船外機の排気装置
【課題】比較的簡素且つコンパクトな構成で、優れた排気性能を実現する船外機の排気装置を提供する。
【解決手段】エンジンケースを構成するケース本体１０１の一部に筒状の隔壁４７を設け、隔壁４７の上端はケース本体１０１の上端付近とすると共に、その下端はマフラ室に連結し、排気ホース２８の上端はエキゾーストパイプ２７の出口に連結すると共に、その下端はマフラと連結し、排気ホース２８はケース本体１０１から隔壁４７内を通って、マフラ室へと配索される。隔壁４７の側面の一部は、ケース本体１０１により形成される。
【解決手段】エンジンケースを構成するケース本体１０１の一部に筒状の隔壁４７を設け、隔壁４７の上端はケース本体１０１の上端付近とすると共に、その下端はマフラ室に連結し、排気ホース２８の上端はエキゾーストパイプ２７の出口に連結すると共に、その下端はマフラと連結し、排気ホース２８はケース本体１０１から隔壁４７内を通って、マフラ室へと配索される。隔壁４７の側面の一部は、ケース本体１０１により形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船外機に搭載されるエンジンからの燃焼ガスを排出するための排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶もしくは舟艇の推進機関あるいは推進システムの主なものとして船外機、船内外機及び船内機等がある。このうち船外機はアウトボードドライブ等と呼ばれ、エンジン、その捕機類、駆動系のギアやシャフト及びスクリュー等が一体化して構成されており、一般には船体船尾のトランサムボードに搭載される。典型的には小型の舟艇等に搭載され、ステアリング機能とチルティング機能を有している。
【０００３】
また、船内外機は、小型船舶等の推進機関の設置方法として、インボードエンジン・アウトボードドライブ等と呼ばれ、エンジンを船内船尾部に搭載すると共に減速ギア、前後進クラッチ及びプロペラ等を一体化してなるドライブユニットをトランサムボードの外部に配置したものである。
【０００４】
これら船外機、船内外機あるいは船内機いずれにおいても、動力源として内燃機関であるエンジンを搭載する場合、エンジンに燃焼用空気を供給する吸気装置や燃焼後の排気ガスを排気する排気装置は、エンジン性能に著しく影響するため極めて重要な装置である。船外機等では特に使用環境等との関係で、陸上の場合と比べて制約も厳しくなる。とりわけ排気装置、特にマフラにあっては、このような条件下での使用に有効に対応し得るかは極めて重要であり、従来より種々の工夫がなされている。
【０００５】
例えば特許文献１には、船内機（船内外機）の乾式空中排気の例が記載されている。この例では自動車用エンジンと同じ構成であるが、触媒からマフラ部分が船内に配置されている。
また特許文献２には、ＰＷＣ（Personal Water Craft）における乾式空中排気の例が記載されている。この例ではマフラ部分を２重構造とし、水冷としている。
【０００６】
更に特許文献３には、船外機の乾式水中排気の例が記載されている。この例ではコンパクトで消音性能も高くできるが、排気圧力が高くなってしまう。そのためアイドル時には別系統空中排気して対応している。
また特許文献４には、ポッド（POD）型船内機の乾式水中排気の例が記載されている。この例ではアイドル時の排気抜きがない構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１７３４４３号公報
【特許文献２】特開平７−１４４６９７号公報
【特許文献３】特開２００３−００３８４０号公報
【特許文献４】米国特許第７３８７５５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のものでは触媒からマフラ部分が船内となるため、これを冷却するには大量の空気を必要とする上、断熱を行うには大きなスペースを必要とするので、船内での居住積載空間が小さくなってしまうという問題がある。また、エンジン及びマフラ間距離を長く取ることができず、排気温度が下がり難くなり消音性能も良くなかった。
また、特許文献２のものではマフラ部分を２重構造の水冷としているため、スペースは小さくなるものの、重量が増してしまうという問題がある。
【０００９】
更に、特許文献３のものではアイドル時には別系統空中排気により対応しているが、船外機にあってはその別系統の出口を水面上充分な高さとすることができない。このため後進時や深喫水時には水面下に没することも多く、アイドル時の安定性能を確保するのが難しかった。また、同様の理由から喫水に対して触媒を充分高く設定することができないという問題もある。
また、特許文献４のものではアイドル時の排気抜きがないので、安定したアイドル性能を確保するためにはアイドル回転数を上げなければならず、燃費及び消音性能が悪化せざるを得なかった。また、水中障害物と衝突した際、チルトして衝撃力を緩和するのが難しいという問題がある。
【００１０】
更に、その他の例において、船内外機の湿式空中排気の例では乾式空中排気に比べてコンパクトで船内居住積載空間は大きくなるものの、アイドル（低速）時には排気脈動で湿式水が叩かれ、消音性能は低くなる。
また、別の船内外機の湿式水中排気の例では消音性能は高く、コンパクトではあるが、推進器のステアリングやチルトに伴い主排気通路のベローズが屈曲する。このことから、そのベローズの耐久性や信頼性が低く、最悪の場合にはベローズから船内に浸水するおそれがある。
【００１１】
本発明はかかる実情に鑑み、比較的簡素且つコンパクトな構成で、優れた排気性能を実現する船外機の排気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による船外機の排気装置は、エンジンケース内部にエンジンが収容されると共に、該エンジンケース外部に前記エンジンによって駆動される推進機を備えた船外機において、前記エンジンからの燃焼ガスを排出するための排気装置であって、前記エンジンケースの一部に筒状の隔壁を設け、該隔壁の上端は前記エンジンケースの上端付近とすると共に、その下端はマフラ室に連結し、排気ホースの上端はエキゾーストパイプの出口に連結すると共に、その下端は前記マフラと連結し、前記排気ホースは前記エンジンケースから前記隔壁内を通って、前記マフラ室へと配索されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の船外機の排気装置において、前記隔壁の側面の一部は、前記エンジンケースにより形成されることを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エキゾーストパイプの頂点よりも下流側に設けた噴射ノズルから、該エキゾーストパイプ内に水を噴射し、前記排気ホース及び前記マフラを湿式とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記排気ホース及び前記マフラはゴム製であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の船外機の排気装置において、前記マフラの開口端の高さは、船底よりも上方に且つ前記エンジンよりも下方に設定されることを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記マフラ内に逆止弁を配設することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の船外機の排気装置において、前記マフラを水平配置すると共に、該マフラの形状に沿って前記エンジンケースの下面を凹状に形成して前記マフラをその凹状内に収容し、前記マフラは、前記エンジンケースの下面とマフラカバーとに挟まれて固定されることを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記マフラの開口端は、前記エンジンケースの後面下端付近であって、その中央部から離間して配置されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エンジンの回転数が低く且つその排気圧が低い時、排気レリーズ系を介して排気することを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記サイフォン管の後半部に前記排気レリーズ系の排気取出口を設けることを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エンジンケースの中央凹部の上面から下方に向けて、前記排気レリーズ系の開放端を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ケース本体の外部に形成されるマフラ室内のマフラ周囲の水は、隔壁上端を越えない限り、エンジンケース内には進入することができず、エンジンケースの被水環境を安全に保持することができる。また、排気ホースやマフラに対する冷却性や周囲部材との適正な結合配置関係を維持し、典型的にはゴム製とすることで軽量且つ低コスト化を図ることができる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る船外機を搭載した船舶もしくは舟艇の例を示す斜視図である。
【図２】本発明の船外機の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の船外機の外観を示す後面図である。
【図４】本発明の船外機の外観を示す側面図である。
【図５】本発明の船外機の外観を示す前面図である。
【図６】本発明の船外機におけるエンジンケース内部の構成例を示す斜視図である。
【図７】本発明の船外機におけるエンジンケース内部の主要構成の分解斜視図である。
【図８】本発明の船外機のエンジンユニットの構成及び配置例を示す斜視図である。
【図９】本発明の船外機の吸排気系における排気装置の構成例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の船外機におけるケースカバーを取り外してケース本体の内部を示す上面図である。
【図１１】本発明の船外機におけるエンジンケースに設けた隔壁の上端付近及びエキゾーストパイプまわりをそれぞれ示す斜視図である。
【図１２】本発明の船外機におけるマフラカバーを取り外した状態のエンジンケースの下面図である。
【図１３】本発明の船外機におけるマフラカバーの構成例をそれぞれ示す斜視図である。
【図１４】本発明の船外機におけるマフラカバーまわりの構成例をそれぞれ示す断面図である。
【図１５】本発明の船外機に係る排気レリーズ系を示す上面図、その膨張室の断面図及び排気放出口まわりを示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づき、本発明における船外機の排気装置の好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る船外機１０を搭載した船舶もしくは舟艇の例を示している。この例では船舶は典型的には中小型とし、船体１の後部にトランサムボード２（船尾板）有するものとする。船外機１０は図示のようにトランサムボード２を利用して搭載される。なお、以下で参照する各図の要所において、前方（船首側）を矢印Ｆｒにより、後方（船尾側）を矢印Ｒｒによりそれぞれ示す。また、必要に応じて船体の左右方向（船幅方向）をそれぞれ矢印Ｌ、矢印Ｒにより示す。
【００２０】
ここで先ず本実施形態に係る船体１において、図１のように船体１の底部に船床３が敷設され、この船床３の後端にトランサムボード２が配置される。船床３の中央部付近において操縦席４が設けられ、操縦席４にはハンドル５を始めとする操縦に必要な装置及び機器類、計器類等が配設される。船外機１０は動力、推進機、転舵装置及びチルト装置等が一体的に装備され、所謂オールインワンタイプとして構成され、船体１側に燃料タンク、バッテリ等の通常の備品があれば運転可能である。
【００２１】
なお、船舶としてこの図示例のものに限定されず、その他トランサムボードの後側に船外機搭載用のブラケット等を具備した船体もあり、つまり船体の船尾に船尾板又はこれに相当する部位もしくは部材を有するタイプのものに対して、本発明の船外機１０は有効に適用可能である。
【００２２】
図２〜図５は船外機１０の外観を示し、図２は船外機１０の斜視図、図３は後面図、図４は側面図及び図５は前面図である。船外機１０は樹脂製エンジンケース１００を有し、このエンジンケース１００内部に後述する動力源であるエンジンユニットを収容すると共に、エンジンケース１００の後部下方にスクリュー（プロペラ）を配置し、エンジンユニットによってスクリューを回転駆動する。エンジンケース１００は船外機１０の外観を構成する外装部材としても機能し、全体として一体感のある外観を呈している。
