JP2010242744A - 船外機 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒を簡単に組み付けることができる船外機を提供すること。
【解決手段】船外機は、エンジンと、エキゾーストガイド６と、排気通路４７と、触媒４６とを含む。エンジンは、気筒＃１〜＃４を含む。エンジンは、エキゾーストガイド６によって下から支持されている。排気通路４７は、エンジンの内部において気筒＃３〜＃４の側方に設けられている。触媒４６は、排気通路４７に配置されている。エンジンは、収容部５１を有するシリンダボディ３を含む。触媒４６は、収容部５１に収容されている。触媒４６は、収容部５１に下から挿入されている。触媒４６は、収容部５１およびエキゾーストガイド６によって上下に挟まれている。
【選択図】図７

Description

この発明は、船外機に関する。

一つの先行技術に係る船外機は、特許文献１に記載されている。前記船外機は、エンジンと、エンジンホルダと、排気マニホールドと、触媒とを含む。エンジンは、エンジンホルダによって下から支持されている。エンジンは、シリンダヘッドを含む。排気マニホールドは、シリンダヘッドの側方に配置されている。排気マニホールドは、シリンダヘッドの側方で上下に延びている。排気マニホールドの上端部は、ボルトによってシリンダヘッドに連結されている。また、排気マニホールドの下端部は、ボルトによってエンジンホルダに連結されている。触媒は、排気マニホールド内に配置されている。

特開２００８−１６９７０７号公報

前述の先行技術に係る船外機では、触媒が、排気マニホールド内に配置されている。そのため、触媒の組み付けが複雑である。
そこで、この発明の目的は、触媒を簡単に組み付けることができる船外機を提供することである。
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、気筒と、上下方向に沿って配置されたクランク軸とを含むエンジンと、前記エンジンを下から支持するエキゾーストガイドと、前記エンジンの内部に配置された触媒とを含み、前記エンジンは、前記触媒を収容する収容部を有するシリンダボディを含み、前記シリンダボディは、前記収容部の内部を含む第1排気通路を形成し、前記触媒は、前記収容部に下から挿入され、前記収容部およびエキゾーストガイドによって上下に挟まれている、船外機である。

この構成によれば、触媒が、シリンダボディに設けられた収容部に下から挿入されている。したがって、触媒が排気マニホールド内に配置される場合に比べて、触媒の組み付けが簡単である。また、触媒は、収容部およびエキゾーストガイドによって上下に挟まれた状態で保持されている。したがって、触媒を保持するための排気マニホールドが不要である。これにより、船外機の部品点数の増加が防止される。

前記触媒は、前記気筒の側方に配置されていてもよい。前記シリンダボディは、前記気筒の周囲に配置された第１冷却水通路と、前記触媒の周囲に配置され、前記気筒と前記触媒との間において前記第１冷却水通路に接続された第２冷却水通路と含んでいてもよい。
また、前記船外機は、前記触媒と前記収容部との間、および前記触媒と前記エキゾーストガイドとの間の少なくとも一方に配置された中間部材をさらに含んでいてもよい。前記触媒は、前記中間部材を介して、前記収容部およびエキゾーストガイドによって上下に挟まれていてもよい。前記中間部材は、弾性部材を含んでいてもよい。

また、前記エンジンは、前記気筒および前記第1排気通路を接続する第２排気通路を形成し、前記シリンダボディに連結されたシリンダヘッドをさらに含んでいてもよい。前記シリンダボディは、第１合わせ面と、前記第１合わせ面と同一平面上に配置された第１端面とを含んでいてもよい。前記シリンダヘッドは、前記第１合わせ面に重ね合わされた第２合わせ面と、前記第２合わせ面と同一平面上に配置された第２端面とを含んでいてもよい。前記第1排気通路は、前記第１端面で開口する排気入口を含んでいてもよい。前記第２排気通路は、前記第２端面で開口し、前記排気入口に接続された排気出口を含んでいてもよい。

また、前記シリンダボディは、前記シリンダボディの下端部に設けられた被支持面を含んでいてもよい。前記収容部は、前記被支持面と同一平面上に配置された下面を含んでいてもよい。
また、排気が前記触媒を通過する方向から見たときの前記触媒の外形は、真円状であってもよい。

また、前記エンジンは、前記気筒および前記第1排気通路を接続する第２排気通路を形成し、前記シリンダボディに連結されたシリンダヘッドをさらに含んでいてもよい。前記触媒は、前記触媒の上端が前記気筒の下端より上方に位置するように配置されていてもよい。前記船外機は、前記触媒の上流側において、前記第１排気通路および第２排気通路の少なくとも一方に接続された排水通路をさらに含んでいてもよい。

また、前記排水通路は、前記触媒の上流側において前記第１排気通路および第２排気通路の少なくとも一方に接続された第１端部と、前記触媒の下流側において前記第１排気通路に接続された第２端部とを含んでいてもよい。
また、前記第２排気通路は、前記第１排気通路に接続された排気出口を含んでいてもよい。前記排気出口は、前記第２排気通路の最下端よりも下流側において前記第２排気通路の最下端よりも上に配置されていてもよい。前記排水通路は、前記第２排気通路の最下端に接続されており、水が前記第２排気通路の最下端から前記排水通路に排出されるように構成されていてもよい。

また、前記船外機は、前記排水通路に接続され、前記排水通路における流体の流れを制御するバルブを含んでいてもよい。
また、前記バルブは、前記バルブ内の水量に応じて前記バルブを開閉するように構成されたフロートを含んでいてもよい。

