(57)【要約】【課題】実質的にコンパクトな構成にして、優れた排気性能、従ってエンジン性能を実現する船外機の排気装置を提供する。【解決手段】排気ポートに接続されるエキゾーストマニホールド２６に対して、エキゾーストマニホールド２６内の排気通路外側を環状に覆うようにウォータジャケット５０を付設する。エキゾーストマニホールド２６のウォータジャケット５０の冷媒として、エンジン冷却用クーラントを流通させる。エキゾーストマニホールド２６にサイフォン状のエキゾーストパイプ２７を接続し、サイフォン状の前半部外側を環状に覆うようにウォータジャケット５８を付設し、ウォータジャケット５８内に海水を直接供給して流通させる。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンケース内部にエンジンが収容されると共に、該エンジンケース外部に前記エンジンによって駆動される推進機を備えた船外機において、前記エンジンからの燃焼ガスを排出するための排気装置であって、
排気ポートに接続されるエキゾーストマニホールドに対して、該エキゾーストマニホールド内の排気通路外側を環状に覆うようにウォータジャケットを付設したことを特徴とする船外機の排気装置。
【請求項２】
前記エキゾーストマニホールドのウォータジャケットにおいて、前記エキゾーストマニホールドの下端部から冷媒を注入する注入口を設けると共に、その上端部から冷媒を排出する排出口を設けることを特徴とする請求項１に記載の船外機の排気装置。
【請求項３】
前記エキゾーストマニホールドのウォータジャケットの冷媒として、エンジン冷却用クーラントを流通させることを特徴とする請求項２に記載の船外機の排気装置。
【請求項４】
前記エキゾーストマニホールドの排気開放端を上向きに開設したこと特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項５】
前記エキゾーストマニホールドにサイフォン状のエキゾーストパイプを接続し、該サイフォン状の前半部外側を環状に覆うようにウォータジャケットを付設し、このウォータジャケット内に海水を直接供給して流通させること特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項６】
前記エキゾーストパイプのサイフォン状の後半部の排気通路内に海水を排出するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の船外機の排気装置。
【請求項７】
前記エキゾーストパイプのサイフォン状の頂部に対応するそのウォータジャケットの最上部から一旦、配管を介して海水を上方外部へ導出すると共に、その海水を前記エキゾーストパイプの排気通路に装着された噴射ノズルへ導入することを特徴とする請求項６に記載の船外機の排気装置。
【請求項８】
前記噴射ノズルはサイフォン状の頂部直後に装着され、前記エキゾーストパイプの排気通路の下流方向に指向することを特徴とする請求項７に記載の船外機の排気装置。
【請求項９】
前記エキゾーストパイプのサイフォン状の前半部に酸素センサ又は空燃比センサを配設すること特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項１０】
前記エキゾーストパイプのウォータジャケット内に犠牲金属を配設すること特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の船外機の排気装置。
【請求項１１】
前記酸素センサ又は空燃比センサと前記噴射ノズルとの間に触媒を設置することを特徴とする請求項９又は１０に記載の船外機の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船外機に搭載されるエンジンからの燃焼ガスを排出するための排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶もしくは舟艇の推進機関あるいは推進システムの主なものとして船外機、船内外機及び船内機等がある。このうち船外機はアウトボードドライブ等と呼ばれ、エンジン、その捕機類、駆動系のギアやシャフト及びスクリュー等が一体化して構成されており、一般には船体船尾のトランサムボードに搭載される。典型的には小型の舟艇等に搭載され、ステアリング機能とチルティング機能を有している。
【０００３】
また、船内外機は、小型船舶等の推進機関の設置方法として、インボードエンジン・アウトボードドライブ等と呼ばれ、エンジンを船内船尾部に搭載すると共に減速ギア、前後進クラッチ及びプロペラ等を一体化してなるドライブユニットをトランサムボードの外部に配置したものである。
【０００４】
これら船外機、船内外機あるいは船内機いずれにおいても、動力源として内燃機関であるエンジンを搭載する場合、エンジンに燃焼用空気を供給する吸気装置や燃焼後の排気ガスを排気する排気装置は、エンジン性能に著しく影響するため極めて重要な装置である。船外機等では特に使用環境等との関係で、陸上の場合と比べて制約も厳しくなる。とりわけ排気装置にあっては、このような条件下での使用に有効に対応し得るかは極めて重要であり、従来より種々の工夫がなされている。
【０００５】
具体的には次に示すような特許文献に記載のものを始めとして、この種の船外機等における排気装置等が知られている。これらの特許文献に開示されるように、それぞれ特長を有すると共に、問題も有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６９７０７号公報
【特許文献２】特許第２９８４０２７号公報
【特許文献３】米国特許第７３９０２３２号明細書
【特許文献４】特開２００１−１７３４４３号公報
【特許文献５】特開平７−１４４６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の触媒付船外機では、触媒が排気出口端（プロペラ）から近い位置なので後進時等に排気通路を逆流した周囲海水に被水され易いという問題がある。また、カバー内に触媒を収めるために、排気通路を急激に屈曲させる必要があり、排気圧力損失が大きく、エンジン出力性能が上げられないという問題がある。
