CN101096988A - 具有驱动轴的船舶推进器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有驱动轴的船舶推进器。在舷外马达中，第一驱动轴和第二驱动轴通过包括安装在第一驱动轴上的驱动齿轮和安装在第二驱动轴上的从动齿轮的中间齿轮机构互锁。第二驱动轴支撑在布置于从动齿轮的上侧和下侧的上轴承和下轴承中。上轴承支撑第二驱动轴的从从动齿轮向上延伸的上端部，上轴承位于与驱动齿轮重合的垂直位置。下轴承放在第二驱动轴的下端部上的位置。下端部在从动齿轮与包括在输出齿轮机构中的输入齿轮之间延伸。第一驱动轴驱动油泵，用于向放在保持与第二驱动轴互锁的输出齿轮机构的齿轮箱中需要润滑的运动部件供油。第二驱动轴短且轻，舷外马达可以低成本制造，且油泵较小。

Description

具有驱动轴的船舶推进器

技术领域

本发明涉及一种船舶推进器，该船舶推进器包括由发动机旋转驱动的驱动机构、由该驱动机构驱动的输出齿轮机构以及由该输出齿轮机构驱动的推进轴。

背景技术

已知的船舶推进器设置有驱动机构，该驱动机构驱动用于驱动推进轴的输出齿轮机构。该驱动机构包括可操作地连接到发动机的第一驱动轴、由该第一驱动轴驱动的中间齿轮机构以及由所述齿轮机构旋转驱动的第二驱动轴。在中间齿轮机构中所包括的从动齿轮的正下方布置有支撑第二驱动轴的轴承(参见例如JP-A 3-21589或JP-A 63-97489)。

当支撑第二轴(该第二轴通过中间齿轮机构与第一驱动轴互锁)的轴承布置在从动齿轮的正下方时，第二驱动轴需要具有从轴承向上延伸的供安装从动齿轮的上端部。因此，第二驱动轴较长且较重，并且需要烦琐的工作将轴承安装在从动齿轮的下方。当在从动齿轮的正上方和正下方分别布置轴承时，部件的数量、组装工作及成本会增加。

当由中间齿轮机构驱动油泵时，油泵的容量受到中间齿轮机构的减速比的影响，并且对中间齿轮机构的油搅拌运动的阻力导致大的功率损耗。当由以比第一驱动轴的转速低的降低的转速旋转的第二驱动轴来驱动油泵时，油泵需要具有较大的容量从而以期望的排出速度来排出油。这样具有较大容量的油泵体积较大，并且在有些情况下难以确保用于较大油泵的大空间。当从油泵排出的油用于润滑保持在齿轮箱中的运动部件时，期望形成油通道而不会扩大齿轮箱。

发明内容

鉴于上述情况作出了本发明，因而本发明的一个目的是提供一种设置有驱动机构的船舶推进器，该驱动机构包括第一驱动轴、第二驱动轴以及使第一和第二驱动轴互锁的中间齿轮机构，其中与支撑第二驱动轴的轴承相关的结构设计成：将第二驱动轴构造成长度较短且重量较小，并且以低成本制造第二驱动轴。

本发明的另一目的是提供一种包括油泵的船舶推进器，其中，确定油泵的容量的自由度较高，油泵较小，降低了由于油的搅拌油的阻力而导致的功率损耗，通过在齿轮箱中形成用于从油泵排出的油的油通道而将齿轮箱形成为小尺寸。

为了实现上述目的，本发明提供了一种船舶推进器，该船舶推进器包括：发动机；与所述发动机互锁的第一驱动轴；通过中间齿轮机构与所述第一驱动轴互锁的第二驱动轴，所述第一驱动轴和第二驱动轴均设置在垂直位置；由所述第二驱动轴驱动的输出齿轮机构；以及由所述输出齿轮机构旋转驱动的推进轴，所述中间齿轮机构包括安装在所述第一驱动轴上的驱动齿轮和安装在所述第二驱动轴上的从动齿轮；其中，设置有用于支撑所述第二驱动轴的轴承，所述轴承仅包括分别布置在所述从动齿轮的上侧和下侧的上轴承和下轴承；所述上轴承支撑所述第二驱动轴的从所述从动齿轮向上延伸的上端部，并且所述上轴承的垂直位置位于与所述驱动齿轮重合的垂直位置；并且所述下轴承放在所述第二驱动轴的下端部上的位置处，所述下端部在所述从动齿轮与所述输出齿轮机构中所包括的输入齿轮之间延伸。

根据本发明，所述第二驱动轴仅支撑在所述上轴承和所述下轴承中，并且支撑所述第二驱动轴的上端部的所述上轴承的垂直位置与所述驱动齿轮的垂直位置重合。因此，所述第二驱动轴短且重量轻。所述第二驱动轴由布置在所述从动齿轮上方的所述上轴承、以及布置在所述从动齿轮与所述输出齿轮机构之间的所述下轴承支撑。因此，所述上轴承可以容易地安装，部件的数量和组装工时与在第二驱动轴支撑在三个或更多个轴承中时所需的相比较少，因而成本较低。

优选的是，所述中间齿轮机构是减速齿轮机构，所述上轴承位于与所述从动齿轮的齿部重合的垂直位置，并且所述上轴承布置在由所述齿部环绕的筒形空间中。

由于所述上轴承布置在由所述从动齿轮的齿部限定的筒形空间中，因此所述第二驱动轴的从所述从动齿轮向上伸出并支撑在所述上轴承中的上端部的长度较短，因而所述第二驱动轴的整体长度较短。直径比所述驱动齿轮大的所述从动齿轮的齿部限定了所述筒形空间。因此，较大的从动齿轮具有较小的重量。

优选的是，所述上轴承是能够承受向上和向下轴向负载的双列轴承。

由于所述上轴承能够承受向上和向下的轴向负载，因此所述第二驱动轴可以被可靠地支撑。

优选的是，所述第二驱动轴布置在所述第一驱动轴的后方，所述第二驱动轴向下延伸超过对应于所述第一驱动轴的下端的垂直位置，并且在所述第一驱动轴旋转所绕的中心轴线的前侧上在低于所述第一驱动轴的垂直位置处形成有进水口。

