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技術 水冷式エンジンの排気管接続構造

出願人 川崎重工業株式会社
発明者 田中義信
出願日 1999年2月15日 (21年10ヶ月経過) 出願番号 1999-035829
公開日 2000年8月29日 (20年4ヶ月経過) 公開番号 2000-234516
状態 特許登録済
技術分野 排気消音装置 管の調節可能継手
主要キーワード 上流端縁 差込み式 冷却水シール 弾性継手 摺動筒 排気チャンバー リング外 差込み接続
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年8月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

2サイクルエンジン排気管接続構造において、エンジン振動の伝達を阻止あるいは抑制すると共に、排気管全体及び接続部のOリングを冷却できるようにすることである。

解決手段

周壁冷却水通路25,15,33を有する排気管全体を、エンジン側の上流側排気管11と、排ガス出口側の下流側排気管12に分離し、両排気管11,12は、一方の排気管11のソケット部30と他方の排気管12の差込み部34とを、排ガスシール用のOリング38を介して差込み接続している。差込み接続部分では、ソケット部30の外周側に冷却水連絡通路24を形成すると共に冷却水シール用の筒状弾性材継手13を設け、Oリング38より内方側に排ガス熱遮断用の断熱空間Sを形成している。

概要

背景

この種排気管接続構造の従来技術として、特開平1−290914号公報に記載された構造があり、冷却構造を有していない例としては、図5に示すように一方の排気管40にソケット部41を形成し、他方の排気管42の差込み部43にリング溝44を形成し、該リング溝44に排ガスシール用のリング45を嵌着しており、該リング45を介して差込み部43をソケット部41に差し込み、かつ、両排気管40,42の端縁間に隙間Cを置いて接続している。このようにリング45を介在させ、かつ、差込み式接続構造とすることにより、接続部において排ガスをシールできると共に、エンジン振動排ガス出口側の排気管に伝わるのを阻止している。

上記図5の構造に対し、同先行技術文献には、リングが高温になるのを防ぐ手段を備えた構造が記載されている。該構造は、図6に示すように、分離された排気管50,51の先端部外周面にそれぞれリング溝52,53を形成し、各リング溝52,53にそれぞれ排ガスシール用のリング54,55を嵌着し、両リング54,55の外周側に、冷却水通路57を有する摺動筒58を管長さ方向摺動自在に嵌合している。両排気管50,51の端縁間には隙間Cを置いている。冷却水通路57は、シリンダヘッド等から冷却水が導入されるようになっている。この構造によれば、リング54,55によって排ガスをシールすると共に、差込み式接続構造を採用することにより、一方の排気管から他方の排気管への振動の伝達を抑制し、かつ、冷却水通路57を流れる冷却水により両リング54,55を冷却している。

概要

2サイクルエンジンの排気管接続構造において、エンジン振動の伝達を阻止あるいは抑制すると共に、排気管全体及び接続部のOリングを冷却できるようにすることである。

周壁に冷却水通路25,15,33を有する排気管全体を、エンジン側の上流側排気管11と、排ガス出口側の下流側排気管12に分離し、両排気管11,12は、一方の排気管11のソケット部30と他方の排気管12の差込み部34とを、排ガスシール用のOリング38を介して差込み接続している。差込み接続部分では、ソケット部30の外周側に冷却水連絡通路24を形成すると共に冷却水シール用の筒状弾性材継手13を設け、Oリング38より内方側に排ガス熱遮断用の断熱空間Sを形成している。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

周壁冷却水通路を有する排気管全体を、エンジン側の上流側排気管と、排ガス出口側の下流側排気管に分離し、両排気管は、一方の排気管のソケット部と他方の排気管の差込み部とを、排ガスシール用のOリングを介して差込み接続し、差込み接続部分では、ソケット部の外周側に冷却水連絡通路を形成すると共に冷却水シール用の筒状弾性材継手を設け、Oリングより内方側に排ガス熱遮断用の断熱空間を形成していることを特徴とする水冷式エンジン排気管接続構造

