JP5844617B2 - 船舶推進装置 - Google Patents

Description

この発明は、船舶推進装置に関する。

エンジン（内燃機関）と電動モータとを備えるハイブリッド式の船舶推進装置が提案されている。
たとえば特許文献１には、エンジンと電動モータとが内蔵された船外機を備える船舶推進装置が開示されている。エンジンは、ドライブシャフト、前後進切替機構、およびプロペラシャフトを介して、プロペラに連結されている。電動モータは、エンジンと前後進切替機構との間でドライブシャフトに介装されている。エンジンは、ドライブシャフトに介装された多板クラッチを介して電動モータに連結されている。エンジンによってプロペラが駆動されるときには、多板クラッチが接続され、電動モータによってプロペラが駆動されるときには、多板クラッチが切断される。これにより、電動モータの動力がエンジンに伝達されることが防止される。

特開２００８−１３７６４６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の船舶推進装置では、電動モータが、前後進切替機構とエンジンとの間でドライブシャフトに介装されているので、エンジンと電動モータとの間に多板クラッチを設ける必要がある。そのため、船舶推進装置の構造が複雑化してしまう。
そこで、この発明の目的は、構造を簡素化できるハイブリッド式の船舶推進装置を提供することである。

前記目的を達成するための本発明の一実施形態は、複数の羽根と、プロペラ軸線まわりに前記複数の羽根を取り囲む筒状のリムとを含み、前記プロペラ軸線まわりに回転可能なプロペラと、前記プロペラ軸線まわりに前記プロペラを取り囲むダクトと、前記ダクトに対して前記プロペラを回転させる内燃機関と、前記リムを回転させることにより、前記ダクトに対して前記プロペラを回転させる電動モータとを含む、船舶推進装置を提供する。前記船舶推進装置は、前進方向の推力が発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する前進状態と、前記内燃機関と前記プロペラとの接続を解除する中立状態と、後進方向の推力が発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する後進状態とのうちのいずれかに切り替わる前後進切替機構をさらに含む。

この構成によれば、羽根およびリムを含むプロペラが、ダクトによって取り囲まれている。内燃機関は、ダクトに対してプロペラをプロペラ軸線まわりに回転させる。一方、電動モータは、リムを回転させることにより、ダクトに対してプロペラをプロペラ軸線まわりに回転させる。プロペラは、内燃機関および電動モータのいずれか一方、または内燃機関および電動モータの両方によってプロペラ軸線まわりに回転駆動される。これにより、船舶を推進させる推力が発生する。このように、内燃機関および電動モータが、互いに独立してプロペラを回転させることができるので、船舶推進装置の構造を簡素化できる。

前記プロペラは、前記プロペラ軸線に沿って延びており、前記複数の羽根と共に前記プロペラ軸線まわりに回転するプロペラ回転軸をさらに含んでいてもよい。この場合、前記内燃機関は、前記プロペラ回転軸を回転させることにより、前記ダクトに対して前記プロペラを回転させてもよい。
また、前記電動モータは、前記リムを直接駆動するダイレクトドライブモータ(direct drive motor)であってもよい。すなわち、前記電動モータは、前記ダクトの少なくとも一部によって構成されたステータと、前記リムの少なくとも一部によって構成されたロータとを含んでいてもよい。この場合、前記リムは、前記ロータの少なくとも一部を構成するマグネットを含んでいてもよい。すなわち、前記電動モータは、永久磁石型ロータ（permanent-magnet rotor）を含む永久磁石型直流モータであってもよい。また、前記電動モータは、突極型ロータ（salient poled rotor）を含むリラクタンスモータ（reluctance motor）であってもよい。

