JP2012077722A - 船外機の燃料供給構造 - Google Patents

Abstract

【課題】船外機自体を小型化にすると共に、エンジンの始動性を向上させることができる船外機の燃料供給構造を提供することを目的とする。
【解決手段】燃料タンク２３から供給された燃料を液体燃料とベーパとに分離するベーパセパレータ６４と、前記ベーパセパレータ６４によって分離された液体燃料を昇圧させる高圧燃料ポンプ６６と、前記高圧燃料ポンプ６６によって昇圧された燃料を噴射するインジェクタ４３と、を備え、前記高圧燃料ポンプ６６は、前記ベーパセパレータ６４と前記インジェクタ４３との間であって、前記高圧燃料ポンプ６６と前記インジェクタ４３とを接続する配管７１の長さが前記ベーパセパレータ６４と前記高圧燃料ポンプ６６とを接続する配管６７の長さよりも短くなる位置に配置されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、船外機の燃料供給構造に関するものである。特に、昇圧した燃料をインジェクタに供給する高圧燃料ポンプを備えた船外機に用いられて好適である。

燃料タンクから供給される燃料からはベーパが発生するために、船外機では、燃料がインジェクタから噴射されるまでの途中に、液体燃料とベーパとを分離するためのベーパセパレータが設置されている。例えば、特許文献１に開示されている船外機には、燃料タンクとデリバリパイプとを接続する燃料ホースの途中に、燃料ポンプが内蔵されたベーパセパレータが配置されている。

特開２００６−２９１７７０号公報

上述したような燃料ポンプが内蔵されたベーパセパレータを用いることで、燃料系の配管を単純化することができるという利点がある一方、ベーパセパレータが大型化してしまい、それに伴い船外機自体も大型化してしまうという問題がある。また、船外機ではエンジンの周辺に密接させて部品を配置するために、大型なベーパセパレータを配置できる位置が限られてしまい、各部品のレイアウトが制限されてしまう。

例えば小型船外機において、各部品のレイアウトが制限され、燃料ポンプからインジェクタまでを繋ぐ配管が長くなってしまうと、次のような問題がある。すなわち、燃料が燃料ポンプからインジェクタに到達するまでの間の与圧容積が大きくなってしまい、それだけ燃料ポンプでは電力が必要となる。具体的には、エンジンを始動する場合などに、操船者はリコイルスタータ等の手動式エンジン始動装置を用いて何度もロープを引く必要が生じ、エンジンの始動性が悪いという問題がある。

本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、船外機自体を小型化にすると共に、船外機の各部品のレイアウトの自由度を広げ、例えば小型船外機に用いた場合であってもエンジンの始動性を向上させることができる船外機の燃料供給構造を提供することを目的とする。

本発明に係る船外機の燃料供給構造は、燃料タンクから供給された燃料を液体燃料とベーパとに分離するベーパセパレータと、前記ベーパセパレータによって分離された液体燃料を昇圧させる高圧燃料ポンプと、前記高圧燃料ポンプによって昇圧された燃料を噴射するインジェクタと、を備える船外機の燃料供給構造であって、前記高圧燃料ポンプは、前記ベーパセパレータと前記インジェクタとの間であって、前記高圧燃料ポンプと前記インジェクタとを接続する配管の長さが前記ベーパセパレータと前記高圧燃料ポンプとを接続する配管の長さよりも短くなる位置に配置されていることを特徴とする。
また、前記船外機が直立状態において、前記高圧燃料ポンプは、前記ベーパセパレータよりも下方に配置されていることを特徴とする。
また、前記高圧燃料ポンプは、シリンダヘッドカバーの頂面であって、前記インジェクタの入口または複数の前記インジェクタ間を接続するデリバリパイプの入口に近接した位置に配置されていることを特徴とする。
前記ベーパセパレータは、エンジンのインテークマニホールドが配置されている側に対してシリンダを挟んだ反対側に配置されていることを特徴とする。
前記エンジンは、ターンフロー型燃焼室を有することを特徴とする。

本発明によれば、船外機自体を小型化にすることができると共に、船外機の各部品のレイアウトの自由度を広げ、例えば小型船外機に用いた場合であってもエンジンの始動性を向上させることができる。

