JP2009287499A - 舶用燃料供給システムおよび船外機 - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジンの始動性が悪化するのを抑制することが可能な舶用燃料供給システムを提供する。
【解決手段】この舶用燃料供給システムは、船体100に設置されるとともに燃料を貯留する燃料タンク102と接続され、燃料を貯留するベーパセパレータタンク45と、エンジン本体20に燃料を供給するためのインジェクタ47と、ベーパセパレータタンク45に貯留された燃料をインジェクタ47に供給する高圧燃料ポンプ46と、エンジン本体20に供給される空気の流量を調整するスロットルバルブ32bを含むスロットルボディ32とを備えている。ベーパセパレータタンク45は、スロットルボディ32と隣接するように配置されている。
【選択図】図7

Description

この発明は、舶用燃料供給システムおよび船外機に関し、特に、船体に設置される第1燃料タンクと接続された第2燃料タンクを備えた舶用燃料供給システムおよび船外機に関する。
従来、船体に設置される第1燃料タンクと接続された第2燃料タンクを備えた舶用燃料供給システムが知られている(たとえば、特許文献1および2参照)。
上記特許文献1および2の舶用燃料供給システムは船外機に用いられる舶用燃料供給システムである。上記特許文献1および2では、船体に設置された燃料タンク(第1燃料タンク)から汲み上げられた燃料がベーパセパレータタンク(第2燃料タンク)に貯留される。ベーパセパレータタンクに貯留された燃料は、燃料供給ポンプにより燃料噴射装置に供給される。また、ベーパセパレータタンクは、エンジンの近傍に配置されている。
特開2001−140720号公報 特開平9−88623号公報
しかしながら、上記特許文献1および2では、ベーパセパレータタンクがエンジンの近傍に配置されているので、エンジンの輻射熱を受けやすい。このため、船舶を高負荷で運転した後にエンジンを停止した場合には、加熱されたエンジンの輻射熱を受けてベーパセパレータタンク内の燃料の温度が上昇してしまうので、ベーパセパレータタンク内の燃料が容易にベーパ(燃料の蒸気)となり、ベーパとなった燃料は船体に設置された燃料タンクに戻ってしまう。この場合には、船体に設置された燃料タンクにベーパとなって戻る分、ベーパセパレータタンク内の燃料が少なくなる。このため、エンジンの再始動時において船体側燃料タンクからベーパセパレータタンクに燃料を汲み上げるのに時間がかかってしまうことから、燃料供給ポンプによりベーパセパレータタンクから燃料を汲み上げて燃料噴射装置に燃料を供給することが困難となり、その結果、エンジンの始動性が悪化するという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、エンジンの始動性が悪化するのを抑制することが可能な舶用燃料供給システムおよび船外機を提供することである。
課題を解決するための手段および発明の効果
この発明の第1の局面による舶用燃料供給システムは、船体に設置されるとともに燃料を貯留する第1燃料タンクと接続され、燃料を貯留する第2燃料タンクと、エンジンに燃料を供給するための燃料噴射装置と、第2燃料タンクに貯留された燃料を燃料噴射装置に供給する燃料供給ポンプと、エンジンに吸気される空気の流量を調整するスロットルバルブを含むスロットルボディとを備え、第2燃料タンクは、スロットルボディに隣接するように配置されている。なお、「隣接」とは、第2燃料タンクとスロットルボディとが接触する場合のみならず、第2燃料タンクとスロットルボディとの間に隙間がある場合、または、第2燃料タンクとスロットルボディとの間に別の部材が介在する場合も含む広い概念である。
この第1の局面による舶用燃料供給システムでは、上記のように、第2燃料タンクをエンジンに供給される空気の流量を調整するスロットルバルブを含むスロットルボディに隣接するように配置することによって、エンジンからの輻射熱を受けた第2燃料タンクを比較的低温のスロットルボディにより冷却することができる。すなわち、スロットルボディにおいて空気の流れが最も速くなるので、早く流れる空気や噴射された燃料の気化潜熱により熱が速やかに奪われていき、その結果スロットルボディの温度は上昇しにくい。この比較的低温のスロットルボディに第2燃料タンクを隣接させることにより、エンジンからの輻射熱を受けた第2燃料タンクを比較的低温のスロットルボディにより冷却することができる。これにより、第2燃料タンクの温度が上昇するのを抑制することができるので、第2燃料タンク内においてベーパ(燃料の蒸気)が発生するのを抑制することができる。このため、燃料がベーパとなって船体に設置された第1燃料タンクに戻ってしまうのを抑制することができるので、第2燃料タンク内の燃料が少なくなるのを抑制することができる。その結果、エンジンの再始動時において燃料供給ポンプにより容易に第2燃料タンクから燃料を汲み上げて燃料噴射装置に燃料を供給することができるので、エンジンの始動性が悪化するのを抑制することができる。
上記第1の局面による舶用燃料供給システムにおいて、好ましくは、第2燃料タンクとスロットルボディとは、一体的にまたは別体として形成されるとともに互いに隣接して配置されていてもよい。
上記第1の局面による舶用燃料供給システムにおいて、好ましくは、第2燃料タンクおよび燃料供給ポンプは、エンジンと離間した状態で配置されている。このように構成すれば、第2燃料タンクおよび燃料供給ポンプがエンジンに直付けされないので、エンジンから第2燃料タンクおよび燃料供給ポンプに直接的に伝熱されるのを抑制することができる。これにより、第2燃料タンクおよび燃料供給ポンプの温度が上昇するのを抑制することができるので、第2燃料タンクおよび燃料供給ポンプにおいてベーパが発生するのを抑制することができる。
上記第1の局面による舶用燃料供給システムにおいて、好ましくは、第2燃料タンク内の燃料の蒸気を第2燃料タンクからスロットルボディに向かう方向に通過させることが可能なチェック弁をさらに備える。このように構成すれば、第2燃料タンク内の燃料の蒸気が溜まった場合に、燃料の蒸気の圧力によりチェック弁が開くことによって、自動的に第2燃料タンク内の燃料の蒸気をスロットルボディに逃がすことができる。
上記第1の局面による舶用燃料供給システムにおいて、好ましくは、燃料供給ポンプは、第2燃料タンクの外部に、第2燃料タンクと隣接するように配置されている。このように構成すれば、燃料供給ポンプと第2燃料タンクとを接続するための配管を短くすることができるので、配管が短くなる分、エンジンからの輻射熱を受ける受熱面積を小さくすることができる。これにより、燃料の蒸気が発生するのを抑制することができる。
