(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-06-16
(54)【発明の名称】流れ検出を改良した船舶用船外機
(51)【国際特許分類】
F02D 35/00 20060101AFI20220609BHJP
B63H 20/00 20060101ALI20220609BHJP
【ＦＩ】
F02D35/00 366H
B63H20/00 510
F02D35/00 305A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021558960
(86)(22)【出願日】2020-04-01
(85)【翻訳文提出日】2021-10-01
(86)【国際出願番号】 GB2020050862
(87)【国際公開番号】W WO2020201744
(87)【国際公開日】2020-10-08
(31)【優先権主張番号】1904773.7
(32)【優先日】2019-04-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519042375
【氏名又は名称】コックス パワートレイン リミティド
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(72)【発明者】
【氏名】リチャード コーンウェル
(57)【要約】
船舶用船外機２は、少なくとも１つのシリンダ３３ａ～３３ｃを画定するエンジンブロックと、少なくとも１つのシリンダに空気の流れを送るように構成された吸気口９３と、吸気口に空気の流れを送るための吸気経路の一部分を形成する吸気ダクト２００とを備える、内燃機関３０を備えている。前記内燃機関は、吸気ダクト内に配置された流れ検出装置２１０であって、吸気ダクトを通る空気の流れの流量を示す信号を生成するように構成された流量計２１１と、前記流量計の上流側の前記吸気ダクト内に配置された鈍頭体２１２とを備え、前記流量計は渦流量計である、流れ検出装置２１０をさらに有する。
【選択図】図６
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関を有する船舶用船外機であって、前記内燃機関は、少なくとも１つのシリンダを画定するエンジンブロックと、
前記少なくとも１つのシリンダに空気の流れを送るように構成された吸気口と、
前記空気の流れを前記吸気口に送るための吸気経路の一部分を形成する吸気ダクトと、
前記吸気ダクト内に配置された流れ検出装置であって、前記吸気ダクトを通る空気の流れの流量を示す信号を生成するように構成された流量計を備えた、流れ検出装置と、
前記流量計の上流の前記吸気ダクト内に配置された鈍頭体とを備え、
前記流量計は渦放出流量計である、船舶用船外機。
【請求項2】
前記吸気経路は、前記鈍頭体の上流にある前記吸気ダクトの入口端に接続された複数の空気ダクトを備え、これによって、前記空気の流れが複数の供給源から前記吸気ダクトに送られる、請求項１に記載の船舶用船外機。
【請求項3】
前記内燃機関は、前記少なくとも１つのシリンダからの排気ガスの流れの一部分を、前記複数の空気ダクトの内の１つを介して前記吸気ダクトの前記入口端に再循環させるように構成された排気ガス再循環システムをさらに備える、請求項２に記載の船舶用船外機。
【請求項4】
前記内燃機関は、前記複数の空気ダクトの内の１つを介して前記吸気ダクトの前記入口端に接続された吸気冷却器をさらに備える、請求項２又は３に記載の船舶用船外機。
【請求項5】
前記鈍頭体は、前記吸気ダクト内の空気の流れに対して横断する扁平状上流面を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の船舶用船外機。
【請求項6】
前記扁平状上流面は、前記吸気ダクトの流れ面積の少なくとも４０％を横切って延びている、請求項５に記載の船舶用船外機。
【請求項7】
前記吸気ダクトは、前記鈍頭体の周囲で分岐され、かつ、前記鈍頭体の下流側の単一の流路に収束し、前記流量計は前記単一の流路に配置されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の船舶用船外機。
【請求項8】
前記船舶用船外機は、前記内燃機関に取り外し可能に取り付けられた保護カバーをさらに備え、前記保護カバーが前記吸気ダクトの少なくとも一部分を画定する、請求項１～７のいずれか一項に記載の船舶用船外機。
【請求項9】
前記吸気ダクトの実質的全長は、前記保護カバーによって規定される、請求項８に記載の船舶用船外機。
【請求項10】
前記保護カバーが計時装置カバーである、請求項８又は９に記載の船舶用船外機。
【請求項11】
前記保護カバーが、前記保護カバーの外側から前記内燃機関の上端部へのアクセスを提供する修理用開口を備える、請求項８～１０のいずれかに記載の船舶用船外機。
【請求項12】
前記保護カバーは、前記吸気ダクト内に位置する環状壁を備え、前記鈍頭体は、前記環状壁の外面によって少なくとも部分的に画定され、前記修理用開口は、前記環状壁の内面によって境界付けされる領域内に画定される、請求項１１に記載の船舶用船外機。