所述船舶推进器可以具有在其中保持所述输出齿轮机构的齿轮箱，所述第二驱动轴可以布置在所述第一驱动轴的后方，并且所述齿轮箱可以具有齿轮保持部，该齿轮保持部从对应于所述第二驱动轴的部分朝向其前端逐渐变细。

优选的是，所述第二驱动轴相对于纵向布置在所述齿轮保持部的大致中部。

本发明的船舶推进器包括用于保持所述输出齿轮机构的齿轮箱，并且在所述齿轮箱中布置有油泵，以向放在所述齿轮箱中并需要润滑的运动部件传送油。所述油泵可以由所述第一驱动轴驱动。

在所述船舶推进器中，所述油泵与所述中间齿轮机构分开。因此，与中间齿轮机构还用作油泵的情况相比，确定所述油泵的容量的自由度较高。由此，可以容易地选择具有期望排量的油泵。由于由以比所述第二驱动轴高的转速旋转的所述第一驱动轴来驱动所述油泵，因此具有期望排量的油泵可以较小，因而所述齿轮箱可以较小。

优选的是，所述油泵布置在低于所述中间齿轮机构的垂直位置处，以抽吸所述齿轮箱中包含的、表面处于低于所述中间齿轮机构的水平的油。

由于所述油泵抽吸所述齿轮箱中包含的、表面处于低于所述中间齿轮机构的水平的油，因此油对所述油泵的搅拌运动的阻力较低，因而所述驱动轴的功率损耗pf较低。

所述第一驱动轴可以设置有油通道，用于将从所述油泵排出的油输送到需要润滑的运动部件。

由于在用于驱动所述油泵的所述第一驱动轴中形成有用于将油输送到运动部件的油通道，因此所述齿轮箱不必设置有任何油通道，因而所述齿轮箱可以形成为小尺寸。

附图说明

图1是本发明优选实施例中的舷外马达从该舷外马达的右侧看的示意性侧视图；

图2是图1所示的舷外马达的主要部分沿包含有第一和第二驱动轴的相应中心轴线的平面剖的剖视图；

图3是图2所示的一部分的放大图；

图4是沿图2中的线IV-IV剖的剖视图；

图5A是沿图2中的线V-V剖的剖视图；

图5B是沿图5A中的线a-a剖的剖视图；

图6是沿图2中的线VI-VI剖的剖视图；

图7A是实施本发明的舷外马达的修改例的对应于图2的视图；以及

图7B是图7A所示的修改例的一部分的对应于图5B的视图。

具体实施方式

下面将参照图1至图7B来描述本发明的优选实施例。

参照图1，实施本发明的舷外马达S(即，船舶推进器)具有推进装置以及用于将该推进装置安装在船身T上的安装装置19。该推进装置包括内燃机E、设置有由内燃机E驱动以产生推力的推进器18的推进单元、油盘11、壳体12和13以及盖14和15。

内燃机E是立式水冷多缸四冲程内燃机。内燃机E设置有：曲轴8，其中心轴线L0垂直延伸；和顶置凸轮轴气门机构。内燃机E具有发动机体，该发动机体包括：气缸体1，其一体地设置有四个成行布置的气缸；装配在气缸中以进行往复运动的活塞6；接合到气缸体1的前端的曲轴箱2；接合到气缸体1的后端的气缸盖3；以及盖罩4。曲轴8可旋转地支撑在气缸体1和曲轴箱2上。活塞6分别通过连接杆7而与曲轴8互锁。活塞6通过在形成于气缸盖3的燃烧室5中产生的燃烧气体的压力被驱动，从而通过连接杆7驱动曲轴8。

在本说明书及所附权利要求书中，垂直方向与图1和图2所示的驱动轴31和32的中心轴线平行，纵向和横向位于垂直于垂直方向的水平面内。在水平面内，横向与推进轴的中心轴线垂直。在该实施例中，垂直方向、纵向和横向与相对于船身的垂直方向、纵向和横向相对应。

内燃机E接合到安装壳体10的上端。油盘11和环绕油盘11的延伸壳体12接合到安装壳体10的下端。齿轮箱13接合到延伸壳体12的下端。内燃机E的下部、安装壳体10及延伸壳体12的上部被下盖14覆盖。发动机盖15接合到下盖14的上端以覆盖内燃机E。下盖14和发动机盖15限定了用于容纳内燃机E的发动机室。

第一驱动轴31通过与曲轴8同轴的飞轮9而连接到曲轴8的下端部8b。第一驱动轴31具有与曲轴8的中心轴线对准的垂直中心轴线L1。第一驱动轴31被曲轴8驱动而进行旋转。第一驱动轴31从曲轴8的下端部8b向下延伸通过安装壳体10和延伸壳体12而进入齿轮箱13。第二驱动轴32支撑在齿轮箱13上的垂直位置。第二驱动轴32具有与第一驱动轴31的中心轴线平行的垂直中心轴线L2。第二驱动轴32通过切换机构16而连接到保持推进器18(即，推力产生装置)的推进轴17。切换机构16能够改变输入速度以提供输出速度。内燃机E的动力通过驱动轴31和32、切换机构16以及推进轴17从曲轴8传递到推进器18，以驱动推进器18旋转。

推进单元包括驱动轴31和32、切换机构16、推进轴17以及推进器18。

用于将舷外马达S安装在船身T的船尾上的安装装置19具有固定至安装壳体10和延伸壳体12的旋转轴19a、支撑旋转轴19a在其上转动的旋转壳体19b；支撑旋转壳体19b以使其可在垂直平面内转动的倾斜轴19c；和托架19d，其保持倾斜轴19c并附接于船身T的船尾。旋转轴19a具有通过安装橡胶19e固定到安装壳体10的上端部、和通过安装橡胶19f固定到延伸壳体12的下端部。该安装装置19保持舷外马达S从而使其可以相对于船身T在垂直平面内绕倾斜轴19c转动，并使其可以在水平面内绕旋转轴19a转动。

