JP2007210549A - 船外機 - Google Patents

Abstract

【課題】キャビテーションプレートを移動自在とすることで、プロペラの選択の自由度を向上させるようにした船外機を提供する。
【解決手段】プロペラ５４を駆動させる駆動源と、駆動源の出力をプロペラ５４に伝達するバーチカルシャフト４２を収容するフレームパイプ４４と、プロペラ５４の近傍に配置されてプロペラ５４のキャビテーションを防止するキャビテーションプレート６０とを備えた船外機において、キャビテーションプレート６０をフレームパイプ４４に重力方向において移動自在に取り付ける。
【選択図】図２

Description

この発明は船外機に関し、より詳しくは、船外機においてプロペラのキャビテーションを防止するキャビテーションプレートの取り付けに関する。

船外機は一般に、プロペラのキャビテーションを防止するためのキャビテーションプレートを備える。キャビテーションプレートは、例えば特許文献１に記載される如く、プロペラの上方位置に配置されると共に、ギヤケースに一体的に形成される。
特開平６−４０３９１号公報（段落００１１、図１など）

ところで、船外機のプロペラは用途に応じて自由に選択して取り付けできることが望ましいが、特許文献１記載の技術にあっては、キャビテーションプレートがギヤケースに一体的に形成される、即ち、キャビテーションプレートの高さ方向の位置が不変であるため、選択できるプロペラの外径が制約されるという不具合が生じていた。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、キャビテーションプレートを移動自在とすることで、プロペラの選択の自由度を向上させ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、プロペラを駆動させる駆動源と、前記駆動源の出力を前記プロペラに伝達するバーチカルシャフトを収容するフレームパイプと、前記プロペラの近傍に配置されて前記プロペラのキャビテーションを防止するキャビテーションプレートとを備えた船外機において、前記キャビテーションプレートを前記フレームパイプに重力方向において移動自在に取り付けるように構成した。

請求項２に係る船外機にあっては、さらに、前記キャビテーションプレートに、前記キャビテーションプレートを前記フレームパイプに固定する固定手段を設けるように構成した。

請求項３に係る船外機にあっては、さらに、前記キャビテーションプレートが前記フレームパイプに対して回転するのを防止する回転防止手段を備えるように構成した。

請求項４に係る船外機にあっては、前記駆動源が内燃機関と電動モータとからなると共に、前記内燃機関と前記電動モータのいずれかの出力を前記プロペラに伝達自在とするように構成した。

請求項１に係る船外機にあっては、プロペラの近傍に配置されてプロペラのキャビテーションを防止するキャビテーションプレートを、フレームパイプに重力方向において移動自在に取り付けるように構成したので、キャビテーションプレートによる制約を受けることなく、用途に応じて種々の大きさのプロペラを選択して取り付けることができる。

請求項２に係る船外機にあっては、さらに、キャビテーションプレートに、キャビテーションプレートをフレームパイプに固定する固定手段を設けるように構成したので、上記した効果に加え、キャビテーションプレートを、選択されたプロペラの径に応じた最適な位置に固定することができる。

請求項３に係る船外機にあっては、さらに、キャビテーションプレートがフレームパイプに対して回転するのを防止する回転防止手段を備えるように構成したので、上記した効果に加え、キャビテーションプレートを重力方向に移動させる際、キャビテーションプレートがフレームパイプに対して回転することなく容易に移動させることができる。

請求項４に係る船外機にあっては、駆動源が内燃機関と電動モータとからなると共に、内燃機関と電動モータのいずれかの出力をプロペラに伝達自在とするように構成したので、上記した効果に加え、ハイブリッド型の船外機の場合であっても、選択した駆動源に応じた径のプロペラを選択して取り付けることができる。

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、この発明の実施例に係る船外機の部分断面図である。

図１において、符号１０は船外機を示す。船外機１０は、ねじ式のクランプ機構１２を備えた２個のスターンブラケット（１個のみ示す）１４を介して船体（艇体）１６の後部（トランサム）１８に取り付けられて固定される。

