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JP3340218B2 - 船外機用エンジンの排気装置 - Google Patents

船外機用エンジンの排気装置

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Publication number
JP3340218B2
JP3340218B2 JP33235693A JP33235693A JP3340218B2 JP 3340218 B2 JP3340218 B2 JP 3340218B2 JP 33235693 A JP33235693 A JP 33235693A JP 33235693 A JP33235693 A JP 33235693A JP 3340218 B2 JP3340218 B2 JP 3340218B2
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JP
Japan
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exhaust
engine
closed space
catalyst
folded portion
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JP33235693A
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敦 五十川
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三信工業株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
    • F01N2590/021—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications for outboard engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B61/00—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
    • F02B61/04—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers
    • F02B61/045—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers for marine engines

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  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、船舶に搭載される船外
機用エンジンに関し、詳細には通路抵抗によるエンジン
出力の低下を回避しながら、水の侵入による触媒の劣化
を確実に防止できるようにした排気装置の構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、船舶に搭載される船外機は、推
進機（スクリュ）が配設されたロアケースの上部にアッ
パケース，トップカウルをそれぞれ接続するとともに、
該トップカウル内にエンジンを搭載し、該エンジンによ
り上記推進機を回転駆動するように構成されている。こ
の種の船外機用エンジンには、従来からクランク軸を縦
置きに配置してなる２サイクルエンジンが採用されてお
り、該エンジンの排気装置は、排気通路を上下方向に延
長するとともに該通路を下方に向けて開口させ、該開口
を上記ロアケースから外方に連通させた構造となってい
る。
【０００３】このような船外機用２サイクルエンジンで
は、排気ガスの浄化を図る観点から排気通路に触媒を配
設することが要請されている。しかし上記排気通路内に
単に触媒を配設すると、航走中等に排気通路から侵入し
た水によって触媒が劣化し易く、特に海での使用が多い
船外機の場合、海水の塩分によって触媒の性能劣化が著
しいという問題がある。
【０００４】ここで、気筒の排気口近傍の内壁に沿って
触媒を配置した構造のものが提案されている（特開昭６
１−２８３７１３号参照）。これは排気通路内に侵入す
る水の水位より高い位置に触媒を配置することによって
水との接触を回避するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
公報の排気口近傍に触媒を配置する構造では、該触媒が
