(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジェット推進機を駆動するエンジンから導出する排気管の途中にウォーターロックを介設して成る水上滑走艇の排気装置において、
前記排気管の前記ウォーターロックと排気出口との間に設けられて排気通路を開閉する排気制御弁と、該排気制御弁を駆動する駆動手段と、前記排気制御弁をエンジン低回転時には閉じ、エンジン高回転時には開くよう前記駆動手段を制御する制御手段を設けたことを特徴とする水上滑走艇の排気装置。
【請求項２】
前記制御手段は、滑走移行回転数よりも低いエンジン回転数で前記排気制御弁を開くことを特徴とする請求項１記載の水上滑走艇の排気装置。
【請求項３】
前記エンジンの停止時においては前記排気制御弁と前記排気通路との間に空隙が形成されるよう構成したことを特徴とする請求項１記載の水上滑走艇の排気装置。
【請求項４】
前記排気管の下流端部を下流に向かって低くなるよう傾斜させるとともに、その傾斜部に前記排気制御弁を配置したことを特徴とする請求項１記載の水上滑走艇の排気装置。
【請求項５】
前記駆動手段の電源は、前記エンジンの始動と共にＯＮし、エンジンの停止と共にＯＦＦすることを特徴とする請求項１記載の水上滑走艇の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジェット推進機を駆動するエンジンから導出する排気管の途中にウォーターロックを介設して成る水上滑走艇の排気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用エンジン等においては、排気管の途中に排気通路を開閉する排気制御弁を設け、この排気制御弁をエンジン回転数に応じて開閉し、排気管の開口比率を変化させて排気の反射波を制御することによって低・中速トルクの向上を図ることは知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、水上滑走艇の排気装置においても排気管に排気制御弁を設けることが考えられるが、排気管の途中にウォーターロックを介設して成る水上滑走艇においては排気圧力波はウォーターロックで反射し、反射波の圧力はウォーターロックの内圧（背圧）によって決まるため、排気制御弁の設置場所が問題となる。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、エンジン低回転時におけるエンジン出力の向上と排気騒音の低減を図るとともに、エンジン高回転時におけるエンジン出力の低下を防ぐことができる水上滑走艇の排気装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ジェット推進機を駆動するエンジンから導出する排気管の途中にウォーターロックを介設して成る水上滑走艇の排気装置において、前記排気管の前記ウォーターロックと排気出口との間に設けられて排気通路を開閉する排気制御弁と、該排気制御弁を駆動する駆動手段と、前記排気制御弁をエンジン低回転時には閉じ、エンジン高回転時には開くよう前記駆動手段を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、滑走移行回転数よりも低いエンジン回転数で前記排気制御弁を開くことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記エンジンの停止時においては前記排気制御弁と前記排気通路との間に空隙が形成されるよう構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記排気管の下流端部を下流に向かって低くなるよう傾斜させるとともに、その傾斜部に前記排気制御弁を配置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記駆動手段の電源が前記エンジンの始動と共にＯＮし、エンジンの停止と共にＯＦＦするようにしたことを特徴とする。
【００１０】
従って、請求項１記載の発明によれば、排気制御弁の開閉によってウォーターロックの内圧（背圧）が変化するが、エンジン低回転時には排気制御弁を閉じるようにしたため、ウェーターロックの内圧が高められて高い排気圧力波がウォーターロックで反射してエンジンに戻るために排気脈動効果によるエンジン出力の向上が図られるとともに、排気制御弁による排気絞りによって排気騒音が低く抑えられる。又、エンジン高回転時には排気制御弁による排気抵抗の増大がエンジン出力に影響を及ぼすが、このエンジン高回転時には排気制御弁を開くようにしたため、エンジン高回転時の排気抵抗が低く抑えられてエンジン出力の低下が防がれる。