また、特許文献２に記載のものでは、触媒が排気パイプ（ライザー）の頂点よりも下流に位置するため、触媒位置での排気温度が下がってしまい、浄化効率が悪化する。その上、略水平位置に触媒が位置するため、排気中の水蒸気が凝縮（液化）した水が排出され難く、更に排気出口端に近いため、後進時等には排気出口端から逆流した周囲海水に被水され易いという問題がある。
【０００８】
また、特許文献３に記載のものでは触媒は排気開放端から遠く、排気ガス昇流領域もしくは上昇区間に位置するため、逆流水／凝縮水の問題はない。ところが、エンジン排気ポートから遠い位置（エンジン全長の外側）で排気パイプにまとめられた後、触媒を設けたパイプに繋がるため、触媒温度を上げることができず、浄化効率を高くできないという問題がある。
【０００９】
また、特許文献４に記載の乾式排気装置を持つ船内外機では、排気系部品の表面温度を充分に下げて船体や他の部品に熱害が生じないように排気系部品の周りに管を設け、空気で冷やす必要がある。このため船体（エンジン室）空間が大きくなり、船体有効使用体積が減ってしまうという問題がある。
また、特許文献５にはＰＷＣ（Personal Water Craft）における乾式排気の例が開示される。この場合、マフラを２重管構造とし、その間に海水を入れて冷却するので、マフラ周りの空間は空冷乾式排気方式と比べると小さくはなるものの、重量増を招くという問題があった。
【００１０】
更に、その他の例において、エンジンを間接（循環）冷却、エキゾーストマニホールド及びエキゾーストパイプを海水又は循環液で乾式冷却としたものがある。エンジンから排出された直後の排気温度は高いので、接合面のシールが難しくなり、この例ではガス通路と冷却水通路を分離しているが、このような構造は更に重量増を招くという問題がある。
別の例では、エキゾーストマニホールド及びエキゾーストパイプを間接循環冷却とし、通路を拡大することで接合部のシール性を確保しているが、触媒はエンジン排気ポートから離れた位置となり、浄化効率は上げられないとう問題がある。
【００１１】
先に述べた特許文献３のものでは更に、排気ガス昇流領域の触媒の位置までは循環冷却液による間接冷却、以降のエキパイは海水による間接冷却としている。しかしながら、エンジンだけでなく、エキゾーストマニホールド及びエキゾーストパイプの部位も循環液での間接冷却としており、触媒がエンジン排気ポートから離れた位置にあるので、大きな部分を循環冷却することになり、大きな熱交換器が必要となる。
【００１２】
本発明はかかる実情に鑑み、実質的にコンパクトな構成にして、優れた排気性能、従ってエンジン性能を実現する船外機の排気装置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】
【００１３】
本発明の船外機の排気装置は、エンジンケース内部にエンジンが収容されると共に、該エンジンケース外部に前記エンジンによって駆動される推進機を備えた船外機において、前記エンジンからの燃焼ガスを排出するための排気装置であって、排気ポートに接続されるエキゾーストマニホールドに対して、該エキゾーストマニホールド内の排気通路外側を環状に覆うようにウォータジャケットを付設したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エキゾーストマニホールドのウォータジャケットにおいて、前記エキゾーストマニホールドの下端部から冷媒を注入する注入口を設けると共に、その上端部から冷媒を排出する排出口を設けることを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エキゾーストマニホールドのウォータジャケットの冷媒として、エンジン冷却用クーラントを流通させることを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エキゾーストマニホールドの排気開放端を上向きに開設したこと特徴とする。
【００１５】
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エキゾーストマニホールドにサイフォン状のエキゾーストパイプを接続し、該サイフォン状の前半部外側を環状に覆うようにウォータジャケットを付設し、このウォータジャケット内に海水を直接供給して流通させること特徴とする。
【００１６】
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エキゾーストパイプのサイフォン状の後半部の排気通路内に海水を排出するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エキゾーストパイプのサイフォン状の頂部に対応するそのウォータジャケットの最上部から一旦、配管を介して海水を上方外部へ導出すると共に、その海水を前記エキゾーストパイプの排気通路に装着された噴射ノズルへ導入することを特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記噴射ノズルはサイフォン状の頂部直後に装着され、前記エキゾーストパイプの排気通路の下流方向に指向することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エキゾーストパイプのサイフォン状の前半部に酸素センサ又は空燃比センサを配設すること特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記エキゾーストパイプのウォータジャケット内に犠牲金属を配設すること特徴とする。
また、本発明の船外機の排気装置において、前記酸素センサ又は空燃比センサと前記噴射ノズルとの間に触媒を設置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、エキゾーストマニホールドにウォータジャケットを付設することで、これを有効に冷却し、エンジンルームが排気熱で過熱されないようにすることができると共に、エキゾーストマニホールド等を廉価な材質で作ることができる。この場合、エキゾーストマニホールドのウォータジャケットがエンジン側と直接繋がらないため、自動車用エンジン等を廉価にそのまま転用することができ、コスト的に極めて有利である。
