JP2023073137A - 船舶推進機、船舶及び船舶用エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの燃焼室におけるωスワールの発生を抑制することができる船舶推進機、この船舶推進機を含む船舶、及び、この船舶推進機に含まれる船舶用エンジンを提供する。
【解決手段】船舶推進機は、エンジン２０と、エンジン２０によって駆動されるプロペラと、を含む。エンジン２０は、燃焼室２８と燃焼室２８に連通する一対の吸気口６３とが設けられたシリンダヘッド２９と、一対の吸気口６３にそれぞれ接続された一対の吸気ポート５５と、を含む。一対の吸気ポート５５において吸気口６３に接続される下流部５５Ａ同士の間隔Ｄは、吸気口６３に近付くにつれて狭くなっている。
【選択図】図５

Description

本発明は、船舶推進機、この船舶推進機を含む船舶、及び、この船舶推進機に含まれる船舶用エンジンに関する。

下記特許文献１は、船舶推進機の一例である船外機を開示している。船外機に用いられるエンジンは、複数のシリンダが設けられたシリンダブロックと、各シリンダ内に配置されたピストンと、シリンダブロックに接続されたシリンダヘッドとを含む。シリンダヘッドにおいて各シリンダに臨む部分には、対応するシリンダ及びピストンと共に燃焼室を構成する燃焼凹部が１つずつ設けられている。各燃焼凹部には、一対の吸気弁開口と、排気弁開口とが形成されている。一対の吸気弁開口には、吸気マニホールドから延びる一対の吸気ポートがそれぞれ接続されている。排気弁開口には、排気ポートが接続されている。各シリンダでの吸排気に関し、吸気マニホールドに流入した空気は、一対の吸気ポートに分かれて一対の吸気弁開口から燃焼室に流入し、燃焼室で燃料と共に燃焼されることによって排気となってから、排気弁開口及び排気ポートを流れて船外機の外に排出される。

特開２００２－１３８９２５号公報

特許文献１の船外機のような船舶推進機では、エンジンにおいて一対の吸気弁開口から燃焼室に流入した空気による、いわゆるωスワールを考慮する必要がある。ωスワールとは、一対の吸気弁開口のそれぞれから燃焼室に流入した空気が、流入直後に互いの間隔が広がるように排気弁開口へ流れた後に、互いに接近するように旋回することにより、ピストンの移動方向から見てω状の軌跡を描くスワールである。ωスワールの発生を抑制することができると、燃焼速度を上昇させることによってエンジンの性能向上を図ることができる。

そこで、本発明の一実施形態は、エンジンの燃焼室におけるωスワールの発生を抑制することができる船舶推進機、この船舶推進機を含む船舶、及び、この船舶推進機に含まれる船舶用エンジンを提供する。

本発明の一実施形態は、エンジンと、前記エンジンによって駆動される推進ユニットと、を含む、船舶推進機を提供する。前記エンジンは、燃焼室と前記燃焼室に連通する一対の吸気口とが設けられたシリンダヘッドと、前記一対の吸気口にそれぞれ接続された一対の吸気ポートと、を含む。前記一対の吸気ポートにおいて前記吸気口に接続される下流部同士の間隔は、前記吸気口に近付くにつれて狭くなっている。

この構成により、船舶推進機のエンジンでは、空気が、一対の吸気ポートに分かれて一対の吸気口から燃焼室に流入し、燃焼室において燃料と共に燃焼される。これにより、船舶推進機では、エンジンが駆動力を発生して推進ユニットが駆動されるので、船舶推進機が推進力を発生する。一対の吸気ポートにおいて吸気口に接続される下流部同士の間隔が、吸気口に近付くにつれて狭くなっているので、一対の吸気口のそれぞれから燃焼室に流入した直後の空気を、互いの間隔が広がらないように流すことができる。これにより、エンジンの燃焼室において、ωスワールの発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態においては、前記船舶推進機は、過給器と、前記過給器によって圧縮された空気を冷却するインタークーラと、をさらに含む。前記一対の吸気ポートには、前記インタークーラによって冷却された空気が流入する。前記一対の吸気ポートのそれぞれは、前記インタークーラから前記吸気口まで別々に延びる独立吸気ポートである。

この構成により、それぞれが独立吸気ポートである一対の吸気ポートであれば、吸気口に接続される下流部同士の間隔を、吸気口に近付くにつれて狭くなるように容易に構成することができる。

本発明の一実施形態は、エンジンと、前記エンジンによって駆動される推進ユニットと、を含む、船舶推進機を提供する。前記エンジンは、燃焼室と前記燃焼室に連通する一対の吸気口とが設けられたシリンダヘッドと、前記一対の吸気口にそれぞれ接続された一対の吸気ポートと、を含む。前記シリンダヘッドには、前記一対の吸気口の周縁からそれぞれ延びて前記一対の吸気口の並び方向において互いに対向する一対の内側面が設けられている。前記一対の内側面の間に前記燃焼室が区画されている。前記一対の内側面において前記吸気口の周縁につながった上流部同士の間隔は、前記吸気口の周縁から離れるにつれて狭くなっている。

