JP3720402B2 - 燃料噴射式船外機 - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、燃料噴射式船外機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば船外機に広く用いられている燃料噴射式２サイクルＶ型６気筒エンジンでは、６つの気筒について１個または４個のスロットル弁を備えた吸気通路が設けられ、この通路から各気筒に吸気が分配供給されるように構成されている。またこの吸気通路を構成する吸気マニホールドの側部にはインジェクタやスロットル弁のリンク機構などが適宜のブラケットなどにより取付けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のエンジンでは、燃料が噴射されて混合気となった吸気を各気筒に分配供給させることになり、また各気筒までの吸気通路の形状も互いに異なっているために、各気筒に供給される吸気の空燃比にバラツキが生じることは避けられなかった。すなわち、各気筒に同一条件で吸気を供給することはできず、したがって気筒ごとに正確に空燃比を制御することはできなかった。またインジェクタなどの取付け部の構成が複雑になって製造に手間がかかり、さらにエンジンも大型化しがちであった。
【０００４】
この発明は、このような従来の欠点を解消するためになされたものであり、各気筒の空燃比を正確に制御することができるとともに、エンジンの小型化も達成することができる構造の燃料噴射式船外機を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、縦置きに配置されたクランク軸を収容するクランクケースと、このクランクケースに接続された吸気マニホールドとを有する船外機において、
上記吸気マニホールドには、各気筒独立の吸気通路が上下方向に並べられ、この吸気マニホールドの一側部には、内部がスロットル弁上流の吸気通路に連通されて、各吸気通路に燃料を噴射する各別のインジェクタおよび共通のデリバリパイプとを収容する収容箱が一体成形で設けられ、この収納箱の開口部は、吸気マニホールドの開口端を覆う着脱自在の蓋体によって覆われ、この収容箱の側面とクランクケースとにベーパセパレータが着脱可能に固定されているとともに、上記吸気マニホールドの他側部に、各吸気通路に配置されたスロットル弁のリンク機構が配置されているものである。
【０００６】
請求項２の発明は、上記各気筒の吸気通路が上下に並設されているものである。
【０００７】
請求項３の発明は、平面視において、吸気通路の中心線がクランク軸中心線を含みエンジンを左右に二分する中心面に対してインジェクタと反対側に偏位しているものである。
【０００８】
請求項４の発明は、上記インジェクタとデリバリパイプとが吸気マニホールドに固定されているものである。
【０００９】
請求項５の発明は、上記収容箱はスロットル弁を収容するスロットルボディと隣接しているものである。
【００１０】
【作用】
請求項１の構成によれば、各気筒の吸気通路が互いに独立するとともに、各吸気通路に燃料を噴射する各別のインジェクタが設けられているために、各気筒の空燃比を正確に制御することができる。また吸気通路の一側部にインジェクタおよび共通のデリバリパイプ、他側部にスロットル弁のリンク機構を配置したので、インジェクタ、デリバリパイプ、スロットル弁のリンク機構をそれぞれ吸気通路に近接して配置することができ、エンジンのコンパクト化を図ることができる。
【００１１】
また、収容箱内の空間は吸気によって比較的低温に維持されるために、インジェクタとデリバリパイプとが加熱されるのを防止することができる。
【００１２】
さらに、インジェクタおよびデリバリパイプを収容する収容箱の構造を簡単にすることができる。
【００１３】
また、ベーパセパレータを固定するための特別な取付けブラケットなどが不要になり、構造を簡単にすることができる。さらに蓋体の機能を果たすサイレンサを取り外すことによって、インジェクタとデリバリパイプとの点検、整備を容易に行なうことができる。
【００１４】
請求項２の構成によれば、各気筒の吸気通路の中心線が平面視において互いにほぼ一致しているために、各気筒の吸気通路をほぼ同一形状にして各気筒の空燃比をほぼ均一にすることができる。
【００１５】
請求項３の構成によれば、インジェクタをエンジンの中心面に近接させて側方への張出しを抑えることができる。
【００１６】
請求項４の構成によれば、吸気マニホールドはその中を流れる吸気によって冷却されているので、インジェクタとデリバリパイプで発生した熱は吸気マニホールドに吸収され、インジェクタとデリバリパイプが加熱されるのを防止することができる。
【００１７】
