JP2904421B2 - 船舶推進機のプロペラ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は船舶堆進機のプロペラ駆動装置に係り、特に
プロペラ軸に作用するスラストの支持構造に関する。

［従来の技術］ 従来の船舶推進機のプロペラ軸として、推進プロペラ
を担持するプロペラ軸とは別部材のギアマウント軸を、
プロペラ軸と同軸的にスプライン結合し、このギアマウ
ント軸に互いに逆方向に回転される前進用歯車および後
進用歯車を支持させたものがある（特開昭61-175346号
公報第４図参照）。

さらに、プロペラ軸を単一の部材で構成して、このプ
ロペラ軸に前後進用の歯車を支持させるものもある。
（特開昭60-188643号公報参照）。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前者の場合、スペース上、ギアマウント軸は
長くとることができず、従って各歯車の軸方向の支持長
が短く制限され、安定した歯車の支持ができず、あるい
はマウント軸支持軸受のスパンが短くなり、支持軸受部
の僅かなクリアランスでもマウント軸の傾きとなり、歯
車の歯当りに悪影響が出る。また、ギアマウント軸から
動力がスプライン結合を介してプロペラ軸に伝達される
ため、前後進の切換えの際にトルク伝達方向の変化によ
るたたかれ現象により、スプライン結合部の摩耗が発生
する恐れがある。

後者のクラッチ機構を前者のプロペラ駆動装置に適用
すると、後者のクラッチ機構においてピンをプランジャ
とばねとで両側から押しているため、クラッチを前進あ
るいは後進に切り替えるときのショックを軽減しにくい
という問題がある。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みなされ
たもので、その目的とするところは、１本軸のプロペラ
軸を使用することによりスプライン結合部の摩耗問題を
解消するとともに、簡単な構成で、クラッチの切り換え
時のショックを軽減できる船舶推進機のプロペラ駆動装
置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、このような目的を達成するために、エンジ
ン駆動軸に取付けられるピニオンと、プロペラ軸に遊転
自在に被嵌され、ピニオンにより回転される前進用歯車
と、ピニオンを挟んで前進用歯車の反対側に位置してプ
ロペラ軸に遊転自在に被嵌され、ピニオンにより前進用
歯車とは逆方向に回転される後進用歯車と、前進用歯車
あるいは後進用歯車に選択的に噛合してその回転をプロ
ペラ軸に伝達するクラッチ体と、前記プロペラ軸にはフ
ランジが一体的に形成されていて、このフランジの一面
および他面により構成され、プロペラ軸に作用するスラ
スト力を推進用ケーシングに伝達する前進スラスト伝達
部および後進スラスト伝達部と、を備えた船舶推進機の
プロペラ駆動装置において、前記プロペラ軸を単一の部
材から構成するとともに、軸方向に沿って収納部及び長
孔を設け、前記クラッチ体は、前記プロペラ軸の長孔に
対応して設けられる第２の長孔を有し、前記収納部に軸
方向に進退可能に挿入されるシフトスリーブと、前記プ
ロペラ軸と直角方向に設けられて前記プロペラ軸の長孔
及び前記第２の長孔を貫通するクロスピンと、前記シフ
トスリーブに設けられて前記クロスピンを前記第２の長
孔の一端側に付勢するばねと、前記クロスピンに設けら
れ、前記前進用歯車又は前記後進用歯車と選択的に爪が
噛み合うことにより前記プロペラ軸に動力を伝達するス
リーブ状のドッグとを備え、前記シフトスリーブが進退
することによりクラッチ機能を果たすものである。

そして、上記プロペラ駆動装置において、前記プロペ
ラ軸の前記収納部の内面に凹部を備えるとともに、前記
クラッチ体は、さらに、前記シフトスリーブの半径方向
に進退するボールと、シフトスリーブ内に設けられ前記
ボールを半径方向に付勢する略円錐状のテーパ面を有す
るリテーナと、前記リテーナの背面に装填されて前記ボ
ールを前記シフトスリーブの半径方向に突出させるよう
に付勢するばねとを備え、前記ボールが前記収納部の内
面の凹部に嵌合することにより、前記クラッチ体の中立
位置を維持することが効果的である。

［作用］ この発明においては、前記プロペラ軸を単一の部材か
ら構成するとともに、軸方向に沿って収納部及び長孔を
設けてクラッチ体を収納するように構成し、ギアマウン
ト軸を長くすることができて、スプライン結合部の摩耗
問題を解消する。また、前記クラッチ体が備える、第２
の長孔を有し、前記収納部に軸方向に進退可能に挿入さ
れるシフトスリーブと、前記シフトスリーブに設けられ
て前記クロスピンを前記第２の長孔の一端側に付勢する
ばねとにより、簡単な構成で、クラッチの切り換え時の
ショックを軽減する。

