JP2009149204A - 船舶推進機の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】船舶推進機の動力伝達装置における変速装置を軽量にさせると共に、外形をコンパクトにさせるようにする。
【解決手段】船舶推進機の動力伝達装置は、船体３に支持されるケース１１と、前後方向に延びる軸心１２回りに回転するよう上記ケース１１の下端部に支持されるプロペラ１４と、ケース１１に収容され、軸心２８が上下方向に延びる遊星歯車装置５１，５２を有してエンジン１５からの出力を入力し、この入力を変速して出力する変速装置３７と、この変速装置３７側からの出力を入力し、この入力をプロペラ１４に向けて出力する連動装置３０とを備える。変速装置３７と連動装置３０との間に介設され、変速装置３７からの出力を入力し、この入力を減速して連動装置３０に出力する減速装置３１を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンからの出力を入力し、この入力を減速、正転、もしくは逆転させるよう変速してプロペラに向けて出力する船舶推進機の動力伝達装置に関するものである。

上記船舶推進機には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、船舶推進機は、船舶の船体に支持されるケースと、前後方向に延びる軸心回りに回転するよう上記ケースの下部に支持されるプロペラと、上記ケースに収容され、軸心が上下方向に延びる遊星歯車装置を有してエンジンからの出力を入力し、この入力を変速して出力する変速装置と、この変速装置側からの出力を入力し、この入力を上記プロペラに向けて出力する連動装置とを備え、この連動装置は減速機能を有している。

船舶を推進させようとするに際し、上記変速装置にエンジンからの出力を入力させれば、この入力は、上記プロペラが水中で所望の低回転数となるよう、乗員の変速操作に基づき上記変速装置で減速されて出力される。この変速装置からの出力は、上記したように、軸心が上下方向に延びる遊星歯車装置から出力され、次に、この出力は上記連動装置に入力され、ここで、軸心が前後方向に延びる上記プロペラに向け、方向を変えて出力される。そして、この出力を入力することによりプロペラが水中で回転し、このプロペラの回転数に応じた推進速度で船舶が前進もしくは後進可能とされる。

上記連動装置は上記プロペラとほぼ同じ高さに位置していて水面下にある。このため、上記連動装置の減速比を大きくするほど、その外形が大型化し、また、これに伴い、この連動装置を収容する上記ケースの下部も大型化して、水の抵抗が大きくなりがちとなる。そこで、この連動装置の減速比は小さく保たれて、その大型化が防止されている。
国際公開番号ＷＯ２００７／００７７０７

ところで、上記したように、エンジンからの出力を変速装置で減速して出力し、この出力を上記連動装置を介し所定形状の上記プロペラに入力させて、このプロペラを、キャビテーションの発生防止などの観点から所望の低回転数で回転させるようにした場合、前記したように連動装置は減速比が小さいため、上記変速装置において、上記連動装置に近い側に位置する遊星歯車装置のサンギヤやプラネタリギヤなど各回転体の回転数は、上記プロペラの所望の低回転数に近似した低回転数で回転して動力伝達することとなる。

ここで、上記したように、各回転体が低回転数で動力伝達する場合、伝達トルクの値が大きくなる。このため、上記変速装置において、上記連動装置に近い側に位置して低回転数で回転する遊星歯車装置の各回転体については、上記のように伝達トルクの値が大きくなる分、その強度を大きくする必要が生じてくる。しかし、単に、強度を大きくすると、上記変速装置の質量が大きくなって、ロス馬力が大きくなるおそれがあり、また、その外形が大きくなって、水の抵抗が大きくなるおそれもある。

本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、船舶推進機の動力伝達装置における変速装置を軽量にさせると共に、外形をコンパクトにさせるようにすることである。

請求項１の発明は、船体３に支持されるケース１１と、前後方向に延びる軸心１２回りに回転するよう上記ケース１１の下端部に支持されるプロペラ１４と、上記ケース１１に収容され、軸心２８が上下方向に延びる遊星歯車装置５１，５２を有してエンジン１５からの出力を入力し、この入力を変速して出力する変速装置３７と、この変速装置３７側からの出力を入力し、この入力を上記プロペラ１４に向けて出力する連動装置３０とを備えた船舶推進機の動力伝達装置において、
上記変速装置３７と連動装置３０との間に介設され、上記変速装置３７からの出力を入力し、この入力を減速して上記連動装置３０に出力する減速装置３１を設けたことを特徴とする船舶推進機の動力伝達装置である。

請求項２の発明は、上記ケース１１を、このケース１１の上部側を構成するアッパケース２１と、このアッパケース２１とは別体に形成されて上記ケース１１の下部側を構成し、上記連動装置３０を収容して上記アッパケース２１に着脱可能に固着されるロアケース２２とを備え、上下方向で、上記アッパケース２１及び上記ロアケース２１の互いの対向面の近傍部における内部に上記減速装置３１を設けたことを特徴とする請求項１に記載の船舶推進機の動力伝達装置である。

