船外機

船外機はボートの推進システムで、エンジン、ギアボックス、プロペラまたはジェット ドライブを含む自己完結型ユニットで構成され、トランサムの外側に取り付けられるように設計されています。小型船舶を推進する最も一般的なモーター式方法です。推進力を提供するだけでなく、船外機は取り付け部を中心に回転して推力の方向を制御するように設計されているため、ステアリング コントロールも提供します。スケグは、エンジンが作動していないときに舵としても機能します。船内機とは異なり、船外機は保管や修理のために簡単に取り外すことができます。

船外機が底にぶつかる可能性を排除するために、モーターは電子的または手動で高い位置まで傾けることができます。これは、モーターとプロペラを損傷する可能性のあるゴミがある可能性のある浅瀬を航行するときに役立ちます。エンジンを上げ下げするピストンを動かすために必要な電動モーターが故障した場合、すべての船外機には手動ピストンリリースが装備されており、オペレーターはモーターを最低設定まで下げることができます。^[1]

大型船、ボート、ヨットには、必然的に船内エンジンが搭載されます。中型船には船内エンジンまたは船外エンジンが搭載される場合があり、小型船には船内エンジンが搭載されることはほとんどありません。選択できる場合は、次の要素に留意する必要があります。

• 船内エンジンはほぼディーゼルエンジンで、耐久性、信頼性、燃費に優れています。ディーゼルエンジンの船外機はごくわずかですが、大型で重量のあるもので、作業船や非常に大型のRIBに適しています。ディーゼルエンジンの船外機はレジャー船にはほとんど見られません。
• 船外機は、保管や整備のために船から簡単に取り外すことができます。また、盗難の危険もあります (船内エンジンではほとんど発生しないリスクです)。
• 船外機は船内機よりも安価で軽量です。クルージングヨットによく装備されています。全長約 10 メートルまでのクルージング カタマランには、他のタイプよりも大きくて回転が遅いプロペラを備えたガソリン ロングシャフト エンジンが搭載されていることがよくあります。
• 操縦性を高めるために船体ごとにエンジンを備えた双胴船は、船外機が 2 つだと舵の配置に干渉する可能性があるため、船内機が 2 つになる傾向があります。
• インボードはバランスをとるために最適な位置に取り付けることができますが、アウトボードはトランサム上（またはそのすぐ前）に取り付ける必要があります。つまり、かなりの重量がボートの後端にあることを意味し、これを考慮する必要があります。

大型の船外機はクランプを使用して船尾に固定され、舵で操舵するか、操舵室から制御します。一般的に、100馬力以上のモーターが操舵室の制御装置にリンクされています。これらには、長さ17フィート（5.2メートル）までの船体に適した15〜135馬力（11〜101kW）を発生する2、3、4気筒モデルから、最大627馬力（468kW）の定格の強力なV6およびV8シリンダーブロックまであります。^[2] 37フィート（11メートル）以上のボートで使用するのに十分なパワーがあります。

15 馬力 (11 kW) 程度の小型船外機は持ち運びが簡単です。クランプでボートに固定されるため、ボートからボートへ簡単に移動できます。これらのモーターは通常、手動始動システムを使用しており、スロットルとギアシフト コントロールはモーター本体に取り付けられ、操舵用のティラーが付いています。これらのうち最も小型のものは 12 kg (26 lb) と軽量で、燃料タンクが一体化しており、小型ディンギーを約 8 ノット (15 km/h、9.2 mph) で動かすのに十分なパワーを提供します。このタイプのモーターは、通常、次の用途に使用されます。

• ジョンボート、ディンギー、カヌーなどの小型船舶に動力を供給する
• 帆船に補助動力を供給する
• 大型船でのトローリングには小型船外機の方が一般的にトローリング速度で効率が良いため、この用途ではモーターは船尾に取り付けられ、主船外機に接続されて操舵を可能にすることが多い。さらに、多くの小型モーター製造業者は、電動トリム/チルト機能と電動始動機能を備えたバリエーションを提供し始めており、完全に遠隔操作できるようになっている。

電動船外機は、ボート用の自己完結型の推進装置で、1973年にレイ・エレクトリック・アウトボード社のモートン・レイ氏によって初めて発明されました。^[3]これらは、主な動力源として設計されていないトローリングモーターとは異なります。ほとんどの電動船外機には、12～60ボルトの直流で動作する0.5～4キロワットの直流（DC）電気モーターが搭載されています。最近開発された船外機は、従来のガソリンエンジンのように、パワーヘッドに交流（AC）またはDC電気モーターを搭載しています。この 設定により、モーターは10kW以上の出力を生成でき、 15HP以上のガソリンエンジンを置き換えることができます。誘導モーターまたは非同期モーターの利点は、電磁誘導によってローターに電力を伝達することです。これらのエンジンは永久磁石を使用しないため、メンテナンスの必要性が少なく、プロペラの低速で より大きなトルクを発生します。