尚、請求項１における「エンジン低回転時には閉じ、エンジン高回転時には開く」とは、「エンジン低回転時に排気通路を全閉し、エンジン高回転時には排気通路を全開する」必要はなく、エンジン高回転時に排気通路をほぼ全開状態にし、エンジン低回転時における排気通路の開口面積をエンジン高回転時よりも小さくしていれば良いことを意味している。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、水上滑走艇が滑走を始める前の段階で排気制御弁を開くようにしたため、それまでに排気脈動効果によって発生した高いエンジン出力を維持しつつ、排気制御弁を開くことによって排気抵抗を減らしてより高いエンジン出力を得ることができ、この結果、船艇はスムーズに滑走状態に移行することができる。尚、請求項２における「排気制御弁を開く」とは、少なくとも排気制御弁を開き始めれば良く、滑走移行回転数よりも低いエンジン回転数で排気制御弁を必ずしも全開状態にする必要はないことを意味している。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、エンジンの停止時には排気制御弁と排気通路との間に空隙が形成されるようにしたため、船艇の転覆等によって排気通路に溜った水は船艇を傾けたりすることによってこの空隙を通って船艇の外部に排出される。このため、排気通路に溜った海水に含まれる水分がエンジン停止時に蒸発して排気制御弁の周囲に塩が固着することがなく、排気制御弁のスティックが防がれてその作動安定性が高められる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、排気管の下流端部を下流に向かって低くなるよう傾斜させ、その傾斜部に排気制御弁を配置したため、該排気制御弁の周囲に海水が溜りにくく、塩による排気制御弁の固着が防がれてその作動安定性が高められる。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、駆動手段の電源はエンジンの停止時にはＯＦＦされるため、エンジン停止時のバッテリの放電が抑えられてバッテリ寿命が延長される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態に係る水上滑走艇の破断側面図、図２は同水上滑走艇の内部構成を示す概略平面図、図３は同水上滑走艇の排気制御弁取付部の拡大断面図、図４は排気制御弁の開度特性を示す図である。
【００１７】
図１及び図２に示す水上滑走艇１の船体２の前後方向略中央部には駆動源である２サイクル２気筒エンジン３が搭載されており、該エンジン３の前方（図１及び図２の矢印Ｆ方向が船体２の前方）には燃料タンク４（図２参照）が配されている。そして、エンジン３、燃料タンク４等の上方はカウリング５（図１参照）によって覆われており、エンジン３の上方のカウリング５外にはステアリングハンドル６が設けられている。又、ステアリングハンドル６の後方にはシート７（図１参照）が配設されている。
【００１８】
一方、船体２の後端部であって、船体２の幅方向中央部にはジェット推進機８が配置されており、前記エンジン３によって回転駆動されるインペラ軸９はエンジン３から後方に延びて前記ジェット推進機８内に導入され、その後端部にはジェット推進機８に内蔵された不図示のインペラが取り付けられている。尚、ジェット推進機８の後端部には、前記ステアリングハンドル６による操舵操作によってその方向が左右に変化する操向ノズル１０が揺動自在に取り付けられている。
【００１９】
ところで、前記エンジン３の各気筒から左側方（船体２の前方に向かって左側方）に導出する排気管（本実施の形態では、マフラー）１１は集合した後に前方へ延び、そこから上方へ立ち上がって横Ｕ字状にＵターンして後方に延出した後、立ち下がってエンジン３の左側方（ジェット推進機８の左側方）に配されたウォーターロック１２の前面に接続されている。
【００２０】
そして、上記ウォーターロック１２からは可撓性を有するゴム製の排気管（ハイライズホース）１３が立ち上がっており、図２に示すように、この排気管１３は前記ジェット推進機８の上方を横切って船体２の右側方へ向かい、そこから船体２の後方に向かって斜めに立ち下がり、その端部には樹脂製の排気管１４及びアルミニウム製の排気管１５が順次接続されている。
【００２１】
而して、排気の流れ方向下流端部に位置する上記排気管１４，１５は排気の流れ方向下流（船体２の後方）に向かって低くなるよう傾斜して配置されており、図３に示すように、排気管１５はその排気出口１５ａが船体２の後面に開口しており、排気管１４にはその内部の排気通路１４ａを開閉する排気制御弁１６が設けられている。即ち、排気制御弁１６はウォーターロック１２よりも下流側の排気管１４と１５との間（つまり、排気管１４，１５のウォーターロック１２と排気出口１５ａとの間）に配置されている。尚、本実施の形態では、排気管１５の下流端は船体２を構成するトランサム（船尾板）を貫通してトランサムよりも後方に突出しているが、排気管１５の後端面をトランサムと面一に構成しても良い。
