JP5449028B2 - 船外機 - Google Patents

Description

本発明は、船外機において、エンジンが逆回転することにより、排気系統に発生する負圧を解消する技術の、改良に関する。

船体の後部に搭載される船外機は、エンジンの動力によってプロペラを回転させることにより、推力を発生させる。エンジンが発生した排気は、排気通路を介して水中へ排出される。さらに、船外機は、船体の航行方向を前進と後退とに切り換えるための、シフト機構を備えている。シフト機構を操作してクラッチの連結状態を切り換えることにより、プロペラの回転方向を反転させることが可能である。つまり、エンジンの回転方向に対して、クラッチがプロペラの回転方向を正逆切り換える。

船体の航行中において、シフト機構を前進から後退へ切り換えた時点では、プロペラが発生していた水流は、船体を前進させる方向の流れを維持している。このため、前進方向の水流によってプロペラが前進方向（正回転方向）に、そのまま回される、いわゆる連れ回り現象が発生し得る。しかし、プロペラの回転方向は、クラッチによって正転方向から逆転方向に切り換えられている。エンジンは、運転状態によっては逆転させられることがあり得る。特に、高速の航行状態において、シフト機構を後退に切り換えた場合に、エンジンの逆転が発生し得る。エンジンが逆転すると排気通路に負圧が発生する。この結果、水が排気通路を介してエンジンの排気口へ吸い込まれる可能性があり得る。このような吸い込み現象は解消されることが好ましい。

水の吸い込み現象を防止するようにした船外機としては、例えば下記の特許文献１に記載された技術が知られている。この特許文献１で知られている船外機は、エンジンの排気系統の排気通路を、連通路及び一方向弁を介して、エンジンの吸気系統の吸気ボックスに連通したというものである。一方向弁は、吸気ボックスから排気通路へのみ吸気されるように、構成されている。エンジンが逆転することによって、排気通路に負圧が発生したときに、大気が連通路及び一方向弁を介して排気通路に流入する。この結果、排気通路の負圧状態が解消されるので、排気通路への水の侵入を防止できる。ところで、排気通路への水の侵入を効果的に防止するには、排気通路の負圧状態を、より迅速に解消することが好ましい。

特開２００２−３４９２５７公報

本発明は、船外機の排気通路への水の侵入を効果的に防止することができる技術を、提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、エンジンが排出した排気を、排気通路を介して水中へ排出することが可能な船外機であって、前記エンジンの吸気口に吸気マニホールドを介して接続したスロットル弁と、このスロットル弁を開閉駆動する制御モータと、この制御モータを制御する制御部とを備え、この制御部は、前記エンジンに逆回転が発生したと判断した場合には、前記スロットル弁を全閉状態まで閉じるように前記制御モータを制御する構成であり、前記排気通路は、連通路を介して前記吸気マニホールドに連通しており、前記連通路と前記吸気マニホールドとの接続部分には、前記エンジンの逆回転が発生した場合だけ開放する連通バルブが介在していることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、前記連通バルブは、電磁弁によって構成され、前記制御部は、前記エンジンに逆回転が発生したと判断した場合に、前記電磁弁を開放させるように制御することを特徴とする。

請求項１に係る発明では、エンジンの吸気口は、吸気マニホールドを介してスロットル弁に接続されている。制御部は、エンジンに逆回転が発生したと判断した場合に、制御モータを制御することによって、スロットル弁を全閉状態まで閉じる。このため、吸気マニホールドは大気から自動的に概ね遮断される。エンジンの吸気口から逆流してきた空気によって、吸気マニホールドの内圧は加圧される。

一方、エンジンの逆回転が発生したときに、排気通路の内圧は負圧になる。しかし、エンジンの逆回転が発生したときには、連通バルブが開放するので、吸気マニホールドと排気通路との間は連通路を介して連通する。吸気マニホールド内の加圧された空気は、連通バルブ及び連通路を介して排気通路に流入する。この結果、排気通路の負圧状態は解消される。しかも、吸気マニホールドの内圧は加圧されるので、大気圧よりも高い正圧である。吸気マニホールドの内圧と排気通路の内圧との、圧力差は大きい。大きい圧力差によって、排気通路の負圧状態を、より迅速に解消することができる。このため、排気通路への水の侵入を効果的に防止することができる。

さらに、連通バルブは、エンジンの逆回転が発生したときだけ開放するものである。従って、エンジンが通常の運転をしている場合（正回転をしている場合）には、連通バルブが閉鎖している。エンジンの発生した排気が、排気通路から連通路を介して吸気マニホールドに逆流することはない。

