JP2008087605A - エンジンルーム内に収容される内燃機関 - Google Patents

エンジンルーム内に収容される内燃機関 Download PDF

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Abstract

【課題】吸気装置の入口形成部とエンジンカバーとの間において、所要のシール性を確保するために高い寸法精度を必要とすることなく、しかもシール性が振動の影響を受けにくいシール構造を提供する。
【解決手段】エンジンカバー14により形成されるエンジンルーム15内に収容される内燃機関の吸気装置の入口ダクト54により形成される吸気入口Piは、エンジンルーム15の外部の空気取入空間42に連通する。入口ダクト54と、エンジンカバー14に設けられて入口ダクト54に挿入される挿入部14bとが、入口ダクト54における燃焼用空気の流れ方向Fで互いに重なる重合部Wに、エンジンルーム15内と空気取入空間42との間を密封するシール部材55が設けられる。
【選択図】図7

Description

本発明は、エンジンカバーにより形成されるエンジンルーム内に収容される内燃機関に関し、詳細には、内燃機関の吸気装置とエンジンカバーとの構造に関する。
エンジンカバーにより形成されるエンジンルーム内に収容される内燃機関において、吸気通路の吸気入口がエンジンルーム内で開口していると、内燃機関が発生した熱により加熱された空気が燃焼用空気として内燃機関に吸入されるために、充填効率が低下し、機関出力が低下する。そこで、充填効率の向上を図るために、エンジンルームの外部の空気が吸気装置に吸入されるものが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
特開昭59−120598号公報 特開平5−286490号公報
吸気通路の吸気入口がエンジンルームに連通していると、吸気脈動によりエンジンルーム内の空気圧が変動し、その変動する空気圧がエンジンカバーを振動させて、騒音が発生することがある。そこで、エンジンルームと吸気入口との連通を遮断するシール部材を設けることにより、この振動を防止することができる。しかしながら、シール部材が吸気入口における燃焼用空気の流れ方向で挟持される場合、所要のシール性を確保するためには、流れ方向での所要のシール圧を確保するために、前記流れ方向での寸法精度を高める必要がある。また、吸気装置およびエンジンカバーは内燃機関の運転に起因して振動することから、シール性が振動の影響を受けやすい。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項1,2記載の発明は、吸気装置の入口形成部とエンジンカバーとの間において、所要のシール性を確保するために高い寸法精度を必要とすることなく、しかもシール性が振動の影響を受けにくいシール構造を提供することを目的とする。そして、請求項2記載の発明は、さらに、分割構造を有するエンジンカバーにおける位置決め部を利用することにより、入口形成部と挿入部との間のシール構造の形成を容易にすることを目的とする。
請求項1記載の発明は、エンジンカバーにより形成されるエンジンルーム内に収容される内燃機関であって、燃焼室が形成される機関本体と、吸気入口から流入した燃焼用空気を前記燃焼室に導く吸気通路を形成する吸気装置とを備える内燃機関において、前記吸気装置の入口形成部により形成される前記吸気入口は前記エンジンルームの外部に連通し、前記入口形成部と、前記エンジンカバーに設けられて前記入口形成部に挿入される挿入部とが、前記入口形成部における燃焼用空気の流れ方向で互いに重なる重合部に、前記エンジンルーム内と前記エンジンルームの外部との間を密封するシール部材が設けられる内燃機関である。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の内燃機関において、前記エンジンカバーは、前記吸気装置が取り付けられた前記機関本体に固定された第1カバーと、位置決め部により案内された後に取付位置に位置決めされて前記第1カバーに着脱可能に取り付けられる第2カバーとから構成され、前記挿入部は前記第2カバーに設けられ、前記シール部材は前記入口形成部および前記挿入部の少なくとも一方に設けられ、前記第2カバーは、前記重合部が形成される前に、前記位置決め部により前記第1カバーに対して案内され、前記第2カバーが前記取付位置まで移動する過程で、前記挿入部が前記入口形成部に挿入されて前記重合部が形成されるものである。
請求項1記載の発明によれば、入口形成部における燃焼用空気の流れ方向での重合部にシール部材が設けられるので、入口形成部および挿入部が流れ方向に振動して、流れ方向で入口形成部と挿入部との相対移動が生じる場合にも、重合部が形成されるように入口形成部および挿入部の寸法を設定することで、シール部材により入口形成部とエンジンカバーとの間が密封されるため、所要のシール性を確保するために高い寸法精度を必要とすることなく、しかもシール性が振動の影響を受けにくいシール構造が得られる。しかも、入口形成部とエンジンカバーとの間のシール性が安定して確保されるので、吸気脈動に起因するエンジンカバーからの騒音が確実に防止される。
