JP5248921B2

JP5248921B2 - 船外機

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Publication number: JP5248921B2
Application number: JP2008142614A
Authority: JP
Inventors: 雅彦加藤; 義幸門林
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2028-05-30
Also published as: US20100132664A1; US7909022B2; JP2009287501A

Description

この発明は、船外機に関し、特に、吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射装置を備えた船外機に関する。

従来、吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射装置を備えた舶用燃料供給システムが知られている（たとえば、特許文献１および２参照）。

上記特許文献１および２の舶用燃料供給システムは船外機に用いられる舶用燃料供給システムである。上記特許文献１および２では、船体に設置された燃料タンクから汲み上げられた燃料がベーパセパレータタンクに貯留される。ベーパセパレータタンクに貯留された燃料は、燃料供給ポンプにより燃料噴射装置に供給される。また、上記特許文献１および２の舶用燃料供給システムは、エンジンに供給される空気の流量を調整するスロットルバルブを含むスロットルボディと、一方端がスロットルボディに接続されるとともに他方端が複数のシリンダにそれぞれ接続される複数の吸気管とを含む吸気通路を備えている。燃料噴射装置は、燃焼室近くに配置され、かつ、吸気通路における空気の流れ方向に沿う方向（上流から下流に向かう方向）に向かって燃料を噴射するように配置されている。

特開２００１−１４０７２０号公報特開平９−８８６２３号公報

上記特許文献１および２のように、燃焼室近くに燃料噴射装置を配置する場合、燃焼室内でスワール又はタンブルを発生させるためには、空気の流れ方向に沿う方向に向かって燃料を噴射させることが効果的である。

しかしながら、燃料噴射装置と燃焼室が離れている場合には、特許文献１および２のように吸気通路における空気の流れ方向に沿う方向に向かって燃料を噴射すると、燃料が吸気通路の壁面に付着してしまい、吸気通路中に燃料を均一に分散させることが困難となる。このため、燃料と空気との混合気における空燃比の不均一な分散が生じるので、エンジンにおける燃焼効率が悪化するという問題点がある。特に、吸気通路における空気の流れ方向に沿う方向に向かって燃料を噴射する構成を、複数のシリンダを有するエンジンの複数の吸気管に対して１つの燃料噴射装置を設けた構成に適用した場合には、燃料の不均一な分散に起因して各吸気管に取り込まれる混合気の空燃比がばらつくので、各シリンダに供給される混合気の空燃比が各シリンダ間でばらつくことになる。その結果、各シリンダに適正な空燃比の混合気を均一に供給することが困難となるので、エンジンの燃料効率がより悪化するという問題点が考えられる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、エンジンにおける燃焼効率が悪化するのを抑制することが可能な船外機を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

この発明の一の局面による船外機は、複数のシリンダを含むエンジンと、エンジンを内部に収容し、エンジンに供給する空気を取り込むための通気口を有するカウリングと、エンジンの側方にエンジンの側部に沿って配置されるとともにエンジンに接続され、通気口から取り込まれた空気をエンジンに供給する吸気通路と、吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射装置とを備え、吸気通路は、サイレンサケースと、サイレンサケースと接続され、エンジンに供給される空気の流量を調整するスロットルバルブを含むスロットルボディと、スロットルボディと接続されるとともにエンジンの複数のシリンダにそれぞれ接続する分岐した複数の吸気管とを含み、燃料噴射装置は、吸気管の分岐部分よりも上流で、かつ、サイレンサケースよりも下流の位置に配置され、スロットルボディの近傍において吸気通路における空気の流れ方向と逆方向に向かって燃料を噴射するように構成されており、スロットルボディは、エンジンに供給される空気の流量を調整するスロットルバルブが設けられたメイン空気通路を含み、燃料噴射装置は、スロットルボディのメイン空気通路が延びる方向と直交する平面において、垂直方向に対して斜めから燃料を噴射するように配置されている。

この一の局面による船外機では、上記のように、吸気通路における空気の流れ方向と逆方向（下流から上流に向かう方向）に向かって燃料を噴射することによって、空気と燃料とを衝突させて燃料を微粒化するとともに、空気の中に燃料を均一に分散させることができる。これにより、燃料と空気との混合気における空燃比の不均一な分散が生じるのを抑制することができるので、エンジンにおける燃焼効率が悪化するのを抑制することができる。特に、複数のシリンダを有するエンジンの複数の吸気管に対して１つの燃料噴射装置を設けた構成に適用した場合に、１つの燃料噴射装置により噴射した燃料を複数の吸気管に均等に分配することができるので、等しい空燃比の混合気を複数のシリンダのそれぞれに供給することができる。これにより、エンジンの燃料効率が悪化するのを抑制することができる。また、吸気通路の中で空気の流れが最も早くなるスロットルボディの近傍において燃料が噴射されるので、より燃料の微粒化を促進させることができるとともに、空気の中に燃料を均一に分散させることができる。また、スロットルボディにおいて燃料が噴射されて空気の中に燃料が均一に分散された状態で、各シリンダに接続された複数の吸気管に混合気を導入することができる。これにより、各吸気管に導入される混合気の空燃比が複数の吸気管の間でばらつくのを抑制することができる。これにより、等しい空燃比の混合気を各シリンダに供給することができるので、エンジンにおける燃焼効率が悪化するのを抑制することができる。また、真上から燃料を噴射するように燃料噴射装置を配置する場合と比較して燃料噴射装置の最上部の高さ位置を低くすることができる。これにより、スロットルボディと燃料噴射装置とを含むユニットをコンパクトにすることができる。

