JP4055720B2 - 雪上車に搭載される４サイクルエンジン - Google Patents

Description

本発明は、雪上車に搭載される４サイクルエンジンに関する。

従来、スノーモービル等の小型雪上車に搭載されるエンジンは、構造が比較的簡単で、かつ、軽量コンパクトでパワーのある２サイクルが主流となっていた。

ところが、最近では、排気ガス規制や燃費の向上を目指して４サイクルエンジン化が進んでいるが、高出力でコンパクトな２サイクルエンジンに対して、カムシャフトやオイル潤滑を必要とする４サイクルエンジンはどうしても大型となってしまう傾向にある。

そのため、４サイクルエンジンを搭載した雪上車の車体やエンジンフード形状を２サイクルエンジン搭載時と同程度の大きさにするためには、オイルパン形状、インテーク、エキゾーストや関連補機類のレイアウトに工夫が必要不可欠である。

ところで、雪上車の操舵性向上のためエンジン搭載時の重心位置を低くするにはステアリングタイロッドと同等程度までエンジン位置を下げ、かつ重心位置を車体中央に設定するにはステアリングポストまでエンジンを寄せるのが望ましい。

しかるに、雪上車のエンジンを２サイクルのものを４サイクルのものに載せ代えるときに、４サイクルエンジンのクランク中心が載せ代え前の２サイクルエンジンのクランク中心と同じ位置にした場合を検討すると、４サイクルエンジンの下部にはオイルパンがあり、エンジン全高が２サイクルエンジンよりも高くなるので、シリンダが直立方向に向くようにエンジンを配置するときにはエンジンがステアリングロッドに干渉したり、シリンダヘッドやスロットルボディがエンジンフードに干渉したりする問題が考えられる。

また、雪上車の２サイクルエンジンは、性能向上のために大容量のエキスパンションチャンバが必要であり、このチャンバは通常ドライブクラッチと反対側に取り回しを行い、マフラに接続される。このような排気系の配置にするのは、取り回しのスペースが必要であることと、左右の重量バランスをとるためであり、重量の重いクラッチの反対側にはフライホイールマグネト、チャンバ、マフラを配置する。

本発明は、上記従来技術の問題点に着目してなされたもので、雪上車に４サイクルエンジンをエンジンフードとの干渉無くかつ重心位置を低くして搭載でき、かつ、エンジン重心を車体重心に近づけかつ重心位置を低くして走行性能を向上できる雪上車に搭載される４サイクルエンジンを提供することを目的とする。

本発明は雪上車に搭載される４サイクルエンジンに係るものである。
本発明は、座席シートの直前にステアリングシャフトが配置され、このステアリングシャフトの前方に位置するエンジンフードを持ち、このエンジンフードに被われるエンジンルームを持つ雪上車に搭載される４サイクルエンジンにおいて、４サイクルエンジンは、クランク軸が車体幅方向に沿い、シリンダの中心軸線が車体垂直方向線に対して後ろ向きに傾いた状態で車体に搭載されたものであって、前記４サイクルエンジンのオイルパン内にオイルストレーナが収容され、このオイルストレーナの吸入口が側面視でシリンダ中心軸線より後方かつクローラ前部の駆動輪の軸心よりも下方に位置するように、前記オイルパンが前記エンジンルームの最底部近傍に隣接配置されると共に、前記ステアリングシャフトと前記４サイクルエンジンとの間で、かつシリンダヘッドの吸気ポートから斜め上後方に向けて設けたインテークパイプを介してシリンダヘッド上端部よりも高い位置に吸気系を構成するスロットルボディおよびエアクリーナボックスが配置され、前記エアクリーナボックスは少なくとも一部が前記シリンダヘッド上に位置して平面視でエンジンにラップしていることを特徴とする雪上車に搭載される４サイクルエンジンである。

本発明において、前記４サイクルエンジンが、ダブルオーバヘッドカム型のものにできる。

本発明において、ウォータポンプが、４サイクルエンジンの前側に配設されているものにできる。

本発明において、クランクケースの前部には、オイルフィルタが配設されているものにできる。

本発明によれば、４サイクルエンジンを後傾にするので、直立エンジンに比較してエンジン全高をはるかに抑えてエンジンフードとの干渉を避けることができる。
また、車体前部のエンジンフード内において４サイクルエンジンを後傾にすることにより、エンジン重心を車体中央部に近づけることができ、かつシリンダヘッド位置の低下によっても重心位置が低くなり、操縦性が向上し、雪上車の走行性能を向上できる。
また、エンジンの後傾でエンジン前方が広くなり、排気管など自由度を持たせて配置することができ、より一層エンジンフードの高さを低くすることができる。