この構成により、船舶推進機のエンジンでは、空気が、一対の吸気ポートに分かれて一対の吸気口から燃焼室に流入し、燃焼室において燃料と共に燃焼される。これにより、船舶推進機では、エンジンが駆動力を発生して推進ユニットが駆動されるので、船舶推進機が推進力を発生する。シリンダヘッドにおいて一対の吸気口の周縁からそれぞれ延びて一対の吸気口の並び方向において燃焼室を挟んで互いに対向する一対の内側面では、吸気口の周縁につながった上流部同士の間隔が、吸気口の周縁から離れるにつれて狭くなっている。そのため、一対の吸気口のそれぞれから燃焼室に流入した直後の空気を、互いの間隔が広がらないように流すことができる。これにより、エンジンの燃焼室において、ωスワールの発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態においては、前記シリンダヘッドには、前記並び方向に沿って並んで前記燃焼室に連通する一対の排気口が設けられている。前記エンジンは、前記一対の排気口にそれぞれ接続された一対の排気ポートを含む。前記一対の内側面における第１内側面は、前記一対の吸気口における第１吸気口の周縁と前記一対の排気口における第１排気口の周縁とをつなぐ。前記一対の内側面における第２内側面は、前記一対の吸気口における第２吸気口の周縁と前記一対の排気口における第２排気口の周縁とをつなぐ。前記第１内側面と前記第２内側面とは、互いに接近するように湾曲している。

この構成により、シリンダヘッドの一対の内側面における上流部同士の間隔を、吸気口の周縁から離れるにつれて狭くなるように構成することができる。

本発明の一実施形態においては、前記エンジンは、垂直方向に沿って配置されたクランクシャフトを含む。前記船舶推進機は、ドライブシャフトと、プロペラと、伝達機構と、を含む船外機である。前記ドライブシャフトは、前記クランクシャフトに結合されて垂直方向に沿って配置されている。前記プロペラシャフトは、水平方向に沿って延びている。前記プロペラは、前記推進ユニットとして、前記プロペラシャフトに結合されている。前記伝達機構は、前記ドライブシャフトの回転を前記プロペラシャフトに伝達する。

この構成により、船外機では、エンジンのクランクシャフトの回転が、ドライブシャフト及び伝達機構を介してプロペラシャフトに伝達されることにより、プロペラシャフトがプロペラと回転するので、プロペラが推進力を発生する。このような船外機のエンジンの燃焼室において、前述しように、ωスワールの発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態は、船体と、前記船体に装備されて前記船体に推進力を与える前記船舶推進機と、を含む、船舶である。

この構成により、船舶に含まれる船舶推進機のエンジンの燃焼室において、前述しように、ωスワールの発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態は、燃焼室と前記燃焼室に連通する一対の吸気口とが設けられたシリンダヘッドと、前記一対の吸気口にそれぞれ接続された一対の吸気ポートと、を含む、船舶用エンジンを提供する。前記一対の吸気ポートにおいて前記吸気口に接続される下流部同士の間隔は、前記吸気口に近付くにつれて狭くなっている。

この構成により、船舶用エンジンの燃焼室において、前述しように、ωスワールの発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態は、燃焼室と前記燃焼室に連通する一対の吸気口とが設けられたシリンダヘッドと、前記一対の吸気口にそれぞれ接続された一対の吸気ポートと、を含む、船舶用エンジンを提供する。前記シリンダヘッドには、前記一対の吸気口の周縁からそれぞれ延びて前記一対の吸気口の並び方向において互いに対向する一対の内側面が設けられている。前記一対の内側面の間に前記燃焼室が区画されている。前記一対の内側面において前記吸気口の周縁につながった上流部同士の間隔は、前記吸気口の周縁から離れるにつれて狭くなっている。

この構成により、船舶用エンジンの燃焼室において、前述しように、ωスワールの発生を抑制することができる。

本発明によれば、エンジンの燃焼室におけるωスワールの発生を抑制することができる船舶推進機、この船舶推進機を含む船舶、及び、この船舶推進機を含まれる船舶用エンジンを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る船舶の模式的な平面図である。 船舶に含まれる船外機の模式的な側面図である。 船外機の吸排気系を説明するための模式図である。 吸排気系における吸気構造の斜視図である。 吸気構造における要部の背面図である。 吸気構造における要部の正面図である。

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る船舶１の模式的な平面図である。船舶１は、船体２と、船体２に装備された操船装置３及び船外機４とを含む。操船装置３の一例は、船体２の操船席の周辺の操作台５に設けられたステアリングホイール６及びスロットルレバー７と、船外機４に内蔵されたＥＣＵ（電子制御ユニット）８とステアリングホイール６及びスロットルレバー７とをつなぐ通信バス９とを含む。操船者は、操舵のためにステアリングホイール６を左右方向に回動させる。操船者は、船外機４の出力調整のためにスロットルレバー７を前後方向に回動させる。操舵及び船外機４の出力調整のために操船者によって操作されるジョイスティック１０が操作台５に設けられてもよい。

船外機４は、船体２に推進力を与える船舶用推進機の一例であって、単数又は複数設けられる。単数設けられる場合の船外機４は、船体２の船尾２Ａ及び船首２Ｂを通って前後方向に沿う仮想の中心線Ｃ上において、船尾２Ａに取り付けられる。複数設けられる場合の船外機４は、中心線Ｃに対して左右対称な位置において、船尾２Ａに取り付けられる。

図２は、船外機４の模式的な右側面図である。図２における左方が、船外機４の前方であり、図２における右方が、船外機４の後方である。図２における上方が、船外機４の上方であり、図２における下方が、船外機４の下方である。上下方向は、垂直方向でもある。図２の紙面に直交する方向が船外機４の左右方向である。以下では、船外機４を前方から見たときを基準として船外機４の左右の向きを特定する。そのため、図２の紙面に直交する方向における手前が、船外機４の右方であり、図２の紙面に直交する方向における奥が、船外機４の左方である。