【００２３】
エンジンケース１００は図１をも参照して、船体１の船尾部（典型的にはトランサムボード２とする）と略同一の幅を有する筐体として構成される。この例ではエンジンケース１００の基本的な形態は概略直方体とし、該直方体の長手方向が船幅方向としている。エンジンケース１００はエンジンユニット及びその周辺部品もしくは部材を収容するケース本体１０１と、ケース本体１０１の上部開口を覆うケースカバー１０２とを有する。
【００２４】
エンジンケース１００内に収容されるエンジンユニット及びその周辺部品等について説明する。本発明の船外機１０はそのパワーユニットとして内燃機関を主動力とし、これを作動させて推進機を駆動する。図６は船外機１０におけるエンジンケース１００内部の構成例を示し、図７はエンジンケース１００内の主要構成の分解斜視図である。エンジンケース１００内において、パワーユニットを構成するエンジンユニット１１が、コンパクト且つ重量バランス良く配置収容される。この実施形態では２基のエンジンユニット１１を有し、その筐体の長手方向が船幅方向としたエンジンケース１００の左右に、一対のエンジンユニット１１がセンタ振分けで配置される。各エンジンユニット１１には、吸気系１２及び排気系１３が接続されると共に、それぞれの出力端（クランクシャフト）に動力伝達機構１４が連結される。動力伝達機構１４はエンジンユニット１１の後側にて左右方向中央部で推進機１５と結合し、これらの船外機構成部材が図７のようにフレーム１６上に搭載支持される。
【００２５】
更に具体的に説明すると、エンジンユニット１１において、この例では水冷式直列４気筒４サイクルガソリンエンジンを使用する。なお、エンジン気筒数等は必要に応じて適宜変更可能であり、この例に限定されるものではない。図８を参照して、エンジンユニット１１においてクランクケース１７、シリンダブロック１８、シリンダヘッド１９及びシリンダヘッドカバー２０が順次重なるように一体的に結合し、最下部にオイルパン２１が付設される。各エンジンユニット１１のクランクシャフトは船幅方向（左右方向）に沿って配置され、その軸端に結合するエンジン出力軸が左右両外側に位置するように配置され、即ち右側のエンジンユニット１１のエンジン出力軸は右側に、左側のエンジンユニット１１のエンジン出力軸は左側となるように配置される。
【００２６】
次に吸気系１２において、図６に示すようにエンジンユニット１１相互間に単一のエアクリーナ２２が配置される。一方、図８に示されるように右側のエンジンユニット１１のシリンダヘッド１９の前側に、及び左側のエンジンユニット１１のシリンダヘッド１９の後側にそれぞれインテークマニホールド２３が結合し、これらのインテークマニホールド２３とエアクリーナ２２との間がそれぞれインテークパイプ２４を介して接続される。エアクリーナ２２の前面部からエンジンケース１００前部の船体１側まで吸気管２５が延出し（図９参照）、その先端の空気取込み口から空気を取り込むようになっている。空気取込み口は、船体１において波、しぶき及び雨等に曝されることがない部屋もしくはスペースに設置される。図８に示されるように各エンジンユニット１１において、単一の吸気管２５はインテークマニホールド２３において複数（この例では４つ）に分岐する。
【００２７】
排気系１３において、図７等に示されるように右側のエンジンユニット１１のシリンダヘッド１９の後側に、及び左側のエンジンユニット１１のシリンダヘッド１９の前側にそれぞれエキゾーストマニホールド２６が結合し、それらは単一のエキゾーストパイプ２７に接続する。エキゾーストパイプ２７にはゴム製の排気ホース２８が接続され、排気ホース２８にはマフラ２９が接続される。このマフラ２９には排気ホース３０が接続され、この排気ホース３０に取り付けられた排気出口３１から排気ガスが排出されるようになっている。
【００２８】
マフラ２９は、エンジンケース１００のケース本体１０１の下面外側に設置される。この場合、マフラ２９及び排気ホース３０等はケース本体１０１の下面から実質的に突出しないように配置されると共に、ケース本体１０１の後面左右両側の下部付近に配置された排気出口３１から左右バランス良く水中に排気される。
【００２９】
動力伝達機構１４はエンジンユニット１１の出力を推進機１５へと伝達する。動力伝達機構１４において、左右のエンジンユニット１１のエンジン出力軸には図７に示されるように減速機３２が連結される。減速機３２のケーシング３３内に回転自在に軸支されたギア群を有し、その出力軸にタイロッド３４が連結される。左右のタイロッド３４は相互に同心且つ水平で左右方向に配置され、左右中央部で中間減速機３５と連結する。各タイロッド３４は両端でそれぞれユニバーサルジョイント３６，３７を介して、減速機３２及び中間減速機３５と連結する。なお、タイロッド３４はその軸方向途中適所でスプレライン係合構造を有し、全体としての長さが伸縮可能になっている。
【００３０】
中間減速機３５は、それぞれタイロッド３４に連結する一対の入力側ベベルギアとこれらの入力側ベベルギアに噛合する出力側ベベルギアとを含む。出力側ベベルギアは、ドライブシャフトケース３８内のドライブシャフトと連結し、中間減速機３５、ドライブシャフトケース３８及びスイベルブラケット３９が、相互に一体的に結合する。ドライブシャフトは中間減速機３５から下方へ延出する。これらのスイベルブラケット３９等はベアリング４０を介して、ケース本体１０１に回動可能に支持される。
【００３１】
推進機１５は図７等に示されるように、ドライブシャフトケース３８の下方に配置される。推進機１５は、プロペラ駆動用のギアを内蔵するギアケース４１を含み、全体としてフィン状を呈する。ギアケース４１の後端部にはプロペラ４２が装架される。ドライブシャフトはドライブシャフトケース３８内を通って更に下方へ延出し、ギアケース４１内まで延設される。ギアケース４１内には最終減速機が構成され、この最終減速機を介してプロペラ４２を回転駆動することができる。
【００３２】
更に、推進機１５に対するチルト機構及びステアリング機構を備えている。これらについての詳細な説明は省略するが、先ずチルト機構により中間減速機３５、ドライブシャフトケース３８及び推進機１５全体がチルト軸Ｔ（図２、図３参照）のまわりに上下方向に回動可能である。チルト軸Ｔはタイロッド３４と同軸に設定され、推進機１５はチルト軸Ｔのまわりにチルト動作することができる。なお、チルト機構において所謂パワートリムチルト（ＰＴＴ）等と称する駆動装置を備え、電動油圧式のチルト機構が構成されるものであってよい。
【００３３】
また、ステアリング機構により推進機１５は、ステアリング軸Ｓ（図２、図３参照）のまわりにヨー方向（左右方向）に回動可能である（ヨーイング）。このステアリング機構において、例えば電動油圧式に油圧駆動されるステアリングシリンダを有し、油圧ポンプを油圧源としてステアリングロッドに沿って往復動させることで推進機１５が左右方向に回動、即ちステアリング動作することができる。
【００３４】
上述した船外機１０の主要構成部材は図６のようにフレーム１６上に搭載支持される。フレーム１６は鋼管等の材料を用いて、図７に示されるようにエンジンケース１００を構成する筐体の直方体に略沿った外形となるように形成される。フレーム１６の所定部位にはエンジンユニット１１を搭載支持するための複数のエンジンマウント４３が配設され、これらのエンジンマウント４３を介してエンジンユニット１１がフレーム１６上に取り付けられる。また、フレーム１６の後部には、前述したスイベルブラケット３９等を支持するためのベアリング４０が装着されるメインブラケット４４が取り付けられる。
【００３５】
更に、フレーム１６の前面部には複数のトランサムボルト４５が前方に向けて取り付けられる。フレーム１６にはエンジンユニット１１を始めとする船外機構成部材が搭載されるが、それらを搭載したフレーム１６はエンジンケース１００内に収容される。トランサムボルト４５はそのようなエンジンケース１００のケース本体１０１の前面部を貫通してトランサムボード２に締結され、これによりエンジンケース１００全体をトランサムボード２に締着固定することができる。なお、ケース本体１０１から突出するトランサムボルト４５にはシールもしくはパッキン等が装着され、水密性が確保される。
【００３６】
前述のようにエンジンケース１００は、エンジンユニット１１やその周辺部品を収容するケース本体１０１と、ケース本体１０１の上部開口を覆うケースカバー１０２とを有する。ケース本体１０１に対してケースカバー１０２が閉じることでエンジンケース１００内は実質的に密閉空間となり、高い水密性が確保される。この場合、船外機１０の構成部材はフレーム１６によって支持され、フレーム１６はエンジンユニット１１を保持すると共に推進機１５の推進力や操舵力を受け持ち、即ちエンジンケース１００自体にはそれらの負荷荷重がかからない。また、エンジンケース１００は図１に示されるように、船外機１０の外装部材としても機能し、船外機１０に搭載されて全体として一体感の外観を呈する。
【００３７】
図２〜図４等に示されるようにケース本体１０１の後面側において、その後面部から底面部へかけての領域において、船幅方向中央部にはケース本体１０１の内方へ凹むように形成された凹部１０３が設けられている。この凹部１０３まわりには、推進装置を構成する推進機１５やそのチルト及びステアリング機構等が配設される。凹部１０３はケース本体１０１の後面側から前方へ向けて形成されるが、チルト機構及びステアリング機構あるいはそれらの周辺機器や部材等がチルトあるいはステアリング動作する際にケース本体１０１と干渉しないように必要且つ十分な間隙が設けられている。
【００３８】
また、前述したように船体１側には燃料タンク、バッテリ等の備品が配備され、これらの備品と船外機１０とが接続もしくは連結される。この場合、図５に示すようにケーシング１０１の前面部とトランサムボード２との間で穴を共あけするかたちで、複数の貫通孔１０４が形成されている。即ち、エンジンに燃焼用空気を供給するための吸気管２５を挿通させるための貫通孔１０４Ａ、燃料タンクからエンジンに燃料を供給するための燃料パイプを挿通させるための貫通孔１０４Ｂ、エンジンケース１００内を換気するための換気空気用筒体を通すための貫通孔１０４Ｃ等が形成される。更に、エンジンケース１００内の装置もしくは機器類又は部材と船体１側の操縦装置との間を、電気的（制御信号等を含む）あるいは機械的に接続するコード又はケーブル類を挿通させるための貫通孔１０４Ｄが形成される。なお、これらの貫通孔１０４には吸気管２５等の実装時に水密保持手段（シール等）が施される。
【００３９】
ケースカバー１０２はエンジンケース１００の上面部を構成するが、図２あるいは図３に示されるようにケース本体１０１の後部上端付近にてヒンジ１０５を介して回動可能に結合する。ケースカバー１０２をヒンジ１０５のまわりに回動させて開成することで、エンジンケース１００内部が開放され、これにより露呈したエンジンケース１００内部のエンジンユニット１１等に自由にアクセス可能となる。ケースカバー１０２を開けて内部の点検等を容易に行うことができ、この種の作業の利便性を向上することができる。
【００４０】
なお、ケース本体１０１とケースカバー１０２の閉合部もしくは合せ面には、シールが敷設され、ケースカバー１０２をケース本体１０１に対して閉めることでエンジンケース１００の高い水密性が確保・保持される。この場合、そのシールは、ケース本体１０１及びケースカバー１０２の合せ面に沿って全周に亘って敷設される。そして、ケースカバー１０２が閉まった際にはケース本体１０１の閉合部との間に挟着され、これによりエンジンケース１００に対する高い水密性が得られる。
【００４１】
また、ケースカバー１０２をケース本体１０１に対して閉じた際、ケースカバー１０２をその閉合状態に固定保持するための、図２〜図４に示されるようなロック機構１０６を有している。
一方、ケースカバー１０２をその開き状態に保持可能な保持機構を有し、この保持機構の詳細な説明は省略するが、ケース本体１０１に対してケースカバー１０２を開いた状態に保持することができる。
【００４２】
上記の場合、上述した船外機１０の構成部材の他に、エンジンユニット１１の冷却配管系、チルト機構及びステアリング機構の駆動用の油圧配管系あるいは部材相互間等で電気信号もしくは電力等を授受するための電気信号線又はコード類等がエンジンケース１００内の適所に引き回されると共に、船外機１０の運転に必要な補機類が配設される。そして、これらの配管系等を介して、あるいは補機類が作動して、船外機１０の適正な運転が遂行される。