本発明の第１実施形態に係る船外機の側面図である。 本発明の第１実施形態に係る船外機本体の平面図である。 本発明の第１実施形態に係るシリンダボディおよびシリンダヘッドの右側面図である。 本発明の第１実施形態に係るシリンダボディの背面図である。 本発明の第１実施形態に係るシリンダヘッドの正面図である。 図１Ｂに示すV−V線に沿う断面図である。 図２に示すVI−VI線に沿う断面図である。 図１Ｂに示すVII−VII線に沿う断面図である。 図３に示すVIII−VIII線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態に係る触媒の下端部近傍を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るエキゾーストガイドの平面図である。 本発明の第２実施形態に係る触媒の支持構造を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係るバルブの断面図である。 本発明の第３実施形態に係るバルブの断面図である。 本発明の第４実施形態に係る触媒の支持構造を示す模式図である。 本発明の第５実施形態に係る触媒の支持構造を示す模式図である。

第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態に係る船外機を図１Ａ、図１Ｂ、および図２〜図１０を参照して詳細に説明する。図中の矢印Ｆは、船外機の前側を示している。以下の説明における前側、後側、右側、および左側は、それぞれ、船外機の前側、後側、右側、および左側を意味する。

図１Ａに示すように、船外機１０１は、船外機本体１０２と、取付機構１０３とを含む。船外機本体１０２は、取付機構１０３によって船体Ｈ１の後部に取り付けられる。取付機構１０３は、スイベルブラケット１０４と、クランプブラケット１０５と、スイベル軸１０６と、チルト軸１０７とを含む。スイベル軸１０６は、上下に延びるように配置されている。チルト軸１０７は、左右に延びるように水平に配置されている。スイベルブラケット１０４は、スイベル軸１０６を介して船外機本体１０２に連結されている。また、クランプブラケット１０５は、チルト軸１０７を介してスイベルブラケット１０４に連結されている。クランプブラケット１０５は、船体Ｈ１の後部に固定される。

船外機本体１０２は、スイベルブラケット１０４およびクランプブラケット１０５に対して、スイベル軸１０６まわりに左右に回動可能である。船体Ｈ１は、船外機本体１０２がスイベル軸１０６まわりに回動されることにより操舵される。また、船外機本体１０２およびスイベルブラケット１０４は、クランプブラケット１０５に対して、チルト軸１０７まわりに上下に回動可能である。船外機本体１０２は、船外機本体１０２の正面（前面）が下に向けられた状態でチルト軸１０７まわりに回動される。これにより、船外機本体１０２がチルトアップされる。

また、図１Ａに示すように、船外機本体１０２は、エンジン１と、エキゾーストガイド６と、エンジンカバー７と、アッパーケーシング１３とを含む。エンジン１は、ガソリンなどの燃料を燃焼させて動力を発生する内燃機関である。エンジン１は、エンジンカバー７内に収容されている。エンジン１は、クランク軸５が上下に延びるように配置されている。エンジン１は、たとえば、４つの気筒（第１気筒♯１、第２気筒♯２、第３気筒♯３、および第４気筒♯４）を含む。４つの気筒は、上下に配列されている。エンジン１は、エキゾーストガイド６によって下から支持されている。エンジン１は、複数の固定ボルト６ａ（図３参照）によってエキゾーストガイド６に連結されている。また、アッパーケーシング１３の上部は、エキゾーストガイド６の下部に連結されている。

また、図１Ａに示すように、船外機本体１０２は、プロペラ１０８と、主排気通路１０９とを含む。プロペラ１０８は、エンジン１によって回転駆動される。船体Ｈ１を前進および後進させる推進力は、プロペラ１０８の回転により発生される。また、主排気通路１０９は、船外機本体１０２の内部に設けられている。主排気通路１０９の一端部は、エンジン１に接続されている。また、主排気通路１０９の他端部は、プロペラ１０８に接続されている。主排気通路１０９の出口は、水中で開口している。たとえば、エンジン１が高速で回転している状態では、エンジン１で生成された排気が、主排気通路１０９を通って水中に排出される。

また、図５に示すように、船外機本体１０２は、エキゾーストガイド６の下に配置されたオイルパン１１、排気管１２、およびマフラー１５を含む。オイルパン１１および排気管１２は、アッパーケーシング１３内に収容されている。オイルパン１１の上部は、エキゾーストガイド６の下部に取付けられている。船外機本体１０２を潤滑するオイルは、オイルパン１１に貯留されている。また、排気管１２の上端部は、エキゾーストガイド６の右側部の下部に取付けられている。排気管１２の内部は、エキゾーストガイド６の右側部を上下に貫通する排気通路１４に接続されている。また、排気管１２の下端部は、マフラー１５の上部内に配置されている。エンジン１で生成された排気は、マフラー１５を通って、プロペラ１０８（図１Ａ参照）から水中に排出される。排気管１２の内部、排気通路１４、およびマフラー１５の内部は、それぞれ、主排気通路１０９の一部である。

また、図１Ｂに示すように、エンジン１は、クランクケース２、シリンダボディ３、シリンダヘッド４、およびクランク軸５を含む。クランクケース２、シリンダボディ３およびシリンダヘッド４は、前からこの順番で前後に配列されている。エンジン１は、たとえば、ＤＯＨＣ（double overhead camshaft）型のエンジンである。エンジン１は、複数のピストン１６と、複数のコンロッド１７と、動弁装置１８とを含む。また、各気筒＃１〜＃４は、吸気ポート２１および排気ポート２３を含む。動弁装置１８は、複数の吸気ポート２１をそれぞれ開閉する複数の吸気弁２２と、複数の排気ポート２３をそれぞれ開閉する複数の排気弁２４と、各吸気弁２２を駆動する吸気カム軸２５と、各排気弁２４を駆動する排気カム軸２６とを含む。図４に示すように、吸気弁２２および排気弁２４は、それぞれ、気筒＃１〜＃４毎に２本ずつ設けられている。また、図６に示すように、各排気弁２４は、バルブガイド２４ａを介して、シリンダヘッド４に支持されている。バルブガイド２４ａの先端部は、排気ポート２３内に進入している。

