JP4357769B2 - 小型滑走艇 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水流を後方に噴出してその反動で水上を航行する小型滑走艇（ Personal Watercraft（パーソナルウォータークラフト）; ＰＷＣとも呼ばれる) に関し、特にそこに搭載されている４サイクルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
所謂小型滑走艇は、レジャー用，スポーツ用としてあるいはレスキュー用として、近年多用されている。この小型滑走艇では、一般的に艇の底面に設けられた吸水口から吸い込んだ水を、ウォータージェットポンプで加圧・加速して後方へ噴射することによって船体を推進させる。
【０００３】
そして、この小型滑走艇の場合、前記ウォータージェットポンプの噴射口の後方に配置したステアリングノズルを左右に揺動させることによって、後方への水の噴射方向を左右に変更することによって、艇を右側あるいは左側に操舵する。
【０００４】
ところで、小型滑走艇の場合、艇の長手方向の中央から後端側にかけて騎乗型シートを配置し、この騎乗型シートの前方に前記ステアリングノズルを遠隔操作するステアリングハンドルを配置するとともに、該騎乗型シートの下方に、エンジンルームを形成し、このエンジンルーム内にエンジンを配設している。つまり、全体の配置が、合理的且つ有機的におこなわれ、全体的にコンパクトにまとめられている。
【０００５】
この小型滑走艇に４サイクルエンジンを搭載する場合には、該４サイクルエンジンの特性として、所望の性能を得ようとすると、排気通路の長さを所定以上に長くする必要がある。つまり、騎乗型シート下方の狭い空間内を利用して所望の長さを有する排気通路を形成する必要がある。
【０００６】
また、小型滑走艇の場合、一般に、エンジンは水冷式が採用され、冷却水は、ウォータージェットポンプからエグゾーストマニホルドにまず導入され、次に、エンジンのシリンダブロックに導かれ、続いてエンジンのシリンダヘッドを経て、排出される。
【０００７】
そして、従来の小型滑走艇の場合、前記エグゾーストマニホルドからシリンダブロックへは、エンジン外部に露出したゴムホース等を介して接続することによって、冷却水を供給している。
この場合、エンジン近傍がホースによって煩雑になる。しかも、シリンダヘッドから重量的にやや大きい前記エグゾーストマニホルドを吊持させようとすると、シリンダヘッドの振動や耐久性を配慮した設計が必要となる。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みておこなわれたもので、エンジンおよびその排気システムのエンジンルーム内への配置を合理的におこなうことができ、且つ、エンジンのシリンダヘッドの耐久性の設計が容易となり、また、エンジンルーム内の排気システム（排気管等）の取り回しの煩雑さを解消し、加えてエンジンの出力向上が図れるような４サイクルエンジンを具備した小型滑走艇を提供することを目的とする。
【０００９】
なお、シリンダを水平方向に配置した船外機のエンジンでは、エンジン性能を犠牲にしても、全体の形態を略直方体状にコンパクトに形成するために、シリンダブロックそのものにエグゾーストマニホルドとなる部分を一体に形成したものがある（特公平２−３２４５１号公報）。しかし、かかるエンジンの場合、エンジン性能自体を犠牲にした、排気通路が無理やり屈曲されて圧力損失が高く、また、排気通路自体の長さも非常に短い構成のものにすぎない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を、以下のような構成からなる小型滑走艇によって解決することができる。即ち、
本第１の発明にかかる小型滑走艇は、エンジンルーム内に、クランク室を下方にシリンダヘッドを上方にして立設した４サイクルエンジンと、このエンジンのシリンダヘッドに設けられた排気ポートからエグゾーストマニホルドを経て排気ガスを排出するための排気システムを具備し、前記エンジンによって駆動されるウォータージェットポンプで加圧・加速された水を後端の噴射口から噴射しその反動によって推進するよう構成された小型滑走艇において、
