(57)【要約】【課題】簡単な構成によって触媒を昇温させつつ、触媒の高温化を抑制する排気浄化構造及び船外機を提供する。【解決手段】船外機１０の排気浄化構造８６Ａは、エンジン２２と、エンジン２２の排気ガスが流動可能な排気路９２を有する排気管８８と、排気路９２に設けられ排気ガスを内側に通すことで当該排気ガスを浄化する触媒９０とを備える。排気管８８は、排気ガスを冷却する冷媒を流動させる冷媒流路９４を有する。排気路９２を構成する排気管８８の内面と触媒９０との間には、触媒９０を通らずに排気ガスを流動させる排気迂回路９７が形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関の排気ガスが流動可能な排気路を有する排気管と、
前記排気路に設けられ前記排気ガスを内側に通すことで当該排気ガスを浄化する触媒とを備える船外機の排気浄化構造であって、
前記排気ガスを冷却する冷媒を流動させる冷媒流路が前記排気管に設けられると共に、
前記排気路を構成する前記排気管の内面と前記触媒との間には、前記触媒を通らずに前記排気ガスを流動させる排気迂回路が形成されている
排気浄化構造。
【請求項２】
請求項１記載の排気浄化構造において、
前記排気管は、前記排気路を内側に有する内管と、前記内管を収容し前記内管との間に前記冷媒流路を形成する外管とを有し、
前記冷媒流路は、前記内管の外面全周に形成される
排気浄化構造。
【請求項３】
請求項１又は２の排気浄化構造において、
前記排気路を構成する前記排気管の内面は、前記触媒を保持する凹部を備え、
前記排気迂回路は、前記凹部の内面に設けられた溝部を含む
排気浄化構造。
【請求項４】
請求項１又は２記載の排気浄化構造において、
前記触媒を支持すると共に、前記排気管に固定される支持部材を有し、
前記支持部材は、前記排気路を構成する前記排気管の内面と前記触媒の外面との間に、前記排気迂回路を構成する隙間を形成する
排気浄化構造。
【請求項５】
請求項４記載の排気浄化構造において、
前記支持部材は、前記排気迂回路を構成し、前記排気路及び前記隙間に連通して前記排気ガスを通過させる排気通過部を有する
排気浄化構造。
【請求項６】
請求項５記載の排気浄化構造において、
前記支持部材は、少なくとも前記触媒の軸方向一端側に設けられると共に、前記触媒の外側方向に突出して前記排気管に固定される
排気浄化構造。
【請求項７】
請求項５又は６記載の排気浄化構造において、
前記触媒と前記支持部材は、嵌め込み、ねじ込み、溶接、ロウ付けのいずれかにより相互に固定されることで、触媒カートリッジを構成している
排気浄化構造。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の排気浄化構造において、
前記排気管は、軸方向に分割可能であり、分割部分から前記触媒を挿入して固定する構造、又は前記排気管の一部が開閉可能であり前記排気管の開状態で前記触媒を挿入して固定する構造である
排気浄化構造。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の排気浄化構造を有する船外機において、
前記船外機は、前記冷媒である冷却水を取水口から取り込んで、前記冷却水を前記排気管に導くことで前記排気ガスを冷却する冷却構造を有する
船外機。
【請求項１０】
請求項９記載の船外機において、
前記冷却構造は、前記内燃機関を冷却する経路と、前記排気管を冷却する経路とを独立して備える
船外機。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の排気浄化構造を有する船外機において、
前記船外機は、ハウジング内で前記冷媒を循環させることにより前記排気管を冷却する冷却回路を有する
船外機。
【請求項１２】
請求項１１記載の船外機において、
前記冷却回路は、前記冷媒が循環する経路上に前記冷媒を冷却する熱交換器を有し、
前記船外機は、取水口から冷却水を取り込んで、前記熱交換器に前記冷却水を導くことで前記冷媒を冷却する
船外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガスを浄化する排気浄化構造、及び排気浄化構造を搭載した船外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
船外機は、エンジン（内燃機関）により燃料を燃焼して回転駆動力を得ることで、プロペラを回転させて船体を推進させる。この種の船外機は、海や河川を航行することから、道路を走行する自動車等に比べて排気ガスの排出規制が緩いものの、近年では、環境への配慮からエンジンの排気ガスを浄化する排気浄化構造が搭載された船外機が開発されている。この排気浄化構造は、エンジンの大型化に伴う船外機自体の大型化を抑制するために、排気ガスを浄化する触媒をよりコンパクトに配置しつつ、排気浄化機能を向上させることが求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、船外機の排気ガス通路に触媒を設置した触媒保持部冷却構造（排気浄化構造）が開示されている。この排気浄化構造は、エンジンホルダの下端に接続される排気管に触媒保持部を設けて、この触媒保持部により触媒を保持し、また触媒の周囲に断熱層を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６１−１８００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、排気浄化構造の触媒は、ある程度の温度に昇温することで活性され、排気ガスを良好に浄化することができる。しかしながら触媒は、１０００℃以上の高温になると、焼結現象が容易に発生して活性（浄化機能）が大幅に低下する。このため、排気浄化構造では、触媒の温度を適切に管理し得る構造が求められている。特に、排気浄化構造は、触媒の高温化を回避しつつ、エンジンの始動時に触媒自体の温度を可及的に上昇させて浄化機能を向上させることが求められている。