また、エキゾーストマニホールドのウォータジャケットの冷媒として、エンジン冷却用クーラントを流通させることで、廉価に冷却系を構成することができる。
【００１９】
更に、エキゾーストマニホールドの上向きに開設された排気開放端に、サイフォン状のエキゾーストパイプを接続し、サイフォン状の前半部外側を環状に覆うようにウォータジャケットを付設して、海水を直接供給して流通させる。これにより排気ガスに含まれる水分をエンジン側に逆流させることなく、エキゾーストパイプを有効に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る船外機を搭載した船舶もしくは舟艇の例を示す斜視図である。
【図２】本発明の船外機の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の船外機の外観を示す後面図である。
【図４】本発明の船外機の外観を示す側面図である。
【図５】本発明の船外機の外観を示す前面図である。
【図６】本発明の船外機におけるエンジンケース内部の構成例を示す斜視図である。
【図７】本発明の船外機におけるエンジンケース内部の主要構成の分解斜視図である。
【図８】本発明の船外機のエンジンユニットの構成及び配置例を示す斜視図である。
【図９】本発明の船外機の吸排気系における排気装置の構成例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の船外機の排気装置のエンジン側との配置構成例を示す側面図及びシリンダヘッドまわりの吸排気系の配置構成例を示す側断面図である。
【図１１】本発明の船外機の排気装置のエンジン側との配置構成例を示す上面図及び正面図である。
【図１２】本発明の船外機の排気装置におけるエキゾーストマニホールド乃至エキゾーストパイプまわりを示す斜視図及び断面図である。
【図１３】本発明の船外機の排気装置に係るエキゾーストマニホールドの縦断面図、横断面図及び上面図である。
【図１４】本発明の船外機の排気装置における冷却水等の循環路を含む冷却系を概略示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づき、本発明における船外機の排気装置の好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る船外機１０を搭載した船舶もしくは舟艇の例を示している。この例では船舶は典型的には中小型とし、船体１の後部にトランサムボード２（船尾板）有するものとする。船外機１０は図示のようにトランサムボード２を利用して搭載される。なお、以下で参照する各図の要所において、前方（船首側）を矢印Ｆｒにより、後方（船尾側）を矢印Ｒｒによりそれぞれ示す。また、必要に応じて船体の左右方向（船幅方向）をそれぞれ矢印Ｌ、矢印Ｒにより示す。
【００２２】
ここで先ず本実施形態に係る船体１において、図１のように船体１の底部に船床３が敷設され、この船床３の後端にトランサムボード２が配置される。船床３の中央部付近において操縦席４が設けられ、操縦席４にはハンドル５を始めとする操縦に必要な装置及び機器類、計器類等が配設される。船外機１０は動力、推進機、転舵装置及びチルト装置等が一体的に装備され、所謂オールインワンタイプとして構成され、船体１側に燃料タンク、バッテリ等の通常の備品があれば運転可能である。
【００２３】
なお、船舶としてこの図示例のものに限定されず、その他トランサムボードの後側に船外機搭載用のブラケット等を具備した船体もあり、つまり船体の船尾に船尾板又はこれに相当する部位もしくは部材を有するタイプのものに対して、本発明の船外機１０は有効に適用可能である。
【００２４】
図２〜図５は船外機１０の外観を示し、図２は船外機１０の斜視図、図３は後面図、図４は側面図及び図５は前面図である。船外機１０は樹脂製エンジンケース１００を有し、このエンジンケース１００内部に後述する動力源であるエンジンユニットを収容すると共に、エンジンケース１００の後部下方にスクリュー（プロペラ）を配置し、エンジンユニットによってスクリューを回転駆動する。エンジンケース１００は船外機１０の外観を構成する外装部材としても機能し、全体として一体感のある外観を呈している。
【００２５】
エンジンケース１００は図１をも参照して、船体１の船尾部（典型的にはトランサムボード２とする）と略同一の幅を有する筐体として構成される。この例ではエンジンケース１００の基本的な形態は概略直方体とし、該直方体の長手方向が船幅方向としている。エンジンケース１００はエンジンユニット及びその周辺部品もしくは部材を収容するケース本体１０１と、ケース本体１０１の上部開口を覆うケースカバー１０２とを有する。
【００２６】
エンジンケース１００内に収容されるエンジンユニット及びその周辺部品等について説明する。本発明の船外機１０はそのパワーユニットとして内燃機関を主動力とし、これを作動させて推進機を駆動する。図６は船外機１０におけるエンジンケース１００内部の構成例を示し、図７はエンジンケース１００内の主要構成の分解斜視図である。エンジンケース１００内において、パワーユニットを構成するエンジンユニット１１が、コンパクト且つ重量バランス良く配置収容される。この実施形態では２基のエンジンユニット１１を有し、その筐体の長手方向が船幅方向としたエンジンケース１００の左右に、一対のエンジンユニット１１がセンタ振分けで配置される。各エンジンユニット１１には、吸気系１２及び排気系１３が接続されると共に、それぞれの出力端（クランクシャフト）に動力伝達機構１４が連結される。動力伝達機構１４はエンジンユニット１１の後側にて左右方向中央部で推進機１５と結合し、これらの船外機構成部材が図７のようにフレーム１６上に搭載支持される。
【００２７】
