JP3617775B2

JP3617775B2 - 小型滑走艇の排気出口構造

Info

Publication number: JP3617775B2
Application number: JP18365598A
Authority: JP
Inventors: 義基松田
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: JP2000016392A; US6206741B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は小型滑走艇の排気出口構造に関する。さらに詳しくは、小型滑走艇に搭載されたエンジンの排気ガスを船外に排気するための排気出口構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型滑走艇は一般に、船体の後部にエンジンからの排気ガスを排気するための排気出口が形成されている。また、小型滑走艇によってはエンジンや排気系の冷却水を排気ガスとともに排気ガスの圧力（背圧）によって排気出口から後方外部へ放出するものもある。しかし小型滑走艇は水上を走る乗り物であるため走行中は排気出口は水面上に位置するが、停止時には水面下に位置することもある。したがって、上記排気出口が開口したままであるとエンジンを停止して排気が無くなったときに外部から排気出口を通って水が侵入して逆流するおそれがある。
【０００３】
そこで従来は、図８に示すように小型滑走艇Ｓにおける排気通路を構成する排気管５１、５２および消音用のウォーターマフラー５３を迷路化している。まず、ウオーターマフラー５３は隔壁５４によって左右の二室５３ａ、５３ｂに画されており、隔壁５４の中央より若干上方には二室５３ａ、５３ｂを連通する連通管５５が配設されている。そして、エンジンＥからウオーターマフラー５３に接続される排気管５１は、その後端５１ａがウオーターマフラー５３の前方室５３ａの中央部付近に開口している。また、ウオーターマフラー５３から艇Ｓの後部の排気出口５６に接続される排気管５２は、その前端５２ａがウオーターマフラー５３の後方室５３ｂの中央部付近に開口している。さらにこの排気管５２はその前端５２ａから上方に延びてウオーターマフラー５３を貫通した後、下方に湾曲した上で後方に延びている。このように、エンジン停止時に排気出口５６から水が侵入してもウォーターマフラー５３内の底部に溜まってエンジン側には逆流し得ないように対策が施されている。
【０００４】
なお、ウオーターマフラー５３は排気音の低下を促進するため、排気ガスに冷却水を混入させることによって冷却するものである。そのために、通常はウオーターマフラーに至る排気管５１は二重管にされており、排気ガスを通過させる内管と外管との間（図示しない）は冷却水の通路に形成されている。そして、この排気管５１の後端部はウオーターマフラー５１内に開口し、冷却水は排気ガスと混流する。また、隔壁５４には冷却水が二室５３ａ、５３ｂを流通しうるように小さい連通孔５８が形成されている。
【０００５】
また、艇Ｓが滑走しているときには図示のごとく艇Ｓの後部の水面部に空洞Ｖが生じ、そこの水面Ｆによる排気の反射音が発生するが、この反射音を抑制するために排気流を矢印Ａで示すごとく水面に向かわせる上記排気出口５６に簡易な構成の逆止弁（ベロ弁ともいう）５７が配設されることがある。
【０００６】
なお、図中の５９は操舵ハンドルであり、６０は運転者が着座するシートであり、６１は燃料タンクである。
【０００７】
小型滑走艇の排気出口を開示する先行文献としては、実開平２−１３４０００号公報および実開平５−３４１００号公報が存在する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記ウォーターマフラー５３は排気通路の一部を構成し、エンジンの性能に少なからず関与する部材である。したがって、ウォーターマフラー５３の内部の排気通路はできるだけシンプルな形状とするのがエンジンの出力性能の向上およびエンジンの性能テストの簡易化の面で望ましい。
【０００９】
一方、上記ベロ弁５７は反射音の抑制には有る程度の効果を奏するが、外部の水に対するシールが十分ではない。
【００１０】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、小型滑走艇のウォーターマフラーに水の逆流防止作用を担わせることなく、効果的に水の逆流を防止するとともに排気の反射音も抑制しうる小型滑走艇の排気出口構造を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の小型滑走艇の排気出口構造は、
