JP4655783B2 - Outboard motor - Google Patents

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Description

本発明は、駆動源として４サイクルエンジン及び電動モータを備えたハイブリッド式の船外機に関する。   The present invention relates to a hybrid outboard motor including a four-cycle engine and an electric motor as drive sources.

近年ではハイブリッド式の自動車が実用化され、地球温暖化の原因とされているＣＯ2の排出量削減に貢献している。 In recent years, hybrid vehicles have been put into practical use and contribute to the reduction of CO 2 emissions, which are a cause of global warming.

船外機においても、ハイブリッド化は燃費の向上に有効である。例えば特許文献１において、エンジン及び電磁誘導機（電動モータ）の両方を備えた船外機が提案されている。   Hybridization is also effective in improving fuel efficiency in outboard motors. For example, Patent Document 1 proposes an outboard motor including both an engine and an electromagnetic induction machine (electric motor).

特開昭５９−２３０８９４号公報JP 59-230894 A

しかしながら、特許文献１に開示された船外機は、２サイクルエンジンの船外機に電動モータを搭載したものであるため、４サイクルエンジンの船外機に比べて排気ガス低減という効果が小さいという問題がある。   However, since the outboard motor disclosed in Patent Document 1 is an electric motor mounted on an outboard motor of a two-cycle engine, the effect of reducing exhaust gas is less than that of an outboard motor of a four-cycle engine. There's a problem.

また、特許文献１に開示された船外機は、駆動源として単にエンジンと電動モータとを切り替えるだけのものであり、これら駆動源の駆動力をプロペラを回転させる駆動力として共に伝達するものではない。   Further, the outboard motor disclosed in Patent Document 1 merely switches between an engine and an electric motor as a driving source, and does not transmit the driving force of these driving sources together as the driving force for rotating the propeller. Absent.

さらに、４サイクルエンジンでは、エンジンの下方にオイルパンを装備する必要があるので、電動モータや、エンジンの駆動力と電動モータの駆動力とをプロペラを回転させる駆動力として共に伝達する駆動力調整ユニットを搭載するスペースをいかにして確保するかが重要な問題となる。   Furthermore, in a four-cycle engine, it is necessary to equip an oil pan below the engine. Therefore, the driving force adjustment that transmits the electric motor and the driving force of the engine and the driving force of the electric motor together as the driving force for rotating the propeller. How to secure the space for mounting the unit is an important issue.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、駆動源として４サイクルエンジン及び電動モータを備えたハイブリッド式の船外機として燃費の向上を図るとともに、ハイブリッド化に際して極端に大型化することがないようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and as a hybrid type outboard motor equipped with a four-cycle engine and an electric motor as a drive source, the fuel efficiency is improved and the size is extremely increased during the hybridization. The purpose is to prevent the occurrence of

本発明の船外機は、クランクシャフトが鉛直方向に指向するように縦置きとなるかたちで搭載された４サイクルエンジンと、電動モータと、前記４サイクルエンジンの下方に設けられたオイルパンと、前記４サイクルエンジンの駆動力と前記電動モータの駆動力とをプロペラを回転させる駆動力として共に伝達するための駆動力調整ユニットとを備え、前記駆動力調整ユニットを前記オイルパンの隣り或いは前記オイルパンの下方に配置した点に特徴を有する。   An outboard motor of the present invention includes a four-cycle engine mounted in a vertical position so that the crankshaft is oriented in the vertical direction, an electric motor, and an oil pan provided below the four-cycle engine, A driving force adjusting unit for transmitting the driving force of the four-cycle engine and the driving force of the electric motor together as a driving force for rotating a propeller, the driving force adjusting unit being adjacent to the oil pan or the oil Characterized by a point located below the pan.

本発明によれば、駆動源として４サイクルエンジン及び電動モータを備えたハイブリッド式の船外機として燃費の向上を図ることができるとともに、ハイブリッド化に際して極端に大型化することを避けることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to aim at a fuel consumption improvement as a hybrid type outboard motor provided with the 4-cycle engine and the electric motor as a drive source, it can avoid becoming large in size at the time of hybridization.

以下、図面に基づいて、本発明による好適な実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態の船外機１の全体構成を示す右側面図、図２は駆動力調整ユニット４まわりの拡大図である。また、図３は第１の実施形態の船外機１を表わす模式図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a right side view showing the overall configuration of the outboard motor 1 of the first embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view around the driving force adjusting unit 4. FIG. 3 is a schematic diagram showing the outboard motor 1 of the first embodiment.

船外機１は、図１、３に示すように、その前部側にて船体の後尾板Ｐに固定される。なお、図中の矢印Ｆｒは船外機１の前方側（船外機１が装備される船体の前進方向）を、矢印Ｒｒは船外機１の後方側（船外機１が装備される船体の後進方向）をそれぞれ表わす。   As shown in FIGS. 1 and 3, the outboard motor 1 is fixed to the rear plate P of the hull on the front side. The arrow Fr in the figure is the front side of the outboard motor 1 (the forward direction of the hull equipped with the outboard motor 1), and the arrow Rr is the rear side of the outboard motor 1 (the outboard motor 1 is equipped). Represents the reverse direction of the hull.

船外機１において、アッパーケース２及びロアケース３により構成されるエンジンブロックＡの下方に、駆動力調整ユニット４等を収容するドライブシャフトハウジングＢと、駆動力調整ユニット４から下方に延出するメインドライブシャフト５やメインドライブシャフト５にギア結合するプロペラシャフト６等を収容するギアハウジングＣとが上下に順に配置構成される。   In the outboard motor 1, a drive shaft housing B that houses the driving force adjustment unit 4 and the like below the engine block A constituted by the upper case 2 and the lower case 3, and a main that extends downward from the driving force adjustment unit 4. A gear housing C that houses a drive shaft 5 and a propeller shaft 6 that is gear-coupled to the main drive shaft 5 are arranged in order up and down.

