JP4398309B2

JP4398309B2 - 船外機

Info

Publication number: JP4398309B2
Application number: JP2004187214A
Authority: JP
Inventors: 博水口; ひろみ浦; 寛 ▲高▼橋; 康治笠井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2024-06-25
Also published as: US20050287885A1; JP2006007943A; US7300325B2

Description

この発明は、船外機に関し、より詳しくは、外部に伝播される騒音を低減するようにした船外機に関する。

船外機の騒音を低減する従来技術として、例えば特許文献１に記載される技術を挙げることができる。特許文献１に記載される技術にあっては、船体に船外機を覆うカバーを取り付けることで、船外機の騒音が周囲に広がらないようにしている。
特開平９−２０７８８８号公報（段落００１２、図１など）

上記した特許文献１に記載される技術にあっては、船外機とは別体のカバーを船体に取り付けるように構成していることから、部品点数や重量の増加を伴うと共に、船体に設置スペースを確保しなければならないという不具合があった。かかる不具合を解消するには、船外機の騒音が周囲に広がるのを防止するのではなく、船外機から外部に伝播される騒音、即ち、船外機が発する騒音そのものを低減する必要がある。

従って、この発明の目的は上記した課題に鑑み、外部に伝播される騒音を低減するようにした船外機を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、エンジンと、前記エンジンよりも重力方向において下方に配置され、前記エンジンによって駆動されるプロペラとを備えた船外機において、前記エンジンが搭載される第１のフレームと、前記プロペラが取り付けられる第２のフレームと、前記第１のフレームと第２のフレームの間に配置される第３のフレームとを備えると共に、前記第３のフレームのうち、重力方向において中央付近に位置する部位の板厚を残余の部位の板厚の３０％から６０％の間の値に設定し、よって前記第３のフレームの固有振動数を前記エンジンが最高回転数で運転されるときに生じる振動数よりも高い値に設定するように構成した。

請求項１に係る船外機にあっては、エンジンが搭載される第１のフレームと、プロペラが取り付けられる第２のフレームと、第１のフレームと第２のフレームの間に配置される第３のフレームとを備えると共に、第３のフレームのうち、重力方向において中央付近に位置する部位の板厚を残余の部位の板厚の３０％から６０％の間の値に設定し、よって第３のフレームの固有振動数をエンジンが最高回転数で運転されるときに生じる振動数よりも高い値に設定するように構成したので、船外機の運転中にフレームを構成する部材が共振するのを防止でき、よって外部に伝播される騒音（船外機が発する騒音）を低減することができる。

また、重量の増加やコストアップを招くことなく上記した効果を得ることができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る船外機を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係る船外機の側面図である。尚、図１では、船外機の一部を断面で示す。

図１の説明に入る前に、先ず、図２を参照してこの発明に係る船外機の構成について概説する。図２は、この発明の第１実施例に係る船外機を簡略的に示す側面図である。

図２に示すように、船外機１０は、船体（船舶）１２の後部に装着される。船外機１０は、マウントケース１４（前記した第１のフレーム）を備え、マウントケース１４の上部にはエンジン１６が搭載される。エンジン１６は水面上に位置し、エンジンカバー１８で覆われる。尚、エンジン１６は火花点火式のＶ型６気筒のガソリンエンジンである。

また、マウントケース１４の下部には、エクステンションケース２０（前記した第３のフレーム）が図示しないボルトによって固定される。エクステンションケース２０の上部とマウントケース１４は、エンジンアンダーカバー２２によって覆われる。

さらに、エクステンションケース２０の下部には、図示しないボルトによってギヤケース２４が固定される。ギヤケース２４（前記した第２のフレーム）には、プロペラ２６が取り付けられると共に、ギヤ機構３０が収容される。即ち、プロペラ２６は、エンジン１６よりも重力方向において下方に配置される。

