JP3900216B2 - 船外機のエンジン装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、気筒内に燃料を直接噴射するインジェクタを備える船外機のエンジン装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
船外機には、例えば気筒をVバンクさせ、クランク軸を縦置きに配置したV型エンジンが搭載され、このV型エンジンには気筒内に燃料を直接噴射するインジェクタを備えるものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このように、気筒内に燃料を直接噴射するインジェクタには、エアーアシスト式とインジェクタ加圧式がある。ところで、エアーアシスト式は燃料と空気を噴射するインジェクタの両方を有するシステムであり、構造が複雑でコスト的にも不利である。一方、インジェクタ加圧式はエアーポンプや高圧ポンプが不要であるが加圧するためのインジェクタ機構が複雑で燃料制御も複雑となる欠点がある。
【0004】
このため高圧燃料ポンプを備え、この高圧燃料ポンプにより燃料を加圧してインジェクタの作動で噴射するシステムを備えると、エアーアシスト機構も不要で、インジェクタ機構も簡単であり、インジェクタ制御も従来の低圧燃料噴射制御の応用が可能であることから、機構の簡便さと低コストな利点があるが、特に船外機はケーシングで覆われており、高圧燃料ポンプの配置スペースの確保が困難であるとともに、駆動機構の簡素化が要求される。
【0005】
この発明はこのような欠点を解消すべくなされたもので、高圧燃料ポンプの配置スペースの確保が容易であり、しかも駆動機構の簡素化してV型エンジンのコンパクト化を可能にする船外機のエンジン装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明を次のように構成した。
【0007】
請求項1記載の発明は、
『気筒をVバンクさせ、クランク軸を縦置きに配置したV型エンジンであり、気筒内に燃料を直接噴射するインジェクタを備える船外機のエンジン装置において、
前記インジェクタに高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプを、前記Vバンクの間の上方位置に配置し、
前記高圧燃料ポンプに前記クランク軸からの動力を伝達するポンプ駆動手段を備え、
前記インジェクタに高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプを、前記インジェクタに高圧燃料を供給する燃料レールより上方位置に配置し、
前記燃料レールより噴射されない燃料を、前記高圧燃料ポンプ上流に戻す燃料通路を設けた、
ことを特徴とする船外機のエンジン装置。』である。
【0008】
この請求項1記載の発明によれば、Vバンクの間の上方位置の空間を利用して高圧燃料ポンプが配置され、高圧燃料ポンプの配置スペースの確保が容易である。また、高圧燃料ポンプをクランク軸からの動力により駆動し、特別な駆動機構を備えない分駆動機構の簡素化が可能である。また、噴射されない燃料を高圧燃料ポンプ上流に戻すとき、インジェクタに高圧燃料を供給する燃料レールよりも上方に高圧燃料ポンプが位置しているから、燃料配管内のエアーを自然に排出でき確実に撚料噴射精度を確保できる。
【0009】
請求項2記載の発明は、
『前記クランク軸の上端にフライホイールを設け、
前記フライホイールの外側位置に前記高圧燃料ポンプを配置した、
ことを特徴とする請求項1記載の船外機のエンジン装置。』である。
【0010】
この請求項2記載の発明によれば、高圧燃料ポンプがフライホイールの外側位置にあり、フライホイールに高圧燃料ポンプの駆動部材を設けることで、クランク軸に設ける必要がなくなり、構造が簡単である。
【0011】
請求項3記載の発明は、
『前記フライホイールに駆動部材を取り付け、
前記駆動部材から駆動力を取り出し、
前記高圧燃料ポンプを駆動するポンプ駆動機構を備えた、
ことを特徴とする請求項2記載の船外機のエンジン装置。』である。
【0012】
この請求項3記載の発明によれば、フライホイールから駆動力を取り出すことでポンプ駆動機構による簡単な構成で高圧燃料ポンプを駆動することができる。
【0013】
請求項4記載の発明は、
『前記フライホイールの上部に駆動部材を取り付け、
前記駆動部材から駆動力を取り出し、
前記高圧燃料ポンプを駆動するポンプ駆動機構を備え、
前記フライホイールの下部外周にリングギヤを設け、
前記リングギヤをスタータモータの駆動ギヤと噛み合わせた、
ことを特徴とする請求項3記載の船外機のエンジン装置。』である。
【0014】
この請求項4記載の発明によれば、フライホイールの上部に駆動部材を取り付け、フライホイールの下部外周にリングギヤを振り分けて設けることで、フライホイールから簡単な構造で駆動力を取り出すことができ、かつ組付性が向上する。
【0015】
請求項5記載の発明は、
『船外機進行方向の中心線に対して一方側にオルタネータを備え、他方側にスタータモータを備え、
前記オルタネータを前記ポンプ駆動機構により駆動可能にし、
前記リングギヤにより前記スタータモータを駆動可能に構成した、
ことを特徴とする請求項4記載の船外機のエンジン装置。』である。
【0016】
この請求項5記載の発明によれば、船外機進行方向の中心線に対してオルタネータとスタータモータとを分配して配置することで、オルタネータを駆動するポンプ駆動機構やスタータモータを駆動するリングギヤと干渉することなく、V型エンジンの側部に配置することができる。
【0017】
請求項6記載の発明は、
『前記オルタネータを、前記気筒の上方位置に配置した、
ことを特徴とする請求項5記載の船外機のエンジン装置。』である。
【0018】
この請求項6記載の発明によれば、オルタネータを気筒の上方位置に配置することで、オルタネータがVバンクする気筒の幅内に位置してコンパクトなV型エンジンになる。
【0019】
請求項7記載の発明は、
『前記高圧燃料ポンプの下方位置で、前記Vバンクの間に前記高圧燃料ポンプに燃料を供給するベーパーセパレータを配置した、
ことを特徴とする請求項1記載の船外機のエンジン装置。』である。
【0020】
この請求項7記載の発明によれば、高圧燃料ポンプ及びベーパーセパレータをユニット化して燃料配管を短縮できるから燃料供給の信頼性が向上し、かつ低コストで組付性も向上する。
【0021】
請求項8記載の発明は、
