(57)【要約】【課題】内燃機関の燃焼室への水の侵入防止効果の向上を図る。【解決手段】エンジンカバーＣにより形成されるエンジンルーム15内に収容される内燃機関の吸気通路Ｐは、吸気入口Ｐｉから吸気出口Ｐｅまでエンジンルーム15内で途切れない連続した通路であり、上流から下流に向かって、第１下降通路62、反転通路63、上昇通路64および第２下降通路67ｃを有する。吸気入口Ｐｉから流入した燃焼用空気は、第１下降通路62で下方に向かい、次いで反転通路63で下方から上方に反転し、次いで上昇通路64で上方に向かって流れて最高位置の吸気出口Ｐｅよりも上方まで達し、次いで第２下降通路67ｃで下方に向かって流れた後に、吸気出口Ｐｅから燃焼室30に向かって流出する。【選択図】図２
2008088881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンカバーにより形成されるエンジンルーム内に収容される内燃機関であって、燃焼用空気を燃焼室に導く吸気通路を形成する吸気装置を備える内燃機関において、
前記吸気通路は、吸気入口から吸気出口まで前記エンジンルーム内で途切れない連続した通路であり、上流から下流に向かって、第１下降通路、反転通路、上昇通路および第２下降通路を有し、前記吸気入口から流入した燃焼用空気は、前記第１下降通路で下方に向かい、次いで前記反転通路で下方から上方に反転し、次いで前記上昇通路で上方に向かって流れて最高位置の前記吸気出口よりも上方まで達し、次いで前記第２下降通路で下方に向かって流れた後に、前記吸気出口から前記燃焼室に向かって流出することを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記吸気入口は、前記エンジンルームに連通することなく、前記エンジンルームの外部に直接連通していることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【請求項３】
前記吸気装置のスロットル弁は、前記吸気通路において、前記上昇通路よりも下流、かつ前記第２下降通路よりも上流に配置されることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関。
【請求項４】
前記吸気通路において、前記第１下降通路の流入部または前記流入部に上流で連なる流入側通路部分と、前記上昇通路の流出部または前記流出部に下流で連なる流出側通路部分とが、平面視で、前記吸気装置のスロットル弁を挟んで配置されることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関。
【請求項５】
燃焼用空気を燃焼室に導く吸気通路を形成する吸気装置を備える内燃機関と、前記内燃機関が収容されるエンジンルームを形成するエンジンカバーとを備える船外機において、
吸気入口から吸気出口まで前記エンジンルーム内で途切れない連続した通路である前記吸気通路は、第１下降通路と反転通路と上昇通路とから構成される水分離部と、第２下降通路とを有し、前記エンジンルームに連通することなく、前記エンジンルームの外部に直接連通している前記吸気入口から流入した燃焼用空気は、前記第１下降通路で下方に向かい、次いで前記反転通路で下方から上方に反転し、次いで前記上昇通路で上方に向かって流れて最高位置の前記吸気出口よりも上方まで達し、次いで前記第２下降通路で下方に向かって流れた後に、前記吸気出口から前記燃焼室に向かって流出し、前記吸気通路において、前記水分離部よりも上流には消音室が配置され、前記水分離部よりも下流には前記吸気装置のスロットル弁が配置されることを特徴とする船外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンカバーにより形成されるエンジンルーム内に収容される内燃機関および該内燃機関を備える船外機に関し、さらに詳細には、内燃機関の吸気通路の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、燃焼用空気に混入した水が燃焼室に侵入することを防止するための種々の技術が知られている。特に船外機などの船舶推進機に備えられる内燃機関では、コンパクト化したうえでの優れた水侵入防止機能が要請される。例えば、船外機の内燃機関において、水の侵入を防止するために、吸気通路がＵ字状に形成されたもの（例えば、特許文献１参照）や、吸気通路の吸気入口がエンジンルーム内で開口し、外気をエンジンルーム内に導く空気案内通路がエンジンルーム内で下方に向かって開放するもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。
また、内燃機関が収容されるエンジンルーム内で吸気通路の吸気入口が開口していると、内燃機関の発熱により加熱されたエンジンルーム内の空気が吸気入口から流入することがあるため、内燃機関の充填効率が低下する。そこで、充填効率を向上させるために、エンジンルームの外部の近傍に吸気入口を開口させたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第２７２６７１８号公報
【特許文献２】特開２００２−１３８９１２号公報
【特許文献３】特開昭５９−１２０５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
吸気通路において、燃焼用空気が下方から上方に反転した後に上方に向かって流れる上昇通路の途中に吸気出口が設けられる場合、上昇通路における吸気出口の位置によっては（例えば複数の吸気出口の最下位置の吸気出口では）、Ｕ字状の通路による水分離効果が十分に果たされず、分離されなかった水が燃焼用空気に混入したまま吸気出口から流出して、燃焼室に侵入することがある。
また、充填効率を向上させるために吸気通路の吸気入口が外気取入空間の近傍に開口する場合、吸気入口がエンジンルーム内で開口している場合に比べて吸気通路に水が侵入しやすくなるので、水分離効果を高める必要がある。