通路抵抗となることからエンジン出力が低下するという
問題がある。
【０００６】また上記従来公報では、排気通路は単に垂
直方向に延びる構造であるから、その構造からして例え
ば急減速時等の船体の姿勢によっては水位が上昇して海
水が触媒に接触する場合があり、水の侵入を確実に阻止
する点での信頼性が低いという問題がある。
【０００７】本発明は上記従来の状況に鑑みてなされた
もので、エンジン出力の低下を回避しながら水の侵入に
よる触媒の劣化を確実に防止できる船外機用エンジンの
排気装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上下
方向に延び、かつ下方に向かって開口する排気通路を有
する船外機用エンジンの排気装置において、上記排気通
路の途中に、閉空間と、該閉空間から一旦上方に延びた
後下方に屈曲して延びる折返し部とを設け、上記閉空間
内に触媒を配置し、上記閉空間が、エンジンの下部を支
持するとともに排気通路の一部を形成するエキゾースト
ガイドの下面に接続固定された袋状のカバー体によって
構成されており、上記エキゾーストガイドが上記折返し
部に連通する連通孔を有し、該連通孔内に上記触媒が位
置決め固定されていることを特徴としている。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１において、上
記折返し部が上記閉空間の上部から船体幅方向の面内に
おいて一旦上方に延びた後下方に屈曲していることを特
徴としている。
【００１０】また請求項３の発明は、請求項２におい
て、上記折返し部が、上記エキゾーストガイドの上面に
接続され、ここから上方に延びた後上記カバー体の外部
側方を下方に延びていることを特徴としている。
【００１１】さらに請求項４の発明は、請求項１ないし
３の何れかにおいて、上記折返し部の屈曲部底面が、最
下部の気筒の排気ポートより上方に位置していることを
特徴としている。
【００１２】
【作用】本発明に係る船外機用エンジンの排気装置によ
れば、排気通路に閉空間と折返し部とを設け、該閉空間
内に触媒を配置したので、排気通路内に侵入した水は上
記折返し部によって閉空間への侵入が阻止されることか
ら、水面が触媒の位置まで上昇しても該触媒に水が触れ
ることはない。その結果、触媒の性能劣化を生じること
なく排気ガスの浄化を可能にできる。
【００１３】また本発明では、上記閉空間内に触媒を配
置したので、従来公報のように気筒の排気口近傍に配置
する場合のような通路抵抗が大きくなることはほとんど
なく、エンジン出力の低下を回避できる。即ち、上記閉
空間を船外機内水面より下方に位置させることができる
ことから、上記折返し部上方空間及びエンジン下方空間
を利用して上記閉空間の容積を大きく設定でき、よって
触媒の配置による通路抵抗の増大を回避できる。
【００１４】また、エンジン下部を支持するエキゾース
トガイドの下面にカバー体を接続固定して上記閉空間を
構成したので、該閉空間を形成する際の構造を簡単にで
き、かつ取付けを容易にできる。さらにまた、上記エキ
ゾーストガイドに折返し部に連通する連通孔を有し、該
連通孔内に触媒を位置決め固定したので、触媒の取付け
を簡単な構造で容易に行うことができる。
【００１５】上記請求項２の発明では、上記折返し部を
船体幅方向に向けたので、前後方向長さをコンパクト化
できる。
【００１６】また請求項３では、上記折返し部をエキゾ
ーストガイドの上面に接続し、ここから上方に延びた後
上記カバー体の外部側方を下方に延長させたので、該カ
バー体と折返し部とのシールを不要にして構造を簡素化
できる。つまり上記カバー体内を貫通するように折返し
部を下方に延長した場合、該カバー体との間をシールす
る必要があり、このようにした場合は構造が複雑となる
問題が生じる。
【００１７】さらにまた請求項４の発明では、上記折返
し部の屈曲部底面を最下部の気筒の排気ポートより上方
に位置させたので、水の侵入をより確実に防止すること
ができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１ないし図５は、本発明の一実施例による船外機
用エンジンの排気装置を説明するための図であり、図１
は船外機の左側面図、図２はその背面図、図３はその右
側面図、図４はそのアッパケース内部分の平面図（図１
のIV−IV線矢視図）、図５はエンジンの平面図である。
【００１９】図において、１は船体２の船尾２ａに配設
された船外機であり、これは推進機３が配設されたロア
ケース４の上部にアッパケース５を接続し、これの上部
にＶ型２サイクルエンジン６が収容されたカウル７を接
続して構成されている。上記船外機１は、スイベルアー
