船外機

【課題】部品点数の増大を抑えながらオーバーヒートの誤検知が少ない船外機を提供する。
【解決手段】船外機において、排気管は、外壁部６２と、内壁部６３と、冷却水通路６４と、絞り部６５とを含む。内壁部は、外壁部の内方に配置される。冷却水通路は、外壁部と内壁部との間に配置される。絞り部は、冷却水通路の流路断面を絞る。触媒は、排気管に収容される。温度センサ６１は、絞り部に取り付けられ、排気管の管壁の温度を計測する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境性能向上のため、触媒が搭載された船外機が登場している。触媒を搭載した船外機では、熱による触媒の損傷を防止するために、排気管のオーバーヒートの検知が行われている。オーバーヒートが検知されたときには、エンジンを強制的に停止させたり、或いは、表示装置により警告を発生させて運転者に知らせたりする処理が行われる。運転者は、これらの処理に応じて、オーバーヒートを解消する点検作業を行なう。
【０００３】
上記のようにオーバーヒートの検知が行われる場合、オーバーヒートの誤検知が多発すると、運転者は、そのたびに点検作業を行わなければならず、煩雑である。従って、オーバーヒートの誤検知を防止することが望まれている。例えば、特許文献１に開示されている船舶のエンジンの排気装置は、排気ガス用の温度センサと排気管用の温度センサとを備えている。排気ガス用の温度センサは、触媒の下流において排気ガスの温度を計測する。排気管用の温度センサは、触媒の下流において排気管の管壁の温度を計測している。そして、排気ガス用の温度センサと排気管用の温度センサとの検出信号によってオーバーヒートを検知することにより、誤検知を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０１１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の排気装置のように、誤検知の防止のために、排気ガス用の温度センサと排気管用の温度センサとの２つのセンサが備えられる場合、部品点数の増大によりコストが増大してしまう。本発明の課題は、部品点数の増大を抑えながらオーバーヒートの誤検知が少ない船外機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る船外機は、エンジンと、排気マニホールドと、排気管と、触媒と、温度センサとを備える。エンジンは、複数のシリンダと、複数の排気ポートと、クランク軸と、を含む。複数のシリンダは、上下方向に並んで配置される。複数の排気ポートは、複数のシリンダにそれぞれ設けられる。クランク軸は、上下方向に延びるように配置される。排気マニホールドは、複数の排気ポートに接続される。排気管は、排気マニホールドに接続される。排気管は、外壁部と、内壁部と、冷却水通路と、絞り部とを含む。内壁部は、外壁部の内方に配置される。冷却水通路は、外壁部と内壁部との間に配置される。絞り部は、冷却水通路の流路断面を絞る。触媒は、排気管に収容される。温度センサは、絞り部に取り付けられ、排気管の管壁の温度を計測する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様に係る船外機では、温度センサは、排気管の絞り部に取り付けられる。絞り部では、冷却水通路が狭くなっているため、冷却水の流速が早い。このため、冷却水通路での冷却水の流量が変化したときには、絞り部の温度が顕著に変化する。従って、温度センサが排気管の絞り部において管壁の温度を計測することにより、オーバーヒートを精度よく検知することができる。これにより、部品点数の増大を抑えながらオーバーヒートの誤検知を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る船外機の側面図。
【図２】船外機の背面図。
【図３】エンジンユニットの側面図。
【図４】図１におけるIV−IV断面図。
【図５】図１におけるV−V断面図。
【図６】図２におけるVI−VI断面図。
【図７】触媒ユニットの側面図。
【図８】触媒ユニットの正面図。
【図９】触媒ユニットの上面図。
【図１０】触媒ユニットの断面図。
