JP2022135453A - 船外機 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動源を船体に対して十分に低く抑えることができる船外機を提供する。【解決手段】船外機１０は、第１ドライブシャフト２６と、第２ドライブシャフト２７と、減速機構２８と、を備えている。第１ドライブシャフトは、駆動モータ２５からのトルクを出力する。第２ドライブシャフトは、第１ドライブシャフトと平行に配置され、プロペラ３２が連結されるプロペラシャフト３１にトルクを伝達する。減速機構は、第１ドライブシャフトおよび第２ドライブシャフトの間に配置され、第１ドライブシャフトからのトルクを第２ドライブシャフトに伝達する。駆動モータは、減速機構よりも下方に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、船外機に関する。

船外機は、一般に、使用状態の基準姿勢において、動力用のエンジンや電動モータの回転出力を鉛直方向に配置されたドライブシャフトに伝達し、ドライブシャフトの回転をベベルギヤにより水平軸回りの回転に変換してプロペラシャフトに伝達する。プロペラシャフトが回転することにより、プロペラシャフトに取り付けられたプロペラを水平軸回りに回転させて船体を推進する。

ここで、船外機のなかには、例えば、基準姿勢において、エンジンのクランクシャフトが水平に向けて配置され、エンジンの回転がベベルギヤ機構などを備えた動力伝達機構を経てドライブシャフトに伝達されるものが知られている。エンジンは動力伝達機構（以下、減速機構という）の上方に配置されている。
この船外機によれば、エンジンのクランクシャフトを水平に向けて配置することにより、エンジンを船体に対してある程度低く抑えることが可能である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１７８１５９号公報

しかし、特許文献１の船外機は、エンジンが減速機構の上方に配置されている。よって、エンジン（すなわち、駆動源）を船体に対して十分に低く抑えることが難しい。このため、船外機の見栄え、船外機の上部スペースの有効活用、エンジン音の低減などを確保することが難しく、この観点から改良の余地が残されていた。

本発明は、駆動源を船体に対して十分に低く抑えることができる船外機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の船外機は、以下の構成を採用した。
（１）駆動源（例えば、実施形態の駆動モータ２５）でプロペラ（例えば、実施形態のプロペラ３２）を回転させることにより船体（例えば、実施形態の船体１２）を推進させる船外機（例えば、実施形態の船外機１０）において、前記駆動源からのトルクを出力する第１駆動軸（例えば、実施形態の第１ドライブシャフト２６）と、前記第１駆動軸と平行に配置され、前記プロペラが連結される出力軸（例えば、実施形態のプロペラシャフト３１）にトルクを伝達する第２駆動軸（例えば、実施形態の第２ドライブシャフト２７）と、前記第１駆動軸および前記第２駆動軸の間に配置され、前記第１駆動軸からのトルクを前記第２駆動軸に伝達する減速機構（例えば、実施形態の減速機構２８）と、を備え、前記駆動源は、前記減速機構よりも下方に配置されている。

この構成によれば、駆動源からのトルクを出力する第１駆動軸と、出力軸にトルクを伝達する第２駆動軸とを平行に配置した。また、第１駆動軸から第２駆動軸にトルクを伝達する減速機構を、第１駆動軸および第２駆動軸の間に配置した。さらに、駆動源を減速機構よりも下方に配置した。
よって、駆動源（すなわち、船外機）の高さを船体（例えば、船尾）に対して十分に低く抑えることできる。これにより、例えば、船外機を船体の側から目視できないようにして、船体後方の見栄えをすっきりさせることができる。また、船外機の上部スペースを有効活用できる。さらに、例えば、駆動源を船体に対して船尾で仕切ることができ、駆動源の駆動音を船尾で遮ることにより低減できる。

（２）前記駆動源は、縦置きに配置された電動機（例えば、実施形態の駆動モータ２５）であり、前記電動機を冷却する液体の液面高さ（例えば、実施形態の液面高さＨ１、Ｈ２）は、ステータ（例えば、実施形態のステータ３６）の下部に設けられたコイル（例えば、実施形態の下側のコイル３９ｂ）が浸かり、かつ、ロータ（例えば、実施形態のロータ３７）の下方に位置する範囲（例えば、実施形態の範囲Ｈ）に設定されていてもよい。