この場合、好ましくは、第2燃料タンクは、スロットルボディの下方にスロットルボディと隣接するように配置されており、燃料供給ポンプは、第2燃料タンクの側方に第2燃料タンクと隣接するように配置されている。このように構成すれば、スロットルボディ、第2燃料タンクおよび燃料供給ポンプを小さいスペース内に配置することができる。
上記第2燃料タンクがスロットルボディの下方に配置されており、燃料供給ポンプが第2燃料タンクの側方に配置された構成において、好ましくは、スロットルボディの空気通路の中心軸を通る垂直方向の中心線に対して、一方側に第2燃料タンクが配置されているとともに、他方側に燃料供給ポンプが配置されている。このように構成すれば、スロットルボディの空気通路を挟むように第2燃料タンクと燃料供給ポンプとを配置することができるので、スロットルボディ、第2燃料タンクおよび燃料供給ポンプからなるユニットをコンパクトにすることができる。
上記第2燃料タンクがスロットルボディの下方に配置されており、燃料供給ポンプが第2燃料タンクの側方に配置された構成において、好ましくは、燃料供給ポンプは、燃料通過経路を有するポンプ本体部と、ポンプ本体部を駆動させるための回転軸と、回転軸を回転させるためのポンプ駆動部とを含み、ポンプ本体部は、スロットルボディの下方に配置されているとともに、第2燃料タンクの側方に第2燃料タンクと隣接するように配置されている。このように構成すれば、ポンプ本体部が第2燃料タンクの側方に第2燃料タンクと隣接しているので、ポンプ本体部と第2燃料タンクとを接続する燃料配管が長くなるのを抑制することができる。
この場合、好ましくは、回転軸は、ポンプ本体部から上方に延び、かつ、平面的に見て、スロットルボディの空気通路とずれた位置に配置されており、スロットルボディの空気通路近傍には、回転軸を回転可能に保持する軸受部が一体的に形成されている。このように構成すれば、スロットルボディの空気通路近傍に形成された軸受部を介して回転軸をスロットルボディの上方に延ばすことができる。これにより、ポンプ本体部をスロットルボディの空気通路の近傍に配置することができるので、ポンプ本体部と第2燃料タンクとをより近づけることができる。これにより、ポンプ本体部と第2燃料タンクとを接続する燃料配管が長くなるのをさらに抑制することができる。
上記燃料供給ポンプが第2燃料タンクの外側に第2燃料タンクと隣接するように配置された構成において、好ましくは、燃料噴射装置は、スロットルボディと隣接するように配置されているとともに、スロットルボディ内に燃料を噴射するように構成されている。このように構成すれば、第2燃料タンク、燃料供給ポンプおよび燃料噴射装置の全てをスロットルボディの近傍に配置することができる。これにより、燃料系が小さいスペース内に配置されるので、第2燃料タンク、燃料供給ポンプおよび燃料噴射装置を互いに接続するための配管を短くすることができる。これにより、エンジンからの輻射熱を受ける受熱面積を小さくすることができるので、燃料の蒸気が発生するのを抑制することができる。また、燃料系が小さいスペース内に配置されるので、舶用燃料供給システムを小型化することができる。
この場合、好ましくは、エンジンは、複数のシリンダを含み、一方端がスロットルボディに接続されるとともに他方端が複数のシリンダにそれぞれ接続される複数の吸気管をさらに備え、燃料噴射装置は、複数の吸気管に対して1つ設けられている。このように構成すれば、1つの燃料噴射装置を用いて複数のシリンダに燃料と空気との混合気を供給することができる。
上記第1の局面による舶用燃料供給システムにおいて、好ましくは、第2燃料タンク、燃料噴射装置および燃料供給ポンプは、スロットルボディに支持されている。このように構成すれば、高温となるエンジンに第2燃料タンク、燃料供給ポンプおよび燃料噴射装置などの燃料系が直接支持されないので、エンジンに燃料系が支持部材などを介して支持されている場合と異なり、エンジンから支持部材などを介して直接的に燃料系に熱が伝達されて燃料系の温度が上昇するのを抑制することができる。
上記第1の局面による舶用燃料供給システムにおいて、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ、スロットルボディ内の空気の温度を検出する吸気温センサ、スロットルボディ内の空気の圧力を検出する吸気圧センサ、および、アイドルスピードコントロールユニットの少なくとも1つがスロットルボディと隣接して配置されていてもよい。
この発明の第2の局面による船外機は、エンジンと、船体に設置されるとともに燃料を貯留する第1燃料タンクと接続され、燃料を貯留する第2燃料タンクと、エンジンに燃料を供給するための燃料噴射装置と、第2燃料タンクに貯留された燃料を燃料噴射装置に供給する燃料供給ポンプと、エンジンに吸気される空気の流量を調整するスロットルバルブを含むスロットルボディとを備え、第2燃料タンクは、スロットルボディに隣接するように配置されている。
この第2の局面による船外機では、上記のように、第2燃料タンクをエンジンに供給される空気の流量を調整するスロットルバルブを含むスロットルボディに隣接するように配置することによって、エンジンからの輻射熱を受けた第2燃料タンクを比較的低温のスロットルボディにより冷却することができる。すなわち、スロットルボディにおいて空気の流れが最も速くなるので、早く流れる空気により熱が速やかに奪われていき、その結果スロットルボディの温度は上昇しにくい。この比較的低温のスロットルボディに第2燃料タンクを隣接させることにより、エンジンからの輻射熱を受けた第2燃料タンクを比較的低温のスロットルボディにより冷却することができる。これにより、第2燃料タンクの温度が上昇するのを抑制することができるので、第2燃料タンク内においてベーパ(燃料の蒸気)が発生するのを抑制することができる。このため、燃料がベーパとなって船体に設置された第1燃料タンクに戻ってしまうのを抑制することができるので、第2燃料タンク内の燃料が少なくなるのを抑制することができる。その結果、エンジンの再始動時において燃料供給ポンプにより容易に第2燃料タンクから燃料を汲み上げて燃料噴射装置に燃料を供給することができるので、エンジンの始動性が悪化するのを抑制することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態による舶用燃料供給システムが組み込まれた船外機の全体構成を示す側面図である。図2〜図13は、図1に示した船外機のエンジン部の詳細構造を説明するための図である。なお、図13は舶用燃料供給システムを構成する各要素の機能を説明するための模式図であり、図13における各要素の配置関係(特に、高圧燃料ポンプの位置)は図2〜図9に示す各要素の配置関係とは異なる。まず、図1〜図13を参照して、本発明の一実施形態による舶用燃料供給システムが組み込まれた船外機1の構造を説明する。
