JP3699068B2

JP3699068B2 - 小型滑走艇

Info

Publication number: JP3699068B2
Application number: JP2002227041A
Authority: JP
Inventors: 重光新田; 雅斗木下
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2002-08-05
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: JP2003154997A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、水ジェットにより推進され、水面上を滑走する小型滑走艇に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水上をあたかもモーターサイクルのように滑走する小型滑走艇には、推進用のエンジンとして従来、２サイクルのものが搭載されている。２サイクルエンジンは小型・軽量であるうえ、その潤滑方式が小型滑走艇の使用態様に適しているからである。つまり２サイクルエンジンは、クランクケース内にオイル（潤滑油）を溜めないドライサンプ方式で潤滑がなされるが、小型滑走艇は、水上で転倒（転覆）し操縦者等がそのつど引き起こしたうえ滑走を楽しむといった性格の乗り物であるため、転倒時にもクランクケースから燃焼室側へオイルが流入することのないドライサンプ方式が好ましいのである。
【０００３】
これに対して通常の４サイクルエンジンは、クランクケース内にオイルを溜めるウェットサンプ方式の潤滑をなすため、転倒すれば、シリンダとピストンとの隙間を通ってオイルが燃焼室内に流入してしまう。燃焼室内にオイルが入ると、排気に白煙が混じるほか、多くの場合はエンジンが停止して再始動も困難になってしまうため、従来は小型滑走艇に４サイクルエンジンが使用されることはなかった。
【０００４】
なお、小型滑走艇に２サイクルエンジンが搭載されている例として、たとえば実開平３−６１１５２号公報がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、騒音や大気汚染の防止の観点から、小型滑走艇などに関しても４サイクルエンジンの使用可能性が検討され始めている。
【０００６】
しかしながら、小型滑走艇等に４サイクルエンジンを使用するためには、前述した、転倒の際のオイルに関する不都合を解消しなければならない。すなわち、ウェットサンプ方式の従来の４サイクルエンジンをそのまま小型滑走艇に使用するなら、転倒時にクランクケース内から燃焼室内へオイルが流入してしまう。
【０００７】
かといって４サイクルエンジンをドライサンプ方式にすると、構造がかなり複雑化してしまう。ドライサンプ方式だとクランクケース内にオイルを溜めないことから、オイルタンクを別に設置するとともに、クランクケースからオイルを吸い出してそのタンクへ送る潤滑油回収ポンプを設け、その上で、当該タンクから各部へオイルを供給するための潤滑系統（フィルターや圧送ポンプ・配管など）を構成する必要があるからである。吸入した混合気をクランクケース内で予圧するという本質的な特徴から必然的にドライサンプとしている２サイクルエンジンとは異なり、もともと構造が簡単とはいえない４サイクルエンジンを特別な必然性もないのにドライサンプにするのは、したがって現実的に極めて不利なのである。
【０００８】
本発明の目的は、４サイクルエンジンを使用し、転倒（横転ないし反転）したとしても、オイルパンのオイルが燃焼室内には流入しない小型滑走艇を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の小型滑走艇は、下部後方にある水ジェットポンプのインペラにて加圧・噴出される水ジェットにより推進され、水面上を滑走する小型滑走艇であって、(i)前記インペラを駆動するエンジンは４サイクルエンジンであり、(ii)転倒状態（横転ないし反転状態）になったときエンジンを自動的に停止させるスイッチ（いわゆる転倒スイッチ）を備える−ものである。言うまでもないが、エンジンを停止させるときには潤滑油の圧送ポンプも停止させる。