【請求項13】
前記内燃機関が、実質的に垂直方向クランク軸の軸線の回りを回転するように配置されたクランク軸を備え、前記保護カバーが前記クランク軸の上端部を覆い、前記修理用開口が前記クランク軸の上端部へのアクセスを提供する、請求項１１又は１２に記載の船舶用船外機。
【請求項14】
前記保護カバーが、前記内燃機関に取り外し可能に取り付けられた第１シェルと、前記第１シェルに取り外し可能に取り付けられた第２シェルとを備え、前記第１シェル及び前記第２シェルが共に前記吸気ダクトを画定する、請求項８～１３のいずれか一項に記載の船舶用船外機。
【請求項15】
前記内燃機関は、垂直軸線の内燃機関である、請求項１～１４のいずれか一項に記載の船舶用船外機。
【請求項16】
請求項１～１５のいずれか一項に記載の船舶用船外機を備える船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関を備えた船舶用船外機であって、吸気ダクトを通る空気の流れの流量を示す信号を生成するように、流量計が配置された吸気ダクトを備える、船舶用船外機に関する。
【背景技術】
【0002】
現代の内燃機関では、吸気口を介して内燃機関に入る空気の流量測定値を得ることが知られている。この空気流量の測定により、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）が、例えば、煙制限制御や排気ガス再循環（ＥＧＲ）制御などの、内燃機関への空気の流れを制御することができ、又は、正しい燃料質量を確実に送ることができる。自動車用途では、空気流量測定値は、典型的には、吸気システム内に配置された熱線又は熱膜式の質量空気流量センサを使用して得られる。熱線式の質量気流センサは、一定電流又は一定電圧のいずれかで吸気ダクト内に懸架されたワイヤを加熱することにより作動する。空気がワイヤを通過して流れ、ワイヤは冷め、その抵抗は減少する。次いで、電流又は電圧を増加させて、ワイヤの温度及び抵抗を増加させて、抵抗を平衡状態に戻す。平衡状態に達するために必要な電流又は電圧の増減は流量に比例し、センサからＥＣＵへの比例信号として出力される。熱膜式の空気流量センサは、熱線式の空気流量センサに類似しているが、熱線ではなく熱膜グリッドを使用し、通常は周波数信号を出力する。
【0003】
熱線式及び熱膜式の質量気流センサは、自動車用途に有効であるが、上記センサの海洋環境での使用は、吸気中の塩水噴霧又は湿気に対する感度のため問題となり得る。これにより、センサの読み取り値が不正確になり、センサの耐久性が低下する可能性がある。これらの要因はいずれも、内燃機関の性能を損なう可能性がある。これは、排気規制を満たすために必要とされる有効煙制限及びＥＧＲ制御のために、空気流量測定が重要となり得る現代のディーゼル船舶用船外機にとって特に重要であり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、従来技術に関連する１つ又は複数の課題を克服又は緩和する、改良された船舶用船外機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】
【0005】
本発明の第１の態様によれば、内燃機関を有する船舶用船外機において、前記内燃機関は、少なくとも１つのシリンダを画定するエンジンブロックと、前記少なくとも１つのシリンダに空気の流れを送るように構成された吸気口と、空気の流れを前記吸気口に送るための吸気経路の一部分を形成する吸気口ダクトと、前記吸気口ダクト内に配置されかつ前記吸気口ダクトを通る空気の流れの流量を示す信号を生成するように構成された流量計を備える流れ検出装置とを備え、前記吸気口ダクト内に前記流量計の上流に配置された鈍頭体とを備え、前記流量計は渦流量計である、船舶用船外機が提供される。
【0006】
この配置により、鈍頭体により、吸気ダクトに沿って通過する空気の流れの中で流れの剥離を引き起こし、渦を発生させる。得られた渦の周波数は流量に比例する。したがって、渦周波数を測定することによって、流量計は、熱線、熱膜、又は、空気の流れの中の塩分又は湿気に特に敏感である任意の他の構成要素なく、流量を示す信号をＥＣＵに出力することができる。これにより、より正確な流れ検出が容易になり、さもなければ必要になる可能性のある内燃機関の必要な修理間隔を短縮できる。
【0007】
吸気経路は、空気の流れが空気フィルタ又は空気冷却器などの単一の供給源から吸気ダクトに送られる単一の空気ダクトを備えうる。
【0008】
好ましくは、吸気経路は、前記鈍頭体の上流にある前記吸気ダクトの入口端に接続された複数の空気ダクトを備え、これによって、前記空気の流れが複数の供給源から前記吸気ダクトに送られる。
【0009】