図１Ｂに示すように、各吸気ポート２１は、シリンダヘッド４の左側面で開口している。また、船外機本体１０２は、吸気管２７と、スロットル弁２８と、燃料噴射装置２９と、サージタンク３０とを含む。吸気管２７は、各吸気ポート２１に接続されている。燃料噴射装置２９は、各吸気ポート２１の近傍において、吸気管２７に接続されている。また、サージタンク３０は、スロットル弁２８を介して、吸気管２７に接続されている。エンジンカバー７内に取り込まれた吸気は、サージタンク３０およびスロットル弁２８を通って吸気管２７に供給される。そして、吸気管２７に供給された吸気は、各吸気ポート２１に供給される。

また、図２に示すように、シリンダヘッド４は、シリンダヘッド４の右側部に設けられた上流側排気ダクト３１を含む。上流側排気ダクト３１は、上下に延びるように構成されている。上流側排気ダクト３１は、たとえば、上流側排気ダクト３１以外の部分（シリンダヘッド４の一部）と一体的に形成されている。上流側排気ダクト３１は、上流側排気ダクト３１の内部に設けられた上流側排気通路３１ａを含む。上流側排気通路３１ａは、本発明の一実施形態に係る第２排気通路の一例である。各排気ポート２３は、上流側排気通路３１ａに接続されている。

また、図４に示すように、上流側排気ダクト３１は、第３気筒＃３に対応する燃焼室Ｓとほぼ同じ高さに位置する排気出口３３と、排気出口３３を取り囲む端面３３ａとを含む。各排気ポート２３から上流側排気ダクト３１内に排出された排気は、上流側排気ダクト３１内を通って、排気出口３３からシリンダボディ３側（前側）に排出される。
また、図６に示すように、シリンダヘッド４は、シリンダボディ３が重ね合わされた合わせ面４ａを含む。合わせ面４ａは、本発明の一実施形態に係る第２合わせ面の一例である。また、上流側排気ダクト３１の端面３３ａは、本発明の一実施形態に係る第２端面の一例である。端面３３ａおよび合わせ面４ａは、たとえば、同一平面上に配置されている。端面３３ａおよび合わせ面４ａは、たとえば機械加工によって、平坦に形成されている。シリンダボディ３は、端面３３ａおよび合わせ面４ａに重ね合わされている。

また、図６に示すように、シリンダヘッド４は、冷却水通路３４および冷却水通路３５を含む。また、シリンダボディ３は、冷却水通路３７を含む。冷却水通路３４は、上流側排気ダクト３１の外壁内に設けられている。冷却水通路３４は、冷却水通路３５に接続されている。また、冷却水通路３４は、開口部３６を介して、冷却水通路３７に接続されている。図４に示すように、排気出口３３は、開口部３６によって取り囲まれている。

また、図７に示すように、船外機本体１０２は、上流側排気ダクト３１の最下端に接続された排水通路７５を含む。排水通路７５の一部は、たとえば、パイプ７６によって形成されている。パイプ７６は、たとえば、金属製である。パイプ７６は、シリンダボディ３およびシリンダヘッド４の外に配置されている。パイプ７６は、上流側排気ダクト３１の最下端に設けられた上流側排水孔７７と、エキゾーストガイド６に設けられた下流側排水孔７８とを接続している。上流側排水孔７７は、本発明の一実施形態に係る第１端部の一例である。また、下流側排水孔７８は、本発明の一実施形態に係る第２端部の一例である。上流側排水孔７７は、上流側排気ダクト３１の最下端を上下に貫通している。また、下流側排水孔７８は、エキゾーストガイド６の側部を水平に貫通している。上流側排気通路３１ａは、排水通路７５を介して、エキゾーストガイド６の排気通路１４に接続されている。

また、図５に示すように、シリンダボディ３は、第１気筒〜第４気筒＃１〜＃４にそれぞれ対応する４つのシリンダ孔４１〜４４と、触媒４６を収容するハウジング４５とを含む。ハウジング４５は、たとえば、ハウジング４５以外の部分（シリンダボディ３の一部）と一体的に形成されている。ハウジング４５は、触媒４６が配置された排気通路４７を含む。排気通路４７は、本発明の一実施形態に係る第１排気通路の一例である。排気通路４７は、エンジン１の内部において第３気筒＃３および第４気筒＃４の側方に設けられている。

図６に示すように、排気通路４７は、上流側排気ダクト３１の排気出口３３に接続されている。したがって、各排気ポート２３から上流側排気ダクト３１内に排出された排気は、上流側排気ダクト３１内を通って、排気通路４７内に排出される。そして、排気通路４７内に排出された排気は、触媒４６によって浄化される。触媒４６は、たとえば、三元触媒である。三元触媒とは、理論空燃比近傍での燃焼時に排気中の炭化水素、窒素酸化物および一酸化酸素を同時に浄化することができる触媒である。

また、触媒４６は、たとえば、金属製の担体を含むメタル触媒（metal catalyst）である。メタル触媒は、セラミック製の担体を含む触媒に比べて、熱衝撃（thermal shock）に対する強度が高い。触媒４６は、たとえば、円柱状である。図８に示すように、触媒４６は、担体４８と、担体４８が挿入された外筒４９とを含む。担体４８は、たとえばステンレス鋼製である。担体４８は、たとえば渦巻き状である。図８等では、担体４８の図示が簡略化されている。

また、図９に示すように、触媒４６は、たとえば溶接によって外筒４９の下端部に同軸的に固定されたリング５０を含む。触媒４６は、触媒４６の中心軸線が排気の流れる方向と平行になるように配置されている。したがって、図８に示すように、排気の流れる方向から見たときの触媒４６の外形は、真円状である。
また、図７に示すように、ハウジング４５は、上下に延びる筒状部５１と、筒状部５１の上端からシリンダヘッド４側に延びる下流側排気ダクト５２とを含む。筒状部５１は、本発明の一実施形態に係る収容部の一例である。触媒４６は、筒状部５１内に収容されている。筒状部５１は、たとえば、下流側排気ダクト５２と一体的に形成されている。筒状部５１の内部は、排気通路４７の一部である。筒状部５１の内部は、エキゾーストガイド６の排気通路１４に接続されている。また、下流側排気ダクト５２は、上流側排気ダクト３１に接続されている。各排気ポート２３は、上流側排気ダクト３１およびハウジング４５を介して、エキゾーストガイド６の排気通路１４に接続されている。