そして、請求項１の発明は、前記４サイクルエンジンが、クランクケースの底部の下方に連通孔を介してオイルパンを備え、そのオイルパンにオイルを溜めるというウエットサンプ方式の潤滑を行うものであり、前記転倒状態になったときエンジンを自動的に停止させるスイッチは、防水性を十分にした密閉構造の箱のうちに取り付け、エンジンの点火装置に直結させたものであり、左右いずれかに一定角度以上傾いたとき、前記点火装置のエキサイタコイルからの出力をアースさせてエンジンを停止させる構成とされる。
【００１０】
このようにすれば、小型滑走艇とともにそのエンジン（搭載されたエンジン）が転倒したとき、上記(ii)のスイッチがはたらいてエンジンや潤滑油圧送ポンプが自動的に停止させられる。転倒状態で自動停止すれば、たとえばクランク軸の軸受部分に給油されたオイルがシリンダ（燃焼室）の方へ滴下するといったことが避けられ、また、オイルパン内でオイルが移動したことにより当該圧送ポンプがエアを吸い込むという不都合も防止される。
【００１２】
クランクケースの底部の下方に連通孔を介してオイルパンを備え、そのオイルパンにオイルを溜めるというウェットサンプ方式の潤滑を行うので、従来の一般的な４サイクルエンジンに比べて潤滑のためにとくに構造が複雑になることがない。すなわち、エンジンの必要箇所を潤滑したオイルは、クランクケースを経由して重力の作用でその下方のオイルパン内に自然落下するため、ドライサンプ方式のようにオイルタンクを別置きにしたうえでそこへオイルを送るための回収用ポンプ等を設ける必要はなく、特殊な潤滑用機器を新たに設ける必要もない。
この場合、請求項２に記載のように、前記転倒スイッチは、前記小型滑走艇のボディの内側に配置し防水性を十分にした密閉構造の箱である電装品収納ボックスのうちに取り付けられ、一端の接地された電線による回路に、船体の左右に対称に各一組の開いた接点を設けておき、両接点間に架けたＵ字状の軌道に沿って移動可能に重錘を配置し、軌道が左右いずれかに一定角度以上傾いたとき、移動した重錘が一方の接点に接してそれを閉じ、点火装置のエキサイタコイルからの出力をアースさせてエンジンを停止させる構成とすることができる。
【００１３】
【実施の形態】
図１および図２に本発明の第一実施例を示す。この例は、新たに開発した４サイクルエンジン２０を小型滑走艇１に搭載したもので、図１はその小型滑走艇１およびそのエンジン２０の横断面図、図２はエンジン２０等が見えるよう一部を透視して示す小型滑走艇１の側面図である。
【００１４】
小型滑走艇１はレジャーを主目的とする水上の乗り物で、図２に示すように、船底ハル２の上にフード３やシート４・ハンドル５などを取り付けて一人〜二人が搭乗できるようになっている。下部後方にある水ジェットポンプのインペラ４８にて加圧・噴出される水ジェットにより推進され、水面上を滑走することができる。インペラ４８はエンジン２０により駆動されるが、そのエンジン２０は、船底ハル２やフード３・シート４などで囲まれた密閉空間のうち船体の前後ほぼ中央に搭載されている。エンジン２０の出力は弾性継手４６を介して駆動軸４７へ伝えられ、その駆動軸４７がインペラ４８を回転させるのである。
【００１５】
