JP4489286B2

JP4489286B2 - 小型滑走艇

Info

Publication number: JP4489286B2
Application number: JP2000392130A
Authority: JP
Inventors: 義信田中; 浩範泊
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2020-12-25
Also published as: JP2002195032A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水流を後方に噴射してその反動で水上を航行するジェット推進型の小型滑走艇（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、水冷式のマフラーを備えた小型滑走艇に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
所謂ジェット推進型の滑走艇は、レジャー用，スポーツ用としてあるいはレスキュー用等として、近年多用されている。このジェット推進型の滑走艇では、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・加速して噴射口から後方へ噴射することによって船体を推進させる。
【０００３】
上記小型滑走艇では、エンジンの排気ガス温度を低下させ、さらには排気音を低下させるために、排気マフラー（この明細書において、単に「マフラー」ともいう）内へ冷却水を吐出する吐出口を該マフラーに設けて、該吐出口から冷却水をマフラー内へ吐出（導入）するよう構成した「水冷式マフラー」が装置されているものがある。
【０００４】
この水冷式マフラーを具備したエンジンの場合、高速域で上記吐出口から吐出される冷却水の量が多いと、エンジンの排圧（背圧）が増加して、エンジンの高速域での性能を低下させる。また、一方、吐出口からの冷却水の量が少なすぎると、マフラーから排出される排気ガス温度が上昇して、マフラーとその後流側のウォターボックスとを接続するゴム製の接続部品の交換時期を早めることになる。
【０００５】
つまり、上記吐出口から導入される冷却水の水の量は少なければ少ない方が、エンジンの排圧が高くならず、エンジンの性能、特に高速域での性能にとって好ましいが、適正水量より少なくなると、上記接続部品の交換時期を早めてしまうため、上記マフラー内への冷却水の吐出量を少なくできないのが現状である。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みておこなわれもので、水冷式のマフラーを有するエンジンを具備したジェット推進型の小型滑走艇において、マフラー内への冷却水の吐出量を可及的に少なくし且つ排気ガス温度を有効に低下させることが可能な水冷式マフラーを備えた小型滑走艇を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるジェット推進型の小型滑走艇は、マフラーを冷却する冷却水を排気通路に導入して排気ガス温度を低下させる水冷式マフラーを有するエンジンを具備し、この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・加速された水を後方の噴射口から噴射し、その反動によって推進するジェット推進型の小型滑走艇において、
上記水冷式マフラーの冷却ジャケットをマフラー後端部まで設け、該後端部に排気通路内へ冷却水を吐出する吐出口を設けて、冷却水を該排気通路内へ導入するよう構成したことを特徴とする。
【０００８】
しかして、このように構成されたジェット推進型の小型滑走艇によれば、冷却水がマフラーの後端部で導入されることから、エンジンの排気ポートから遠くなり、従って、マフラー内へ導入される冷却水に起因するエンジンの排圧に関する影響を少なくすることができ、また、冷却ジャケットがマフラーの後端部まで長手方向に長く形成されていることから、マフラー内での排気ガスの冷却が促進される。
従って、この結果、高速域でのエンジンの性能を低下させることなく、排気ガス温度を有効に低下させることができる。特に、２サイクルエンジンの場合には、マフラーの混合気吹き抜け防止用の所謂「コーン」部分の後流側の排気通路で冷却水を導入することになり、排圧の増加を最小限にすることができる。
【０００９】