更に具体的に説明すると、エンジンユニット１１において、この例では水冷式直列４気筒４サイクルガソリンエンジンを使用する。なお、エンジン気筒数等は必要に応じて適宜変更可能であり、この例に限定されるものではない。図８を参照して、エンジンユニット１１においてクランクケース１７、シリンダブロック１８、シリンダヘッド１９及びシリンダヘッドカバー２０が順次重なるように一体的に結合し、最下部にオイルパン２１が付設される。各エンジンユニット１１のクランクシャフトは船幅方向（左右方向）に沿って配置され、その軸端に結合するエンジン出力軸が左右両外側に位置するように配置され、即ち右側のエンジンユニット１１のエンジン出力軸は右側に、左側のエンジンユニット１１のエンジン出力軸は左側となるように配置される。
【００２８】
次に吸気系１２において、図６に示すようにエンジンユニット１１相互間に単一のエアクリーナ２２が配置される。一方、図８に示されるように右側のエンジンユニット１１のシリンダヘッド１９の前側に、及び左側のエンジンユニット１１のシリンダヘッド１９の後側にそれぞれインテークマニホールド２３が結合し、これらのインテークマニホールド２３とエアクリーナ２２との間がそれぞれインテークパイプ２４を介して接続される。エアクリーナ２２の前面部からエンジンケース１００前部の船体１側まで吸気管２５が延出し（図９参照）、その先端の空気取込み口から空気を取り込むようになっている。空気取込み口は、船体１において波、しぶき及び雨等に曝されることがない部屋もしくはスペースに設置される。図８に示されるように各エンジンユニット１１において、単一の吸気管２５はインテークマニホールド２３において複数（この例では４つ）に分岐する。
【００２９】
排気系１３において、図７等に示されるように右側のエンジンユニット１１のシリンダヘッド１９の後側に、及び左側のエンジンユニット１１のシリンダヘッド１９の前側にそれぞれエキゾーストマニホールド２６が結合し、それらは単一のエキゾーストパイプ２７に接続する。エキゾーストパイプ２７にはゴム製の排気ホース２８が接続され、排気ホース２８にはマフラ２９が接続される。このマフラ２９には排気ホース３０が接続され、この排気ホース３０に取り付けられた排気出口３１から排気ガスが排出されるようになっている。
【００３０】
マフラ２９は、エンジンケース１００のケース本体１０１の下面外側に設置される。この場合、マフラ２９及び排気ホース３０等はケース本体１０１の下面から実質的に突出しないように配置されると共に、ケース本体１０１の後面左右両側の下部付近に配置された排気出口３１から左右バランス良く水中に排気される。
【００３１】
動力伝達機構１４はエンジンユニット１１の出力を推進機１５へと伝達する。動力伝達機構１４において、左右のエンジンユニット１１のエンジン出力軸には図７に示されるように減速機３２が連結される。減速機３２のケーシング３３内に回転自在に軸支されたギア群を有し、その出力軸にタイロッド３４が連結される。左右のタイロッド３４は相互に同心且つ水平で左右方向に配置され、左右中央部で中間減速機３５と連結する。各タイロッド３４は両端でそれぞれユニバーサルジョイント３６，３７を介して、減速機３２及び中間減速機３５と連結する。なお、タイロッド３４はその軸方向途中適所でスプレライン係合構造を有し、全体としての長さが伸縮可能になっている。
【００３２】
中間減速機３５は、それぞれタイロッド３４に連結する一対の入力側ベベルギアとこれらの入力側ベベルギアに噛合する出力側ベベルギアとを含む。出力側ベベルギアは、ドライブシャフトケース３８内のドライブシャフトと連結し、中間減速機３５、ドライブシャフトケース３８及びスイベルブラケット３９が、相互に一体的に結合する。ドライブシャフトは中間減速機３５から下方へ延出する。これらのスイベルブラケット３９等はベアリング４０を介して、ケース本体１０１に回動可能に支持される。
【００３３】
推進機１５は図７等に示されるように、ドライブシャフトケース３８の下方に配置される。推進機１５は、プロペラ駆動用のギアを内蔵するギアケース４１を含み、全体としてフィン状を呈する。ギアケース４１の後端部にはプロペラ４２が装架される。ドライブシャフトはドライブシャフトケース３８内を通って更に下方へ延出し、ギアケース４１内まで延設される。ギアケース４１内には最終減速機が構成され、この最終減速機を介してプロペラ４２を回転駆動することができる。
【００３４】
更に、推進機１５に対するチルト機構及びステアリング機構を備えている。これらについての詳細な説明は省略するが、先ずチルト機構により中間減速機３５、ドライブシャフトケース３８及び推進機１５全体がチルト軸Ｔ（図２、図３参照）のまわりに上下方向に回動可能である。チルト軸Ｔはタイロッド３４と同軸に設定され、推進機１５はチルト軸Ｔのまわりにチルト動作することができる。なお、チルト機構において所謂パワートリムチルト（ＰＴＴ）等と称する駆動装置を備え、電動油圧式のチルト機構が構成されるものであってよい。
【００３５】
また、ステアリング機構により推進機１５は、ステアリング軸Ｓ（図２、図３参照）のまわりにヨー方向（左右方向）に回動可能である（ヨーイング）。このステアリング機構において、例えば電動油圧式に油圧駆動されるステアリングシリンダを有し、油圧ポンプを油圧源としてステアリングロッドに沿って往復動させることで推進機１５が左右方向に回動、即ちステアリング動作することができる。
【００３６】
上述した船外機１０の主要構成部材は図６のようにフレーム１６上に搭載支持される。フレーム１６は鋼管等の材料を用いて、図７に示されるようにエンジンケース１００を構成する筐体の直方体に略沿った外形となるように形成される。フレーム１６の所定部位にはエンジンユニット１１を搭載支持するための複数のエンジンマウント４３が配設され、これらのエンジンマウント４３を介してエンジンユニット１１がフレーム１６上に取り付けられる。また、フレーム１６の後部には、前述したスイベルブラケット３９等を支持するためのベアリング４０が装着されるメインブラケット４４が取り付けられる。
【００３７】
更に、フレーム１６の前面部には複数のトランサムボルト４５が前方に向けて取り付けられる。フレーム１６にはエンジンユニット１１を始めとする船外機構成部材が搭載されるが、それらを搭載したフレーム１６はエンジンケース１００内に収容される。トランサムボルト４５はそのようなエンジンケース１００のケース本体１０１の前面部を貫通してトランサムボード２に締結され、これによりエンジンケース１００全体をトランサムボード２に締着固定することができる。なお、ケース本体１０１から突出するトランサムボルト４５にはシールもしくはパッキン等が装着され、水密性が確保される。