エンジン１６の出力は、ドライブシャフト（バーチカルシャフト）３２を介して鉛直軸回りの回転としてギヤ機構３０に伝達され、そこで水平軸回りの回転に変換された後、プロペラシャフト３４を介してプロペラ２６に伝達される。これにより、プロペラ２６は水平軸回りに回転して推進力を発生し、船体１２を前進あるいは後進させる。

また、船外機１０は、船体１２の後部に固定されたスターンブラケット３８と、スターンブラケット３８に取り付けられたスイベルケース４０と、スイベルケース４０に収容されたスイベルシャフト４２とを備える。

スイベルシャフト４２は、スイベルケース４０の内部に回動自在に収容され、その上端がマウントフレーム４４を介してマウントケース１４に固定されると共に、下端がエクステンションケース２０に固定される。また、スイベルケース４０は、チルティングシャフト４６を介してスターンブラケット３８に回動自在に取り付けられる。これにより、船外機１０は、船体１２に対し、スイベルシャフト４２を回転軸として左右に操舵自在とされると共に、チルティングシャフト４６を回転軸としてチルトアップ・ダウンおよびトリムアップ・ダウン自在とされる。

尚、上記において、船外機１０のフレームは、マウントケース１４と、エクステンションケース２０と、ギヤケース２４とから構成され、それらは全て金属材、具体的には、アルミニウム材から製作される。

上記を前提に、図１を参照して船外機１０について詳説する。

図１に示すように、エンジン１６はインテークマニホルド５０を介してスロットルボディ５２に接続される。スロットルボディ５２には、図示しない吸気管が接続されると共に、内部にはスロットルバルブ５４が配置される。スロットルバルブ５４には、エンジンカバー１８の外部へと繋がるワイヤなどの適宜な動力伝達機構が接続され、操縦者によって開閉自在とされる。

吸気管から導入された空気は、スロットルボディ５２内のスロットルバルブ５４で調量されつつインテークマニホルド５０に流入し、インテークバルブ付近でインジェクタ（いずれも図示せず）から噴射された燃料と混合して混合気を形成する。

混合気は、エンジン１６の各気筒の燃焼室（図示せず）に流入し、点火・燃焼させられる。燃焼によって生じた排ガスは、エキゾーストバルブとエキゾーストマニホルド（いずれも図示せず）を通過した後、排気管５６からエクステンションケース２０の内部に排出される。エクステンションケース２０の内部に排出された排ガスは、さらにギヤケース２４を通過して船外機１０の外部へと排出される。

尚、エクステンションケース２０は、図示の如く、重力方向において上端あるいは下端から中央に向かうに従い、径が小さくなるように形成される。

また、エンジン１６には、図示しないクランクシャフトを介してドライブシャフト３２の一端（上端）が接続される。ドライブシャフト３２は、図示の如く、その軸方向が鉛直軸と平行に配置され、マウントケース１４とエクステンションケース２０とギヤケース２４の内部を挿通させられる。

ドライブシャフト３２の他端（下端）は、ギヤケース２４の内部においてギヤ機構３０に接続される。ギヤ機構３０は、ドライブシャフト３２の下端に設けられたピニオンギヤ３０ａと、ピニオンギヤ３０ａと噛合して相反する方向に回転する前進ベベルギヤ３０ｂおよび後進ベベルギヤ３０ｃとから構成される。

前進ベベルギヤ３０ｂと後進ベベルギヤ３０ｃの間には、クラッチ６０が配置される。クラッチ６０は、プロペラ２６の回転軸たるプロペラシャフト３４に取り付けられ、それらは水平軸回りに回転自在とされる。また、クラッチ６０は、シフトロッド６２を操作してシフトスライダ６４を変位させることにより、前進ベベルギヤ３０ｂと後進ベベルギヤ３０ｃのいずれかに係合自在とされる。従って、シフトロッド６２を操作してクラッチ６０を前進ベベルギヤ３０ｂと後進ベベルギヤ３０ｃのいずれかに係合させることにより、ドライブシャフト３２の回転が水平軸回りの回転に変換されてプロペラ２６に伝達され、よってプロペラ２６が船体１２を前進させる方向あるいは後進させる方向のいずれかに回転させられる。

