(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数気筒のそれぞれの排気管が、燃焼室上部の排気ポートから斜め上方に延び、さらに曲げられて下方に延び、集合されて、エンジン本体の側方に位置する集合排気管に接続され、
前記各排気管は外周側に冷却水通路を有し、各冷却水通路が排気管の最上部において連通しており、この最上部に、冷却水温に応じて冷却水通路を開閉するサーモスタット弁が設けられ、前記サーモスタット弁が冷却水に混入した空気を抜くバイパス孔を有している４サイクルエンジン。
【請求項２】
請求項１において、前記最上部に、冷却水の圧力が過度に上昇したときに開放されて前記圧力が過大となるのを防止するリリーフ弁が設けられている４サイクルエンジン。
【請求項３】
請求項１において、前後方向に延びるエンジン回転軸を有し、吸気管装置がエンジン本体の上方から一側方を経て燃焼室の吸気ポートに接続されており、
前記吸気管装置の先端の吸気口が、エンジン本体の他側方に位置する排気管の上方に近接して下向きないし斜め下向きに開口している４サイクルエンジン。
【請求項４】
請求項３において、前記吸気管装置は、複数気筒のそれぞれに接続された吸気管と、これら吸気管の上流端に接続された単一の集合吸気管と、この集合吸気管に空気を導入する空気吸入管とを備え、
前記集合吸気管がエンジン本体の上方に配置されている４サイクルエンジン。
【請求項５】
請求項４において、前記空気吸入管は、エンジン本体の上部に取り付けられた点火プラグに対して、前後方向にずれた位置に配置されている４サイクルエンジン。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項において、エンジン本体の一側部に、前記吸気管装置の下方に位置して、オイルタンクが一体形成されている４サイクルエンジン。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の４サイクルエンジンを推進機の駆動用として備え、このエンジンが、その回転軸を船体の前後方向に合致させて船体内に設置されている小型滑走艇。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４サイクルエンジンおよびこれを備えた小型滑走艇に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水上を滑走する小型滑走艇では、推進用のエンジンとして、特開平７−２３７５８７号に示すような４サイクルエンジンの搭載が考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、４サイクルエンジンは、同等の出力をもつ２サイクルエンジンよりも大型であるため、小型滑走艇内の空間にどのように配置するかが課題となる。
つまり、小型滑走艇においては、エンジンルームの容積が制限されている。特に、シートの上に人が騎乗するタイプの小型滑走艇では、体格の面からシートの幅が制限されるので、シートの下部にあたるエンジンルームの幅も極めて狭いものになる。そのために、エンジンルーム内に４サイクルエンジンを収納するのが容易でない。
【０００４】
本発明の目的は、前記課題を解決し、小型滑走艇に適するようにコンパクト化した４サイクルエンジン、およびこの４サイクルエンジンを搭載した小型滑走艇を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の４サイクルエンジンは、複数気筒のそれぞれの排気管が、燃焼室上部の排気ポートから斜め上方に延び、さらに曲げられて下方に延び、集合されて、エンジン本体の側方に位置する集合排気管に接続され、前記各排気管は外周側に冷却水通路を有し、各冷却水通路が排気管の最上部において連通しており、この最上部に、冷却水温に応じて冷却水通路を開閉するサーモスタット弁が設けられ、前記サーモスタット弁が冷却水に混入した空気を抜くバイパス孔を有している。
この４サイクルエンジンによれば、所望の排気通路長を得るに必要な長さの排気管がエンジン本体の上方および側方へ突出する量を極力抑制して、エンジン全体をコンパクト化できる。
【０００６】
