JP3539591B2 - 船舶推進装置 - Google Patents

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  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
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、二重反転方式を採用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。斯かる船舶推進装置は、ロアケース後方に配される前後2枚のプロペラを互いに逆方向に回転駆動する二重反転機構をロアケースに内蔵して構成され、二重反転機構は、ロアケース内にその端部が垂直に臨むドライブシャフトと、該ドライブシャフトの端部に結着された水平ベベルギヤと、該水平ベベルギヤに噛合する前後一対の垂直ベベルギヤと、互いに独立して回転する内軸及び外軸と、前側の垂直ベベルギヤの前方に配されたシフトクラッチと、前記ドライブシャフトの前方にこれと平行に配されるシフトロッドを含んで構成される。
【0003】
而して、上記二重反転機構においては、エンジンによって一方向に回転駆動されるドライブシャフトの回転が水平ベベルギヤ及び前後一対の垂直ベベルギヤを経て内軸と外軸にそれぞれ伝達され、内軸と外軸に結着された2枚のプロペラが互いに逆方向に回転駆動される。
【0004】
ところで、斯かる二重反転機構においては、前側の垂直ベベルギヤの前方にシフトクラッチが配され、該シフトクラッチをシフトロッドで操作することによってシフト操作がなされる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の船舶推進装置においては、シフトロッド中心からロアケース前縁端までの長さが同シフトロッド中心からドライブシャフト中心までの長さよりも短かったため、前側の垂直ベベルギヤの前方にシフトクラッチを容易に組み込むことができない上、ロアケースの外形形状を流線形に近い滑らかな曲面形状とすることができず、ロアケースの水中での抵抗を小さく抑えることができなかった。
【0006】
従って、本発明の目的とする処は、ロアケースの前部にシフトクラッチを容易に組み込むことができるとともに、ロアケースの外形形状を流線形に近い滑らかな曲面形状として該ロアケースの水中での抵抗を小さく抑えることができる船舶推進装置を提供することにある。
【0007】
又、二重反転方式を採用する従来の船舶推進装置においては、前後2枚のプロペラを有するため、ロアケースの前後方向長さの方が前記2枚のプロペラの前後方向長さの和よりも短くなり、このために操舵荷重が重くなったり、直進安定性が悪くなることがあった。
【0008】
従って、本発明の目的とする処は、操舵荷重の軽減と直進安定性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。
【0009】
ところで、船舶推進装置のロアケースにはエンジン冷却水の吸水口が開口するが、該吸水口はロアケース内部に形成された排気通路等を避けて配置せざるを得ず、その位置が制限されていたために、当該船舶推進装置が水に反没状態となるハイマウント航走(高速クルージング)時にもエンジン冷却水を安定して吸引することができる最適位置に吸引口を配置することができなかった。
【0010】
従って、本発明の目的とする処は、ハイマウント航走時にもエンジン冷却水を安定して吸引することができる船舶推進装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、ロアケース後方に配される前後2枚のプロペラを互いに逆方向に回転駆動する二重反転機構をロアケースに内蔵し、該二重反転機構を、ロアケース内にその端部が垂直に臨むドライブシャフトと、該ドライブシャフトの端部に結着された水平ベベルギヤと、該水平ベベルギヤに噛合する前後一対の垂直ベベルギヤと、互いに独立して回転する内軸及び外軸と、前側の垂直ベベルギヤの前方に配されたシフトクラッチと、前記ドライブシャフトの前方にこれと平行に配されるシフトロッドを含んで構成する船舶推進装置において、前記シフトロッド中心から前記ロアケース前縁端までの長さを同シフトロッド中心から前記ドライブシャフト中心までの長さよりも長くするとともに、エンジン冷却水の吸水口を前記ロアケースの前記シフトロッドよりも前方位置に開口せしめ、該吸水口に、前記ロアケースの前記シフトロッドよりも前方に垂直に形成された冷却水通路を連通せしめたことを特徴とする。
【0012】