参照图1和图2，齿轮箱13具有：齿轮保持部21，其限定了用于容纳切换机构16和推进轴17的齿轮腔室20(见图2)；从齿轮保持部21向上延伸并连接到延伸壳体12的支撑部22；从齿轮保持部21向下延伸的艉鳍23；以及从支撑部22的上部水平延伸的防空蚀板24。在船航行时，防空蚀板24基本上位于水面的水平，而齿轮保持部21和支撑部22位于水平面之下。齿轮保持部21具有类似于炮弹外壳的流线型形状。支撑部22在与驱动轴31和32的相应中心轴线L1和L2垂直的水平面内的截面具有类似于翼的截面的流线型形状。

第一驱动轴31呈垂直位置支撑在支撑部22上的轴承36和37中。第二驱动轴32呈垂直位置支撑在支撑部22上的轴承38和39中。油泵70嵌入在支撑部22中。支撑部22设置有用于接收变换杆61的孔69、用于将水输送到水泵90的吸入通道97、以及用于测量水压以确定航行速度的压力孔27。水泵90吸入冷却水并通过压力将冷却水供应到形成在内燃机E的气缸体1和气缸盖3中的水套J。

参照图2和图3，第一驱动轴31具有连接到曲轴8的上端部(见图1)。第二驱动轴32通过中间齿轮机构33与第一驱动轴31互锁。第二驱动轴32将第一驱动轴31的动力传递到输出齿轮机构50。第二驱动轴32布置在第一驱动轴的后方。第一驱动轴31的中心轴线L1与内燃机E的曲轴8的中心轴线L0对准。第二驱动轴32的中心轴线L2平行于第一驱动轴31的中心轴线L1，并从第一驱动轴31的中心轴线L1纵向向后分开距离δ。第二驱动轴32布置在齿轮保持部21的大致中部；即，第二驱动轴32的中心轴线L2比第一驱动轴31的中心轴线L1更靠近二等分齿轮保持部21的长度W(即纵向尺寸，见图2)的垂直线。第二轴32向下延伸超过对应于第一驱动轴31下端的垂直位置。中心轴线L1和L2包含在包含有推进轴17的中心轴线L3(见图1和图3)的垂直平面内。

设置有水泵90的第一驱动轴31被水弄湿。因此，第一驱动轴31由诸如不锈钢的高抗腐蚀材料制成。第二驱动轴32暴露于油和含油环境。因此，第二驱动轴32由抗腐蚀性不如第一驱动轴31的材料制成。第二驱动轴32由低成本的含铁材料制成，例如诸如日本工业标准SCM415的机加工结构碳钢。因而可以以低成本制造第二驱动轴32。

中间齿轮机构33(即，互锁机构)包括：驱动齿轮34，其安装在第一驱动轴31上并通过花键与第一驱动轴31互锁；和从动齿轮35，其安装在第二驱动轴32上，与驱动轴34啮合并通过花键与第二驱动轴32互锁。

延伸穿过延伸壳体12的第一驱动轴31具有在支撑部22中延伸的下部31c。驱动齿轮34(即，驱动互锁部件)安装在下端部31c上。第一驱动轴31的下端部31b从驱动齿轮34向下延伸。下端部31b在推进轴17与水泵90之间的垂直范围的大致中部或者在支撑部22的大致中部延伸。第一驱动轴31支撑在位于驱动齿轮34的凸台34a的上侧的轴承36中以及位于驱动齿轮34的凸台34a的下侧的轴承37中。

上轴承36是滚柱轴承。第一驱动轴31的下部31c通过凸台34a的上部由上轴承36支撑。上轴承36通过轴承保持件41在支撑部22上保持在驱动齿轮34的齿部34b的正上方。下轴承37是锥形滚柱轴承。第一驱动轴31的下部31c通过凸台34a的下部由下轴承37支撑。下轴承37在支撑部22上保持在齿部34b的正下方。

第二驱动轴32基本完全地容纳在支撑部22中。第二驱动轴32具有从从动齿轮35(即，从动互锁部件)的凸台35a向上延伸的上端部32a、和在齿轮腔室20中延伸的下端部32b。第二驱动轴32的下端部32b是输出齿轮机构50的输入部件。第二驱动轴32仅支撑在轴承38和39中，轴承38和39分别布置在从动齿轮35的相对于垂直方向的上侧和下侧。

上轴承38是接触角顶点位于轴承外侧的双列锥形滚柱轴承，并且能够承受向上和向下轴向负载。第二驱动轴32的从从动齿轮35的区域向上延伸的上端部32a支撑在上轴承38中。上轴承38通过接合到支撑部22的上端部22a的轴承保持件42而保持在从动齿轮35的凸台35a的正上方。下轴承39是滚针轴承。下轴承39支撑第二驱动轴32，并在第二驱动轴32的下端部32b正上方的位置处保持在支撑部22上。

上轴承38、驱动齿轮34的凸台34a和齿部34b相对于第二驱动轴32延伸所沿的垂直方向基本上位于相同的垂直位置。上轴承38和从动齿轮35的筒形齿部35b相对于该垂直方向基本上位于相同的垂直位置。上轴承38布置于在上端部32a与齿部35b之间延伸的筒形空间43中，并被齿部35b环绕。下轴承39放在下端部32b的在安装于下端部32b的输入齿轮51上方延伸的一部分上。

如图2所示，推进轴17由轴承保持件29可旋转地支撑在齿轮保持部21中，且其中心轴线L3纵向延伸。推进轴17被由输出齿轮机构50所传递的动力驱动而旋转。推进轴17具有在齿轮保持部21或齿轮腔室20中延伸的前部17a、延伸至齿轮保持部21的外侧并保持推进器18的后部17b。

如图3中清楚所示，切换机构16包括输出齿轮机构和用于改变推进轴17的旋转方向的离合器54。

由第二驱动轴32驱动的输出齿轮机构50布置在齿轮腔室20中。齿轮腔室20是填充有油的密封空间。输出齿轮机构50包括安装在第二驱动轴32的下端部32b上的输入齿轮51、前进齿轮52和倒退齿轮53。前进齿轮52和倒退齿轮53分别位于离合器54的后侧和前侧。输出齿轮机构50是锥齿轮机构。在该实施例中，输出齿轮机构50是标准旋转型齿轮机构。前进齿轮52通过轴承46和47在中心轴线L2(其与输入齿轮51的中心轴线和下端部32b的中心轴线对准)后方的位置处安装在前部17a上。倒退齿轮53通过轴承48和49在中心轴线L2前方的位置处支撑在前部17a上。