【０００６】
つまり、触媒を配置できる場所が限定されることになるが、例えば、熱影響フリーの場所に触媒を配置することが、船外機として妥当な場所とは限らない。船外機では、組立、取り外し、メンテナンス性を向上させるために触媒のレイアウトの自由度を高める工夫が必要となる。
【０００７】
本発明は、上記の排気浄化の技術に関連してなされたものであり、簡単な構成によって触媒を冷却し、また触媒の配置位置から触媒を簡単に取り出し可能とすることで、組立やメンテナンスを容易化することができる排気浄化構造及び船外機を提供することを目的とする。さらに本発明は、全開運転時でもまた排気ガスを全て通過させないことで触媒の劣化を緩和することができる排気浄化構造及び船外機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明の第１の態様は、内燃機関と、前記内燃機関の排気ガスが流動可能な排気路を有する排気管と、前記排気路に設けられ前記排気ガスを内側に通すことで当該排気ガスを浄化する触媒とを備える船外機の排気浄化構造であって、前記排気ガスを冷却する冷媒を流動させる冷媒流路が前記排気管に設けられると共に、前記排気路を構成する前記排気管の内面と前記触媒との間には、前記触媒を通らずに前記排気ガスを流動させる排気迂回路が形成されている。
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明の第２の態様は、上記の排気浄化構造を有する船外機において、前記船外機は、前記冷媒である冷却水を取水口から取り込んで、前記冷却水を前記排気管に導くことで前記排気ガスを冷却する冷却構造を有する。
【発明の効果】
【００１０】
上記の排気浄化構造及び船外機は、冷媒流路が排気管に設けられることで、排気路を流動する排気ガス及び排気路内の触媒を良好に冷却することができる。従って、メンテナンス時等に、作業者は触媒近傍の内燃機関や排気管を容易に触ることができ、冷却された触媒を簡単に取り出し、また組立をスムーズに行うことができる。また排気浄化構造は、排気迂回路を有することで、内燃機関の始動時に排気管の冷媒流路に冷媒が流動していても、周囲の排気ガスにより触媒が効率的に加温される。よって、触媒は、排気ガスの浄化に適切な温度に迅速に昇温する。さらに、排気迂回路は、全開運転時でも排気ガスを全て通過させないことで触媒の劣化を緩和することができ、浄化機能を長期に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る船外機の全体構成を示す側面図である。
【図２】図２Ａは、船外機の冷却構造を示す説明図である。図２Ｂは、船外機の冷却構造の別例を示す説明図である。
【図３】図３Ａは、排気浄化構造の要部を示す側面断面図である。図３Ｂは、図３ＡのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面図である。
【図４】船外機の動作時における排気浄化構造の要部の作用を示す側面断面図である。
【図５】図５Ａは、本発明の第２実施形態に係る排気浄化構造の要部を示す側面断面図である。図５Ｂは、図５ＡのＶＢ−ＶＢ線断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る排気浄化構造の触媒カートリッジを示す斜視図である。
【図７】図７Ａは、図６の排気浄化構造の要部を示す側面断面図である。図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線断面図である。
【図８】図８Ａは、本発明の第４実施形態に係る排気浄化構造の触媒カートリッジを示す斜視図である。図８Ｂは、図８Ａの排気浄化構造の要部を示す側面断面図である。
【図９】第５実施形態に係る船外機の冷却構造を示す説明図である。
【図１０】図１０Ａは、第６実施形態に係る船外機の冷却構造を示す説明図である。図１０Ｂは、第７実施形態に係る船外機の冷却構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る船外機１０は、図１に示すように、小型船舶等の動力源として船体Ｓｈに取り付けられ、ユーザの操作下に駆動して船体Ｓｈを推進させる。船外機１０は、外観を構成するハウジング１２と、ハウジング１２の前方（矢印Ｆｒ方向）において船外機１０を船体Ｓｈに固定する取付機構１６とを備える。取付機構１６は、平面視でスイベル軸１８を中心にハウジング１２を左右に揺動可能とし、チルト軸２０を中心にスイベル軸１８を含むハウジング１２を図１中の時計回り又は反時計回りに回動可能とする。
【００１４】
ハウジング１２の内部には、エンジン２２（内燃機関）、駆動軸２４、ギヤ機構２６、プロペラ機構２８及び制御部３０が収容されている。また、エンジン２２の下部には、エンジン２２の排気ガスを流動させる排気系２３が設けられている。
【００１５】
エンジン２２は、バーチカル型多気筒エンジン（例えば、３気筒エンジン）を適用している。このエンジン２２は、軸線が横向き（略水平）のシリンダ４０を上下方向に３つ並列に備えると共に、各シリンダ４０のピストンロッド４２に連結されるクランクシャフト４４を上下方向に延在させている。また、エンジン２２のシリンダブロック４６及びシリンダヘッド４８には、エンジン２２を冷却する冷却水ジャケット２２ａ（図２Ａ参照）が設けられている。
【００１６】
エンジン２２のクランクシャフト４４の下端部には、駆動軸２４の上端が連結されている。駆動軸２４は、ハウジング１２内を上下方向（縦方向）に延在し、軸回りに回転自在である。駆動軸２４の下端はギヤ機構２６に収容されている。
【００１７】