従って、請求項1記載の発明によれば、シフトロッドよりも前方のロアケース前部に広い空間が形成されるため、この広い空間にシフトクラッチを容易に組み込むことができるとともに、ロアケースの外形形状を流線形に近い滑らかな曲面形状として該ロアケースの水中での抵抗を小さく抑えることができる。又、長さが延長されたロアケース前部の最適位置に吸水口が開口せしめられるため、船舶推進装置が水に半没状態となるハイマウント航走時にもエンジン冷却水を安定して吸引することができる。
【0013】
又、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記ロアケースの前後方向長さを前記2枚のプロペラの前後方向長さの和よりも長くしたことを特徴とする。
【0014】
従って、請求項2記載の発明によれば、船舶推進装置全体の揺動中心をシフトロッドと同軸のステアリング軸に近づけることができるため、操舵荷重が軽減され、又、ロアケースの長さが長くなるため、船舶推進装置の直進安定性が高められる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0018】
図1は本発明に係る船舶推進装置を備える船外機の側面図、図2は本発明に係る船舶推進装置の側断面図、図3は同船舶推進装置の破断底面図である。
【0019】
図1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の船尾板60aに取り付けられており、該船外機50はステアリング軸52によって左右に回動自在に支持されている。そして、該船外機50の上部のカウリング53内には不図示のエンジンが収納されている。
【0020】
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、前進時には不図示の前記エンジンによってその前後一対のプロペラ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。
【0021】
ここで、本発明に係る前記船舶推進装置1の構成の詳細を図2に基づいて説明する。
【0022】
図2において、4はロアケースであって、このロアケース4の砲弾部4aには二重反転機構が内蔵されている。
【0023】
即ち、ロアケース4の砲弾部4aには、内外二重軸を構成する中実の内軸5と中空の外軸6が前後方向(図2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、上記外軸6のロアケース4から後方へ延出する後端部には前記前プロペラ2がダンパ部材7を介して結着されており、該前プロペラ2の後方であって、且つ、内軸5の外軸6から後方へ延出する後端部には前記後プロペラ3がダンパ部材8を介して結着されている。
【0024】
ところで、プロペラ2,3は、それぞれボス部2a,3aと、各ボス部2a,3aの外周に一体に形成された複数枚の羽根2b,3bによって構成されている。そして、前プロペラ2のボス部2a内には円筒状の排気通路9が形成されており、該排気通路9の前端部はロアケース4内に形成された排気通路10に対向しており、同排気通路9の後端部は後プロペラ3の上流に向かって開口している。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。
【0025】
他方、前記内軸5の前端部外周と外軸6の前端部外周には、回転自在に支承された前後一対の垂直ベベルギヤ11,12が相対向して配されており、前側の垂直ベベルギヤ11の外周部はテーパローラベアリング13を介してロアケース4に回転自在に支承され、後側の垂直ベベルギヤ12の外周部はベアリングハウジング14に保持されたテーパローラベアリング15によって回転自在に支承されている。尚、内軸5は、その前端部と後端部が回転自在に支承されている。
【0026】
ところで、外軸6の前端外周部であって、且つ、前後一対の垂直ベベルギヤ11,12の内側部分には、第1のシフトクラッチ16が外軸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。同様に内軸5の前記前側の垂直ベベルギヤ11の前方の前端外周部には、第2のシフトクラッチ17が内軸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いる。
【0027】
又、内軸5の先端部の中心には中空状のプランジャ18が前後方向に摺動自在に嵌装されており、該プランジャ18には、内軸5に貫設された長孔5a,5bに挿通するピン19,20が軸直角方向に挿通されている。そして、前記第1のシフトクラッチ16はピン19によってプランジャ18に連結されており、前記第2のシフトクラッチ17はピン20によってプランジャ18に連結されている。
【0028】
従って、第1のシフトクラッチ16と第2のシフトクラッチ17とはピン19,20によって互いに連結されており、両者はピン19,20が長孔5a,5b内を移動し得る範囲内で、前後方向に摺動可能である。