上記一の局面による船外機において、好ましくは、燃料噴射装置は、複数の吸気管に対して１つ設けられている。このように構成すれば、複数のシリンダを有するエンジンを用いる場合に、１つの燃料噴射装置を用いて、均一な空燃比の混合気を各シリンダに供給することができる。また、複数の燃料噴射装置を設ける必要がなくなるとともに、複数の燃料噴射装置を用いる場合に複数の燃料噴射装置に燃料を分配するためのデリバリーパイプを設ける必要がなくなるので、その分、部品点数を削減することができるとともに船外機の重量を減らすことができる。

上記一の局面による船外機において、好ましくは、燃料噴射装置は、スロットルボディのスロットルバルブに対して空気の流れ方向の下流側の近傍に設けられている。このように構成すれば、スロットルボディの中で空気の流れが最も速い部分に燃料を噴射することができるので、より燃料の微粒化を促進させることができるとともに、空気の中に燃料を均一に分散させることができる。

上記一の局面による船外機において、好ましくは、燃料噴射装置は、スロットルバルブに向かって燃料を噴射するように配置されている。このように構成すれば、噴射した燃料のうち、空気に取り込まれなかった燃料はスロットルボディの内周面に当たらずにスロットルバルブに当たるので、噴射した燃料がスロットルボディの内周面に付着するのを抑制することができる。

この場合、好ましくは、スロットルバルブは、バタフライ式のスロットルバルブを含む。このように構成すれば、スロットルバルブとスロットルボディの内周面との間に空気の流れがあるので、スロットルバルブに燃料が付着した場合にも、付着した燃料がスロットルバルブの端（スロットルボディの内周面側の端）に移動した時に、その付着した燃料を空気の流れに取り込むことができる。これにより、燃料をスロットルボディの内周面に向けて噴射する場合と異なり、噴射した燃料の一部がスロットルボディの内周面に付着したまま空気に取り込まれなくなるのを抑制することができる。

上記一の局面による船外機において、好ましくは、スロットルボディは、エンジンに供給される空気の流量を調整するスロットルバルブが設けられたメイン空気通路と、メイン空気通路のスロットルバルブに対して空気の流れ方向の上流側と下流側とを接続するバイパス空気通路とを含み、スロットルバルブに対して下流側に位置するバイパス空気通路の空気出口の近傍に燃料噴射装置の噴射口が位置するように燃料噴射装置が配置されている。このように構成すれば、バイパス空気通路の空気出口の近傍の空気の流れが比較的速い部分に燃料を噴射することができるので、より燃料の微粒化を促進させることができるとともに、空気の中に燃料をより均一に分散させることができる。

上記一の局面による船外機において、好ましくは、燃料噴射装置に供給する燃料を貯留する燃料タンクと、燃料タンクから燃料噴射装置に燃料を供給する燃料供給ポンプとをさらに備え、燃料タンクは、スロットルボディと隣接して配置されている。このように構成すれば、スロットルボディに燃料を噴射した際に燃料の気化潜熱によってスロットルボディの温度が下がるので、温度が低いスロットルボディに燃料タンクを隣接させることにより、燃料タンクの温度が上昇するのを抑制することができる。これにより、燃料タンクにおいてベーパ（燃料の蒸気）が生じるのを抑制することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態による舶用燃料供給システムが組み込まれた船外機の全体構成を示す側面図である。図２〜図１２は、図１に示した船外機のエンジン部の詳細構造を説明するための図である。なお、図１２は舶用燃料供給システムを構成する各要素の機能を説明するための模式図であり、図１２における各要素の配置関係（特に、高圧燃料ポンプの位置）は図２〜図８に示す各要素の配置関係とは異なる。まず、図１〜図１２を参照して、本発明の一実施形態による舶用燃料供給システムが組み込まれた船外機１の構造を説明する。