請求項５の構成によれば、収容箱内のインジェクタの熱がスロットル弁に伝えられることになるために、スロットル弁のアイシングを防止することができる。
【００１８】
【実施例】
図５において、船外機１０はプロペラ１２を備えた推進ユニット１３と、この推進ユニット１３上に設置されたエンジン２と、スイベルブラケット１５およびクランプブラケット１６とを有している。エンジン２はカウリング１７によって覆われている。また推進ユニット１３は、スイベルブラケット１５に水平操舵可能に軸支され、このスイベルブラケット１５はクランプブラケット１６にチルト軸１８を介して鉛直方向に傾動可能に軸支されている。船外機１０は、クランプブラケット１６によって船体１９に取付けられ、エンジン２の出力をプロペラ１２へ伝えて、船体１９を前進または後進させる。
【００１９】
図１〜図４は参考例（実施例を一部含む。）であって、エンジン２はクランク軸９０が、シリンダブロック９１およびクランクケース２１が接合して構成されたクランクケース内を鉛直方向に貫通するバーチカルタイプであり、さらにクランク室予圧縮式の２サイクルＶ型６気筒エンジンである。クランクケース２１とシリンダブロック９１とによって囲まれたクランク室２２中にクランク軸９０がその中心線２０が鉛直方向（上下方向）になるように回転可能に配置されている。シリンダブロック９１は、水平方向に任意の角度をもって配置されたシリンダバンク９３および９４を備え、各シリンダバンク９３および９４のそれぞれに３個のシリンダボア９５が形成されている。各シリンダボア９５にはピストン９６が往復移動可能に収容され、これらのピストン９６がコンロッド９７を介して上記クランク軸９０に連結されている。
【００２０】
上記シリンダブロック９１のそれぞれのシリンダバンク９３および９４にはシリンダヘッド９８が取付けられ、シリンダボア９５、ピストン９６および上記シリンダヘッド９８に囲まれて各気筒ごとに燃焼室９９が形成されている。ここで、気筒番号は、図１において、上部が第１および第２気筒、中央部が第３および第４気筒、下部が第５および第６気筒となっている。これら第１〜第６気筒のそれぞれの燃焼室に点火プラグ８０が設置されて、燃焼室９９内に供給された後述の混合気に点火する。各燃焼室での燃焼後の排気は、排気ポート８１から排気通路８２へ導かれ、図５の推進ユニット１３内の図示しないエキゾーストチューブを経てプロペラ１２内から水中に排出される。
【００２１】
上記クランクケース２１の一端部には各気筒ごとに独立した吸気口が開口し、各吸気口にはリード弁２４が設けられている。各リード弁２４を取付けたプレート２３を挟んで下流側マニホールドたる吸気マニホールド３がボルト結合によりクランクケース２１に接続されてそれぞれその内部に吸気通路３０が形成されている。この吸気通路３０は上下に並設されている。この吸気マニホールド３の他端部には上流側吸気マニホールドたる連結管３７が接続され、この連結管３７はＵ字形に形成されて吸気通路３０の延長部を形成し、その他端部は吸気マニホールド３の一側部に一体に形成されたスロットルボディ４４に連続している。この吸気マニホールド３の端面（合わせ面）３９は、これに対応する連結管３７の合わせ面と面接触で当接して吸気通路３０のシール機能が果たされるようにしている。このような構造の吸気通路３０は各気筒ごとに独立して上下方向に並べられている。また上記連結管３７および吸気マニホールド３はそれぞれ６気筒分が一体に形成されている。
【００２２】
上記スロットルボディ４４中にはスロットル弁４１が配置され、そのバルブシャフト４０にはスロットルボディ４４の外側でスロットル開度検出器４２が取付けられている。また吸気マニホールド３の内部の吸気通路３０にはインジェクタ５が配置され、吸気マニホールドと一体に形成されたリブ５９に挿入孔が形成されてその挿入孔にインジェクタ５の先端部が挿入されることにより保持され、また各インジェクタ５の基部には上下方向に伸びるデリバリパイプ５０が接続されている。デリバリパイプ５０は各吸気通路３０を鉛直方向に貫通し、デリバリパイプ５０と一体に形成されたフランジ５２を介してボルト５２０により吸気マニホールド３の前面にそれぞれ固定されている。したがって、インジェクタ５およびデリバリパイプ５０を組付けるには、予め６つのインジェクタ５の基部をそれぞれデリバリパイプ５０に差し込んだ後、インジェクタ５の先端部をリブ５９の挿入孔に挿入してボルト５２０によりこれらを吸気マニホールド３に固定すればよい。また吸気マニホールド３と連結管３７との合わせ面３９にはそれぞれ半円状の切欠きが形成され、この半円状の切欠き内にデリバリパイプ５０が位置することによって、デリバリパイプ５０が吸気マニホールド３と連結管３７とで挟まれている。
【００２３】