中间齿轮机构33和输出齿轮机构50分别是传动系统(包括第一驱动轴31、第二驱动轴32和推进轴17)的一级减速齿轮机构和二级减速齿轮机构。中间齿轮机构33的减速比比输出齿轮机构50的高。例如，中间齿轮机构33的减速比在1.6与2.5之间，而输出齿轮机构50的减速比在1.0与1.4之间。因此，与在省略中间齿轮机构33时所需的减速比相比，输出齿轮机构50的减速比可以较低。前进齿轮52和倒退齿轮53的相应直径较小，齿轮保持部21的直径可以较小，因而齿轮箱13可以较小。

参照图4、图5A和图5B，离合器54包括：变换器55，其装配在形成于前部17a中的轴向孔内从而可沿着平行于推进轴17的中心轴线L3的方向轴向滑动；放在前部17a上的筒形离合器元件56；以及连接销57，其通过螺旋弹簧58而保持在适当的位置以将变换器55和离合器元件56相连。

通过操作变换杆61而使变换器55沿平行于中心轴线L3的方向A(见图3)运动。变换器55具有：连接部55a，其连接到操作杆62从而可沿着方向A旋转和移动；以及棘爪机构55b，即定位机构，用于将离合器机构54的变换器55保持在中立位置、前进位置或倒退位置。如图3所示，连接销57穿过形成在前部17a中并平行于中心轴线L3的一对槽59。连接销57具有连接到离合器元件56的相对端部。离合器元件56通过花键而与前部17a互锁，从而可在前部17a上沿着方向A滑动。离合器元件56是爪式离合器的可运动部件。离合器元件56具有：形成在其一端上的设置有齿的前进互锁部56a，所述齿能够与形成在前进齿轮52上的齿接合；和形成在其另一端上的设置有齿的倒退互锁部56b，所述齿能够与倒退齿轮53的齿接合。

当通过操作变换杆61使变换器55位于中立位置时，离合器元件56不与前进齿轮52和倒退齿轮53中的任一个互锁，因而任何动力都通过第一驱动轴31和第二驱动轴32传递到推进轴17。当变换器55位于前进位置时，离合器元件56与前进齿轮52互锁。因此，动力通过第一驱动轴31、第二驱动轴32、前进齿轮52和离合器元件56传递到推进轴17，从而通过使推进器18沿正常方向旋转而向前推进船。当变换器55位于倒退位置时，离合器元件56与倒退齿轮53互锁。因此，动力通过第一驱动轴31、第二驱动轴32、倒退齿轮53和离合器元件56传递到推进轴17，从而通过使推进器18沿反向旋转而向后推进船。

参照图1至图3和图5A，用于控制离合器机构54的离合器控制机构包括：变换杆61，即操作部件，其通过由操作者操作的未示出的驱动机构而转动；和操作杆62，其由变换杆61通过互锁机构63驱动以控制离合器机构54。

保持在齿轮箱13的孔69中的变换杆61位于第一驱动轴31的前方并垂直延伸穿过支撑部22进入齿轮保持部21(见图1)。变换杆61具有在齿轮腔室20中延伸的下端部61b(见图2)。变换杆61的最下部61b1可滑动且可旋转地支撑在齿轮保持部21上。小齿轮63a安装在下端部61b上。

操作杆62具有：前端部62a，其可滑动且可旋转地装配在一孔中，该孔形成在齿轮保持部21的位于齿轮保持部21的前端21c附近的部分中；和后端部62b，其连接到变换器55的连接部55a。操作杆62具有带槽的中部62d，该带槽的中部62d设置有沿垂直方向开口的槽62e并在前端部62a与后端部62b之间延伸。该带槽的中部62d在其纵向侧部之一的内表面中设置有齿条63b(见图5A)。小齿轮63a与齿条63b啮合。

互锁机构63包括小齿轮63a(即，驱动部件)和齿条63b(即，从动部件)。

当变换杆61转动时，小齿轮63a转动以使齿条63b向前或向后(平行于中心轴线L3的方向A之一)移动。因而，操作杆62使变换器55沿轴向移动，以将变换器55有选择地放在中立位置、前进位置或倒退位置。更具体地说，在图3和图5A中，变换器55位于中立位置。当变换杆61转动以使小齿轮63a在图5A所示的状态下顺时针转动时，设置有齿条63b的操作杆62向后移动，以将变换器55定位在前进位置。当变换杆61转动以使小齿轮63a在图5A所示的状态下逆时针转动时，设置有齿条63b的操作杆62向前运动，以将变换器55定位在倒退位置。

操作杆62的凹部62c(见图5B)允许操作杆62在操作杆62绕其轴线L3的两个不同角位置处连接到连接部55a。因此，齿条63b可以布置在小齿轮63a的右侧或左侧。因此，可以通过改变操作杆62至变换器55的连接方式来处理推进器18的叶片的扭转方向的改变或者第一驱动轴31或第二驱动轴32的旋转方向的切换，因而可以控制船的前进航行和倒退航行，而对于前进航行和倒退航行均不改变变换杆61的转动方向。

参照图1和图2，齿轮保持部21通过包含有中心轴线L2并垂直于中心轴线L3的垂直平面而基本上分为锥形部21a和筒形部21b。锥形部21a从第二驱动轴32的区域向前延伸到齿轮保持部21的前端21c。筒形部21b从第二驱动轴32的区域向后延伸到齿轮保持部21的后端。参照图4和图5，锥形部21a具有大致锥形形状，并且其直径在从第二驱动轴32朝向前端21c的方向上随着距离而减小，筒形部21b具有大致筒形形状并具有不变的直径。

在本说明书中，“大致锥形”是指锥形部21a基本上为锥形并且可以包括局部不规则性，而“大致筒形”是指筒形部21b基本上为筒形并且可以具有局部不规则性。锥形部21a和筒形部21b不包括在齿轮保持部21与支撑部22之间以及在齿轮保持部21与艉鳍23之间的接合(汇合部)。