請求項2記載の事項によれば、機関本体に固定された第1カバーに第2カバーが取り付けられる際、位置決め部により第1カバーに対して第2カバーが案内されることで、機関本体に取り付けられた吸気装置の入口形成部に対して第2カバーに設けられた挿入部が重合部が形成可能な位置に位置決めされ、第2カバーが位置決め部により案内された状態で取付位置まで移動させられる過程で、重合部が形成されて、シール部材が重合部において入口形成部および挿入部に気密に接触するシール構造が形成される。この結果、第1カバーに対する第2カバーの取付けと並行してこのシール構造が形成されるので、該シール構造の形成が容易になる。
以下、本発明の実施形態を図1〜図8を参照して説明する。
図1,図2を参照すると、本発明が適用された機械である船舶推進機としての船外機Sは、動力装置としての推進機本体と、該推進機本体を船体24に取り付けるための取付装置23とを備える。前記推進機本体は、内燃機関Eおよび該内燃機関Eにより駆動されて推力を発生する推進ユニットのほかに、発電機としての交流発電機G、ケース10〜12およびエンジンカバーCを備える。
図3を併せて参照すると、回転中心線Leが上下方向を指向するクランク軸7を備えるバーチカル機関である内燃機関Eは、水冷式多気筒4ストローク内燃機関、この実施形態ではV型6気筒内燃機関であり、ピストン5が往復動可能に嵌合する各シリンダ1aが一体成形されて平面視で後方に向かって開いたV字形を形成する1対のバンク1b,1cを有するシリンダブロック1と、シリンダブロック1の前端部に結合されるクランクケース2と、シリンダブロック1の各バンク1b,1cの後端部に結合されるシリンダヘッド3と、シリンダヘッド3の後端部に結合されるヘッドカバー4とから構成される機関本体Eaを備える。シリンダブロック1に回転可能に支持されるクランク軸7はピストン5にコンロッド6を介して連結される。
なお、明細書または特許請求の範囲において、平面視は上下方向から見ることを意味する。そして、図1に示される状態で、クランク軸7の回転中心線Leは上下方向に平行であり、上下方向に直交する方向である水平方向は前後方向および左右方向を含む。実施形態において、上下方向、前後方向および左右方向は、船体24における上下方向および前後方向および左右方向に一致する。また、平面視で互いに直交する前後方向および左右方向において、その一方を第1水平方向とするとき、他方は第2水平方向である。
機関本体Eaはマウントケース10の上端部に結合され、マウントケース10の下端部にオイルパン8および該オイルパン8を囲むエクステンションケース11が結合され、エクステンションケース11の下端部にギヤケース12が結合される。内燃機関Eの下端部、マウントケース10およびエクステンションケース11の上部は、エクステンションケース11に結合される第1カバーとしての下カバー13により覆われ、下カバー13の上端部に内燃機関Eの上部を含む大部分を覆う第2カバーとしての上カバー14が結合される。下カバー13および上カバー14は、内燃機関Eが収容されるエンジンルーム15を形成する分割構造のエンジンカバーCを構成する。そして、このエンジンルーム15内には、内燃機関Eのほかに、エンジンルーム15内の換気を行うための換気用空気をエンジンルーム15内に導く換気装置70および交流発電機Gが収容される。
図2を参照すると、上カバー14は、エクステンションケース11およびマウントケース10を介して機関本体Eaに固定された下カバー13に、位置決め部を兼ねる取付部16により着脱可能に取り付けられる。この取付部16は、下カバー13および上カバー14の周方向に間隔を置いて複数個、ここでは4つ設けられる。図4を併せて参照すると、各取付部16は、下カバー13の上端部の内面に設けられて案内孔16bが形成された第1係合部16aと、上カバー14の下端部の内面に設けられて案内孔16bに挿入される第2係合部16cとから構成される。第2係合部16cは、上カバー14にネジ16kにより固定される固定部16dと、固定部16dの軸部16d1に上下方向に摺動可能に嵌合する円筒状の可動部16eと、軸部16d1および可動部16eを貫通するボルト16fに螺合するナット16gと、固定部16dと可動部16eとを上下方向で離れる方向に付勢するスプリング16hとを有する。
そして、上カバー14が下カバー13に取り付けられる際は、上カバー14に固定された第2係合部16cが案内孔16bに挿入されることにより、可動部16eが案内孔16bに沿って案内された後、上カバー14が下カバー13に対して設定された取付位置に位置決めされて、下カバー13に結合される。シール部材17により密封される下カバー13と上カバー14との上下方向での隙間は、ナット16gを回動して軸部16d1と可動部16eとの相対位置を変更することにより調整可能である。
図1,図2を参照すると、出力軸としてのクランク軸7の下端部にはフライホイール18および駆動軸19が結合される。内燃機関Eにより回転駆動される駆動軸19は、マウントケース10内およびエクステンションケース11内を下方に延び、さらにギヤケース12内に達するように配置され、ギヤケース12内で駆動軸19から伝達される回転を制御する前後進切換装置20を介して推進軸21に結合される。内燃機関Eの動力は、クランク軸7から駆動軸19、前後進切換装置20および推進軸21を経て、推進軸21に結合される推力発生手段としてのプロペラ22に伝達され、プロペラ22が回転駆動される。ここで、駆動軸19、前後進切換装置20、推進軸21およびプロペラ22は前記推進ユニットを構成する。