『前記ベーパーセパレータの外側に、電子制御ユニットとインジェクタドライバを配置した、
ことを特徴とする請求項7記載の船外機のエンジン装置。』である。
【0022】
この請求項8記載の発明によれば、外側より容易に電子制御ユニット及びインジェクタドライバのメンテナンスを行うことができる。また、インジェクタに最短で駆動用のインジェクタドライバを配置でき、外乱ノイズに対する誤動作を防止することができる。
【0023】
請求項9記載の発明は、
『前記電子制御ユニットと前記インジェクタドライバを分離し、
前記Vバンクの船外機進行方向後方空間と、クランクケース、吸気管及び吸気サイレンサにより形成される凹部のVバンクの船外機進行方向前方空間に分けて配置した、
ことを特徴とする請求項8記載の船外機のエンジン装置。』である。
【0024】
この請求項9記載の発明によれば、電子制御ユニットとインジェクタドライバを分離し、エンジン回りに形成されるVバンクの船外機進行方向前方空間や船外機進行方向後方空間を利用して配置されるから、V型エンジンのコンパクト化が可能である。
【0025】
請求項10記載の発明は、
『前記V型エンジンの船外機進行方向前側に吸気系を、船外機進行方向後側に排気系を備え、
前記吸気系の吸気管にスロットル弁を配置し、
前記V型エンジンの船外機進行方向の中心線を基準にして前記吸気管の左右の一方側に前記スロットル弁を駆動するスロットル駆動系を配置し、
前記吸気管の左右の他方側に電装系を配置した、
ことを特徴とする請求項1記載の船外機のエンジン装置。』である。
【0026】
この請求項10記載の発明によれば、スロットル駆動系と電装系が吸気管の両側の空間を利用してコンパクトに配置され、しかも吸入空気による冷却を積極的に利用でき電装系の冷却効率が向上する。
【0027】
請求項11記載の発明は、
『前記V型エンジンの船外機進行方向前側に吸気系を、船外機進行方向後側に排気系を備え、
前記吸気系の吸気管にスロットル弁を配置し、
前記吸気系のクランクケース、吸気管及び吸気サイレンサにより形成される凹部のVバンクの船外機進行方向前方空間に、電子制御ユニットとインジェクタドライバを配置し、
前記電子制御ユニット及び前記インジェクタドライバの上方位置にオルタネータを備える、
ことを特徴とする請求項1記載の船外機のエンジン装置。』である。
【0028】
この請求項11記載の発明によれば、オルタネータと電子制御ユニット及びインジェクタドライバが吸気系の凹部のVバンクの前方空間を利用してコンパクトに配置され、船外機進行方向を短縮することができるとともに、カウリングに沿ったコンパクトな配置が可能である。
【0029】
請求項12記載の発明は、
『前記フライホイールの内部に、点火系の発電装置を配置した、
ことを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の船外機のエンジン装置。』である。
【0030】
この請求項12記載の発明によれば、フライホイールに点火系の発電装置を配置することで、V型エンジンの側部にはオルタネータを配置する必要がなくなりコンパクト化が可能である。
【0031】
請求項13記載の発明は、
『前記高圧燃料ポンプに前記クランク軸からの動力を伝達するポンプ駆動手段を避けた両側に、前記V型エンジンを覆うカウリングの内側にエアーダクトを配置した、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の船外機のエンジン装置。』である。
【0032】
この請求項13記載の発明によれば、カウリング前方に位置する吸気サイレンサまでの通路面積を広く利用でき、エンジン全体で空気が入れ替わり冷却性能が向上し、また空気流速を低下させて水入りの減少がはかれ、かつカウリング高さの増加もなく、コンパクト化がはかれる。
【0033】
請求項14記載の発明は、
『前記V型エンジンの吸気系の上側に電子制御ユニットを配置した、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8、請求項10、請求項12及び請求項13のいずれかに記載の船外機のエンジン装置。』である。
【0034】
この請求項14記載の発明によれば、電子制御ユニットを吸気系の上側に配置することで、Vバンクの間には高圧燃料ポンブをインジェクタと共に集中配置でき、信頼性が向上し、低コストであり、ユニット化による組立性が向上する。また、電子制御ユニットを吸気系に配置することで冷却性が向上する。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の船外機のエンジン装置の実施例を図面に基づいて説明する。図1は第1実施例の船外機のエンジン装置の概略構成図である。
【0038】
符号1は乗り物である船舶で、矢印Frは船舶1の進行方向前方を示している。なお、後記する左右とは、前記前方に向っての方向をいうものとする。船舶1は船体2を有し、この船体2の船尾には船外機3が着脱自在に取り付けられている。船外機3は、燃料噴射式内燃機関である2サイクルのV型エンジン4を有し、このV型エンジン4は伝動ケース5の上端に着脱自在に取り付けられて、下方はカバー6aで、上方はカバー6bで開閉自在に覆われている。伝動ケース5は、水中に向って下方に延び、この伝動ケース5の下端に後方に伸びる不図示のシャフトが支承され、このシャフトにプロペラ7が取り付けられ、V型エンジン4の動力によりプロペラ7が回転される。
【0039】
V型エンジン4は、気筒4a,4bをVバンクさせ、クランク軸10を縦置きに配置したV型6気筒エンジンであり、気筒4a,4bに直接燃料を噴射するインジェクタ31を備えている。V型エンジン4の気筒4a及び気筒4bは上下方向に3気筒づつ配置され、気筒4a及び気筒4bの排気通路12,13は集合して排気管14,15に接続され、排気は排気管14,15から伝動ケース5内の水中に排出される。
【0040】
V型エンジン4は、各シリンダ孔16にピストン17が前後に摺動自在に嵌入されている。これら各ピストン17は、それぞれクランク軸10にコンロッド18により連結され、ピストン17により形成される燃焼室19に対応して点火プラグ20が取り付けられている。
【0041】
V型エンジン4には各気筒ごとにクランク室21が形成され、各クランク室21とそれぞれ連通する吸気通路22が形成され、これら各吸気通路22にそれぞれリード弁23が取り付けられている。また、これら各吸気通路22の上流側には、スロットル弁24が設けられ、また各吸気通路22にはオイルポンプ25によりオイルが供給される。