さらに、吸気通路の吸気入口がエンジンルームに連通していると、吸気脈動によりエンジンルーム内の空気圧が変動し、その変動する空気圧がエンジンカバーを振動させて、騒音が発生することがある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜５記載の発明は、内燃機関の燃焼室への水の侵入防止効果（以下、「水侵入防止効果」という。）の向上を図ることを目的とする。そして、請求項２記載の発明は、さらに、充填効率の向上および吸気脈動に起因するエンジンカバーからの騒音の防止を図ることを目的とし、請求項３記載の発明は、さらに、スロットル弁への水の付着を防止することを目的とし、請求項４記載の発明は、さらに、スロットル弁と吸気通路との配置のコンパクト化を図りながら第１下降通路の通路面積の拡大を可能とすることを目的とし、請求項５記載の発明は、船外機において、水侵入防止効果および充填効率の向上を図ると共に吸気脈動に起因するエンジンカバーからの騒音の防止を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、エンジンカバーにより形成されるエンジンルーム内に収容される内燃機関であって、燃焼用空気を燃焼室に導く吸気通路を形成する吸気装置を備える内燃機関において、前記吸気通路は、吸気入口から吸気出口まで前記エンジンルーム内で途切れない連続した通路であり、上流から下流に向かって、第１下降通路、反転通路、上昇通路および第２下降通路を有し、前記吸気入口から流入した燃焼用空気は、前記第１下降通路で下方に向かい、次いで前記反転通路で下方から上方に反転し、次いで前記上昇通路で上方に向かって流れて最高位置の前記吸気出口よりも上方まで達し、次いで前記第２下降通路で下方に向かって流れた後に、前記吸気出口から前記燃焼室に向かって流出する内燃機関である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関において、前記吸気入口は、前記エンジンルームに連通することなく、前記エンジンルームの外部に直接連通しているものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の内燃機関において、前記吸気装置のスロットル弁は、前記吸気通路において、前記上昇通路よりも下流、かつ前記第２下降通路よりも上流に配置されるものである。
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の内燃機関において、前記吸気通路において、前記第１下降通路の流入部または前記流入部に上流で連なる流入側通路部分と、前記上昇通路の流出部または前記流出部に下流で連なる流出側通路部分とが、平面視で、前記吸気装置のスロットル弁を挟んで配置されるものである。
請求項５記載の発明は、燃焼用空気を燃焼室に導く吸気通路を形成する吸気装置を備える内燃機関と、前記内燃機関が収容されるエンジンルームを形成するエンジンカバーとを備える船外機において、吸気入口から吸気出口まで前記エンジンルーム内で途切れない連続した通路である前記吸気通路は、第１下降通路と反転通路と上昇通路とから構成される水分離部と、第２下降通路とを有し、前記エンジンルームに連通することなく、前記エンジンルームの外部に直接連通している前記吸気入口から流入した燃焼用空気は、前記第１下降通路で下方に向かい、次いで前記反転通路で下方から上方に反転し、次いで前記上昇通路で上方に向かって流れて最高位置の前記吸気出口よりも上方まで達し、次いで前記第２下降通路で下方に向かって流れた後に、前記吸気出口から前記燃焼室に向かって流出し、前記吸気通路において、前記水分離部よりも上流には消音室が配置され、前記水分離部よりも下流には前記吸気装置のスロットル弁が配置される船外機である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、吸気通路の吸気入口から流入した燃焼用空気に水が混入しているとき、水は反転通路において遠心力により燃焼用空気から分離される。しかも、反転通路を通った燃焼用空気は、上昇通路を通って最も高い位置にある吸気出口の位置よりも上方に達した後に、第２下降通路を再度下方に向かって流れて吸気出口から燃焼室に向かって流出するので、燃焼用空気が下方から上方に反転した後の上昇通路の途中において吸気出口から流出する場合に比べて、上昇通路において水の分離が一層確実に行われて、水侵入防止効果が向上する。そして、吸気出口が複数ある場合にも、吸気出口の位置による影響を殆ど受けることなく、すべての燃焼室に対して良好な水侵入防止効果が得られる。
請求項２記載の事項によれば、吸気通路の吸気入口からエンジンルーム内の加熱された空気が流入することがないので、燃焼用空気の温度上昇が抑制されて、充填効率が向上し、しかも吸気脈動によるエンジンルーム内の空気圧の変動がないので、吸気脈動に起因するエンジンカバーからの騒音が防止される。
請求項３記載の事項によれば、反転通路および上昇通路において水が分離された燃焼用空気がスロットル弁により流量制御されるので、スロットル弁に水が付着することが防止される。
請求項４記載の事項によれば、流入部または流入側通路部分と流出部または流出側通路部分との間に形成されるスペースを利用してスロットル弁が配置されるので、スロットル弁と吸気通路とのコンパクトな配置が可能になる。さらに、前記スペースを利用することにより、スロットル弁を挟む方向で第１下降通路の幅を大きくして、その通路面積を拡大することができるので、第１下降通路における流速を減少させて水の分離効果を高めることができ、さらに第１下降通路に膨張による消音室の機能を持たせることができて、吸気騒音の低減に寄与する。
請求項５記載の発明によれば、水分離部，第２下降通路および吸気入口の配置により、請求項１，２記載の発明の効果が奏されるほか、消音器およびスロットル弁が水分離部の上流および下流にそれぞれ配置されることにより、消音器による吸気騒音が低減およびスロットル弁への水の付着防止に優れた船外機が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図１〜図８を参照して説明する。