取付装置23は、マウントケース10およびエクステンションケース11にそれぞれマウントゴム23a,23bを介して固定されるスイベル軸23cを回動可能に支持するスイベルケース23dと、スイベルケース23dを回動可能に支持するチルト軸23eを保持すると共に船体24の船尾に固定されるブラケット23fとを備える。取付装置23により、船外機Sの前記推進機本体は、船体24に対してチルト軸23eを中心に上下方向に揺動可能であり、スイベル軸23dを中心に左右方向に揺動可能である。
図2を参照すると、シリンダヘッド3には、シリンダ1a毎に、シリンダ軸線の方向でピストン5に対向する燃焼室30(図5参照)と、各燃焼室30に開口する吸気ポート31(図5参照)および排気ポートと、各燃焼室30に臨む点火栓とが設けられる。さらに、シリンダヘッド3に設けられて吸気ポート31および前記排気ポートをそれぞれ開閉する吸気弁および排気弁は、シリンダヘッド3とヘッドカバー4とにより形成される動弁室に収容される頭上カム軸型の動弁装置32により駆動されてクランク軸7の回転に同期して開閉動作を行う。
動弁装置32は、伝動機構33介して伝達されるクランク軸7の動力により回転駆動されるカム軸32aと、カム軸32aに設けられた吸気カム32bおよび排気カム32cと、1対のロッカアーム軸32dに揺動可能に支持される吸気ロッカアーム32eおよび排気ロッカアームとを備える。そして、吸気カム32bおよび排気カム32cが、吸気ロッカアーム32eおよび前記排気ロッカアームを介して前記吸気弁および前記排気弁を開閉駆動する。
図3を併せて参照すると、クランク軸7の上端部には、駆動プーリ33aおよび駆動プーリ34aが上方に向かって順次設けられる。駆動プーリ33aおよびカム軸32aに設けられたカムプーリ33bに掛け渡されたベルト33cを有する伝動機構33と、駆動プーリ34aおよび交流発電機Gの回転軸81に設けられた被動プーリ34bに掛け渡されたベルト34cを有する伝動機構34とは、機関本体Eaの上端部に結合される伝動カバーとしてのベルトカバーにより上方から覆われて形成される伝動室内に配置される。該ベルトカバーは、各シリンダヘッド3の上端部の上方に配置されてカムプーリ33bを主に覆う第1ベルトカバー35と、シリンダブロック1の上端部の上方に配置されておよび両駆動プーリ33a,34aおよび被動プーリ34bを覆う第2ベルトカバーを兼ねる下ケース50aとから構成される。
そして、クランク軸7により伝動機構34を介して回転駆動される回転軸81は、クランク軸7に対して、回転中心線Leと回転軸81の回転中心線Lgとの間の距離により規定される所定の軸間距離dを置いて配置される。
エンジンルーム15内に収容される吸気装置Nの吸気通路Pを流れる燃焼用空気は、シリンダヘッド3に取り付けられた混合気形成手段としての燃料噴射弁から供給される燃料と混合して混合気を形成し、該混合気が燃焼室30において前記点火栓により点火されて燃焼する。発生した燃焼ガスの圧力により駆動されて往復運動するピストン5は、コンロッド6を介してクランク軸7を回転駆動する。そして、燃焼ガスは、排気ガスとして、燃焼室30から前記排気ポートおよび排気マニホルド25を順次通って排気管26(図1も参照)に流入し、該排気管26からエクステンションケース11内、ギヤケース12内およびプロペラ22のボス内に設けられた排気通路を通って船外機Sの外部に排出される。
図2,図5,図6を参照すると、上カバー14(またはエンジンルーム15)の外部には、船外機Sの外部の空気である外気を船外機S内に取り入れる外気取入装置Aiと船外機S内の空気を船外機Sの外部に排出する空気排出装置Aeとから構成される空気吸排装置が設けられる。該空気吸排装置は、上カバー14の天井壁14aの上方に配置されて天井壁14aに着脱可能に取り付けられる外装カバー40と、外装カバー40と天井壁14aとにより形成される空間を仕切ることにより外気取入空間42と空気排出空間43とを形成する壁部材41とを備える。該壁部材41は、外装カバー40および天井壁14aに嵌合構造により結合され、外装カバー40がネジにより天井壁14aに着脱可能に結合されることで、天井壁14aに対して固定される。壁部材41は、前記空間の前方の境界壁である前壁41aと、前後方向に延びて外気取入空間42と空気排出空間43とを左右方向に隔てる隔壁41bとを有する。なお、壁部材41は外装カバー40または天井壁14aと一体成形されてもよい。
外気取入装置Aiは、外装カバー40と、前壁41aと、隔壁41bと、外気取入口44に配置される空気整流部材としての入口ルーバ45と、外気取入空間42を、内燃機関Eに供給される燃焼用空気が流通する第1空間42aとエンジンルーム15内に導入される換気用空気が流通する第2空間42bとに仕切る仕切部でもある偏向部46とを備える。入口ルーバ45は隔壁41bおよび天井壁14aに結合され、偏向部46は隔壁41bに一体成形されて設けられる。
外気取入空間42は外装カバー40、天井壁14a、前壁41aおよび隔壁41bにより形成され、外気取入空間42の外気取入口44は後方に向かって開口する。外気取入空間42内に配置される偏向部46は、入口ルーバ45を通過した外気を燃焼用空気として斜め上方に偏向させる傾斜した平面からなる偏向面46aを有する箱状の部材である。偏向部46の内側空間である第2空間42b内には、入口ルーバ45により上下方向に分けられた外気取入口44の最下部から流入した外気を斜め上方に偏向させる傾斜した平面からなる偏向面71aを有する換気用入口ダクト71が配置される。外気に混入している水は、各偏向面46a,71aに衝突して外気から分離されるので、偏向部46よりも下流の燃焼用空気に混入している水が減少して、吸気通路P内への水の侵入が抑制され、入口ダクト71に流入する換気用空気に混入している水が減少して、エンジンルーム15内への水の侵入が抑制される。