さらには、エンジンに逆回転が発生したときに、エンジンの吸気口から逆流してきた空気によって、吸気マニホールドの内圧は急激に高まる。これに対し、請求項１に係る発明では、連通路と吸気マニホールドとの接続部分に、連通バルブが介在している。このため、吸気マニホールドと連通バルブとの間の接続距離は、極めて短い。連通バルブが開放したときに、吸気マニホールド内の空気は、負圧状態の連通路へ極めて迅速に流入する。この結果、吸気マニホールドの過大な圧力上昇を迅速に回避することができる。

請求項２に係る発明では、連通バルブは、制御部に制御される電磁弁によって構成されている。このため、エンジンに逆回転が発生したことを、制御部が判断した場合には、スロットル弁を全閉状態まで閉じると同時に又はほぼ同時に電磁弁を開くことができる。つまり、吸気マニホールドの内圧と排気通路の内圧との、圧力差が一定値に達する前であっても、電磁弁を開くことができる。排気通路の負圧状態を、より一層迅速に解消することができる。

本発明に係る実施例１の船外機の側面図である。 図１に示された船外機を反対側から見て要部を断面した側面図である。 図１に示された船外機をエンジンの部分で断面した平面図である。 図１に示されたエンジンの周囲に位置する吸気系統の側面図である。 図１に示された船外機を模式的に示した系統図である。 図５に示された連通バルブの断面図である。 図５に示された制御部の制御フローチャートである。 図５に示された船外機の各部の作用を説明するタイムチャートである。 本発明に係る実施例２の船外機を模式的に示した系統図である。 図９に示された連通バルブの断面図である。 図９に示された制御部の制御フローチャートである。 図９に示された船外機の各部の作用を説明するタイムチャートである。

本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。

実施例１に係る船外機１０について、図１〜図８に基づき説明する。
図１〜図３に示されるように、船外機１０は、マウントケース１１とエクステンションケース１２とギヤケース１３とエンジン１４と駆動軸１５とギヤ機構１６とプロペラ軸１７とプロペラ１８と船外機取付機構１９とからなる。

船外機取付機構１９は、船体Ｓｉに船外機１０を固定するものであって、スイベル軸１９ａを中心に平面視左右に船外機１０を揺動し、また、チルト軸１９ｂを中心にスイベル軸１９ａを含み船外機１０を図１の時計方向に跳ね上げることが可能である。

マウントケース１１は、上面にエンジン１４を取付ける、いわゆる、エンジン支持ケースである。エクステンションケース１２は、マウントケース１１の下部に取り付けられている。ギヤケース１３は、エクステンションケース１２の下部に取付けられている。

エンジン１４は、水冷式バーチカル型多気筒エンジン（例えば、３気筒エンジン）であり、シリンダ２１とクランクシャフト２２とシリンダブロック２３とシリンダヘッド２４とヘッドカバー２５とピストン２６と燃焼室２７と吸気弁２８と排気弁２９とを主要な構成要素とする。

このエンジン１４は、上下方向に並列に並んだ各シリンダ２１の軸線を横向き（略水平）とし、クランクシャフト２２を縦向きとしている。横向きのシリンダブロック２３とシリンダヘッド２４との接合面、及び、シリンダヘッド２４とヘッドカバー２５との接合面は略垂直面となる。シリンダブロック２３及びシリンダヘッド２４は、それぞれ冷却水ジャケット２３ａ，２４ａを有する。

さらに、エンジン１４は、下部のアンダーケース３１及び上部のエンジンカバー３２によって覆われている。エンジンカバー３２は、上部に新気取入れ口３２ａを有している。外気は、新気取入れ口３２ａからエンジンカバー３２の中に取り入れられる。マウントケース１１とエクステンションケース１２の上部は、アンダーカバー３３によって覆われている。

エクステンションケース１２の内部において、マウントケース１１の下部にはオイルパン３４が取り付けられている。このオイルパン３４に溜められている潤滑油は、エンジン１４における摺動部分に供給される。

エクステンションケース１２及びギヤケース１３には、冷却水スクリーン４１、ウォータポンプ４２及び冷却水供給管４３が収納されている。ギヤケース１３は取水口１３ａを有する。ウォータポンプ４２によって取水口１３ａからギヤケース１３内に取り入れられた冷却水（海水など）は、冷却水スクリーン４１及び冷却水供給管４３を通ってエンジン１４の冷却水ジャケット２３ａ，２４ａに供給されて、エンジン１４のシリンダブロック２３やシリンダヘッド２４等における冷却部位を冷却した後に、外部へ排出される。

