JPH0380964B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は船外機に関し、特に折曲した通路が船
外機の推進脚部に収容されて排気ポートの開口に
対して調時関係に機関の排気ポートに戻るように
排気ガス圧力パルスを反射させることにより機関
の効率を増大する手段を提供する船外機のための
同調排気システムに関する。

船外機に実施される従来技術の同調排気システ
ムの一例は、1970年７月14日発行のMillerの米国
特許第3520270号に示される。又、1972年10月３
日発行のBoermaの米国特許第3695238号、およ
び1968年５月28日発行のHotemann等の同第
3385052号も参照されたい。

更に、本発明の譲受人に譲渡された1978年10月
８日出願のDonohueの米国特許出願第952281号
も参照されたい。この特許出願は「２行程サイク
ル機関の同調された反応マフラー排気システム」
なる名称である。

他の関連ある特許には、1937年12月14日発行の
Kadenacyの米国特許第2102559号、1931年５月
５日発行のCroweの米国特許第1804321号、1976
年７月６日発行のHarralson等の同第3967446号
＝特公昭55−4212号、1974年10月22日発行の
Ehlanの同第3842599号が含まれる。

更に又、1951年２月20日発行のDraminskyの
米国特許2542756号、1969年８月26日発行の
Nowakの同第3462947号、1972年５月30日発行の
Tenneyの同第3665712号、1972年11月28日発行の
Tenneyの同第3703937号も参照されたい。

本発明の目的は、排気ポートより生ずる排気圧
力パルスを反射させて再び排気ポートに戻す機能
を有しかつコンパクトに収納することができる排
気用通路を備えた船外機を提供することにある。

この目的の達成のため、本願発明ではこの排気
用通路を、排気ポートと連通する上端部を有する
第１の通路部分とこの第１の部分の下端部から上
方向に延在し上端部を有する第２の部分と、この
第２の部分の上端部と連通する第３の部分とを含
み、該第３の部分の下端が横断方向の端壁面で終
つている折曲げ通路の形態とした。

上述の構成を有する結果、本願発明では排気用
通路がコンパクトな形態で船外機の下部装置内に
納まり、従つて下部装置をあまり大きなものにす
ることなく排気圧力パルス反射の機能を備えるこ
とができるという効果が得られる。

本発明の少くとも１つの実施態様を説明するに
先立つて、本発明はその用途において以下の説明
および図面に示される構成の詳細および構成要素
の配置に限定されるものでないことを理解すべき
である。本発明は他の実施態様が可能であり、
種々の方法で実施可能である。又、本文中に用い
た字句は説明のためであつて限定として見做すべ
きではないことを理解すべきである。

添付図面において、第１図はパワー・ヘツド１
２と下部装置１４とを含む船外機１０を示し、下
部装置１４はパワー・ヘツド１２を支持しこのパ
ワー・ヘツド１２に接続された中間駆動軸ハウジ
ング１６を含む。下部装置１４は又、駆動軸ハウ
ジング１６の下端部におかれたギヤボツクス１８
を含む。ギヤボツクス１８の上方の通常の位置に
は通気阻害板２０が配置される。通常の運転条件
においては、前記通気阻害板２０は水面又は水面
の若干下方におかれる。船外機１０は又下部装置
１４の下端部およびギヤボツクス１８の後方に回
転自在に取付けられたプロペラ２２を含む。

パワー・ヘツド１２は、それぞれ第１と第２の
排気ポート３０と３２（第４図）が設けられた第
１と第２のシリンダ２６と２８（第２図）を形成
する機関ブロツクを含む従来の２サイクルの内燃
機関２４を収容するように示されている。機関は
さらにクランクケースを有し、該クランクケース
には、燃料及び空気の混合気が入口ポート３４を
介し供給され、混合気はそこから掃気通路３６を
経てシリンダ２６，２８に供給される。機関２４
は又、シリンダ２６と２８内にそれぞれ往復運動
自在に配置され、180゜の角度ずらされたクラン
ク・ピン４６と４８を有するクランク軸４４に対
してコネクテイング・ロツド４２によつて接続さ
れた第１と第２のピストン３８と４０を含む。ま
た周知のように機関ブロツクにはシリンダ・ヘツ
ドが支持されていて前述のピストンと共に燃焼室
を形成する。クランク軸４４は、下部装置１４内
を下方向に延在してプロペラ軸とプロペラ２２を
ギヤボツクス１８内に収容された歯車５２を介し
て駆動する駆動軸５０（第１図）と駆動作用的に
結合されている。機関２４の運転時には、排気ポ
ート３０と３２は駆動行程の底部付近で開かれ、
圧縮行程の開始直後に閉じられる。