また、前記船舶推進装置は、前記船舶推進装置が発生する推力の方向を前進方向と後進方向との間で切り替えるために操船者によって操作されるシフト操作子と、前進方向の推力が発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する前進状態と、前記内燃機関と前記プロペラとの接続を解除する中立状態と、後進方向の推力が発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する後進状態とのうちのいずれかに切り替わる前後進切替機構と、前記内燃機関の回転速度を検出するエンジン速度検出装置と、前記プロペラの回転速度を検出するプロペラ速度検出装置と、前記前後進切替機構を制御する制御装置とをさらに含んでいてもよい。プロペラ速度検出装置は、プロペラ自体の回転速度を検出してもよいし、前後進切替機構とプロペラとの間に配置されており、プロペラと共に回転する中間部材（たとえば、エンジン出力伝達軸）の回転速度を検出してもよい。すなわち、プロペラ速度検出装置は、前後進切替機構より下流側のいずれかの位置で回転速度を検出するように構成されていてもよい。

この場合、前記制御装置は、前記前後進切替機構を中立状態から前進状態または後進状態に切り替えるシフトイン操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記内燃機関の回転速度と前記プロペラの回転速度との差である速度差が所定の範囲内の場合にのみ、前記前後進切替機構を中立状態から前進状態または後進状態に切り替えるシフトイン動作を行ってもよい。すなわち、前記制御装置は、前記シフトイン操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記速度差が前記所定の範囲内でない場合、前記内燃機関および電動モータの少なくとも一方を制御することにより、前記速度差を前記所定の範囲内まで変化させてもよい。そして、前記制御装置は、前記速度差を前記所定の範囲内まで変化させた後、前記シフトイン動作を行ってもよい。前記シフトイン操作が行われたときに前記速度差が前記所定の範囲内であれば、前記制御装置は、前記内燃機関および電動モータの出力を変化させることなく、前記シフトイン動作を行ってもよい。この場合、前後進切替機構の入力軸（たとえば、後述する前側ギヤおよび後側ギヤ）と前後進切替機構の出力軸（たとえば、後述するドッグクラッチ）との相対速度が小さい状態で、入力軸と出力軸とが結合される。そのため、シフトイン動作に伴って発生する衝撃（シフトショック）を低減できる。

また、前記制御装置は、前記前後進切替機構を前進状態および後進状態の一方から他方に切り替える反転操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記電動モータを制御することにより、反転前方向への前記プロペラの回転速度を切断速度まで低下させた後、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替えてもよい。そして、前記制御装置は、前記前後進切替機構を中立状態に切り替えた後、前記電動モータを制御することにより、前記反転前方向とは反対の反転後方向に前記プロペラを回転させ、前記反転後方向への前記プロペラの回転速度が接続速度以上に達するまで前記プロペラを加速させてもよい。そして、前記制御装置は、前記反転後方向への前記プロペラの回転速度が接続速度以上の状態で、前記前後進切替機構を中立状態から前進状態または後進状態に切り替えてもよい。反転前方向および反転後方向は、いずれもプロペラ軸線まわりの互いに反対の方向である。

内燃機関は、前後進切替機構を介してプロペラに接続されている。前後進切替機構が中立状態に切り替わると、内燃機関とプロペラとの接続が解除されるので、プロペラから内燃機関に加わる負荷がなくなる。そのため、プロペラの回転速度が高い状態で前後進切替機構が中立状態に切り替わると、内燃機関の回転速度が大幅に上昇する場合がある。したがって、反転前方向へのプロペラの回転速度が低下した状態で、前後進切替機構を中立状態に切り替えることにより、内燃機関の回転速度が大幅に上昇することを防止できる。さらに、プロペラの回転速度が接続速度以上の状態で前後進切替機構を中立状態から前進状態または後進状態に切り替えることにより、シフトショックを低減できる。

また、前記制御装置は、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替えるシフトアウト操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記電動モータを制御することにより、シフトアウト前方向への前記プロペラの回転速度を切断速度まで低下させた後、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替えてもよい。シフトアウト前方向は、シフトアウト操作が行われる前のプロペラの回転方向である。たとえば前後進切替機構を前進状態から中立状態に切り替えるシフトアウト操作がシフト操作子に行われた場合、シフトアウト前方向は、プロペラが前進方向の推力を発生する方向である。