図１，図２を参照すると、本発明が適用された機械である船舶推進機としての船外機Ｓは、動力装置としての推進機本体と、該推進機本体を船体24に取り付けるための取付装置23とを備える。前記推進機本体は、内燃機関Ｅおよび該内燃機関Ｅにより駆動されて推力を発生する推進ユニットのほかに、発電機としての交流発電機Ｇ、ケース10〜12およびエンジンカバーＣを備える。
【０００８】
図３を併せて参照すると、回転中心線Ｌｅが上下方向を指向するクランク軸７を備えるバーチカル機関である内燃機関Ｅは、水冷式多気筒４ストローク内燃機関、この実施形態ではＶ型６気筒内燃機関であり、ピストン５が往復動可能に嵌合する各シリンダ１ａが一体成形されて平面視で後方に向かって開いたＶ字形を形成する１対のバンク１ｂ，１ｃを有するシリンダブロック１と、シリンダブロック１の前端部に結合されるクランクケース２と、シリンダブロック１の各バンク１ｂ，１ｃの後端部に結合されるシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３の後端部に結合されるヘッドカバー４とから構成される機関本体Ｅａを備える。シリンダブロック１に回転可能に支持されるクランク軸７はピストン５にコンロッド６を介して連結される。
【０００９】
なお、明細書または特許請求の範囲において、平面視は上下方向から見ることを意味する。そして、図１に示される状態で、クランク軸７の回転中心線Ｌｅは上下方向に平行であり、上下方向に直交する方向である水平方向は前後方向および左右方向を含む。実施形態において、上下方向、前後方向および左右方向は、船体24における上下方向および前後方向および左右方向に一致する。また、平面視で互いに直交する前後方向および左右方向において、その一方を第１水平方向とするとき、他方は第２水平方向である。
【００１０】
機関本体Ｅａはマウントケース10の上端部に結合され、マウントケース10の下端部にオイルパン８および該オイルパン８を囲むエクステンションケース11が結合され、エクステンションケース11の下端部にギヤケース12が結合される。内燃機関Ｅの下端部、マウントケース10およびエクステンションケース11の上部は、エクステンションケース11に結合される第１カバーとしての下カバー13により覆われ、下カバー13の上端部に内燃機関Ｅの上部を含む大部分を覆う第２カバーとしての上カバー14が結合される。下カバー13および上カバー14は、内燃機関Ｅが収容されるエンジンルーム15を形成する分割構造のエンジンカバーＣを構成する。そして、このエンジンルーム15内には、内燃機関Ｅのほかに、エンジンルーム15内の換気を行うための換気用空気をエンジンルーム15内に導く換気装置70および交流発電機Ｇが収容される。
【００１１】
図２を参照すると、上カバー14は、エクステンションケース11およびマウントケース10を介して機関本体Ｅａに固定された下カバー13に、位置決め部を兼ねる取付部16により着脱可能に取り付けられる。この取付部16は、下カバー13および上カバー14の周方向に間隔を置いて複数個、ここでは４つ設けられる。図４を併せて参照すると、各取付部16は、下カバー13の上端部の内面に設けられて案内孔16ｂが形成された第１係合部16ａと、上カバー14の下端部の内面に設けられて案内孔16ｂに挿入される第２係合部16ｃとから構成される。第２係合部16ｃは、上カバー14にネジ16ｋにより固定される固定部16ｄと、固定部16ｄの軸部16d1に上下方向に摺動可能に嵌合する円筒状の可動部16ｅと、軸部16d1および可動部16ｅを貫通するボルト16ｆに螺合するナット16ｇと、固定部16ｄと可動部16ｅとを上下方向で離れる方向に付勢するスプリング16ｈとを有する。
そして、上カバー14が下カバー13に取り付けられる際は、上カバー14に固定された第２係合部16ｃが案内孔16ｂに挿入されることにより、可動部16ｅが案内孔16ｂに沿って案内された後、上カバー14が下カバー13に対して設定された取付位置に位置決めされて、下カバー13に結合される。シール部材17により密封される下カバー13と上カバー14との上下方向での隙間は、ナット16ｇを回動して軸部16d1と可動部16ｅとの相対位置を変更することにより調整可能である。
【００１２】
図１，図２を参照すると、出力軸としてのクランク軸７の下端部にはフライホイール18および駆動軸19が結合される。内燃機関Ｅにより回転駆動される駆動軸19は、マウントケース10内およびエクステンションケース11内を下方に延び、さらにギヤケース12内に達するように配置され、ギヤケース12内で駆動軸19から伝達される回転を制御する前後進切換装置20を介して推進軸21に結合される。内燃機関Ｅの動力は、クランク軸７から駆動軸19、前後進切換装置20および推進軸21を経て、推進軸21に結合される推力発生手段としてのプロペラ22に伝達され、プロペラ22が回転駆動される。ここで、駆動軸19、前後進切換装置20、推進軸21およびプロペラ22は前記推進ユニットを構成する。
【００１３】
取付装置23は、マウントケース10およびエクステンションケース11にそれぞれマウントゴム23ａ，23ｂを介して固定されるスイベル軸23ｃを回動可能に支持するスイベルケース23ｄと、スイベルケース23ｄを回動可能に支持するチルト軸23ｅを保持すると共に船体24の船尾に固定されるブラケット23ｆとを備える。取付装置23により、船外機Ｓの前記推進機本体は、船体24に対してチルト軸23ｅを中心に上下方向に揺動可能であり、スイベル軸23ｄを中心に左右方向に揺動可能である。
【００１４】
図２を参照すると、シリンダヘッド３には、シリンダ１ａ毎に、シリンダ軸線の方向でピストン５に対向する燃焼室30（図５参照）と、各燃焼室30に開口する吸気ポート31（図５参照）および排気ポートと、各燃焼室30に臨む点火栓とが設けられる。さらに、シリンダヘッド３に設けられて吸気ポート31および前記排気ポートをそれぞれ開閉する吸気弁および排気弁は、シリンダヘッド３とヘッドカバー４とにより形成される動弁室に収容される頭上カム軸型の動弁装置32により駆動されてクランク軸７の回転に同期して開閉動作を行う。
