JP2012013174A - 船外機の伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックアップクラッチにおいて発生する摩耗粉がオイル循環回路やエンジンの潤滑油路に侵入しないようにし，しかもロックアップクラッチのトルク容量をトルクコンバータの構造に影響されることなく充分に増加させ得る船外機の伝動装置を提供する。
【解決手段】トルクコンバータＴの中心部を貫通して，その上下方向に延びタービン軸３の上端部をクランク軸１の下端部に相対回転自在に支承させ，タービン羽根車１２の下方に配置されるポンプ羽根車１０の外周端に，タービン羽根車１２の背面を覆うと共にタービン軸３に回転自在に支承される伝動カバー１４を連設し，この伝動カバー１４の外周部とクランク軸１の下端部との間をクラッチカバー１７を介して一体に連結し，このクラッチカバー１７内に乾式のロックアップクラッチＬを収容した。
【選択図】 図１

Description

本発明は，エンジンのクランク軸に連結されるポンプ羽根車，このポンプ羽根車にオイル循環回路を介して連結されるタービン羽根車，並びにポンプ羽根車及びタービン羽根車の内周部間に配置されてオイル循環回路における作動オイルの流れを制御するステータ羽根車よりなるトルクコンバータと，前記ポンプ羽根車及びタービン羽根車間を連結し得るロックアップクラッチとを備えてなり，前記タービン羽根車に連結されるタービン軸をプロペラ軸に連結した船外機の伝動装置の改良に関する。

かゝる船外機の伝動装置は，下記特許文献１に開示されているように既に知られている。

特開２００７−３１５４９８号公報

従来のかゝる船外機の伝動装置では，ポンプ羽根車の外周端からタービン羽根車の背面を覆うように延設される伝動カバーとタービン羽根車の背面との間に，オイル循環回路に連通するクラッチ収容室を画成し，このクラッチ収容室に，伝動カバー及びタービン羽根車間を直結し得る湿式のロックアップクラッチを配設しているので，そのロックアップクラッチにおいて摩擦による摩耗粉が発生すると，クラッチ収容室の作動オイルは，摩耗粉を伴なってオイル溜めに還流することになる。このため，オイル溜めのオイルが再びオイル循環回路やエンジンの潤滑油路へ供給されるとき，そのオイルに上記摩耗粉が混入することがある。

また伝動カバーとタービン羽根車の背面との間に画成されるクラッチ収容室は，構造上大容量に形成することが困難であるため，それに収容される湿式のロックアップクラッチは，その容量を増加させるにも，大きな制約を受け，充分な容量増加を果たすことができない。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，ロックアップクラッチにおいて発生する摩耗粉がオイル循環回路やエンジンの潤滑油路に侵入しないようにし，しかもロックアップクラッチのトルク容量をトルクコンバータの構造に影響されることなく充分に増加させ得る船外機の伝動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，エンジンのクランク軸に連結されるポンプ羽根車，このポンプ羽根車にオイル循環回路を介して連結されるタービン羽根車，並びにポンプ羽根車及びタービン羽根車の内周部間に配置されてオイル循環回路における作動オイルの流れを制御するステータ羽根車よりなるトルクコンバータと，前記ポンプ羽根車及びタービン羽根車間を連結し得るロックアップクラッチとを備えてなり，前記タービン羽根車に連結されるタービン軸をプロペラ軸に連結した船外機の伝動装置において，トルクコンバータの中心部を貫通してその上下方向に延びるタービン軸の上端部をクランク軸の下端部に相対回転自在に支承させ，タービン羽根車の下方に配置されるポンプ羽根車の外周端に，タービン羽根車の背面を覆うと共にタービン軸に回転自在に支承される伝動カバーを連設し，この伝動カバーの外周部とクランク軸の下端部との間をクラッチカバーを介して一体に連結し，このクラッチカバー内に乾式のロックアップクラッチを収容し，このロックアップクラッチを，前記伝動カバーの上面を水平な平坦面に形成してなる受圧面と，前記クラッチカバーに軸方向移動可能に支持されて前記受圧面に対向配置される加圧板と，前記クランク軸及び伝動カバー間のタービン軸にスプライン結合されるクラッチハブを有して前記受圧面及び加圧板間に配置されるクラッチ板と，前記クラッチカバーに支持されて前記加圧板を前記受圧面に向かって付勢してクラッチ板を加圧板及び受圧面に圧接させ得るダイヤフラムスプリングとで構成したことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記伝動カバーの外周部に，その半径方向外方に延びる駆動板を連設し，この駆動板に前記クラッチカバーを連結したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第２の特徴に加えて，前記駆動板の外周にエンジン始動用のリングギヤを固着したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，トルクコンバータの中心部を貫通してその上下方向に延びるタービン軸の上端部をクランク軸の下端部に相対回転自在に支承させ，タービン羽根車の下方に配置されるポンプ羽根車の外周端に，タービン羽根車の背面を覆うと共にタービン軸に回転自在に支承される伝動カバーを連設し，この伝動カバーの外周部とクランク軸の下端部との間をクラッチカバーを介して一体に連結し，このクラッチカバー内に乾式のロックアップクラッチを収容したので，ロックアップクラッチで摩耗粉が発生しても，その摩耗粉は，トルクコンバータ内に侵入することはない。したがって，上記摩耗粉がトルクコンバータの循環回路やエンジンの潤滑油路に侵入するのを未然に防ぐことができる。しかもロックアップクラッチは，クランク軸及びトルクコンバータ間のスペースを利用して配置することができ，船外機の大型化を回避できる。