この構成によれば、駆動源として縦置きの電動機（電動モータ）を使用する。また、冷却用の液体の液面高さを、ステータの下部に設けられたコイルが液体に浸かり、かつ、ロータの下方に液体が位置する範囲に設定した。よって、電動機を冷却するために供給する液体の量を減らすことができる。これにより、液体を循環させるポンプの容量を減らすことができ、液体による電動機のフリクション（摩擦）を下げることができる。
また、液体の液面高さをロータの下方に位置するように設定した。これにより、例えば、ステータとロータとのエアギャップ（隙間）に液体が浸入してフリクションが増えることを抑制できる。
さらに、コイルを液体に浸けることにより、コイルに液体を分配するための分配部を減らすことができる。

（３）前記コイルが配置された側において、かつ、前記コイルの近傍に液体ポンプ（例えば、実施形態のオイルポンプ６７）の吸込口（例えば、実施形態の吸込口６８）が設けられていてもよい。

この構成によれば、コイルが配置された側においてコイルの近傍に液体ポンプの吸込口を設けた。よって、コイルまで導かれた液体を吸込口まで円滑に導くことにより、液体をコイル周辺に滞留させないようにできる。これにより、電動機と液体とにおいて熱交換がおこなわれ、電動機を液体で良好に冷却できる。

（４）前記コイルに沿って前記吸込口まで液体が流れる流路（例えば、実施形態のケース流路７５）を有してもよい。

この構成によれば、コイルに沿って吸込口まで液体が流れる流路を形成した。よって、コイルまで導かれた液体を吸込口まで流路を経て円滑に導くことができる。これにより、電動機と液体とにおいて熱交換がおこなわれ、電動機を液体で良好に冷却できる。

（５）前記ステータの外周側において周方向に間隔をあけて設けられ、かつ、前記電動機の回転軸（例えば、実施形態の回転軸３５）に沿って延び、前記ステータに液体を導く複数の冷却パイプ（例えば、実施形態の冷却パイプ７８）を備え、前記複数の冷却パイプから案内されて前記ステータを冷却した前記液体は前記流路に導かれてもよい。

この構成によれば、ステータの外周側において複数の冷却パイプを第１駆動軸に沿って延ばした。延ばした複数の冷却パイプでステータに液体を導くようにした。さらに、複数の冷却パイプから案内されてステータを冷却した液体を流路に導くようにした。これにより、ステータを冷却した液体を吸込口まで流路を経て円滑に導くことができ、電動機を効果的に冷却することができる。

本発明によれば、駆動源を減速機構よりも下方に配置した。これにより、駆動源を船体に対して十分に低く抑えることができる。

本発明に係る実施形態の船外機を示す断面図である。 図１のＩＩ部を拡大した断面図である。 図１のＩＩＩ矢視方向からみた状態においてケースを想像線で示す底面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、Ｆｒは進行方向に対して前方、Ｒｒは進行方向に対して後方を示す。以下、「進行方向に対する前方」を単に「前方」、「進行方向に対する後方」を単に「後方」ということがある。また、「進行方向に対する前後方向」を単に「前後方向」ということがある。
以下、実施形態の船外機１０を第１ドライブシャフト２６および第２ドライブシャフト２７が概ね鉛直に向けて配置され、プロペラシャフト３１が前後方向に向けて配置された基準姿勢に基づいて説明する。

図１に示すように、船外機１０は、船体１２の船尾１３にスターンブラケット１５を介して設けられ、船体１２を推進させる推進装置である。
船外機１０は、ケース２１と、ドライブシャフトケース２２と、ギヤケース２３と、駆動モータ（駆動源、電動機）２５と、第１ドライブシャフト（第１駆動軸）２６と、第２ドライブシャフト（第２駆動軸）２７と、減速機構２８と、ベベルギヤ機構２９と、プロペラシャフト（出力軸）３１と、プロペラ３２と、を備えている。

ケース２１は、例えば、船体１２の船尾１３にスターンブラケット１５を介して装着されている。より具体的には、船体１２の船尾１３にスターンブラケット１５が固定され、スターンブラケット１５にケース２１が固定されている。ケース２１は、スターンブラケット１５のチルト軸１６を介して上下方向に揺動可能に支持されている。ケース２１には駆動モータ２５および減速機構２８が収納されている。

図１、図２に示すように、駆動モータ２５は、後述するプロペラ３２を回転させる動力源となる電動モータである。駆動モータ２５は、例えば、回転軸３５が上下方向を向いた状態で、いわゆる縦置きに配置されている。駆動モータ２５は、ステータ３６の内部にロータ３７が回転可能に支持されている。