このため、エンジンルーム15内には、換気用空気が内燃機関Eに吸入される燃焼用空気から分離された状態で流入する。
空気排出装置Aeは、外装カバー40と、前壁41aと、隔壁41bと、外気に開放する排出口47に空気排出空間43内の排風を案内する空気案内部材としての出口ルーバ48とを備える。空気排出空間43は外装カバー40、天井壁14a、前壁41aおよび隔壁41bにより形成され、空気排出空間43の排出口47は外装カバー40の左右方向における一方の側壁である左壁40aに設けられて左方に向かって開口し、出口ルーバ48は左壁40aに一体成形されて設けられる。空気排出空間43の後部は隔壁41bの後側の部分41b1により、入口ルーバ45の最下部に形成される排水路49c(図5参照)を除いて閉塞される。
外気取入装置Aiおよび空気排出装置Aeには、それぞれ、外気取入空間42および空気排出空間43に溜まった水を船外機Sの外部に排出する排水路が設けられる。外気取入装置Aiに設けられる排水路は、外気取入口44の最下部分により構成される後部排水路49aと、前壁41aおよび天井壁14aに跨って設けられて、船外機Sがチルトアップ状態にあるときに排水を行う前部排水路49bとで構成される。図7を併せて参照すると、空気排出装置Aeに設けられる排水路は、後部排水路49cと、前壁41aおよび天井壁14aに跨って設けられて、船外機Sがチルトアップ状態にあるときに排水を行う前部排水路49dとで構成される。外気に開放する開口49b1,49d1を有する前部排水路49b,49dには、それぞれ外気取入空間42および空気排出空間43からの排水のみを許容する一方向弁49eが設けられる。一方向弁49eは、例えば、薄板からなる可撓性の弁体を有するリード弁から構成される。
図2,図3,図5,図7を参照すると、外気取入空間42内の空気を燃焼用空気として燃焼室30に導く吸気通路Pを形成する吸気装置Nは、シリンダブロック1の上端部に結合される。この吸気装置Nは、機関本体Eaの上方に配置される吸気消音器50と、吸気消音器50に接続されると共に機関本体Eaの後方に配置されて鉛直面上でU字状に湾曲して燃焼用空気を上下方向で反転させる反転用導管51と、反転用導管51を流れた後の燃焼用空気の流量を制御するスロットル弁52aを有すると共に機関本体Eaの上方に配置されるスロットル弁装置52と、スロットル弁装置52に接続されると共に前後方向で反転用導管51と機関本体Eaとの間に配置される吸気管としての吸気マニホルド53とを備える。吸気消音器50は、伝動機構34を覆う下ケース50aと、下ケース50aにネジにより気密に結合される上ケース50bとから構成される。また、吸気マニホルド53は両シリンダヘッド3に跨って取り付けられる。
吸気消音器50は、吸気通路Pの入口である吸気入口Piを有する上流側の第1消音室61と第1消音室61よりも下流側の第2消音室65とから構成される吸気消音室を形成する。単一の部材である反転用導管51は、第1消音室61から流入した燃焼用空気が下方に向かう第1下降通路62と、下降通路62から流入した燃焼用空気が下方から上方に鉛直面上で反転する第1反転通路63と、反転通路63から流入した燃焼用空気が上方に向かう上昇通路64とを形成する。スロットル弁装置52はスロットル弁52aが配置されるスロットル通路66を形成し、スロットル通路66には上昇通路64からの燃焼用空気が第2消音室65を通った後に流入する。吸気マニホルド53は、スロットル操作機構により開度が制御されるスロットル弁52aにより流量制御された後にスロットル通路66から流入した燃焼用空気が再び下方に向かう第2下降通路としての1対の分配室を有するマニホルド通路67を形成する。そして、マニホルド通路67の燃焼用空気は、吸気通路Pの出口である吸気出口Peから機関本体Eaの吸気ポート31に流出し、該吸気ポート31から燃焼室30に吸入される。
上ケース50bのみにより形成されて、機関本体Eaおよび伝動機構33の真上に配置されると共に吸気通路Pの入口側通路を構成する第1消音室61は、入口形成部としての円筒状の入口ダクト54により形成される流入部61aと、下降通路62の流入部62aに連なる流出部61bと、流入部61aおよび流出部61bよりも通路面積が大きい膨張室61cとを有する。
流入部61aは吸気入口Piを有し、該吸気入口Piは、エンジンルーム15内に連通することなく、エンジンルーム15の外部である第1空間42aに直接連通している。図6,図7を参照すると、第1空間42aから流入した燃焼用空気が下方に向かって流れる入口ダクト54と、上カバー14に一体に設けられて入口ダクト54に挿入される挿入部14bとが、入口ダクト54における燃焼用空気の流れ方向Fで互いに重なる重合部Wには、エンジンルーム15と第1空間42aとの間を気密に密封する円環状のシール部材55が設けられる。そして、入口ダクト54は、挿入部14bを貫通して上方に延びて第1空間42a内に達する。