動弁装置32は、伝動機構33介して伝達されるクランク軸７の動力により回転駆動されるカム軸32ａと、カム軸32ａに設けられた吸気カム32ｂおよび排気カム32ｃと、１対のロッカアーム軸32ｄに揺動可能に支持される吸気ロッカアーム32ｅおよび排気ロッカアームとを備える。そして、吸気カム32ｂおよび排気カム32ｃが、吸気ロッカアーム32ｅおよび前記排気ロッカアームを介して前記吸気弁および前記排気弁を開閉駆動する。
【００１５】
図３を併せて参照すると、クランク軸７の上端部には、駆動プーリ33ａおよび駆動プーリ34ａが上方に向かって順次設けられる。駆動プーリ33ａおよびカム軸32ａに設けられたカムプーリ33ｂに掛け渡されたベルト33ｃを有する伝動機構33と、駆動プーリ34ａおよび交流発電機Ｇの回転軸81に設けられた被動プーリ34ｂに掛け渡されたベルト34ｃを有する伝動機構34とは、機関本体Ｅａの上端部に結合される伝動カバーとしてのベルトカバーにより上方から覆われて形成される伝動室内に配置される。該ベルトカバーは、各シリンダヘッド３の上端部の上方に配置されてカムプーリ33ｂを主に覆う第１ベルトカバー35と、シリンダブロック１の上端部の上方に配置されておよび両駆動プーリ33ａ，34ａおよび被動プーリ34ｂを覆う第２ベルトカバーを兼ねる下ケース50ａとから構成される。
そして、クランク軸７により伝動機構34を介して回転駆動される回転軸81は、クランク軸７に対して、回転中心線Ｌｅと回転軸81の回転中心線Ｌｇとの間の距離により規定される所定の軸間距離ｄを置いて配置される。
【００１６】
エンジンルーム15内に収容される吸気装置Ｎの吸気通路Ｐを流れる燃焼用空気は、シリンダヘッド３に取り付けられた混合気形成手段としての燃料噴射弁から供給される燃料と混合して混合気を形成し、該混合気が燃焼室30において前記点火栓により点火されて燃焼する。発生した燃焼ガスの圧力により駆動されて往復運動するピストン５は、コンロッド６を介してクランク軸７を回転駆動する。そして、燃焼ガスは、排気ガスとして、燃焼室30から前記排気ポートおよび排気マニホルド25を順次通って排気管26（図１も参照）に流入し、該排気管26からエクステンションケース11内、ギヤケース12内およびプロペラ22のボス内に設けられた排気通路を通って船外機Ｓの外部に排出される。
【００１７】
図２，図５，図６を参照すると、上カバー14（またはエンジンルーム15）の外部には、船外機Ｓの外部の空気である外気を船外機Ｓ内に取り入れる外気取入装置Ａｉと船外機Ｓ内の空気を船外機Ｓの外部に排出する空気排出装置Ａeとから構成される空気吸排装置が設けられる。該空気吸排装置は、上カバー14の天井壁14ａの上方に配置されて天井壁14ａに着脱可能に取り付けられる外装カバー40と、外装カバー40と天井壁14ａとにより形成される空間を仕切ることにより外気取入空間42と空気排出空間43とを形成する壁部材41とを備える。該壁部材41は、外装カバー40および天井壁14ａに嵌合構造により結合され、外装カバー40がネジにより天井壁14ａに着脱可能に結合されることで、天井壁14ａに対して固定される。壁部材41は、前記空間の前方の境界壁である前壁41ａと、前後方向に延びて外気取入空間42と空気排出空間43とを左右方向に隔てる隔壁41ｂとを有する。なお、壁部材41は外装カバー40または天井壁14ａと一体成形されてもよい。
【００１８】
外気取入装置Ａｉは、外装カバー40と、前壁41ａと、隔壁41ｂと、外気取入口44に配置される空気整流部材としての入口ルーバ45と、外気取入空間42を、内燃機関Ｅに供給される燃焼用空気が流通する第１空間42ａとエンジンルーム15内に導入される換気用空気が流通する第２空間42ｂとに仕切る仕切部でもある偏向部46とを備える。入口ルーバ45は隔壁41ｂおよび天井壁14ａに結合され、偏向部46は隔壁41ｂに一体成形されて設けられる。
【００１９】
外気取入空間42は外装カバー40、天井壁14ａ、前壁41ａおよび隔壁41ｂにより形成され、外気取入空間42の外気取入口44は後方に向かって開口する。外気取入空間42内に配置される偏向部46は、入口ルーバ45を通過した外気を燃焼用空気として斜め上方に偏向させる傾斜した平面からなる偏向面46ａを有する箱状の部材である。偏向部46の内側空間である第２空間42ｂ内には、入口ルーバ45により上下方向に分けられた外気取入口44の最下部から流入した外気を斜め上方に偏向させる傾斜した平面からなる偏向面71ａを有する換気用入口ダクト71が配置される。外気に混入している水は、各偏向面46ａ，71ａに衝突して外気から分離されるので、偏向部46よりも下流の燃焼用空気に混入している水が減少して、吸気通路Ｐ内への水の侵入が抑制され、入口ダクト71に流入する換気用空気に混入している水が減少して、エンジンルーム15内への水の侵入が抑制される。
このため、エンジンルーム15内には、換気用空気が内燃機関Ｅに吸入される燃焼用空気から分離された状態で流入する。
【００２０】
空気排出装置Ａeは、外装カバー40と、前壁41ａと、隔壁41ｂと、外気に開放する排出口47に空気排出空間43内の排風を案内する空気案内部材としての出口ルーバ48とを備える。空気排出空間43は外装カバー40、天井壁14ａ、前壁41ａおよび隔壁41ｂにより形成され、空気排出空間43の排出口47は外装カバー40の左右方向における一方の側壁である左壁40ａに設けられて左方に向かって開口し、出口ルーバ48は左壁40ａに一体成形されて設けられる。空気排出空間43の後部は隔壁41ｂの後側の部分41b1により、入口ルーバ45の最下部に形成される排水路49ｃ（図５参照）を除いて閉塞される。
【００２１】
外気取入装置Ａｉおよび空気排出装置Ａeには、それぞれ、外気取入空間42および空気排出空間43に溜まった水を船外機Ｓの外部に排出する排水路が設けられる。外気取入装置Ａｉに設けられる排水路は、外気取入口44の最下部分により構成される後部排水路49ａと、前壁41ａおよび天井壁14ａに跨って設けられて、船外機Ｓがチルトアップ状態にあるときに排水を行う前部排水路49ｂとで構成される。図７を併せて参照すると、空気排出装置Ａｅに設けられる排水路は、後部排水路49ｃと、前壁41ａおよび天井壁14ａに跨って設けられて、船外機Ｓがチルトアップ状態にあるときに排水を行う前部排水路49ｄとで構成される。外気に開放する開口49b1，49d1を有する前部排水路49ｂ，49ｄには、それぞれ外気取入空間42および空気排出空間43からの排水のみを許容する一方向弁49ｅが設けられる。一方向弁49ｅは、例えば、薄板からなる可撓性の弁体を有するリード弁から構成される。