【0042】
V型エンジン4には、燃料を供給する燃料供給装置30が設けられている。燃料供給装置30は各気筒4a,4bに対応する複数のインジェクタ31を有し、これら各インジェクタ31はシリンダ側壁から燃焼室19内に向って、燃料を噴射する。各インジェクタ31は、燃料レール32から燃料が供給され、燃料レール32には分配燃料レール33が接続され、分配燃料レール33に高圧燃料ポンプ34の駆動によりベーパーセパレータ35からの燃料が圧送される。ベーパーセパレータ35では、燃料中の細かい気泡状の燃料蒸気あるいは混入した空気が分離される。
【0043】
高圧燃料ポンプ34は、気筒4a,4bのVバンクの間で排気通路12,13の上方位置に配置され、熱の影響を避けた位置に配置される。また、高圧燃料ポンプ34にクランク軸10からの動力を伝達するポンプ駆動手段Aを備えており、このポンプ駆動手段Aは、クランク軸10に連結された駆動プーリ70、高圧燃料ポンプ34に設けられた駆動プーリ71、この駆動プーリ70と駆動プーリ71に掛け渡した無端動力伝導体であるベルト72から構成されている。このように、Vバンクの間の上方位置の空間を利用して高圧燃料ポンプ34が配置されており、高圧燃料ポンプ34の配置スペースの確保が容易である。また、高圧燃料ポンプ34をクランク軸10からの動力により駆動し、特別な駆動機構を備えない分駆動機構の簡素化が可能である。
【0044】
ベーパーセパレータ35内には、ニードル弁35aとフロート35bが設けられ、ベーパーセパレータ35内の燃料が少なくなりフロート35bが所定レベル以下になるとニードル弁35aが開き、燃料が燃料タンク36側から供給される。燃料タンク36は、船体2に配置され、この燃料タンク36内に溜められた燃料がクランク室21内の圧力変動により稼動する低圧燃料ポンプ37により燃料フィルタ42を介してベーパーセパレータ35に供給される。ベーパーセパレータ35には圧力を調整する予圧レギュレータ38が一体に備えられる。さらに、分配燃料レール33には高圧レギュレータ39が接続され、噴射されない燃料は燃料通路40により燃料クーラ41を介して高圧燃料ポンプ34上流のベーパーセパレータ35に戻される。
【0045】
各インジェクタ31は電磁式で、これを電気的にオン(もしくはオフ)すれば、その期間だけ、燃料が燃焼室19内に噴射されるようになっている。この燃料供給装置30のうち燃料タンク36からホース側コネクタだけが船体2内に配置されており、他のものは船外機3を構成している。
【0046】
船外機3には、V型エンジン4を制御するための制御装置50が備えられ、アクチュエータとして機能する各点火プラグ20、インジェクタ31、オイルポンプ25が制御装置50に電気的に接続されている。
【0047】
V型エンジン4の駆動状態を検出する各種センサが設けられ、これらはいずれも制御装置50に電気的に接続されている。即ち、センサとして、クランク軸10の基準クランク角及び回転角を検出するクランク角センサ51、クランク室21内の圧力を検出するクランク室内圧センサ52、各気筒のいずれかの気筒の圧力を検出する筒内圧センサ53、気筒内の状態を検出するノックセンサ54、吸気通路22内の温度を検出する吸気温センサ55、スロットル弁24の開度を検出するスロットル開度センサ56が設けられている。
【0048】
また、V型エンジン4の温度を検出するシリンダ温度センサ57、排気通路内の上流側の圧力を検出する背圧センサ58、大気圧を検出する大気圧センサ59、冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ60、船外機3の前進、中立、後退の間のシフト動作あるいは変速状態を検出するシフトセンサ61、枢支軸回りの船外機3の上下回動位置を検出するトリム角センサ62が設けられている。
【0049】
また、気筒には、O2センサ63が設けられ、このO2センサ63は排気ガス中のO2濃度を検知し、これに基づき燃焼室19での空燃比を算出する。また、燃料配送管33の燃料圧力を検出する圧力センサ64が設けられている。
【0050】
次に、船外機のエンジン装置の第2実施例を図2乃至図5に基づいて説明する。図2は船舶に搭載した船外機の左側面図、図3は船外機に搭載したエンジンの平面図、図4は船外機に搭載したエンジンの左側面図、図5は船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【0051】
船外機3は、図2に示すように、前部にスイベルブラケット102及びクランプブラケット103が設けられている。クランプブラケット103は船舶1の船体2の船尾板105に取付けられ、クランプブラケット103にスイベルブラケット102が横方向の支持軸106を支点に上下揺動自在に取り付けられている。さらに、スイベルブラケット102には船外機3がシフトリンク107により操舵自在に取付けられている。
【0052】
船外機3にはV型エンジン4が搭載され、このV型エンジン4は、排気ガイド109の上に載置されている。V型エンジン4は、クランクケース110、シリンダボディ111、シリンダヘッド112、吸気系113及び排気系114を有している。
【0053】
V型エンジン4のクランク軸10は鉛直方向へ向け、このクランク軸10にはドライブ軸116が連結され、ドライブ軸116の下端部に設けられたシフト切換機構117を介してV型エンジン4の動力がプロペラ軸118からプロペラ7に伝えられる。シフト切換機構117の切換作動によってプロペラ7の回転を前進、後進、中立にする。
【0054】
また、排気ガイド109の下部には、排気膨張室120が設けられ、排気管14,15からの排気が排気膨張室120で消音され、排気通路124からプロペラ7内の排気通路125へ導かれて水中排気口126より船外機外の水中に排出される。アイドル時には、排気が排気膨張室120から空中排気通路127を介して空中排気口128に導かれ、この空中排気口128を通って船外機後方へ排出される。V型エンジン4は上部カウリング129と下部カウリング130で覆われている。
【0055】
吸気系113は、船舶1の進行方向前側に配置され、この吸気系113はクランクケース110に接続された吸気管131と、吸気管131に接続された吸気サイレンサ132から構成され、吸気サイレンサ132の吸気口132aは後方を向いている。
【0056】
