(57)【要約】【課題】エンジンの高速回転時の周波数の高い音および低速回転時の周波数の低い音の両方を効果的に消音することが可能な小型船舶のウォーターマフラーを提供することを目的とする。【解決手段】小型船舶に搭載される推進用エンジンの排気ポート側に連結されるウォーターマフラーＷｍが、前記排気ポート側と基端が連結され先端１Ａが膨張室１０内に開口する導入管１と、この導入管１の先端１Ａに開閉自在に配設される弁部材１４とを有する。【選択図】　　　　　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小型船舶に搭載されるエンジンの排気ポート側に連結されるウォーターマフラーであって、
このウォーターマフラーが、前記排気ポート側と基端が連結され先端が膨張室内に開口する導入管と、この導入管の先端に開閉自在に配設される弁部材とを有することを特徴とする小型船舶のウォーターマフラー。
【請求項２】
小型船舶に搭載されるエンジンの排気ポート側に連結されるウォーターマフラーであって、
前記ウォーターマフラーが、長手方向に順に第１室，第２室、第３室の少なくとも３室を具備するとともに、
前記排気ポート側と基端が連結され前記第１室を通過して先端が前記第２室に開口し、少なくとも第１室を通過する部分に細径の複数の通気穴が形成されている導入管と、
この導入管の先端に開閉自在に配設される弁部材と、
前記第１室と第２室を連通する第１の連通管と、前記第１室と第３室とを連通する第２の連通管と、
前記第３室に基端が開放しウォーターマフラー内の排気ガスを該ウォーターマフラー外へ排出する排出管とを、
有することを特徴とする小型船舶のウォーターマフラー。
【請求項３】
前記導入管の第２室部分にも前記通気穴が形成されていることを特徴とする請求項２記載の小型船舶のウォーターマフラー。
【請求項４】
前記導入管が、ウォーターマフラーに対して取り外し自在に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の小型船舶のウォーターマフラー。
【請求項５】
前記弁部材の背面に薄板からなるばね部材が、該弁部材に重なるように配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の小型船舶のウォーターマフラー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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）　等の小型船舶に搭載されるウォーターマフラーに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
小型船舶、例えば、所謂ジェット推進型の小型滑走艇は、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、このジェット推進型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、バー型操舵ハンドルを左右に操作することによって左右に揺動させて、後方への水の噴射方向を左右に変更させて、艇を右側あるいは左側に操舵する。
【０００４】
ところで、この小型滑走艇等の小型船舶の場合、全体が小型であることから、推進用のエンジンの排気音を効果的に消音するのは難しい。
つまり、エンジンの高速回転時の比較的周波数の高い音と、低速回転時の周波数の低い音の両方を効果的に消音することは難しい。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みておこなわれたもので、エンジンの高速回転時の周波数の高い音および低速回転時の周波数の低い音の両方を効果的に消音することが可能な小型船舶のウォーターマフラーを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、以下のような構成からなる小型船舶のウォーターマフラー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船舶のウォーターマフラーは、小型船舶に搭載されるエンジンの排気ポート側に連結されるウォーターマフラーであって、
このウォーターマフラーが、前記排気ポート側と基端が連結され先端が膨張室内に開口する導入管と、この導入管の先端に開閉自在に配設される弁部材とを有することを特徴とする。
【０００７】