また、サーモスタット弁が冷却水通路の最上部に設けられているから、冷却水に混入した空気がサーモスタット弁の付近に集まるので、空気抜きが容易になる。
【０００７】
また、請求項２の４サイクルエンジンは、請求項１において、前記排気管の最上部に、冷却水の圧力が過度に上昇したときに開放されて前記圧力が過大となるのを防止するリリーフ弁を設けている。
この４サイクルエンジンによれば、冷却水圧が過度に上昇しようとしたとき、リリーフ弁が開いて冷却水通路を開放し、水圧の上昇を抑制する。
【０００８】
また、請求項３の４サイクルエンジンは、請求項１において、前後方向に延びるエンジン回転軸を有し、吸気管装置がエンジン本体の上方から一側方を経て燃焼室の吸気ポートに接続されており、前記吸気管装置の先端の吸気口が、エンジン本体の他側方に位置する排気管の上方に近接して下向きないし斜め下向きに開口している。
この４サイクルエンジンによれば、吸気管装置がエンジン本体の上方から一側方へと延びているから、エンジン本体の一側方に吸気管装置の全体を配置する場合と比較して、エンジンの横幅をさほど増大させない。また、吸気管装置の吸気口が排気管によって覆われた状態となるので、周囲に水がある場合でも、空気とともに水を吸い込むことが少なくなる。
【０００９】
また、請求項４の４サイクルエンジンは、請求項３において、前記吸気管装置が、複数気筒のそれぞれに接続された吸気管と、これら吸気管の上流端に接続された単一の集合吸気管と、この集合吸気管に空気を導入する空気吸入管とを備え、前記集合吸気管がエンジン本体の上方に配置されている。
この４サイクルエンジンによれば、空気吸入管から吸い込まれた空気は、一つの集合吸気管内を経て各気筒ごとに設けられた吸気管を通って各気筒内に供給されるので、消音効果が高まるとともに、集合吸気管をエンジン本体の上方に配置したので、吸気管装置がエンジンの側方に突出する幅が抑制され、エンジン全体の横幅を小さくできる。
【００１０】
また、請求項５の４サイクルエンジンは、請求項４において、前記空気吸入管が、エンジン本体の上部に取り付けられた点火プラグに対して、前後方向にずれた位置に配置されている。
この４サイクルエンジンによれば、前記空気吸入管は点火プラグの間に位置するので、前記空気吸入管を取り外すことなく点火プラグを着脱できる。
【００１１】
また、請求項６の４サイクルエンジンは、請求項３〜５のいずれか一項において、エンジン本体の一側部に、前記吸気管装置の下方に位置して、オイルタンクが一体形成されている。
この４サイクルエンジンによれば、ドライサンプ用のオイルタンクが、スペースに余裕のあるエンジン本体の一側部の吸気管装置の下方に位置し、かつ、クランクケースと一体になっているので、オイルタンクを別途設ける場合と比較して、エンジン全体がコンパクトになり、しかも、オイルタンクへの接続配管が不要になる。
【００１２】
また、請求項７の小型滑走艇は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の４サイクルエンジンを推進機の駆動用として備え、このエンジンが、その回転軸を船体の前後方向に合致させて船体内に設置されている。
この小型滑走艇によれば、コンパクトな４サイクルエンジンが船体に縦置きに設置されているので、４サイクルエンジンをスペース的に無理なく搭載した小型滑走艇が実現できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である直列４気筒ダブルオーバーヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）４サイクルエンジンを備えた小型滑走艇の側面図であり、図２は、図１中のII−II線に沿ったエンジンの設置状態を示す船首側からみた断面図、図３は、この４サイクルエンジンの平面図である。
図１において、船体２はハル２ａの上にデッキ２ｂを接合して構成され、デッキ２ｂには座席２ｃと足台（床面）２ｄが左右に設けられている。２ｅはハンドルである。
【００１４】
４サイクルエンジン（以下、「エンジン」という）Ｅは、図２に示すように、船体２を構成するハル２ａに設けられた図示していないマウントの上にダンパーを介して支持され、エンジンＥの回転軸であるクランクシャフト３が船体２の前後方向に合致する向きで、かつ船体２の中心線とほぼ一致する位置に取り付けられている。
