JP4229028B2 - 船外機の排気通路構造 - Google Patents

Description

本発明は、船外機の排気通路構造に関する。

船外機のエンジンには例えば複数のシリンダを上下方向に並設したシリンダブロックを有するものがある。また、シリンダブロックに接合されたシリンダヘッドには各シリンダ毎に吸気ポートおよび排気ポートが形成されている。そして、各排気ポートから排出される排気ガスは共通の排気通路に集合されて船外機外に排出するようになっている。

各排気ポートから排出される排気ガスを集合させる手段としては、例えば特開平６−１６１８７号公報（特許文献１）に示すように、シリンダヘッドの排気ポートに繋がる排気通路をシリンダブロック内に一体に形成したものや、実開平４−１３４６２６号公報（特許文献２）に示すように、別体の排気マニフォールドをシリンダヘッドと排気通路が形成されたオイルパンとの間に配置したものがある。

また、船外機の排気干渉を防止するために、特開平９−４９４２５号公報（特許文献３）に示すように、排気通路をエンジン本体の下方にまで延出して集合させたものも存在する。
特開平６−１６１８７号公報 実開平４−１３４６２６号公報 特開平９−４９４２５号公報

特許文献１に記載のように、シリンダブロック内に排気通路を一体に形成するとシリンダブロックが大型化して重量の増加を招くと共に、形状が複雑化して製造コストが上昇してしまう。また、排気通路がシリンダに接近して形成されることから排気熱がシリンダの変形を起こす虞があり、好ましくない。さらに、シリンダと排気通路は冷却水ジャケットを共用しているので、排気通路単体での温度調節が不可能であり、排気通路の冷却効率が劣る。

これらの問題点は、特許文献２に記載のように、排気マニフォールドを用いることにより解消可能であるが、排気マニフォールドの上端および下端が同一平面上に無いと組付け上の精度の管理が困難である。その結果、機械加工時の歩留まりが悪化するなど、好ましくない。

また、特許文献３に記載したように、排気通路をエンジン本体の下方にまで延出して集合させる方法では、排気通路が長くなり過ぎてエンジンが大型化してしまう。また、部品点数が増えて構造が複雑化すると共に、冷却水ジャケットおよび冷却水通路の形成が困難である。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、排気通路の冷却性能を向上させ、シリンダの熱変形を未然にかつ有効的に防止した船外機の排気通路構造を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、エンジンの構成部材や排気マニフォールドの形状の簡素化およびこれらの生産性の向上を図った船外機の排気通路構造を提供するにある。

本発明に係る船外機の排気通路構造は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、複数のシリンダを並設したシリンダブロックと排気ポートが形成されたシリンダヘッドとこのシリンダヘッド内の配置される動弁装置を覆うヘッドカバーとを船外機の前後方向に配列した水冷式４サイクルエンジンを備え、このエンジンをエンジンホルダの上部に縦置きに配設し、エンジンホルダの下部にオイルパンを配設した船外機の排気通路構造において、前記シリンダヘッドに形成される排気ポートと前記エンジンホルダおよびオイルパンに形成される排気排出路とを繋ぐ前記シリンダブロックおよびシリンダヘッドとは別体の排気マニフォールドを設け、この排気マニフォールド内に排気通路を形成し、この排気通路の周囲にウォータジャケットを形成し、前記排気マニフォールド内の排気通路を各シリンダの奇数番と偶数番の爆発順序により前記シリンダヘッドに形成される各排気ポートの中心線を結ぶ線に対してヘッドカバー側とクランクケース側とに分けて配置し、前記排気マニフォールド内の最も上方に配置された排気通路をヘッドカバー側に配置するとともに、前記排気マニフォールドのウォータジャケットの冷却水出口を排気マニフォールドの上方かつシリンダブロック側に配置したものである。

また、上述した課題を解決するために、請求項２に記載したように、船外機の取水口からエンジンまでの冷却水通路の途中であるエンジンホルダ内の冷却水通路から前記排気マニフォールドのウォータジャケットへ冷却水を取り込むように構成したものである。

そして、上述した課題を解決するために、請求項３に記載したように、前記エンジンの吸気装置を、前記排気マニフォールドと反対側のエンジン側部から前部にかけて集約して配置したものである。