ム９にダンパ部材１０を介して弾性支持されており、該
スイベルアーム９は船体２に固定されたクランプブラケ
ット８に上下方向に揺動自在に枢支されている。
【００２０】上記ロアケース４内には推進軸１１が軸支
されており、該推進軸１１の後端部に上記推進機３がス
プライン結合されている。また上記エンジン６の出力軸
６ａには垂直方向に延びる駆動シャフト１２の上端が結
合されており、該シャフト１２の下端には上記推進軸１
１に噛合するかさ歯車１２ｂが結合されている。また上
記駆動シャフト１２の途中には、後述のエンジン，及び
排気装置に冷却水を供給する冷却水ポンプ１２ａが配設
されている。
【００２１】上記エンジン６は、これのクランク軸１３
を航走時に略垂直をなす縦置きに配置し、３対の気筒１
４をそれぞれＶバンクをなすように配設した構造のもの
で、上記各バンクの３つの気筒１４の各排気ポートは各
バンク毎に合流した後エンジン６下面に形成された各排
気口６ｂに導出されている。
【００２２】上記アッパケース５とカウル７との間には
アルミ合金金型鋳造製のエキゾーストガイド２０が配設
されており、該エキゾーストガイド２０の上面に上記エ
ンジン６が搭載されている。このエキゾーストガイド２
０の周縁部下面には上記アーパケース５が、上面には上
記カウル７のボトムカウル７ａがそれぞれボルト締め固
定されている。また上記ボトムカウル７ａにはアッパカ
ウル７ｂが着脱可能に装着されている。
【００２３】上記エキゾーストガイド２０の上面には上
記ダンパ部材１０が結合される取付け座１０ａが、また
該取付け座１０ａの後部には上記エンジン６の一対の排
気口６ｂに連通する一対の排気孔２０ａが形成されてい
る。またエキゾーストガイド２０の上記排気孔２０ａよ
り後側の一側部には後述する連通孔２０ｂが、さらに他
側部には折返し孔２０ｃがそれぞれ形成されている。ま
た、上記エキゾーストガイド２０の取付け座１０ａの下
側，及び各孔２０ｂ，２０ｃの周囲には袋状の冷却通路
２０ｄが形成されている。なお、上記取付け座１０ａ下
側の冷却通路２０ｄは上記ダンパ部材１０のゴム材を冷
却するためのものである。
【００２４】上記エキゾーストガイド２０の下面には袋
状のアルミ合金金型鋳造製のカバー体２１が配設されて
いる。このカバー体２１は上記各排気孔２０ａ，及び連
通孔２０ｂを覆っており、これの周縁フランジ部２１ａ
は上記エキゾーストガイド２０下面にボルト締め固定さ
れている。これによりエキゾーストガイド２０とカバー
体２１とで膨張室としての閉空間Ａが形成されている。
【００２５】また上記エキゾーストガイド２０下面の各
排気孔２０ａには排気熱による溶損を防止すべく耐熱性
ステンレス鋼からなる排気管２２が接続されており、該
両排気管２２は閉空間Ａ内に突出している。
【００２６】上記エキゾーストガイド２０の上面には本
実施例の特徴をなす折返し部２３が配設されている。こ
の折返し部２３は上記エキゾーストガイド２０の上面か
ら一旦上方に延びた後下方に屈曲する略逆Ｕ字状のハイ
ライザ２４と、上記エキゾーストガイド２０の下面から
アッパケース５の下端部に延びるリターンパイプ２５と
から構成されている。なお、このリターンパイプ２５は
上記カバー体２１と金型鋳造により一体鋳造されたもの
である。
【００２７】上記ハイライザ２４の下面フランジ２４ａ
は上記エキゾーストガイド２０にボルト締め固定されて
おり、該ハイライザ２４の上流側開口は上記連通孔２０
ｂを介してカバー体２１内に、また下流側開口は上記折
返し孔２０ｃを介してリターンパイプ２５に連通してい
る。
【００２８】上記ハイライザ２４の下面フランジ２４ａ
と屈曲部内壁２４ｂとの間には袋状の冷却通路２４ｄ
が、また上記ハイライザ２４の外壁２４ｃには２重壁構
造による冷却通路２４ｅがそれぞれ連通させて形成され
ており、上記冷却通路２４ｅの頂部とエンジン６の冷却
ジャケット６ｃとは供給ホース２６ａで接続されてい
る。
【００２９】ここで、上記冷却水ポンプ１２ａに接続さ
れた供給管３０は上方に延びて上記エキゾーストガイド
２０中央部の冷却通路２０ｄに接続されており、該通路
２０ｄでエンジン側へ直接供給する図示しない通路とエ
キゾーストガイド２０を介してハイライザ２４に供給す
る通路とに分岐されている。
【００３０】そして上記ハイライザ２４を通った冷却水
は一旦エンジン６に供給され、メイン通路からエキゾー
ストガイド２０を通ってアッパケース５の周縁に形成さ
れた落下孔５ａからカバー体２１の外壁部に沿って落下
し、該カバー体２１を冷却するようになっている。
【００３１】上記ハイライザ２４の屈曲部内壁２４ｂの
底面ａは、上記エンジン６の最下部の気筒１４の排気ポ
