JP2016068610A - 電動推進機 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化するのを抑制しながら、推進力の発生方向を変更することが可能な電動推進機を提供する。【解決手段】この電動推進機は、ステータとして機能する筒状のダクト２と、ダクト２に対して相対的に回転可能なロータとして機能し、複数の羽根を含むリムと、リムの回転軸線と交差する転舵軸線Ａｓ周りにダクト２を転舵可能に支持するブラケット４と、ダクト２に取り付けられた被動ギヤ４３と、被動ギヤ４３を駆動する駆動ギヤ４２と、ブラケット４に固定され、駆動ギヤ４２を駆動することによりダクト２およびリム３を一体的に転舵させる転舵アクチュエータ４１とを備える。【選択図】図８

Description

本発明は、電動推進機に関し、特に、ダクトおよびリムを備える電動推進機に関する。

従来、ダクトおよびリムを備える電動推進機が知られている（たとえば、特許文献１および２参照）。

上記特許文献１には、モータと、２つのプロペラとを備えた電動推進機が開示されている。一方のプロペラは、前後方向への推進力を発生させ、他方のプロペラは、左右方向への推進力を発生させるように構成されている。２つのプロペラは、それぞれ、互いの回転軸線が直交するように配置されている。

上記特許文献２には、ステータとして機能するダクトと、ダクトに対して相対的に回転可能なロータとして機能するリムとを備える電動推進機が開示されている。この電動推進機は、リムの回転軸線と交差する転舵軸線周りにダクトを転舵可能に支持するステアリングシャフトと、ダクトに固定され、ステアリングシャフトを回転させる転舵アクチュエータとを備えている。転舵アクチュエータは、ステアリングシャフトを介して、ダクトおよびリムを一体的に転舵させるように構成されている。

米国特許出願公開第２０１２／０２５１３５３号明細書 特開２０１３−１０００１３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された電動推進機では、推進力の発生方向を変更することができるものの、少なくとも２つのプロペラを設ける必要がある。このため、電動推進機が大型化するという問題点がある。

また、上記特許文献２に記載された電動推進機では、ダクトおよびリムを一体的に転舵させることにより推進力の発生方向を変更することができるものの、ステアリングシャフトを設ける必要がある。このため、電動推進機が大型化するので、この点を改善することが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、大型化するのを抑制しながら、推進力の発生方向を変更することが可能な電動推進機を提供することである。

この発明の第１の局面による電動推進機は、ステータとして機能する筒状のダクトと、ダクトに対して相対的に回転可能なロータとして機能し、複数の羽根を含むリムと、リムの回転軸線と交差する転舵軸線周りにダクトを転舵可能に支持するブラケットと、ダクトに取り付けられた被動ギヤと、被動ギヤを駆動する駆動ギヤと、ブラケットに固定され、駆動ギヤを駆動することによりダクトおよびリムを一体的に転舵させる転舵アクチュエータとを備える。

この発明の第１の局面による電動推進機では、上記のように、ブラケットに固定され、駆動ギヤを駆動させ、ダクトに取り付けられた被動ギヤを被動させることにより、ダクトおよびリムを一体的に転舵させる転舵アクチュエータを設ける。これにより、複数のプロペラを設けなくても、転舵アクチュエータによってダクトおよびリムを一体的に転舵させることにより推進力の発生方向を変更することができる。また、ステアリングシャフトを設ける場合と異なり、転舵アクチュエータにより駆動ギヤおよび被動ギヤを介してダクトおよびリムを一体的に転舵させることができるので、電動推進機の上下方向の高さを抑えることができる。これらの結果、電動推進機が大型化するのを抑制しながら、推進力の発生方向を変更することができる。

なお、本発明において、ブラケットとは、船外機の一部（たとえば、スペーサケース）および船体の一部なども含む広い概念である。

上記第１の局面による電動推進機において、好ましくは、被動ギヤは、ダクトの上方で、かつ、ダクトの近傍に配置されている。このように構成すれば、被動ギヤとダクトとを近づけて配置することができるので、電動推進機をコンパクトにすることができる。

この発明の第２の局面による電動推進機は、ステータとして機能する筒状のダクトと、ダクトに対して相対的に回転可能なロータとして機能し、複数の羽根を含むリムと、リムの回転軸線と交差する転舵軸線周りにダクトを転舵可能に支持するブラケットと、ブラケットに固定され、ダクトおよびリムを一体的に転舵させる転舵アクチュエータとを備え、ダクトの転舵軸線と転舵アクチュエータの回転軸線とは、略同軸上に配置されている。

この発明の第２の局面による電動推進機では、上記のように、ブラケットに固定され、ダクトおよびリムを一体的に転舵させる転舵アクチュエータを設け、ダクトの転舵軸線と転舵アクチュエータの回転軸線とを略同軸上に配置する。これにより、複数のプロペラを設けなくても、転舵アクチュエータによってダクトおよびリムを一体的に転舵させることにより推進力の発生方向を変更することができる。また、ダクトと転舵アクチュエータとを同軸上で、かつ、近傍に上下に並べて配置することができる。また、ダクトを転舵可能に支持するブラケットに転舵アクチュエータを配置することができる。これらの結果、電動推進機が大型化するのを抑制しながら、ダクトおよびリムを一体的に転舵させることによりダクトおよびリムを一体的に転舵させることができる。したがって、電動推進機が大型化するのを抑制しながら、推進力の発生方向を変更することができる。