また、上記ジェット推進型の小型滑走艇において、上記マフラーが、間に前記冷却ジャケットが形成された二重管状部分を有し、前記吐出口が上記二重管状の外管と内管を接続する接続壁部に形成され、上記内管が該吐出口より後流側へ延設され、該吐出口の後流側に、吐出口から吐出される冷却水を両側に分散させるべく、上記内管から外管側へ延びる突起が形成されていると、排気通路内へ導入される冷却水が、排気ガス通過部に均等に分散されて供給されることから、効率的に排気ガス温度を低減できる構成となり、従って冷却水の量を少なくできることから排圧を低下させることができる構成となる。
【００１０】
また、上記ジェット推進型の小型滑走艇において、上記突起が前記外管の外周面より高さ的に低く形成され、上記突起とマフラー後流側の接続管の内周面との間に隙間を有するよう構成されていると、該接続管の内面とマフラーの内管との間に隙間が形成され、突起の真後ろ部分にも冷却水を供給することができる点で好ましい実施形態となる。そして、この隙間の寸法を適宜設定することによって、突起後方へも適量の冷却水を供給することができる。
【００１１】
また、上記ジェット推進型の小型滑走艇において、上記吐出口が、前記隙間に向けて開口していると、突起を設けたにも拘らず、突起上を冷却水が真後ろ部分へ円滑に通過し易い構成となり、全体的に、該突起の後方部分を含めて均等に冷却水を分散して流出させることができる点で、好ましい実施形態となる。また、吐出口を穿設する場合にも、突起に邪魔されずに加工できる構成となる。
【００１２】
また、上記ジェット推進型の小型滑走艇において、上記突起の吐出口側に該突起側で徐々に外管内壁側へ盛り上がったスロープが形成されていると、該突起上を冷却水が真後ろ部分により円滑に通過できる点で、さらに好ましい実施形態となる。
【００１３】
また、上記ジェット推進型の小型滑走艇において、上記接続壁部が、マフラーの長手方向に略直交するよう構成されていると、冷却水をマフラー後方の排気通路内に容易に導入できる構成となる。
【００１４】
また、上記ジェット推進型の小型滑走艇において、上記吐出口が、マフラーの絞り部の後端若しくはそれより後端側に設けられていると、エンジンの排圧をより有効に低下させることができる構成となる。
【００１５】
また、上記ジェット推進型の小型滑走艇において、上記吐出口が、複数、各吐出口の向きが異なるように、設けられていることも、冷却水を排気通路に分散させる点で好ましい実施形態となる。
【００１６】
また、上記ジェット推進型の小型滑走艇において、上記マフラーの後端部に、吐出口から吐出する冷却水を調整するための、冷却水排水口が設けられていると、マフラー内へ導入する冷却水の量を、状況に合わせて調節できる点で好ましい実施形態となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態にかかる小型滑走艇について、小型滑走艇を例に挙げて、図面を参照しながら、具体的に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施形態にかかる水冷式マフラーを備えたジェット推進型小型滑走艇の排気システムを示す一部切り欠いた全体側面図、図２は図１に図示するジェット推進型小型滑走艇のエンジンの排気システムを示す一部切り欠いた全体平面図、図３は図１，図２に示す排気システムの外観形状を示す側面図、図４は図１〜図３に示す水冷式マフラーの後端部の構成を示す拡大図で、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は（ａ）のIVb −IVb 矢視図、図５は水冷式マフラーの後端部とその後流側のウォターボックスの接続部分を示す一部断面した部分平断面図、図８および図９は上記排気システムが搭載される小型滑走艇の一部切り欠いた全体側面図と全体平面図である。
【００１９】
図８あるいは図９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、この実施形態では、当該ガンネルラインＧは、本小型滑走艇の喫水線Ｌより上方に位置している。
【００２０】
そして、上記デッキＤの中央よりやや後部には、図９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８，図９に図示するように、この開口部１６上方に搭乗者用のシートＳが配置されている。
【００２１】