駆動軸ハウジング１６内に収容された折曲げさ
れた膨張室即ち通路５８を画成する装置が設けら
れ、折曲げ通路５８は排気ポート３０，３２と連
通して、排気ポート３０，３２に形成され排気ポ
ートが開く時折曲げ通路内に放出される排気の正
圧パルスを機関の圧縮行程の直前に排気ポートに
戻るよう反射するよう作用し、これにより燃焼室
内の燃料と空気の混合物の圧縮度を高め、又機関
の掃気期間中機関の排気ポートに粗密波の最小圧
力部分を戻して機関の掃気を容易にして効率を高
める。

あるシリンダの排気ポートが駆動行程の間開か
れると、正圧パルスが排気ポートに生じ、この圧
力パルスは略々音速で移動する。駆動行程にある
ピストンによつて排気ポートが開かれこれにより
圧力パルスを生じる時から、圧縮行程においてシ
リンダ・ヘツドに向つてピストンが移動する時ピ
ストンによる同じ排気ポートの閉鎖の直前の時間
間隔において、圧力パルスは反射されて最初のシ
リンダの排気ポートへ戻されて燃焼室内の燃料混
合物の予備的な圧縮を生じる。このような圧力パ
ルスの反射は圧力パルスを受取るための室即ち通
路の採用によつて可能であり、この通路は予め定
めた機関回転数（rpm）におけるピストンの運動
との圧力パルスの反射の所要の同期を生じるため
の長さを有する。

折曲げ通路５８の形成装置は第４図に最もよく
示され、下部装置１４の駆動軸ハウジング１６内
に収容された排気ハウジング構造６０を有する。
このハウジング構造６０は第１の通路部分６２を
含み、該第１の通路部分６２は全体的に下方に延
在して、排気ポート３０，３２により放出される
排気を受け取るための上端部６４と下端部６６と
を有し、下端部６６はこの例では排気管の形態で
示された排気出口部６８と連通しており、この排
気出口部６８は下部装置１４を通る下方向の排気
流を生じ、これにより排気流は従来におけるごと
くプロペラのハブ５１を通つて排出されるように
導かれる。折曲げされた通路５８は又、第１の通
路部分６２と連通し上方向に延長する第２の通路
部分７２と、この第２の通路部分７２の上端部と
連通し横断方向の端壁面７６で終る下方向に延在
する第３の通路部分７４とを含む。折曲げ通路５
８の３つの通路部分６２，７２，７４は、機関が
最大効率が要求されるrpmで運転する時排気ポー
ト３０，３２の開閉動作と調時関係に、排気ポー
ト３０，３２から第３の部分７４の横断方向の端
壁面７６迄、又再び排気ポート３０，３２へ正圧
力波の伝播を生じるに十分な長さの略々連続する
通路を形成するように接合される。

第１の通路部分６２の上端部６４は、両方の排
気ポート３０，３２と連通し、この排気ポートか
ら放出された排気を第１の通路部分の両端部間の
比較的直線状の部分７８迄通じさせるようになつ
ている。第１の通路部分６２は又末広がり形状の
即ち膨張部分８０をその下端部に有する。この膨
張部分８０は排気ポート３０，３２から離れる方
向に断面積が増加し、第１の通路部分は第５図乃
至第８図に示される如く断面が四辺形であるが、
その断面積の増加は６乃至8゜の割合で広がる円錐
の断面積の増加と等しい。第１の通路部分６２の
下端部は、排気流の方向および圧力パルスの伝播
方向と略々直角の横断方向の端壁面８２で終る。
この横断方向の端壁面８２はこれを介して排気出
口部６８と連通する開口８４を含む。

第２の通路部分７２は、開口８６を介して第１
の通路部分６２の下端部６６と連通する下端部を
有する。第２の通路部分７２の下端部は第１の通
路部分６２の下端部６６の断面積と実質的に同じ
断面積を有し、その間の開口８６も又、第１の通
路部分６２の下端部６６と開口８６と第２の通路
部分７２の下端部によつて形成される通路が連続
的に増加する断面と近似するように、第１の通路
部分６２と第２の通路部分７２の下端部の断面積
と実質的に等しい断面積を有する。第２の通路７
２は横断方向の端壁面８２から上方向に延在し、
横断方向の端壁面８２から離れる方向に略々連続
的に増加する断面積を有する。例示した構造にお
いては、第２の通路部分７２は、第9.6゜の角度の
円錐の断面積の増加と等しい増加する断面積を有
する。第２の通路部分７２の上端部は、下部の横
断方向の端壁面８２と略々平行な上部の横断方向
の端壁面９０で終る。