以下、図に基づき本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に適用する４サイクルエンジンを搭載した雪上車の前部側方視拡大説明図、図２は同雪上車の全体側方視説明図、図３は同雪上車の全体平面視説明図、図４は図３の拡大詳細説明図、図５は雪上車の正面視説明図、図６は図４のＶＩ−ＶＩ線断面視したバッテリの配設説明図、図７（ａ）、（ｂ）は前記４サイクルエンジンの外観側面視図、正面視図、図８は４サイクルエンジンの平面視図である。

実施形態の雪上車は、図１〜図４に示すように、車体１０の前部１０ｆで、座席シート１２より前方に位置するエンジンフード１４内に３気筒（多気筒の一例）４サイクルエンジン１６を収容して搭載したものである。
そして、前記エンジンフード１４の最上部（実施形態では上側に膨出した膨出部１８）の前側にヘッドランプ２０を設けている。

前記４サイクルエンジン１６は、クランク軸２２が車体幅方向に沿いシリンダ２４の中心軸線２４ｃが車体垂直方向線１０ｃに対して後向きに角度α傾いた後傾エンジンとしており、前記エンジン１６のシリンダヘッド２６後部の吸気ポート２８に繋がるエアクリーナボックス３０およびスロットルボディ３２を含むエンジン１６の吸気系３４の少なくとも一部（実施形態では、エアクリーナボックス３０前部３０ａおよびスロットルボディ３２の上部）が前記エンジンフード１４最上部の膨出部１８空間内のヘッドランプ２０後方に収容される。
そして、シリンダヘッド２６前部の排気ポート３６に繋がる排気系３８で排気をシリンダ２４前方に導出したものである。

ここで、前記雪上車の構造について、さらに詳細に説明する。

実施形態に係る雪上車は、図２や図３に示すように、前後方向に延びた車体１０の前部１０ｆの下部に左右一対の操舵用そり（スキー）４０が左右方向に向くように回動自在に設置され、一方、上部に前記座席シート１２を載置した車体後部１０ｒの下部にトラックベルト４２を循環させるクローラ４４が配置されている。
このクローラ４４は、車体後部１０ｒの前端に配置された駆動輪４４ａと、後端に配置された従動輪４４ｂと、複数の中間輪４４ｃと、それらを懸架・緩衝するサスペンション機構４４ｄと、各車輪の周囲に巻きかけられて循環するトラックベルト４２とを有するものである。

前記車体１０は、モノコックフレーム構造で構成されており、４サイクルエンジン１６が搭載される車体前部（エンジンマウントフレーム）１０ｆは、平面視で前方にいくと徐徐に絞られた形状であって上部が開口している概略船底形状を呈し、上部開口１０ｆ１にエンジンフード１４を被せて塞いで内部をエンジンルーム４６にするようになっている。そして、前記上部開口１０ｆ１周縁部は、やや緩やかに波打った形状になっている。

また、車体前部１０ｆにおいて、図２に主に示すように、そのエンジンルーム４６内底面は、車幅方向中央部でかつ前後方向中央部（主部という）４８が最も低く形成され、その主部４８の最底部近傍にエンジンオイルパン１６ａが隣接するように主部４８上に位置して４サイクルエンジン１６がその下部前部のブラケット１６ｃを介してフローティングにより固定・搭載される。

また、前記エンジンルーム４６内底面の車幅方向中央部は、前記主部４８の前方部４８ａでは緩やかに立ち上がる斜面になっている。
主部４８の左右両側位置から前方部にかけては、前記操舵用そり４０の揺動およびクッションストロークでもそり４０が車体に当たらないようにエンジンルーム４６内部で上方に突出した（車体前部１０ｆでは下方に向けて凹んだ）そりハウス部５０になっている。
このそりハウス部５０の前方部５０ａは、主部４８近傍よりも上方に凹んで高くなっていて、そこにそり４０のサスペンション機構およびステアリング機構４０ａを収容するようになっている（図４参照）。
また、底面で前記主部４８の後方側は、主部４８よりも上方へ突出した前記クローラ４４前部（駆動輪４４ａ付近）を収容するクローラハウス部５２になっている。

前記エンジンフード１４後部であって座席シート１２の直前には、やや後傾してステアリングシャフト（ステアリングポストともいう）５４が突出しており、このステアリングシャフト５４上端部に操舵用のバー状のステアリングハンドル５６が設けられる。