ギヤ機構２６は、エクステンションケース（不図示）に連結されるギヤケース５０を有する。ギヤケース５０内には、駆動軸２４の下端に固定された駆動ベベルギヤ５２、及び駆動ベベルギヤ５２に噛み合って駆動軸２４と直交する方向に回転する従動ベベルギヤ５４（前進従動ベベルギヤ５４ａ、後退従動ベベルギヤ５４ｂ）が設けられている。またギヤ機構２６は、従動ベベルギヤ５４の内側歯面（不図示）に噛み合い可能なドグクラッチ５６と、ドグクラッチ５６に図示しない連結バーを介して連結されるシフトスライダ５８とを有する。シフトスライダ５８は、後述するプロペラ機構２８のプロペラ軸６２内を進退可能に延在し、その前方側の端部がプロペラ軸６２から露出している。シフトスライダ５８は、露出部分に溝を備え、この溝には、ギヤケース５０の上方を延在する操作軸６０のカム部（不図示）が挿入されている。
【００１８】
操作軸６０の上端は、シフトアクチュエータ６１に回動可能に接続されており、シフトアクチュエータ６１はユーザのシフト操作に応じて駆動する。すなわち、ギヤ機構２６は、操作軸６０の回転によりシフトスライダ５８がプロペラ軸６２の軸方向に進退することで、一対の従動ベベルギヤ５４間内でドグクラッチ５６を移動させる。これによりドグクラッチ５６の歯面が、前進従動ベベルギヤ５４ａの内側歯面又は後退従動ベベルギヤ５４ｂの内側歯面の一方に噛み合う。
【００１９】
プロペラ本体６４は、プロペラ軸６２の径方向外側においてプロペラ軸６２を囲う筒体６４ａと、筒体６４ａの外周面に連結された複数のフィン６４ｂとを有する。この筒体６４ａの内側には、ギヤケース５０内の空間に連通する貫通孔６５が設けられている。
【００２０】
以上のように構成された船外機１０は、エンジン２２のクランクシャフト４４の回転駆動力を、駆動軸２４及び駆動ベベルギヤ５２を経由して、前進従動ベベルギヤ５４ａ・後退従動ベベルギヤ５４ｂに伝達する。また前進従動ベベルギヤ５４ａの内側歯面又は後退従動ベベルギヤ５４ｂの内側歯面のうち一方にドグクラッチ５６が噛み合うことで、従動ベベルギヤ５４の一方の回転駆動力がドグクラッチ５６及びプロペラ軸６２を介してプロペラ本体６４に伝達する。これによりプロペラ本体６４は、プロペラ軸６２を回転中心として時計回り又は反時計回りに回転して、船体Ｓｈを前進又は後退させる。
【００２１】
また、ハウジング１２の内部には、エンジン２２の排気ガスを冷却する冷却構造６６が設けられている。本実施形態において冷却構造６６は、ハウジング１２の外部から取り込んだ海水や淡水等の水（以下、冷却水という）をエンジン２２に供給してエンジン２２を冷却する水冷式に構成されている。そのためハウジング１２の下部側（ギヤ機構２６の上方）には、ハウジング１２内に冷却水を取り込むための取水口６８形成されている。
【００２２】
ハウジング１２内の冷却構造６６は、図示しない複数のケース（マウントブラケット、オイルケース、アッパーセパレータ及びエクステンションケース、トランサム調整ケース等）を上下方向に積層して連結することで構成される。エンジン２２の排気ガスを流動させる排気系２３は、この冷却構造６６の内部に設置されている。
【００２３】
図２Ａに示すように、冷却構造６６は、取水口６８からエンジン２２に冷却水（以下、冷却供給水ともいう）を導く冷却水往路７０と、エンジン２２を冷却した冷却水（以下、冷却排出水ともいう）を導く冷却水復路７２とを備える。冷却水往路７０は、取水口６８と、ハウジング１２内の取水口６８の近傍に配置された冷却水スクリーン（不図示）と、冷却水スクリーンの上方に設けられたウォータポンプ８２と、ウォータポンプ８２に接続される冷却水供給管８４とを含む。ウォータポンプ８２は、取水口６８を介して冷却供給水を吸引し、冷却水供給管８４を通して冷却供給水を上方に流動させる。
【００２４】
冷却水供給管８４は、ウォータポンプ８２から上方向に延在し、その上端が排気系２３に連通している。このため、冷却水供給管８４内を上方に流動した冷却供給水は、排気系２３を通ってエンジン２２の冷却水ジャケット２２ａに導かれ、エンジン２２を冷却する。この排気系２３の構成については後に詳述する。
【００２５】
一方、冷却水復路７２は、図示しない配管内の排水路又は各ケース内に一体成形された排水路により構成される。エンジン２２を冷却した冷却水は、冷却排出水となって冷却構造６６内の排水路を下方に流動する。そして、所定のケース内で排気ガスと混合して混合流体となる。
【００２６】
混合流体（冷却水、排気ガス）は、冷却構造６６内の混合流体経路７８（所定のケース、ギヤケース５０の各空間等）を通って、プロペラ本体６４の貫通孔６５に導かれる。そして混合流体は、基本的に貫通孔６５から船外機１０の外部に排出される。なお図示は省略するが、冷却構造６６は、エンジン２２の低速回転時（アイドル時）に貫通孔６５からの排気ガスの排出量が低下することに基づき、この排気ガスを船外機１０の外部に導く副排気ガス経路（不図示）を備えていてもよい。
【００２７】
そして、エンジン２２の排気系２３は、エンジン２２の排気ガスが冷却水に混合するまでの範囲を構成している。また、船外機１０の排気浄化構造８６Ａは、この排気系２３に設けられて、流動中の排気ガスを浄化する。この排気浄化構造８６Ａは、冷却構造６６内を延在する排気管８８と、排気管８８の内部に設けられる触媒９０（キャタラー）とを含んで構成される。
【００２８】
排気管８８は、冷却構造６６のケースとは別部材で構成され、所定のケース又はエンジン２２等にネジ止め等により固定される。或いは、排気系２３では、複数のケース（又は一のケース）において一体成形された壁部により排気管を構成してもよい。
【００２９】
