JP4279627B2 - 舶用推進装置 - Google Patents

Description

本発明は、舶用推進装置としてのＺ型推進装置において、プロペラにエンジンの動力を伝達させるための出力軸側の構成に関するものである。

船舶を推進させる舶用推進装置には、エンジンからの動力を略Ｚ字状に伝達させてプロペラを回転させるＺ型推進装置が広く用いられている。

Ｚ型推進装置の概略構成としては、例えば、図３に示すように、船底に水平面内で旋回可能な旋回筒１０１が設けられ、エンジンからの動力を伝達させるために原動機駆動軸１０２が旋回筒１０１内へ略水平方向から挿入されている。水平方向に延びる原動機駆動軸１０２の動力は、この軸の端部に設けられている傘歯車によって原動機駆動軸１０２と垂直方向に延びる垂直駆動軸１０３へ伝達される。さらに、垂直駆動軸１０３の下端に設けられている別の傘歯車によって、動力は垂直駆動軸１０３と直交する方向（原動機駆動軸１０２と同方向）に延びる推進軸１０４へと伝達され、推進軸１０４の端部に接続される推進器翼１０５を回転させる。この推進器翼１０５が回転することで船体に推力が生じて船体を推進させるというものである。

従来のＺ型推進装置において、エンジンからの動力を伝達する一般的な出力軸（図３における原動機駆動軸）側の構成として、図４に示すように、原動機としてのエンジンに接続された入力軸２０１が、その動力を、動力伝達用クラッチ２０２を介して出力軸２０３に伝達させるものであった。動力伝達用クラッチ２０２には、クラッチの嵌脱による摩耗を軽減させるために各クラッチプレート２１０間にオイルなどの潤滑油が充填されている湿式多板型クラッチが採用されている。動力伝達用クラッチ２０２は、嵌合状態で入力軸２０１からの動力を出力軸２０３に伝達し、また、脱離状態で入力軸２０１からの動力を遮断させる。
なお、出力軸２０３には主動ベベルギア２０４が固設されている。主動ベベルギア２０４は、出力軸２０３に対して鉛直下向きに延びる駆動軸２０５に同じく固設されている従動ベベルギア２０６と噛合して駆動軸２０５に動力を伝達させる。

また、Ｚ型推進装置の動力伝達の構成を概略的にあらわしているものとして下記特許文献１に開示されているようなものがある。
特開２００１−１３８９８５号公報（第１図）

しかしながら、上記した従来の舶用推進装置では、動力伝達用クラッチ２０２に湿式多板型クラッチを採用していることから、図４に示すように、エンジンからの動力を受けた入力軸２０１が、例えば、回転数４００ｍｉｎ^-1で回転していると、動力伝達用クラッチ２０２が脱離状態であっても、出力軸２０３は、クラッチプレート２１０間に充填された潤滑油の粘性によって緩やかに（回転数２０ｍｉｎ^-1程度で）回転してしまう所謂連れ回りを起こしていた。そのため、入力軸２０１の回転がアイドル回転であっても出力軸２０３が緩やかに回転し、船体に微小な推力が発生してしまい、船舶の操舵性を低下させていた。

また、エンジンに接続された入力軸は、回転数をアイドル回転数以下の微速にすることができないため、入力軸回転数が、例えば、４００ｍｉｎ^-1と一定のときに、出力軸回転数を、例えば、１００〜３５０ｍｉｎ^-1の範囲で可変的にスリップ制御させたい場合、出力軸回転数が、所望する回転数に安定しないことがあった。それにより、船体がハンチング現象を起こしてしまい、船舶の操舵性を低下させていた。