ステータ３６は、ステータコア３８にコイル３９が設けられている。コイル３９は、ステータコア３８の上面３８ａから上方に上側のコイル３９ａが突出され、ステータコア３８の下面３８ｂから下方に下側のコイル３９ｂが突出されている。以下、下側のコイル３９ｂを単に「コイル３９ｂ」ということもある。
また、ロータ３７は、例えば、上面３７ａがステータコア３８の上面３８ａと概ね面一に配置され、下面３７ｂがステータコア３８の下面３８ｂと概ね面一に配置されている。

ロータ３７に回転軸３５が支持され、回転軸３５の上端部３５ａに第１ドライブシャフト２６が同軸上に連結されている。第１ドライブシャフト２６は、概ね鉛直に配置され、駆動モータ２５からのトルクを減速機構２８（後述する）に出力するシャフトである。
第１ドライブシャフト２６に対して船体１２の側（すなわち、前方側）に間隔をあけて第２ドライブシャフト２７が平行に配置されている。第１ドライブシャフト２６および第２ドライブシャフト２７の上端部２７ａの間に減速機構２８が配置されている。

減速機構２８は、例えば、ドライブギヤ４３と、アイドルギヤ４４と、ドリブンギヤ４５と、を備えている。
ドライブギヤ４３は、第１ドライブシャフト２６に同軸上に固定され、アイドルギヤ４４に噛み合わされている。アイドルギヤ４４は、アイドルシャフト４６に同軸上に固定されている。アイドルシャフト４６は、第１ドライブシャフト２６および第２ドライブシャフト２７の間において、各シャフト２６，２７に平行に配置された状態でケース２１に回転自在に支持されている。アイドルギヤ４４にはドリブンギヤ４５が噛合わされている。

ドリブンギヤ４５は、第２ドライブシャフト２７の上端部２７ａに同軸上に固定されている。よって、第１ドライブシャフト２６の回転を、ドライブギヤ４３、アイドルギヤ４４、およびドリブンギヤ４５を介して第２ドライブシャフト２７に伝達できる。換言すれば、第１ドライブシャフト２６からのトルクを、ドライブギヤ４３、アイドルギヤ４４、およびドリブンギヤ４５（すなわち、減速機構２８）を介して第２ドライブシャフト２７に伝達できる。

また、ドライブギヤ４３とドリブンギヤ４５との間にアイドルギヤ４４が介在されることにより、ドライブギヤ４３およびドリブンギヤ４５の回転方向が同じ方向に設定されている。
また、ドライブギヤ４３、アイドルギヤ４４、およびドリブンギヤ４５の各歯数は、第２ドライブシャフト２７の回転数が第１ドライブシャフト２６の回転数に対して減速するように設定されている。この状態において、駆動モータ２５は、減速機構２８よりも下方に配置されている。
駆動モータ２５を減速機構２８よりも下方に配置した理由については後で詳しく説明する。

図１に示すように、第２ドライブシャフト２７は、概ね鉛直に配置され、ケース２１からドライブシャフトケース２２を経てギヤケース２３の内部に延びている。第２ドライブシャフト２７は、ギヤケース２３の内部において下端部２７ｂがベベルギヤ機構２９に連結されている。
ベベルギヤ機構２９は、入力側の第１ベベルギヤ５１と、出力側の第２ベベルギヤ５２と、を備えている。第１ベベルギヤ５１は、第１ドライブシャフト２６に同軸上に固定され、第２ベベルギヤ５２に噛み合わされている。第２ベベルギヤ５２は、プロペラシャフト３１に同軸上に固定されている。ベベルギヤ機構２９は、ギヤケース２３に収納されている。ギヤケース２３は、ドライブシャフトケース２２に一体に固定されている。

プロペラシャフト３１は、第１ドライブシャフト２６に対して交差する方向で、かつ第２ベベルギヤ５２から後方に向けて延びている。すなわち、プロペラシャフト３１は、ベベルギヤ機構２９を介して第１ドライブシャフト２６に交差するように連結されている。プロペラシャフト３１は、第２ベベルギヤ５２に固定された基端部がギヤケース２３に収納されている。

プロペラシャフト３１は、第２ベベルギヤ５２からプロペラホルダ５４を経て後方に突出されている。プロペラホルダ５４は、ギヤケース２３に固定されている。プロペラホルダ５４には、例えば、プロペラシャフト３１の基端部が軸受５５を介して回転自在に支持されている。プロペラシャフト３１のうちプロペラホルダ５４から後方に突出した部位３１ａに、推進用のプロペラ３２が連結されて設けられている。プロペラ３２は、プロペラシャフト３１とともに回転するプロペラ筒部５７に羽根５８が設けられている。プロペラ筒部５７は、プロペラホルダ５４から後方へ水平に延びている。