この配置により、鈍頭体による吸気ダクト内の渦の生成によって、海洋環境における改良された流れ検出を提供するだけでなく、複数の空気ダクトに沿って異なる供給源から来る吸気の混合を容易にする。これにより、特に異なる供給源からの吸気が異なる温度、圧力、及び／又は、組成物を有する場合に、吸気の均質性を改良し、より一貫したエンジン性能を促進することができる。したがって、流れ検出装置は、吸気混合を改良しかつ流量検出を改良するという二重の機能を有し、その両方が、より一貫したエンジン性能をもたらすことができる。
【0010】
空気の流れは、任意の適切な空気供給源から供給され得る。例えば、エアフィルタ、空気冷却器、又は、ターボチャージャの圧縮機ハウジングの１つ以上から供給され得る。
【0011】
好ましくは、前記内燃機関は、前記少なくとも１つのシリンダからの排気ガスの流れの一部分を、前記複数の空気ダクトの内の１つを介して前記吸気ダクトの端部の入口に再循環させるように構成された、排気ガス再循環システムをさらに備える。
【0012】
この構成により、鈍頭体による吸気ダクト内の渦の生成によって、海洋環境における改良された流れ検出を提供するだけでなく、ＥＧＲシステムによって供給された吸気と吸気の異なる供給源によって供給された空気との改良された混合を容易にする。これは、ＥＧＲシステムからの吸気の組成及び温度が、他の供給源からの吸気の組成及び温度とは異なるであろう、排気ガス再循環に特に有用である。したがって、流れ検出装置は、吸気混合を改良しかつ流量検出を改良するという二重の機能を有し、その両方が、より一貫したエンジン性能をもたらすことができる。
【0013】
好ましくは、前記内燃機関は、前記複数の空気ダクトの１つを介して前記吸気ダクトの前記入口端に接続された吸気冷却器をさらに備える。
【0014】
この構成により、鈍頭体による吸気ダクト内の渦の生成により、海洋環境における改良された流れ検出を提供するだけでなく、吸気冷却器によって供給される吸気と吸気の異なる供給源によって供給される空気との改良された混合を容易にする。これは、冷却器からの吸気の温度は、他の供給源からの吸気の温度よりも低い可能性が高いので、吸気冷却器が使用される場合に特に有用となりうる。したがって、流れ検出装置は、吸気混合を改良しかつ流量検出を改良するという二重の機能を有し、その両方が、より一貫したエンジン性能をもたらすことができる。
【0015】
好ましくは、前記鈍頭体は、吸気ダクト内の空気の流れに対して横断する扁平状上流面を有する。
【0016】
扁平状上流面は、好ましくは、突出縁部を有する。これは、異なる流量で予測可能で制御された流れの剥離を生成するのに役立つ。扁平状上流面は、吸気ダクトの流れ面積の少なくとも１０％、好ましくは、吸気ダクトの流れ面積の少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、又は、少なくとも６０％を横切って延在しうる。特定の実施形態では、扁平状上流面は、吸気ダクトの流れ面積の少なくとも７０％又は少なくとも８０％を横切って延在しうる。これらの値の各々は、吸気混合及び流量検出精度を改良するために、吸気ダクトを通る実質的に全ての空気の流れにおける渦の生成を促進するのに役立つことができる。
【0017】
吸気ダクトは、鈍頭体が配置された単一の流路としうる。
【0018】
好ましくは、吸気ダクトは、鈍頭体の周囲で分岐され、鈍頭体の下流側の単一の流路に収束する。流量計は、好ましくは、単一の流路内に配置される。吸気ダクトは、吸気の流れを鈍頭体の周りの２つの空気経路に分割し、２つの空気経路を鈍頭体の下流側で１つの空気経路に結合している。
【0019】
吸気ダクトは、適切な構造を有しうる。例えば、吸気ダクトは、エンジンブロックに取り付けられた外部導管を備えうる。
【0020】
好ましくは、前記船舶用船外機は、前記内燃機関に取り外し可能に取り付けられた保護カバーを更に備え、前記保護カバーは、前記吸気ダクトの少なくとも一部分を画定する。
【0021】
この構成により、保護カバーとは別個の、エンジンブロックに沿って延びる空気ダクトと比較して、船外機の全体的なサイズ及び重量を低減することができる。また、保護カバー自体は、エンジンブロックによって発生する熱から吸気を保護する熱遮蔽として作用しうる。
【0022】
吸気ダクトは、保護カバーによって部分的に画定されうる。このような実施形態では、吸気ダクトは、保護カバーによって規定される第１の長さのダクトと、第１の長さのダクトに接続される第２の長さのダクトとを備えうる。好ましくは、吸気ダクトのほぼ全長は、保護カバーによって規定される。
【0023】
保護装置は、計時装置カバーとしうる。換言すれば、保護カバーは、タイミングホイール及びそれらの対応するタイミングベルト又はタイミングチェーンなどの内燃機関のタイミング部品を覆うために使用することができる。計時装置を修理するために、保護カバーを船舶用船外機から取り外すことができる。
【0024】
保護装置は、実質的に垂直方向クランク軸の軸線の回りを回転するように配置された内燃機関のクランク軸の上端部を覆うように構成することができる。クランク軸は、フライホイールを備えうる。保護カバーは、少なくとも部分的にフライホイールを覆うように構成することができる。
【0025】
保護カバーは、保護カバーの外側から内燃機関の上端部へのアクセスを提供する修理用開口を備えうる。