技術分野

0001

本願発明は、水冷式エンジン排気管接続構造に関し、主に、小型滑走艇あるいは小型船舶等に搭載される水冷式エンジンであって、川、あるいは海等の外部の水を冷却水として取り入れ排気管を冷却し、しかも、エンジン振動遮断するために排気管全体をエンジン側の上流側排気管と、排ガス出口側の下流側排気管とに分離した水冷式エンジンに適した排気管接続構造に関する。

背景技術

0002

この種排気管接続構造の従来技術として、特開平1−290914号公報に記載された構造があり、冷却構造を有していない例としては、図5に示すように一方の排気管40にソケット部41を形成し、他方の排気管42の差込み部43にリング溝44を形成し、該リング溝44に排ガスシール用のリング45を嵌着しており、該リング45を介して差込み部43をソケット部41に差し込み、かつ、両排気管40,42の端縁間に隙間Cを置いて接続している。このようにリング45を介在させ、かつ、差込み式接続構造とすることにより、接続部において排ガスをシールできると共に、エンジン振動が排ガス出口側の排気管に伝わるのを阻止している。

0003

上記図5の構造に対し、同先行技術文献には、リングが高温になるのを防ぐ手段を備えた構造が記載されている。該構造は、図6に示すように、分離された排気管50,51の先端部外周面にそれぞれリング溝52,53を形成し、各リング溝52,53にそれぞれ排ガスシール用のリング54,55を嵌着し、両リング54,55の外周側に、冷却水通路57を有する摺動筒58を管長さ方向摺動自在に嵌合している。両排気管50,51の端縁間には隙間Cを置いている。冷却水通路57は、シリンダヘッド等から冷却水が導入されるようになっている。この構造によれば、リング54,55によって排ガスをシールすると共に、差込み式接続構造を採用することにより、一方の排気管から他方の排気管への振動の伝達を抑制し、かつ、冷却水通路57を流れる冷却水により両リング54,55を冷却している。

発明が解決しようとする課題

0004

図5の構造では、リング45が排ガスに直接晒されることにより、リング45が加熱され、高温となる。また高温化によりリング45が膨張し、両排気管42,40同士の相対的な摺動性が低下する。

0005

図6の構造では、冷却水通路57を流れる冷却水により、径方向の外周側からリング54,55を冷却することはできる。しかし、内周側からの排ガスの影響は阻止できず、排ガス熱が伝わる。

0006

本願発明の目的は、水冷エンジンの排気管接続構造において、分離された排気管間の振動伝達を阻止あるいは抑制すると共に、排ガスシール用のリングが高温になるのを防ぐことである。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決するため本願発明は、周壁に冷却水通路を有する排気管全体を、エンジン側の上流側排気管と、排ガス出口側の下流側排気管に分離し、両排気管は、一方の排気管のソケット部と他方の排気管の差込み部とを、排ガスシール用のOリングを介して差込み接続し、差込み接続部分では、ソケット部の外周側に冷却水連絡通路を形成すると共に冷却水シール用の筒状弾性継手を設け、Oリングより内方側に排ガス熱遮断用の断熱空間を形成していることを特徴としている。

0008

排気管全体を上流側排気管と下流側排気管とに分離し、両排気管を、差込み式接続と弾性材継手を利用して接続しているので、エンジン振動は上記接続部分で縁切れし、下流側排気管への振動伝達は阻止あるいは抑制される。

0009

排気管全体は、周壁に形成された冷却水通路を通る冷却水により冷却され、接続部分のOリングは、ソケット部外方の冷却水連絡通路を通る冷却水により外方から冷却されると共に、排ガス熱遮断用断熱空間により、排ガス熱が内方側から伝達されるのも防ぐことができ、Oリングの高温化を防ぐことができる。