請求項３の発明は、上記ロアケース２２の内部に潤滑用の油７６を収容する収容室７７を形成し、上記連動装置３０が、上下方向に延びる軸心２８を有し、上記収容室７７に収容されて上記ロアケース２２に支持される動力伝達軸７８と、上記収容室７７に収容され、上記動力伝達軸７８の下端部に対し上記プロペラ１４側を連動連結させるベベルギヤ組７９，７９とを備え、上記収容室７７の上端部を上記減速装置３１の内部に連通させたことを特徴とする請求項２に記載の船舶推進機の動力伝達装置である。

請求項４の発明は、上記減速装置３１は遊星歯車装置８４を含み、この遊星歯車装置８４のサンギヤ８７をロアケース２２に一体的に設けたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の船舶推進機の動力伝達装置である。

請求項５の発明は、上記変速装置３７が、上記エンジン１５からの出力を上記減速装置３１に順次伝達する上遊星歯車５１及び下遊星歯車装置５２と、上記上遊星歯車装置５１のサンギヤ５４の正転Ａを許容し、逆転Ｂを阻止するワンウェイクラッチ７５とを備え、上記上遊星歯車装置５１とワンウェイクラッチ７５とが、上記変速装置３７の出力を低速又は高速のいずれかに変速させるための速度変速部９３を構成し、上記下遊星歯車装置５２が変速装置３７の出力の回転方向を正転Ａ又は逆転Ｂのいずれかに切り換えるための回転方向切換部９４を構成したことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１つに記載の船舶推進機の動力伝達装置である。

なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。

本発明による効果は、次の如くである。

請求項１の発明は、船体に支持されるケースと、前後方向に延びる軸心回りに回転するよう上記ケースの下部に支持されるプロペラと、上記ケースに収容され、軸心が上下方向に延びる遊星歯車装置を有してエンジンからの出力を入力し、この入力を変速して出力する変速装置と、この変速装置側からの出力を入力し、この入力を上記プロペラに向けて出力する連動装置とを備えた船舶推進機の動力伝達装置において、
上記変速装置と連動装置との間に介設され、上記変速装置からの出力を入力し、この入力を減速して上記連動装置に出力する減速装置を設けている。

このため、所定形状のプロペラを回転させる場合におけるキャビテーションの発生防止などの観点から、このプロペラを所望の低回転数にさせる場合、上記エンジン側から上記減速装置の入力部に至るまでの上記動力伝達装置における変速装置の各回転体を、ある程度高回転数にしておき、この変速装置の出力を上記減速装置によって十分に減速させることにより、上記プロペラを上記した所望の低回転数にさせるようにすることができる。

よって、上記したように、動力伝達装置の変速装置では、その各回転体を高回転数にすることにより、伝達トルクを小さくできることから、この変速装置における遊星歯車装置などの各回転体の強度を過度に高くする必要がない。このため、この変速装置を軽量にしてロス馬力を小さくできると共に、外形をコンパクトにして、水の抵抗を小さくさせることができる。

請求項２の発明は、上記ケースを、このケースの上部側を構成するアッパケースと、このアッパケースとは別体に形成されて上記ケースの下部側を構成し、上記連動装置を収容して上記アッパケースに着脱可能に固着されるロアケースとを備え、上下方向で、上記アッパケース及び上記ロアケースの互いの対向面の近傍部における内部に上記減速装置を設けている。

このため、上記ロアケースに収容された連動装置と、上記減速装置とは、上下方向で互いに接近させ易くなり、これら連動装置と減速装置とを全体的にコンパクトにできる。よって、上記減速装置による減速によって上記連動装置は低回転となり、伝達トルクは大きくなることから、上記連動装置に連動する上記減速装置の軸の軸径寸法は、ある程度大きくせざるを得ないが、上記のようにコンパクトにできる分、上記減速装置の軸の軸方向寸法を短くすることができる。このため、この減速装置を軽量かつコンパクトにできる。

更に、上記アッパケース及びロアケースを互いに離脱させれば、上記減速装置の設置空間が外部に解放されるため、上記ケースへの減速装置の組み付け作業が容易にできる。

請求項３の発明は、上記ロアケースの内部に潤滑用の油を収容する収容室を形成し、上記連動装置が、上下方向に延びる軸心を有し、上記収容室に収容されて上記ロアケースに支持される動力伝達軸と、上記収容室に収容され、上記動力伝達軸の下端部に対し上記プロペラ側を連動連結させるベベルギヤ組とを備え、上記収容室の上端部を上記減速装置の内部に連通させている。

このため、上記連動装置の作動時には、その動力伝達軸とベベルギヤ組とは上記収容室内において上記油により潤滑される。

また、上記連動装置における特に上記ベベルギヤ組の作動により、上記油は上記収容室内で押し上げられるが、この場合、前記請求項２の効果にいうように、上下方向で、上記連動装置と減速装置とは互いにコンパクトにできるため、上記のように押し上げられた油は上記減速装置内に達し易くなる。