【００４３】
本発明において、図９のように排気系１３におけるエキゾーストマニホールド２６、エキゾーストパイプ２７、排気ホース２８、マフラ２９及び排気ホース３０等を含んで構成される排気装置２００を有する。この排気装置２００はエンジンで発生した燃焼ガスを排出するが、ここで、シリンダヘッド１９を挟んでその両側にインテークマニホールド２３（図８参照）及びエキゾーストマニホールド２６が結合する。インテークマニホールド２３は各気筒の吸気ポートに接続され、この吸気ポートに混合気が供給される。吸気ポートからシリンダヘッド１９の燃焼室に吸入された混合気は爆発後、排気ポート４６（図８）から排出される。各気筒の排気ポート４６はエキゾーストマニホールド２６に接続され、各気筒からの排気ガスはエキゾーストマニホールド２６で合流して、エキゾーストパイプ２７更にはマフラ２９を通って排気出口３１から水中に排出される。
【００４４】
図９にも示されるようにエキゾーストマニホールド２６は、エンジンユニット１１の排気ポート４６側で気筒の列設方向、即ち船幅方向に延設される。この例ではエンジンユニット１１は直列４気筒エンジンであるため、４つのマニホールド２６Ａ〜２６Ｄを有し、各マニホールド２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄはそれぞれ対応する気筒の排気ポート４６に接続される。マニホールド２６Ａ〜２６Ｄはこの例では♯２又は♯３気筒付近で合流して、その上向きに開設された排気開放端にてエキゾーストパイプ２７と接続する。エキゾーストパイプ２７はエキゾーストマニホールド２６から略上方に指向して延出し、概略Ｕ字状に湾曲しながら折り返して排気ホース２８の上端が接続される。このように湾曲するエキゾーストパイプ２７は、サイフォン状を呈して配置される。排気ホース２８は略直線状に下方に延出し、その下端が適宜湾曲しながらエンジンケース１００の底部に配置されているマフラ２９に接続される。
【００４５】
ここで、排気ホース２８の配設構造において、エンジンケースの一部に筒状の隔壁を設け、この隔壁内を通ってマフラ２９へと延設される。図１０において、右側のエンジンユニット１１の例で説明すると、図１０はケースカバー１０２を取り外してケース本体１０１の内部を示す上面図であるが、ケース本体１０１の筐体の後面内側１０１ａにおいて略上下方向に筒状の隔壁４７が形成される。この隔壁４７はケース本体１０１の内方へ膨出するように形成され、その筒状の内部は排気ホース２８を収容するトンネル状のガイド空間４８となる。このガイド空間４８は隔壁４７によってケース本体１０１内部と隔絶されるが、この場合、隔壁４７の側面の一部は、エンジンケース１０１自体により形成される。即ち、排気ホース２８のガイド空間４８の後側はケース本体１０１の筐体の後面内側１０１ａにより形成される。このためガイド空間４８はトンネル状あるいは筒状ではあるが、その断面形状は円形ではなく、後側は平坦である。左側のエンジンユニット１１についても同様に、シリンダヘッド１９の前側に結合するエキゾーストマニホールド２６には排気ホース２８が接続されるが、この場合、ケース本体１０１の筐体の前面内側１０１ｂにおいて略上下方向に筒状の隔壁が形成される。
【００４６】
図１１（ａ）に示されるように隔壁４７の上端は、エンジンケース１００のケース本体１０１の上端付近に設定され、これがガイド空間４８の上方開放端となる。図１１（ａ）においてはガイド空間４８の上端部のみが図示されているが、ケース本体１０１の後面内側１０１ａに沿ってその底部まで延設される。図１１（ｂ）に示されるようにエキゾーストパイプ２７はサイフォン状に形成され、そのサイフォン状の排気出口側端部に排気ホース２８の上端が連結する。排気ホース２８はガイド空間４８内を通って、その下端は後述するマフラ室に配置されたマフラ２９に連結する。
【００４７】
更に、図１１（ｂ）に示されるようにエキゾーストパイプ２７の頂点よりも排気通路下流側に噴射ノズル４９が装着され、この噴射ノズル４９から水、典型的には海水を噴射するようになっている。本実施形態ではエキゾーストパイプ２７の周囲を覆うように形成された冷却用ウォータジャケットが付設されており、このウォータジャケットに供給される冷却水が噴射ノズル４９から噴射されるようにしている。なお、船外機１０には冷却水の汲上げポンプが搭載され、汲み上げた冷却水を噴射ノズル４９によってエキゾーストパイプ２７の排気通路の下流方向に指向して噴射排出する。このようにエキゾーストパイプ２７内に冷却水を排出し、排気ホース２８そしてその下流側に接続されるマフラ２９が湿式となる。
【００４８】
マフラ２９は、ケース本体１０１の下面且つ外側に設置される。図１２に示されるようにケース本体１０１の下面視で一対のマフラ２９が概略「ハ」字状を呈するように、別言すれば略二等辺三角形の二等辺に対応するように配置される。この場合、右側のエンジンユニット１１に接続されるマフラ２９は、その内部の排気通路の上流側が後方となり、左側のエンジンユニット１１に接続されるマフラ２９については、下流側が前方となるようにそれぞれ水平配置される。これらのマフラ２９が配置されるケース本体１０１の下面の中央部は略平坦状であり、この中央部の左右両側が適度に上方へ傾斜している。なお、右側のマフラ２９に接続される排気ホース３０は、該マフラ２９の側近に沿って配置され、ケース本体１０１の後面下部付近で排気出口３１に接続される。
【００４９】
マフラ２９及び排気ホース３０は、ケース本体１０１の下面から突出しないように配置される。このように配置するために、ケース本体１０１の下面にはマフラ２９及び排気ホース３０を収容するためのマフラ室５０が形成される。このマフラ室５０はケース本体１０１の下面外側からケース本体１０１の内方へ向けて凹設され、ケース本体１０１の底面にて内側へ凸状となる。マフラ室５０はマフラ２９等の配置に対応して概略「ハ」字状を呈する。マフラ２９及び排気ホース３０は図１２に示されるように、マフラ室５０内にすっぽりと嵌まり込むように収容配置される。その場合、マフラ２９の外周部を取付金具（もしくはブラケット等）５１（図１４（ｂ）参照）によって適度な力で押圧し、マフラ２９をマフラ室５０内に的確に固定する。なお、取付金具５１はボルト５２により締着固定される。
【００５０】
上記のようにマフラ室５０に配置されたマフラ２９等は、図１３に示されるようにマフラカバー５３によって覆われる。マフラカバー５３はケース本体１０１の底部まわりに係合し、その状態でボルトによって締着固定される。このようにマフラ２９は、エンジンケース１０１の下面とマフラカバー５３とに挟まれるかたちで固定される。マフラカバー２９がケース本体１０１に被着することで、エンジンケース１００の下面は極めて平滑な面となる。このようにマフラ２９は、ケース本体１０１の凹設されたマフラ室５０に間装され、取付金具５１によってぶら下げられる。また、この場合マフラカバー５３はマフラ２９直下でもケース本体１０１から外に向かって膨らまず、エンジンケース１００の下面は全体的に極めて平滑化されている。
【００５１】
図１４は、マフラ室５０内に収容されたマフラ２９を示している。図１４（ａ）のようにこの例ではマフラ２９内の排出通路の上流及び下流側に逆止弁５４が配設される。これらの逆止弁５４は実線及び点線で示されるように、両矢印方向に回動してマフラ２９内の排気通路を開閉するようになっている。この場合、点線のように閉じることで逆流を抑止することができる。
【００５２】
また、マフラ２９の開口端である排気出口３１は、その高さ位置が図４に示されるように船体１の船底１ａよりも上方に設定される。また同時に、排気出口３１はエンジンよりも下方の高さ位置に設定される。排気装置２００において、マフラ２９及びこれに接続する排気ホース３０は図６等に示されるように、エンジンユニット１１の下側へ回り込み、排気ホース３０の先端に付設された排気出口３１はケース本体１０１の後面に突出配置される。前述したように排気ホース３０を含めマフラ２９は略水平配置されるため、従って排気出口３１自体もエンジンよりも下方位置に配置される。
【００５３】
更に図２及び図３等に示されるように、排気出口３１はケース本体１０１の後面下端付近において、その左右方向中央部から離間して配置される。ケース本体１０１の後面には凹部１０３が設けられ、この凹部１０３には推進機１５が搭載される。排気出口３１はケース本体１０１の船幅方向外側寄りに配設され、即ち凹部１０３からは離隔している。
【００５４】
更に、本実施形態においてエンジンユニット１１のエンジンの回転数が低く且つその排気圧が低い時、排気レリーズ系を介して排気するようにしている。この場合も右側のエンジンユニット１１の例で説明すると、図１１及び図１５に示されるようにエキゾーストパイプ２７の所定部位に接続されたレリーズ管５６とこのレリーズ管５６の途中に接続配置された膨張室５７を含む排気レリーズ系５５を備える。
【００５５】
具体的にはエキゾーストパイプ２７の後半部に排気レリーズ系５５の排気取出口５８を設け、この排気取出口５８にレリーズ管５６の一端が接続される。また、レリーズ管５６の他端は排気レリーズ系５５の開放端として、ケース本体１０１の凹部１０３の上面あるいは天井面に形成された排気放出口５９に接続される。この排気放出口５９を介して、凹部１０３の上面から下方に向けて排気レリーズするようにする。膨張室５７は図１１等のように箱型等のものであってよいが、図１５（ｂ）のように排気ガスが下部から入って上部から出でいくようにする。なお、排気放出口５９には図１５（ｃ）のように放出ノズル６０を装着し、この放出ノズル６０にレリーズ管５６を接続する。
【００５６】
本発明の船外機１０の基本的作動において、エンジンユニット１１が始動すると、その動力は先ず減速機３２へ入力され、次にその出力端からユニバーサルジョイント３６を介してタイロッド３４へ伝達される。エンジン動力は更に、タイロッド３４から中間減速機３５へ伝達されるが、中間減速機３５において入力軸からベベルギアを介してドライブシャフトへ伝達され、これによりドライブシャフトが回転駆動される。ドライブシャフトの駆動力はギアケース４１内の最終減速機において、ベベルギアを介してプロペラシャフト、更にプロペラ４２へと伝達され、これによりプロペラ４２が回転する。
【００５７】
エンジン作動時、特に排気系１３において、エンジンで発生した排気ガスが排気装置２００から排出される。前述のように排気装置２００はエキゾーストマニホールド２６、エキゾーストパイプ２７、排気ホース２８、マフラ２９及び排気ホース３０等を含み、排気ガスは最終的にマフラ２９を通って排気出口３１から水中に排出される。
【００５８】
上記構成において特に、排気ガスはエキゾーストパイプ２７で水を排気通路内に注入され、これにより所謂、湿式排気が形成されることで、排気ガスの温度を下げられる。このように温度を下げた状態でエキゾーストパイプ２７から排気ホース２８へと排気ガスを流通させ、ケース本体１０１のガイド空間４８を通ってマフラ室５０内のマフラ２９に接続される排気ホース３０によって、排気出口３１まで運ばれる。
【００５９】
主排気口である排気出口３１は滑走時喫水線Ｌ2よりは高く位置に、また静止時（非滑走時）喫水線Ｌ1よりは低い位置にある。このように配置される排気出口３１から、エンジンが高速運転される滑走時のみ排気が排出される。従って、低速時の排気脈動で湿式注入水が叩かれる音がしない。排気ホース２８及びマフラ２９は湿式で温度が低くなっているため、その材質として金属ではなく、軽く且つダンピング特性に優れたゴムを使用することができる。この場合、湿式水中排気の船内外機のベローズのように推進部のステアリングやチルトに伴う曲げ変形を受けることはないので、耐久及び信頼性に優れる。
【００６０】
また、マフラ２９の開口端である排気出口３１は、低速時（非滑走時）には水面下で後方に位置し、このため後進時には水深圧力に加えて正圧を受ける。この場合、水が逆流しないようマフラ２９内にはフラップ形式の逆止弁５４が設けられている。
【００６１】
また、エキゾーストパイプ２７の排気降流部（湿式部）には排気ガスの逃がし口（排気レリーズ系５５の排気取出口５８）が左右のエンジン毎設けられている。排気レリーズ系５５は膨張室５７、排気放出口５９を経由してケース本体１０１の凹部１０３の天井面から船外機１０の外部に排出される。エキゾーストパイプ２７の排気昇流部（サイフォン状の前半部）には、図示しない触媒が装着されているので、排気レリーズ系５５からの排気ガスも清浄化される。
【００６２】
