JP3539573B2 - 船舶推進装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、前後2枚のプロペラを互いに逆方向に回転駆動する所謂二重反転方式を採用する船舶推進装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
船外機等に設けられる船舶推進装置において二重反転方式によって前後2枚のプロペラを逆方向に回転駆動すれば、高い推進効率が得られることは既に知られている。
【0003】
ところで、船舶推進装置においては、一般的にはプロペラの外筒内に排気通路を形成し、この排気通路を介してエンジンからの排気ガスを水中に排出しており、これは二重反転方式を採用する船舶推進装置についても同様である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
而して、二重反転方式を採用する船舶推進装置にあっては、前後2枚のプロペラが独立して互いに逆方向に回転駆動されるため、これら前後のプロペラの各外筒間及び前側のプロペラとケーシング間にはそれぞれクリアランスが不可避的に形成される。
【0005】
ところで、互いに逆方向に回転する前後のプロペラ間には圧力が発生するため、特に両プロペラの外筒間に形成されるクリアランスから水が排気通路内に流入し、この流入した水が排気抵抗を増大させ、エンジン出力を低下させるという問題がある。
【0006】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、特に前後のプロペラの各外筒間のクリアランスから排気通路への水の流入を防いで排気抵抗を低減し、以ってエンジン出力の向上を図ることができる船舶推進装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明は、ケーシングの下部に、内外二重軸を構成する中実の第1プロペラ軸と中空の第2プロペラ軸を前後方向に水平に、且つ、回転自在に配し、前記第2プロペラ軸の前記ケーシングから後方へ延出する後端部に前方のプロペラをダンパ部材を介して結着し、該前方のプロペラの後方であって、且つ、前記第1プロペラ軸の前記第2プロペラ軸から後方へ延出する後端部に後方のプロペラをダンパ部材を介して結着し、前方のプロペラの前端部が前記ケーシングの後端部に嵌り込む形で両者を軸方向にオーバーラップさせ、前後2枚のプロペラを互いに逆方向に回転駆動するとともに、これら前後2枚のプロペラの各外筒内に排気通路を形成して成る船舶推進装置において、後方のプロペラの外筒の後端部が前方のプロペラの外筒の後端部内に嵌り込む形で両者を軸方向にオーバーラップさせるとともに、後方のプロペラの外筒の前端外周部に螺旋状に巻回されたラビリンスを設け、該ラビリンスの螺旋方向を、後方のプロペラの回転方向に対して水を排気通路外へ押し戻す方向に一致させたことを特徴とする。
【0008】
【作用】
本発明によれば、圧力が局部的に上がる前後のプロペラ間に臨むクリアランス(両プロペラの各外筒間のクリアランス)から排気通路への水の流入がラビリンスによって効果的に防がれる。即ち、ラビリンスによる封止効果に加え、該ラビリンスの螺旋方向が後方のプロペラの回転方向に対して水を排気通路外へ押し戻す方向に一致するため、水の排気通路への流入が効果的に防がれ、排気通路に流入した水によって排気抵抗が増大するという従来の問題が解消され、排気抵抗を低減してエンジン出力の向上を図ることができる。
【0009】
【実施例】
以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する。
【0010】
図1は本発明に係る船舶推進装置の側断面図、図2は同船舶推進装置要部の拡大断面図、図3乃至図6はシール手段の種々の態様を示す図1のA部拡大詳細図、図7は船外機の側面図である。
【0011】
図7に示す船外機50は、クランプブラケット51によって船体60の後尾板60aに取り付けられており、該船外機1の上部のハウジング52内には不図示のエンジンが収納されている。又、船外機50の下部には本発明に係る船舶推進装置1が設けられており、該船舶推進装置1は、前記エンジンによってその前後2枚のプロペラ2,3が互いに逆方向に回転駆動される所謂二重反転方式を採用している。
【0012】
ここで、上記船舶推進装置1の構成の詳細を図1及び図2に基づいて説明する。
【0013】