図１に示すように、船外機１は、エンジン部２と、エンジン部２の駆動力により回転され、鉛直方向に延びるドライブ軸３と、ドライブ軸３の下端と接続された前後進切換機構４と、前後進切換機構４と接続され、水平方向に延びるプロペラ軸５と、プロペラ軸５の後端部に取り付けられたプロペラ６とを備えている。また、エンジン部２は、カウリング７内に収納されている。カウリング７の下方に配置されたアッパーケース８およびロアーケース９内には、ドライブ軸３、前後進切換機構４およびプロペラ軸５が収納されている。また、船外機１は船体１００の後進方向（矢印Ａ方向）側に設けられた船尾板１０１にクランプブラケット１０を介して取り付けられている。クランプブラケット１０は、船外機１をチルト軸１０ａを中心に船体１００に対して上下に揺動可能に支持している。また、船体１００には、燃料（ガソリン）を貯留するための燃料タンク１０２が設けられている。燃料タンク１０２と船外機１のエンジン部２とは、図示しない燃料管によって接続されており、船外機１のエンジン部２は燃料タンク１０２から供給される燃料を用いて駆動される。エンジン部２の駆動力によりプロペラ６が回転されるとともに、前後進切換機構４によりプロペラ６の回転方向が切り替えられることにより、船体１００は前進方向（矢印Ｂ方向）または後進方向（矢印Ａ方向）に推進される。また、カウリング７の後進方向（矢印Ａ方向）側の側部には通気穴７ａが設けられており、エンジン部２に供給される空気は通気穴７ａを介してカウリング７内のエンジン部２に取り込まれる。

図２〜図５に示すように、エンジン部２は、エンジン本体２０と、エンジン本体２０に空気を供給するための吸気系３０と、エンジン本体２０に燃料を供給する燃料系４０と、ＥＣＵ（ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）５０（図１２参照）とを含んでいる。なお、エンジン本体２０は、本発明の「エンジン」の一例である。

図３に示すように、エンジン本体２０は、上下方向（Ｚ方向）に並んだ２つのシリンダ２１と、各シリンダ２１内を水平方向に往復移動するピストン２２とを含んでいる。ピストン２２はコンロッド２３を介して上下方向（Ｚ方向）に延びるクランク軸２４に接続されている。ピストン２２の水平方向の往復運動は、コンロッド２３およびクランク軸２４により回転運動に変換される。クランク軸２４の下端部２４ａはドライブ軸３（図１参照）と接続されている。また、図２〜図５に示すように、クランク軸２４の回転は、クランク軸２４の上部に固定されたプーリ２５と、ベルト２６と、カム軸２７に固定されたプーリ２８とによりカム軸２７に伝達されるように構成されている。カム軸２７の回転により、各シリンダ２１の吸気バルブ（図示せず）および排気バルブ（図示せず）が所定のタイミングで駆動される。

図２〜図５に示すように、吸気系３０は、エンジン本体２０の側方にエンジン本体２０の前進方向（矢印Ｂ方向）に向かって右側の側部に沿って配置されている。吸気系３０は、前進方向（矢印Ｂ方向）側に配置されるとともに吸気口３１ａ（図３参照）を有するサイレンサケース３１と、サイレンサケース３１と接続されたスロットルボディ３２と、スロットルボディ３２と接続されるとともにエンジン本体２０の２つのシリンダ２１の各吸気口（図示せず）にそれぞれ接続される２本の吸気管３３とを含んでいる。なお、サイレンサケース３１、スロットルボディ３２および吸気管３３は、本発明の「吸気通路」の一例である。

図６〜図８および図１２に示すように、スロットルボディ３２は樹脂または金属により形成されており、円筒状の空気通路３２ａを有している。なお、空気通路３２ａは、本発明の「メイン空気通路」の一例である。この空気通路３２ａにバタフライ式のスロットルバルブ３２ｂ（図８および図１２参照）が設けられている。このバタフライ式のスロットルバルブ３２ｂは、空気通路３２ａと直交する方向で、かつ、略水平方向に延びる回動軸３２１と、回動軸３２１に取り付けられた円板状のバルブ板３２２とからなる。バルブ板３２２が略垂直な状態で空気通路３２ａがバルブ板３２２により閉塞されて全閉状態となるとともに、バルブ板３２２が略水平な状態で空気通路３２ａが全開状態となる。また、図１２に示すように、スロットルボディ３２には、空気通路３２ａのスロットルバルブ３２ｂに対して上流側と下流側とを接続するバイパス空気通路３２ｃが設けられている。このバイパス空気通路３２ｃにより、スロットルバルブ３２ｂの全閉状態におけるアイドリング状態の空気流量が確保される。また、バイパス空気通路３２ｃには、バイパス空気通路３２ｃの空気流量を調整するためのバルブを有するＩＳＣ（ＩｄｌｅＳｐｅｅｄＣｏｎｔｒｏｌ）ユニット３４が設けられている。ＩＳＣユニット３４のバルブの開度を調整することにより、アイドリング時のエンジン回転数を制御することが可能である。また、スロットルボディ３２には、スロットルバルブ３２ｂの開度を検出するスロットル開度センサ３５と、空気通路３２ａ内の空気の圧力を検出する吸気圧センサ３６と、空気通路３２ａ内の空気の温度を検出する吸気温センサ３７とが設けられている。ＩＳＣユニット３４と、スロットル開度センサ３５、吸気圧センサ３６および吸気温センサ３７からなるセンサ部３８とは、スロットルボディ３２の上部に取り付けられている。