船外機１０によれば、駆動モータ２５を駆動することにより、回転軸３５の回転が第１ドライブシャフト２６、減速機構２８、第２ドライブシャフト２７、ベベルギヤ機構２９、およびプロペラシャフト３１に伝達される。換言すれば、駆動モータ２５を駆動することにより、回転軸３５のトルクが第１ドライブシャフト２６および減速機構２８を介して第２ドライブシャフト２７に伝達される。第２ドライブシャフト２７に伝達されたトルクは、ベベルギヤ機構２９を介してプロペラシャフト３１に伝達される。
よって、プロペラシャフト３１が回転することにより、プロペラ３２を回転させて船体１２が推進する。

ここで、図２に示すように、ケース２１は、ロアケース６１と、アッパケース６２と、を備えている。ロアケース６１およびアッパケース６２は、複数のボルト６３で固定されている。ロアケース６１の底部６１ａには、例えば、駆動モータ２５および減速機構２８などを冷却、潤滑する油（液体）が蓄えられている。以下、冷却、潤滑用の油を、「冷却油」として説明する。

冷却油は、駆動状態において油面高さ（液面高さ）がＨ１からＨ２の範囲Ｈになるように設定されている。油面高さＨ１は、例えば、ロータ３７の下方（例えば、ロータ３７の下側のエンドプレート６５）が冷却油に浸からない位置である。油面高さＨ２は、例えば、ステータ３６の下部に設けられた下側のコイル３９ｂの下端３９ｃが冷却油に浸かる位置である。

すなわち、冷却油は、下側のコイル３９ｂが浸かり、かつ、ロータ３７の下方に位置する範囲Ｈに油面高さＨ１、Ｈ２が設定されている。よって、駆動モータ２５を冷却するために供給する冷却油の量を減らすことができる。これにより、冷却油を循環させるオイルポンプ（液体ポンプ）６７の容量を減らすことができ、冷却油による駆動モータ２５のフリクション（摩擦）を下げることができる。

また、冷却油の油面高さＨ１、Ｈ２は、ロータ３７の下方に位置するように設定されている。これにより、例えば、ステータ３６とロータ３７とのエアギャップ（隙間）に冷却油が浸入してフリクションが増えることを抑制できる。
さらに、コイル３９ｂを冷却油に浸けることにより、コイル３９ｂに冷却油を分配するための分配部を減らすことができる。

図２、図３に示すように、コイル３９ｂが配置された側のロアケース６１の底部６１ａには、オイルポンプ６７の吸込口６８が設けられている。さらに、オイルポンプ６７の吸込口６８は、コイル３９ｂの近傍に設けられている。
ここで、吸込口６８から吸い込まれた冷却油は、ストレーナ６９を経てオイルポンプ６７に導かれる。オイルポンプ６７に導かれた冷却油は、オイルポンプ６７を経て第１ドライブシャフト２６のドライブシャフト流路７２および回転軸３５の回転軸流路７３に矢印Ａの如く導かれるとともに、後述する複数の冷却パイプ７８に導かれる。
なお、ロアケース６１の底部６１ａにおいてコイル３９ｂの近傍に吸込口６８を設ける理由については後で詳しく説明する。

また、ロアケース６１の底部６１ａには、ケース流路（流路）７５が形成されている。ケース流路７５は、コイル３９ｂに沿って吸込口６８まで冷却油が流れる（導かれる）ように形成されている。具体的には、例えば、ケース流路７５は、軸受７６の周囲において、コイル３９ｂに沿って環状に形成され、吸込口６８に連通されている。
ケース流路７５をコイル３９ｂに沿って環状に形成して吸込口６８に連通させた理由については後で詳しく説明する。

さらに、ステータコア３８の外周側においてステータコア３８の周方向に間隔をあけて複数の冷却パイプ７８が設けられている。複数の冷却パイプ７８は、駆動モータ２５の回転軸３５に沿って上下方向に延びている。オイルポンプ６７に導かれたオイルは矢印Ａに導かれるとともに複数の冷却パイプ７８に矢印Ｂの如く導かれる。
複数の冷却パイプ７８をステータコア３８の周方向に間隔をあけて設けた理由については後で詳しく説明する。