ポンプジェット推進は、ほとんどの船外機のオプションとして利用できます。オープンプロペラより効率は劣りますが、非常に浅い水域での操作能力が重要な用途では特に便利です。また、オープンプロペラの裂傷の危険性も排除されます。

プロパン船外機は複数のメーカーから発売されている。これらの製品には、排出量が少ない、エタノール関連の問題がない、システムが加圧されるとチョークが不要など、いくつかの利点がある。^[4]ポピュラーメカニクスやその他のボート雑誌では、プロパン駆動の船外機を市場に投入した最初のメーカーとしてLehr社が評価されている。^{[5] [6] [7] [8]}

最初に知られている船外機は、1870年頃にギュスターヴ・トゥルーヴェによって設計され、1880年5月に特許を取得した（特許番号136,560）小さな11ポンド（5kg）の電動ユニットでした。 [ ^9]その後 、1896年にアメリカンモーターズ社によって約25台のガソリン駆動の船外機が製造された可能性がありますが、 ^[9]これら2つの先駆的な取り組みはどちらも大きな影響を与えなかったようです。

ウォーターマン船外機は、大量に販売された最初のガソリン駆動船外機のようです。^[11] 1903年にミシガン州グロース・イルで開発され、1905年に特許が申請されました。^[12] 1906年から、^{[13] [14]}同社は彼の「ポルトモーター」^[15]ユニットを何千台も製造し、^[16] 1914年までに25,000台を販売したと主張しています。^[17] デトロイトの船内モーター会社であるカイユ・モーター・カンパニーは、シリンダーとエンジンの製造に重要な役割を果たしました。

最も成功した初期の船外機^[16]は、 1909年にノルウェー系アメリカ人の発明家オーレ・エビンルードによって作られました。 ^[18]歴史的に、船外機の大部分は、設計の本質的な単純さ、信頼性、低コスト、軽量さから、キャブレターを取り付けた2ストロークパワーヘッドでした。欠点としては、排気ガス中の未燃焼のガソリンとオイルの量が多いため汚染が増加することと、騒音が大きいことが挙げられます。

4ストローク船外機は、ロネスやシャーランドなど、1920年代後半から販売されています。1962年にホームライトは、4気筒のクロスリー自動車エンジンをベースにした55馬力（41kW）のモーターを搭載した4ストローク船外機を発表しました。この船外機はベアキャットと呼ばれ、後にボストンホエラーの製造元であるフィッシャーピアスが、2ストロークエンジンよりも優れていることから自社のボートで使用するために購入しました。1964年、ホンダモーターカンパニーは最初の4ストロークパワーヘッドを発表しました。^[19] 1984年、ヤマハは最初の4ストローク船外機を発表しましたが、低出力範囲でのみ利用可能でした。1990年、ホンダは35馬力と45馬力の4ストロークモデルをリリースしました。 1990年代を通じて、CARB（カリフォルニア大気資源局）などの米国および欧州の排気ガス規制により4ストローク船外機が普及する中、4ストロークエンジンの開発をリードし続けました。当初、マーキュリーやOMCなどの北米メーカーは、ヤマハやスズキなどの日本メーカーのエンジン技術を使用していましたが、その後、独自の4ストロークエンジンを開発できるようになりました。4ストロークモーター本来の利点には、汚染物質（特に水中の油）の低減、騒音の低減、燃費の向上、低エンジン回転数でのトルクの向上などがあります。

Honda Marine Group、Mercury Marine、Mercury Racing、Nissan Marine、Suzuki Marine、Tohatsu Outboards、Yamaha Marine、およびChina Oshen-Hyfong marineは、いずれも新しい4ストロークエンジンを開発しました。小型エンジンでは、一部にキャブレターが採用されています。残りは電子燃料噴射式です。メーカーによって異なりますが、新型エンジンは、気筒あたり複数のバルブ、可変カムシャフトタイミング（HondaのVTEC）、低速域でのトルク増強（HondaのBLAST）、3方向冷却システム、閉ループ燃料噴射などの先進技術の恩恵を受けています。Mercury Veradoの4ストロークは、スーパーチャージャーが採用されている点で独特です。

マーキュリーマリン、マーキュリーレーシング、トーハツ、ヤマハマリン、日産、エビンルードは、それぞれコンピューター制御の直噴2ストロークエンジンを開発しました。各ブランドはそれぞれ異なるDI方式を誇っています。

直噴式と4ストローク船外機の燃費は、従来の2ストローク船外機に比べて10～80％向上しています。^[20]

しかし、2ストロークと4ストロークの船外機の燃費の差は縮まり始めています。2ストローク船外機メーカーは最近、2ストロークの燃費向上に役立つ技術を導入しました。^[21]