図１に示すように、船外機１０の重力方向において上方位置には、内燃機関（駆動源。以下「エンジン」という）２０が配置される。エンジン２０は、例えば排気量５０ｃｃ程度の単気筒火花点火式ガソリンエンジンであり、出力１．５ｋＷ（約２ＰＳ）を発生する。エンジン２０は、クランクシャフト２２が重力方向と平行、即ち、垂直方向となるように配置される。エンジン２０およびクランクシャフト２２は、エンジンカバー２４で被覆される。エンジン２０の近傍には燃料タンク２６が配置される。燃料タンク２６にはエンジン２０に供給されるべき燃料（ガソリン燃料）２８が貯留される。

船外機１０においてエンジン２０より下方位置には、電動モータ（駆動源。発電電動機）３０が配置される。電動モータ３０はステータ３０ａとロータ（以下「出力軸」という）３０ｂとからなるＤＣブラシレスモータであり、船体１６に配置されるバッテリからバッテリケーブル（共に図示せず）などを介して電圧が供給されて数百Ｗの出力を発生する。電動モータ３０は、出力軸３０ｂが垂直方向となるように配置されると共に、モータカバー３８で被覆される。

エンジン２０と電動モータ３０の間には、電磁クラッチ４０が配置される。具体的には、エンジンのクランクシャフト２２の下端と電動モータの出力軸３０ｂの上端は、電磁クラッチ４０を介して接続される。電磁クラッチ４０は通電されると、クランクシャフト２２を出力軸３０ｂに接続（連結）させる一方、通電が遮断されると、クランクシャフト２２と出力軸３０ｂとの接続を断つように構成される。

電動モータの出力軸３０ｂの下端には、バーチカルシャフト（ドライブシャフト）４２の上端が接続される。バーチカルシャフト４２は、図示の如く重力方向と平行に配置され、略円筒状を呈するフレームパイプ４４の内部に重力方向軸回りに回転自在に支持されて収容される。バーチカルシャフト４２の下端には、ピニオンギヤ４６が設けられると共に、ピニオンギヤ４６は、フレームパイプ４４の下方に接続されたギヤケース５０の内部に配置される。

フレームパイプ４４の一部とギヤケース５０は、図示の如く、船外機１０を船体１６に取り付けたときに水中となる位置（即ち、水面下となる位置）に配置される。図１において、符号Ｗは海水あるいは淡水を示す。

ギヤケース５０の内部には、水平軸回りに回転自在に支持されたプロペラシャフト５２が収容される。プロペラシャフト５２の一端はギヤケース５０から船外機１０の後方に向けて突出させられ、そこにプロペラ５４が脱着自在に取り付けられる。尚、プロペラ５４の大きさ（プロペラ径ｄ）は、操船者などが所望する船外機の用途に応じて適宜に設定される。また、プロペラシャフト５２の外周にはベベルギヤ５６が配置され、前記したピニオンギヤ４６と噛合して回転させられる。

これにより、電動モータ３０の出力（回転出力）は、バーチカルシャフト４２、ピニオンギヤ４６およびベベルギヤ５６を介してプロペラシャフト５２に伝達され、プロペラ５４が回転して船体１６を前進あるいは後進させる推力を生じる。

また、エンジン２０の出力（回転出力）は、電磁クラッチ４０を介して電動モータの出力軸３０ｂに伝達された後、電動モータ３０の出力と同様、バーチカルシャフト４２、ピニオンギヤ４６およびベベルギヤ５６を介してプロペラシャフト５２に伝達され、プロペラ５４が回転して船体１６を前進させる推力を生じる。

このように、プロペラ５４は、エンジン２０と電動モータ３０のいずれかの出力がバーチカルシャフト４２などを介して伝達されて駆動（回転）させられる。別言すれば、船外機１０にあっては、プロペラ５４を駆動させる駆動源がエンジン２０と電動モータ３０とからなり、それらエンジン２０と電動モータ３０のいずれかの出力をプロペラ５４に伝達自在としたハイブリッド型からなり、比較的小型のタイプからなる。