船外機４は、船外機４を船尾２Ａに取り付けるための取付機構１１と、船外機本体１２とを含む。取付機構１１は、船尾２Ａに固定されたクランプブラケット１３と、水平に沿って左右方向に延びるチルトシャフト１４を介してクランプブラケット１３に連結されたスイベルブラケット１５と含む。スイベルブラケット１５は、上下方向に延びるステアリングシャフト１６を介して船外機本体１２に連結されている。これにより、船外機本体１２は、概ね垂直な姿勢で、取付機構１１によって船尾２Ａに取り付けられている。

船外機本体１２及びスイベルブラケット１５は、クランプブラケット１３に対して、チルトシャフト１４まわりに上下方向に回動可能である。船外機本体１２がチルトシャフト１４まわりに回動されることにより、船外機本体１２が、船体２及びクランプブラケット１３に対して傾けられる。船外機本体１２は、クランプブラケット１３及びスイベルブラケット１５に対して、ステアリングシャフト１６と共に左右方向に回動可能である。船外機本体１２が左右方向に回動すると、船舶１が操舵される。

船外機本体１２は、ボックス状のエンジンカバー１７と、エンジンカバー１７から下方に延びる中空のケーシング１８と、ケーシング１８の内部空間を上方から塞ぐようにエンジンカバー１７の下端部に取り付けられた板状のエキゾーストガイド１９とを含む。ケーシング１８の下端部は、ロアケース１８Ａである。船外機本体１２は、エンジンカバー１７内でエキゾーストガイド１９の上面に搭載されたエンジン２０と、ケーシング１８内で上下方向に沿って配置されたドライブシャフト２１と、ロアケース１８Ａ内に配置されたプロペラシャフト２２及び伝達機構２３とを含む。

エンジン２０は、船舶用エンジンであって、例えばガソリン等の燃料を燃焼させて動力を発生する内燃機関によって構成される。エンジン２０は、単数又は複数のシリンダ２４を有するシリンダブロック２５と、シリンダ２４内に１つずつ配置されたピストン２６と、シリンダブロック２５内において上下方向に沿って配置されてピストン２６に連結されたクランクシャフト２７とを含む。本実施形態におけるエンジン２０は、４つのシリンダ２４が上下方向に沿って直列に配置された直列四気筒エンジンである。

各シリンダ２４の内部空間は、前後方向に沿って延びる円筒状である。各シリンダ２４の内部空間においてピストン２６よりも後方の領域には、燃焼室２８が区画されている。シリンダブロック２５においてクランクシャフト２７を収容した前部分は、クランクケース２５Ａである。

エンジン２０は、シリンダブロック２５に対して後方から取り付けられたシリンダヘッド２９と、シリンダヘッド２９に対して後方から取り付けられたヘッドカバー３０とを含む。シリンダヘッド２９及びヘッドカバー３０をシリンダブロック２５の一部とみなしてもよい。シリンダヘッド２９の前面において各シリンダ２４の燃焼室２８に対向する部分には、燃焼室２８の一部として後方へ窪んだ凹部２９Ａが１つずつ設けられている。エンジン２０は、それぞれの凹部２９Ａに露出される吸気バルブ３１及び排気バルブ３２と、上下方向に沿って延びてヘッドカバー３０によって回転可能に支持されたカムシャフト３３とを含む。カムシャフト３３は、吸気バルブ３１及び排気バルブ３２のそれぞれに応じて一対設けられてもよい。

クランクシャフト２７は、上下方向に延びるクランク軸線２７Ａを有する。クランクシャフト２７の上端部は、クランクケース２５Ａから上方へはみ出している。クランクシャフト２７の下端部は、ドライブシャフト２１の上端部に結合されている。エンジン２０は、クランクシャフト２７の上端部に固定されたフライホイールマグネト３４と、クランクシャフト２７の下端部とカムシャフト３３の下端部とに掛け回されたカムチェーン３５とを含む。フライホイールマグネト３４は、クランクケース２５Ａよりも上方に配置されている。カムチェーン３５は、シリンダブロック２５内において４つのシリンダ２４の下方に配置されている。

各燃焼室２８での混合気の燃焼によって、ピストン２６が、クランク軸線２７Ａと直交する前後方向に往復直線移動する。ピストン２６が往復直線移動すると、クランクシャフト２７が、ドライブシャフト２１を伴って、クランク軸線２７Ａまわりに駆動回転される。クランクシャフト２７の回転に応じて、フライホイールマグネト３４が回転して発電し、カムチェーン３５が周回移動する。カムチェーン３５の周回移動に応じて、カムシャフト３３が回転する。カムシャフト３３の回転に連動して吸気バルブ３１及び排気バルブ３２が作動する。これにより、各燃焼室２８では、吸排気が行われる。

プロペラシャフト２２は、ロアケース１８Ａ内において、前後方向に沿って水平方向に延びている。ドライブシャフト２１の下端部は、伝達機構２３によってプロペラシャフト２２の前端部に連結されている。プロペラシャフト２２の後端部は、ロアケース１８Ａから後方に突出している。プロペラシャフト２２の後端部には、船外機４を構成する推進ユニットの一例としてのプロペラ３６が結合されている。プロペラシャフト２２は、前後方向に延びる回転軸線２２Ａまわりにプロペラ３６と共に回転する。

伝達機構２３は、ドライブシャフト２１の回転をプロペラシャフト２２に伝達するための構成である。伝達機構２３は、ドライブシャフト２１の下端部に固定された駆動歯車３８と、プロペラシャフト２２の前端部に取り付けられた回転体３９及びドッグクラッチ４０とを含む。駆動歯車３８は、傘歯車である。プロペラシャフト２２は、駆動歯車３８の下方に配置されている。回転体３９は、プロペラシャフト２２に沿って前後方向に並んで配置された第１回転体４１及び第２回転体４２を含む。第１回転体４１及び第２回転体４２は、例えば筒状の傘歯車である。