エンジンブロックＡ、ドライブシャフトハウジングＢ、及びギアハウジングＣの全体は、アッパマウント７及びロアマウント８を介してステアリングシャフト９と結合し、このステアリングシャフト９はスイベルブラケット１０に回転自在に軸支される。スイベルブラケット１０はクランプブラケット１１を介して船体の後尾板Ｐに固定されるようになっており、チルト軸１２のまわりに上下方向に回動可能に支持される。船外機１は操舵ハンドル１３を介して操舵されるようになっている。なお、符号５３はスロットルグリップである。   The entire engine block A, drive shaft housing B, and gear housing C are coupled to a steering shaft 9 via an upper mount 7 and a lower mount 8, and the steering shaft 9 is rotatably supported by a swivel bracket 10. . The swivel bracket 10 is fixed to the rear plate P of the hull via the clamp bracket 11 and is supported so as to be rotatable around the tilt shaft 12 in the vertical direction. The outboard motor 1 is steered via a steering handle 13. Reference numeral 53 denotes a throttle grip.

エンジンブロックＡ内では、４サイクルエンジン１４がエンジンホルダ１５によって縦置きとなるかたちで支持される。エンジン１４は、軸心が進行方向に向くシリンダ（不図示）が上下方向に複数形成されたシリンダブロック１６と、シリンダブロック１６の前側に配設され、鉛直方向に指向するクランクシャフト１４ａ（図３を参照）を備えたクランクケース１７と、シリンダブロック１６の後側に配設され、動弁機構（不図示）を備えたシリンダヘッド１８とにより構成され、クランクシャフト１４ａに同軸上に設けられたドライブシャフト１９が連結され下方に延出する。   Within the engine block A, the four-cycle engine 14 is supported by the engine holder 15 in a vertical position. The engine 14 includes a cylinder block 16 in which a plurality of cylinders (not shown) whose axial centers are directed in the traveling direction are formed in the vertical direction, and a crankshaft 14a (FIG. 3) that is disposed on the front side of the cylinder block 16 and that is oriented in the vertical direction. And a cylinder head 18 provided on the rear side of the cylinder block 16 and provided with a valve operating mechanism (not shown), and provided coaxially on the crankshaft 14a. The drive shaft 19 is connected and extends downward.

エンジン１４の上部では、クランクシャフト１４ａの上端のクランクプーリと、動弁機構を構成するカムシャフトの上端のカムプーリとにタイミングベルト２０が巻回される。   In the upper part of the engine 14, the timing belt 20 is wound around a crank pulley at the upper end of the crankshaft 14a and a cam pulley at the upper end of the camshaft constituting the valve mechanism.

また、エンジン１４の側部には、吸気マニホールド２１が設けられる。吸気マニホールド２１は、サージタンク２１ａから分岐して気筒数に合わせて上下に配置された複数の吸気管２１ｂを有し、各吸気管２１ｂの下流側がシリンダヘッド１８に取り付けられて、シリンダヘッド１８内の吸気ポート２２にそれぞれ連通する。吸気マニホールド２１の各吸気管２１ｂの下流位置には、吸気ポート２２に燃料を噴射するインジェクタ２３が設けられる。また、図示しないが、エンジン１４の逆側の側部には排気ポートにそれぞれ連通する排気管が設けられる。   An intake manifold 21 is provided on the side of the engine 14. The intake manifold 21 has a plurality of intake pipes 21b branched from the surge tank 21a and arranged vertically according to the number of cylinders, and the downstream side of each intake pipe 21b is attached to the cylinder head 18 so that the inside of the cylinder head 18 The intake ports 22 communicate with each other. At the downstream position of each intake pipe 21b of the intake manifold 21, an injector 23 for injecting fuel into the intake port 22 is provided. Although not shown, exhaust pipes communicating with the exhaust ports are provided on the opposite side of the engine 14.

このようにしたエンジン１４においては、吸気マニホールド２１及びインジェクタ２３により吸気ポート２２から各気筒の燃焼室へと混合気が供給され、各気筒のシリンダ内での爆発工程によりエンジン出力が得られ、クランクシャフト１４ａ、したがってドライブシャフト１９が回転する。爆発後、燃焼室から排気ポートを介して燃焼ガスが排気され、ドライブシャフトハウジングＢ、ギアハウジングＣ内の排気通路を通って、最終的には船外機１の外部へと排出される。   In the engine 14 thus configured, the air-fuel mixture is supplied from the intake port 22 to the combustion chamber of each cylinder by the intake manifold 21 and the injector 23, and engine output is obtained by the explosion process in the cylinder of each cylinder. The shaft 14a and thus the drive shaft 19 rotates. After the explosion, the combustion gas is exhausted from the combustion chamber through the exhaust port, passes through the exhaust passages in the drive shaft housing B and the gear housing C, and is finally discharged to the outside of the outboard motor 1.

エンジン１４の後側上方には、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）２４が設置される。   An ECU (Engine Control Unit) 24 is installed above the rear side of the engine 14.

また、エンジン１４の前側上方では、クランクシャフト１４ａの上端にマグネト発電機を内蔵するフライホイール２５が取り付けられるとともに、フライホイール２５と対向するかたちでリコイルスタータ２６が回転可能に支持される。これらリコイルスタータ２６とフライホイール２５との係合を介して、リコイルスタータ２６がフライホイール２５、さらにはエンジン１４のクランクシャフト１４ａを回転付勢することができる。リコイルスタータ２６に巻回したワイヤロープ２７が外部に引き出されており、始動時には、ワイヤロープ２７につながるグリップ６１を引っ張ることでクランクシャフトを駆動することができる。また、スタータモータ５１を用いて電動で始動することも可能である。   A flywheel 25 incorporating a magneto generator is attached to the upper end of the crankshaft 14 a above the front side of the engine 14, and the recoil starter 26 is rotatably supported so as to face the flywheel 25. Through the engagement between the recoil starter 26 and the flywheel 25, the recoil starter 26 can urge the flywheel 25 and further the crankshaft 14 a of the engine 14 to rotate. A wire rope 27 wound around the recoil starter 26 is drawn to the outside, and the crankshaft can be driven by pulling a grip 61 connected to the wire rope 27 at the time of starting. It is also possible to start the motor electrically using the starter motor 51.