ステアリングシャフト５４の下端部は前記クローラハウス部５２に隣接して車体に回動自在に支持されており、この下端部には、そり４０を左右に揺動操舵するステアリング機構４０ａに図示しないリンク機構で操舵力を伝達するようになっている。

そして、エンジンフード１４内のエンジンルーム４６内に搭載された前記の後傾した４サイクルエンジン１６は、図１〜図８に示すように、下部のクランクケース５８底部がオイルパン１６ａになっており、オイルパン１６ａ内には、オイル吸上げ口にオイルストレーナ１６ｂが収容されている。
また、前記エンジンクランクケース５８上部のシリンダ２４内で上下往復動するピストン２４ａの運動が、コネクティングロッド５８ａを介してクランク軸２２の回転運動に変換される。
そして、シリンダ２４上部に設けられたシリンダヘッド２６には、シリンダ２４内燃焼室に繋がる吸気ポート２８・排気ポート３６を開閉する吸気弁６０ａ・排気弁６２ａとその動弁機構６０ｂ．６２ｂが配設されている。
このように、実施形態のエンジンは、ダブルオーバヘッドカム型の４サイクルエンジンである。

クランクケース５８上方であって、エンジンシリンダ２４の前部には、ウォータポンプ６４が配設され、エンジンシリンダ２４後部には、オルタネータ６６が配設されて、それぞれにドリブンプーリ６４ａ・６６ａが設けられており、これらとクランクケース５８外部のクランク軸２２に設けられたドライブプーリ２２ａとにタイミングベルト６８が巻きかけられてクランク軸２２の回転で駆動されるようになっている。
これらウォータポンプ６４とオルタネータ６６とクランク軸２２との位置関係は側面視で概略逆三角形形状を呈し、タイミングベルト６８の上側経路はほぼシリンダヘッド２６とシリンダ２４の合わせ面と概略平行になっている。

クランクケース５８の前部には、概略筒状のオイルフィルタ７０がその中心軸を斜め前上方に傾くように立設されており、側面視でこのオイルフィルタ７０上端位置は、前記ウォータポンプ６４の下縁位置とほぼ一致している。

前記エンジンフード１４の最上部には、上方へ突出した膨出部１８を形成しており、この膨出部１８の前部に単体のヘッドランプ２０が、一方、膨出部１８の後部に車両状態を表示する計器パネル７２が設けられており、吸気系３４の少なくとも一部を、膨出部１８のヘッドランプ２０と計器パネル７２とで挟まれた空間７４内に収容したものである。
また、この膨出部１８上を覆うように、運転者の風除けのためのフェアリング１９がステアリングハンドル５６よりも幅広に後ろ開きに形成されてエンジンフード１４上に設置されている。

実施形態の吸気系３４では、エアクリーナボックス３０がスロットルボディ３２を挟んだ位置に前後２つ（前ボックス３０ａ，後ろボックス３０ｂ）に分かれており、前ボックス３０ａとスロットルボディ３２の上部とが側面視で膨出部１８にラップしている。
なお、前ボックス３０ａは、シリンダヘッド２６上（シリンダヘッドカバー２６ａ上）に位置して平面視でエンジン１６にラップし、後ろボックス３０ｂはドライブスプロケット軸８４上の空間に位置している。
この吸気系３４において吸気は、後ろボックス３０ｂから前ボックス３０ａに流れてスロットルボディ３２からインテークパイプ３２ａさらにはエンジン１６の吸気ポート２８に斜め下前方へ向けて混合気が流入する。

また、前記排気系３８は、図１、図４〜図５に示すように、シリンダヘッド２６前部の排気ポート３６に繋がる排気マニホールド７４と、エンジン１６の前方に位置すると共にエキゾーストパイプ７６を介して排気マニホールド７４出側部に繋がる排気マフラ７８とがエンジンフード１４に覆われるエンジンルーム４６内に配置されたものであり、該マフラ７８は実施形態では前記主部前方部４８ａ上に載置されている。
そして、該マフラ７８の排気導出パイプ８０が車体１０下部を貫通しその開口８０ａを車体１０下面部の車幅方向中央部位置（符号ＳＣで示す）に設けて、該開口８０ａからエンジン１６の排気を車体外部に向けて下向きに放出するようにしたものである。