排気管８８は、排気ガスを下方に流動させる排気路９２を備えると共に、冷却水供給管８４から供給された冷却水往路７０の冷却供給水を上方に流動させる冷媒流路９４とを有する。なお、冷却構造６６は、冷却供給水を利用して排気ガスを冷却する構成に限定されるものではない。例えば、図２Ｂに示すように、冷却構造６６Ａは、エンジン２２を冷却した冷却排出水を利用して排気ガスを冷却する構成であってもよい。この場合、冷却水往路７０は、冷却水供給管８４又は所定のケース内を通してエンジン２２に冷却供給水を直接導く一方で、冷却水復路７２は、エンジン２２の冷却水ジャケット２２ａから外管９８の冷媒流路９４に直ちに連通する構造を採ればよい。
【００３０】
図２Ａ、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、排気管８８は、排気路９２を構成する内管９６と、内管９６を収容してこの内管９６との隙間により冷媒流路９４を構成する外管９８とを有する２重管構造を呈している。つまり、本実施形態に係る冷却構造６６は、排気路９２の全周を冷媒流路９４により囲っている。
【００３１】
内管９６は、金属材料又は樹脂材料により硬質に構成され、冷却構造６６内に固定されている。内管９６の内面は、排気路９２を構成しており、排気ガスを適度な排圧で流動させる流路断面積を有する。内管９６の軸方向に直交する断面形状は、特に限定されるものではなく、円形状又は多角形状等に形成されていればよい。
【００３２】
内管９６の上端は、エンジン２２内の排気ガス排出口に図示しない連結管を介して（又は直接）連結されている。内管９６の下端は、冷却構造６６の所定の高さ位置（例えば、エクステンションケース）に配置されている。内管９６の下端には、排気路９２に連通し、冷却構造６６内の空間に排気ガスを排気する排気口９２ａが設けられている。
【００３３】
外管９８は、内管９６の断面形状と相似する断面形状で、且つ内管９６よりも大きな断面積を有するように形成される。外管９８は、内管９６を内部に収容することによって、内管９６の外面と外管９８の内面との間に冷媒流路９４を形成する。また、内管９６と外管９８との間には、相互間を連結すると共に、隙間（冷媒流路９４）を維持する棒状の保持体９９が設けられている。
【００３４】
外管９８の上端は、エンジン２２の冷却水ジャケット２２ａに連通する図示しない連結管を介して（又はエンジン２２に直接）連結されている。外管９８の下端は、内管９６の外側で閉塞し、また冷却水供給管８４が連結される流入ポート９８ａを所定の位置に備える。冷却水供給管８４の冷却供給水は、この流入ポート９８ａを介して冷媒流路９４に供給される。
【００３５】
そして、排気浄化構造８６Ａの触媒９０は、排気管８８の途中位置に設置されている。触媒９０は、断面視で、排気路９２の断面形状に対応する断面形状（円形状、多角形状）に形成され、排気管８８の軸方向に所定長さ延在している。触媒９０は、内管９６内に移動不能に収容されている。
【００３６】
触媒９０は、特に限定されず、排気ガスを浄化する種々の部材を適用し得る。例えば、触媒９０は、プラチナ、パラジウム、ロジウム等の材料により構成される三元触媒を適用することができる。三元触媒は、排ガス中の主要な有害物質である炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を、酸化・還元反応により窒素、水、二酸化炭素等に変換して排気ガスを無害化する。
【００３７】
触媒９０は、セラミック等で成形された触媒担体を貴金属塩溶液に浸して貴金属粒子を触媒担体の表面に固定（担持）する、又は触媒基板に貴金属粒子を塗布する等により製造され、内管９６に組み込まれる。触媒担体は、排気路９２に連通して排気管８８の軸方向に延在する多数の空洞を内側に有する。多数の空洞は、例えばハニカム構造を呈しており、排気ガスの通過中に排気ガスと金属粒子を反応させる。
【００３８】
そして、排気管８８は、内管９６により上記の触媒９０を保持すると共に、保持した触媒９０に対し排気ガスの一部を迂回させる構造としている。具体的には、内管９６の内面には、凹部９６ａが設けられると共に、この凹部９６ａの周方向に沿って複数（図３Ｂ中では８つ）の溝部９６ｂが設けられている。
【００３９】
また、排気管８８（内管９６、外管９８）は、触媒９０を収容するために凹部９６ａ付近にて軸方向に分離可能に構成されている。そのため、排気管８８（外管９８）の分離端部には、適宜の固定手段（溶接、接着、ネジ止め等）により２つの排気管８８を連結するフランジ８８ａが設けられる。
【００４０】
凹部９６ａは、内管９６の内面から外側に向かって浅く切り欠かれて形成される。凹部９６ａの外側（内管９６の切り欠いた部分の内面）は、触媒９０の外形と同一（同形状且つ同寸法）に形成されている。さらに、凹部９６ａは、触媒９０の軸方向長さと同じ軸方向長さに形成されている。つまり凹部９６ａは、内管９６の内面において排気路９２を含んで触媒９０と同じ形状に形成されていることで、内管９６内で触媒９０を移動不能に保持する。
【００４１】
複数の溝部９６ｂは、内管９６の内面が凹部９６ａよりもさらに外側に切り欠かれ、線状に延びるように形成される。各溝部９６ｂは、凹部９６ａの周方向に沿って等間隔に設けられ、内管９６の軸方向に沿って相互に平行に延在している。
【００４２】
各溝部９６ｂの軸方向長さは、凹部９６ａの軸方向長さよりも長く設定されている。すなわち、各溝部９６ｂの上端部は、凹部９６ａの上端よりも上側に切り欠かれて、排気路９２に連通する上端口９６ｂ１を構成し、各溝部９６ｂの下端部は、凹部９６ａの下端よりも下側に切り欠かれて、排気路９２に連通する下端口９６ｂ２を構成する。また各溝部９６ｂの上端部及び下端部は、上端口９６ｂ１、下端口９６ｂ２と溝底との間が丸角に形成されている。
【００４３】
凹部９６ａに触媒９０を配置した状態では、触媒９０の外面と凹部９６ａの内面とが接触し合う。このため、各溝部９６ｂは、その延在部分が触媒９０に覆われる一方で、上端口９６ｂ１と下端口９６ｂ２とが排気路９２に連通することになる。従って各溝部９６ｂは、触媒９０の配置状態で、排気路９２の排気ガスを流動させる複数の排気迂回路９７を形成する。排気迂回路９７は、触媒９０を通さずに（迂回するように）排気ガスを流動させることで、排気ガスが触媒９０と反応することを抑える。