折曲げ通路５８は又、開口９２を介して第２の
通路部７２の上端部と連通する上端部を有する第
３の部分７４をも含む。第１の通路部分６２の下
端部と第２の通路部分７２の下端部との間の開口
８６と同様に、第２と第３の通路部分間の開口９
２は第２の通路部分７２の上端部と第３の通路部
分７４の上端部のそれと略々等しい断面積を有す
る。この第３の通路部分７４は横断方向の端壁面
９０から下方向に延在し、それぞれ上下の横断方
向の端壁面８２と９０の間にあつてこれ等端壁面
と平行である如くに示される横断方向の端壁面７
６で終る。本発明の別の態様においては、第３の
通路部分７４は端壁面７６が端壁面９０と更に近
く配置されるように長さがより短くてよい。第１
と第２の通路部とは異なり、第３の通路部分７４
の下端部は横断方向の端壁面７６に向う方向に断
面積が収束する。第３の通路部分７４のこのよう
な収束のため、圧力パルスが第３の通路部分７４
に入つて横断方向の端壁面７６に向つて伝播する
時、排気ポート３０と３２によつて放出される正
圧パルスの反射の開始を惹起する。

図示の実施態様の作用について説明すると、第
３図に示す如くピストン３８が駆動行程において
排気ポート３０を開く時、第１の通路部分６２の
上端部６４に鋭い正圧パルスが生じ、略々音速に
近い速度で伝播する。排気通路５８は折曲げされ
ているが圧力パルスの伝播の目的のためにはこの
通路５８は直線と同様に機能し、圧力パルスは第
１の通路部分６２および第２の通路部分７２を逐
次通過し、第３の通路部分７４における狭窄およ
び横断方向の端壁面７６によつて反射される。も
し機関が予め選定されたr.p.m.で運転中であれ
ば、反射された圧力パルスは、圧縮行程において
ピストン３８による排気ポート３０の閉鎖の直前
に排気ポート３０に戻る。ピストン３８によるポ
ート３０の閉鎖の間の排気ポート３０における圧
力パルスの存在はシリンダ内の圧力を増加させ、
このため燃焼に先立つて燃料と空気の混合物の圧
縮を高め、こうしてシリンダの効率および出力を
増大する。

本発明の長所の１つは、排気ポート３０と３２
に再び反射される圧力パルスが所要期間シリンダ
内のガスの予備的圧縮を行うように十分な時間排
気ポートに対して衝突させられることである。予
め定めた所要時間排気ポートにおける圧力を維持
することは、横断方向の端壁面７６に隣接する通
路のこの部分の断面積の減少により惹起され、こ
れにより正圧パルスを反射する延長通路部分が設
けられる。

折曲げ通路５８の構造は又、排気ポートの開口
に対し調時関係に排気ポート３０と３２への粗密
波の最小圧力部分の戻しを行い、これにより機関
からの排気の掃気を促進する。この最小圧力部分
の戻しは折曲げ通路５８の連続的に増加する断面
積を提供することにより達成され、このような部
分は第１の通路部分６２の下部８０および第２の
通路部分７２からなる。作用においては、排気ポ
ートにより放出される圧力パルスが増大する断面
積域８０と遭遇する時、排気ポートには粗密波の
最小圧力部即ち負圧力波が戻される。排気ポート
における反射された負圧力波の排気ポートにおけ
る滞在は折曲げ通路５８の連続的に増加する面積
部分の長さに依存する。図示の構造の長所の１つ
は、機関が予め定めたrpmで運転する時、実質的
に連続的に増加する断面積を有する折曲げ状の排
気通路５８の部分は、排気ポートの開口３０，３
２に対し所望の時点に最小圧力波を到達させるよ
うに配置され、燃焼室からの排気の掃気を最大に
するよう排気ポートに前記の負の圧力波を滞留さ
せるのに適当な長さを有する。

本発明は２シリンダを有する船外機に内蔵する
ものとして示されたが、本発明が単気筒又は２気
筒以上の船外機においても同様に有効であること
は容易に理解されるべきである。更に、排気出口
部６８は第１の通路部分６２の端部から下方向に
延在する如くに示されるが、この排気出口部は他
の便利な地点で折曲通路５８と連通し得ることは
理解されよう。又、排気はプロペラのハブ５１を
介して放出される如くに示されるが、他の便利な
方法で放出することができることも理解されよ
う。