図７に示すように、触媒４６は、触媒４６の上端が第４気筒＃４の下端より上方に位置するように配置されている。より具体的には、触媒４６は、触媒４６の上端が第４気筒＃４に対応する排気ポート２３の下端より上方に位置するように配置されている。筒状部５１の下端は、シリンダボディ３の下部で開口している。触媒４６は、筒状部５１に下から挿入されている。触媒４６の外筒４９は、筒状部５１内に着脱可能に嵌められている。触媒４６は、ハウジング４５およびエキゾーストガイド６によって上下に挟まれた状態で保持されている。

また、図５に示すように、シリンダボディ３は、エキゾーストガイド６によって支持された被支持面３ａを含む。筒状部５１の下面５１ａと被支持面３ａは、たとえば、同一平面上に配置されている。筒状部５１の下面５１ａと被支持面３ａは、たとえば機械加工によって、平坦に形成されている。ガスケット５３は、シリンダボディ３およびエキゾーストガイド６によって挟まれている。ガスケット５３は、筒状部５１とエキゾーストガイド６との間をシールしている。ガスケット５３は、ハウジング４５の下方まで延長された延長部５３ａを含む。

また、図５に示すように、触媒４６の上端（外筒４９の上端）は、筒状部５１の上端部に下から接触している。また、図９に示すように、触媒４６の下端（リング５０の下面）は、エキゾーストガイド６上に配置された緩衝部材５４に上から接触している。緩衝部材５４は、本発明の一実施形態に係る弾性部材の一例である。触媒４６は、緩衝部材５４を介して、ハウジング４５およびエキゾーストガイド６に上下に挟まれている。これにより、触媒４６は、緩衝部材５４を介して、ハウジング４５とエキゾーストガイド６とによって保持されている。

図９に示すように、緩衝部材５４は、たとえば、金属製のパイプからなるリングである。緩衝部材５４は、弾性を有している。緩衝部材５４は、触媒４６とエキゾーストガイド６とによって挟まれて弾性変形している。上下方向（軸方向）への触媒４６の寸法のばらつきは、緩衝部材５４によって吸収される。また、温度変化による触媒４６の寸法の変化は、緩衝部材５４によって吸収される。これにより、温度変化に伴って触媒４６、ハウジング４５およびエキゾーストガイド６に加わる荷重が低減される。また、筒状部５１の内周面５１ａは、径方向に間隔を空けて外筒４９を取り囲んでいる。これにより、径方向への触媒４６の熱膨張が許容されている。

また、図７に示すように、筒状部５１は、筒状部５１の外壁内に設けられた冷却水通路５５を含む。また、前述の冷却水通路３７は、下流側排気ダクト５２の外壁内に設けられている。冷却水通路５５の上端部は、通路５９，６０を介して、冷却水通路３７に接続されている。また、図８に示すように、冷却水通路５５は、触媒４６を取り囲んでいる。冷却水通路５５は、第４気筒＃４と触媒４６との間において、シリンダボディ３に設けられた冷却水通路５６に接続されている。すなわち、冷却水通路５５および冷却水通路５６は、第４気筒＃４と触媒４６との間に位置する共有部５７を共有している。冷却水通路５６は、本発明の一実施形態に係る第１冷却水通路の一例である。また、冷却水通路５５は、本発明の一実施形態に係る第２冷却水通路の一例である。

また、図５に示すように、シリンダボディ３は、シリンダボディ３の下部内に設けられた冷却水供給通路５８を含む。冷却水通路５５の下端部と、冷却水通路５６の下端部とは、冷却水供給通路５８に接続されている。冷却水供給通路５８を流れる冷却水は、冷却水通路５５および冷却水通路５６に供給される。また、冷却水通路５５の一部は、触媒４６に対して第４気筒＃４とは反対側に配置されている。この冷却水通路５５の一部は、エキゾーストガイド６の内部に設けられた冷却水通路６１を介して、アッパーケーシング１３内に設けられた排水室６２に接続されている。

また、図７に示すように、下流側排気ダクト５２は、上流側排気ダクト３１の排気出口３３に接続された排気入口６３を含む。排気出口３３および排気入口６３は、上流側排気ダクト３１の最下端よりも上に配置されている。上流側排気ダクト３１から排出された排気は、排気入口６３を通って下流側排気ダクト５２内に進入する。そして、下流側排気ダクト５２内に進入した排気は、下流側排気ダクト５２内を前方に流れ、下流側排気ダクト５２によって下向きに方向転換される。これにより、下流側排気ダクト５２内に進入した排気が、下流側排気ダクト５２の下方に位置する触媒４６に導かれる。

また、図３に示すように、下流側排気ダクト５２は、排気入口６３の周囲に配置された端面６３ａを含む。また、シリンダボディ３は、シリンダヘッド４が重ね合わされた合わせ面３ｂを含む。合わせ面３ｂは、本発明の一実施形態に係る第１合わせ面の一例である。また、端面６３ａは、本発明の一実施形態に係る第１端面の一例である。端面６３ａおよび合わせ面３ｂは、たとえば、同一平面上に配置されている。端面６３ａおよび合わせ面３ｂは、たとえば機械加工によって、平坦に形成されている。図６に示すように、ガスケット６４は、下流側排気ダクト５２の端面６３ａと、上流側排気ダクト３１の端面３３ａによって挟まれている。ガスケット６４は、上流側排気ダクト３１および下流側排気ダクト５２側に延びる延長部６４ａを含む。延長部６４ａは、下流側排気ダクト５２の端面６３ａと、上流側排気ダクト３１の端面３３ａとの間をシールしている。