上記第１または第２の局面による電動推進機において、好ましくは、転舵アクチュエータは、ダクトの直上に配置されている。このように構成すれば、ダクトと転舵アクチュエータとを容易に上下に並べて配置することができるので、電動推進機をコンパクトにすることができる。

上記第１または第２の局面による電動推進機において、好ましくは、ブラケットは、ダクトの少なくとも異なる２つの位置でダクトを支持するように構成されている。このように構成すれば、ブラケットによりダクトを安定して支持することができるので、ダクトを転舵軸線周りに安定した状態で転舵させることができる。

上記第１または第２の局面による電動推進機において、好ましくは、リムの回転軸線とダクトの転舵軸線とは、直交する。このように構成すれば、リムおよびダクトの構造を簡素化できる。

上記第１または第２の局面による電動推進機において、好ましくは、転舵軸線周りに回転する転舵軸は、電動推進機の前後方向におけるダクトの略中央の位置に配置されている。このように構成すれば、転舵軸を中心としてダクトを回転させる際に、ダクトの側方への突出量を小さくすることができる。

上記第１または第２の局面による電動推進機において、好ましくは、転舵アクチュエータは、電動推進機の左右方向において、ダクトの略中央の位置に配置されている。このように構成すれば、前方から見て、幅方向にダクトと転舵アクチュエータとをコンパクトに配置することができる。

上記第１または第２の局面による電動推進機において、好ましくは、転舵アクチュエータは、電動モータを含む。このように構成すれば、電動推進機をよりコンパクトに構成することができる。

上記第１または第２の局面による電動推進機において、好ましくは、ダクトは、コイルを含み、コイルに通電するための配線をさらに備える。このように構成すれば、ダクトのコイルに容易に通電することができる。

この場合、好ましくは、ダクトは、通電用のコネクタを含み、配線は、コネクタとコイルとの間に配置されている。このように構成すれば、コネクタを用いてダクトのコイルにより容易に通電することができる。

上記第１または第２の局面による電動推進機において、好ましくは、ダクトは、リムの回転軸線が延びる方向に垂直で、かつ、ダクトの中心位置を通る面に対して非対称になるように形成されている。このように構成すれば、効率的に推進力を発生させるように指向性を有するようにダクトを形成することができるので、電動推進機が大型化するのを抑制しつつ、ダクトおよびリムを一体的に転舵させながら、効率的に推進力を発生させることができる。

この場合、好ましくは、ダクトは、平面視において、転舵軸線を中心に１８０度以上の角度範囲で転舵可能に構成されている。このように構成すれば、ダクトを転舵軸線周りに少なくとも半周させることができるので、ダクトおよびリムを一体的に転舵させながら、ダクトおよびリムの向きを適切に調整することができる。

上記ダクトが平面視において転舵軸線を中心に１８０度以上の角度範囲で転舵可能な構成において、好ましくは、ダクトは、平面視において、転舵軸線を中心に３６０度以上の角度範囲で転舵可能に構成されている。このように構成すれば、ダクトを転舵軸線周りに少なくとも１周させることができるので、ダクトおよびリムを一体的に転舵させながら、ダクトおよびリムの向きをより自由に調整することができる。

上記ダクトが平面視において転舵軸線を中心に３６０度以上の角度範囲で転舵可能な構成において、好ましくは、ダクトは、コイルを含み、ブラケットは、通電用のコネクタを含み、コネクタとコイルとの間に配置され、コイルに通電するための配線と、コネクタに接続されるとともに、コネクタの上方に配置される配線とをさらに備え、ダクトは、平面視において、転舵軸線を中心に７２０度以下の角度範囲で転舵可能に構成されている。このように構成すれば、ダクトおよびリムの向きをより自由に調整することができるとともに、コネクタに接続されるとともに、コネクタの上方に配置される配線がダクトの回転によりねじれるのを抑制することができる。

上記第１または第２の局面による電動推進機において、好ましくは、ダクトおよびリムは、ブラケットに取り付けられた状態で、船体に収納可能に構成されている。このように構成すれば、ダクトおよびリムを船体に収納すれば、滑走時にダクトおよびリムが喫水線よりも下方に配置されるのを防止することができるので、滑走時にダクトおよびリムが抵抗となるのを抑制することができる。

上記第１または第２の局面による電動推進機において、好ましくは、ダクトおよびリムは、ブラケットを介して、船外機に取り付けられている。このように構成すれば、転舵アクチュエータを取り付けるためのブラケットを利用して、他のブラケットを別途設けることなくダクトおよびリムを船外機に容易に取り付けることができる。

上記第１または第２の局面による電動推進機において、好ましくは、ダクトおよびリムは、船外機に一体的に取り付けられている。このように構成すれば、船外機の一部をブラケットとして利用して、ダクトおよびリムを配置することができるので、部品点数を削減することができる。

この場合、好ましくは、ダクトおよびリムは、ブラケットを構成する船外機のスペーサケースに取り付けられている。このように構成すれば、船外機のスペーサケースの空きスペースを利用して、ダクトおよびリムを配置することができる。

上記ダクトおよびリムがブラケットを介して船外機に取り付けられている構成において、好ましくは、ダクトおよびリムは、船外機のキャビテーションプレートより上方に配置されている。このように構成すれば、滑走時にダクトおよびリムが喫水線よりも下方に配置されるのを防止することができるので、滑走時にダクトおよびリムが抵抗となるのを抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、大型化するのを抑制しながら、推進力の発生方向を変更することができる。

