JP2019131153A - 船外機 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ポンプをフィードバック制御する構成において、運転停止後に燃料供給路内の燃圧が上限を上回ることを防止できる船外機を提供する。【解決手段】船外機１は、ベーパセパレータタンク３８と、下流燃料供給路４０と、ベーパセパレータタンク３８の燃料を下流燃料供給路４０に吐き出す燃料ポンプ３９と、下流バイパス路４３と、下流バイパス路４３に設けられた下流リリーフ弁４４とを含む。下流バイパス路４３の両端は、下流燃料供給路４０において下流逆止弁４２よりも燃料噴射装置４１に近い下流部４０Ｅ、および、下流燃料供給路４０において下流逆止弁４２とベーパセパレータタンク３８との間の上流部４０Ｆにそれぞれ接続される。下流燃料供給路４０において下流逆止弁４２よりも燃料噴射装置４１に近い下流領域４０Ｄにおける燃圧が第１所定値を上回った場合には、下流リリーフ弁４４が下流バイパス路４３を開く。【選択図】図２

Description

本発明は、船外機に関する。

特許文献１に記載の船外機は、プロペラを回転させる内燃機関を含み、船体によって支持される。内燃機関は、内燃機関本体と、燃料供給装置とを含む。燃料供給装置は、燃料噴射弁と、高圧燃料ポンプと、第１燃料通路と、ベーパセパレータタンクと、第２燃料通路と、低圧燃料ポンプとを含む。高圧燃料ポンプは、ベーパセパレータタンク内に配置されている。第１燃料通路は、燃料噴射弁と高圧燃料ポンプとをつないでいる。第２燃料通路は、船体によって支持された燃料タンクと、ベーパセパレータタンクとをつないでいる。低圧燃料ポンプは、第２燃料通路の途中に設けられている。船外機の運転中では、燃料タンクからの燃料が、低圧燃料ポンプによって加圧されてベーパセパレータタンクに供給され、高圧燃料ポンプによってさらに加圧された後に、燃料噴射弁によって内燃機関本体のシリンダ内に噴射されて空気と共に燃焼する。これにより、内燃機関本体が駆動力を発生する。

特許第４５８７５５７号公報

特許文献１に記載の船外機のような従来の船外機では、燃料供給路内の燃圧がプレッシャーレギュレーターによって調整されることが一般的である。この場合、船外機の運転停止後に燃料供給路内の燃圧が余熱等によって上昇しても、プレッシャーレギュレーターが作動して燃料供給路内の燃料を燃料タンク等へ逃がすので、燃料供給路内の燃圧が上限を上回ることが防止される。

本件発明者は、船外機の燃料系において、燃料供給路内の燃圧を検出する燃圧センサをプレッシャーレギュレーターの代わりに設けて、燃圧センサの検出結果に応じて燃料ポンプをフィードバック制御する構成について検討した。燃料ポンプをフィードバック制御する構成では、船外機の運転状況の変化に応じて燃料噴射圧を変化させることができるので、燃料噴射についてのダイナミックレンジの拡大を図れるとともに、高圧噴射による燃費、出力および排ガス性能の向上を図れる。さらに、この構成では、内燃機関で必要な燃料流量に合わせて燃料ポンプが制御されるので、燃料ポンプの省エネ運転が可能であり、余剰燃料による蒸散ガスの発生を抑制できる。

このように燃料ポンプをフィードバック制御する場合においても、船外機の運転停止後に燃料供給路内の燃圧が上限を上回らないようにするための構成が必要である。
そこで、本発明の一実施形態は、燃料ポンプをフィードバック制御する構成において、運転停止後に燃料供給路内の燃圧が上限を上回ることを防止できる船外機を提供する。

本発明の一実施形態は、内燃機関と、上流燃料供給路と、ベーパセパレータタンクと、下流燃料供給路と、燃料ポンプと、燃圧センサと、制御ユニットと、燃料噴射装置と、下流逆止弁と、下流バイパス路と、下流リリーフ弁と、を含む、船外機を提供する。前記上流燃料供給路は、前記内燃機関の燃料を溜めるための燃料タンクに接続される。前記ベーパセパレータタンクは、燃料の蒸気を液体の燃料と分離するためのものであり、前記上流燃料供給路に接続される。前記下流燃料供給路は、前記ベーパセパレータタンクに接続される。前記燃料ポンプは、前記ベーパセパレータタンク内に設けられ、前記ベーパセパレータタンクの燃料を前記下流燃料供給路に吐き出す。前記燃圧センサは、前記下流燃料供給路内の燃圧を検出する。前記制御ユニットは、前記燃圧センサの検出結果に応じて前記燃料ポンプを燃圧フィードバック制御する。前記燃料噴射装置は、前記下流燃料供給路内の燃料を前記内燃機関に噴射する。前記下流逆止弁は、前記下流燃料供給路に設けられ、前記ベーパセパレータタンクから前記燃料噴射装置への燃料の流れを許容し、前記燃料噴射装置から前記ベーパセパレータタンクへの燃料の流れを禁止する。前記下流バイパス路の両端は、前記下流燃料供給路において前記下流逆止弁よりも前記燃料噴射装置に近い下流部、および、前記下流燃料供給路において前記下流逆止弁と前記ベーパセパレータタンクとの間の上流部にそれぞれ接続される。前記下流リリーフ弁は、前記下流バイパス路に設けられる。前記下流リリーフ弁は、前記下流燃料供給路において前記下流逆止弁よりも前記燃料噴射装置に近い下流領域における燃圧が第１所定値を上回った場合には前記下流バイパス路を開く。

この構成によれば、燃料タンクの燃料は、上流燃料供給路を流れてベーパセパレータタンクに供給された後、燃料ポンプによって下流燃料供給路に吐き出され、燃料噴射装置によって内燃機関に噴射される。下流燃料供給路内の燃圧についての燃圧センサによる検出結果に応じて、燃料ポンプが燃圧フィードバック制御される。下流燃料供給路に設けられた下流逆止弁により、船外機の運転中において下流燃料供給路からベーパセパレータタンクへの燃料の逆流を防止できる。