エンジン１４の下方には、エンジンホルダ１５に一体化されるかたちで、上方に開口する潤滑油用のオイルパン２８が装架される。オイルパン２８の底の一部は上方に凸状に形成されており、これによりオイルパン２８には下方に開口するモータ収容室２９が形成される。モータ収容室２９には、出力軸３０ａが鉛直下方に指向するように電動モータ３０が収容される。モータ収容室２９の開口部は、出力軸３０ａを突出させるようにした蓋部材３１によって液密に閉塞される。このようにオイルパン２８の形状を変更してモータ収容室２９を形成することにより、大型化することなく電動モータ３０を搭載することが可能となる。   An oil pan 28 for lubricating oil that opens upward is mounted below the engine 14 so as to be integrated with the engine holder 15. A part of the bottom of the oil pan 28 is formed in a convex shape upward, whereby a motor housing chamber 29 that opens downward is formed in the oil pan 28. The electric motor 30 is accommodated in the motor accommodating chamber 29 so that the output shaft 30a is directed vertically downward. The opening of the motor accommodating chamber 29 is liquid-tightly closed by a lid member 31 that projects the output shaft 30a. Thus, by changing the shape of the oil pan 28 and forming the motor housing chamber 29, the electric motor 30 can be mounted without increasing the size.

オイルパン２８の下面に隣接するようにして、ディファレンシャルギアを含む駆動力調整ユニット４が配置される。なお、図２では駆動力調整ユニット４の各構成要素すべてに符号を付すが、図１、３では見やすくするために主要なものにのみ符号を付す。   A driving force adjusting unit 4 including a differential gear is disposed adjacent to the lower surface of the oil pan 28. In FIG. 2, all the components of the driving force adjustment unit 4 are denoted by reference numerals, but in FIGS. 1 and 3, only the main elements are denoted by reference numerals for the sake of clarity.

図２を参照して駆動力調整ユニット４を説明すると、ディファレンシャルケース３２内では、ディファレンシャルケース３２に組み付けられた一対の軸３３により一対のピニオン３４が回転可能に支持される。これらピニオン３４は前後一対のサイドギア３５Ｅ、３５Ｍに噛み合っており、サイドギア３５Ｅにスプライン結合するエンジン側入力軸３６が前方に延出し、サイドギア３５Ｍにスプライン結合する電動モータ側入力軸３７が後方に延出する。エンジン側入力軸３６及び電動モータ側入力軸３７は、それぞれドライブシャフト１９及び電動モータ３０の出力軸３０ａと軸線が直交する位置関係にある。   The driving force adjusting unit 4 will be described with reference to FIG. 2. In the differential case 32, a pair of pinions 34 are rotatably supported by a pair of shafts 33 assembled to the differential case 32. These pinions 34 mesh with a pair of front and rear side gears 35E and 35M. An engine side input shaft 36 that is splined to the side gear 35E extends forward, and an electric motor side input shaft 37 that is splined to the side gear 35M extends rearward. To do. The engine-side input shaft 36 and the electric motor-side input shaft 37 are in a positional relationship in which axes are orthogonal to the drive shaft 19 and the output shaft 30a of the electric motor 30, respectively.

エンジン側入力軸３６は２軸３６ａ、３６ｂからなり、その間に自動遠心クラッチ３８が配設される。自動遠心クラッチ３８は、入力軸３６ａの回転数、すなわちエンジン１４の回転数が設定値以上になると接続し、エンジン１４の駆動力を駆動力調整ユニット４に伝達するものである。本実施形態の自動遠心クラッチ３８は、エンジン１４の回転数が設定値より低く、駆動力の伝達を遮断している状態で、入力軸３６ｂ（すなわち、サイドギア３５Ｅ）をメカニカルロックするように構成されている。   The engine side input shaft 36 includes two shafts 36a and 36b, and an automatic centrifugal clutch 38 is disposed therebetween. The automatic centrifugal clutch 38 is connected when the rotational speed of the input shaft 36 a, that is, the rotational speed of the engine 14 exceeds a set value, and transmits the driving force of the engine 14 to the driving force adjusting unit 4. The automatic centrifugal clutch 38 of the present embodiment is configured to mechanically lock the input shaft 36b (that is, the side gear 35E) in a state where the rotational speed of the engine 14 is lower than a set value and the transmission of the driving force is interrupted. ing.

入力軸３６ａの端部にはべベルギア３９がスプライン結合し、そのべベルギア３９に、ドライブシャフト１９に設けられたべベルギア４０が噛み合っている。また、べベルギア３９には、ウォータポンプドライブシャフト４１に設けられたべベルギア４２が噛み合っている。ウォータポンプドライブシャフト４１は、ドライブシャフト１９の延長線上に配設され、ギアハウジングＣの上面に載置されたウォータポンプ４３に接続するものである。かかる構成により、エンジン１４が始動していれば、自動遠心クラッチ３８の接続状態に関係なくウォータポンプ４３が作動し、エンジン１４の冷却を行うことができる。   A bevel gear 39 is splined to the end of the input shaft 36a, and a bevel gear 40 provided on the drive shaft 19 meshes with the bevel gear 39. Further, the bevel gear 39 meshes with a bevel gear 42 provided on the water pump drive shaft 41. The water pump drive shaft 41 is disposed on an extension line of the drive shaft 19 and is connected to the water pump 43 placed on the upper surface of the gear housing C. With this configuration, if the engine 14 has been started, the water pump 43 operates and the engine 14 can be cooled regardless of the connection state of the automatic centrifugal clutch 38.

また、電動モータ側入力軸３７の端部にはべベルギア４４がスプライン結合し、そのべベルギア４４に、電動モータ３０の出力軸３０ａに設けられたべベルギア４５が噛み合っている。   Further, a bevel gear 44 is splined to the end of the electric motor side input shaft 37, and a bevel gear 45 provided on the output shaft 30 a of the electric motor 30 is engaged with the bevel gear 44.