そこで本発明は、上記課題を解消するために、入力軸がアイドル回転のときの出力軸の連れ回りを防止して、船体にかかる推力の発生を防ぎ、また、スリップ制御での出力軸回転数を安定させ、船体にハンチング現象が起きることを防ぎ、船舶の操舵性を向上させることが可能な舶用推進装置を提供することを目的としている。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
この発明の請求項１記載の舶用推進装置によれば、水平面内で旋回可能に設けられた旋回筒１１と、前記旋回筒１１内に挿入されエンジンからの動力を伝達する入力軸２と、前記入力軸２の軸方向と同方向に延びて軸周りに主動ベベルギア６が固設された出力軸３と、前記入力軸２と前記出力軸３との間に嵌脱自在に設けられた動力伝達用クラッチ４と、前記出力軸３と直交する方向に延びて該出力軸３に連動連結される駆動軸８と、前記駆動軸８と直交する方向に延びて該駆動軸８に連動連結される推進軸１０と、前記推進軸１０の端部に設けられて回転する推進器翼１２と、
を備えた舶用推進装置１において、
前記出力軸３に嵌脱自在に設けられるとともに、嵌合状態で該出力軸３に抵抗を与える湿式多板型の抵抗付与クラッチ５を具備することを特徴とする。

この発明の請求項２記載の舶用推進装置によれば、請求項１に記載の舶用推進装置において、
前記出力軸３の回転数を検出する出力軸回転数検出器７が設けられていることを特徴とする。

この発明の請求項３記載の舶用推進装置によれば、請求項１又は２に記載の舶用推進装置において、
前記抵抗付与クラッチ５が、前記出力軸３と同心位置にあることを特徴とする。

このような舶用推進装置によれば、エンジンの作動中に、動力伝達用クラッチ４を脱離状態としても、抵抗付与クラッチ５を嵌合状態とすることで、出力軸３に抵抗が与えられ軽い負荷が付与される。そのため、動力伝達用クラッチ４に湿式多板型クラッチを用いても、出力軸３は回転しない。つまり、入力軸２がアイドル回転のときの出力軸３の連れ回りを防止することが可能となる。したがって、船舶の操舵性を向上させることが可能となる。また、出力軸３に抵抗を与える抵抗付与クラッチ５を湿式多板型とすることで、抵抗付与により発生する熱の発散が容易となり、抵抗付与クラッチ５の嵌脱動作によるクラッチプレート２０の摩耗を軽減させることが可能となる。

また、入力軸２の回転数が一定のときに、出力軸３の回転数を所定範囲内で可変的にスリップ制御させるため、動力伝達用クラッチ４の嵌脱動作を連続的にすべらせながら行う場合、抵抗付与クラッチ５を嵌合状態として出力軸３に抵抗を与えて軽い負荷を付与させることで、出力軸３の回転数を所望の回転数に安定させることが可能となる。それにより、船体にハンチング現象が起きることを防止することが可能となる。したがって、船舶の操舵性を向上させることが可能となる。

さらに、この舶用推進装置１に出力軸回転数検出器７が設けられることによって、エンジン作動中の出力軸３回転数を検出することが可能となる。それにより、スリップ制御の際、出力軸３の回転数を認識することができ、出力軸３を所望の回転数に制御することが可能となる。

さらに、抵抗付与クラッチ５が出力軸３と同心位置にあることによって、出力軸３の回転に支障なく抵抗付与クラッチ５をこの出力軸３に設けることが可能となる。また、抵抗付与クラッチ５を、この抵抗付与クラッチ５と出力軸３とが同心となる出力軸３の任意の位置に設けることが可能となる。

本発明による請求項１記載の舶用推進装置によれば、エンジンの作動中に、動力伝達用クラッチを脱離状態としても、抵抗付与クラッチを嵌合状態とすることで、出力軸に抵抗を与えて軽い負荷が付与される。そのため、動力伝達用クラッチに湿式多板型クラッチを用いても、出力軸は回転しない。つまり、入力軸がアイドル回転のときの出力軸の連れ回りを防止することが可能となる。したがって、船舶の操舵性を向上させることが可能となる。