また、排気レリーズ系５５の排気放出口５９は静止時喫水線よりも充分上方に位置するため、静止時及び後進時に排気圧が上がり、マフラ２９の逆止弁５４が閉まった場合でも安定して排気することができ、エンジンの低速運転性能を良好に維持することができる。レリーズ管５６の途中、典型的には中央部には膨張室５７が設けられ、排気ガスの脈動を平滑化することで排気音が低減される。更に、膨張室５７の出口開放端は、レリーズ管５６に繋がる静音ノズル（ファンネル形状）となっており、排気レリーズ系５５からの排気音は有効に低減される。また、膨張室５７の入り口部は膨張室５７の底面近くにあるので、排気ガスに混じった水はエンジン停止時にエキゾーストパイプ２７の排気取出口５８からマフラ２９へと逆流して排出される。
【００６３】
次に、本発明の特徴的な構成及びその作用効果等について説明すると先ず、ケース本体１０１の一部に筒状の隔壁４７を設け、この隔壁４７によりケース本体１０１内部と隔絶されるガイド空間４８に収容された排気ホース２８を介して、エキゾーストパイプ２７とマフラ２９とが連結される。
【００６４】
マフラ室５０自体はケース本体１０１の外部に形成されるが、このマフラ室５０内に配置されるマフラ２９周囲の水は、隔壁４７上端を越えない限り、エンジンケース１００内には進入することができない。従って、エンジンケース１００の被水環境を損ねる心配がない。また、エンジンユニット１１のエンジンは運転中にそれ自身の振動や、駆動及び推進系からの反力によって生じる揺動が生じる。これに対して、マフラ２９はエンジンケース１００に対してマフラカバー５３によって固定されており、しかも排気ホース２８がゴム製であるので、エンジンの振動及び揺動をマフラ２９に伝わり難くする。また、隔壁４７によって形成されるガイド空間４８が排気ホース２８よりも広いので、エンジン揺動時に排気ホース２８が隔壁４７に接触しない。これらによりマフラ２９を有効に保護することができる。
【００６５】
また、エキゾーストパイプ２７は排気ホース２８の上端に連結され、マフラ２９から充分高い位置に設置される。これにより、排気開口端である排気出口３１から海水が、あるいはまた噴射ノズル４９から排気ガス内に注入した水がエキゾーストパイプ２７を経由してエンジンに逆流することがない。更に、隔壁４７内に余剰海水等の廃棄用ホースを通すことができる。
【００６６】
また、隔壁４７の側面の一部は、エンジンケース１００のケース本体１０１により形成される。このように隔壁４７をエンジンケース１００内に設けることで、エンジンケース１００の外観に影響せず、実質的に意匠性を向上することができる。
【００６７】
また、エキゾーストパイプ２７の頂点よりも下流側に設けた噴射ノズル４９から、エキゾーストパイプ２７内に水を噴射し、排気ホース２８及びマフラ２９を湿式とする。
このようにマフラ２９を湿式とすることで、マフラ２９の周囲を過熱しない。これにより冷却用のウォータジャケットを省略できるので、装置を軽量且つコンパクト化とすることができる。また、過熱を防ぐことで、高価な耐熱材料を使用する必要がなく、例えばゴム等の材質とすることができ、装置を実質的に低コストにすることができる。更に、排気ガス自体の温度が下がるので、音速が低下し騒音を減ずることができると共に、マフラ２９と周囲との隙間を小さくし、装置をコンパクト化することができる。
【００６８】
特に、排気ホース２８やマフラ２９をゴム製とし、このようにゴム等の可撓性材料を使用することで、それらが外部と多少接触しても磨耗や損傷を防止することができる。また、ゴム等の可撓性材料を使用することで、排気透過音を減ずることができると共に、マフラ２９が腐食しない。更に、マフラ２９の使用環境を海水被水状態とすることができる。
【００６９】
また、マフラ２９の開口端である排気出口３１の高さは、船底１aよりも上方に且つエンジンよりも下方に設定される。
排気出口３１が船底１aよりも上方に位置するので、排気出口３１を含む排気系部品が走行中の流体抵抗にならない。また、エンジンよりも下方に位置するので、排気開口端からエンジンまで海水が逆流しない。
なお、舟艇速度の高い滑走時、排気出口３１が水面よりも上なので、開排気系部品が流体抵抗にならない。一方、舟艇速度の低い非滑走時には、エンジン回転数が低いので排気そのものが少ない。
【００７０】
また、マフラ２９内に逆止弁５４を配設することで、海水が排気系に逆流しない。特に後進時に排気圧が開弁圧以上にならない限り、開弁しないので、海水が逆流しない。
【００７１】
また、マフラ２９を水平配置すると共に、該マフラ２９の形状に沿って形成したマフラ室５０にマフラ２９を収容し、マフラ２９はケース本体１０１の下面とマフラカバー５３とに挟まれて固定される。
ケース本体１０１の下面にマフラカバー５３を被着し、マフラカバー５３の底面に凸凹がないので、流体抵抗が小さい。また、マフラ２９が凹状のマフラ室５０内に収まるので、マフラ２９周囲の空間容積を小さくし、非滑走時にマフラ２９周囲に入り込んだ海水を、滑走時に短時間で排出することができる。
【００７２】
マフラ２９を水平に配置したので、未使用時にマフラ２９内に水が残らなくすることができ、メンテナンス上有利である等の利点を有する。また、マフラ２９をエンジンよりも下方に配置したので、エンジンを喫水から高い位置に配置することができ、エンジンに被水しない。また、マフラを喫水から高い位置にあるエンジンよりも高い位置に配置した場合に比べて、重心を下げることができ、走行安定性に優れる。
更に、マフラカバー５３（下蓋）をケース凹部に沿った壁面で支えることができるので、航走時マフラカバー５３に加わる水力をエンジンケース１００やエンジンフレームに分散伝達することができる。従って剛性の高いケース下蓋を軽量に作成することができる。また、マフラカバー５３をケース凹部に沿った壁面で支えることができるので、運搬又は整備の際一時的にボートに取り付けない場合等、一時的に床置きしても、自重をエンジンケース１００やエンジンフレームに分散伝達することができる。従って、剛性の高いケース下蓋を軽量に作成することができる。
【００７３】
また、マフラ２９の開口端である排気出口３１は、エンジンケース１００の後面下端付近であって、その中央部から離間して配置される。
排気出口３１をこのように配置することで、エンジンケース１００自体が排気音に対する遮蔽物となって、乗船者に排気音が届き難くすることができる。また、排気出口３１はエンジンケース１００の中央部から離れているため、後進時に従来型船外機のように排気がプロペラに絡んで、プロペラ性能を落とすことがない。
【００７４】
また、エンジンユニット１１のエンジンの回転数が低く且つその排気圧が低い時、排気レリーズ系５５を介して排気する。
エンジン回転数が低い時は、滑走していないのでマフラ２９の開口端は水面下にある。エンジン回転数が低い時に排気圧が上がり、そのままではエンジンが滑らかに運転されない。別系統の排気レリーズ系５５を有し、排気レリーズ系５５から空中に排気することで、排気圧が下がるためエンジンが安定して滑らかに運転できる。
【００７５】
この場合、排気温度の低い場所、即ちエキゾーストパイプ２７の後半部の排気取出口５８から排気を取り出すので、排気レリーズ経路をゴム等の特に耐熱性を持たない材料を使用することができる。また、触媒通過後の浄化された排気を排出することができる。更にゴムホース等の可堯性の高い材料を用いることで、狭い場所にも配管できるので、全体がコンパクトになる。
【００７６】
また、エンジンケース１００の中央凹部１０３の上面から下方に向けて、排気レリーズ系５５の開放端、即ち排気放出口５９を設ける。
従来型の大型船外機ではボートからブラケットを介して取り付けられた場合、排気レリーズが水面下になることがままあった。これに対して本発明では排気レリーズ系５５から排出される排気を水面から高い位置にすることができるので、どのようなボートに横置きエンジン船外機を取り付けても、排気レリーズ系５５の開口端が水面下になることがないので、常に所定の性能を発生することができる。また、排気レリーズ系５５の開放端がエンジンケース１００の凹部１０３内に設けられるので、排気ガスでエンジンケース１００が汚れても、直接見える部分ではなくなり、意匠面を汚さない。更に、後進時にも開放端が水面下にならないので、排気圧を低く保つことができる。この場合もエンジンケース１００自体が遮蔽物となって、排気レリーズ音が乗船者に届き難い。
【００７７】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態において排気ホース２８及びマフラ２９がゴム製である例を説明したが、耐熱性や一定強度を有するものであれば、合成樹脂製とすることも可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 船体、２ トランサムボード、３ 船床、１ａ 船底、１０ 船外機、１１ エンジンユニット、１２ 吸気系、１３ 排気系、１４ 動力伝達機構、１５ 推進機、１６ フレーム、１７ クランクケース、１８ シリンダブロック、１９シリンダヘッド、２０ シリンダヘッドカバー、２１ オイルパン、２２ エアクリーナ、２３ インテークマニホールド、２４ インテークパイプ、２５ 吸気管、２６ エキゾーストマニホールド、２７ エキゾーストパイプ、２８ 排気ホース、２９ マフラ、３０ 排気ホース、３１ 排気出口、３２ 減速機、３３ ケーシング、３４ タイロッド、３５ 中間減速機、３６，３７ ユニバーサルジョイント、３８ ドライブシャフトケース、３９ スイベルブラケット、４０ ベアリング、４１ ギアケース、４２ プロペラ、４３ エンジンマウント、４４ メインブラケット、４５ トランサムボルト、４６ 排気ポート、４７ 隔壁、４８ ガイド空間、４９ 噴射ノズル、５０ マフラ室、５１ 取付金具、５３ マフラカバー、５４ 逆止弁、５５ 排気レリーズ系、５６ レリーズ管、５７ 膨張室、５８ 排気取出口、５９ 排気ガス排気放出口、６０ 放出ノズル、１００ エンジンケース、１０１ ケース本体、１０２ ケースカバー、１０３ 凹部、１０４ 貫通孔、１０５ ヒンジ、１０６ ロック機構、２００ 排気装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船外機に搭載されるエンジンからの燃焼ガスを排出するための排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶もしくは舟艇の推進機関あるいは推進システムの主なものとして船外機、船内外機及び船内機等がある。このうち船外機はアウトボードドライブ等と呼ばれ、エンジン、その捕機類、駆動系のギアやシャフト及びスクリュー等が一体化して構成されており、一般には船体船尾のトランサムボードに搭載される。典型的には小型の舟艇等に搭載され、ステアリング機能とチルティング機能を有している。
【０００３】
また、船内外機は、小型船舶等の推進機関の設置方法として、インボードエンジン・アウトボードドライブ等と呼ばれ、エンジンを船内船尾部に搭載すると共に減速ギア、前後進クラッチ及びプロペラ等を一体化してなるドライブユニットをトランサムボードの外部に配置したものである。
【０００４】
これら船外機、船内外機あるいは船内機いずれにおいても、動力源として内燃機関であるエンジンを搭載する場合、エンジンに燃焼用空気を供給する吸気装置や燃焼後の排気ガスを排気する排気装置は、エンジン性能に著しく影響するため極めて重要な装置である。船外機等では特に使用環境等との関係で、陸上の場合と比べて制約も厳しくなる。とりわけ排気装置、特にマフラにあっては、このような条件下での使用に有効に対応し得るかは極めて重要であり、従来より種々の工夫がなされている。
【０００５】
例えば特許文献１には、船内機（船内外機）の乾式空中排気の例が記載されている。この例では自動車用エンジンと同じ構成であるが、触媒からマフラ部分が船内に配置されている。
また特許文献２には、ＰＷＣ（Personal Water Craft）における乾式空中排気の例が記載されている。この例ではマフラ部分を２重構造とし、水冷としている。
【０００６】
更に特許文献３には、船外機の乾式水中排気の例が記載されている。この例ではコンパクトで消音性能も高くできるが、排気圧力が高くなってしまう。そのためアイドル時には別系統空中排気して対応している。
また特許文献４には、ポッド（POD）型船内機の乾式水中排気の例が記載されている。この例ではアイドル時の排気抜きがない構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１７３４４３号公報
【特許文献２】特開平７−１４４６９７号公報
【特許文献３】特開２００３−００３８４０号公報
