JP3853892B2 - 船外機用多気筒エンジンの燃料供給構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射弁に供給する燃料を一時的に貯留するサブタンクを含む高圧燃料供給手段を備えた船外機用多気筒エンジンの燃料供給構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、特開平6−129316号公報に記載されているように、エンジンの吸気系部材である吸気マニホールドは吸入ポートが開口するシリンダヘッドの側壁に取り付けられる。そして吸気マニホールドに設けた燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する高圧燃料供給手段はシリンダブロック等のエンジン本体に取り付けられ、吸気マニホールドに設けた燃料噴射弁と高圧燃料供給手段とが燃料配管により接続される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものでは、エンジンの組立時やメンテナンス時に、エンジンの吸気マニホールドの組み付けと高圧燃料供給手段の組み付けとを別個に行う必要があり、しかもその組み付けを終えた後に、吸気マニホールドに設けた燃料噴射弁と高圧燃料供給手段とを接続する配管作業を行う必要があるため、作業に多くの時間を要するという問題があった。
【0004】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、高圧燃料供給手段の組付作業性を高めることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1の発明は、船外機用の多気筒エンジンをシリンダヘッドが後寄りでクランクケースが前寄りになるように搭載し、複数のシリンダに対応する複数の吸気管をエンジンの側面に沿うようにシリンダヘッド側からクランクケース側に配置し、燃料噴射弁に燃料を供給する高圧燃料供給手段を前記複数の吸気管のうちの下位の吸気管に固定し、前記高圧燃料供給手段は、フロート弁及びストレーナを内蔵したサブ タンクと、そのサブタンクの内部に設けられてフロート弁に対し前後方向に並置された高圧燃料ポンプと、サブタンクに対し前後方向に並置して該サブタンクの外側に取付けられた高圧フィルターとを含み、高圧燃料ポンプは、ストレーナから吸入したサブタンク内の燃料を、高圧フィルターを介して燃料噴射弁に圧送することを特徴とする。
【0006】
上記特徴によれば、内部にフロート弁及び高圧燃料ポンプを前後方向に並置したサブタンク、並びに高圧フィルターを含む高圧燃料供給手段を予め吸気管に組み付けてサブアセンブリ化しておき、そのサブアセンブリを船外機用の多気筒エンジンに取り付けることにより吸気管及び高圧燃料供給手段の組み付けを完了することができる。また、サブアセンブリの状態で、高圧燃料供給手段から燃料噴射弁への燃料配管の組み付けを予め行うことができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【0008】
図1〜図7は本発明の実施例を示すもので、図1は船外機の全体側面図、図2は図1の2−2線拡大断面図、図3は図2の3方向矢視図、図4は図3の4方向矢視図、図5は各吸気管の形状を示す図、図6は図3の6−6線断面図、図7は図3の要部拡大断面図である。
【0009】
図1に示すように、船外機Oは、エクステンションケース1の上部に結合されたマウントケース2を備えており、このマウントケース2の上面に水冷直列4気筒4サイクルエンジンEがクランク軸15を縦置きに支持される。マウントケース2には上面が開放したアンダーケース3が結合されており、このアンダーケース3の上部にエンジンカバー4が着脱自在に装着される。マウントケース2の外側を覆うように、アンダーケース3の下縁とエクステンションケース1の上端近傍の縁との間にアンダーカバー5が装着される。
【0010】