【0026】
この構成では、保護カバーを取り外すことなく、修理用開口を介して内燃機関の上端部にアクセスできる。したがって、内燃機関を持ち上げる目的で、修理用開口を介して、フライホイールボスなどの内燃機関の上端部のボスにアイボルトをねじ込むことが可能である。修理用開口は、保護カバーの外面と内面との間に延在しうる。
【0027】
保護カバーは、修理用開口を覆う修理用フラップを備えうる。修理用フラップは、操作位置とメンテナンス位置との間で回動可能としうる。操作位置では、修理用フラップを閉じ、それにより、吸気が修理用開口を介して吸気ダクトから逃げることが防止されるように、修理用開口を覆うことができる。メンテナンス位置において、修理用フラップは、修理用開口を開くために修理用開口から離れるように回動させられ、その結果、操作者は修理用開口を通して内燃機関の部品にアクセスすることができる。
【0028】
好ましくは、前記鈍頭体は、前記吸気ダクト内に位置する環状壁の外面によって少なくとも部分的に画定され、前記修理用開口は、前記環状壁の内面によって境界付けされる領域内に画定される。この構成により、修理用開口と鈍頭体とを同一場所に存在させることができる。これにより、修理用開口の存在によって生じる空気の流れに対する不必要な混乱を最小限に抑えることができる。修理用開口は、環状壁の内面によって画定されうる。
【0029】
内燃機関は、好ましくは、実質的に垂直方向クランク軸の軸線の回りを回転するように配置されたクランク軸を備え、保護カバーはクランク軸の上端部を覆い、修理用開口はクランク軸の上端部へのアクセスを提供する。
【0030】
保護カバーは、単一の一体の構成要素としうる。
【0031】
好ましくは、前記保護カバーは、前記内燃機関に取り外し可能に取り付けられた第１シェルと、前記第１シェルに取り外し可能に取り付けられた第２シェルとを備え、前記第１シェルと第２シェルは共に前記吸気ダクトを画定する。取り外し可能な半シェルを有する保護カバーを構成すると、保護カバーと保護カバーの下に配置された内燃機関の部品のメンテナンスを簡単にすることができる。第１の半シェル及び第２の半シェルは、締結部材を受け入れるように配置された複数の対応する取り付け穴を備えうる。保護カバーが修理用開口を備える場合、修理用開口は、第１シェル及び第２シェルを貫通して延在しうる。当該実施形態において、修理用開口は、第２シェルを取り外す必要なしに、内燃機関の上端部へのアクセスを提供する。他の実施態様において、修理用開口は、第１シェル上にのみ配置されうる。このような実施形態では、修理用開口にアクセスするために第２シェルを取り外さなければならない。
【0032】
好ましくは、内燃機関は、垂直軸線の内燃機関(vertical axis internal combustion engine)である。上記の内燃機関では、クランク軸は、内燃機関内に垂直に取り付けられる。内燃機関はガソリンエンジンとしうる。好ましくは、内燃機関はディーゼルエンジンである。内燃機関は、ターボチャージャ付きのディーゼルエンジンとしうる。
【0033】
本明細書で用いる「エンジンブロック」という用語は、エンジンの少なくとも１つのシリンダが設けられた中実構造を指す。この用語は、シリンダヘッドとクランクケースを備えたシリンダブロックの組み合わせ、又はシリンダブロックのみを指す場合がある。エンジンブロックは、単一のエンジンブロック鋳造物から形成することができる。エンジンブロックは、例えばボルトを用いて互いに接続される複数の別々のエンジンブロック鋳造物から形成されうる。
【0034】
エンジンブロックは、単一のシリンダを備えうる。好ましくは、エンジンブロックは、複数のシリンダを備える。
【0035】
エンジンブロックは、単一のシリンダバンクを備えうる。
【0036】
エンジンブロックは、第１シリンダバンク及び第２シリンダバンクを備えうる。第１シリンダバンクと第２シリンダバンクは、Ｖ字の構成で配置されうる。
【0037】
エンジンブロックは、３つのシリンダバンクを備えうる。これらの３つのシリンダバンクは、扇形の構成で配置されうる。エンジンブロックは、４つのシリンダバンクを備えうる。これらの４つのシリンダバンクは、Ｗ字の構成又は２つのＶ字の構成で配置されうる。
【0038】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様の船舶用船外機を備える船舶が提供される。
【0039】
本出願の範囲内において、特許請求の範囲及び／又は以下の説明及び図面における、先の段落に示された様々な態様、実施形態、実施例、及び、代替案、特にその個々の特徴は、独立に又は任意の組合せで理解されることが明確に意図されている。すなわち、全ての実施形態及び／又は任意の実施形態の特徴は、組み合わされる特徴が不適合でない限り、任意の方法及び／又は組み合わせで組み合わせることができる。本出願人は、最初に提出された請求項を変更又は新たな請求項を提出する権利を留保する。この権利には、最初に請求項されたものではないが、他の請求項の任意の特徴に依存するようにかつ／又は組み込むように、最初に提出された請求項を補正する権利が含まれる。