【特許文献４】米国特許第７３８７５５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のものでは触媒からマフラ部分が船内となるため、これを冷却するには大量の空気を必要とする上、断熱を行うには大きなスペースを必要とするので、船内での居住積載空間が小さくなってしまうという問題がある。また、エンジン及びマフラ間距離を長く取ることができず、排気温度が下がり難くなり消音性能も良くなかった。
また、特許文献２のものではマフラ部分を２重構造の水冷としているため、スペースは小さくなるものの、重量が増してしまうという問題がある。
【０００９】
更に、特許文献３のものではアイドル時には別系統空中排気により対応しているが、船外機にあってはその別系統の出口を水面上充分な高さとすることができない。このため後進時や深喫水時には水面下に没することも多く、アイドル時の安定性能を確保するのが難しかった。また、同様の理由から喫水に対して触媒を充分高く設定することができないという問題もある。
また、特許文献４のものではアイドル時の排気抜きがないので、安定したアイドル性能を確保するためにはアイドル回転数を上げなければならず、燃費及び消音性能が悪化せざるを得なかった。また、水中障害物と衝突した際、チルトして衝撃力を緩和するのが難しいという問題がある。
【００１０】
更に、その他の例において、船内外機の湿式空中排気の例では乾式空中排気に比べてコンパクトで船内居住積載空間は大きくなるものの、アイドル（低速）時には排気脈動で湿式水が叩かれ、消音性能は低くなる。
また、別の船内外機の湿式水中排気の例では消音性能は高く、コンパクトではあるが、推進器のステアリングやチルトに伴い主排気通路のベローズが屈曲する。このことから、そのベローズの耐久性や信頼性が低く、最悪の場合にはベローズから船内に浸水するおそれがある。
【００１１】
本発明はかかる実情に鑑み、比較的簡素且つコンパクトな構成で、優れた排気性能を実現する船外機の排気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による船外機の排気装置は、エンジンケース内部にエンジンが収容されると共に、該エンジンケース外部に前記エンジンによって駆動される推進機を備えた船外機において、前記エンジンからの燃焼ガスを排出するための排気装置であって、前記エンジンケースの一部に筒状の隔壁を設け、該隔壁の上端は前記エンジンケースの上端付近とすると共に、その下端はマフラ室に連結し、排気ホースの上端はエキゾーストパイプの出口に連結すると共に、その下端は前記マフラと連結し、前記排気ホースは前記エンジンケースから前記隔壁内を通って、前記マフラ室へと配索されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の船外機の排気装置において、前記隔壁の側面の一部は、前記エンジンケースにより形成されることを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エキゾーストパイプの頂点よりも下流側に設けた噴射ノズルから、該エキゾーストパイプ内に水を噴射し、前記排気ホース及び前記マフラを湿式とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記排気ホース及び前記マフラはゴム製であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の船外機の排気装置において、前記マフラの開口端の高さは、船底よりも上方に且つ前記エンジンよりも下方に設定されることを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記マフラ内に逆止弁を配設することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の船外機の排気装置において、前記マフラを水平配置すると共に、該マフラの形状に沿って前記エンジンケースの下面を凹状に形成して前記マフラをその凹状内に収容し、前記マフラは、前記エンジンケースの下面とマフラカバーとに挟まれて固定されることを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記マフラの開口端は、前記エンジンケースの後面下端付近であって、その中央部から離間して配置されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エンジンの回転数が低く且つその排気圧が低い時、排気レリーズ系を介して排気することを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記サイフォン管の後半部に前記排気レリーズ系の排気取出口を設けることを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エンジンケースの中央凹部の上面から下方に向けて、前記排気レリーズ系の開放端を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ケース本体の外部に形成されるマフラ室内のマフラ周囲の水は、隔壁上端を越えない限り、エンジンケース内には進入することができず、エンジンケースの被水環境を安全に保持することができる。また、排気ホースやマフラに対する冷却性や周囲部材との適正な結合配置関係を維持し、典型的にはゴム製とすることで軽量且つ低コスト化を図ることができる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る船外機を搭載した船舶もしくは舟艇の例を示す斜視図である。
【図２】本発明の船外機の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の船外機の外観を示す後面図である。
【図４】本発明の船外機の外観を示す側面図である。
【図５】本発明の船外機の外観を示す前面図である。
【図６】本発明の船外機におけるエンジンケース内部の構成例を示す斜視図である。
【図７】本発明の船外機におけるエンジンケース内部の主要構成の分解斜視図である。
【図８】本発明の船外機のエンジンユニットの構成及び配置例を示す斜視図である。
【図９】本発明の船外機の吸排気系における排気装置の構成例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の船外機におけるケースカバーを取り外してケース本体の内部を示す上面図である。
【図１１】本発明の船外機におけるエンジンケースに設けた隔壁の上端付近及びエキゾーストパイプまわりをそれぞれ示す斜視図である。
【図１２】本発明の船外機におけるマフラカバーを取り外した状態のエンジンケースの下面図である。
【図１３】本発明の船外機におけるマフラカバーの構成例をそれぞれ示す斜視図である。
【図１４】本発明の船外機におけるマフラカバーまわりの構成例をそれぞれ示す断面図である。
【図１５】本発明の船外機に係る排気レリーズ系を示す上面図、その膨張室の断面図及び排気放出口まわりを示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づき、本発明における船外機の排気装置の好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る船外機１０を搭載した船舶もしくは舟艇の例を示している。この例では船舶は典型的には中小型とし、船体１の後部にトランサムボード２（船尾板）有するものとする。船外機１０は図示のようにトランサムボード２を利用して搭載される。なお、以下で参照する各図の要所において、前方（船首側）を矢印Ｆｒにより、後方（船尾側）を矢印Ｒｒによりそれぞれ示す。また、必要に応じて船体の左右方向（船幅方向）をそれぞれ矢印Ｌ、矢印Ｒにより示す。
【００２０】
ここで先ず本実施形態に係る船体１において、図１のように船体１の底部に船床３が敷設され、この船床３の後端にトランサムボード２が配置される。船床３の中央部付近において操縦席４が設けられ、操縦席４にはハンドル５を始めとする操縦に必要な装置及び機器類、計器類等が配設される。船外機１０は動力、推進機、転舵装置及びチルト装置等が一体的に装備され、所謂オールインワンタイプとして構成され、船体１側に燃料タンク、バッテリ等の通常の備品があれば運転可能である。
【００２１】
なお、船舶としてこの図示例のものに限定されず、その他トランサムボードの後側に船外機搭載用のブラケット等を具備した船体もあり、つまり船体の船尾に船尾板又はこれに相当する部位もしくは部材を有するタイプのものに対して、本発明の船外機１０は有効に適用可能である。
【００２２】
図２〜図５は船外機１０の外観を示し、図２は船外機１０の斜視図、図３は後面図、図４は側面図及び図５は前面図である。船外機１０は樹脂製エンジンケース１００を有し、このエンジンケース１００内部に後述する動力源であるエンジンユニットを収容すると共に、エンジンケース１００の後部下方にスクリュー（プロペラ）を配置し、エンジンユニットによってスクリューを回転駆動する。エンジンケース１００は船外機１０の外観を構成する外装部材としても機能し、全体として一体感のある外観を呈している。
【００２３】
エンジンケース１００は図１をも参照して、船体１の船尾部（典型的にはトランサムボード２とする）と略同一の幅を有する筐体として構成される。この例ではエンジンケース１００の基本的な形態は概略直方体とし、該直方体の長手方向が船幅方向としている。エンジンケース１００はエンジンユニット及びその周辺部品もしくは部材を収容するケース本体１０１と、ケース本体１０１の上部開口を覆うケースカバー１０２とを有する。
【００２４】
エンジンケース１００内に収容されるエンジンユニット及びその周辺部品等について説明する。本発明の船外機１０はそのパワーユニットとして内燃機関を主動力とし、これを作動させて推進機を駆動する。図６は船外機１０におけるエンジンケース１００内部の構成例を示し、図７はエンジンケース１００内の主要構成の分解斜視図である。エンジンケース１００内において、パワーユニットを構成するエンジンユニット１１が、コンパクト且つ重量バランス良く配置収容される。この実施形態では２基のエンジンユニット１１を有し、その筐体の長手方向が船幅方向としたエンジンケース１００の左右に、一対のエンジンユニット１１がセンタ振分けで配置される。各エンジンユニット１１には、吸気系１２及び排気系１３が接続されると共に、それぞれの出力端（クランクシャフト）に動力伝達機構１４が連結される。動力伝達機構１４はエンジンユニット１１の後側にて左右方向中央部で推進機１５と結合し、これらの船外機構成部材が図７のようにフレーム１６上に搭載支持される。
【００２５】
更に具体的に説明すると、エンジンユニット１１において、この例では水冷式直列４気筒４サイクルガソリンエンジンを使用する。なお、エンジン気筒数等は必要に応じて適宜変更可能であり、この例に限定されるものではない。図８を参照して、エンジンユニット１１においてクランクケース１７、シリンダブロック１８、シリンダヘッド１９及びシリンダヘッドカバー２０が順次重なるように一体的に結合し、最下部にオイルパン２１が付設される。各エンジンユニット１１のクランクシャフトは船幅方向（左右方向）に沿って配置され、その軸端に結合するエンジン出力軸が左右両外側に位置するように配置され、即ち右側のエンジンユニット１１のエンジン出力軸は右側に、左側のエンジンユニット１１のエンジン出力軸は左側となるように配置される。
【００２６】
次に吸気系１２において、図６に示すようにエンジンユニット１１相互間に単一のエアクリーナ２２が配置される。一方、図８に示されるように右側のエンジンユニット１１のシリンダヘッド１９の前側に、及び左側のエンジンユニット１１のシリンダヘッド１９の後側にそれぞれインテークマニホールド２３が結合し、これらのインテークマニホールド２３とエアクリーナ２２との間がそれぞれインテークパイプ２４を介して接続される。エアクリーナ２２の前面部からエンジンケース１００前部の船体１側まで吸気管２５が延出し（図９参照）、その先端の空気取込み口から空気を取り込むようになっている。空気取込み口は、船体１において波、しぶき及び雨等に曝されることがない部屋もしくはスペースに設置される。図８に示されるように各エンジンユニット１１において、単一の吸気管２５はインテークマニホールド２３において複数（この例では４つ）に分岐する。
【００２７】
排気系１３において、図７等に示されるように右側のエンジンユニット１１のシリンダヘッド１９の後側に、及び左側のエンジンユニット１１のシリンダヘッド１９の前側にそれぞれエキゾーストマニホールド２６が結合し、それらは単一のエキゾーストパイプ２７に接続する。エキゾーストパイプ２７にはゴム製の排気ホース２８が接続され、排気ホース２８にはマフラ２９が接続される。このマフラ２９には排気ホース３０が接続され、この排気ホース３０に取り付けられた排気出口３１から排気ガスが排出されるようになっている。