エンジンEはシリンダブロック6、クランクケース7、シリンダヘッド8、ヘッドカバー9、下部ベルトカバー10及び上部ベルトカバー11を備えており、シリンダブロック6及びクランクケース7の下面が前記マウントケース2の上面に支持される。シリンダブロック6に形成した4個のシリンダ12…にそれぞれピストン13…が摺動自在に嵌合しており、各ピストン13…がコネクティングロッド14…を介して鉛直方向に配置したクランク軸15に連接される。
【0011】
クランク軸15の下端にフライホイール16と共に連結された駆動軸17は、エクステンションケース1の内部を下方に延び、その下端はギヤケース18の内部に設けたベベルギヤ機構19を介して、後端にプロペラ20を有するプロペラ軸21に接続される。ベベルギヤ機構19の前部には、プロペラ軸21の回転方向を切り換えるべくシフトロッド22の下端が接続される。
【0012】
マウントケース2に設けたアッパーマウント23とエクステンションケース1に設けたロアマウント24間にスイベル軸25が固定されており、このスイベル軸25を回転自在に支持するスイベルケース26が、船尾Sに装着されたスターンブラケット27にチルト軸28を介して上下揺動可能に支持される。
【0013】
マウントケース2の下面にはオイルパン29と排気管30とが結合される。排気管30からエクステンションケース1の内部空間に排出された排気ガスは、ギヤケース18の内部空間及びプロペラ20のボス部の内部を通過して水中に排出される。
【0014】
図2から明らかなように、アンダーケース3及びエンジンカバー4により画成されたエンジンルーム36に収納されたエンジンEは、クランク軸15と平行に配置された2本の2次バランサー軸37,38と、1本のカム軸39とを備える。2次バランサー軸37,38はクランク軸15よりもシリンダヘッド8寄りのシリンダブロック6に支持され、またカム軸39はシリンダヘッド8とヘッドカバー9との合わせ面に支持される。
【0015】
クランク軸15の上端には、カム軸駆動プーリ40、2次バランサー軸駆動プーリ41、発電機駆動プーリ42及び冷却ファン43を一体化したプーリ組立体44が固定される。カム軸39の上端に固定したカム軸従動プーリ45と前記カム軸駆動プーリ40とが無端ベルト46により接続される。カム軸駆動プーリ40の直径はカム軸従動プーリ45の直径の2分の1に設定されており、従ってカム軸39はクランク軸15の2分の1の速度で回転する。ピン47で枢支されたアーム48の一端に設けられたテンションプーリ49が、スプリング50の弾発力で無端ベルト46の外面に押し付けられており、これにより無端ベルト46に所定の張力が与えられる。
【0016】
一方の2次バランサー軸37の近傍に設けた中間軸51及び他方の2次バランサー軸38にそれぞれ固定した一対の2次バランサー軸従動プーリ52,53と、前記2次バランサー軸駆動プーリ41とが無端ベルト54により接続される。ピン55で枢支されたアーム56の一端に設けられたテンションプーリ57が、スプリング58の弾発力で無端ベルト54の外面に押し付けられており、これにより無端ベルト54に所定の張力が与えられる。中間軸52と一方の2次バランサー軸37とは一対の同径のギヤ(図示せず)で接続されており、且つ2次バランサー軸駆動プーリ41の直径は各2次バランサー軸従動プーリ52,53の直径の2倍に設定されており、従って一対の2次バランサー軸37,38はクランク軸15の2倍の速度で相互に逆方向に回転する。
【0017】
クランクケース7の上面に2本のボルト59,59で固定したブラケット60に、2本のボルト61,61で発電機62が支持される。発電機62の回転軸63に固定した発電機従動プーリ64と前記発電機駆動プーリ42とが無端ベルト65で接続されており、クランク軸15により発電機62が駆動される。このように発電機62をエンジンEと別体に設けたことにより、発電機をクランク軸15に設けたフライホイールに組み込む場合に比べて、汎用の発電機62を使用することが可能となってコスト上有利であり、しかも発電機62の容量を容易に増加させることも可能である。
【0018】