本実施形態では、第１回転体４１が駆動歯車３８よりも前方に配置され、第２回転体４２が駆動歯車３８よりも後方に配置されるが、第１回転体４１と第２回転体４２との前後の位置関係は、本実施形態と逆であってもよい。第１回転体４１の後面において、テーパー状の外周部には歯部４１Ａが形成され、内周部には爪部４１Ｂが形成されている。第２回転体４２の前面において、テーパー状の外周部には歯部４２Ａが形成され、内周部には爪部４２Ｂが形成されている。

第１回転体４１は、プロペラシャフト２２の前端部において駆動歯車３８よりも前方の部分を取り囲み、第２回転体４２は、プロペラシャフト２２の前端部において駆動歯車３８よりも後方の部分を取り囲んでいる。第１回転体４１及び第２回転体４２は、互いの歯部４１Ａ及び４２Ａが前後方向に間隔を空けて向かい合うように配置され、駆動歯車３８に噛み合っている。エンジン２０の駆動に伴って駆動歯車３８がドライブシャフト２１と一体回転すると、駆動歯車３８の回転が第１回転体４１及び第２回転体４２に伝達される。これにより、第１回転体４１及び第２回転体４２は、プロペラシャフト２２の回転軸線２２Ａまわりに、互いに逆向きに回転する。

ドッグクラッチ４０は、第１回転体４１及び第２回転体４２の間に配置されている。ドッグクラッチ４０は、例えば筒状であって、プロペラシャフト２２の前端部を取り囲んでいる。ドッグクラッチ４０の前端面には、第１爪部４０Ａが形成され、ドッグクラッチ４０の後端面には、第２爪部４０Ｂが形成されている。ドッグクラッチ４０は、例えばスプラインによって、プロペラシャフト２２の前端部に連結されている。したがって、ドッグクラッチ４０は、プロペラシャフト２２の前端部と共に回転する。さらに、ドッグクラッチ４０は、プロペラシャフト２２の前端部に対して前後方向に移動可能である。つまり、ドッグクラッチ４０は、プロペラシャフト２２に対して一体回転可能かつ前後方向に沿って相対移動可能である。

伝達機構２３は、ロアケース１８Ａ内でプロペラシャフト２２よりも前方に配置されたシフト機構４３も含む。シフト機構４３は、例えば、上下方向に延びるシフトロッド４４と、シフトロッド４４に結合された電動のシフトアクチュエータ４５とを含む。シフトロッド４４の下端部は、ドッグクラッチ４０に連結されている。シフトアクチュエータ４５がＥＣＵ８（図１参照）の制御によって作動すると、シフトロッド４４は、シフトロッド４４の軸線まわりに回動する。ドッグクラッチ４０は、シフトロッド４４が回動されることにより、切断位置と接続位置との間において前後方向に沿って移動される。

切断位置は、図２に示すようにドッグクラッチ４０が第１回転体４１及び第２回転体４２から離れて、これらの回転体３９のいずれにも噛み合わない位置である。ドッグクラッチ４０が切断位置に配置されている状態では、ドライブシャフト２１の回転が伝達される各回転体３９は、空転するので、ドライブシャフト２１の回転がプロペラシャフト２２に伝達されない。以下、このときの船外機４のシフト位置を「ニュートラル」という。

接続位置は、ドッグクラッチ４０が第１回転体４１及び第２回転体４２のどちらかと噛み合う位置である。接続位置は、ドッグクラッチ４０の第１爪部４０Ａが第１回転体４１の爪部４１Ｂとだけ噛み合う第１接続位置と、ドッグクラッチ４０の第２爪部４０Ｂが第２回転体４２の爪部４２Ｂとだけ噛み合う第２接続位置とを含む。切断位置は、第１接続位置と第２接続位置との間の位置である。第１接続位置は、切断位置よりも前方であり、第２接続位置は、切断位置よりも後方である。

ドッグクラッチ４０が第１接続位置に配置されて第１回転体４１だけに連結された状態では、第１回転体４１の回転がプロペラシャフト２２に伝達されるので、船外機４のシフト位置は「前進」にシフトインされる。すると、ドライブシャフト２１の回転が、第１回転体４１及びドッグクラッチ４０を介してプロペラシャフト２２に伝達されることにより、プロペラ３６が前進回転方向（例えば、後方から見て時計回り）に回転する。これにより、プロペラ３６が、エンジン２０によって駆動されて前進方向の推進力を発生する。

ドッグクラッチ４０が第２接続位置に配置されて第２回転体４２だけに連結された状態では、第２回転体４２の回転がプロペラシャフト２２に伝達されるので、船外機４のシフト位置は「後進」にシフトインされる。すると、ドライブシャフト２１の回転が、第２回転体４２及びドッグクラッチ４０を介してプロペラシャフト２２に伝達されることにより、プロペラ３６が、前進回転方向とは反対の後進回転方向に回転する。これにより、プロペラ３６が、エンジン２０によって駆動されて後進方向の推進力を発生する。このように、本実施形態では、第１回転体４１が前進用歯車であって第２回転体４２が後進用歯車である。もちろん、第１回転体４１が後進用歯車であって、第２回転体４２が前進用歯車であってもよい。