また、入力軸の回転数が一定のときに、出力軸の回転数を所定範囲内で可変的にスリップ制御させるため、動力伝達用クラッチの嵌脱動作を連続的にすべらせながら行う場合、抵抗付与クラッチを嵌合状態として出力軸に抵抗を与えて軽い負荷を付与させることで、出力軸の回転数を所望の回転数に安定させることが可能となる。それにより、船体にハンチング現象が起きることを防止することが可能となる。したがって、上記同様に、船舶の操舵性を向上させることが可能となる。さらに、出力軸に抵抗を与える抵抗付与クラッチを湿式多板型とすることで、抵抗付与により発生する熱の発散が容易となり、抵抗付与クラッチの嵌脱動作によるクラッチプレートの摩耗を軽減させることが可能となる。

請求項２記載の舶用推進装置によれば、この舶用推進装置に出力軸回転数検出器が設けられることによって、エンジン作動中の出力軸の回転数を検出することが可能となる。それにより、スリップ制御の際、出力軸の回転数を認識することができ、出力軸を所望の回転数に制御することが可能となる。そして、出力軸の回転数が所定回転数以上で抵抗付与クラッチを脱離状態とすることができる。つまり、出力軸の回転数の上昇にともなう抵抗付与クラッチの焼損を防止することが可能となる。

請求項３記載の舶用推進装置によれば、抵抗付与クラッチが出力軸と同心位置にあることによって、出力軸の回転に支障なく抵抗付与クラッチをこの出力軸に設けることが可能となる。また、抵抗付与クラッチを、この抵抗付与クラッチと出力軸とが同心となる出力軸の任意の位置に設けることが可能となる。それにより、出力軸が船底の形状にあわせて任意の長さに形成されていても、抵抗付与クラッチを出力軸に設けることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明による舶用推進装置の一実施の形態を示す概略全体図、図２は同旋回筒内の一部側断面図である。

この発明の舶用推進装置は、エンジンからの動力を略Ｚ字状に伝達して推進器であるプロペラを回転させるＺ型推進装置であり、出力軸側の構成において従来と異なる。

図１に示すように、本実施の形態のＺ型推進装置１は、船底に水平面内で旋回可能に設けられている旋回筒１１と、この旋回筒１１内に挿入されている入力軸２と、入力軸２に接続される出力軸３と、出力軸３に連動連結される略垂直な駆動軸８と、駆動軸８に連動連結される略水平な推進軸１０とで大略構成されている。

Ｚ型推進装置１の動力の伝達を説明する。軸方向を略水平に向けて設けられている入力軸２に、図示しない原動機としてのエンジンからの動力が伝達される。動力は、動力伝達用クラッチ４を介して、入力軸２と軸方向を同じくして設けられている出力軸３に伝達される。入力軸２から出力軸３に伝達された動力は、軸方向が出力軸３と直交して設けられている駆動軸８に伝達される。さらに、駆動軸８に伝達された動力は、軸方向が駆動軸８と直交して設けられている推進軸１０に伝達される。この推進軸１０は、入力軸２および出力軸３と同様に、軸方向を略水平に向けて設けられている。そして、推進軸１０の端部に接続されている推進器翼１２が回転する。この推進器翼１２が水中で回転することによって、船舶は推力を得て推進する。

次に、このＺ型推進装置１の出力軸３側の構成について詳細に説明する。
図２に示すように、旋回筒１１内には、エンジンからの動力を伝達させる入力軸２が軸方向を略水平に向けて設けられている。この入力軸２の一方の軸端２ａは、図示しないエンジン側から延びるシャフトに接続され、他方の軸端２ｂは、動力伝達用クラッチ４の一方半部となる主動側に接続されている。動力伝達用クラッチ４の他方半部となる従動側は、後述する出力軸３に接続されている。

