JP3979242B2 - 水上滑走艇 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インペラの回転で後方に水を噴射して推進する水上滑走艇に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の小型の水上滑走艇は、図示しないが、その船体に２サイクルエンジンとジェットポンプとをそれぞれ搭載し、２サイクルエンジンを駆動してジェットポンプを動作させ、所定の方向に推進する。船体に２サイクルエンジンを搭載するのは、２サイクルエンジンは、オイルパンや動弁機構を必要とせず、軽量・コンパクトであるとともに、比出力も高く、小型の水上滑走艇にきわめて適しているという理由に基づくものである。
【０００３】
しかしながら、２サイクルエンジンでは、燃料消費が大きく、ＨＣ（炭化水素、以下同じ）の排出量が多いので、大気の汚染や川水、湖水、又は海水の汚染を防止するという要請に十分応えることができない。そこで、近年においては、燃料消費率とＨＣ排出量とに優れた４サイクルエンジンを使用して環境汚染の防止に寄与するとともに、２サイクルエンジンと同等の出力を確保するため、高回転化、大排気量、及び多気筒化を図るようにしている。特に、４サイクルエンジンの高回転化を図り、軽量・コンパクト化と高出力とを実現するようにしている。
【０００４】
この種の水上滑走艇に関する先行技術文献としては、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６などが挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２３７５８６号公報
【特許文献２】
特開平７−２３７５８７号公報
【特許文献３】
特開平７−２３７５８８号公報
【特許文献４】
特開平８−２６１８５号公報
【特許文献５】
特開平８−４９５９６号公報
【特許文献６】
特開平８−５３０９８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の水上滑走艇は、以上のように４サイクルエンジンを使用するとともに、２サイクルエンジンと同等の出力を実現するため、高回転化、大排気量、及び多気筒化を図るようにしているが、この場合、排気装置の出力に対する影響が大きく、要求性能を満足させるための形状が非常に複雑化することとなる。したがって、軽量・コンパクトな排気装置を得ることが実に困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたもので、４サイクルエンジンを使用しても、軽量・コンパクトな排気装置を得ることのできる水上滑走艇を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、船体に多気筒４サイクルエンジン、燃料タンクおよびジェットポンプを搭載し、一端が該多気筒４サイクルエンジンの排気ポートに接続され他端が集合している排気マニホールドと、継手パイプと、排気パイプと、マフラと、排気ホースとから構成されて前記多気筒４サイクルエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、前記多気筒４サイクルエンジンの駆動力によって前記ジェットポンプを動作させて推進する水上滑走艇において、
平面視で、船体の中心線上に燃料タンクを配設し、前記排気装置の継手パイプを該船体中心線上に配置し、かつ排気ホースを船体中心線を跨いで配設すると共に、
側面視で操向ハンドルを挟んで前後に多気筒４サイクルエンジンおよび燃料タンクを配設し、
前記継手パイプを多気筒４サイクルエンジンおよび燃料タンクの間であって前記操向ハンドルの下方に配設していることを特徴とする水上滑走艇である。
【０００９】
本発明によれば、多気筒４サイクルエンジンを利用するので、２サイクルエンジンを利用する場合に比べ、有効な排ガス対策をとることができる。また、複数の排気マニホールドパイプの下流部をまとめて単一の流出部を形成するので、ある気筒が発生させる排気脈動圧力を他の気筒で利用してシリンダの内部の残留既燃ガスをシリンダの外部に排除できる。
また、継手パイプとマフラとを接続する排気パイプを単一化できるので、構成の簡略化、コストの低減、及び軽量化を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本実施形態における水上滑走艇は、船体１に４サイクルで水冷の４気筒エンジン６とジェットポンプ８とを前後に並べて内蔵し、４気筒エンジン６の各気筒の排気ポートに排気マニホールドパイプ２１の一端に接続するとともに、この複数の排気マニホールドパイプ２１を下流端部が集合した単一の流出部２２とし、この流出部２２を、継手パイプ２３を介してマフラ４８の排気パイプ４２に接続するようにしている。