また、エンジンＥは、上記シート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（この実施形態では３気筒）の２サイクル型のエンジンＥで、図８に図示するように、クランクシャフト１０ｂ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１０ｂの出力端は、インペラ軸（プロペラ軸）１５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経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。
【００２２】
また、図８において、２１Ｖは整流するための静翼である。また、図８，図９おいて、１０はステアリング手段である操舵用のバー型のハンドルで、このハンドル１０を左右に操作することによって、操舵用ケーブル２４を介して、上記ポンプノズル２１Ｒ（噴射口２１Ｋ）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。また、図９において、Ｌｔは、ハンドル１０に取着されている、エンジンＥのスロットルの操作レバーを示す。
【００２３】
なお、図８，図９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８あるいは図９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。
【００２４】
ところで、本発明の実施形態にかかる小型滑走艇は、図１，図２に図示するように、エンジンＥからの排気ガスを排出する排気システムＥｘを有する。この排気システムＥｘは、エンジンＥの各排気ポートからは集合管の形態の排気マニホールド１を介して、水冷式のマフラー２に接続されている。また、上記マフラー２は、ゴム製の接続管１１を介して、後流側に配置されるウォターボックス１２に接続されている。さらに、このウォターボックス１２からは、排気チューブ１４を介して、船体Ａの船尾から外部へ排気ガスを排出するよう構成されている。
【００２５】
そして、上記マフラー２は、図４、図５にその後端部が図示されるように、本実施形態では、混合気の吹き抜け防止を意図して後端部で絞られた（径が小さくなった）形状をしており、且つ、マフラー２の略全体が二重管で構成されている。つまり、内部を排気ガスが通過する内管２Ａと、該内管２Ａを外覆し該内管２Ａとの間に冷却水を流す外管２Ｂとから構成されている。上記外管２Ｂの後端には、上記内管２Ａと該外管２Ｂとを接続し、該内管２Ａと外管２Ｂの間に形成される空間（冷却ジャケット６）の後端を外部から隔離する接続壁３が形成されている。この接続壁３は、マフラー２の長手方向に略直交するよう配置されている。
また、上記内管２Ａは、最も絞りこまれている外管２Ｂの後端より、さらに後方まで同径の状態で延設され、上記接続壁３より後方まで延設されている。
そして、上記マフラー２の絞られた後端に位置する上記接続壁３の、且つ最上位位置には、上記内管２Ａと外管２Ｂの間に流れる冷却水を排気通路８に導入する貫通穴状の吐出口３Ａが形成されている。
上記吐出口３Ａの後流側の内管２Ａの外周面には、該吐出口３Ａから吐出する冷却水の後方への流れを邪魔するための突起４が外径方へ向けて形成されている。図４（及び図６）に図示するように、上記突起４の高さｈは、上記外管２Ｂの外周面より、やや低く形成されている。
また、上記吐出口３Ａは、図４（ａ）に二点鎖線で図示する仮想延長線Ｚが示すように、該吐出口３Ａの仮想延長線Ｚが上記突起４を避けるように斜め上方に向けて形成されている。この仮想延長線Ｚは、この吐出口３Ａを穿設する際のドリル（ドリルの方向）を示しているとも言える。
また、上記突起４は、この実施形態の場合、上方（平面）から見ると、図５に図示するように、上記吐出口３Ａを中心に略円弧を描いたその一部となる如き、吐出口３Ａを中心に湾曲したような曲壁で構成されている。
また、図４，図６では、上記突起４前方の内管２Ａの表面は、この実施形態では、ストレートになっているが、これに代えて、図１０に要部を図示するように、突起４に向けて徐々に盛り上がったスロープ５に形成してもよい。かかる場合には、吐出される冷却水がスロープに沿って突起４側に流れることから、上記吐出口３Ａ自体は水平に設けてもよい。
【００２６】
しかして、このように水冷式マフラーを備えた本ジェット推進型小型滑走艇によると、以下のように作用する。