本実施形態に係る船外機全体の外観を示す左側面図である。 本実施形態に係るエンジンの一部を透過した状態を示す左側面図である。 本実施形態に係るエンジンの左側面図である。 本実施形態に係るエンジンの右側面図である。 本実施形態に係るエンジンの背面図である。 本実施形態に係るエンジンの平面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図では、必要に応じて船外機の前方を矢印Ｆｒにより、後方を矢印Ｒｒにより示し、船外機の右側を矢印Ｒにより、左側を矢印Ｌにより示す。なお、船外機の前方とは、船外機を船体に取り付けた状態で、船体が前方に進む方向である。
図１は、船外機全体の外観を示す左側面図である。図１に示すように、船外機１０は船体１のトランサムボード２にクランプブラケット１１を介して、直立状態に取り付けられる。船外機１０は、カバー１２によって覆われることで、形状が整えられて構成されている。このカバー１２の内部には、エンジン１３が収容されている。

エンジン１３の下方には、ドライブシャフトハウジング１４が下方向に向かって延設されている。ドライブシャフトハウジング１４は、エンジン１３の出力を伝達するドライブシャフト１５を回転自在に支持している。ドライブシャフトハウジング１４の下方にはギアケース１６が設けられている。ギアケース１６には、複数のギア１７とプロペラシャフト１８とが配設されている。複数のギア１７はドライブシャフト１５の回転をプロペラシャフト１８に伝達する。プロペラシャフト１８の後端には、プロペラシャフト１８と同期して回転するプロペラ１９が結合されている。

エンジン１３の前部には、ステアリングハンドル２０が前方に向かって延設されている。操船者がステアリングハンドル２０を水平方向に旋回させることで、船外機１０の操舵角が変更され、船体１の進行方向を変えることができる。ステアリングハンドル２０の先端には、エンジン出力調整用のスロットルグリップ２１が設けられている。
クランプブラケット１１は、チルト軸２２を回動中心にして船外機１０を回動可能に支持している。したがって、クランプブラケット１１をトランサムボード２に固定した状態では、チルト軸２２を回動中心にして、船外機１０を矢印Ａ方向に回転させて水中から引き揚げる、いわゆるチルトアップ操作を行うことができる。
また、本実施形態の船外機１０では、燃料タンク２３は船体１内に搭載されており、船外機１０とは別体で構成されている。

次に、図２〜図６を参照して、本実施形態に係るエンジンおよびその周辺の構成について説明する。図２はエンジンの一部を透過した状態を示す左側面図である。図３はカバーを取り外したエンジンの左側面図である。図４はカバーを取り外したエンジンの右側面図である。図５はカバーを取り外したエンジンの背面図である。図６はカバーを取り外したエンジンの平面図である。

本実施形態に用いられるエンジン１３は、４サイクル直列２気筒エンジンである。図２に示すように、エンジン１３は、クランクケース３１、シリンダブロック３２、シリンダヘッド３３、シリンダヘッドカバー３４等を含んで構成されている。クランクケース３１には、クランクシャフト３５が鉛直方向に沿って、軸線回りに回転自在に軸支されている。クランクシャフト３５の下端には上述したドライブシャフト１５が結合される。シリンダブロック３２には、クランクシャフト３５に対して直交する前後方向に延出するシリンダ３６が、上下に２つ配設されている。各シリンダ３６内には、クランクシャフト３５にコネクティングロッド３７を介して連結されたピストン３８が往復運動可能に配設されている。

シリンダヘッド３３には、各シリンダ３６に対応した燃焼室３９が形成されている。各燃焼室３９には、燃焼室３９内に供給される混合気に点火するスパークプラグ４０がシリンダヘッド３３の外側から配設される。シリンダヘッド３３には、燃焼室３９内に混合気を供給したり排気ガスを排出したりするためのバルブなどを含む動弁機構４１が配設されている。

また、図４に示すように、シリンダヘッド３３の右側面には各燃焼室３９に連通するインテークマニホールド４２が配設されている。なお、本実施形態のエンジン１３は、いわゆるターンフロー型の燃焼室３９であって、各燃焼室３９に連通する図示しないエキゾーストマニホールドは、各燃焼室３９からインテークマニホールド４２と同一側であるシリンダヘッド３３の右側に延出した後、シリンダヘッド３３内を通って水中に至る位置まで延設されている。