【００３８】
前述のようにエンジンケース１００は、エンジンユニット１１やその周辺部品を収容するケース本体１０１と、ケース本体１０１の上部開口を覆うケースカバー１０２とを有する。ケース本体１０１に対してケースカバー１０２が閉じることでエンジンケース１００内は実質的に密閉空間となり、高い水密性が確保される。この場合、船外機１０の構成部材はフレーム１６によって支持され、フレーム１６はエンジンユニット１１を保持すると共に推進機１５の推進力や操舵力を受け持ち、即ちエンジンケース１００自体にはそれらの負荷荷重がかからない。また、エンジンケース１００は図１に示されるように、船外機１０の外装部材としても機能し、船外機１０に搭載されて全体として一体感の外観を呈する。
【００３９】
図２〜図４等に示されるようにケース本体１０１の後面側において、その後面部から底面部へかけての領域において、船幅方向中央部にはケース本体１０１の内方へ凹むように形成された凹部１０３が設けられている。この凹部１０３まわりには、推進装置を構成する推進機１５やそのチルト及びステアリング機構等が配設される。凹部１０３はケース本体１０１の後面側から前方へ向けて形成されるが、チルト機構及びステアリング機構あるいはそれらの周辺機器や部材等がチルトあるいはステアリング動作する際にケース本体１０１と干渉しないように必要且つ十分な間隙が設けられている。
【００４０】
また、前述したように船体１側には燃料タンク、バッテリ等の備品が配備され、これらの備品と船外機１０とが接続もしくは連結される。この場合、図５に示すようにケーシング１０１の前面部とトランサムボード２との間で穴を共あけするかたちで、複数の貫通孔１０４が形成されている。即ち、エンジンに燃焼用空気を供給するための吸気管２５を挿通させるための貫通孔１０４Ａ、燃料タンクからエンジンに燃料を供給するための燃料パイプを挿通させるための貫通孔１０４Ｂ、エンジンケース１００内を換気するための換気空気用筒体を通すための貫通孔１０４Ｃ等が形成される。更に、エンジンケース１００内の装置もしくは機器類又は部材と船体１側の操縦装置との間を、電気的（制御信号等を含む）あるいは機械的に接続するコード又はケーブル類を挿通させるための貫通孔１０４Ｄが形成される。なお、これらの貫通孔１０４には吸気管２５等の実装時に水密保持手段（シール等）が施される。
【００４１】
ケースカバー１０２はエンジンケース１００の上面部を構成するが、図２あるいは図３に示されるようにケース本体１０１の後部上端付近にてヒンジ１０５を介して回動可能に結合する。ケースカバー１０２をヒンジ１０５のまわりに回動させて開成することで、エンジンケース１００内部が開放され、これにより露呈したエンジンケース１００内部のエンジンユニット１１等に自由にアクセス可能となる。ケースカバー１０２を開けて内部の点検等を容易に行うことができ、この種の作業の利便性を向上することができる。
【００４２】
なお、ケース本体１０１とケースカバー１０２の閉合部もしくは合せ面には、シールが敷設され、ケースカバー１０２をケース本体１０１に対して閉めることでエンジンケース１００の高い水密性が確保・保持される。この場合、そのシールは、ケース本体１０１及びケースカバー１０２の合せ面に沿って全周に亘って敷設される。そして、ケースカバー１０２が閉まった際にはケース本体１０１の閉合部との間に挟着され、これによりエンジンケース１００に対する高い水密性が得られる。
【００４３】
また、ケースカバー１０２をケース本体１０１に対して閉じた際、ケースカバー１０２をその閉合状態に固定保持するための、図２〜図４に示されるようなロック機構１０６を有している。
一方、ケースカバー１０２をその開き状態に保持可能な保持機構を有し、この保持機構の詳細な説明は省略するが、ケース本体１０１に対してケースカバー１０２を開いた状態に保持することができる。
【００４４】
上記の場合、上述した船外機１０の構成部材の他に、エンジンユニット１１の冷却配管系、チルト機構及びステアリング機構の駆動用の油圧配管系あるいは部材相互間等で電気信号もしくは電力等を授受するための電気信号線又はコード類等がエンジンケース１００内の適所に引き回されると共に、船外機１０の運転に必要な補機類が配設される。そして、これらの配管系等を介して、あるいは補機類が作動して、船外機１０の適正な運転が遂行される。
【００４５】
本発明において、図９のように排気系１３におけるエキゾーストマニホールド２６、エキゾーストパイプ２７、排気ホース２８、マフラ２９及び排気ホース３０等を含んで構成される排気装置２００を有する。この排気装置２００はエンジンで発生した燃焼ガスを排出するが、ここで図１０（ｂ）に示されるようにシリンダヘッド１９を挟んでその両側にインテークマニホールド２３及びエキゾーストマニホールド２６が結合する。インテークマニホールド２３は各気筒の吸気ポート４６に接続され、この吸気ポート４６に混合気が供給される。吸気ポート４６から燃焼室４７に吸入された混合気は爆発後、排気ポート４８へと排出される。各気筒の排気ポート４８はエキゾーストマニホールド２６に接続され、各気筒からの排気ガスはエキゾーストマニホールド２６で合流して、エキゾーストパイプ２７更にはマフラ２９を通って排気出口３１から水中に排出される。
【００４６】
図１１にも示されるようにエキゾーストマニホールド２６は、エンジンユニット１１の排気ポート４８側で気筒の列設方向、即ち船幅方向に延設される。エキゾーストパイプ２７はエキゾーストマニホールド２６から略上方に指向して延出し、概略Ｕ字状に湾曲しながら折り返して排気ホース２８が接続される。このように湾曲するエキゾーストパイプ２７は、サイフォン状を呈して配置される。排気ホース２８は略直線状に下方に延出し、適宜湾曲しながらエンジンケース１００の底部に配置されているマフラ２９に接続される。
【００４７】
