JP2022018646A - 船外機 - Google Patents

Abstract

【課題】プロペラの支持剛性を向上させると共に、船外機の推進性能を向上させる。【解決手段】船外機は、ダクトと、プロペラと、中心軸と、複数のフィンとを備える。ダクトは、円形の孔を有する。プロペラは、孔内に配置される。プロペラは、ボスと、ボスから放射状に延びる複数の羽根とを含む。中心軸は、プロペラを回転可能に支持する。複数のフィンは、中心軸から放射状に延びている。複数のフィンは、中心軸とダクトとを接続する。フィンは、翼形状を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、船外機に関する。

船外機は、プロペラを備えており、プロペラを回転させることで、船舶を航行させる推進力を発生させる。例えば、特許文献１の船外機は、ダクトとプロペラとを備えている。ダクトは、円形の孔を有している。プロペラは、孔内に配置されている。プロペラは、流体軸受けを介して、ダクトに支持されている。

特開平１０－２４４９９３号公報

上記の船外機において、流体軸受けを介さずに、中心軸を介してプロペラをダクトに支持させる場合、複数のフィンを介して中心軸をダクトに接続することで、プロペラの支持剛性を向上させることができる。しかし、その場合、フィンが、プロペラの後流に干渉することで、プロペラの回転に対して抵抗が発生する。それにより、船外機の推進性能が低下してしまう。本開示の目的は、プロペラの支持剛性を向上させると共に、船外機の推進性能を向上させることにある。

本開示の一態様に係る船外機は、ダクトと、プロペラと、中心軸と、複数のフィンとを備える。ダクトは、円形の孔を有する。プロペラは、孔内に配置される。プロペラは、ボスと、ボスから放射状に延びる複数の羽根とを含む。中心軸は、プロペラを回転可能に支持する。複数のフィンは、中心軸から放射状に延びている。複数のフィンは、中心軸とダクトとを接続する。フィンは、翼形状を有する。

本開示に係る船外機では、複数のフィンが、中心軸とダクトとを接続している。そのため、プロペラの支持剛性を向上させることができる。また、複数のフィンは、翼形状を有している。そのため、プロペラからの旋回流による力を、フィンによって、船外機を推進させる力として回収することができる。それにより、船外機の推進性能を向上させることができる。

船外機の側面図である。 船外機の背面図である。 駆動ユニットの斜視図である。 駆動ユニットの分解図である。 駆動ユニットの構成を示す模式図である。 羽根とフィンとの断面図である。

以下、図面を参照して実施形態にかかる船外機について説明する。図１は、実施形態に係る船外機１の側面図である。図２は、船外機１の背面図である。図１に示すように、船外機１は、船舶１００の船尾に取り付けられる。船外機１は、ブラケット２と船外機本体３とを備えている。ブラケット２は、船舶１００に取り付けられる。船外機１は、ブラケット２を介して船舶１００に取り付けられる。船外機本体３は、ブラケット２に支持される。

船外機本体３は、ベース１１と、カウル１２と、アッパハウジング１３と、駆動ユニット１５とを含む。ベース１１は、ブラケット２に接続される。カウル１２は、ベース１１の上方に配置されている。カウル１２は、ベース１１に取り付けられる。アッパハウジング１３は、ベース１１の下方に配置されている。アッパハウジング１３は、ベース１１から下方に延びている。駆動ユニット１５は、アッパハウジング１３の下方に配置されている。駆動ユニット１５は、船舶１００を推進させるスラストを発生させる。

駆動ユニット１５は、ロアハウジング１４とプロペラ１６とを含む。ロアハウジング１４は、アッパハウジング１３の下方に配置されている。プロペラ１６は、ロアハウジング１４内に配置されている。

図３は、駆動ユニット１５の斜視図である。図４は、駆動ユニット１５の分解図である。図３及び図４に示すように、ロアハウジング１４は、ダクト２１とダクトキャップ２２とを含む。ダクト２１は、筒状の形状を有している。ダクト２１は、ダクトリング２３と、中心軸２４と、複数のフィン２５とを含む。なお、図面においては、複数のフィン２５の一部のみに符号２５が付されており、他のフィン２５の符号は省略されている。