よって、上記ロアケースの周りの水で冷却される上記収容室内の油が上記減速装置内に達することにより、上記減速装置が冷却される。つまり、上記ロアケース内の連動装置の潤滑用の油が上記減速装置の冷却に有効に利用されることから、簡単な構成で、かつ、合理的に上記減速装置が冷却可能とされる。

請求項４の発明は、上記減速装置は遊星歯車装置を含み、この遊星歯車装置のサンギヤをロアケースに一体的に設けている。

このため、上記減速装置に減速作用を得る上で、上記サンギヤは固定させることが求められるが、この固定のために上記ロアケースが利用されたことから、上記減速装置の構成を簡単かつコンパクトにできる。

請求項５の発明は、上記変速装置が、上記エンジンからの出力を上記減速装置に順次伝達する上遊星歯車及び下遊星歯車装置と、上記上遊星歯車装置のサンギヤの正転を許容し、逆転を阻止するワンウェイクラッチとを備え、上記上遊星歯車装置とワンウェイクラッチとが、上記変速装置の出力を低速又は高速のいずれかに変速させるための速度変速部を構成し、上記下遊星歯車装置が変速装置の出力の回転方向を正転又は逆転のいずれかに切り換えるための回転方向切換部を構成している。

ここで、例えば、上記ワンウェイクラッチがサンギヤの逆転を阻止している変速状態で、船舶が浅瀬に進入して、プロペラが水底に衝突し、このプロペラ側から上記動力伝達装置に逆駆動力が衝撃的に与えられたとする。すると、この場合には、その衝撃力は上記回転方向切換部を介して上記速度変速部に伝達されようとする。

しかし、上記速度変速部に与えられる衝撃力は、これが上記回転方向切換部を介することによって緩和される。このため、上記サンギヤの逆転を阻止しているワンウェイクラッチは衝撃力に対し、強度上、弱いものではあるが、このワンウェイクラッチは、上記したように衝撃力が緩和されることによって保護される。

本発明の船舶推進機の動力伝達装置に関し、船舶推進機の動力伝達装置における変速装置を軽量にさせると共に、外形をコンパクトにさせるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。

即ち、船舶推進機の動力伝達装置は、船体に支持されるケースと、前後方向に延びる軸心回りに回転するよう上記ケースの下部に支持されるプロペラと、上記ケースに収容され、軸心が上下方向に延びる遊星歯車装置を有してエンジンからの出力を入力し、この入力を変速して出力する変速装置と、この変速装置側からの出力を入力し、この入力を上記プロペラに向けて出力する連動装置とを備える。上記変速装置と連動装置との間に介設され、上記変速装置からの出力を入力し、この入力を減速して上記連動装置に出力する減速装置が設けられる。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。

図１，２において、符号１は船舶で、矢印Ｆｒは、この船舶１の推進方向の前方を示している。また、下記する左右とは、上記前方に向かっての船舶１の幅方向をいうものとする。

上記船舶１は、水２に浮かべられる船体３と、この船体３の後部に着脱可能に支持されて、この船舶１を推進可能とする船舶推進機４とを備えている。なお、図１，２中二点鎖線で示した水２の表面は、船舶１が前進中のものを示しており、停船したとき、上記水２の表面は少し上昇する。

上記船舶推進機４は、上記船体３の後部に着脱可能に支持されるクランプブラケット５と、後上方に向かって往、復回動可能となるようこのクランプブラケット５に枢支されるスイベルブラケット６と、このスイベルブラケット６に支持される推進ユニット７と、上記クランプブラケット５とスイベルブラケット６とに架設され、上記スイベルブラケット６と共に推進ユニット７をトリムさせたり、チルトさせたりするよう回動駆動させる油圧シリンダ８とを備えている。

上記推進ユニット７は、上記スイベルブラケット６に支持され、上下方向に延びて、その下端部側が水２面下に没入するケース１１と、前後方向に延びる軸心１２回りに回転するよう上記ケース１１の下端部にプロペラ軸１３を介し支持されるプロペラ１４と、上記ケース１１の上面に支持されるエンジン１５と、上記ケース１１に収容され、上記エンジン１５のクランク軸１６からの出力を入力し、この入力を変速し、また、この変速の一態様として正転Ａ又は逆転Ｂのいずれかに切り換えて上記プロペラ１４に向けて出力する動力伝達装置１７と、上記エンジン１５を開閉可能に覆うカウリング１８とを備えている。上記ケース１１は船体３の後方近傍に配置されている。