前記内燃機関は、船内に配置されていてもよいし、船外に配置されてもよい。前記内燃機関が船外に配置されている場合、前記船舶推進装置は、前記内燃機関が内蔵された船外機を含んでいてもよい。具体的には、前記船舶推進装置は、ドライブシャフトと、前後進切替機構と、エンジン出力伝達軸とをさらに含んでいてもよい。前記ドライブシャフトは、略鉛直方向に延びており、前記内燃機関によって回転駆動される。前記前後進切替機構は、前後方向に延びる出力軸を含み、前記ドライブシャフトの回転を前記出力軸に伝達する。前記エンジン出力伝達軸は、前記出力軸の回転を前記プロペラに伝達する。前記前後進切替機構は、前記ドライブシャフトの回転方向に対する前記出力軸の回転方向を変更可能である。したがって、前記前後進切替機構は、前記エンジン出力伝達軸およびプロペラの回転方向を変更可能である。

また、前記船舶推進装置が、前記ドライブシャフトと、前記前後進切替機構と、前記エンジン出力伝達軸とを含む場合、前記プロペラは、前記前後進切替機構の前方または後方に配置されていてもよいし、前記出力軸より下方に配置されていてもよい。前記プロペラが前記前後進切替機構の前方または後方に配置されている場合、前記出力軸と前記エンジン出力伝達軸とは、同軸であってもよい。また、前記プロペラが前記出力軸より下方に配置されている場合、前記船舶推進装置は、前記内燃機関の動力を前記リムに伝達する歯車伝達機構をさらに含んでいてもよい。この場合、前記歯車伝達機構は、前記エンジン出力伝達軸と共に回転する駆動ギヤと、前記駆動ギヤの回転が伝達され、前記リムと共に回転する従動ギヤとを含んでいてもよい。

また、前記船舶推進装置は、前記プロペラのピッチ（プロペラが一回転して進む距離）を変更できるように構成されていてもよい。
具体的には、前記リムは、前記プロペラ軸線まわりの相対回転に伴って前記プロペラ軸線に対する前記羽根の傾き角度が変化するように前記羽根を支持する前側リムおよび後側リムを含んでいてもよい。この場合、前記前側リムおよび後側リムのいずれか一方が、前記内燃機関によって回転駆動され、他方が、前記電動モータによって回転駆動されてもよい。この場合、前記内燃機関および電動モータが前記前側リムおよび後側リムを前記プロペラ軸線まわりに相対回転させることにより、前記プロペラのピッチが変更される。したがって、内燃機関および電動モータは、高トルク型と高出力型との間でプロペラの特性を変化させることができる。

また、前記リムが前記前側リムおよび後側リムを含んでおり、前記電動モータが、前記前側リムを回転させる前側電動モータと、前記後側リムを回転させる後側電動モータとを含んでいてもよい。この場合、前記船舶推進装置は、前記前側電動モータおよび後側電動モータを制御することにより、前記前側リムおよび後側リムの相対回転量を制御する制御装置をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、前記前側電動モータおよび後側電動モータが前記前側リムおよび後側リムを前記プロペラ軸線まわりに相対回転させることにより、前記プロペラのピッチが変更される。したがって、前記制御装置は、前記前側電動モータおよび後側電動モータを制御することにより、プロペラの特性を高トルク型と高出力型との間で無段階で調整できる。

また、前記船舶推進装置が、前記プロペラのピッチを変更できるように構成されている場合、前記船舶推進装置は、前記前側リムおよび後側リムの相対回転量を規制する回転量規制部をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、前側リムおよび後側リムの相対回転量が規制されるので、プロペラのピッチの変化量も規制される。したがって、船舶推進装置は、回転量規制部によって許容される前側リムおよび後側リムの相対回転量の範囲内で、プロペラのピッチを変更できる。