【００２２】
図２，図３，図５，図７を参照すると、外気取入空間42内の空気を燃焼用空気として燃焼室30に導く吸気通路Ｐを形成する吸気装置Ｎは、シリンダブロック１の上端部に結合される。この吸気装置Ｎは、機関本体Ｅａの上方に配置される吸気消音器50と、吸気消音器50に接続されると共に機関本体Ｅａの後方に配置されて鉛直面上でＵ字状に湾曲して燃焼用空気を上下方向で反転させる反転用導管51と、反転用導管51を流れた後の燃焼用空気の流量を制御するスロットル弁52ａを有すると共に機関本体Ｅａの上方に配置されるスロットル弁装置52と、スロットル弁装置52に接続されると共に前後方向で反転用導管51と機関本体Ｅａとの間に配置される吸気管としての吸気マニホルド53とを備える。吸気消音器50は、伝動機構34を覆う下ケース50ａと、下ケース50ａにネジにより気密に結合される上ケース50ｂとから構成される。また、吸気マニホルド53は両シリンダヘッド３に跨って取り付けられる。
【００２３】
吸気消音器50は、吸気通路Ｐの入口である吸気入口Ｐｉを有する上流側の第１消音室61と第１消音室61よりも下流側の第２消音室65とから構成される吸気消音室を形成する。単一の部材である反転用導管51は、第１消音室61から流入した燃焼用空気が下方に向かう第１下降通路62と、下降通路62から流入した燃焼用空気が下方から上方に鉛直面上で反転する第１反転通路63と、反転通路63から流入した燃焼用空気が上方に向かう上昇通路64とを形成する。スロットル弁装置52はスロットル弁52ａが配置されるスロットル通路66を形成し、スロットル通路66には上昇通路64からの燃焼用空気が第２消音室65を通った後に流入する。吸気マニホルド53は、スロットル操作機構により開度が制御されるスロットル弁52ａにより流量制御された後にスロットル通路66から流入した燃焼用空気が再び下方に向かう第２下降通路としての１対の分配室を有するマニホルド通路67を形成する。そして、マニホルド通路67の燃焼用空気は、吸気通路Ｐの出口である吸気出口Ｐｅから機関本体Ｅａの吸気ポート31に流出し、該吸気ポート31から燃焼室30に吸入される。
【００２４】
上ケース50ｂのみにより形成されて、機関本体Ｅａおよび伝動機構33の真上に配置されると共に吸気通路Ｐの入口側通路を構成する第１消音室61は、入口形成部としての円筒状の入口ダクト54により形成される流入部61ａと、下降通路62の流入部62ａに連なる流出部61ｂと、流入部61ａおよび流出部61ｂよりも通路面積が大きい膨張室61ｃとを有する。
流入部61ａは吸気入口Ｐｉを有し、該吸気入口Ｐｉは、エンジンルーム15内に連通することなく、エンジンルーム15の外部である第１空間42ａに直接連通している。図６，図７を参照すると、第１空間42ａから流入した燃焼用空気が下方に向かって流れる入口ダクト54と、上カバー14に一体に設けられて入口ダクト54に挿入される挿入部14ｂとが、入口ダクト54における燃焼用空気の流れ方向Ｆで互いに重なる重合部Ｗには、エンジンルーム15と第１空間42ａとの間を気密に密封する円環状のシール部材55が設けられる。そして、入口ダクト54は、挿入部14ｂを貫通して上方に延びて第１空間42ａ内に達する。
シール部材55は、入口ダクト54が挿入される円形状の開口を形成する挿入部14ｂに嵌合して気密に保持される基部55ａと、基部55ａから入口ダクト54に向かって延びてその外周面に気密に接触する可撓部55ｂとを有する。可撓部55ｂは、前記流れ方向Ｆに直列に配列される複数の、この実施形態では３つの円環状の可撓性のリップにより構成される。
【００２５】
シール部材55による密封は、マウントケース10に固定された機関本体Ｅａに取り付けられた吸気装置Ｎに対して、上カバー14が上方から被されて、入口ダクト54に挿入部14ｂが挿入され、重合部Ｗが形成されることにより行われる。
図２を併せて参照すると、上カバー14は、重合部Ｗが形成される前に、取付部16により下カバー13に対して案内され、上カバー14が前記取付位置まで移動する過程で、挿入部14ｂが入口ダクト54に挿入されて重合部Ｗが形成される。具体的には、機関本体Ｅａに固定された状態にある下カバー13に上カバー14が取り付けられる際、取付部16により下カバー13に対して上カバー14が案内されることで、シリンダブロック１に取り付けられた吸気装置Ｎの入口ダクト54に対して、上カバー14に設けられた挿入部14ｂが、上下方向（または挿入方向）に平行な直線上に位置して、挿入部14ｂ（したがって上カバー14）が上下方向に平行に移動することで重合部Ｗが形成可能な位置に位置決めされる。そして、上カバー14が取付部16により案内された状態で前記取付位置まで移動させられる過程で、重合部Ｗが形成されて、シール部材55が重合部Ｗにおいて入口ダクト54および挿入部14ｂに気密に接触するシール構造が形成される。
【００２６】
図２，図３，図５を参照すると、機関本体Ｅａの後方に配置される下降通路62は、機関本体Ｅａの上方で流出部61ｂに接続される流入部62ａと、流入部62ａよりも通路面積が大きいと共に上下方向に平行に延びる下降部62ｃとを有する。流出部61ｂおよび流入部62ａをほぼ水平方向に沿って後方に向かって流れる燃焼用空気は、下降部62ｃにおいて下方に向かって流れる。
機関本体Ｅａの後方に配置される上昇通路64は、機関本体Ｅａの上方において上下方向で流入部62ａとほぼ同じ位置にある流出部64ｂと、流出部64ｂよりも通路面積が大きいと共に上下方向に平行に延びる上昇部64ｃとを有する。
上昇通路64と下降通路62とは、左右方向に直交すると共にクランク軸７の回転中心線Ｌｅを含む平面である船外機Ｓの中心平面に対してほぼ面対称となるように配置される。
【００２７】