【図１１】触媒ユニットの断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態に係る船外機１の側面図である。図２は、船外機１の背面図である。図１及び図２に示すように、船外機１は、上部ケーシング２、下部ケーシング３、エキゾーストガイド部４、エンジンユニット５と、を有する。なお、理解の容易のために図１及び図２においては、上部ケーシング２を断面で示している。上部ケーシング２、下部ケーシング３、エンジンユニット５はエキゾーストガイド部４に固定されている。
【００１０】
エンジンユニット５は、上部ケーシング２内に配置される。エンジンユニット５は、エンジン６を含む。図１に示すように、下部ケーシング３内には、ドライブシャフト１１が配置される。ドライブシャフト１１は、下部ケーシング３内において上下方向に沿って配置される。ドライブシャフト１１は、エンジン６のクランク軸２６に固定される。下部ケーシング３の下部には、プロペラ１２が配置される。プロペラ１２は、エンジン６の下方に配置されている。プロペラ１２はプロペラボス１３を含む。プロペラボス１３の内部には、プロペラシャフト１４が配置される。プロペラシャフト１４は、前後方向に沿って配置されている。プロペラシャフト１４は、ベベルギヤ１５を介してドライブシャフト１１の下部に連結される。
【００１１】
船外機１では、エンジン６により発生される駆動力がドライブシャフト１１およびプロペラシャフト１４を介してプロペラ１２に伝達される。それにより、プロペラ１２が正回転または逆回転する。その結果、船外機１が取り付けられた船体を前進または後進させる推進力が発生する。
【００１２】
図１に示すように、船外機１は排気通路１６を有している。排気通路１６は、エンジン６からエキゾーストガイド部４内および下部ケーシング３内を通ってプロペラ１２のプロペラボス１３まで延びるように設けられる。エンジン６から排出された排気は、排気通路１６からプロペラボス１３の内部を通って、水中に排出される。
【００１３】
図３は、エンジンユニット５の側面図である。図３に示すように、エンジン６は、シリンダブロック２１と、シリンダヘッド２２と、クランクケース２３とを有する。シリンダブロック２１は、エキゾーストガイド部４の上に配置され、エキゾーストガイド部４に固定される。図４は、図１における船外機１のIV−IV断面図である。図４に示すように、シリンダブロック２１は、４つのシリンダ２１ａ−２１ｄを有する。４つのシリンダ２１ａ−２１ｄは上下方向に並んで配置されている。
【００１４】
図３に示すように、シリンダヘッド２２は、シリンダブロック２１の後方に配置される。図５は、図１における船外機１のV−V断面図である。図５に示すように、シリンダヘッド２２内には、吸気ポート２４ａ−２４ｄおよび排気ポート２５ａ−２５ｄが形成されている。吸気ポート２４ａ−２４ｄおよび排気ポート２５ａ−２５ｄはそれぞれ、シリンダ２１ａ−２１ｄに接続される。吸気ポート２４ａ−２４ｄは、上下方向に並んで配置されている。吸気ポート２４ａ−２４ｄは図示しない燃料供給装置に接続されている。排気ポート２５ａ−２５ｄは、上下方向に並んで配置されている。排気ポート２５ａ−２５ｄは、側方へ延びており、後述する排気マニホールド３１に接続されている。
【００１５】
図３に示すように、クランクケース２３は、シリンダブロック２１の前方に配置される。クランクケース２３内には、クランク軸２６（図１参照）が配置されている。クランク軸２６は上下方向に延びている。クランク軸２６の下端部には、上述したドライブシャフト１１の上端部が連結される。シリンダ２１ａ−２１ｄ内に配置されたピストン（図示せず）の動きが、クランク軸２６を介してドライブシャフト１１に伝達される。
【００１６】
図３に示すように、エンジンユニット５は、排気マニホールド３１を含む。排気マニホールド３１は、シリンダヘッド２２の側方に配置されている。排気マニホールド３１は、シリンダヘッド２２と一体的に形成されている。排気マニホールド３１は、上下方向に沿って延びるように配置されている。図５に示すように、排気マニホールド３１には複数の開口３６ａ−３６ｄが形成されており、各開口３６ａ−３６ｄを介して排気マニホールド３１と各排気ポート２５ａ−２５ｄとが接続されている。排気マニホールド３１は、複数の排気ポート２５ａ−２５ｄから噴出された排気を集合させる。排気マニホールド３１は、第１開口３３を含む。第１開口３３は、複数のシリンダ２１ａ−２１ｄのうち最も上方に位置するシリンダ２１ａと最も下方に位置するシリンダ２１ｄとの間に位置している。