駆動軸１５は、エクステンションケース１２に収納された上下に長いバーチカル軸であり、上端がエンジン１４のクランクシャフト２２に連結されている。

図２及び図５に示されるように、ギヤ機構１６はギヤケース１３に収納されており、駆動軸１５の下端に有した駆動ベベルギヤ５１と、プロペラ軸１７に有した前進・後退用の一対の従動ベベルギヤ５２，５３と、前進・後退切り換え用のドグクラッチ５４と、このドグクラッチ５４を切り換えるクラッチ切換え機構５５（シフト機構５５）と、このクラッチ切換え機構５５を切り換えるための操作軸５６と、この操作軸５６を切り換え操作するための操作レバー５７（図５参照）とからなる。

プロペラ軸１７は、プロペラ軸ホルダ５８を介してギヤケース１３に回転可能に支持されている。プロペラ軸ホルダ５８は、ギヤケース１３の内部に収納されている。プロペラ軸ホルダ５８の後端部はギヤケース１３から後方へ突出しており、この突出した部分において、ギヤケース１３にはプロペラ軸ホルダ５８の外周囲で内外貫通した貫通孔７６を有している。この貫通孔７６のことを、排気口７６という。

エンジン１４の動力はクランクシャフト２２、駆動軸１５、駆動ベベルギヤ５１、一対の従動ベベルギヤ５２，５３、ドグクラッチ５４、及びプロペラ軸１７を介してプロペラ１８に伝達される。

操作レバー５７（切り換え操作部材５７）は、前進位置ＦＰと中立位置ＮＰと後退位置ＲＰとに切り換え操作可能である。この操作レバー５７を前進位置ＦＰから後退位置ＲＰへの切り換え操作、又は逆への切り換え操作をするときには、その切り換え途中に中立位置ＮＰを一旦経由する。

操作レバー５７が中立位置ＮＰにあるときに、クラッチ切換え機構５５の切り換えモード（シフトモード）は、中立モードである。つまり、操作レバー５７が中立位置ＮＰにあるときに、ドグクラッチ５４はオフ状態にある。このため、エンジン１４の動力が駆動軸１５からプロペラ軸１７に伝わらないので、プロペラ１８は停止している。

操作レバー５７が前進位置ＦＰにあるときに、クラッチ切換え機構５５の切り換えモードは、前進モードである。つまり、操作レバー５７が前進位置ＦＰにあるときに、ドグクラッチ５４が前進側に切り替わる。このため、動力が駆動軸１５から駆動ベベルギヤ５１、前進用の従動ベベルギヤ５２、ドグクラッチ５４及びプロペラ軸１７を介してプロペラ１８に伝わる。この結果、プロペラ１８は正回転することにより前進方向の推力を発して、船体Ｓｉを前進させる。

操作レバー５７が後退位置ＲＰにあるときに、クラッチ切換え機構５５の切り換えモードは、後進モードである。つまり、操作レバー５７が後進位置ＲＰにあるときに、ドグクラッチ５４が後退側に切り替わる。このため、動力が駆動軸１５から駆動ベベルギヤ５１、後退用の従動ベベルギヤ５３、ドグクラッチ５４及びプロペラ軸１７を介してプロペラ１８に伝わる。この結果、プロペラ１８は逆回転することにより、後退方向の推力を発して、船体Ｓｉを後退させる。

クラッチ切換え機構５５の切り換えモードが中立モードＮＰであるか否かについては、中立センサ５９によって検出される。中立センサ５９は、中立モードＮＰのときだけオン（on）の検知信号を発し、前進モード又は後進モードのときにはオフ（off）の検知信号を発する。

図３〜図５に示されるように、エンジンカバー３２に導入された外気は、吸気系統６０を介してエンジン１４に供給される。詳しく述べると、吸気系統６０は、吸気サイレンサ６１（吸気ボックス６１）とスロットル弁６２と吸気マニホールド６３とからなる。

スロットル弁６２は、制御モータ６５（図５参照）によって開閉駆動される。吸気マニホールド６３は、エンジン１４の右側面に沿うように配置されており、エンジン１４の気筒数（例えば、３気筒）に応じた数量の吸気分岐管６４を有している。各吸気分岐管６４はエンジン１４の各吸気口２４ｂに接続される。スロットル弁６２は、下流側の吸気マニホールド６３を介して各吸気口２４ｂに接続される。このため、外気は、吸気サイレンサ６１とスロットル弁６２と吸気マニホールド６３を介して、下流側の各吸気口２４ｂに供給され、エンジン１４の燃焼室２７に入る。