船外機の運転停止後に、下流燃料供給路において下流逆止弁よりも燃料噴射装置に近い下流領域における燃圧が余熱等によって上昇して第１所定値を上回った場合には、下流リリーフ弁が下流バイパス路を開く。第１所定値は、下流燃料供給路内の燃圧について想定される上限よりも低く設定される。下流リリーフ弁が下流バイパス路を開くことにより、当該下流領域において圧力上昇した燃料が下流バイパス路および前記上流部を通ってベーパセパレータタンクへ逃がされる。そのため、船外機の運転停止後に下流燃料供給路の燃圧が上限を上回ることを防止できる。

本発明の一実施形態において、前記燃圧センサは、前記下流領域に配置され、前記下流部は、前記下流領域において前記燃圧センサよりも前記下流逆止弁に近い位置にある。
この構成によれば、前記下流部が前記下流領域において燃圧センサよりも燃料噴射装置に近い位置に設けられる場合と比べて、前記下流部に接続される下流バイパス路を短縮することができる。これにより、船外機の燃料系をコンパクトに構成することができる。そのため、船外機の運転停止後に下流燃料供給路の燃圧が上限を上回ることを、コンパクトな構成によって防止できる。

本発明の一実施形態において、前記燃料ポンプは、前記下流燃料供給路に接続された燃料吐出口に逆止弁を有する第１燃料ポンプと、前記下流燃料供給路に接続された燃料吐出口に逆止弁を有しない第２燃料ポンプとを含む。
この構成によれば、第１燃料ポンプおよび第２燃料ポンプの両方が作動することによって、多くの燃料を内燃機関に供給することができる。第２燃料ポンプだけが作動している場合には、第２燃料ポンプの燃料吐出口から吐き出された燃料が第１燃料ポンプの燃料吐出口から第１燃料ポンプに流入することを第１燃料ポンプの逆止弁によって防止できる。これにより、第２燃料ポンプの燃料吐出口から吐き出された燃料を内燃機関に効率的に供給することができる。

また、下流燃料供給路の前記下流領域における燃圧が第１所定値を上回って下流リリーフ弁が下流バイパス路を開いた場合には、当該下流領域から下流バイパス路を通過した燃料は、第２燃料ポンプの燃料吐出口からベーパセパレータタンク内に逃がされる。ベーパセパレータタンク内に逃がされた燃料は、ベーパセパレータタンクよりも上流の上流燃料供給路まで逃げることができる。これにより、船外機の運転停止後に下流燃料供給路の燃圧が上限を上回ることを効果的に防止できる。

本発明の一実施形態において、前記船外機は、前記下流領域に配置され、前記下流領域の燃料を加圧して前記燃料噴射装置に送り込む加圧ポンプをさらに含む。
この構成によれば、加圧ポンプが当該下流領域の燃料を加圧するので、船外機の運転停止後の当該下流領域における燃圧は、比較的高く、余熱等によって上昇しやすい。この構成であっても、当該下流領域における燃圧が第１所定値を上回った場合には、下流リリーフ弁が下流バイパス路を開くことによって当該下流領域の燃料がベーパセパレータタンクへ逃がされるので、下流燃料供給路の燃圧が上限を上回ることを防止できる。

本発明の一実施形態において、前記下流領域は、前記下流逆止弁と前記加圧ポンプとをつないだ第１燃料パイプと、前記加圧ポンプと前記燃料噴射装置とをつないだ第２燃料パイプとを含む。前記燃圧センサは、前記第１燃料パイプ内の燃圧を検出する第１燃圧センサと、前記第２燃料パイプ内の燃圧を検出する第２燃圧センサとを含む。前記制御ユニットは、前記第１燃圧センサの検出結果に応じて前記燃料ポンプを燃圧フィードバック制御し、前記第２燃圧センサの検出結果に応じて前記加圧ポンプを燃圧フィードバック制御する。

この構成によれば、前記下流領域において、第１燃料パイプでは、比較的低圧の燃料が流れ、第２燃料パイプでは、比較的高圧の燃料が流れる。第１燃料パイプ内および第２燃料パイプ内のそれぞれの燃料についての燃圧フィードバック制御という２段階の燃圧フィードバック制御によって、前記下流領域の燃料を目標値まで正確に昇圧してから内燃機関に供給することができる。

本発明の一実施形態において、前記第１燃料パイプは、弾性変形可能であり、前記第２燃料パイプは、金属製である。
この構成によれば、第１燃料パイプの弾性変形によって、第１燃料パイプ内の燃圧の上昇を緩和することができる。これにより、船外機の運転停止後に下流燃料供給路の燃圧が上限を上回ることをより効果的に防止できる。比較的高圧の燃料が流れる第２燃料パイプは、金属製なので耐圧性を確保できる。

本発明の一実施形態において、前記船外機は、上流逆止弁と、上流バイパス路と、上流リリーフ弁と、をさらに含む。前記上流逆止弁は、前記上流燃料供給路に設けられ、前記ベーパセパレータタンクへの燃料の流れを許容し、前記ベーパセパレータタンクからの燃料の逆流を禁止する。前記上流バイパス路の両端は、前記上流燃料供給路において前記上流逆止弁よりも前記ベーパセパレータタンクに近い下流部、および、前記上流逆止弁よりも前記ベーパセパレータタンクから離れた上流部にそれぞれ接続される。前記上流リリーフ弁は、前記上流バイパス路に設けられる。前記上流燃料供給路において前記上流逆止弁と前記ベーパセパレータタンクとの間の中間領域における燃圧が第２所定値を上回った場合に、前記上流リリーフ弁は、前記上流バイパス路を開く。

この構成によれば、上流燃料供給路に設けられた上流逆止弁によって、船外機の運転中においてベーパセパレータタンクからの燃料の逆流を防止できる。船外機の運転停止後に、下流燃料供給路の燃料が、下流バイパス路を通ってベーパセパレータタンクに流入した後に、上流燃料供給路において上流逆止弁とベーパセパレータタンクとの間の中間領域に到達すると、前記中間領域における燃圧が上昇する。前記中間領域における燃圧が第２所定値を上回った場合には、上流リリーフ弁が上流バイパス路を開く。第２所定値は、前記中間領域の燃圧について想定される上限よりも低く設定される。上流リリーフ弁が上流バイパス路を開くことにより、前記中間領域において圧力上昇した燃料が上流バイパス路および前記上流部を通ってさらに上流へ逃がされる。そのため、船外機の運転停止後に下流燃料供給路の燃圧が上限を上回ることを効果的に防止できる。