【００１７】
図３に示すように、エンジンユニット５は、触媒ユニット３２を含む。図４及び図６に示すように、触媒ユニット３２は、触媒部材４４と、触媒収容管４５とを含む。触媒部材４４は、触媒収容管４５内の排気通路１６に配置されている。触媒収容管４５は本発明の排気管に相当する。触媒ユニット３２は、エンジン６の側方に配置されている。従って、触媒部材４４は、エンジン６の側方に配置されている。具体的には、触媒部材４４は、４つのシリンダ２１ａ−２１ｄのうち最も下方に位置しているシリンダ２１ｄの下端部よりも上方に位置している。触媒収容管４５は、排気マニホールド３１と水平方向に並んで配置されている。触媒収容管４５は、上下方向に延びるように配置されている。触媒収容管４５の一端は、排気マニホールド３１の第１開口３３に接続されている。触媒収容管４５の他端は、後述するシリンダブロック２１の第２開口５４に接続されている。触媒部材４４は、排気を浄化する触媒を担持している。触媒としては、例えば三元触媒が用いられる。触媒部材４４は、ハニカム構造を有する円筒状の部材からなる。触媒部材４４において、排気は、上方から下方へ向かって流れる。排気通路１６を通る排気は、触媒収容管４５内の触媒部材４４を通過することにより、浄化される。触媒ユニット３２の構造については後にさらに詳細に説明する。
【００１８】
排気マニホールド３１と触媒ユニット３２とは、上述した排気通路１６の一部を構成している。排気通路１６は、さらに、第１下部通路５１と第２下部通路５２と第３下部通路５３とを有する。第１下部通路５１は、シリンダブロック２１内に形成されている。第１下部通路５１は第２開口５４を有する。第２開口５４は、シリンダブロック２１の側面の下部に形成されている。第１下部通路５１は、第２開口５４を介して触媒ユニット３２に接続される。第２下部通路５２は、エキゾーストガイド部４内に形成されている。図４及び図６に示すように、第２下部通路５２は、第１下部通路５１と接続されている。図１に示すように、第３下部通路５３は、下部ケーシング３内に形成されている。第３下部通路５３は、第２下部通路５２と接続されている。また、第３下部通路５３は、プロペラボス１３に接続されている。
【００１９】
本実施形態に係る船外機１では、シリンダ２１ａ−２１ｄから排出される排気が排気通路１６によってシリンダ２１ａ−２１ｄからエンジン６の下方へ導かれる。具体的には、エンジン６の排気ポート２５ａ−２５ｄからの排気は、排気マニホールド３１において集合する。排気は、排気マニホールド３１から触媒ユニット３２へ流れる。排気は、触媒ユニット３２において触媒部材４４を通過することにより、浄化される。排気は、触媒ユニット３２から、第１下部通路５１と第２下部通路５２と第３下部通路５３とプロペラボス１３の内部を通り、外部へ排出される。
【００２０】
図３及び図４に示すように、触媒ユニット３２は、排気中の酸素濃度を検出する第１酸素センサ５５と第２酸素センサ５６とを備えている。第１酸素センサ５５は、排気通路１６中において触媒部材４４よりも上流に配置されている。具体的には、第１酸素センサ５５は、触媒収容管４５内において、触媒部材４４の上方に配置されている。第２酸素センサ５６は、触媒収容管４５内において、触媒部材４４の下方に配置されている。第２酸素センサ５６は、排気通路１６中において触媒部材４４の下流に配置されている。第１酸素センサ５５及び第２酸素センサ５６からの検出信号は、図示しないＥＣＵに与えられる。ＥＣＵは、第１酸素センサ５５及び第２酸素センサ５６の検出値に基づいてエンジン６の制御を行う。
【００２１】
以下、触媒ユニット３２の構造について詳細に説明する。図７は、触媒ユニット３２の側面図である。図８は、触媒ユニット３２の正面図である。図９は、触媒ユニット３２の上面図である。
【００２２】