図1に示すように、船外機1は、エンジン部2と、エンジン部2の駆動力により回転され、鉛直方向に延びるドライブ軸3と、ドライブ軸3の下端と接続された前後進切換機構4と、前後進切換機構4と接続され、水平方向に延びるプロペラ軸5と、プロペラ軸5の後端部に取り付けられたプロペラ6とを備えている。また、エンジン部2は、カウリング7内に収納されている。カウリング7の下方に配置されたアッパーケース8およびロアーケース9内には、ドライブ軸3、前後進切換機構4およびプロペラ軸5が収納されている。また、船外機1は船体100の後進方向(矢印A方向)側に設けられた船尾板101にクランプブラケット10を介して取り付けられている。クランプブラケット10は、船外機1をチルト軸10aを中心に船体100に対して上下に揺動可能に支持している。また、船体100には、燃料(ガソリン)を貯留するための燃料タンク102が設けられている。なお、燃料タンク102は、本発明の「第1燃料タンク」の一例である。燃料タンク102と船外機1のエンジン部2とは、図示しない燃料管によって接続されており、船外機1のエンジン部2は燃料タンク102から供給される燃料を用いて駆動される。エンジン部2の駆動力によりプロペラ6が回転されるとともに、前後進切換機構4によりプロペラ6の回転方向が切り替えられることにより、船体100は前進方向(矢印B方向)または後進方向(矢印A方向)に推進される。また、カウリング7の後進方向(矢印A方向)側の側部には通気穴7aが設けられており、エンジン部2に供給される空気は通気穴7aを介してカウリング7内のエンジン部2に取り込まれる。
図2〜図6に示すように、エンジン部2は、エンジン本体20と、エンジン本体20に空気を供給するための吸気系30と、エンジン本体20に燃料を供給する燃料系40と、ECU(Engine Control Unit)50(図13参照)とを含んでいる。なお、エンジン本体20は、本発明の「エンジン」の一例である。
図3に示すように、エンジン本体20は、上下方向(Z方向)に並んだ2つのシリンダ21と、各シリンダ21内を水平方向に往復移動するピストン22とを含んでいる。ピストン22はコンロッド23を介して上下方向(Z方向)に延びるクランク軸24に接続されている。ピストン22の水平方向の往復運動は、コンロッド23およびクランク軸24により回転運動に変換される。クランク軸24の下端部24aはドライブ軸3(図1参照)と接続されている。また、図2〜図6に示すように、クランク軸24の回転は、クランク軸24の上部に固定されたプーリ25と、ベルト26と、カム軸27に固定されたプーリ28とによりカム軸27に伝達されるように構成されている。カム軸27の回転により、各シリンダ21の吸気バルブ(図示せず)および排気バルブ(図示せず)が所定のタイミングで駆動される。
図2〜図6に示すように、吸気系30は、エンジン本体20の側方にエンジン本体20の前進方向(矢印B方向)に向かって右側の側部に沿って配置されている。吸気系30は、前進方向(矢印B方向)側に配置されるとともに吸気口31a(図3参照)を有するサイレンサケース31と、サイレンサケース31と接続されたスロットルボディ32と、スロットルボディ32と接続されるとともにエンジン本体20の2つのシリンダ21の各吸気口(図示せず)にそれぞれ接続される2本の吸気管33とを含んでいる。
図7〜図9および図13に示すように、スロットルボディ32は樹脂または金属により形成されており、円筒状の空気通路32aを有している。この空気通路32aにバタフライ式のスロットルバルブ32b(図9および図13参照)が設けられている。また、図13に示すように、スロットルボディ32には、空気通路32aのスロットルバルブ32bに対して上流側と下流側とを接続するバイパス空気通路32cが設けられている。このバイパス空気通路32cにより、スロットルバルブ32bの全閉状態におけるアイドリング状態の空気流量が確保される。スロットルボディ32の空気通路32aの空気の流れ方向の両端部にはフランジ32eおよび32fが形成されている。また、スロットルボディ32の下部には矩形状のフランジ32gが設けられている。フランジ32gには4つのネジ穴(図示せず)が4隅に形成されている。また、バイパス空気通路32cには、バイパス空気通路32cの空気流量を調整するためのバルブを有するISC(アイドルスピードコントロール)ユニット34が設けられている。ISCユニット34のバルブの開度を調整することにより、アイドリング時のエンジン回転数を制御することが可能である。また、スロットルボディ32には、スロットルバルブ32bの開度を検出するスロットル開度センサ35と、空気通路32a内の空気の圧力を検出する吸気圧センサ36と、空気通路32a内の空気の温度を検出する吸気温センサ37とが設けられている。図5に示すように、ISCユニット34と、スロットル開度センサ35、吸気圧センサ36および吸気温センサ37からなるセンサ部38とは、スロットルボディ32の上部に取り付けられている。ISCユニット34およびセンサ部38は、コネクタ39を介してECU50(図13参照)に接続されている。
また、図2〜図6に示すように、サイレンサケース31のスロットルボディ32側の端部にはフランジ31aが設けられているとともに、吸気管33のスロットルボディ32側の端部にもフランジ33aが設けられている。図7に示すように、スロットルボディ32の吸気管33側のフランジ32fの上部には1つのネジ穴32hが設けられているとともに、下部には2つのネジ穴32iおよび32jが設けられている。また、スロットルボディ32のサイレンサケース31側のフランジ32e、吸気管33のフランジ33aおよびサイレンサケース31のフランジ31aにも、スロットルボディ32の吸気管33側のフランジ32fのネジ穴32h〜32jと対応する位置にネジ穴(図示せず)が設けられている。図2〜図6に示すように、サイレンサケース31、スロットルボディ32および吸気管33は、各フランジ32e、32f、31aおよび33aに設けられたネジ穴が3つの長ネジ202により共締めされることにより、互いに固定されている。