2012 年、Lehr 社は、プロパンガスで動くように改造された中国製ガソリン エンジンをベースにした小型 (<5 馬力) 船外機をいくつか発表しました。トーハツも現在、すべて 5 馬力のプロパン駆動モデルを製造しています。大型船外機を液化石油ガスで動くように改造することは、珍しくエキゾチックなことだと考えられていますが、一部の愛好家は実験を続けています。

パワーとシャフトの長さの点で船体に適したモーターを選択することが重要です。

排水量型船や滑走型船のどちらを使用する場合でも、適切な出力レベルを選択する必要があります。出力が多すぎると無駄が多くなり（不必要な重量が増える）、危険な場合がよくあります。^[22]米国で建造されたボートには、船体に対する最大推奨エンジン出力を指定した沿岸警備隊定格プレートが付いています。英国では、ボートのトランサムに最大エンジン出力、シャフトの長さ、最大エンジン重量、最大人数または最大荷重を指定したCEプレートが付いています。

船外機のシャフトの長さは、15、20、25インチ（38、51、64センチメートル）の船尾に合うように標準化されています。シャフトが長すぎると、必要以上に水中に突き出て抵抗が生じ、性能と燃費が低下します。シャフトが短すぎると、モーターが換気しやすくなります。さらに悪いことに、下部ユニットの吸水口が十分に水没していないと、エンジンが過熱する可能性があり、深刻な損傷につながる可能性があります。

船外機のブランドによって、トランサムの寸法とサイズが異なります。これはパフォーマンスとトリムに影響します。

船尾のモーターの高さは、最適なパフォーマンスを達成するための重要な要素です。モーターは、通気や水圧の低下を起こさずに、できるだけ高くする必要があります。これにより、航行中の流体力学的抵抗の影響を最小限に抑え、速度を上げることができます。一般的に、モーターがニュートラル トリムのとき、通気防止プレートはキールとほぼ同じ高さ、またはキールより最大 2 インチ高い位置にする必要があります。

トリムとは、下図に示すように、船体に対するモーターの角度です。理想的なトリム角度は、船体が水面を突き進むのではなく、水面上にほとんど浮いた状態で水平に船が進む角度です。 モーターをトリムしすぎると、船首が水面から高く浮き上がります。トリムが小さすぎると、船首が低く浮き上がります。最適なトリム設定は、速度、船体設計、重量とバランス、水上の状況 (風と波) など、多くの要因によって異なります。多くの大型船外機には、パワー トリム(取り付けブラケットに電動モーターが付いており、操縦席にスイッチがあり、操縦者がその場でトリム角度を調整できる) が装備されています。この場合、始動時にはモーターを完全にトリムし、ボートの勢いが増すにつれて (タコメーターに注意しながら) トリムを下げていき、換気が始まる直前に達するか、さらにトリムを調整するとエンジン速度が上昇するが移動速度は上がらないようにします。パワートリムが装備されていないモーターは、トッパー チルト ロックと呼ばれるピンを使用して手動で調整できます。

ベンチレーションは、回転するプロペラブレードに表面の空気または排気ガス（ハブ貫通排気装置を備えたモーターの場合）が引き込まれることで発生する現象です。プロペラが水ではなく主に空気を押し出すことで、エンジンの負荷が大幅に軽減され、エンジンが空転し、プロペラが高速回転してキャビテーションが発生し、この時点で推力はほとんど発生しません。この状態は、プロペラが十分に減速して気泡が表面に上がるまで続きます。^[23] ベンチレーションの主な原因は、モーターが高すぎる取り付け位置にある、モーターが過度にトリムアウトされている、アンチベンチレーションプレートが損傷している、プロペラが損傷している、ディフューザーリングに異物が詰まっているなどです。

操舵手が船外に落ちた場合、ボートは動力を得ても制御不能な状態のまま進み続け、操舵手や水中にいる他の人に重傷や致命傷を与える危険がある。安全対策として、ボートおよび操舵手に取り付けられた「キルコード」があり、操舵手が船外に落ちた場合にモーターが切断される。^[24]

あらゆる時代の船外機で使用されている最も一般的な冷却方式は、ゴム製のインペラを使用して水面下からエンジンに水を汲み上げるものです。この設計は、主に効率性と設計のシンプルさから、標準のままです。このシステムの欠点の 1 つは、インペラが長時間空運転された場合 (ボートを水から引き上げるときにエンジンをかけたままにしたり、場合によっては走行中にエンジンを水から傾けたりするなど)、インペラが破損する可能性が高いことです。

空冷式船外機は現在いくつかのメーカーで生産されている。これらは5馬力（3.7kW）未満の小型エンジンであることが多い。ブリッグス・アンド・ストラットン社製の船外機は空冷式である。^[25]