水上滑走艇は、前記排気マニホールドパイプ２１と、継手パイプ２３と、排気パイプ４２と、マフラ４８と、排気ホース５１とから構成されて前記４気筒エンジン６の排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、前記４気筒エンジン６の駆動力によって前記ジェットポンプ８を動作させて推進するものである。
【００１１】
船体１は、各種の合成樹脂で一体成形され、図１に示すように、その上部中央の前部寄りに回転可能な操向ハンドル２が、上部後方にはバンド付きのシート３がそれぞれ設けられるとともに、このシート３の左右両側には図示しない足乗せ用のステップがそれぞれ一体成形されており、シート３に跨がった図示しない乗員が操向ハンドル２などを適宜操作することにより水面上を滑走推進する。
【００１２】
船体１は、直進安定性や反力の抑制などを考慮した構造に構成され、図２に示すように、内部中央から少々前部にずれた箇所のエンジン室に複数のマウントゴム４及びほぼ箱形のマウントフレーム５を介して大型で直列の４気筒エンジン６が垂直起立状態に設置されている。船体１の内部中央の後部寄りには４気筒エンジン６に燃料を供給する燃料タンク７が設置され、内部中央の最後部付近のポンプ室には船体１の前後方向に指向するジェットポンプ８が設置されている。
【００１３】
エンジン室は図示しない複数の大気流通ダクトを介して大気を導入するよう構成されている。また、４気筒エンジン６は、図１や図２に示すように、その下部にクランクケース９を備え、このクランクケース９には上部にシリンダヘッド１０を備えたシリンダ１１が縦に取り付けられている。クランクケース９の内部には船体１の左右横方向に指向するクランク軸１２が複数の軸受を介して軸支され、このクランク軸１２がクランクケース９の内部の動力変向機構（図示せず）にベベルギヤを介して噛合しており、この動力変向機構がクランク軸１２の回転駆動力を９０°変換するとともに、減速して伝達するよう機能する。
【００１４】
したがって、４気筒エンジン６は、従来のような縦置きタイプではなく、横置きタイプとして使用され、シリンダ１１が船体１の左右横方向に並んでいる。また、クランク軸１２の中心線の上方、かつ前方にはエアボックス１３及びキャブレタ１４からなる吸気系機器１５が設置され、クランク軸１２の中心線の後方一側部には４気筒エンジン６の潤滑用のオイルタンク１６がオイルパイプを介して設置されており、比較的余裕のある前後方向のスペースがきわめて効率的に活用されている。
【００１５】
ジェットポンプ８は、図１や図２に示すように、船体１の中心線上に傾斜して位置するステンレス製のインペラ軸１７を備え、このインペラ軸１７が動力変向機構のシャフトにゴム製のカップリング１８を介して接続されている。インペラ軸１７の末端部にはケーシング１９の内部で回転するインペラが嵌め着けられ、このインペラの回転で船体１の開口部（図示せず）から水を吸い上げ、ノズル２０から後方に水が噴射される。
【００１６】
なお、インペラ軸１７の中心線に対してシリンダ１１はほぼ垂直に配置される。また、ケーシング１９の内部にはステータ（図示せず）が固定されている。また、ノズル２０は操向ハンドル２のステアリング操作に基づき揺動するよう構成され、この揺動で水上滑走艇の操舵が行われる。さらに、ジェットポンプ８の吐出側には冷却水取入口（図示せず）が設けられ、この冷却水取入口から複数の排気マニホールドパイプ２１に冷却水がそれぞれ給水される。
【００１７】
複数（本実施形態では４本）の排気マニホールドパイプ２１は、図１ないし図４に示すように、長さがほぼ同一の複数の管からなり、各シリンダ１１のシリンダヘッド１０の排気ポートに湾曲接続されてクランク軸１２の後方に位置しており、下流端部がクランクケース９上で集合して単一の流出部２２を形成するとともに、この流出部２２が継手パイプ２３に貫通して接続されている。複数の排気マニホールドパイプ２１は、継手パイプ２３とともに排気系機器２４を構成し、マウントフレーム５に支持されるとともに、クランクケース９の上方に位置している。
【００１８】
各排気マニホールドパイプ２１は、同軸の二重管構造に構成され、長い内管２５とやや短い外管２６との間には冷却水の流通用のジャケット２７が区画形成されている。外管２６は、その上下流部にニップル２８をそれぞれ備え、上流部に冷却水流入管２９が接続されており、下流部には冷却水流出管３０が接続されている。
【００１９】