図１２は、相互に接続するエキゾーストマニホールド２６、エキゾーストパイプ２７及び排気ホース２８まわりを示している。この例ではエンジンユニット１１は直列４気筒エンジンであるため、図１２（ａ）に示されるように４つのマニホールド２６Ａ〜２６Ｄを有し、各マニホールド２６Ａ，２６７Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄはそれぞれ対応する気筒の排気ポート４８に接続される。マニホールド２６Ａ〜２６Ｄはこの例では♯２又は♯３気筒付近で合流して、排気開放端として上向きに開設された開口４９へと通ずる。
【００４８】
エキゾーストマニホールド２６内部に形成される排気通路、即ちマニホールド２６Ａ〜２６Ｄの外側を覆うようにウォータジャケット５０が付設形成される。このウォータジャケット５０は排気通路の外側だけでなく、マニホールド２６Ａ〜２６Ｄ相互間、即ちマニホールド２６Ａ及び２６Ｂ間、マニホールド２６Ｂ及び２６Ｃ間、マニホールド２６Ｃ及び２６Ｄ間にも形成され、すべてのウォータジャケット５０が連通する。エンジンユニット１１において、これに使用するエンジンは水冷式であり、シリンダブロック１８及びシリンダヘッド１９には水冷用ウォータジャケットが形成され、その冷却媒体として通常の循環冷却液（LLC；long life coolant等と称する）が使用されると共に、これを循環させるための冷却水ポンプ（図示せず）を備えている。なお、この冷却水ポンプはその駆動源して、エンジンユニット１１のエンジンの駆動力を使用する。
【００４９】
本実施形態では更に、エキゾーストマニホールド２６のウォータジャケット５０に流通させる冷媒として、上述のエンジン冷却用のクーラントを使用すると共に、その循環のために上述したエンジンユニット１１の冷却水ポンプを利用する。図１３に示されるようにエキゾーストマニホールド２６のウォータジャケット５０には、エキゾーストマニホールド２６の下端部から冷媒、即ちクーラントを注入するための注入口５１を設けると共に、その上端部からクーラントを排出する排出口５２を設け、注入口５１から注入されたクーラントをウォータジャケット５０内で循環させて、排出口５２から排出させるようになっている。注入口５１及び排出口５２はそれぞれ接続ホースを介して、エンジンユニット１１のエンジンに形成されているウォータジャケットに接続される。この場合、エンジンとエキゾーストマニホールド２６のウォータジャケット同士が隣接していないので、高温環境下のエキゾーストマニフォールド２６及びシリンダヘッド１９間で冷却水漏れは発生しない。
【００５０】
また、シリンダヘッド１９とエキゾーストマニホールド２６の接続部には図１２に示されるようなガスケット５３が介装され、このガスケット５３はシリンダヘッド１９及びエキゾーストマニホールド２６によって両側から挟まれる。ガスケット５３は、マニホールド２６Ａ〜２６Ｄの開口に対応する４つの開孔５３ａが開設されている。この場合、マニホールド２６Ａ〜２６Ｄ以外の部位、即ちウォータジャケット５０対応部位は実質的に閉塞し、シリンダヘッド１９とエキゾーストマニホールド２６の接続部において排出ガスを流通させるが、冷却水についてはこれを遮断するようになっている。
【００５１】
ここで図１４は、冷却水等の循環路を含む冷却系を概略示すブロック図である。エンジンユニット１１におけるシリンダブロック１８及びシリンダヘッド１９のウォータジャケットと、エキゾーストマニホールド２６のウォータジャケット５０は、上述のように注入口５１及び排出口５２を介して連通している。この冷却系において、エンジンで駆動される冷却水ポンプ５４により、冷却水がエンジン内部及びエキゾーストマニホールド２６を常時循環する。また、冷却水を冷却するための熱交換器５５を搭載しており、この熱交換器５５により冷却水を冷却するようにしている。熱交換器５５において、例えばエンジンのウォータジャケットからの冷却水が熱交換器５５に引き込まれると共に、船外機１０周囲の海水もしくは淡水が汲上げポンプ５６で汲み上げられて熱交換器５５に供給される。そして、その海水等が熱交換器５５内で流通しながら、高温化した冷却水の熱を奪い、これにより冷却水が冷却される。また、冷却系循環路の途中適所にはサーモスタット５７が挿入され、エンジンが暖まって冷却水が所定温度以上になると、サーモスタット５７のバルブが開いて冷却水が熱交換器５５内に流れ、これにより冷却水温度が下がる。
【００５２】
前述のようにエキゾーストパイプ２７はサイフォン状に湾曲するが、図１２（ｂ）に示されるようにそのサイフォン状の少なくとも前半部外側を環状に覆うようにウォータジャケット５８が付設され、このウォータジャケット５８内に海水を直接供給して流通させるようになっている。なお、図１２（ｂ）の図示例ではサイフォン状の更に後半部領域までウォータジャケット５８が形成される。また、エキゾーストパイプ２７は中間パイプ５９を介してエキゾーストマニホールド２６と結合し、この中間パイプ５９の周囲もウォータジャケット５８によって覆われる。熱交換器５５から排出された海水もしくは水は船外機１０外部に廃棄されるが、その一部はウォータジャケット５８に供給される。この場合、その水路は燃交換器５５から分岐管６０を経て、一方は送給ホース６１Ａを介してウォータジャケット５８の最下部に接続され、他方は送給ホース６１Ｂを介してウォータジャケット５８の排気方向後端部に接続される。
【００５３】
また、エキゾーストパイプ２７のサイフォン状の後半部の排気通路内に海水を排出するようにしている。この場合、図１２（ｂ）のようにエキゾーストパイプ２７のサイフォン状の頂部直後に噴射ノズル６２が装着され、この噴射ノズル６２よりエキゾーストパイプ２７の排気通路の下流方向に指向して、海水が排出される。噴射ノズル６２に海水を供給するための配管６３を設け、配管６３の一端はエキゾーストパイプ２７のサイフォン状の頂部、即ちウォータジャケット５８の最上部に接続される。また、配管６３の他端は噴射ノズル６２に接続される。このようにウォータジャケット５８内の海水は配管６３を介して、その最上部から一旦、上方外部へ導出されると共に、エキゾーストパイプ２７の排気通路に装着された噴射ノズル６２へ導入される。
【００５４】