図２、図３及び図５に示されるように、エンジン１４が排出した排気は、排気系統７０（排気通路７０）を介して水中へ排出することが可能である。この排気通路７０は、エンジン１４の各排気口２４ｃに接続された排気マニホールド７１と、マウントケース１１に形成された第１排気通路７２と、オイルパン３４に形成された第２排気通路７３と、第２排気通路７３の下端に接続された排気管７４と、エクステンションケース１２に形成された排気膨張室７５と、ギヤケース１３の後下部に形成された上記排気口７６とからなる。排気管７４は排気膨張室７５に連通している。

船外機１０の下部が水中にあり、プロペラ１８によって推進状態のときには、エンジン１４が排出した排気は、排気マニホールド７１と第１排気通路７２と第２排気通路７３と排気管７４と排気膨張室７５と排気口７６とを通って、水中へ排出される。

ところで、図２〜図５に示されるように、排気通路７０は、連通路８１及び連通バルブ８２を介して吸気マニホールド６３に連通している。連通路８１はチューブから成る。例えば、連通路８１の一端８１ａは第１排気通路７２に接続される。連通路８１の他端８１ｂは、吸気マニホールド６３に形成されている連通口６３ａに接続される。

図５及び図６に示されるように、連通バルブ８２は、連通路８１と吸気マニホールド６３との接続部分６３ａに介在、つまり連通口６３ａに直接に取り付けられている。この連通バルブ８２は、吸気マニホールド６３の内圧Ｐ１が排気通路７０の内圧Ｐ２よりも高いとき（Ｐ１＞Ｐ２）に開放する、リードバルブ等の逆止弁によって構成されている。例えば、連通バルブ８２は、図６に示されるようにリードバルブによって構成される。リードバルブ８２（連通バルブ８２）は、連通口６３ａに取り付けられた平板状の孔明き板８５と、孔明き板８５の孔８５ａを開閉することが可能に孔明き板８５に一端が取り付けられた薄板状のリード弁体８６とから成る。

吸気マニホールド６３の内圧Ｐ１が連通路８１の他端８１ｂの内圧Ｐ２、つまり排気通路７０の内圧Ｐ２よりも低いとき（Ｐ１＜Ｐ２）には、リード弁体８６は実線によって示されるように閉鎖状態となる（リードバルブ８２閉状態）。従って、排気通路７０と吸気マニホールド６３とを連通する連通路８１は、閉鎖状態にある。

一方、吸気マニホールド６３の内圧Ｐ１が連通路８１の他端８１ｂの内圧Ｐ２よりも高くなると（Ｐ１＞Ｐ２）に、リード弁体８６が想像線によって示されるように開放状態となる（リードバルブ８２開状態）。この結果、排気通路７０と吸気マニホールド６３とを連通する連通路８１は、開放状態になる。

図５に示されるように、エンジン１４は制御部９１によって電気的に制御される方式の、いわゆる電子制御エンジンである。このエンジン１４は、燃焼室２７に燃料を供給するためのインジェクタ９２と、燃焼室２７に供給された燃料に点火する点火プラグ９３と、点火プラグ９３に高電圧の電力を供給する点火コイル９４とを備えている。

制御部９１は、例えば中立センサ５９やエンジン１４の回転速度を検出する速度センサ９５等の各種センサからの検出信号を受けて、制御モータ６５、インジェクタ９２及び点火コイル９４を制御する。さらに、制御部９１は、スロットル弁６２を全閉状態まで閉じるように制御モータ６５を制御する。

次に、制御部９１をマイクロプロセッサによって構成した場合の制御フローについて、図５を参照しつつ図７に基づいて説明する。この制御フローチャートは、制御部９１において時分割制御を実行する（一定の微小な時間間隔で実行する）、制御の一例を示している。

図７に示される制御フローチャートにおいて、制御部９１はステップＳ０１において各種信号、例えば中立センサ５９及び速度センサ９５の各検出信号を読み込む。

次に、ステップＳ０２において、エンジンストール（Engine stall）が発生していないか否かを判断する。エンジンストールとは、エンジン１４の回転が何らかの要因によって止まったことをいう。エンジン１４が発生している駆動力よりも大きい外力が作用した場合などに、エンジンストールが発生し得る。ステップＳ０２で、エンジンストールが発生したと判断した場合には、この図７に示される制御フローの制御を終了する。

一方、ステップＳ０２で、エンジンストールが発生していないと判断した場合には、ステップＳ０３において、エンジン１４の始動が完了したか否かを判断する。つまり、始動したエンジン１４が、安定したアイドリング状態に移行したときに、制御部９１は「始動が完了した」と判断する。例えば、実回転速度Ｎｒがアイドリング状態のときの回転速度（アイドリング回転速度）に達したときに、エンジン１４の始動が完了したと判断することができる。