前記回転量規制部は、前記リムおよび羽根のいずれか一方に設けられた支持部と、前記リムおよび羽根の他方に設けられており、前記支持部が挿入された長孔を区画する被支持部とを含んでいてもよい。
この構成によれば、リムおよび羽根が、支持部および被支持部によって連結されている。支持部は、被支持部によって区画された長孔に挿入されている。支持部および被支持部は、被支持部が支持部に支持された状態で長孔の長手方向に相対移動できる。リムおよび羽根は、支持部および被支持部の相対移動に伴って相対移動する。そして、支持部および被支持部（長孔の内面）が接すると、支持部および被支持部の相対移動が規制される。そのため、リムおよび羽根の相対移動が規制される。すなわち、羽根に対する前側リムの移動が規制される共に、羽根に対する後側リムの移動が規制される。言い換えると、前側リムおよび後側リムは、共通の部材（羽根）に対する相対移動が規制されることにより、相対回転が規制される。これにより、前側リムおよび後側リムの相対回転量が規制される。

また、前記船舶推進装置が前記回転量規制部を含む場合、前記プロペラは、前記プロペラ軸線に沿って延びており、前記前側リムと共に前記プロペラ軸線まわりに回転する前側回転軸と、前記プロペラ軸線に沿って延びており、前記後側リムと共に前記プロペラ軸線まわりに回転する後側回転軸とをさらに含んでいてもよい。この場合、前記回転量規制部は、前記前側回転軸および後側回転軸にそれぞれ設けられており、所定の角度範囲内で前記プロペラ軸線まわりに相対回転可能に噛み合う前側噛み合い部および後側噛み合い部を含んでいてもよい。

この構成によれば、前側噛み合い部が、プロペラの前側回転軸に設けられており、後側噛み合い部が、プロペラの後側回転軸に設けられている。したがって、前側噛み合い部は、前側回転軸と共にプロペラ軸線まわりに回転し、後側噛み合い部は、後側回転軸と共にプロペラ軸線まわりに回転する。前側噛み合い部および後側噛み合い部は、所定の角度範囲内でプロペラ軸線まわりに相対回転可能に噛み合っている。したがって、前側噛み合い部および後側噛み合い部が接すると、前側リムおよび後側リムの相対回転が規制される。これにより、前側リムおよび後側リムの相対回転量が規制される。

また、前記船舶推進装置は、光を発する発光体をさらに含んでいてもよい。輝度や点灯時間などの前記発光体の発光状態は、前記プロペラの回転状態に応じて変化してもよい。また、前記発光体は、前記ダクトおよびプロペラのいずれか一方に配置されていてもよいし、前記ダクトおよびプロペラの両方に配置されていてもよい。前記発光体は、電灯であってもよいし、ＬＥＤ（発光体ダイオード）であってもよい。この場合、前記発光体に供給される電力は、前記電動モータに電力を供給するモータ電力源からの電力であってもよいし、前記発光体に電力を供給する専用の電力供給装置からの電力であってもよい。

前記船舶推進装置が前記電力供給装置を含む場合、前記電動モータは、前記ダクトの少なくとも一部によって構成されたステータと、前記リムの少なくとも一部によって構成されたロータとを含んでいてもよい。さらに、前記船舶推進装置は、少なくとも一部が前記ステータに対向する位置で前記リムに取り付けられており、前記リムと共に前記プロペラ軸線まわりに回転する発電用コイルをさらに含んでいてもよい。すなわち、前記電力供給装置は、前記発電用コイルを含んでいてもよい。この場合、前記発光体は、前記発電用コイルに接続されており、前記プロペラに配置されていてもよい。