またロックアップクラッチを，伝動カバーの上面を水平な平坦面に形成してなる受圧面と，クラッチカバーに軸方向移動可能に支持されて受圧面に対向配置される加圧板と，クランク軸及び伝動カバー間のタービン軸にスプライン結合されるクラッチハブを有して受圧面及び加圧板間に配置されるクラッチ板と，クラッチカバーに支持されて加圧板を受圧面に向かって付勢してクラッチ板を加圧板及び受圧面に圧接させ得るダイヤフラムスプリングとで構成したので，トルクコンバータに干渉されることなく，クラッチ板，加圧板及びダイヤフラムスプリングの大径化が可能となり，ロックアップクラッチのトルク容量を充分に増加させることができる。しかも伝動カバーの外側面を受圧面とすることで，ロックアップクラッチの構造の簡素化を図ることができる。

さらにタービン軸の上端部をクランク軸の下端部に相対回転自在に支承させたことで，クランク軸によりタービン軸の支持を安定させることができる。

本発明の第２の特徴によれば，伝動カバーの外周から半径方向外方に延びる駆動板にクラッチカバーを連結したことで，クラッチカバーの内側に充分大きなスペースを確保し得て，その内側に大トルク容量のロックアップクラッチを収容することができる。

本発明の第３の特徴によれば，伝動カバーの外周から半径方向外方に延びる駆動板の外周にエンジン始動用のリングギヤを固着することで，大径のリングギヤの内径の大径化を可能にし，リングギヤの軽量化を図ることができる。

本発明に係る船外機の伝動装置の縦断側面図。

本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

図１において，船外機のエンジンのクランク軸１は，その軸線を鉛直方向に向けた縦置きに配置され，このクランク軸１の下端に形成される軸受ボス２に，同じく縦置きのタービン軸３の上端部が軸受ブッシュ４を介して相対回転自在に支承される。またタービン軸３の中間部は，船外機の図示しないケーシングに設けられる軸受に支承される。このタービン軸３の下端には，後端にプロペラ７を付設する水平方向のプロペラ軸５が前後進切換ギヤ装置６を介して連結される。

タービン軸３を囲むようにして，クランク軸１及びタービン軸３間を連結するトルクコンバータＴが配設される。このトルクコンバータＴは，ポンプ羽根車１０と，このポンプ羽根車１０にオイル循環回路１１を介して連結されるタービン羽根車１２と，それらの内周部間に配置されてオイル循環回路１１における作動オイルの流れを制御するステータ羽根車１３とより構成される。