継手パイプ２３は、図３ないし図５に示すように、板金加工で複数の排気マニホールドパイプ２１を並べて貫通支持する拡径筒部３１、上流部から下流部に向かうにつれ徐々に断面積を減少させるテーパ筒部３２、及び縮径筒部３３を備えた一体構造に構成され、マウントフレーム５に支持されるとともに、クランクケース９の上方に位置している。拡径筒部３１とテーパ筒部３２は、二重壁構造に構成され、インナーシェル３４とアウターシェル３５との間には冷却水の流通用のジャケット３６が区画形成されており、拡径筒部３１のアウターシェル３５の上流部に複数の冷却水流入管３７が、下流部には冷却水流出管３８がそれぞれ接続されている。
【００２０】
複数の冷却水流入管３７は、排気マニホールドパイプ２１の冷却水流出管３０に連通パイプ３９を介して接続されている。また、冷却水流出管３８は排気パイプ４２の冷却水流入管４６に連通パイプ４０を介して接続されている。また、縮径筒部３３には図３や図４に示すように、取付ジョイント４１が嵌め着けられ、この取付ジョイント４１に排気パイプ４２の上流部の取付ジョイント４４が振動や耐ショック用の球面ガスケット及び締結具を介して接続されている。
【００２１】
排気パイプ４２は、その上流部から下流部に向かうにつれ船体１の中心部から側部方向に徐々に向かい、かつ下降するよう屈曲形成され、振動吸収用の支持ブラケット４３に支持されている。この排気パイプ４２は、その上流部に継手パイプ２３用の取付ジョイント４４が嵌め着けられ、下流部には取付ジョイント４５が嵌め着けられており、この取付ジョイント４５がマフラ４８の取付ジョイント５０に球面ガスケットや締結具を介して接続されている。また、排気パイプ４２は、排気マニホールドパイプ２１とほぼ同様の同軸の二重管構造に構成され、図示しない触媒を内蔵した内管と外管との間には冷却水の流通用のジャケットが区画形成されている。外管は、その上下流部にニップルをそれぞれ備え、上流部に冷却水流入管４６が接続されており、下流部には冷却水流出管４７が接続されている。
【００２２】
さらに、マフラ４８は、図２に示すように、上下流方向に図示しない複数の排気室を並べ備え、船体１の内部の後部一側に設置されている。複数の排気室は相互に連通され、上流部の排気室から船体１の前方に伸びる接続管４９には排気パイプ４２の下流部の取付ジョイント４５用の取付ジョイント５０が形成されており、下流部の排気室にはジェットポンプ８と交差する平面ほぼＬ字形の排気ホース５１が船外排出用として接続されている。なお、上流部の排気室は排気パイプ４２の冷却水流出管４７に連通パイプ５２を介して接続されている。
【００２３】
前記構成において、シート３に跨がった乗員が４気筒エンジン６を始動させると、ジェットポンプ８が駆動してインペラを所定の速度で回転させ、このインペラが船体１の開口部から水を吸い上げ、ノズル２０から後方に水が噴射される。この水の噴射作用により推進力が発生し、水上滑走艇が水面上を滑走する。この際、排ガスは、４気筒エンジン６の排気ポートから排気マニホールドパイプ２１、継手パイプ２３、排気パイプ４２、及びマフラ４８を順次通過し、排気ホース５１から船体１の船尾から船外に排気される。
【００２４】
また、４気筒エンジン６の始動に伴い、海水や湖水からなる冷却水（矢印で示す）が冷却水取入口に流入し、この冷却水取入口から連通パイプを介して排気マニホールドパイプ２１のジャケット２７、継手パイプ２３のジャケット３６、及び排気パイプ４２のジャケットに順次給水され、過熱された排気マニホールドパイプ２１、継手パイプ２３、排気パイプ４２及び触媒を冷却する。こうして排気マニホールドパイプ２１、継手パイプ２３、排気パイプ４２及び触媒を冷却した冷却水は、排気パイプ４２のジャケットからマフラ４８を通過して排気ホース５１に流入し、その後、船外に排出される。
【００２５】
前記構成によれば、４気筒エンジン６を利用するので、２サイクルエンジンに比べ、ＨＣが大幅に少なくなり、有効な排ガス対策とすることができる。また、複数の排気マニホールドパイプ２１の下流端部をクランクケース９上で集合させて単一の流出部２２を継手パイプ２３を用いて形成しているので、ある気筒が発生させる排気脈動圧力を他の気筒で利用してシリンダ１１の内部の残留既燃ガスをシリンダ１１の外部に排除することができる。したがって、吸入空気の充てん効率を著しく高めることが可能となり、エンジン６の出力を大幅に向上させることが可能となる。また、継手パイプ２３とマフラ４８とを接続する排気パイプ４２を単一化することができるので、構成の簡素化、コストの低減、及び軽量化を図ることができる。
【００２６】