また、図６に示すように、下流側排気ダクト５２の冷却水通路３７は、排気通路４７の周囲に配置されている。冷却水通路３７は、右に向けられた開口を有する凹部６５を含む。凹部６５の開口は、蓋体６６によって塞がれている。また、図７に示すように、筒状部５１の冷却水通路５５は、下流側排気ダクト５２の冷却水通路３７を介して、上流側排気ダクト３１の冷却水通路３４に接続されている。

また、図７に示すように、酸素濃度センサ７１は、下流側排気ダクト５２の上部に取付けられている。酸素濃度センサ７１は、触媒４６の上流側に配置されている。また、図５に示すように、異常検出センサ７２は、触媒４６の下流側に配置されている。異常検出センサ７２は、たとえば、排気の温度を検出するセンサである。酸素濃度センサ７１の異常や、触媒４６の異常は、異常検出センサ７２によって検出される。

図１０に示すように、異常検出センサ７２は、エキゾーストガイド６の後部に取付けられている。また、船外機本体１０２を船体Ｈ１にマウントさせるためのマウント部材７３は、エキゾーストガイド６の前部に取り付けられている。したがって、異常検出センサ７２がエキゾーストガイド６の前部に取り付けられている場合に比べて、エキゾーストガイド６に対する異常検出センサ７２の着脱作業が容易である。また、異常検出センサ７２がエキゾーストガイド６の後部に取付けられているので、異常検出センサ７２がエキゾーストガイド６の側部に取り付けられている場合に比べて、船外機本体１０２の幅（左右方向の長さ）が低減される。これにより、船外機１０１が小型化される。

以上のように、本実施形態では、触媒４６が、シリンダボディ３に設けられたハウジング４５に下から挿入されている。したがって、触媒４６が排気マニホールド内に配置される場合に比べて、触媒４６の組み付けが簡単である。また、触媒４６は、ハウジング４５およびエキゾーストガイド６によって上下に挟まれた状態で保持されている。したがって、触媒４６を保持するための排気マニホールドが不要である。これにより、船外機１０１の部品点数の増加が防止される。また、触媒４６が、シリンダボディ３およびエキゾーストガイド６によって保持されるから、シリンダボディとエキゾーストガイドが設けられている船外機であれば、船外機の部品点数を増加させることなく、触媒４６を保持することができる。

また、触媒４６は、シリンダボディ３に保持されている。シリンダボディ３は、通常、排気マニホールドよりも高い剛性を有している。したがって、シリンダボディ３が排気の熱によって温められて、熱応力がシリンダボディ３に加わったとしても、変形がシリンダボディ３に生じ難い。また、船体Ｈ１が波によって上下に揺られて、触媒４６の振動による大きな力がシリンダボディ３に加わったとしても、変位がシリンダボディ３に生じ難い。そのため、シリンダボディ３とシリンダヘッド４との接続部、およびシリンダボディ３とエキゾーストガイド６との接続部におけるシール性の低下が防止される。

また、本実施形態では、触媒４６が、ハウジング４５に着脱可能に組み付けられている。したがって、シリンダボディ３をエキゾーストガイド６の上方に移動させることにより、触媒４６をハウジング４５から取り外すことができる。これにより、触媒４６だけを交換することができる。したがって、触媒４６と共にシリンダボディ３を交換しなければならない場合に比べて、触媒４６の交換に要する費用が低減される。

また、本実施形態では、触媒４６を収容するハウジング４５の筒状部５１が、第４気筒＃４の側方に配置されている。シリンダボディ３は、触媒４６の周囲に配置された冷却水通路５５と、第４気筒＃４の周囲に配置された冷却水通路５６とを含む。冷却水通路５５および冷却水通路５６は、互いの一部を共有している。すなわち、冷却水通路５５および冷却水通路５６は、第４気筒＃４と触媒４６との間において接続されている。したがって、冷却水通路５５および冷却水通路５６が第４気筒＃４と触媒４６との間で接続されていない場合に比べて、第４気筒＃４と触媒４６との間の距離が短縮される。これにより、エンジン１の幅（左右方向への長さ）が低減される。

また、本実施形態では、触媒４６が、緩衝部材５４を介して、シリンダボディ３とエキゾーストガイド６によって上下に挟まれている。緩衝部材５４は、弾性を有している。上下方向への触媒４６の寸法のばらつきは、緩衝部材５４によって吸収される。したがって、高い寸法精度が触媒４６に要求されない。そのため、触媒４６の製造コストが低減される。これにより、船外機１０１のコストが低減される。

また、本実施形態では、シリンダボディ３は、合わせ面３ｂと、合わせ面３ｂと同一平面上に配置された端面６３ａとを含む。また、シリンダヘッド４は、合わせ面３ｂに重ね合わされた合わせ面４ａと、合わせ面４ａと同一平面上に配置された端面３３ａとを含む。下流側排気ダクト５２の排気入口６３は、端面６３ａで開口している。また、上流側排気ダクト３１の排気出口３３は、端面３３ａで開口している。したがって、シリンダボディ３とシリンダヘッド４とが連結されることにより、排気入口６３と排気出口３３とが接続される。そのため、排気出口３３から排気入口６３に排気を導くための部材が不要である。また、排気入口６３および排気出口３３が、それぞれ、高い剛性を有するシリンダボディ３およびシリンダヘッド４に設けられているから、排気入口６３および排気出口３３の接続部におけるシール性の低下が防止される。

また、本実施形態では、排気の流れる方向から見たときの触媒４６の外形が、真円状である。したがって、たとえば触媒４６の外形が楕円状である場合に比べて、担体４８を渦巻き状に成形する作業が比較的簡単であり、担体４８の製造が容易である。また、触媒４６は、エンジン１の内部に配置されている。そのため、たとえば触媒４６の外形が楕円状である場合に比べて、エンジン１の幅が大きくなる場合がある。しかし、前述のように、冷却水通路５５および冷却水通路５６が互いの一部を共有することにより、エンジン１の幅が低減されている。したがって、触媒４６の外形が真円状であっても、エンジン１の幅の増加が防止される。