本発明によれば、船外機の燃料ポンプをフィードバック制御する構成において、運転停止後に燃料供給路内の燃圧が上限を上回ることを防止できる。

本発明の一実施形態に係る船外機を含む船舶推進装置の模式的な左側面図である。 船外機の燃料系を説明するための図である。

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る船外機１を含む船舶推進装置２の模式的な左側面図である。船舶推進装置２は、船舶を推進させる推力を発生する船外機１と、船外機１を船体３に取り付けるための取付機構４とを含む。図１における左方が、船外機１の前方であり、図１における右方が、船外機１の後方である。図１の紙面に直交する方向における手前が、船外機１の左方であり、図１の紙面に直交する方向における奥が、船外機１の右方である。図１は、チルトダウン位置にある船外機１を示している。チルトダウン位置は、船外機１におけるプロペラ５の回転軸線５Ａが水平方向および前後方向の両方に沿っているときの概ね垂直な姿勢の船外機１の位置である。以下では、特に断りがない限り、チルトダウン位置にある船外機１について説明する。

取付機構４は、スイベルブラケット６と、クランプブラケット７と、ステアリングシャフト８と、チルティングシャフト９とを含む。ステアリングシャフト８は、上下方向に延びるように配置されている。チルティングシャフト９は、水平方向に沿って左右方向に延びている。スイベルブラケット６は、ステアリングシャフト８を介して船外機１に連結されている。クランプブラケット７は、チルティングシャフト９を介してスイベルブラケット６に連結されている。クランプブラケット７は、船体３の後部に固定されている。これにより、船外機１は、取付機構４によって船体３の後部に取り付けられている。

船外機１およびスイベルブラケット６は、クランプブラケット７に対して、チルティングシャフト９まわりに上下に回動可能である。船外機１がチルティングシャフト９まわりに回動されることにより、船外機１が、船体３およびクランプブラケット７に対して傾けられる。船外機１は、スイベルブラケット６およびクランプブラケット７に対して、ステアリングシャフト８とともに左右に回動可能である。

船外機１は、内燃機関１１と、ドライブシャフト１２と、プロペラシャフト１３と、ギア機構１４と、エンジンカバー１５と、ケーシング１６とを含む。内燃機関１１は、燃焼室１７と、クランクシャフト１８と、ピストン１９とを内蔵している。クランクシャフト１８は、上下方向に延びるクランク軸線１８Ａを有する。燃焼室１７内での混合気の燃焼によって、ピストン１９が、クランク軸線１８Ａと直交する前後方向に往復直線移動する。これにより、クランクシャフト１８が、クランク軸線１８Ａまわりに回転される。

ドライブシャフト１２は、内燃機関１１から下方へ延びている。ドライブシャフト１２は、クランクシャフト１８と一体回転可能であり、内燃機関１１によって回転される。
プロペラシャフト１３は、ドライブシャフト１２の下端部よりも下方において前後方向に延びている。プロペラシャフト１３の後端部には、プロペラ５が取り付けられている。ギア機構１４は、ドライブシャフト１２の下端部とプロペラシャフト１３の前端部とに連結されている。プロペラシャフト１３には、ドライブシャフト１２の回転がギア機構１４を介して伝達される。ギア機構１４は、駆動歯車２０と、第１伝達歯車２１と、第２伝達歯車２２と、クラッチ体２３とを含む。船外機１は、クラッチ体２３を移動させるシフト機構２４をさらに含む。

駆動歯車２０、第１伝達歯車２１および第２伝達歯車２２は、例えば筒状の傘歯車である。駆動歯車２０は、ドライブシャフト１２の下端部に取り付けられている。第１伝達歯車２１は、プロペラシャフト１３の前端部において駆動歯車２０よりも前方の部分を取り囲んでいる。第２伝達歯車２２は、プロペラシャフト１３の前端部において駆動歯車２０よりも後方の部分を取り囲んでいる。第１伝達歯車２１および第２伝達歯車２２は、前後方向に間隔を空けて向かい合うように配置され、駆動歯車２０に噛み合っている。内燃機関１１の駆動に伴って駆動歯車２０がドライブシャフト１２と一体回転すると、駆動歯車２０の回転が第１伝達歯車２１および第２伝達歯車２２に伝達される。これにより、第１伝達歯車２１および第２伝達歯車２２は、プロペラシャフト１３まわりに、互いに反対方向に回転する。

クラッチ体２３は、第１伝達歯車２１および第２伝達歯車２２の間に配置されている。クラッチ体２３は、例えば筒状のドッグクラッチであって、プロペラシャフト１３の前端部を取り囲んでいる。クラッチ体２３は、例えばスプラインによって、プロペラシャフト１３の前端部に連結されている。したがって、クラッチ体２３は、プロペラシャフト１３の前端部とともに回転する。さらに、クラッチ体２３は、プロペラシャフト１３の前端部に対して前後方向に移動可能である。

シフト機構２４は、上下方向に延びるシフトロッド２５を含む。シフトロッド２５は、操船者によって操作される操作レバー（図示せず）につながった操作ケーブル２６に結合されている。操作ケーブル２６から入力される操作力によって、シフトロッド２５は、シフトロッド２５の軸線まわりに回動する。クラッチ体２３は、シフトロッド２５が回動されることにより、前後方向に移動し、ニュートラル位置、前進位置および後進位置のいずれかの位置に配置される。

ニュートラル位置は、クラッチ体２３が第１伝達歯車２１および第２伝達歯車２２のいずれにも噛み合わない位置であって前進位置と後進位置との間の位置である。クラッチ体２３がニュートラル位置に配置されている状態では、ドライブシャフト１２の回転がプロペラシャフト１３に伝達されないので、船外機１のシフト位置は「ニュートラル」である。

前進位置は、クラッチ体２３が第１伝達歯車２１の内周部に噛み合う位置であり、後進位置は、クラッチ体２３が第２伝達歯車２２の内周部に噛み合う位置である。クラッチ体２３が前進位置に配置されて第１伝達歯車２１に連結された状態では、第１伝達歯車２１の回転がプロペラシャフト１３に伝達されるので、船外機１のシフト位置は「前進」である。第１伝達歯車２１の回転がプロペラシャフト１３に伝達されると、プロペラ５が前進回転方向に回転する。これにより、前進方向の推進力が発生する。クラッチ体２３が後進位置に配置されて第２伝達歯車２２に連結された状態では、第２伝達歯車２２の回転がプロペラシャフト１３に伝達されるので、船外機１のシフト位置は「後進」である。第２伝達歯車２２の回転がプロペラシャフト１３に伝達されると、プロペラ５が、前進回転方向とは反対の後進回転方向に回転する。これにより、後進方向の推進力が発生する。