このインジェクタ５は吸気通路３０の中心に配置され、すなわちインジェクタ５の中心線３０１はクランク軸の中心線２０を含み、エンジンを左右に二分する中心面２０１上に位置し、燃料がリード弁２４の中央を通ってエンジンの中心面２０１上に噴射されるようにしている。またこのインジェクタ５が設けられた側と反対側の吸気マニホールド３の側部には、スロットル弁リンク機構（バルブ連動機構）８が設けられている。
【００２４】
また互いに対向して対となる気筒群（各シリンダバンク９３，９４の１番上の気筒同士、真中の気筒同士、１番下の気筒同士）の間の吸気通路３０の間隔は、互いに対向して対となる気筒の間の吸気通路３０の間隔よりも広い。この広い間隔を利用してデリバリパイプ取付けフランジ５２を配置しているので、エンジンの上下方向の長さを短くすることができる。また連結管３７は各気筒独立の吸気通路を有しているとともに、連結管３７が上流側吸気マニホールドを形成することになる。なお、吸気通路３０はインジェクタ５下流の吸気通路３０が気筒ごとに独立していて、それぞれにインジェクタ５が設けられていればよく、インジェクタ５上流の吸気通路３０を連結管３７内で合流させることにより、連結管３７内を共通のチャンバにするとともに、スロットル弁を共通のものにしてもよい。
【００２５】
なお、スロットル弁リンク機構８を設ける代わりに、スロットル弁のバルブシャフトを同一鉛直線上に配置して（図１の上下方向に配置して）単一の軸により構成し、これによって各スロットル弁４１が連動するようにすることも可能である。
【００２６】
また図２に示すように、クランクケース２１および吸気マニホールド３の一側部には燃料用のフィルタ７、低圧ポンプ７３およびその配管などの低圧系燃料機器が配置され、これと反対側の側部にはベーパセパレータ７５、高圧ポンプ７７、プレッシャレギュレータ７９およびその配管などの高圧系燃料機器が配置されている。このベーパセパレータ７５などはクランクケース２１と一体のリブ２９および吸気マニホールド３と一体のリブ３３によってクランクケース２１および吸気マニホールド３に取付けられている。そして燃料は、低圧ポンプ７３により図示しない燃料タンクからフィルタ７の入口７１を通して吸引され、出口７２から低圧ポンプ７３の出口７４を通して反対側の側部のベーパセパレータ７５に送られ、ついで高圧ポンプ７７により所定の圧力まで加圧されて出口７８からデリバリパイプ５０の下端部に送り込まれ、各インジェクタ５から噴射される。また圧力調整のためにデリバリパイプ５０中の余剰油はデリバリパイプ５０の上端部からプレッシャレギュレータ７９に戻されるように構成されている。
【００２７】
図６は吸気系の実施例を示し、吸気マニホールド３内の吸気通路３０は各気筒ごとに独立しているとともに、下流側で偏心して広がり、リードバルブ２４に連通している。また吸気マニホールド３の上流側にはサイレンサ６が着脱可能に取付けられて、このサイレンサ６の内部空間は各吸気通路３０と連通する１つの共通した室になっており、また一部に空気取入れ口６９が形成されている。また吸気マニホールド３の一側部には、サイレンサ６内に開口する収容箱３２が吸気マニホールド３に一体に形成され、その内部にインジェクタ５が配置されてその先端部が吸気通路３０に臨んでいる。したがって、サイレンサ６は吸気マニホールド３および収容箱３２の蓋体としての機能を果たしている。各インジェクタ５の基端部には上下方向に伸びるデリバリパイプ５０が接続されるとともに、デリバリパイプ５０と一体に形成されたフランジ５２を介してボルト５２０により収容箱３２中にそれぞれ固定されている。
【００２８】
各吸気通路３０ごとに設けられたスロットル弁４１の設置位置での吸気通路３０の中心線３０２はクランク軸の中心線２０を含み、エンジンを左右に二分する中心面２０１に対してインジェクタ５と反対側に偏位しており、これによってインジェクタ５を中心面２０１に近接させてエンジンの側方に張り出すのを小さくするとともに、インジェクタ５から噴射される燃料がリード弁２４の中心部に近づくようにしている。またスロットルボディ３５は吸気マニホールド３と一体に形成され、スロットルボディ３５および収容箱３２はそれぞれ吸気通路３０の壁を挟んで互いに隣接している。
【００２９】
図７は吸気系の別の参考例を示し、吸気マニホールド３のボディ３４の上流側には連結管３６が接続され、この連結管３６はＬ字形に形成されて吸気通路３０の延長部を形成し、その他端部にスロットルボディ４４が連結されて、スロットル弁４１が設けられている。その他の構成は図１から図４のものと同様である。
【００３０】