ダクトリング２３は、筒状の形状を有している。ダクトリング２３は、円形の孔２３０を含む。図４に示すように、ダクトリング２３は、第１内周面３１と、第２内周面３２と、段部３３とを含む。第２内周面３２は、第１内周面３１の前方に位置している。第２内周面３２の内径は、第１内周面３１の外形よりも大きい。段部３３は、第１内周面３１と第２内周面３２との間に位置している。中心軸２４は、ダクトリング２３の中心に配置されている。中心軸２４は、筒状の形状を有している。中心軸２４の背面は、曲面状の形状を有している。中心軸２４は、プロペラ１６を回転可能に支持する。

複数のフィン２５と中心軸２４とは、ダクトリング２３の孔２３０内に配置されている。複数のフィン２５は、中心軸２４から放射状に延びている。複数のフィン２５は、中心軸２４とダクトリング２３とを接続する。複数のフィン２５は、第１内周面３１に接続されている。本実施形態において、フィン２５の数は、３つである。ただし、フィン２５の数は、３つより少なくてもよく、或いは３つより多くてもよい。

プロペラ１６は、ダクトリング２３の孔２３０内に配置されている。プロペラ１６は、フィン２５の前方に配置されている。プロペラ１６は、ボス３４と、複数の羽根３５と、ロータ３６とを含む。ボス３４は、筒状の形状を有している。ボス３４は、ロータ３６の中心に配置されている。ボス３４と複数の羽根３５とは、ロータ３６の径方向内側に配置されている。ボス３４は、ダクト２１の中心軸２４に回転可能に支持される。複数の羽根３５は、ボス３４から放射状に延びている。複数の羽根３５は、ボス３４とロータ３６とに接続されている。なお、図面においては、複数の羽根３５の一部のみに符号３５が付されており、他の羽根３５の符号は省略されている。

羽根３５の数は、フィン２５の数と異なる。フィン２５の数は奇数であり、羽根３５の数は偶数である。本実施形態において、羽根３５の数は、４つである。しかし、羽根３５の数は、４つに限らず、４つより少なくてもよい、或いは４つより多くてもよい。ロータ３６は、リング状の形状を有している。ロータ３６の外径は、第１内周面３１の内径よりも大きい。ロータ３６の外径は、第２内周面３２の内径よりも小さい。従って、ロータ３６の外周面は、第２内周面３２に対して隙間をおいて配置される。ロータ３６は、段部３３の前方に配置されている。ロータ３６は、段部３３とダクトキャップ２２との間に配置されている。

ダクトキャップ２２は、ダクト２１に取り付けられる。ダクトキャップ２２は、リング状の形状を有している。ダクトキャップ２２は、プロペラ１６の前方に配置される。ダクトキャップ２２の内径は、ロータ３６の外径よりも小さい。第１内周面３１の内径と、ロータ３６の内径と、ダクトキャップ２２の内径とは、略同じである。すなわち、第１内周面３１と、ロータ３６の内周面と、ダクトキャップ２２の内周面とは、概ね面一に配置されている。ダクトキャップ２２により、プロペラ１６が抜け止めされる。

図５は、駆動ユニット１５の構成を示す模式図である。図５に示すように、プロペラ１６は、複数の永久磁石３８を含む。複数の永久磁石３８は、ロータ３６に配置されている。複数の永久磁石３８は、ロータ３６の周方向に沿って配置されている。なお、図５においては、複数の永久磁石３８の１つのみに符号３８が付されており、他の永久磁石３８の符号は省略されている。

ダクト２１は、複数のステータコイル３９を含む。複数のステータコイル３９は、ダクトリング２３に配置されている。複数のステータコイル３９は、ダクトリング２３の周方向に沿って配置されている。複数のステータコイル３９に通電されることで、ロータ３６を回転させる電磁力が発生する。それにより、プロペラ１６が回転し、船舶１００を推進させる。なお、図５においては、複数のステータコイル３９の１つのみに符号３９が付されており、他のステータコイル３９の符号は省略されている。