エンジンカバー１５は、ボックス状に形成され、内燃機関１１と、ドライブシャフト１２の少なくとも上端部とを収容している。ケーシング１６は、エンジンカバー１５から下方に延びる中空体である。ケーシング１６は、内燃機関１１が搭載されたエキゾーストガイド（図示せず）と、エキゾーストガイドの下方に配置されたアッパーケース１６Ａと、アッパーケース１６Ａの下方に配置されたロワーケース１６Ｂとを含む。

ドライブシャフト１２は、エキゾーストガイドを貫通している。アッパーケース１６Ａは、ドライブシャフト１２の途中部を収容している。ロワーケース１６Ｂは、ドライブシャフト１２の少なくとも下端部と、プロペラシャフト１３と、ギア機構１４と、シフトロッド２５の少なくとも下端部とを収容している。プロペラシャフト１３の後端部に取り付けられたプロペラ５は、ロワーケース１６Ｂから後方にはみ出して配置されている。

船外機１は、内燃機関１１に燃料を供給するための燃料系３０と、制御ユニットの一例としてのＥＣＵ(Engine Control Unit)３１とを含む。燃料系３０およびＥＣＵ３１は、エンジンカバー１５の中に配置されている。
図２は、燃料系３０およびＥＣＵ３１を説明するための図である。燃料系３０は、上流燃料供給路３３と、汲み出しポンプ３４と、上流逆止弁３５と、上流バイパス路３６と、上流リリーフ弁３７とを含む。燃料系３０は、ベーパセパレータタンク３８と、燃料ポンプ３９と、下流燃料供給路４０と、燃料噴射装置４１と、下流逆止弁４２と、下流バイパス路４３と、下流リリーフ弁４４と、加圧ポンプ４５と、燃圧センサ４６とをさらに含む。

上流燃料供給路３３は、船体３に設けられた燃料タンク５１と、ベーパセパレータタンク３８とに接続され、燃料タンク５１とベーパセパレータタンク３８とをつないでいる。燃料タンク５１には、内燃機関１１の燃料が溜められる。上流燃料供給路３３は、燃料系３０において燃料タンク５１から内燃機関１１へ向かう燃料の流れ方向において、燃料タンク５１よりも下流、かつ、ベーパセパレータタンク３８よりも上流に位置している。上流燃料供給路３３において船外機１の外に引き出された部分には、燃料タンク５１内の燃料を作業者による手動で上流燃料供給路３３に汲み出すためのプライマリーポンプ５２が設けられてもよい。上流燃料供給路３３において船外機１内に位置する部分には、上流燃料供給路３３を流れる燃料から水分を分離したり異物を捕獲したりする上流フィルタ５３が設けられている。

汲み出しポンプ３４は、上流燃料供給路３３において上流フィルタ５３とベーパセパレータタンク３８との間の領域に設けられている。汲み出しポンプ３４は、例えば電磁ポンプによって構成される。汲み出しポンプ３４は、ＯＮになると作動し、燃料タンク５１内の燃料を上流燃料供給路３３内に汲み出してベーパセパレータタンク３８に供給する。
上流逆止弁３５は、上流燃料供給路３３において汲み出しポンプ３４とベーパセパレータタンク３８との間の領域に設けられている。上流逆止弁３５は、弁座３５Ａと、弁体３５Ｂと、付勢部材３５Ｃとを有する。弁座３５Ａの一例は、下流へ向けて広がるテーパー面である。当該テーパー面によって囲まれた空間は、上流燃料供給路３３の一部を構成している。弁体３５Ｂの一例は、球体である。付勢部材３５Ｃの一例は、弁体３５Ｂを弁座３５Ａに接触するように下流から付勢するコイルばねである。汲み出しポンプ３４によって汲み出された燃料が所定値以上の圧力（以下「燃圧」という。）で上流から弁体３５Ｂに接触すると、弁体３５Ｂが付勢部材３５Ｃの付勢力に抗して下流へ移動する。これにより、弁座３５Ａと弁体３５Ｂとの間に隙間が生じる。燃料は、この隙間を通って上流逆止弁３５よりも下流のベーパセパレータタンク３８へ流れる。一方、上流燃料供給路３３において弁体３５Ｂよりも上流の領域における燃圧が所定値未満であれば、弁座３５Ａと弁体３５Ｂとの間に隙間が生じないので、上流逆止弁３５よりも下流の燃料が上流逆止弁３５よりも上流へ流れることができない。つまり、上流逆止弁３５は、ベーパセパレータタンク３８への燃料の流れを許容し、ベーパセパレータタンク３８からの燃料の逆流を禁止する。

上流バイパス路３６の両端は、上流燃料供給路３３において上流逆止弁３５よりもベーパセパレータタンク３８に近い下流部３３Ａと、上流燃料供給路３３において上流逆止弁３５よりもベーパセパレータタンク３８から離れた上流部３３Ｂとにそれぞれ接続されている。
上流リリーフ弁３７は、上流バイパス路３６に設けられている。上流リリーフ弁３７は、弁座３７Ａと、弁体３７Ｂと、付勢部材３７Ｃとを有する。弁座３７Ａの一例は、上流へ向けて広がるテーパー面である。当該テーパー面によって囲まれた空間は、上流バイパス路３６の一部を構成している。弁体３７Ｂの一例は、球体である。付勢部材３７Ｃの一例は、弁体３７Ｂを弁座３７Ａに接触するように上流から付勢するコイルばねである。上流燃料供給路３３において汲み出しポンプ３４よりも上流の領域にある燃料が上流バイパス路３６に流入しても、弁座３７Ａと弁体３７Ｂとの間に隙間が生じない。そのため、この燃料は、上流バイパス路３６において上流リリーフ弁３７よりも下流に流れることができない。よって、船外機１の運転時には、この燃料は、上流バイパス路３６から上流燃料供給路３３に戻ってベーパセパレータタンク３８へ流れる。一方、上流燃料供給路３３において上流逆止弁３５とベーパセパレータタンク３８との間の中間領域３３Ｃにおける燃圧が所定値（以下「第２所定値」という。）を上回った場合には、弁体３７Ｂが付勢部材３７Ｃの付勢力に抗して上流へ移動する。これにより、弁座３７Ａと弁体３７Ｂとの間に隙間が生じ、上流バイパス路３６が開く。