図８は吸気系の別の参考例を示し、吸気マニホールド３のボディ３４の上流側にはボディ３４と同方向に伸びて通路面積が絞られたスロットルボディ３５が接続され、その他端部はカウリング１７中の空間に開口している。またスロットルボディ３５中には上記同様にスロットル弁４１が配置されて、そのバルブシャフト４０の端部には上記同様にスロットル開度検出器４２が取付けられている。その他の構成は図１から図３のものと同様である。また上記図６〜図８における吸気通路も図１〜図４の吸気通路と同様に上下に並設されており、したがって６つのスロットル弁が図１に示すように上下に一列に並んでいる。
【００３１】
上記図１〜図４の参考例（実施例を一部含む。）の構成では、各気筒の吸気通路３０が独立するとともに、各吸気通路３０内に燃料を噴射するインジェクタ５が設けられているために、各気筒の空燃比を正確に制御することができる。また、インジェクタ５とデリバリパイプ５０とが吸気通路の外側に張り出さないのでエンジンのコンパクト化が可能であるとともに、インジェクタ５とデリバリパイプ５０を吸気によって冷却することができる。さらに各気筒の吸気通路３０が上下に並設されているために、各気筒の吸気通路３０をほぼ同一形状にして各気筒の空燃比をほぼ均一に構成することも可能である。またスロットルボディ４４を吸気マニホールド３と一体に形成しているために、構造が簡単でエンジンをコンパクトな構成とすることができる。またインジェクタ５を吸気通路３０中に配置するとともに、その中心線３０１をエンジンの中心面２０１上に位置させているために、インジェクタ５およびデリバリパイプ５０が吸気マニホールド３の内部に収容されて構成がコンパクトになり、かつ吸気中の燃料の分布を均一にすることができる。また吸気マニホールド３にインジェクタ５の前部を挿入する挿入孔５００を設けるとともに、デリバリパイプ５０を吸気マニホールド３の後面とサイレンサ６の前面とによって挾み付けることにより固定しているために、インジェクタ５およびデリバリパイプ５０の吸気マニホールド３への取付けが容易に行なえるとともに、連結管３７を吸気マニホールド３から取外せばインジェクタ５およびデリバリパイプ５０が露出するのでこれらの取り外しも容易に行なうことができる。さらに、クランクケース２１および吸気マニホールド３の一側部に低圧系燃料機器を配置し、これと反対側の側部に高圧系燃料機器を配置することにより、高圧配管を１カ所に集めることができ、配管が容易になる。とくに図６の構成のようにインジェクタ５をエンジンの中心面２０１に対して高圧系燃料機器と同側に偏位させた場合には高圧配管の取り回しが容易になる。
【００３２】
また図６の実施例の構成では、インジェクタ５を収容する収容箱３２とスロットルボディ３５とが互いに隣接して形成されているために、スロットル弁４１のアイシング機能を果たさせることができる。すなわち、寒冷地での運転の際には吸気中の水分がスロットル弁４１の軸部に付着して氷結し、スロットル弁４１の作動不良を生じさせるおそれがあるが、インジェクタ５に供給された高圧の燃料が持つ熱によりその氷結を防止することができる。また収容箱３２はスロットルボディの上流側に取付けられたサイレンサ６中に開口しているために、サイレンサ６中の吸気が収容箱３２中から熱を奪い、デリバリパイプ５０およびインジェクタ５が高圧の燃料により過度に加熱されるのを防止することができる。さらにサイレンサ６は吸気マニホールド３に対して着脱可能に接続されているために、サイレンサ６を取り外すことによりインジェクタ５およびスロットル弁４１などの点検、整備を容易に行なうことができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の構成によれば、各気筒の吸気通路が互いに独立するとともに、各吸気通路に燃料を噴射する各別のインジェクタが設けられているために、各気筒の空燃比を正確に制御することができる。また吸気通路の一側部にインジェクタおよび共通のデリバリパイプ、他側部にスロットル弁のリンク機構を配置したので、インジェクタ、デリバリパイプ、スロットル弁のリンク機構をそれぞれ吸気通路に近接して配置することができ、エンジンのコンパクト化を図ることができる。なお、請求項１にいう上下方向に並べられとは、平面視（図２の方向視）において、吸気通路が互いにずれて配置されたものも含む概念である。
【００３４】
また、収容箱内の空間は吸気によって比較的低温に維持されるために、インジェクタとデリバリパイプとが加熱されるのを防止することができる。
【００３５】
さらに、インジェクタおよびデリバリパイプを収容する収容箱の構造を簡単にすることがでまた、クランクケースおよび吸気マニホールドの一側部に低圧系燃料機器を配置し、これと反対側の側部に高圧系燃料機器を配置することにより、高圧配管を１カ所に集めることができ、配管が容易になる。とくに、インジェクタをエンジンの中心面に対して高圧系燃料機器と同側に偏位させた場合には高圧配管の取り回しが容易になる。
【００３６】