上記プロペラ軸１３とプロペラ１４とは、上記軸心１２上でそれぞれ一対設けられ、これら一対のプロペラ１４，１４の螺旋の方向は互いに逆向きとされている。上記動力伝達装置１７から各プロペラ１４に向かって出力される出力が正転Ａのとき、これらプロペラ１４，１４は互いに逆回転して船舶１を前進させる。一方、上記動力伝達装置１７からの出力が逆転Ｂのとき、上記各プロペラ１４，１４は上記とはそれぞれ逆向きに回転して船舶１を後進させる。上記ケース１１内の一部（後部）空間には、上記エンジン１５から排出される排気１９を水２面下にまで案内して、排出させる排気通路２０が形成されている。

図１〜１３において、上記ケース１１は、このケース１１の上部側を構成するアッパケース２１と、このアッパケース２１とは別体に形成されて、上記ケース１１の下部側を構成し、船舶１の推進中において、通常、ほとんどが水２中に位置するロアケース２２と、上記アッパケース２１にロアケース２２を着脱可能に固着させる締結具２３とを備えている。また、上記ロアケース２２は、その上面部を構成する上面板２４と、この上面板２４とは別体に形成されて、この上面板２４よりも下方側を構成し、この上面板２４と不図示の締結具により着脱可能に固着されるロアケース本体２５とを備えている。

上記動力伝達装置１７は、上記ケース１１内の他部（前部）空間に収容されて軸心２８が上下方向に延び、上記エンジン１５からの出力を入力し、この入力を変速して出力する変速ユニット２９と、この変速ユニット２９側からの出力を入力し、ここで、この入力を上記プロペラ１４に向け、方向を変えて出力する連動装置３０と、上記変速ユニット２９と連動装置３０との間に介設され、上記変速ユニット２９からの出力を入力し、この入力を、大きい減速比で減速して上記連動装置３０に出力する減速装置３１とを備えている。

上記変速ユニット２９は、その外殻を構成し上記軸心２８上に配置される円筒形状の変速ケース３４と、上記軸心２８と平行に上下方向に延び、上記変速ケース３４の前部を上記ケース１１に締結させる左右一対の前ボルト３５と、上記軸心２８と平行に上下方向に延び、上記変速ケース３４の後部を上記ケース１１に締結させる左右一対の後ボルト３６と、上記変速ケース３４に収容され、上記エンジン１５からの出力を入力し、この入力を変速して上記減速装置３１と連動装置３０とを順次介しプロペラ１４に向けて出力する変速装置３７とを備えている。

上記変速ケース３４は、その上端から下端に向かって順次配置される互いに別体の第１〜第３ケース４０〜４２と、この第３ケース４２の下端開口を閉じる板形状のケース底部４３とを備えている。また、このケース底部４３は、互いに別体とされて互いに重ね合わされる上、下底部板４４，４５を備えている。上記変速ケース３４を構成する各部材４０〜４５は、上記前、後ボルト３５，３６により互いに一体的に固着されている。

上記変速装置３７は、上記軸心２８上で、下方に向かって順次配置される第１〜第３動力伝達軸４８〜５０を備えている。これら４８〜５０は、それぞれ個別に上記軸心２８回りに回転可能となるよう上記変速ケース３４に支持されている。上記第２動力伝達軸４９は、上記軸心２８上に位置する互いに別体の複数（２本）の回転軸を備えているが、これら各回転軸では互いにスプライン嵌合し、一体的に回転する。

上記変速装置３７は、上遊星歯車５１及び下遊星歯車装置５２を備えている。このうち、上遊星歯車装置５１は、上記軸心２８回りに回転可能とされるサンギヤ５４と、上記第１動力伝達軸４８と共に回転するリングギヤ５５と、上記第２動力伝達軸４９と共に回転するキャリア５６に軸支されて上記サンギヤ５４及びリングギヤ５５に噛合するプラネタリギヤ５７とを備えている。一方、上記下遊星歯車装置５２は、上記第３動力伝達軸５０と共に回転するサンギヤ５９と、上記軸心２８回りに回転可能とされるリングギヤ６０と、上記第２動力伝達軸４９と共に回転するキャリア６１に軸支されて上記サンギヤ５９に噛合するプラネタリギヤ６２と、上記キャリア６１に軸支されて上記リングギヤ６０及びプラネタリギヤ６２に噛合する他のプラネタリギヤ６３とを備えている。

また、上記変速装置３７は、湿式多板クラッチである第１〜第３クラッチ６６〜６８を備え、これら６６〜６８は上記軸心２８上に配置されている。これら各クラッチ６６〜６８は、通常、それぞればねの作用により切断状態とされ、一方、油圧式の第１〜第３ピストン７０〜７２のクラッチ板７３に対する押圧作用により、それぞれ接続状態とされる。このクラッチ板７３は軸方向に複数枚設けられ、それぞれ円環形状をなしている。