エンジン２０は４サイクルのものとし、４気筒にするとともに図１のとおり構成したものである。まず、エンジン２０はシリンダヘッド２１を上部に有し、それより下にシリンダ２５やクランクケース２９・オイルパン３４を備えている。シリンダヘッド２１のうちには吸気通路２２と排気通路２３があり、各通路２２・２３を開閉するバルブとともにそれらのための動弁機構２４などが組み込まれている。吸気通路２２の上流側には吸気サイレンサ１１やキャブレター１２が接続され、排気通路２３の下流側にはマフラ１３が接続される。また、シリンダ２５の内側には上下に摺動可能なようにピストン２６が配置され、それらとシリンダヘッド２１にて囲まれた空間が燃焼室２７となっている。ピストン２６はクランク軸２８に連結されており、そのクランク軸２８は軸受（図示せず）を介してクランクケース２９により支えられている。そしてクランクケース２９の最低部分には、オイルを溜めるオイルパン３４が密に取り付けてあり、その窪みになった下部に円筒状のストレーナ３５が配置され、それが、各部の強制潤滑を行うための給油ポンプ（潤滑油圧送ポンプ。図示せず）に接続されている。なお、以上に説明した範囲では、このエンジン２０は、自動車用などの一般的な４サイクルエンジンととくに相違するわけではない。
【００１６】
この４サイクルエンジン２０の特徴は、クランクケース２９やオイルパン３４の構成にある。すなわち、クランクケース２９として、外殻部分２９ｃ・２９ｄのほかに袋状の内側部分２９ａ・２９ｂを形成し、オイルパン３４の上にその内側部分２９ａ・２９ｂの底部が位置するようにしたのである。つまり、一般的な４サイクルエンジンではクランクケースの底部がオイルパンにほかならないのに対して、この４サイクルエンジン２０では、クランクケース２９（内側部分２９ａ・２９ｂ）の底部のほかに、さらに下方にオイルパン３４を設けていることになる。ただし、クランクケース２９の内側部分２９ａ・２９ｂの底部には、下向きに突出した円筒状の周壁３０とともに小径の連通孔３１を設け、シリンダ２５の摺動面やクランク軸２８などに強制給油されたオイルがオイルパン３４上に滴下し回収されるようにしている。なお、クランクケース２９の外殻部分２９ｃ・２９ｄは、それぞれ内側部分２９ａ・２９ｂと一体に形成したものではあるが、オイルパン３４に対してボルト等（図示せず）により密に接合され、機能上はオイルパン３４の側壁となっている。図示のようにこの側壁の各面と連通孔３１との間には大きな距離をおき、また側壁の上端部と連通孔３１（周壁３０の下端）との間には上下方向にもかなりの寸法をとったので、上記側壁とクランクケース２９（内側部分２９ａ・２９ｂ）との間にはいずれの方向にも十分な容積をもつスペースＳがあることになる。
【００１７】
この４サイクルエンジン２０は、その内部にオイルを溜めるというウェットサンプ方式の潤滑を行うものでありながら、小型滑走艇１が転倒してエンジン２０が横転ないし反転状態になったときにも、オイルパン３４内に溜まったオイルを燃焼室２７内へ流入させる恐れがない。オイルパン３４の上に溜まっていたオイルは、エンジン２０が横転ないし反転になるとき、そのオイルパン３４の側壁（外殻部分２９ｃ・２９ｄ）の内側ないし上部に移動するが、その側壁と連通孔３１との間には上記のとおり容積の大きなスペースＳがあるためオイルはそこに溜まり、連通孔３１を通ってクランクケース２９（内側部分２９ａ・２９ｂ）の内部へ入ることはないからである。言いかえれば、側壁各部と連通孔３１との間に十分な距離があるうえ側壁上端部と連通孔３１との間の上下寸法も十分なので、転倒の途中もしくは転倒した状態において、オイルは内側部分２９ａ・２９ｂの外側にのみ存在するのである。内側部分２９ａ・２９ｂの内部へオイルが入ることがない以上、シリンダ２５とピストン２６との隙間を経てオイルが燃焼室２７内へ至ることもない。小型滑走艇１の転倒の仕方によっては、跳ね上がるオイルがわずかながら連通孔３１を通って内部へ至ることもあるが、その量は少ないため、燃焼室２７内に入って運転に不都合をきたすには至らない。
【００１８】
なお、連通孔の周壁とオイルパン側壁との間の距離ならびにその周壁の下向きの突出寸法は、以上の点より、オイルの量やオイルパン・クランクケースの形状などに応じて適切に定めればよい。エンジンの転倒する向きなどによって多少のオイルがクランクケース内に戻る可能性がある場合にも、その量がわずかとなる以上、クランクケースから燃焼室へのオイルの流入は簡単な手段で容易に防止され得る。
【００１９】