各インテークマニホールド４２には、インテークマニホールド４２内に燃料を噴射するインジェクタ４３が外側から配設される。インテークマニホールド４２の前端には、操船者のスロットルグリップ２１の操作に応じてインテークマニホールド４２に供給する空気の量を調整するスロットルボディ４５が結合されている。スロットルボディ４５の前端には、スロットルボディ４５に空気を供給するための空気吸入部４６が結合されている。空気吸入部４６には後方に向かって開口する吸入口４７が形成されている。なお、吸入口４７から吸入される空気は、図１に示すカバー１２の上方かつ後方に形成された空気取入口１２ａを通して供給される。

次に、図２に戻り、クランクシャフト３５の上方には発電用のマグネト装置４８が設けられている。マグネト装置４８によって発電された電力は、図示しないイグニッションコイルを介してスパークプラグ４０を点火させたり、後述する低圧燃料ポンプおよび高圧燃料ポンプを駆動させる。
マグネト装置４８の上方には、エンジン始動装置としてのリコイルスタータ４９が設けられている。本実施形態のエンジン１３は、バッテリを搭載しない小型船外機である。したがって、エンジン１３を始動する場合、操船者はリコイルスタータ４９の引き手５０を用いて、図示しないロープを引っ張る必要がある。ロープを引っ張ることにより、リコイルスタータ４９がクランクシャフト３５を回転させると共にマグネト装置４８を発電させ、スパークプラグ４０を点火させたり、低圧燃料ポンプおよび高圧燃料ポンプを駆動させる。

次に、本実施形態の燃料供給構造について図３〜図６を参照して説明する。
シリンダブロック３２の左側面には、フィルタ６０が配置されている。フィルタ６０と図１に示す燃料タンク２３との間は、燃料ホース６１によって接続されている。フィルタ６０は燃料タンク２３から燃料ホース６１を通って移送された燃料に含まれる不純物を取り除く。
シリンダヘッドカバー３４の頂面（後面）には、図３および図５に示すように低圧燃料ポンプ６２が配置されている。低圧燃料ポンプ６２とフィルタ６０との間には、低圧燃料配管６３が接続されている。低圧燃料ポンプ６２は燃料ホース６１および低圧燃料配管６３を通して燃料タンク２３から燃料を吸い上げる。

シリンダブロック３２およびシリンダヘッド３３との境界の左側面には、ベーパセパレータ６４が配置されている。ベーパセパレータ６４と低圧燃料ポンプ６２との間には、低圧燃料配管６５が接続されている。ベーパセパレータ６４は燃料から発生するベーパを液体燃料から分離する。図３およぶ図６に示すように、ベーパセパレータ６４の上面には、分離したベーパを外部に排出するための排気管７４が接続されている。排気管７４は、上方に延出された後、下方に曲がって延出され、先端が外部に開口している。

シリンダヘッドカバー３４の頂面であって低圧燃料ポンプ６２の下方には、ベーパセパレータ６４と分離させて、高圧燃料ポンプ６６が配置されている。高圧燃料ポンプ６６とベーパセパレータ６４との間には、低圧燃料配管６７が接続されている。低圧燃料配管６７は、ベーパセパレータ６４の下面から下方に延出され、分岐部６８を経由した後、後方に延出され、下方から高圧燃料ポンプ６６の入口６６ａに接続されている。高圧燃料ポンプ６６はベーパセパレータ６４の下方に位置しているために、ベーパセパレータ６４から供給される液体燃料は、重力にしたがって高圧燃料ポンプ６６に向かって移送される。

特に、ベーパセパレータ６４を高圧燃料ポンプ６６よりも上方に配置することで、エンジン１３を再始動する場合、重力により高圧燃料ポンプ６６に向かって移送される残留燃料を用いてエンジン１３を始動させることができ、エンジン始動性の向上を図ることができる。また、ベーパセパレータ６４を高圧燃料ポンプ６６よりも上方に配置することで、燃料から発生するベーパを確実に分離することができる。さらに、ベーパセパレータ６４は空気取入口１２ａに近接する位置に配置されていることから燃料を冷却する効果がある。

図３に示すように、低圧燃料配管６７の途中に配設された分岐部６８には、ドレンホース６９が接続されている。分岐部６８の下端にはドレンボルト７０が螺合されていて、操船者がドレンボルト７０を緩めることで燃料がドレンホース６９から排出される。