【００１５】
図１に示すように、エンジンＥのエンジン回転軸であるクランクシャフト３にカップリング４０を介して連結されたシャフト４１を介して、船体２の後部に配置された水ジェット推進機４２を駆動し、ノズル４３から水を噴出して推進力を得ている。エンジンＥの排気ガスは、排気パイプ４４で船体２内に配置された水マフラ４５に導かれ、消音、冷却された排気ガスが排気パイプ４６を介してハル２ａの後端部から排出される。なお、ステアリングノズルは図示していない。
【００１６】
図２に示すように、エンジン本体１は、クランクシャフト３を支持するクランクケース５，ピストンが摺動するシリンダ４およびシリンダヘッド１１を有している。前記シリンダ４はクランクケース５の上に直立して取り付けられており、シリンダ４内をピストンが上下方向に往復動する。その上に吸・排気弁６，７と、その間に配置された点火プラグ８と、カムシャフト９ｓ，１０ｓに設けられて前記吸・排気弁６，７を駆動するカム９，１０を有する前記シリンダヘッド１１が配置され、タイミングチェーン１２によってカム９，１０が回転駆動されて吸・排気弁６，７が開閉する。
【００１７】
吸気管装置１３は、各シリンダ４の吸気弁６から一側方（この例では右舷側：図２の左側）の斜め上方に延びる４つの吸気管１４と、シリンダヘッド１１の上方に配置されて各吸気管１４が接続された１つの集合吸気管１５とを備え、さらに、図３に示すように、前記集合吸気管１５から前記点火プラグ８の前後間を通って他側方（この例では左舷側：図２の右側）に伸びる１つの空気吸入管１６を備えている。このように、前記空気吸入管１６は点火プラグ８の間に位置するので、前記空気吸入管１６を取り外すことなく点火プラグ８を着脱できる。
【００１８】
また、各吸気管１４には、図２のシリンダヘッド１１との接続部の近傍、つまり、吸気管１４がシリンダヘッド１１側へ曲がり込んだ部分に、燃料を噴射するインジェクタ１８が配置されている。このように、吸気管装置１３がエンジン本体１の上方から一側方へと延びているから、吸気管装置１３の全体をエンジン本体１の一側方に配置する場合と比較して、吸気管装置１３を含むエンジンＥ全体の幅を小さくできる。さらに、大容量の集合吸気管１５によって消音効果が高まる。
【００１９】
また、空気吸入管１６の開口部１６ａは、エンジンＥの他側方に配置された排気管１７の上方に近接した位置で斜め下向きに開口している。これにより、前記開口部１６ａの前方が排気管１７で覆われる形となるので、船内に侵入した水を空気とともに吸い込むことが少なくなる。
【００２０】
さらに、集合吸気管１５の底壁には、図２中の一部拡大部で示すように、水抜き孔１５ａが設けられており、空気吸入管１６から水が空気とともに吸入されても、水抜き孔１５ａから自重で排出される。
【００２１】
エンジンＥの他側方に配置された排気管１７は、４つのシリンダ４の燃焼室の上部の各排気ポート１９から斜め上方に延び、さらに曲げられて下方に延び、その下端（出口）で２つの排気路に集合される。したがって、排気管１７がエンジン本体１から上方および側方へ大きく突出するのを抑制しながら、各シリンダ４から排気通路の集合点、つまり、排気管１７の出口までの所望の長さ（後述するＤ１，Ｄ２）を確保できる。
【００２２】
図４はエンジンＥの他側方（図２のＸ１方向）からみた排気管装置の構成を示す図、図５はこの排気管装置の各部分の断面図で、図５（ａ）は図４のａ−ａ線に沿った断面図、図５（ｂ）は図４のｂ−ｂ線に沿った断面図、図５（ｃ）は図４のｃ−ｃ線に沿った断面図、図５（ｄ）は図５（ｂ）のｄ−ｄ線に沿った底面図である。前記排気管１７には、図５（ｃ）に示す２つの排気路をもつ集合排気管２０およびこれに続く排気ジョイント管２１が接続され、さらに、エンジンＥの後方に配置されている図４の水マフラ４５に接続されている。
【００２３】