前記立設されたエンジンのシリンダブロックの側方部位へ下方を向いて開口するよう、シリンダヘッド内に排気通路を形成し、該排気通路の前記開口に基端が接続され、先端が、エンジン側方に位置する前記エグゾーストマニホルドの基端開口に接続されるような、排気通路を内部に具備する接続ブロックをシリンダブロック側方部位に、該シリンダブロックに一体に取着し、該接続ブロック内に前記エグゾーストマニホルド内の冷却通路とシリンダブロック内の冷却通路を接続する接続冷却通路を形成したことを特徴とする。
【００１１】
しかして、上述のように構成された小型滑走艇では、シリンダヘッドの排気通路を、シリンダブロック側方に配置した接続ブロック内の接続通路に接続し、この接続ブロックに前記エグゾーストマニホルドを支承させて、接続ブロック内の排気通路をエグゾーストマニホルドに接続して排気ガスを排出するため、シリンダヘッド自体の設計が容易となる。また、シリンダブロックの側方に接続ブロックを配置して、シリンダヘッドの排気通路と該接続ブロックの排気通路を接続したことから、エグゾーストマニホルド自体の長さを短くできることから、エンジン側から支承する部材（エグゾーストマニホルド）の重量が軽減される。また、上述のように、シリンダブロックの側方に接続ブロックを配置して、シリンダヘッドの排気通路と該接続ブロックの排気通路を接続したことから、これら排気通路を大きな曲率半径を有する通路とすることが可能となり、排気ガスの圧力損失が低減でき、この結果、エンジン出力の向上が図れる。また、前記接続ブロックの側方にエグゾーストマニホルドを並設することができ、且つ該エグゾーストマニホルドに連なる排気管を並設することができる。従って、シンプルな構成によって、排気システムの長さを長くすることができ。この結果、長さを長くした排気システムがエンジンルーム内でシンプルに形成でき、且つ、４サイクルエンジンにおける出力の向上が図れる。さらには、エグゾーストマニホルドからエンジン側への冷却水を、前記接続ブロック内に冷却水通路を形成することによって、エグゾーストマニホルドからシリンダブロック側へ、該接続ブロックを介して供給できることから、従来のようにゴムホース等を介して接続する必要がないことから、エンジン周囲が煩雑にならず、整備等し易くなる。また、この構成では、シリンダヘッド側方にエグゾーストマニホルドとの接続部分（接続パイプ等）が存在しないため、接続ブロック上方に、吸気システムのスロットルボディあるいはエアクリーナ等を配置するためのスペースを得ることができ、狭いエンジンルーム内に、エンジンおよびその補機類等を合理的に配置することができる。
【００１２】
また、前記小型滑走艇において、前記シリンダヘッド内の排気通路が、半円弧（挟み角が１８０度の円弧）状の曲がり通路に形成され、前記接続ブロック内の排気通路が前記曲がり通路に連続した１／４円弧（挟み角が９０度の円弧）状の曲がり通路で構成され、且つ、前記エグゾーストマニホルド内の排気通路が、前記１／４円弧状の曲がり通路に滑らかな曲線をもった通路で連続して形成されていると、排気ガスは、圧力損失が少ない状態で且つ慣性効果を利用して、効率的に排出することが可能となる。
【００１３】
また、前記小型滑走艇において、前記接続ブロックがクランクケース上方に位置した構成であると、クランクケース上のシリンダブロックの側方の空間を有効に利用できる、好ましい構成となる。
【００１４】
また、前記小型滑走艇において、前記シリンダヘッド内に形成された排気通路の前記開口と、該開口に接続される前記シリンダブロック側との接続面が、シリンダブロックとシリンダヘッドとの合わせ面に、実質的に一致した構成とすると、シリンダヘッド、シリンダブロック並びに前記接続ブロックの形状をシンプルにする上で、好ましい構成となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態にかかるジェット推進型の小型滑走艇について、図面を参照しながら、具体的に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施形態にかかる小型滑走艇の略中央より後半部を示すものであり、エンジンの排気システムの概略の構成を示すために、一部破断してエンジンルーム内部等を表した部分側断面図、図２は図１に示すエンジン部分の拡大側面図、図３は本発明の実施形態にかかるシリンダヘッドとその下方で且つシリンダブロック側方の接続ブロックを示すシリンダブロックおよびシリンダヘッド部分を一部破断した図１のIII-III 矢視図、図４は図３の接続ブロックとその上方のシリンダヘッドを示す部分拡大図、図５は本発明の実施形態にかかるジェット推進型の小型滑走艇の全体側面図、図６は図５に示す小型滑走艇の全体平面図である。
