JP2986257B2 - 舶用減速逆転機構 - Google Patents

舶用減速逆転機構

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は舶用減速逆転機構におい
て、油圧式動力伝達経路と機械式動力伝達経路を切り換
えて選択使用出来るように構成したものである。
【0002】
【従来の技術】従来の舶用減速逆転機構においては、一
段あるいは二段の固定減速比を持つ歯車変速機が用いら
れて来た。この従来技術の場合には、例えば漁船の場合
に高速航行から、曳網やトローリング等の低速航行への
速度変更を、動力源であるエンジン側の回転制御により
行っていたのである。しかしその場合には、機関−減速
機特性の最適マッチングの困難さや、機関出力を各運転
状態でフルに利用出来ないこと、機関回転数範囲が広が
るに伴う燃費の変化や、制御のレスポンス、公害発生防
止等の点で問題があったのである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不具合いを解消するものである。即ち、低速航行時や
漁撈作業時の運転条件を無段変速で選択可能とし、機関
が略一定の回転数あるいは、通常比較的狭い範囲の回転
数制御により運転可能としたものである。また機関出力
をフルに利用し、公害発生要因を減らすことが出来るよ
うに構成したものである。上記の3つのコンポネント
は、その組合わせを選択可能とし、従って無段変速範囲
の広い用途あるいは、低速トローリング用等の用途に応
じて組合わせを変更可能としたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の解決すべき課題
は以上の如くであり、次に該課題を解決する手段を説明
する。即ち、動力源Eと、プロペラ軸2の回転方向を正
逆切換可能な逆転装置の駆動側との間に、機械式動力伝
達経路と油圧式動力伝達経路とを並列させて、機械式動
力伝達経路にはクラッチ手段9を、油圧式動力伝達経路
にはクラッチ手段V3を介在させ、両クラッチ手段9・
V3は、高速航行時にはクラッチ手段9を入りに、低速
航行時にはクラッチ手段V3を入りにするよう背反的に
連係させたものである。
【0005】
【作用】次に作用を説明する。漁場等への移動の為の高
速航行の際には、動力源Eからの動力は機械式動力伝達
経路を介して機械式逆転装置からプロペラ軸2を経てプ
ロペラ3に伝達される。故に動力源Eからの伝達効率が
良くなり、ロス馬力を最小限度に抑えることが出来るの
である。またトローリングや曳網等のような低速航行の
際には、動力源Eからの動力は油圧式動力伝達経路を介
して機械式逆転装置からプロペラ3に伝達されるので、
エンジンの回転数は略一定回転に保つことが出来て、ま
たは狭い範囲の回転制御をしながら、油圧式動力伝達経
路の無段変速により変速することが出来るので、機関出
力をフルに利用し、公害発生要因を減少させることが出
来るのである。
【0006】
【実施例】次に実施例を説明する。図1は油圧式動力伝
達経路に静油圧式無段変速装置H1を用いて、逆転装置
と機械式動力伝達経路と油圧式動力伝達経路の各コンポ
ーネントは用途に応じて組合わせ可能とした実施例のス
ケルトン図、図2は図1の実施例の各軸の配置を示す図
面、図3は油圧式動力伝達経路をスプリットタイプ静油
圧式無段変速装置H2により構成し、該スプリットタイ
プ静油圧式無段変速装置H2をユニットとして機械式動
力伝達経路のケーシング開口部に着脱自在とした実施例
のスケルトン図、図4は図3の実施例の各軸の配置を示
す図面、図5は油圧式動力伝達経路に機械−油圧ハイブ
リッド形静油圧式無段変速装置H3を介装した実施例の
スケルトン図、図6は同じく図5の実施例の各軸の配置
を示す図面、図7は同じく図5の実施例の油圧回路図、
図8は図1の実施例の伝達効率を示す図面、図9は図3
と図5の実施例の動力伝達効率を示す図面である。
【0007】図1・図2の実施例について説明する。本
発明の舶用減速逆転機構は静油圧式無段変速装置H1に
よる油圧式動力伝達経路と、機械式動力伝達経路の直結
回路を併用している。即ち動力源Eからの入力軸1とプ
ロペラ軸2は略同一軸芯とし、入力軸1に固設した入力
ギア12が機械式動力伝達経路のクラッチ手段9である
油圧クラッチのギア13と噛合し、該ギア13により可
変容量型の油圧ポンプPのポンプ軸21を駆動してい
る。またポンプ軸21と同一軸芯に第2軸17が配置さ
れている。次に逆転装置を説明する。第2軸17の上に
正転用油圧クラッチ6が介装されている。該クラッチ6
と第2軸17を接合することにより、正転クラッチギア
8から出力ギア4を介してプロペラ軸2とプロペラ3が
正転駆動される。正転用油圧クラッチ6のクラッチギア
11と逆転用油圧クラッチ5のクラッチギア10が常時
噛合している。