船外機Oを吊り下げる際にチェーンブロックやクレーンのフックが係合するエンジンハンガー66が、カム軸39と他方の2次バランサー軸38との間に2本のボルト67,67により固定される。エンジンハンガー66の位置は、船外機Oの重心位置よりも僅かに後方に配置されており、エンジンハンガー66に吊り下げた船外機Oを下端が僅かに後方に跳ね上がった前のめり姿勢として船尾Sへの着脱が容易に行えるように考慮されている。
【0019】
カム軸39、2次バランサー軸37,38及び発電機62を駆動する3本のベルト46,54,65は、下部ベルトカバー10及び上部ベルトカバー11により画成されたベルト室68の内部に収納される。下部ベルトカバー10は発電機62の周囲を囲む開口部101 を備えるとともに、クランク軸15の右側の底壁に複数のスリット102 …を備えており、これら開口部101 及びスリット102 …を介してベルト室68内に空気が導入される。エンジンハンガー66の上端部は、上部ベルトカバー11を貫通して上方に突出する。
【0020】
図2〜図4を併せて参照すると明らかなように、エンジンカバー4の上部後面に左右一対のスリット状の空気取り入れ口41 ,41 が形成されており、この空気取り入れ口41 ,41 の下縁から前方に延びるガイド板75がエンジンカバー4の内面に固定される。従って、空気取り入れ口41 ,41 から吸入された空気はエンジンカバー4の上壁とガイド板75とに挟まれた空間を通って前方に流れ、ガイド板75の前縁からエンジンルーム36に流入する。ガイド板75の右側部には換気ダクト751 (図4参照)が形成されており、その換気ダクト751 の下端が上部ベルトカバー11の右側部に形成した開口111 に連通するとともに、その上端がエンジンカバー4の上部右側面に形成した開口42 に連通する。この換気ダクト751 により、下部ベルトカバー10及び下部ベルトカバー11により囲まれたベルト室68が外気と連通して換気が行われる。
【0021】
次に、図2〜図5に基づいてエンジンEの吸気系の構造を説明する。
【0022】
クランクケース7の前面に吸気サイレンサー76が3本のボルト77…で固定される。吸気サイレンサー76は箱状の本体部78と、この本体部78の左側面に結合されるダクト部79とから構成される。ダクト部79は、その下端に下向きに開口する吸気開口791 を備えるとともに、その上端に本体部78の内部空間に連通する連通孔792 を備える。吸気サイレンサー76の本体部78の右側面に配置されたスロットルボディ80は、可撓性を有する短い吸気ダクト35を介して前記本体部78に接続される。
【0023】
スロットルボディ80は、次に述べる吸気マニホールド85に接続固定される。エルボ81と、サージタンク82と、4本の吸気管83a,83b,83c,83dと、取付フランジ84とを一体に備えた吸気マニホールド85がエンジンEの右側面に沿うように配置される。エルボ81は、吸気の流れをクランクケース7の前面に沿う流れからクランクケース7の右側面に沿う流れへと略90°変えるものであり、可撓性を有するダクトであっても良いが、本実施例ではスロットルボディ80の支持固定のために前記サージタンク82、吸気管83a,83b,83c,83d及び取付フランジ84と一体になっている。
【0024】
吸気マニホールド85のエルボ81及びサージタンク82の接続部分は、サージタンク82の上端及び下端よりも上下方向に小さい寸法形状になっており、この部分でボルト861 ,861 ;862 ,862 と、ルーズ孔を有する2個のブラケット863 ,863 とによりクランクケース7の右側壁に固定され、更に取付フランジ84が複数本のボルト87…でシリンダヘッド8の右側面に形成された吸気マニホールド取付面81 に固定される。
【0025】
図3から明らかなように、上から1番目の第1吸気管83aは下部ベルトカバー10の下面に沿って略水平に延びているが、上から2番目〜4番目の第2〜第4吸気管83b〜83dは取付フランジ84からサージタンク82に向けて前上がりに傾斜して配置されており、その傾斜角度は第4吸気管83dが大きく、第3吸気管83cが中程度に大きく、第2吸気管83bが小さくなっている。このように吸気管83b,83c,83dを傾斜して配置することにより、後述する燃料噴射弁94…から噴射された燃料のうち吸気管83b,83c,83d内に残留する燃料を重力で速やかにシリンダ12…内に戻すことができるだけでなく、サージタンク82及び第4吸気管83dの下方にスペースを確保し、そのスペースに後述する高圧燃料供給手段を配置することができる。
