリンダ付き空冷エンジン、11…エンジン本体、12…取付台(取付部材)、13…ボルト(締結部材)、21…クランク軸、24…ケーシング、25…ベース部(クランクケースの下部)、26〜29…第1〜第4の取付孔(取付孔)、31…クランクケース、32…シリンダブロック、32a…外周、35…傾斜シリンダ、39…シリンダ軸心(軸心)、45…冷却フィン、47…下部フィン、58…冷却ファン、58a…冷却ファンの下端部。

Claims (3)

  1. エンジン本体のケーシングを、クランク軸を収納するクランクケースおよび傾斜シリンダが設けられたシリンダブロックで構成し、ケーシングを締結部材で取付部材に取り付けるために、クランクケースの下部に締結部材を差し込み可能な取付孔を設け、シリンダブロックの外周に冷却フィンを設けた傾斜シリンダ付き空冷エンジンにおいて、
    前記冷却フィンのうち、前記外周の下部に設けた下部フィンを、前記取付孔の向きに対して平行に形成し
    前記クランクケース側から前記下部フィンに向けて冷却風を送風し、この冷却風を下部フィンに沿って上昇させる冷却ファンを備え、
    前記下部フィンを鉛直方向に向けたことを特徴とする傾斜シリンダ付き空冷エンジン。
  2. 前記冷却ファンは、下端部が前記下部フィンより下方に位置し、この下端部側から冷却風を下部フィンに向けて送風することを特徴とする請求項記載の傾斜シリンダ付き空冷エンジン。
  3. 前記冷却フィンは、側面視において、前記下部フィンから前記傾斜シリンダの軸心まで鉛直方向に向けられたことを特徴とする請求項または請求項記載の傾斜シリンダ付き空冷エンジン。
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