上記第１クラッチ６６を接続状態にすれば、上記上遊星歯車装置５１のサンギヤ５４、リングギヤ５５、及びキャリア５６が一体的に上記軸心２８回りに回転する。ここで、上記上遊星歯車装置５１のサンギヤ５４の正転Ａを許容し、逆転Ｂを阻止するようこのサンギヤ５４と変速ケース３４との間にワンウェイクラッチ７５が設けられている。また、上記第２クラッチ６７を接続状態にすれば、上記下遊星歯車装置５２のリングギヤ６０が上記変速ケース３４に固定されるようになっている。また、上記第３クラッチ６８を接続状態にすれば、上記下遊星歯車装置５２のキャリア６１と第３動力伝達軸５０とが一体的に上記軸心２８回りに回転することとされている。

図１〜３，６において、上記ロアケース２２の前内部には、上記軸心２８上で上方に向かって開口し、潤滑用の油７６を収容する有底の収容室７７が形成されている。上記連動装置３０は、上記軸心２８上に位置して上記収容室７７に収容され、上記軸心２８回りに回転するよう上記ロアケース２２に支持される第４動力伝達軸７８と、上記収容室７７に収容され、上記第４動力伝達軸７８の下端部に対し前記両プロペラ軸１３，１３の各前端部を連動連結させる一対のベベルギヤ組７９，７９と、上記第４動力伝達軸７８を上記収容室７７の内面に支持する上下一対の軸受８０とを備えている。

上側の軸受８０はコロ軸受とされている。上記第４動力伝達軸７８のほとんどの部分、各ベベルギヤ組７９、及び各軸受８０は、上記収容室７７内で上記油７６に油浴されている。上記収容室７７の上端開口は、上記上側の軸受８０を通して、上記減速装置３１の内部に連通させられている。

上記連動装置３０が作動して、その第４動力伝達軸７８から上記各ベベルギヤ組７９を介し、方向を変えて上記各プロペラ軸１３に動力伝達がなされるとき、これら各プロペラ軸１３は減速され、かつ、これら各プロペラ軸１３は各プロペラ１４と共に互いに逆回転することとされる。また、上記軸受８０は、上記連動装置３０が作動して上記収容室７７内を油７６が押し上げられるとき、この油７６の上記減速装置３１内への流入を許容する。

図４，６，９において、前記減速装置３１は、上下方向で、上記ケース１１のアッパケース２１及びロアケース２２の互いの対向面の近傍部における内部に設けられている。具体的には、上記減速装置３１は、上記アッパケース２１の下端部の内部に配置され、上記ロアケース２２の上面に支持されている。なお、上記減速装置３１は、上記アッパケース２１とロアケース２２との互いの対向面と同じ高さに位置するケース１１の内部に設けてもよく、上記ロアケース２２の上端部の内部に設けてもよい。

上記減速装置３１は、その外殻を構成して上記ロアケース２２の上面板２４に締結具８２により着脱可能に固着される減速ケース８３と、上記軸心２８上で、上記減速ケース８３に収容され、上記変速装置３７の第３動力伝達軸５０からの出力を入力し、これを、大きい減速比で減速して上記連動装置３０の第４動力伝達軸７８に出力する遊星歯車装置８４とを備えている。

上記遊星歯車装置８４は、上記ロアケース２２の上面板２４に締結具８６により固着され、上記ロアケース２２に一体的に設けられるサンギヤ８７と、上記軸心２８回りに回転可能となるよう上記減速ケース８３に支持され、上記変速装置３７の第３動力伝達軸５０の下端部に嵌脱可能にスプライン嵌合されるリングギヤ８８と、上記連動装置３０の第４動力伝達軸７８と共に回転するキャリア８９に軸支されて上記サンギヤ８７及びリングギヤ８８に噛合するプラネタリギヤ９０とを備えている。

上記変速ユニット２９と減速装置３１とを組み付ける場合には、この減速装置３１をロアケース２２に固着した状態で、上記変速ユニット２９の第３動力伝達軸５０の下端部と減速装置３１のリングギヤ８８とをスプライン嵌合させる。すると、上記組み付けが達成される。

上記変速ユニット２９の変速装置３７における上遊星歯車装置５１、第１クラッチ６６、及びワンウェイクラッチ７５は、動力伝達装置１７の出力を低速又は高速のいずれかに変速させるための速度変速部９３を構成する。また、上記変速装置３７における下遊星歯車装置５２、及び第２、第３クラッチ６７，６８は、動力伝達装置１７の出力の回転方向を正転Ａ又は逆転Ｂのいずれかに切り換えるための回転方向切換部９４を構成する。

図３，１０において、上記動力伝達装置１７の変速ユニット２９の速度変速部９３と回転方向切換部９４とによる変速作用につき、説明する。

第１に、上記第１クラッチ６６と第２クラッチ６７とを切断状態にし、第３クラッチ６８を接続状態にする。すると、動力伝達装置１７に「低速前進」の変速状態が得られる。

即ち、上記第１クラッチ６６の切断状態において、エンジン１５からの入力により、上記第１動力伝達軸４８と共に上遊星歯車装置５１のリングギヤ５５が正転Ａすると、上記プラネタリギヤ５７を介しサンギヤ５４は逆転Ｂしようとする。しかし、このサンギヤ５４の逆転Ｂは上記ワンウェイクラッチ７５により阻止される。このため、上記リングギヤ５５の正転Ａが上記プラネタリギヤ５７とキャリア５６とを介し減速されて第２動力伝達軸４９に伝達され、この第２動力伝達軸４９は低速で正転Ａする。