しかして、上述のように構成された小型船舶のウォーターマフラーによれば、ウォーターマフラー内の導入管の先端に配設されている弁部材に、排気ガスが当接して、該弁部材を開動作させることによって、排気ガスのエネルギーが弱められる。このため、周波数の高い排気音も周波数の低い排気音も、低減させることができる。特に、弁部材をＮＢＲ等の高分子材料からなる板材で構成した場合には、弁部材そのものも音を吸収するため、より排気音を低減することができる構成となる。
【０００８】
また、本第２の発明にかかる小型船舶のウォーターマフラーは、小型船舶に搭載されるエンジンの排気ポート側に連結されるウォーターマフラーであって、
前記ウォーターマフラーが、長手方向に順に第１室，第２室、第３室の少なくとも３室を具備するとともに、
前記排気ポート側と基端が連結され前記第１室を通過して先端が前記第２室に開口し、少なくとも第１室を通過する部分に細径の複数の通気穴が形成されている導入管と、
この導入管の先端に開閉自在に配設される弁部材と、
前記第１室と第２室を連通する第１の連通管と、前記第１室と第３室とを連通する第２の連通管と、
前記第３室に基端が開放しウォーターマフラー内の排気ガスを該ウォーターマフラー外へ排出する排出管とを、
有することを特徴とする。
【０００９】
しかして、上述のように構成された小型船舶のウォーターマフラーによれば、導入管からウォーターマフラー内に導入された排気ガスは、エンジンが高速回転しているときには、排気ガス圧力が高いことから、前記弁部材を開いて、第２室に入る際に該弁部材との当接によって、且つ、この第２室での膨張によって消音される。次に、排気ガスは、前記第２室から第１室に入って膨張する際にさらに消音され、さらに、第１室から第３室に入って膨張する際にさらに消音される。一方、エンジンが低速回転しているときには、導入管からウォーターマフラー内に導入された排気ガス圧力が低いことから、前記弁部材を有効に開くことなく、導入管の通気穴から第１室に排気ガスは入って、この際膨張することによって消音される。そして、この第１室と前記第２室とは、第１の連通管で連通していることから、第２室がレゾネータとして機能し、排気音同士を干渉させることによって消音する。そして、第１室から第２の連通管を介して第３室に入った排気ガスはここで膨張することによってさらに消音される。
また、エンジン回転数が中速のときには、前記弁部材を少し開いて第２室に入ってここから第１の連通管を介して第１室に入った排気ガスと、前記通気穴から直接第１室に入った排気ガス（排気音）が干渉することによって、打ち消されて、さらに消音される。しかる後に、第３室に入ってここで膨張して消音される。
このように、エンジン回転数が高いときにも低いときにも、さらには中速のときにも、排気音を有効に消音することが可能となる。
【００１０】
そして、前記小型船舶のウォーターマフラーにおいて、前記導入管の第２室部分にも前記通気穴が形成されていると、エンジンの低速回転時における、第１室と第２室の排気音をより効果的に干渉させて消音させることができる。
【００１１】
また、前記小型船舶のウォーターマフラーにおいて、前記導入管が、ウォーターマフラーに対して取り外し自在に設けられていると、弁部材を消耗品で構成しても、取り替えが自在にできる構成となる。
【００１２】
さらに、前記弁部材の背面に薄板からなるばね部材が、該弁部材に重なるように配設されていると、弁部材の開閉に要する応力をより幅広く調整することができる点で好ましい実施形態となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態にかかる小型船舶の一種である小型滑走艇のウォーターマフラーを例に挙げて、図面を参照しながら、具体的に説明する。しかし、小型滑走艇以外の小型船舶にも実施できることは言うまでもない。
【００１４】
図１は本発明の実施形態にかかる小型滑走艇の４サイクルエンジンに付設されたウォーターマフラーの構成を示す全体側断面図、図２は図１に示すウォーターマフラーの導入管の先端に付設される弁部材の構成を示す図１のＩＩ−ＩＩ矢視方向から見た該弁部材が閉じた状態を示す図、図５は本発明の実施形態にかかる小型滑走艇の全体側面図、図６は図５の平面図である。
【００１５】
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と呼ばれる。この図において、Ｌは喫水線を示している。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
この実施形態の場合、エンジンＥは、多気筒（この実施例では４気筒）の４サイクル式のエンジン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吸水口１７から取り入れた水を吸水通路２８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。