【0026】
ところで、吸気管83a,83b,83c,83dの管長は吸気系の脈動効果によりエンジンEの出力に大きな影響を及ぼすものであるが、前述したように各吸気管83a,83b,83c,83dの傾斜角度を異ならせると、水平な第1吸気管83aの管長が最も短くなり、傾斜角度が大きい第4吸気管83dの管長が最も長くなってしまう。そこで、本実施例では4本の吸気管83a,83b,83c,83dの上流端がサージタンク82に接続される接続部の位置を、下流端の取付フランジ84が固定されるシリンダヘッド8の吸気マニホールド取付面81 に対して、図4及び図5に示すように偏倚させることにより前記管長のばらつきを補償している。具体的には、吸気マニホールド取付面81 からの第1吸気管83a〜第4吸気管83dの偏倚量Da〜Ddが、傾斜角度が小さいものほど大きくなるように、即ちDa>Db>Dc>Ddとなるように設定している。
【0027】
その結果、図5(A)に示す第1吸気管83aの管長は、水平に配置したことによる管長の減少分が、大きな偏倚量Daにより補償され、また図5(D)に示す第4吸気管83dの管長は、大きく傾斜して配置したことによる管長の増加分が、小さな偏倚量Ddにより補償され、4本の吸気管83a,83b,83c,83dの管長を略等しくすることができる。このようにして4本の吸気管83a〜83dの管長のばらつきをなくすことにより、エンジンEの出力低下を防止することができる。
【0028】
次に、図2〜図4、図6及び図7に基づいてエンジンEの燃料供給系の構造を説明する。
【0029】
ヘッドカバー9の後面にはプランジャポンプよりなる2個の低圧燃料ポンプ88,88が並列に設けられており、これら低圧燃料ポンプ88,88によって船内に設けた燃料タンク(図示せず)から燃料供給管L1 を介して吸引した燃料を、燃料供給管L2 を介してシリンダブロック6の右側面に設けたサブタンク89に供給する。図6から明らかなように、吸気ロッカーアーム101を支持する吸気ロッカーアーム軸102にポンプ駆動用ロッカーアーム103が同軸に支持されており、そのポンプ駆動用ロッカーアーム103の一端が前記カム軸39に設けたポンプカム104に当接するとともに、他端が各低圧燃料ポンプ88のプランジャ105に当接する。これにより、低圧燃料ポンプ88,88はカム軸39により駆動される。
【0030】
図3及び図7から明らかなように、前記サブタンク89は下側の本体部891 と上側のキャップ892 とに2分割されており、本体部891 が第4吸気管83dに形成した2個のボス部にそれぞれボルト106,106で固定されるともに、シリンダブロック6に2本のボルト107,107で固定される。サブタンク89の内部には、燃料液面を調整するフロート弁90と、電磁ポンプよりなる高圧燃料ポンプ91とが収納される。
【0031】
フロート弁90は、低圧ポンプ88,88から延びる前記燃料供給管L2 がサブタンク89に接続される部分に設けられた開閉弁108と、燃料液面に追従して昇降し、前記開閉弁108を開閉駆動するフロート109と、フロート109の昇降をガイドするガイド部材110とから構成される。フロート弁90は、燃料液面が低下すると開閉弁108が開弁して低圧ポンプ88,88からの燃料をサブタンク89内に導入し、燃料液面が上昇すると開閉弁108が閉弁して低圧ポンプ88,88からの燃料の受入れを遮断する。高圧ポンプ91は縦置きに配置されており、サブタンク89の底壁に沿うように配置されたストレーナ111から吸入した燃料を、サブタンク89の前部にバンド112で固定した高圧フィルター92に燃料供給管L3 を介して圧送する。
【0032】