また、フレームパイプ４４の途中であって、プロペラ５４の近傍、正確には、図１において上方位置には、プロペラ５４の回転によって生じるキャビテーションを防止するためのキャビテーションプレート６０が配置される。このキャビテーションプレート６０については、後に詳説する。

船外機１０の適宜位置には、バーハンドル（ティラー）６２がモータケース３８から、その先端を前方、即ち、船体１６の操縦席に向けて突出させられ、操船者によって操作自在とされる。前記したフレームパイプ４４は、スターンブラケット１４に重力方向軸回りに回転自在に支持され、よって操船者は、バーハンドル６２を左右方向に操作（揺動）することによって船外機１０を左右に操舵（操作）することができる。

バーハンドル６２の先端には、スロットルグリップ６４が設けられる。スロットルグリップ６４は、操船者によって回転操作自在とされると共に、その内部には回転角センサ（ボリュームセンサ）６６が配置される。回転角センサ６６は、スロットルグリップ６４の回転角（操作量）に応じた信号を、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）７０へ出力する。ＥＣＵ７０は、入力された信号に応じて電動モータ３０の出力を制御し、よって船体１６の船速が調整される。

スロットルグリップ６４は、プッシュプルケーブル（図示せず）を介してエンジン２０のスロットルバルブ（図示せず）にも接続される。これにより、スロットルグリップ６４が操作されると、スロットルバルブが開閉してエンジン回転数が調整され、船体１６の船速が調整される。

バーハンドル６２にはさらに、操船者による駆動源（エンジン２０と電動モータ３０）の始動あるいは停止指示などの入力を可能とするモードスイッチ７２が設けられる。モードスイッチ７２は、入力された始動あるいは停止指示などに応じた信号を前記したＥＣＵ７０へ出力する。ＥＣＵ７０は、入力された信号に応じてエンジン２０、電動モータ３０および電磁クラッチ４０などの動作を制御する。

次いで、この発明の特徴部であるキャビテーションプレート６０などについて詳説する。

図２は図１に示すキャビテーションプレート６０付近を拡大して表す拡大部分断面図であり、図３は図２のIII−III線断面図である。

キャビテーションプレート６０は、水平方向に延出させられると共に、平面視においてプロペラ５４を部分的に被覆するような形状を呈するプレート部６０ａと、プレート部６０ａから連続して形成されると共に、プレート部６０ａとフレームパイプ４４の間に配置される取付け部（フランジ部）６０ｂとからなる。

取付け部６０ｂは略円筒状（正確には、平面視略Ω字状）を呈すると共に、その内部に、図示の如く、フレームパイプ４４が挿通される。また、取付け部６０ｂの内周面６０ｂ１には、平面視半円状の突起部６０ｃが突設される一方、フレームパイプ４４の外周面４４ａには、前記した突起部６０ｃが嵌合されるべき溝部４４ｂが所定の距離に亘って形成される。尚、前記した所定の距離は、操船者などによって選択されるプロペラの大きさに基づいて適宜に設定される。

突起部６０ｃと溝部４４ｂは、図示の如く嵌合させられ、よってキャビテーションプレート６０の向きを決める（位置決めする）と共に、キャビテーションプレート６０がフレームパイプ４４を中心にして回転するのを規制する。このように、キャビテーションプレート６０の突起部６０ｃとフレームパイプ４４の溝部４４ｂは、キャビテーションプレート６０がフレームパイプ４４に対して回転するのを防止する回転防止手段として機能する。

キャビテーションプレート６０、正確には、キャビテーションプレート６０の取付け部６０ｂにはさらに、キャビテーションプレート６０をフレームパイプ４４に固定するための固定部（固定手段）６０ｄが設けられる。固定部６０ｄは、取付け部６０ｂの側面から突出して形成される第１の固定部材６０ｄ１および第２の固定部材６０ｄ２からなる。

図３に示す如く、第１の固定部材６０ｄ１において第２の固定部材６０ｄ２と対向する面（以下「第１の対向面」という）６０ｄ１ａと、第２の固定部材６０ｄ２において第１の固定部材６０ｄ１と対向する面（以下「第２の対向面」という）６０ｄ２ａとの間には、間隙６０ｄ３が形成される。