図４および図５に示すように、高圧燃料ポンプ６６とインジェクタ４３との間には、高圧燃料配管７１が接続されている。高圧燃料ポンプ６６は、ベーパセパレータ６４から供給された燃料を昇圧させて、高圧燃料配管７１を通してインジェクタ４３に圧送する。高圧燃料配管７１は高圧燃料ポンプ６６の右端の出口６６ｂから延出され、前方および上方に曲げられた後、インジェクタ４３の下端に接続されている。なお、本実施形態のエンジン１３は２気筒エンジンであり、インジェクタ４３が２つ設けられているために、一方のインジェクタ４３から他方のインジェクタ４３に、昇圧された燃料を圧送するため、インジェクタ４３間にはデリバリパイプ７２が設けられている。したがって、高圧燃料配管７１は、デリバリパイプ７２の入口７２ａに接続されている。

図５に示すように、高圧燃料ポンプ６６とベーパセパレータ６４との間には、余剰燃料配管７３が接続されている。余剰燃料配管７３は、高圧燃料ポンプ６６の上端から上方に延出され、低圧燃料ポンプ６２の頂面上を通過して、シリンダヘッド３３の左側および前方に曲げられた後、ベーパセパレータ６４の後面に接続されている。したがって、高圧燃料ポンプ６６から排出された余剰燃料は余剰燃料配管７３を通って、ベーパセパレータ６４に戻される。

上述したように構成される船外機１０の燃料供給構造では、低圧燃料ポンプ６２が駆動することで、燃料タンク２３から燃料を吸い上げる。このとき、燃料に含まれる不純物は、フィルタ６０によって取り除かれる。低圧燃料ポンプ６２からベーパセパレータ６４に移送された燃料は、ベーパセパレータ６４によって液体燃料とベーパとに分離され、ベーパは排気管７４を通って外部に排気される。一方、ベーパが取り除かれた液体燃料は、重力にしたがって、低圧燃料配管６７を通って、高圧燃料ポンプ６６に移送される。高圧燃料ポンプ６６に移送された燃料は、高圧燃料ポンプ６６によって昇圧され、高圧燃料配管７１およびデリバリパイプ７２を通って、各インジェクタ４３に圧送される。各インジェクタ４３はそれぞれ、インテークマニホールド４２内に、昇圧された燃料を霧状に噴射する。

本実施形態では、高圧燃料ポンプ６６とベーパセパレータ６４とを分離したので、それぞれを小型化することができる。小型化された高圧燃料ポンプ６６とベーパセパレータ６４であれば、エンジン１３の周囲に配置する位置が制限されないので、所望する空間に配置することができ、船外機１０を小型化することができる。

また、図５に示すように、高圧燃料ポンプ６６は、高圧燃料ポンプ６６とインジェクタ４３のデリバリパイプ７２とを接続する高圧燃料配管７１の長さが、ベーパセパレータ６４と高圧燃料ポンプ６６とを接続する低圧燃料配管６７の長さよりも短くなるような位置に配置されている。このように、高圧燃料配管７１の長さを短くすることで、燃料が高圧燃料ポンプ６６からインジェクタ４３に到達するまでの与圧容積を少なくでき、エンジン１３の始動性を向上させることができる。特に、本実施形態のようにリコイルスタータ４９を用いてエンジン１３を始動させる場合、操船者は何度もロープを引かなくてもよいので、エンジン１３を始動させるときの労力を軽減させることができる。また、高圧燃料配管７１は高圧な燃料に対する耐久性を備えているために高価であるが、高圧燃料配管７１の長さを短くすることで船外機１０の低コスト化を図ることができる。

さらに、図５に示すように、高圧燃料ポンプ６６は、シリンダヘッドカバー３４の頂面上であって、高圧燃料ポンプ６６の出口６６ｂとインジェクタ４３のデリバリパイプ７２の入口７２ａとが近接するような位置に配置されている。そのため、高圧燃料ポンプ６６とインジェクタ４３のデリバリパイプ７２とを接続する高圧燃料配管７１の長さをさらに短くすることができる。