図２〜図６および図１２に示すように、燃料系４０は、船体１００に配置された燃料タンク１０２と接続されたフィルタ４１と、フィルタ４１とゴム製または樹脂製の燃料配管４２を介して接続された低圧燃料ポンプ４３と、低圧燃料ポンプ４３とゴム製または樹脂製の燃料配管４４を介して接続されたベーパセパレータタンク４５と、ベーパセパレータタンク４５内の燃料を輸送する高圧燃料ポンプ４６（図６参照）と、高圧燃料ポンプ４６により輸送された燃料を噴射するインジェクタ４７とを含んでいる。なお、ベーパセパレータタンク４５、高圧燃料ポンプ４６およびインジェクタ４７は、それぞれ、本発明の「燃料タンク」、「燃料供給ポンプ」および「燃料噴射装置」の一例である。

図５に示すように、低圧燃料ポンプ４３はいわゆるダイヤフラム式の燃料ポンプであり、ピストン（図示せず）と、ダイヤフラム（図示せず）とを含んでいる。低圧燃料ポンプ４３のピストンはエンジン本体２０（図２参照）のカム軸２７に取り付けられたカム（図示せず）の回転に連動して往復移動するように構成されており、ピストンの往復移動に伴ってダイヤフラムが往復移動されることにより燃料が輸送されるように構成されている。また、低圧燃料ポンプ４３の側部には水冷部４３ａが設けられている。水冷部４３ａは低圧燃料ポンプ４３の側部に沿うように延びる配管４３ｂを有しており、配管４３ｂに海水を流すことにより低圧燃料ポンプ４３を冷却することが可能である。また、低圧燃料ポンプ４３により船体１００の燃料タンク１０２から吸い上げられた燃料がフィルタ４１を通過することにより燃料に含まれた異物などが取り除かれる。

また、低圧燃料ポンプ４３により送り出された燃料は燃料配管４４を介して供給口４５ａ（図１２参照）から吐出されてベーパセパレータタンク４５に貯留される。ベーパセパレータタンク４５は樹脂により形成されており、スロットルボディ３２の下方にスロットルボディ３２と隣接して接触するように配置されている。本実施形態では、図６〜図８に示すように、スロットルボディ３２とベーパセパレータタンク４５とはネジ２００により４個所で固定されている。

ベーパセパレータタンク４５は、燃料タンク１０２から汲み上げられた燃料を貯留するとともに、燃料の蒸気（ベーパ）または空気と、液体の燃料とを分離するために設けられている。図１２に示すように、ベーパセパレータタンク４５は、タンク内に貯留される燃料が一定の量に保たれるとともに、タンク内の燃料の液面位置が所定の高さ位置Ｐに保たれるように構成されている。具体的には、ベーパセパレータタンク４５内に回動軸４５ｂを支点に上下方向（Ｚ方向）に回動可能なフロート（浮き）４５ｃが設けられている。フロート４５ｃには供給口４５ａと対応する位置にニードルバルブ４５ｄが設けられている。また、フロート４５ｃは、ベーパセパレータタンク４５内の燃料の液面位置の変位に伴って上下方向に変位するので、フロート４５ｃの変位に伴ってニードルバルブ４５ｄが上下方向に移動される。ベーパセパレータタンク４５内の燃料の液面位置が所定の高さ位置Ｐより上方に位置した場合には、フロート４５ｃが上昇してニードルバルブ４５ｄが供給口４５ａに挿入されることにより、ベーパセパレータタンク４５への燃料の流入が自動的に停止される。ベーパセパレータタンク４５内の燃料の液面位置が所定の高さ位置Ｐより下方に位置した場合には、フロート４５ｃが下降してニードルバルブ４５ｄが供給口４５ａから離間されることにより、ベーパセパレータタンク４５への燃料の流入が自動的に開始される。このような機構によりベーパセパレータタンク４５内に貯留される燃料が一定の量に保たれるとともに、タンク内の燃料の液面位置が所定の高さ位置Ｐに保たれるように構成されている。