本発明に係る船外機の排気通路構造によれば、排気通路の冷却性能を向上させ、排気熱によるシリンダの変形を未然にかつ有効的に防止することができる。

本発明に係る船外機の排気通路構造の実施形態について添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明を適用した船外機の右側面図である。この船外機１はエンジンホルダ２を備え、このエンジンホルダ２に取り付けられたブラケット３を介して船体４のトランサム４ａに装着される。そして、このエンジンホルダ２の上部にエンジン５が設置される。

エンジン５内にはクランクシャフト６がほぼ鉛直方向を向くよう縦置きに設けられる。また、エンジンホルダ２の下部にはオイルパン７を隔ててシャフトハウジング８が設置される。

オイルパン７内およびシャフトハウジング８内にはクランクシャフト６下端に連結されたドライブシャフト９が下方に向かって延設され、シャフトハウジング８の下部に設けられたギヤケース１０内のベベルギヤ１１およびプロペラシャフト１２を介してプロペラ１３を駆動するように構成される。

エンジン５はその周囲がエンジンカバー１４により覆われる。エンジンカバー１４はアッパーカバー１４ａとロアーカバー１４ｂとに分割可能なものであり、ロアーカバー１４ｂはさらに左右に分割可能に構成される。エンジンホルダ２、オイルパン７およびエンジン５下部の周囲はロアーカバー１４ｂに、また、エンジン５の上部はアッパーカバー１４ａにより覆われる。

図２は、図１のエンジン５部分を拡大した概略右側面図であり、エンジンカバー１４のみを想像線で示す。また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、そして、図５は図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

図２に示すように、このエンジン５は、例えば４サイクル四気筒エンジンであり、シリンダヘッド１５、シリンダブロック１６およびクランクケース１７等を船外機１の前後方向に配列して構成される。また、この船外機１のエンジン５は水冷式であって、ギヤケース１０に設けられた取水口１８から取り入れられた例えば海水を冷却水としてエンジン５の冷却に用いる。冷却水は、ドライブシャフトによって駆動されるウォータポンプ１９で取水口１８から取り入れられ、送水管２０を経由してオイルパン７内およびエンジンホルダ２内の冷却水通路２１に導かれ、詳細には図示しないが、この冷却水通路２１を経てエンジン５内に冷却水が導かれる（図１および図３参照）。

エンジン５の周囲には電装品類２２や排気装置２３、吸気装置２４等が配置される。吸気装置２４はエンジン５の左側（図示せず）から前部（図２における右側）にかけて集約して配置される一方、排気装置２３はエンジン５の右側に配置され、また電装品類２２も排気装置２３と同じエンジン５の右側に配置される。

排気装置２３はエンジン（シリンダヘッド１５、シリンダブロック１６およびクランクケース１７）５とは別体の排気マニフォールド２５を有し、この排気マニフォールド２５はシリンダヘッド１５の側面とエンジンホルダ２の側面とに跨る様に配置され、例えばボルト２６で固定される。また、排気マニフォールド２５のシリンダヘッド１５およびエンジンホルダ２との合せ面２７は単一平面に形成される。

エンジン５のシリンダブロック１６内には図示しないシリンダが形成される。また、シリンダヘッド１５にはこのシリンダに整合する燃焼室２８が、図３および図４に示すように形成され、その外方から点火プラグ２９が結合される。また、シリンダブロック１６内のシリンダの周囲には図示しないウォータジャケットが形成される。さらに、シリンダヘッド１５の燃焼室２８の周囲にもウォータジャケット３０が形成される。そして、これらのウォータジャケット３０に前記冷却水通路２１が接続される。

シリンダヘッド１５内には燃焼室２８に繋がる吸気ポート３１と排気ポート３２とが形成される。また、シリンダヘッド１５には吸気ポート３１内に燃料を噴射するフューエルインジェクタ３３が外方から取り付けられる。そして、シリンダヘッド１５内には両ポート３１，３２を開閉する吸気バルブ３４や排気バルブ３５等の動弁装置３６も配置される。なお、シリンダヘッド１５内の動弁装置３６はヘッドカバー３７によって覆われる。

排気マニフォールド２５内にはシリンダブロック１６の各排気ポート３２とエンジンホルダ２およびオイルパン７に形成された排気排出路（排気通路）３８とを繋ぐ排気通路３９（３９−１，…，３９−４）が形成される。排気通路３９は各排気ポート３２から延び、排気マニフォールド２５内で集合されてエンジンホルダ２およびオイルパン７に形成された排気排出路３８に繋がる。