この構成によれば、発電用コイルがリムに取り付けられており、発光体が、発電用コイルに接続されている。発電用コイルの少なくとも一部は、ステータに対向している。したがって、電動モータがプロペラ（リム）を回転させると、発電用コイルを通過する磁束が変化し、発電用コイルで電流（誘導電流）が発生する。これにより、発光体が光を発する。発電用コイルで発生する電流は、プロペラの回転速度に応じて変化する。さらに、プロペラの回転速度が同じであっても、高トルクでプロペラを回転させる場合には、ステータに供給される電力が低トルクの場合よりも大きいので、発電用コイルで発生する電流が増加する。したがって、発光体の発光状態は、回転速度およびトルクを含むプロペラの回転状態に応じて変化する。このように、プロペラと共に回転する部材（発電用コイル）が電力を発生するので、発光体がプロペラに配置されている場合でも、発光体に対して確実に電力を供給できる。つまり、固定部分（ダクト）から回転体（プロペラ）に延びる複雑な配線を設けなくてもよい。

また、前記船舶推進装置が前記電力供給装置を含む場合、前記船舶推進装置は、前記リムに取り付けられており、前記リムと共に前記プロペラ軸線まわりに回転する発電用コイルと、前記ダクトに取り付けられており、前記発電用コイルに対向する発電用マグネットとをさらに含んでいてもよい。すなわち、前記電力供給装置は、専用のコイルおよびマグネットを含んでいてもよい。この場合、前記発光体は、前記発電用コイルに接続されており、前記プロペラに配置されていてもよい。

この構成によれば、発電用コイルがリムに取り付けられており、発電用マグネットがダクトに取り付けられている。さらに、発電用コイルおよび発電用マグネットが互いに対向している。したがって、内燃機関および電動モータの少なくとも一方がプロペラ（リム）を回転させると、発電用コイルで電流が発生し、プロペラの回転状態に応じた発光状態で発光体が発光する。

また、本発明の他の実施形態は、内燃機関と、電動モータと、前記内燃機関および電動モータの少なくとも一方によってプロペラ軸線まわりに回転駆動されるプロペラと、前記内燃機関から前記プロペラへの動力の伝達経路上に配置されており、前記プロペラが前進方向の推力を発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する前進状態と、前記内燃機関と前記プロペラとの接続を解除する中立状態と、前記プロペラが後進方向の推力を発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する後進状態とのうちのいずれかに切り替わる前後進切替機構とを含み、前記電動モータは、前記内燃機関から前記プロペラへの動力の伝達経路上において前記前後進切替機構より前記プロペラ側に配置されている、船舶推進装置を提供する。

この構成によれば、電動モータが、前後進切替機構よりプロペラ側に配置されている。すなわち、電動モータは、内燃機関の動力の伝達方向に関して、前後進切替機構よりも下流に配置されている。電動モータは、前後進切替機構とプロペラとの間に配置されており、プロペラと共に回転する中間部材（たとえば、エンジン出力伝達軸）に連結されていてもよいし、プロペラに連結されていてもよい。電動モータの動力は、前後進切替機構より下流の部分（中間部材またはプロペラ）から入力される。したがって、電動モータは、前後進切替機構が前進状態、中立状態、および後進状態のいずれの状態であっても、プロペラを回転させることができる。

前記船舶推進装置は、前記船舶推進装置が発生する推力の方向を前進方向と後進方向との間で切り替えるために操船者によって操作されるシフト操作子と、前記内燃機関の回転速度を検出するエンジン速度検出装置と、前記プロペラの回転速度を検出するプロペラ速度検出装置と、前記前後進切替機構を制御する制御装置とをさらに含んでいてもよい。
この場合、前記制御装置は、前記前後進切替機構を中立状態から前進状態または後進状態に切り替えるシフトイン操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記内燃機関の回転速度と前記プロペラの回転速度との差である速度差が所定の範囲内の場合にのみ、前記前後進切替機構を中立状態から前進状態または後進状態に切り替えるシフトイン動作を行ってもよい。すなわち、前記制御装置は、前記シフトイン操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記速度差が前記所定の範囲内でない場合、前記内燃機関および電動モータの少なくとも一方を制御することにより、前記速度差を前記所定の範囲内まで変化させてもよい。そして、前記制御装置は、前記速度差を前記所定の範囲内まで変化させた後、前記シフトイン動作を行ってもよい。前記シフトイン操作が行われたときに前記速度差が前記所定の範囲内であれば、前記制御装置は、前記内燃機関および電動モータの出力を変化させることなく、前記シフトイン動作を行ってもよい。