ステップＳ０３で、まだ始動中であると判断した場合には、この図７に示される制御フローの制御を終了する。一方、ステップＳ０３で、エンジン１４の始動が完了した状態であると判断した場合には、ステップＳ０４に進む。なお、ステップＳ０３で、エンジン１４の始動が完了した状態であると判断した場合には、この判断結果をメモリに保存することによって、保持する。

ステップＳ０４では、クラッチ切換え機構５５のシフトモードが前進モード又は後退モードであるか否かを判断する。ステップＳ０４で、切り換えモードが中立モードであると判断した場合には、この図７に示される制御フローの制御を終了する。

一方、ステップＳ０４で、シフトモードが前進モード又は後退モードであると判断した場合には、ステップＳ０５において、エンジン１４の実際の回転速度Ｎｒ（実回転速度Ｎｒ）が、エンジン下限基準速度Ｎｓよりも小さいか否かを判断する。実回転速度Ｎｒは速度センサ９５によって検知された値である。エンジン下限基準速度Ｎｓは、エンジン１４に逆転現象が発生したか否かを判断するために、予め設定された一定値である。

より具体的に述べると、エンジン下限基準速度Ｎｓは、正転中のエンジン１４が逆転し始める直前の回転速度に設定されており、アイドリング状態のときの回転速度（アイドリング回転速度）よりも小さく且つ値「０」よりも大きい値に設定され、特に値「０」に近いことが、より好ましい（但し、エンジンストールの状態ではない。）例えば、アイドリング回転速度が６００〜９００ｒｐｍの場合には、エンジン下限基準速度Ｎｓは２００〜３００ｒｐｍに設定される。

ステップＳ０５で、実回転速度Ｎｒがエンジン下限基準速度Ｎｓに達した、つまりエンジン下限基準速度Ｎｓ以上である（Ｎｒ≧Ｎｓ）と判断した場合には、エンジン１４に逆転現象が発生していないと判断したことになり、この図７に示される制御フローの制御を終了する。

一方、ステップＳ０５で、実回転速度Ｎｒがエンジン下限基準速度Ｎｓよりも小さい（Ｎｒ＜Ｎｓ）と判断した場合には、エンジン１４に逆転現象が発生したと判断したことになるので、次のステップＳ０６〜Ｓ０８を実行した後に、この図７に示される制御フローの制御を終了する。つまり、ステップＳ０６において点火コイル９４への通電を停止し、ステップＳ０７においてインジェクション９２への通電を停止し（燃料供給の停止）、ステップＳ０８においてスロットル弁６２を全閉にする。ここで、ステップＳ０８では、制御モータ６５を制御することによって、スロットル弁６２を全閉状態まで閉じる。この結果、エンジン１４は自動的に停止する。

このように、制御部９１は、エンジン１４の始動が完了した状態にあるという条件下において（ステップＳ０３）、シフトモードが前進モード又は後退モードであるという第１の条件（ステップＳ０４）と、実回転速度Ｎｒがエンジン下限基準速度Ｎｓよりも小さいという第２の条件（ステップＳ０５）との、２つの条件を全て満たしたときには、「エンジン１４に逆転現象が発生した」と判断して、スロットル弁６２を全閉状態まで閉じるとともに、エンジン１４を停止させる。

次に、船外機１０及びこの船外機１０を搭載した船体Ｓｉの作用の一例について、図５を参照しつつ図８に基づき説明する。図８は、横軸を経過時間として、縦軸に各部の作用を示している。なお、図８に示されるエンジン１４の実回転速度Ｎｒについては、絶対値で示してある。

今、エンジン１４は始動を完了して高速で正転中であり、実回転速度Ｎｒがエンジン下限基準速度Ｎｓを超えている状態にある。プロペラ１８は正回転することにより前進方向の推力を発して、船体Ｓｉを高速で前進させる。制御部９１は、プロペラ１８による推力（負荷）の大きさに応じてスロットル弁６２の開度を自動的に制御している。クラッチ切換え機構５５の切り換えモードが前進モードなので、中立センサ５９の検知信号はオフ（off）である。この状態においては、制御部９１はエンジン１４が正転であると判断している。

この高速の航行状態において、操縦者が操作レバー５７を後退位置ＲＰに切り換え操作する。操作レバー５７を前進位置ＦＰから後退位置ＲＰへ切り換え操作をするときには、その切り換え途中に、中立位置ＮＰを一旦経由する。つまり、時点ｔ１に前進位置ＦＰから中立位置ＮＰへ移行し、引き続き、時点ｔ２に中立位置ＮＰから後退位置ＲＰへ移行する。このように、切り換え途中の時点ｔ１から時点ｔ２までの極く短時間にわたって、中立位置ＮＰを一旦経由する。中立位置ＮＰ（中立モード）を経由しているときに、中立センサ５９の検知信号はオン（on）である。制御部９１は、中立センサ５９のオン（on）信号を受けているときには、エンジン１４をアイドリング運転させる。つまり、制御部９１は、スロットル弁６２を全閉状態まで閉じるように制御モータ６５を制御する。この結果、エンジン１４の実回転速度Ｎｒが低下する。