【００１８】
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において、２４はバー型の操舵ハンドルで、このハンドル２４を左右に操作することによって、図６に一点鎖線で示すケーブル２５を介して、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。また、図６において、Ｌｔはエンジンの回転数を操作するためのスロットルレバーである。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
ところで、図４に図示するように、この小型滑走艇の前記エンジンＥの各排気ポートは、排気ガスを船外へ排出する排気通路Ｅｐに接続されている。この排気通路Ｅｐは、基端が前記排気ポートの出口に接続される排気マニフォルド３０と、該排気マニフォルド３０の先端に接続される第１排気管３１と、この第１排気管３１の先端に接続されるウォーターマフラーＷｍと、このウォーターマフラーＷｍから船外へ排気ガスを導く第２排気管３２とを有する。
そして、この実施形態にかかるウォーターマフラーＷｍは、図１に図示するように、概略の全体の形状がドラム缶を横に寝かせたような形状を有し、内部は膨張室１０を構成している。前記膨張室１０となる内部は、縦方向に設けられた仕切り壁１０Ａ，１０Ｂによって、艇の前方から順に第１室Ｃｈ１、第２室Ｃｈ２、第３室Ｃｈ３の３つの部屋に分割されている。前記第２室Ｃｈ２は、前記第１室Ｃｈ１と第３室Ｃｈ３に前後を挟まれた中央に位置している。船体との関係からは、前記第１室Ｃｈ１が前側に前記第３室Ｃｈ３が後ろ側になるように、船体内に配置されている。
前記第１室Ｃｈ１の前後両側の壁面を貫通して前記第２室Ｃｈ２に先端１Ａが開口するように、導入管１が配置されている。この導入管１の基端１Ｂは、図４に図示する前記第１排気管３１の先端に接続されている。
そして、この導入管１の前記第１室Ｃｈ１を通過する部分１ｆには、該導入管１内部と第１室Ｃｈ１を連通させるための細径の通気穴３が複数形成されている。そして、この導入管１の先端（排気ガスの後流端：図において左端）１Ａの開口部分には、閉塞可能な可撓性のベロー弁１４が配設されている。この実施形態では、このベロー弁１４は、耐熱ゴム製（具体的には、例えば「ＮＢＲ」）の弁によって構成されている。このベロー弁１４の背面（後方面；図１において右方）側には、該ベロー弁１４のばね作用を補強するためのバネ板材５が、重なるよう状態で配設されている。なお、図１では、ベロー弁１４とバネ板材５の存在が判りやすくするために、離間して図示している。
そして、前記ベロー弁１４とバネ板材５とは、それらの上端部分で、ボルト６によって、導入管１に固定されている（図１，図２参照）。
なお、この実施形態の場合には、前記バネ板材５は、ベロー弁１４の略上部２／３に重なるような状態で設けられている。つまり、ベロー弁１４の下部は、ベロー弁１４自体の有する剛性（弾性）によって曲げられるため、ばね作用が弱く、従って、ベロー弁１４の下部は、比較的弱い外力によって開くように構成されている。一方、ベロー弁１４の略上部２／３は、バネ板材５の剛性（弾性）がベロー弁１４自体の有する剛性に加わって、やや強い外力（例えば、エンジンが高速回転（例えば、２５００ｒｐｍ以上）になったときの排気ガス圧）が作用しないと開かないように構成されている。
【００２２】
前記第２室Ｃｈ２と前記第１室Ｃｈ１とは、第１の連通管７で接続され、排気ガスがこれらの間を連通できるよう構成されている。また、前記第１室Ｃｈ１と前記第３室Ｃｈ３とは、第２の連通管８で接続され、排気ガスが第２室Ｃｈ２から第３室Ｃｈ３へ連通することが可能に構成されている。
また、このウォーターマフラーＷｍの前記第３室Ｃｈ３には、該第３室Ｃｈ３内に基端９Ａが開口する排出管９が配設され、この排出管９の先端は、図４に図示する前記第２排気管３２の基端と接続されている。
この排出管９は、この実施形態の場合、縦方向（略垂直方向）に配設され、基端（下端）９Ａは一部９ａを残して所定高さ分だけ切り欠かれて、第３室Ｃｈ３の底部に溜まった水Ｗａを、排気ガスの排出に伴って、外部に排出するよう構成されている。
【００２３】
また、この実施形態では、前記導入管１は、ウォーターマフラーＷｍの本体Ｂに対して、着脱可能に構成されている。つまり、導入管１は、外管１２と内管１３とからなる二重管で構成され、この外管１２に対して内管１３が取り外し自在に構成されている。しかし、勿論、導入管１自体を着脱自在に構成してもよい。