本発明の第１実施形態による電動推進機を取り付けた船体を示した図である。 本発明の第１実施形態による電動推進機を船外機に取り付けた状態を示した図である。 本発明の第１実施形態による電動推進機のダクトおよびリムを示した斜視断面図である。 本発明の第１実施形態による電動推進機のコネクタを示した図である。 本発明の第１実施形態による後方の電動推進機におけるブラケットの上部の内部を示した図である。 本発明の第１実施形態による後方の電動推進機のブラケットの平面図である。 本発明の第１実施形態による後方の電動推進機のブラケットを後方から見た図である。 本発明の第１実施形態による後方の電動推進機の上部の転舵軸および軸受部を示した図である。 本発明の第１実施形態による後方の電動推進機の下部の転舵軸および軸受部を示した図である。 本発明の第１実施形態による電動推進機を転舵軸周りに３６０度転舵させる状態を説明するための図である。 本発明の第１実施形態による電動推進機を転舵軸周りに７２０度転舵させる状態を説明するための図である。 本発明の第１実施形態による前方の電動推進機を船体のキール部に取り付けた状態を示した図である。 本発明の第１実施形態による前方の電動推進機を前方から見た図である。 本発明の第１実施形態による前方の電動推進機を取り付けるための電動推進機取付部を示した図である。 本発明の第２実施形態による電動推進機の転舵アクチュエータを示した図である。 本発明の第２実施形態による電動推進機の転舵アクチュエータを上方から見た図である。 本発明の第１実施形態の変形例による後方の電動推進機を船体に取り付けた状態を示した図である。 本発明の第１実施形態の変形例による後方の電動推進機を船外機のスペーサケースに取り付けた状態を示した図である。 図１８の１９−１９線に沿った模式図である。 本発明の第１実施形態の変形例による電動推進機を船体に収納する回動式の収納機構を示した図である。 本発明の第１実施形態の変形例による電動推進機を船体に収納する引き込み式の収納機構を示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図１４を参照して、本発明の第１実施形態による電動推進機１の構造について説明する。なお、図に示した、「ＦＷＤ」は、船体の前進方向を示し、「ＢＷＤ」は、船体の後進方向を示している。

図１に示すように、電動推進機１は、船体２００の前方および後方の各々に１つずつ配置される。以下では、後方の電動推進機１を電動推進機１ａといい、前方の電動推進機を電動推進機１ｂという。電動推進機１ａは、船体２００の後方に配置される船外機１５０（船外機１５０のブラケット１５５）に取り付けられている。電動推進機１ｂは、船体２００の前方のキール部２２０に取り付けられている。船体２００には、電動推進機１ａおよび１ｂを操作するジョイステックなどを含む操作部２５０が設けられている。操作部２５０により、電動推進機１ａおよび１ｂの動作開始および動作停止に関する制御と、転舵角度調整とに関する制御とが行われる。

図２に示すように、船外機１５０は、ケース部１５１と、動力源１５２と、プロペラ１５３と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１５４とを備えている。動力源１５２およびＥＣＵ１５４には、船体２００に配置されているバッテリ２１０から図示しない配線を介して電力が供給される。船外機１５０は、クランプブラケット１５５ａとスイベルブラケット１５５ｂとを含むブラケット１５５を介して船体２００に取り付けられる。詳細には、船外機１５０は、スイベルブラケット１５５ｂに取り付けられている。クランプブラケット１５５ａは、船体２００に固定され、スイベルブラケット１５５ｂは、クランプブラケット１５５ａに対してチルト可能である。これにより、船外機１５０は、クランプブラケット１５５ａに対してチルト可能である。また、船外機１５０は、スイベルブラケット１５５ｂに対して転舵可能なようにスイベルブラケット１５５ｂに取り付けられている。

動力源１５２は、図示しない駆動力伝達機構（ドライブシャフトおよびプロペラシャフトなど）を介して、プロペラ１５３を回転させる。動力源１５２は、たとえば、モータを含んでいる。また、動力源１５２は、エンジンであってもよい。

ＥＣＵ１５４は、ＣＰＵおよび記憶部などを含んでいる。ＥＣＵ１５４は、船外機１５０の動作を制御する。

次に、後方の電動推進機１ａの構成について説明する。

図３に示すように、電動推進機１ａは、ダクト２と、リム３と、ブラケット４（図２参照）とを備えている。電動推進機１ａは、ステータとして機能するダクト２と、ロータとして機能するリム３とを備えるラジアルギャップモータである。リム３およびダクト２は、船外機１５０のキャビテーションプレート１６０（図２参照）より上方に配置されている。

ダクト２は、一方、および、一方とは反対の他方の両方向が開口する筒状を有している。ダクト２は、一方から他方に向けて開口部が小さくなるような筒状を有している。ダクト２は、開口する方向から見て、円環状に形成されている。ダクト２は、リム３の回転軸線Ａｒが延びる方向に垂直（Ｚ方向）で、かつ、ダクト２の中心位置を通る面Ｓ（図４参照）に対して非対称になるように形成されている。また、ダクト２は、ステータ部２１と、転舵軸２２と、通電用のコネクタ２３とを含んでいる。

ステータ部２１は、ダクト２の筺体２ａ内部に環状（図８および図９参照）に配置されている。ステータ部２１はコイル２１１を含んでいる。

転舵軸２２は、転舵軸２２ａおよび２２ｂを有している。転舵軸２２ａは、筺体２ａの上部の外表面から上方（Ｚ１方向）に突出するように設けられている。転舵軸２２ａは、後述する配線４４１を配置する空間を内部に有する中空軸である。転舵軸２２ｂは、筺体２ａの下部の外表面から下方（Ｚ２方向）に突出するように設けられている。転舵軸２２ａおよび転舵軸２２ｂは、互いの軸線が同軸（転舵軸線Ａｓ）上になるように配置さている。転舵軸２２ａおよび２２ｂは、電動推進機１ａの前後方向におけるダクト２の略中央の位置に配置されている。