機関本体Ｅａの後方に配置される反転通路63は、上下方向で機関本体Ｅａと重なる位置で、燃焼用空気を下方から上方に向かうように反転させる。反転用導管51の最下部には、反転通路63の最下部63ｄに連通する排水路68が設けられる。排水路68は、最下部63ｄでの燃焼用空気の流れの方向でエンジンルーム15内に開口する。また、排水路68には、最下部63ｄに溜まる水の重量により開閉されて、反転通路63からエンジンルーム15内への水の排出のみを許容する一方向弁68ｅが設けられる。該一方向弁68ｅは、一方向弁49ｅと同様にリード弁から構成される。
【００２８】
そして、下降通路62、反転通路63および上昇通路64は、機関本体Ｅａの上端部の上方の流入部62ａから機関本体Ｅａの下端部まで下降した後に機関本体Ｅａの上端部の上方の流出部64ｂまで、前後方向から見て上下方向でＵ字状の通路を形成する。このため、燃焼用空気は、吸気通路Ｐにおいて、第１消音室61と第２消音室65との間で一旦下方に向かった後に上昇する。そして、下降通路62、反転通路63および上昇通路64は、燃焼用空気に混入した水が反転通路63において遠心力により分離される水分離部を構成する。したがって、第１消音室61および第２消音室65は、この水分離部よりも上流および下流にそれぞれ配置される。
【００２９】
図２，図３を参照すると、機関本体Ｅａおよび両伝動機構33，34の真上に配置される第２消音室65は、流出部64ｂに接続される流入部65ａと、スロットル通路66に連通する流出部65ｂと、流入部65ａおよび流出部65ｂよりも通路面積が大きい膨張室65ｃとを有する。図８を併せて参照すると、膨張室65ｃには、上ケース50ｂから下方および前方に延びている隔壁56により、流入部65ａからの燃焼用空気が、前方に向かう前方通路部65c1と、前方から後方に反転する反転部65c2と、後方に向かって流出部65ｂに流出する後方通路部65c3とが形成される。それゆえ、第２消音室65は、燃焼用空気を水平面内で前後方向で反転させる第２反転通路でもある。なお、隔壁56は、後述する隔壁92に一体成形されて、吸気消音器50に取り付けられる。
また、流出部65ｂの上流側には、逆火が発生したときに消炎機能を果たす金網からなるフレームアレスタ57が配置される。
【００３０】
スロットル弁装置52は、可撓性の導管58により形成される通路68を介して流出部65ｂに連通すると共にスロットル通路66を形成するスロットルボディ52ｂを有する。スロットル弁52ａは、吸気通路Ｐにおいて、上昇通路64よりも下流、かつ第２下降通路62よりも上流に配置され、したがって、前記水分離部よりも下流に配置される。また、図３，図５に示されるように、吸気通路Ｐにおいて、第１下降通路62の流入部62ａまたは流入部62ａに上流で連なる流入側通路部分としての流出部61ｂと、上昇通路64の流出部64ｂまたは流出部64ｂに下流で連なる流出側通路部分としての流入部65ａとは、平面視で、スロットル弁52ａまたはスロットル弁装置52を挟んで配置される。そして、各流入部62ａ，65ａおよび各流出部61ｂ，64ｂは、いずれもほぼ水平な通路である。
【００３１】
図２，図５を参照すると、吸気通路Ｐの出口側通路を構成するマニホルド通路67は、スロットル通路66からの燃焼用空気が流入する流入部67ａと、仕切壁53ａで仕切られることにより各バンク１ｂ，１ｃ（図３参照）に対応して流入部67ａから分岐して形成される１対の分配室67ｃと、燃焼用空気が下方に向かう各分配室67ｃから分岐する３つの分岐部67ｂとを有する。仕切壁53ａには、機関回転速度に応じて開閉される開閉弁53ｂが設けられる。開閉弁53ｂは、低速回転域で閉弁して両分配室67ｃの連通を遮断することで、共鳴過給により体積効率を向上させ、高速回転域で開弁して両分配室67ｃを連通させることで、慣性過給により体積効率を向上させる。
各分岐部67ｂは、その下流端である吸気出口Ｐｅを有する。マニホルド通路67において、各分配室67ｃの燃焼用空気は、各分岐部67ｂを流通して吸気ポート31に流出し、各燃焼室30に導かれる。なお、図５では、説明の便宜上、マニホルド通路67が破線で、吸気ポート31および燃焼室30が一点鎖線で示されている。そして、上昇通路64は、これら吸気出口Ｐｅのうちで、最高位置の吸気出口Ｐe1よりも上方まで達している。
【００３２】
図２，図３，図５を参照すると、吸気入口Ｐｉから吸気出口Ｐｅまでエンジンルーム15内で途切れない連続した通路である吸気通路Ｐは、上流から下流に向かって、第１消音室61、下降通路62、反転通路63、上昇通路64、第２消音室65、スロットル通路66、および下降通路としての分配室67ｃを有する。そして、吸気入口Ｐｉから流入した燃焼用空気は、入口ダクト54を下方に向かい、膨張部61ｃで水平方向で後方に屈曲し、流出部61ｂおよび流入部62ａを水平方向で後方に向かい、下降部62ｃで下方に向かい、反転通路63で下方から上方に反転し、上昇部64ｃで上方に向かって流れて最高位置の吸気出口Ｐe1よりも上方まで達し、流出部64ｂおよび流入部65ａを水平方向で前方に向かい、第２消音室65で前方から後方に反転し、流出部65ｂおよびスロットル通路66を水平方向で後方に向かい、各分配室67ｃを下方に向かうように、吸気通路Ｐの各通路部分を順次流れた後に、各分岐部67ｂの吸気出口Ｐｅから吸気ポート31、さらには燃焼室30に向かって流出する。
【００３３】
第２空間42ｂ内の空気を換気用空気としてエンジンルーム15内に導く換気装置70は、機関本体Ｅａの後方でシリンダヘッド３の近傍に配置される。換気装置70は、空気入口75（図６も参照）を有する流入通路76を形成する入口ダクト71と、流入通路76から分岐して左右方向で下降通路62および上昇通路64を挟んで配置される１対の案内通路77を形成する案内ダクト72とを備える。各案内通路77は、上下方向で機関本体Ｅａおよび反転通路63と重なる位置に、エンジンルーム15内で下方に向かって開口する空気出口78を有する。案内ダクト72は、ブラケット73（図３参照）を介してヘッドカバー４に取り付けられる。
【００３４】
