JP2019026184A - 船舶における中立ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中立ブレーキ装置の損傷をできるだけ簡単な構成で防止できるようにする。
【解決手段】中立ブレーキ装置は、船舶推進用のプロペラ５を回転させる回転軸１３への動力伝達が遮断される中立時に、前記回転軸１３を制動させるものである。前記回転軸１３の回転によって駆動する油圧ポンプ３１を備える。前記中立時には、前記油圧ポンプ３１に生じさせる負荷によって前記回転軸１３を制動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、船舶推進用のプロペラを回転させる回転軸への動力伝達が遮断される中立時に、前記回転軸を制動させる中立ブレーキ装置に関するものである。

漁船やプレジャーボートといった船舶において、減速逆転機の油圧クラッチを動力遮断状態にして中立に保持しただけでは、油圧クラッチの摩擦板部にある作動油によって出力軸ひいてはプロペラが連れ回りする不都合がある。この点、従来は、中立時に出力軸を制動させる摩擦板式の中立ブレーキを設けることによって、中立時における出力軸及びプロペラの連れ回りを防止している（例えば特許文献１等参照）。

特開平６−３４０４４号公報

ところで、この種の船舶では、例えば惰行航行したり網巻き上げのために曳航したりした場合に、周囲の水流によってプロペラひいては出力軸が回転（遊転）してしまうことがある。中立ブレーキのブレーキ容量は一般に、作動油に起因したプロペラの連れ回りを抑制する程度のトルクに対応して設定されるため、プロペラの遊転に対して中立ブレーキで出力軸を制動させていたとしても、プロペラひいては出力軸の遊転力を中立ブレーキが抑制し切れず、中立ブレーキに過剰な負荷がかかって損傷や焼き付きを生じ易いという問題があった。

本発明は、上記のような現状を検討して改善を施した船舶における中立ブレーキ装置を提供することを技術的課題としている。

本発明は、船舶推進用のプロペラを回転させる回転軸への動力伝達が遮断される中立時に、前記回転軸を制動させる中立ブレーキ装置であって、前記回転軸の回転によって駆動する油圧ポンプを備え、前記中立時には、前記油圧ポンプに生じさせる負荷によって前記回転軸を制動させるというものである。

本発明に係る船舶における中立ブレーキ装置において、前記油圧ポンプの吐出側に設けたブレーキ油路を開閉するブレーキ弁と、前記ブレーキ弁を迂回させるオーバーロードリリーフ弁とを備え、前記回転軸の回転負荷が過負荷になると、前記オーバーロードリリーフ弁が開弁して前記ブレーキ油路を流通可能な状態にするようにしてもよい。

本発明に係る船舶における中立ブレーキ装置において、船舶に搭載した主機関の回転動力を前進、中立又は後進の出力に切り換える前後進切換機構を備え、前記油圧ポンプによって吸い上げた作動油を、前記前後進切換機構の潤滑油として供給するようにしてもよい。

本発明に係る船舶における中立ブレーキ装置によると、船舶推進用のプロペラを回転させる回転軸への動力伝達が遮断される中立時に、前記回転軸を制動させる中立ブレーキ装置であって、前記回転軸の回転によって駆動する油圧ポンプを備え、前記中立時には、前記油圧ポンプに生じさせる負荷によって前記回転軸を制動させるから、前記プロペラの高速遊転に起因して前記油圧ポンプに過剰な負荷がかかるおそれがなく、惰行航行時や網巻き上げの曳航時等において、極めて簡単な構成で前記油圧ポンプの損傷を確実に防止できる。摩擦板式の中立ブレーキではないから、摩擦板が損傷したり焼き付いたりする面倒な不具合は一切生じない。

中立ブレーキ装置を備えた漁船の概略側面図である。 油圧回路の一例を示す説明図である。 油圧回路の別例を示す説明図である。

以下に、本発明を具体化した実施形態を図面（図１〜図３）に基づいて説明する。図１に示すように、船舶である漁船１は、船体２と、船体２の上面中央側に配置したキャビン３と、船体２の船底後尾側に設けた舵４と、船体２の船底後尾側のうち舵４の前方に配置したプロペラ５とを備えている。キャビン３内は操縦部に構成している。キャビン３内には、船体２の進行方向を左右に変更させる操舵ハンドル（図示省略）や、船体２の進行方向を前進と後進とに切換操作する前後進レバー２６（図２参照）等を設けている。