ディファレンシャルケース３２はエンジン側入力軸３６及び電動モータ側入力軸３７を軸芯として回転可能に支持されており、その外周面には径方向に突出するべベルギア４６が固定される。また、ディファレンシャルケース３２の下方には、下方に延出するメインドライブシャフト５が配置される。そして、メインドライブシャフト５の上端に設けられたべベルギア４７がべベルギア４６に噛み合っている。   The differential case 32 is rotatably supported with the engine side input shaft 36 and the electric motor side input shaft 37 as axes, and a bevel gear 46 protruding in the radial direction is fixed to the outer peripheral surface thereof. A main drive shaft 5 extending downward is disposed below the differential case 32. A bevel gear 47 provided at the upper end of the main drive shaft 5 meshes with the bevel gear 46.

上記のように構成される駆動力調整ユニット４は、ケーシング４８により覆われた状態でユニット化されており、メインドライブシャフト５がケーシング４８を貫通して下方に延出する。   The driving force adjusting unit 4 configured as described above is unitized while being covered with a casing 48, and the main drive shaft 5 extends downward through the casing 48.

図１に示すように、メインドライブシャフト５の下端にはドライブギア４９が設けられており、そのドライブギア４９がプロペラシャフト６の端部のドリブンギア５０に噛み合っている。プロペラシャフト６はメインドライブシャフト５と直交して後方に延出し、回転可能に支持されるとともに、その後端にプロペラ（図１では図示を省略、図３中符号５２）が固着する。   As shown in FIG. 1, a drive gear 49 is provided at the lower end of the main drive shaft 5, and the drive gear 49 meshes with a driven gear 50 at the end of the propeller shaft 6. The propeller shaft 6 extends rearward in a direction orthogonal to the main drive shaft 5 and is rotatably supported, and a propeller (not shown in FIG. 1, reference numeral 52 in FIG. 3) is fixed to the rear end thereof.

図４には、ＥＣＵ２４周辺の構成を示す。ＥＣＵ２４には、モータ回転数センサ１０１から電動モータ３０の回転数情報が、スタータスイッチ１０２からスタータスイッチ１０２のオン／オフ情報が、スロットル開度センサ１０３からスロットル開度情報が、シフトスイッチ（或いはシフトレバー）１０４からシフトスイッチ１０４の前進位置／後進位置情報が、エンジン回転センサ１０５からエンジン１４の回転数情報が、クラッチセンサ１０６から自動遠心クラッチ３８の接続状態情報がそれぞれ伝えられる。   FIG. 4 shows a configuration around the ECU 24. In the ECU 24, the rotational speed information of the electric motor 30 from the motor rotational speed sensor 101, the on / off information of the starter switch 102 from the starter switch 102, the throttle opening information from the throttle opening sensor 103, the shift switch (or the shift switch). The lever) 104 transmits forward / reverse position information of the shift switch 104, the engine speed sensor 105 transmits the rotational speed information of the engine 14, and the clutch sensor 106 transmits the connection state information of the automatic centrifugal clutch 38.

ＥＣＵ２４は、上記各入力に基づいてエンジン１４及び電動モータ３０を制御して、プロペラ５２の回転を制御する。   The ECU 24 controls the rotation of the propeller 52 by controlling the engine 14 and the electric motor 30 based on the above inputs.

ＥＣＵ２４、エンジン１４における電装系、電動モータ３０は、マグネト発電機１０８により充電されるバッテリ１０７を電源として作動する。なお、バッテリ１０７の電力が電動モータ３０に供給されるようにしているが、図中点線に示すように、マグネト発電機１０８により発電される電力が電動モータ３０に直接供給されるようにしてもよい。   The ECU 24, the electrical system in the engine 14, and the electric motor 30 operate using a battery 107 charged by the magneto generator 108 as a power source. Although the electric power of the battery 107 is supplied to the electric motor 30, the electric power generated by the magneto generator 108 may be directly supplied to the electric motor 30 as shown by the dotted line in the figure. Good.

以下、図５のフローチャートを参照して、本実施形態の船外機１における動作について説明する。なお、図５のフローチャートは、船体の前進時における船外機１の動作を示す。不図示のキーがキーシリンダ（例えば操舵用ハンドル１３の側面に設けられる）に挿入され、キースイッチがオンになると（ステップＳ５０１）、バッテリ１０７から電力が供給される。   Hereinafter, the operation of the outboard motor 1 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 shows the operation of the outboard motor 1 when the hull moves forward. When a key (not shown) is inserted into a key cylinder (for example, provided on the side surface of the steering handle 13) and the key switch is turned on (step S501), power is supplied from the battery 107.

更にキーが回転すると、ＥＣＵ２４は、スロットル開度αが一定値θ1（≒０）以下、すなわちスロットルが全閉状態であることを条件に（ステップＳ５０２）、イグニッションスイッチ（スタータスイッチ）１０２がオンになれば（ステップＳ５０３）、エンジン１４の駆動を許可し（ステップＳ５０４）、スタータモータ５１を作動させてエンジン１４を始動させる。なお、リコイルスタータ２６による始動も可能である。 When the key further rotates, the ECU 24 turns on the ignition switch (starter switch) 102 on the condition that the throttle opening α is equal to or less than a certain value θ 1 (≈0), that is, the throttle is fully closed (step S502). If it becomes (step S503), the drive of the engine 14 is permitted (step S504), the starter motor 51 is operated, and the engine 14 is started. Note that starting by the recoil starter 26 is also possible.

そして、ＥＣＵ２４は、スロットル開度が一定値θ1より大きくなった場合、すなわちスロットル操作が行なわれた場合（ステップＳ５０５）、電動モータ３０の駆動を許可し（ステップＳ５０６）、スロットル開度等に応じて電動モータ３０を駆動する。 Then, when the throttle opening becomes larger than the constant value θ 1 , that is, when the throttle operation is performed (step S505), the ECU 24 permits the electric motor 30 to be driven (step S506), and sets the throttle opening and the like. In response, the electric motor 30 is driven.