ベーパセパレータタンク３８は、燃料タンク５１から汲み出された燃料を貯留するとともに、燃料の蒸気（ベーパ）を液体の燃料と分離する。ベーパは、ベーパセパレータタンク３８の内部空間の上部に溜まる。ベーパセパレータタンク３８の上部（例えば天壁）に、上流燃料供給路３３の下流端部３３Ｄが接続されている。
ベーパセパレータタンク３８は、複数の反転流路５５を内蔵している。この実施形態におけるベーパセパレータタンク３８は、第１反転流路５５Ａおよび第２反転流路５５Ｂを含む。これらを総称するときには、「反転流路５５」という。それぞれの反転流路５５は、上下に延びる入口流路５５Ｃおよび出口流路５５Ｄと、入口流路５５Ｃおよび出口流路５５Ｄの上端同士をつないだ途中流路５５Ｅとを有し、上下が逆になったＵ字状に形成される。入口流路５５Ｃの下端には、入口５５Ｆが形成されている。入口５５Ｆは、ベーパセパレータタンク３８内における燃料の液面よりも低い位置に配置される。ベーパセパレータタンク３８内の燃料は、入口５５Ｆから入口流路５５Ｃ内に流入している。なお、反転流路５５内における燃料の液面は、ベーパセパレータタンク３８内において反転流路５５の外に存在する燃料の液面と同じ高さになくてもよい。途中流路５５Ｅは、ベンチュリー管であり、途中流路５５Ｅにおいて流路断面積が最も小さくなった部分には、上方に臨んだ開口５５Ｇが形成されている。開口５５Ｇは、ベーパセパレータタンク３８内における燃料の液面よりも高い位置に配置される。

燃料ポンプ３９は、いわゆる低圧燃料ポンプであって、ベーパセパレータタンク３８内に設けられている。燃料ポンプ３９は、第１反転流路５５Ａの出口流路５５Ｄの下端に設けられた第１燃料ポンプ３９Ａと、第２反転流路５５Ｂの出口流路５５Ｄの下端に設けられた第２燃料ポンプ３９Ｂとを含む。内燃機関１１への燃料供給時には、第２燃料ポンプ３９Ｂがメインポンプとして機能し、第１燃料ポンプ３９Ａがサブポンプとして機能する。燃料ポンプ３９は、間欠運転される。第１燃料ポンプ３９Ａは、燃料吐出口３９Ｃを有し、第１反転流路５５Ａ内の燃料を吸い込んで燃料吐出口３９Ｃから吐き出す。第２燃料ポンプ３９Ｂは、燃料吐出口３９Ｄを有し、第２反転流路５５Ｂ内の燃料を吸い込んで燃料吐出口３９Ｄから吐き出す。燃料吐出口３９Ｃには、吐き出された燃料が燃料吐出口３９Ｃに逆流することを防止するための逆止弁５６が設けられているが、燃料吐出口３９Ｄには、同様の逆止弁が設けられていない。なお、第１燃料ポンプ３９Ａは、燃料吐出口３９Ｃにおける燃圧が所定値を上回った場合に燃料吐出口３９Ｃ内の燃料を上流の出口流路５５Ｄに逃がすように作動するリリーフ弁（図示せず）を内蔵している。第２燃料ポンプ３９Ｂも、同様のリリーフ弁を内蔵している。燃料ポンプ３９が作動して反転流路５５内の燃料が流れると、ベーパセパレータタンク３８内において燃料の液面よりも高い位置にあるベーパが、反転流路５５の途中流路５５Ｅの開口５５Ｇから反転流路５５内の燃料に取り込まれる。このベーパは、燃料ポンプ３９によって加圧されることにより液化し、他の液体の燃料とともに燃料吐出口３９Ｃまたは燃料吐出口３９Ｄから吐き出される。

下流燃料供給路４０は、ベーパセパレータタンク３８に接続された上流端部４０Ａを有する。上流端部４０Ａは、ベーパセパレータタンク３８内に配置され、第１燃料ポンプ３９Ａの燃料吐出口３９Ｃと、第２燃料ポンプ３９Ｂの燃料吐出口３９Ｄとに接続されている。第１燃料ポンプ３９Ａおよび第２燃料ポンプ３９Ｂは、互いに並列な関係で下流燃料供給路４０に接続されている。下流燃料供給路４０の下流端部４０Ｂは、燃料噴射装置４１に接続されている。そのため、下流燃料供給路４０は、ベーパセパレータタンク３８と燃料噴射装置４１とをつないでいる。下流燃料供給路４０は、燃料系３０において燃料タンク５１から内燃機関１１へ向かう燃料の流れ方向において、ベーパセパレータタンク３８よりも下流、かつ、燃料噴射装置４１よりも上流に位置している。燃料ポンプ３９によってベーパセパレータタンク３８から下流燃料供給路４０に吐き出された燃料は、下流燃料供給路４０を通って燃料噴射装置４１まで流れる。燃料噴射装置４１は、下流燃料供給路４０内の燃料を内燃機関１１の燃焼室１７に直接噴射する。燃焼室１７に噴射された燃料と、内燃機関１１の吸気管（図示せず）から燃焼室１７に取り込まれた空気とが混合することによって、前述した混合気が生成される。