更具体地说，在锥形部21a的外表面25与相对于包含有中心轴线L3的垂直平面(基准面)成角度θ的平面之间相交处的部分的半径e(见图4)，即，从中心轴线L3到位于锥形部21a的外表面25与相对于包含有中心轴线L3的垂直平面(基准面)成角度θ的平面之间相交处的部分的距离，从中心轴线L2越向前就越小。锥形部21a的半径e当中最大的半径e₁基本上取决于保持在齿轮保持部21中的输出齿轮机构50的尺寸，即齿轮51至53的直径。因此，锥形部21a的外表面25的对应于中心轴线L2的部分具有最大的半径e₁。锥形部21a的在第二驱动轴32前方延伸的部分的半径e(包括与和位于中立位置的连接销57的中心轴线对准的第一驱动轴31的中心轴线L1相对应的部分的半径e₃、以及与变换杆61的中心轴线L4相对应的部分的半径e₂)朝向前端21c减小。在图4中，外表面25的在包含有第一驱动轴31的中心轴线L1并垂直于中心轴线L3的垂直平面中的外周用双点划线表示。锥形部21a的除了对应于输入齿轮51的部分之外的截面为圆形。

截面是指在垂直于纵向(即，在船笔直航行时水流动的方向)的平面中的剖面。截面积是指截面的面积。

因而，在该实施例中，从前端21c至舷外马达S的齿轮箱13的锥形部21a的具有最大半径e₁的部分的距离，比从所述前端至在对应于第一驱动轴31的位置处具有单个驱动轴的舷外马达的齿轮箱(比较齿轮箱)的具有最大半径的部分的距离长。换言之，从前端21c至最大半径e₁的部分的距离比在所述比较齿轮箱的情况下长出距离δ，第二驱动轴32的中心轴线L2从第一驱动轴31的中心轴线L1纵向向后分开该距离δ。因此，齿轮箱13的锥形部21a具有比所述比较齿轮箱的锥形部小的锥度比。因而，锥形部21a的锥形的锥度较小或较缓。与所述比较齿轮箱的锥形部相比，锥形部21a的半径e从前端21c朝向对应于第二驱动轴32的部分更加平缓地增加，因而锥形部21a的截面积从前端21c朝向对应于第二驱动轴32的部分逐渐地增大。由此，在船向前航行的同时，由于齿轮箱13的形状而可以提供低的“形状阻力”(以下称为“水下阻力”)。

在本说明书中，术语“锥度比”是指在前端21c和对应于具有最大半径e₁的部分的第二驱动轴32的中心轴线L2之间的轴向距离f1与最大半径e₁之比，即，f1/e₁。

参照图5A，锥形部21a的形状由下式限定。

R2＝f2/f1

R3＝f3/f1

R4＝f4/f1

R5＝e₂/e₁

R6＝e₃/e₁

其中，f1是前端21c与对应于具有最大半径e₁的部分的第二驱动轴32的中心轴线L2之间的轴向距离，f2是前端21c与变换杆61的中心轴线L4之间的轴向距离，f3是前端21c与第一驱动轴31的中心轴线L1之间的轴向距离，f4是变换杆61的中心轴线L4与第一驱动轴31的中心轴线L1之间的轴向距离，e₁是锥形部21a的半径e中的最大半径，e₂是对应于变换杆61的中心轴线L4的部分的半径。轴向距离f2满足不等式：20％≤R2≤45％，优选的是R2＝34％。半径e₂满足不等式：58％≤R5≤69％，优选的是R5＝63％。

轴向距离f3满足不等式：60％≤R3≤80％，优选的是R3≈68％(当轴向距离满足该条件时，轴向距离f4满足R4≈36％)。对应于中心轴线L1的部分的半径e₃满足不等式：89％≤R6≤97％，优选的是R6＝93％。

中心轴线L3与筒形部21b的外表面26(见图1)上的可选部分之间的距离大致等于最大半径e₀。筒形部21b的截面具有圆形形状。

在保持输出齿轮机构50、推进轴17和互锁机构63的齿轮保持部21中，在具有与输出齿轮机构50接合的下端部32b的第二驱动轴32的中心轴线L2与变换杆61的中心轴线L4之间的轴向距离，比齿轮保持部21的对应于中心轴线L2的部分的外径d1(见图5A)大。对应于中心轴线L2的部分的外径d1是锥形部21a的直径中最大的一个。

如图5A清楚所示，在第一驱动轴31的中心轴线L1与前端21c之间的轴向范围内的半径e的减少比率，比在第二驱动轴32的中心轴线L2与第一驱动轴31的中心轴线L1之间的轴向范围内半径e减少的比率大。

前端21c与变换杆61的中心轴线L4之间的轴向距离f2不小于锥形部21a的对应于中心轴线L4的部分的直径d2(2e₂)且不大于2.5e₂。

由于第二驱动轴32从第一驱动轴31向后分开，因此与在所述比较齿轮箱中的相应轴向距离相比，第二驱动轴32与支撑部22的前端之间的轴向距离相对于外径较长。由此，与齿轮保持部21类似，支撑部22可以形成为锥形形状，支撑部22朝向其前端逐渐变细，因而保持部22的截面积从前端向后逐渐增加。

参照图2，使齿轮箱13绕变换杆61转动以进行转向。因此，齿轮箱13的从变换杆61的中心轴线L4向前延伸到前端21c和22c的部分是前悬部。前悬部的形状对于船的高速航行性能和对转向操作的反应有极大的影响。在防空蚀板24稍下方延伸的悬垂部设计成，使得前端21c与变换杆61的中心轴线L4之间的轴向距离f2在这样的范围内，即，该范围在等于中心轴线L4和支撑部22的前端22c之间的轴向距离f5的距离与大约是距离f5二倍的距离之间。前端21c和22c成形为，使得前端22c在距离f2等于距离f5时通过大致直线连接到前端21c，而在距离f2大于距离f5时通过连续的曲线连接到前端21c。

下面将参照图2和图3来描述用于润滑布置在齿轮箱13中并需要润滑的运动部件(包括轴承36、37、38和39以及中间齿轮机构33)的润滑系统。

润滑系统包括：由第一驱动轴31驱动的油泵70，即第一油泵；螺旋泵71，即第二油泵；以及油通道。油泵70是余摆线泵。油泵70相对于垂直方向布置在输出齿轮机构50与中间齿轮机构33之间的螺旋泵71基本重合的垂直位置。