上記のように分岐管６０を用いて、特に送給ホース６１Ａを介してウォータジャケット５８の最下部から海水を送給し、最上部に設けた出口から噴射ノズル６２へと導出する。従って、ウォータジャケット５８内の海水流通路でエアロックすることはなく、またエンジン停止時は全ての水がウォータジャケット５８の最下部より逆流排出される。更に、噴射ノズル６２はサイフォン状の頂点から排気通路の下流方向に指向して排出するように設置されるため、後述する触媒や酸素センサには水飛まつが掛からない。
【００５５】
エキゾーストパイブ２７のサイフォン状の前半部内部には、即ちサイフォン状の頂点に至る手前には触媒６４が配置される。この触媒６４は外側から、管状のホルダ６５で包まれるように収容保持される。ホルダ６５の排気通路下流側には止め輪６６が装着され、この止め輪６６によって位置決めされ、また上流側にはフランジ部６５ａを有し、中間パイプ５９の端面との間で挟まれることで保持される。なお、エキゾーストパイプ２７と中間パイプ５９の結合部には、ウォータジャケット５８の領域を含めてガスケット６７が装着される。
【００５６】
更に、触媒６４の排気通路上流側には空燃比（Ａ／Ｆ）センサ６８が、またその下流側には酸素センサ６９が配置される。これらのセンサ６８，６９の検出データに基づいて、船外機制御装置において運転状態に応じてＡ／Ｆが適正に調整される。前述のようにエキゾーストパイプ２７は、エキゾーストマニホールド２６の中央付近から上向きに延出し、エンジン長手方向（クランクシャフト）と直交方向に曲げられて排気ホース２８に連結される。これによりＡ／Ｆセンサ６８、触媒６４、酸素センサ６９、排気が昇流する前半部、噴射ノズル６２、排気が降流する後半部を含む排気装置２００は、極めてコンパクトに配置構成される。また、結果として触媒６４をエンジンのエキゾーストポート４８に近接配置できるので、触媒６４の温度が下がらず、浄化効率が良い。なお、Ａ／Ｆセンサ６８及び酸素センサ６９は、いずれか一方のみを用いることができる。
【００５７】
上述のようにエキゾーストパイプ２７のウォータジャケット５８内には海水が供給されて流通する。海水中の塩分による腐食対策として、図１２のようにウォータジャケット５８内の適所に犠牲金属７０が装着される。
【００５８】
本発明の船外機１０の基本的作動において、エンジンユニット１１が始動すると、その動力は先ず減速機３２へ入力され、次にその出力端からユニバーサルジョイント３６を介してタイロッド３４へ伝達される。エンジン動力は更に、タイロッド３４から中間減速機３５へ伝達されるが、中間減速機３５において入力軸５７からベベルギア５９及びベベルギア６１を介してドライブシャフト６０へ伝達され、これによりドライブシャフト６０が回転駆動される。ドライブシャフト６０の駆動力はギアケース４１内の最終減速機６６において、ベベルギア６３及びベベルギア６５を介してプロペラシャフト６４、更にプロペラ４２へと伝達され、これによりプロペラ４２が回転する。
【００５９】
エンジン作動時特に排気系１３において、エンジンで発生した排気ガスが排気装置２００から排出される。前述のように排気装置２００はエキゾーストマニホールド２６、エキゾーストパイプ２７、排気ホース２８、マフラ２９及び排気ホース３０等を含み、排気ガスは最終的にマフラ２９を通って排気出口３１から水中に排出される。
【００６０】
次に、本発明の特徴的な構成及びその作用効果等について説明すると先ず、エキゾーストマニホールド２６はエンジンのシリンダヘッド１９の排気ポート４８に接続されるが、エキゾーストマニホールド２６内の排気通路外側を環状に覆うようにウォータジャケット５０が付設される。
それ自体では高温化するエキゾーストマニホールド２６にウォータジャケット５０を付設することで、エキゾーストマニホールド２６も有効に冷却し、エンジンルームが排気熱で過熱されないようにすることができる。また、エキゾーストマニホールド２６を廉価な材質で作ることができる。
【００６１】
この場合、ウォータジャケット５０において、エキゾーストマニホールド２６の下端部から冷媒を注入する注入口５１を設けると共に、その上端部から冷媒を排出する排出口５２を設ける。つまり、エンジンのシリンダヘッド１９の排気ポート４８周囲のウォータジャケットとエキゾーストマニホールド２６のウォータジャケット５０とは直接繋がっていない。
このようにエキゾーストマニホールド２６のウォータジャケット５０がエンジン側と直接繋がらないため、水冷式エキゾーストマニホールドを持たない、例えば自動車用エンジンの冷媒の流れを変えないので、そのエンジンを廉価にそのまま転用することができる。また、エンジンの冷却系等をエキゾーストマニホールド２６の冷却系とは独立して設計できると共に、エキゾーストマニホールド２６の冷却系をエンジンの冷却系とは独立して設定でき、これらの設計自由度を拡大することができる。
【００６２】
また、エキゾーストマニホールド２６のウォータジャケット５０の冷媒として、エンジン冷却用クーラントを流通させる。
このようにエンジン側と共通の冷媒を使うことで、廉価に冷却系を構成することができる。この場合、エンジン冷却用冷媒には耐食性添加物が含まれているので、エキゾーストマニホールド２６を廉価な材質で作成できる。また、エンジン冷却用冷媒には耐食性添加物が含まれているので、エキゾーストマニホールド２６のウォータジャケット５０の表面を高価な表面処理で覆う必要がないため、実質的にコスト低減を図ることができる。
【００６３】
また、エキゾーストマニホールド２６の排気開放端が上向きに開設される。即ち、排気開放端として上向きに開設された開口４９を有する。
このようにエキゾーストマニホールド２６が上向きに開口することで、これに接続されるエキゾーストパイプ２７をサイフォン状に形成することができる。エキゾーストパイプ２６をサイフォン状に形成することで、排気ガスに含まれる水分がエンジンの排気ポート４８に逆流しない。つまり、排気ガスに含まれる水分をエンジン側に逆流させないことで、エンジンを有効に保護することができる。
【００６４】
また、エキゾーストパイプ２７のサイフォン状の前半部外側を環状に覆うようにウォータジャケット５８を付設し、このウォータジャケット５８内に海水を直接供給して流通させる。
エキゾーストパイプ２７の排気ガスの流通により高温化するが、ウォータジャケット５８を付設することで、エキゾーストパイプ２７についても有効に冷却し、エンジンルームが排気熱で過熱されないようにすることができる。また、エキゾーストパイプ２７を廉価な材質で作ることができる。