案内通路77を下方に向かって流れた後にエンジンルーム15内に流入した換気用空気は、エンジンルーム15内に収容される機関本体Ｅａ、吸気装置Ｎ、排気マニホルド25などを冷却した後、その大部分が、機関本体Ｅａの前端部を構成するクランクケース２にブラケット２ａ（図１も参照）を介して取り付けられた交流発電機Ｇに、その冷却用空気として吸入される。換気装置70と交流発電機Ｇとが前後方向で機関本体Ｅａを挟んで配置される。これにより、換気用空気は機関本体Ｅａの後方から機関本体Ｅａの前方に向かって流れる過程で機関本体Ｅａのほぼ全体を冷却するので、換気用空気が冷却空気として効率よく利用され、その後に交流発電機Ｇに流入する。
【００３５】
図１〜図３を参照すると、交流発電機Ｇは、クランク軸７により回転駆動される回転軸81と、該回転軸81と一体に回転するロータおよびステータを収容するハウジング82とを備える。前記ロータには空気をハウジング82内に吸入する冷却ファンが設けられ、ハウジング82には、該冷却ファンにより吸引されて交流発電機Ｇの内部を冷却する空気が吸入されて流入する流入口83と冷却後の空気が排風として流出する流出口84とが設けられる。エンジンルーム15内の換気用空気は、下ケース50ａに設けられるルーバ85により整流された後、流入口83からハウジング82内に流入する。
【００３６】
排出口47から排出された排風は、排風案内装置90によりエンジンルーム15内に殆ど排出されることなく空気排出装置Ａeに導かれ、その後、船外機Ｓの外部に排出される。
図２，図３，図６〜図８を参照すると、排風案内装置90は、排出口47を囲むと共に排風を流入口83から流入しにくい所定位置まで導く排風通路95を形成する排風ダクト91と、上ケース50ｂから下方に延びて設けられて吸気消音器50内を貫通する排風ダクト91を第２消音室65から離隔させる隔壁92とを備える。この所定位置は、排風ダクト91がない場合比べて流入口83から排風が流入口83に流入することが抑制または防止される位置であり、この実施形態では、エンジンルーム15の外部としての空気排出空間43であり、排風通路95の出口95ｂは空気排出空間43内に開口する。このため、排風通路95と第２消音室65との間には、隔壁92および上ケース50ｂにより形成される断熱空間としての収容室96が形成され、排風ダクト91が収容室96に収容される。このため、排風通路95と第２消音室65との間に収容室96が設けられるので、排風の熱が第２消音室65内の燃焼用空気を加熱することが抑制される。
このように、交流発電機Ｇは、燃焼用空気とは分離された状態でエンジンルーム15内に流入した換気用空気を、エンジンルーム15の外部に排出する排気ファンを構成する。
【００３７】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
船外機Ｓに備えられる内燃機関Ｅの吸気通路Ｐは、吸気入口Ｐｉから吸気出口Ｐｅまでエンジンルーム15内で途切れない連続した通路であり、上流から下流に向かって、下降通路62、反転通路63、上昇通路64および分配室67ｃを有し、吸気入口Ｐｉから流入した燃焼用空気は、下降通路62で下方に向かい、次いで反転通路63で下方から上方に反転し、次いで上昇通路64で上方に向かって流れて最高位置の吸気出口Ｐe1よりも上方まで達し、次いで分配室67ｃで下方に向かって流れた後に、吸気出口Ｐｅから燃焼室30に向かって流出することにより、吸気通路Ｐの吸気入口Ｐｉから流入した燃焼用空気に水が混入しているとき、水は反転通路63において遠心力により燃焼用空気から分離される。しかも、反転通路63を通った燃焼用空気は、上昇通路64を通って最も高い位置にある吸気出口Ｐe1の位置よりも上方に達した後に、分配室67ｃを再度下方に向かって流れて吸気出口Ｐｅから燃焼室30に向かって流出するので、燃焼用空気が下方から上方に反転した後の上昇通路の途中において吸気出口から流出する場合に比べて、上昇通路64において水の分離が一層確実に行われて、水侵入防止効果が向上する。そして、吸気出口Ｐｅが複数ある場合にも、吸気出口Ｐｅの位置による影響を殆ど受けることなく、すべての燃焼室30に対して良好な水侵入防止効果が得られる。
【００３８】
吸気入口Ｐｉは、エンジンルーム15に連通することなく、エンジンルーム15の外部の空気取入空間42に直接連通していることにより、吸気通路Ｐの吸気入口Ｐｉからエンジンルーム15内の加熱された空気が流入することがないので、燃焼用空気の温度上昇が抑制されて、充填効率が向上し、しかも吸気脈動によるエンジンルーム15内の空気圧の変動がないので、吸気脈動に起因するエンジンカバーＣからの騒音が防止される。
【００３９】
吸気装置Ｎのスロットル弁52ａは、吸気通路Ｐにおいて、上昇通路64または前記水分離部よりも下流、かつ分配室67ｃよりも上流に配置されることにより、反転通路63および上昇通路64において水が分離された燃焼用空気がスロットル弁52ａにより流量制御されるので、スロットル弁52ａに水が付着することが防止される。そして、燃焼用空気に混入した水が海水である場合、スロットル弁52ａに塩が付着することが防止される。
【００４０】
吸気通路Ｐにおいて、下降通路62の流入部62ａまたは流出部61ｂと、上昇通路64の流出部64ｂまたは流入部65ａとが、平面視で、スロットル弁52ａまたはスロットル弁装置52を挟んで配置されることにより、流入部62ａまたは流出部61ｂと流出部64ｂまたは流入部65ａとの間に形成されるスペースを利用してスロットル弁52ａまたはスロットル弁装置52が配置されるので、スロットル弁52ａまたはスロットル弁装置52と吸気通路Ｐとのコンパクトな配置が可能になる。さらに、前記スペースを利用することにより、スロットル弁52ａまたはスロットル弁装置52を挟む方向で下降通路62の下降部62ｃおよび上昇通路64の上昇部64ｃの幅を大きくして、その通路面積を拡大することができるので、下降通路62の下降部62ｃにおける流速を減少させて水の分離効果を高めることができる。さらに、下降通路62、反転通路63および上昇通路64から構成される水分離部に、膨張による消音室の機能を持たせることができて、吸気騒音の低減に寄与する。
前記水分離部よりも上流および下流に、それぞれ第１消音室61および第２消音室65が配置されることにより、吸気消音器による吸気騒音が低減に優れた船外機Ｓが得られる。
【００４１】
