(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面に基づき、本発明による船外機の吸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の概略構成例を示す左側面図である。この場合、船外機10は図示のように、その前部側にて船体の後尾板Pに固定されている。なお、以下の説明中で各図において必要に応じて、船外機10の前方を矢印Frにより、後方を矢印Rrにより示し、また船外機10の側方右側を矢印Rにより、側方左側を矢印Lによりそれぞれ示す。
【0016】
船外機10の全体構成において、上部から下部へエンジンユニット11、ミッドユニット12及びロアユニット13が順に配置構成される。エンジンユニット11においてエンジン14はエンジンベースを介して、そのクランクシャフト15が鉛直方向を向くように縦置きに搭載支持される。なお、エンジン14としては、例えばV型6気筒エンジン等の多気筒エンジンを採用可能である。ミッドユニット12は、アッパマウント16及びロアマウント17を介して、スイベルブラケット18に設定された支軸19のまわりに一体に回動可能となるように支持される。スイベルブラケット18の左右両側にはクランプブラケット20が設けられ、このクランプブラケット20を介して船体の後尾板Pに固定される。クランプブラケット20は、左右方向に設定されたチルト軸21のまわりに上下方向に回動可能に支持される。
【0017】
ミッドユニット12において、クランクシャフト15の下端部に連結するドライブシャフト22が上下方向に貫通配置され、このドライブシャフト22の駆動力が、ロアユニット13のギアケース内の後述するプロペラシャフトに伝達されるようになっている。ドライブシャフト22の前側には、前後進の切換等を行うためのシフトロッド23が上下方向に平行配置される。なお、ミッドユニット12は、ドライブシャフト22を収容するドライブシャフトハウジングを有している。また、ミッドユニット12にはエンジンユニット11を潤滑するためのオイルを貯留するオイルパンが配設される。
【0018】
ロアユニット13において、ドライブシャフト22の駆動力によりプロペラ24を回転駆動する複数のギア等を含むギアケース25を有する。ミッドユニット12からそれぞれ下方へ延出したドライブシャフト22はそれ自体に取り付けたギアが、ギアケース25内のギアと噛合することで最終的にプロペラ24を回転させるが、シフトロッド23の作用でギアケース25内のギア装置の動力伝達経路を切り換える、即ちシフトするようになっている。
【0019】
エンジンユニット11は、外装であるエンジンカバー100により形成されるエンジンルーム1内に収容される。エンジンカバー100は、その上部まわりを覆う上部カバー又はトップカバーを構成するエンジンカバー100Aと、下部カバー又はロアカバーを構成するエンジンカバー100Bとを含み、これらが一体的に結合し、
図2のように全体として概略卵型あるいはレモン型等の外観フォルムを形成する。かかるエンジンカバー100によって覆われるエンジンルーム1内は密閉構造とされ、外気から実質的に遮断される。
【0020】
ここで、この例ではV型6気筒としたエンジン14を有するエンジンユニット11において、そのV字の谷部に対応配置されるクランクシャフト15に対して、V字の両辺部に対応するシリンダブロックが後方へ拡開するように配置される。シリンダブロックの各気筒に混合気を供給するスロットルボディが、シリンダブロックのV字の内側に挟まれるかたちで配置される。また、スロットルボディの吸気口27(
図7参照)に接続して吸気を送給するためのスロットルボディ連結管もしくはチューブ26が、エンジンカバー100Aの下側付近にて上方へ開口する。このスロットルボディ連結管26は、エンジンルーム1の後端寄りに配置される。
【0021】
図3〜
図5は、それぞれエンジンカバー100Aまわりを示している。エンジンカバー100Aは平面視で、前後方向に長い概ね楕円状もしくは長円状を呈し、全体として上方へ凸となるように緩やかに湾曲する。このエンジンカバー100Aの形成材料として、例えば炭素繊維強化プラスチック(CFRP;Carbon Fiber Reinforced Plastics)等が好適である。そして、エンジンカバー100Aの内側には、後述するようにエンジンルーム1から隔絶される吸気装置が構成される。