発明を実施するための最良の形態

0010

図1は本願発明による排気管接続構造を適用した2サイクルエンジンの全体略図であり、シリンダ1に排気口2を備え、クランクケース3に吸気口4を備えており、吸気口4に接続されるリードバルブ吸気管及び吸気装置等は図示していない。排気口2に接続される排気管全体6は、エンジン側の上流側排気管11と、該上流側排気管11から分離した排ガス出口側の下流側排気管12とから構成されている。上流側排気管11は長さが短くて直径が概ね一様な円筒状に形成されており、ボルト及びナットによりリジットに排気口2に固定されている。下流側排気管12は、排気チャンバーとしてテーパー状に拡径しかつ縮径する膨張室を有しており、また、周壁を内周壁16と外周壁17の二重壁構造とすることにより、環状の冷却水通路15を形成している。該冷却水通路15は下流側排気管12の前端から後端までいたり、後端は排ガス出口19として後方に向いて開口している。

0011

図2は両排気管11,12の接続部の縦断面拡大図を示しており、上流側排気11の周壁も内周壁22と外周壁23を有する二重壁構造となっており、これにより排ガス通路Rの周囲に環状の冷却水通路25を形成している。冷却水通路25の前端縁上流端縁)は、シリンダ1の冷却水出口4に連通しており、後端部(下流端部)は径方向の外方に向く開口部26となっている。上流側排気管11の後部の外周面には、後端から順に、冷却水連絡通路用の環状凹部28と、継手取付面29が段状に形成されており、環状凹部28の前端部は前記開口部26に連通している。環状凹部28の径方向内方側部分は筒型のソケット部30となっており、該ソケット部30の内周面に対して径方向に一定距離を置いた内周側にも、筒状の内周壁延長部22aが一体に形成されている。

0012

一方、下流側排気管12は、前端部に内周壁31と外周壁32を有する二重壁構造の接続管21が一体に溶接(W)されており、内外周壁31,32間で前記冷却水通路15に連通する冷却水通路33が形成されている。該冷却水通路33の後端縁は前記冷却水通路15に連通し、前端部は径方向の外方に向く開口部27となっている。接続管21には前側から順に、円筒状の差込み部34と、冷却水連絡通路用の環状凹部35と、継手取付面36が段状に形成されており、環状凹部35の後端部は前記開口部27に連通している。なお、下流側排気管12の本体部分の肉厚は、上流側排気管11及び接続管21よりも薄くなっている。

0013

差込み部34の外周面には、2つの環状溝37が前後に間隔を置いて形成されており、各環状溝37内にそれぞれOリング38を嵌着してあり、差込み部34をソケット部30の内周面に差し込み、Oリング38を介して一定圧で嵌合してある。差込み部34の厚みT1に対し、ソケット部30の内周面と延長部22aの外周面との径方向の距離T2は大きくなっており、これにより、差込み接続状態において、差込み部34の内周面と延長部22aの外周面との間に環状空間Sを形成しており、該環状空間Sが排ガス熱遮断用断熱空間となっている。

0014

前記両継手取付面29,36に亘って筒形の弾性材継手13が嵌合し、バンド13aにより締着されており、該弾性材継手13が前記両環状凹部28,35の外周を覆うと共にシールすることにより、継手13と両環状凹部28,35でもって冷却水連絡通路24を形成している。該冷却水連絡通路24は前端が開口部26を介して上流側排気管11の冷却水通路25に連通し、後端が開口部27を介して接続管21の冷却水通路33及び下流側排気管11の冷却水通路15に連通している。

0015

なお、冷却水通路25,33内には、内外周壁22,23並びに31,32を結合するリブ39a,39b,39cが、周方向に間隔を置いて複数形成されている。

0016

図3は、図2のIII-III断面図であり、要するに差込み接続部分では、外周側から、弾性材継手13、冷却水連絡通路24、ソケット部30、Oリング38、差込み部34、排ガス熱遮断用断熱空間S及び内周壁延長部22aが順次配置されていることになる。