また、前記制御装置は、前記前後進切替機構を前進状態および後進状態の一方から他方に切り替える反転操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記電動モータを制御することにより、反転前方向への前記プロペラの回転速度を切断速度まで低下させた後、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替えてもよい。そして、前記制御装置は、前記前後進切替機構を中立状態に切り替えた後、前記電動モータを制御することにより、前記反転前方向とは反対の反転後方向に前記プロペラを回転させ、前記反転後方向への前記プロペラの回転速度が接続速度以上に達するまで前記プロペラを加速させてもよい。そして、前記制御装置は、前記反転後方向への前記プロペラの回転速度が接続速度以上の状態で、前記前後進切替機構を中立状態から前進状態または後進状態に切り替えてもよい。

また、前記制御装置は、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替えるシフトアウト操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記電動モータを制御することにより、シフトアウト前方向への前記プロペラの回転速度を切断速度まで低下させた後、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替えてもよい。

この発明の一実施形態に係る船舶推進装置の側面図である。 この発明の一実施形態に係る船舶推進装置の側面図である。 この発明の一実施形態に係る船舶推進装置の背面図である。 この発明の一実施形態に係る前後進切替機構の模式図である。 この発明の一実施形態に係る船舶推進装置の下部の部分断面図である。 この発明の一実施形態に係る船舶推進装置の下部の断面図である。 この発明の一実施形態に係る推進ユニットの背面図である。 この発明の一実施形態に係る推進ユニットの外周部の断面図である。 この発明の一実施形態に係る推進ユニットの外周部の断面図である。 この発明の一実施形態に係る電動モータの一部の断面図である。 この発明の一実施形態に係る電動モータの一部の断面図である。 この発明の一実施形態に係る推進ユニットの断面図である。 この発明の一実施形態に係る推進ユニットの断面図である。 図６に示すＸ−Ｘ線に沿う羽根の断面図である。 図６に示すＸ−Ｘ線に沿う羽根の断面図である。 この発明の一実施形態に係る船舶推進装置の電気的構成を示すブロック図である。 コントロールレバーの操作量と船舶推進装置の出力との関係を示すグラフである。 船舶推進装置が自動選択モードに設定されている状態でコントロールレバーが前進位置または後進位置に配置されているときのフローチャートである。 レバー位置変化割合およびバッテリーの残量と各モードの範囲との関係について説明するための図である。 電動モードについて説明するためのフローチャートである。 エンジンモードについて説明するためのフローチャートである。 シフトイン操作が行われたときのフローチャートである。 シフトアウト操作が行われたときのフローチャートである。 反転操作が行われたときのフローチャートである。 Ｆ→Ｒ反転動作およびＲ→Ｆ反転動作について説明するためのフローチャートである。 この発明の第２実施形態に係る船舶推進装置の下部の部分断面図である。 この発明の第２実施形態に係る推進ユニットの断面図である。 この発明の第３実施形態に係る船舶推進装置の下部の部分断面図である。 この発明の第３実施形態に係る推進ユニットの背面図である。 この発明の第３実施形態に係る推進ユニットの断面図である。 この発明の第４実施形態に係る推進ユニットの断面図である。 プロペラ軸線に対する羽根の傾き角度について説明するための図である。 プロペラ軸線に対する羽根の傾き角度について説明するための図である。 この発明の第５実施形態に係る推進ユニットの断面図である。 プロペラ軸線に対する羽根の傾き角度について説明するための図である。 プロペラ軸線に対する羽根の傾き角度について説明するための図である。 この発明の第６実施形態に係る推進ユニットの外周部の断面図である。 この発明の第６実施形態に係る推進ユニットの外周部の断面図である。 図２２Ｂに示す推進ユニットの一部を拡大した斜視図である。 この発明の第７実施形態に係る推進ユニットの背面図である。 この発明の第７実施形態に係る推進ユニットの一部の断面図である。 この発明の第７実施形態に係る推進ユニットの一部の断面図である。 この発明の第８実施形態に係る推進ユニットの背面図である。 この発明の第８実施形態に係る推進ユニットの一部の断面図である。 この発明の第８実施形態に係る推進ユニットの一部の断面図である。