動力伝達用クラッチ４は、本実施の形態では、湿式多板型クラッチで構成されている。一般的に、多板型クラッチは複数枚のクラッチプレート２０で構成されており、各クラッチプレート２０の摩擦面２１同士を押しあわせることによって、クラッチ４の一方半部から他方半部へトルクを伝達させる。また、本例の動力伝達用クラッチ４は、湿式多板型であるため、各クラッチプレート２０の摩擦面２１間には常時オイルなどの潤滑油が介在している。

出力軸３は、その軸方向が前記した入力軸２と同様に略水平に向けて設けられるとともに、入力軸２の延長線上に設けられている。出力軸３の一方の軸端３ａは、前述したように動力伝達用クラッチ４の他方半部を構成する従動側に接続されている。他方の軸端３ｂは、後述する抵抗付与クラッチ５の半部を構成する主動側に接続されている。出力軸３の一方の軸端３ａ側の中途部分には、主動ベベルギア６が固設されている。

この主動ベベルギア６は、出力軸３に対して略直交して設けられている駆動軸８に固設されている従動ベベルギア９と噛合し、駆動軸８側に動力を伝えるようになっている。

抵抗付与クラッチ５は、本実施の形態では、前記した動力伝達用クラッチ４と同様の湿式多板型クラッチである。
この抵抗付与クラッチ５は、主動側半部と従動側半部とで構成されている。主動側半部は、前述したように出力軸３と接続されている。従動側半部は、固定側となるハウジングＨに接続されている。なお、このハウジングＨには、図示しないが、接続される出力軸３の回転に抵抗を与えて軽い負荷を付与するための機構が設けられている。

また、本実施の形態では、出力軸３近傍に出力軸回転数検出器７が設置され、この出力軸３の回転数を検出する。

次に、出力軸３側の動作について説明する。
エンジンの作動中に、動力伝達用クラッチ４が嵌合状態で、抵抗付与クラッチ５が脱離状態のとき、エンジンからの動力を受けた入力軸２は、その回転を出力軸３へと伝達する。このとき、例えば、入力軸２が４００ｍｉｎ^-1で回転する場合、出力軸３も４００ｍｉｎ^-1で回転する。

そして、動力伝達用クラッチ４を脱離状態とする場合、抵抗付与クラッチ５を嵌合状態とする。このとき、入力軸２はアイドル回転となり、例えば、回転数４００ｍｉｎ^-1で一定速度となる。ところが、出力軸３は、抵抗が与えられることによって軽い負荷が付与されているため、回転数は０ｍｉｎ^-1となる。つまり、出力軸３は回転しない。

また、入力軸２の回転数が一定のときに、出力軸３の回転数を所定範囲内で可変的にスリップ制御させるため、動力伝達用クラッチ４の嵌脱動作を連続的にすべらせながら行う場合、抵抗付与クラッチ５を嵌合状態として出力軸３に抵抗を与えて軽い負荷を付与させることで、出力軸３の回転数を所望の回転数に安定させることが可能となる。それにより、船体にハンチング現象が起きることを防止することが可能となる。したがって、船舶の操舵性を向上させることが可能となる。

さらに、エンジン作動中、スリップ制御させるために動力伝達用クラッチ４の嵌脱動作を連続的にすべらせながら行う場合、抵抗付与クラッチ５を嵌合状態とすると、例えば、入力軸２の回転数が４００ｍｉｎ^-1で一定のとき、出力軸３に抵抗を与えることで軽い負荷が付与されて、その回転数は、１００ｍｉｎ^-1〜３５０ｍｉｎ^-1の範囲で可変可能となり、所望の回転数で安定させることができる。そして、出力軸３の回転数がある程度上昇すると、クラッチ５の焼損防止のために、抵抗付与クラッチ５を脱離状態とする。なお、このとき、出力軸３の回転数の上昇は出力軸回転数検出器７が検出する。