更に、例示の構成においては、端壁面８２と９
０は平坦状に示されるが、他の構成においてこれ
等の端壁面を湾曲させて通路部分６２，７２間お
よび通路部分７２，７４間に平滑な連続的な結合
部を提供することも可能である。

本発明の種々の特徴は頭書の特許請求の範囲に
記載の通りである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した船外機を示す側面
図、第２図は第１図の船外機の機関を示す部分拡
大断面図、第３図は第１図の線３−３に関する拡
大断面図、第４図は第１図の船外機において実施
された折曲げ排気通路を示す拡大断面側面図、第
５図は第４図の線５−５に関する断面図、第６図
は第４図の線６−６に関する断面図、第７図は第
４図の線７−７に関する断面図、第８図は第４図
の線８−８に関する断面図、および第９図および
第１０図は第４図に示した排気膨張室を示す斜視
図である。 １０……船外機、１２……パワー・ヘツド、１
４……下部装置、１６……中間駆動軸ハウジン
グ、１８……ギヤボツクス、２０……通気阻害
板、２２……プロペラ、２４……内燃機関、２
６，２８……シリンダ、３０，３２……排気ポー
ト、３４……燃料空気入口ポート、３６……掃気
通路、３８，４０……ピストン、４２……コネク
キング・ロツド、４４……クランク軸、４６，４
８……クランク・ピン、５０……駆動軸、５１…
…プロペラのハブ、５２……歯車、５８……通
路、６０……排気ハウジング構造、６２……第１
通路部分、６８……排気出口部、７２……第２通
路部分、７４……第３通路部分、７６，８２，９
０……横断方向端壁面、７８……直線部分、８０
……膨張部分、８４，８６，９２……開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の機関ブロツクと、該ブロツク内に
   往復運動可能に支持されたピストン３８，４０
   と、前記ブロツクに支持されて前記ピストンと関
   連して燃焼室を画成するシリンダ・ヘツドと、前
   記燃焼室と連通し前記ピストンによつて開閉され
   るように配置された排気ポート３０，３２とを含
   むパワー・ヘツド１２と； 前記パワー・ヘツドから下方向に延在した下部
   装置１４と； 前記下部装置の下端部に隣接して設けられた排
   気出口部６８と； 前記下部装置の前記下端部に回転するように支
   持されたプロペラ軸と； を有する船外機において、 前記下部装置１４内には折曲げ通路５８が設け
   られ該折曲げ通路内を移動する圧力パルスを前記
   排気ポート３０，３２に圧力パルスとして戻し、
   また該排気ポートの閉鎖に関連して圧力パルスの
   戻りを惹起して、前記ピストンによる前記排気ポ
   ートの閉鎖に先立つて前記排気ポートに圧力パル
   スを到達させるようになつており、該折曲げ通路
   ５８は、 前記排気ポート３０，３２と連通する上端部６
   ４と前記排気出口部６８と連通する下端部６６と
   を有する第１の通路部分６２と； 該第１の通路部分６２の前記下端部６６と連通
   しかつ上端部を有した第２の通路部分７２と； 該第２の通路部分７２の前記上端部分と連通す
   る第３の通路部分７４と；を含み、該第３の通路
   部分の下端は横断方向の端壁面７６で終わつてい
   ることを特徴とする船外機。 ２ 前記第３の通路部分７４の少なくとも一部は
   前記横断方向の端壁面７６に向かう方向に減少す
   る断面積を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の船外機。 ３ 前記第１の通路部分６２は横断方向の端壁面
   ８２で終わり、この横断方向の端壁面は前記排気
   出口部６８と連通する開口８４を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の船外機。 ４ 前記第１の通路部分６２は排気ポート３０，
   ３２から離れる第１の方向に排気流を提供し、前
   記第２の通路部分７２は前記第１の方向と反対の
   方向に圧力を伝播することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の船外機。 ５ 前記第１の通路部分６２は前記排気ポート３
   ０，３２から離れる方向に増大する断面積を有す
   る下端部６６を有し、前記第２の通路部分７２は
   該第２の通路部分の上端部に向かう方向に増大す
   る断面積を有し、前記第３の通路部分７４は前記
   第２の通路部分７２の上端部から下方向に延在
   し、該第３の通路部分は前記第２の通路部分の前
   記上端部から離れる方向に減少する断面積を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   船外機。