この状態では、エンジン１４の駆動力の伝達は自動遠心クラッチ３８により遮断されており、電動モータ３０の駆動力だけが駆動力調整ユニット４に伝達される。すなわち、図２において、電動モータ３０の駆動力により電動モータ側入力軸４７を介してサイドギア３５Ｍが回転する。ここで、既述したように、自動遠心クラッチ３８は駆動力の伝達を遮断している状態でサイドギア３５Ｅをメカニカルロックするので、ピニオンギア３４の回転が規制され、サイドギア３５Ｍの回転によりディファレンシャルケース３２が回転することになる。このディファレンシャルケース３２の回転によりべベルギア４６、４７を介してメインドライブシャフト５が回転し、推進力が得られる。   In this state, transmission of the driving force of the engine 14 is interrupted by the automatic centrifugal clutch 38, and only the driving force of the electric motor 30 is transmitted to the driving force adjustment unit 4. That is, in FIG. 2, the side gear 35 </ b> M rotates through the electric motor side input shaft 47 by the driving force of the electric motor 30. Here, as described above, since the automatic centrifugal clutch 38 mechanically locks the side gear 35E in a state where the transmission of the driving force is interrupted, the rotation of the pinion gear 34 is restricted, and the differential case 32 is controlled by the rotation of the side gear 35M. Will rotate. Due to the rotation of the differential case 32, the main drive shaft 5 is rotated through the bevel gears 46 and 47, and a propulsive force is obtained.

そして、スロットル開度が設定値θ2以上になると（ステップＳ５０７）、自動遠心クラッチ３８が接続し（ステップＳ５０８）、電動モータ３０の駆動力と共に、エンジン１４の駆動力が駆動力調整ユニット４に伝達されて、ハイブリッド推進が行われる（ステップＳ５０９）。この場合、ＥＣＵ２４は、スロットル開度等に応じてエンジン１４の回転数を制御するとともに、エンジン回転数（エンジン側入力軸３６）に同期させるように電動モータ３０の回転数（電動モータ側入力軸３７）を制御する。すなわち、図２において、電動モータ３０の駆動力により電動モータ側入力軸３７を介してサイドギア３５Ｍが回転し、エンジン１４の駆動力によりエンジン側入力軸３６を介してサイドギア３５Ｅが回転する。これらサイドギア３５Ｅ、３５Ｍの回転は同方向、かつ、同回転数となるように制御されており、ピニオンギア３４は回転せず、サイドギア３５Ｅ、３５Ｍの回転によりディファレンシャルケース３２が回転することになる。このディファレンシャルケース３２の回転によりべベルギア４６、４７を介してメインドライブシャフト５が回転し、推進力が得られる。 When the throttle opening becomes equal to or larger than the set value θ 2 (step S507), the automatic centrifugal clutch 38 is connected (step S508), and the driving force of the engine 14 is supplied to the driving force adjusting unit 4 together with the driving force of the electric motor 30. Then, the hybrid propulsion is performed (step S509). In this case, the ECU 24 controls the rotational speed of the engine 14 in accordance with the throttle opening degree and the like, and the rotational speed of the electric motor 30 (electric motor side input shaft) so as to be synchronized with the engine rotational speed (engine side input shaft 36). 37) is controlled. That is, in FIG. 2, the side gear 35M rotates through the electric motor side input shaft 37 by the driving force of the electric motor 30, and the side gear 35E rotates through the engine side input shaft 36 by the driving force of the engine 14. The rotations of the side gears 35E and 35M are controlled in the same direction and at the same rotation speed, the pinion gear 34 does not rotate, and the differential case 32 rotates by the rotation of the side gears 35E and 35M. Due to the rotation of the differential case 32, the main drive shaft 5 is rotated through the bevel gears 46 and 47, and a propulsive force is obtained.

なお、ステップＳ５０１及びステップＳ５０３でＮｏの場合、キースイッチがオフになるまで（ステップＳ５１０）ステップＳ５０１に戻り、キースイッチがオフになれば終了する。   In the case of No in step S501 and step S503, the process returns to step S501 until the key switch is turned off (step S510), and ends if the key switch is turned off.

また、ステップＳ５０２でＮｏの場合、すなわちスロットルが開いている状態では、電動モータ３０の駆動を許可せず（ステップＳ５１１）、スタータスイッチ１０２がオンになっても（ステップＳ５１２）、エンジン１４の駆動を許可せずに（ステップＳ５１３）、ステップＳ５０１に戻る。   In the case of No in step S502, that is, in a state where the throttle is open, the driving of the electric motor 30 is not permitted (step S511), and the engine 14 is driven even if the starter switch 102 is turned on (step S512). Is not permitted (step S513), and the process returns to step S501.

また、ステップＳ５０５でＮｏの場合、キースイッチがオフになるまで（ステップＳ５１４）ステップＳ５０５の処理を繰り返し、キースイッチがオフになれば終了する。   If No in step S505, the process in step S505 is repeated until the key switch is turned off (step S514), and the process ends when the key switch is turned off.

以上述べたように、スロットル開度が設定値以上になるまで、エンジン１４は始動しているが、電動モータ３０の駆動力のみで推進力を発揮する。したがって、エンジン１４では不可能な極低速度トローリングが可能となるとともに、エンジン１４に負荷がかからないので燃費を向上させることができる。   As described above, the engine 14 is started until the throttle opening becomes equal to or larger than the set value, but the propulsive force is exhibited only by the driving force of the electric motor 30. Therefore, extremely low-speed trolling that is impossible with the engine 14 is possible, and fuel consumption can be improved because the engine 14 is not loaded.