この実施の形態によれば、エンジンの作動中に、動力伝達用クラッチ４を脱離状態としても、抵抗付与クラッチ５を嵌合状態とすることで、出力軸３に抵抗を与えて軽い負荷が付与される。そのため、動力伝達用クラッチ４に湿式多板型クラッチを用いても、出力軸３は回転しない。つまり、入力軸２がアイドル回転のときの出力軸３の連れ回りを防止することが可能となる。したがって、船舶の操舵性を向上させることが可能となる。

また、入力軸２の回転数が一定のときに、出力軸３の回転数を所定範囲内で可変的にスリップ制御させるため、動力伝達用クラッチ４の嵌脱動作を連続的にすべらせながら行う場合、抵抗付与クラッチ５を嵌合状態として出力軸３に抵抗を与えて軽い負荷を付与させることで、出力軸３の回転数を所望の回転数に安定させることが可能となる。それにより、船体にハンチング現象が起きることを防止することが可能となる。したがって、上記同様に、船舶の操舵性を向上させることが可能となる。

さらに、このＺ型推進装置１に出力軸回転数検出器７が設けられることによって、エンジン作動中の出力軸３の回転数を検出することが可能となる。それにより、スリップ制御の際、出力軸３の回転数を認識することができ、出力軸３を所望の回転数に制御することが可能となる。そして、出力軸３の回転数が所定回転数以上で抵抗付与クラッチ５を脱離状態とすることができる。つまり、出力軸３の回転数の上昇にともなう抵抗付与クラッチ５の焼損を防止することが可能となる。

また、抵抗付与クラッチ５は、湿式多板型クラッチであるため、抵抗付与により発生する熱の発散が容易となり、クラッチ５の嵌脱動作によるクラッチプレート２０の摩耗を軽減させることが可能となる。

さらに、抵抗付与クラッチ５が出力軸３と同心位置にあることによって、出力軸３の回転に支障なく抵抗付与クラッチ５を出力軸３に設けることが可能となる。また、抵抗付与クラッチ５を、抵抗付与クラッチ５と出力軸３とが同心となる出力軸３の任意の位置に設けることが可能となる。それにより、出力軸３が船底の形状にあわせて任意の長さに形成されていても、抵抗付与クラッチ５を出力軸３に設けることが可能となる。
特に、抵抗付与クラッチ５を出力軸３の軸端３ｂに設けることによって、出力軸３の軸周りを簡素な構造とすることができる。

本発明の舶用推進装置の一実施の形態を示す概略全体図である。 同一部側断面図である。 従来の舶用推進装置を示す概略全体図である。 同一部側断面図である。

符号の説明

１…舶用推進装置としてのＺ型推進装置
２…入力軸
３…出力軸
４…動力伝達用クラッチ
５…抵抗付与クラッチ（湿式多板型クラッチ）
６…主動ベベルギア
７…出力軸回転数検出器
８…駆動軸
１０…推進軸
１１…旋回筒
１２…推進器翼

Claims (3)

1. 水平面内で旋回可能に設けられた旋回筒と、前記旋回筒内に挿入されエンジンからの動力を伝達する入力軸と、前記入力軸の軸方向と同方向に延びて軸周りに主動ベベルギアが固設された出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間に嵌脱自在に設けられた動力伝達用クラッチと、前記出力軸と直交する方向に延びて該出力軸に連動連結される駆動軸と、前記駆動軸と直交する方向に延びて該駆動軸に連動連結される推進軸と、前記推進軸の端部に設けられて回転する推進器翼と、
   を備えた舶用推進装置において、
   前記出力軸に嵌脱自在に設けられるとともに、嵌合状態で該出力軸に抵抗を与える湿式多板型の抵抗付与クラッチを具備することを特徴とする舶用推進装置。
2. 請求項１に記載の舶用推進装置において、
   前記出力軸の回転数を検出する出力軸回転数検出器が設けられていることを特徴とする舶用推進装置。
3. 請求項１又は２に記載の舶用推進装置において、
   前記抵抗付与クラッチが、前記出力軸と同心位置にあることを特徴とする舶用推進装置。

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