【0022】
エンジンカバー100Aの上面における前部寄りには上方へ突設された膨出部101を有する。この膨出部101の全体的形態として、側面視でその前端縁が略上下方向に直線状に形成され、この部位にエンジンカバー100Aの上面に対して略垂直に立ち上がってなる、後述する囲い壁101aを有する。同様に側面視で囲い壁101aの前端から後方へ向けて、適度に上方へ凸状の湾曲形状を維持しながら、流線形を呈するように後下がりに緩やかに傾斜してエンジンカバー100Aの上面に連なる背部101bを有する。また、膨出部101は上面視で、左右方向(幅方向)に略直線状に形成された前端縁から後方へ向けて、適度に左右方向へ凸状の湾曲形状を維持しながら次第に幅狭となるように収束する。
【0023】
膨出部101の前部には、前向きに開口する外気取入れ口102が開設される。ここに前向きとは、左右方向に対して直交方向且つ水平前方の他に、この場合に対して上下左右方向に適度に傾斜する方向も含めたものとする。この外気取入れ口102は例えば円形とし、囲い壁101aの前端から後方へ凹んだその奥所に設けられる。なお、外気取入れ口102には、適度なメッシュのストレーナもしくはフィルタ103が装着され、外部からの異物の侵入を防止するようにしている。外気取入れ口102の周囲には膨出部101の一部により、前方に延出するようにした囲い壁101aが形成され、外気取入れ口102はこの囲い壁101aにより囲繞されるかたちで配置される。
【0024】
囲い壁101aの下部は側面視で、適度に凹状に湾曲しながら更に前方に延出し、これによりエンジンカバー100Aの上面との繋ぎ部101cが形成される。左右一対の繋ぎ部101cは上面視で、適度に左右方向へ凸状の湾曲形状を維持しながら、前方へ向けて僅かに幅狭となるように延出する。なお、このように幅狭となる場合の他、実質的に相互に略平行あるいは前方へ向けて僅かに拡開するようにしてもよい。
また、背部101bから下方へ連なる左右両外側は、背部101bを周囲から取り囲むように外方へ凸状に張り出してなる張出し部101dとして構成される。この張出し部101dは、前側に形成されている繋ぎ部101cと滑らかに連続するように形成される。
【0025】
このようにエンジンカバー100A及びその上面の膨出部101は概して、適宜のアール(R)を有する外側へ凸状の曲面あるいは曲線で形成され、全体として丸味をおびた形態となっている。即ち実質的に鋭角部分を持たず、空気抵抗を極力抑制する外形形状を有している。また、膨出部101の内側は、かかる外形形状に略対応する中空構造を有し、外気取入れ口102を介して膨出部101の内外が連通する。
【0026】
上記の場合更に、
図7等にも示すように外気取入れ口102の下縁前側において、エンジンカバー100Aの上面を凹陥させてなる段部104が形成される。この段部104から前方のエンジンカバー100Aの上面は前下がりの緩やかな傾斜面となっている。
また、囲い壁101aは前述のように外気取入れ口102の前方に延出するが、その断面形状において内側(内壁面)は直線状、即ち円柱軸に平行な円柱周面のようなストレート形状を有する。また、外側(外壁面)は適度に外方へ凸状の湾曲形状を有し、全体としては例えば飛行機の翼断面形状に近似する形状である。
【0027】
次に、エンジンカバー100Aの内部の構成について説明する。先ず、
図6に示されるようにエンジンカバー100Aの内側には、前述のように外方へ突設された膨出部101によって形成される内空間105Aを有する。また、エンジンカバー100Aはその外周縁に沿って、
図7に示されるアンダプレート106と閉合し合い、膨出部101の内側の内空間105Aを含めて両者の間に膨張室105が形成される。なお、この膨張室105は、外気取入れ口102から取り入れた空気の動圧を静圧に変換する作用を有する。ここで、エンジンカバー100本体自体は、上端が開口する開放構造となっている。アンダプレート106は
図8に示されるように、エンジンカバー100本体の上端部に被着し、アンダプレート106を設けることによって膨張室105側とエンジンカバー100内に形成されているエンジンルーム1側とを実質的に隔絶する。即ち、エンジンルーム1は実質的にエンジンカバー100本体によって形成される。
【0028】