また、クラッチが中立位置にあるとき、ばねにより前
記シフトスリーブの半径方向に突出するように付勢され
るボールが、前記プロペラ軸の前記収納部の内面の凹部
に嵌合し、前記クラッチ体の中立位置を維持する。

［実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。

第１ないし第３図には本発明を船舶推進機のうち船外
機に適用した実施例が示されている。特に第１図に示す
ように、船外機10はケーシング11の上部にエンジン12を
備え、図示しない船体に取付けられる。船外機10は、船
体内に設置される遠隔操作装置14によってシフト操作お
よびスロットル操作がなされる。15は遠隔操作装置14の
操作ノブ、16はシフトケーブル、17はスロットルケーブ
ルである。シフトケーブル16の端部はケーシング11に固
定されるガイド18の案内溝を摺動し得る摺動子20に連結
され、この摺動子20はまたリンク21を介してシフトレバ
ー22に連結されている。シフトレバー22にケーシング11
を上下に貫通するシフト軸24が接続され、このシフト軸
24の下部に後述するカム25が取付けられている。

第２、３図に示すように、26は、逆転仕様のためにね
じれ方向を左方向とする、すなわち後方より見て左回転
する時前進となるプロペラであり、このプロペラ26はケ
ーシング11内に略水平に配置されたプロペラ軸28に取付
けられる。このプロペラ軸28は単一の部材からなる１本
軸構成であり、前後進切換用すなわちシフト用の歯車機
構30を介してエンジン12の駆動軸29に連結されている。

歯車機構30は第３図に詳しく示すように、プロペラ軸
28に遊転可能に被嵌された前進用および後進用の歯車3
2、33を備え、これら歯車は、エンジンにより上方より
見て右回転に駆動される駆動軸29に固定されたピニオン
34にともに噛合して互いに逆方向に回転される。ここ
で、船の前進方向の後側に配置される歯車32が前進用歯
車であり、前進方向の前側に配置される歯車33が後進用
歯車となっている。

プロペラ軸28には、前記両歯車32、33の間においてス
リーブ状のドッグ35がスプライン結合され、プロペラ軸
28の軸方向に摺動可能となっている。このドッグ35には
軸方向に突出する爪36A、36Bが、また両歯車32、33には
この爪36A、36Bに対向する爪37A、37Bが形成され、これ
ら爪により噛み合いクラッチが形成されている。

プロペラ軸28にはその軸方向に沿ってプロペラ26とは
反対側の端部からシフトスリーブ38が軸方向に進退可能
に挿入されている。シフトスリーブ38およびプロペラ軸
28には、互いに対向して軸方向に長い長孔39および40が
それぞれ形成され、これら長孔には軸と直角方向に充分
な遊びをもってクロスピン41が貫通するとともに、この
クロスピン41の両端部はドッグ35に密かつスライド可能
に挿入され、ドッグ35の外周に設けられた環状溝に臨ん
でいる。42はクロスピン41の脱落を防止するためのコイ
ルばねである。

シフトスリーブ38には、シフトスリーブ38の半径方向
に進退する複数のボール43と、シフトスリーブ38内にあ
ってボール43をはさむ略対称な円錐状のテーパ面を有す
る一対のリテーナ44と、一方のリテーナ44の背面に装填
されて両リテーナ44を閉じる方向すなわちボール43を半
径方向外側に突出させる方向に付勢するコイルばね45
と、を備えたディテント機構が設けられている。一方、
プロペラ軸28の内面には凹部46が形成され、ドッグ35の
中立位置においてボール43はこの凹部46に弾発嵌入す
る。

47はシフトスリーブ38に装填された圧縮コイルばねで
ある。このコイルばね47の一端はクロスピン41に当接
し、他端はシフトスリーブ38の後端（第３図で右端）に
貫挿されたストッパ48に係止されている。よってクロス
ピン41はシフトスリーブ38の長孔39内の前端（第３図で
左端）に押圧されている。

シフトスリーブ38の前端部はプロペラ軸28から突出
し、ここにカムフォロア49が係止されている。このカム
フォロア49は、前述のシフト軸24の下端にスプライン結
合されたカム25を収納する状態で該カム25と摺接する。
シフト軸24の回転操作により、第２図においてカム25が
反時計方向に回動することによりカムフォロア49は後方
に移動し、これによってドッグ35が前進用歯車32に噛合
し、逆に前方に移動することによってドッグ35が後進用
歯車33に噛合するようになっている。