図２の各シリンダ４の排気ポート１９は、図４の排気管１７によって外側（この例ではNo.1とNo.4）の２つの排気路と内側（この例ではNo.2とNo.3）の２つの排気路がそれぞれ１つにまとめられて２つの排気路となっている。内側の２つの排気路No.2，No.3は図５（ａ），（ｂ）に示すように、外側へ大きく湾曲しているのに対し、外側の２つの排気路No.1とNo.4は、湾曲が小さい。このため、外側の２つの排気路No.1，No.4が１つに集合するまでの長さＤ１と、内側の２つの排気路No.2，No.3が１つに集合するまでの長さＤ２を、それぞれほぼ同一の所望の長さに構成できるので、エンジンの出力を増すことができる。また、図２に示すように、排気管１７を取り付けるシリンダヘッド１１の排気フランジ３１が、斜め上向きとなるので、排気管１７の着脱作業が容易になる。
【００２４】
前記２つにまとめられた排気路は、図４の排気管１７に接続された集合排気管２０と排気ジョイント管２１の接続部分で、更に１つの排気路にまとめられている。前記排気管１７および集合排気管２０の外周側には冷却水通路２２が形成されており、エンジンＥで駆動される水ジェット推進機４２（図１）から取り入れた冷却水が、後述するように、オイルクーラーを通り、エンジンオイルを冷却した後、排気管２０を冷却し、こうして冷却水を予熱した後、エンジン本体１（図２）を冷却するよう構成されている。図４の排気路No.４の頂部には排気温度センサ３７が設けられている。
【００２５】
また、図５（ａ），（ｂ）に示すように、サーモスタット弁（図例は２個：図４参照）２４とリリーフ弁２６は排気管１７の冷却水通路２２の最上部に配置されて、通路３２（図３）を介して連通している。また、この冷却水通路２２の最上部には、冷却水温を検出する水温センサ３８が設けられている。各排気管１７の４つの冷却水通路２２は、前記最上部近傍において互いに連通しており、そのため、冷却水中に混入した空気は、図６に示したサーモスタットケース２５内に溜まるので、エンジンＥの上部に露出しているサーモスタット弁２４のバイパス孔（図示しない）から、容易に空気が抜け出る。
【００２６】
図５（ｂ）に示す排気管１７の最上部に設けたリリーフ弁２６は、冷却水通路２２内の冷却水の圧力が過度に上昇したときに開放される。例えば、エンジンＥの冷却水の温度が低いためにサーモスタット弁２４が閉じているとき、小型滑走艇が空中にジャンプして水ジェット推進機４２（図１）が水面から離れると、前記水ジェット推進機４２から供給されている冷却水がストップし、その後着水して冷却水の供給が再開されると、前記サーモスタット弁２４が閉じているため冷却水の水圧が瞬間的に上昇しようとする。これにより、リリーフ弁２６が開いて冷却水通路２２を開放し、過度の水圧の上昇を抑制する。
【００２７】
図６は、冷却水の通水経路を示す概念図、図７は、そのフローチャートである。水ジェット推進機４２（図１）から取り込まれた冷却水は、まず、クランクケース５の他側方に配置されたオイルクーラ２３を経て排気管１７と排気ジョイント管２１を接続する集合排気管２０の下流側に入り、その上流側からシリンダ４を経てシリンダヘッド１１に入り、シリンダヘッド１１の排気ポート１９を経て排気管１７の最上部に設けられたサーモスタット弁２４、サーモスタットケース２５（およびリリーフ弁２６）を経てチューブ３５から排気管１７の下流側に入り、排気管１７を冷却したのち前記サーモスタットケース２５（サーモスタット２４の近傍）を経て排気ジョイント管２１の上流側に入り、水マフラ４５を経て排気ガスとともに船外へ排出される。このように、冷却水をオイルクーラ２３および集合排気管２０で余熱してからシリンダ４に供給することで、エンジンＥの回転が安定する。
【００２８】
また、排気管１７を冷却した冷却水の一部は、チューブ３３（図３，４）を介して船体２の前方に設けられた図示していない検水口から船体の側方に放出される。操縦者は、この冷却水の放出によって、冷却水がエンジンＥに通水されていることを確認できる。
【００２９】
図２の２７はクランクケース５の一側方に一体に形成されたドライサンプ用のオイルタンクで、前記オイルクーラ２３で冷却されたエンジンオイルを貯留し、クランクシャフト３、シリンダ４およびカム９，１０、タイミングチェーン１２等の吸・排気弁開閉機構へオイルを供給する。２８はスタータで、オイルタンク２７の一部を切り欠いた位置に配置されている。図３の２９は発電機カバー、３０はシリンダヘッド１１からのクランクケース５へのオイル落し通路である。
【００３０】