吸気管131には、図5に示すようにスロットル弁150が配置され、このスロットル弁150にとり吸入空気量が制御される。スロットル弁150は、吸気管131の一方の側部に配置されたスロットル駆動系151により駆動される。スロットル駆動系151は、スロットルワイヤ152、リンク153、ロッド154、リンク155及びスロットル弁150に連結された連結ロッド156から構成される。スロットルワイヤ152の操作によりリンク153がピン153aを支点にして回動し、これによりロッド154を介してリンク155がピン155aを支点にして回動し、連結ロッド156が作動してスロットル弁150が連動して開閉される。
【0057】
スロットルワイヤ152は、下部カウリング130の開口部130aから船舶1側に延びており、この開口部130aは燃料ホース157及び配線158等も挿通されている。
【0058】
排気系114は、船舶1の進行方向後側に配置され、気筒4a及び気筒4bの間でシリンダボディ111に一体に形成された排気通路12,13から構成されている。
【0059】
V型エンジン4は、左右の気筒4a,4bを90度にVバンクさせ、クランク軸10を縦置きに配置したV型エンジンであり、左右の気筒4a,4bは船舶1の進行方向後側に配置され、気筒4a,4bに直接燃料を噴射するインジェクタ31が備えられている。インジェクタ31に高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプ34をVバンクの間の上方位置に配置し、シリンダボディ111に取り付けられている。
【0060】
船外機3の進行方向の中心線Lに対して一方側のV型エンジン4の左側には、オルタネータ141、オイルポンプ85、オイルポンプ86、燃料フィルタ42、低圧燃料ポンプ37及びベーパーセパレータ35が配置され、他方向の右側にはスタータモータ142及びO2センサカバー63aがそれぞれ左右に分けて配置されている。O2センサカバー63aは、O2センサカバー63を覆い水及び熱影響を軽減するために設けられている。
【0061】
オルタネータ141、オイルポンプ85、オイルポンプ86、燃料フィルタ42、低圧燃料ポンプ37及びベーパーセパレータ35は、吸気サイレンサ132と左側の気筒4bの間のVバンクの前方空間K2を利用してV型エンジン4の左側部に配置され、またスタータモータ142及びO2センサカバー63aは、吸気サイレンサ132と右側の気筒4aの間のVバンクの前方空間K3を利用してV型エンジン4の右側部に配置され、コンパクトな配置になっている。
【0062】
フライホイール140の外周には、リングギヤ140aが設けられ、このリングギヤ140aがスタータモータ142の駆動ギヤ142aと噛み合っている。スタータモータ142によりフライホイール140を駆動し、クランク軸10をクランキングするためスタータ機構が簡素化される。
【0063】
V型エンジン4には、高圧燃料ポンプ34にクランク軸10からの動力を伝達するポンプ駆動手段Aが備えられ、このポンプ駆動手段Aは、クランク軸10の上端に設けたフライホイール140に固定された駆動部材である駆動プーリ70、高圧燃料ポンプ34に設けられた駆動プーリ71、この駆動プーリ70と駆動プーリ71に掛け渡した無端動力伝導体であるベルト72から構成され、このベルト72はオルタネータ141の駆動プーリ141aにも掛け渡されている。
【0064】
また、無端動力伝導体は、この実施の形態のベルト72に限定されず、例えばチェーン等で構成してもよい。また、無端動力伝導体によりオルタネータ141と高圧燃料ポンプ34を両方駆動する構造とすることで、低コスト、省スペース化が可能となる。
【0065】
このように、V型エンジン4の左側には、オルタネータ141が配置され、右側にはスタータモータ142がそれぞれ左右に分けて配置することで、ほぼ同じ上下位置のリングギヤ140a及びベルト72により干渉することなく駆動可能に配置される。また、リングギヤ140aが大径であり、このリングギヤ140aの下方位置に燃料フィルタ37、ベーパーセパレータ35及びO2センサカバー63aがそれぞれ干渉しないように配置されている。
【0066】
また、ライホイール140の上部に駆動部材である駆動プーリ70を取り付け、この駆動プーリ70から駆動力を取り出し、高圧燃料ポンプ34を駆動するポンプ駆動機構Aを備えており、高圧燃料ポンプ34がフライホイール140の外側位置にあり、フライホイール140に高圧燃料ポンプ34の駆動部材を設けることで、クランク軸10に設ける必要がなくなり、構造が簡単である。
【0067】
また、フライホイール140の下部外周にリングギヤ140aを設け、このリングギヤ140aをスタータモータ142の駆動ギヤ142aと噛み合わせており、フライホイール140の上部に駆動部材である駆動プーリ70と、フライホイール140の下部外周にリングギヤ140aを振り分けて設け、フライホイール140から簡単な構造で駆動力を取り出すことができ、かつ組付性が向上する。
【0068】
なお、ベルト72はフライホイール140の上側に位置しているが、フライホイール140の下側の位置においてクランク軸10に駆動プーリを設けてクランク軸10からの動力の取り出しをフライホイール140の下側から行うようにしてもよい。このように、クランク軸10からの動力の取り出しをフライホイール140の下側から行うと、クランク軸10の軸受に近付く分剛性が向上し、しかもフライホイール140の組付性が向上する。
【0069】
また、Vバンクの間の上方位置のVバンクの後方空間K1を利用して高圧燃料ポンプ34及び制御装置50が配置され、高圧燃料ポンプ34及び制御装置50の配置スペースの確保が容易である。また、高圧燃料ポンプ34をクランク軸10からの動力により駆動し、特別な駆動機構を備えない分駆動機構の簡素化が可能である。
【0070】
クランク軸10の上端にはフライホイール140が設けられ、このフライホイール140の外側位置に高圧燃料ポンプ34が位置している。高圧燃料ポンプ34がフライホイール140の外側位置にあり、フライホイール140を利用した高圧燃料ポンプ34の駆動が可能になる。このように、フライホイール140から駆動力を取り出すことでポンプ駆動機構Aによる簡単な構成で高圧燃料ポンプ34を駆動することができる。
【0071】
この高圧燃料ポンプ34の下側には、制御装置50が配置され、制御装置50はVバンクの間に配置している。制御装置50は電子制御ユニット(ECU)50aとインジェクタ31を駆動するインジェクタドライバ50bを有し、電子制御ユニット50a上にインジェクタドライバ50bが組み付けられている。
【0072】