以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
以下の実施形態に係るプロペラは、正転方向および逆転方向に回転可能である。正転方向は、プロペラを後方から見て右まわりであってもよいし、プロペラを後方から見て左まわりであってもよい。以下では、プロペラを後方から見て右まわりの方向をプロペラの正転方向と定義し、プロペラを後方から見て左まわりの方向をプロペラの逆転方向と定義する。

［第１実施形態］
図１Ａおよび図１Ｂは、この発明の一実施形態に係る船舶推進装置１の側面図である。図２は、この発明の一実施形態に係る船舶推進装置１の背面図である。図３は、この発明の一実施形態に係る前後進切替機構１９の模式図である。
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、船舶推進装置１は、船舶Ｖ１の船尾に取り付け可能なブラケット２と、ブラケット２を介して船尾に取り付けられる船外機３と、船外機３に取り付けられた推進ユニット４とを含む。図２に示すように、船舶推進装置１は、推進ユニット４に保持されたプロペラ５をさらに含む。船舶推進装置１は、ハイブリッド式の船舶推進装置である。すなわち、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、船舶推進装置１は、前後方向に延びるプロペラ軸線Ａ２まわりにプロペラ５を回転させるエンジン６および電動モータ７と、エンジン６を制御するエンジンＥＣＵ８（Electronic Control Unit）と、電動モータ７を制御するモータＥＣＵ９とをさらに含む。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、エンジン６は、船外機３に内蔵されており、電動モータ７は、推進ユニット４に内蔵されている。エンジン６は、上下方向に延びるクランク軸線まわりに回転可能なクランクシャフトを含む内燃機関である。エンジン６は、燃料供給ホース１０を介して、船内に配置された燃料タンク１１に接続されている。電動モータ７は、電気配線Ｗ１を介して、モータＥＣＵ９に接続されている。エンジンＥＣＵ８およびモータＥＣＵ９は、船内に配置されたバッテリー１２に接続されている。バッテリー１２の電力は、モータＥＣＵ９を介して電動モータ７に供給される。モータＥＣＵ９は、ＬＡＮ(local area network)ケーブルＣ１によってエンジンＥＣＵ８に接続されている。エンジンＥＣＵ８およびモータＥＣＵ９は、ＬＡＮケーブルＣ１を通じて互いに通信する。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、エンジンＥＣＵ８は、船外機３に内蔵されており、モータＥＣＵ９は、船内に配置されている。モータＥＣＵ９は、船外機３または推進ユニット４内に配置されていてもよい。モータＥＣＵ９が推進ユニット４内に配置される場合、モータＥＣＵ９は、エンジン６を冷却する冷却水によって冷却されてもよい。この場合、冷却水路は、冷却水がエンジン６よりも先にモータＥＣＵ９を冷却するように構成されていることが好ましい。この構成によれば、モータＥＣＵ９は、エンジン６によって温められる前の低温の冷却水によって冷却される。そのため、モータＥＣＵ９の温度を十分に低下させることができる。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、船外機３は、船体Ｈ１の後方に配置されている。船外機３は、前述のエンジン６およびエンジンＥＣＵ８と、エンジン６およびエンジンＥＣＵ８を覆うエンジンカバー１３と、エンジンカバー１３から下方に延びるアッパーケース１４と、アッパーケース１４から下方に延びるロワーケース１５とを含む。さらに、船外機３は、上下方向に延びる略鉛直なステアリングシャフト１６を含む。船外機３は、略鉛直なステアリング軸線Ａ２（ステアリングシャフト１６の中心軸線）まわりに回転可能にブラケット２に連結されている。したがって、船外機３は、船体Ｈ１に対してステアリング軸線Ａ２まわりに左右に回動可能である。推進ユニット４は、ロワーケース１５の後方に配置されている。推進ユニット４は、ステー１７を介してロワーケース１５に連結されている。推進ユニット４は、船外機３と共にステアリング軸線Ａ２まわりに回転する。したがって、船外機３がステアリング軸線Ａ２まわりに左右に回動すると、プロペラ５も、ステアリング軸線Ａ２まわりに左右に回動する。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、船外機３は、さらに、エンジン６に連結されたドライブシャフト１８と、ドライブシャフト１８に連結された前後進切替機構１９と、前後進切替機構１９に連結されたエンジン出力伝達軸２０とを含む。ドライブシャフト１８は、略鉛直方向に延びている。ドライブシャフト１８は、エンジン６によってドライブシャフト１８の中心軸線まわりに回転駆動される。ドライブシャフト１８は、前後進切替機構１９によってエンジン出力伝達軸２０に連結されている。エンジン出力伝達軸２０は、前後方向に延びている。プロペラ５は、エンジン出力伝達軸２０の後端部に連結されている。プロペラ５は、エンジン出力伝達軸２０と共に回転する。エンジン６の回転は、ドライブシャフト１８、前後進切替機構１９、およびエンジン出力伝達軸２０を介して、プロペラ５に伝達される。前後進切替機構１９は、エンジン出力伝達軸２０が正転方向に回転する前進状態と、エンジン出力伝達軸２０が逆転方向に回転する後進状態と、ドライブシャフト１８とエンジン出力伝達軸２０との接続が解除される中立状態との間で切り替わる。したがって、プロペラ５の回転状態は、前後進切替機構１９の状態に伴って切り替わる。