また、前記エンジンシリンダ２４よりマフラ７８が下方に位置し、排気マニホールド７４に繋がるエキゾーストパイプ７６がマフラ７８に向けて前方下がりに延在する。
排気マニホールド７４は、入側部分が４サイクルエンジン１６の複数の排気ポート３６（実施形態ではシリンダが３気筒で３箇所）に対応して複数あり、エキゾーストパイプ７６に繋がる出側部分は一括しており、この一括した部分が前方下がりになっている。

また、前記マフラ７８は概略筒状体であってその筒状体軸７８ａが車幅方向に沿い、かつ、車幅方向一側（実施形態では車体左側）面部に概略Ｃ字形状に曲がったエキゾーストパイプ７６出側が繋がれ、このエキゾーストパイプ７６を介して４サイクルエンジン１４からの排気が前記マフラ７８内に導入されるようにしている。
前記マフラ７８は、車幅方向の他側（実施形態では車体右側）に偏倚して設置されており、これにより、エンジンルーム４６内壁との間隔を開けて、エキゾーストパイプ７６の配設スペースを確保している。

また、エンジンフード１４内では、４サイクルエンジン１６をそのクランク軸２２方向中心位置１６Ｃが車体幅方向中心位置ＳＣに対して一側に偏倚するように配置した（図４参照）。
また、エンジンフード１４内には、４サイクルエンジン１４を挟んで車幅方向一側（実施形態では車体左側）にクラッチ装置８２を配設し、該車幅方向他側にバッテリ８６を配設している。

クラッチ装置８２は、エンジンクランク軸出力端に設置されたドライブクラッチプーリ８２ａと、クローラ用ドライブスプロケット軸８４におけるスプロケット８４ａの反対端に設置されたドリブンクラッチプーリ８２ｂと、断面Ｖ字形状のＶベルト８２ｃとからなるＶベルト変速装置を兼用したものである。

また、バッテリ８６をがたつきの無いように収容して載置するバッテリホルダ部８８には、ＥＣＵやＣＤＩユニットなどの電装品９０を設置することが好ましい。

図４、図６に示すように、バッテリホルダ部８８が断面Ｌ字形状の金具で形成されており、図６の（ａ）に示すように、電装品９０をバッテリ８６と背中合わせに設置したり、（ｂ）に示すように、電装品９０をバッテリ８６より上方に設置したりできる。

以上説明したように、本実施形態によれば、４サイクルエンジン１６を後傾にしてエンジンフード１４内最上部（膨出部１８）のヘッドランプ２０後方にエンジン１６上方の吸気系の一部を収容するので、直立エンジンに比較してエンジン全高をはるかに抑えてエンジンフード１４およびヘッドランプ２０との干渉を避けることができる。

また、車体前部のエンジンフード１４内において４サイクルエンジン１６を後傾にすることにより、エンジン１６重心を車体中央部に近づけることができ、かつシリンダヘッド２６位置の低下によっても重心位置が低くなり、操縦性が向上し、雪上車の走行性能を向上できる。

また、エンジン１６の後傾でエンジン前方が広くなり、排気管など自由度を持たせて配置することができることにより一層エンジンフード１４の高さを低くすることができる。また、エンジン後部に繋げる吸気系３４をエンジン１６上方に設置してもそれら吸気系がエンジンフード１４最上部のヘッドランプ２０の後方に収容できるため、スペース効率が向上しエンジンフード全高を高くするような変更・改造をする必要がない。

なお、エンジンフード１４の最上部に上方への膨出部１８を形成し、この膨出部１８の前部にヘッドランプ２０を、膨出部１８の後部に車両状態を表示する計器パネル７２をそれぞれ設けており、吸気系３４の少なくとも一部を、膨出部１８のヘッドランプ２０と計器パネル７２とで挟まれた空間内に収容したものにできる。
このようにして、ヘッドランプ２０と計器パネル７２を配設するべきエンジンフード１４最上部において、空いた空間となるヘッドランプ２０後方空間内に吸気系の一部を収容してスペース効率よく吸気系を収容できエンジンフード１４の形状を低くすることができる。

また、排気系３８を、シリンダヘッド２６前部の排気ポート３６に繋がる排気マニホールド７４と、エンジン前方に位置すると共にエキゾーストパイプ７６を介して排気マニホールド７４出側部に繋がる排気マフラ７８とがエンジンフード１４内に配置されたものとし、該マフラ７８からの排気導出パイプ８０の開口８０ａを車体下面部の車幅方向中央部位置に設けて該開口８０ａから排気を車体外部に向けて放出するようにしたものにするので、排気を車体下面の車幅方向中央部から放出でき、排気音が車体下側から両側に分かれしかも車体前部であるので、操縦者から遠くなり運転時は排気音が運転者の耳障りになることがない。
また、車幅中央であるので、運転時の排気音が車体左右に同じになり、かつ下向きとすることで雪面や操舵用そりで跳ね上げた雪による消音効果が期待できる。