【0029】
一方、ロアケース4内には、不図示のエンジンによって一方向に回転駆動されるドライブシャフト21と、該ドライブシャフト21の前方にこれと平行に延在するシフトロッド22が垂設されており、ドライブシャフト21の下端には、前記一対の垂直ベベルギヤ11,12に噛合する水平ベベルギヤ23が結着されている。
【0030】
而して、不図示のシフトレバーを操作してシフトロッド22をその軸中心回りに回動させれば、該シフトロッド22の回動はシフトカム24によって第2のシフトクラッチ17の前後方向の移動に変換されるため、該第2のシフトクラッチ17が第1のシフトクラッチ16と共に前後方向に一体的に摺動せしめられて後述のシフト操作がなされる。
【0031】
ところで、本実施の形態においては、図1及び図2に示すように、シフトロッド22の中心Mからロアケース4の前縁端までの長さAが同シフトロッド22の中心Mからドライブシャフト21の中心Nまでの長さBよりも長く(A>B)設定されている。
【0032】
又、前記ロアケース4の前後方向長さCが前記2枚のプロペラ2,3の前後方向長さの和Dよりも長く(C>D)設定されている。
【0033】
その他、本実施の形態では、図1に示す長さE,F及び前記長さA,Bとロアケース4の前後方向長さCとの間には次の関係が成立している。
【0034】
【数1】
A=E×(70%±5%)
B=E×(30%±5%)
E=C×(50%±5%)
F=C×(50%±5%)
更に、本実施の形態では、図2に示すように、ロアケース4の砲弾部4aのシフトロッド22よりも前方位置に、エンジン冷却水を吸い込むための吸水口25が開口せしめられており、該吸水口25には、ロアケース4のシフトロッド22よりも前方に垂直に形成された冷却水通路26が連なっている。
【0035】
次に、本船舶推進装置1の作用を説明する。
【0036】
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シャフト21が一方向に回転駆動されると、該ドライブシャフト21の回転は水平ベベルギヤ23を介して前後一対の垂直ベベルギヤ11,12に伝達され、両垂直ベベルギヤ11,12が互いに逆方向に常時回転駆動される。
【0037】
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、図2に示すように、第1のシフトクラッチ16と第2のシフトクラッチ17は共に垂直ベベルギヤ11,12に噛み合わない中立状態に保たれ、このとき、両垂直ベベルギヤ11,12は自由回転(空転)し、ドライブシャフト21の回転は内軸5及び外軸6に伝達されない。従って、前後のプロペラ2,3は共に回転せず、推進力は発生しない。
【0038】
次に、不図示のシフトレバーを「前進位置」にセットすると、前記シフトロッド22とシフトカム24が所定の方向に所定角度だけ回動せしめられ、第1のシフトクラッチ16と第2のシフトクラッチ17が一体的に後方へ摺動せしめられ、第1のシフトクラッチ16は後側の垂直ベベルギヤ12に噛合し、第2のシフトクラッチ17は前側の垂直ベベルギヤ11に噛合する。
【0039】
而して、ドライブシャフト21の回転は水平ベベルギヤ23と垂直ベベルギヤ12及び第1のシフトクラッチ16を経て外軸6に伝達されるとともに、水平ベベルギヤ23と垂直ベベルギヤ11及び第2のシフトクラッチ17を経て内軸5に伝達され、外軸6及びこれに結着された前側プロペラ2と内軸5とこれに結着された後側プロペラ3と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、前後一対のプロペラ2,3が互いに逆方向に回転駆動される二重反転方式が実行されるため、これらのプロペラ2,3には高い推進効率が得られる。
【0040】
尚、エンジンからの排気ガスは、ロアケース4に形成された前記排気通路10及びプロペラ2のボス部2a内に形成された前記排気通路9を流れて水中に排出される。
【0041】
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22とシフトカム24が所定の方向に所定角度だけ回動せしめられ、第1のシフトクラッチ16と第2のシフトクラッチ17が一体的に前方へ摺動せしめられ、第2のシフトクラッチ17と垂直ベベルギヤ11との噛合が解除される一方、第1のシフトクラッチ16の噛合が後側の垂直ベベルギヤ12から前側の垂直ベベルギヤ11に切り換えられる。
【0042】
このため、ドライブシャフト21の回転は水平ベベルギヤ23と前側の垂直ベベルギヤ11及び第1のシフトクラッチ16を経て外軸6のみに伝達され、内軸5には伝達されず、外軸6とこれに結着された前プロペラ2のみが前進時とは逆方向に回転駆動される。
【0043】