ベーパセパレータタンク４５の底部には、ベーパセパレータタンク４５の底部に溜まった水を検知する水検知センサ４５ｅが設けられている。具体的には、ベーパセパレータタンク４５の底部の中央部分４５ｆが上方に突出しているとともに、その突出した部分がベーパセパレータタンク４５の外側の下方から見て凹形状に形成されている。この凹部に２本の導線４５１および４５２が配置されているとともに、２本の導線４５１および４５２の先端部が接続されている。また、ベーパセパレータタンク４５の底部には水に浮くことが可能な一対のフロート４５ｇが設けられている。一対のフロート４５ｇにはそれぞれ磁石（図示せず）が組み込まれている。ベーパセパレータタンク４５の底部に水が溜まった場合には、水位Ｑの上昇とともに磁石を含むフロート４５ｇが上昇する。フロート４５ｇが所定の位置まで上昇した場合に、磁石の磁力により導線４５１の先端部と導線４５２の先端部とが離間し、２本の導線４５１および４５２の接続が切断される。このように構成された水検知センサ４５ｅにより、ベーパセパレータタンク４５の底部に所定量以上の水が溜まったことを検出することが可能である。

また、ベーパセパレータタンク４５の上部には、後述する高圧燃料ポンプ４６に接続された配管４６ｆの先端部４６ｈが挿入されている。高圧燃料ポンプ４６から戻された燃料は配管４６ｆの先端部４６ｈからベーパセパレータタンク４５に吐出される。ベーパセパレータタンク４５には、配管４６ｆの先端部４６ｈの下方で、かつ、フロート４５ｃの上方にバッファプレート４５ｈが設けられている。このバッファプレート４５ｈには小さな穴が複数設けられており、配管４６ｆの先端部４６ｈから吐出された燃料はバッファプレート４５ｈの穴を介してベーパセパレータタンク４５に再度貯留される。バッファプレート４５ｈを設けることにより、配管４６ｆの先端部４６ｈから吐出された燃料が泡立っている場合に、泡をベーパセパレータタンク４５に落とすことなく液状の燃料をベーパセパレータタンク４５に落とすことが可能である。

また、ベーパセパレータタンク４５とスロットルボディ３２とはチェック弁４５ｉを介して接続されている。チェック弁４５ｉは、ベーパセパレータタンク４５からスロットルボディ３２に向かう方向にのみベーパ（燃料の蒸気）または空気を通すように構成されている。ベーパセパレータタンク４５内にベーパが生じて圧力が上昇した場合には、その圧力によりチェック弁４５ｉが開いてベーパセパレータタンク４５内のベーパがスロットルボディ３２に逃がされるように構成されている。また、エンジン（エンジン部２）を駆動している場合には、スロットルボディ３２内の負圧によりチェック弁４５ｉが開いてベーパセパレータタンク４５内のベーパがスロットルボディ３２に逃がされるように構成されている。

図６〜図８に示すように、高圧燃料ポンプ４６は、ベーパセパレータタンク４５の外側に配置されるとともに燃料配管の途中に接続して用いられる、いわゆるインライン式の燃料ポンプである。高圧燃料ポンプ４６は、ベーパセパレータタンク４５の側方にネジ２０１によりベーパセパレータタンク４５に対して２個所で固定されている。また、高圧燃料ポンプ４６は、母材を樹脂として形成されている。すなわち、図９に示すように、高圧燃料ポンプ４６は、燃料が通過するポンプ部４６ａが樹脂製の外枠４６ｂに保持された構成を有する。この外枠４６ｂがネジ２０１（図７および図８参照）によりベーパセパレータタンク４５に対して固定されている。ポンプ部４６ａは、回転軸４６ｃが回転することにより燃料を輸送するように構成されている。本実施形態では、図２〜図５に示すように、回転軸４６ｃの上端部にプーリ４６ｄが固定されており、プーリ４６ｄはクランク軸２４のプーリ２５およびカム軸２７のプーリ２８とともにベルト２６と噛み合っている。これにより、エンジン本体２０の駆動によりクランク軸２４が回転するのに伴ってプーリ４６ｄおよび回転軸４６ｃが回転されて、ポンプ部４６ａが駆動されるように構成されている。