このように、ドライサンプ用のオイルタンク２７が、スペースに余裕のあるエンジン本体１の一側部の吸気管装置１３の下方に位置し、かつ、クランクケースと一体になっているので、オイルタンクを別途設ける場合と比較して、エンジン全体がコンパクトになり、しかも、オイルタンクへの配管が不要になる。また、クランクケース５の一側方に容積の大きいオイルタンク２７と、重量の重いスタータ２８を配置したので、冷却水が通り、重量の大きい排気系１７，２０，２１との間で、左右の重量バランスをとることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の一構成に係る４サイクルエンジンによれば、複数気筒のそれぞれの排気管が、燃焼室上部の排気ポートから斜め上方に延び、さらに曲げられて下方に延び、集合されて、エンジン本体の側方に位置する集合排気管に接続され、前記各排気管は外周側に冷却水通路を有し、各冷却水通路が排気管の最上部において連通しており、この最上部に、冷却水温に応じて冷却水通路を開閉するサーモスタット弁が設けられ、前記サーモスタット弁が冷却水に混入した空気を抜くバイパス孔を有しているので、所望の排気通路長を得るに必要な長さの排気管がエンジン本体の上方および側方へ突出する量を極力抑制して、エンジン全体をコンパクト化できる。
【００３２】
また、本発明の他の構成に係る４サイクルエンジンによれば、吸気管装置がエンジン本体の上方から一側方を経て燃焼室の吸気ポートに接続されており、前記吸気管装置の先端の吸気口が、エンジン本体の他側方に位置する排気管の上方に近接して下向きないし斜め下向きに開口する構成としたので、吸気管装置がエンジン本体の上方から一側方へと延びていることから、吸気管装置全体をエンジンの一側方に配置する場合と比較して、エンジンの横幅をさほど増大させない。また、吸気管装置の吸気口が、排気管によって覆われた状態となるので、周囲に水がある場合でも、空気とともに水を吸い込むことが少なくなる。
【００３３】
また、本発明に係る小型滑走艇によれば、コンパクトな４サイクルエンジンが船体に縦置きに設置されているので、４サイクルエンジンをスペース的に無理なく搭載した小型滑走艇が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である（ＤＯＨＣ）４サイクルエンジンを備えた小型滑走艇の側面図である。
【図２】図１中のII−II線に沿ったエンジンの設置状態を示す断面図である。
【図３】一実施形態の４サイクルエンジンの平面図である。
【図４】一実施形態のエンジンＥの他側方からみた排気管装置を示す図である。
【図５】（ａ）は図４のａ−ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図４のｂ−ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は図４のｃ−ｃ線に沿った断面図、（ｄ）は図５（ｃ）のｄ−ｄ線に沿った底面図である。
【図６】一実施形態の冷却水の通水経路を示す概念図である。
【図７】図６のフローチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン本体、２…船体、２ａ…ハル、２ｂ…デッキ、３…エンジン回転軸（クランクシャフト）、４…シリンダ、５…クランクケース、６…吸気弁、７…排気弁、８…点火プラグ、９，１０…カム、１１…シリンダヘッド、１２…タイミングチェーン、１３…吸気管装置、１４…吸気管、１５…集合吸気管、１６…空気吸入管、１７…排気管、１８…インジェクタ、１９…排気ポート、２０…集合排気管、２１…排気ジョイント管、２２…冷却水通路（水ジャケット）、
２３…オイルクーラ、２４…サーモスタット弁、２５…サーモスタットケース、２６…リリーフ弁、２７…オイルタンク、２８…スタータ、２９…発電機カバー、３０…オイル落し通路、３１…排気フランジ、３２，３３  チューブ、４２…水ジェット推進機、４４…水マフラ、Ｅ…４サイクルエンジン。
【図１】
0003730350.tif 000002
【図２】
0003730350.tif 000003
【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】
0003730350.tif 000008