コネクタ２３は、ダクト２の筺体２ａの内部に設けられている。コネクタ２３は、転舵軸２２ａの内部に配置されている。コネクタ２３は、ステータ部２１の上方（Ｚ１方向）に配置されている。図４に示すように、コネクタ２３は、後述する配線４４１および４４２が接続される配線接続部２３１を含んでいる。また、コネクタ２３は、配線接続部２３２を含んでいる。配線接続部２３２には、用途に応じダクト２に設けたパーツに通電するための配線を接続することが可能である。

図３に示すように、リム３は、環状のダクト２の内周部に配置され、ダクト２により回転可能に保持されている。リム３は、ダクト２に対して、回転軸線Ａｒ周りに回転する。リム３の回転軸線Ａｒは、ダクト２の転舵軸線Ａｓと直交する。リム３は、回転軸線Ａｒ方向から見て、外枠（ロータ部３１）が円形である。リム３は、ロータ部３１と、羽根３２を含んでいる。リム３およびダクト２は、ブラケット４（図２参照）を介して、スイベルブラケット１５５ｂ（ブラケット１５５）に取り付けられている。

ロータ部３１は、内部に環状に配置された複数の磁石（マグネット）３１ａを含んでいる。ロータ部３１により、リム３はステータであるダクト２に対して相対的に回転可能なロータとして機能する。

羽根３２は、複数形成されている。隣接する羽根３２同士の間には、隙間が形成されている。羽根３２は、リム３（ロータ部３１）と一体的に形成されている。

図２に示すように、ブラケット４は、ダクト２を上方（Ｚ１方向）および下方（Ｚ２方向）のそれぞれから挟み込むように、異なる２つの位置でダクト２を支持している。ブラケット４は、上部４ａと、下部４ｂと、取付部４ｃとを含んでいる。

上部４ａの下面部には、樹脂で形成された軸受部４１ａ（図８参照）を含んでいる。上部４ａは、軸受部４１ａにより上方からダクト２の転舵軸２２ａを回動可能に支持している。図５に示すように、上部４ａには、転舵アクチュエータ４１と、駆動ギヤ４２と、被動ギヤ４３と、接続部４４と、ＥＣＵ４５と、シール部４６（図８参照）とが設けられている。

転舵アクチュエータ４１は、たとえばサーボモータなどの電動モータを含んでいる。転舵アクチュエータ４１は、回転軸線が水平方向と平行になるように配置されている。図６に示すように、転舵アクチュエータ４１は、ブラケット４に固定されており、ダクト２の直上に配置されている。図７に示すように、転舵アクチュエータ４１は、電動推進機１ａの左右方向（電動推進機１ａの前後方向から見た左右方向）において、ダクト２の略中央の位置に配置されている。転舵アクチュエータ４１は、図８に示すように出力軸の回転軸線が略水平方向と平行になるように配置されている。

図８に示すように、駆動ギヤ４２は、転舵アクチュエータ４１に取り付けられている。転舵アクチュエータ４１は、駆動ギヤ４２を駆動することによりダクト２およびリム３を一体的に転舵させる。

被動ギヤ４３は、ダクト２に取り付けられている。具体的には、被動ギヤ４３は、接続部４４を介してダクト２に取り付けられている。被動ギヤ４３は、ダクト２の上方（Ｚ１方向）で、かつ、ダクト２の近傍に配置されている。被動ギヤ４３には、駆動ギヤ４２を介して、転舵アクチュエータ４１の駆動力が伝達される。駆動ギヤ４２および被動ギヤ４３により、水平方向に平行な回転軸線周りの転舵アクチュエータ４１の駆動力が、回転軸線Ａｒ（鉛直方向）周りの駆動力に変換される。被動ギヤ４３には、平面視における中心位置（図５参照）に接続部４４が固定されている。被動ギヤ４３は、転舵軸線Ａｓを中心に接続部４４とともに回転する。

接続部４４は、上部が被動ギヤ４３に固定され、下部が転舵軸２２ａに固定されている。接続部４４と転舵軸２２ａとの間には、図示しないＯリングやジェル状の絶縁物が設けられており、接続部４４と転舵軸２２ａとの隙間から外水が侵入するのを抑制している。接続部４４の上部および下部は、それぞれ、外径が異なる中空軸状に形成されている。接続部４４は、上部の外径が下部の外径よりも小さくなるように形成されている。接続部４４は、転舵軸線Ａｓを中心に回転可能なようにブラケット４（上部４ａ）に支持されている。接続部４４の内部には、リム駆動用の配線４４１が設けられている。配線４４１は、コネクタ２３に接続されるとともに、コネクタ２３の上方に配置される。配線４４１は、ＥＣＵ４５とコネクタ２３とを接続している。また、配線４４２は、コネクタ２３とコイル２１１との間に配置されている。配線４４１および４４２を介してステータ部２１のコイル２１１に通電することにより、リム３がダクト２に対して回転する。接続部４４の上部を取り囲むように、上部４ａにシール部材４６が配置されている。なお、図３および図８において、配線４４２は簡略化して図示している。