図９〜図１１に示すように、ポンプ部４６ａは、ベーパセパレータタンク４５と樹脂製の配管４６ｅを介して接続された吸入口４６１と、回転軸４６ｃに斜めに傾いて固定された斜板４６２と、プランジャ４６３と、フィルタ４６４と、燃料を一時的に溜める貯留室４６５と、燃圧保持バルブ４６６が内部に設けられた貯留室４６７と、ベーパセパレータタンク４５と樹脂製の配管４６ｆを介して接続されたリリーフ弁４６８と、インジェクタ４７（図１２参照）と樹脂製の配管４６ｇを介して接続された吐出口４６９とを含んでいる。プランジャ４６３の上端部は斜板４６２の下面と当接しており、回転軸４６ｃと共に回転する斜板４６２の回転に伴ってプランジャ４６３が上下方向に往復移動するように構成されている。プランジャ４６３の上方向の移動により燃料は吸入口４６１およびフィルタ４６４を介してベーパセパレータタンク４５から貯留室４６５に引き込まれるとともに、プランジャ４６３の下方向の移動により燃料は貯留室４６５から貯留室４６７に押し出される。なお、フィルタ４６４と貯留室４６５との間および貯留室４６５と貯留室４６７との間には、それぞれ、燃料が輸送方向（吸込口４６１から吐出口４６９に向かう方向）に流れる場合に開き、逆方向に流れようとした場合に閉まるリード弁４６５ａおよび４６５ｂが設けられている。フィルタ４６４から貯留室４６５に燃料が引き込まれる際には、プランジャ４６３の上方向の移動と同時にリード弁４６５ａが開くとともにリード弁４６５ｂが閉まり、貯留室４６５から貯留室４６７に燃料が押し出される際には、プランジャ４６３の下方向の移動と同時にリード弁４６５ａが閉まるとともにリード弁４６５ｂが開くように構成されている。また、貯留室４６７に貯留された燃料は所定の圧力以上になった場合に、燃圧保持バルブ４６６を介して吐出口４６９から吐出される。また、吐出口４６９とリリーフ弁４６８とは接続されており、インジェクタ４７（図１２参照）において燃料が詰まることなどに起因して吐出口４６９における圧力が大きくなった場合には、リリーフ弁４６８および配管４６ｆを介してベーパセパレータタンク４５（図１２参照）に燃料が排出される。

図６〜図８および図１２に示すように、インジェクタ４７は、高圧燃料ポンプ４６により所定の圧力で送り出された燃料を所定のタイミングで噴射する機能を有する。本実施形態では、インジェクタ４７はスロットルボディ３２の取付穴３２ｄに挿入されて取り付けられている。インジェクタ４７は、スロットルボディ３２の空気通路３２ａ内における空気の流れ方向と逆方向（下流から上流に向かう方向）に向かって燃料を噴射するように配置されており、燃料の噴射方向と空気の流れ方向とが形成する平面において、燃料の噴射方向は空気の流れ方向に対してα（約２０度〜約６０度）の角度だけ傾いている。また、図８に示すように、空気通路３２ａが延びる方向と直交する平面において、インジェクタ４７は水平方向（スロットルバルブ３２ｂの回動軸３２１が延びる方向）からβの角度だけ上方に傾いて配置されており、空気通路３２ａが延びる方向と直交する平面において、空気通路３２ａに対して斜め上から燃料を噴射するように配置されている。また、図７に示すように、水平面において、インジェクタ４７は空気通路３２ａが延びる方向からγの角度だけ傾いて配置されている。このように空気通路３２ａに対して角度（角度α、βおよびγ）を付けてインジェクタ４７を配置することにより、スロットルボディ３２に対してインジェクタ４７が突出する突出高さが大きくなるのが抑制されるので、スロットルボディ３２とインジェクタ４７とからなるユニットをコンパクトにすることが可能である。また、図１２に示すように、インジェクタ４７の噴射口４７ａはスロットルバルブ３２ｂに対して下流側の近傍に配置されており、燃料はインジェクタ４７の噴射口４７ａからスロットルバルブ３２ｂに向かって噴射される。また、インジェクタ４７の噴射口４７ａは、バイパス空気通路３２ｃの出口に配置されている。

本実施形態では、上記のように、スロットルボディ３２における空気の流れ方向と逆方向（下流から上流に向かう方向）に向かって燃料を噴射することによって、空気と燃料とを衝突させて燃料を微粒化するとともに、空気の中に燃料を均一に分散させることができる。これにより、燃料と空気との混合気における空燃比の不均一な分散が生じるのを抑制することができるので、エンジン本体２０における燃焼効率が悪化するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、インジェクタ４７をスロットルボディ３２において燃料を噴射するように配置することによって、スロットルボディ３２の中で空気の流れが最も早くなるスロットルボディ３２において燃料が噴射されるので、より燃料の微粒化を促進させることができるとともに、空気の中に燃料を均一に分散させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、２つの吸気管３３の一方端がスロットルボディ３２に接続されるとともに２つの吸気管３３の他方端のそれぞれが２つのシリンダ２１に接続された状態でスロットルボディ３２において燃料を噴射することによって、スロットルボディ３２において燃料が噴射されて空気の中に燃料が均一に分散された状態で、各シリンダ２１に接続された２つの吸気管３３に混合気を導入することができる。これにより、各吸気管３３に導入される混合気の空燃比が２つの吸気管３３の間でばらつくのを抑制することができる。これにより、等しい空燃比の混合気を各シリンダ２１に供給することができるので、エンジン本体２０における燃焼効率が悪化するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、インジェクタ４７を２つの吸気管３３に対して１つ設けることによって、２気筒のエンジン本体２０において、１つのインジェクタ４７を用いて、均一な空燃比の混合気を各シリンダ２１に供給することができる。また、複数のインジェクタを設ける必要がなくなるとともに、複数のインジェクタを用いる場合に複数のインジェクタに燃料を分配するためのデリバリーパイプを設ける必要がなくなるので、その分、部品点数を削減することができるとともに船外機１の重量を減らすことができる。