また、本実施形態では、エンジン１から排出された排気が、上流側排気ダクト３１内（上流側排気通路３１ａ）を通過する。したがって、水が、上流側排気ダクト３１内で生成される場合がある。具体的には、ガソリンなどのように水素原子を含む燃料の燃焼に伴って生成される排気は、水分を含む。このような水分を含む排気が冷却されると、凝縮によって水が生成される場合がある。たとえば、エンジン１が低速で回転している場合や、エンジン１の出力が小さい場合には、上流側排気ダクト３１内の温度が比較的低い。そのため、エンジン１から排出された排気が冷却されて、上流側排気ダクト３１内で水が生成される場合がある。また、エンジン１が停止されると上流側排気ダクト３１の温度が低下していく。そのため、上流側排気ダクト３１内に存在する排気が、エンジン１の停止後に上流側排気ダクト３１の内面に接触し、結露が発生する場合がある。

また、本実施形態では、触媒４６の上端が第４気筒＃４の下端より上方に位置している。上流側排気ダクト３１は、触媒４６と第４気筒＃４との間の排気の経路を形成している。したがって、上流側排気ダクト３１は、第４気筒＃４から触媒４６に向かって上る上昇部を含む。そのため、水が上流側排気ダクト３１内で生成されると、この水が、上流側排気ダクト３１内を逆流して、第４気筒＃４内に浸入する場合がある。水が第４気筒＃４内に浸入すると、第４気筒＃４が失火（misfire）する場合がある。また、第４気筒＃４が失火すると、エンジン１の動作が安定しない。

たとえば、触媒４６の上端が第４気筒＃４の下端より下に位置するように、触媒４６が配置されていれば、前記上昇部が上流側排気ダクト３１から無くなる。これにより、前述のような第４気筒＃４内への水の浸入が防止される。しかし、触媒４６の位置が低いと、触媒４６と主排気通路１０９の出口との間の距離が短くなる。そのため、触媒４６が高い位置に配置されている場合に比べて、主排気通路１０９の出口から主排気通路１０９に浸入した水が、触媒４６に付着し易い。水が触媒４６に付着すると、触媒４６の性能が低下する場合がある。

また、触媒４６の位置を下げるために、触媒４６がオイルパン１１と同じ高さに位置するように、触媒４６をアッパーケーシング１３内に配置することが考えられる。しかし、アッパーケーシング１３内の空間は限られている。そのため、この場合には、オイルパン１１の体積が小さくなり、オイルの貯留量が減少する。そのため、オイルパン１１は、船外機本体１０２を潤滑するのに十分な量のオイルを貯留できない場合がある。したがって、触媒４６は、高い位置に配置されていることが好ましい。

本実施形態では、排水通路７５が、上流側排気ダクト３１の最下端に接続されている。したがって、上流側排気ダクト３１内で生成された水は、自重によって流れ落ち、排水通路７５を通ってエキゾーストガイド６内の排気通路１４に浸入する。これにより、上流側排気ダクト３１内で生成された水が排出される。そのため、第４気筒＃４の失火が防止される。また、第４気筒＃４に対応する排気弁２４やバルブガイド２４ａの腐食が防止される。これにより、排気弁２４が排気ポート２３を閉じたときのシール性が維持される。また、バルブガイド２４ａに対する排気弁２４の円滑な移動が維持される。さらに、第４気筒＃４への水の浸入が防止されるので、ピストンリングや第４気筒＃４の内面の腐食が防止される。これにより、ピストンリングの固着が防止される。また、第４気筒＃４の内面が早期に摩耗することが防止される。さらにまた、第４気筒＃４への水の浸入が防止されるので、水が、クランクケース３を通ってオイルパン１１内に浸入することが防止される。これにより、オイルへの水の混入が防止される。したがって、オイルの潤滑性の低下が防止される。

また、本実施形態では、ハウジング４５は、排気が触媒４６を上から下に通過するように構成されている。すなわち、ハウジング４５内に浸入した排気は、クランク軸５の回転軸線と平行な方向に流れながら触媒４６を通過する。したがって、水が触媒４６の上方に移動した場合や、水が触媒４６の上方で発生した場合には、この水は、触媒４６を通って下に流れる。これにより、水が触媒４６の上方に溜まることが防止される。

上流側排気ダクト３１からの水の排出は、たとえば、船外機１０１を保管するために、船外機１０１がチルトアップされている状態でも継続される。したがって、エンジン１が停止されている間に水が上流側排気ダクト３１内に溜まって、エンジン１が始動された後にこの水が酸素濃度センサ７１に付着することが防止される。これにより、酸素濃度センサ７１の性能の低下が防止される。また、酸素濃度センサ７１は、下流側排気ダクト５２の上部に取付けられているから、水が排気通路４７内に浸入したとしても、この水は酸素濃度センサ７１に接触し難い。

第２実施形態
第１実施形態では、触媒４６が、緩衝部材５４を介して、シリンダボディ３とエキゾーストガイド６によって上下に挟まれている場合について説明した。しかし、図１１に示すように、触媒４６は、圧入によってハウジング４５に固定されていてもよい。
図１１は、本発明の第２実施形態に係る触媒４６の支持構造を示す断面図である。図１１において、図１〜図１０に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

円筒状のスリーブ８１は、たとえばインサート成形によって、ハウジング４５の内周部に結合されている。スリーブ８１は、たとえば、鉄系の金属材料によって形成されている。触媒４６は、スリーブ８１内に挿入されている。触媒４６は、たとえば、圧入によってスリーブ８１に固定されている。スリーブ８１に対する触媒４６の挿入は、常温で行われてもよいし、スリーブ８１が加熱された状態で行われてもよい。すなわち、触媒４６は、焼きばめ（thermal insert）によってスリーブ８１に固定されていてもよい。