船体２の船底後尾側には、プロペラ５を回転させる推進軸６を軸支している。推進軸６の突出端側にプロペラ５を取り付けている。船体２内には、プロペラ５の駆動源である主機関としてのエンジン７と、エンジン７の回転動力を推進軸６経由でプロペラ５に伝達する減速逆転機８とを設けている。エンジン７から減速逆転機８を介して推進軸６に伝わった回転動力によってプロペラ５が回転する。

図２に示すように、減速逆転機８（図１参照）には、エンジン７のフライホイル（図示省略）にダンパー継手（図示省略）を介して連結される入力軸（図示省略）と、カップリング１２を介して推進軸６に連結される出力軸１３とを、互いに逆向きに突き出すように設けている。入力軸は減速逆転機８の正面上部に回転可能に軸支している。出力軸１３は減速逆転機８の背面下部に回転可能に軸支している。減速逆転機８内には、入力軸から出力軸１３に向かう正転（前進）方向の動力伝達を継断する前進１速クラッチ１４及び前進２速クラッチ１５と、入力軸から出力軸１３に向かう逆転（後進）方向の動力伝達を継断する後進クラッチ１６とを収容している。前進１速クラッチ１４、前進２速クラッチ１５及び後進クラッチ１６の組合せが前後進切換機構１７を構成している。従って、前後進切換機構１７の前進出力は２速式になっている。出力軸１３と推進軸６とは、プロペラ５を回転させる回転軸を構成している。なお、前記回転軸は、実施形態のように複数に分離構成していてもよいし、１本のものであってもよい。

減速逆転機８は、標準速度の前進１速、これよりも大減速の前進２速並びに後進速を有していて、その動力伝達を司る前進１速クラッチ１４、前進２速クラッチ１５及び後進クラッチ１６は湿式多板型の油圧摩擦クラッチである。作動油圧で各クラッチ１４〜１６の摩擦板を圧接させることによって、入力軸と出力軸１３とが動力伝達可能に連結される。すなわち、前進１速クラッチ１４若しくは前進２速クラッチ１５を接続し後進クラッチ１６を遮断することによって、入力軸の回転動力を正転（前進）方向の出力として出力軸１３に伝達する前進状態になる。前進１速クラッチ１４及び前進２速クラッチ１５を遮断し後進クラッチ１６を接続することによって、入力軸の回転動力を逆転（後進）方向の出力として出力軸１３に伝達する後進状態になる。そして、前進１速クラッチ１４、前進２速クラッチ１５及び後進クラッチ１６の全てを遮断することによって、出力軸１３に動力伝達しない中立状態になる。作動油圧で各クラッチ１４〜１６の摩擦板の圧接程度を加減させてスリップ係合（半クラッチ係合）させれば、入力軸の回転動力の一部が出力軸１３に伝わり、出力軸１３ひいては推進軸６に設けたプロペラ５が低回転する微速走行の状態になる。

次に、図２を参照しながら、減速逆転機８の油圧回路２０の構造について説明する。減速逆転機８の油圧回路２０は、エンジン７の回転動力で駆動する作動油ポンプ２１を備えている。作動油ポンプ２１は、前進１速クラッチ１４、前進２速クラッチ１５及び後進クラッチ１６等に作動油を供給するものである。作動油ポンプ２１の吸入側は、作動油こし器２３を介して作動油タンク２２に接続している。実施形態では、減速逆転機８内に作動油を貯留していて、減速逆転機８が作動油タンク２２としても機能している。

作動油ポンプ２１の吐出側に接続した作動油路５１は、前進位置Ｆ、中立位置Ｎ及び後進位置Ｒの３位置切換式に構成された前後進切換弁２５を介して、速比切換弁２７ａ，２７ｂに向かう前進油路５２と、後進クラッチ１６に向かう後進油路５３と、後述するブレーキ弁３０をパイロット圧で閉止位置に切換作動させる中立パイロット油路５４とに接続している。前後進切換弁２５は前後進切換機構１７の切換作動を制御する。すなわち前後進切換弁２５は、前後進レバー２６の切換操作によって、前進１速クラッチ１４又は前進２速クラッチ１５に作動油を供給する前進位置Ｆと、後進クラッチ１６に作動油を供給する後進位置Ｒと、クラッチ１４〜１６群全てへの作動油の供給を停止する中立位置Ｎとの３位置に切換可能に構成している。中立パイロット油路５４に対して、前後進切換弁２５は、中立位置Ｎのときにパイロット圧を供給し、前進位置Ｆ又は後進位置Ｒのときにパイロット圧を排出する。