そして、更に速度を上げるためにスロットルを開き、スロットル開度が設定値以上になると（すなわち、エンジン１４の回転数が高くなると）、自動遠心クラッチ３８が接続して、エンジン１４の駆動力及び電動モータ３０の駆動力の両方で推進力を発揮する（ハイブリッド推進）。したがって、電動モータ３０の駆動力をアシスト力として使用しエンジンの負荷を低減することができ、低燃費化を図ることができる。   Then, the throttle is opened to further increase the speed, and when the throttle opening becomes equal to or larger than the set value (that is, when the rotational speed of the engine 14 increases), the automatic centrifugal clutch 38 is connected, and the driving force and electric power of the engine 14 are connected. The driving force is exerted by both the driving force of the motor 30 (hybrid propulsion). Therefore, the driving force of the electric motor 30 can be used as an assist force to reduce the engine load, and fuel consumption can be reduced.

なお、図５のフローチャートでは、バッテリ１０７の電力消費を抑えるために、エンジン１４が始動してマグネト発電機１０８が発電していることを条件に、電動モータ３０の駆動を許可するようにしている。ただし、例えばモードスイッチ等を設けておき、ユーザの判断により、電力消費があることを認識した上で、エンジン１４の停止時でも電動モータ３０の駆動を許可するような構成としてもかまわない。これにより、例えばエンジン１４にトラブルが発生した場合でも、電動モータ３０の駆動力のみで走行できる。   In the flowchart of FIG. 5, in order to suppress the power consumption of the battery 107, the driving of the electric motor 30 is permitted on the condition that the engine 14 is started and the magneto generator 108 is generating power. . However, for example, a mode switch or the like may be provided so that the electric motor 30 can be driven even when the engine 14 is stopped after the user recognizes that there is power consumption. Thus, for example, even when a trouble occurs in the engine 14, the vehicle can travel only with the driving force of the electric motor 30.

また、本実施形態の船外機１では、スロットルを閉じるとエンジン１４の駆動力の伝達は自動遠心クラッチ３８により遮断され、電動モータ３０は停止するので、従来あるような前後進切替用の切替機構は搭載されていない。シフトスイッチ１０４は常時前進位置に設定され、後進位置に設定されると、電動モータ３０の逆回転により後進する。すなわち、ユーザはエンジン１４が始動してから発進する際に、シフト操作を行う必要がない。   In the outboard motor 1 of the present embodiment, when the throttle is closed, transmission of the driving force of the engine 14 is interrupted by the automatic centrifugal clutch 38 and the electric motor 30 is stopped. The mechanism is not installed. The shift switch 104 is always set to the forward movement position, and when it is set to the reverse movement position, the electric motor 30 moves backward due to the reverse rotation. That is, the user does not need to perform a shift operation when starting after the engine 14 is started.

以下に述べる第２〜４の実施形態では模式図のみを示すとともに、上記第１の実施形態で説明した構成要素と同様のものには同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
（第２の実施形態）
図６は第２の実施形態の船外機１を表わす模式図である。第２の実施形態の船外機１では、自動遠心クラッチ３８がクランクシャフト１４ａとドライブシャフト１９との間に配設される。 In the second to fourth embodiments described below, only schematic diagrams are shown, and the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a schematic diagram showing the outboard motor 1 of the second embodiment. In the outboard motor 1 of the second embodiment, the automatic centrifugal clutch 38 is disposed between the crankshaft 14 a and the drive shaft 19.

また、オイルパン２８の底が平坦とされ、オイルパン２８の下面に隣接するようにして電動モータ３０が配置されるとともに、出力軸３０ａが水平方向に指向するように横置きにされる。   Further, the bottom of the oil pan 28 is flat, the electric motor 30 is disposed so as to be adjacent to the lower surface of the oil pan 28, and the output shaft 30a is horizontally disposed so as to be oriented in the horizontal direction.

この場合、電動モータ３０の出力軸３０ａをそのままサイドギア３５Ｍにスプライン結合すればよく、上記第１の実施形態で説明した電動モータ側入力軸３７やベベルギア４４、４５は不要となり、コンパクト化や軽量化を図ることができる。また、オイルパン２８の底を凸状に形成する必要もないので、オイルパン２８の形状の簡素化を図り、容量の確保も容易となる。   In this case, the output shaft 30a of the electric motor 30 may be splined to the side gear 35M as it is, and the electric motor side input shaft 37 and the bevel gears 44 and 45 described in the first embodiment are not necessary, and the size and weight are reduced. Can be achieved. Further, since it is not necessary to form the bottom of the oil pan 28 in a convex shape, the shape of the oil pan 28 can be simplified and the capacity can be easily secured.

なお、本実施形態では、エンジン１４が始動していても、自動遠心クラッチ３８が遮断状態にあるとき、ウォータポンプ４３が作動しない。そこで、例えばエンジン１４の駆動力で作動する容積型偏心ポンプ（ウォータポンプ４３）とは別に、メインドライブシャフト５の駆動力で作動する小型の軸流型遠心ポンプ５４をギアハウジングＣの上面に載置する。トローリング時は喫水線が上がり、ギアハウジングＣの上面のポンプは水中に位置するので、小型の軸流型遠心ポンプ５４でも揚水が可能であり、また、低回転域にあるエンジン１４の発熱量も小さいので、小型の軸流型遠心ポンプ５４でも必要な冷却性が得られる。そして、エンジン１４の回転数が高くなって自動遠心クラッチ３８が接続すれば、ウォータポンプ４３も作動して、揚水量を増大させることができる。   In the present embodiment, even if the engine 14 is started, the water pump 43 does not operate when the automatic centrifugal clutch 38 is in the disconnected state. Therefore, for example, apart from the positive displacement pump (water pump 43) that operates with the driving force of the engine 14, a small axial flow centrifugal pump 54 that operates with the driving force of the main drive shaft 5 is mounted on the upper surface of the gear housing C. Put. During trolling, the water line goes up, and the pump on the upper surface of the gear housing C is located in the water, so that even a small axial flow centrifugal pump 54 can pump water, and the amount of heat generated by the engine 14 in the low rotation range is small. Therefore, the required cooling performance can be obtained even with a small axial flow centrifugal pump 54. And if the rotation speed of the engine 14 becomes high and the automatic centrifugal clutch 38 is connected, the water pump 43 will also operate | move and the amount of pumping can be increased.