シール部材55は、入口ダクト54が挿入される円形状の開口を形成する挿入部14bに嵌合して気密に保持される基部55aと、基部55aから入口ダクト54に向かって延びてその外周面に気密に接触する可撓部55bとを有する。可撓部55bは、前記流れ方向Fに直列に配列される複数の、この実施形態では3つの円環状の可撓性のリップにより構成される。
シール部材55による密封は、マウントケース10に固定された機関本体Eaに取り付けられた吸気装置Nに対して、上カバー14が上方から被されて、入口ダクト54に挿入部14bが挿入され、重合部Wが形成されることにより行われる。
図2を併せて参照すると、上カバー14は、重合部Wが形成される前に、取付部16により下カバー13に対して案内され、上カバー14が前記取付位置まで移動する過程で、挿入部14bが入口ダクト54に挿入されて重合部Wが形成される。具体的には、機関本体Eaに固定された状態にある下カバー13に上カバー14が取り付けられる際、取付部16により下カバー13に対して上カバー14が案内されることで、シリンダブロック1に取り付けられた吸気装置Nの入口ダクト54に対して、上カバー14に設けられた挿入部14bが、上下方向(または挿入方向)に平行な直線上に位置して、挿入部14b(したがって上カバー14)が上下方向に平行に移動することで重合部Wが形成可能な位置に位置決めされる。そして、上カバー14が取付部16により案内された状態で前記取付位置まで移動させられる過程で、重合部Wが形成されて、シール部材55が重合部Wにおいて入口ダクト54および挿入部14bに気密に接触するシール構造が形成される。
図2,図3,図5を参照すると、機関本体Eaの後方に配置される下降通路62は、機関本体Eaの上方で流出部61bに接続される流入部62aと、流入部62aよりも通路面積が大きいと共に上下方向に平行に延びる下降部62cとを有する。流出部61bおよび流入部62aをほぼ水平方向に沿って後方に向かって流れる燃焼用空気は、下降部62cにおいて下方に向かって流れる。
機関本体Eaの後方に配置される上昇通路64は、機関本体Eaの上方において上下方向で流入部62aとほぼ同じ位置にある流出部64bと、流出部64bよりも通路面積が大きいと共に上下方向に平行に延びる上昇部64cとを有する。
上昇通路64と下降通路62とは、左右方向に直交すると共にクランク軸7の回転中心線Leを含む平面である船外機Sの中心平面に対してほぼ面対称となるように配置される。
機関本体Eaの後方に配置される反転通路63は、上下方向で機関本体Eaと重なる位置で、燃焼用空気を下方から上方に向かうように反転させる。反転用導管51の最下部には、反転通路63の最下部63dに連通する排水路68が設けられる。排水路68は、最下部63dでの燃焼用空気の流れの方向でエンジンルーム15内に開口する。また、排水路68には、最下部63dに溜まる水の重量により開閉されて、反転通路63からエンジンルーム15内への水の排出のみを許容する一方向弁68eが設けられる。該一方向弁68eは、一方向弁49eと同様にリード弁から構成される。
そして、下降通路62、反転通路63および上昇通路64は、機関本体Eaの上端部の上方の流入部62aから機関本体Eaの下端部まで下降した後に機関本体Eaの上端部の上方の流出部64bまで、前後方向から見て上下方向でU字状の通路を形成する。このため、燃焼用空気は、吸気通路Pにおいて、第1消音室61と第2消音室65との間で一旦下方に向かった後に上昇する。そして、下降通路62、反転通路63および上昇通路64は、燃焼用空気に混入した水が反転通路63において遠心力により分離される水分離部を構成する。したがって、第1消音室61および第2消音室65は、この水分離部よりも上流および下流にそれぞれ配置される。
図2,図3を参照すると、機関本体Eaおよび両伝動機構33,34の真上に配置される第2消音室65は、流出部64bに接続される流入部65aと、スロットル通路66に連通する流出部65bと、流入部65aおよび流出部65bよりも通路面積が大きい膨張室65cとを有する。図8を併せて参照すると、膨張室65cには、上ケース50bから下方および前方に延びている隔壁56により、流入部65aからの燃焼用空気が、前方に向かう前方通路部65c1と、前方から後方に反転する反転部65c2と、後方に向かって流出部65bに流出する後方通路部65c3とが形成される。それゆえ、第2消音室65は、燃焼用空気を水平面内で前後方向で反転させる第2反転通路でもある。なお、隔壁56は、後述する隔壁92に一体成形されて、吸気消音器50に取り付けられる。
また、流出部65bの上流側には、逆火が発生したときに消炎機能を果たす金網からなるフレームアレスタ57が配置される。
スロットル弁装置52は、可撓性の導管58により形成される通路68を介して流出部65bに連通すると共にスロットル通路66を形成するスロットルボディ52bを有する。スロットル弁52aは、吸気通路Pにおいて、上昇通路64よりも下流、かつ第2下降通路62よりも上流に配置され、したがって、前記水分離部よりも下流に配置される。また、図3,図5に示されるように、吸気通路Pにおいて、第1下降通路62の流入部62aまたは流入部62aに上流で連なる流入側通路部分としての流出部61bと、上昇通路64の流出部64bまたは流出部64bに下流で連なる流出側通路部分としての流入部65aとは、平面視で、スロットル弁52aまたはスロットル弁装置52を挟んで配置される。そして、各流入部62a,65aおよび各流出部61b,64bは、いずれもほぼ水平な通路である。