第３図において50は前進用歯車32のテーパ軸受であ
り、51は後進用歯車33のボール軸受である。プロペラ軸
28に作用するスラスト力をケーシング11に伝達してこれ
を支持するため、プロペラ軸28にはフランジ52が一体的
に形成され、このフランジ52の前面（第３図の左面）は
前進スラスト伝達部53として機能し、後面は後進スラス
ト伝達部54として機能する。前進スラスト伝達部53は軸
受50の内輪に当接し、軸受50の外輪はワッシャ55を介し
てケーシング11に形成された段部56に当接している。一
方フランジ52の後進スラスト伝達部54は軸受58およびワ
ッシャ59を介して保持筒60に当接し、この保持筒60はプ
ロペラ軸28の後端寄りの部分を保持するとともにケーシ
ング11に固定されている。なお保持筒60の前端部分に前
記軸受50の外輪が保持されている。

さらにこの実施例では、保持筒60内に圧縮コイルばね
62が収納され、このコイルばね62によってワッシャ59、
軸受58を介しフランジ52のスラスト伝達部54が前方方向
に付勢され、これに基いて軸受50が常に一定の予圧をも
ってケーシング11に対して押え付けられる構造をとって
いる。

次に本実施例の動作を説明する。図に示すようにドッ
グ35が両歯車32、33のどちらにも噛合していない中立位
置（Ｎ）の状態から、第１図の遠隔操作装置14の操作ノ
ブ15を前進位置（Ｆ）に操作すると、シフト軸24を介
し、カムフォロア49が後方に移動する。これによりシフ
トスリーブ38はディテント機構のボール43を凹部46から
脱出させながら後方に移動し、クロスピン41を介してド
ッグ35を前進用の歯車32に噛合させる。これにより歯車
32の回転がドッグ35を介してプロペラ軸28に伝達され、
逆転仕様のプロペラ26が回転して船は前進する。この時
プロペラ軸28に作用する前進スラスト力は、フランジ52
の前進スラスト伝達部53、軸受50、ワッシャ55を介し、
ケーシング11に伝達されて確実に支持される。

遠隔操作装置14の操作ノブ15を逆に後進位置（Ｒ）に
操作すると、同様にしてドッグ35は後進用の歯車33に噛
合し、これによってプロペラ軸28は逆回転して船は後進
する。ここでプロペラ軸28に作用する後進スラスト力
は、フランジ52の後進スラスト伝達部54、軸受58、ワッ
シャ59、保持筒60を介しケーシング11に伝達され、確実
に支持される。

このように、本実施例では、プロペラ軸28に設けたフ
ランジ52の両側面を利用して前後進のスラスト伝達部を
形成し、従来のように両歯車32、33の支持端間距離より
長く離間した構造をとっていないため、スラスト伝達部
の寸法精度を出し易く、よってガタを極力防止できる。
このため、プロペラ軸28が前後進切換時に前後に移動す
るようなことも防止でき、特に軸受50の耐久性の低下や
異音の発生を防止できる。特に、本実施例のように前進
方向の前側の歯車を後進用歯車とし、前進方向の後側の
歯車を前進用歯車として使用する、いわゆる逆転仕様の
プロペラ駆動装置において、前進時プロペラ軸の移動が
ないので、前進スラストによってドック35、シフトスリ
ーブ38を介してカムフォロア49がカム25に押付けられる
ことがなくなる。すなわち、カム25の摩耗が防止され
る。またこのことにより爪36Aの噛み合い長さが確保さ
れ、爪36Aの耐久性の低下が防止される。

さらに本実施例では、コイルばね62によってプロペラ
軸28のフランジ52を介し軸受50にケーシング11に対する
予圧を与えているので、トローリングや低速域の航走時
においてもテーパ軸受50にスラスト力が作用することに
なり、該軸受の安定度は大幅に向上している。これによ
りこの軸受付近から出る異音を防止でき、かつ該軸受の
耐久性も向上する。

なお、上記実施例に加え、駆動軸29のピニオン34なら
びに両歯車32、33をスパイラル歯に構成し、特に前進用
歯車32がピニオン34によって駆動される時に後方に移動
するような力を受ける構造とするのが好適である。この
ように構成することにより、前進時にプロペラ軸28に作
用する前進スラスト力と、ピニオン34から前進用歯車32
が受ける後方への力がテーパフランジ52の内輪を介して
互いに相殺するようになるので、該軸受50に加わる力を
小さくでき、その耐久性を増加することもできる。