また、従来とは異なり、継手パイプ２３を板金加工して構成するので、薄肉化が可能となり、ジャケット２７を形成しているにもかかわらず、非常に軽量な排気装置を得ることができる。さらに、複数の排気マニホールドパイプ２１の形状を自由に設定することができるので、構成の簡素化、コストの低減、軽量化、設計の自由度の増大、及び４気筒エンジン６の性能の著しい向上が期待できる。以上により、４サイクルエンジン６を使用しても、軽量・コンパクトな排気装置をきわめて容易に得ることができる。さらに、インペラ軸１７の中心線に対してシリンダ１１をほぼ垂直にセットしているので、吸気系機器１５と排気系機器２４とを一直線状に配置することができ、これを通じて吸気抵抗と排気抵抗とを減少させることができるとともに、吸入空気の充てん効率と排気効率とを著しく高めることが可能となる。
【００２７】
また、排気パイプを二重管構造としてその内管と外管との間に冷却流体用の流通路を区画形成するので、排気パイプの流通路に冷却流体が流れ込み、排気パイプの内管と外管とをそれぞれ冷却し、高温化に伴う問題を有効に解消する。
また、継手部材を板金加工して構成するので、厚肉化を招くアルミ鋳造などの鋳造手段で継手部材を構成するのではなく、板材を絞り、切断、又は曲げなどの塑性加工で構成するので、困難な薄肉化が可能となる。また、複数の排気マニホールドパイプの形状を自由に設定することができる。
さらに、前記継手部材を二重構造としてその内壁と外壁との間に冷却流体用の流通路を区画形成するので、継手部材の流通路に冷却流体が流れ込み、継手部材の内壁と外壁とをそれぞれ冷却し、高温化に伴う問題を有効に解消する。
【００２８】
なお、前記実施形態では４気筒エンジン６を示したが、なんらこれに限定されるものではなく、例えば２気筒、３気筒、又は５気筒以上のエンジンを使用しても良い。また、船体１の前後方向にクランク軸１２を向けても良い。また、排気マニホールドパイプ２１の本数、あるいは支持ブラケット４３や触媒の数などは適宜増減することができる。また、複数の排気マニホールドパイプ２１の長さを適宜変更することも可能である。また、他の冷却流体を適宜利用することもできる。また、排気マニホールドパイプ２１及び又は継手パイプ２３をクランクケース９に支持させても良い。また、継手パイプ２３を二重管構造としても良い。
【００２９】
また、各パイプの接続方式としては、ねじ込み式、突き合わせ溶接式、差し込み溶接式、食い込み式、又はフレア式などを適宜用いることが可能である。さらに、ジャケット２７、３６を区画形成する内管２５やインナーシェル３４に冷却流体噴出孔を単数複数開けても良いのはいうまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、多気筒４サイクルエンジンを使用しても、軽量・コンパクトな排気装置を得ることができるという効果がある。
また、継手パイプとマフラとを接続する排気パイプを単一化することができるので、構成の簡易化、コストの低減、及び軽量化などを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水上滑走艇の実施形態を示す断面側面図である。
【図２】本発明に係る水上滑走艇の実施形態を示す断面平面図である。
【図３】本発明に係る水上滑走艇の実施形態を示す要部拡大説明図である。
【図４】本発明に係る水上滑走艇の実施形態における排気マニホールドパイプと継手部材とを示す正面図である。
【図５】図３の断面説明図である。
【符号の説明】
１ 船体
４ マウントゴム
５ マウントフレーム
６ ４気筒エンジン（多気筒エンジン）
７ 燃料タンク
８ ジェットポンプ
９ クランクケース
１０ シリンダヘッド
１１ シリンダ
１２ クランク軸
２１ 排気マニホールドパイプ
２２ 流出部
２３ 継手パイプ（継手部材）
２４ 排気系機器
２５ 内管
２６ 外管
２７ ジャケット（流通路）
３１ 拡径筒部
３２ テーパ筒部
３３ 縮径筒部
３４ インナーシェル
３５ アウターシェル
３６ ジャケット（流通路）
４２ 排気パイプ
４３ 支持ブラケット
４８ マフラ
５１ 排気ホース

Claims (1)

1. 船体に多気筒４サイクルエンジン、燃料タンクおよびジェットポンプを搭載し、一端が該多気筒４サイクルエンジンの排気ポートに接続され他端が集合している排気マニホールドと、継手パイプと、排気パイプと、マフラと、排気ホースとから構成されて前記多気筒４サイクルエンジンの排気ガスを船外に排出する排気装置を備え、前記多気筒４サイクルエンジンの駆動力によって前記ジェットポンプを動作させて推進する水上滑走艇において、
   平面視で、船体の中心線上に燃料タンクを配設し、前記排気装置の継手パイプを該船体中心線上に配置し、かつ排気ホースを船体中心線を跨いで配設すると共に、
   側面視で操向ハンドルを挟んで前後に多気筒４サイクルエンジンおよび燃料タンクを配設し、
   前記継手パイプを多気筒４サイクルエンジンおよび燃料タンクの間であって前記操向ハンドルの下方に配設していることを特徴とする水上滑走艇。

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