図2,図5を参照すると、吸気通路Pの出口側通路を構成するマニホルド通路67は、スロットル通路66からの燃焼用空気が流入する流入部67aと、仕切壁53aで仕切られることにより各バンク1b,1c(図3参照)に対応して流入部67aから分岐して形成される1対の分配室67cと、燃焼用空気が下方に向かう各分配室67cから分岐する3つの分岐部67bとを有する。仕切壁53aには、機関回転速度に応じて開閉される開閉弁53bが設けられる。開閉弁53bは、低速回転域で閉弁して両分配室67cの連通を遮断することで、共鳴過給により体積効率を向上させ、高速回転域で開弁して両分配室67cを連通させることで、慣性過給により体積効率を向上させる。
各分岐部67bは、その下流端である吸気出口Peを有する。マニホルド通路67において、各分配室67cの燃焼用空気は、各分岐部67bを流通して吸気ポート31に流出し、各燃焼室30に導かれる。なお、図5では、説明の便宜上、マニホルド通路67が破線で、吸気ポート31および燃焼室30が一点鎖線で示されている。そして、上昇通路64は、これら吸気出口Peのうちで、最高位置の吸気出口Pe1よりも上方まで達している。
図2,図3,図5を参照すると、吸気入口Piから吸気出口Peまでエンジンルーム15内で途切れない連続した通路である吸気通路Pは、上流から下流に向かって、第1消音室61、下降通路62、反転通路63、上昇通路64、第2消音室65、スロットル通路66、および下降通路としての分配室67cを有する。そして、吸気入口Piから流入した燃焼用空気は、入口ダクト54を下方に向かい、膨張部61cで水平方向で後方に屈曲し、流出部61bおよび流入部62aを水平方向で後方に向かい、下降部62cで下方に向かい、反転通路63で下方から上方に反転し、上昇部64cで上方に向かって流れて最高位置の吸気出口Pe1よりも上方まで達し、流出部64bおよび流入部65aを水平方向で前方に向かい、第2消音室65で前方から後方に反転し、流出部65bおよびスロットル通路66を水平方向で後方に向かい、各分配室67cを下方に向かうように、吸気通路Pの各通路部分を順次流れた後に、各分岐部67bの吸気出口Peから吸気ポート31、さらには燃焼室30に向かって流出する。
第2空間42b内の空気を換気用空気としてエンジンルーム15内に導く換気装置70は、機関本体Eaの後方でシリンダヘッド3の近傍に配置される。換気装置70は、空気入口75(図6も参照)を有する流入通路76を形成する入口ダクト71と、流入通路76から分岐して左右方向で下降通路62および上昇通路64を挟んで配置される1対の案内通路77を形成する案内ダクト72とを備える。各案内通路77は、上下方向で機関本体Eaおよび反転通路63と重なる位置に、エンジンルーム15内で下方に向かって開口する空気出口78を有する。案内ダクト72は、ブラケット73(図3参照)を介してヘッドカバー4に取り付けられる。
案内通路77を下方に向かって流れた後にエンジンルーム15内に流入した換気用空気は、エンジンルーム15内に収容される機関本体Ea、吸気装置N、排気マニホルド25などを冷却した後、その大部分が、機関本体Eaの前端部を構成するクランクケース2にブラケット2a(図1も参照)を介して取り付けられた交流発電機Gに、その冷却用空気として吸入される。換気装置70と交流発電機Gとが前後方向で機関本体Eaを挟んで配置される。これにより、換気用空気は機関本体Eaの後方から機関本体Eaの前方に向かって流れる過程で機関本体Eaのほぼ全体を冷却するので、換気用空気が冷却空気として効率よく利用され、その後に交流発電機Gに流入する。
図1〜図3を参照すると、交流発電機Gは、クランク軸7により回転駆動される回転軸81と、該回転軸81と一体に回転するロータおよびステータを収容するハウジング82とを備える。前記ロータには空気をハウジング82内に吸入する冷却ファンが設けられ、ハウジング82には、該冷却ファンにより吸引されて交流発電機Gの内部を冷却する空気が吸入されて流入する流入口83と冷却後の空気が排風として流出する流出口84とが設けられる。エンジンルーム15内の換気用空気は、下ケース50aに設けられるルーバ85により整流された後、流入口83からハウジング82内に流入する。
排出口47から排出された排風は、排風案内装置90によりエンジンルーム15内に殆ど排出されることなく空気排出装置Aeに導かれ、その後、船外機Sの外部に排出される。
図2,図3,図6〜図8を参照すると、排風案内装置90は、排出口47を囲むと共に排風を流入口83から流入しにくい所定位置まで導く排風通路95を形成する排風ダクト91と、上ケース50bから下方に延びて設けられて吸気消音器50内を貫通する排風ダクト91を第2消音室65から離隔させる隔壁92とを備える。この所定位置は、排風ダクト91がない場合比べて流入口83から排風が流入口83に流入することが抑制または防止される位置であり、この実施形態では、エンジンルーム15の外部としての空気排出空間43であり、排風通路95の出口95bは空気排出空間43内に開口する。このため、排風通路95と第2消音室65との間には、隔壁92および上ケース50bにより形成される断熱空間としての収容室96が形成され、排風ダクト91が収容室96に収容される。このため、排風通路95と第2消音室65との間に収容室96が設けられるので、排風の熱が第2消音室65内の燃焼用空気を加熱することが抑制される。