図２および図８に示すように、ＥＣＵ４５は、配線２５０ａを介して操作部２５０に接続されている。ＥＣＵ４５は、ユーザにより船体２００の操作部２５０が操作されたことに基づき、配線４４１および４４２に流す電流に関する制御と、転舵アクチュエータ４１の制御とを行う。ＥＣＵ４５は、ユーザにより船体２００の操作部２５０が操作されたことに基づき、平面視において、ダクト２およびリム３を一体的に時計回りまたは反時計回りに転舵させる。ダクト２およびリム３は、最大７２０度回転させることが可能である。

図９に示すように、下部４ｂは、樹脂で形成された軸受部４１ｂを含んでいる。下部４ｂは、軸受部４１ｂにより下方からダクト２の転舵軸２２ｂを回転可能に支持している。下部４ｂおよび上部４ａ（図８参照）により、リム３の回転軸線Ａｒと交差する転舵軸線Ａｓ周りにダクト２が転舵可能に支持されている。

図６および図７に示すように、取付部４ｃは一対設けられている。図２に示すように、取付部４ｃの後方部分は、上部４ａおよび下部４ｂのそれぞれに接続されている。取付部４ｃの前方部分は、ブラケット１５５（スイベルブラケット１５５ｂ、図２参照）に取り付けられている。これにより、ダクト２およびリム３（電動推進機１ａ）は、船外機１５０とともに、クランプブラケット１５５ａに対してチルトすることが可能である。また、一対の取付部４ｃは、上方から見て、船外機１５０をスイベルブラケット１５５ｂに対して転舵させた際に取付部４ｃと船外機１５０とが干渉しない幅を有している。これらにより、船外機１５０のチルト時および転舵時にブラケット４を備える電動推進機１ａが邪魔になるのを抑制することが可能である。

次に、前方の電動推進機１ｂの構成について説明する。

図１２に示すように、電動推進機１ｂは、ダクト２と、リム３と、ブラケット１０４とを備えている。電動推進機１ｂは、ダクト２と、リム３とを備えるラジアルギャップモータである。なお、電動推進機１ｂは、ブラケット１０４の形状が異なる点を除いて、基本的に電動推進機１ａ（図２参照）と同様の構成を有している。このため、電動推進機１ｂのうち、電動推進機１ａと同様の構成については同じ符号を用いるとともに、説明を省略する。

図１２に示すように、ブラケット１０４は、ブラケット４と同様に、ダクト２を上方および下方のそれぞれから挟み込むように、異なる２つの位置でダクト２を支持するように構成されている。ブラケット１０４は、上部１０４ａと、下部１０４ｂと、取付部１０４ｃとを含んでいる。上部１０４ａおよび下部１０４ｂは、それぞれ、後方の電動推進機１ａの上部４ａおよび下部４ｂと同様の構成を有している。このため、上部１０４ａのうち、上部４ａと同様の構成については同じ符号を用いるとともに、説明を省略する。また、下部１０４ｂのうち、下部４ｂと同様の構成については同じ符号を用いるとともに、説明を省略する。

取付部１０４ｃは、一対（図１３参照）設けられている。図１２に示すように、取付部１０４ｃの前方部分は、上部１０４ａおよび下部１０４ｂのそれぞれに接続されている。取付部１０４ｃの後方部分は、船体２００のキール部２２０に設けられている電動推進機取付部２８０に図示しないネジにより固定されている。配線２５０ａは、船体２００に設けられた孔部２５０ｂ（図１４参照）を介して、ＥＣＵ４５（図５参照）と操作部２５０とを接続している。電動推進機１ｂは、リム３およびダクト２が、非滑走時（船外機１５０が駆動していない時）には船体２００の喫水線よりも下方であるとともに、滑走時（船外機１５０が駆動している時）には水面よりも上方になる位置に取付部１０４ｃによって配置されている。

次に、ダクト２の転舵動作について説明する。

図１０に示すように、ダクト２は、ユーザにより船体２００の操作部２５０（図１参照）が操作されたことに基づくＥＣＵ４５の制御により、平面視において、転舵軸線Ａｓを中心に少なくとも、１８０度以上の角度範囲で転舵可能である。好ましくは、ダクト２は、平面視において、転舵軸線Ａｓを中心に３６０度以上の角度範囲で転舵可能である。詳細には、転舵角０度の基準位置に対して、時計方向および反時計方向にそれぞれ１８０度転舵可能である。図１０では、基準位置のダクト２を実線で示し、時計方向に１８０度転舵させた位置のダクト２を点線で示し、反時計方向に１８０度転舵させた位置のダクト２を一点鎖線で示している。

また、図１１に示すように、ダクト２は、ユーザにより船体２００の操作部２５０（図１参照）が操作されたことに基づくＥＣＵ４５の制御により、平面視において、転舵軸線Ａｓを中心に７２０度以下の角度範囲で転舵可能に構成されている。詳細には、転舵角０度の基準位置に対して、時計方向および反時計方向にそれぞれ３６０度転舵可能である。図１１では、基準位置のダクト２を実線で示し、時計方向に３６０度転舵させた位置のダクト２を点線で示し、反時計方向に３６０度転舵させた位置のダクト２を一点鎖線で示している。