図1において、4はケーシングであって、このケーシング4の下部には内外二重軸を構成する中実の第1プロペラ軸5と中空の第2プロペラ軸6が前後方向(図1の左右方向)に水平に、且つ、回転自在に配されている。そして、第2プロペラ軸6のケーシング4から後方へ延出する後端部には前記前方(図1の左方)のプロペラ2がダンパ部材7を介して結着されており、該プロペラ2の後方であって、且つ、第1プロペラ軸5の第2プロペラ軸6から後方へ延出する後端部には前記後方(図1の右方)のプロペラ3がダンパ部材8を介して結着されている。
【0014】
ところで、プロペラ2,3は、それぞれダンパ部材7,8に結着された内筒2a,3aと外筒2b,3b、これら内筒2a,3aと外筒2b,3bとを接続するリブ2c,3c及び外筒2b,3bの外周に一体に形成された複数枚の羽根2d,3dによって構成されており、各内筒2a,3aと外筒2b,3bの間には排気通路9が形成されており、該排気通路9は、ケーシング4に形成された排気通路10に連通されている。尚、排気通路10は不図示のエンジンの排気系に接続されている。
【0015】
又、図2に詳細に示すように、前記第1プロペラ軸5の前端部の外周にはベアリング11によって回転自在に支承されたベベルギヤ12が自由回転自在に配されており、該ベベルギヤ12の後方であって、且つ、前記第2プロペラ軸6の前端部の外周にはベアリング13によって回転自在に支承されたベベルギヤ14が自由回転自在に配されている。
【0016】
更に、第1プロペラ軸5の前記ベベルギヤ12の前方の前端外周部には第1スライダ15が第1プロペラ軸5に沿って前後方向に摺動自在にスプライン嵌合されており、同様に第2プロペラ軸6の前端外周部(両ベベルギヤ12、14の間の部位)には第2スライダ16が第2プロペラ軸6に沿って前後方向に摺動自在にスプライン嵌合されている。尚、前記第1スライダ15の後端部には、ベベルギヤ12の爪12aに対して係脱する爪15aが形成されており、前記第2スライダ16の前後端部には、ベベルギヤ12,14の各爪12b,14aに対してそれぞれ係脱する爪16a,16bがそれぞれ形成されている。
【0017】
又、第1プロペラ軸5の先端部の中心には中空状のプランジャ17が前後方向に摺動自在に嵌装されており、該プランジャ17の前後には、第1プロペラ軸5に貫設された長孔5a,5bに挿通するピン18,19が軸直角方向に挿通されている。そして、前記第1スライダ15はピン18によってプランジャ17に連結されており、前記第2スライダ16はピン19によってプランシャ17に連結されている。
【0018】
従って、第1スライダ15と第2スライダ16とはピン18,19とプランジャ17によって互いに連結されており、両者は、ピン18,19が長孔5a,5b内を移動し得る範囲内で、一体的に前後方向に摺動可能である。
【0019】
一方、ケーシング4内には、不図示のエンジンによって回転駆動されるドライブ軸20と、不図示のシフトレバーによって回動操作されるシフトロッド21が垂設されており、ドライブ軸20の下端には、前記ベベルギヤ12,14に噛合するベベルギヤ22が結着されている。又、前記シフトロッド21の下端部には、前記第1スライダ15の外周に形成された溝15b(図2参照)に係合するシフトカム23が結着されている。尚、シフトカム23は偏心したピンを有しており、これが回動することによって第1スライダ15と第2スライダ16が前後方向に一体的に摺動せしめられる。
【0020】
ところで、本実施例に係る船舶推進装置1は所謂二重反転方式を採用しており、前進時には前後2枚のプロペラ2,3は独立して互いに逆方向に回転駆動されるため、両プロペラ2,3の各外筒2b,3b間及び前方のプロペラ2とケーシング4間にはそれぞれクリアランスが形成されている。尚、前方のプロペラ2は前述のようにダンパ部材7を介して第2プロペラ軸6に結着されているため、運転時にダンパ部材7が変形して第2プロペラ軸6に対してプロペラ2の外筒2bの位置が変化するが、前述のようにプロペラ2とケーシング4の間にはクリアランスが形成されているため、両者の接触を防ぐことができる。
【0021】
而して、本実施例においては、図3に示すように、前後のプロペラ2,3の各外筒2b,3b間にシール手段としてラビリンス24が設けられている。尚、図4乃至図6に本発明の参考例として他のシール手段を設けた例を示す。
【0022】
図3乃至図6に示すように、前方のプロペラ2の外筒2bの後端部内周2b−1は削られてその径が大きく設定されており、後方のプロペラ3の前端部外周3b−1も削られてその径が小さく設定されており、図示のように後方のプロペラ3の前端部が前方のプロペラ2の後端部内に嵌り込む形で両者は軸方向(前後方向)にオーバーラップしている。