つまり、エンジンＥの排気ポートから排出される排気ガスは、上記排気マニホールド１を通過して、その後流側に配置されている上記水冷式のマフラー２内に入ると、このマフラー２の外周部位に形成されている冷却ジャケット６によってある程度冷却されるとともに、排気音が低減されることになる。
次に、マフラー２の後端から排気通路８（この実施例では、接続管１１の内方の通路）へ排出される排気ガス（図５，図６の灰色矢印Ｆｇ参照）は、上記吐出口３Ａから内管２Ａの外周面を伝って流出する冷却水と、直接混ざり合って（図５，図６のハッチング矢印Ｆｍ参照）、効果的に排気ガスが冷却水によって、冷却される。さらに詳しくは、平面図である図５および側面図である図６に白抜きの矢印Ｆｗで図示する如く、上記吐出口３Ａの配置位置と、その後流側への上記構成の突起４の配置によって、冷却水は、内管２Ａの外周面に満遍なく分散して内管２Ａ全周から内管２Ａ後端へ流れ、内管２Ａから排出される排気ガスと、排気通路８の全周囲において可及的に満遍なく混ざり合って（図５，図６のハッチング矢印Ｆｍ参照）、効果的に排気ガスを冷却する。
このように、内管２Ａ全周で均等に排気ガスと冷却水とが混ざり合うことによって、極めて効率良く排気ガスが冷却されるため、冷却水の量は、従来のものと比べて、大幅に低減できることになる。
しかも、排気ガスはマフラー２の出口から出た接続通路で、つまりマフラー２の絞られた位置から後方の排気通路８内（接続管１１内）において、冷却されることから、上記冷却水の量が低減でき、しかもマフラー２後方で冷却水が排気通路８へ導入されることから、エンジンＥの排圧の増加は、従来のものに比べて、大幅に抑えられる。
また、マフラー２の出口で排気ガスが効率よく冷却されて、該排気ガスの温度が低下するため、また、接続管１１の部位で冷却水が高速で流れる排気ガスと混合されることによって霧状になることから、気化熱による温度低下も加わって、上記接続管１１がゴム製であっても、熱による劣化が大幅に抑えられ、交換時期を長く設定することができる。従って、可撓性があり接続部材として好適なゴム製の接続管を採用しても、長期間の交換が不要となる。
勿論、上記排気ガスと冷却水が直接混合することによって、消音効果も促進される。
【００２７】
ところで、上記実施例では、吐出口３Ａの後流側で内管２Ａの外周面に均等に分散させるための突起４を設けた実施形態について説明したが、突起を設けることなく、マフラーの後端部まで二重管に形成してその間に冷却ジャケットを形成しても、従来の水冷式マフラーに比べて、大きさ冷却効果と高速域における排圧の低減効果が得られる。あるいは、上記後端部まで延設した二重管の構成に加えて、内管を外管よりも後流側に延設し且つ内管と外管とを接続する接続壁に上記吐出口のみ設けることによっても、従来の水冷式マフラーに比べて、大きさ冷却効果と高速域における排圧の低減効果が得られる。
かかる場合、上記吐出口は、上記接続壁に複数設けることも有効な構成となる。その場合、図１１（ａ）に図示するように、接続面に吐出口３Ａを方向を異にして複数設けることも、冷却水の分散を促進させる上で好ましい構成となる。あるいは、接続壁の一部を後方に突出させて、例えば、図１１（ｂ）に図示するように、接続壁３の一部を平面視において矩形状に後方に突出させて、その突出した壁面、即ち、この場合、後方と左右の３方の各壁面に、上記吐出口３Ａを形成することも、冷却水の分散を促進させる上で好ましい構成となる。
勿論、図１〜図６に図示する構成において、吐出口を複数設けてもよい。
【００２８】
さらには、図７に図示するように、マフラー２に上記吐出口３Ａの他に、冷却水を冷却ジャケット６から排出させるための冷却水排水口３Ｂを別途設けて、必要以上の冷却水は上記冷却水排水口３Ｂからマフラー２の外部に排出するよう構成してもよい。かかる場合には、冷却水排水口３Ｂに電磁弁（図示せず）を配設して、この電磁弁をエンジンの回転数によって制御し、エンジンの回転数に応じて、吐出口３Ａから流出させる冷却水の量を調整して、冷却水の量が少なくともよいエンジンの低速域では、上記冷却水排水口３Ｂから多くの冷却水を排出し、高速域ではより少ない冷却水を排出するよう構成してもよい。また、上記冷却水排水口３Ｂは、一般に、上記吐出口３Ａより穴径が大きく構成されることから、冷却ジャケット内に入り込んだ、砂，小石等を排出させる構成としても有効に機能する。
【００２９】