以上説明したように、実施形態の船外機１０によれば、図１に示すように、駆動モータ２５は、減速機構２８よりも下方に配置されている。よって、駆動モータ２５（すなわち、船外機１０）の高さを船体１２（例えば、船尾１３）に対して十分に低く抑えることできる。これにより、例えば、船外機１０を船体１２の側から目視できないようにして、船体１２の後方における見栄えをすっきりさせることができる。また、船外機１０の上部スペース８０を有効活用できる。さらに、例えば、船体１２の側からみて駆動モータ２５を船尾１３で仕切ることができる。これにより、駆動モータ２５の駆動音を船尾１３で遮ることにより低減できる。

図２、図３に示すように、ステータコア３８の周方向には複数の冷却パイプ７８が間隔をあけて設けられている。複数の冷却パイプ７８は、オイルポンプ６７から分配された冷却油をステータコア３８の外周面３８ｃに矢印Ｃの如く案内する。ステータコア３８の外周面３８ｃに案内された冷却油は、ステータコア３８の外周面３８ｃに沿って矢印Ｄの如く導かれ、ステータコア３８（すなわち、ステータ３６）などを冷却する。ステータ３６を冷却した冷却油は、ロアケース６１の底部６１ａ（すなわち、ケース流路７５）やコイル３９ｂに矢印Ｅの如く導かれる。
これにより、ステータ３６を冷却した冷却油を、ケース流路７５を経て吸込口６８まで円滑に導くことができ、駆動モータ２５を効果的に冷却することができる。

さらに、ロアケース６１の底部６１ａにおいてコイル３９ｂの近傍に吸込口６８が設けされている。よって、コイル３９ｂまで導かれた冷却油を吸込口６８まで矢印Ｆの如く円滑に導くことができる。これにより、冷却油をコイル３９ｂの周辺に滞留させないようにできる。したがって、駆動モータ２５と冷却油とにおいて熱交換がおこなわれ、駆動モータ２５を冷却油で良好に冷却できる。

加えて、ケース流路７５は、コイル３９ｂに沿って環状に形成して吸込口６８に連通されている。よって、コイル３９ｂまで導かれた冷却油を吸込口６８までケース流路７５を経て矢印Ｆの如く円滑に導くことができる。これにより、駆動モータ２５と冷却油とにおいて熱交換が一層良好におこなわれ、駆動モータ２５を冷却油でより良好に冷却できる。

なお、本発明の技術的範囲は前記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において種々の変更を加えることが可能である。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１０ 船外機
１２ 船体
２５ 駆動モータ（駆動源、電動機）
２６ 第１ドライブシャフト（第１駆動軸）
２７ 第２ドライブシャフト（第２駆動軸）
２８ 減速機構
３１ プロペラシャフト（出力軸）
３２ プロペラ
３５ 回転軸
３６ ステータ
３７ ロータ
３８ ステータコア
３８ｃ 外周面
３９ コイル
３９ｂ 下側のコイル
６７ オイルポンプ（液体ポンプ）
６８ 吸込口
７５ ケース流路（流路）
７８ 冷却パイプ
Ｈ 範囲
Ｈ１、Ｈ２ 液面高さ

Claims (5)

1. 駆動源でプロペラを回転させることにより船体を推進させる船外機において、
   前記駆動源からのトルクを出力する第１駆動軸と、
   前記第１駆動軸と平行に配置され、前記プロペラが連結される出力軸にトルクを伝達する第２駆動軸と、
   前記第１駆動軸および前記第２駆動軸の間に配置され、前記第１駆動軸からのトルクを前記第２駆動軸に伝達する減速機構と、を備え、
   前記駆動源は、前記減速機構よりも下方に配置されている、
   ことを特徴とする船外機。
2. 前記駆動源は、縦置きに配置された電動機であり、
   前記電動機を冷却する液体の液面高さは、ステータの下部に設けられたコイルが浸かり、かつ、ロータの下方に位置する範囲に設定されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の船外機。
3. 前記コイルが配置された側において、かつ、前記コイルの近傍に液体ポンプの吸込口が設けられた、
   ことを特徴とする請求項２に記載の船外機。
4. 前記コイルに沿って前記吸込口まで液体が流れる流路を有する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の船外機。
5. 前記ステータの外周側において周方向に間隔をあけて設けられ、かつ、前記電動機の回転軸に沿って延び、前記ステータに液体を導く複数の冷却パイプを備え、
   前記複数の冷却パイプから案内されて前記ステータを冷却した前記液体は前記流路に導かれる、
   ことを特徴とする請求項４に記載の船外機。

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