また、エンジンシリンダ２４よりマフラ７８が下方に位置し、排気マニホールド７４に繋がるエキゾーストパイプ７６がマフラ７８に向けて前方下がりに延在するので、エンジン１６からエキゾーストパイプ７６、マフラ７８に亘って前下がりになり、空力性能向上のために前下がりのエンジンフード１４形状に沿った形状になる。

また、マフラ７８は概略筒状体であってその筒状体軸が車幅方向に沿い、車幅方向一側に繋がれたらエキゾーストパイプ７６を介してエンジン１６からの排気がマフラ７８内に導入されるようにしているので、前後長さをとらずにエンジンフード１４内にマフラ７８を収容できる。

また、エンジンフード１４内では、４サイクルエンジン１６をそのクランク軸方向中心位置が車体幅方向中心位置に対して一側に偏倚するように配置し、他側にバッテリ８６を配置してスペース利用効率を向上させている。

また、エンジンフード１４内には、エンジン１６を挟んで車幅方向一側にクラッチ装置８２を配設し、該車幅方向他側にバッテリ８６を配設したので、車体左右の重量バランスを取ることが容易にできる。

また、バッテリ８６を載置するバッテリホルダ部８８に電装品を設置するので、例えばＥＣＵやＣＤＩユニットなどの電装品９０をバッテリホルダ部８８に設置してより重量バランスを採ることができると共に、エンジン１６の直ぐ横に電装品を配設できるのでエンジン１６との間のリード線を短くすることができ、配線の取り回しが簡単になる。

本発明の実施形態に適用する４サイクルエンジンを搭載した雪上車の前部側方視拡大説明図である。 同雪上車の全体側方視説明図である。 同雪上車の全体平面視説明図である。 図３の拡大詳細説明図である。 雪上車の正面視説明図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線断面視したバッテリの配設説明図である。 （ａ）、（ｂ）は前記４サイクルエンジンの外観側面視図、正面視図である。 ４サイクルエンジンの平面視図である。

符号の説明

１０ 車体
１０ｃ 車体垂直方向線
１４ エンジンフード
１６ ４サイクルエンジン
１６ａ オイルパン
１６ｂ オイルストレーナ
１８ 膨出部
２２ クランク軸
２４ シリンダ
２４ｃ シリンダ中心軸線
２８ 吸気ポート
３０ エアクリーナボックス
３２ スロットルボディ
３４ 吸気系
３６ 排気ポート
３８ 排気系
７８ マフラ

Claims (4)

1. 座席シートの直前にステアリングシャフトが配置され、このステアリングシャフトの前方に位置するエンジンフードを持ち、このエンジンフードに被われるエンジンルームを持つ雪上車に搭載される４サイクルエンジンにおいて、
   ４サイクルエンジンは、クランク軸が車体幅方向に沿い、シリンダの中心軸線が車体垂直方向線に対して後ろ向きに傾いた状態で車体に搭載されたものであって、前記４サイクルエンジンのオイルパン内にオイルストレーナが収容され、このオイルストレーナの吸入口が側面視でシリンダ中心軸線より後方かつクローラ前部の駆動輪の軸心よりも下方に位置するように、前記オイルパンが前記エンジンルームの最底部近傍に隣接配置されると共に、前記ステアリングシャフトと前記４サイクルエンジンとの間で、かつシリンダヘッドの吸気ポートから斜め上後方に向けて設けたインテークパイプを介してシリンダヘッド上端部よりも高い位置に吸気系を構成するスロットルボディおよびエアクリーナボックスが配置され、前記エアクリーナボックスは少なくとも一部が前記シリンダヘッド上に位置して平面視でエンジンにラップしていることを特徴とする雪上車に搭載される４サイクルエンジン。
2. 前記４サイクルエンジンは、ダブルオーバヘッドカム型のものであることを特徴とする請求項１に記載の雪上車に搭載される４サイクルエンジン。
3. ウォータポンプは、４サイクルエンジンの前側に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の雪上車に搭載される４サイクルエンジン。
4. クランクケースの前部には、オイルフィルタが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の雪上車に搭載される４サイクルエンジン。

Images