ポンプ羽根車１０のシェルの外周端部には，タービン羽根車１２の外側面を覆う伝動カバー１４とが嵌合されると共に，その嵌合部周縁が全周に亙り液密に溶接され，ポンプ羽根車１０及び伝動カバー１４は相互に液密に結合される。また伝動カバー１４の外周面には，その半径方向に延びる駆動板１５が嵌合，溶接され，この駆動板１５の外周にエンジン始動用のリングギヤ１６が溶接により取り付けられる。

さらに駆動板１５は，クラッチカバー１７を介してクランク軸１に連結される。クラッチカバー１７は，クランク軸１の下端面にボルト１８により固着される上部カバー１７ａと，駆動板１５にボルト１９により固着される下部カバー１７ｂとよりなっており，この両カバー１７ａ，１７ｂは，相互に重ねられてボルト２０により一体に連結される。

前記タービン軸３はトルクコンバータＴの中心部を貫通して上下外方に突出しており，これにタービン羽根車１２のハブ１２ａがスプライン嵌合されると共に，伝動カバー１４のハブ１４ａがボールベアリング２２を介して回転自在に支承される。そのボールベアリング２２の上方において，伝動カバー１４のハブ１４ａの内周には，タービン軸３の外周面に密接オイルシール２３が装着される。

ステータ羽根車１３のハブ１３ａと，その内周側に同心配置されるステータ短軸２４ａとの間には一方向クラッチ２５が介装され，そのステータ短軸２４ａの内周にステータ長軸２４ｂがスプライン嵌合され，このステータ長軸２４ｂは，タービン軸３の外周面でニードルベアリング３３を介して支承される。ステータ長軸２４ｂの外端部は船外機のケーシングに回転不能に支持される。

ステータ羽根車１３のハブ１３ａと，これに対向するポンプ羽根車１０及びタービン羽根車１２の各ハブ１０ａ，１２ａとの間にはスラストベアリング２６，２６′が介裝される。

またポンプ羽根車１０のハブ１０ａには補機駆動軸２７が連設され，この補機駆動軸２７によってオイルポンプ２８が駆動される。このオイルポンプ２８は，船外機のケーシング内のオイル溜め２９に貯留するオイルを汲み上げ，エンジンの潤滑部３０に連なる潤滑油路３１と前記オイル循環回路１１に連なる作動油路３２とへ供給するようになっており，潤滑部３０及びオイル循環回路１１を出たオイルはオイル溜め２９に還流するようになっている。したがって，オイルポンプ２８及びオイル溜め２９は，エンジンの潤滑とトルクコンバータＴの作動に共用される。

前記クラッチカバー１７内には，ポンプ羽根車１０及びタービン羽根車１２間を直結し得るロックアップクラッチＬが配設される。このロックアップクラッチＬは，伝動カバー１４の外側面を水平な平坦面に形成してなる受圧面３５と，この受圧面３５に進退可能に対置される加圧板３６と，これら受圧面３５及び加圧板３６間に挟圧されるように配置される乾式のクラッチ板３７とを備える。このクラッチ板３７は，受圧面３５及び加圧板３６に圧接可能な摩擦ライニング３７ａを両面に備えている。またクラッチ板３７の内周端部には，トルクダンパスプリング３８を介してクラッチハブ３９が連結されており，このクラッチハブ３９は，クランク軸１及び伝動カバー１４間に露出したタービン軸３にスプライン嵌合される。

加圧板３６は，前記下部カバー１７ｂに板ばね製の複数のドライブストラップ４０を介して連結され，受圧面３５に対して進退移動が許容されつゝ，下部カバー１７ｂ，即ちクラッチカバー１７と一体となって回転し得るようになっており，この加圧板３６を受圧面３５側に押圧して，これと受圧面３５との間でクラッチ板３７を挟圧するダイヤフラムスプリング４１が下部カバー１７ｂに次のように取り付けられる。