ート１４ａより上方に位置している。また上記ハイライ
ザ２４は船体２の幅方向に向いて屈曲しており、かつ上
記エンジン６のＶバンク上部に配設された電装ユニット
２８の下部に配置されている。これによりＶバンク内の
デッドスペースを有効利用することによりコンパクト化
が図られている。
【００３２】上記リターンパイプ２５は上記カバー体２
１の外部側方において下方に延びており、その外側壁の
一部はカバー体２１と一体的に形成されている。またリ
ターンパイプ２５の下端２５ａは上記ロアケース４内に
開口しており、該ロアケース４内を通って推進機３の後
端から外部に連通している。これにより上記エンジン６
からの排気ガスは閉空間Ａで膨張した後、ハイライザ２
４及びリターンパイプ２５を通ってロアケース４内に排
出され、ここから推進機３内を通って外部に放出される
ようになっている。
【００３３】上記リターンパイプ２５の途中にはアイド
ル排気口３１が形成されており、該排気口３１は該リタ
ーンパイプ２５内に形成された前部膨張室３２に連通し
ている。また上記エキゾーストガイド２０の後端部には
アイドルホール３３が形成されており、該アイドルホー
ル３３はエキゾーストガイド２０に形成された後部膨張
室３４に連通されている。そして上記両膨張室３２，３
４は上記カバー体２１とリターンパイプ２５との境界壁
に形成されたアイドル通路３５により連通されており、
これにより上記リターンパイプ２５は排気口３１，前部
膨張室３２，アイドル通路３５，後部膨張室３４及びア
イドルホール３３を介して外部に連通している。
【００３４】そして上記カバー体２１の閉空間Ａ内には
触媒４０が配置されている。この触媒４０はこれの上部
を連通孔２０ｂ内に嵌合挿入し、該上部に固着されたリ
ング状の取付け部材４１を上記エキゾーストガイド２０
下面の連通孔２０ｂの周縁部にボルト締め固定すること
によって固着されている。そして、上記触媒４０はその
上端部が後方に位置するように（図１参照）、かつ幅方
向外側に位置するように（図２参照）傾斜した状態で取
付けられている。
【００３５】また、図２に示すように、上記触媒４０は
船外機１の幅方向中心の一側に位置し、他側には上記リ
ターンパイプ２５が位置しており、また触媒４０はアッ
パケース５の上部拡がりとなった傾斜面に沿って傾斜配
置されており、このようにしてコンパクト化が図られて
いる。
【００３６】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例の船外機１は、これのエンジン動力を駆動
シャフト１２を介して推進軸１１に伝達し、該推進軸１
１により推進機３を回転駆動するものである。上記エン
ジン６の排気ガスは排気管２２から閉空間Ａ内に導入さ
れ、ここで膨張し、この後触媒４０で浄化されてハイラ
イザ２４，リターンパイプ２５を通って外部に排出され
る。
【００３７】この場合、図１に示すように、船体２の航
走姿勢により水位が、それぞれ高速船走時Ｌ１，停船時
Ｌ２，急減速時Ｌ３と変化しても、リターンパイプ２５
内の水がカバー体２１内に侵入することはない。
【００３８】即ち、本実施例では、エンジン６を支持す
るエキゾーストガイド２０の下面にカバー体２１を接続
して閉空間Ａを形成し、該閉空間Ａに略逆Ｕ字状のハイ
ライザ２４を接続するとともにこれに上下方向に延びる
リターンパイプ２５を接続して折返し部２３を構成した
ので、例えば急減速時のように船外機１内の水位Ｌ３が
触媒４０の位置に達しても、閉空間Ａ内に侵入すること
はない。その結果、水入りによる触媒４０の性能劣化を
確実に防止できる。
【００３９】また本実施例では、上記カバー体２１の閉
空間Ａ内に触媒４０を配置したので、従来公報のような
通路抵抗の問題を解消でき、エンジン出力の低下を回避
できる。即ち、上述のように水の侵入の恐れがないの
で、上記カバー体２１を例えば停船時の水位Ｌ２より下
方まで拡げることができ、それだけ閉空間Ａの容積を大
きく設定することができる。これにより触媒４０を膨張
室Ａ内に配置しても上述のとおり通路抵抗の増大を回避
できる。
【００４０】また、上記エキゾーストガイド２０の下面
にカバー体２１の下面フランジ２１ａをボルト締め固定
して上記閉空間Ａを形成するようにしたので、簡単な構
造で閉空間Ａを容易に構成することができる。
【００４１】上記折返し部２３をハイライザ２４とリタ
ーンパイプ２５とで構成し、該リターンパイプ２５をカ
バー体２１の側壁に一体形成するとともに該カバー体２
１の外部側方にて下方に延長したので、カバー体２１内
を通るようにリターンパイプ２５を貫通させる場合のよ
うなシールを不要にでき、この点からも構造を簡略化で
きる。