【００１７】
図５，図６において、Ａは船体で、この船体Ａは、ハルＨとその上方を覆うデッキＤから構成され、これらハルＨとデッキＤを全周で接続する接続ラインはガンネルラインＧと呼ばれ、この実施例では、このガンネルラインＧは、この小型滑走艇の喫水線Ｌより上方に位置している。
【００１８】
そして、前記デッキＤの中央よりやや後部には、図６に図示するように、船体Ａの上面に長手方向に延びる平面視において略長方形の開口部１６が形成され、図５，図６に図示するように、この開口部１６上方に騎乗用のシートＳが配置されている。
【００１９】
また、エンジンＥは、前記シートＳ下方のハルＨとデッキＤに囲まれた横断面形状が「凸」状の空間２０内に配置される。
このエンジンＥは、多気筒（この実施例では４気筒）の４サイクル型のエンジンＥで、図５に図示するように、クランクシャフト２６が船体Ａの長手方向に沿うような向きで搭載されており、このクランクシャフト２６の出力端は、プロペラ軸２７を介して、インペラ２１が取着されているウォータージェットポンプＰのポンプ軸２１Ｓ側に、一体的に回転可能に連結されている。そして、このインペラ２１は、その外周方が、ポンプケーシング２１Ｃで覆われ、小型滑走艇の底面に設けられた給水口１７から取り入れた水を吸水通路を介して取り込んで、ウォータージェットポンプＰで加圧・加速して、通水断面積が後方にゆくに従って小さくなったポンプノズル（噴出部）２１Ｒを通って、後端の噴射口２１Ｋから吐出して、推進力を得るよう構成されている。
【００２０】
また、図５において、２１ＶはウォータージェットポンプＰ内を通過する水を整流するための静翼である。また、図５，図６おいて、２４はステアリング操作手段である操舵用のハンドルで、このハンドル２４を左右に操作することによって、前記ポンプノズル２１Ｒ後方のステアリングノズル１８を左右に揺動させて、ウォータージェットポンプＰの稼働時に、艇を所望の方向に操舵できるよう構成されている。
【００２１】
また、図５に図示するように、前記ステアリングノズル１８の上後方には、水平に配置された揺動軸１９ａを中心に下方に揺動可能に、ボウル形状のリバース用のデフレクター１９が配置され、このデフレクター１９をステアリングノズル１８後方の下方位置へ揺動動作させることによって、ステアリングノズル１８から後方に吐出される水を前方に転向させて、後進できるよう構成されている。
【００２２】
また、図５，図６において、２２は後部デッキで、この後部デッキ２２には、開閉式のハッチカバー２９が設けられ、ハッチカバー２９の下方に小容量の収納ボックスが形成されている。また、図５あるいは図６において、２３は前部ハッチカバーで、このハッチカバー２３の下方には備品等を収納するボックス（図示せず）が設けられている。
【００２３】
ところで、本発明の実施形態にかかる小型滑走艇では、図１〜図４に図示するような排気システムを具備している。即ち、図１〜図４に図示するように、エンジンルーム２０内に立設されたエンジンＥ本体の右舷側に、各シリンダ用のエグゾーストマニホルド１がエンジンＥの長手方向に沿って、且つ、該エグゾーストマニホルド１の集合部がエンジンＥのクランクケースＥｃの側方に位置するよう配設されている。そして、図２，図３に図示するように、前記エグゾーストマニホルド１の分岐した各基端（エンジン側の端）１ｂは、接続ブロック２の排気通路２Ａの先端に接続されている。そして、この接続ブロック２は、エンジンＥのシリンダブッロクＥｂ側方であってシリンダヘッドＥｈの下方位置に配置されている。
一方、前記エグゾーストマニホルド１の先端（消音器側の端）１ａは、図１に図示するように、排気管３を介して、消音器４側に排気ガスを排出できるよう接続されている。