【0008】逆転用油圧クラッチ5は第3軸18に介装
されており、該クラッチ5を第3軸18に接合すること
により逆転クラッチギア7から出力ギア4を介してプロ
ペラ軸2を逆転駆動する。
【0009】また第3軸18に油圧モータMの出力軸が
結合されている。該油圧モータMの出力は正転用油圧ク
ラッチ6又は逆転用油圧クラッチ5の接続によりプロペ
ラ軸2とプロペラ3へ伝達される。Cは静油圧式無段変
速装置のチャージポンプである。クラッチ手段9の接合
により、機械式動力伝達経路を選択した場合には、静油
圧式無段変速装置H1の油圧をクラッチ手段V3である
アンロードバルブを作動させ、閉回路を短絡して該変速
装置H1からの出力を0にすると共に負荷を解消してい
る。
【0010】クラッチ手段9を切ると、正転用油圧クラ
ッチ6や逆転用油圧クラッチ5へは動力源Eからの動力
は直接伝達されなくなると共にクラッチ手段V3が閉回
路の短絡を遮断して静油圧式無段変速装置H1により減
速された回転がクラッチ6や5へ伝達される。
【0011】次に図3・図4により、第2の実施例を説
明する。油圧式動力伝達経路はスプリットタイプ静油圧
式無段変速装置H2により構成し、一部の動力を油圧式
動力伝達経路とし、残りを機械式動力伝達経路により伝
達している。そして2系統の分岐動力を、遊星歯車機構
16で再度合流している。直結段と変速段の組合わせ
は、随時自由に選択出来るが機関制御とも連動した複合
制御を行うことも出来るのである。また入力軸1とプロ
ペラ軸2の位置関係は、異軸芯・同軸芯を選ぶことが出
来る。変速段は純油圧式動力伝達経路の場合に比較し
て、スプリットタイプとしたことにより、高伝動効率を
得ることが出来る。例えば純油圧の場合の伝達効率が5
0%であるのに対し、スプリットタイプ静油圧式無段変
速装置H2の場合には、その伝達効率が(0.98+
0.85)/2=0.915となる。
【0012】動力源Eからの入力軸1に入力ギア12を
固設し、該入力ギア12が油圧ポンプPのポンプギア1
3と、機械式動力伝達経路を構成する第2軸17の直結
クラッチギア20と噛合している。該直結クラッチギア
20の回転はクラッチ手段9の接合により第2軸17に
伝達される。そして第2軸17の回転を正転用油圧クラ
ッチ6または逆転用油圧クラッチ5の接合により、出力
ギア4を介してプロペラ軸2とプロペラ3に伝達する。
【0013】クラッチ手段9を切るとクラッチ手段V3
が入り、油圧ポンプPからの圧油により油圧モータMが
回転し、該油圧モータMの回転がモータギア15から遊
星歯車機構16に入力される。しかし遊星歯車機構16
には、入力軸1からの動力も伝達されており、第3軸1
8の回転は、油圧式動力伝達経路と機械式動力伝達経路
との重合した回転となっている。また図4に示す如く、
スプリットタイプ静油圧式無段変速装置H2のユニット
は舶用減速逆転ケースの各部分に脱着可能に構成されて
いる。スプリットタイプ静油圧式無段変速装置H2のユ
ニットを脱着しない場合には、入力軸1とプロペラ軸2
を同一軸芯とすることも可能である。
【0014】次に図5・図6・図7において、第3の実
施例の説明をする。該実施例の場合には、機械−油圧ハ
イブリッド形静油圧式無段変速装置H3は、遊星歯車機
構16を用いないスプリットタイプであり、外側ケーシ
ングの回転は、油圧ポンプPの回転数±流動伝動による
回転数である。この場合にも機械−油圧のハイブリッド
形である。機械式動力伝達経路による直結時には油圧閉
回路をアンロードする制御回路と伝動している。また機
関との協調制御装置も具備している。変速段は純油圧駆
動の場合に比較して、前述の如く高効率伝動が可能であ
り、また遊星歯車機構16を使用しないスプリットタイ
プであるので構造が簡単であり、小出力の機関用にも適
合出来る。
【0015】図7において、本発明の舶用減速逆転機構
を制御する油圧回路の一例について説明する。動力源E
よりチャージポンプCと、静油圧式無段変速装置の油圧
ポンプPと、油圧クラッチに圧油を送る油圧ポンプDを
駆動する。油圧ポンプDからの圧油を正逆切換弁V1に
より切換えて、逆転装置の逆転用油圧クラッチ5また正
転用油圧クラッチ6を接合する。該逆転用油圧クラッチ
5と正転用油圧クラッチ6の両方が非接合状態の時にプ
ロペラ出力が断状態となる。またチャージポンプCの圧
油を、機械−油圧切換弁V2により切換えて、クラッチ
手段9に圧油を供給する。そしてクラッチ手段9が接合
される場合に、静油圧式無段変速装置のアンロードを行
う為にクラッチ手段V3を同時に切換えるべく構成して
いる。L1・L2・L3はリリーフバルブである。
【0016】図1の実施例の場合には、図8に示す速度
−効率−回転数の如き曲線を描いた制御が行われるので
ある。即ち、直結クラッチ9が油圧式動力伝達経路から
機械式動力伝達経路に切換られるまでは、油圧式動力伝