図2〜図7および図13に示すように、燃料系40は、船体100に配置された燃料タンク102と接続されたフィルタ41と、フィルタ41とゴム製または樹脂製の燃料配管42を介して接続された低圧燃料ポンプ43と、低圧燃料ポンプ43とゴム製または樹脂製の燃料配管44を介して接続されたベーパセパレータタンク45と、ベーパセパレータタンク45内の燃料を輸送する高圧燃料ポンプ46(図7参照)と、高圧燃料ポンプ46により輸送された燃料を噴射するインジェクタ47とを含んでいる。なお、ベーパセパレータタンク45、高圧燃料ポンプ46およびインジェクタ47は、それぞれ、本発明の「第2燃料タンク」、「燃料供給ポンプ」および「燃料噴射装置」の一例である。
図6に示すように、低圧燃料ポンプ43はいわゆるダイヤフラム式の燃料ポンプであり、ピストン(図示せず)と、ダイヤフラム(図示せず)とを含んでいる。低圧燃料ポンプ43のピストンはエンジン本体20(図2参照)のカム軸27に取り付けられたカム(図示せず)の回転に連動して往復移動するように構成されており、ピストンの往復移動に伴ってダイヤフラムが往復移動されることにより燃料が輸送されるように構成されている。また、低圧燃料ポンプ43の側部には水冷部43aが設けられている。水冷部43aは低圧燃料ポンプ43の側部に沿うように延びる配管43bを有しており、配管43bに海水を流すことにより低圧燃料ポンプ43を冷却することが可能である。また、低圧燃料ポンプ43により船体100の燃料タンク102から吸い上げられた燃料がフィルタ41を通過することにより燃料に含まれた異物などが取り除かれる。
また、低圧燃料ポンプ43により送り出された燃料は燃料配管44を介して供給口45a(図13参照)から吐出されてベーパセパレータタンク45に貯留される。ベーパセパレータタンク45は樹脂により形成されており、スロットルボディ32の下方にスロットルボディ32と隣接して接触するように配置されている。本実施形態では、図7〜図9に示すように、ベーパセパレータタンク45の上部には矩形状のフランジ45jが設けられており、フランジ45jの4隅にはネジ穴(図示せず)が設けられている。スロットルボディ32のフランジ32gに設けられた4つのネジ穴(図示せず)とベーパセパレータタンク45のフランジ45jに設けられた4つのネジ穴(図示せず)とがネジ200により締結されることにより、スロットルボディ32とベーパセパレータタンク45とがネジ200により4個所で固定されている。また、ベーパセパレータタンク45には、吸気管33(図2参照)側の側面から突出した突出部45kが一体的に形成されており、突出部45kにはネジ穴が設けられている。また、ベーパセパレータタンク45の高圧燃料ポンプ46側の側面にもネジ穴(図示せず)が設けられている。
ベーパセパレータタンク45は、燃料タンク102から汲み上げられた燃料を貯留するとともに、燃料の蒸気(ベーパ)または空気と、液体の燃料とを分離するために設けられている。図13に示すように、ベーパセパレータタンク45は、タンク内に貯留される燃料が一定の量に保たれるとともに、タンク内の燃料の液面位置が所定の高さ位置Pに保たれるように構成されている。具体的には、ベーパセパレータタンク45内に回動軸45bを支点に上下方向(Z方向)に回動可能なフロート(浮き)45cが設けられている。フロート45cには供給口45aと対応する位置にニードルバルブ45dが設けられている。また、フロート45cは、ベーパセパレータタンク45内の燃料の液面位置の変位に伴って上下方向に変位するので、フロート45cの変位に伴ってニードルバルブ45dが上下方向に移動される。ベーパセパレータタンク45内の燃料の液面位置が所定の高さ位置Pより上方に位置した場合には、フロート45cが上昇してニードルバルブ45dが供給口45aに挿入されることにより、ベーパセパレータタンク45への燃料の流入が自動的に停止される。ベーパセパレータタンク45内の燃料の液面位置が所定の高さ位置Pより下方に位置した場合には、フロート45cが下降してニードルバルブ45dが供給口45aから離間されることにより、ベーパセパレータタンク45への燃料の流入が自動的に開始される。このような機構によりベーパセパレータタンク45内に貯留される燃料が一定の量に保たれるとともに、タンク内の燃料の液面位置が所定の高さ位置Pに保たれるように構成されている。
ベーパセパレータタンク45の底部には、ベーパセパレータタンク45の底部に溜まった水を検知する水検知センサ45eが設けられている。具体的には、ベーパセパレータタンク45の底部の中央部分45fが上方に突出しているとともに、その突出した部分がベーパセパレータタンク45の外側の下方から見て凹形状に形成されている。この凹部に2本の導線451および452が配置されているとともに、2本の導線451および452の先端部が接続されている。また、ベーパセパレータタンク45の底部には水に浮くことが可能な一対のフロート45gが設けられている。一対のフロート45gにはそれぞれ磁石(図示せず)が組み込まれている。ベーパセパレータタンク45の底部に水が溜まった場合には、水位Qの上昇とともに磁石を含むフロート45gが上昇する。フロート45gが所定の位置まで上昇した場合に、磁石の磁力により導線451の先端部と導線452の先端部とが離間し、2本の導線451および452の接続が切断される。このように構成された水検知センサ45eにより、ベーパセパレータタンク45の底部に所定量以上の水が溜まったことを検出することが可能である。
また、ベーパセパレータタンク45の上部には、後述する高圧燃料ポンプ46に接続された配管46fの先端部46hが挿入されている。高圧燃料ポンプ46から戻された燃料は配管46fの先端部46hからベーパセパレータタンク45に吐出される。ベーパセパレータタンク45には、配管46fの先端部46hの下方で、かつ、フロート45cの上方にバッファプレート45hが設けられている。このバッファプレート45hには小さな穴が複数設けられており、配管46fの先端部46hから吐出された燃料はバッファプレート45hの穴を介してベーパセパレータタンク45に再度貯留される。バッファプレート45hを設けることにより、配管46fの先端部46hから吐出された燃料が泡立っている場合に、泡をベーパセパレータタンク45に落とすことなく液状の燃料をベーパセパレータタンク45に落とすことが可能である。