前進油路５２には、前進１速用速比切換弁２７ａを介して前進１速クラッチ１４に向かう前進１速油路５５と、前進２速用速比切換弁２７ｂを介して前進２速クラッチ１５に向かう前進２速油路５６とを接続している。各速比切換弁２７ａ，２７ｂは、油圧パイロット式の４ポート２位置の切換弁である。作動油路５１のうち作動油ポンプ２１と前後進切換弁２５との間からは、前進１速切換電磁弁２８ａ及び前進２速切換電磁弁２８ｂに向かう速比切換パイロット油路５７を分岐させている。

速比切換パイロット油路５７には、前進１速切換電磁弁２８ａを介して前進１速用速比切換弁２７ａをパイロット圧で２位置に切換作動させる前進１速パイロット油路５８と、前進２速切換電磁弁２８ｂを介して前進２速用速比切換弁２７ｂをパイロット圧で２位置に切換作動させる前進２速パイロット油路５９とを接続している。前後進切換弁２５及び切換電磁弁２８ａ，２８ｂの切換作動の組合せによって、前進１速クラッチ１４、前進２速クラッチ１５、後進クラッチ１６又は後述するブレーキ弁３０のいずれかに選択的に作動油が供給される。

また、作動油路５１のうち作動油ポンプ２１と速比切換パイロット油路５７への分岐部との間からは、前後進切換機構１７（各クラッチ１４〜１６）に潤滑油としての作動油を注油する潤滑油路３５を延出させている。潤滑油路３５には、上流側から順に、油圧保持用のリリーフ弁である作動油圧調整弁３６と、作動油（潤滑油）を冷却する潤滑油クーラー３７と、潤滑油圧調整弁３８と、潤滑油こし器３９とを設けている。作動油圧調整弁３６を通過した後の作動油は、潤滑油クーラー３７を通過して潤滑油圧調整弁３８で低圧にした状態で、潤滑油こし器３９を介して、前進１速クラッチ１４、前進２速クラッチ１５及び後進クラッチ１６に潤滑油として供給される。所定圧以上の不要な作動油は、潤滑油圧調整弁３８から作動油タンク２２に戻される。

作動油圧調整弁３６には、これを用いて前進切換時又は後進切換時のクラッチ接続によるショックを緩和させる緩嵌入弁４０を設けている。緩嵌入弁４０は、作動油路５１から前後進切換弁２５を介して導入される背圧によって前進１速クラッチ１４、前進２速クラッチ１５又は後進クラッチ１６への作動油圧を徐々に上昇させ、前進又は後進切換時のクラッチ接続によるショックを緩和させるものである。なお、作動油圧調整弁３６と並列して作動油路５１と潤滑油路３５とをつなぐ迂回油路４２には、安全弁４３を設けている。

緩嵌入弁４０の作用をおおまかに説明する。前後進切換弁２５が中立位置Ｎのとき、緩嵌入弁４０の背室はドレンされていて、作動油圧調整弁３６はリリーフばね４１で圧縮されずに低圧力設定状態で開弁している。前後進切換弁２５を前進位置Ｆ又は後進位置Ｒに切換駆動させると、オリフィス及び前後進切換弁２５経由で作動油が緩嵌入弁４０に緩慢に流入し、緩嵌入弁４０が徐々にリリーフばね４１を圧縮することによって、作動油圧調整弁３６は漸増的に高圧力設定状態に移行し、所定のクラッチ作動圧力に到達すると閉弁状態に至る。このため、前進１速クラッチ１４、前進２速クラッチ１５又は後進クラッチ１６の作動油圧が徐々に増大し、前進１速クラッチ１４、前進２速クラッチ１５若しくは後進クラッチ１６を徐々に接続状態（係合状態）にする。その結果、各クラッチ１４〜１６接続時のショックが緩和されることになる。

減速逆転機８には、主たる油圧回路２０とは別にブレーキ油路２９を備えている。ブレーキ油路２９の中途部には、出力軸１３の回転によって駆動する中立ブレーキ装置としての油圧ポンプ３１を設けている。油圧ポンプ３１のポンプ軸３４に取り付けたブレーキギヤ３３を、出力軸１３に固定した出力ギヤ３２に常時噛み合わせている。前後進切換機構１７（クラッチ１４〜１６群及び前後進切換弁２５）の中立時は後述するブレーキ弁３０がブレーキ油路２９を閉じる方向に切り換えるので、油圧ポンプ３１に作用する油圧負荷が制動作用することによってブレーキギヤ３３の回転が阻止され、出力ギヤ３２ひいては出力軸１３の回転が阻止される。つまり、中立時は原則的に、油圧ポンプ３１の存在によって出力軸１３が制動され、推進軸６ひいてはプロペラ５にブレーキがかかるのである。なお、実施形態の油圧ポンプ３１は、ポンプ軸３４の回転方向に拘らず作動油が一定方向に流れるタイプのものを採用している。