触媒収容管４５は、第１屈曲部４６と直線部４７と第２屈曲部４８とを有する。第１屈曲部４６は、排気マニホールド３１の第１開口３３に向けて屈曲した形状を有する。直線部４７は、上下方向に延びた直線状の形状を有する。直線部４７は、第１屈曲部４６の下方に配置されている。上述した触媒部材４４は、直線部４７内に配置されている。第２屈曲部４８は、直線部４７の下方に配置されている。第２屈曲部４８は、シリンダブロック２１の第２開口５４へ向けて屈曲した形状を有する。図９に示すように、触媒収容管４５は、エンジン６に面する第１側面５８と、第１側面５８よりもエンジン６から遠い第２側面５９とを含む。触媒収容管４５の第２側面５９には、温度センサ６１が取り付けられている。温度センサ６１は、触媒収容管４５の管壁の温度を計測する。図示しないＥＣＵは、温度センサ６１の検出値に基づいてエンジン６のオーバーヒートの発生を判定する。また、触媒収容管４５の第２側面５９には、上述した第１酸素センサ５５が取り付けられている。
【００２３】
図１０（ａ）は、図７におけるＡＡ−ＡＡ断面図である。図１０（ｂ）は、図７におけるＡＢ−ＡＢ断面図である。図１１（ａ）は、図７におけるＢＡ−ＢＡ断面図である。図１１（ｂ）は、図７におけるＢＢ−ＢＢ断面図である。図１１（ｃ）は、図７におけるＢＣ−ＢＣ断面図である。図１０及び図１１に示すように、触媒収容管４５は、外壁部６２と、内壁部６３と、冷却水通路６４と、を含む。内壁部６３は、外壁部６２の内方に配置されている。冷却水通路６４は、外壁部６２と内壁部６３との間に配置されている。冷却水通路６４には、冷却水が流れる。触媒ユニット３２は、冷却水通路６４の冷却水によって冷却される。図６に示すように、シリンダブロック２１及び排気マニホールド３１内にも冷却水通路６４が形成されている。触媒ユニット３２の冷却水通路６４は、シリンダブロック２１の冷却水通路６４及び排気マニホールド３１の冷却水通路６４と連通している。
【００２４】
図１０（ａ）、図１１（ａ）、及び図１１（ｂ）に示すように、触媒収容管４５は、絞り部６５を含む。絞り部６５は、触媒収容管４５において冷却水通路６４が設けられていない部分であって、内壁部６３と外壁部６２とを連結するリブである。このため、冷却水通路６４の流路断面は絞り部６５によって狭められている。すなわち、絞り部６５は、冷却水通路６４の流路断面を絞っている。図９に示すように、絞り部６５は、第２側面５９に設けられている。また、絞り部６５は、第１屈曲部４６に設けられている。従って、絞り部６５は、触媒収容管４５において触媒部材４４よりも上流に配置されている。絞り部６５は、触媒部材４４の上方に位置している。
【００２５】
絞り部６５は、突出部６６と孔６７（図１１（ａ）参照）とを含む。図９に示すように、突出部６６は、触媒収容管４５の外面から触媒収容管４５の外方へ突出している。突出部６６は、平坦面６６ａを有する。図１０（ａ）に示すように、平坦面６６ａには孔６６ｂが形成されている。孔６６ｂは、平坦面６６ａから触媒収容管４５の内方へ凹んだ形状を有している。孔６６ｂは、触媒収容管４５内の排気通路１６には連通しておらず、孔６６ｂの底は閉じられている。平坦面６６ａの孔６６ｂには、温度センサ６１が取り付けられている。図１１（ｂ）に示すように、突出部６６での触媒収容管４５の厚さは、他の部分での触媒収容管４５の厚さよりも大きい。
【００２６】
図１１（ａ）に示すように、孔６７は、触媒収容管４５内の排気通路１６に連通している。第１酸素センサ５５は、絞り部６５の孔６７に取り付けられている。なお、図７に示すように、第２屈曲部４８にも、第１屈曲部４６の孔６７と同様の孔６８が形成されている。図３に示すように、第２酸素センサ５６は、第２屈曲部４８の孔６８に取り付けられる。
【００２７】
本実施形態に係る船外機１では、温度センサ６１は、触媒収容管４５の絞り部６５に取り付けられる。絞り部６５では、冷却水通路６４が狭くなっているため、冷却水の流速が早い。このため、冷却水通路６４での冷却水の流量が変化したときには、絞り部６５の温度が顕著に変化する。従って、温度センサ６１が触媒収容管４５の絞り部６５において管壁の温度を計測することにより、オーバーヒートを精度よく検知することができる。これにより、部品点数の増大を抑えながらオーバーヒートの誤検知を低減することができる。
【００２８】