【００４２】また上記触媒４０の上端部をエキゾースト
ガイド２０の連通孔２０ｂに嵌合挿入するようにしたの
で、取付け部材４１を上記エキゾーストガイド２０にボ
ルト締めするだけで触媒４０の取付け精度を確保でき、
かつ取付け作業を容易に行うことができる。
【００４３】さらに本実施例では、上記ハイライザ２４
の屈曲部の底面ａをエンジン６最下部の気筒１４より上
部に位置させたので、この屈曲部底面ａが急減速時の水
位Ｌ３よりさらに上方に位置することとなり、より確実
に水入りを防止することができる。
【００４４】なお、上記実施例ではクランク軸縦置エン
ジンについて説明したが、本発明は勿論クランク軸横置
エンジンにも適用できる。
【００４５】
【発明の効果】以上のように本発明に係る船外機用エン
ジンの排気装置によれば、排気通路の途中に閉空間を形
成し、該閉空間から一旦上方に延びた後下方に屈曲する
折返し部を上記閉空間に接続し、上記閉空間内に触媒を
配置したので、エンジン出力の低下を回避しながら水の
侵入による触媒の性能劣化を確実に防止できる効果があ
る。
【００４６】また、エキゾーストガイドの下面にカバー
体を接続固定して上記閉空間を構成したので、該閉空間
を形成する際の構造を簡単にでき、かつ取付けを容易に
できる効果がある。さらにまた、上記エキゾーストガイ
ドに折返し部に連通する連通孔を有し、該連通孔内に触
媒を位置決め固定したので、触媒の取付けを簡単な構造
で容易に行うことができる効果がある。
【００４７】上記請求項２の発明では、上記折返し部を
船体幅方向に向けたので、前後方向長さをコンパクト化
でき、また請求項３の発明によれば、上記折返し部をエ
キゾーストガイドから上方に延びた後上記カバー体の外
部側方を下方に延長させたので、該カバー体と折返し部
とのシールを不要にして構造を簡素化できる効果があ
る。
【００４８】さらにまた請求項４の発明によれば、上記
折返し部の屈曲部底面を最下部の気筒の排気ポートより
上方に位置させたので、水の侵入をより確実に防止する
ことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による船外機用エンジンの排
気装置を説明するための左側面図である。
【図２】上記実施例装置の背面図である。
【図３】上記実施例装置の右側面図である。
【図４】上記実施例装置の平面図（図１のIV−IV線矢視
図）である。
【図５】上記実施例のエンジンの平面図である。
【符号の説明】
１ 船外機 ６ エンジン １３ クランク軸 １４ 気筒 ２０ エキゾーストガイド ２０ｂ 連通孔 ２１ カバー体 ２３ 折返し部 ４０ 触媒 Ａ 閉空間
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/24 - 3/28 B63H 20/00 F01N 1/08

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上下方向に延び、かつ下方に向かって開
    口する排気通路を有する船外機用エンジンの排気装置に
    おいて、上記排気通路の途中に、閉空間と、該閉空間か
    ら一旦上方に延びた後下方に屈曲して延びる折返し部と
    を設け、上記閉空間内に触媒を配置し、上記閉空間が、
    エンジンの下部を支持するとともに排気通路の一部を形
    成するエキゾーストガイドの下面に接続固定された袋状
    のカバー体によって構成されており、上記エキゾースト
    ガイドが上記折返し部に連通する連通孔を有し、該連通
    孔内に上記触媒が位置決め固定されていることを特徴と
    する船外機用エンジンの排気装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、上記折返し部が上記
    閉空間の上部から船体幅方向の面内において一旦上方に
    延びた後下方に屈曲していることを特徴とする船外機用
    エンジンの排気装置。
  3. 【請求項３】 請求項２において、上記折返し部が、上
    記エキゾーストガイドの上面に接続され、ここから上方
    に延びた後上記カバー体の外部側方を下方に延びている
    ことを特徴とする船外機用エンジンの排気装置。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし３の何れかにおいて、上
    記折返し部の屈曲部底面が、最下部の気筒の排気ポート
    より上方に位置している ことを特徴とする船外機用エン
    ジンの排気装置。
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