【００２８】
マフラ２９は、エンジンケース１００のケース本体１０１の下面外側に設置される。この場合、マフラ２９及び排気ホース３０等はケース本体１０１の下面から実質的に突出しないように配置されると共に、ケース本体１０１の後面左右両側の下部付近に配置された排気出口３１から左右バランス良く水中に排気される。
【００２９】
動力伝達機構１４はエンジンユニット１１の出力を推進機１５へと伝達する。動力伝達機構１４において、左右のエンジンユニット１１のエンジン出力軸には図７に示されるように減速機３２が連結される。減速機３２のケーシング３３内に回転自在に軸支されたギア群を有し、その出力軸にタイロッド３４が連結される。左右のタイロッド３４は相互に同心且つ水平で左右方向に配置され、左右中央部で中間減速機３５と連結する。各タイロッド３４は両端でそれぞれユニバーサルジョイント３６，３７を介して、減速機３２及び中間減速機３５と連結する。なお、タイロッド３４はその軸方向途中適所でスプレライン係合構造を有し、全体としての長さが伸縮可能になっている。
【００３０】
中間減速機３５は、それぞれタイロッド３４に連結する一対の入力側ベベルギアとこれらの入力側ベベルギアに噛合する出力側ベベルギアとを含む。出力側ベベルギアは、ドライブシャフトケース３８内のドライブシャフトと連結し、中間減速機３５、ドライブシャフトケース３８及びスイベルブラケット３９が、相互に一体的に結合する。ドライブシャフトは中間減速機３５から下方へ延出する。これらのスイベルブラケット３９等はベアリング４０を介して、ケース本体１０１に回動可能に支持される。
【００３１】
推進機１５は図７等に示されるように、ドライブシャフトケース３８の下方に配置される。推進機１５は、プロペラ駆動用のギアを内蔵するギアケース４１を含み、全体としてフィン状を呈する。ギアケース４１の後端部にはプロペラ４２が装架される。ドライブシャフトはドライブシャフトケース３８内を通って更に下方へ延出し、ギアケース４１内まで延設される。ギアケース４１内には最終減速機が構成され、この最終減速機を介してプロペラ４２を回転駆動することができる。
【００３２】
更に、推進機１５に対するチルト機構及びステアリング機構を備えている。これらについての詳細な説明は省略するが、先ずチルト機構により中間減速機３５、ドライブシャフトケース３８及び推進機１５全体がチルト軸Ｔ（図２、図３参照）のまわりに上下方向に回動可能である。チルト軸Ｔはタイロッド３４と同軸に設定され、推進機１５はチルト軸Ｔのまわりにチルト動作することができる。なお、チルト機構において所謂パワートリムチルト（ＰＴＴ）等と称する駆動装置を備え、電動油圧式のチルト機構が構成されるものであってよい。
【００３３】
また、ステアリング機構により推進機１５は、ステアリング軸Ｓ（図２、図３参照）のまわりにヨー方向（左右方向）に回動可能である（ヨーイング）。このステアリング機構において、例えば電動油圧式に油圧駆動されるステアリングシリンダを有し、油圧ポンプを油圧源としてステアリングロッドに沿って往復動させることで推進機１５が左右方向に回動、即ちステアリング動作することができる。
【００３４】
上述した船外機１０の主要構成部材は図６のようにフレーム１６上に搭載支持される。フレーム１６は鋼管等の材料を用いて、図７に示されるようにエンジンケース１００を構成する筐体の直方体に略沿った外形となるように形成される。フレーム１６の所定部位にはエンジンユニット１１を搭載支持するための複数のエンジンマウント４３が配設され、これらのエンジンマウント４３を介してエンジンユニット１１がフレーム１６上に取り付けられる。また、フレーム１６の後部には、前述したスイベルブラケット３９等を支持するためのベアリング４０が装着されるメインブラケット４４が取り付けられる。
【００３５】
更に、フレーム１６の前面部には複数のトランサムボルト４５が前方に向けて取り付けられる。フレーム１６にはエンジンユニット１１を始めとする船外機構成部材が搭載されるが、それらを搭載したフレーム１６はエンジンケース１００内に収容される。トランサムボルト４５はそのようなエンジンケース１００のケース本体１０１の前面部を貫通してトランサムボード２に締結され、これによりエンジンケース１００全体をトランサムボード２に締着固定することができる。なお、ケース本体１０１から突出するトランサムボルト４５にはシールもしくはパッキン等が装着され、水密性が確保される。
【００３６】
前述のようにエンジンケース１００は、エンジンユニット１１やその周辺部品を収容するケース本体１０１と、ケース本体１０１の上部開口を覆うケースカバー１０２とを有する。ケース本体１０１に対してケースカバー１０２が閉じることでエンジンケース１００内は実質的に密閉空間となり、高い水密性が確保される。この場合、船外機１０の構成部材はフレーム１６によって支持され、フレーム１６はエンジンユニット１１を保持すると共に推進機１５の推進力や操舵力を受け持ち、即ちエンジンケース１００自体にはそれらの負荷荷重がかからない。また、エンジンケース１００は図１に示されるように、船外機１０の外装部材としても機能し、船外機１０に搭載されて全体として一体感の外観を呈する。
【００３７】
図２〜図４等に示されるようにケース本体１０１の後面側において、その後面部から底面部へかけての領域において、船幅方向中央部にはケース本体１０１の内方へ凹むように形成された凹部１０３が設けられている。この凹部１０３まわりには、推進装置を構成する推進機１５やそのチルト及びステアリング機構等が配設される。凹部１０３はケース本体１０１の後面側から前方へ向けて形成されるが、チルト機構及びステアリング機構あるいはそれらの周辺機器や部材等がチルトあるいはステアリング動作する際にケース本体１０１と干渉しないように必要且つ十分な間隙が設けられている。
【００３８】
また、前述したように船体１側には燃料タンク、バッテリ等の備品が配備され、これらの備品と船外機１０とが接続もしくは連結される。この場合、図５に示すようにケーシング１０１の前面部とトランサムボード２との間で穴を共あけするかたちで、複数の貫通孔１０４が形成されている。即ち、エンジンに燃焼用空気を供給するための吸気管２５を挿通させるための貫通孔１０４Ａ、燃料タンクからエンジンに燃料を供給するための燃料パイプを挿通させるための貫通孔１０４Ｂ、エンジンケース１００内を換気するための換気空気用筒体を通すための貫通孔１０４Ｃ等が形成される。更に、エンジンケース１００内の装置もしくは機器類又は部材と船体１側の操縦装置との間を、電気的（制御信号等を含む）あるいは機械的に接続するコード又はケーブル類を挿通させるための貫通孔１０４Ｄが形成される。なお、これらの貫通孔１０４には吸気管２５等の実装時に水密保持手段（シール等）が施される。
【００３９】
ケースカバー１０２はエンジンケース１００の上面部を構成するが、図２あるいは図３に示されるようにケース本体１０１の後部上端付近にてヒンジ１０５を介して回動可能に結合する。ケースカバー１０２をヒンジ１０５のまわりに回動させて開成することで、エンジンケース１００内部が開放され、これにより露呈したエンジンケース１００内部のエンジンユニット１１等に自由にアクセス可能となる。ケースカバー１０２を開けて内部の点検等を容易に行うことができ、この種の作業の利便性を向上することができる。
【００４０】
なお、ケース本体１０１とケースカバー１０２の閉合部もしくは合せ面には、シールが敷設され、ケースカバー１０２をケース本体１０１に対して閉めることでエンジンケース１００の高い水密性が確保・保持される。この場合、そのシールは、ケース本体１０１及びケースカバー１０２の合せ面に沿って全周に亘って敷設される。そして、ケースカバー１０２が閉まった際にはケース本体１０１の閉合部との間に挟着され、これによりエンジンケース１００に対する高い水密性が得られる。
【００４１】
また、ケースカバー１０２をケース本体１０１に対して閉じた際、ケースカバー１０２をその閉合状態に固定保持するための、図２〜図４に示されるようなロック機構１０６を有している。
一方、ケースカバー１０２をその開き状態に保持可能な保持機構を有し、この保持機構の詳細な説明は省略するが、ケース本体１０１に対してケースカバー１０２を開いた状態に保持することができる。
【００４２】
上記の場合、上述した船外機１０の構成部材の他に、エンジンユニット１１の冷却配管系、チルト機構及びステアリング機構の駆動用の油圧配管系あるいは部材相互間等で電気信号もしくは電力等を授受するための電気信号線又はコード類等がエンジンケース１００内の適所に引き回されると共に、船外機１０の運転に必要な補機類が配設される。そして、これらの配管系等を介して、あるいは補機類が作動して、船外機１０の適正な運転が遂行される。
【００４３】
本発明において、図９のように排気系１３におけるエキゾーストマニホールド２６、エキゾーストパイプ２７、排気ホース２８、マフラ２９及び排気ホース３０等を含んで構成される排気装置２００を有する。この排気装置２００はエンジンで発生した燃焼ガスを排出するが、ここで、シリンダヘッド１９を挟んでその両側にインテークマニホールド２３（図８参照）及びエキゾーストマニホールド２６が結合する。インテークマニホールド２３は各気筒の吸気ポートに接続され、この吸気ポートに混合気が供給される。吸気ポートからシリンダヘッド１９の燃焼室に吸入された混合気は爆発後、排気ポート４６（図８）から排出される。各気筒の排気ポート４６はエキゾーストマニホールド２６に接続され、各気筒からの排気ガスはエキゾーストマニホールド２６で合流して、エキゾーストパイプ２７更にはマフラ２９を通って排気出口３１から水中に排出される。
【００４４】
図９にも示されるようにエキゾーストマニホールド２６は、エンジンユニット１１の排気ポート４６側で気筒の列設方向、即ち船幅方向に延設される。この例ではエンジンユニット１１は直列４気筒エンジンであるため、４つのマニホールド２６Ａ〜２６Ｄを有し、各マニホールド２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄはそれぞれ対応する気筒の排気ポート４６に接続される。マニホールド２６Ａ〜２６Ｄはこの例では♯２又は♯３気筒付近で合流して、その上向きに開設された排気開放端にてエキゾーストパイプ２７と接続する。エキゾーストパイプ２７はエキゾーストマニホールド２６から略上方に指向して延出し、概略Ｕ字状に湾曲しながら折り返して排気ホース２８の上端が接続される。このように湾曲するエキゾーストパイプ２７は、サイフォン状を呈して配置される。排気ホース２８は略直線状に下方に延出し、その下端が適宜湾曲しながらエンジンケース１００の底部に配置されているマフラ２９に接続される。
【００４５】
ここで、排気ホース２８の配設構造において、エンジンケースの一部に筒状の隔壁を設け、この隔壁内を通ってマフラ２９へと延設される。図１０において、右側のエンジンユニット１１の例で説明すると、図１０はケースカバー１０２を取り外してケース本体１０１の内部を示す上面図であるが、ケース本体１０１の筐体の後面内側１０１ａにおいて略上下方向に筒状の隔壁４７が形成される。この隔壁４７はケース本体１０１の内方へ膨出するように形成され、その筒状の内部は排気ホース２８を収容するトンネル状のガイド空間４８となる。このガイド空間４８は隔壁４７によってケース本体１０１内部と隔絶されるが、この場合、隔壁４７の側面の一部は、エンジンケース１０１自体により形成される。即ち、排気ホース２８のガイド空間４８の後側はケース本体１０１の筐体の後面内側１０１ａにより形成される。このためガイド空間４８はトンネル状あるいは筒状ではあるが、その断面形状は円形ではなく、後側は平坦である。左側のエンジンユニット１１についても同様に、シリンダヘッド１９の前側に結合するエキゾーストマニホールド２６には排気ホース２８が接続されるが、この場合、ケース本体１０１の筐体の前面内側１０１ｂにおいて略上下方向に筒状の隔壁が形成される。
【００４６】
図１１（ａ）に示されるように隔壁４７の上端は、エンジンケース１００のケース本体１０１の上端付近に設定され、これがガイド空間４８の上方開放端となる。図１１（ａ）においてはガイド空間４８の上端部のみが図示されているが、ケース本体１０１の後面内側１０１ａに沿ってその底部まで延設される。図１１（ｂ）に示されるようにエキゾーストパイプ２７はサイフォン状に形成され、そのサイフォン状の排気出口側端部に排気ホース２８の上端が連結する。排気ホース２８はガイド空間４８内を通って、その下端は後述するマフラ室に配置されたマフラ２９に連結する。