下流逆止弁４２は、下流燃料供給路４０に設けられている。下流逆止弁４２は、弁座４２Ａと、弁体４２Ｂと、付勢部材４２Ｃとを有する。弁座４２Ａの一例は、下流へ向けて広がるテーパー面である。当該テーパー面によって囲まれた空間は、下流燃料供給路４０の一部を構成している。弁体４２Ｂの一例は、球体である。付勢部材４２Ｃの一例は、弁体４２Ｂを弁座４２Ａに接触するように下流から付勢するコイルばねである。下流燃料供給路４０において下流逆止弁４２よりも上流に位置する上流領域４０Ｃは、下流燃料供給路４０の上流端部４０Ａを含む。燃料ポンプ３９によってベーパセパレータタンク３８からの燃料が上流領域４０Ｃに吐き出されると、上流領域４０Ｃの燃圧が上昇する。この燃圧が所定値以上になると、弁体４２Ｂが付勢部材４２Ｃの付勢力に抗して下流へ移動する。これにより、弁座４２Ａと弁体４２Ｂとの間に隙間が生じる。燃料は、この隙間を通って、下流燃料供給路４０において下流逆止弁４２よりも燃料噴射装置４１に近い下流領域４０Ｄへ流れる。一方、上流領域４０Ｃにおける燃圧が所定値未満であれば、弁座４２Ａと弁体４２Ｂとの間に隙間が生じないので、下流領域４０Ｄの燃料が下流逆止弁４２よりも上流へ流れることができない。つまり、下流逆止弁４２は、ベーパセパレータタンク３８から燃料噴射装置４１への燃料の流れを許容し、燃料噴射装置４１からベーパセパレータタンク３８への燃料の逆流を禁止する。燃料ポンプ３９の間欠運転により、燃料ポンプ３９の一時停止時には、燃料の逆流が生じ得るが、この逆流がベーパセパレータタンク３８に到達することは、下流逆止弁４２によって阻止される。

下流バイパス路４３の両端は、下流燃料供給路４０において下流逆止弁４２よりも燃料噴射装置４１に近い下流部４０Ｅ、および、下流燃料供給路４０において下流逆止弁４２とベーパセパレータタンク３８との間の上流部４０Ｆにそれぞれ接続されている。下流部４０Ｅと、前述した下流端部４０Ｂとは、下流領域４０Ｄの一部であり、上流部４０Ｆは、上流領域４０Ｃの一部である。

下流リリーフ弁４４は、下流バイパス路４３に設けられている。下流リリーフ弁４４は、弁座４４Ａと、弁体４４Ｂと、付勢部材４４Ｃとを有する。弁座４４Ａの一例は、上流へ向けて広がるテーパー面である。当該テーパー面によって囲まれた空間は、下流バイパス路４３の一部を構成している。弁体４４Ｂの一例は、球体である。付勢部材４４Ｃの一例は、弁体４４Ｂを弁座４４Ａに接触するように上流から付勢するコイルばねである。下流燃料供給路４０の上流領域４０Ｃにある燃料が下流バイパス路４３に流入しても、弁座４４Ａと弁体４４Ｂとの間に隙間が生じない。そのため、この燃料は、下流バイパス路４３において下流リリーフ弁４４よりも下流に流れることができない。よって、船外機１の運転時には、この燃料は、下流バイパス路４３から下流燃料供給路４０に戻って燃料噴射装置４１へ流れる。一方、下流燃料供給路４０の下流領域４０Ｄにおける燃圧が所定値（以下「第１所定値」という。）を上回った場合には、弁体４４Ｂが付勢部材４４Ｃの付勢力に抗して上流へ移動する。これにより、弁座４４Ａと弁体４４Ｂとの間に隙間が生じ、下流バイパス路４３が開く。

加圧ポンプ４５は、いわゆる高圧燃料ポンプであって、下流燃料供給路４０の下流領域４０Ｄに配置されている。加圧ポンプ４５は、下流領域４０Ｄの燃料を加圧して燃料噴射装置４１に送り込む。下流領域４０Ｄは、下流逆止弁４２と加圧ポンプ４５とをつないだ第１燃料パイプ４０Ｇと、加圧ポンプ４５と燃料噴射装置４１とをつないだ第２燃料パイプ４０Ｈとを含む。第１燃料パイプ４０Ｇは、弾性変形可能であって、例えばゴム製である。第２燃料パイプ４０Ｈは、例えばステンレス等の金属製である。

燃圧センサ４６は、下流燃料供給路４０内の燃圧を検出するセンサであって、下流燃料供給路４０の下流領域４０Ｄに配置されている。燃圧センサ４６は、第１燃料パイプ４０Ｇに配置されて第１燃料パイプ４０Ｇ内の燃圧を検出する第１燃圧センサ４６Ａと、第２燃料パイプ４０Ｈに配置されて第２燃料パイプ４０Ｈ内の燃圧を検出する第２燃圧センサ４６Ｂとを含む。第１燃圧センサ４６Ａは、下流領域４０Ｄにおいて第２燃圧センサ４６Ｂよりも下流逆止弁４２に近い上流位置にある。下流燃料供給路４０において下流バイパス路４３が接続された下流部４０Ｅは、下流領域４０Ｄにおいて第１燃圧センサ４６Ａよりも下流逆止弁４２に近い上流位置にある。第１燃料パイプ４０Ｇにおいて第１燃圧センサ４６Ａと加圧ポンプ４５との間の領域には、当該領域を流れる燃料から異物を捕獲する下流フィルタ５７が設けられている。

ＥＣＵ３１は、汲み出しポンプ３４、燃料ポンプ３９、第１燃圧センサ４６Ａおよび第２燃圧センサ４６Ｂに対して電気的に接続されている。ＥＣＵ３１は、燃料噴射装置４１および加圧ポンプ４５の駆動を制御する専用のドライバー５８を介して、燃料噴射装置４１および加圧ポンプ４５に対して電気的に接続されている。ＥＣＵ３１は、汲み出しポンプ３４のＯＮ・ＯＦＦを制御する。ＥＣＵ３１は、第１燃圧センサ４６Ａの検出結果に応じて燃料ポンプ３９を燃圧フィードバック制御する。具体的には、ＥＣＵ３１は、第１燃圧センサ４６Ａの検出結果に基いたフィードバック演算をして、第１燃料パイプ４０Ｇ内の燃圧が目標値に近づくように、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって燃料ポンプ３９を間欠運転させる。ＥＣＵ３１は、第２燃圧センサ４６Ｂの検出結果に応じて加圧ポンプ４５を燃圧フィードバック制御する。具体的には、ＥＣＵ３１は、第２燃圧センサ４６Ｂの検出結果に基づいたフィードバック演算をして、その演算結果に基づく駆動信号をドライバー５８に送る。ドライバー５８は、受け取った駆動信号のうち、インジェクタ信号に基いて燃料噴射装置４１を駆動させ、ポンプ信号に基いて、第２燃料パイプ４０Ｈ内の燃圧が目標値に近づくように加圧ポンプ４５を駆動させる。