【００２４】
この実施形態の場合には、導入管１の内管１３は、外管１２に対して前方（図１において左方向）へ取り外し自在に構成されている。
そして、ウォーターマフラーＷｍの前側（第１室Ｃｈ１側）に設けられている、つまりウォーターマフラーＷｍの前壁となる鏡板１１には、前記導入管１を挿通するための穴１１ｈが形成されている。そして、この穴の周囲には、後方への折り返し部分１１ａが形成され、この折り返し部分１１ａとこの導入管１の外管１２の外周面とが面接触することによって支持されるよう構成されている。
また、同様に、前記第１室Ｃｈ１と第２室Ｃｈ２とを仕切る、前記仕切り壁１０Ａにも、前記折り返し部分１１ａと同様の折り返し分１０ａが形成されている。そして、この折り返し部分１０ａとこの導入管１の外管１２の外周面とが面接触することによって支持されるよう構成されている。
前記折り返し部分１１ａと外管１２との間は溶接等により密着した状態で固定される。また、前記折り返し部分１０ａと外管１２との間は、厳密（緊密）にシールしたい場合には、シール材を介装してもよい。
【００２５】
そして、前記外管１２の先端（図１において右端）には、該先端で前記内管１３の外周面と面接触するように、先端側で細径になる、段部１２ｂが形成されている。
また、該外管１２の基端からやや先端側の部位（図１において基端からやや右側の部位）の内周面には、リブ１２ｃが一体に取着されている。
これに対して、前記内管１３の外周面には、前記リブ１２ｃに係合するフランジ部材１３Ｂが一体に取着され、外管１２に対して、それ以上内管１３が奥方（図１において右方）へ移動するのを不能とするように構成されている。
そして、外管１２内に内管１３が、二重管状に、挿着された状態において、該内管１３の基端側（図１において左端側）から、耐熱ゴム製のリング状の栓部材（固定部材）１６を配設することによって、内管１３を外管１２内に、取り外し自在に、且つ、移動不能に固定している。
従って、この実施形態にかかる構成を用いて、内管１３を外管１２対して着脱自在に構成する構造では、前記ベロー弁１４およびバネ板材５は、前記内管１３の外周からはみ出さないような形状にする必要がある。
また、この実施形態の場合には、この導入管１の内管１３の、前記第１室Ｃｈ１および第２室Ｃｈ２を通過する部分に、該内管１３内部と外管１２との間の空間を連通させる細径の通気穴４が複数形成されている。この実施形態の場合には、図１に図示するように、パンチングメタル状に通気孔４が形成されている。
【００２６】
しかして、このように構成された本発明にかかるウォーターマフラーＷｍの場合、以下のように作用する。即ち、
エンジンＥからの排気ガスＧｓは、導入管１からウォーターマフラーＷｍ内に導入されるが、その際、該導入管１の先端に配設されている可撓性のベロー弁１４に当接して、該ベロー弁１４を開動作させることによって、排気ガスの有するエネルギーが弱められる。このため、周波数の高い排気音も周波数の低い排気音も、低減させられる。特に、ベロー弁１４を耐熱性のゴム製の板材、例えばＮＢＲあるいはＰＶＣ等からなる板材で構成した場合には、ベロー弁１４自体も音を吸収することによって、より排気音を低減することができる。かかる場合には、吸音効果からすると、ベロー弁１４の表面に微小な凹凸面とすることが望ましい構成となる。
次に、エンジンの回転数との関係から作用を述べると次のとおりである。つまり、エンジンが高速回転しているときには、導入管１からウォーターマフラーＷｍ内に導入された排気ガスの圧力が高いことから、前記バネ板材５およびベロー弁１４自体のバネ力に抗して、前記ベロー弁１４を大きく開くことになる。このため、排気ガスの有するエネルギーは弁を開くエネルギーに消費されるため、消音される。加えて、排気ガスが第２室Ｃｈ２に入った際に膨張することによって、消音される。次に、排気ガスは、前記第２室Ｃｈ２から、第１の連通管７を通って、第１室Ｃｈ１に入って膨張する際にさらに消音され、また第１室Ｃｈ１から、第２の連通管８を通って、第３室Ｃｈ３に入って膨張する際に、さらに消音される。図３において、エンジンが高速回転しているときの排気ガスの流れを、黒塗りの太い矢印で表す。
【００２７】