【００２２】
上記排気制御弁１６は、図３に詳細に示すように、排気管１４に回転自在に支持された弁軸１６ａにＳＵＳ製の円板状の弁体１６ｂを取り付けて構成され、弁軸１６ａの排気管１４の外方へ突出する端部にはプーリ１７が取り付けられている。
【００２３】
一方、図３において、１８は前記排気制御弁１６を駆動するための駆動手段であるサーボモータであり、このサーボモータ１８は制御手段であるエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと略称する）１９によってその動作が制御される。そして、このサーボモータ１８の出力軸１８ａにはプーリ２０が取り付けられており、このプーリ２０と前記プーリ１７との間には無端状のベルト２１が巻装されている。
【００２４】
而して、サーボモータ１８が駆動されると、その出力軸１８ａの回転はプーリ２０、ベルト２１及びプーリ１７を経て排気制御弁１６に伝達され、該排気制御弁１６が駆動されて排気管１４内の排気通路１４ａが排気制御弁１６によって開閉されるが、前述のようにサーボモータ１８の動作は前記ＥＣＵ１９によって制御され、従って、排気制御バルブ１６の開閉はＥＣＵ１９によって制御される。
【００２５】
即ち、ＥＣＵ１９はエンジン回転数Ｎに応じて排気制御バルブ１６の開度を図４に示すように制御する。具体的には、水上滑走艇１が非滑走状態にあって、且つ、滑走状態に移行する遷移領域（エンジン回転数Ｎ＝３５００ｒｐｍ〜４５００ｒｐｍ）に達する以前のエンジン低回転時（Ｎ＜３５００ｒｐｍ）には図３に実線にて示すように排気制御弁１６は閉じられる（全閉（開度＝０）ではない）。尚、この領域では水上滑走艇１は水を掻き分けて航走する所謂排水量型の航走を行う。
【００２６】
そして、エンジン回転数Ｎが３５００ｒｐｍを超えて遷移領域に移行すると排気制御バルブ１６は徐々に開けられ、エンジン回転数Ｎが滑走移行回転数（船艇が滑走を開始するエンジン回転数）である４５００ｒｐｍに達する以前に排気制御弁１６は図３に鎖線にて示すように全開（開度＝１００％）され、滑走状態（エンジン高回転時）においては排気制御弁１６は全開状態を維持される。尚、遷移領域では、船速が増して船艇が水から受ける抵抗が増大するために船艇は船首部が持ち上がった状態で航走し、エンジン回転数Ｎが滑走移行回転数に到達すると船首部が下がり水面上を滑走するようになる。
【００２７】
ところで、エンジン回転数Ｎが遷移領域に移行する以前であっても、急加速時には図４に破線にて示すように排気制御弁１６を早い段階で開き始める。このように急加速時には排気制御弁１６を早い段階で開き始めることによって、通常時よりもより低いエンジン回転数Ｎで排気通路１４ａの開口面積が最大となってエンジン出力が増大するため、船艇をよりスムーズに滑走状態に移行させることができる。
【００２８】
又、エンジン３の停止時には排気制御弁１６は全閉されるが、この状態においては排気制御弁１６と排気通路１４ａとの間に所定（水が流れるのを許容する程度の大きさ）の空隙が形成されている。このため、船艇の転覆等によって排気通路１４ａに溜った水は船艇を傾けたりすることによって空隙を通って船艇の外部に排出される。従って、排気通路１４ａに溜った海水に含まれる水分がエンジン３の停止時に蒸発して排気制御弁１６の周囲に塩が固着することがなく、排気制御弁１６のスティックが防がれてその作動安定性が高められる。
【００２９】
而して、以上のように構成された排気装置を備える水上滑走艇１において、エンジン３によってジェット推進機８が駆動されると、該ジェット推進機８におけるインペラの回転によって発生する推進力によって当該水上滑走艇１が滑走するが、エンジン３から排出される排気は排気管１１を通ってウォーターロック１２内に導入され、ウェーターロック１２から排気管１３，１４，１５を通って排気出口１５ａから大気中に排出される。
【００３０】
尚、本実施の形態においては、排気制御弁１６を駆動するサーボモータ１８の電源はエンジン３の始動と共にＯＮし、エンジン３の停止と共にＯＦＦするよう構成されており、従って、サーボモータ１８の電源はエンジン３の停止時には必ずＯＦＦされることとなり、これによってエンジン３の停止時の不図示のバッテリの放電が抑えられて該バッテリの寿命延長が図られる。尚、水上滑走艇１にはバッテリと電装品都の接続を断接するメインスイッチが設けられておらず、エンジン３の停止は点火を停止することによって行われる。
【００３１】
ところで、エンジン３から排出される排気の圧力波はウォーターロック１２において反射してエンジン３に戻ってくるため、エンジン３の性能を左右する排気脈動効果は主に排気管１１部分の影響を受ける。
【００３２】