ところで、この船外機１に搭載される４サイクル四気筒エンジン５の各シリンダの爆発順序は、最も上方に配置されたシリンダを一番とした場合、例えば一番、三番、四番、二番の順に設定される。そして、奇数番に爆発するシリンダの排気通路３９、本実施形態においては一番と四番シリンダの排気通路３９−１，３９−４と、偶数番に爆発するシリンダの排気通路３９、本実施形態においては二番と三番シリンダの排気通路３９−２，３９−３とが一旦別個に集合された後、エンジンホルダ２の排気排出路３８手前の排気マニフォールド２５内で最終的に集合される。

また、一番と四番シリンダの排気通路３９−１，３９−４と、二番と三番シリンダの排気通路３９−２，３９−３とは船外機１の前後方向に並設され、本実施形態においては一番と四番シリンダの排気通路３９−１，３９−４が各排気ポート３２の中心を結ぶ線４０のヘッドカバー３７側に、また、二番と三番シリンダの排気通路３９−２，３９−３が同線４０のクランクケース１７側に分けて配置される。

ところで、排気マニフォールド２５内に形成される排気通路３９の周囲にも排気通路３９冷却用のウォータジャケット４１が形成される。排気マニフォールド２５下部のシリンダヘッド１５およびエンジンホルダ２との合せ面２７には冷却水入口４２が設けられ、エンジンホルダ２に形成された冷却水通路２１に接続される。

シリンダブロック１６およびシリンダヘッド１５のウォータジャケット３０の冷却水出口４３は例えばシリンダブロック１６の上方に配置され、この冷却水出口４３に接続された排水ホース４４が下方に向かって延び、エンジンホルダ２に形成された排水通路４５に接続される。また、排気マニフォールド２５のウォータジャケット４１の冷却水出口４６も排気マニフォールド２５の上方に配置され、この冷却水出口４６は排水ホース４４の途中に接続される。

排気マニフォールド２５に形成されたウォータジャケット４１の冷却水出口４６にはプレッシャバルブ４７が設けられ、ウォータジャケット４１内の冷却水圧が設定圧力以上になるとプレッシャバルブ４７が開いて冷却水が排水ホース４４に排出され、ウォータジャケット４１内の冷却水圧を一定に保つ。

次に、本実施形態の作用について説明する。

奇数番に爆発するシリンダの排気通路３９−１，３９−４と、偶数番に爆発するシリンダの排気通路３９−２，３９−３とを一旦別個に集合した後にすべての排気通路３９を集合するように構成したことにより、爆発順序が連続するシリンダ同士の排気干渉を防止することができ、エンジン５の性能を向上させることができる。

さらに、別個に集合した排気通路３９を船外機１の前後方向に並設したことによりエンジン５のコンパクト化を図ることができる。

また、すべての排気通路３９をエンジンホルダ２の排気排出路（排気通路）３８手前の排気マニフォールド２５内で最終的に集合するようにしたことにより、エンジンホルダ２やオイルパン７に多くの排気通路３９を形成する必要がなく、形状が単純になって生産性が向上すると共に、エンジン５全体の小型化を図ることができる。さらに、排気マニフォールド２５の形状が単純になったにもかかわらず、従来と同様の機能を発揮できる。

さらにまた、排気マニフォールド２５をエンジン５のシリンダブロック１６やシリンダヘッド１５とは別体に設けたことにより、シリンダブロック１６やシリンダヘッド１５、排気マニフォールド２５の形状を簡素化できると共に、単純な形状の排気マニフォールド２５はその内部に大容量のウォータジャケット４１を形成可能になる。

そして、排気マニフォールド２５のエンジン５への、すなわちシリンダヘッド１５およびエンジンホルダ２との合せ面２７を単一平面に形成したことにより、合せ面２７の加工が容易になって生産性が向上すると共に、排気マニフォールド２５とシリンダヘッド１５およびエンジンホルダ２とのシール性も向上する。

最後に、取水口１８からエンジン５までの冷却水通路２１の途中であるエンジンホルダ２内の冷却水通路２１から排気マニフォールド２５内の排気通路３９冷却用の冷却水を取り込むようにしたことにより、温度の低い冷却水を利用でき、排気通路３９の冷却性能が向上する。