第１酸素センサ５５は排気通路１６内に挿入されるため、第１酸素センサ５５を触媒収容管４５に取り付けるためには、触媒収容管４５の壁部を貫通する孔６７が必要である。絞り部６５には、冷却水通路６４が配置されないため、触媒収容管４５内の排気通路１６に貫通する孔６７を容易に形成することができる。このため、温度センサ６１の取付部と第１酸素センサ５５の取付部として絞り部６５を兼用することができる。
【００２９】
絞り部６５は、内壁部６３と外壁部６２とを連結するリブであるので、絞り部６５での触媒収容管４５の厚さは、他の部分での触媒収容管４５の厚さよりも大きい。従って、絞り部６５の熱容量は他の部分よりも大きいので、冷却水通路６４が絞り部６５に形成されていなくても、耐熱性の低下を抑えることができる。
【００３０】
絞り部６５は、第１屈曲部４６に設けられている。排気通路１６は第１屈曲部４６において屈曲しているので、絞り部６５には排気ガスが当たり易い。このため、温度センサ６１によって管壁の温度を精度よく計測することができる。
【００３１】
絞り部６５は、触媒収容管４５の第２側面５９に設けられている。このため、絞り部６５が第１側面５８に設けられる場合と比べて、触媒ユニット３２をエンジン６に近接して配置することができる。これにより、エンジン６と触媒ユニット３２とをコンパクトに配置することができる。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３３】
シリンダの数は４つに限定されない。シリンダの数は３つ以下でもよい。或いは、シリンダの数は５つ以上でもよい。上記の実施形態では、絞り部６５は第１屈曲部４６に設けられているが、直線部４７などの他の部分に設けられてもよい。上記の実施形態では、絞り部６５は触媒収容管４５の第２側面５９に設けられているが、第１側面５８に設けられてもよい。ただし、上述したように、エンジン６及び触媒ユニット３２をコンパクトに配置する観点では、絞り部６５は第２側面５９に設けられることが好ましい。或いは、絞り部６５は、触媒収容管４５の前面に設けられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、部品点数の増大を抑えながらオーバーヒートの誤検知が少ない船外機を提供することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１船外機
６エンジン
２１ａ−２１ｄシリンダ
２５ａ−２５ｄ排気ポート
２６クランク軸
３１排気マニホールド
４４触媒部材
４５触媒収容管
４６第１屈曲部
５５第１酸素センサ
５８第１側面
５９第２側面
６１温度センサ
６２外壁部
６３内壁部
６４冷却水通路
６５絞り部
６７孔

【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に並んで配置される複数のシリンダと、複数の前記シリンダにそれぞれ設けられる複数の排気ポートと、上下方向に延びるように配置されるクランク軸と、を含むエンジンと、
複数の前記排気ポートに接続される排気マニホールドと、
外壁部と、前記外壁部の内方に配置される内壁部と、前記外壁部と前記内壁部との間に配置される冷却水通路と、前記冷却水通路の流路断面を絞る絞り部とを含み、前記排気マニホールドに接続される排気管と、
前記排気管に収容される触媒と、
前記絞り部に取り付けられ、前記排気管の管壁の温度を計測する温度センサと、
を備える船外機。
【請求項２】
前記排気ポートからの排出ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサをさらに備え、
前記絞り部は、前記排気管の内部に連通する孔を含み、
前記酸素センサは、前記絞り部の孔に取り付けられる、
請求項１に記載の船外機。
【請求項３】
前記絞り部は、前記内壁部と前記外壁部とを連結するリブである、
請求項１に記載の船外機。
【請求項４】
前記排気管は、屈曲した形状を有する屈曲部を含み、
前記絞り部は、前記屈曲部に設けられている、
請求項１に記載の船外機。
【請求項５】
前記排気管は、前記エンジンの側方に配置されており、
前記排気管は、前記エンジンに面する第１側面と、前記第１側面よりも前記エンジンから遠い第２側面とをさらに含み、
前記絞り部は、前記第２側面に設けられている、
請求項１に記載の船外機。
【請求項６】
前記絞り部は、前記排気管において前記触媒よりも上流に配置されている、
請求項１に記載の船外機。

【図１】