以上の通り、この実施形態の構成によれば、燃料タンク５１の燃料は、上流燃料供給路３３を流れてベーパセパレータタンク３８に供給された後、燃料ポンプ３９によって下流燃料供給路４０に吐き出され、燃料噴射装置４１によって内燃機関１１の燃焼室１７に噴射される。下流燃料供給路４０内の燃圧についての燃圧センサ４６による検出結果に応じて、燃料ポンプ３９が燃圧フィードバック制御される。下流燃料供給路４０に設けられた下流逆止弁４２により、船外機１の運転中において下流燃料供給路４０からベーパセパレータタンク３８への燃料の逆流を防止できる。

船外機１の運転停止後に、下流燃料供給路４０において下流逆止弁４２よりも燃料噴射装置４１に近い下流領域４０Ｄにおける燃圧が余熱等によって上昇して、前述した第１所定値を上回った場合には、下流リリーフ弁４４が下流バイパス路４３を開く。第１所定値は、下流燃料供給路４０内の燃圧について想定される上限よりも低く設定される。下流リリーフ弁４４が下流バイパス路４３を開くことにより、下流領域４０Ｄにおいて圧力上昇した燃料が下流バイパス路４３および上流部４０Ｆを通ってベーパセパレータタンク３８へ逃がされる。そのため、船外機１の運転停止後に下流燃料供給路４０の燃圧が上限を上回ることを防止できる。

この実施形態では、燃圧センサ４６は、下流領域４０Ｄに配置され、下流部４０Ｅは、下流領域４０Ｄにおいて燃圧センサ４６よりも下流逆止弁４２に近い上流位置にある。そのため、下流部４０Ｅが下流領域４０Ｄにおいて燃圧センサ４６よりも燃料噴射装置４１に近い下流位置に設けられる場合と比べて、下流部４０Ｅに接続される下流バイパス路４３を短縮することができる。また、下流逆止弁４２が、ベーパセパレータタンク３８でなく、下流燃料供給路４０に配置されることによって、ベーパセパレータタンク３８の構成がシンプルになる。これにより、船外機１の燃料系３０をコンパクトに構成することができる。そのため、船外機１の運転停止後に下流燃料供給路４０の燃圧が上限を上回ることを、コンパクトな構成によって防止できる。なお、この構成であれば、下流燃料供給路４０の下流部４０Ｅおよび上流部４０Ｆと、下流逆止弁４２と、下流バイパス路４３と、下流リリーフ弁４４とをモジュール化することが可能である。

この実施形態では、船舶の急加速時等には、第１燃料ポンプ３９Ａおよび第２燃料ポンプ３９Ｂの両方が作動することによって、多くの燃料を内燃機関１１に供給することができる。第２燃料ポンプ３９Ｂだけが作動している場合には、第２燃料ポンプ３９Ｂの燃料吐出口３９Ｄから吐き出された燃料が第１燃料ポンプ３９Ａの燃料吐出口３９Ｃから第１燃料ポンプ３９Ａに流入することを第１燃料ポンプ３９Ａの逆止弁５６によって防止できる。これにより、第２燃料ポンプ３９Ｂの燃料吐出口３９Ｄから吐き出された燃料を内燃機関１１に効率的に供給することができる。

下流領域４０Ｄにおける燃圧が第１所定値を上回って下流リリーフ弁４４が下流バイパス路４３を開いた場合、下流領域４０Ｄから下流バイパス路４３に流れた燃料は、第２燃料ポンプ３９Ｂの燃料吐出口３９Ｄからベーパセパレータタンク３８内に逃がされる。なお、このときの第２燃料ポンプ３９Ｂでは、内蔵されたリリーフ弁（図示せず）が作動した状態にある。ベーパセパレータタンク３８内に逃がされた燃料は、ベーパセパレータタンク３８よりも上流の上流燃料供給路３３まで逃げることができる。これにより、下流燃料供給路４０の燃圧が緩和されるので、船外機１の運転停止後に下流燃料供給路４０の燃圧が上限を上回ることを効果的に防止できる。

この実施形態では、加圧ポンプ４５が下流領域４０Ｄの燃料を加圧するので、船外機１の運転停止後の下流領域４０Ｄにおける燃圧は、比較的高く、余熱等によって上昇しやすい。この構成であっても、当該下流領域４０Ｄにおける燃圧が第１所定値を上回った場合には、下流リリーフ弁４４が下流バイパス路４３を開くことによって下流領域４０Ｄの燃料がベーパセパレータタンク３８へ逃がされる。そのため、下流燃料供給路４０の燃圧が上限を上回ることを防止できる。

この実施形態では、下流領域４０Ｄにおいて、第１燃料パイプ４０Ｇでは、数百ｋＰａ程度の比較的低圧の燃料が流れ、第２燃料パイプ４０Ｈでは、例えば数ＭＰａ程度の比較的高圧の燃料が流れる。第１燃料パイプ４０Ｇ内および第２燃料パイプ４０Ｈ内のそれぞれの燃料についての燃圧フィードバック制御という２段階の燃圧フィードバック制御によって、下流領域４０Ｄの燃料を目標値まで正確に昇圧してから内燃機関１１に供給することができる。

この実施形態では、第１燃料パイプ４０Ｇの弾性変形によって、第１燃料パイプ４０Ｇ内の燃圧の上昇を緩和することができる。これにより、船外機１の運転停止後に下流燃料供給路４０の燃圧が上限を上回ることをより効果的に防止できる。比較的高圧の燃料が流れる第２燃料パイプ４０Ｈは、金属製なので耐圧性を確保できる。なお、第２燃料パイプ４０Ｈの燃圧が所定値まで上昇すると、加圧ポンプ４５に内蔵されたリリーフ弁（図示せず）が作動することによって、第２燃料パイプ４０Ｈ内の燃料は、第１燃料パイプ４０Ｇに逃がされる。