小型滑走艇のエンジンからの排気ガスを船外に排出するための排気出口構造であって、排気通路の後端に可撓性材料から形成された閉止部材が配設されており、該閉止部材に弾力的に閉止され且つ外力によって開口しうる排気口が形成されており、上記閉止部材が、船体の後端から船体の後方且つ下方に向けて突出するように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
したがって、たとえばエンジンが停止したときなど、排気ガスが排出されないときには可撓性材料自身の持つ弾力性によって上記排気口は閉止されているので、外部から排気通路への水の侵入が防止される。しかし、たとえばエンジンが作動して排気ガスが排気通路を通ってくると、排気通路中の圧力が外部の圧力（通常は大気圧）より高くなるため、可撓性材料の弾力に抗して上記排気口が押し広げられ、排気される。
【００１３】
また、上記閉止部材に、船体の後方且つ下方に向けて突出した相互に当接し合う上側壁と下側壁とを備え、当接し合う該一対の壁同士の間が上記排気口となるように構成することにより、上記排気口が斜め下を向くので反射音を効果的に防止することができる。また、上記閉止部材は可撓性材料から形成するため、排気口の位置を水面に近づくように形成することも容易となる。そうすることにより、艇の滑走時に閉止部材の排気口近傍が水に接触するのでその水流の力を作用を利用することにより、閉止部材を撓ませて上記排気口の開口の促進を図ることもできる。
【００１４】
かかる閉止部材において、上記上側壁を下側壁より長く後方且つ下方に延長することにより、上記水流の利用によって上側壁を後方に押し、その結果排気口を押し開く効果が生じるので好ましい。また、下側壁より長く後方且つ下方に延長された上記上側壁の部分に、上記可撓性材料より剛性の高い材料からなる芯板部材を埋設するのが好ましい。
【００１５】
また、本発明の他の排気出口構造では、排気通路の後端に可撓性材料から形成された閉止部材を配設し、この閉止部材に弾力的に閉止され且つ外力によって開口しうる排気口を形成し、上記排気通路を船体の後端から船体の後方斜め下方を向くように傾斜させ、上記閉止部材に、上記排気通路の後端を閉止しうる膜部を形成し、該膜部に上記排気口を構成する相互に交差した複数本の切り目を形成している。こうすれば、閉止部材の内圧による排気口の開口が一層容易になされる。
【００１６】
そして、上記閉止部材に、船体の後方且つ下方に突出した相互に当接し合う第一壁と第二壁とを形成し、当接し合う該一対の壁同士の間が排気口となるように構成し、上記排気口に至る第一壁と第二壁との間の両側壁が折り畳まれるように形成することにより、排気流量が多い場合にも排気口の開口面積が大きくなって対応することができる。
【００１７】
この第一壁と第二壁とは、たとえば上側壁と下側壁とであってもよく、右側壁と左側壁とであってもよい。
【００１８】
さらに、如上の閉止部材における排気口の上流側に容積部を形成することにより、水流がこの容積部に当たる時には外部から押すことになり、それによって閉止部材が撓まされて排気口の開口を促進する作用が生じる。また、風圧による同様な開口促進作用が期待できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
つぎに、添付図面に示された実施形態に基づいて本発明の排気出口構造を説明する。
【００２０】
図１は本発明の排気出口構造の第一の実施形態が適用された小型滑走艇の後部の一例を示す一部断面側面図である。図２（ａ）は図１における排気出口構造の斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。図３（ａ）は本発明の排気出口構造の第二の実施形態を示す斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の排気出口構造の開口状態を示す斜視図である。図４は本発明の排気出口構造の第三の実施形態を示す断面図である。図５は本発明の排気出口構造の第四の実施形態を示す断面図である。図６は本発明の排気出口構造の第五の実施形態を示す断面図である。図７（ａ）は本発明の排気出口構造の第六の実施形態を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の排気出口構造の開口状態を示す斜視図である。