また、ベーパセパレータタンク45とスロットルボディ32との間の連通路にはチェック弁45iが設けられている。チェック弁45iは、ベーパセパレータタンク45からスロットルボディ32に向かう方向にのみベーパ(燃料の蒸気)または空気を通すように構成されている。ベーパセパレータタンク45内にベーパが生じて圧力が上昇した場合には、その圧力によりチェック弁45iが開いてベーパセパレータタンク45内のベーパがスロットルボディ32に逃がされるように構成されている。また、エンジン(エンジン部2)を駆動している場合には、スロットルボディ32内の負圧によりチェック弁45iが開いてベーパセパレータタンク45内のベーパがスロットルボディ32に逃がされるように構成されている。
図7〜図9に示すように、高圧燃料ポンプ46は、ベーパセパレータタンク45の外側に配置されるとともに燃料配管の途中に接続して用いられる、いわゆるインライン式の燃料ポンプである。高圧燃料ポンプ46には、外枠46bの側面からスロットルボディ32の空気通路32aが延びる方向の吸気管33側に突出する突出部46iとサイレンサケース31側に突出する突出部(図示せず)とが一体的に形成されている。この2つの突出部(突出部46iおよび図示しない突出部)にはそれぞれネジ挿入穴が形成されている。ベーパセパレータタンク45の2つのネジ穴(突出部45kに設けられたネジ穴および高圧燃料ポンプ46側の側面の図示しないネジ穴)のそれぞれと高圧燃料ポンプ46の突出部(突出部46iおよび図示しない突出部)に形成されたネジ挿入穴とがネジ201により締結されることにより、高圧燃料ポンプ46はベーパセパレータタンク45の側方にネジ201によりベーパセパレータタンク45に対して2個所で固定されている。また、高圧燃料ポンプ46は、母材を樹脂として形成されている。すなわち、図10に示すように、高圧燃料ポンプ46は、燃料通過経路を有するポンプ本体部46aが樹脂製の外枠46bに保持された構成を有する。この外枠46bがネジ201(図8および図9参照)によりベーパセパレータタンク45に対して固定されている。ポンプ本体部46aは、回転軸46cが回転することにより燃料を輸送するように構成されている。本実施形態では、図2〜図6に示すように、回転軸46cの上端部にプーリ46dが固定されており、プーリ46dはクランク軸24のプーリ25およびカム軸27のプーリ28とともにベルト26と噛み合っている。これにより、エンジン本体20の駆動によりクランク軸24が回転するのに伴ってプーリ46dおよび回転軸46cが回転されて、ポンプ本体部46aが駆動されるように構成されている。なお、プーリ46dは、本発明の「ポンプ駆動部」の一例である。
図10〜図12に示すように、ポンプ本体部46aは、ベーパセパレータタンク45と樹脂製の配管46eを介して接続された吸入口461と、回転軸46cに斜めに傾いて固定された斜板462と、プランジャ463と、フィルタ464と、燃料を一時的に溜める貯留室465と、燃圧保持バルブ466が内部に設けられた貯留室467と、ベーパセパレータタンク45と樹脂製の配管46fを介して接続されたリリーフ弁468と、インジェクタ47(図13参照)と樹脂製の配管46gを介して接続された吐出口469とを含んでいる。吸入口461、フィルタ464、貯留室465、貯留室467、リリーフ弁468および吐出口469は、本発明の「燃料通過経路」の一例である。プランジャ463の上端部は斜板462の下面と当接しており、回転軸46cと共に回転する斜板462の回転に伴ってプランジャ463が上下方向に往復移動するように構成されている。プランジャ463の上方向の移動により燃料は吸入口461およびフィルタ464を介してベーパセパレータタンク45から貯留室465に引き込まれるとともに、プランジャ463の下方向の移動により燃料は貯留室465から貯留室467に押し出される。なお、フィルタ464と貯留室465との間および貯留室465と貯留室467との間には、それぞれ、燃料が輸送方向(吸込口461から吐出口469に向かう方向)に流れる場合に開き、逆方向に流れようとした場合に閉まるリード弁465aおよび465bが設けられている。フィルタ464から貯留室465に燃料が引き込まれる際には、プランジャ463の上方向の移動と同時にリード弁465aが開くとともにリード弁465bが閉まり、貯留室465から貯留室467に燃料が押し出される際には、プランジャ463の下方向の移動と同時にリード弁465aが閉まるとともにリード弁465bが開くように構成されている。また、貯留室467に貯留された燃料は所定の圧力以上になった場合に、燃圧保持バルブ466を介して吐出口469から吐出される。また、吐出口469とリリーフ弁468とは接続されており、インジェクタ47(図13参照)において燃料が詰まることなどに起因して吐出口469における圧力が大きくなった場合には、リリーフ弁468および配管46fを介してベーパセパレータタンク45(図13参照)に燃料が排出される。
また、本実施形態では、図9に示すように、スロットルボディ32の下方において、スロットルボディ32の空気通路32aの中心軸を通る垂直方向(上下方向)の中心線Oを略中心として、一方側にベーパセパレータタンク45が配置されているとともに、他方側に高圧燃料ポンプ46のポンプ本体部46aが配置されている。図7〜図9に示すように、高圧燃料ポンプ46のポンプ本体部46aはスロットルボディ32の下方に配置されており、回転軸46cが上方に延びるように配置されている。スロットルボディ32の空気通路32aの近傍には回転軸46cを回転可能に保持する軸受部32kが一体的に形成されており、回転軸46cは、平面的に見てスロットルボディ32の空気通路32aとずれた位置を通るとともに軸受部32kに保持されている。また、高圧燃料ポンプ46およびベーパセパレータタンク45はスロットルボディ32に支持されているとともに、エンジン本体20から離間した状態で配置されている。
図13に示すように、インジェクタ47は、高圧燃料ポンプ46により所定の圧力で送り出された燃料を所定のタイミングで噴射する機能を有する。本実施形態では、インジェクタ47はスロットルボディ32の取付穴32dに挿入されて取り付けられている。インジェクタ47は、スロットルボディ32の空気通路32a内における空気の流れ方向と逆方向に向かって燃料を噴射するように配置されており、燃料の噴射方向は空気の流れ方向に対してα(約20度〜約60度)の角度だけ傾いている。空気の流れ方向と逆方向に向かって燃料を噴射することにより、噴射した燃料を微粒化させて空気通路32a内に均等に行き渡らせるとともに、空気通路32aの内側面に燃料が付着するのを抑制することが可能である。また、インジェクタ47の噴射口47aはスロットルバルブ32bに対して下流側の近傍に配置されており、燃料はインジェクタ47の噴射口47aからスロットルバルブ32bに向かって噴射される。また、インジェクタ47の噴射口47aは、バイパス空気通路32cの出口に配置されている。これにより、空気の流れのより速い部分に燃料が噴射されるので、燃料の微粒化を促進することが可能である。本実施形態では、上記の構成によって、1つのインジェクタ47によって供給した燃料を2本の吸気管33に均等に分配することが可能である。