このように、船外機3には気筒4a及び気筒4b間の船外機後方に、クランク軸10上面に位置するフライホイール140から駆動される高圧燃料ポンプ34を配置する。そして、高圧燃料ポンプ34に供給するベーパーセパレータ35を吸気管131の左側面に配置することで、インジェクタ31に最短で駆動用のインジェクタドライバ50bをVバンクの間の後方空間K1に配置でき、外乱ノイズに対する誤動作を防止することができる。
【0073】
また、制御装置50の電子制御ユニット(ECU)50aとインジェクタ31を一緒に、Vバンクの間の後方空間K1に配置することで、電装系を―個所に集中して配置でき、ハーネスを短縮することができるから耐ノイズ特性が有利となる。また、オルタネータ141は左側面に配置することで、V型エンジンのVバンクが90度でもカウリング容積を最小とでき、船外機3のコンパクト性に有利となる。
【0074】
また、スターターモータ142をリモコンからのケーブル145と同じ側面に配置することで、船舶1からの制御用シフト、スロットルケーブル及びバッテリーケーブルとハーネスを一本にまとめることができ、船外機3の組み付けがし易くなりリギング性の向上が図られ、外観もシンプルとなる。また、上カウリング129には、エアーダクト146が左右の気筒4a,4bの直上に配置され、オルタネータ141を避けることで、吸気サイレンサ132までの通路面積を多く確保でき、空気流速が遅くできることからV型エンジン4内への水入り量を減少できる。
【0075】
次に、船外機のエンジン装置の第3実施例を図6乃至図8に基づいて説明する。図6は船外機に搭載したエンジンの平面図、図7は船外機に搭載したエンジンの左側面図、図8は船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【0076】
この実施の形態のV型エンジン4は、図3乃至図5の実施の形態と同様に構成されるが、左右の気筒4a,4bを60度にVバンクさせ、オルタネータ141は左側気筒4bの上部位置に配置している。オルタネータ141を左側気筒4bの上方位置に配置することで、クランク軸10を上方に延ばして駆動プーリ141aを設け、高圧燃料ポンプ34も上方位置に配置してベルト72で連動して駆動するようにしているが、オルタネータ141がVバンクする左右の気筒4a,4bの幅D1内に位置してコンパクトなエンジンになっている。このように、左右の気筒4a,4bを60度にVバンクさせ、さらに気筒4a,4bの幅D1内にオルタネータ141を配置することで、船外機3のカウリング左右幅を小さくでき船外機3のコンパクト性を高めることができる。
【0077】
次に、船外機のエンジン装置の第4実施例を図9乃至図11に基づいて説明する。図9は船外機に搭載したエンジンの平面図、図10は船外機に搭載したエンジンの左側面図、図11は船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【0078】
この実施の形態のV型エンジン4は、図3乃至図5の実施の形態と同様に構成されるが、高圧燃料ポンプ34の下方位置で、左右の気筒4a,4bのVバンクの間に高圧燃料ポンプ34に燃料を供給するベーパーセパレータ35を配置している。このように、高圧燃料ポンプ34の下方位置にベーパーセパレータ35を配置することで、高圧燃料ポンプ34及びベーパーセパレータ35をユニット化することができ、燃料配管を短縮でき燃料供給の信頼性が向上し、かつ低コストで組付性も向上する。
【0079】
また、ベーパーセパレータ35の外側に、電子制御ユニット50aとインジェクタドライバ50bを配置しており、外側より容易に電子制御ユニット50a及びインジェクタドライバ50bのメンテナンスを行うことができる。また、インジェクタ31に最短で駆動用のインジェクタドライバ50bを配置でき、外乱ノイズに対する誤動作を防止することができる。さらに、電子制御ユニット50aとインジェクタドライバ50bをVバンク後方に配置することで、電装系を一個所に集中して配置ができ、ハーネスを短縮できて耐ノイズ特性が向上する。
【0080】
次に、船外機のエンジン装置の第5実施例を図12乃至図14に基づいて説明する。図12は船外機に搭載したエンジンの平面図、図13は船外機に搭載したエンジンの左側面図、図14は船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【0081】
この実施の形態のV型エンジン4は、図9乃至図11の実施の形態と同様に構成されるが、電子制御ユニット50aとインジェクタドライバ50bを分離し、電子制御ユニット50aをVバンクの後方の後方空間K1に配置し、インジェクタドライバ50bをクランクケース110、吸気管131及び吸気サイレンサ132により形成される凹部のVバンクの前方の前方空間K2,K3に分けて配置している。このように、電子制御ユニット50aとインジェクタドライバ50bを分離し、エンジン回りに形成される後方空間K1及び前方空間K2,K3を利用して配置されるから、エンジンのコンパクト化が可能である。
【0082】
また、インジェクタドライバ50bを吸気管131の側部に配置することで、後方のエアーダクト146からの吸入空気による冷却が積極的に利用でき、インジェクタドライバ50bの冷却効率が向上する。なお、電子制御ユニット50aとインジェクタドライバ50bを逆にし、電子制御ユニット50aを空間K2に、インジェクタドライバ50bを空間K1に配置してもよい。
【0083】
次に、船外機のエンジン装置の第6実施例を図15乃至図17に基づいて説明する。図15は船外機に搭載したエンジンの平面図、図16は船外機に搭載したエンジンの左側面図、図17は船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【0084】
この実施の形態のV型エンジン4は、図12乃至図14の実施の形態と同様に構成されるが、電子制御ユニット50aを前方空間K2に、インジェクタドライバ50bを後方空間K1に配置し、吸気管131の一方側にスロットル弁150を駆動するスロットル駆動系151を配置し、吸気管131の他方側に電装系Bを配置している。このように、スロットル駆動系151と電装系Bは吸気管131の両側の前方空間K2,K3を利用してコンパクトに配置することができ、しかも吸入空気による冷却を積極的に利用でき電装系Bの冷却効率が向上する。
【0085】