油泵70包括：泵体72，其固定地保持在支撑部22中并具有向下开口的凹部；转子单元，其布置在泵体72的凹部中并包括内转子74a和外转子74b；泵盖73，其座靠在形成于支撑部22中的肩部22d上从而覆盖转子74a和74b；以及泵轴75，其连接到第一驱动轴31的下端部31b和内转子74a。泵盖73和与泵盖73邻接的泵体72通过螺栓79紧固到肩部22d。泵盖73和泵体72分别设置有吸入端口76和排出端口77。

油通道包括：吸入通道80，其形成在支撑部22中以将油从齿轮腔室20输送到吸入端口76；排出通道81，其形成在第一驱动轴31中并连接到排出端口77；储油室82，其由支撑部22和轴承保持件41限定并在其中保持上轴承38；形成在轴承保持件41中的油通道83；形成在轴承保持件41中的储油室84；由轴承保持件41和42限定并在其中保持上轴承38的储油室85；两个返回通道87和88，它们形成在支撑部22中以向储油室20输送油；以及油通道86，其形成在第二驱动轴32中以将容纳于储油室84中油的一部分输送到螺旋泵71。

第二驱动轴32的上端部32a的最上部分32a1插入储油室84中。油通道86通向储油室84。螺旋泵71布置在从动齿轮35与下轴承39之间，并由第二驱动轴32驱动。螺旋泵71具有筒形转子，该筒形转子在其外表面中设置有螺旋形槽，这些螺旋形槽盘绕从而在筒形转子旋转时使油向下运动。齿轮箱13中包含的油的油位OL低于中间齿轮机构33，并在油泵70的垂直位置附近从而油泵70可吸入油。

当内燃机E操作并且第一驱动轴31和第二驱动轴32旋转时，油泵70通过吸入通道80吸入油并通过排出端口77将油排出到排放通道81中。在排出通道81中流动的油通过在第一驱动轴31旋转时所施加的离心力而被加压，并且被迫流入储油室82中以润滑上轴承36。油从储油室82向下流动以润滑驱动齿轮34、从动齿轮35和下轴承37，然后通过未示出的油通道流入返回通道87。油从储油室82通过油通道83流入储油室84。然后，油从储油室84流动，通过在轴承保持件42与第二驱动轴32的上端部32a之间的间隙流入储油室85以润滑上轴承38和从动齿轮35，然后流入返回通道87。螺旋泵71将储油室84中包含的油的一部分吸入油通道86中。螺旋泵通过压力而供应油。由螺旋泵71供应的油的一部分润滑下轴承39并返回到齿轮腔室20中，而所述油的另一部分流入返回通道88。由此，整个第二驱动轴32处于油和含油环境中。

水泵90由第一驱动轴31驱动。水泵90通过轴承保持件41保持在齿轮箱13上。水泵90包括固定在轴承保持件41的上端的泵壳91、以及放在由泵壳91限定的泵室92中的叶轮93。叶轮93安装在第一驱动轴31上。通过形成在垫圈94中的入口95将水吸入泵室92中。然后叶轮93通过压力将水通过出口96放出。然后，水通过包括形成在安装壳体10中的管道和孔的供水通道而流入内燃机E的水套J(见图1)。

进一步参照图6，吸入通道97形成在支撑部22和轴承保持件41中，以向入口95输送冷却水。在支撑部22的相对的侧表面25中形成有一对进水口98。图6中仅示出了形成在右手侧表面25中的进水口98。吸入通道97分别连接到进水口98。滤网99附着于进水口98以滤掉异物。如图3所示，被滤网99覆盖的各进水口98的至少一部分和油泵70相对于垂直方向位于第一驱动轴31与输出齿轮机构50之间，并且相对于纵向位于第一驱动轴31与变换杆61之间。

由于第一驱动轴31的下端部31b位于与第二驱动轴32的中部基本重合的垂直位置，因此各进水口98形成在这样的位置，该位置位于布置在第一驱动轴31后方的第二驱动轴32的前侧并且相对于垂直方向位于第一驱动轴31与输出齿轮机构50之间。各进水口98的上端98c处于比第一驱动轴31的下端部31b低的水平。各进水口98的下端98d的至少一部分位于输出齿轮机构50的倒退齿轮53的前侧，即在输出齿轮机构50的输入齿轮51和前进齿轮52的前侧，并且位于与输入齿轮51的垂直位置基本重合的垂直位置。

进水口98的纵向尺寸大致等于或大于进水口98的垂直尺寸。各进水口98的前端98a与第一驱动轴31的中心轴线L1之间的轴向距离等于距离δ。各进水口98的后端98b位于轴承36和37的前侧。

下面将描述本优选实施例中的舷外马达S的操作和效果。

第二驱动轴32仅支撑在分别布置于从动齿轮35的上侧和下侧上的上轴承38和下轴承39中。支撑从从动齿轮35的区域向上延伸的上端部32a的上轴承38处于与驱动齿轮34基本重合的垂直位置。下轴承39支撑第二驱动轴32的安装有输出齿轮机构50的输入齿轮51的下端部32b。由此，第二驱动轴32仅由上轴承38和下轴承39支撑，并且上轴承38位于与驱动齿轮34基本重合的垂直位置。因此，第二驱动轴32短且轻。由于第二驱动轴32由位于从动齿轮35上方的上轴承38并且由下轴承39支撑，因此上轴承38可容易地安装在适当位置。与第二驱动轴由三个或更多个轴承支撑的舷外马达所需的组成部件相比，组成部件的数量较少并且组装舷外马达S的组装工作较少。

中间齿轮机构33为减速齿轮机构。上轴承38位于与从动齿轮35的齿部35b基本重合的垂直位置；即，上轴承38布置在被从动齿轮35的齿部35b环绕的筒形空间43中。由于上轴承38布置在由从动齿轮35限定的筒形空间43中，因此第二驱动轴32的从从动齿轮35向上伸出的上端部的长度较短，因而第二驱动轴32的整体长度较短，从而可以缩短第二驱动轴32。直径比驱动齿轮34大的从动齿轮35限定了筒形空间43，从而较大的从动齿轮35可以制成为重量较轻。