ブレーキ油路２９のうち油圧ポンプ３１の吸入側は、オイルフィルタ４５を介して作動油タンク２２に接続している。ブレーキ油路２９のうち油圧ポンプ３１の吐出側は、ブレーキ弁３０を介して潤滑油路３５（より詳しくは、迂回油路４２との合流部と潤滑油クーラー３７との間）に接続している。ブレーキ弁３０は、油圧パイロット式の２ポート２位置の切換弁である。ブレーキ弁３０は、前後進切換弁２５が中立位置Ｎのとき、中立パイロット油路５４からのパイロット圧によって閉弁し、前後進切換弁２５が中立位置Ｎ以外のとき、復帰ばねの弾性復元力によって開弁する。油圧ポンプ３１から吐出された作動油は、ブレーキ弁３０を介して潤滑油路３５に供給される。

ブレーキ油路２９には、ブレーキ弁３０を迂回する逃がし油路４６を接続している。逃がし油路４６の中途部には、ブレーキ油路２９のうちブレーキ弁３０の上流側が高圧（過負荷）になると潤滑油路３５方向に作動油を逃がすオーバーロードリリーフ弁４７を設けている。前後進切換機構１７（クラッチ１４〜１６群及び前後進切換弁２５）の中立時に出力軸１３が所定負荷以上で遊転すると、ブレーキ油路２９のうちブレーキ弁３０の上流側が所定の駆動開始圧力（過負荷）に到達する。そうすると、オーバーロードリリーフ弁４７が開弁して作動油を潤滑油路３５方向に逃がす。その結果、出力軸１３の回転に伴い油圧ポンプ３１が回転駆動する。つまり、中立時に出力軸１３が所定負荷以上で遊転すると、油圧ポンプ３１による出力軸１３の制動作用が解除され、推進軸６ひいてはプロペラ５の回転が許容されるトルクリミッタとしての機能を付与している。油圧ポンプ３１が吸い上げた作動油は、潤滑油路３５へ供給され、クラッチ１４〜１６群を潤滑する。

以上の構成において、前後進レバー２６の切換操作によって前後進切換弁２５を中立位置Ｎに切り換えると、作動油路５１と中立パイロット油路５４とが前後進切換弁２５を介して連通し、ブレーキ弁３０が中立パイロット油路５４のパイロット圧で閉弁する。プロペラ５ひいては出力軸１３からの回転負荷が所定負荷未満（停止状態を含む）であれば、油圧ポンプ３１が回転駆動できない状態であるため、ブレーキギヤ３３及び出力ギヤ３２を介して出力軸１３が制動され、結果的に、推進軸６ひいてはプロペラ５にブレーキがかかる。

前後進切換弁２５が中立位置Ｎにある場合において、例えば惰行航行したり網巻き上げのために曳航したりして、周囲の水流によってプロペラ５ひいては出力軸１３の回転負荷が所定負荷以上になれば、ブレーキ油路２９のうちブレーキ弁３０の上流側が過負荷になるため、オーバーロードリリーフ弁４７が開弁して作動油を潤滑油路３５方向に逃がし、油圧ポンプ３１による出力軸１３の制動作用が自動的に解除される。その結果、出力軸１３の回転に伴い油圧ポンプ３１が回転駆動すると共に、推進軸６ひいてはプロペラ５の回転が許容される。油圧ポンプ３１が吸い上げた作動油は潤滑油路３５へ供給され、クラッチ１４〜１６群を潤滑する。

前後進レバー２６の切換操作によって前後進切換弁２５を中立位置Ｎ以外に切り換えると、中立パイロット油路５４のパイロット圧が前後進切換弁２５を介して作動油タンク２２に向けて排出され、ブレーキ弁３０が開弁する。油圧ポンプ３１が回転駆動可能な状態であるため、油圧ポンプ３１によって制動されることなく出力軸１３が回転駆動でき、推進軸６ひいてはプロペラ５の回転が許容される。この場合も、油圧ポンプ３１が吸い上げた作動油は潤滑油路３５へ供給され、クラッチ１４〜１６群を潤滑する。