また、エンジンが低速回転しているときには、導入管１からウォーターマフラーＷｍ内に導入された排気ガスの圧力が低いことから、前記ベロー弁１４を殆ど開くことなく、導入管１の通気穴４と通気穴３とを通過して、第２室Ｃｈ２を経由することなく、第１室Ｃｈ１に排気ガスは直接入る。この際、排気ガスが膨張することによって消音される。そして、この第１室Ｃｈ１と前記第２室Ｃｈ２とは、第１の連通管７で連通していることから、第２室Ｃｈ２がレゾネータとして機能し、排気音同士を干渉させて消音させる。そして、第１室Ｃｈ１から第２の連通管８を介して第３室Ｃｈ３に入った排気ガスは、この第３室Ｃｈ３に入った際に膨張してさらに消音される。図１において、エンジンが低速回転しているときの排気ガスの流れを、白抜きの太い矢印で表す。
【００２８】
また、エンジン回転数が中速のときには、前記ベロー弁１４を少し開いて、例えば、ベロー弁１４の下部１／３のばね力の弱い部分（バネ板材５が重なっていない部分）のみ開いて、第２室Ｃｈ２に入いる。そして、該第２室Ｃｈ２から第１の連通管７を介して第１室Ｃｈ１へ排気ガスが入いるが、この排気ガスと、前記通気穴４、通気穴３から直接第１室Ｃｈ１に入った排気ガス（排気音）とが干渉する。この結果、これら経路の異なる排気ガス同士が互いに打ち消しあって、さらに消音される。そして、その後に、第３室Ｃｈ３に入ってここで膨張して消音される。
【００２９】
このように、エンジン回転数が高いときにも低いときにも、さらには中速のときにも、排気音を有効に消音することが可能となる。
【００３０】
加えて、本実施形態のように、ウェット式のウォーターマフラーＷｍの場合には、前記第３室Ｃｈ３において、底部に溜まっている水Ｗａと排気ガスが混合した状態で排気通路の後流側（第２排気管３２側）に排出されるため、そのためのエネルギーが消費され且つ水Ｗａに音が吸収されて、さらに排気音は低下する。
【００３１】
ところで、前記構成のウォーターマフラーＷｍにおいて、図３に図示するように、前記導入管１の第２室Ｃｈ２部分にも前記通気穴３が形成されていると、エンジンの低速回転時において、第２室Ｃｈ２にも通気孔３を通って排気ガスが入ってくるため、第１室Ｃｈ１に通気孔３を通って入って来た排気ガスと干渉して、第１室Ｃｈ１と第２室Ｃｈ２の排気音を、より効果的に低減させることができる。なお、図３に図示する実施形態のウォーターマフラーＷｍも、前記第２室Ｃｈ２部分にも前記通気穴３が形成されている点を除いて、図１と同じ構成を有し、同じ作用効果を奏する。また、図３において、エンジンが低速回転しているときの排気ガスの流れを、白抜きの太い矢印で表す。
【００３２】
また、この実施形態にかかるウォーターマフラーＷｍのように、前記導入管１の消耗部分、つまりベロー弁１４を、着脱自在になった内管１３の先端に取着して、該内管１３を外管１２対して取り外し自在に構成しておくと、消耗品となるベロー弁１４を簡単に取り替えることが可能となる。
なお、図１，図３，図４において、矢印Ｇｓは、排気ガスの流れを示す。また、図３に図示する第２の実施形態の、図１に図示する第１の実施形態の構成と対応する主な構成については同じ参照符号を付し、また排気ガスの流れを矢印Ｇｓで示している。
【００３３】
また、弁部材として、前記実施形態では、ベロー弁を用いているが、これに代えて、他の形態の弁であっても、前記同様の作用効果を得ることができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、小型船舶において、エンジンの高速回転時の周波数の高い音および低速回転時の周波数の低い音の両方を効果的に消音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４サイクルエンジンに付設されたウォーターマフラーの構成を示す全体側断面図である。
【図２】図１に示すウォーターマフラーの導入管の先端に付設される弁部材の構成を示す図１のＩＩ−ＩＩ矢視方向から見た該弁部材が閉じた状態を示す図である。
【図３】本発明の別の実施形態にかかる小型滑走艇の４サイクルエンジンに付設されたウォーターマフラーの構成を示す全体側断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかるウォーターマフラーを具備した小型滑走艇の全体側断面図である。
【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】
Ｗｍ……ウォーターマフラー
Ｅ……エンジン
１……導入管
１Ａ……先端
１４……ベロー弁（弁部材）
１０……膨張室
【図１】
2004019501.tif 000003
【図２】
2004019501.tif 000004
【図３】
2004019501.tif 000005
【図４】
2004019501.tif 000006
【図５】
2004019501.tif 000007
【図６】
2004019501.tif 000008