ところで、上記時点ｔ１に前進モードから中立モードに移行したので、ドグクラッチ５４はオフになり、駆動軸１５とプロペラ軸１７との間を遮断する。エンジン１４の動力は駆動軸１５からプロペラ軸１７へ伝わらない。しかし、プロペラ１８が発生していた水流は、船体Ｓｉを前進させる方向の流れを、まだ維持している。このため、前進方向の水流によってプロペラ１８が前進方向（正回転方向）に、そのまま回される、いわゆる連れ回り現象が発生している。船体Ｓｉは徐々に速度を下げながら前進し続ける。

時点ｔ１から微少な時間を経過した時点ｔ２には、操作レバー５７が中立位置ＮＰから後退位置ＲＰへ移行する。つまり、中立モードから後退モードに移行する。中立センサ５９の検知信号はオン（on）からオフ（off）に反転する。制御部９１は、中立センサ５９のオフ（off）信号を受けて、スロットル弁６２を再び開くように制御モータ６５を制御する。エンジン１４は正転を続けている。

ところで、上記時点ｔ２では、遮断状態のドグクラッチ５４は後退側に切り替わることによって、後退用の従動ベベルギヤ５３とプロペラ軸１７との間を接続する。エンジン１４は正転を続けており、駆動軸１５、駆動ベベルギヤ５１、後退用の従動ベベルギヤ５３、ドグクラッチ５４及びプロペラ軸１７を介してプロペラ１８を逆回転させようとする。

しかし、時点ｔ２では、まだ前進方向の水流が続いており、この水流によってプロペラ１８は前進方向に回されている状態にある（連れ回り現象）。時点ｔ２では、エンジン１４はアイドリング状態から再び高速状態へ移行しつつあるものの、出力はまだ小さい。小出力のエンジン１４がプロペラ１８を回そうとする、図示せぬ力ｆｅ（エンジン動力ｆｅ）に対し、水流によって前進方向に回されているプロペラ１８がエンジン１４を回そうとする、図示せぬ力ｆｐ（逆転力ｆｐ）が上回ることがあり得る。逆転力ｆｐがエンジン動力ｆｅよりも大きい場合には（ｆｐ＞ｆｅ）、エンジン１４の実回転速度Ｎｒは一層低下する。さらに、逆転力ｆｐがエンジン動力ｆｅよりも極めて大きい場合には、エンジン１４はプロペラ１８によって逆転させられることになる。

これに対して、本実施例１では、逆転力ｆｐがエンジン動力ｆｅよりも大きくなることによって、エンジン１４の実回転速度Ｎｒ（つまり、正回転方向の回転速度＋Ｎｒ）が低下して、エンジン下限基準速度Ｎｓを下回ったとき、つまり時点ｔ３に、制御部９１はエンジン１４に逆転現象が発生したとみなして（判断して）、スロットル弁６２を全閉状態まで閉じるとともに、エンジン１４を停止させる。このため、エンジン１４の実回転速度Ｎｒは一層低下する。この結果、逆転力ｆｐがエンジン動力ｆｅを大きく上回るので、エンジン１４はプロペラ１８によって逆転させられる。

さらには、スロットル弁６２が全閉になるので、吸気マニホールド６３は概ね閉状態になり、エンジン１４から逆流してきた空気によって、内圧Ｐ１が正圧になる。一方、エンジン１４の逆回転が発生したときに、排気通路７０の内圧Ｐ２は負圧になる。このときに連通バルブ８２が開放するので、吸気マニホールド６３内の空気は、連通バルブ８２及び連通路８１を介して排気通路７０に流入する。この結果、排気通路７０の負圧状態は解消される。

実施例１の説明をまとめると、次の通りである。エンジン１４の吸気口２４ｂは、吸気マニホールド６３を介してスロットル弁６２に接続されている。制御部９１は、エンジン１４に逆回転が発生したと判断した場合に、制御モータ６５を制御することによって、スロットル弁６２を全閉状態まで閉じる。このため、吸気マニホールド６３は自動的に大気から概ね遮断される。エンジン１４の吸気口２４ｂから逆流してきた空気（ガスを含む）によって、吸気マニホールド６３の内圧Ｐ１は加圧される。