アンダプレート106はエンジンカバー100Aと同様に平面視で、前後方向に長い概ね楕円状に形成され、また全体として概略皿状もしくは平底薄鍋状の形態を有する。その皿状の深さは概ね、後方へ向って次第に深くなるように形成され、段部106aを介して段落ちして略水平となる底部106bを有する有底構造を持つ。また、前述のようにエンジンルームの後端寄りにスロットルボディ連結管26が配置されるが、スロットルボディ連結管26の上方に対応配置されるようにセパレータ107が固定支持される。このセパレータ107は、上方に開口するスロットルボディ連結管26に水分が侵入するのを防止する機能を有し、その前端縁に沿って下方へ折曲成形されてなるスカート部107aが垂下される。このスカート部107aは平面視で、前方に向って凸となるように例えば円弧状等に湾曲し、スカート部107aよりも後部側のセパレータ107は、アンダプレート106の内周面に密着する。
【0029】
図9は、アンダプレート106からセパレータ107を取り外した状態を示している。アンダプレート106の底部106bには、スロットルボディ連結管26の上端開口部26a周辺を取り囲むように底部106bから突設された空気流ガイド用のガイド台部108を有する。このガイド台部108は例えば裁頭円錐状に形成され、上部にはスロットルボディ連結管26の上端開口部26aに整合するように配置された開口108aが開設される。ガイド台部108の周面は、その開口108aへ向けて傾斜する傾斜面108bとして形成される。
【0030】
また、ガイド台部108の開口108aの周縁には、セパレータ107を支持するための複数のコネクティングロッド109が立設されている。コネクティングロッド109によって支持されたセパレータ107は、
図7等に示されるようにガイド台部108の開口108aの上方にてアンダプレート106の底部106bと実質的に平行に配置される。この場合、セパレータ107のスカート部107aの下端は、
図7に示されるようにガイド台部108の開口108aよりも下方に位置する。また、外気取入れ口102の下縁は
図7のように、セパレータ107のスカート部107aの下端よりも上方に位置して配置される。
【0031】
更に、アンダプレート106を介してエンジンルーム1側と隔絶されたエンジンカバー100Aの内側空間、即ち膨張室105の内部とその外部とを連通する排水通路を有する。具体的には
図7に示されるように、アンダプレート106の底部106bから、ロアカバーであるエンジンカバー100Bに設けた開口部110(
図2参照)までの間に配索された排水管もしくはチューブ111を有し、この排水管111を介して排水するようにしている。この場合、アンダプレート106の底部106bには、排水管111の上端が接続される排水孔112が設けられる。この排水孔112は、底部106bにおいて実質的に常に最低部位となる位置、即ち船外機10がチルト動作した場合を含めて排水孔112から排水可能となる位置に配設される。より具体的にはアンダプレート106の段部106aの直近に位置する底部106bの適所が好適である。
【0032】
排水管111により構成される排水通路の途中には、排水の逆流を防止する逆流防止機構が付設される。逆流防止機構として、
図7に示したように排水方向にのみ排水が流通可能とする一方向弁113が配設される。また、この一方向弁113の代わりに図示のように排水管111を例えばS字状に湾曲させてなる屈曲部113Aを設け、あるいはこれら両者を併用することも可能である。
【0033】
ここで、上記のように構成された船外機10における基本動作について概略説明する。エンジンユニット11のエンジン14が始動すると、そのクランクシャフト15の下端部に連結するドライブシャフト22が回転開始する。シフト機構を適宜操作することでドライブシャフト22の駆動力をロアユニット13のプロペラシャフトに伝達させることで、プロペラ24が回転して船外機10を前進走行させることができる。
【0034】
特に、エンジン14に供給される燃焼用吸気の流れにおいて、船外機10を搭載した船が走行することにより先ず、エンジンカバー100Aの膨出部101に設けた外気取入れ口102から外気が流入する。外気取入れ口102から取り込まれた空気は、膨出部101内側の内空間105Aを経て膨張室105へ入り、
図7の点線矢印Aで示されるようにセパレータ107のスカート部107aの下側へ入り込んで、その後ガイド台部108の開口108aからスロットルボディ連結管26の上端開口部26aよりスロットルボディへと供給される。