すると、上記第２動力伝達軸４９と共に下遊星歯車装置５２のキャリア６１が低速で正転Ａする。また、上記した第３クラッチ６８の接続状態により上記キャリア６１と一体化されている第３動力伝達軸５０が低速で正転Ａする。これにより、動力伝達装置１７が「低速前進」の変速状態とされる。そして、上記第３動力伝達軸５０の正転Ａは、上記減速装置３１、連動装置３０、及び各プロペラ軸１３を順次介して各プロペラ１４に伝達され、船舶１は「低速前進」させられる。

第２に、上記第１クラッチ６６と第３クラッチ６８とを接続状態にし、第２クラッチ６７を切断状態にする。すると、動力伝達装置１７に「高速前進」の変速状態が得られる。

即ち、上記したように、第１クラッチ６６を接続状態にすると、上記上遊星歯車装置５１の各構成部品５４〜５７は一体的に正転Ａする。このため、エンジン１５に第１動力伝達軸４８を介し第２動力伝達軸４９が直結した状態となり、この第２動力伝達軸４９は高速で正転Ａする。

すると、上記第２動力伝達軸４９と共に下遊星歯車装置５２のキャリア６１が高速で正転Ａする。また、上記した第３クラッチ６８の接続状態により上記キャリア６１と一体化されている第３動力伝達軸５０が高速で正転Ａする。これにより、動力伝達装置１７が「高速前進」の変速状態とされる。そして、上記第３動力伝達軸５０の正転Ａは、上記減速装置３１、連動装置３０、及び各プロペラ軸１３を順次介して各プロペラ１４に伝達され、船舶１は「高速前進」させられる。

第３に、上記第１クラッチ６６、第２クラッチ６７、及び第３クラッチ６８を全て切断状態にする。すると、上記上遊星歯車装置５１は低速正転Ａの状態であるが、下遊星歯車装置５２は空転状態となるため、動力伝達装置１７に「中立」の変速状態が得られ、上記プロペラ１４は自由回転状態となる。なお、上記第２クラッチ６７と第３クラッチ６８とを切断状態にさえすれば、第１クラッチ６６は接続状態であるとしても、上記「中立」の変速状態が得られる。

第４に、上記第１クラッチ６６と第３クラッチ６８とを切断状態にし、第２クラッチ６７を接続状態にする。すると、動力伝達装置１７に「低速後進」の変速状態が得られる。

即ち、上記第１クラッチ６６の切断状態により、前記「低速前進」の変速状態と同様に、第２動力伝達軸４９は低速で正転Ａする。

すると、上記第２動力伝達軸４９と共に下遊星歯車装置５２のキャリア６１が低速で正転Ａする。この際、前記した第２クラッチ６７の接続状態により、下遊星歯車装置５２のリングギヤ６０は変速ケース３４に固定されている。その一方、上記第３クラッチ６８の切断状態により、上記キャリア６１の正転Ａは、上記他のプラネタリギヤ６３とプラネタリギヤ６２とを順次介し逆転されて第３動力伝達軸５０が低速で逆転Ｂする。これにより、動力伝達装置１７が「低速後進」の変速状態とされる。そして、上記第３動力伝達軸５０の逆転Ｂは、上記減速装置３１、連動装置３０、及び各プロペラ軸１３を順次介して各プロペラ１４に伝達され、船舶１は「低速後進」させられる。

第５に、上記第１クラッチ６６と第２クラッチ６７とを接続状態にし、第３クラッチ６８を切断状態にする。すると、動力伝達装置１７に「高速後進」の変速状態が得られる。

即ち、上記第１クラッチ６６の接続状態により、前記「高速前進」の変速状態と同様に、第２動力伝達軸４９は高速で正転Ａする。

すると、上記第２動力伝達軸４９と共に下遊星歯車装置５２のキャリア６１が高速で正転Ａする。この際、前記した第２クラッチ６７の接続状態により、下遊星歯車装置５２のリングギヤ６０は変速ケース３４に固定されており、その一方、上記第３クラッチ６８の切断状態により、上記キャリア６１の正転Ａは、上記他のプラネタリギヤ６３とプラネタリギヤ６２とを順次介し逆転されて第３動力伝達軸５０が高速で逆転Ｂする。これにより、動力伝達装置１７が「高速後進」の変速状態とされる。そして、上記第３動力伝達軸５０の正転Ａは、上記減速装置３１、連動装置３０、及び各プロペラ軸１３を順次介して各プロペラ１４に伝達され、船舶１は「高速後進」させられる。