一方、エンジン１４の逆回転が発生したときに、排気通路７０の内圧Ｐ２は負圧になる。しかし、エンジン１４の逆回転が発生したときには、連通バルブ８２が開放するので、吸気マニホールド６３と排気通路７０との間は連通路８１を介して連通する。吸気マニホールド６３内の加圧された空気は、連通バルブ８２及び連通路８１を介して排気通路７０に流入する。この結果、排気通路７０の負圧状態は解消される。しかも、吸気マニホールド６３の内圧Ｐ１は加圧されるので、大気圧よりも高い正圧である。吸気マニホールド６３の内圧Ｐ１と排気通路７０の内圧Ｐ２との、圧力差は大きい。大きい圧力差によって、排気通路７０の負圧状態を、より迅速に解消することができる。このため、排気通路７０への水の侵入を効果的に防止することができる。

さらに、連通バルブ８２は、エンジン１４の逆回転が発生したときに開放するものである。従って、エンジン１４が通常の運転をしている場合（正回転をしている場合）には、連通バルブ８２が閉鎖している。エンジン１４の発生した排気が、排気通路７０から連通路８１を介して吸気マニホールド６３に逆流することはない。

さらには、エンジン１４に逆回転が発生したときに、エンジン１４の吸気口２４ｂから逆流してきた空気によって、吸気マニホールド６３の内圧Ｐ１は急激に高まる。これに対し、実施例１では、連通バルブ８２は、連通路８１と吸気マニホールド６３との接続部分、つまり連通口６３ａに介在している。このため、吸気マニホールド６３と連通バルブ８２との間の接続距離は、極めて短い。連通バルブ８２が開放したときに、吸気マニホールド６３内の空気は、負圧状態の連通路８１へ極めて迅速に流入する。この結果、吸気マニホールド６３の過大な圧力上昇を迅速に回避することができる。

さらには、連通バルブ８２は、吸気マニホールド６３の内圧Ｐ１が排気通路７０の内圧Ｐ２よりも高いときに開放する、リードバルブ等の逆止弁によって構成されている。このため、エンジン１４の逆回転が発生したときに開放する連通バルブ８２の構成が簡単であり、しかも耐久性が高い。さらには、連通バルブ８２を開放動作させるための電気的な制御も必要ない。

本発明者等は、図５に示される実施例１の船外機１０に相当する第１の実験機と、従来の船外機に相当する第２の実験機とを用いて、比較実験を実施した。

第１の実験機は、排気通路７０を、連通路８１を介して吸気マニホールド６３の連通口６３ａに連通させ、この連通口６３ａと連通路８１の他端８１ｂとの間に連通バルブ８２、つまりエンジン１４の逆回転が発生した場合に開放するリードバルブ８２を介在させた構成である。さらに、第１の実験機を用いた実験では、エンジン１４の実回転速度Ｎｒがエンジン下限基準速度Ｎｓよりも小さくなったタイミングで、スロットル弁６２を全閉状態まで閉じた。
第２の実験機は、上記第１の実験機に対して基本的な構成が同じであるが、排気通路７０を吸気マニホールド６３に連通していない。

実験を行った結果は次の通りである。
第２の実験機（従来相当品）では、吸気マニホールド６３の内圧（正圧）Ｐ１の最大値が２００〜２５０ｋＰａであるのに対して、排気通路７０の内圧（負圧）Ｐ２は−２５〜０ｋＰａであった。
これに対し、第１の実験機（実施例１相当品）では、吸気マニホールド６３の内圧（正圧）Ｐ１の最大値が１００〜１５０ｋＰａであるのに対して、排気通路７０の内圧（負圧）Ｐ２は−１０〜０ｋＰａであった。
このように、第１の実験機では、第２の実験機に比べて、排気通路７０の負圧が大幅に低減することが確認された。

次に、実施例２に係る船外機１０Ａについて、図９〜図１２に基づき説明する。実施例２に係る船外機１０Ａは、図５に示される実施例１の連通バルブ８２を、図９に示される連通バルブ１００に変更したことを特徴とし、他の構成については上記図１〜図８に示される構成と同じなので、説明を省略する。

具体的には、実施例２の連通バルブ１００は電磁弁によって構成される。実施例２の制御部９１は、エンジン１４に逆回転が発生したと判断した場合に、スロットル弁６２を全閉状態まで閉じるように制御モータ６５を制御するとともに、電磁弁１００を開放させるように制御することを特徴とする。