なお、本実施例において、ねじれ方向が右方向である
プロペラを採用する時、操作ノブ14をＲ側操作すれば、
ドッグ35は歯車33に噛み合い、前進することができる。
この時歯車33が前進用となる。この場合でも前後進切換
によるプロペラ軸の前後の移動を防止可能となり、歯車
などの軸受部の耐久性低下を防止することができる。

［効果］ 以上説明したように、本発明によれば、１本軸のプロ
ペラ軸を使用して、軸方向に沿って収納部及び長孔を設
けてクラッチ体を収納するように構成したので、プロペ
ラ軸とギアマウント軸を使用する場合において前後進切
り換えに伴い生じるたたかれ現象を防止できて、スプラ
イン結合部の摩耗問題を解消することができる。また、
クラッチ体に、第２の長孔を有し、前記収納部に軸方向
に進退可能に挿入されるシフトスリーブと、前記シフト
スリーブに設けられて前記クロスピンを前記第２の長孔
の一端側に付勢するばねとを備えることにより、簡単な
構成で、クラッチの切り換え時のショックを軽減する。
また、第２の長孔によりショックの軽減効果の調整が可
能である。

また、プロペラ軸の前記収納部の内面に凹部を備える
とともに、クラッチ体に、前記シフトスリーブの半径方
向に進退するボールと、前記ボールを前記シフトスリー
ブの半径方向に突出させるように付勢するばねとを備え
るので、前記クラッチ体の中立位置を容易に維持するこ
とができて操作性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る船外機の全体構成を示
す模式図、第２図は同船外機の要部を示す模式図、第３
図は同実施例におけるプロペラ駆動装置の要部を拡大し
て示す断面図である。 11……ケーシング,28……プロペラ軸 29……駆動軸,32、33……歯車 35……ドッグ,50……軸受 52……フランジ,53、54……スラスト伝達部 62……コイルばね

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−188643（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−175346（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−205444（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン駆動軸に取付けられるピニオン
   と、 プロペラ軸に遊転自在に被嵌され、ピニオンにより回転
   される前進用歯車と、 ピニオンを挟んで前進用歯車の反対側に位置してプロペ
   ラ軸に遊転自在に被嵌され、ピニオンにより前進用歯車
   とは逆方向に回転される後進用歯車と、 前進用歯車あるいは後進用歯車に選択的に噛合してその
   回転をプロペラ軸に伝達するクラッチ体と、 前記プロペラ軸にはフランジが一体的に形成されてい
   て、このフランジの一面および他面により構成され、プ
   ロペラ軸に作用するスラスト力を推進用ケーシングに伝
   達する前進スラスト伝達部および後進スラスト伝達部
   と、 を備えた船舶推進機のプロペラ駆動装置において、 前記プロペラ軸を単一の部材から構成するとともに、軸
   方向に沿って収納部及び長孔を設け、 前記クラッチ体は、 前記プロペラ軸の長孔に対応して設けられる第２の長孔
   を有し、前記収納部に軸方向に進退可能に挿入されるシ
   フトスリーブと、 前記プロペラ軸と直角方向に設けられて前記プロペラ軸
   の長孔及び前記第２の長孔を貫通するクロスピンと、 前記シフトスリーブに設けられて前記クロスピンを前記
   第２の長孔の一端側に付勢するばねと、 前記クロスピンに設けられ、前記前進用歯車又は前記後
   進用歯車と選択的に爪が噛み合うことにより前記プロペ
   ラ軸に動力を伝達するスリーブ状のドッグとを備え、 前記シフトスリーブが進退することによりクラッチ機能
   を果たすことを特徴とする船舶推進機のプロペラ駆動装
   置。
2. 【請求項２】前記プロペラ軸の前記収納部の内面に凹部
   を備えるとともに、 前記クラッチ体は、さらに、前記シフトスリーブの半径
   方向に進退するボールと、 シフトスリーブ内に設けられ前記ボールを半径方向に付
   勢する略円錐状のテーパ面を有するリテーナと、 前記リテーナの背面に装填されて前記ボールを前記シフ
   トスリーブの半径方向に突出させるように付勢するばね
   とを備え、 前記ボールが前記収納部の内面の凹部に嵌合することに
   より、前記クラッチ体の中立位置を維持することを特徴
   とする請求項１記載の船舶推進機のプロペラ駆動装置。