上轴承38是能够承受向上和向下轴向负载的双列锥形滚柱轴承。由于上轴承38能够承受向上和向下的轴向负载，因此第二驱动轴32可以被确实地支撑。

齿轮保持部21具有锥形部21a，该锥形部从布置在第一驱动轴31后方的第二驱动轴32的区域向前延伸到齿轮保持部21的前端21c。锥形部21a具有大致锥形形状，其轴线与推进轴17的中心轴线L3对准并朝前端21c逐渐变细。因此，从前端21c到与齿轮箱13的锥形部21a的第二驱动轴32相对应的部分的距离比从前端到与比较齿轮箱的驱动轴相对应的部分的距离长出这样的距离，即：第二驱动轴32的中心轴线L2从第一驱动轴31的中心轴线L1纵向向后分开的距离。因此，与所述比较齿轮箱的锥形部相比，锥形部21a的半径e从前端21c朝向对应于第二驱动轴32的部分更缓且逐渐地增加，因而锥形部21a的截面积从前端21c朝向对应于第二驱动轴32的部分逐渐地增大。由此，锥形部21a的该形状减少了水下阻力。齿轮箱13不会过度地扰动水流，从而可以抑制在齿轮箱13上以及在布置于齿轮箱13后方的推进器18上的空蚀。

前端21c与变换杆61的中心轴线L4之间的轴向距离f2不小于锥形部21a的对应于中心轴线L4的部分的直径d2，因而前端21c与第二驱动轴32之间的距离增大。因此，锥形部21a的半径e从前端21c向后较缓地增加。由此，可以有效地减少水下阻力，从而可以有效地抑制空蚀。

第二驱动轴32布置在齿轮保持部21的大致中部。因此，锥形部21a的半径e从前端21c向后缓和地增加，从而可以抑制由于前端21c与第二驱动轴32之间的过长轴向距离导致锥形部21a的水摩擦阻力增大。

布置在齿轮箱13中的油泵70由第一驱动轴31驱动，并且与中间齿轮机构33分开。因此，与其中中间齿轮机构33也用作油泵的情况相比，确定油泵的容量的自由度较高。由此，可以容易地选择具有期望排量的油泵。

由于油泵70由以比第二驱动轴32的转速高的转速旋转的第一驱动轴31驱动，因此具有期望排量的油泵70较小，因而齿轮箱13可以较小。

油泵70布置在低于中间齿轮机构33的垂直位置处并抽吸齿轮箱中包含的、其表面位于低于中间齿轮机构33的油位OL的油。因此，油的搅动阻力较低，从而第一驱动轴31和第二驱动轴32的功率损耗较小。

第一驱动轴31设置有排出通道81，该排出通道81用于将从油泵70排出的油传送到需要润滑的部件(包括轴承36、37、38和39以及中间齿轮机构33)。由于用于向需要润滑的部件传送油的排出通道81形成在第一驱动轴31中，因此齿轮箱13不必设置有任何排出通道，因而齿轮箱13可以形成为小尺寸。

用于使离合器机构54操作的操作机构的互锁机构63包括安装在变换杆61上的小齿轮63a、以及与操作杆52一体形成并平行于推进轴17延伸且与小齿轮63a啮合的齿条63b。互锁机构63并不像包括偏心销和凸轮机构的互锁机构那样横向运动。操作杆62可以根据变换杆61的转动角度在宽范围内运动。因此，齿轮箱13在互锁机构63周围的部分的外径可以较小，因而对于齿轮箱13来说的水下阻力较低。

齿轮箱13具有保持输出齿轮机构50、推进轴17和互锁机构63的齿轮保持部21。和输出齿轮机构50接合的第二驱动轴32的下端部32b的中心轴线L2与变换杆61的中心轴线L4之间的轴向距离大于齿轮保持部21的对应于中心轴线L2的部分的外径d1。因此，齿轮保持部21的从中心轴线L2向前延伸的前部可以形成为长且窄的形状，齿轮保持部21的外径从前端21c向后较缓地增加，从而有效地减少了水下阻力。

第一驱动轴31连接到内燃机E，第二驱动轴32通过中间齿轮机构33与第一驱动轴31互锁，从而将第一驱动轴31的动力传递给输出齿轮机构50。通过中间齿轮机构33使第一驱动轴31的转速减少为第二驱动轴32的转速，并且输出齿轮机构50由以减少的转速旋转的第二驱动轴32驱动。因此，输出齿轮机构50的减速比可以较低，因而齿轮箱13的齿轮保持部21可以形成为小尺寸。

第一驱动轴31和第二驱动轴32可旋转地支撑在齿轮箱13上，并且第二驱动轴32向下延伸超过对应于第一驱动轴31的下端的垂直位置。齿轮箱13设置有供水泵90抽吸水的进水口98，并且进水口98形成在第二驱动轴32的前方并相对于垂直方向位于第一驱动轴31与输出齿轮机构50之间。由于进水口98形成在布置于第一驱动轴31后方的第二驱动轴32的前侧并在第一驱动轴31下方的空间中，因此进水口98使得水泵90能以足够高的速率抽吸水。

各进水口98的前端98a与第一驱动轴31的中心轴线L1之间的轴向距离等于距离δ。由此，进水口98可以形成为具有这样的大尺寸，即：使其前端98a位于距第一驱动轴31的中心轴线L1向前距离δ处。

各进水口98的下端98d的至少一部分位于输出齿轮机构50的倒退齿轮53的前侧，即位于输出齿轮机构50的输入齿轮51和前进齿轮52的前侧，并且位于与输入齿轮51的垂直位置基本重合的垂直位置。由此，各进水口98的以所需面积开口的下端98d可以在倒退齿轮53的前侧上延伸的空间中降低至与输入齿轮51的垂直位置基本重合的垂直位置。因此，进水口98几乎不会在水面的上方，可以避免通过进水口98吸入空气，因而内燃机E可以被适当地冷却。

水泵90与第一驱动轴31结合，并且第二驱动轴32与位于第一驱动轴31下方的输出齿轮机构50接合。因此，第一驱动轴31的长度比在第一驱动轴31与输出齿轮机构50直接接合时的情况下第一驱动轴31形成的长度要短。由于因为第一驱动轴31与水泵90结合而使第一驱动轴31由昂贵的抗腐蚀材料制成，因此可以低成本制成短且昂贵的第一驱动轴31，并且第二驱动轴32由便宜的普通含铁材料制成。由此，可以以低成本制成舷外马达S。