図１０に示されるように、電磁弁１００（連通バルブ１００）は、連通路８１と吸気マニホールド６３との接続部分６３ａに介在、つまり連通口６３ａに直接に取り付けられている。この電磁弁１００は、弁座１０１と弁体１０２とソレノイド１０３とからなる。弁座１０１は、連通口６３ａの近傍に位置した環状の部材であり、例えば連通路８１の他端８１ｂの取付フランジ１０４に設けられている。弁体１０２は、弁座１０１の孔を開閉するように変位する部材である。ソレノイド１０３は、弁体１０２を開閉駆動するものである。通常においては、ソレノイド１０３は非励磁状態にあり、図１０に示されるように弁体１０２を閉じている（電磁弁１００が閉鎖状態）。その後、ソレノイド１０３は制御部９１から開放信号を受けたときだけ励磁状態になり、弁体１０２を開く（電磁弁１００が開放状態）。

実施例２の制御部９１が制御を実行するための、図１１に示された制御フローチャートは、上記図７に示された実施例１の制御フローチャートに対して、ステップＳ０９を追加したものである。つまり、図１１に示されるように、ステップＳ０８の次にステップＳ０９において、電磁弁１００を開いた後に、この図１１に示される制御フローの制御を終了する。

図１２は、実施例２の船外機１０Ａ及びこの船外機１０Ａを搭載した船体Ｓｉの作用の一例を示し、横軸を経過時間として、縦軸に各部の作用を示している。図１２に示される実施例２の作用は、上記図８に示される実施例１の作用と実質的に同じ内容であり、電磁弁１００（連通バルブ１００）の動作を追加して示している。

実施例２では、逆転力ｆｐ（図示せず）がエンジン動力ｆｅ（図示せず）よりも大きくなることによって、エンジン１４の実回転速度Ｎｒ（つまり、正回転方向の回転速度＋Ｎｒ）が低下して、エンジン下限基準速度Ｎｓを下回ったとき、つまり時点ｔ３に、制御部９１はエンジン１４に逆転現象が発生したとみなして（判断して）、スロットル弁６２を全閉状態まで閉じるとともに、エンジン１４を停止させ、さらに、電磁弁１００を開放させる。

エンジン１４から逆流してきた空気によって、吸気マニホールド６３の内圧Ｐ１が正圧になる。一方、エンジン１４の逆回転が発生したときに、排気通路７０の内圧Ｐ２は負圧になる。しかし、電磁弁１００が開放するので、吸気マニホールド６３内の空気は、電磁弁１００及び連通路８１を介して排気通路７０に流入する。この結果、排気通路７０の負圧状態は解消される。

実施例２によれば、上記実施例１の基本的な作用・効果を発揮するとともに、次の作用、効果を発揮する。連通バルブ１００は、制御部９１に制御される電磁弁によって構成されている。このため、エンジン１４に逆回転が発生したことを、制御部９１が判断した場合には、スロットル弁６２を全閉状態まで閉じると同時に又はほぼ同時に電磁弁１００を開くことができる。つまり、吸気マニホールド６３の内圧Ｐ１と排気通路７０の内圧Ｐ２との、圧力差が一定値に達する前であっても、電磁弁１００を開くことができる。排気通路７０の負圧状態を、より一層迅速に解消することができる。

本発明の技術は、高速の航行状態において、シフト機構を正逆切り換えることが可能な船外機１０，１０Ａに用いるのに好適である。

１０，１０Ａ…船外機、１４…エンジン、６２…スロットル弁、６３…吸気マニホールド、６３ａ…連通路と吸気マニホールドとの接続部分（連通口）、６５…制御モータ、７０…排気通路（排気系統）、８１…連通路、８２…連通バルブ（逆止弁）、９１…制御部、１００…連通バルブ（電磁弁）、Ｐ１…吸気マニホールドの内圧、Ｐ２…排気通路の内圧。

Claims (2)

1. エンジンが排出した排気を、排気通路を介して水中へ排出することが可能な船外機であって、
   前記エンジンの吸気口に吸気マニホールドを介して接続したスロットル弁と、このスロットル弁を開閉駆動する制御モータと、この制御モータを制御する制御部とを備え、
   この制御部は、前記エンジンに逆回転が発生したと判断した場合には、前記スロットル弁を全閉状態まで閉じるように前記制御モータを制御する構成であり、
   前記排気通路は、連通路を介して前記吸気マニホールドに連通しており、
   前記連通路と前記吸気マニホールドとの接続部分には、前記エンジンの逆回転が発生した場合だけ開放する連通バルブが介在していることを特徴とする船外機。
2. 前記連通バルブは、電磁弁によって構成され、
   前記制御部は、前記エンジンに逆回転が発生したと判断した場合に、前記電磁弁を開放させるように制御することを特徴とする請求項１記載の船外機。

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