第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、ブラケット４に固定されるとともに、駆動ギヤ４２を駆動させ、ダクト２に取り付けられた被動ギヤ４３を被動させることにより、ダクト２およびリム３を一体的に転舵させる転舵アクチュエータ４１を設ける。これにより、複数のプロペラを設けなくても、転舵アクチュエータ４１によってダクト２およびリム３を一体的に転舵させることにより推進力の発生方向を変更することができる。また、ステアリングシャフトを設ける場合と異なり、転舵アクチュエータ４１により駆動ギヤ４２および被動ギヤ４３を介してダクト２およびリム３を一体的に転舵させることができるので、電動推進機１ａおよび１ｂの上下方向の高さを抑えることができる。これらの結果、電動推進機１ａおよび１ｂが大型化するのを抑制しながら、推進力の発生方向を変更することができる。

第１実施形態では、ダクト２の上方で、かつ、ダクト２の近傍に被動ギヤ４３を配置する。これにより、駆動ギヤ４２とダクト２とを近づけて配置することができるので、電動推進機１ａおよび１ｂをコンパクトにすることができる。

第１実施形態では、ダクト２の直上に転舵アクチュエータ４１を配置する。これにより、ダクト２と転舵アクチュエータ４１とを容易に上下に並べて配置することができるので、電動推進機１ａおよび１ｂをコンパクトにすることができる。

第１実施形態では、ダクト２の異なる２つの位置でダクト２を支持するようにブラケット４を構成する。これにより、ブラケット４によりダクト２を安定して支持することができるので、ダクト２を転舵軸線Ａｓ周りに安定した状態で転舵させることができる。

第１実施形態では、リム３の回転軸線Ａｒとダクト２の転舵軸線Ａｓとは直交する。これにより、リム３およびダクト２の構造を簡素化できる。

第１実施形態では、転舵軸線Ａｓ周りに回転する転舵軸２２ａおよび２２ｂを、電動推進機１ａおよび１ｂの前後方向におけるダクト２の略中央の位置に配置する。これにより、転舵軸２２ａおよび２２ｂを中心としてダクト２を回転させる際に、ダクト２の側方への突出量を小さくすることができる。

第１実施形態では、電動推進機１ａおよび１ｂの左右方向において、ダクト２の略中央の位置に転舵アクチュエータ４１を配置する。これにより、前方から見て、幅方向にダクト２と転舵アクチュエータ４１とをコンパクトに配置することができる。

第１実施形態では、電動モータを含むように転舵アクチュエータ４１を構成する。これにより、電動推進機１ａおよび１ｂをよりコンパクトに構成することができる。

第１実施形態では、ダクト２にコイル２１１を設け、コイル２１１に通電するための配線４４２を設ける。これにより、ダクト２のコイル２１１に容易に通電することができる。

第１実施形態では、通電用のコネクタ２３をダクト２に設け、コネクタ２３とコイル２１１との間に配線４４２を配置する。これにより、コネクタ２３を用いてダクト２のコイル２１１により容易に通電することができる。

第１実施形態では、リム３の回転軸線Ａｒが延びる方向に垂直で、かつ、ダクト２の中心位置を通る面に対して非対称になるようにダクト２を形成する。これにより、効率的に推進力を発生させるように指向性を有するようにダクト２を形成することができるので、電動推進機１ａおよび１ｂが大型化するのを抑制しつつ、ダクト２およびリム３を一体的に転舵させながら、効率的に推進力を発生させることができる。

第１実施形態では、平面視において、転舵軸線Ａｓを中心に１８０度以上の角度範囲で転舵可能にダクト２を構成する。これにより、ダクト２を、転舵軸線Ａｓ周りに少なくとも半周させることができるので、ダクト２およびリム３を一体的に転舵させながら、ダクト２およびリム３の向きを適切に調整することができる。

第１実施形態では、平面視において、転舵軸線Ａｓを中心に３６０度以上の角度範囲で転舵可能にダクト２を構成する。これにより、ダクト２を転舵軸線Ａｓ周りに少なくとも１周させることができるので、ダクト２およびリム３を一体的に転舵させながら、ダクト２およびリム３の向きをより自由に調整することができる。

第１実施形態では、平面視において、転舵軸線Ａｓを中心に７２０度以下の角度範囲で転舵可能にダクト２を構成する。これにより、ダクト２およびリム３の向きをより自由に調整することができるとともに、コネクタ２３に接続されるとともに、コネクタ２３の上方に配置される配線４４１がダクト２の回転によりねじれるのを抑制することができる。

第１実施形態では、ブラケット４を介して、船外機１５０にダクト２およびリム３を取り付ける。これにより、転舵アクチュエータ４１を取り付けるためのブラケット４を利用して、他のブラケットを別途設けることなくダクト２およびリム３を船外機１５０に容易に取り付けることができる。

第１実施形態では、船外機１５０のキャビテーションプレート１６０より上方にダクト２およびリム３を配置する。これにより、滑走時にダクト２およびリム３が喫水線よりも下方に配置されるのを防止することができるので、滑走時にダクト２およびリム３が抵抗となるのを抑制することができる。

（第２実施形態）
以下、図１５および図１６を参照して、本発明の第２実施形態による電動推進機１００の構成について説明する。

第２実施形態では、ダクト２およびリム３を被動ギヤ４３および駆動ギヤ４２を介して転舵させた第１実施形態と異なり、ダクト２およびリム３を被動ギヤ４３を設けない電動推進機１００について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同じ符号を用いるとともに、説明を省略する。

電動推進機１００は、第１実施形態と同様、船体２００の前方および後方の各々に１つずつ配置される。以下では、後方の電動推進機１００を電動推進機１００ａといい、前方の電動推進機を電動推進機１００ｂという。