達経路による無段変速が行われ、油圧式動力伝達経路の
間は回転数は一定である。次に一定の速度比の位置で、
直結クラッチ9が接合して直結状態となると、回転数が
変化することとなり、伝動効率は一定となるのである。
【0017】図3と図5の場合には、ハイブリッド形の
油圧式動力伝達経路であるので、図9の如き、変速比−
効率−回転数の曲線を描いた制御が行われるのである。
この場合には、スプリットタイプ静油圧式無段変速装置
H2と機械−油圧ハイブリッド形静油圧式無段変速装置
H3において、一定の速度比までは、静油圧式無段変速
装置による無段変速回転が主に伝達され、途中から機械
式動力伝達経路による回転が合流するので、伝導効率が
途中でピークを構成して変化するのである。
【0018】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、第1に、トローリ
ングや曳網等の漁撈作業時の低速航行時は、油圧式動力
伝達経路を作動させて運転条件を無段で選択可能とし、
機関が略一定の回転数あるいは、通常比較的狭い範囲の
回転制御により運転可能とすることが出来たのである。
【0019】第2に、また機関出力をフルに利用し、公
害発生要因を減らすことが出来るようになったものであ
る。
【0020】第3に、上記の3つのコンポネントは、そ
の組合わせを選択可能とし、従って無段変速範囲の広い
用途あるいは、低速トローリング用等の用途に応じて組
合わせを変更可能とすることが出来たのである。
【0021】第4に、油圧式動力伝達経路を使用しない
機械式動力伝達経路による高速航行の場合には、高伝動
効率であり、燃費を向上することが出来たのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】油圧式動力伝達経路に静油圧式無段変速装置H
1を用いて、逆転装置と機械式動力伝達経路と油圧式動
力伝達経路の各コンポーネントは用途に応じて組合わせ
可能とした実施例のスケルトン図。
【図2】図1の実施例の各軸の配置を示す図面。
【図3】油圧式動力伝達経路をスプリットタイプ静油圧
式無段変速装置H2により構成し、該スプリットタイプ
静油圧式無段変速装置H2をユニットとして機械式動力
伝達経路のケーシング開口部に着脱自在とした実施例の
スケルトン図。
【図4】図3の実施例の各軸の配置を示す図面。
【図5】油圧式動力伝達経路に機械−油圧ハイブリッド
形静油圧式無段変速装置H3を介装した実施例のスケル
トン図。
【図6】同じく図5の実施例の各軸の配置を示す図面。
【図7】同じく図5の実施例の油圧回路図。
【図8】図1と図3の実施例の伝達効率を示す図面。
【図9】図3の実施例の動力伝達効率を示す図面であ
る。
【符号の説明】 H1 静油圧式無段変速装置 H2 スプリットタイプ静油圧式無段変速装置 H3 機械−油圧ハイブリッド形静油圧式無段変速装置 P 油圧ポンプ M 油圧モータ 1 入力軸 2 プロペラ軸 3 プロペラ 4 出力ギア 5 逆転用油圧クラッチ 6 正転用油圧クラッチ 7 逆転用クラッチギア 8 正転クラッチギア 9 クラッチ手段 17 第2軸 18 第3軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B63H 21/21 B63H 23/30

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動力源Eと、プロペラ軸2の回転方向を
    正逆切換可能な逆転装置の駆動側との間に、機械式動力
    伝達経路と油圧式動力伝達経路とを並列させて、機械式
    動力伝達経路にはクラッチ手段9を、油圧式動力伝達経
    路にはクラッチ手段V3を介在させ、両クラッチ手段9
    ・V3は、高速航行時にはクラッチ手段9を入りに、低
    速航行時にはクラッチ手段V3を入りにするよう背反的
    に連係させたことを特徴とする舶用減速逆転機構。
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JP2015199372A (ja) * 2014-04-04 2015-11-12 ヤンマー株式会社 マリンギヤ装置及びこれを備えた船舶
JP2015199373A (ja) * 2014-04-04 2015-11-12 ヤンマー株式会社 マリンギヤ装置及びこれを備えた船舶
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DE102017211551B4 (de) * 2017-07-06 2019-01-31 Zf Friedrichshafen Ag Schiffsgetriebe

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