吸気マニホールド85の取付フランジ84には、燃料レール93が複数本のボルト113…で固定されるとともに、4個のシリンダ12…に対応する4個の燃料噴射弁94…が固定されており、高圧フィルター92から燃料供給管L4 を介して燃料レール93の下端に供給された燃料が4個の燃料噴射弁94…に配分される。燃料レール93の上端に設けられた余剰燃料返送手段としてのレギュレータ95は燃料噴射弁94…に供給される燃料の圧力を調整するとともに、余剰の燃料を燃料戻し配管L5 を介してサブタンク89に還流させる。レギュレータ95の設定圧力を調整すべく、レギュレータ95とサージタンク82とが負圧配管L6 を介して接続される。
【0033】
前記サブタンク89、高圧燃料ポンプ91、高圧フィルター92、燃料レール93及びレギュレータ95は高圧燃料供給手段96を構成する。図2から明らかなように、シリンダブロック6の右側面に沿って吸気マニホールド85及び高圧燃料供給手段96が配置され、シリンダブロック6の左側面に沿って電装ボックス97が配置される。このように吸気マニホールド85及び高圧燃料供給手段96と、電装ボックス97とをシリンダ軸線の左右に振り分けて配置することにより、エンジンルーム36の内部空間を有効利用して船外機Oをコンパクト化することができる。尚、図3及び図4における符号98は、カートリッジ型オイルフィルターである。
【0034】
而して、エンジンEを組み立てる際に、吸気マニホールド85に予め高圧燃料供給手段96を組み付けてサブアセンブリ化することにより組付工数を減少させて作業性を高めることができる。即ち、取付フランジ84に燃料噴射弁94…を取り付けた吸気マニホールド85の第3吸気管83c及び第4吸気管83dに、内部にフロート弁90及び高圧燃料ポンプ91を組み込んだサブタンク89を2本のボルト106,106で固定し、更にサブタンク89に高圧フィルター92をバンド112を用いて固定する。また4個の燃料噴射弁94…を接続する燃料レール93をボルト113…で吸気マニホールド85の取付フランジ84に固定するとともに、この燃料レール93にレギュレータ95を固定する。
【0035】
そして燃料供給管L2 の一端をサブタンク89のフロート弁90に接続し、サブタンク89の高圧燃料ポンプ91と高圧フィルター82とを燃料供給管L3 で接続し、高圧フィルター82と燃料レール93の下端とを燃料供給管L4 で接続し、レギュータ95とサブタンク89とを燃料戻し配管L5 で接続し、更にレギュレータ95とサージタンク82とを負圧配管L6 で接続する。而して、吸気マニホールド85に高圧燃料供給手段96を組み付けたものを予めサブアセンブリとして組み立てておけば、吸気マニホールド85を複数本のボルト87…でシリンダヘッド8に固定するとともに、サブタンク89を2本のボルト107,107でシリンダブロック6に固定した後、燃料供給管L2 の他端を低圧燃料ポンプ88,88に接続するだけで組み付けを完了することができる。このように、吸気マニホールド85に高圧燃料供給手段96を予め組み付けてサブアセンブリ化することにより組付工数を大幅に削減することができる。
【0036】
次に、図8に基づいて参考例を説明する。
【0037】
この参考例は高圧燃料供給手段96の構造において本発明の実施例と異なっている。即ち、参考例の高圧燃料供給手段96は、第4吸気管83dにボルト121で固定したブラケット122を備えており、このブラケット122に高圧燃料ポンプ91及び高圧フィルター92がそれぞれバンド123,123,124で固定される。ブラケット122の前端に2本のボルト125,125で内部にフロート弁90を備えたサブタンク89の後端が固定され、サブタンク89の前端は2本のボルト126,126でクランクケース7に固定される。従って、吸気マニホールド85にサブタンク89、高圧燃料ポンプ91及び高圧フィルター92を予め組み付けてサブアセンブリ化し、組付工数を削減することができる。
【0038】
前記実施例では高圧燃料ポンプ91をサブタンク89の内部に収納したことにより、高圧燃料ポンプ91とサブタンク89とを一体化して更に組付工数を削減することができ、参考例では高圧燃料ポンプ91をサブタンク89の外部に配置してメンテナンスを容易化することができる。