このように、交流発電機Gは、燃焼用空気とは分離された状態でエンジンルーム15内に流入した換気用空気を、エンジンルーム15の外部に排出する排気ファンを構成する。
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
船外機Sに備えられる内燃機関Eの吸気通路Pは、吸気入口Piから吸気出口Peまでエンジンルーム15内で途切れない連続した通路であり、上流から下流に向かって、下降通路62、反転通路63、上昇通路64および分配室67cを有し、吸気入口Piから流入した燃焼用空気は、下降通路62で下方に向かい、次いで反転通路63で下方から上方に反転し、次いで上昇通路64で上方に向かって流れて最高位置の吸気出口Pe1よりも上方まで達し、次いで分配室67cで下方に向かって流れた後に、吸気出口Peから燃焼室30に向かって流出することにより、吸気通路Pの吸気入口Piから流入した燃焼用空気に水が混入しているとき、水は反転通路63において遠心力により燃焼用空気から分離される。しかも、反転通路63を通った燃焼用空気は、上昇通路64を通って最も高い位置にある吸気出口Pe1の位置よりも上方に達した後に、分配室67cを再度下方に向かって流れて吸気出口Peから燃焼室30に向かって流出するので、燃焼用空気が下方から上方に反転した後の上昇通路の途中において吸気出口から流出する場合に比べて、上昇通路64において水の分離が一層確実に行われて、水侵入防止効果が向上する。そして、吸気出口Peが複数ある場合にも、吸気出口Peの位置による影響を殆ど受けることなく、すべての燃焼室30に対して良好な水侵入防止効果が得られる。
吸気入口Piは、エンジンルーム15に連通することなく、エンジンルーム15の外部の空気取入空間42に直接連通していることにより、吸気通路Pの吸気入口Piからエンジンルーム15内の加熱された空気が流入することがないので、燃焼用空気の温度上昇が抑制されて、充填効率が向上し、しかも吸気脈動によるエンジンルーム15内の空気圧の変動がないので、吸気脈動に起因するエンジンカバーCからの騒音が防止される。
吸気装置Nのスロットル弁52aは、吸気通路Pにおいて、上昇通路64または前記水分離部よりも下流、かつ分配室67cよりも上流に配置されることにより、反転通路63および上昇通路64において水が分離された燃焼用空気がスロットル弁52aにより流量制御されるので、スロットル弁52aに水が付着することが防止される。そして、燃焼用空気に混入した水が海水である場合、スロットル弁52aに塩が付着することが防止される。
吸気通路Pにおいて、下降通路62の流入部62aまたは流出部61bと、上昇通路64の流出部64bまたは流入部65aとが、平面視で、スロットル弁52aまたはスロットル弁装置52を挟んで配置されることにより、流入部62aまたは流出部61bと流出部64bまたは流入部65aとの間に形成されるスペースを利用してスロットル弁52aまたはスロットル弁装置52が配置されるので、スロットル弁52aまたはスロットル弁装置52と吸気通路Pとのコンパクトな配置が可能になる。さらに、前記スペースを利用することにより、スロットル弁52aまたはスロットル弁装置52を挟む方向で下降通路62の下降部62cおよび上昇通路64の上昇部64cの幅を大きくして、その通路面積を拡大することができるので、下降通路62の下降部62cにおける流速を減少させて水の分離効果を高めることができる。さらに、下降通路62、反転通路63および上昇通路64から構成される水分離部に、膨張による消音室の機能を持たせることができて、吸気騒音の低減に寄与する。
前記水分離部よりも上流および下流に、それぞれ第1消音室61および第2消音室65が配置されることにより、吸気消音器による吸気騒音が低減に優れた船外機Sが得られる。
吸気装置Nの入口ダクト54により形成される吸気入口Piは空気取入空間42の第1空間42aに連通し、入口ダクト54と上カバー14の挿入部14bとが、入口ダクト54における燃焼用空気の流れ方向Fで互いに重なる重合部Wに、エンジンルーム15内とエンジンルーム15の外部との間を密封するシール部材55が設けられることにより、入口ダクト54および挿入部14bが流れ方向Fに振動して、流れ方向Fで入口ダクト54と挿入部14bとの相対移動が生じる場合にも、重合部Wが形成されるように入口ダクト54および挿入部14bの寸法を設定することで、シール部材55により入口ダクト54とエンジンカバーCとの間が密封されるため、所要のシール性を確保するために高い寸法精度を必要とすることなく、しかもシール性が振動の影響を受けにくいシール構造が得られる。しかも、入口ダクト54とエンジンカバーCとの間のシール性が安定して確保されるので、吸気脈動に起因するエンジンカバーCからの騒音が確実に防止される。