船舶１００を前進させる方向にプロペラ１６が回転すると、プロペラ１６による水の旋回流が発生する。旋回流は、プロペラ１６の羽根３５から後方へ流れる。羽根３５の後方にはフィン２５が配置されている。そのため、フィン２５は、旋回流による力を受ける。図６は、プロペラ１６の羽根３５およびフィン２５の断面を示す図である。図６に示すように、フィン２５は、翼形状を有する。

フィン２５には、羽根３５からの旋回流によって、フィン２５を押す力Ｌｆが作用する。フィン２５は、フィン２５を押す力Ｌｆを、前方へ向かう２５０に変換する翼型を有する。フィン２５の負圧側の表面２５０と羽根３５の負圧側の表面３５０とは、互いに反対方向を向いて配置される。

フィン２５のピッチ角は、前方へ向かう推力Ｆｘが最大となるように設定されている。例えば、フィン２５のピッチ角は、４度以下、－７度以上が好ましい。なお、図６に示されているピッチ角θは、マイナス方向のピッチ角θを示している。フィン２５のコード長に対する最大キャンバーの割合は、前方へ向かう推力Ｆｘが最大となるように設定されている。例えば、フィン２５のコード長に対する最大キャンバーの割合は、５％以上、９％以下が好ましい。

以上説明した本実施形態係る船外機１では、複数のフィン２５が、中心軸２４とダクトリング２３とを接続している。そのため、プロペラ１６の支持剛性を向上させることができる。また、複数のフィン２５は、翼形状を有している。そのため、プロペラ１６からの旋回流による力を、フィン２５によって、船外機１を推進させる力として回収することができる。それにより、船外機１の推進性能を向上させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

船外機１の構成は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、駆動ユニット１５は、内燃エンジンを含んでもよい。すなわち、船外機１は、内燃エンジンの駆動力によってプロペラ１６を回転させてもよい。内燃エンジンは、カウル１２内に配置されてもよい。

上記の実施形態では、フィン２５の数は奇数であり、羽根３５の数は偶数である。しかし、羽根３５の数が奇数であり、フィン２５の数が偶数であってもよい。フィン２５は、プロペラ１６の後方に限らず、プロペラ１６の前方に配置されてもよい。その場合、船舶１００を後進させるときに、プロペラ１６からの旋回流による力を、フィン２５によって、船外機１を推進させる力として回収することができる。

本開示によれば、プロペラの支持剛性を向上させると共に、船外機の推進性能を向上させることができる。

１６ プロペラ
２３ ダクトリング
２４ 中心軸
２５ フィン
３４ ボス
３５ 羽根
３８ 永久磁石
３９ ステータコイル

Claims (7)

1. 円形の孔を有するダクトと、
   ボスと、前記ボスから放射状に延びる複数の羽根とを含み、前記孔内に配置されるプロペラと、
   前記プロペラを回転可能に支持する中心軸と、
   前記中心軸から放射状に延び、前記中心軸と前記ダクトとを接続する複数のフィンと、
   を備え、
   前記フィンは、翼形状を有する、
   船外機。
2. 前記フィンは、前記羽根からの旋回流が前記フィンを押す力により前方へ向かう推力を前記フィンに生じさせる翼型を有する、
   請求項１に記載の船外機。
3. 前記フィンは、前記羽根よりも後方に位置する、
   請求項１に記載の船外機。
4. 前記フィンの負圧側の表面と前記羽根の負圧側の表面とは、互いに反対方向を向いて配置される、
   請求項１に記載の船外機。
5. 前記フィンの数と前記羽根の数との一方は奇数であり、他方は偶数である、
   請求項１に記載の船外機。
6. 前記ダクトは、ステータコイルを含み、
   前記プロペラは、永久磁石を含む、
   請求項１に記載の船外機。
7. 前記フィンのピッチ角は、４度以下、且つ－７度以上である。
   請求項１に記載の船外機。
   

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