【００４４】
本実施形態に係る船外機１０の排気浄化構造８６Ａは、基本的には以上のように構成されるものであり、以下その動作について説明する。
【００４５】
図１及び図２Ａに示すように、船外機１０の冷却構造６６は、エンジン２２の動作時に、制御部３０がウォータポンプ８２の動作を制御して、船外機１０（ハウジング１２）の外部の冷却水を取水口６８から取り込み、冷却水往路７０を通して上方に導く。冷却供給水は、冷却水スクリーン、ウォータポンプ８２を通った後に冷却水供給管８４を流動して、排気系２３の排気管８８に導かれる。
【００４６】
図４に示すように、排気浄化構造８６Ａは、上述したように排気管８８を内管９６、外管９８の２重管構造とし、外管９８の冷媒流路９４により内管９６の外側全体を囲繞するように冷却供給水を上方に導く。これにより、冷却供給水は、排気路９２の排気ガス及び触媒９０を冷却することができる。この冷却供給水は、冷媒流路９４からエンジン２２の冷却水ジャケット２２ａに流入して、エンジン２２を冷却する（図２Ａ参照）。またエンジン２２を冷却した冷却水は、冷却排出水としてエンジン２２から冷却水復路７２を通って冷却構造６６の下方に導かれる。
【００４７】
一方、エンジン２２の排気ガスは、エンジン２２から排気管８８（内管９６）の排気路９２に排出される。この排気ガスは、排気路９２を下方向に流動し、その一部が触媒９０に流入する。
【００４８】
ここで、触媒９０（内管９６）は、冷媒流路９４を流動する冷却供給水によって周囲が冷却されることで、触媒９０の高温化（例えば１０００℃以上になること）が抑制される。これにより、触媒９０は、適度な温度（例えば、８００℃〜９００℃）で排気ガスと反応して排気ガスを浄化することができる。また、触媒９０及び触媒９０近傍のエンジン２２や排気管８８が冷却されることで、船外機１０のメンテナンス時等に、作業者は触媒９０を簡単に取り出して適宜の処置を行うことができる。
【００４９】
また、触媒９０を保持する内管９６は、触媒９０との間に排気迂回路９７を形成している。このため、排気浄化構造８６Ａは、触媒９０を迂回して排気迂回路９７を通るように排気ガスの一部を導く。よって、エンジン２２の始動時に、冷却供給水が内管９６の周囲の冷媒流路９４を流動しても、排気ガスにより触媒９０を可及的に昇温させることができ、排気ガスの浄化機能を向上させる。さらに排気迂回路９７は、船外機１０の全開運転時でも排気ガスを全て通過させないことで触媒９０の劣化を緩和することができ、触媒９０の触媒性能の長寿命化を図ることができる。また排気迂回路９７は、迂回した排気ガスを触媒９０の下端で直ちに合流させるため、触媒９０の保持箇所以外の排気路９２の構造をシンプルにすることができる。
【００５０】
内管９６の排気路９２を流動した排気ガスは、内管９６の排気口９２ａから下方に流出して冷却水復路７２の冷却排出水と混合する。これにより混合流体となって、混合流体経路７８を流動して貫通孔６５から船外機１０の外部に排出される。
【００５１】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、発明の要旨に沿って種々の改変が可能である。例えば、排気迂回路９７（溝部９６ｂ）は、触媒９０の温度を適切に調整し得る種々の形状や設置数を採ることができる。以下、本発明に係る排気浄化構造８６Ａ〜８６Ｄ及び船外機１０の他の実施形態について幾つか例示する。なお、以降の説明において、上述の実施形態と同じ構成又は同じ機能を有する要素には、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５２】
〔第２実施形態〕
第２実施形態に係る排気浄化構造８６Ｂは、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、排気管１００（内管１０２、外管１０４）に対して支持枠１０６（支持部材）を介して触媒９０を保持する構成となっている点で、上述の排気浄化構造８６Ａとは異なる。
【００５３】
支持枠１０６は、平面視で、排気ガスを通す連通口１０８を中央部に有する環状に形成されている。この支持枠１０６は、円柱状の触媒９０の軸方向両端（図５Ａ中の上下端）に取り付けられる。すなわち、触媒９０は、一対の支持枠１０６を介して内管１０２の所定位置に保持される。支持枠１０６を構成する材料は、特に限定されるものではないが、例えば、内管１０２より熱伝導が高い材料を適用することが好ましい。これにより、外管１０４の冷媒流路９４を流動する冷却水により触媒９０を良好に冷却し、高温化を回避することができる。
【００５４】
支持枠１０６の内側は、触媒９０の端部を収容することが可能な段差部１１０が設けられている。段差部１１０の面が触媒９０の外面に一致していることで、支持枠１０６は、触媒９０の一端部を強固に固定する。この段差部１１０は、段差を介して内側の連通口１０８に連通している。
【００５５】
また、支持枠１０６は、連通口１０８を構成する内縁から放射状に延在する複数（図５Ｂ中では４つ）の切り欠き１１２を有する。連通口１０８の中心点から各切り欠き１１２の延出端までの長さは、触媒９０の半径よりも長い。このため、支持枠１０６の段差部１１０に触媒９０を嵌め込んだ状態では、各切り欠き１１２を通して内管１０２の排気路９２が連通する。各切り欠き１１２の幅は、排気路９２の排気ガスを充分に流動し得る適宜の寸法に設定されるとよい。
【００５６】
平面視で、各支持枠１０６の外側は、切り欠き１１２を閉塞しつつ周方向に連続している。各支持枠１０６の外側の形状は、内管１０２に形成された凹部１０２ａに一致している。これにより各支持枠１０６は、内管１０２への組み込み状態で、内管１０２の凹部１０２ａに固定される。
【００５７】