【0040】
本発明のさらなる特徴及び利点は、以下に、単なる例として、添付図面を参照してさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【発明を実施するための形態】
【0042】
図１は、船舶用船外機２を備えた船舶１の概略側面図を示す。船舶１は、連絡船やスキューバダイビングボートなどの、船舶用船外機と共に使用するのに適した任意の種類の船舶とすることができる。図１に示す船舶用船外機２が船舶１の船尾部に取り付けられている。船舶用船外機２は、通常、船舶１の船体内に受け入れられている燃料タンク３に接続されている。リザーバ又は燃料タンク３からの燃料は、燃料ライン４を介して船舶用船外機２に供給される。燃料ライン４は、燃料タンク３と船舶用船外機２との間に配置された、１つ又は複数のフィルタと低圧ポンプと（水が船舶用船外機２に入るのを防止するための）分離器タンクを集合的に配置したものとしうる。
【0043】
以下にさらに詳細に説明するように、船舶用船外機２は、概ね、上側部分２１と、中間部分２２と下側部分２３の３つの部分に分割されている。中間部分２２及び下側部分２３は、しばしば、集合的に脚部として知られ、この脚部は、排気システムを収容する。プロペラ８は、船舶用船外機２のギアボックスとも呼ばれる、下側部分２３において、プロペラシャフト上に回転可能に配置されている。当然のことながら、動作中、プロペラ８は、少なくとも部分的には水中に沈められており、船舶１を推進するために、様々な回転速度で作動させることができる。
【0044】
典型的には、船舶用船外機２は、ピボットピンによって、船舶１の船尾部に回動可能に接続されている。ピボットピンの回りの回動により、操作者が公知の方法で水平軸線の回りで船舶用船外機２を傾斜させて位置調整することができる。更に、当技術分野でよく知られているように、船舶用船外機２は、船舶１の船尾部にも回動可能に装着されており、これにより、略直立軸線を中心に回動して、船舶１を操縦することができる。
【0045】
傾斜とは、船舶用船外機２全体が完全に水中から出て上昇することができるように、船舶用船外機２を十分に上昇させる動きである。船舶用船外機２の傾斜動作は、船舶用船外機２の電源を切った状態又は中立状態で行うことができる。しかしながら、いくつかの例では、船舶用船外機２は、浅い海域での作動を可能にするように、傾斜範囲での船舶用船外機２の限定的な運転を可能にするように構成されうる。従って、船舶用エンジンアセンブリは、主に、脚部の長手軸線が実質的に垂直方向にある状態で作動させられる。船舶用船外機２の脚部の長手軸線と実質的に平行である船舶用船外機２のエンジンのクランク軸は、船舶用船外機２の通常動作中では概ね垂直方向に配向されるであろうが、特定の作動条件下、特に浅い水中で船舶で作動させられる場合には、非垂直方向に配向させることもできる。また、エンジンアセンブリの脚部の長手軸線に実質的に平行に配向されている船舶用船外機２のクランク軸は、垂直クランク軸配置と呼ぶこともできる。また、エンジンアセンブリの脚部の長手軸線に対して実質的に垂直に配向された船舶用船外機２のクランク軸は、水平クランク軸配置と呼ぶこともできる。
【0046】
前述したように、適切に作動するためには、船舶用船外機２の下側部分２３が水中に延びる必要がある。しかし、極めて浅い海域では、又は、トレーラーから船舶を進水させる際、船舶用船外機２の下側部分２３が下方に傾斜した位置にある場合に、海底で引きずられたり、ボートが傾斜したりすることがある。船舶用船外機２を傾斜させて図２ａに示す位置のように上方に傾斜した位置に傾けることによって、下側部分２３及びプロペラ８の損傷を防止する。
【0047】
対照的に、位置調整は、図２ｂ～図２ｄの３つの例に示すように、船舶用船外機２を完全に下降した位置から数度上方への比較的に小さな範囲にわたって移動させる機構である。位置調整は、船舶１の燃費と加速と高速作動の最良の組合せを提供する方向にプロペラ８の推力を方向付けるのに役立つ。
【0048】
船舶１が平面上にある場合（船舶１の重量が、静水揚力ではなく、流体力学的揚力によって主に支持される場合）、船首上げ構成は、抗力が比較的少なく、比較的大きな安定性及び効率をもたらす。これは、例えば図２ｂに示すように、ボート又は船舶１の中心線が約３度～５度で上向きである場合に一般的に当てはまる。
【0049】
傾斜が多すぎると、図２ｃに示す位置などのように、水中で船舶１の船首が高すぎる状態になる。この形態では、船舶１の船体が水を押しており、その結果、より多くの空気抵抗が生じるので、性能と経済性は減少する。上方への傾斜が大きすぎると、プロペラが通気し、性能がさらに低下することもある。さらに厳しい場合には、船舶１が水中を飛び跳ね、操作者と乗客がボード外に投げ出されてしまう可能性がある。
【0050】
下方に傾斜すると、船舶１の船首が下がり、立ち上がりからの加速に役立つ。図２ｄに示すように、下方への傾斜が多すぎると、船舶１が水中を「かきわけ（plough）」、燃費が落ちて速度が上がりにくくなる。高速では、下方への傾斜により船舶１が不安定になることさえある。