【0039】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0040】
【発明の効果】
以上のように、請求項1の発明によれば、燃料噴射弁に供給する燃料を一時的に貯留するサブタンク、そのサブタンク内の高圧燃料ポンプ、サブタンク外の高圧フィルターを含む高圧燃料供給手段を、船外機用の多気筒エンジンの側面に沿うようにシリンダへッド側からクランクケース側に配置した吸気管に取り付けたので、吸気管に高圧燃料供給手段を予め組み付けてサブアセンブリ化したものをエンジンに取り付けるだけで、吸気管及び高圧燃料供給手段の組み付けを完了することが可能となって組付作業性が向上する。しかも、サブアセンブリの状態で高圧燃料供給手段から燃料噴射弁への燃料配管の組み付けを予め済ませることができるため、組付作業性が更に向上する。また高圧燃料供給手段はサブタンクに取り付けられた高圧フィルターを含むので、高圧フィルターの組付工数を削減し、且つ燃料配管の長さを短縮することができる。
【0041】
また、請求項2の発明によれば、高圧燃料供給手段は燃料噴射弁から余剰の燃料をサブタンクに戻す余剰燃料返送手段を含むので、余剰燃料返送手段の組付工数を削減し、且つ燃料配管の長さを短縮することができる。
【0042】
また、請求項3の発明によれば、シリンダ軸線の一側に吸気管を配置するとともに、他側に電装ボックスを配置したので、吸気管及び電装ボックスをシリンダ軸線の左右に振り分けてコンパクトにレイウアウトすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係る船外機の全体側面図
【図2】 図1の2−2線拡大断面図
【図3】 図2の3方向矢視図
【図4】 図3の4方向矢視図
【図5】 各吸気管の形状を示す図
【図6】 図3の6−6線断面図
【図7】 図3の要部拡大断面図
【図8】 参考例に係る、前記図7に対応する図
【符号の説明】
7 クランクケース
8 シリンダヘッド
12 シリンダ
82 サージタンク
83a〜83d 吸気管
89 サブタンク
90 フロート弁
91 高圧燃料ポンプ
92 高圧フィルター
94 燃料噴射弁
95 レギュレータ(余剰燃料返送手段)
96 高圧燃料供給手段
97 電装ボックス
122 ブラケット
E エンジン
Claims (3)
- 船外機用の多気筒エンジン(E)をシリンダヘッド(8)が後寄りでクランクケース(7)が前寄りになるように搭載し、複数のシリンダ(12)に対応する複数の吸気管(83a〜83d)をエンジン(E)の側面に沿うようにシリンダヘッド(8)側からクランクケース(7)側に配置し、燃料噴射弁(94)に燃料を供給する高圧燃料供給手段(96)を前記複数の吸気管(83a〜83d)のうちの下位の吸気管(83d)に固定し、前記高圧燃料供給手段(96)は、フロート弁(90)及びストレーナ(111)を内蔵したサブタンク(89)と、そのサブタンク(89)の内部に設けられてフロート弁(90)に対し前後方向に並置された高圧燃料ポンプ(91)と、サブタンク(89)に対し前後方向に並置して該サブタンク(89)の外側に取付けられた高圧フィルター(92)とを含み、高圧燃料ポンプ(91)は、ストレーナ(111)から吸入したサブタンク(89)内の燃料を、高圧フィルター(92)を介して燃料噴射弁(94)に圧送することを特徴とする船外機用多気筒エンジンの燃料供給構造。
- 前記高圧燃料供給手段(96)は前記燃料噴射弁(94)から余剰の燃料を前記サブタンク(89)に戻す余剰燃料返送手段(95)を含むことを特徴とする、請求項1記載の船外機用多気筒エンジンの燃料供給構造。
- シリンダ軸線の一側に前記吸気管(83a〜83d)を配置するとともに、他側に電装ボックス(97)を配置したことを特徴とする、請求項1記載の船外機用多気筒エンジンの燃料供給構造。
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