また、本実施形態では、上記のように、インジェクタ４７をスロットルボディ３２のスロットルバルブ３２ｂに対して空気の流れ方向の下流側の近傍に設けることによって、スロットルボディ３２の中で空気の流れが最も速い部分に燃料を噴射することができるので、より燃料の微粒化を促進させることができるとともに、空気の中に燃料を均一に分散させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、インジェクタ４７をスロットルバルブ３２ｂに向かって燃料を噴射するように配置することによって、噴射した燃料のうち、空気に取り込まれなかった燃料はスロットルボディ３２の内周面に当たらずにスロットルバルブ３２ｂに当たるので、噴射した燃料がスロットルボディ３２の内周面に付着するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、バタフライ式のスロットルバルブ３２ｂに向かって燃料を噴射することによって、スロットルバルブ３２ｂとスロットルボディ３２の内周面との間に空気の流れがあるので、スロットルバルブ３２ｂに燃料が付着した場合にも、付着した燃料がスロットルバルブ３２ｂの端（スロットルボディ３２の内周面側の端）に移動した時に、その付着した燃料を空気の流れに取り込むことができる。これにより、燃料をスロットルボディ３２の内周面に向けて噴射する場合と異なり、噴射した燃料の一部がスロットルボディ３２の内周面に付着したまま空気に取り込まれなくなるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、スロットルバルブ３２ｂに対して下流側に位置するバイパス空気通路３２ｃの空気出口の近傍にインジェクタ４７の噴射口４７ａが位置するようにインジェクタ４７を配置することによって、バイパス空気通路３２ｃの空気出口の近傍の空気の流れが比較的速い部分に燃料を噴射することができるので、より燃料の微粒化を促進させることができるとともに、空気の中に燃料を均一に分散させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ベーパセパレータタンク４５をスロットルボディ３２と隣接して配置することによって、スロットルボディ３２に燃料を噴射した際に燃料の気化潜熱によってスロットルボディ３２の温度が下がるので、温度が低いスロットルボディ３２とベーパセパレータタンク４５とを隣接させることにより、ベーパセパレータタンク４５の温度が上昇するのを抑制することができる。これにより、ベーパセパレータタンク４５においてベーパ（燃料の蒸気）が生じるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、インジェクタ４７を、スロットルボディ３２の空気通路３２ａが延びる方向と直交する平面において、垂直方向に対して斜めから燃料を噴射するように配置することによって、スロットルボディ３２の真上から燃料を噴射するようにインジェクタ４７を配置する場合と比較してインジェクタ４７の最上部の高さ位置を低くすることができる。これにより、スロットルボディ３２とインジェクタ４７とを含むユニットをコンパクトにすることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、スロットルボディ３２にインジェクタ４７を設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、吸気管３３に設けてもよい。この場合、多気筒のエンジンの場合には、インジェクタを気筒数だけ設ける必要がある。

また、上記実施形態では、スロットルバルブ３２ｂの下流側に上流に向かって燃料を噴射した例を示したが、本発明はこれに限らず、スロットルバルブ３２ｂに対して上流側において空気の流れ方向と逆方向に向かって燃料を噴射してもよい。

また、上記実施形態では、図８に示すように、空気通路３２ａが延びる方向と直交する平面において、空気通路３２ａに対して斜め上から燃料を噴射するようにインジェクタ４７を配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、空気通路３２ａが延びる方向と直交する平面内において、空気通路３２ａに対して真上、真横（水平方向）または下方から燃料を噴射するようにインジェクタ４７を配置してもよい。

また、上記実施形態では、バタフライ式のスロットルバルブ３２ｂを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、スライド式のスロットルバルブを用いてもよい。

また、上記実施形態では、インジェクタ４７により燃料を噴射する方向が空気の流れ方向に対してα（約２０度〜約６０度）傾くようにインジェクタ４７を配置した例を示したが、本発明はこれに限らず、図１２に示した角度αが０度より大きく、９０度よりも小さければよい。

また、上記実施形態では、プランジャ４６３を斜板４６２により駆動して燃料を輸送する高圧燃料ポンプ４６を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ベーン式、スクリュー式およびトロコイド式などの他の構造の燃料ポンプを高圧燃料ポンプとして用いてもよい。

また、上記実施形態では、ガソリンを燃料として用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、アルコールを用いてもよい。