またこの小型滑走艇１には、転倒したときにエンジン２０を自動停止させる目的で、図３(ａ)〜(ｃ)のように転倒スイッチ１８ｂを設けている。転倒スイッチ１８ｂは、同(ａ)および図２に示すように、小型滑走艇１のボディの内側に配置した電装品収納ボックス８（耐水性のない電装品等の部品を収納すべく防水性を十分にした密閉構造の箱）のうちに取り付け、図３(ｂ)のとおりエンジン２０の点火装置１８に直結させている。同(ｂ)において、符号１８ａ・１８ｃ・１８ｄ・１８ｅはそれぞれ、エキサイタコイル・ＣＤＩユニット・点火コイル・点火プラグであり、それらによって点火装置１８が構成されている。転倒スイッチ１８ｂそのものとしては、図３(ｃ)に示す重錘（おもり）式のものを使用した。すなわち、一端の接地された電線１８ｐによる図示の回路に、左右（船体の左右方向）対称に各一組の開いた接点１８ｑを設けておき、両接点１８ｑ間に架けたＵ字状の軌道１８ｓに沿って移動可能に重錘１８ｒを配置したものである。軌道１８ｓが左右いずれかに一定角度（たとえば６０°）以上傾いたとき、移動した重錘１８ｒが一方の接点１８ｑに接してそれを閉じ、図３(ｂ)に示す点火装置１８のエキサイタコイル１８ａからの出力をアースさせてエンジン２０を停止させる。以上のようにすれば、小型滑走艇１が横転ないし反転したとき、潤滑油圧送ポンプ等を含めてエンジン２０はただちに停止し、図１のクランク軸２８などへのオイルの供給もストップすることになる。そうすると、連通孔３１を経ずにクランクケース２９の内側に直接供給されるオイルもなくなるので、燃焼室２７内へのオイルの流入をなくす意味で一層このましい。
【００２０】
そのほか、図１のようにこのエンジン２０のオイルパン３４には、冷却水の通路すなわちウォータジャケット３４ａを形成し、図２に示す水ジェットの噴出口６に開口する取水具７から取り出される水をその内部に通すようにしている。具体的には、ウォータジャケット３４ａ（図１）の連結具３４ｂ（図１または図２）を、チューブ（図示せず）を介して取水具７（図２）と接続し、他方の連結具３４ｃ（図１・図２）は同様にチューブにてシリンダ２５（図１）の冷却水用連結具２５ａ（同）と接続した。こうすることにより、水ジェットポンプ（図２）の水がシリンダ２５（図１）やシリンダヘッド２１（同）とともにオイルパン３４（同）を冷却する。図２のとおりエンジン２０は船底ハル２やフード３に囲まれた密閉空間に配置してあり滑走中でも空冷されることがないにもかかわらず、かかる水冷構造にしたために適切な冷却がなされる。
【００２１】
なお、この４サイクルエンジン２０において、図１のように連通孔３１の周囲に設けた円筒状の周壁３０は、必ずしも不可欠なものではない。それがない場合にも、転倒した際のオイルはクランクケース２９（内側部分２９ａ・２９ｂ）の外のスペースＳに溜まり、連通孔３１内へは流入しないからである。その場合、下向きに突出した上記の内側部分２９ａ・２９ｂが、クランクケース２９の底部であるとともに、連通孔３１に対する一種の周壁（請求項に表現した周壁）として機能することになる。
【００２２】
つづいて図４・図５に本発明の第二実施例を示す。図４は新規の４気筒・４サイクルエンジン６０についての断面図であり、図５は、それを搭載した小型滑走艇１の側面図（エンジン６０等を透視状態で示す）である。図５の小型滑走艇１は図２に示したものと同様のもので、同一部分には前記と同じ符号を付してその説明を省略する。図４のエンジン６０が、シリンダヘッド６１やシリンダ６５・ピストン６６・クランク軸６８・クランクケース６９などを備え、吸気サイレンサ５１やキャブレター５２ならびにマフラ５３（図５）と接続されている点も、前記した第一実施例（図１・図２）のエンジン２０と同様である。
【００２３】