本実施形態では、上記のように、ベーパセパレータタンク45をスロットルバルブ32bを含むスロットルボディ32と隣接するように配置することによって、エンジン本体20からの輻射熱を受けたベーパセパレータタンク45を比較的低温のスロットルボディ32により冷却することができる。すなわち、スロットルボディ32において空気の流れが最も速くなるので、早く流れる空気により熱が速やかに奪われていき、その結果スロットルボディ32の温度は上昇しにくい。この比較的低温のスロットルボディ32にベーパセパレータタンク45を隣接させることにより、エンジン本体20からの輻射熱を受けたベーパセパレータタンク45を比較的低温のスロットルボディ32により冷却することができる。これにより、ベーパセパレータタンク45の温度が上昇するのを抑制することができるので、ベーパセパレータタンク45内においてベーパ(燃料の蒸気)が発生するのを抑制することができる。このため、燃料がベーパとなって船体に設置された燃料タンク102に戻ってしまうのを抑制することができるので、ベーパセパレータタンク45内の燃料が少なくなるのを抑制することができる。その結果、エンジン部2の再始動時において高圧燃料ポンプ46により容易にベーパセパレータタンク45から燃料を汲み上げてインジェクタ47に燃料を供給することができるので、エンジン部2の始動性が悪化するのを抑制することができる。
本実施形態では、上記のように、ベーパセパレータタンク45および高圧燃料ポンプ46は、エンジン本体20と離間した状態で配置することによって、ベーパセパレータタンク45および高圧燃料ポンプ46がエンジン本体20に直付けされないので、エンジン本体20からベーパセパレータタンク45および高圧燃料ポンプ46に直接的に伝熱されるのを抑制することができる。これにより、ベーパセパレータタンク45および高圧燃料ポンプ46の温度が上昇するのを抑制することができるので、ベーパセパレータタンク45および高圧燃料ポンプ46においてベーパが発生するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、ベーパセパレータタンク45とスロットルボディ32とを、互いに隣接して接触するようにネジ200により固定することによって、容易に、ベーパセパレータタンク45とスロットルボディ32とを互いに隣接して接触するように配置することができる。
また、本実施形態では、上記のように、ベーパセパレータタンク45内の燃料の蒸気をベーパセパレータタンク45からスロットルボディ32に向かう方向のみに通過させることが可能なチェック弁45iを設けることによって、ベーパセパレータタンク45内の燃料の蒸気が溜まった場合に、燃料の蒸気の圧力によりチェック弁45iが開くことによって、自動的にベーパセパレータタンク45内の燃料の蒸気をスロットルボディ32に逃がすことができる。本実施形態では、ベーパセパレータタンク45とスロットルボディ32とを互いに隣接して接触するように配置しているので、ベーパセパレータタンク45とスロットルボディ32とが離間している場合と異なり、ベーパセパレータタンク45とスロットルボディ32とを接続する配管を設けずにベーパセパレータタンク45内の燃料の蒸気を逃がすことができる。
また、本実施形態では、上記のように、高圧燃料ポンプ46を、ベーパセパレータタンク45の外側にベーパセパレータタンク45と隣接するように配置することによって、高圧燃料ポンプ46とベーパセパレータタンク45とを接続するための配管46eおよび46fを短くすることができるので、配管46eおよび46fが短くなる分、エンジン本体20からの輻射熱を受ける受熱面積を小さくすることができる。これにより、燃料の蒸気が発生するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、ベーパセパレータタンク45をスロットルボディ32の下方にスロットルボディ32と隣接するように配置するとともに、高圧燃料ポンプ46をベーパセパレータタンク45の側方にベーパセパレータタンク45と隣接するように配置することによって、スロットルボディ32、ベーパセパレータタンク45および高圧燃料ポンプ46を小さいスペース内に配置することができる。
また、本実施形態では、上記のように、スロットルボディ32の空気通路32aの中心軸を通る垂直方向の中心線Oに対して、一方側にベーパセパレータタンク45を配置するとともに、他方側に高圧燃料ポンプ46が配置することによって、スロットルボディ32の空気通路32aを挟むようにベーパセパレータタンク45と高圧燃料ポンプ46とを配置することができるので、スロットルボディ32、ベーパセパレータタンク45および高圧燃料ポンプ46からなるユニットをコンパクトにすることができる。
また、本実施形態では、上記のように、ポンプ本体部46aをスロットルボディ32の下方に配置するとともに、ベーパセパレータタンク45の側方にベーパセパレータタンク45と隣接するように配置することによって、ポンプ本体部46aがベーパセパレータタンク45の側方にベーパセパレータタンク45と隣接しているので、ポンプ本体部46aとベーパセパレータタンク45とを接続する配管46eが長くなるのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、スロットルボディ32の空気通路32aの近傍に回転軸46cを回転可能に保持する軸受部32kを一体的に形成することによって、スロットルボディ32の空気通路32aの近傍に形成された軸受部32kを介して回転軸46cをスロットルボディ32の上方に延ばすことができる。これにより、ポンプ本体部46aをスロットルボディ32の空気通路32aの近傍に配置することができるので、ポンプ本体部46aとベーパセパレータタンク45とをより近づけることができる。これにより、ポンプ本体部46aとベーパセパレータタンク45とを接続する配管46eが長くなるのをさらに抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、インジェクタ47をスロットルボディ32と隣接するように配置するとともに、スロットルボディ32内に燃料を噴射することによって、ベーパセパレータタンク45、高圧燃料ポンプ46およびインジェクタ47の全てをスロットルボディ32の近傍に配置することができる。これにより、燃料系40が小さいスペース内に配置されるので、ベーパセパレータタンク45、高圧燃料ポンプ46およびインジェクタ47を互いに接続するための配管46e、46fおよび46gを短くすることができる。これにより、エンジン本体20からの輻射熱を受ける受熱面積を小さくすることができるので、ベーパ(燃料の蒸気)が発生するのを抑制することができる。また、燃料系40が小さいスペース内に配置されるので、船外機1を小型化することができる。