（第３の実施形態）
図７は第３の実施形態の船外機１を表わす模式図である。第３の実施形態の船外機１では、自動遠心クラッチ３８がクランクシャフト１４ａとドライブシャフト１９との間に配設される。 (Third embodiment)
FIG. 7 is a schematic diagram showing the outboard motor 1 of the third embodiment. In the outboard motor 1 of the third embodiment, the automatic centrifugal clutch 38 is disposed between the crankshaft 14 a and the drive shaft 19.

また、駆動力調整ユニット４が、オイルパン２８から離れた状態でギアハウジングＣ内に配置される。一般的な船外機では、ギアハウジングＣ内に、フォーワード（前進）ギアやリバース（後進）ギア等からなる前後進切替用の切替機構が設けられるが、上述したように本実施形態の船外機１では後進を電動モータ３０の逆回転により行うので、この位置に駆動力調整ユニット４を配置することができる。   Further, the driving force adjustment unit 4 is disposed in the gear housing C in a state of being separated from the oil pan 28. In a general outboard motor, a switching mechanism for forward / reverse switching including a forward (forward) gear, a reverse (reverse) gear, and the like is provided in the gear housing C. As described above, the ship of this embodiment is provided. In the outer unit 1, the backward movement is performed by the reverse rotation of the electric motor 30, so that the driving force adjustment unit 4 can be disposed at this position.

この場合、上記第１の実施形態で説明したメインドライブシャフト５をなくし、図７に示すように、ディファレンシャルケース３２の外周面に固定されたギア５５をプロペラシャフト６の端部のギア５６に直接噛み合あわせればよい。このように潤滑が必要なギアユニットを一つにできるので、コンパクト化を図るとともに、メカロスの低減が可能となる。   In this case, the main drive shaft 5 described in the first embodiment is eliminated, and the gear 55 fixed to the outer peripheral surface of the differential case 32 is directly connected to the gear 56 at the end of the propeller shaft 6 as shown in FIG. Just mesh. As described above, since one gear unit requiring lubrication can be integrated, it is possible to reduce the size and reduce mechanical loss.

なお、本実施形態では、エンジン１４が始動していても、自動遠心クラッチ３８が遮断状態にあるとき、ウォータポンプ４３が作動しない。そこで、例えばエンジン１４の駆動力で作動する容積型偏心ポンプ（ウォータポンプ４３）とは別に、電動モータ３０の駆動力で作動する小型の軸流型遠心ポンプ５４をギアハウジングＣの上面に載置する。トローリング時は喫水線が上がり、ギアハウジングＣの上面のポンプは水中に位置するので、小型の軸流型遠心ポンプ５４でも揚水が可能であり、また、低回転域にあるエンジン１４の発熱量も小さいので、小型の軸流型遠心ポンプ５４でも必要な冷却性が得られる。そして、エンジン１４の回転数が高くなって自動遠心クラッチ３８が接続すれば、ウォータポンプ４３も作動して、揚水量を増大させることができる。   In the present embodiment, even if the engine 14 is started, the water pump 43 does not operate when the automatic centrifugal clutch 38 is in the disconnected state. Thus, for example, apart from the positive displacement pump (water pump 43) that operates with the driving force of the engine 14, a small axial flow centrifugal pump 54 that operates with the driving force of the electric motor 30 is placed on the upper surface of the gear housing C. To do. During trolling, the water line goes up, and the pump on the upper surface of the gear housing C is located in the water, so that even a small axial flow centrifugal pump 54 can pump water, and the amount of heat generated by the engine 14 in the low rotation range is small. Therefore, the required cooling performance can be obtained even with a small axial flow centrifugal pump 54. And if the rotation speed of the engine 14 becomes high and the automatic centrifugal clutch 38 is connected, the water pump 43 will also operate | move and the amount of pumping can be increased.

（第４の実施形態）
図８は第４の実施形態の船外機１を表わす模式図である。第４の実施形態の船外機１では、自動遠心クラッチ３８がクランクシャフト１４ａとドライブシャフト１９との間に配設される。 (Fourth embodiment)
FIG. 8 is a schematic diagram showing the outboard motor 1 of the fourth embodiment. In the outboard motor 1 of the fourth embodiment, the automatic centrifugal clutch 38 is disposed between the crankshaft 14 a and the drive shaft 19.

また、オイルパン２８の前後幅が短くされており、オイルパン２８の隣りに駆動力調整ユニット４が配置される。駆動力調整ユニット４は、上記第１〜３の実施形態とは異なり、サイドギア３５Ｅにスプライン結合するエンジン側入力軸３６が上方に延出し、サイドギア３５Ｍにスプライン結合する電動モータ側入力軸３７が下方に延出するように配置される。   Further, the front and rear width of the oil pan 28 is shortened, and the driving force adjusting unit 4 is disposed next to the oil pan 28. Unlike the first to third embodiments, the driving force adjusting unit 4 has an engine-side input shaft 36 that is spline-coupled to the side gear 35E and an electric motor-side input shaft 37 that is spline-coupled to the side gear 35M. It is arranged to extend to.

さらに、駆動力調整ユニット４の下方にて、出力軸３０ａが鉛直上方に指向するように電動モータ３０が配置される。   Further, the electric motor 30 is arranged below the driving force adjustment unit 4 so that the output shaft 30a is directed vertically upward.

この場合、電動モータ３０の出力軸３０ａをそのままサイドギア３５Ｍにスプライン結合すればよく、上記第１の実施形態で説明した電動モータ側入力軸３７やベベルギア４４、４５は不要となり、コンパクト化や軽量化を図ることができる。   In this case, the output shaft 30a of the electric motor 30 may be splined to the side gear 35M as it is, and the electric motor side input shaft 37 and the bevel gears 44 and 45 described in the first embodiment are not necessary, and the size and weight are reduced. Can be achieved.