また、第１の固定部材６０ｄ１には、ボルト６２が挿通されるべき挿通孔６４が穿設されると共に、第２の固定部材６０ｄ２には、前記したボルト６２と係合可能なネジ孔６６が穿設される。

従って、ボルト６２を締め付けると、第１および第２の固定部材６０ｄ１，６０ｄ２の離間距離、具体的には、第１および第２の対向面６０ｄ１ａ，６０ｄ２ａの離間距離は減少し、それに伴って取付け部６０ｂは変形させられる。これにより、取付け部３４ｃの内周は減少させられ、取付け部６０ｂの内周面６０ｂ１は、フレームパイプ４４の外周面４４ａに圧着され、よってキャビテーションプレート６０がフレームパイプ４４に固定される。

一方、ボルト６２を緩めると、第１および第２の固定部材６０ｄ１，６０ｄ２の離間距離、具体的には、第１および第２の対向面６０ｄ１ａ，６０ｄ２ａの離間距離は増加し、それに伴って取付け部６０ｂは変形させられる。これにより、取付け部６０ｂの内周は増加させられ、取付け部６０ｂの内周面６０ｂ１とフレームパイプ４４の外周面４４ａが圧着されなくなる、換言すれば、キャビテーションプレート６０とフレームパイプ４４の固定が解除される。尚、図３においてボルト６２を締め付けたときの取付け部６０ｂの状態を実線で示すと共に、ボルト６２を緩めたときの状態を、理解の便宜のため誇張して２点鎖線で示す。

次いで、上記の如く構成された船外機１０におけるプロペラ５４の交換作業、特に、プロペラ５４の交換作業に伴うキャビテーションプレート６０の高さ方向の移動（調整）および固定作業について説明する。

先ず、操船者あるいは整備者は、固定部６０ｄのボルト６２を緩めることで、取付け部６０ｂの内周を増加させ、キャビテーションプレート６０とフレームパイプ４４の固定を解除する。次いで、キャビテーションプレート６０を、キャビテーションプレート６０と操船者などによって選択されるプロペラ（図示せず）とが接触しない位置まで、重力方向にスライドさせて移動させる。このとき、取付け部６０ｂの突起部６０ｃは、フレームパイプ４４の溝部４４ｂを摺動するため、キャビテーションプレート６０がフレームパイプ４４に対して回転することはない。尚、図２にキャビテーションプレート６０を上方へ移動させた状態を２点鎖線で示す。

キャビテーションプレート６０の位置（高さ）を調整した後、固定部６０ｄのボルト６２を締め付けることで、取付け部６０ｂの内周を減少させ、キャビテーションプレート６０をフレームパイプ４４に固定する。上記のようにして、キャビテーションプレート６０をフレームパイプ４４に取り付ける。

その後、プロペラ５４をプロペラシャフト５２から取り外し、それに代えて、操船者などによって選択されたプロペラ（図示せず）をプロぺラシャフト５２に取り付ける。このようにしてプロペラの交換作業が終了する。

このように、この発明の実施例に係る船外機１０にあっては、プロペラ５４の近傍、正確には、図１において上方位置に配置されてプロペラ５４のキャビテーションを防止するキャビテーションプレート６０を、フレームパイプ４４に重力方向において移動自在に取り付けるように構成したので、キャビテーションプレート６０による制約を受けることなく、用途に応じて種々の大きさのプロペラを選択して取り付けることができる。

また、キャビテーションプレート６０に、キャビテーションプレートをフレームパイプ４４に固定するための固定部６０ｄを設けるように構成したので、キャビテーションプレート６０を、選択されたプロペラの径に応じた最適な位置に固定することができる。