また、本実施形態では、上記のように、スロットルボディ32内に燃料を噴射することによって、1つのインジェクタ47を用いて2つのシリンダ21に燃料と空気との混合気を供給することができる。
また、本実施形態では、ベーパセパレータタンク45、高圧燃料ポンプ46、インジェクタ47をスロットルボディ32に支持させることにより、高温となるエンジン本体20にベーパセパレータタンク45、高圧燃料ポンプ46およびインジェクタ47などの燃料系40が直接支持されないので、エンジン本体20に燃料系40が支持部材などを介して支持されている場合と異なり、エンジン本体20から支持部材などを介して直接的に燃料系40に熱が伝達されて燃料系40の温度が上昇するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、スロットルボディ32とベーパセパレータタンク45と高圧燃料ポンプ46とを互いに隣接した状態で固定することによって、スロットルボディ32とベーパセパレータタンク45と高圧燃料ポンプ46とを一まとまりのユニットとして扱うことができる。これにより、スロットルボディ32とベーパセパレータタンク45と高圧燃料ポンプ46とを1つのユニットに組み付けた状態で吸気系30に取り付けることができるので、船外機1の組立性を向上させることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、ベーパセパレータタンク45をスロットルボディ32の下方に隣接して配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、ベーパセパレータタンク45をスロットルボディ32の側方に隣接して配置してもよい。
また、上記実施形態では、ベーパセパレータタンク45とスロットルボディ32とをネジ200により固定した例を示したが、本発明はこれに限らず、樹脂により一体成形してもよい。
また、上記実施形態では、ベーパセパレータタンク45と高圧燃料ポンプ46の外枠46bとをネジ201により固定した例を示したが、本発明はこれに限らず、ベーパセパレータタンク45と高圧燃料ポンプ46の外枠46bとを樹脂により一体成形してもよい。
また、上記実施形態では、高圧燃料ポンプ46の回転軸46cに固定したプーリ46dとカム軸27を駆動するためのベルト26とを噛み合わせることによりエンジン本体20の駆動力を用いて高圧燃料ポンプ46を駆動した例を示したが、本発明はこれに限らず、図14に示す第1変形例の高圧燃料ポンプ300のように、回転軸46cをモータ301の駆動力により回転させることによって高圧燃料ポンプ300を駆動するように構成してもよい。なお、モータ301は、本発明の「ポンプ駆動部」の一例である。
また、上記実施形態では、高圧燃料ポンプ46の回転軸46cをプーリ46dとベルト26とにより回転させた例を示したが、本発明はこれに限らず、カム軸27の回転をギアなどを用いて高圧燃料ポンプ46の回転軸46cに伝達することにより回転軸46cを回転させてもよい。
また、上記実施形態では、プランジャ463を斜板462により駆動して燃料を輸送する高圧燃料ポンプ46を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ベーン式、スクリュー式およびトロコイド式などの他の構造の燃料ポンプを高圧燃料ポンプとして用いてもよい。
また、上記実施形態では、高圧燃料ポンプ46をベーパセパレータタンク45の外側に配置したインライン式の燃料ポンプを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、高圧燃料ポンプをベーパセパレータタンク45の内側に配置してもよい。
また、上記実施形態では、ガソリンを燃料として用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、アルコールを用いてもよい。
また、上記実施形態では、本発明の舶用燃料供給システムを船外機1に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、エンジン部が船体に配置された船内機または船内外機に適用してもよい。
また、上記実施形態では、スロットルボディ32とベーパセパレータタンク45とが接触するように組み付けた例を示したが、本発明はこれに限らず、スロットルボディ32とベーパセパレータタンク45との間に隙間があってもよいし、スロットルボディ32とベーパセパレータタンク45との間に別部材が介在してもよい。
また、上記実施形態では、高圧燃料ポンプ46およびベーパセパレータタンク45を吸気系30のスロットルボディ32に支持させた例を示したが、本発明はこれに限らず、高圧燃料ポンプ46およびベーパセパレータタンク45が他の部材に支持されていてもよい。たとえば、エンジン本体に固定されたブラケットなどに支持されていてもよい。
また、上記実施形態では、2つのシリンダ21を有する2気筒のエンジン部2を用いた船外機1に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、1気筒のエンジン部を用いた船外機に適用してもよいし、3気筒以上のエンジン部を用いた船外機に適用してもよい。たとえば、図15および図16に示す第2変形例による3気筒のエンジン部2aは、3つのシリンダ21aと、シリンダ21aに対応するピストン22aおよびコンロッド23aとを含んでいる。また、エンジン部2aは、スロットルボディ32と接続され、3つのシリンダ21aの各吸気口(図示せず)にそれぞれ接続される3本の吸気管33bを含んでいる。上記した構造以外の構造は、船外機1のエンジン部2の構造と同様である。