また、駆動力調整ユニット４の軸方向と、ドライブシャフト１９及びメインドライブシャフト５の軸方向とが一致するので、ベベルギアを用いる必要がなく、ドライブシャフト１９の先端のギア５７をエンジン側入力軸３６のギア５８に直接噛み合わせ、また、ディファレンシャルケース３２の外周面に固定されたギア５９をメインドライブシャフト５の上端のギア６０に直接噛み合あわせればよい。   Further, since the axial direction of the driving force adjusting unit 4 and the axial directions of the drive shaft 19 and the main drive shaft 5 coincide with each other, it is not necessary to use a bevel gear, and the gear 57 at the tip of the drive shaft 19 is connected to the engine side input shaft 36. And the gear 59 fixed to the outer peripheral surface of the differential case 32 may be directly meshed with the gear 60 at the upper end of the main drive shaft 5.

第４の実施形態によれば、重量物である電動モータ３０及び駆動力調整ユニット４を船外機１の前側に集約配置したので、船外機１の重心位置を前方に位置させることができる。これにより、船外機１の重心が船体に近づくので、操安性を向上させるとともに、チルト軸１２に近づくので、チルトアップも容易になる。   According to the fourth embodiment, since the electric motor 30 and the driving force adjustment unit 4 that are heavy objects are centrally arranged on the front side of the outboard motor 1, the position of the center of gravity of the outboard motor 1 can be positioned forward. . As a result, the center of gravity of the outboard motor 1 approaches the hull, so that the maneuverability is improved and the tilt shaft 12 is approached, so that tilt-up is facilitated.

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。以上述べた実施形態では、自動遠心クラッチ３８を採用しているが、ＥＣＵ２４により制御される電磁クラッチ等を採用してもかまわない。この場合も、駆動力の伝達を遮断している状態で、サイドギア３５Ｅをロックするように構成される。   As mentioned above, although this invention was demonstrated with various embodiment, this invention is not limited only to these embodiment, A change etc. are possible within the scope of the present invention. In the embodiment described above, the automatic centrifugal clutch 38 is employed, but an electromagnetic clutch or the like controlled by the ECU 24 may be employed. Also in this case, the side gear 35E is configured to be locked while the transmission of the driving force is cut off.

第１の実施形態の船外機の全体構成を示す右側面図である。1 is a right side view illustrating an overall configuration of an outboard motor according to a first embodiment. 駆動力調整ユニットまわりの拡大図である。It is an enlarged view around a driving force adjustment unit. 第１の実施形態の船外機を表わす模式図である。It is a schematic diagram showing the outboard motor of 1st Embodiment. ＥＣＵ周辺の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of ECU periphery. 第１の実施形態の船外機における動作について説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining an operation in the outboard motor of the first embodiment. 第２の実施形態の船外機を表わす模式図である。It is a schematic diagram showing the outboard motor of 2nd Embodiment. 第３の実施形態の船外機を表わす模式図である。It is a schematic diagram showing the outboard motor of 3rd Embodiment. 第４の実施形態の船外機を表わす模式図である。It is a schematic diagram showing the outboard motor of 4th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ 船外機
４ 駆動力調整ユニット
５ メインドライブシャフト
１４ ４サイクルエンジン
１９ ドライブシャフト
２８ オイルパン
２９ モータ収容室
３０ 電動モータ
３８ 自動遠心クラッチ
４３ ウォータポンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outboard motor 4 Driving force adjustment unit 5 Main drive shaft 14 4 cycle engine 19 Drive shaft 28 Oil pan 29 Motor accommodating chamber 30 Electric motor 38 Automatic centrifugal clutch 43 Water pump

Claims (6)

クランクシャフトが鉛直方向に指向するように縦置きとなるかたちで搭載された４サイクルエンジンと、
電動モータと、
前記４サイクルエンジンの下方に設けられたオイルパンと、
前記４サイクルエンジンの駆動力と前記電動モータの駆動力とをプロペラを回転させる駆動力として共に伝達するための駆動力調整ユニットとを備え、
前記駆動力調整ユニットを前記オイルパンの隣り或いは前記オイルパンの下方に配置したことを特徴とする船外機。 A four-stroke engine mounted in a vertical orientation with the crankshaft oriented vertically,
An electric motor;
An oil pan provided below the four-cycle engine;
A driving force adjusting unit for transmitting the driving force of the four-cycle engine and the driving force of the electric motor together as a driving force for rotating a propeller;
An outboard motor characterized in that the driving force adjusting unit is arranged next to the oil pan or below the oil pan. 前記オイルパンの底の一部を上方に凸状に形成することによりオイルパンに下方に開口するモータ収容室が形成され、そのモータ収容室に、出力軸が鉛直下方に指向するように電動モータが収容されることを特徴とする請求項１に記載の船外機。   By forming a part of the bottom of the oil pan in a convex shape upward, a motor housing chamber that opens downward is formed in the oil pan, and the electric motor is directed so that the output shaft is directed vertically downward in the motor housing chamber. The outboard motor according to claim 1, wherein the outboard motor is accommodated. 前記駆動力調整ユニットが前記オイルパンの下面に隣接するようにして配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の船外機。   The outboard motor according to claim 1, wherein the driving force adjusting unit is disposed so as to be adjacent to a lower surface of the oil pan. 前記駆動力調整ユニットが前記オイルパンの下方で、前記オイルパンの下面から離れた状態で配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の船外機。   3. The outboard motor according to claim 1, wherein the driving force adjustment unit is disposed below the oil pan and away from a lower surface of the oil pan. 前記エンジンの駆動力を前記駆動力調整ユニットに伝達したり、その伝達を遮断したりするクラッチを備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の船外機。   The outboard motor according to any one of claims 1 to 4, further comprising a clutch that transmits the driving force of the engine to the driving force adjusting unit or blocks the transmission. 前記クラッチの接続状態に関係なく、前記エンジンの駆動力によりウォータポンプを作動させる構成にしたことを特徴とする請求項５に記載の船外機。   The outboard motor according to claim 5, wherein the water pump is operated by the driving force of the engine regardless of the connection state of the clutch.
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