(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の中央部の隆起した箇所にハンドルを設け、該ハンドルの後方の船体上部にシートを載置し、前記船体に４サイクルエンジンとジェットポンプを搭載し、前記４サイクルエンジンのクランク軸を前記船体の幅方向に向けて配置し、前記クランク軸の回転駆動力を前記インペラ軸に向きを変えて伝達する動力伝達機構を前記クランク軸よりも前記船体の後方に設け、前記エンジンの駆動で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、
前記船体の内部であって、前記ハンドルの斜め前下方に前記４サイクルエンジンを配置するとともに、該４サイクルエンジンのシリンダを前記ジェットポンプのインペラ軸に対してほぼ垂直に配置し、前記４サイクルエンジンの吸気系機器を前記クランク軸よりも船体の前方に配置する一方、前記４サイクルエンジンの排気系機器は、前記クランク軸よりも船体の後方であって、前記４サイクルエンジンのクランクケースの上方に配置したことを特徴とする水上滑走艇。
【発明の詳細な説明】
【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、炭化水素（以下、ＨＣと略称する）の排出量が多く、燃料消費が大きいので、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、ＨＣ排出量と燃料消費率とに優れた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】
なお、この種の水上滑走艇に関する先行技術文献として特開平７−２３７５８６号公報、特開平７−２３７５８７号公報、特開平７−２３７５８８号公報、特開平８−２６１８５号公報、特開平８−４９５９６号公報、及び特開平８−５３０９８号公報などがあげられる。
【０００５】
【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、これを実現するには、４サイクルエンジンの吸気系機器と排気系機器とを理想的に配置しなければならず、大きなエンジンスペースを必要とする。また、排気系機器は、排ガスで高温化する点に鑑み、ウォータジャケットが安全上の観点から設けられて水冷されるので、大型化し、重くなる。しかしながら、従来の水上滑走艇のエンジン室のスペースは、２サイクルエンジンの搭載使用時となんら変わらないので、吸気系機器及び排気系機器を理想的に配置したり、この大型で重い排気系機器を確実に保持することはきわめて困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたもので、４サイクルエンジンの吸気系機器及び排気系機器を理想的に配置し、この排気系機器を確実に保持す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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、船体の中央部の隆起した箇所にハンドルを設け、該ハンドルの後方の船体上部にシートを載置し、前記船体に４サイクルエンジンとジェットポンプを搭載し、前記４サイクルエンジンのクランク軸を前記船体の幅方向に向けて配置し、前記クランク軸の回転駆動力を前記インペラ軸に向きを変えて伝達する動力伝達機構を前記クランク軸よりも前記船体の後方に設け、前記エンジンの駆動で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、前記船体の内部であって、前記ハンドルの斜め前下方に前記４サイクルエンジンを配置するとともに、該４サイクルエンジンのシリンダを前記ジェットポンプのインペラ軸に対してほぼ垂直に配置し、前記４サイクルエンジンの吸気系機器を前記クランク軸よりも船体の前方に配置する一方、前記４サイクルエンジンの排気系機器は、前記クランク軸よりも船体の後方であって、前記４サイクルエンジンのクランクケースの上方に配置したことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、エンジンの吸気系から排気系までをほぼ一直線状にレイアウトすることができ、これにより、吸気抵抗と排気抵抗とが減少する。また、吸気管内、排気管内における吸気・排気脈動、吸気・排気慣性の減衰が小さくなり、吸気・排気脈動効果と吸気・排気慣性効果とをそれぞれ活用することが可能になる。
また、エンジンの出力部分とジェットポンプとの間の距離を短くすることができるとともに、これらを接続する軸の全長を短くすることができる。
また、排気ポート部分、クランクケース、エンジンマウントフレーム、エンジンブラケット、あるいはこれらに類似する部品などを用いて排気系機器を支持固定できる。したがって、排気系機器とシリンダヘッド、クランクケース、及び又はエンジンマウントフレームとを強固に結合することが可能になる。
【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３２とをそれぞれ搭載し、４気筒エンジン６のクランク軸１２を船体１の左右横方向に、４気筒エンジン６のシリンダ１１をジェットポンプ３２のインペラ軸３３に対して垂直にそれぞれ指向させている。そして、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３８を接続し、この複数の排気マニホールドパイプ３８の下流端部を流出部３９とし、この流出部３９を継手パイプ４０を介してマフラ６４の排気パイプ６０に接続する。
【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３２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１３に駆動歯車１４を介して噛合しており、この動力変向機構１３がクランク軸１２の回転駆動力を９０°変換して減速伝達するよう機能する。
【００１４】
動力変向機構１３は、図３に示すように、クランク軸１２の一側部に嵌め着けられた駆動歯車１４と、クランク軸１２に平行に軸支された駆動シャフト１５と、クランクケース９の内部中心の中心部から後方にかけて複数の軸受１６を介して軸支された従動シャフト１７とを備えている。駆動シャフト１５は、クランクケース９の内部後方の一側部に複数の軸受１８を介して軸支され、その一端部にマグネトー１９が、中央部にナット２０を介して駆動歯車１４と噛合する従動歯車２１が、そして他端部には駆動ベベルギヤ２２がそれぞれ取り付けられている。