【００２１】
図１には第一実施形態に係る排気出口構造１が配設された小型滑走艇Ｓの後部が示されている。艇ＳにはウオーターマフラーＭが搭載されており、エンジンＥから上記ウオーターマフラーＭへは冷却水通路Ｌが形成された二重管からなる第一排気管Ｄａが接続されている。ウオーターマフラーＭから艇Ｓの後端へは第二排気管Ｄｂが接続されている。この第二排気管Ｄｂの後端に上記排気出口構造１を構成する可撓性材料からなる閉止部材２が取り付けられている。
【００２２】
図中、ＰｓはエンジンＥによって回転させられるプロペラシャフトであり、このプロペラシャフトＰｓの後端には推進ポンプを構成するインペラＰが固設されている。Ｇは固定された案内羽根である。回転する上記インペラＰによって船底の取り入れ口Ｔから水が吸引されて後方に吐出され、それによって艇Ｓが走行する。Ｎａはステアリングノズルであり、ポンプノズルＮｂから吐出される水流の方向を変えて艇Ｓの進行方向を変えるためのものである。
【００２３】
上記閉止部材２は図２に示すように、いわば短管を若干曲げてその一端（排気出口構造でいう出口端）を平らに押しつぶしたような形状に形成されたものであり、その他端側の開口部２ａには船体Ｓの後端面に固定するためのフランジ３が取り付けられている。また、閉止部材２の平らに押しつぶされた上記一端側（出口側）はスリット状に形成されており（以下、この部分をスリット４という）、このスリット４が排気口としての作用を奏する。閉止部材は、そのスリット４が斜め下方を向くように船体Ｓ（図１）の後端に取り付けられる。
【００２４】
閉止部材２を形成する可撓性材料としては耐熱性および耐食性を有する点を考慮して通常はニトリルゴム（ＮＢＲ）等が採用される。上記スリット４は閉止部材２の内外の差圧が無い場合にはその成形形状に基づいて実質的には閉止されている。そして、内圧が外圧より大きくなれば差圧の大小や内部流体の流量の多少に応じて周囲の可撓性材料の持つ弾力に抗してスリット４が開口する。
【００２５】
したがって、艇Ｓのエンジンが停止して排気ガスが生じないときにはスリット４は閉止し、エンジンが作動して排気ガスが排出されるときには差圧によって自動的に開口することになる。その結果、エンジン停止時には外部から閉止部材２を通して水が排気管内に逆流することがない。また、エンジン停止時には排気ガスとともに排出されるべき冷却水も無い。
【００２６】
図示のように、閉止部材２のスリット４より上流側には容積部２ｂが形成されている。したがって、艇Ｓの水上滑走時、水が上記容積部２ｂに当たるときには、水流の力でこの容積部２ｂが外部（下方）から押されることになり、それによって閉止部材２が撓まされ、この撓みがスリット４にも及んでその開口を促進する作用が生じる。以下、上記容積部２ｂからスリット４に向けて全体に薄くされている部位をリップ部２ｃと呼ぶ。
【００２７】
本閉止部材２はフランジ３によって船体Ｓの後端面に取り付けられているが、本発明ではこれに限定されることはなく、たとえば、閉止部材２の上記他端側の開口部２ａに固定用環等を装着して第二排気管Ｄｂ（図１）の後端に内嵌または外嵌してもよい。
【００２８】
上記閉止部材２によって水の逆流が効果的に防止されるため、図１に示すようにとくに排気管Ｄａ、ＤｂやウオーターマフラーＭの内部を迷路化する必要がない。
【００２９】
図３には第二の実施形態に係る排気出口構造に備えられる閉止部材５が示されている。この閉止部材５は、そのスリット６の形状が前述の閉止部材２（図２）のものと異なっている。すなわち、スリット６に至る閉止部材５の側壁、すなわち、リップ部５ｃの側面がスリット６に近づくに伴って大きく折り畳まれており、閉止状態にあるスリット６がほぼＨ字状（図３（ａ）参照）にされている。したがって、排気ガスの流量が多いときには大きく開口することができる。換言すれば、スリット６はＨ字から鼓形（図３（ｂ）参照）、矩形、円形と移行するように大きな開口となることができる。さらに、開口に対する閉止部材５自体の抵抗が小さく、開口しやすいものとなる。
【００３０】
なお、本実施形態ではリップ部５ｃの両側面が折り畳まれたて横向きのＨ字状スリットとなっているが、とくにこの形状に限定されることはなく、図示しないが縦向きのＨ字状スリット、すなわち、リップ部の上下の壁面が折り畳まれることによって図３のスリット６が縦向きに形成された閉止部材であってもよい。
【００３１】