【0035】
なお、水しぶきや吸気中に含まれる水分等は
図7の実線矢印Wで示されるようにセパレータ107に衝突することで気液分離され、アンダプレート106の底部106bに落下する。その後、排水孔112から排水管111を通って、エンジンカバー100Bの開口部110から船外機10外部へ排水される。つまり、仮に外気取入れ口102から水分等が取り込まれた場合でも、スロットルボディ側へ吸い込まれることはない。
【0036】
次に、本発明に係る主要構成に関連して説明すると先ず、船外機10の上部を覆うエンジンカバー100A上に外気取入れ口102を設け、この外気取入れ口102が前方に向けて開口する。
上述のように船が走行することで船外機10上部のエンジンカバー100Aの膨出部101に設けた外気取入れ口102から外気が流入する。先ず、外気取入れ口102が前方に開口するため、走行風を直接的に流入させることができ吸気効率を大幅に向上する。前述のように従来では後方に開口する外気取入れ口から空気を取り入れていたため、吸気効率が悪化せざるを得なかった。本発明によれば、吸気抵抗等の物理的な理由による吸込み難さを解消し、吸気効率ひいてはエンジン出力を増大することが可能となる。
【0037】
また、外気取入れ口102は、エンジンカバー100Aの上面に突設された膨出部101に設けられる。エンジンカバー100Aの上面から膨出部101を突出させることで、膨出部101に当たる空気流を一旦受け止め、外気取入れ口102において空気の淀み的状態が形成される。外気取入れ口102の外側もしくは外周付近では基本的には、そのよう淀み的状態ではなく、空気の流速は比較的速くなる。このため水しぶき等は流速の速い外側の空気流に引っ張られるかたちで外気取入れ口102から反れていき、この点でも波しぶき等の侵入防止効果が得られる。このように外気取入れ口102を前方に開口させることで吸気し易くしながらも、吸気以外の水しぶき等は外気取入れ口102に入らないようにし、高い吸気性能を実現することができる。
【0038】
また、船外機10の上部を覆うエンジンカバー100Aの上面に外気取入れ口102を設けることで、船外機10において最も高い位置に配置される。このように配置される外気取入れ口102の前方には、流入空気に対する障害物等ができるだけ少なくなり、外気取入れ口102に対して円滑な流入空気流が得られる。また、船外機10の高所に配置することで、水面からより高い位置に配置され、波しぶき等の侵入を有効に防止することができる。
【0039】
なお、外気取入れ口102、即ち膨出部101は船外機10の上部ではなく、側面に設けることも可能である。この場合、膨出部101が船外機10の側方へ張り出すため、そのままでは船外機10の横幅が大きくなってしまう。例えば特に、船外機10を複数掛けで船体に搭載した場合等でも、本発明によれば船外機10自体の横幅を小さくできるため有効に複数掛けを実現することができる。
【0040】
また、エンジンカバー100Aの上面と外気取入れ口102の下縁との間に段部104を有する。この場合更に、段部104から前方のエンジンカバー100Aの上面は前下がりの傾斜面となっている。
【0041】
段部104を設けることで、外気取入れ口102の前方からの空気流に対して、言わば堰が形成され、波しぶき等が直接入るのを有効に防ぐことができ、防波堤的作用を有している。更に、外気取入れ口102の前方におけるエンジンカバー100Aの上面が前下がりに傾斜することで、
図7のように外気取入れ口102に向って波しぶき等W
1が登り難くし、エンジンカバー100Aの上面を伝って来るのを抑制することができる。
【0042】
また、外気取入れ口102の周囲に前方に延出する囲い壁101aを有する。外気取入れ口102は、囲い壁101aにより囲繞されるかたちで、つまりダクト状の形態の奥まった位置に配置される。
このように囲い壁101aを設けることで、奥まった位置から外気を取り入れることができ、これにより波しぶき等が直接入るのを防ぐことができる。
【0043】
囲い壁101aの具体的形状において、典型的にはその内壁面を略直線状に、その外壁面を外方へ凸の湾曲状に形成される。