【0023】
本実施例では、図3に示すように、後方のプロペラ3の外筒3bの前端外周部3b−1に螺旋状に巻回されたラビリンス24が設けられており、このラビリンス24の螺旋方向は、後方のプロペラ3の回転方向に対して水を排気通路9外へ押し戻す方向に一致している。
【0024】
又、図4に示す例では、同じく後方のプロペラ3の外筒3bの前端外周部3b−1にリング状の減摩部材25が結着され、図5に示す例では、前方のプロペラ2の外筒2bの内周部に後方のプロペラ3の前端部内周まで延びるリング状の減摩部材26が結着されており、何れの場合も減摩部材25,26によって両プロペラ2,3の各外筒2b,3b間のクリアランスが詰められている。
【0025】
更に、図6に示す例では、前方のプロペラ2の外筒2bの後端外周部に複数枚のデフレクタ27が取り付けられている。
【0026】
次に、本実施例に係る船舶推進装置1の作用を説明する。
【0027】
不図示のエンジンが駆動され、該エンジンによってドライブ軸20が回転駆動されると、該ドライブ軸20の回転はベベルギヤ22を介して両ベベルギヤ12,14に伝達され、両ベベルギヤ12,14が互いに逆方向に回転駆動される。
【0028】
ここで、不図示のシフトレバーを「中立位置」にセットすると、第1スライダ15と第2スライダ16は共にベベルギヤ12,14に噛み合わない中立状態に保たれ、このとき、両ベベルギヤ12,14は自由回転し、ドライブ軸20の回転動力は第1プロペラ軸5及び第2プロペラ軸6に伝達されない。従って、両プロペラ2,3は回転せず、この中立状態では推進力は発生しない。
【0029】
次に、シフトレバーを「前進位置」にセットすると、前記シフトロッド21とシフトカム23が所定の方向に所定角度だけ回動せしめられ、第1スライダ15と第2スライダ16が一体的に後方へ摺動せしめられ、第1スライダ15の爪15aはベベルギヤ12の爪12aに噛合し、第2スライダ16の爪16bはベベルギヤ14の爪14aに噛合する。
【0030】
従って、ドライブ軸20の回転動力の一部はベベルギヤ22,12及び第1スライダ15を経て第1プロペラ軸5に伝達され、残りはベベルギヤ22,14及び第2スライダ16を経て第2プロペラ軸6に伝達され、第1プロペラ軸5及びこれに結着された後方のプロペラ3と第2プロペラ軸6及びこれに結着された前方のプロペラ2が互いに逆方向に回転駆動される。このように、前進時においては、前後のプロペラ2、3が互いに逆方向に回転駆動されるため、これらのプロペラ2,3には高い推進効率が得られる。
【0031】
ところで、エンジンからの排気ガスは、ケーシング4に形成された排気通路10及びプロペラ2,3の外筒2b,3b内に形成された排気通路9を図1の矢印方向に流れ、プロペラ3の後端部から水中に排出される。
【0032】
而して、本実施例においては、圧力が局部的に上がる前後のプロペラ2,3巻に臨むクリアランス(両プロペラ2,3の各外筒2b,3b間のクリアランス)から排気通路9への水の流入は、図3に示したラビリンス24によって効果的に防がれる。
【0033】
即ち、本実施例では、ラビリンス24による封止効果に加え、該ラビリンス24の螺旋方向がプロペラ3の回転方向に対して水を排気通路9外へ押し戻す方向に一致するため、水の排気通路9への流入が効果的に防がれる。
【0034】
又、図4及び図5に示す例では、前述のように減摩部材25,26によって両プロペラ2,3の外筒2b,3b間のクリアランスが詰められるため、水の排気通路9への流入が効果的に防がれる。
【0035】
更に、図6に示す例では、デフレクタ27の整流作用によって前後のプロペラ2,3間の水の流れがスムーズになるため、両プロペラ2,3間の圧力上昇が抑えられ、水の排気通路9への流入が効果的に防がれる。
【0036】
上述のように、両プロペラ2,3の各外筒2b,3b間から排気通路9への水の流入が防がれる結果、排気通路9に流入した水によって排気抵抗が増大するという従来の問題が解消され、排気抵抗を低減してエンジン出力の向上を図ることができる。
【0037】
尚、前側のプロペラ2の前方の圧力はプロペラ2,3の回転によって上昇することがないため、前側のプロペラ2とケーシング4間のクリアランスから排気通路9に水が流入して前記問題が生ずる可能性は殆んどない。
【0038】
次に、不図示のシフトレバーを「後進位置」にセットすると、前記シフトロッド21とシフトカム23が所定の方向に所定角度だけ回動せしめられ、第1スライダ15と第2スライダ16が一体的に前方へ摺動せしめられ、第1スライダ15とベベルギヤ12との噛合が解除される一方、第2スライダ16の噛合がベベルギヤ14からベベルギヤ12に切り換えられる。即ち、第2スライダ16の爪16aがベベルギヤ12の爪12bに噛合する。