船外機本体１２は、船外機本体１２の内部に設けられてエンジン２０に接続された排気路４６を含む。排気路４６は、エキゾーストガイド１９を上下方向に貫通してケーシング１８内で下方に延び、プロペラ３６内で後方へ延びている。排気路４６は、プロペラ３６の後端面に設けられた出口４６Ａを含む。船舶１が水に浮かべられてプロペラ３６が水面よりも下方に位置する状態では、出口４６Ａは、水中に位置しているので、出口４６Ａを通過した水が、排気路４６の下流部に進入している。一方、エンジン２０が高速回転しているときには、排気路４６内の水が、エンジン２０からの排気の圧力によって押されて、排気と共に出口４６Ａから排出される。これにより、エンジン２０で生成された排気が水中に排出される。

船外機本体１２には、例えば前方へ延びる操舵ロッド４７が固定されている。操舵ロッド４７には、ＥＣＵ８によって制御される電動の操舵アクチュエータ４８が結合されている。操舵アクチュエータ４８が作動することによって、船外機本体１２をステアリングシャフト１６まわりに回動させることができるので、操舵を行うことができる。

図３は、船外機４の吸排気系４９を説明するための模式図である。吸排気系４９は、エンジン２０と、空気を圧縮してエンジン２０に供給する過給器５０と、過給器５０によった圧縮された空気を冷却するインタークーラ５１とを含む。

吸排気系４９に関連して、エンジン２０は、前述した排気路４６と、吸気路５２と、吸気路５２内に配置された電動のスロットルバルブ５３とを含む。排気路４６は、エンジン２０のシリンダヘッド２９に設けられた複数の排気ポート５４を介して各燃焼室２８に接続されている。吸気路５２は、シリンダヘッド２９に設けられた複数の吸気ポート５５を介して各燃焼室２８に接続されている。吸気路５２において吸気ポート５５とは反対の端部には入口５２Ａが設けられている。ＥＣＵ８がスロットルバルブ５３を制御することによって、スロットルバルブ５３の開度が調節される。

過給器５０は、吸気路５２の途中に介装されている。過給器５０は、エンジン２０のクランクシャフト２７の回転によって駆動されるスーパーチャージャである。過給器５０は、吸気路５２の一部を構成する内部空間を有するハウジング５０Ａと、ハウジング５０Ａ内に配置されたコンプレッサーホイール５０Ｂと、コンプレッサーホイール５０Ｂに対して同軸で固定された回転軸５０Ｃとを含む。回転軸５０Ｃにおいてコンプレッサーホイール５０Ｂから離れた端部は、ハウジング５０Ａの外に配置されていて、この端部には、ロータ５６が同軸で固定されている。

吸排気系４９は、クランクシャフト２７と過給器５０との間を結合する動力伝達機構を含む。動力伝達機構の一例は、前述したロータ５６と、クランクシャフト２７の取り付けられた別のロータ５７と、ロータ５６とロータ５７とをつなぐベルト５８とを有する。ロータ５６及びロータ５７のそれぞれの一例は、プーリである。ロータ５７は、クランクシャフト２７の上端部においてフライホイールマグネト３４よりも上方の部分に取り付けられている（図２参照）。

クランクシャフト２７が回転すると、ロータ５７は、クランクシャフト２７と一体回転する。ロータ５７の回転は、ベルト５８を介してロータ５６に伝達される。すると、回転軸５０Ｃがコンプレッサーホイール５０Ｂと一体回転することによって、過給器５０が駆動される。なお、ロータ５６及びロータ５７のそれぞれとして、プーリの代りにスプロケットを用いて、ベルト５８の代りにチェーンを用いてもよい。

スロットルバルブ５３が開いた状態で過給器５０が作動すると、入口５２Ａから取り込まれて吸気路５２内を流れる空気が、ハウジング５０Ａ内で回転するコンプレッサーホイール５０Ｂによって圧縮される。なお、過給器５０として、図３で図示した遠心式に限らず、リショルム式等の他の構成も採用できる。

インタークーラ５１は、吸気路５２においてエンジン２０の各吸気ポート５５と過給器５０との間に介装されている。インタークーラ５１は、吸気路５２の一部を構成する内部空間を有するハウジング５１Ａと、冷却フィン（図示せず）とを有する。インタークーラ５１として、空冷式及び水冷式のいずれを用いてもよい。インタークーラ５１は、ハウジング５１Ａから延びて吸気ポート５５に接続されたインテークマニホールド５１Ｂを含む。インテークマニホールド５１Ｂは、ハウジング５１Ａと一体形成されている。

過給器５０のハウジング５０Ａ内でコンプレッサーホイール５０Ｂによって圧縮された空気は、吸気路５２を引き続き流れることによってインタークーラ５１に導かれ、インタークーラ５１のハウジング５１Ａ内での冷却フィンとの熱交換によって冷却される。インタークーラ５１によって冷却された空気は、インテークマニホールド５１Ｂを流れた後に混合気となって、吸気ポート５５からシリンダ２４内の燃焼室２８に供給されて燃焼される。燃焼によって発生した排気は、排気ポート５４から排気路４６を流れた後に、前述したように出口４６Ａから水中に排出される。

図４は、吸排気系４９において排気路４６以外の構成である吸気構造６０を右前方から見た斜視図である。インタークーラ５１は、エンジン２０のシリンダブロック２５の側方（詳しくは左側方）に配置されている。インタークーラ５１のハウジング５１Ａは、例えばアルミニウム等の金属製であり、上下方向に長手の中空体である。ハウジング５１Ａと一体形成されたインテークマニホールド５１Ｂは、ハウジング５１Ａから後方へ延びてから右方へ湾曲している。