この実施形態では、上流燃料供給路３３に設けられた上流逆止弁３５によって、船外機１の運転中においてベーパセパレータタンク３８からの燃料の逆流を防止できる。船外機１の運転停止後に、下流燃料供給路４０の燃料が、下流バイパス路４３を通ってベーパセパレータタンク３８に流入し、上流燃料供給路３３において上流逆止弁３５とベーパセパレータタンク３８との間の中間領域３３Ｃに到達することが想定される。この場合、中間領域３３Ｃにおける燃圧が上昇する。中間領域３３Ｃにおける燃圧が、前述した第２所定値を上回った場合には、上流リリーフ弁３７が上流バイパス路３６を開く。第２所定値は、中間領域３３Ｃの燃圧について想定される上限よりも低く設定される。上流リリーフ弁３７が上流バイパス路３６を開くことにより、中間領域３３Ｃにおいて圧力上昇した燃料が上流バイパス路３６および上流部３３Ｂを通ってさらに上流へ逃がされる。そのため、船外機１の運転停止後に下流燃料供給路４０の燃圧が上限を上回ることを効果的に防止できる。なお、上流リリーフ弁３７が上流バイパス路３６を開いた状態では、燃圧が緩和されるように、燃料が上流バイパス路３６と上流燃料供給路３３との間で循環してもよい。

以上、この発明の一実施形態について説明してきたが、この発明は、以下に例示的に説明するとおり、さらに他の形態で実施することもできる。
（１）上流リリーフ弁３７および下流リリーフ弁４４として、前述したようにコイルばねの付勢力を利用した機械式のリリーフ弁に限らず、ＥＣＵ３１によって開閉制御される電磁弁を用いてもよい。ただし、電磁弁である場合の上流リリーフ弁３７および下流リリーフ弁４４は、船外機１の運転停止に応じて開くように制御される。
（２）加圧ポンプ４５が省略されてもよく、その場合には、燃料ポンプ３９が、高圧燃料ポンプとして機能する。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：船外機、１１：内燃機関、３１：ＥＣＵ、３３：上流燃料供給路、３３Ａ：下流部、３３Ｂ：上流部、３３Ｃ：中間領域、３５：上流逆止弁、３６：上流バイパス路、３７：上流リリーフ弁、３８：ベーパセパレータタンク、３９：燃料ポンプ、３９Ａ：第１燃料ポンプ、３９Ｂ：第２燃料ポンプ、３９Ｃ：燃料吐出口、３９Ｄ：燃料吐出口、４０：下流燃料供給路、４０Ｄ：下流領域、４０Ｅ：下流部、４０Ｆ：上流部、４０Ｇ：第１燃料パイプ、４０Ｈ：第２燃料パイプ、４１：燃料噴射装置、４２：下流逆止弁、４３：下流バイパス路、４４：下流リリーフ弁、４５：加圧ポンプ、４６：燃圧センサ、４６Ａ：第１燃圧センサ、４６Ｂ：第２燃圧センサ、５１：燃料タンク、５６：逆止弁

Claims (7)

1. 内燃機関と、
   前記内燃機関の燃料を溜めるための燃料タンクに接続される上流燃料供給路と、
   前記上流燃料供給路に接続され、燃料の蒸気を液体の燃料と分離するためのベーパセパレータタンクと、
   前記ベーパセパレータタンクに接続された下流燃料供給路と、
   前記ベーパセパレータタンク内に設けられ、前記ベーパセパレータタンクの燃料を前記下流燃料供給路に吐き出す燃料ポンプと、
   前記下流燃料供給路内の燃圧を検出する燃圧センサと、
   前記燃圧センサの検出結果に応じて前記燃料ポンプを燃圧フィードバック制御する制御ユニットと、
   前記下流燃料供給路内の燃料を前記内燃機関に噴射する燃料噴射装置と、
   前記下流燃料供給路に設けられ、前記ベーパセパレータタンクから前記燃料噴射装置への燃料の流れを許容し、前記燃料噴射装置から前記ベーパセパレータタンクへの燃料の流れを禁止する下流逆止弁と、
   前記下流燃料供給路において前記下流逆止弁よりも前記燃料噴射装置に近い下流部、および、前記下流燃料供給路において前記下流逆止弁と前記ベーパセパレータタンクとの間の上流部にそれぞれ接続された両端を有する下流バイパス路と、
   前記下流バイパス路に設けられた下流リリーフ弁であって、前記下流燃料供給路において前記下流逆止弁よりも前記燃料噴射装置に近い下流領域における燃圧が第１所定値を上回った場合には前記下流バイパス路を開く下流リリーフ弁と、を含む、船外機。
2. 前記燃圧センサは、前記下流領域に配置され、
   前記下流部は、前記下流領域において前記燃圧センサよりも前記下流逆止弁に近い位置にある、請求項１に記載の船外機。
3. 前記燃料ポンプは、前記下流燃料供給路に接続された燃料吐出口に逆止弁を有する第１燃料ポンプと、前記下流燃料供給路に接続された燃料吐出口に逆止弁を有しない第２燃料ポンプとを含む、請求項１または２に記載の船外機。
4. 前記下流領域に配置され、前記下流領域の燃料を加圧して前記燃料噴射装置に送り込む加圧ポンプをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の船外機。
5. 前記下流領域は、前記下流逆止弁と前記加圧ポンプとをつないだ第１燃料パイプと、前記加圧ポンプと前記燃料噴射装置とをつないだ第２燃料パイプとを含み、
   前記燃圧センサは、前記第１燃料パイプ内の燃圧を検出する第１燃圧センサと、前記第２燃料パイプ内の燃圧を検出する第２燃圧センサとを含み、
   前記制御ユニットは、前記第１燃圧センサの検出結果に応じて前記燃料ポンプを燃圧フィードバック制御し、前記第２燃圧センサの検出結果に応じて前記加圧ポンプを燃圧フィードバック制御する、請求項４に記載の船外機。
6. 前記第１燃料パイプは、弾性変形可能であり、前記第２燃料パイプは、金属製である、請求項５に記載の船外機。
7. 前記上流燃料供給路に設けられ、前記ベーパセパレータタンクへの燃料の流れを許容し、前記ベーパセパレータタンクからの燃料の逆流を禁止する上流逆止弁と、
   前記上流燃料供給路において前記上流逆止弁よりも前記ベーパセパレータタンクに近い下流部および前記上流逆止弁よりも前記ベーパセパレータタンクから離れた上流部にそれぞれ接続された両端を有する上流バイパス路と、
   前記上流バイパス路に設けられた上流リリーフ弁であって、前記上流燃料供給路において前記上流逆止弁と前記ベーパセパレータタンクとの間の中間領域における燃圧が第２所定値を上回った場合には前記上流バイパス路を開く上流リリーフ弁と、をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の船外機。

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