【００４７】
更に、図１１（ｂ）に示されるようにエキゾーストパイプ２７の頂点よりも排気通路下流側に噴射ノズル４９が装着され、この噴射ノズル４９から水、典型的には海水を噴射するようになっている。本実施形態ではエキゾーストパイプ２７の周囲を覆うように形成された冷却用ウォータジャケットが付設されており、このウォータジャケットに供給される冷却水が噴射ノズル４９から噴射されるようにしている。なお、船外機１０には冷却水の汲上げポンプが搭載され、汲み上げた冷却水を噴射ノズル４９によってエキゾーストパイプ２７の排気通路の下流方向に指向して噴射排出する。このようにエキゾーストパイプ２７内に冷却水を排出し、排気ホース２８そしてその下流側に接続されるマフラ２９が湿式となる。
【００４８】
マフラ２９は、ケース本体１０１の下面且つ外側に設置される。図１２に示されるようにケース本体１０１の下面視で一対のマフラ２９が概略「ハ」字状を呈するように、別言すれば略二等辺三角形の二等辺に対応するように配置される。この場合、右側のエンジンユニット１１に接続されるマフラ２９は、その内部の排気通路の上流側が後方となり、左側のエンジンユニット１１に接続されるマフラ２９については、下流側が前方となるようにそれぞれ水平配置される。これらのマフラ２９が配置されるケース本体１０１の下面の中央部は略平坦状であり、この中央部の左右両側が適度に上方へ傾斜している。なお、右側のマフラ２９に接続される排気ホース３０は、該マフラ２９の側近に沿って配置され、ケース本体１０１の後面下部付近で排気出口３１に接続される。
【００４９】
マフラ２９及び排気ホース３０は、ケース本体１０１の下面から突出しないように配置される。このように配置するために、ケース本体１０１の下面にはマフラ２９及び排気ホース３０を収容するためのマフラ室５０が形成される。このマフラ室５０はケース本体１０１の下面外側からケース本体１０１の内方へ向けて凹設され、ケース本体１０１の底面にて内側へ凸状となる。マフラ室５０はマフラ２９等の配置に対応して概略「ハ」字状を呈する。マフラ２９及び排気ホース３０は図１２に示されるように、マフラ室５０内にすっぽりと嵌まり込むように収容配置される。その場合、マフラ２９の外周部を取付金具（もしくはブラケット等）５１（図１４（ｂ）参照）によって適度な力で押圧し、マフラ２９をマフラ室５０内に的確に固定する。なお、取付金具５１はボルト５２により締着固定される。
【００５０】
上記のようにマフラ室５０に配置されたマフラ２９等は、図１３に示されるようにマフラカバー５３によって覆われる。マフラカバー５３はケース本体１０１の底部まわりに係合し、その状態でボルトによって締着固定される。このようにマフラ２９は、エンジンケース１０１の下面とマフラカバー５３とに挟まれるかたちで固定される。マフラカバー２９がケース本体１０１に被着することで、エンジンケース１００の下面は極めて平滑な面となる。このようにマフラ２９は、ケース本体１０１の凹設されたマフラ室５０に間装され、取付金具５１によってぶら下げられる。また、この場合マフラカバー５３はマフラ２９直下でもケース本体１０１から外に向かって膨らまず、エンジンケース１００の下面は全体的に極めて平滑化されている。
【００５１】
図１４は、マフラ室５０内に収容されたマフラ２９を示している。図１４（ａ）のようにこの例ではマフラ２９内の排出通路の上流及び下流側に逆止弁５４が配設される。これらの逆止弁５４は実線及び点線で示されるように、両矢印方向に回動してマフラ２９内の排気通路を開閉するようになっている。この場合、点線のように閉じることで逆流を抑止することができる。
【００５２】
また、マフラ２９の開口端である排気出口３１は、その高さ位置が図４に示されるように船体１の船底１ａよりも上方に設定される。また同時に、排気出口３１はエンジンよりも下方の高さ位置に設定される。排気装置２００において、マフラ２９及びこれに接続する排気ホース３０は図６等に示されるように、エンジンユニット１１の下側へ回り込み、排気ホース３０の先端に付設された排気出口３１はケース本体１０１の後面に突出配置される。前述したように排気ホース３０を含めマフラ２９は略水平配置されるため、従って排気出口３１自体もエンジンよりも下方位置に配置される。
【００５３】
更に図２及び図３等に示されるように、排気出口３１はケース本体１０１の後面下端付近において、その左右方向中央部から離間して配置される。ケース本体１０１の後面には凹部１０３が設けられ、この凹部１０３には推進機１５が搭載される。排気出口３１はケース本体１０１の船幅方向外側寄りに配設され、即ち凹部１０３からは離隔している。
【００５４】
更に、本実施形態においてエンジンユニット１１のエンジンの回転数が低く且つその排気圧が低い時、排気レリーズ系を介して排気するようにしている。この場合も右側のエンジンユニット１１の例で説明すると、図１１及び図１５に示されるようにエキゾーストパイプ２７の所定部位に接続されたレリーズ管５６とこのレリーズ管５６の途中に接続配置された膨張室５７を含む排気レリーズ系５５を備える。
【００５５】
具体的にはエキゾーストパイプ２７の後半部に排気レリーズ系５５の排気取出口５８を設け、この排気取出口５８にレリーズ管５６の一端が接続される。また、レリーズ管５６の他端は排気レリーズ系５５の開放端として、ケース本体１０１の凹部１０３の上面あるいは天井面に形成された排気放出口５９に接続される。この排気放出口５９を介して、凹部１０３の上面から下方に向けて排気レリーズするようにする。膨張室５７は図１１等のように箱型等のものであってよいが、図１５（ｂ）のように排気ガスが下部から入って上部から出でいくようにする。なお、排気放出口５９には図１５（ｃ）のように放出ノズル６０を装着し、この放出ノズル６０にレリーズ管５６を接続する。
【００５６】
本発明の船外機１０の基本的作動において、エンジンユニット１１が始動すると、その動力は先ず減速機３２へ入力され、次にその出力端からユニバーサルジョイント３６を介してタイロッド３４へ伝達される。エンジン動力は更に、タイロッド３４から中間減速機３５へ伝達されるが、中間減速機３５において入力軸からベベルギアを介してドライブシャフトへ伝達され、これによりドライブシャフトが回転駆動される。ドライブシャフトの駆動力はギアケース４１内の最終減速機において、ベベルギアを介してプロペラシャフト、更にプロペラ４２へと伝達され、これによりプロペラ４２が回転する。
【００５７】
エンジン作動時、特に排気系１３において、エンジンで発生した排気ガスが排気装置２００から排出される。前述のように排気装置２００はエキゾーストマニホールド２６、エキゾーストパイプ２７、排気ホース２８、マフラ２９及び排気ホース３０等を含み、排気ガスは最終的にマフラ２９を通って排気出口３１から水中に排出される。
【００５８】
上記構成において特に、排気ガスはエキゾーストパイプ２７で水を排気通路内に注入され、これにより所謂、湿式排気が形成されることで、排気ガスの温度を下げられる。このように温度を下げた状態でエキゾーストパイプ２７から排気ホース２８へと排気ガスを流通させ、ケース本体１０１のガイド空間４８を通ってマフラ室５０内のマフラ２９に接続される排気ホース３０によって、排気出口３１まで運ばれる。
【００５９】
主排気口である排気出口３１は滑走時喫水線Ｌ2よりは高く位置に、また静止時（非滑走時）喫水線Ｌ1よりは低い位置にある。このように配置される排気出口３１から、エンジンが高速運転される滑走時のみ排気が排出される。従って、低速時の排気脈動で湿式注入水が叩かれる音がしない。排気ホース２８及びマフラ２９は湿式で温度が低くなっているため、その材質として金属ではなく、軽く且つダンピング特性に優れたゴムを使用することができる。この場合、湿式水中排気の船内外機のベローズのように推進部のステアリングやチルトに伴う曲げ変形を受けることはないので、耐久及び信頼性に優れる。
【００６０】
また、マフラ２９の開口端である排気出口３１は、低速時（非滑走時）には水面下で後方に位置し、このため後進時には水深圧力に加えて正圧を受ける。この場合、水が逆流しないようマフラ２９内にはフラップ形式の逆止弁５４が設けられている。
【００６１】
また、エキゾーストパイプ２７の排気降流部（湿式部）には排気ガスの逃がし口（排気レリーズ系５５の排気取出口５８）が左右のエンジン毎設けられている。排気レリーズ系５５は膨張室５７、排気放出口５９を経由してケース本体１０１の凹部１０３の天井面から船外機１０の外部に排出される。エキゾーストパイプ２７の排気昇流部（サイフォン状の前半部）には、図示しない触媒が装着されているので、排気レリーズ系５５からの排気ガスも清浄化される。
【００６２】
また、排気レリーズ系５５の排気放出口５９は静止時喫水線よりも充分上方に位置するため、静止時及び後進時に排気圧が上がり、マフラ２９の逆止弁５４が閉まった場合でも安定して排気することができ、エンジンの低速運転性能を良好に維持することができる。レリーズ管５６の途中、典型的には中央部には膨張室５７が設けられ、排気ガスの脈動を平滑化することで排気音が低減される。更に、膨張室５７の出口開放端は、レリーズ管５６に繋がる静音ノズル（ファンネル形状）となっており、排気レリーズ系５５からの排気音は有効に低減される。また、膨張室５７の入り口部は膨張室５７の底面近くにあるので、排気ガスに混じった水はエンジン停止時にエキゾーストパイプ２７の排気取出口５８からマフラ２９へと逆流して排出される。
【００６３】
次に、本発明の特徴的な構成及びその作用効果等について説明すると先ず、ケース本体１０１の一部に筒状の隔壁４７を設け、この隔壁４７によりケース本体１０１内部と隔絶されるガイド空間４８に収容された排気ホース２８を介して、エキゾーストパイプ２７とマフラ２９とが連結される。
【００６４】
マフラ室５０自体はケース本体１０１の外部に形成されるが、このマフラ室５０内に配置されるマフラ２９周囲の水は、隔壁４７上端を越えない限り、エンジンケース１００内には進入することができない。従って、エンジンケース１００の被水環境を損ねる心配がない。また、エンジンユニット１１のエンジンは運転中にそれ自身の振動や、駆動及び推進系からの反力によって生じる揺動が生じる。これに対して、マフラ２９はエンジンケース１００に対してマフラカバー５３によって固定されており、しかも排気ホース２８がゴム製であるので、エンジンの振動及び揺動をマフラ２９に伝わり難くする。また、隔壁４７によって形成されるガイド空間４８が排気ホース２８よりも広いので、エンジン揺動時に排気ホース２８が隔壁４７に接触しない。これらによりマフラ２９を有効に保護することができる。
【００６５】
また、エキゾーストパイプ２７は排気ホース２８の上端に連結され、マフラ２９から充分高い位置に設置される。これにより、排気開口端である排気出口３１から海水が、あるいはまた噴射ノズル４９から排気ガス内に注入した水がエキゾーストパイプ２７を経由してエンジンに逆流することがない。更に、隔壁４７内に余剰海水等の廃棄用ホースを通すことができる。
【００６６】
また、隔壁４７の側面の一部は、エンジンケース１００のケース本体１０１により形成される。このように隔壁４７をエンジンケース１００内に設けることで、エンジンケース１００の外観に影響せず、実質的に意匠性を向上することができる。
【００６７】
また、エキゾーストパイプ２７の頂点よりも下流側に設けた噴射ノズル４９から、エキゾーストパイプ２７内に水を噴射し、排気ホース２８及びマフラ２９を湿式とする。
このようにマフラ２９を湿式とすることで、マフラ２９の周囲を過熱しない。これにより冷却用のウォータジャケットを省略できるので、装置を軽量且つコンパクト化とすることができる。また、過熱を防ぐことで、高価な耐熱材料を使用する必要がなく、例えばゴム等の材質とすることができ、装置を実質的に低コストにすることができる。更に、排気ガス自体の温度が下がるので、音速が低下し騒音を減ずることができると共に、マフラ２９と周囲との隙間を小さくし、装置をコンパクト化することができる。
【００６８】
特に、排気ホース２８やマフラ２９をゴム製とし、このようにゴム等の可撓性材料を使用することで、それらが外部と多少接触しても磨耗や損傷を防止することができる。また、ゴム等の可撓性材料を使用することで、排気透過音を減ずることができると共に、マフラ２９が腐食しない。更に、マフラ２９の使用環境を海水被水状態とすることができる。
【００６９】
また、マフラ２９の開口端である排気出口３１の高さは、船底１aよりも上方に且つエンジンよりも下方に設定される。