下面将描述前述实施例的修改例。

前述实施例的输出齿轮机构50为标准旋转类型。下面将参照图7A和图7B来描述反向旋转类型的输出齿轮机构150。当将两个舷外马达安装在船身上时，这两个舷外马达的相应推进器分别以相反的方向旋转。这两个舷外马达之一设置有标准旋转类型的输出齿轮机构，而另一舷外马达设置有反向旋转类型的输出齿轮机构。

该修改例中的舷外马达除了输出齿轮机构150之外在结构上基本相同。在图7A和图7B中，在必要时，与图1至图6中所示相似或相对应的部件用相同的附图标记表示。

在输出齿轮机构150中，前进齿轮152支撑在推进轴17的前部17a上的两个轴承46和47中，并相对于纵向位于齿轮保持部21中的输入齿轮51的中心轴线L2的前侧上的位置处。倒退齿轮153支撑在前部17a上的轴承48和49中，并相对于纵向位于输入齿轮51的中心轴线L2的后侧上的位置处。

如图7B所示，操作杆62的凹部62c(见图5B)在相对于标准旋转类型的输出齿轮机构150的横向颠倒位置处连接到连接部55a。由此，齿条63b布置在相对于小齿轮63a的横向颠倒位置处。

如图7B所示，当变换杆61转动以使小齿轮63a顺时针转动时，齿条63b和操作杆62向前移动，变换器55向前移动以将离合器机构54设定在前进位置。如图7B所示，当变换杆61转动以使小齿轮63a逆时针转动时，齿条63b和操作杆62向后移动，变换器55向后移动以将离合器机构54设定在倒退位置。

当这样改变将操作杆62连接到变换器55的方法时，可以以操作标准旋转类型的舷外马达的变换杆61的方式来控制设置有反向旋转类型的舷外马达的船的运动方向。

如图7A所示，可以从用于润滑保持在齿轮箱13中的轴承36、37、38和39及中间齿轮机构33的润滑系统中省略与图2所示的螺旋泵71相对应的装置。

可以从该润滑系统省略油泵70(即，余摆线泵)，螺旋泵71可以与第一驱动轴31或第二驱动轴32相结合，轴承36、37、38和39及中间齿轮机构33可以用由螺旋泵71泵送的油来润滑。

所述内燃机可以是单缸内燃机、除了直列四缸内燃机之外的直列多缸内燃机、或者诸如V-6内燃机的V型内燃机。所述船舶推进器可以是舷内马达。

Claims (9)

1、一种船舶推进器，该船舶推进器包括：发动机(E)；与所述发动机(E)互锁的第一驱动轴(31)；通过中间齿轮机构(33)与所述第一驱动轴(31)互锁的第二驱动轴(32)，所述第一驱动轴和第二驱动轴均设置在垂直位置；由所述第二驱动轴(32)驱动的输出齿轮机构(50)；以及由所述输出齿轮机构(50)旋转驱动的推进轴(17)，所述中间齿轮机构(33)包括安装在所述第一驱动轴(31)上的驱动齿轮(34)、和安装在所述第二驱动轴(32)上的从动齿轮(35)，该船舶推进器的特征在于：

设置有用于支撑所述第二驱动轴(32)的轴承(38、39)，所述轴承仅包括分别布置在所述从动齿轮(35)的上侧和下侧的上轴承(38)和下轴承(39)；所述上轴承(38)支撑所述第二驱动轴(32)的从所述从动齿轮(35)向上延伸的上端部(32a)，并且所述上轴承(38)的垂直位置位于与所述驱动齿轮(34)重合的垂直位置；并且所述下轴承(39)放在所述第二驱动轴(32)的下端部(32b)上的位置处，所述下端部(32b)在所述从动齿轮(35)与所述输出齿轮机构(50)中所包括的输入齿轮(51)之间延伸。

2、根据权利要求1所述的船舶推进器，其中，所述中间齿轮机构(33)是减速齿轮机构，所述上轴承(38)位于与所述从动齿轮(35)的齿部(35b)重合的垂直位置，并且所述上轴承(38)布置在由所述齿部(35b)环绕的筒形空间(43)中。

3、根据权利要求1或2所述的船舶推进器，其中，所述上轴承(38)是用于承受向上和向下轴向负载的双列轴承。

4、根据权利要求1或2所述的船舶推进器，其中，所述第二驱动轴(32)布置在所述第一驱动轴(31)的后方，所述第二驱动轴(32)向下延伸超过对应于所述第一驱动轴(31)的下端的垂直位置，并且在所述第一驱动轴(31)旋转所绕的中心轴线(L1)的前侧上在低于所述第一驱动轴(31)的垂直位置处形成有进水口(98)。

5、根据权利要求1或2所述的船舶推进器，其中，设置有齿轮箱(13)以在其中保持所述输出齿轮机构(50)，所述第二驱动轴(32)布置在所述第一驱动轴(31)的后方，并且所述齿轮箱(13)具有齿轮保持部(21)，该齿轮保持部(21)从对应于所述第二驱动轴(32)的部分朝向所述齿轮保持部的前端(21c)逐渐变细。

6、根据权利要求5所述的船舶推进器，其中，所述第二驱动轴(32)相对于纵向布置在所述齿轮保持部(21)的大致中部。

7、根据权利要求1至3中任一项所述的船舶推进器，其中，设置有齿轮箱(13)以在其中保持所述输出齿轮机构(50)；并且在所述齿轮箱(13)中布置有油泵(70)，以向放置在所述齿轮箱(13)中的需要润滑的运动部件传送油；并且其中，所述油泵(70)设置成由所述第一驱动轴(31)驱动。

8、根据权利要求7所述的船舶推进器，其中，所述油泵(70)布置在低于所述中间齿轮机构(33)的垂直位置处，并且所述油泵(70)设置成抽吸所述齿轮箱(13)中包含的油，所述油的表面(OL)处于低于所述中间齿轮机构(33)的水平。

9、根据权利要求7或8所述的船舶推进器，其中，所述第一驱动轴(31)设置有油通道(81)，用于将从所述油泵(70)排出的油输送到需要润滑的运动部件。

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