【００６５】
エキゾーストパイプ２７において更に、サイフォン状の後半部の排気通路内に噴射ノズル６２から海水を排出するようにしている。
エキゾーストパイプ２７の後半部（降流部）に水を注入し、湿式排気を形成することができる。これにより、使用する循環冷却液の量を減らし、熱交換器も小さくできる。この場合、船外機１０の周囲に大量にある海水を利用できるので廉価である上、冷却水余剰分を周囲に廃棄することができる。このようにエキゾーストパイプ２７のサイフォン状に形成し、その前半部をウォータジャケット５８により冷却し、後半部については湿式排気で冷却することで、エキゾーストパイプ２７全体を極めて効率よく冷却することができる。
【００６６】
その上、湿式排気形成部にはウォータジャケットを省略できるので、軽量且つコンパクトな排気系とすることができる。また、湿式排気形成部に高価な耐熱材料を使用する必要がないため、例えばゴム等の安価な材質とすることができる。更に、排気自体の温度が下がるので、音速が低下し騒音を減ずることができる。また、湿式排気形成部にゴム等の可撓性材料を使用することで、外部を多少接触しても磨耗あるいは損傷することがないことに加えて、排気透過音を減ずることができる。
【００６７】
また、エキゾーストパイプ２７のウォータジャケット５８の最上部から一旦、配管６３を介して海水を上方外部へ導出すると共に、その海水をエキゾーストパイプ２７の排気通路に装着された噴射ノズル６２へ導入する。
このように水注入用の噴射ノズル６２を別体とすることで、最適注入パターン即ち噴霧状態を得ることができる。そして、水ノズル部の洗浄等のメンテナンス作業を簡単に行うことができる。更に、エキゾーストパイプ２７のウォータジャケット５８の頂部付近の空気を逃がすことができるので、ウォータジャケット５８がエアロックしない。
【００６８】
この場合、噴射ノズル６２はサイフォン状の頂部直後に装着され、エキゾーストパイプ２７の排気通路の下流方向に指向する。
噴射ノズル６２をこのように配置構成することで、水が蒸発するまでは自身の密度が周囲の排気に比較して充分大きい。このため注入方向と重力が一致するので、注入した水が排気上流の酸素センサ６９、Ａ／Ｆセンサ６８、触媒６４そして更にはエンジン本体側に逆流しない。排気装置２００の高い安全性を確保することができる。
【００６９】
また、エキゾーストパイプ２７のサイフォン状の前半部に酸素センサ６９又はＡ／Ｆセンサ６８を配設する。
排気ガスの状態をこれらの酸素センサ６９又はＡ／Ｆセンサ６８で検知することができるため、エンジンの空燃比をフィードバック制御することができる。これによりエンジンを最適状態の空燃比で運転でき、燃費が良くなると共に、排気ガス成分を制御できる。更には、触媒６４の働きに適した空燃比に調整することができる。この場合、噴射ノズル６２の指向性により、酸素センサ６９及びＡ／Ｆセンサ６８のセンサ部が被水することがないので、それらの故障発生を防止することができる。
【００７０】
この場合、酸素センサ６９又はＡ／Ｆセンサ６８と噴射ノズル６２との間に触媒６４が設置される。
これにより触媒６４が被水することがなく、触媒６４の温度を高く保つことができ、その適正機能を発揮させることができる。また、触媒６４の温度を高く保ったまま、排気通路周囲の温度を上げないので、エンジンルームを過熱しない。
【００７１】
また、エキゾーストパイプ２７のウォータジャケット５８内に犠牲金属７０が配設される。
犠牲金属７０を設けることにより、エキゾーストパイプ２７を廉価材質で作ることができる。また、エキゾーストパイプ２７のウォータジャケット５８に高価な表面処理を施す必要がない等の利点がある。
【００７２】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態において中間パイプ５９を介してエキゾーストパイプ２７をエキゾーストマニホールド２６と結合する例を説明したが、エキゾーストパイプ２７を直接エキゾーストマニホールド２６と結合することも可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１  船体、２  トランサムボード、３  船床、１０  船外機、１１  エンジンユニット、１２  吸気系、１３  排気系、１４  動力伝達機構、１５  推進機、１６  フレーム、１７  クランクケース、１８  シリンダブロック、１９シリンダヘッド、２０  シリンダヘッドカバー、２１  オイルパン、２２  エアクリーナ、２３  インテークマニホールド、２４  インテークパイプ、２５  吸気管、２６  エキゾーストマニホールド、２７  エキゾーストパイプ、２８  排気ホース、２９  マフラ、３０  排気ホース、３１  排気出口、３２  減速機、３３  ケーシング、３４  タイロッド、３５  中間減速機、３６，３７  ユニバーサルジョイント、３８  ドライブシャフトケース、３９  スイベルブラケット、４０  ベアリング、４１  ギアケース、４２  プロペラ、４３  エンジンマウント、４４  メインブラケット、４５  トランサムボルト、４６  吸気ポート、４７  燃焼室、４８  排気ポート、４９  開口、５０  ウォータジャケット、５１  注入口、５２  排出口、５３  ガスケット、５４  冷却水ポンプ、５５  熱交換器、５６  汲上げポンプ、５７  サーモスタット、５８  ウォータジャケット、５９  中間パイプ、６０  分岐管、６１Ａ，６１Ｂ  送給ホース、６２  噴射ノズル、６３  配管、６４  触媒、６５  ホルダ、６６  止め輪、６７  ガスケット、６８  Ａ／Ｆセンサ、６９  酸素センサ、７０  犠牲金属、１００  エンジンケース、１０１  ケース本体、１０２  ケースカバー、１０３  凹部、１０４  貫通孔、１０５  ヒンジ、１０６  ロック機構、２００  排気装置。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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