エンジンカバーCは、吸気装置Nが取り付けられた機関本体Eaに固定された下カバー13と、位置決め部としての取付部16により案内された後に取付位置に位置決めされて下カバー13に着脱可能に取り付けられる上カバー14とから構成され、シール部材55は挿入部14bに設けられ、挿入部14bが設けられた上カバー14は、重合部Wが形成される前に、取付部16により下カバー13に対して案内され、上カバー14が前記取付位置まで移動する過程で、挿入部14bが入口ダクト54に挿入されて重合部Wが形成される。これにより、機関本体Eaに固定された下カバー13に上カバー14が取り付けられる際、取付部16により下カバー13に対して上カバー14が案内されることで、入口ダクト54に対して上カバー14に設けられた挿入部14bが重合部Wが形成可能な位置に位置決めされ、上カバー14が取付部16により案内された状態で前記取付位置まで移動させられる過程で、重合部Wが形成されて、シール部材55が重合部Wにおいて入口ダクト54および挿入部14bに気密に接触するシール構造が形成される。この結果、下カバー13に対する上カバー14の取付けと並行してこのシール構造が形成されるので、該シール構造の形成が容易になる。
船外機Sにおいて、クランク軸7と交流発電機Gの回転軸81とは、エンジンルーム15内に軸間距離dを置いて配置され、交流発電機Gのハウジング82に設けられた流出口84を囲むと共に排風を流入口83から流入しにくい所定位置としての空気排出空間43まで導く排風ダクト91を備えることにより、交流発電機Gから排出された排風が、温度が殆ど低下していない状態で交流発電機Gに再度流入することが抑制されるので、エンジンルーム15内で内燃機関Eの出力軸との間に軸間距離dを置いて配置された回転軸81を有する交流発電機Gの冷却性が向上する。
排風ダクト91が排風をエンジンルーム15の外部である空気排出空間43に導くことにより、排風により燃焼用空気が加熱されることが抑制されて、充填効率の低下が抑制される。
エンジンルーム15内には、換気用空気が燃焼用空気から分離された状態で流入し、交流発電機Gは換気用空気をエンジンルーム15の外部に排出する排気ファンを構成することにより、交流発電機Gがエンジンルーム15内の換気用空気を排出する排出ファンを兼ねるので、換気専用の排出ファンが不要になるため、部品点数を増やすことなく、エンジンルーム15内の換気効率を向上させることができて、エンジンルーム15内の内燃機関Eをはじめとする装置や部材の冷却性が向上する。しかも、エンジンルーム15内には換気用空気が燃焼用空気から分離した状態で導入されるので、換気を促進したとしても吸気装置Nにより吸入される燃焼用空気の流量が影響を受けることはない。
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
入口ダクトは、挿入部を貫通していなくてもよく、また挿入部が筒状に形成される場合には、該挿入部の外周に挿入されてもよい。この場合、シール部材は、入口ダクトの内周と挿入部の外周との間に配置される。
シール部材55は入口ダクト54および挿入部14bの少なくとも一方に設けられていればよい。
内燃機関は、直列多気筒内燃機関または単気筒内燃機関であってもよい。単気筒内燃機関の吸気通路が1つの吸気出口のみを有する場合、該吸気出口が最高位置の吸気出口となる。
内燃機関は、船外機以外の機械、例えば車両や作業機に備えられるものであってもよい。
本発明が適用された船外機の概略右側面図である。 図1の船外機の要部断面図である。 図2の概ねIII−III線での断面図である。 の図2の拡大図であり、エンジンカバーの取付部付近の図である。 図2の概ねV−V線での断面図である。 図2の概ねVI−VI線での断面図である。 図2の拡大図であり、吸気装置の入口ダクト付近の図である。 図7のVIII−VIII線での要部断面図である。
符号の説明
1…シリンダブロック、7…クランク軸、13…下カバー、14…上カバー、15…エンジンルーム、40…外装カバー、42…外気取入空間、43…空気排出空間、44…外気取入口、54…入口ダクト、55…シール部材、61,65…消音室、62…下降通路、63…反転通路、64…上昇通路、67…マニホルド通路、91…排風ダクト、
S…船外機、E…内燃機関、Ea…機関本体、G…交流発電機、C…エンジンカバー、N…吸気装置、P…吸気通路、Pi…吸気入口、Pe…吸気出口、Ai…外気取入装置、Ae…空気排出装置。

Claims (2)

  1. エンジンカバーにより形成されるエンジンルーム内に収容される内燃機関であって、燃焼室が形成される機関本体と、吸気入口から流入した燃焼用空気を前記燃焼室に導く吸気通路を形成する吸気装置とを備える内燃機関において、
    前記吸気装置の入口形成部により形成される前記吸気入口は前記エンジンルームの外部に連通し、前記入口形成部と、前記エンジンカバーに設けられて前記入口形成部に挿入される挿入部とが、前記入口形成部における燃焼用空気の流れ方向で互いに重なる重合部に、前記エンジンルーム内と前記エンジンルームの外部との間を密封するシール部材が設けられることを特徴とする内燃機関。
  2. 前記エンジンカバーは、前記吸気装置が取り付けられた前記機関本体に固定された第1カバーと、位置決め部により案内された後に取付位置に位置決めされて前記第1カバーに着脱可能に取り付けられる第2カバーとから構成され、前記挿入部は前記第2カバーに設けられ、前記シール部材は前記入口形成部および前記挿入部の少なくとも一方に設けられ、前記第2カバーは、前記重合部が形成される前に、前記位置決め部により前記第1カバーに対して案内され、前記第2カバーが前記取付位置まで移動する過程で、前記挿入部が前記入口形成部に挿入されて前記重合部が形成されることを特徴とする請求項1記載の内燃機関。
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