即ち，下部カバー１７ｂの内周端には，上下一対の支点リング４３，４３を支持する環状のリング支持部４２が形成されており，上記支点リング４３，４３によりダイヤフラムスプリング４１の半径方向内方に延びる多数の脚片４１ａの根元が挟持される一方，ダイヤフラムスプリング４１の外周端部は，加圧板３６の背面に隆起した環状の当接部３６ａに当接し，その当接状態を保持するリテーナ４４が加圧板３６に固着される。またダイヤフラムスプリング４１の多数の脚片４１ａの先端部上面には，上部カバー１７ａの中間部の円筒部４５に軸方向（上下方向）摺動自在に支持される押圧部材４６が当接する。而して，押圧部材４６は，上昇位置を占めるときは（図示の状態），ダイヤフラムスプリング４１に加圧板３６に対する弾発力を発揮させてロックアップクラッチＬをオン状態にし，また下降位置を占めるときは，ダイヤフラムスプリング４１の脚片４１ａを支点リング４３，４３周り下方へ揺動させて，ダイヤフラムスプリング４１とリテーナ４４と協働により加圧板３６を上方へ後退させ，ロックアップクラッチＬをオフ状態にするようになっている。

この押圧部材４６は，ダイヤフラムスプリング４１の脚片４１ａの先端部上面に当接する筒状部４６ａと，この筒状部４６ａの上端から半径方向外方に延びるフランジ部４６ｂとよりなっており，このフランジ部４６ｂの外周側半部は，前記円筒部４５に設けられた複数の軸方向スリット４８を貫通する複数の支持片４７で構成され，これら支持片４７はスリット４８に沿って軸方向に摺動可能である。これら支持片４７の前記円筒部４５外方への突出端部上面には，円筒部４５の外周に配設される環状のベアリングホルダ４９が当接し，このベアリングホルダ４９に保持されるレリーズベアリング５０の上端に，クランク軸１の下端部を跨ぐように配設されるフォーク状のレリーズレバー５１が当接する。

レリーズレバー５１は，長手方向中間部に半円筒状の支点凹部５１ａが形成されており，これに係合してレリーズレバー５１を揺動自在に支持する支点軸５２が船外機のケーシングＣに固設される。またレリーズレバー５１の先端部には受圧凹部５１ｂが形成されており，それを電動式又は電磁式のアクチュエータ５３の出力杆５３ａの先端が係合し，このアクチュエータ５３には，その作動を制御する電子制御ユニット５４が接続される。この電子制御ユニット５４は，船の加速度を検出する加速度センサ５５の検出信号からエンジンの急加速運転状態と判断したときのみ，アクチュエータ５３を作動して，ロックアップクラッチＬをオフ状態にすべくレリーズレバー５１を揺動させるようになっている。

次に，この実施形態の作用について説明する。

急加速運転状態を除くエンジンの通常運転時においては，電子制御ユニット５４がアクチュエータ５３を非作動状態にしておくので，レリーズレバー５１は不作動状態にあり，それに対応して押圧部材４６は上昇位置を占める。したがって，ロックアップクラッチＬでは，ダイヤフラムスプリング４１の弾発力をもって加圧板３６が受圧面３５との間にクラッチ板３７を挟圧してその間を摩擦連結するので，ロックアップクラッチＬはクラッチオン状態を呈し，伝動カバー１４及びタービン軸３間を直結状態にする。換言すれば，伝動カバー１４に一体に連結したポンプ羽根車１０と，タービン軸３にスプライン結合したタービン羽根車１２との間が直結される。

このような状態では，エンジンのクランク軸１の回転トルクは，クラッチカバー１７から伝動カバー１４を介してクラッチ板３７へ，またクラッチカバー１７からドライブストラップ４０及び加圧板３６を介してクラッチ板３７へ伝達し，このクラッチ板３７からタービン軸３へと伝達し，さらに前後進切換ギヤ装置６を介してプロペラ軸５へと伝達し，プロペラ７を回転駆動する。こうしてクランク軸１の回転トルクは，トルクコンバータＴを迂回してタービン軸３に機械的に伝達されるので，トルクコンバータＴの伝動効率に影響されることなく，クランク軸１の回転トルクを高伝動効率をもってタービン軸３に伝達することができるので，アイドリングのみならず，低速から高速に亙る広い運転領域において，低燃費性の向上を図ることができる。