【0039】
このため、ドライブ軸20の回転動力はベベルギヤ22,12及び第2スライダ16を経て第2プロペラ軸6のみに伝達され、第1プロペラ軸5には伝達されないため、前方のプロペラ2のみが前進時とは逆方向に回転駆動される。
【0040】
而して、この後進時においても、前後のプロペラ2,3の各外筒2b,3b間から排気通路9への水の流入は図3乃至図6に示すシール手段によって効果的に防がれるため、排気抵抗が小さく抑えられてエンジン出力の向上が図られる。
【0041】
尚、前方のプロペラ2の外筒2bの後端部内周2b−1と後方のプロペラ3の外筒3bの前端部外周3b−1との間に介設される前記ラビリンス24(図3参照)や減摩部材25(図4参照)を、弾性を有する部材で構成すれば、ダンパー部材7,8が変形したためにプロペラ軸5,6に対する外筒2b,3bの位置が変化し、このために外筒2b,3bが互いに接触した場合であっても、接触による衝撃が弾性部材の弾性によって吸収緩和され、外筒2b,3bの損傷が防がれる。
【0042】
【発明の効果】
以上の説明で明らかな如く、本発明によれば、ケーシングの下部に、内外二重軸を構成する中実の第1プロペラ軸と中空の第2プロペラ軸を前後方向に水平に、且つ、回転自在に配し、前記第2プロペラ軸の前記ケーシングから後方へ延出する後端部に前方のプロペラをダンパ部材を介して結着し、該前方のプロペラの後方であって、且つ、前記第1プロペラ軸の前記第2プロペラ軸から後方へ延出する後端部に後方のプロペラをダンパ部材を介して結着し、前方のプロペラの前端部が前記ケーシングの後端部に嵌り込む形で両者を軸方向にオーバーラップさせ、前後2枚のプロペラを互いに逆方向に回転駆動するとともに、これら前後2枚のプロペラの各外筒内に排気通路を形成して成る船舶推進装置において、後方のプロペラの外筒の後端部が前方のプロペラの外筒の後端部内に嵌り込む形で両者を軸方向にオーバーラップさせるとともに、後方のプロペラの外筒の前端外周部に螺旋状に巻回されたラビリンスを設け、該ラビリンスの螺旋方向を、後方のプロペラの回転方向に対して水を排気通路外へ押し戻す方向に一致させたため、前後のプロペラの各外筒間のクリアランスから排気通路への水の流入を防いで排気抵抗を低減し、以ってエンジン出力の向上を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る船舶推進装置の側断面図である。
【図2】本発明に係る船舶推進装置要部の拡大断面図である。
【図3】 図1のA部拡大詳細図である。
【図4】本発明の参考例としてのシール手段(減摩部材)を示す図3と同様の図である。
【図5】本発明の参考例としてのシール手段(減摩部材)を示す図3と同様の図である。
【図6】本発明の参考例としてのシール手段(デフレクタ)を示す図3と同様の図である。
【図7】船外機の側面図である。
【符号の説明】
1 船舶推進装置
2,3 プロペラ
2b,3b 外筒
4 ケーシング
5 第1プロペラ軸
6 第2プロペラ軸
7,8 ダンパ部材
9 排気通路
24 ラビリンス(シール手段)
25,26 減摩部材(シール手段)
27 デフレクタ(シール手段)
Claims (1)
- ケーシングの下部に、内外二重軸を構成する中実の第1プロペラ軸と中空の第2プロペラ軸を前後方向に水平に、且つ、回転自在に配し、前記第2プロペラ軸の前記ケーシングから後方へ延出する後端部に前方のプロペラをダンパ部材を介して結着し、該前方のプロペラの後方であって、且つ、前記第1プロペラ軸の前記第2プロペラ軸から後方へ延出する後端部に後方のプロペラをダンパ部材を介して結着し、前方のプロペラの前端部が前記ケーシングの後端部に嵌り込む形で両者を軸方向にオーバーラップさせ、前後2枚のプロペラを互いに逆方向に回転駆動するとともに、これら前後2枚のプロペラの各外筒内に排気通路を形成して成る船舶推進装置において、
後方のプロペラの外筒の後端部が前方のプロペラの外筒の後端部内に嵌り込む形で両者を軸方向にオーバーラップさせるとともに、後方のプロペラの外筒の前端外周部に螺旋状に巻回されたラビリンスを設け、該ラビリンスの螺旋方向を、後方のプロペラの回転方向に対して水を排気通路外へ押し戻す方向に一致させたことを特徴とする船舶推進装置。
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