ここで、この発明において特徴的なことは、マウントケース１４とギヤケース２４との間に配置されたエクステンションケース２０の固有振動数（共振周波数）を、エンジン１６が最高回転数で運転されるときに生じる振動数よりも高い値に設定したことにある。

図３は、エクステンションケース２０の断面を示す模式図である。また、図４は、エンジン１６の回転数に対するエクステンションケース２０の振動振幅の特性を示す特性図である。

本願の特徴を説明する前に、理解の便宜のため、従来技術に係るエクステンションケースについて説明する。

図５は、従来技術に係るエクステンションケースの断面を示す模式図である。

図５に示すように、従来技術に係るエクステンションケース（符号１００で示す）は、リブ（図示せず）などを除き、その板厚は一定（例えば２ｍｍ）に形成されていた。

図６は、エンジン回転数に対する図５に示すエクステンションケースの振動振幅の特性を示す特性図である。

図６に示すように、従来技術に係るエクステンションケースにあっては、その固有振動数が、エンジンが使用回転数域（例えば１０００ｒｐｍから６０００ｒｐｍ程度）で発生する特定の振動数に一致してしまう場合があった。そのため、エンジンが特定の回転数で運転されるときにエクステンションケースが共振し、騒音が著しく増大するという不具合があった。

このような不具合に鑑み、発明者らは、エクステンションケースの低次の振動モードに着目し、最も振幅の大きい箇所（いわゆる振動モードの腹）の板厚を最適に設定するようにした。

図７は、図５に示すエクステンションケース１００の低次の振動モード図である。尚、図７では、振幅の大きさを点の密度によって表現している。具体的には、振幅が大きい部位ほど、点を密にして示す。図示の如く、従来技術に係るエクステンションケース１００にあっては、重力方向において中央付近に位置する部位が最も振幅が大きいことが知見された。

そこで、この発明にあっては、エクステンションケース２０のうち、重力方向において中央付近に位置する部位の板厚（図１にＴで示す）を残余の部位と相違させるようにした。

具体的には、図３に示すように、エクステンションケース２０の上端と下端に位置する部位の板厚を３．５ｍｍに設定すると共に、中央に位置する部位（最も板厚の薄い部位）の板厚Ｔを上記３．５ｍｍの約３０％、より詳しくは１ｍｍに設定し、上端および下端から中央に向かって板厚を漸次変化させる（減少させる）ようにした。

このように、エクステンションケース２０の中央に位置する部位の板厚Ｔを上端と下端に位置する部位のそれよりも小さくする、より詳しくは、約３０％に設定したことから、エクステンションケース２０において中央付近に位置する部位の剛性が低下する（それでも十分な強度が保たれているのは勿論である）と共に、軽量化され、エクステンションケース２０の固有振動数が引き上げられる。従って、図４に示す如く、エクステンションケース２０の固有振動数を、エンジン１６が最高回転数（６０００ｒｐｍ程度）で発生する振動数よりも高い値に設定することができ、よって船外機１０の運転中にエクステンションケース２０が共振するのを防止することができる。

尚、本願と従来のエクステンションケースの固有振動数を比較した結果、板厚を２ｍｍで一定に形成した従来のエクステンションケースの固有振動数が１５００Ｈｚであったのに対し、本願のエクステンションケースのそれは１６５０Ｈｚであり、１０％の上昇が認められた。

このように、この発明の第１実施例に係る船外機にあっては、エクステンションケース２０（船外機１０のフレームを構成する部材）の固有振動数（共振周波数）を、エンジン１６が最高回転数で運転されるときに生じる振動数よりも高い値に設定するようにしたので、船外機１０の運転中にエクステンションケース２０が共振するのを防止でき、よって外部に伝播される騒音（船外機が発する騒音）を低減することができる。