しかもトルコンバータＴ外に突出したタービン軸３の上端部は，クランク軸１の下端に形成される軸受ボス２に軸受ブッシュ４を介して相対回転自在に支承されるので，タービン軸３の支持をクランク軸１により安定させることができる。

一方，エンジンの急加速運転時には，電子制御ユニット５４が前述のようにしてその状態を判断してアクチュエータ５３を作動するので，アクチュエータ５３は，レリーズレバー５１及びレリーズベアリング５０を介して押圧部材４６を下降させ，ダイヤフラムスプリング４１を，加圧板３６の後退方向へ変形させることで，ロックアップクラッチＬをオフ状態にする。

その結果，トルコンバータＴは作動状態となるので，クランク軸１の回転トルクは，クラッチカバー１７から駆動板１５及び伝動カバー１４を介してポンプ羽根車１０に伝達し，これを回転させることで，オイル循環回路１１において矢印の方向に作動オイルの流れが生じ，ポンプ羽根車１０のトルクはステータ羽根車１３により増幅されながらタービン羽根車１２へ，そしてプロペラ軸５へと伝達される。これによりプロペラ７は，過度な回転上昇を抑えられることでキャビテーションの発生を防ぐと共に，高トルクをもって水を確実に掻き，推進力を効率良く発揮して，船の加速性能を効果的に高めることができる。

ところで，ロックアップクラッチＬでは，長期間の使用のうちにクラッチ板３７のライニング３７ａが受圧面３５や加圧板３６との摩擦により多少とも摩耗するが，そのロックアップクラッチＬは乾式に構成されて，伝動カバー１４の外周部とクランク軸１の下端部との間を一体に連結するクラッチカバー１７内に収容されるので，ロックアップクラッチで摩耗粉が発生しても，その摩耗粉は，トルクコンバータ内に侵入することはない。したがって，上記摩耗粉がトルクコンバータの循環回路やエンジンの潤滑油路に侵入するのを未然に防ぐことができる。しかもロックアップクラッチＬは，クランク軸１及びトルクコンバータＴ間のスペースを利用して配置することができ，船外機の大型化を回避できる。

またロックアップクラッチＬを，伝動カバー１４の上面を水平な平坦面に形成してなる受圧面３５と，前記クラッチカバー１７に軸方向移動可能に支持されて前記受圧面３５に対向配置される加圧板３６と，前記クランク軸１及び伝動カバー１４間のタービン軸３にスプライン結合されるクラッチハブ３９を有して受圧面３５及び加圧板３６間に配置されるクラッチ板３７と，クラッチカバー１７に支持されて加圧板３６を前記受圧面３５に向かって付勢してクラッチ板３７を加圧板３６及び受圧面３５に圧接させ得るダイヤフラムスプリング４１とで構成されるので，トルクコンバータＴに干渉されることなく，クラッチ板３７，加圧板３６及びダイヤフラムスプリング４１の大径化が可能となる。特に，伝動カバー１４の外周部より半径方向外方に延びる駆動板１５を連設し，この駆動板１５にクラッチカバー１７を連結することにより，クラッチカバー１７の内側に充分大きなスペースを確保することができ，したがってその内側に大トルク容量のロックアップクラッチＬを収容することができる。しかも伝動カバー１４の外側面を受圧面とすることで，ロックアップクラッチＬの構造の簡素化を図ることができる。