【発明の効果】
本発明にかかる水冷式のマフラーを具備したジェット推進型小型滑走艇によれば、高速域においてもエンジンの排圧が従来のものに比べて低下させることができ、しかも、マフラーから排出される排気ガス温度は、内管全周から分散されて流出する冷却液によって、効果的に冷却されるため、接続管がゴム製であっても、該接続管を熱によって劣化させることはない。
この結果、接続管の寿命を損なうことなく、排圧を低下させて高速域において優れた性能を発揮するジェット推進型小型滑走艇を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる水冷式マフラーを備えたジェット推進型小型滑走艇の排気システムを示す一部切り欠いた全体側面図である。
【図２】図１に図示するジェット推進型小型滑走艇のエンジンの排気システムを示す一部切り欠いた全体平面図である。
【図３】図１，図２に示す排気システムの外観形状を示す側面図である。
【図４】図１〜３に示す水冷式マフラーの後端部の構成を示す拡大図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のIVb −IVb 矢視図である。
【図５】水冷式マフラーの後端部とその後流側のウォターボックスの接続部分を示す部分平断面図である。
【図６】水冷式マフラーの後端部とその後流側のウォターボックスの接続部分を示す部分側断面図である。
【図７】図４〜図６とは別の実施形態にかかる水冷式マフラーの後端部の構成を示す部分側断面図である。
【図８】本発明にかかる水冷式のマフラーを有するジェット推進型小型滑走艇の全体の構成を示す一部切り欠いた全体側面図である。
【図９】図７に示す小型滑走艇の一部切り欠いた全体平面図である。
【図１０】吐出口部分の別の実施例を示す要部拡大断面図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、それぞれ、吐出口部分の別の実施例を示す要部拡大平断面図である。
【符号の説明】
Ｅ……エンジン
Ｐ……ウォータージェットポンプ
２……マフラー
３Ａ……吐出口
６……冷却ジャケット
２１Ｋ………噴射口

Claims

マフラーを冷却する冷却水を排気通路に導入して排気ガス温度を低下させる水冷式マフラーを有するエンジンを具備し、この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・加速された水を後方の噴射口から噴射し、その反動によって推進するジェット推進型の小型滑走艇であって、
上記水冷式マフラーの冷却ジャケットをマフラー後端部まで設け、該後端部に排気通路内へ冷却水を吐出する吐出口を設けて、冷却水を該排気通路内へ導入するよう構成し、
該マフラーが、間に上記冷却ジャケットが形成された二重管状部分を有し、上記吐出口が上記二重管状の外管と内管を接続する接続壁部に形成され、上記内管が該吐出口より後流側へ延設され、該吐出口の後流側に、吐出口から吐出される冷却水を両側に分散させるべく、上記内管から外管側へ延びる突起が形成されており、
該突起が上記外管の外周面より高さ的に低く形成され、上記突起とマフラー後流側の接続管の内周面との間に隙間を有するよう構成されていることを特徴とする小型滑走艇。
前記吐出口が、前記隙間に向けて開口していることを特徴とする請求項１記載の小型滑走艇。
前記突起の吐出口側に該突起側で徐々に外管内壁側へ盛り上がったスロープが形成され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。
前記接続壁部が、マフラーの長手方向に略直交するよう構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。
前記吐出口が、マフラーの絞り部の後端若しくはそれより後端側に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の項に記載の小型滑走艇。
前記吐出口が、複数、各吐出口の向きが異なるように、設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１の項に記載の小型滑走艇。
前記マフラーの後端部に、吐出口から吐出する冷却水を調整するための、冷却水排水口が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１の項に記載の小型滑走艇。