また、本実施形態では、エンジン１３の周囲のうちインジェクタ４３が配置されている側の反対側にベーパセパレータ６４が配置され、インジェクタ４３とベーパセパレータ６４とが互いに隣接するシリンダヘッドカバー３４の頂面上に高圧燃料ポンプ６６が配置されている。このように、各部品を偏ることなく配置することで、低圧燃料配管６７、高圧燃料配管７１および余剰燃料配管７３をそれぞれ必要最小限の長さにすることができ、機能の安定化を図ることができる。

また、本実施形態のエンジン１３は、いわゆるターンフロー型燃焼室であることから、インテークマニホールド４２が配置されている側に対してシリンダ３６を挟んだ反対側には、エキゾーストマニマニホールドなどの空間占有部が存在しない。したがって、ベーパセパレータ６４をインテークマニホールド４２が配置されている側に対してシリンダ３６を挟んだ反対側に配置することで、スペースの有効利用を図ることができると共に、各部品のレイアウトのバランスが良好になるために、船外機１０の小型化を図ることができる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば、本実施形態では、２気筒エンジンを用いる場合について説明したが、この場合に限られず、単気筒エンジンまたは２気筒以上のエンジンにも用いることができる。なお、単気筒エンジンを用いる場合、インジェクタ４３は１つのみでよいので、インジェクタ４３間を接続するデリバリパイプ７２が不要になる。したがって、高圧燃料ポンプ６６に接続されている高圧燃料配管７１は直接、インジェクタ４３の入口に接続される。

また、高圧燃料ポンプ６６とインジェクタ４３のデリバリパイプ７２とを接続する高圧燃料配管７１の長さが、ベーパセパレータ６４と高圧燃料ポンプ６６とを接続する低圧燃料配管６７の長さよりも短くなるような位置に配置されていればよく、例えばベーパセパレータ６４をスロットルボディ４５の上方に配置することもできる。

１０：船外機 １１：クランプブラケット １２：カバー １３：エンジン １４：ドライブシャフトハウジング １５：ドライブシャフト １６：ギアケース １７：ギア １８：プロペラシャフト １９：プロペラ ２０：ステアリングハンドル ２１：スロットルグリップ ２２：チルト軸 ２３：燃料タンク ３１：クランクケース ３２：シリンダブロック ３３：シリンダヘッド ３４：シリンダヘッドカバー ３５：クランクシャフト ３６：シリンダ ３９：燃焼室 ４０：スパークプラグ ４２：インテークマニホールド ４３：インジェクタ ４５：スロットルボディ ４８：マグネト装置 ４９：リコイルスタータ ６０：フィルタ ６１：燃料ホース ６２：低圧燃料ポンプ ６３：低圧燃料配管 ６４：ベーパセパレータ ６５：低圧燃料配管 ６６：高圧燃料ポンプ ６６ａ：高圧燃料ポンプの入口 ６６ｂ：高圧燃料ポンプの出口 ６７：低圧燃料配管 ６８：分岐部 ７１：高圧燃料配管 ７２：デリバリパイプ ７２ａ：デリバリパイプの入口 ７３：余剰燃料配管 ７４：排気管

Claims (5)

1. 燃料タンクから供給された燃料を液体燃料とベーパとに分離するベーパセパレータと、
   前記ベーパセパレータによって分離された液体燃料を昇圧させる高圧燃料ポンプと、
   前記高圧燃料ポンプによって昇圧された燃料を噴射するインジェクタと、を備える船外機の燃料供給構造であって、
   前記高圧燃料ポンプは、前記ベーパセパレータと前記インジェクタとの間であって、前記高圧燃料ポンプと前記インジェクタとを接続する配管の長さが前記ベーパセパレータと前記高圧燃料ポンプとを接続する配管の長さよりも短くなる位置に配置されていることを特徴とする船外機の燃料供給構造。
2. 前記船外機が直立状態において、前記高圧燃料ポンプは、前記ベーパセパレータよりも下方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の船外機の燃料供給構造。
3. 前記高圧燃料ポンプは、シリンダヘッドカバーの頂面であって、前記インジェクタの入口または複数の前記インジェクタ間を接続するデリバリパイプの入口に近接した位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の船外機の燃料供給構造。
4. 前記ベーパセパレータは、エンジンのインテークマニホールドが配置されている側に対してシリンダを挟んだ反対側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の船外機の燃料供給構造。
5. 前記エンジンは、ターンフロー型燃焼室を有することを特徴とする請求項４に記載の船外機の燃料供給構造。

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