次に、船外機のエンジン装置の第7実施例を図18乃至図20に基づいて説明する。図18は船外機に搭載したエンジンの平面図、図19は船外機に搭載したエンジンの左側面図、図20は船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【0086】
この実施の形態のV型エンジン4は、図15乃至図17の実施の形態と同様に構成されるが、V型エンジンの一方に排気系114を、他方に吸気系113を備え、この吸気系113の吸気管131にスロットル弁150を配置し、吸気系113のクランクケース110、吸気管131及び吸気サイレンサ132により形成される凹部の前方空間K2に、電子制御ユニット50aとインジェクタドライバ50bを配置し、この電子制御ユニット50a及びインジェクタドライバ50bの上方位置にオルタネータ141を備えている。オルタネータ141と電子制御ユニット50a及びインジェクタドライバ50bが吸気系113の凹部の前方空間K2を利用してコンパクトに配置され、船外機3の進行方向を短縮することができるとともに、カウリングに沿ったコンパクトな配置が可能である。
【0087】
また、比較的熱を持つ電子制御ユニット50a及びインジェクタドライバ50は、吸気管131の側部に配置することで、後方のエアーダクト146の吸入空気による冷却ができる。
【0088】
次に、船外機のエンジン装置の第8実施例を図21乃至図23に基づいて説明する。図21は船外機に搭載したエンジンの平面図、図22は船外機に搭載したエンジンの左側面図、図23は船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【0089】
この実施の形態のV型エンジン4は、図6乃至図8の実施の形態と同様に構成されるが、フライホイール140の内部に点火系の発電装置160が配置されている。発電装置160は、クランクケース110及びシリンダボディ111に固定された発電コイル161と、フライホイール140の内側に取り付けられた永久磁石162からなる。この発電装置160は、フラマグ方式、あるいはフルトラ方式の点火系に用いられ、フライホイール140に点火系の発電装置160を配置することで、V型エンジン4の側部にはオルタネータを配置する必要がなくなりコンパクト化が可能である。特に、左右の気筒4a,4bを60度にVバンクさせることで、船外機3のカウリング左右幅を小さくでき船外機3のコンパクト性を高めることができる。
【0090】
また、図3乃至図23の実施の形態の船外機のエンジン装置において、高圧燃料ポンプ34にクランク軸10からの動力を伝達するポンプ駆動手段Aを避けた両側に、V型エンジン4を覆う上部カウリング129の内側にエアーダクト146を配置している。このようにエアーダクト146を高圧燃料ポンプ34の前の両側にポンプ駆動手段Aを避けて配置することで、カウリング前方に位置する吸気サイレンサ132までの通路面積を広く利用でき、エンジン全体で空気が入れ替わり冷却性能が向上し、また空気流速を低下させて水入りの減少がはかれ、かつカウリング高さの増加もなく、コンパクト化がはかれる。
【0091】
次に、船外機のエンジン装置の第9実施例を図24乃至図27に基づいて説明する。この船外機のエンジン装置では、V型エンジン4の吸気系113の上側に電子制御ユニット50aを配置している。図24の実施の形態では、Vバンクの間に高圧燃料ポンプ34を配置し、高圧燃料ポンプ34の下側にバーパーセパレータ35を配置し、高圧燃料ポンプ34の後方にインジェクタドライバ50bを配置している。V型エンジン4の右側にスタータモータ142及びO2センサカバー63aが配置され、左側にオルタネータ141及び低圧燃料ポンプ37が配置されている。図25の実施の形態では、図24のインジェクタドライバ50bをオルタネータ141の下側に配置されている。図26の実施の形態では、図24のオルタネータ141を右側に配置し、スタータモータ142を左側に配置している。図27の実施の形態では、図26のインジェクタドライバ50bをスタータモータ142の下側に配置されている。
【0092】
このように、電子制御ユニット50aを吸気系113の上側に配置することで、Vバンクの間には高圧燃料ポンブ34をインジェクタ31と共に集中配置でき、信頼性が向上し、低コストであり、ユニット化による組立性が向上する。また、電子制御ユニット50aを吸気系113に配置することで冷却性が向上する。また、図24及び図26の実施の形態では、インジェクタドライバ50bもインジェクタ31に最短のVバンク間に集中配置できる。
【0093】
次に、船外機のエンジン装置の第10実施例を図28乃至図31に基づいて説明する。図28は船外機に搭載したエンジンの平面図、図29は排気側から視たエンジンの背面図、図30は船外機に搭載したエンジンの左側面図、図31は船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【0094】
この船外機のエンジン装置では、図3乃至図5のエンジンと同様に構成されるが、図28乃至図31のエンジンは、V型4気筒エンジンである点で異なる。この船外機のエンジン装置では、各気筒4a,4bに対応する複数のインジェクタ31を有し、各インジェクタ31は、燃料レール32から燃料が供給され、燃料レール32には分配燃料レール33が接続される。燃料レール32は気筒4a,4bに沿って配置され、分配燃料レール33に高圧燃料ポンプ34のポンプ出口34aからの燃料が圧送される。
【0095】
バーパーセパレータ35は、気筒4a,4bのVバンクの間に配置され、高圧燃料ポンプ34はVバンクの間の上方位置に配置され、高圧燃料ポンプ34にクランク軸10からの動力を伝達するポンプ駆動手段Aを備えている。分配燃料レール33には高圧レギュレータ39が燃料通路40aを介して接続され、噴射されない燃料は燃料通路40bにより高圧燃料ポンプ34上流のベーパーセパレータ35に戻される。
【0096】
このように高圧燃料ポンプ34をインジェクタ31に高圧燃料を供給する分配燃料レール33及び燃料レール32より上方位置に配置し、噴射されない燃料を高圧燃料ポンプ34上流に戻す燃料通路40a,40bを設けている。
【0097】
従って、噴射されない燃料を高圧燃料ポンプ34上流に戻すとき、インジェクタ31に高圧燃料を供給する分配燃料レール33及び燃料レール32よりも上方に高圧燃料ポンプ34が位置しているから、燃料配管内のエアーを自然に排出でき確実に撚料噴射精度を確保できる。また、分配燃料レール33は、V型エンジン4の高圧燃料ポンプ34の後方に配置され、排気通路12,13から離れた熱の影響を受け難い位置であるため冷却性が向上し、熱による燃料のベーパーロックを防止し、正確に空燃比を維持することができる。