【００１５】
マグネトー１９は、図３に示すように、駆動シャフト１５に取り付けられたフライホイール２３を備え、このフライホイール２３の内周部にＮ極とＳ極とを交互に備えた永久磁石２４が取り付けられており、フライホイール２３には永久磁石２４に対向する発電コイル２５が内蔵されている。さらに、従動シャフト１７には従動ベベルギヤ２６がナット２７を介して嵌め着けられ、この従動ベベルギヤ２６が駆動ベベルギヤ２２と相互に噛合する。
【００１６】
このような動力変向機構１３を備えた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２８及びキャブレタ２９からなる吸気系機器３０が設置され、クランク軸１２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３１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る。なお、オイルタンク３１は、４気筒エンジン６の重心位置を低くし、冷却性能の向上を確保することができるよう、オイルの送り・戻り用のポンプと共にドライサンプの一部を構成している。
【００１７】
ジェットポンプ３２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３３を備え、このインペラ軸３３が動力変向機構１３の従動シャフト１７にゴム製のカップリング３４を介して接続されている。インペラ軸３３の末端部にはケーシング３５の内部で回転するインペラ３６が嵌め着けられ、このインペラ３６の回転で船体１の開口部から水を吸い上げ、ノズル３７から後方に水が噴射される。
【００１８】
なお、ケーシング３５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３７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３２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３８に冷却水がそれぞれ給水される。
【００１９】
複数（本実施形態では４本）の排気マニホールドパイプ３８は、図１、図２、図４ないし図６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３９を形成するとともに、この流出部３９が継手パイプ４０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３８は、継手パイプ４０とともに排気系機器４１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。
【００２０】
各排気マニホールドパイプ３８は、同軸の二重管構造に構成され、長い内管４２とやや短い外管４３との間には冷却水の流通用のジャケット４４が区画形成されている。外管４３は、その上下流部にニップル４５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。
【００２１】
継手パイプ４０は、図５や図６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３８を並べて貫通支持する拡径筒部４８、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４９、及び縮径筒部５０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４８とテーパ筒部４９は、二重壁構造に構成され、インナーシェル５１とアウターシェル５２との間には冷却水の流通用のジャケット５３が区画形成されており、拡径筒部４８のアウターシェル５２の上流部に複数の冷却水流入管５４が、下流部には冷却水流出管５５がそれぞれ接続されている。
【００２２】
複数の冷却水流入管５４は、排気マニホールドパイプ３８の冷却水流出管４７に連通パイプ５６を介して接続されている。また、冷却水流出管５５は排気パイプ６０の冷却水流入管５４に連通パイプ５７を介して接続されている。また、縮径筒部５０には図５や図６に示すように、取付ジョイント５８が嵌め着けられ、この取付ジョイント５８に排気パイプ６０の上流部の取付ジョイント５９が耐ショック、耐振動用の球面ガスケットや締結具を介して接続されている。
【００２３】
排気パイプ６０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６１に支持されている。この排気パイプ６０は、その上流部に継手パイプ４０用の取付ジョイント５９が嵌め着けられ、下流部には取付ジョイント６３が嵌め着けられており、この取付ジョイント６３がマフラ６４の取付ジョイント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６０は、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５４が接続されており、下流部には冷却水流出管５５が接続されている。
【００２４】
さらに、マフラ６４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６５には排気パイプ６０の下流部の取付ジョイント用の取付ジョイント６６が形成されており、下流部の排気室にはジェットポンプ３２と交差する平面ほぼＬ字形の排気ホース６７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６０の冷却水流出管５５に連通パイプ６８を介して接続されている。
【００２５】
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、４気筒エンジン６の回転駆動力を動力変向機構１３が向きを変えてインペラ軸３３に伝達し、ジェットポンプ３２が駆動してインペラ３６を回転させ、このインペラ３６が船体１の開口部から水を吸い上げ、ノズル３７から後方に水が噴射される。この水の噴射作用により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３８、継手パイプ４０、排気パイプ６０、及びマフラ６４を順次通過し、排気ホース６７から船体１の船尾から船外に排気される。
【００２６】