また、エクステンションケース２０のうち、重力方向において中央付近に位置する部位の板厚Ｔを残余の部位（上端と下端に位置する部位）よりも小さな値に設定する（具体的には約３０％とする）ことで、エクステンションケース２０の固有振動数をエンジン１６が最高回転数で運転されているときに生じる振動数よりも高い値に設定するようにしたので、重量の増加やコストアップを招くことなく上記した効果を得ることができる。

尚、上記において、固有振動数をエンジン１６が最高回転数で運転されるときに生じる振動数よりも高い値に設定する部材としてエクステンションケース２０を例示したが、他のフレームを構成する部材、即ち、マウントケース１４やギヤケース２４の固有振動数をそのように設定するようにしても良い。さらに、本願の構成は、エンジンカバー１８やエンジンアンダーカバー２２にも適用することが可能である。

また、エクステンションケース２０のうち、重力方向において中央付近に位置する部位の板厚Ｔを残余の部位の板厚の約３０％に設定したが、値はそれに限られるものではない。エクステンションケースの形状や材質にもよるが、一般的な船外機であれば、およそ３０％から６０％の間の値に設定することにより、十分な強度を保ちつつ固有振動数を引き上げることができる。

また、船外機１０のフレームを構成する部材としてマウントフレーム１４、エクステンションケース２０およびギヤケース２４の３つを挙げたが、それらは例示に過ぎず、船外機の構造に応じてフレームを構成する部材の名称、形状、個数が変化した場合であっても本願の構成が適用可能であるのは言うまでもない。

以上の如く、この発明の第１実施例にあっては、エンジン（１６）と、前記エンジン（１６）よりも重力方向において下方に配置され、前記エンジン（１６）によって駆動されるプロペラ（２６）とを備えた船外機（１０）において、前記エンジン（１６）が搭載される第１のフレーム（マウントケース１４）と、前記プロペラ（２６）が取り付けられる第２のフレーム（ギヤケース２４）と、前記第１のフレームと第２のフレームの間に配置される第３のフレーム（エクステンションケース２０）とを備えると共に、前記第３のフレーム（２０）のうち、重力方向において中央付近に位置する部位の板厚（Ｔ）を残余の部位（上端と下端に位置する部位）の板厚の３０％から６０％の間の値（具体的には３０％）に設定し、よって前記第３のフレーム（２０）の固有振動数を前記エンジン（１６）が最高回転数で運転されるときに生じる振動数よりも高い値に設定するように構成したので、船外機の運転中にフレームを構成する部材が共振するのを防止でき、よって外部に伝播される騒音を低減することができる。

また、重量の増加やコストアップを招くことがない。

この発明の第１実施例に係る船外機の側面図である。図１に示す船外機を簡略化して表す側面図である。図１に示すエクステンションケースの断面視で表す模式図である。図１に示すエンジンの回転数に対するエクステンションケースの振動振幅の特性を示す特性図である。従来技術に係るエクステンションケースの断面視で表す模式図である。エンジンの回転数に対する図５に示すエクステンションケースの振動振幅の特性を示す特性図である。図５に示すエクステンションケースの低次の振動モード図である。

符号の説明

１０船外機
１４マウントケース（第１のフレーム）
１６エンジン
２０エクステンションケース（第３のフレーム）
２４ギヤケース（第２のフレーム）
２６プロペラ

Claims

エンジンと、前記エンジンよりも重力方向において下方に配置され、前記エンジンによって駆動されるプロペラとを備えた船外機において、前記エンジンが搭載される第１のフレームと、前記プロペラが取り付けられる第２のフレームと、前記第１のフレームと第２のフレームの間に配置される第３のフレームとを備えると共に、前記第３のフレームのうち、重力方向において中央付近に位置する部位の板厚を残余の部位の板厚の３０％から６０％の間の値に設定し、よって前記第３のフレームの固有振動数を前記エンジンが最高回転数で運転されるときに生じる振動数よりも高い値に設定したことを特徴とする船外機。