【0098】
なお、この実施の形態では、2サイクルのV型6気筒エンジン、V型4気筒エンジンについて説明したが、図1の船外機に搭載されるV型多気筒エンジンならば特に限定しないし、さらに4サイクルのV型多気筒エンジンにも同様に適用できる。
【0099】
【発明の効果】
前記したように、請求項1記載の発明では、V型エンジンのVバンクの間の上方位置のVバンクの船外機進行方向後方空間を利用して高圧燃料ポンプが配置され、高圧燃料ポンプの配置スペースの確保が容易である。また、高圧燃料ポンプをクランク軸からの動力により駆動し、特別な駆動機構を備えない分駆動機構の簡素化が可能である。また、噴射されない燃料を高圧燃料ポンプ上流に戻すとき、インジェクタに高圧燃料を供給する燃料レールよりも上方に高圧燃料ポンプが位置しているから、燃料配管内のエアーを自然に排出でき確実に撚料噴射精度を確保できる。
【0100】
請求項2記載の発明では、高圧燃料ポンプがフライホイールの外側位置にあり、フライホイールに高圧燃料ポンプの駆動部材を設けることで、クランク軸に設ける必要がなくなり、構造が簡単である。
【0101】
請求項3記載の発明では、フライホイールに取り付けた駆動部材から駆動力を取り出し、高圧燃料ポンプを駆動するポンプ駆動機構を備えるから、フライホイールから駆動力を取り出すことでポンプ駆動機構による簡単な構成で高圧燃料ポンプを駆動することができる。
【0102】
請求項4記載の発明では、フライホイールの上部に駆動部材を取り付け、フライホイールの下部外周にリングギヤを振り分けて設けることで、フライホイールから簡単な構造で駆動力を取り出すことができ、かつ組付性が向上する。
【0103】
請求項5記載の発明では、船外機進行方向の中心線に対してオルタネータとスタータモータとを分配して配置することで、オルタネータを駆動するポンプ駆動機構やスタータモータを駆動するリングギヤと干渉することなく、V型エンジンの側部に配置することができる。
【0104】
請求項6記載の発明では、オルタネータを気筒の上方位置に配置することで、オルタネータがVバンクする気筒の幅内に位置してコンパクトなV型エンジンになる。
【0105】
請求項7記載の発明では、高圧燃料ポンプ及びベーパーセパレータをユニット化して燃料配管を短縮できるから燃料供給の信頼性が向上し、かつ低コストで組付性も向上する。
【0106】
請求項8記載の発明では、ベーパーセパレータの外側に、電子制御ユニットとインジェクタドライバを配置したから、外側より容易に電子制御ユニット及びインジェクタドライバのメンテナンスを行うことができる。また、インジェクタに最短で駆動用のインジェクタドライバを配置でき、外乱ノイズに対する誤動作を防止することができる。
【0107】
請求項9記載の発明では、電子制御ユニットとインジェクタドライバを分離し、エンジン回りに形成されるVバンクの船外機進行方向前方空間や船外機進行方向後方空間を利用して配置されるから、V型エンジンのコンパクト化が可能である。
【0108】
請求項10記載の発明では、スロットル駆動系と電装系が吸気管の両側のVバンクの船外機進行方向前方空間を利用してコンパクトに配置され、しかも吸入空気による冷却を積極的に利用でき電装系の冷却効率が向上する。
【0109】
請求項11記載の発明では、オルタネータと電子制御ユニット及びインジェクタドライバが吸気系の凹部のVバンクの船外機進行方向後方空間を利用してコンパクトに配置され、船外機進行方向を短縮することができるとともに、カウリングに沿ったコンパクトな配置が可能である。
【0110】
請求項12記載の発明では、フライホイールに点火系の発電装置を配置することで、V型エンジンの側部にはオルタネータを配置する必要がなくなりコンパクト化が可能である。
【0111】
請求項13記載の発明では、カウリング前方に位置する吸気サイレンサまでの通路面積を広く利用でき、エンジン全体で空気が入れ替わり冷却性能が向上し、また空気流速を低下させて水入りの減少がはかれ、かつカウリング高さの増加もなく、コンパクト化がはかれる。
【0112】
請求項14記載の発明では、電子制御ユニットを吸気系の上側に配置することで、Vバンクの間には高圧燃料ポンブをインジェクタと共に集中配置でき、信頼性が向上し、低コストであり、ユニット化による組立性が向上する。また、電子制御ユニットを吸気系に配置することで冷却性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の船外機のエンジン装置の概略構成図である。
【図2】船舶に搭載した船外機の左側面図である。
【図3】第2実施例の船外機に搭載したエンジンの平面図である。
【図4】第2実施例の船外機に搭載したエンジンの左側面図である。
【図5】第2実施例の船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【図6】第3実施例の船外機に搭載したエンジンの平面図である。
【図7】第3実施例の船外機に搭載したエンジンの左側面図である。
【図8】第3実施例の船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【図9】第4実施例の船外機に搭載したエンジンの平面図である。
【図10】第4実施例の船外機に搭載したエンジンの左側面図である。
【図11】第4実施例の船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【図12】第5実施例の船外機に搭載したエンジンの平面図である。
【図13】第5実施例の船外機に搭載したエンジンの左側面図である。
【図14】第5実施例の船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【図15】第6実施例の船外機に搭載したエンジンの平面図である。
【図16】第6実施例の船外機に搭載したエンジンの左側面図である。
【図17】第6実施例の船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【図18】第7実施例の船外機に搭載したエンジンの平面図である。
【図19】第7実施例の船外機に搭載したエンジンの左側面図である。
【図20】第7実施例の船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【図21】第8実施例の船外機に搭載したエンジンの平面図である。