後方の電動推進機１００ａの構成について説明する。

図１５に示すように、ブラケット２０４の上部２０４ａは、転舵アクチュエータ２４１と、結合部２４２とを備えている。また、上部２０４ａは、接続部４４と、ＥＣＵ４５と、シール部４６とを有している。

転舵アクチュエータ２４１は、たとえばサーボモータなどの電動モータを含んでいる。転舵アクチュエータ２４１は、アキシャルギャップモータである。転舵アクチュエータ２４１は、下部ハウジング２４３と、上部ハウジング２４４と、ステータ部２４５と、ロータ部２４６と、磁石２４７とを含んでいる。転舵アクチュエータ２４１は、ブラケット２０４に固定されており、ダクト２の直上に配置されている。転舵アクチュエータ２４１は、回転軸線が略鉛直方向と平行になるように配置されている。転舵アクチュエータ２４１の回転軸線は、ダクト２（図２参照）の転舵軸線Ａｓと略同軸上に配置されている。

下部ハウジング２４３は、上方に開口する有底形状のケーシングである。

上部ハウジング２４４は、下部ハウジング２４３の上部に配置されている。上部ハウジング２４４および下部ハウジング２４３により形成される空間に、ステータ部２４５およびロータ部２４６などが収容されている。

ステータ部２４５は、下部ハウジング２４３の上面に配置されている。ステータ部２４５は、転舵軸線Ａｓを取り囲むように環状に構成されている。ステータ部２４５は図示しないコイルを含んでいる。

ロータ部２４６は、ステータ部２４５と上下方向（Ｚ方向）に所定の間隔を隔てた状態で配置されている。ロータ部２４６は、転舵軸線Ａｓを取り囲むように環状に配置されている。ロータ部２４６は、板状に形成されている。ロータ部２４６の下面には、磁石２４７が設けられている。ロータ部２４６の内周部２４６ａには、結合部２４８が取り付けられている。

結合部２４２は、接続部４４を介してダクト２に取り付けられている。結合部２４２は、ロータ部２４６の結合部２４８と結合（スプライン結合、図１６参照）している。結合部２４２には、平面視における中心位置に接続部４４が固定されている。結合部２４２には、結合部２４８を介して、転舵アクチュエータ２４１の駆動力が伝達される。結合部２４２は、転舵軸線Ａｓを中心に接続部４４とともに回転する。接続部４４は、上部が結合部２４２に固定され、下部が転舵軸２２ａに固定されている。これにより、転舵アクチュエータ２４１は、結合部２４２および２４８を介してダクト２およびリム３を一体的に転舵させる。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、ブラケット２０４に固定され、ダクト２およびリム３を一体的に転舵させる転舵アクチュエータ２４１を設け、ダクト２の転舵軸線Ａｓと転舵アクチュエータ２４１の回転軸線とを略同軸上に配置する。これにより、複数のプロペラを設けなくても、転舵アクチュエータ２４１によってダクト２およびリム３を一体的に転舵させることにより推進力の発生方向を変更することができる。また、ダクト２と転舵アクチュエータ２４１とを同軸上で、かつ、近傍に上下に並べて配置することができる。また、ダクト２を転舵可能に支持するブラケット２０４に転舵アクチュエータ２４１を配置することができる。これらの結果、電動推進機１００ａおよび１００ｂが大型化するのを抑制しながら、ダクト２およびリム３を一体的に転舵させることよりダクト２およびリム３を一体的に転舵させることができる。したがって、電動推進機１００ａおよび１００ｂが大型化するのを抑制しながら、推進力の発生方向を変更することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、ステータとして機能するダクト２と、ロータとして機能するリム３とを含むラジアルギャップモータを備える電動推進機１（１ａ、１ｂ）および１００（１００ａ、１００ｂ）を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ダクトとリムとを含むＳＲ（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ）モータを備える電動推進機であってもよい。

上記第１および第２実施形態では、ブラケット４、１０４および２０４が異なる２つの位置でダクト２を支持する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ブラケットが１つまたは３つ以上の位置でダクトを支持してもよい。

上記第１および第２実施形態では、ダクト２が転舵軸線Ａｓを中心に１８０度以上の角度範囲で転舵する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ダクトが転舵軸線を中心に１８０度未満しか転舵しなくてもよい。

上記第１および第２実施形態では、ダクト２が転舵軸線Ａｓを中心に７２０度以下の角度範囲で転舵する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ダクトが転舵軸線を中心に７２０度より大きい角度範囲で転舵してもよい。

上記第１および第２実施形態では、電動推進機１ａ（１００ａ）のダクト２およびリム３がブラケット４（２０４）を介して船外機１５０（船外機１５０のブラケット１５５）に取り付けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１７に示すように、ブラケット４に取り付けられた状態でダクトおよびリムが船体に取り付けられていてもよい。

上記第１および第２実施形態では、電動推進機１ａ（１００ａ）のダクト２およびリム３が、船外機１５０の外部（船外機１５０のブラケット１５５）に取り付けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ダクトおよびリムが、船外機に一体的に取り付けられていてもよい。詳細には、図１８および図１９に示すように、ダクトおよびリムは、ブラケットを構成する船外機１５０のスペーサケース１７０に取り付けられていてもよい。ダクトおよびリムは、スペーサケース１７０の貫通孔１７０ａに転舵可能に配置されている。これにより、船外機の一部をブラケットとして利用して、ダクトおよびリムを配置することができるので、部品点数を削減することができる。また、船外機のスペーサケース１７０の空きスペースを利用して、ダクトおよびリムを配置することができる。