第一実施例と比較すると、この実施例はまずエンジン６０等のレイアウトについて相違する。すなわち、第一実施例では図１のようにシリンダ２５を側方（艇１の側方）へ傾斜させたうえその隣に吸気サイレンサ１１の置き場を確保したのに対し、この第二実施例では、図４・図５のようにエンジン６０を横置き（クランク軸６８を艇１の左右へ向ける）にしてシリンダ６５を大きく傾けたうえ、エンジン６０の上に吸気サイレンサ５１を配置している。そうしたレイアウトはいずれも、２サイクルエンジンに比べてかなり寸法の大きな４サイクルエンジン２０または６０を、小型滑走艇１におけるシート４内の限られた空間のうちに納めるためのものである。そしてこの第二実施例の場合、横置きにしたエンジン６０の出力は、図４のように平歯車対８１や傘歯車対８２および平歯車対８３などを介して軸８５より後方へ取り出し、継手８６から図５のとおりインペラ８８の駆動軸８７へ伝えるようにしている。
【００２４】
図４の４サイクルエンジン６０はまた、クランクケース６９やオイルパン７４の構成についても第一実施例（図１）のエンジン２０と多少相違する。図１のエンジン２０では、オイルパン３４やその側壁となる部分で囲まれる空間内にクランクケース２９（内側部分２９ａ・２９ｂ）の底部を設けたが、図４のエンジン６０では、図４(ｂ)に示すように、クランクケース６９の底部とオイルパン７４とはそれぞれ別の空間を形成するように配置した。すなわち、上部ケース６９ａ（図４(ａ)）やその底部となる下部ケース６９ｂ、さらにはクランク軸６８のタイミングチェーン６８ａ（図４(ｂ)）用のカバー６９ｃ（同）で囲まれるクランクケース６９の空間の下に、上側壁７３とともに閉空間を形成するオイルパン７４を配置した。クランクケース６９やオイルパン７４など上記の各部材は、ボルト等（図示せず）を用いて一体に結合している。そして、上記のように形成した上下二つの空間は図４(ａ)・(ｂ)のように二箇所の連通孔７１でつなぎ、各連通孔７１の回りに、クランクケース６９の下部ケース６９ｂからオイルパン７４へ向かって突出する円筒状の周壁７０を形成した。オイルパン７４上の閉空間において、連通孔７１の周壁７０の周囲および上部には図４(ｂ)のとおり大きなスペースＳを確保している。なお、オイルパン７４の窪み状になった下部にストレーナ７５を配置し、それを潤滑油圧送ポンプ（図示せず）に接続していることは、第一実施例の場合と同様である。
【００２５】
図４に示すこの４サイクルエンジン６０も、いわゆるウェットサンプ方式の潤滑をなすものだが、小型滑走艇１とともに転倒したとき、オイルパン７４内に溜まったオイルがやはり燃焼室６７内へ流入しないという利点を有する。転倒時にもかかる流入を起こさないのは、オイルパン７４の空間において周壁７０（連通孔７１）の周囲および上部に大きなスペースＳがあるからである。つまり、エンジン６０が横転ないし反転したとき、オイルはそのスペースＳのうちに溜まり、連通孔７１からクランクケース６９の内部へ至るものはほとんどなく、したがってオイルがシリンダ６５の内壁を燃焼室６７へ向かうことはないのである。
【００２６】
上記のスペースＳのうち図４(ｂ)において周壁７０の左側に示される部分に限っては容積がやや小さいため、その側を下にしてエンジン６０が転倒したときには多少のオイルが連通孔７１を経てクランクケース６９内へ戻ることがある。しかしながらその場合にも、下記の理由により、燃焼室６７にまでオイルが入る恐れはない。理由の一つは、そうしてクランクケース６９に至るオイルはオイルパン７４上の全オイルではなく少量であること。理由の第二は、上記の側へエンジン６０が転倒した場合には、クランクケース６９へ入ったオイルはタイミングチェーン６８ａ（図４(ｂ)）の部分へ至り、それと直角の方向にあるシリンダ６５（図４(ａ)）の方へは向かわないこと。またもう一つの理由は、クランクケース６９の一部として、図４(ｂ)のようにクランク軸６８の各対のウェブを囲むように内部仕切り６９ｄ（オイルを滴下させるための連通孔６９ｅを有する）を設けているため、これよりシリンダ６５の方へはオイルが入りにくいこと、である。なお、連通孔７１の大きさに比べて周壁７０が長いが、この点は、オイルパン７４内でのオイルが跳ね上がりが激しい場合にもそれがクランクケース６９内に入るのを防ぐ意味で有利である。
【００２７】