【0051】
まず、図１を参照すると、船舶用船外機２を備えた船舶１の概略側面図が示されている。船舶１は、連絡船やスキューバダイビングボートなどの、船舶用船外機と共に使用するのに適した任意の種類の船舶とすることができる。図１に示す船舶用船外機２が船舶１の船尾部に取り付けられている。船舶用船外機２は、通常、船舶１の船体内に受け入れられている燃料タンク３に接続されている。リザーバ又は燃料タンク３からの燃料は、燃料ライン４を介して船舶用船外機２に供給される。燃料ライン４は、燃料タンク３と船舶用船外機２との間に配置された、１つ又は複数のフィルタと低圧ポンプと（水が船舶用船外機２に入るのを防止するための）分離器タンクを集合的に配置したものとしうる。
【0052】
図３を参照すると、本発明の一実施形態による船舶用船外機２の概略断面が示されている。船舶用船外機２は、前述した傾斜及び位置調整作動を行うための傾斜及び位置調整機構７を備えている。この実施形態では、傾斜及び位置調整機構７は、電気制御システムを介して船舶用船外機２を傾斜させ位置調整するように作動させることができる流体圧アクチュエータ７１を有する。あるいは、操作者が手で船舶用船外機を回動させる、手動の傾斜及び位置調整機構を提供することも実現可能である。
【0053】
以上のように、船舶用船外機２は、概ね３つの部分に分割されている。発動機としても知られる上側部分２１は、船舶１に動力を供給するための内燃機関３０を有する。カウリング部２５が内燃機関３０の周囲に配置される。上側部分２１又は発動機に隣接して下方に延びている、中間部分２２及び下側部分２３が設けられている。下側部分２３は、中間部分２２に隣接して下方に延びており、中間部分２２は、上側部分２１を下側部分２３に接続している。中間部分２２は、内燃機関３０とプロペラシャフト８３との間に延びている駆動軸４１を収容し、フローティング・コネクタ５３（例えばスプライン接続部）を介して内燃機関のクランク軸３１に接続されている。駆動軸２７の下側端部には、駆動軸４１の回転エネルギーを水平方向にプロペラ８に供給するギアボックス又は伝達装置（変速機）が設けられている。より詳細には、駆動軸４１の底端部は、プロペラ８のプロペラシャフト８３に回転接続可能な一対のかさ歯車８５、８６に接続されたかさ歯車４３を有しうる。中間部分２２及び下側部分２３は、排気システムを形成し、これは、内燃機関３０の排気ガス出口からの排気ガス及び船舶用船外機２からの排気ガスを輸送するための排気ガス流路を画定する。表面空気がプロペラ８の負圧側に吸い込まれるのを防止する通気防止プレート５１により、中間部分２２を下側部分２３から分離する。船舶用船外機２は、更に、伝達装置（変速機）内に延びているシフトロッド４５を有し、これにより、シフト機構が作動される。
【0054】
図３に概略的に示す内燃機関３０は、種々の燃焼室又は燃焼シリンダ３３ａ、３３ｂ及び３３ｃを有する。燃焼シリンダ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの各々は、可動ピストン３５ａ、３５ｂ及び３５ｃを備えている。可動ピストン３５ａ～３５ｃの各々は、その後端において、当技術分野でよく知られているようにクランク軸３１に接続されている。可動ピストン３５ａ～３５ｃは、クランク軸３１を、シリンダ３３ａ～３３ｃの燃焼区間から、すなわち、対応する入口弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃ及び出口弁３８ａ、３８ｂ及び３８ｃによって制御される入口ポート及び出口ポートから分離する。図３では、内燃機関は、４ストロークＶ６ディーゼルエンジンの一方側の模式図の形態で示されている。Ｖ字形シリンダバンクには、任意の他の量のシリンダを採用しうることが理解されるであろう。また、当業者は、インライン（直列）配置などの任意の他の配置を代替的に利用することができることを理解するであろう。最後に、図３は４ストローク型エンジンを図示しているが、本発明の駆動システムは、均等的に、２ストローク型燃焼エンジンとして構築することができる。
【0055】
その上端部には、クランク軸３１にフライホイール３９が設けられている。図３に詳細には示されていないが、フライホイールは、クランク軸に接続されたプーリを有する。クランク軸プーリは、タイミングベルト８１を介してカムシャフト６１の駆動プーリ６３に接続されている。図３は、１つのシリンダバンクのみを示すことが理解されるであろう。このように、実質的に同一の第２のカムシャフトを、Ｖ６エンジンの第２のシリンダバンクに設けることができ、前記第２のカムシャフトは、第２のタイミングベルトを介してフライホイール３９に接続されている。
【0056】