上述のように、後進時に前プロペラ2のみが回転駆動されると、静止している後プロペラ3が前プロペラ2の回転の障害にならないため、前プロペラ2に高い推進効率が確保されて十分な推進力が得られる。
【0044】
以上において、本実施の形態においては、前述のようにシフトロッド22の中心Mからロアケース4の前縁端までの長さAが同シフトロッド22の中心Mからドライブシャフト21の中心Nまでの長さBよりも長く(A>B)設定されているため、シフトロッド22よりも前方のロアケース4の前部に広い空間が形成され、従って、この広い空間に第2のシフトクラッチ17を容易に組み込むことができるとともに、図3に示すように、ロアケース4の砲弾部4aの外形形状を先端部がシャープに尖った流線形に近い滑らかな曲面形状とすることができ、この結果、該ロアケース4の水中での抵抗を小さく抑えることができる。
【0045】
又、本実施の形態では、ロアケース4の前後方向長さCが前後2枚のプロペラ2,3の前後方向長さの和Dよりも長く(C>D)設定されているため、船舶推進装置1全体の揺動中心をシフトロッド22と同軸のステアリング軸52に近づけることができ、この結果、船外機50の操舵荷重が軽減される。そして、ロアケース4の長さが長くなるため、船舶推進装置1の直進安定性が高められる。
【0046】
更に、本実施の形態では、ロアケース4の砲弾部4aのシフトロッド22よりも前方位置(つまり、長さが延長されたロアケース4の前部)に吸水口25が開口せしめられているため、船舶推進装置1が水に反没状態となるハイマウント航走時にもエンジン冷却水を安定して吸引することができる。
【0047】
尚、以上の実施例では、本発明に係る船舶推進装置を船外機に適用した場合について説明したが、本発明に係る船舶推進装置は、エンジンを船内に、推進装置を船外に配した所謂船内外機にも適用し得ることは勿論である。
【0048】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項1記載の発明によれば、シフトロッドよりも前方のロアケース前部に広い空間が形成されるため、この広い空間にシフトクラッチを容易に組み込むことができるとともに、ロアケースの外形形状を流線形に近い滑らかな曲面形状として該ロアケースの水中での抵抗を小さく抑えることができるという効果が得られる。又、長さが延長されたロアケース前部の最適位置に吸水口が開口せしめられるため、船舶推進装置が水に半没状態となるハイマウント航走時にもエンジン冷却水を安定して吸引することができるという効果も得られる。
【0049】
又、請求項2記載の発明によれば、船舶推進装置全体の揺動中心をシフトロッドと同軸のステアリング軸に近づけることができるため、操舵荷重が軽減され、又、ロアケースの長さが長くなるため、船舶推進装置の直進安定性が高められ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を備える船外機の側面図である。
【図2】本発明に係る船舶推進装置の側断面図である。
【図3】本発明に係る船舶推進装置の破断底面図である。
【符号の説明】
1 船舶推進装置
2,3 プロペラ
4 ロアケース
5 内軸
6 外軸
11,12 垂直ベベルギヤ
16,17 シフトクラッチ
21 ドライブシャフト
22 シフトロッド
23 水平ベベルギヤ
25 吸水口
A シフトロッド中心からロアケース前縁端までの長さ
B シフトロッド中心からドライブシャフト中心までの長さ
C ロアケースの前後方向長さ
D プロペラの前後方向長さの和
M シフトロッド中心
N ドライブシャフト中心

Claims (2)

  1. ロアケース後方に配される前後2枚のプロペラを互いに逆方向に回転駆動する二重反転機構をロアケースに内蔵し、該二重反転機構を、ロアケース内にその端部が垂直に臨むドライブシャフトと、該ドライブシャフトの端部に結着された水平ベベルギヤと、該水平ベベルギヤに噛合する前後一対の垂直ベベルギヤと、互いに独立して回転する内軸及び外軸と、前側の垂直ベベルギヤの前方に配されたシフトクラッチと、前記ドライブシャフトの前方にこれと平行に配されるシフトロッドを含んで構成する船舶推進装置において、
    前記シフトロッド中心から前記ロアケース前縁端までの長さを同シフトロッド中心から前記ドライブシャフト中心までの長さよりも長くするとともに、エンジン冷却水の吸水口を前記ロアケースの前記シフトロッドよりも前方位置に開口せしめ、該吸水口に、前記ロアケースの前記シフトロッドよりも前方に垂直に形成された冷却水通路を連通せしめたことを特徴とする船舶推進装置。
  2. 前記ロアケースの前後方向長さを前記2枚のプロペラの前後方向長さの和よりも長くしたことを特徴とする請求項1記載の船舶推進装置。
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