触媒４６を圧入によってハウジング４５に固定することにより、触媒４６の寸法公差に依存することなく触媒４６を確実に保持することができる。また、スリーブ８１は、たとえば、鉄系の金属材料によって形成されている。ハウジング４５は、たとえば、アルミニウム合金によって形成されている。担体４８は、たとえばステンレス鋼によって形成されている。鉄とステンレス鋼の熱膨張率の差は、アルミニウムとステンレス鋼との熱膨張率の差より小さい。すなわち、スリーブ８１と触媒４６の熱膨張率の差は、ハウジング４５と触媒４６の熱膨張率の差よりも小さい。したがって、スリーブ８１が設けられていない場合に比べて、触媒４６が安定して保持される。

第３実施形態
第１実施形態では、排水通路７５が、上流側排気ダクト３１の最下端に接続されている場合について説明した。しかし、排水通路７５における流体の流れを制御するバルブが、排水通路７５に接続されていてもよい。具体的には、図１２および図１３に示すように、排水通路７５は、バルブ３０１を介して、上流側排気ダクト３１の最下端に接続されていてもよい。

図１２および図１３は、それぞれ、本発明の第３実施形態に係るバルブ３０１の断面図である。図１２は、バルブ３０１が閉じた状態を示しており、図１３は、バルブ３０１が開いた状態を示している。図１２および図１３において、図１〜図１１に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
バルブ３０１は、第１部材３０２と、第２部材３０３と、フロート３０４とを含む。第１部材３０２は、上流側排気ダクト３１に連結されている。第２部材３０３は、パイプ７６に連結されている。第２部材３０３は、たとえば、筒状である。第１部材３０２の下部は、第２部材３０３の上部内に嵌められている。第１部材３０２は、たとえば螺子によって、第２部材３０３に連結されている。また、フロート３０４は、第２部材３０３の内部に配置されている。フロート３０４は、たとえば、中空の球状である。フロート３０４は、たとえば、セラミック製である。フロート３０４は、第１部材３０２の下端３０２ａの下に配置されている。

また、バルブ３０１は、水室３０５と、第１流路３０６と、第２流路３０７とを含む。第１流路３０６の上部は、上流側排気ダクト３１の内部に接続されている。第１流路３０６の下部は、第１部材３０２の下端３０２ａよりも上方において水室３０５に接続されている。したがって、水室３０５は、第１流路３０６を介して、上流側排気ダクト３１の内部に接続されている。また、第２流路３０７の上部は、水室３０５に接続されている。第２流路３０７の下部は、パイプ７６の内部に接続されている。したがって、水室３０５は、第２流路３０７を介して、パイプ７６の内部に接続されている。水室３０５は、たとえば、上下に延びる円柱状である。フロート３０４は、水室３０５に配置されている。フロート３０４の直径は、水室３０５の直径よりも小さい。

水室３０５と第１流路３０６との接続部は、常時、流体が行き来できる状態に維持されている。また、水室３０５と第２流路３０７との接続部は、フロート３０４によって開閉される。具体的には、上流側排気ダクト３１内で生成された水は、第１流路３０６を通って水室３０５に浸入する。一定量以上の水が水室３０５に溜まると、フロート３０４が浮力によって浮いて、水室３０５と第２流路３０７との接続部が開かれる。これにより、水室３０５内の水が、パイプ７６内に流れる。また、フロート３０４が浮いて所定位置まで移動すると、フロート３０４の上部が、ストッパとしての第１部材３０２の下端３０２ａに接触する。これにより、水室３０５と第１流路３０６との接続部は、流体が行き来できる状態に維持される。

一方、水室３０５内の水量が少ない場合には、水室３０５と第２流路３０７との接続部がフロート３０４によって閉じられている。これにより、上流側排気ダクト３１からパイプ７６への水の流れが遮断される。また、水室３０５内に一定量の水がある場合でも、上流側排気ダクト３１内での排気圧が高い場合には、フロート３０４が排気圧によって下に押されて、水室３０５と第２流路３０７との接続部がフロート３０４によって閉じられる。そのため、上流側排気ダクト３１内での排気圧が高い場合には、上流側排気ダクト３１からパイプ７６への水の流れが遮断される。このように、バルブ３０１は、バルブ３０１内の水量や、上流側排気ダクト３１内での排気圧に応じて開閉される。

たとえば、エンジン１が低速で回転している場合や、エンジン１の出力が小さい場合には、水が、上流側排気ダクト３１内に生成される場合がある。また、このようなエンジン１の運転状態では、上流側排気ダクト３１内での排気圧が比較的低い。したがって、一定量以上の水がバルブ３０１に溜まるとバルブ３０１が開いて、水が、上流側排気ダクト３１からパイプ７６に流れる。これにより、水が上流側排気ダクト３１から排出される。一方、たとえば、エンジン１が高速で回転している場合や、エンジン１の出力が大きい場合には、水が、上流側排気ダクト３１内に生成され難い。また、このようなエンジン１の運転状態では、上流側排気ダクト３１内での排気圧が比較的高い。したがって、このようなエンジン１の運転状態では、バルブ３０１が閉じた状態に維持され、上流側排気ダクト３１からパイプ７６への流体の流れが遮断される。これにより、水だけが上流側排気ダクト３１から排出される。

この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の実施形態では、触媒４６が、メタル触媒である場合について説明した。しかし、触媒４６は、メタル触媒に限らず、たとえばセラミック製の担体を含む触媒などの他の形式の触媒であってもよい。

また、前述の実施形態では、下流側排気ダクト５２が、下流側排気ダクト５２以外の部分（シリンダボディ３の一部）と一体的に形成されている場合について説明した。また、上流側排気ダクト３１が、上流側排気ダクト３１以外の部分（シリンダヘッド４の一部）と一体的に形成されている場合について説明した。しかし、下流側排気ダクト５２および上流側排気ダクト３１は、それぞれ、シリンダボディ３およびシリンダヘッド４とは別体であってもよい。