過給器５０は、シリンダブロック２５の前方に配置されている。吸気路５２において過給器５０よりも入口５２Ａに近い上流領域５２Ｂは、過給器５０のハウジング５０Ａから下方へ延びた後に右後方へ延び、シリンダブロック２５の右方において湾曲して上方へ延びている。上流領域５２Ｂの上端部には、入口５２Ａが前方を向いて設けられている。入口５２Ａには、メッシュ等によって構成されたフィルタ６１が設けられている。上流領域５２Ｂにおいてシリンダブロック２５の右方に位置する部分を吸気ダクトと呼んでもよい。前述したロータ５６は、過給器５０のハウジング５０Ａの上面に配置されている。

図５は、吸気構造６０における要部の背面図である。図５では、シリンダヘッド２９の一部と、一対の吸気ポート５５とが図示されている。シリンダヘッド２９には、前述した凹部２９Ａ、つまり燃焼室２８の一部が、シリンダ２４と同数設けられていて、本実施形態では、４つの凹部２９Ａが上下方向に並んでいる（図２参照）。吸気ポート５５は、燃焼室２８毎に一対ずつ存在する円管状の管路であって、インテークマニホールド５１Ｂから右方（背面視では左方）へ延びて、対応する燃焼室２８に接続されている。各吸気ポート５５には、吸気バルブ３１（図１参照）を支持するバルブガイド６２が設けられている。なお、図５以降の各図では、吸気バルブ３１及び排気バルブ３２の図示が省略されている。排気ポート５４は、燃焼室２８毎に一対ずつ存在する円管状の管路である（図６参照）。

シリンダヘッド２９の後面において背面視で各燃焼室２８と重なる領域には、吸気口６３及び排気口６４がそれぞれ一対ずつ設けられている。吸気口６３及び排気口６４のそれぞれは、シリンダヘッド２９を前後方向又は略前後方向に貫通した丸穴である（図６も参照）。吸気口６３には吸気バルブ３１が１つずつ配置され、排気口６４には排気バルブ３２が１つずつ配置されている（図示せず）。なお、シリンダヘッド２９には、点火プラグ（図示せず）を各燃焼室２８に露出させる貫通穴２９Ｂも形成されている。

以下では、一つの燃焼室２８に着目して、各燃焼室２８に関する構成について説明する。一つの燃焼室２８に対応する吸気口６３及び排気口６４では、上下方向に沿って並んだ一対の吸気口６３が、上下方向に沿って並んだ一対の排気口６４よりもインテークマニホールド５１Ｂ側の左方（背面視では右方）に配置されている。つまり、本実施形態では、一対の吸気口６３の並び方向は上下方向であり、一対の排気口６４の並び方向も上下方向である。

一対の吸気口６３は、燃焼室２８の略左半分をなす第１領域２８Ａに後方から連通していて、一対の排気口６４は、燃焼室２８の略右半分をなす第２領域２８Ｂに後方から連通している。背面視において一対の吸気口６３と一対の排気口６４によって囲まれた領域は、燃焼室２８の中央領域２８Ｃである。中央領域２８Ｃは、第１領域２８Ａと第２領域２８Ｂとの境界領域である。前述した貫通穴２９Ｂは、背面視において中央領域２８Ｃと重なる位置に配置されている。

以下では、一対の吸気口６３のうち、上方に位置する吸気口６３を第１吸気口６３Ａといい、下方に位置する吸気口６３を第２吸気口６３Ｂということがある。また、一対の排気口６４のうち、上下方向において第１吸気口６３Ａ側に位置する上方の排気口６４を第１排気口６４Ａといい、上下方向において第２吸気口６３Ｂ側に位置する下方の排気口６４を第２排気口６４Ｂということがある。

一つの燃焼室２８に連通する一対の吸気口６３には、一対の吸気ポート５５がそれぞれ接続されている。この燃焼室２８に連通する一対の排気口６４には、一対の排気ポート５４がそれぞれ接続されている（図６参照）。

一対の吸気ポート５５のそれぞれは、インタークーラ５１に一体形成されたインテークマニホールド５１Ｂから吸気口６３まで別々に延びる独立吸気ポートである。一対の吸気ポート５５のそれぞれにおいて吸気口６３に接続される部分、つまり、吸気口６３寄りの部分を下流部５５Ａという。一対の吸気ポート５５の下流部５５Ａ同士の間隔Ｄは、吸気口６３に近付くにつれて狭くなっている。

吸気ポート５５の中心（厳密には、吸気ポート５５の流路断面の中心）を通る仮想線を管軸５５Ｂという。一対の吸気ポート５５の下流部５５Ａにおける管軸５５Ｂ同士の間隔Ｄ’も、下流部５５Ａ同士の間隔Ｄと同様に、吸気口６３に近付くにつれて狭くなっている。なお、下流部５５Ａ同士の間隔Ｄだけでなく、一対の吸気ポート５５の全域同士の間隔が、吸気口６３に近付くにつれて狭くなるように構成されてもよい。

船外機４のエンジン２０では、インタークーラ５１によって冷却された空気が、一対の吸気ポート５５に分かれて流入する。一対の吸気ポート５５に分かれた空気は、一対の吸気口６３から、対応する燃焼室２８に流入し、燃焼室２８において燃料と共に燃焼される。これにより、船外機４では、エンジン２０が駆動力を発生してプロペラ３６が駆動されるので、船外機４が推進力を発生する。