而して、本実施の形態では、排気制御弁１６の開閉によってウェーターロック１２の内圧（背圧）が変化するが、エンジン低回転時には排気制御弁１６を閉じるようにしたため、ウォーターロック１２の内圧が高められて高い排気圧力波がウォーターロック１２で反射してエンジン３に戻るために排気脈動効果によるエンジン３の出力向上が図られるとともに、排気制御弁１６による排気絞りによって排気騒音が低く抑えられる。
【００３３】
そして、エンジン高回転時には排気制御弁１６による排気抵抗の増大がエンジン３の出力に影響を及ぼすが、このエンジン高回転時には排気制御弁１６を開くようにしたため、エンジン高回転時の排気抵抗が低く抑えられてエンジン３の出力低下が防がれる。
【００３４】
又、本実施の形態では、水上滑走艇１が滑走を始める前の段階で排気制御弁１６を開くようにしたため、それまでに排気脈動効果によって発生した高いエンジン出力を維持しつつ、排気制御弁１６を開くことによって排気抵抗を減らしてより高いエンジン出力を得ることができ、この結果、船艇はスムーズに滑走状態に移行することができる。
【００３５】
更に、本実施の形態では、排気管１４，１５の下流端部を下流に向かって低くなるよう傾斜させ、その傾斜部に排気制御弁１６を配置したため、該排気制御弁１６の周囲に海水が溜りにくく、塩による排気制御弁１６の固着が防がれてその作動安定性が高められる。
【００３６】
その他、本実施の形態では、図２に示すように船体２の長手方向中心線Ｌの一側にウォーターロック１２を配置し、他側に排気制御弁１６及びサーボモータ１８を配置したため、船体２の左右の重量バランスが良好となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１記載の発明によれば、排気制御弁の開閉によってウェーターロックの内圧（背圧）が変化するが、エンジン低回転時には排気制御弁を閉じるようにしたため、ウォーターロックの内圧が高められて高い排気圧力波がウォーターロックで反射してエンジンに戻るために排気脈動効果によるエンジン出力の向上が図られるとともに、排気制御弁による排気絞りによって排気騒音が低く抑えられる。又、エンジン高回転時には排気制御弁による排気抵抗の増大がエンジン出力に影響を及ぼすが、このエンジン高回転時には排気制御弁を開くようにしたため、エンジン高回転時の排気抵抗が低く抑えられてエンジン出力の低下が防がれるという効果が得られる。
【００３８】
請求項２記載の発明によれば、水上滑走艇が滑走を始める前の段階で排気制御弁を開くようにしたため、それまでに排気脈動効果によって発生した高いエンジン出力を維持しつつ、排気制御弁を開くことによって排気抵抗を減らしてより高いエンジン出力を得ることができ、この結果、船艇はスムーズに滑走状態に移行することができるという効果が得られる。
【００３９】
請求項３記載の発明によれば、エンジンの停止時には排気制御弁と排気通路との間に空隙が形成されるようにしたため、船艇の転覆等によって排気通路に溜った水は船艇を傾けたりすることによってこの空隙を通って船艇の外部に排出される。このため、排気通路に溜った海水に含まれる水分がエンジン停止時に蒸発して排気制御弁の周囲に塩が固着することがなく、排気制御弁のスティックが防がれてその作動安定性が高められるという効果が得られる。
【００４０】
請求項４記載の発明によれば、排気管の下流端部を下流に向かって低くなるよう傾斜させ、その傾斜部に排気制御弁を配置したため、該排気制御弁の周囲に海水が溜りにくく、塩による排気制御弁の固着が防がれてその作動安定性が高められるという効果が得られる。
【００４１】
請求項５記載の発明によれば、駆動手段の電源はエンジンの停止時にはＯＦＦされるため、エンジン停止時のバッテリの放電が抑えられてバッテリ寿命が延長されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る水上滑走艇の破断側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る水上滑走艇の内部構成を示す概略平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る水上滑走艇の排気制御弁取付部の拡大断面図である。
【図４】排気制御弁の開度特性を示す図である。
【符号の説明】
１          水上滑走艇
２          船体
３          エンジン
８          ジェット推進機
１１        排気管
１２        ウォーターロック
１４，１５  排気管
１５ａ      排気出口
１６        排気制御弁
１８        サーボモータ（駆動手段）
１９        エンジンコントロールユニット（制御手段）
【図１】
0003877849.tif 000002
【図２】
0003877849.tif 000003
【図３】
0003877849.tif 000004
【図４】
0003877849.tif 000005