排気浄化構造８６Ｂの内管１０２の内面に形成された凹部１０２ａは、一対の支持枠１０６を介して触媒９０を保持する。このため、凹部１０２ａの内面は、内管１０２の内面から外側に切り欠かれ、且つ内管１０２の周方向に沿って環状に周回している。凹部１０２ａの軸方向長さは、触媒９０と、触媒９０に嵌め合わされた一対の支持枠１０６とを加えた軸方向長さに一致する。
【００５８】
触媒９０の外面と凹部１０２ａの内面との間には、排気ガスが流動可能な隙間１１４が生じる。つまり、触媒９０と内管１０２とは、支持枠１０６により触媒９０の側方に排気ガスを迂回させる排気迂回路１１６を形成する。詳細には排気迂回路１１６は、一対の支持枠１０６が備える複数の切り欠き１１２と、隙間１１４とにより構成される。
【００５９】
第２実施形態に係る排気浄化構造８６Ｂは、基本的には以上のように構成される。この排気浄化構造８６Ｂも、排気迂回路１１６を介して排気路９２の排気ガスの一部を迂回させることができ、排気浄化構造８６Ａと同様の効果を得ることが可能である。また排気浄化構造８６Ｂは、内管１０２の内面に溝部を設ける必要がなくなるので、排気管１００の製造が簡単化して、製造コストを抑制することができる。
【００６０】
〔第３実施形態〕
第３実施形態に係る排気浄化構造８６Ｃは、図６、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、触媒９０をカートリッジ式に構成し、排気管１２０に収容する点で、上述の排気浄化構造８６Ａ、８６Ｂとは異なる。具体的には、排気浄化構造８６Ｃは、触媒９０と、触媒９０の軸方向両端部にそれぞれ取り付けられた一対の支持板１２８（支持部材）とで構成された触媒カートリッジ１２６を有する。なお、本実施形態において、排気管１２０は、角筒状に形成され、これに応じて一対の支持板１２８も方形状に形成されている。
【００６１】
一対の支持板１２８は、触媒カートリッジ１２６を排気管１２０に収容及び保持させる。各支持板１２８の中央部には、触媒９０が挿入される連結孔１３０が設けられている。連結孔１３０の直径は、触媒９０の直径と同一に設定されている。連結孔１３０を構成する各支持板１２８の孔縁と、連結孔１３０に挿入された触媒９０の側面とは、例えば溶接等により強固に固定される。このため触媒９０と一対の支持板１２８との間には、溶接部１３２が形成されている。なお触媒９０と一対の支持板１２８とは、溶接の他にも、嵌め込み、ねじ込み、ロウ付けのいずれかにより相互に固定されることで、触媒カートリッジ１２６を構成することができる。
【００６２】
また、各支持板１２８において連結孔１３０の外側には、支持板１２８を板厚方向に貫通する複数（図６中では６つ）の排気通路１３４が設けられている。各排気通路１３４は、連結孔１３０よりも小さな曲率の円弧状に形成され、連結孔１３０から離れた位置を延在している。
【００６３】
各排気通路１３４は、触媒カートリッジ１２６を排気管１２０に収容した状態で、排気路９２に対向（連通）して排気ガスを通過させる。また収容状態では、触媒カートリッジ１２６が一対の支持板１２８の間且つ排気管１２０の内面と触媒９０の外面の間に隙間１３６を形成する。この隙間１３６は各排気通路１３４と連通している。すなわち、触媒カートリッジ１２６は、排気管１２０の収容状態で、一対の支持板１２８の排気通路１３４及び隙間１３６により排気迂回路１３８を形成する。
【００６４】
一方、排気管１２０は、触媒カートリッジ１２６を配置するため、軸方向に沿って３つに分割され、その中間の管に触媒カートリッジ１２６を配置する構造となっている。分割された管は、適宜の固定手段（ネジ止め、接着等）により接続される。また分割された管の接続箇所には、パッキン１２２が配置される。排気管１２０は、その断面形状が方形状に形成されると共に、１つの管壁によって構成されている（つまり内管、外管を備えない構造となっている）。なお、排気管１２０は、断面方形状（すなわち、角筒状に構成されること）に限定されず、円筒状等に形成可能なことは勿論である。
【００６５】
排気管１２０の内面は、排気路９２を構成する。また排気管１２０の内面には、支持板１２８が係合する係合溝１２０ａが設けられる。係合溝１２０ａは、分割した管の境界に設けられることで触媒カートリッジ１２６の配置を容易化する。そして、排気路９２の外側で排気管１２０の管壁内には、排気ガス冷却用の冷却水が流動する複数（図７Ｂ中では８つ）の冷媒流路１２４が設けられている。各冷媒流路１２４は、排気路９２の周囲に沿って延在する長孔を呈しており、また相互に等間隔に離間している。各冷媒流路１２４は、排気管１２０の軸方向に沿って平行に延在している。
【００６６】
なお、上述したように冷却構造６６のケースにより排気管１２０を構成している場合は、排気路９２を開閉可能な扉（不図示）を排気管１２０の一部（ケース）に設けて、扉の開状態で触媒カートリッジ１２６を挿入して固定する構造でもよい。また、この構成は、他の実施形態でも採用し得ることは勿論である。
【００６７】
第３実施形態に係る排気浄化構造８６Ｃは、基本的には以上のように構成される。この排気浄化構造８６Ｃも、排気迂回路１３８を介して排気路９２の排気ガスの一部を迂回させることができ、排気浄化構造８６Ａと同様の効果を得ることが可能である。また排気浄化構造８６Ｃは、触媒カートリッジ１２６を形成していることで、排気管１２０の加工がより容易となり製造コストを抑制することができる。
【００６８】
〔第４実施形態〕
第４実施形態に係る排気浄化構造８６Ｄは、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、排気浄化構造８６Ｃと同様に、排気管１４０に対し触媒カートリッジ１４６を設置する構成であるが、触媒カートリッジ１４６の一対の支持板１４８に、連結孔１５０、複数の排気通路１５２、複数の冷却水連通路１５４及びネジ孔１５６を設けた点で排気浄化構造８６Ｃとは異なる。なお、本実施形態において排気管１４０及び触媒カートリッジ１４６は、断面視で、円形状に形成されている。