前述したように、一対の吸気ポート５５において吸気口６３に接続される下流部５５Ａ同士の間隔Ｄが、吸気口６３に近付くにつれて狭くなっている。この構成により、一対の吸気口６３のそれぞれから燃焼室２８に流入した直後の空気を、互いの間隔が広がらないように燃焼室２８の中央領域２８Ｃ側（貫通穴２９Ｂから露出される点火プラグ側）へ流すことができる（図５の太い実線矢印を参照）。これにより、エンジン２０の燃焼室２８において、ωスワール（図５の太い２点鎖線矢印を参照）の発生を抑制することができる。ωスワールの発生を抑制できれば、ノッキングの発生を抑制できるとともに、特に点火進角での燃焼速度の上昇を図れるので、エンジン２０の性能向上を図れる。そして、それぞれが独立吸気ポートである一対の吸気ポート５５であれば、吸気口６３に接続される下流部５５Ａ同士の間隔Ｄを、吸気口６３に近付くにつれて狭くなるように容易に構成することができる。

図６は、吸気構造６０における要部の正面図である。図６では、シリンダヘッド２９において燃焼室２８（凹部２９Ａ）が形成された前面２９Ｃの一部と、一対の排気ポート５４とが図示されている。一対の排気ポート５４は、右方へ延びている。

シリンダヘッド２９には、一対の吸気口６３の並び方向（本実施形態では上下方向）において互いに対向する一対の内側面６５と、当該並び方向に直交する左右方向において互いに対向する別の一対の内側面６６とが、燃焼室２８毎に設けられている。

以下では、一対の内側面６５のうち、上下方向において第１吸気口６３Ａ側に位置する上方の内側面６５を第１内側面６５Ａといい、上下方向において第２吸気口６３Ｂ側に位置する下方の内側面６５を第２内側面６５Ｂということがある。また、一対の内側面６６のうち、左右方向において一対の吸気口６３側に位置する左方の内側面６６を第１内側面６６Ａといい、左右方向において一対の排気口６４側に位置する右方の内側面６６を第２内側面６６Ｂということがある。

一対の内側面６５の左端は、第１内側面６６Ａ間に架設されていて、一対の内側面６５の右端は、第２内側面６６Ｂ間に架設されている。一対の内側面６５の間かつ一対の内側面６６の間に一つの燃焼室２８が区画されている。燃焼室２８は、正面視において、四隅が丸められた矩形状に形成されている。正面視における燃焼室２８の四隅に、一対の吸気口６３及び一対の排気口６４のいずれかが１つずつ配置されている。

第１吸気口６３Ａを縁取る円形状の周縁６３ＡＡのうち、第１内側面６５Ａの左端部と第１内側面６６Ａの上端部とをつなぐ円弧部分を周縁６３ＡＢという。第２吸気口６３Ｂを縁取る円形状の周縁６３ＢＡのうち、第２内側面６５Ｂの左端部と第１内側面６６Ａの下端部とをつなぐ円弧部分を周縁６３ＢＢという。第１排気口６４Ａを縁取る円形状の周縁６４ＡＡのうち、第１内側面６５Ａの右端部と第２内側面６６Ｂの上端部とをつなぐ円弧部分を周縁６４ＡＢという。第２排気口６４Ｂを縁取る円形状の周縁６４ＢＡのうち、第２内側面６５Ｂの右端部と第２内側面６６Ｂの下端部とをつなぐ円弧部分を周縁６４ＢＢという。

第１内側面６５Ａは、第１吸気口６３Ａの周縁６３ＡＢと第１排気口６４Ａの周縁６４ＡＢをつないでいる。第２内側面６５Ｂは、第２吸気口６３Ｂの周縁６３ＢＢと第２排気口６４Ｂの周縁６４ＢＢをつないでいる。つまり、一対の内側面６５は、一対の吸気口６３の周縁６３ＡＢ及び周縁６３ＢＢから一対の排気口６４の周縁６４ＡＢ及び周縁６４ＢＢまでそれぞれ延びている。

一対の内側面６５のそれぞれにおいて、対応する吸気口６３の周縁６３ＡＢ又は周縁６３ＢＢにつながった部分、つまり、吸気口６３寄りの略左分の部分を上流部６５Ｃという。一対の内側面６５を構成する第１内側面６５Ａと第２内側面６５Ｂとは、互いに接近するように湾曲している。そのため、一対の内側面６５の上流部６５Ｃ同士の間隔Ｅは、周縁６３ＡＢ及び周縁６３ＢＢから右方へ離れるにつれて狭くなっている。この構成によっても、一対の吸気口６３のそれぞれから燃焼室２８に流入した直後の空気を、互いの間隔が広がらないように流すことができる（図６の太い実線矢印を参照）。これにより、エンジン２０の燃焼室２８において、ωスワール（図６の太い２点鎖線矢印を参照）の発生を抑制することができる。なお、一対の内側面６６は、一対の内側面６５のように互いに接近するように湾曲してもよいし、平行な状態で直線状に延びてもよいし、一方の内側面６６が湾曲していて他方の内側面６６が直線状に延びていてもよい。

本発明の実施形態の説明は以上であるが、本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の変更が可能である。

例えば、間隔Ｄが吸気口６３に近付くにつれて狭くなる構成（図５参照）と、間隔Ｅが一対の吸気口６３の周縁６３ＡＢ及び周縁６３ＢＢから離れるにつれて狭くなる構成（図６参照）とは、両方組み合わせて適用してもよいし、一方だけの構成を適用してもよい。

例えば、過給器５０は、前述した実施形態ではスーパーチャージャだけを含む。船外機４には、排気路４６を通る排気によって駆動されるターボチャージャ（図示せず）が設けられてもよい。過給器５０は、ターボチャージャだけを含んでもよいし、スーパーチャージャ及びターボチャージャの両方を含んでもよい。