上記構成によれば、変速装置３７と連動装置３０との間に介設され、上記変速装置３７からの出力を入力し、この入力を減速して上記連動装置３０に出力する減速装置３１を設けている。

このため、所定形状のプロペラ１４を回転させる場合におけるキャビテーションの発生防止などの観点から、このプロペラ１４を所望の低回転数にさせる場合、上記エンジン１５側から上記減速装置３１の入力部に至るまでの上記動力伝達装置１７における変速装置３７の各回転体を、ある程度高回転数にしておき、この変速装置３７の出力を上記減速装置３１によって十分に減速させることにより、上記プロペラ１４を上記した所望の低回転数にさせるようにすることができる。

よって、上記したように、動力伝達装置１７の変速装置３７では、その各回転体を高回転数にすることにより、伝達トルクを小さくできることから、この変速装置３７における遊星歯車装置などの各回転体の強度を過度に高くする必要がない。このため、この変速装置３７を軽量にしてロス馬力を小さくできると共に、外形をコンパクトにして、水の抵抗を小さくさせることができる。

また、前記したように、ケース１１を、このケース１１の上部側を構成するアッパケース２１と、このアッパケース２１とは別体に形成されて上記ケース１１の下部側を構成し、上記連動装置３０を収容して上記アッパケース２１に着脱可能に固着されるロアケース２２とを備え、上下方向で、上記アッパケース２１及び上記ロアケース２２の互いの対向面の近傍部における内部に上記減速装置３１を設けている。

このため、上記ロアケース２２に収容された連動装置３０と、上記減速装置３１とは、上下方向で互いに接近させ易くなり、これら３０，３１を全体的にコンパクトにできる。よって、上記減速装置３１による減速によって上記連動装置３０は低回転となり、伝達トルクは大きくなることから、上記連動装置３０に連動する上記減速装置３１の第４動力伝達軸７８の軸径寸法は、ある程度大きくせざるを得ないが、上記のようにコンパクトにできる分、上記減速装置３１の軸の軸方向寸法を短くすることができる。このため、この減速装置３１を軽量かつコンパクトにできる。

更に、上記アッパケース２１及びロアケース２２を互いに離脱させれば、上記減速装置３１の設置空間が外部に解放されるため、上記ケース１１への減速装置３１の組み付け作業が容易にできる。

また、前記したように、ロアケース２２の内部に潤滑用の油７６を収容する収容室７７を形成し、上記連動装置３０が、上下方向に延びる軸心２８を有し、上記収容室７７に収容されて上記ロアケース２２に支持される第４動力伝達軸７８と、上記収容室７７に収容され、上記第４動力伝達軸７８の下端部に対し上記プロペラ１４側を連動連結させる一対のベベルギヤ組７９，７９とを備え、上記収容室７７の上端部を減速装置３１の内部に連通させている。

このため、上記連動装置３０の作動時には、その第４動力伝達軸７８とベベルギヤ組７９とは上記収容室７７内において上記油７６により潤滑される。

また、上記連動装置３０における特に上記ベベルギヤ組７９の作動により、上記油７６は上記収容室７７内で押し上げられるが、この場合、前記したように、上下方向で、上記連動装置３０と減速装置３１とは互いにコンパクトにできるため、上記のように押し上げられた油７６は上記軸受８０を通して上記減速装置３１内に達し易くなる。

よって、上記ロアケース２２の周りの水２で冷却される上記収容室７７内の油７６が上記減速装置３１内に達することにより、上記減速装置３１が冷却される。つまり、上記ロアケース２２内の連動装置３０の潤滑用の油７６が上記減速装置３１の冷却に有効に利用されることから、簡単な構成で、かつ、合理的に上記減速装置３１が冷却可能とされる。

また、前記したように、減速装置３１は遊星歯車装置８４を含み、この遊星歯車装置８４のサンギヤ８７をロアケース２２に一体的に設けている。

このため、上記減速装置３１に減速作用を得る上で、上記サンギヤ８７は固定させることが求められるが、この固定のために上記ロアケース２２が利用されたことから、上記減速装置３１の構成を簡単かつコンパクトにできる。

また、前記したように、変速装置３７が、上記エンジン１５からの出力を上記減速装置３１に順次伝達する上遊星歯車５１及び下遊星歯車装置５２と、上記上遊星歯車装置５１のサンギヤ５４の正転Ａを許容し、逆転Ｂを阻止するワンウェイクラッチ７５とを備え、上記上遊星歯車装置５１とワンウェイクラッチ７５とが、上記変速装置３７の出力を低速又は高速のいずれかに変速させるための速度変速部９３を構成し、上記下遊星歯車装置５２が変速装置３７の出力の回転方向を正転Ａ又は逆転Ｂのいずれかに切り換えるための回転方向切換部９４を構成している。