また、ベーパセパレータを固定するための特別な取付けブラケットなどが不要になり、構造を簡単にすることができる。さらに蓋体の機能を果たすサイレンサを取り外すことによって、インジェクタとデリバリパイプとの点検、整備を容易に行なうことができる。
【００３７】
請求項２の構成によれば、各気筒の吸気通路がほぼ同一鉛直線上に並設されているために、各気筒の吸気通路をほぼ同一形状にして各気筒の空燃比をほぼ均一にすることができる。なお、請求項２にいう上下に並設されとは、平面視において、各吸気通路の中心線がほぼ一致していることを意味するものである。
【００３８】
請求項３の構成によれば、インジェクタをエンジンの中心面に近接させて側方への張出しを抑えることができる。なお、上記実施例のようにＶ形エンジンの場合は、中心面は左右の気筒列に挟まれたＶバンクを左右に二分することになる一方、直列エンジンの場合は、中心面はシリンダ軸線を含むことになる。
【００３９】
請求項４の構成によれば、吸気マニホールドはその中を流れる吸気によって冷却されているので、インジェクタとデリバリパイプで発生した熱は吸気マニホールドに吸収され、インジェクタとデリバリパイプが加熱されるのを防止することができる。
【００４０】
請求項５の構成によれば、収容箱内のインジェクタの熱がスロットル弁に伝えられることになるために、スロットル弁のアイシングを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の参考例（実施例を一部含む。）を示すエンジンの吸気マニホールドとサイレンサとの合わせ面（図２のＡ−Ａ位置）でのスロットル弁およびインジェクタの設置部の側面図である。
【図２】 図１の水平断面図である。
【図３】 図１のインジェクタ設置部での縦断面図である。
【図４】 図２と同一面におけるエンジン全体の水平断面図である。
【図５】 上記エンジンを搭載した船外機の側面図である。
【図６】 吸気系の実施例を示す図２相当図である。
【図７】 吸気系の参考例を示す図２相当図である。
【図８】 吸気系の別の参考例を示す図２相当図である。
【符号の説明】
１０ 船外機
１２ プロペラ
１３ 推進ユニット
１５ スイベルブラケット
１６ クランプブラケット
１７ カウリング
１８ チルト軸
２ エンジン
２０ クランク軸の中心線
２１ クランクケース
２２ クランク室
２４ リードバルブ
２９，３３ 取付け用のリブ
２０１ エンジンの中心面
３ 吸気マニホールド
３０ 吸気通路
３０２ 吸気通路の中心線
３２ 収容箱
３５，４４ スロットルボディ
３６，３７ 連結管
４０ バルブシャフト
４１ スロットル弁
４２ スロットル開度センサー
５ インジェクタ
５０ デリバリパイプ
５２ 取付け部材
６ サイレンサ（蓋体）
７５ ベーパセパレータ
８ スロットル弁リンク機構
９０ クランク軸

Claims (5)

  1. 縦置きに配置されたクランク軸を収容するクランクケースと、このクランクケースに接続された吸気マニホールドとを有する船外機において、
    上記吸気マニホールドには、各気筒独立の吸気通路が上下方向に並べられ、この吸気マニホールドの一側部には、内部がスロットル弁上流の吸気通路に連通されて、各吸気通路に燃料を噴射する各別のインジェクタおよび共通のデリバリパイプとを収容する収容箱が一体成形で設けられ、この収納箱の開口部は、吸気マニホールドの開口端を覆う着脱自在の蓋体によって覆われ、この収容箱の側面とクランクケースとにベーパセパレータが着脱可能に固定されているとともに、上記吸気マニホールドの他側部に、各吸気通路に配置されたスロットル弁のリンク機構が配置されていることを特徴とする燃料噴射式船外機。
  2. 上記各気筒の吸気通路が上下に並設されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射式船外機。
  3. 平面視において、吸気通路の中心線がクランク軸中心線を含みエンジンを左右に二分する中心面に対してインジェクタと反対側に偏位していることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射式船外機。
  4. 上記インジェクタとデリバリパイプとが吸気マニホールドに固定されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射式船外機。
  5. 上記収容箱はスロットル弁を収容するスロットルボディと隣接していることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射式船外機。
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