【図22】第8実施例の船外機に搭載したエンジンの左側面図である。
【図23】第8実施例の船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【図24】第9実施例の船外機に搭載したエンジンの平面図である。
【図25】第9実施例の船外機に搭載したエンジンの平面図である。
【図26】第9実施例の船外機に搭載したエンジンの平面図である。
【図27】第9実施例の船外機に搭載したエンジンの平面図である。
【図28】第10実施例の船外機に搭載したエンジンの平面図である。
【図29】第10実施例の排気側から視たエンジンの背面図である。
【図30】第10実施例の船外機に搭載したエンジンの左側面図である。
【図31】第10実施例の船外機に搭載したエンジンの右側面図である。
【符号の説明】
3 船外機
4 V型エンジン
4a,4b 気筒
10 クランク軸
31 インジェクタ
34 高圧燃料ポンプ
A ポンプ駆動手段
Claims (14)
- 気筒をVバンクさせ、クランク軸を縦置きに配置したV型エンジンであり、気筒内に燃料を直接噴射するインジェクタを備える船外機のエンジン装置において、
前記インジェクタに高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプを、前記Vバンクの間の上方位置に配置し、
前記高圧燃料ポンプに前記クランク軸からの動力を伝達するポンプ駆動手段を備え、
前記インジェクタに高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプを、前記インジェクタに高圧燃料を供給する燃料レールより上方位置に配置し、
前記燃料レールより噴射されない燃料を、前記高圧燃料ポンプ上流に戻す燃料通路を設けた、
ことを特徴とする船外機のエンジン装置。 - 前記クランク軸の上端にフライホイールを設け、
前記フライホイールの外側位置に前記高圧燃料ポンプを配置した、
ことを特徴とする請求項1記載の船外機のエンジン装置。 - 前記フライホイールに駆動部材を取り付け、
前記駆動部材から駆動力を取り出し、
前記高圧燃料ポンプを駆動するポンプ駆動機構を備えた、
ことを特徴とする請求項2記載の船外機のエンジン装置。 - 前記フライホイールの上部に駆動部材を取り付け、
前記駆動部材から駆動力を取り出し、
前記高圧燃料ポンプを駆動するポンプ駆動機構を備え、
前記フライホイールの下部外周にリングギヤを設け、
前記リングギヤをスタータモータの駆動ギヤと噛み合わせた、
ことを特徴とする請求項3記載の船外機のエンジン装置。 - 船外機進行方向の中心線に対して一方側にオルタネータを備え、他方側にスタータモータを備え、
前記オルタネータを前記ポンプ駆動機構により駆動可能にし、
前記リングギヤにより前記スタータモータを駆動可能に構成した、
ことを特徴とする請求項4記載の船外機のエンジン装置。 - 前記オルタネータを、前記気筒の上方位置に配置した、
ことを特徴とする請求項5記載の船外機のエンジン装置。 - 前記高圧燃料ポンプの下方位置で、前記Vバンクの間に前記高圧燃料ポンプに燃料を供給するベーパーセパレータを配置した、
ことを特徴とする請求項1記載の船外機のエンジン装置。 - 前記ベーパーセパレータの外側に、電子制御ユニットとインジェクタドライバを配置した、
ことを特徴とする請求項7記載の船外機のエンジン装置。 - 前記電子制御ユニットと前記インジェクタドライバを分離し、
前記Vバンクの船外機進行方向後方空間と、クランクケース、吸気管及び吸気サイレンサにより形成される凹部のVバンクの船外機進行方向前方空間に分けて配置した、
ことを特徴とする請求項8記載の船外機のエンジン装置。 - 前記V型エンジンの船外機進行方向前側に吸気系を、船外機進行方向後側に排気系を備え、
前記吸気系の吸気管にスロットル弁を配置し、
前記V型エンジンの船外機進行方向の中心線を基準にして前記吸気管の左右の一方側に前記スロットル弁を駆動するスロットル駆動系を配置し、
前記吸気管の左右の他方側に電装系を配置した、
ことを特徴とする請求項1記載の船外機のエンジン装置。 - 前記V型エンジンの船外機進行方向前側に吸気系を、船外機進行方向後側に排気系を備え、
前記吸気系の吸気管にスロットル弁を配置し、
前記吸気系のクランクケース、吸気管及び吸気サイレンサにより形成される凹部のVバンクの船外機進行方向前方空間に、電子制御ユニットとインジェクタドライバを配置し、
前記電子制御ユニット及び前記インジェクタドライバの上方位置にオルタネータを備える、
ことを特徴とする請求項1記載の船外機のエンジン装置。 - 前記フライホイールの内部に、点火系の発電装置を配置した、
ことを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の船外機のエンジン装置。 - 前記高圧燃料ポンプに前記クランク軸からの動力を伝達するポンプ駆動手段を避けた両側に、前記V型エンジンを覆うカウリングの内側にエアーダクトを配置した、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の船外機のエンジン装置。 - 前記V型エンジンの吸気系の上側に電子制御ユニットを配置した、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8、請求項10、請求項12及び請求項13のいずれかに記載の船外機のエンジン装置。
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JP20365797A JP3900216B2 (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 船外機のエンジン装置 |
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JP20365797A JP3900216B2 (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 船外機のエンジン装置 |
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-
1997
- 1997-07-29 JP JP20365797A patent/JP3900216B2/ja not_active Expired - Lifetime
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