ここで、例えば、上記ワンウェイクラッチ７５がサンギヤ５４の逆転を阻止している変速状態で、船舶１が浅瀬に進入して、プロペラ１４が水底に衝突し、このプロペラ１４側から上記動力伝達装置１７に逆駆動力が衝撃的に与えられたとする。すると、この場合には、その衝撃力は上記回転方向切換部９４を介して上記速度変速部９３に伝達されようとする。

しかし、上記速度変速部９３に与えられる衝撃力は、これが上記回転方向切換部９４を介することによって緩和される。このため、上記サンギヤ５４の逆転Ｂを阻止しているワンウェイクラッチ７５は衝撃力に対し、強度上、弱いものではあるが、このワンウェイクラッチ７５は、上記したように衝撃力が緩和されることによって保護される。

なお、以上は図示の例によるが、上記エンジン１５は船体３に支持させてもよい。また、上記ケース１１に対し上記変速ケース３４は一体的に形成してもよい。また、上記ロアケース２２の上面板２４とロアケース本体２５とは互いに一体的に形成してもよい。また、上記ワンウェイクラッチ７５に代えて、多板クラッチを設けてもよい。

変速ユニットを断面で示した船舶推進機の側面断面図である。 変速ユニットを外形で示した船舶推進機の側面断面図である。 船舶推進機の簡略線図である。 変速ユニットの拡大背面断面図である。 図４の一部分の拡大断面図である。 図４の他部分の拡大断面図である。 図４のVII−VII線矢視断面図である。 図４のVIII−VIII線矢視断面図である。 図４のIX−IX線矢視断面図である。 変速ユニットの作用を示す図である。

符号の説明

１ 船舶
２ 水
３ 船体
４ 船舶推進機
１１ ケース
１２ 軸心
１４ プロペラ
１５ エンジン
１６ クランク軸
１７ 動力伝達装置
２１ アッパケース
２２ ロアケース
２８ 軸心
２９ 変速ユニット
３０ 連動装置
３１ 減速装置
３４ 変速ケース
３７ 変速装置
５１ 上遊星歯車装置
５２ 下遊星歯車装置
６６ 第１クラッチ
６７ 第２クラッチ
６８ 第３クラッチ
７５ ワンウェイクラッチ
７６ 油
７７ 収容室
７８ 第４動力伝達軸
７９ ベベルギヤ組
８０ 軸受
８２ 締結具
８３ 減速ケース
８４ 遊星歯車装置
８６ 締結具
８７ サンギヤ
８８ リングギヤ
８９ キャリア
９０ プラネタリギヤ
９３ 速度変速部
９４ 回転方向切換部
Ａ 正転
Ｂ 逆転

Claims (5)

1. 船体に支持されるケースと、前後方向に延びる軸心回りに回転するよう上記ケースの下部に支持されるプロペラと、上記ケースに収容され、エンジンからの出力を入力し、この入力を変速して出力する変速装置と、この変速装置側からの出力を入力し、この入力を上記プロペラに向けて出力する連動装置とを備えた船舶推進機の動力伝達装置において、
   上記変速装置と連動装置との間に介設され、上記変速装置からの出力を入力し、この入力を減速して上記連動装置に出力する減速装置を設けたことを特徴とする船舶推進機の動力伝達装置。
2. 上記ケースを、このケースの上部側を構成するアッパケースと、このアッパケースとは別体に形成されて上記ケースの下部側を構成し、上記連動装置を収容して上記アッパケースに着脱可能に固着されるロアケースとを備え、上下方向で、上記アッパケース及び上記ロアケースの互いの対向面の近傍部における内部に上記減速装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の船舶推進機の動力伝達装置。
3. 上記ロアケースの内部に潤滑用の油を収容する収容室を形成し、上記連動装置が、上下方向に延びる軸心を有し、上記収容室に収容されて上記ロアケースに支持される動力伝達軸と、上記収容室に収容され、上記動力伝達軸の下端部に対し上記プロペラ側を連動連結させるベベルギヤ組とを備え、上記収容室の上端部を上記減速装置の内部に連通させたことを特徴とする請求項２に記載の船舶推進機の動力伝達装置。
4. 上記減速装置は遊星歯車装置を含み、この遊星歯車装置のサンギヤをロアケースに一体的に設けたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の船舶推進機の動力伝達装置。
5. 上記変速装置が、上記エンジンからの出力を上記減速装置に順次伝達する上遊星歯車装置及び下遊星歯車装置と、上記上遊星歯車装置のサンギヤの正転を許容し、逆転を阻止するワンウェイクラッチとを備え、上記上遊星歯車装置とワンウェイクラッチとが、上記変速装置の出力を低速又は高速のいずれかに変速させるための速度変速部を構成し、上記下遊星歯車装置が変速装置の出力の回転方向を正転又は逆転のいずれかに切り換えるための回転方向切換部を構成したことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１つに記載の船舶推進機の動力伝達装置。

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