また、前記接続ブロック２内に形成されている排気通路２Ａの基端は、シリンダヘッドＥｈ内に形成されている排気通路Ｅａに接続されている。このシリンダヘッドＥｈ内の排気通路Ｅａの先端は、前記エンジンＥのシリンダブロックＥｂの側方部位へ下方を向いて開口しており、該開口した部位に、前記排気通路２Ａの基端の開口が接続されている。また、この実施形態では、前記排気通路Ｅａと排気通路２Ａとの接続面Ｆａは、前記シリンダヘッドＥｈとシリンダブロックＥｂとの合わせ面Ｆｂと実質上一致するよう構成されている。
そして、前記接続ブロック２は、前記シリンダブロックＥｂに、図示しないボルトによって、一体に固着されている。
【００２４】
さらに、この実施形態では、前記シリンダヘッドＥｈ内の排気通路Ｅａは、燃焼室からの排気ガスが圧力損失なく円滑に排出されるよう、図３に図示するように、排気ポートＥｐから半円弧状の曲がり通路で構成されている。
また、前記排気通路Ｅａにつながる、前記接続ブロック２の排気通路２Ａは、前記半円弧状の曲がり通路に連続して、逆方向に１／４円弧状の曲がり通路で構成されている。
【００２５】
また、前記エグゾーストマニホルド１の後流側（排気ガスの後流側）には、該エグゾーストマニホルド１に沿って、つまりエンジンＥの長手方向に沿って、前記排気管３の基部が並設され、該排気管３の先端部は、前記プロペラ軸２７を跨いで、艇の左舷側に延設され、該排気管３の先端は、左舷側に配置されている前記消音器４に接続されている。さらに、この消音器４で消音された排気ガスは、上下に立設されたレゾレータ５を経て、該レゾレータ５の下端に接続された図示しない排気管によって、船外に排出するよう構成されている。
【００２６】
そして、図３，図４に図示するように、前記接続ブロック２には接続冷却通路２Ｂが形成され、前記エグゾーストマニホルド１内の冷却通路１Ｂから供給された冷却水を、該接続冷却通路２Ｂを介して、シリンダブロックＥｂ内に形成されたウォータージャケットＥｊを経て、シリンダヘッドＥｈ内のウォータージャケットＥｋに供給されるよう構成されている。つまり、この実施形態では、外部に露出するゴムチューブ等の接続管を設けることなく、前記エグゾーストマニホルド１内を冷却した冷却水が、前記接続ブロック２を冷却し、次にシリンダブロックＥｂを経てシリンダヘッドＥｈを冷却するよう構成されている。
【００２７】
なお、図４において、ＥＣＵはエンジンの点火時期および噴射時期等をコントロールするためのエンジンコントロールユニット、３０は上記エンジンコントロールユニットＥＣＵによって制御される燃料噴射装置、３１は燃料タンク、３２は燃料タンク３１と燃料噴射装置３０との間を循環式に連結する燃料流路である。
【００２８】
しかして、上述のように構成された本小型滑走艇では、以下のように作用する。即ち、シリンダヘッドＥｈの下方で且つシリンダブッロクＥｂの側方には、接続ブロック２がエンジンＥの長手方向に沿って延設されており、この接続ブロック２にエグゾーストマニホルド１が取着（支承）されていることから、前記シリンダヘッドＥｈには、エグゾーストマニホルド１の重量は作用しない。従って、シリンダヘッドＥｈの設計に際して、エグゾーストマニホルド１から直接振動が伝達されないことから、該エグゾーストマニホルド１から伝達される振動について配慮する必要がないため、設計が容易になる。このようにシリンダヘッドＥｈには、エグゾーストマニホルド１の重量が作用しないことから、シリンダヘッドＥｈでエグゾーストマニホルド１を支承する形態に比べて、剛性が低くおさえられ、この結果、軽量化が図れる。
また、エグゾーストマニホルド１は、前記接続ブロック２を介して、シリンダヘッドＥｈに連通するため、エグゾーストマニホルド１自体のエンジンＥ取着側の寸法が短くでき、従って、軽量化が図れる。
また、このエグゾーストマニホルド１は、小型滑走艇において比較的スペース的に余裕のあるエンジンＥの一方の側方に配置されるため、該エグゾーストマニホルド１の形態を自由に設計でき、また必要に応じて十分な剛性を付与することができる。