また、キャビテーションプレート６０がフレームパイプ４４に対して回転するのを防止するために、キャビテーションプレート６０の取付け部６０ｂの内周面６０ｂ１に突起部６０ｃを、フレームパイプ４４の外周面４４ａに溝部４４ｂを形成すると共に、突起部６０ｃが溝部４４ｂに嵌合するように構成したので、キャビテーションプレート６０を重力方向に移動させる際、キャビテーションプレート６０がフレームパイプ４４に対して回転することなく容易に移動させることができる。

また、駆動源がエンジン２０と電動モータ３０とからなると共に、エンジン２０と電動モータ３０のいずれかの出力をプロペラ５４に伝達自在とするように構成したので、ハイブリッド型の船外機の場合であっても、選択した駆動源に応じた径のプロペラを自由に選択して取り付けることができる。

また、キャビテーションプレート６０を上記のように構成したので、船体１６の船速が比較的低速でプロペラ５４にキャビテーションが発生しないときには、キャビテーションプレート６０をフレームパイプ４４から取り外すことも可能となる。

以上の如く、この発明の実施例にあっては、プロペラ５４を駆動させる駆動源（エンジン２０、電動モータ３０）と、前記駆動源の出力を前記プロペラに伝達するバーチカルシャフト４２を収容するフレームパイプ４４と、前記プロペラの近傍に配置されて前記プロペラのキャビテーションを防止するキャビテーションプレート６０とを備えた船外機１０において、前記キャビテーションプレートを前記フレームパイプに重力方向において移動自在に取り付けるように構成した。

また、さらに、前記キャビテーションプレート６０に、前記キャビテーションプレートを前記フレームパイプ４４に固定する固定手段（固定部６０ｄ）を設けるように構成した。

また、さらに、前記キャビテーションプレート６０が前記フレームパイプ４４に対して回転するのを防止する回転防止手段（突起部６０ｃ、溝部４４ｂ）を備えるように構成した。

また、前記駆動源が内燃機関（エンジン２０）と電動モータ３０とからなると共に、前記内燃機関と前記電動モータのいずれかの出力を前記プロペラ５４に伝達自在とするように構成した。

尚、上記において、この発明をハイブリッド型の船外機を例にとって説明したが、例えばプロペラの駆動源がエンジンのみ、あるいは電動モータのみからなる船外機にも適用が可能である。

また、電動モータ３０をＤＣブラシレスモータとしたが、他の方式のモータを使用してもよい。

また、エンジン２０の排気量を５０ｃｃ程度、出力を１．５ｋＷとし、電動モータ３０の出力を数百Ｗとするようにしたが、それらの数値は例示であって限定されるものではない。

また、エンジン２０と電動モータ３０の間には、電磁クラッチ４０を配置するように構成したが、遠心クラッチなどを用いてもよい。

この発明の実施例に係る船外機の部分断面図である。 図１に示すキャビテーションプレート付近を拡大して表す拡大部分断面図である。 図２のIII−III線断面図である。

符号の説明

１０ 船外機、２０ エンジン（内燃機関。駆動源）、３０ 電動モータ（駆動源）、４２ バーチカルシャフト、４４ フレームパイプ、４４ｂ 溝部（回転防止手段）、５４ プロペラ、６０ キャビテーションプレート、６０ｃ 突起部（回転防止手段）、６０ｄ 固定部（固定手段）

Claims (4)

1. プロペラを駆動させる駆動源と、前記駆動源の出力を前記プロペラに伝達するバーチカルシャフトを収容するフレームパイプと、前記プロペラの近傍に配置されて前記プロペラのキャビテーションを防止するキャビテーションプレートとを備えた船外機において、前記キャビテーションプレートを前記フレームパイプに重力方向において移動自在に取り付けることを特徴とする船外機。
2. さらに、前記キャビテーションプレートに、前記キャビテーションプレートを前記フレームパイプに固定する固定手段を設けることを特徴とする請求項１記載の船外機。
3. さらに、前記キャビテーションプレートが前記フレームパイプに対して回転するのを防止する回転防止手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の船外機。
4. 前記駆動源が内燃機関と電動モータとからなると共に、前記内燃機関と前記電動モータのいずれかの出力を前記プロペラに伝達自在としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の船外機。

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