また、船外機４以外の船舶用推進機の一例として、船内外機や船内機やウォータージェットドライブを用いてもよい。船内外機は、エンジン２０と同様に構成された船舶用エンジンが船内に配置され、推進ユニット（プロペラ３７等）及び舵切り機構を含むドライブユニットが船外に配置されたものである。船内機は、船舶用エンジン及びドライブユニットがいずれも船体２に内蔵され、ドライブユニットから船外に延び出たプロペラシャフトにプロペラ３７が取り付けられた形態を有する。この場合、舵取り機構は別途設けられる。ウォータージェットドライブは、船底から吸い込んだ水をポンプで加速し、船尾の噴射ノズルから噴射することで推進力を得るものである。この場合、ポンプは、船舶用エンジンによって駆動され、舵取り機構は、噴射ノズルと、この噴射ノズルを水平面に沿って回動させる機構とで構成される。船舶用エンジンでは、クランクシャフト２７が前後方向に延びるように複数のシリンダ２４が水平方向等に沿って直列配置されてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。例えば、以上で説明した様々な特徴は、適宜組み合わされてもよい。

１：船舶、２：船体、４：船外機、２０：エンジン、２１：ドライブシャフト、２２：プロペラシャフト、２３：伝達機構、２７：クランクシャフト、２８：燃焼室、２９：シリンダヘッド、３６：プロペラ、５０：過給器、５１：インタークーラ、５４：排気ポート、５５：吸気ポート、５５Ａ：下流部、６３：吸気口、６３Ａ：第１吸気口、６３ＡＢ：周縁、６３Ｂ：第２吸気口、６３ＢＢ：周縁、６４：排気口、６４Ａ：第１排気口、６４ＡＢ：周縁、６４Ｂ：第２排気口、６４ＢＢ：周縁、６５：内側面、６５Ａ：第１内側面、６５Ｂ：第２内側面、６５Ｃ：上流部、Ｄ：間隔、Ｅ：間隔

Claims (8)

1. 燃焼室と前記燃焼室に連通する一対の吸気口とが設けられたシリンダヘッドと、前記一対の吸気口にそれぞれ接続された一対の吸気ポートと、を含むエンジンと、
   前記エンジンによって駆動される推進ユニットと、
   を含み、
   前記一対の吸気ポートにおいて前記吸気口に接続される下流部同士の間隔は、前記吸気口に近付くにつれて狭くなっている、船舶推進機。
2. 過給器と、前記過給器によって圧縮された空気を冷却するインタークーラと、をさらに含み、
   前記一対の吸気ポートには、前記インタークーラによって冷却された空気が流入し、
   前記一対の吸気ポートのそれぞれは、前記インタークーラから前記吸気口まで別々に延びる独立吸気ポートである、請求項１に記載の船舶推進機。
3. 燃焼室と前記燃焼室に連通する一対の吸気口とが設けられたシリンダヘッドと、前記一対の吸気口にそれぞれ接続された一対の吸気ポートと、を含むエンジンと、
   前記エンジンによって駆動される推進ユニットと、
   を含み、
   前記シリンダヘッドには、前記一対の吸気口の周縁からそれぞれ延びて前記一対の吸気口の並び方向において互いに対向する一対の内側面が設けられ、
   前記一対の内側面の間に前記燃焼室が区画され、
   前記一対の内側面において前記吸気口の周縁につながった上流部同士の間隔は、前記吸気口の周縁から離れるにつれて狭くなっている、船舶推進機。
4. 前記シリンダヘッドには、前記並び方向に沿って並んで前記燃焼室に連通する一対の排気口が設けられ、
   前記エンジンは、前記一対の排気口にそれぞれ接続された一対の排気ポートを含み、
   前記一対の内側面における第１内側面は、前記一対の吸気口における第１吸気口の周縁と前記一対の排気口における第１排気口の周縁とをつなぎ、
   前記一対の内側面における第２内側面は、前記一対の吸気口における第２吸気口の周縁と前記一対の排気口における第２排気口の周縁とをつなぎ、
   前記第１内側面と前記第２内側面とは、互いに接近するように湾曲している、請求項３に記載の船舶推進機。
5. 前記エンジンは、垂直方向に沿って配置されたクランクシャフトを含み、
   前記船舶推進機は、前記クランクシャフトに結合されて垂直方向に沿って配置されたドライブシャフトと、水平方向に沿って延びるプロペラシャフトと、前記プロペラシャフトに結合された前記推進ユニットとしてのプロペラと、前記ドライブシャフトの回転を前記プロペラシャフトに伝達する伝達機構と、を含む船外機である、請求項１～４のいずれか一項に記載の船舶推進機。
6. 船体と、
   前記船体に装備されて前記船体に推進力を与える、請求項１～５のいずれか一項に記載の船舶推進機と、を含む、船舶。
7. 燃焼室と前記燃焼室に連通する一対の吸気口とが設けられたシリンダヘッドと、
   前記一対の吸気口にそれぞれ接続された一対の吸気ポートと、
   を含み、
   前記一対の吸気ポートにおいて前記吸気口に接続される下流部同士の間隔は、前記吸気口に近付くにつれて狭くなっている、船舶用エンジン。
8. 燃焼室と前記燃焼室に連通する一対の吸気口とが設けられたシリンダヘッドと、
   前記一対の吸気口にそれぞれ接続された一対の吸気ポートと、
   を含み、
   前記シリンダヘッドには、前記一対の吸気口の周縁からそれぞれ延びて前記一対の吸気口の並び方向において互いに対向する一対の内側面が設けられ、
   前記一対の内側面の間に前記燃焼室が区画され、
   前記一対の内側面において前記吸気口の周縁につながった上流部同士の間隔は、前記吸気口の周縁から離れるにつれて狭くなっている、船舶用エンジン。

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