また、前述の実施形態では、緩衝部材５４が、触媒４６の下端とエキゾーストガイド６との間に配置されている場合について説明した。しかし、図１４に示すように、緩衝部材５４が、触媒４６の下端とエキゾーストガイド６との間、および触媒４６の上端とハウジング４５との間に配置されていてもよい。また、緩衝部材５４が、触媒４６の上端とハウジング４５との間にだけ配置されていてもよい。さらに、図１５に示すように、緩衝部材５４が設けられておらず、触媒４６が、ハウジング４５およびエキゾーストガイド６によって直接挟まれていてもよい。

また、前述の実施形態では、シリンダボディ３が、ガスケット５３を介して、エキゾーストガイド６に下から支持されている場合について説明した（たとえば図９参照）。しかし、図１４および図１５に示すように、シリンダボディ３は、エキゾーストガイド６によって直接支持されていてもよい。
また、前述の実施形態では、排水通路７５が、上流側排気ダクト３１の最下端に接続されている場合について説明した。しかし、排水通路７５は、上流側排気ダクト３１の最下端以外の部分に接続されていてもよい。また、排水通路７５は、下流側排気ダクト５２に接続されていてもよい。すなわち、排水通路７５は、触媒４６の上流側において、上流側排気ダクト３１および下流側排気ダクト５２の少なくとも一方に接続されていればよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ エンジン
３ シリンダボディ
３ａ 被支持面
３ｂ 合わせ面（第１合わせ面）
４ シリンダヘッド
４ａ 合わせ面（第２合わせ面）
６ エキゾーストガイド
３１ａ 上流側排気通路（第２排気通路）
３３ 排気出口
３３ａ 端面（第２端面）
４６ 触媒
４７ 排気通路（第１排気通路）
５１ 筒状部（収容部）
５１ａ 下面
５４ 緩衝部材（中間部材、弾性部材）
５５ 冷却水通路（第２冷却水通路）
５６ 冷却水通路（第１冷却水通路）
６３ 排気入口
６３ａ 端面（第１端面）
７５ 排水通路
７７ 上流側排水孔（第１端部）
７８ 下流側排水孔（第２端部）
１０１ 船外機
３０１ バルブ
３０４ フロート
＃４ 第４気筒（気筒）

Claims (12)

1. 気筒と、上下方向に沿って配置されたクランク軸とを含むエンジンと、
   前記エンジンを下から支持するエキゾーストガイドと、
   前記エンジンの内部に配置された触媒とを含み、
   前記エンジンは、前記触媒を収容する収容部を有するシリンダボディを含み、
   前記シリンダボディは、前記収容部の内部を含む第１排気通路を形成し、
   前記触媒は、前記収容部に下から挿入され、前記収容部およびエキゾーストガイドによって上下に挟まれている、船外機。
2. 前記触媒は、前記気筒の側方に配置されており、
   前記シリンダボディは、前記気筒の周囲に配置された第１冷却水通路と、前記触媒の周囲に配置され、前記気筒と前記触媒との間において前記第１冷却水通路に接続された第２冷却水通路と含む、請求項１記載の船外機。
3. 前記触媒と前記収容部との間、および前記触媒と前記エキゾーストガイドとの間の少なくとも一方に配置された中間部材をさらに含み、
   前記触媒は、前記中間部材を介して、前記収容部およびエキゾーストガイドによって上下に挟まれている、請求項１または２記載の船外機。
4. 前記中間部材は、弾性部材を含む、請求項３記載の船外機。
5. 前記エンジンは、前記気筒および前記第1排気通路を接続する第２排気通路を形成し、前記シリンダボディに連結されたシリンダヘッドをさらに含み、
   前記シリンダボディは、第１合わせ面と、前記第１合わせ面と同一平面上に配置された第１端面とを含み、
   前記シリンダヘッドは、前記第１合わせ面に重ね合わされた第２合わせ面と、前記第２合わせ面と同一平面上に配置された第２端面とを含み、
   前記第1排気通路は、前記第１端面で開口する排気入口を含み、
   前記第２排気通路は、前記第２端面で開口し、前記排気入口に接続された排気出口を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の船外機。
6. 前記シリンダボディは、前記シリンダボディの下端部に設けられた被支持面を含み、
   前記収容部は、前記被支持面と同一平面上に配置された下面を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の船外機。
7. 排気が前記触媒を通過する方向から見たときの前記触媒の外形は、真円状である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の船外機。
8. 前記エンジンは、前記気筒および前記第１排気通路を接続する第２排気通路を形成し、前記シリンダボディに連結されたシリンダヘッドをさらに含み、
   前記触媒は、前記触媒の上端が前記気筒の下端より上方に位置するように配置されており、
   前記船外機は、前記触媒の上流側において、前記第１排気通路および第２排気通路の少なくとも一方に接続された排水通路をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の船外機。
9. 前記排水通路は、前記触媒の上流側において前記第１排気通路および第２排気通路の少なくとも一方に接続された第１端部と、前記触媒の下流側において前記第１排気通路に接続された第２端部とを含む、請求項８記載の船外機。
10. 前記第２排気通路は、前記第１排気通路に接続された排気出口を含み、
    前記排気出口は、前記第２排気通路の最下端よりも下流側において前記第２排気通路の最下端よりも上に配置されており、
    前記排水通路は、前記第２排気通路の最下端に接続されており、水が前記第２排気通路の最下端から前記排水通路に排出されるように構成されている、請求項８または９記載の船外機。
11. 前記排水通路に接続され、前記排水通路における流体の流れを制御するバルブを含む、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の船外機。
12. 前記バルブは、前記バルブ内の水量に応じて前記バルブを開閉するように構成されたフロートを含む、請求項１１記載の船外機。

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