本発明の閉止部材は可撓性材料から形成されるため、容易に所望の形状に成形することが可能である。たとえば、図４に示す第三の実施形態における閉止部材７のように、そのスリット８となる端部がより下方となるようにリップ部７ｃが延ばされた形状にすることができる。そうすることにより、使用時にスリット８が水面に近づくかまたは水面に突入することになるので、排気による反射音を低減することが可能となる。また、水流による開口促進効果が向上する。
【００３２】
図５に示す第四の実施形態における閉止部材９は、そのリップ部９ｃを構成する上側壁１０ａが下側壁１０ｂよりも斜め下方に長く延ばされたものである。したがって、相互に接触した下側壁１０ｂの端縁と上側壁１０ａとの間がスリット１１を構成する。この下側壁１０ｂの端縁よりも延びた上側壁１０ａの部分を以下、当接片１２という。かかる構成により、艇Ｓ（図１）が水上を滑走するときに、閉止部材９が水中に位置する場合には水流Ｂが上記当接片１２の下部を後方に押し、また、空気中に位置する場合には空気流が当接片１２の下部を後方に押すので、スリット１１の開口が促進される。一方、図中の矢印Ｃで示すように艇Ｓの後方から波が作用する場合にはその波が当接片１２を前方に押すためスリット１１の閉止効果が向上して閉止部材９内への波等の侵入が防止される。この場合、スリット１１の形状を上記閉止部材５（図３）のスリット６と同様にＨ字状に形成しておけば効果的に開口させられる。
【００３３】
同様に当接片を有した第五の実施形態における閉止部材が図６に示されている。この閉止部材１３は、その当接片１４の部分に芯板部材１５が埋設されたものである。芯板部材１５は閉止部材１３の可撓性材料に比べて剛性の高い材料であれば限定されることはなく、たとえば、硬質合成樹脂や金属等が採用されうる。
【００３４】
この芯板部材１５の存在によって当接片１４は水流または空気流をしっかりと受け止めて曲がることなくスリット１６の開口を促進することができる。芯板部材１５の埋設部位は厳密に当接片１４の部分に限定されることはない。当接片１４より若干上流の位置まで延設されるのが好ましい。上記芯板部材１５は板状に限定されることはなく、多数本の棒状部材をその軸方向が上下流方向に沿うように埋設したものでもよい。
【００３５】
また、上記芯板部材１５に代えて当接片１４の部分およびその若干上流の部分を閉止部材１３の他の部分に比べて厚肉にしてばね定数を高くしたり、閉止部材１３を形成する可撓性材料に比べて弾性率を高く形成してもよい。
【００３６】
如上の閉止部材２、５、７、９、１３は全て容積部を有しているが、本発明ではとくにかかる構成に限定されることはない。
【００３７】
図７に第六の実施形態として示すように、船体Ｓの後端に取り付けるためのフランジ（図示しない）または第二排気管Ｄｂの後端に取り付けるための環Ｒに貼着されうる膜状の閉止部材１７とすることも可能である。その際、図示のごとく第二排気管Ｄｂの後部を後方斜め下に向くように傾斜しておくのが反射音防止の面で好ましい。そして、この膜状の閉止部材１７にスリットを有するリップ部（図示しない）を形成してもよいが、図７（ａ）に示すごとく閉止部材１７に相互に交差する切り目１８を形成してもよい。この切り目１８が排気口を構成することになる。そうすることにより、第二排気管Ｄｂの内圧によって切り目１８同士の間の複数枚のいわば三角片１９が外方に湾曲されて排気口が星形に開口する（図７（ｂ）参照）。この閉止部材１７によれば排気口の開口がより一層容易となる。切り目１８の長さや本数を増やすことによって開口はさらに容易となる。
【００３８】
また、上記三角片１９が第二排気管Ｄｂの内方へ撓まぬように第二排気管Ｄｂ内部に図示のごとくリング部材２０を配設してもよい。そうすれば三角片１９が第二排気管Ｄｂの内方へ撓まず、水の逆流を防止することができる。
【００３９】
さらに、本閉止部材１７にも前述の容積部を設けてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の排気出口構造によれば、排気ガスが排出されないときには可撓性材料自身の持つ弾力性によって上記スリット（排気口）は閉止されているので、外部から排気通路への水の侵入が防止される。しかし、エンジンが作動して排気ガスが排気通路を通ってくると、排気通路中の圧力が外部の圧力より高くなるため、可撓性材料の弾力に抗して上記スリットが押し広げられ、排出される。
【００４１】