以上の構成によると、中立ブレーキ装置として摩擦板式のものに代えて、油圧ポンプ３１、油圧パイロット式のブレーキ弁３０、ブレーキ弁３０を迂回させるオーバーロードリリーフ弁４７の組合せを採用しているから、出力軸１３への動力伝達が遮断される中立時は、ブレーキ弁３０を閉弁して油圧ポンプ３１を回転駆動不能な状態にするだけで、出力軸１３を制動でき、ひいてはプロペラ５にブレーキをかけられる。

その上、例えば中立状態での揚網時や、全速航行から中立状態にした時など、周囲の水流によってプロペラ５が高速で遊転するときは、オーバーロードリリーフ弁４７が過負荷に応じて開弁して作動油を潤滑油路３５方向に逃がし、油圧ポンプ３１による出力軸１３の制動作用を自動的に解除できる。従って、プロペラ５の高速遊転に起因して油圧ポンプ３１に過剰な負荷がかかるおそれがなく、惰行航行時や網巻き上げの曳航時等において、極めて簡単な構成で油圧ポンプ３１の損傷を確実に防止できる。摩擦板式の中立ブレーキではないから、摩擦板が損傷したり焼き付いたりする面倒な不具合は一切生じないのである。

しかも、油圧ポンプ３１からの作動油はクラッチ１４〜１６群を潤滑するから、油圧ポンプ３１、ブレーキ弁３０、オーバーロードリリーフ弁４７の組合せによって、中立ブレーキとしての機能と、クラッチ１４〜１６群に潤滑油を供給する機能との両方を兼ね備えることができる。また、中立ブレーキ装置を機能させるのにオペレータがいちいちオンオフ操作等をする必要が一切なく、操作性の点でも良好である。さらに、エンジン７の始動直後等に前後進レバー２６を中立にしておけば、それだけで自動的にプロペラ５の連れ回りを防止でき、意図しない漁船１の移動を抑制できる。

なお、本発明における各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。例えば、実施形態の油圧ポンプ３１は、ポンプ軸３４の回転方向に拘らず作動油が一定方向に流れるタイプのものを採用したが、これに限らず、正逆回転可能な油圧ポンプ４８を採用してもよい。この場合、図３に示すように、油圧ポンプ４８が一方に回転するときは連通するが他方に回転するときは閉止する互いに逆関係の対の油路４９，５０を形成しておけば、先の実施形態と同様の作用効果が得られる。油圧ポンプの種類も特に問わない。

また、油圧ポンプ３１，４８の容量を増減させたり個数を増減させたりすれば駆動負荷を増減できるので、プロペラ５ひいては出力軸１３の連れ回りを許可する所定負荷の値を簡単に変更調節できる。また、オーバーロードリリーフ弁４７のサイズ変更によっても、前記所定負荷の値を簡単に変更調節できる。本発明の中立ブレーキ装置は、減速逆転機を有する船内機に適用したものであったが、これに限らず、その他の船内機、船外内機、船外機等の他の推進機構のものにも適用できることは言うまでもない。

１ 漁船（船舶）
５ プロペラ
６ 推進軸
７ エンジン（主機関）
１３ 出力軸
２９ 中立ブレーキ油路
３０ ブレーキ弁
３１ 油圧ポンプ（中立ブレーキ）
３５ 潤滑油路
４６ 逃がし油路
４７ オーバーロードリリーフ弁

Claims (3)

1. 船舶推進用のプロペラを回転させる回転軸への動力伝達が遮断される中立時に、前記回転軸を制動させる中立ブレーキ装置であって、
   前記回転軸の回転によって駆動する油圧ポンプを備え、前記中立時には、前記油圧ポンプに生じさせる負荷によって前記回転軸を制動させる、
   船舶における中立ブレーキ装置。
2. 前記油圧ポンプの吐出側に設けたブレーキ油路を開閉するブレーキ弁と、前記ブレーキ弁を迂回させるオーバーロードリリーフ弁とを備え、前記回転軸の回転負荷が過負荷になると、前記オーバーロードリリーフ弁が開弁して前記ブレーキ油路を流通可能な状態にする、
   請求項１に記載した船舶における中立ブレーキ装置。
3. 船舶に搭載した主機関の回転動力を前進、中立又は後進の出力に切り換える前後進切換機構を備え、前記油圧ポンプによって吸い上げた作動油を、前記前後進切換機構の潤滑油として供給する、
   請求項１又は２に記載した船舶における中立ブレーキ装置。

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