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３８のジャケット４４、継手パイプ４０のジャケット５３、及び排気パイプ６０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３８、継手パイプ４０、排気パイプ６０及び触媒を冷却する。こうして排気マニホールドパイプ３８、継手パイプ４０、排気パイプ６０及び触媒を冷却した冷却水は、排気パイプ６０のジャケットからマフラ６４を通過して排気ホース６７に流入し、その後、船外に排出される。
【００２７】
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、インペラ軸３３の中心線に対してシリンダ１１を垂直に配置しているので、吸気系機器３０と排気系機器４１とをほぼ一直線状に配置することができる。この配置により、４気筒エンジン６の運転時に吸気抵抗と排気抵抗とが減少し、吸入空気の充てん効率と排気効率とを著しく向上させることが可能になる。また、吸気系機器３０と排気系機器４１とをほぼ一直線状に配置するので、吸気管内、排気管内における吸気・排気脈動、吸気・排気慣性の減衰が小さくなり、吸気・排気脈動効果と吸気・排気慣性効果とをそれぞれ十分に活用することが可能になる。そして、この活用を通じて４気筒エンジン６の出力の向上が期待できる。
【００２８】
また、スペースに余裕のある船体１の前後方向に吸気系機器３０と排気系機器４１とをほぼ一直線状に配置するので、吸気管、排気マニホールドパイプ３８、及び排気パイプ６０を長くして４気筒エンジン６の出力の大幅な向上が期待できる。これらの機能により、４サイクルエンジンを高回転型、高出力型にすることができ、従来の２サイクルエンジン以上の性能を得ることができる。また、ベベルギヤタイプの動力変向機構１３をクランク軸１２よりも船体１の後方に設けるので、４気筒エンジン６の出力端部とジェットポンプ３２との間の距離を短縮することができ、これらを結合するインペラ軸３３を短縮することができる。このインペラ軸３３の短縮により、船体全体の軽量化とコストダウンとを図ることができ、しかも、インペラ軸３３の曲げ振動やねじり振動を抑制防止することが可能になる。
【００２９】
また、クランクケース９の上方に重量物である排気系機器４１を設置するので、この排気系機器４１の支持固定を排気ポート部分だけではなく、クランクケース９、エンジンマウントフレーム５、エンジンブラケット６１、あるいはこれらに類似する部品にさせることができる。したがって、排気系機器４１とシリンダヘッド１０、クランクケース９、及び又はエンジンマウントフレーム５との強固な結合が期待でき、４気筒エンジン６の振動、走行時の船体振動から生じる耐久性の低下を未然に防止することが可能になる。さらに、重い燃料タンク７とオイルタンク３１とをクランク軸１２よりも後方にそれぞれ設置するとともに、これら７、３１の間に排気系機器４１を介在させたレイアウトに設定しているので、操縦性やバランスが非常に向上する。
【００３０】
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のはいうまでもない。また、燃料タンク７とオイルタンク３１のいずれか一方をクランク軸１２よりも後方に設置しても良い。また、動力変向機構１３の形状や構造などを適宜変更しても良い。また、インペラ軸３３に対してシリンダ１１を完全な垂直に配置しても良いし、あるいはシリンダ１１をおおよそ垂直と認められる程度に配置しても良い。また、排気マニホールドパイプ３８の本数、あるいは支持ブラケット６１や触媒の数などは適宜増減することができる。
【００３１】
また、複数の排気マニホールドパイプ３８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３８及び又は継手パイプ４０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４０を二重管構造としても良い。また、マウントフレーム５に複数の排気マニホールドパイプ３８を支持させたが、クランクケース９の表面などを使用しても良い。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４４、５３を区画形成する内管４２やインナーシェル５１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。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、４サイクルエンジンの吸気系機器及び排気系機器を理想的、かつ適切に配置し、排気系機器を確実に保持することができるという効果がある。
また、エンジンとジェットポンプとの間の距離を短かくでき、これらを結合する軸を短縮することができる。また、この軸の短縮を通じて船体全体の軽量化とコストダウンとが可能になり、軸の曲げ振動などを抑制防止することができる。
さらに、エンジンの振動、走行時の船体振動から生じる耐久性の低下を防止することができるという効果がある。
【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におけるエンジンを一部簡略化して示す断面平面図である。
【図４】本発明に係る水上滑走艇の実施形態におけるエンジン、排気マニホールドパイプ、及び継手パイプを示す平面図である。
【図５】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パイプとを示す正面図である。
【図６】図５の断面説明図である。
【符号の説明】
１        船体
５        マウントフレーム
６        ４気筒エンジン（エンジン）
９        クランクケース
１１      シリンダ
１２      クランク軸
１３      動力変向機構（動力伝達機構）
３０      吸気系機器
３２      ジェットポンプ
３３      インペラ軸
３６      インペラ
３８      排気マニホールドパイプ
３９      流出部
４０      継手パイプ
４１      排気系機器
６０      排気パイプ
６４      マフラ
【図１】
0003541640.tif 000002
【図２】
0003541640.tif 000003
【図３】
0003541640.tif 000004
【図４】
0003541640.tif 000005
【図５】
0003541640.tif 000006
【図６】
0003541640.tif 000007