【００６９】
一方、排気管１４０は、排気浄化構造８６Ｃと同様に、３つに分割可能であり、分割した管を接続する構造となっている。そして、分割した管の接続時に、パッキン１４２及び一対の支持板１４８を挟み込むことで、触媒カートリッジ１４６を収容保持する。また排気管１４０は、排気浄化構造８６Ｃと同様に、排気路９２の外側に複数の冷媒流路１４４を備える。
【００７０】
触媒カートリッジ１４６は、排気管１４０の配置状態で、一対の支持板１４８が備える複数の排気通路１５２と、触媒９０の外面と排気管１４０の内面の間に形成される隙間１５８とが相互に連通することで排気迂回路１６０を構成する。また、排気管１４０の各冷媒流路１４４と、触媒カートリッジ１４６の各冷却水連通路１５４がパッキン１４２の穴を介して連通し、冷却水が流動可能となる。
【００７１】
従って、この排気浄化構造８６Ｄでも、排気迂回路１６０を介して排気路９２の排気ガスの一部を迂回させることができ、排気浄化構造８６Ａ〜８６Ｃと同様の効果を得ることが可能である。また排気浄化構造８６Ｄは、排気管１４０の構造をさらに簡単化して、製造コストを抑制することができる。
【００７２】
〔第５実施形態〕
第５実施形態に係る冷却構造６６Ｂは、図９に示すように、排気管８８の排気ガスを冷却する冷却水の経路と、エンジン２２に向かう冷却水の経路とを独立して構成した点で、上記の船外機１０と異なる。例えば、冷却構造６６Ｂの冷却水往路７０は、冷却水供給管８４の途中位置（分岐点７０ａ）において分岐して排気管８８の下端の冷媒流路９４に連通している。また冷媒流路９４は、上端に設けられた流出ポート９８ｂから冷却水を排出して冷却水復路７２の途中位置においてエンジン２２の冷却排出水と合流するように構成される。
【００７３】
このように冷却構造６６Ｂを構成しても、排気浄化構造８６Ａ〜８６Ｄにより触媒９０の温度を適切に調整することができる。特に、エンジン２２とは別に排気系２３に冷却水を導くことで、排気ガス及び触媒９０をより効率的に冷却することが可能となる。
【００７４】
〔第６実施形態〕
第６実施形態に係る冷却構造６６Ｃは、図１０Ａに示すように、エンジン２２及び排気ガスを冷却する冷却回路２００がハウジング１２の内部に独立して設けられている（閉ループを構成している）点で、上記の冷却構造６６、６６Ａ、６６Ｂと異なる。この場合、冷却回路２００は、冷媒（オイル、水等）を循環させるポンプ２０２、及び冷媒を冷却する熱交換器２０４を備える。冷却回路２００は、例えば、排気管８８の冷媒流路９４、エンジン２２の冷却水ジャケット２２ａの順に冷媒を流した後、エンジン２２を冷却した冷媒を熱交換器２０４に戻すように構成される。
【００７５】
また冷却構造６６Ｃは、ハウジング１２の外部から冷却水を取り込んで、熱交換器２０４に導くように構成している。つまり熱交換器２０４では、外部から取り込んだ冷却水により冷媒を冷却する構成となっている。なお熱交換器２０４の構成は、特に限定されず、例えば外気を取り込んで冷媒を冷却するヒートシンクが設けられた構造でもよい。また、熱交換器２０４で冷媒を冷却した冷却水は、排気管８８から排出された排気ガスと混合してハウジング１２の外部に排出される。
【００７６】
以上のように構成された船外機１０でも、冷媒により排気管８８、及び排気管８８内に設けられた触媒９０を冷却して、触媒９０の高温化を抑制することができる。また船外機１０は、排気管８８に冷却水が触れることを抑制することができるので、排気管８８及び触媒９０の劣化（腐食）を予防することが可能となる。
【００７７】
〔第７実施形態〕
第７実施形態に係る冷却構造６６Ｄは、図１０Ｂに示すように、冷却回路２１０が冷媒を排気管８８のみに流動させて、エンジン２２に冷媒を流動させない構成となっている点で、上記の冷却構造６６、６６Ａ〜６６Ｃと異なる。すなわち、冷却回路２１０は、エンジン２２を冷却する冷却系統とは独立した閉ループの冷却系統を形成している。このように冷却回路２１０を構成することで、排気ガス及び触媒９０をより効率的に冷却することができる。
【００７８】
上述の実施形態から把握し得る技術的思想及び効果について、以下に記載する。
【００７９】
排気浄化構造８６Ａ〜８６Ｄは、排気管８８、１００、１２０、１４０に冷媒流路９４、１２４、１４４が設けられることで、排気管８８、１００、１２０、１４０を流動する排気ガス及び触媒９０を良好に冷却することができる。従って、メンテナンス時等に、作業者は触媒９０近傍のエンジン２２や排気管８８、１００、１２０、１４０を容易に触ることができ、冷却された触媒９０を簡単に取り出し、また組立をスムーズに行うことができる。そのため触媒９０のレイアウトの自由度を高めることも可能となる。
【００８０】
また排気浄化構造８６Ａ〜８６Ｄは、排気迂回路９７、１１６、１３８、１６０を有することで、内燃機関（エンジン２２）の始動時に排気管８８、１００、１２０、１４０に冷媒（冷却水）が流動していても、触媒９０が周囲の排気ガスにより効率的に加温される。よって、触媒９０は、排気ガスの浄化に適切な温度に迅速に昇温する。さらに、排気迂回路９７、１１６、１３８、１６０は、全開運転時でも排気ガスを全て通過させないことで触媒９０の劣化を緩和することができ、浄化機能を長期に維持することが可能となる。
【００８１】
また、排気管８８、１００は、排気路９２を内側に有する内管９６、１０２と、内管９６、１０２を収容し内管９６、１０２との間に冷媒流路９４を形成する外管９８、１０４とを有し、冷媒流路９４は、内管９６、１０２の外面全周に形成される。これにより、冷媒流路９４を流動する冷媒は、内管９６、１０２内の排気路９２を流動する排気ガス及び触媒９０をより効率的に冷却することが可能となる。