また、本発明の排気出口構造は可撓性材料から形成するため、所望の形状に容易に形成することができる。したがって、スリットの位置を水面に近づくように形成することも、膨らみ、すなわち容積部を形成することも容易となる。そうすることにより、艇の滑走時の水流の作用を利用して上記スリットの開口の促進を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気出口構造の第一の実施形態が適用された小型滑走艇の後部の一例を示す一部断面側面図である。
【図２】図２（ａ）は図１における排気出口構造の斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の排気出口構造の第二の実施形態を示す斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の排気出口構造の開口状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の排気出口構造の第三の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の排気出口構造の第四の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の排気出口構造の第五の実施形態を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）は本発明の排気出口構造の第六の実施形態を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の排気出口構造の開口状態を示す斜視図である。
【図８】従来の排気出口構造を備えた小型滑走艇の一例を示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
１・・・排気出口構造
２・・・閉止部材
２ａ・・開口部
２ｂ・・容積部
２ｃ・・リップ部
３・・・フランジ
４・・・スリット
５・・・閉止部材
５ｃ・・リップ部
６・・・スリット
７・・・閉止部材
７ｃ・・リップ部
８・・・スリット
９・・・閉止部材
１０ａ・・上側壁
１０ｂ・・下側壁
１１・・・スリット
１２・・・当接片
１３・・・閉止部材
１４・・・当接片
１５・・・芯板部材
１６・・・スリット
１７・・・閉止部材
１８・・・スリット
１９・・・リップ部
Ｄａ・・第一排気管
Ｄｂ・・第二排気管
Ｅ・・・エンジン
Ｆ・・・フランジ
Ｇ・・・案内羽根
Ｌ・・・冷却水通路
Ｍ・・・ウォーターマフラー
Ｎａ・・ステアリングノズル
Ｎｂ・・ポンプノズル
Ｐ・・・インペラ
Ｐｓ・・プロペラシャフト
Ｒ・・・環
Ｓ・・・小型滑走艇（船体）
Ｔ・・・（水の）取り入れ口

Claims

小型滑走艇のエンジンからの排気ガスを船外に排出するための排気出口構造であって、
排気通路の後端に可撓性材料から形成された閉止部材が配設されており、該閉止部材に弾力的に閉止され且つ外力によって開口しうる排気口が形成されており、上記閉止部材が、船体の後端から船体の後方且つ下方に向けて突出するように構成されていることを特徴とする小型滑走艇の排気出口構造
上記閉止部材が、船体の後方且つ下方に向けて突出した相互に当接し合う上側壁と下側壁とを有しており、当接し合う該一対の壁同士の間が上記排気口を構成してなる請求項１記載の小型滑走艇の排気出口構造。
上記上側壁が下側壁より長く後方且つ下方に延長されてなる請求項２記載の小型滑走艇の排気出口構造。
上記閉止部材が、船体の後方且つ下方に向けて突出した相互に当接し合う第一壁と第二壁とを有しており、当接し合う該一対の壁同士の間が上記排気口を構成しており、上記排気口に至る第一壁と第二壁との間の両側壁が折り畳まれるように形成されてなる請求項１記載の小型滑走艇の排気出口構造。
下側壁より長く後方且つ下方に延長された上記上側壁の部分に、上記可撓性材料より剛性の高い材料からなる芯板部材が埋設されてなる請求項３記載の小型滑走艇の排気出口構造。
上記閉止部材が、上記排気口の上流に容積部を備えてなる請求項１〜５のうちのいずれか１の項に記載の小型滑走艇の排気出口構造。
小型滑走艇のエンジンからの排気ガスを船外に排出するための排気出口構造であって、
排気通路の後端に可撓性材料から形成された閉止部材が配設されており、該閉止部材に弾力的に閉止され且つ外力によって開口しうる排気口が形成されており、上記排気通路が船体の後端から船体の後方斜め下方を向くように傾斜しており、
上記閉止部材が、上記排気通路の後端を閉止しうる膜部を有しており、該膜部に上記排気口を構成する相互に交差した複数本の切り目が形成されてなる小型滑走艇の排気出口構造。