(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦置きに配置したクランク軸（１５）の軸線方向に並列に配置された複数のシリンダ（１２）を有するバーチカルエンジン（Ｅ）のシリンダヘッド（８）の取付面（８1 ）に取り付けられる吸気マニホールド（８５）であって、
各シリンダ（１２）に連なってシリンダブロック（６）の側面に沿って延びる複数の吸気管（８３ａ〜８３ｄ）と、これら吸気管（８３ａ〜８３ｄ）の上流端が接続されるサージタンク（８２）とを一体に備えており、前記シリンダブロック（６）の側面に直交する方向から見て各吸気管（８３ａ〜８３ｄ）がシリンダ（１２）の軸線方向と成す角度がそれぞれ異なるものにおいて、
前記複数の吸気管（８３ａ〜８３ｄ）の上流端を上下に並べて配列すると共に、それら上流端とサージタンク（８２）との上下に並んだ接続部の、前記取付面（８1 ）からの偏倚量（Ｄａ〜Ｄｄ）を、前記シリンダ（１２）の軸線方向と成す角度が小さい吸気管（８３ａ〜８３ｄ）のものほど大きく設定したことを特徴とする、バーチカルエンジンの吸気マニホールド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サージタンクと複数の吸気管とを備えてシリンダブロックの側面に沿って配置されるバーチカルエンジンの吸気マニホールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
クランク軸を縦置きに配置した船外機の多気筒エンジンにおいて、各シリンダにそれぞれ接続される複数の吸気管と、これら吸気管の上流端に接続される吸気室とをシリンダブロックの側面に沿って配置したものが、特開平４−１６６４９６号公報により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記特開平４−１６６４９６号公報に記載されたものは、各吸気管が一定の傾斜角度で平行に配置されているため、それら吸気管の管長を等しく設定することは容易である。しかしながら、エンジンルーム内におけるレイアウト上の問題から複数の吸気管を一定の傾斜角度で平行に配置することが難しく、やむを得ず上下方向に並列配置された各シリンダに向けてサージタンクから複数の吸気管を放射状に配置する場合がある。このようにすると、サージタンクからシリンダに向けて水平に配置された吸気管の管長は短くなるのに対し、サージタンクからシリンダに向けて傾斜して配置された吸気管の管長は長くなり、各吸気管の管長が不揃いになる。このように多気筒内燃機関において各吸気管の管長が不揃いになると、吸気系の脈動効果を有効に発揮させることが難しくなり、エンジン出力の増加に支障を来す問題がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、サージタンクから異なる傾斜角度で延びる複数の吸気管を備えた、バーチカルエンジンの吸気マニホールドにおいて、前記複数の吸気管の管長を略一定にす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、縦置きに配置したクランク軸の軸線方向に並列に配置された複数のシリンダを有するバーチカルエンジンのシリンダヘッドの取付面に取り付けられる吸気マニホールドであって、各シリンダに連なってシリンダブロックの側面に沿って延びる複数の吸気管と、これら吸気管の上流端が接続されるサージタンクとを一体に備えており、前記シリンダブロックの側面に直交する方向から見て各吸気管がシリンダの軸線方向と成す角度がそれぞれ異なるものにおいて、前記複数の吸気管の上流端を上下に並べて配列すると共に、それら上流端とサージタンクとの上下に並んだ接続部の、前記取付面からの偏倚量を、前記シリンダの軸線方向と成す角度が小さい吸気管のものほど大きく設定したことを特徴とする。
【０００６】
エンジンのシリンダヘッドの取付面に取り付けられる吸気マニホールドの複数の吸気管がシリンダの軸線方向と成す角度をそれぞれ異ならせると、前記角度の小さい吸気管は短くなり、前記角度の大きい吸気管は長くなるため、この吸気管長のばらつきによってエンジン出力が低下する。そこで、請求項１の発明の上記構成のように、吸気マニホールドが取り付けられるシリンダヘッドの取付面から測った、吸気マニホールドの吸気管の上流端とサージタンクとの接続部の偏倚量を、前記軸線方向と成す角度が小さい吸気管ものほど大きく設定すれば、前記偏倚量が大きい吸気管は長くなり、前記偏倚量が小さい吸気管は短くなるため、吸気管長のばらつきが補償されて各吸気管長が均一化される。
【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は本発明の一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内に残留した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の上流端を上下に配列すると共に、それら上流端とサージタンク８２との、上下に並んだ接続部の位置を、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。  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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
例えば、実施例では船外機ＯのエンジンＥを例示したが、本発明は船外機Ｏ以外のエンジンに対しても適用することが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載された発明によれば、バーチカルエンジンのシリンダヘッドの取付面に取り付けられる吸気マニホールドにおいて、複数の吸気管の上流端を上下に並べて配列すると共に、それら上流端とサージタンクとの上下に並んだ接続部の、シリンダヘッド取付面からの偏倚量を、シリンダの軸線方向と成す角度が小さい吸気管のものほど大きく設定したので、シリンダブロックの側面に直交する方向から見て各吸気管がシリンダの軸線方向と成す角度が異なるために生じる吸気管の長さの差を補償し、全ての吸気管の長さを略等長にしてエンジン出力の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  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
【符号の説明】
６          シリンダブロック
８          シリンダヘッド
８1         吸気マニホールド取付面（取付面）
１２        シリンダ
１５        クランク軸
８２        サージタンク
８３ａ〜８３ｄ        吸気管
８５        吸気マニホールド
Ｄａ〜Ｄｄ            偏倚量
Ｅ          エンジン
【図１】
0003724902.tif 000002
【図２】
0003724902.tif 000003
【図３】
0003724902.tif 000004
【図４】
0003724902.tif 000005
【図５】
0003724902.tif 000006
【図６】
0003724902.tif 000007
【図７】
0003724902.tif 000008