0017

図2において、エンジン振動は、上流側排気管11には直接伝達されるが、両排気管11,12はOリング38を介して差込み式で接続されており、かつ、外周面の継手13はゴム等の弾性材であるので、差込み接続部分でエンジン振動は縁切りされ、下流側排気管12への伝達は阻止あるいは抑制される。したがって下流側排気管11は必要以上に肉厚を増加する必要はなく、重量を軽減でき、また、振動騒音の発生も抑制できる。

0018

シリンダへッド1の冷却水出口4から上流側排気管11の冷却水通路25に供給される冷却水は、上流側排気管11を冷却した後、開口部26からOリング外方の冷却水連絡通路24に入り、ここでOリング38を外周側から冷却すると共に弾性材継手13も冷却し、その後、開口部27から接続管21の冷却水通路33を経て下流側排気管12の冷却水通路15に入り、下流側排気管12を冷却した後、図1の後端排ガス出口19から外部に排出される。

0019

図2のOリング38は上記のように径方向の外方からは連絡通路24の冷却水により冷却され、内方は排ガス熱遮断用断熱空間Sよって排ガス熱が伝わりにくくなっているので、Oリング38の加熱高温化を抑制することができる。

0020

図1乃至図3に示す排気系は、排気系全体冷却装置を備えると共に、シリンダ等から供給され排気系の冷却に利用した冷却水を外部に放出する構成なので、小型滑走艇のように冷却水を海、川あるいは湖のように外部から取り入れ、かつ、排気系全体が狭い艇内に収納される乗り物に適している。

0021

図4は、排ガス熱遮断用断熱空間Sに、熱伝導率の低いSUS材製の環状断熱材9を配置した構造である。その他の構造は図2の構造と同じであり、同じ部品には同じ符号を付している。

0022

(1)図1は排気系全体を模式的に表現しているので、排気管全体は一直線状に描いてあるが、実際に小型滑走艇に搭載する形状としては、収納空間に応じた折れ曲がり形状となることもある。

0023

(2)断熱材の材料はSUS材には限定されず、熱伝導率の低い各種金属を用いることもできる。

0024

(3)弾性材継手13としては、ゴムの他に弾性を有する合成樹脂などを利用することもできる。

発明の効果

0025

(1)分離された両排気管11,12をOリング38を介した差込み式で接続し、かつ、外周面を弾性材継手13で接続しているので、エンジン振動は、接続部分で縁切りされ、下流側排気管への伝達は阻止あるいは抑制される。したがって下流側排気管12は必要以上に肉厚を増加する必要はなく、重量を軽減でき、また、振動騒音の発生も抑制できる。特に機関室が狭い小型滑走艇では、リジットに排気管同士を接続する場合に比べ、組立性及びメンテナンス性もよい。

0026

(2)差込み接続部分のOリング13は、冷却水連絡通路24を通る冷却水により外周側から冷却されると共に、内方は排ガス熱遮断用断熱空間Sによって排ガス熱が伝わりにくくなっているので、Oリング38の加熱高温化を抑制することができる。また、弾性材継手13の加熱も防ぐことができる。

図面の簡単な説明

0027

図1本願発明を適用した2サイクルエンジンの全体略図である。
図2排気管接続部分の拡大縦断面図である。
図3図2のIII-III断面図である。
図4別の実施の形態の排気管接続部分の拡大縦断面図である。
図5従来例の縦断面図である。
図6別の従来例の縦断面図である。

--

0028

1シリンダ
2排気口
6排気管全体
9排ガス熱遮断用断熱材
11上流側排気管
12下流側排気管
13弾性材継手
15,25,33冷却水通路
21接続管(下流側排気管の一部)
24冷却水連絡通路
30ソケット部
34差込み部
37環状溝
38 Oリング
S 排ガス熱遮断用環状空間

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