また伝動カバー１４の外周から半径方向外方に延びる駆動板１５の外周にエンジン始動用のリングギヤ１６を嵌合して，溶接により固着したので，大径のリングギヤ１６の内径の大径化を可能にし，リングギヤ１６の軽量化を図ることができる。而して，始動モータにより減速ギヤ（何れも図示せず。）を介してリングギヤ１６を駆動するときは，リングギヤ１６から駆動板１５及びクラッチカバー１７を介してクランク軸１に駆動トルクが伝達して，それをクランキングし，エンジンを始動することができる。

さらにタービン軸３の上端部は，クランク軸１の下端部の軸受ボス２に相対回転自在に支承させるので，クランク軸１によりタービン軸３の支持を安定させることができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。エンジンの急加速運転状態の判定は，エンジンの回転数から演算して得た加速度に基づいて行うこともできる。またエンジンの急加速運転時には，手動でロックアップクラッチをオフ状態にし得るよう，アクチュエータ５３を手動式に構成することもできる。

Ｌ・・・・・ロックアップクラッチ
Ｔ・・・・・トルクコンバータ
３・・・・・タービン軸
５・・・・・プロペラ軸
１０・・・・ポンプ羽根車
１１・・・・オイル循環回路
１２・・・・タービン羽根車
１３・・・・ステータ羽根車
１４・・・・伝動カバー
１５・・・・駆動板
１６・・・・リングギヤ
１７・・・・クラッチカバー
３５・・・・受圧面
３６・・・・加圧板
３７・・・・クラッチ板
３９・・・・クラッチハブ
４１・・・・ダイヤフラムスプリング

Claims (3)

1. エンジンのクランク軸（１）に連結されるポンプ羽根車（１０），このポンプ羽根車（１０）にオイル循環回路（１１）を介して連結されるタービン羽根車（１２），並びにポンプ羽根車（１０）及びタービン羽根車（１２）の内周部間に配置されてオイル循環回路（１１）における作動オイルの流れを制御するステータ羽根車（１３）よりなるトルクコンバータ（Ｔ）と，前記ポンプ羽根車（１０）及びタービン羽根車（１２）間を連結し得るロックアップクラッチ（Ｌ）とを備えてなり，前記タービン羽根車（１２）に連結されるタービン軸（３）をプロペラ軸（５）に連結した船外機の伝動装置において，
   トルクコンバータ（Ｔ）の中心部を貫通して，その上下方向に延びタービン軸（３）の上端部をクランク軸（１）の下端部に相対回転自在に支承させ，タービン羽根車（１２）の下方に配置されるポンプ羽根車（１０）の外周端に，タービン羽根車（１２）の背面を覆うと共にタービン軸（３）に回転自在に支承される伝動カバー（１４）を連設し，この伝動カバー（１４）の外周部とクランク軸（１）の下端部との間をクラッチカバー（１７）を介して一体に連結し，このクラッチカバー（１７）内に乾式のロックアップクラッチ（Ｌ）を収容し，このロックアップクラッチ（Ｌ）を，前記伝動カバー（１４）の上面を水平な平坦面に形成してなる受圧面（３５）と，前記クラッチカバー（１７）に軸方向移動可能に支持されて前記受圧面（３５）に対向配置される加圧板（３６）と，前記クランク軸（１）及び伝動カバー（１４）間のタービン軸（３）にスプライン結合されるクラッチハブ（３９）を有して前記受圧面（３５）及び加圧板（３６）間に配置されるクラッチ板（３７）と，前記クラッチカバー（１７）に支持されて前記加圧板（３６）を前記受圧面（３５）に向かって付勢してクラッチ板（３７）を加圧板（３６）及び受圧面（３５）に圧接させ得るダイヤフラムスプリング（４１）とで構成したことを特徴とする船外機の伝動装置。
2. 請求項１記載の船外機の伝動装置において，
   前記伝動カバー（１４）の外周部より半径方向外方に延びる駆動板（１５）を連設し，この駆動板（１５）に前記クラッチカバー（１７）を連結したことを特徴とする船外機の伝動装置。
3. 請求項２記載の船外機の伝動装置において，
   前記駆動板（１５）の外周にエンジン始動用のリングギヤ（１６）を固着したことを特徴とする船外機の伝動装置。

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