上記第１および第２実施形態では、電動推進機１ａ（１００ａ）のダクト２およびリム３が、船外機１５０の外部（船外機１５０のブラケット１５５）に取り付けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ダクトおよびリムが、ブラケットとしての船体のフラップに取り付けられていてもよい。

上記第１および第２実施形態では、電動推進機１ｂ（１００ｂ）のダクト２およびリム３が、船体２００のキール部２２０に固定されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ダクトおよびリムが、ブラケットに取り付けられた状態で、船体に収納可能に構成されていてもよい。この場合、図２０および図２１の変形例にそれぞれ示すように、回動式の収納機構３０１および引き込み式の収納機構３０２などにより、ブラケット１０４に取り付けられた状態で、ダクト２およびリム３を船体２００に収納してもよい。このように、ダクト２およびリム３を船体２００に収納すれば、滑走時にダクト２およびリム３が喫水線よりも下方に配置されるのを防止することができるので、滑走時にダクト２およびリム３が抵抗となるのを抑制することができる。

１、１ａ、１ｂ、１００、１００ａ、１００ｂ 電動推進機
２ ダクト
３ リム
４、１０４、２０４ ブラケット
２１ ステータ部（ステータ）
２２、２２ａ、２２ｂ 転舵軸
２３ コネクタ
３１ ロータ部（ロータ）
３２ 羽根
４１、２４１ 転舵アクチュエータ
４２ 駆動ギヤ
４３ 被動ギヤ
１５０ 船外機
１６０ キャビテーションプレート
１７０ スペーサケース
２００ 船体
２１１ コイル
４４２ 配線
Ａｒ 回転軸線
Ａｓ 転舵軸線

Claims (20)

1. ステータとして機能する筒状のダクトと、
   前記ダクトに対して相対的に回転可能なロータとして機能し、複数の羽根を含むリムと、
   前記リムの回転軸線と交差する転舵軸線周りに前記ダクトを転舵可能に支持するブラケットと、
   前記ダクトに取り付けられた被動ギヤと、
   前記被動ギヤを駆動する駆動ギヤと、
   前記ブラケットに固定され、前記駆動ギヤを駆動することにより前記ダクトおよび前記リムを一体的に転舵させる転舵アクチュエータとを備える、電動推進機。
2. 前記被動ギヤは、前記ダクトの上方で、かつ、前記ダクトの近傍に配置されている、請求項１に記載の電動推進機。
3. ステータとして機能する筒状のダクトと、
   前記ダクトに対して相対的に回転可能なロータとして機能し、複数の羽根を含むリムと、
   前記リムの回転軸線と交差する転舵軸線周りに前記ダクトを転舵可能に支持するブラケットと、
   前記ブラケットに固定され、前記ダクトおよび前記リムを一体的に転舵させる転舵アクチュエータとを備え、
   前記ダクトの前記転舵軸線と前記転舵アクチュエータの回転軸線とは、略同軸上に配置されている、電動推進機。
4. 前記転舵アクチュエータは、前記ダクトの直上に配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動推進機。
5. 前記ブラケットは、前記ダクトの少なくとも異なる２つの位置で前記ダクトを支持するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動推進機。
6. 前記リムの前記回転軸線と前記ダクトの前記転舵軸線とは、直交する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動推進機。
7. 前記転舵軸線周りに回転する転舵軸は、前記電動推進機の前後方向における前記ダクトの略中央の位置に配置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動推進機。
8. 前記転舵アクチュエータは、前記電動推進機の左右方向において、前記ダクトの略中央の位置に配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動推進機。
9. 前記転舵アクチュエータは、電動モータを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動推進機。
10. 前記ダクトは、コイルを含み、
    前記コイルに通電するための配線をさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電動推進機。
11. 前記ダクトは、通電用のコネクタを含み、
    前記配線は、前記コネクタと前記コイルとの間に配置されている、請求項１０に記載の電動推進機。
12. 前記ダクトは、前記リムの前記回転軸線が延びる方向に垂直で、かつ、前記ダクトの中心位置を通る面に対して非対称になるように形成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電動推進機。
13. 前記ダクトは、平面視において、前記転舵軸線を中心に１８０度以上の角度範囲で転舵可能に構成されている、請求項１２に記載の電動推進機。
14. 前記ダクトは、平面視において、前記転舵軸線を中心に３６０度以上の角度範囲で転舵可能に構成されている、請求項１３に記載の電動推進機。
15. 前記ダクトは、コイルを含み、
    前記ブラケットは、通電用のコネクタを含み、
    前記コネクタと前記コイルとの間に配置され、前記コイルに通電するための配線と、前記コネクタに接続されるとともに、前記コネクタの上方に配置される配線とをさらに備え、
    前記ダクトは、平面視において、前記転舵軸線を中心に７２０度以下の角度範囲で転舵可能に構成されている、請求項１４に記載の電動推進機。
16. 前記ダクトおよび前記リムは、前記ブラケットに取り付けられた状態で、船体に収納可能に構成されている、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の電動推進機。
17. 前記ダクトおよび前記リムは、前記ブラケットを介して、船外機に取り付けられている、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の電動推進機。
18. 前記ダクトおよび前記リムは、船外機に一体的に取り付けられている、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の電動推進機。
19. 前記ダクトおよび前記リムは、前記ブラケットを構成する前記船外機のスペーサケースに取り付けられている、請求項１８に記載の電動推進機。
20. 前記ダクトおよび前記リムは、前記船外機のキャビテーションプレートより上方に配置されている、請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の電動推進機。

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