排気出口３１が船底１aよりも上方に位置するので、排気出口３１を含む排気系部品が走行中の流体抵抗にならない。また、エンジンよりも下方に位置するので、排気開口端からエンジンまで海水が逆流しない。
なお、舟艇速度の高い滑走時、排気出口３１が水面よりも上なので、開排気系部品が流体抵抗にならない。一方、舟艇速度の低い非滑走時には、エンジン回転数が低いので排気そのものが少ない。
【００７０】
また、マフラ２９内に逆止弁５４を配設することで、海水が排気系に逆流しない。特に後進時に排気圧が開弁圧以上にならない限り、開弁しないので、海水が逆流しない。
【００７１】
また、マフラ２９を水平配置すると共に、該マフラ２９の形状に沿って形成したマフラ室５０にマフラ２９を収容し、マフラ２９はケース本体１０１の下面とマフラカバー５３とに挟まれて固定される。
ケース本体１０１の下面にマフラカバー５３を被着し、マフラカバー５３の底面に凸凹がないので、流体抵抗が小さい。また、マフラ２９が凹状のマフラ室５０内に収まるので、マフラ２９周囲の空間容積を小さくし、非滑走時にマフラ２９周囲に入り込んだ海水を、滑走時に短時間で排出することができる。
【００７２】
マフラ２９を水平に配置したので、未使用時にマフラ２９内に水が残らなくすることができ、メンテナンス上有利である等の利点を有する。また、マフラ２９をエンジンよりも下方に配置したので、エンジンを喫水から高い位置に配置することができ、エンジンに被水しない。また、マフラを喫水から高い位置にあるエンジンよりも高い位置に配置した場合に比べて、重心を下げることができ、走行安定性に優れる。
更に、マフラカバー５３（下蓋）をケース凹部に沿った壁面で支えることができるので、航走時マフラカバー５３に加わる水力をエンジンケース１００やエンジンフレームに分散伝達することができる。従って剛性の高いケース下蓋を軽量に作成することができる。また、マフラカバー５３をケース凹部に沿った壁面で支えることができるので、運搬又は整備の際一時的にボートに取り付けない場合等、一時的に床置きしても、自重をエンジンケース１００やエンジンフレームに分散伝達することができる。従って、剛性の高いケース下蓋を軽量に作成することができる。
【００７３】
また、マフラ２９の開口端である排気出口３１は、エンジンケース１００の後面下端付近であって、その中央部から離間して配置される。
排気出口３１をこのように配置することで、エンジンケース１００自体が排気音に対する遮蔽物となって、乗船者に排気音が届き難くすることができる。また、排気出口３１はエンジンケース１００の中央部から離れているため、後進時に従来型船外機のように排気がプロペラに絡んで、プロペラ性能を落とすことがない。
【００７４】
また、エンジンユニット１１のエンジンの回転数が低く且つその排気圧が低い時、排気レリーズ系５５を介して排気する。
エンジン回転数が低い時は、滑走していないのでマフラ２９の開口端は水面下にある。エンジン回転数が低い時に排気圧が上がり、そのままではエンジンが滑らかに運転されない。別系統の排気レリーズ系５５を有し、排気レリーズ系５５から空中に排気することで、排気圧が下がるためエンジンが安定して滑らかに運転できる。
【００７５】
この場合、排気温度の低い場所、即ちエキゾーストパイプ２７の後半部の排気取出口５８から排気を取り出すので、排気レリーズ経路をゴム等の特に耐熱性を持たない材料を使用することができる。また、触媒通過後の浄化された排気を排出することができる。更にゴムホース等の可堯性の高い材料を用いることで、狭い場所にも配管できるので、全体がコンパクトになる。
【００７６】
また、エンジンケース１００の中央凹部１０３の上面から下方に向けて、排気レリーズ系５５の開放端、即ち排気放出口５９を設ける。
従来型の大型船外機ではボートからブラケットを介して取り付けられた場合、排気レリーズが水面下になることがままあった。これに対して本発明では排気レリーズ系５５から排出される排気を水面から高い位置にすることができるので、どのようなボートに横置きエンジン船外機を取り付けても、排気レリーズ系５５の開口端が水面下になることがないので、常に所定の性能を発生することができる。また、排気レリーズ系５５の開放端がエンジンケース１００の凹部１０３内に設けられるので、排気ガスでエンジンケース１００が汚れても、直接見える部分ではなくなり、意匠面を汚さない。更に、後進時にも開放端が水面下にならないので、排気圧を低く保つことができる。この場合もエンジンケース１００自体が遮蔽物となって、排気レリーズ音が乗船者に届き難い。
【００７７】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態において排気ホース２８及びマフラ２９がゴム製である例を説明したが、耐熱性や一定強度を有するものであれば、合成樹脂製とすることも可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 船体、２ トランサムボード、３ 船床、１ａ 船底、１０ 船外機、１１ エンジンユニット、１２ 吸気系、１３ 排気系、１４ 動力伝達機構、１５ 推進機、１６ フレーム、１７ クランクケース、１８ シリンダブロック、１９シリンダヘッド、２０ シリンダヘッドカバー、２１ オイルパン、２２ エアクリーナ、２３ インテークマニホールド、２４ インテークパイプ、２５ 吸気管、２６ エキゾーストマニホールド、２７ エキゾーストパイプ、２８ 排気ホース、２９ マフラ、３０ 排気ホース、３１ 排気出口、３２ 減速機、３３ ケーシング、３４ タイロッド、３５ 中間減速機、３６，３７ ユニバーサルジョイント、３８ ドライブシャフトケース、３９ スイベルブラケット、４０ ベアリング、４１ ギアケース、４２ プロペラ、４３ エンジンマウント、４４ メインブラケット、４５ トランサムボルト、４６ 排気ポート、４７ 隔壁、４８ ガイド空間、４９ 噴射ノズル、５０ マフラ室、５１ 取付金具、５３ マフラカバー、５４ 逆止弁、５５ 排気レリーズ系、５６ レリーズ管、５７ 膨張室、５８ 排気取出口、５９ 排気ガス排気放出口、６０ 放出ノズル、１００ エンジンケース、１０１ ケース本体、１０２ ケースカバー、１０３ 凹部、１０４ 貫通孔、１０５ ヒンジ、１０６ ロック機構、２００ 排気装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンケース内部にエンジンが収容されると共に、該エンジンケース外部に前記エンジンによって駆動される推進機を備えた船外機において、前記エンジンからの燃焼ガスを排出するための排気装置であって、
前記エンジンケースの一部に筒状の隔壁を設け、該隔壁の上端は前記エンジンケースの上端付近とすると共に、その下端はマフラ室に連結し、
排気ホースの上端はエキゾーストパイプの出口に連結すると共に、その下端は前記マフラと連結し、
前記排気ホースは前記エンジンケースから前記隔壁内を通って、前記マフラ室へと配索されることを特徴とする船外機の排気装置。
【請求項２】
前記隔壁の側面の一部は、前記エンジンケースにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の船外機の排気装置。
【請求項３】
前記エキゾーストパイプの頂点よりも下流側に設けた噴射ノズルから、該エキゾーストパイプ内に水を噴射し、前記排気ホース及び前記マフラを湿式とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の船外機の排気装置。
【請求項４】
前記排気ホース及び前記マフラはゴム製であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項５】
前記マフラの開口端の高さは、船底よりも上方に且つ前記エンジンよりも下方に設定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項６】
前記マフラ内に逆止弁を配設することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項７】
前記マフラを水平配置すると共に、該マフラの形状に沿って前記エンジンケースの下面を凹状に形成して前記マフラをその凹状内に収容し、
前記マフラは、前記エンジンケースの下面とマフラカバーとに挟まれて固定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項８】
前記マフラの開口端は、前記エンジンケースの後面下端付近であって、その中央部から離間して配置されることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項９】
前記エンジンの回転数が低く且つその排気圧が低い時、排気レリーズ系を介して排気することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項１０】
前記サイフォン管の後半部に前記排気レリーズ系の排気取出口を設けることを特徴とする請求項９に記載の船外機の排気装置。
【請求項１１】
前記エンジンケースの中央凹部の上面から下方に向けて、前記排気レリーズ系の開放端を設けることを特徴とする請求項９又は１０に記載の船外機の排気装置。
【請求項１】
エンジンケース内部にエンジンが収容されると共に、該エンジンケース外部に前記エンジンによって駆動される推進機を備えた船外機において、前記エンジンからの燃焼ガスを排出するための排気装置であって、
前記エンジンケースの一部に筒状の隔壁を設け、該隔壁の上端は前記エンジンケースの上端付近とすると共に、その下端はマフラ室に連結し、
排気ホースの上端はエキゾーストパイプの出口に連結すると共に、その下端は前記マフラと連結し、
前記排気ホースは前記エンジンケースから前記隔壁内を通って、前記マフラ室へと配索されることを特徴とする船外機の排気装置。
【請求項２】
前記隔壁の側面の一部は、前記エンジンケースにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の船外機の排気装置。
【請求項３】
前記エキゾーストパイプの頂点よりも下流側に設けた噴射ノズルから、該エキゾーストパイプ内に水を噴射し、前記排気ホース及び前記マフラを湿式とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の船外機の排気装置。
【請求項４】
前記排気ホース及び前記マフラはゴム製であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項５】
前記マフラの開口端の高さは、船底よりも上方に且つ前記エンジンよりも下方に設定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項６】
前記マフラ内に逆止弁を配設することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項７】
前記マフラを水平配置すると共に、該マフラの形状に沿って前記エンジンケースの下面を凹状に形成して前記マフラをその凹状内に収容し、
前記マフラは、前記エンジンケースの下面とマフラカバーとに挟まれて固定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項８】
前記マフラの開口端は、前記エンジンケースの後面下端付近であって、その中央部から離間して配置されることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項９】
前記エンジンの回転数が低く且つその排気圧が低い時、排気レリーズ系を介して排気することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項１０】
前記サイフォン管の後半部に前記排気レリーズ系の排気取出口を設けることを特徴とする請求項９に記載の船外機の排気装置。
【請求項１１】
前記エンジンケースの中央凹部の上面から下方に向けて、前記排気レリーズ系の開放端を設けることを特徴とする請求項９又は１０に記載の船外機の排気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２５４７４０（Ｐ２０１２−２５４７４０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９４７５（Ｐ２０１１−１２９４７５）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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