この船外機１の排気通路構造によれば、複数のシリンダを並設したシリンダブロック１６を有し、このシリンダブロック１６に接合されたシリンダヘッド１５に各シリンダ毎の排気ポート３２が形成されたエンジン５を備える。この船外機１は、各排気ポート３２とエンジンホルダ２およびオイルパン７に形成された排気排出路３８とを繋ぐ排気通路を排気マニフォールド２５内に形成すると共に、奇数番に爆発するシリンダの排気通路３９−１，３９−４と、偶数番に爆発するシリンダの排気通路３９−２，３９−３とを一旦別個に集合した後にすべての排気通路３９を集合させる一方、別個に集合させた排気通路３９をヘッドカバー３７側とクランクケース１７側とに分けて船外機１の前後方向に並設したため、爆発順序が連続するシリンダ同士の排気干渉が防止されると共に、エンジン５のコンパクト化を図ることができる。

また、船外機１は、すべての排気通路３９（３９−１，…３９−４，）を排気排出路３８手前（上流側）の排気マニフォールド２５内で最終的に集合させたため、エンジン構成部材の生産性が向上すると共に、エンジン５がコンパクトになる。

さらに、排気マニフォールド２５をエンジン５のシリンダブロック１６およびシリンダヘッド１５とは別体に設けたため、エンジン構成部材の形状を簡素化でき、さらに排気マニフォールド２５は内部に大容量のウォータジャケット４１を形成可能となる。

さらにまた、排気マニフォールド２５のエンジン５との合せ面を単一平面に形成したため、エンジン構成部材同士の合せ面加工が容易になって生産性が向上すると共に、エンジン構成部材同士のシール性も向上する。

そして、上記船外機１に取水口１８を設けると共に、この取水口１８からエンジン５までの冷却水通路２１の途中から排気マニフォールド２５の排気通路３９冷却用の冷却水を取り込むように構成したため、温度の低い冷却水によって排気通路３９の冷却性能の向上が図れる。

本発明に係る船外機の排気通路構造の一実施形態を示す船外機の右側面図。 図１のエンジン部分を拡大した概略右側面図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。 図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図。

符号の説明

１ 船外機
２ エンジンホルダ
５ エンジン
７ オイルパン
１５ シリンダヘッド
１６ シリンダブロック
１７ クランクケース
１８ 取水口
２１ 冷却水通路
２５ 排気マニフォールド
２７ 排気マニフォールドのシリンダヘッドおよびエンジンホルダとの合せ面
３２ 排気ポート
３７ ヘッドカバー
３８ 排気排出路（排気通路）
３９ 排気通路
４１ 排気通路冷却用のウォータジャケット

Claims (3)

1. 複数のシリンダを並設したシリンダブロックと排気ポートが形成されたシリンダヘッドとこのシリンダヘッド内の配置される動弁装置を覆うヘッドカバーとを船外機の前後方向に配列した水冷式４サイクルエンジンを備え、このエンジンをエンジンホルダの上部に縦置きに配設し、エンジンホルダの下部にオイルパンを配設した船外機の排気通路構造において、
   前記シリンダヘッドに形成される排気ポートと前記エンジンホルダおよびオイルパンに形成される排気排出路とを繋ぐ前記シリンダブロックおよびシリンダヘッドとは別体の排気マニフォールドを設け、
   この排気マニフォールド内に排気通路を形成し、この排気通路の周囲にウォータジャケットを形成し、
   前記排気マニフォールド内の排気通路を各シリンダの奇数番と偶数番の爆発順序により前記シリンダヘッドに形成される各排気ポートの中心線を結ぶ線に対してヘッドカバー側とクランクケース側とに分けて配置し、
   前記排気マニフォールド内の最も上方に配置された排気通路をヘッドカバー側に配置するとともに、前記排気マニフォールドのウォータジャケットの冷却水出口を排気マニフォールドの上方かつシリンダブロック側に配置したことを特徴とする船外機の排気通路構造。
2. 前記船外機の取水口からエンジンまでの冷却水通路の途中であるエンジンホルダ内の冷却水通路から前記排気マニフォールドのウォータジャケットへ冷却水を取り込むように構成した請求項１に記載の船外機の排気通路構造。
3. 前記エンジンの吸気装置を、前記排気マニフォールドと反対側のエンジン側部から前部にかけて集約して配置した請求項１または２に記載の船外機の排気通路構造。

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