囲い壁101aをこのような断面形状とすることで、外気は相対的に外側の流速が速く、内側が遅くなる。このため波しぶき等は流速が速い外側の流れに乗って外気取入れ口102から反れるように流れる。従って、波しぶきが外気取入れ口102へ入り難くすることができる。また、繋ぎ部101c及び張出し部101dについても、外側へ凸状とすることで、囲い壁101aの場合と同様に外気の流速を速くするのに寄与する。
【0044】
更に、囲い壁101aとエンジンカバー100Aの上面との間の繋ぎ部101cを前方に延出させる。
繋ぎ部101cを設けることで、この繋ぎ部101cを含めた囲い壁101a全体的な形態においてその上部よりも下部が前方に延出したものとなる。つまり囲い壁101aの一部を拡大もしくは拡張することにより、波しぶき等に対する遮蔽作用を更に向上させることができる。
【0045】
さてここで、本発明の船外機の吸気装置における特徴的な作用効果について更に説明する。本発明の吸気装置は、エンジンカバー100Aの内側の空間、即ち膨張室105において、外気取入れ口102から取り入れた外気をスロットルボディへと送給して吸気させる。かかる吸気装置において先ず、外気取入れ口102及びスロットルボディを連通する空間である膨張室105が、アンダプレート106によってエンジンルーム1から隔離される。従って、吸気装置はエンジンルーム1内のエンジン14から隔離された状態で、その上方に配置構成される。
【0046】
前述したように外気取入れ口102から取り込まれた空気は、膨張室105へ入り、
図7の点線矢印Aで示されるようにセパレータ107のスカート部107aの下側へ入り込んで後、ガイド台部108の開口108aからスロットルボディ連結管26の上端開口部26aからスロットルボディへと供給される。このように燃焼用空気は、エンジンルーム1から隔絶された空間内の空気流通経路を経て、スロットルボディ、従ってエンジン14に供給される。つまりエンジン14に至る途中で、高温のエンジンに曝されて暖められることがないので、吸気の充填効率が高くなり、燃焼効率等を大幅に向上することができる。
【0047】
また、吸気装置内の空気流通経路の途中に気液分離用のセパレータ107を有し、このセパレータ107の少なくとも前部を下方へ延出させてなるスカート部107aを備えている。
【0048】
図7に示される状態で外気取入れ口102から膨張室105に流入した吸気は、後方のセパレータ107に向って流れる。スカート部107aが下方へ延出しているので、吸気中に含まれる水分等はスカート部107aに衝突することで、的確に気液分離される。
この場合、
図7に示したように外気取入れ口102の下端102Aは、スカート部107aの下端107Aよりも上方に位置する。外気取入れ口102からセパレータ107に向かって直進する吸気は、必ずスカート部107aに衝突するので、つまり吸気が直接ガイド台部108の開口108a、即ちスロットルボディに流入することはない。
【0049】
特にこの種の船外機10にあっては、船の走行中にトリム角調整し、即ちトリム角を大きくすることで船外機10全体が前傾姿勢をとる。このようなトリム角調時には外気取入れ口102に対する外気の流入角度も変化し、よりガイド台部108の開口108aに対する指向性が大きくなる。この場合、仮にスカート部107aを備えていないとすると、そのままでは外気取入れ口102から流入した吸気は直接、開口108aに向って流れることがある。本発明ではこのように船外機10がトリム角調整した場合でも外気取入れ口102とガイド台部108の開口108aとの間にスカート部107aが位置するため、このスカート部107aによって吸気が直接、開口108a従ってスロットルボディへと流れるのを防ぐことができる。
【0050】
また、セパレータ107のスカート部107aの下端107Aは、
図7からも明らかなようにガイド台部108の開口108aよりも下方に位置する。スカート部107aのこのような配置構成により、上述した外気取入れ口102の下端102Aとの配置関係とも相俟って、
図7の点線矢印Aのように流入した空気に対して所謂、ラビリンス効果を奏する。迷路状の経路に沿って流通することで、気液分離効果を更に高めることができる。
【0051】
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単一の膨出部101及び外気取入れ口102を設けた例を説明したが、同様に構成された外気取入れ口102を2つ以上複数設けることも可能である。