【００８２】
また、排気路９２を構成する排気管８８の内面は、触媒９０を保持する凹部９６ａを備え、排気迂回路９７は、凹部９６ａの内面に設けられた溝部９６ｂを含む。これにより、排気浄化構造８６Ａは、排気管８８内の凹部９６ａにおいて触媒９０を安定的に保持すると共に、溝部９６ｂを通して排気ガスを迂回させることができる。
【００８３】
また、触媒９０を支持すると共に、排気管１００、１２０、１４０に固定される支持部材（支持枠１０６、支持板１２８、１４８）を有し、支持部材は、排気路９２を構成する排気管１００、１２０、１４０の内面と触媒９０の外面との間に、排気迂回路１１６、１３８、１６０を構成する隙間１１４、１３６、１５８を形成する。このように、排気浄化構造８６Ｂ〜８６Ｄは、支持部材を適用することで、排気管１００、１２０、１４０内の構造の複雑化を抑制して、製造コストを低減させることができる。さらに支持部材は、排気管１００、１２０、１４０に固定されるだけで、触媒９０の外側に排気迂回路１１６、１３８、１６０（隙間１１４、１３６、１５８）を簡単に形成することができる。
【００８４】
また、支持部材（支持枠１０６、支持板１２８、１４８）は、排気迂回路１１６、１３８、１６０を構成し、排気路９２及び隙間１１４、１３６、１５８に連通して排気ガスを通過させる排気通過部（切り欠き１１２、排気通路１３４、１５２）を有する。これにより、排気浄化構造８６Ｂ〜８６Ｄは、排気管１００、１２０、１４０に複雑な加工を施さなくても、排気管１００、１２０、１４０に触媒９０を固定することができる。そして排気通過部及び隙間１１４、１３６、１５８により排気迂回路１１６、１３８、１６０を良好に形成することが可能となる。
【００８５】
また、支持部材（支持枠１０６、支持板１２８、１４８）は、少なくとも触媒９０の軸方向一端側に設けられると共に、触媒９０の外側方向に突出して排気管１００、１２０、１４０に固定される。これにより、排気浄化構造８６Ｂ〜８６Ｄは、排気管１００、１２０、１４０に対して触媒９０を非接触状態とすることができ、エンジン２２の始動時に触媒９０を一層迅速に加温することが可能となる。
【００８６】
触媒９０と支持部材（支持板１２８、１４８）は、嵌め込み、ねじ込み、溶接、ロウ付けのいずれかにより相互に固定されることで、触媒カートリッジ１２６、１４６を構成している。これにより、触媒９０と支持部材が確実に一体化するので取り扱いが容易となる。また、排気管１２０、１４０に対して触媒カートリッジ１２６、１４６を簡単に取り付けることができる。
【００８７】
また、排気管８８、１００、１２０、１４０は、軸方向に分割可能であり、分割部分から触媒９０を挿入して固定する構造、又は排気管８８、１００、１２０、１４０の一部が開閉可能であり排気管８８、１００、１２０、１４０の開状態で触媒９０を挿入して固定する構造である。これにより、排気浄化構造８６Ａ〜８６Ｄは、排気管８８、１００、１２０、１４０に対して触媒９０を一層簡単に組み込むことができる。
【００８８】
また、船外機１０は、冷媒である冷却水を取水口６８から取り込んで、冷却水を排気管８８に導くことで排気ガスを冷却する冷却構造６６、６６Ｂを有する。これにより、船外機１０は、取水口６８から取り込んだ冷却水を用いて排気管８８内の排気ガス及び触媒９０を容易に冷却することができる。
【００８９】
また、冷却構造６６Ｂは、内燃機関（エンジン２２）を冷却する経路と、排気管８８を冷却する経路とを独立して備える。これにより、冷却構造６６Ｂは、排気管８８内の排気ガス及び触媒９０を一層容易に冷却することが可能となる。
【００９０】
また、船外機１０は、ハウジング１２内で冷媒を循環させることにより排気管８８を冷却する冷却回路２００、２１０を有する。このように、冷却回路２００、２１０によって排気管８８を冷却する構成でも、排気管８８内の排気ガス及び触媒９０を容易に冷却することができる。
【００９１】
冷却回路２００、２１０は、冷媒が循環する経路上に冷媒を冷却する熱交換器２０４を有し、船外機１０は、取水口６８から冷却水を取り込んで、熱交換器２０４に冷却水を導くことで冷媒を冷却する。これにより、船外機１０は、冷却回路２００、２１０の冷媒を熱交換器２０４において充分に冷却することができ、排気管８８の排気ガス及び触媒９０をより効率的に冷却することが可能となる。
【符号の説明】
【００９２】
１０…船外機                            １２…ハウジング
２２…エンジン                          ６６、６６Ａ〜６６Ｄ…冷却構造
６８…取水口                            ８６Ａ〜８６Ｄ…排気浄化構造
８８、１００、１２０、１４０…排気管    ９０…触媒
９２…排気路                            ９４、１２４、１４４…冷媒流路
９６、１０２…内管                      ９６ａ、１０２ａ…凹部
９７、１１６、１３８、１６０…排気迂回路
９８、１０４…外管                      １１２…切り欠き
１１４、１３６、１５８…隙間            １２８、１４８…支持板
１３４、１５２…排気通路                ２００、２１０…冷却回路
２０４…熱交換器
【図１】
2020106006.tif 000003
【図２】
2020106006.tif 000004
【図３】
2020106006.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2020106006.tif 000008
【図７】
2020106006.tif 000009
【図８】
2020106006.tif 000010
【図９】
2020106006.tif 000011
【図１０】
2020106006.tif 000012