吸気装置Ｎの入口ダクト54により形成される吸気入口Ｐｉは空気取入空間42の第１空間42ａに連通し、入口ダクト54と上カバー14の挿入部14ｂとが、入口ダクト54における燃焼用空気の流れ方向Ｆで互いに重なる重合部Ｗに、エンジンルーム15内とエンジンルーム15の外部との間を密封するシール部材55が設けられることにより、入口ダクト54および挿入部14ｂが流れ方向Ｆに振動して、流れ方向Ｆで入口ダクト54と挿入部14ｂとの相対移動が生じる場合にも、重合部Ｗが形成されるように入口ダクト54および挿入部14ｂの寸法を設定することで、シール部材55により入口ダクト54とエンジンカバーＣとの間が密封されるため、所要のシール性を確保するために高い寸法精度を必要とすることなく、しかもシール性が振動の影響を受けにくいシール構造が得られる。しかも、入口ダクト54とエンジンカバーＣとの間のシール性が安定して確保されるので、吸気脈動に起因するエンジンカバーＣからの騒音が確実に防止される。
【００４２】
エンジンカバーＣは、吸気装置Ｎが取り付けられた機関本体Ｅａに固定された下カバー13と、位置決め部としての取付部16により案内された後に取付位置に位置決めされて下カバー13に着脱可能に取り付けられる上カバー14とから構成され、シール部材55は挿入部14ｂに設けられ、挿入部14ｂが設けられた上カバー14は、重合部Ｗが形成される前に、取付部16により下カバー13に対して案内され、上カバー14が前記取付位置まで移動する過程で、挿入部14ｂが入口ダクト54に挿入されて重合部Ｗが形成される。これにより、機関本体Ｅａに固定された下カバー13に上カバー14が取り付けられる際、取付部16により下カバー13に対して上カバー14が案内されることで、入口ダクト54に対して上カバー14に設けられた挿入部14ｂが重合部Ｗが形成可能な位置に位置決めされ、上カバー14が取付部16により案内された状態で前記取付位置まで移動させられる過程で、重合部Ｗが形成されて、シール部材55が重合部Ｗにおいて入口ダクト54および挿入部14ｂに気密に接触するシール構造が形成される。この結果、下カバー13に対する上カバー14の取付けと並行してこのシール構造が形成されるので、該シール構造の形成が容易になる。
【００４３】
船外機Ｓにおいて、クランク軸７と交流発電機Ｇの回転軸81とは、エンジンルーム15内に軸間距離ｄを置いて配置され、交流発電機Ｇのハウジング82に設けられた流出口84を囲むと共に排風を流入口83から流入しにくい所定位置としての空気排出空間43まで導く排風ダクト91を備えることにより、交流発電機Ｇから排出された排風が、温度が殆ど低下していない状態で交流発電機Ｇに再度流入することが抑制されるので、エンジンルーム15内で内燃機関Ｅの出力軸との間に軸間距離ｄを置いて配置された回転軸81を有する交流発電機Ｇの冷却性が向上する。
【００４４】
排風ダクト91が排風をエンジンルーム15の外部である空気排出空間43に導くことにより、排風により燃焼用空気が加熱されることが抑制されて、充填効率の低下が抑制される。
エンジンルーム15内には、換気用空気が燃焼用空気から分離された状態で流入し、交流発電機Ｇは換気用空気をエンジンルーム15の外部に排出する排気ファンを構成することにより、交流発電機Ｇがエンジンルーム15内の換気用空気を排出する排出ファンを兼ねるので、換気専用の排出ファンが不要になるため、部品点数を増やすことなく、エンジンルーム15内の換気効率を向上させることができて、エンジンルーム15内の内燃機関Ｅをはじめとする装置や部材の冷却性が向上する。しかも、エンジンルーム15内には換気用空気が燃焼用空気から分離した状態で導入されるので、換気を促進したとしても吸気装置Ｎにより吸入される燃焼用空気の流量が影響を受けることはない。
【００４５】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
入口ダクトは、挿入部を貫通していなくてもよく、また挿入部が筒状に形成される場合には、該挿入部の外周に挿入されてもよい。この場合、シール部材は、入口ダクトの内周と挿入部の外周との間に配置される。
シール部材55は入口ダクト54および挿入部14ｂの少なくとも一方に設けられていればよい。
内燃機関は、直列多気筒内燃機関または単気筒内燃機関であってもよい。単気筒内燃機関の吸気通路が１つの吸気出口のみを有する場合、該吸気出口が最高位置の吸気出口となる。
内燃機関は、船外機以外の機械、例えば車両や作業機に備えられるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明が適用された船外機の概略右側面図である。
【図２】図１の船外機の要部断面図である。
【図３】図２の概ねＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。
【図４】の図２の拡大図であり、エンジンカバーの取付部付近の図である。
【図５】図２の概ねＶ−Ｖ線での断面図である。
【図６】図２の概ねＶＩ−ＶＩ線での断面図である。
【図７】図２の拡大図であり、吸気装置の入口ダクト付近の図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線での要部断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…シリンダブロック、７…クランク軸、13…下カバー、14…上カバー、15…エンジンルーム、40…外装カバー、42…外気取入空間、43…空気排出空間、44…外気取入口、54…入口ダクト、55…シール部材、61，65…消音室、62…下降通路、63…反転通路、64…上昇通路、67…マニホルド通路、91…排風ダクト、
Ｓ…船外機、Ｅ…内燃機関、Ｅａ…機関本体、Ｇ…交流発電機、Ｃ…エンジンカバー、Ｎ…吸気装置、Ｐ…吸気通路、Ｐｉ…吸気入口、Ｐｅ…吸気出口、Ａｉ…外気取入装置、Ａｅ…空気排出装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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