また、上記実施形態では、本発明の舶用燃料供給システムを船外機１に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、エンジン部が船体に配置された船内機または船内外機に適用してもよい。

また、上記実施形態では、２つのシリンダ２１を有する２気筒のエンジン部２を用いた船外機１に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、１気筒のエンジン部を用いた船外機に適用してもよいし、３気筒以上のエンジン部を用いた船外機に適用してもよい。たとえば、図１３および図１４に示す変形例による３気筒のエンジン部２ａは、３つのシリンダ２１ａと、シリンダ２１ａに対応するピストン２２ａおよびコンロッド２３ａとを含んでいる。また、エンジン部２ａは、スロットルボディ３２と接続され、３つのシリンダ２１ａの各吸気口（図示せず）にそれぞれ接続される３本の吸気管３３ａを含んでいる。上記した構造以外の構造は、船外機１のエンジン部２の構造と同様である。

本発明の一実施形態による船外機の全体構成を示す側面図である。図１に示した船外機のエンジン部を示す斜視図である。図１に示した船外機のエンジン部を示す側面図である。図１に示した船外機のエンジン部を示す上面図である。図１に示した船外機のエンジン部を示す正面図である。図１に示した船外機のエンジン部のスロットルボディの周辺部を示す斜視図である。図１に示した船外機のエンジン部のスロットルボディの周辺部を示す上面図である。図１に示した船外機のエンジン部のスロットルボディの周辺部を示す正面図である。図１に示した船外機のエンジン部の高圧燃料ポンプの内部構造を示す一部断面図である。図１に示した船外機のエンジン部の高圧燃料ポンプを示す模式図である。図１に示した船外機のエンジン部の高圧燃料ポンプの油圧回路図である。図１に示した船外機の燃料供給システムを示す模式図である。本発明の変形例によるエンジン部を示す側面図である。本発明の変形例によるエンジン部を示す平面図である。

符号の説明

１船外機
２０エンジン本体（エンジン）
２１シリンダ
３２スロットルボディ（吸気通路）
３２ａ空気通路（メイン空気通路）
３２ｂスロットルバルブ
３２ｃバイパス空気通路
３３吸気管（吸気通路）
４５ベーパセパレータタンク（燃料タンク）
４６高圧燃料ポンプ（燃料供給ポンプ）
４７インジェクタ（燃料噴射装置）
４７ａ噴射口
１００船体

Claims

複数のシリンダを含むエンジンと、
前記エンジンを内部に収容し、前記エンジンに供給する空気を取り込むための通気口を有するカウリングと、
前記エンジンの側方に前記エンジンの側部に沿って配置されるとともに前記エンジンに接続され、前記通気口から取り込まれた空気を前記エンジンに供給する吸気通路と、
前記吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射装置とを備え、
前記吸気通路は、サイレンサケースと、前記サイレンサケースと接続され、前記エンジンに供給される空気の流量を調整するスロットルバルブを含むスロットルボディと、前記スロットルボディと接続されるとともに前記エンジンの前記複数のシリンダにそれぞれ接続する分岐した複数の吸気管とを含み、
前記燃料噴射装置は、前記吸気管の分岐部分よりも上流で、かつ、前記サイレンサケースよりも下流の位置に配置され、前記スロットルボディの近傍において前記吸気通路における空気の流れ方向と逆方向に向かって燃料を噴射するように構成されており、
前記スロットルボディは、前記エンジンに供給される空気の流量を調整するスロットルバルブが設けられたメイン空気通路を含み、
前記燃料噴射装置は、前記スロットルボディのメイン空気通路が延びる方向と直交する平面において、垂直方向に対して斜めから燃料を噴射するように配置されている、船外機。
前記燃料噴射装置は、前記複数の吸気管に対して１つ設けられている、請求項１に記載の船外機。
前記燃料噴射装置は、前記スロットルボディのスロットルバルブに対して前記空気の流れ方向の下流側の近傍に設けられている、請求項１または２に記載の船外機。
前記燃料噴射装置は、前記スロットルバルブに向かって燃料を噴射するように配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の船外機。
前記スロットルバルブは、バタフライ式のスロットルバルブを含む、請求項４に記載の船外機。
前記スロットルボディは、前記エンジンに供給される空気の流量を調整するスロットルバルブが設けられたメイン空気通路と、前記メイン空気通路の前記スロットルバルブに対して前記空気の流れ方向の上流側と下流側とを接続するバイパス空気通路とを含み、
前記スロットルバルブに対して下流側に位置する前記バイパス空気通路の空気出口の近傍に前記燃料噴射装置の噴射口が位置するように前記燃料噴射装置が配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の船外機。
前記燃料噴射装置に供給する燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンクから前記燃料噴射装置に燃料を供給する燃料供給ポンプとをさらに備え、
前記燃料タンクは、前記スロットルボディと隣接して配置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の船外機。