本発明の一実施形態による船外機の全体構成を示す側面図である。 図1に示した船外機のエンジン部を示す斜視図である。 図1に示した船外機のエンジン部を示す側面図である。 図1に示した船外機のエンジン部を示す上面図である。 図1に示した船外機のエンジン部を示す上面図である。 図1に示した船外機のエンジン部を示す正面図である。 図1に示した船外機のエンジン部のスロットルボディの周辺部を示す斜視図である。 図1に示した船外機のエンジン部のスロットルボディの周辺部を示す上面図である。 図1に示した船外機のエンジン部のスロットルボディの周辺部を示す正面図である。 図1に示した船外機のエンジン部の高圧燃料ポンプの内部構造を示す一部断面図である。 図1に示した船外機のエンジン部の高圧燃料ポンプを示す模式図である。 図1に示した船外機のエンジン部の高圧燃料ポンプの油圧回路図である。 図1に示した船外機の燃料供給システムを示す模式図である。 本発明の第1変形例による船外機の高圧燃料ポンプを示す模式図である。 本発明の第2変形例によるエンジン部を示す側面図である。 本発明の第2変形例によるエンジン部を示す平面図である。
符号の説明
1 船外機
20 エンジン本体(エンジン)
21 シリンダ
32 スロットルボディ
32a 空気通路
32b スロットルバルブ
32k 軸受部
33 吸気管
34 ISCユニット
35 スロットル開度センサ
36 吸気圧センサ
37 吸気温センサ
45 ベーパセパレータタンク(第2燃料タンク)
45i チェック弁
46 高圧燃料ポンプ(燃料供給ポンプ)
46a ポンプ本体部
46c 回転軸
46d プーリ(ポンプ駆動部)
47 インジェクタ(燃料噴射装置)
100 船体
102 燃料タンク(第1燃料タンク)
200 ネジ
300 高圧燃料ポンプ(燃料供給ポンプ)
301 モータ(ポンプ駆動部)

Claims (14)

  1. 船体に設置されるとともに燃料を貯留する第1燃料タンクと接続され、燃料を貯留する第2燃料タンクと、
    エンジンに燃料を供給するための燃料噴射装置と、
    前記第2燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料噴射装置に供給する燃料供給ポンプと、
    前記エンジンに供給される空気の流量を調整するスロットルバルブを含むスロットルボディとを備え、
    前記第2燃料タンクは、前記スロットルボディに隣接するように配置されている、舶用燃料供給システム。
  2. 前記第2燃料タンクと前記スロットルボディとは、一体的にまたは別体として形成されるとともに互いに隣接して配置されている、請求項1に記載の舶用燃料供給システム。
  3. 前記第2燃料タンクおよび前記燃料供給ポンプは、前記エンジンと離間した状態で配置されている、請求項1または2に記載の舶用燃料供給システム。
  4. 前記第2燃料タンクと前記スロットルボディとを連通する連通路と、
    前記連通路に設けられ、前記第2燃料タンク内の燃料の蒸気を前記第2燃料タンクから前記スロットルボディに向かう方向に通過させることが可能なチェック弁とをさらに備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の舶用燃料供給システム。
  5. 前記燃料供給ポンプは、前記第2燃料タンクの外部に、前記第2燃料タンクと隣接するように配置されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の舶用燃料供給システム。
  6. 前記第2燃料タンクは、前記スロットルボディの下方に前記スロットルボディと隣接するように配置されており、
    前記燃料供給ポンプは、前記第2燃料タンクの側方に前記第2燃料タンクと隣接するように配置されている、請求項5に記載の舶用燃料供給システム。
  7. 前記スロットルボディの空気通路の中心軸を通る垂直方向の中心線に対して、一方側に第2燃料タンクが配置されているとともに、他方側に燃料供給ポンプが配置されている、請求項6に記載の舶用燃料供給システム。
  8. 前記燃料供給ポンプは、燃料通過経路を有するポンプ本体部と、前記ポンプ本体部を駆動させるための回転軸と、前記回転軸を回転させるためのポンプ駆動部とを含み、
    前記ポンプ本体部は、前記スロットルボディの下方に配置されているとともに、前記第2燃料タンクの側方に前記第2燃料タンクと隣接するように配置されている、請求項6に記載の舶用燃料供給システム。
  9. 前記燃料供給ポンプの回転軸は、前記ポンプ本体部から上方に延び、かつ、平面的に見て、前記スロットルボディの空気通路とずれた位置に配置されており、
    前記スロットルボディの空気通路近傍には、前記回転軸を回転可能に保持する軸受部が一体的に形成されている、請求項8に記載の舶用燃料供給システム。
  10. 前記燃料噴射装置は、前記スロットルボディと隣接するように配置されているとともに、スロットルボディ内に燃料を噴射するように構成されている、請求項5〜9のいずれか1項に記載の舶用燃料供給システム。
  11. 前記エンジンは、複数のシリンダを含み、
    一方端が前記スロットルボディに接続されるとともに他方端が前記複数のシリンダにそれぞれ接続される複数の吸気管をさらに備え、
    前記燃料噴射装置は、前記複数の吸気管に対して1つ設けられている、請求項10に記載の舶用燃料供給システム。
  12. 前記第2燃料タンク、前記燃料噴射装置および前記燃料供給ポンプは、前記スロットルボディに支持されている、請求項1〜11のいずれか1項に記載の舶用燃料供給システム。
  13. 前記スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ、前記スロットルボディ内の空気の温度を検出する吸気温センサ、前記スロットルボディ内の空気の圧力を検出する吸気圧センサ、および、アイドルスピードコントロールユニットの少なくとも1つが前記スロットルボディと隣接して配置されている、請求項1〜12のいずれか1項に記載の舶用燃料供給システム。
  14. エンジンと、
    船体に設置されるとともに燃料を貯留する第1燃料タンクと接続され、燃料を貯留する第2燃料タンクと、
    前記エンジンに燃料を供給するための燃料噴射装置と、
    前記第2燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料噴射装置に供給する燃料供給ポンプと、
    前記エンジンに吸気される空気の流量を調整するスロットルバルブを含むスロットルボディとを備え、
    前記第2燃料タンクは、前記スロットルボディに隣接するように配置されている、船外機。
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