カムシャフト６１は、クランク軸３１と平行に、即ち、図３の実質的に垂直軸線に沿って延びている。一般に知られているように、カムシャフト６１は、入口弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃ及び出口弁３８ａ、３８ｂ、３８ｃを正確なタイミングで作動させるための様々なカムを有している。クランク軸とカムシャフトとの間の回転速度比は、従来、フライホイール、プーリ及びそれらに対応するタイミングベルトによって設定されている。したがって、内燃機関のこれらの部品は、一般に計時装置と呼ばれる。
【0057】
計時装置を水や塵などの環境の影響から保護しかつ操作者に害を及ぼすリスクを防止するために、エンジンブロック３０の上部に保護カバー１００を配置することができる。図３では、保護カバー１００がエンジンブロック３０の上端部を覆って図示されているが、保護カバーはエンジンブロック３０の任意の他の部分にまたがるように配置することもできることが理解されよう。保護カバー１００は、図５及び図６に関連してより詳細に後述する。
【0058】
図４は、内燃機関３０への及びそこからのガス流れの概略図である。内燃機関３０は、空気の流れが内燃機関のシリンダに送り出される吸気マニホールド９３と、排気ガスがそれによってシリンダから除去される排気マニホールド９４とを有している。内燃機関３０は、さらに、空気の流れを吸気マニホールド９３に送るための吸気経路の一部分を形成する吸気ダクト２００を有している。また、空気入口９５と、ターボチャージャ６０と、給気冷却器９１と、排気ガス循環システム７０が空気入口経路に沿って配置されている。ターボチャージャ６０は、圧縮機ハウジング６１と、軸６３によって接続されたタービンハウジング６２とを有する。タービンハウジング６１は、その入口側で排気マニホールドダクト６４によって排気マニホールド９４に接続され、その出口側でターボチャージャ排気ダクト６５によって船舶用船外機の排気システムに接続されている。圧縮機ハウジング６２は、その入口側で入口ダクト９６によって空気入口９５に接続されており、その出口側で圧縮機出口ダクト９７によって給気冷却器９１に接続されている。この給気冷却器９１は、その出口側で給気ダクト９８によって吸気ダクト２００に接続されている。ＥＧＲシステム７０は、その入口側で高温ＥＧＲダクト７１によって排気マニホールドダクト６４に接続されるＥＧＲ冷却器を有している。高温ＥＧＲダクト７１は、ターボチャージャ６０の上流の位置で排気マニホールドダクト６４から分岐されている。ＥＧＲ冷却器の出口側は、冷却されたＥＧＲダクト７２によって吸気ダクト２００に接続されている。給気冷却器９１及びＥＧＲシステム７０は、吸気ダクト２００のための複数の空気供給源を表している。給気ダクト９８及び冷却されたＥＧＲダクト７２は、複数の空気ダクトを表し、これによって、空気の流れが複数の空気供給源から吸気ダクト２００に送られる。
【0059】
動作中、排気ガスは内燃機関内の各シリンダから排出され、排気マニホールド９４によってシリンダから離れて排気マニホールドダクト６４に方向付けられる。排気ガスの再循環が必要な場合、排気ガスの一部分が排気マニホールドダクト６４から高温ＥＧＲダクト７１を介してＥＧＲシステム７０に分流される。残りの排気ガスは、ターボチャージャ６０のタービンハウジング６１に送られ、ターボチャージャ排気ダクト６５を介してターボチャージャ６０及び内燃機関を出る前にタービンを駆動するために使用される。再循環された排気ガスは、ＥＧＲ冷却器によって冷却され、冷却されたＥＧＲダクト７２によって吸気ダクト２００の入口端２０１に送られる。一方、周囲の空気は、空気入口９５及び入口ダクト９６を通って圧縮機ハウジング６２内に吸い込まれ、回転している圧縮機によって加圧される。加圧された空気は、圧縮機出口ダクト９７によって圧縮機ハウジング６２から給気冷却器９１に送られ、給気ダクト９８を介して吸気ダクト２００の入口端２０１に流入する。給気冷却器９１からの冷却された加圧空気と、ＥＧＲシステム７０からの冷却された排気ガスは、空気の流れとして吸気ダクト２００に沿って共に流れ、次いで、吸気ダクト２００の出口端２０２を通って吸気マニホールド９３に送られる。
【0060】
内燃機関への空気の流れの測定を容易にするために、内燃機関３０は、吸気ダクト２００内に配置された流れ検出装置２１０を有している。流れ検出装置２１０は、流量計２１１と、流量計２１１の上流に位置する鈍頭体２１２とを有する。鈍頭体２１２は、吸気ダクト２００内の空気の流れに対して横断して配置された扁平状上流面２１３を有する。扁平状上流面２１３は、空気の流れの中に延びて、空気の流れの剥離及び渦の生成を促す突出縁部２１４を有する。流量計２１１は、吸気ダクト２００内の空気の流れの流量を示す信号を生成するように構成された渦流量計である。この例では、流量計２１１は、吸気ダクト２００内の渦２２０の周波数を測定し、この測定値を周波数信号としてエンジン制御ユニット（図示せず）に出力する。ＥＣＵは、当業者によって理解されるように、周波数信号に基づいて流量を計算する。
【0061】