前記第一実施例の場合と同様に、この第二実施例においても、小型滑走艇１のうちのいずれかの箇所に転倒スイッチ（図示せず）を設けてエンジン６０に接続し、転倒の際、エンジン６０を自動停止させることとしている。潤滑油圧送ポンプ（図示せず）等を含めてエンジン６０を停止させることにより、図４のクランク軸６８などクランクケース６９の内側へのオイルの供給を止めるためである。
【００２８】
また、図４に示すとおり、このエンジン６０のオイルパン７４にもウォータジャケット７４ａを形成し、水ジェットの噴出口６（図５）より取り出される水をその内部に通すようにしている。図４(ａ)における符号７４ｂ・７４ｃは、ウォータジャケット７４ａ内へ通じる連結具で、上記の水を通してさらにシリンダ６５の冷却水連結具６５ａへ送るためのものである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の小型滑走艇が転倒（横転ないし反転）したとしても、オイルパンのオイルが燃焼室内には流入しないので、姿勢復帰させたのちの再始動が円滑に行える。つまり、小型滑走艇などが転倒したときスイッチ（転倒スイッチ）がはたらいて点火装置のエキサイタコイルからの出力をアースさせてエンジンを停止させるとともに潤滑油圧送ポンプを自動停止させることができる。
【００３０】
ウェットサンプ方式の潤滑を行うので、従来の一般的な４サイクルエンジンに比べて潤滑のためにとくに構造を複雑にする必要がない。したがって製造容易なうえにコンパクトで占有スペースが小さく、また低コストであるといった利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例である４サイクルエンジン２０を示す横断面図である。
【図２】図１の４サイクルエンジン２０を搭載した小型滑走艇１を示す側面図で、一部を透視して示したものである。
【図３】小型滑走艇１における転倒スイッチ１８ｂ等について示す図で、図３(ａ)は小型滑走艇１の横断面図においてスイッチ１８ｂの配置を示すもの、同(ｂ)は点火装置１８におけるスイッチ１８ｂの接続を示すもの、そして同(ｃ)は転倒スイッチ１８ｂそのものの構成を示す概要図である。
【図４】図４(ａ)は本発明の第二実施例である４サイクルエンジン６０の要部を示す横断面図で、同(ｂ)は、同(ａ)におけるｂ−ｂ断面図である。
【図５】図４の４サイクルエンジン６０を搭載した小型滑走艇１を示す側面図で、一部を透視して示したものである。
【符号の説明】
１小型滑走艇
１８ｂスイッチ（転倒スイッチ）
２０・６０４サイクルエンジン
２９・６９クランクケース
３４・７４オイルパン
４８インペラ

Claims

下部後方にある水ジェットポンプのインペラにて加圧・噴出される水ジェットにより推進され、水面上を滑走する小型滑走艇であって、前記インペラを駆動するエンジンは４サイクルエンジンであり、転倒状態になったときエンジンを自動的に停止させるスイッチを備える小型滑走艇において、
前記４サイクルエンジンは、クランクケースの底部の下方に連通孔を介してオイルパンを備え、そのオイルパンにオイルを溜めるというウエットサンプ方式の潤滑を行うものであり、
前記転倒状態になったときエンジンを自動的に停止させるスイッチは、防水性を十分にした密閉構造の箱のうちに取り付け、エンジンの点火装置に直結させたものであり、左右いずれかに一定角度以上傾いたとき、前記点火装置のエキサイタコイルからの出力をアースさせてエンジンを停止させる構成であることを特徴とする小型滑走艇。
前記転倒スイッチは、前記小型滑走艇のボディの内側に配置し防水性を十分にした密閉構造の箱である電装品収納ボックスのうちに取り付けられ、
一端の接地された電線による回路に、船体の左右に対称に各一組の開いた接点を設けておき、両接点間に架けたＵ字状の軌道に沿って移動可能に重錘を配置し、軌道が左右いずれかに一定角度以上傾いたとき、移動した重錘が一方の接点に接してそれを閉じ、点火装置のエキサイタコイルからの出力をアースさせてエンジンを停止させる請求項１記載の小型滑走艇。