また、このエグゾーストマニホルド１に並設して、排気管３を配置しているため、排気システムの長さをエンジンＥ側方部位において長く設定できることから、出力に影響を与える排気システムの長さを十分にとることができ、しかも、排気システムを構成するエグゾーストマニホルド１，排気管３，消音器４，レゾネータ５等を、エンジンルーム２０内にシンプルな状態で配置することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明にかかる小型滑走艇によれば、エンジンおよびその排気システムのエンジンルーム内への配置を合理的におこなうことができ、また、エンジンのシリンダヘッドの耐久性の設計が容易となり、さらに、エンジンルーム内の排気システム（排気管等）の取り回しの煩雑さを解消することができる。
また、本発明にかかる小型滑走艇では、排気システムの長さを長くすることができるため、エンジンの出力向上が図れる。
さらに、シリンダヘッドの軽量化とエグゾーストマニホルドの軽量化が図れることから、排気システムおよびエンジン部分の軽量化を促進することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態にかかる小型滑走艇の略中央より後半部を示すものであり、エンジンの排気システムの概略の構成を示すために、一部破断してエンジンルーム内部等を表した部分側断面図である。
【図２】 図１に示すエンジン部分の拡大側面図である。
【図３】 本発明の実施形態にかかるシリンダヘッドとその下方で且つシリンダブロック側方の接続ブロックを示すシリンダブロックおよびシリンダヘッド部分を一部破断した図１のIII-III 矢視図である。
【図４】 図３の接続ブロックとその上方のシリンダヘッドを示す部分拡大図である。
【図５】 本発明の実施形態にかかるジェット推進型の小型滑走艇の全体側面図である。
【図６】 図５に示す小型滑走艇の全体平面図である。
【符号の説明】
Ｐ……ウォータージェットポンプ
Ｅ……エンジン
Ｅａ……シリンダヘッド内の排気通路
Ｅｂ……シリンダブロック
Ｅｊ……冷却通路
Ｅｈ……シリンダヘッド
Ｅｋ……冷却通路
１……エグゾーストマニホルド
１Ａ……排気通路
１Ｂ……冷却通路
２……接続ブロック
２Ａ……排気通路
２Ｂ……接続冷却通路

Claims (4)

1. エンジンルーム内に、クランク室を下方にシリンダヘッドを上方にして立設した４サイクルエンジンと、このエンジンのシリンダヘッドに設けられた各排気ポートからエグゾーストマニホルドを経て排気ガスを排出するための排気システムを具備し、前記エンジンによって駆動されるウォータージェットポンプで加圧・加速された水を後端の噴射口から噴射しその反動によって推進するよう構成された小型滑走艇において、
   前記立設されたエンジンのシリンダブロックの側方部位へ下方を向いて開口するよう、シリンダヘッド内に各気筒毎に排気通路をそれぞれ形成し、
   それぞれの前記排気通路の先端の各開口に各基端がそれぞれ接続され、各先端が、エンジン側方に位置する前記エグゾーストマニホルドの排気通路の各基端開口にそれぞれ接続されるような、各気筒に対応した排気通路をそれぞれ内部に具備する接続ブロックを、シリンダブロック側方部位に、該シリンダブロックに一体に取着し、
   前記接続ブロック内に前記エグゾーストマニホルド内の冷却通路とシリンダブロック内の冷却通路を接続する接続冷却通路を形成した、ことを特徴とする小型滑走艇。
2. 前記シリンダヘッド内の排気通路が、半円弧状の曲がり通路に形成され、前記接続ブロック内の排気通路が前記曲がり通路に連続した１／４円弧状の曲がり通路で構成され、且つ、前記エグゾーストマニホルド内の排気通路が、前記１／４円弧状の曲がり通路に滑らかな曲線をもった通路で連続して形成されていることを特徴とする請求項１記載の小型滑走艇。
3. 前記接続ブロックがクランクケース上方に位置していることを特徴とする請求項１又は２記載の小型滑走艇。
4. 前記シリンダヘッド内に形成された排気通路の前記開口と、該開口に接続される前記接続ブロック側との接続面が、シリンダブロックとシリンダヘッドとの合わせ面に、実質的に一致することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の項に記載の小型滑走艇。

Images