図５は、吸気ダクトが保護カバーに組み込まれている内燃機関の斜視図を示す。図示のように、内燃機関３０は、エンジンブロックの上部にまたがって計時装置を保護する、取り外し可能な保護カバー１００を有している。保護カバー１００は、メンテナンス目的のために容易にアクセスできるように、内燃機関３０に取り外し可能に取り付けられている。保護カバー１００は、本体１０１と、吸気ダクト２００の少なくとも一部分を形成する取り外し可能なカバー１０３とを備える。本体１０１は、三角形状の第１部分１０１ａと円形の第２部分１０１ｂとを有している。第１部分１０１ａは、内燃機関の計時装置及びカムシャフトを覆うように構成される。第２部分１０１ｂは、クランク軸のフライホイールを覆うように構成されている。本体は、更に、吸気ダクト２００の下側部分を形成する開放流路を画定する隆起したフランジ１０１ｃを有している。取り外し可能なカバー１０３は、取り外し可能なカバー１０３の外側縁部に沿ってかつ本体１０１の隆起したフランジ１０１ｃに沿って配置された複数の取り付け穴１２５を介して、本体１０１に取り外し可能に取り付けられている。取り外し可能なカバー１０３は、隆起したフランジ１０１ｃによって画定される開放流路を閉じて、吸気ダクト２００を形成する。このようにして、本体１０１は、吸気ダクトの第１の下側シェルを提供し、取り外し可能なカバー１０３は、吸気ダクトの第２の上側シェルを提供し、第１シェルと第２シェルは結合して吸気ダクトを画定する。他の例では、保護カバーは、本体及び取り外し可能なカバーを備える２つの片の構成ではなく、吸気ダクトを画定する単一片としうる。吸気ダクト２００は、分岐して略Ｙ字形状であり、入口端２０１において単一の入口１０５を有し、反対の出口端２０２において２つの出口１０７ａ、１０７ｂを有する。入口１０５が吸気冷却器９１に接続されている。出口１０７ａ、１０７ｂは、空気入口１０５とは反対側の端部に配置されている。空気出口１０７ａ、１０７ｂの各々は、それぞれ吸気マニホールド９３ａ、９３ｂに接続されている。吸気ダクト２００は、吸気冷却器９１からの冷却された吸気を、エンジンの上端部を横切って両方の吸気マニホールド９３ａ、９３ｂに供給する。保護カバー１００は、保護カバー１００の外側から内燃機関の上端部へのアクセスを提供する修理用開口１２７を更に含む。この例では、修理用開口１２７は円形であり、本体１０１と取り外し可能なカバー１０３の両方を貫通して延びており、クランク軸の上端部へのアクセスを提供している。他の例では、修理用開口は、取り外し可能なカバー１０３の提供によって閉じられるように、異なる形状を有していてもよく、かつ／又は、本体１０１を通ってのみ延びていてもよい。
【0062】
図６は、保護カバーの取り外し可能なカバーが取り外されている、図５の内燃機関の保護カバーの上側領域を示している。見て分かるように、吸気ダクト２００内の流れ検出装置２１０の鈍頭体２１２は、扁平状上流面２１３の下流側にある円筒状部分２１５を備える。円筒状部分２１５は、本体１０１の隆起したフランジ１０１ｃの開放流路の底部から上方に延びる環状壁２１６の外面によって画定される。本体１０１を貫通する修理用開口１２７は、環状壁２１６の内面によって画定される。従って、修理用開口１２７と鈍頭体２１２とは、吸気ダクト２００内に同一場所にある。吸気ダクト２００は、トロイダル部分において修理用開口１２７の周囲で分岐され、トロイダル部分の下流側で単一の流路部分に収束する。流量計２１１は、単一の流路部分に位置している。吸気ダクト２００は、全体の幅Ｗｄを有する。鈍頭体の扁平状上流面２１３は、ダクト２００内の空気の流れに対して実質的に垂直に延び、この領域内のダクト２００の全幅Ｗｄの少なくとも４０％である幅Ｗｓを有する。保護カバー１００は、また、本体１０１を通って吸気ダクト２００の出口端に向かって延びる更なる修理用開口１２８を有している。さらなる修理用開口１２８により、取り外し可能なカバー１０３が取り外された場合に、保護カバー１００全体を取り外す必要はなく、操作者がエンジンの計時装置に迅速にアクセスできるようにすることができる。通常の使用中に修理用開口１２８を閉じるために、修理用開口１２８の下端に修理用フラップ（図示せず）を設けうる。
【0063】
動作中、空気の流れは、空気入口１０５を通って本体１０１と取り外し可能なカバー１０３との間に画定された吸気ダクト２００に入る。空気の流れは、鈍頭体２１２に到達すると、上流面２１３に衝突し、空気流に渦を発生させる。空気は、トロイダル部分の鈍頭体２１２の周囲の２つの別々の経路に続き、単一の流路部分で結合し、それによって、流量計は渦の周波数を検出して空気流の流量を示す信号を出力する。単一の流路部分から、ダクト２００は再び分岐し、２つの吸気マニホールドの間で空気の流れを分割する。
【0064】
本発明は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して上述したが、添付の特許請求の範囲に規定されているように、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更又は修正を行いうることが理解されよう。
【図1】
【図2a】
【図2b】
【図2c】
【図2d】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】