Seven Marine 社が製造する船外機は、熱交換器を備えた閉ループ冷却システムを採用しています。つまり、ほとんどの船外機の場合のように海水がエンジン ブロックに送り込まれるのではなく、エンジン冷却液と外部の水が熱交換器 (反対側) に送り込まれます。

船外機は、正しい入力がないと停止することがあります。停止につながる一般的な問題は、電気系統の問題、低品質のガス、または詰まった燃料フィルターです。^[26]その他の問題としては、キャブレターのオイルスイッチの損傷などが挙げられます。

ベトナムや東南アジアの他の地域では、 ロングテールボートは、プロペラをモーターの残りの部分から遠くに延長するように改造された船外機を使用しています。ベトナムでは、これらの船外機はmáy đuôi tôm（エビのしっぽモーター）と呼ばれ、小型の空冷式または水冷式のガソリン、ディーゼル、または改造された自動車エンジンが溶接された鋼管フレームにボルトで固定され、従来のプロペラを駆動する延長されたドライブシャフトを保持するための最長3メートルの別の長い鋼管が付いています。モーターを保持するフレームの下には、約15センチの長さの短い回転する鋼のピン/チューブがあり、船尾の対応する穴、または意図的に船尾に組み込まれた頑丈なブロックまたは木材に挿入されます。^{[27] [28] [29] [30] [31]} このドロップイン配置により、モーターを他のボートに非常に迅速に移動したり、保管したりすることができ、必要なのは持ち上げることだけです。旋回設計により、船外機は操縦者がほぼすべての方向に旋回できます。方向を決めるために横に、速度や船首の揚力に応じて推力線を変えるために上下に、始動を容易にするために完全に水面から浮かせ、後進のためにドライブ シャフトとプロペラを船の側面に沿って前方に置き、またはプロペラ交換のためにそれらを船内に置くことができます。プロペラ交換は、ゴミが舞いやすい内陸水路では安価な鋳造アルミニウム プロペラで頻繁に行われる作業です。

• アクアワット電動船外機
• ボリンダー^[32]
• ブリッグス＆ストラットン- 米国 - 最大 5 馬力
• シムコマリンAB
• DBDマリン
• EPキャリー
• ePropulsion - 香港
• ハルマリン船外機
• ヒデア - 中国
• ホンダマリングループ- 日本 - 最大350馬力^[33]
• KARVINモーター - 電動船外機 KARVINのウェブサイトをご覧ください
• コーラー社
• ジャービスマリン
• レア
• マクサス船外機
• マッドスキッパー ロングテール船外機
• マーキュリー/マリナー/マーキュリーレーシング- アメリカ - 最大600馬力^[34]
• 日産マリン（現トーハツ）
• オシェン・ハイフォン・マリン
• 商用ボートフリート用のPhoton Marine電動船外機については、Photon MarineのWebサイトをご覧ください。
• Saietta GroupのPropel社- 電動船外機
• パルサン - 中国
• セルヴァマリン - イタリア - 最大 250 馬力
• スズキマリン- 日本 - 最大 350 馬力
• トーハツ- 日本
• Torqeedo はDeutz AG傘下の電動船外機です
• ゾメア
• ウリヤノフスク自動車工場
• ウェストベンド
• ヤマハ船外機- 日本 - 最大 425 馬力
• ヤンマーディーゼル

• ミン・コタ^[35]
• トルキード^[35]
• スラストミー
• フラックスマリン^[36]
• リムドライブテクノロジー
• テモ
• 電子推進^[37]

• イギリスのアンザニ
• ブリティッシュシーガル（廃業）
• クライスラー
• ホームライト
• ジョンソン船外機（エビンルード船外機に統合）
• エルト
• エビンルード、ボンバルディア レクリエーション プロダクツの部門- 米国 - 最大 300 馬力
• マカロック
• セブンマリン - 米国 -ゼネラルモーターズ製のV8スーパーチャージドパワープラントを搭載した最大627馬力の3モデル
• トモス
• ボルボ・ペンタ
• オリバー

• ヨットテンダー – 大型のレース用またはクルージング用のプレジャーボートの整備に使用されるボート
• 空気圧モーター – 圧縮空気エンジン
• スターンドライブ（船内/船外駆動とも呼ばれる） – ボートエンジンの種類

ウィキメディア・コモンズには、船外機に関連するメディアがあります。

• 「キッカーの仕組み」、1951 年 6 月、ポピュラーサイエンス、ジョージ W. ウォルツ Jr 著 - 多数の図面やイラストを含む船外機に関する基本的な記事
• アンティーク船外機クラブインターナショナル
• スーパーエルト船外機（1927年）スミソニアン協会図書館
• ブリティッシュコロンビアにおける初期の船外機付きボートレース
• ヤマハ船外機リソースコレクション

• 米国特許 1,001,260 -船舶推進機構
• 米国特許 1,011,930 -カヌーおよびその他の小型船舶