図３に示すように、前後進切替機構１９は、ドライブシャフト１８に連結されたピニオン２１と、ピニオン２１に噛み合う前側ギヤ２２および後側ギヤ２３と、前側ギヤ２２および後側ギヤ２３のいずれか一方に選択的に噛み合わされるドッグクラッチ２４とを含む。前後進切替機構１９は、電動式の前後進切替機構である。すなわち、前後進切替機構１９は、ドッグクラッチ２４を移動させるシフトアクチュエータ２５をさらに含む。シフトアクチュエータ２５とドッグクラッチ２４とは、図示しないシフトロッドを介して接続されている。エンジンＥＣＵ８は、前後進切替機構１９の出力軸に相当するドッグクラッチ２４をシフトアクチュエータ２５によって移動させることにより、前後進切替機構１９を前進状態、後進状態、および中立状態のいずれかの状態に選択的に切り替える。

図３に示すように、ピニオン２１、前側ギヤ２２、および後側ギヤ２３は、いずれもベベルギヤである。前側ギヤ２２および後側ギヤ２３は、前後方向に間隔を空けて配置されている。ドッグクラッチ２４は、前側ギヤ２２および後側ギヤ２３の間に配置されている。エンジン出力伝達軸２０は、前側ギヤ２２、後側ギヤ２３、およびドッグクラッチ２４を前後方向に貫通している。前側ギヤ２２および後側ギヤ２３は、エンジン出力伝達軸２０に対してエンジン出力伝達軸２０の中心軸線まわりに回転可能である。前側ギヤ２２および後側ギヤ２３は、ロワーケース１５によって回転可能に保持されている。一方、ドッグクラッチ２４は、スプラインによってエンジン出力伝達軸２０に連結されている。したがって、エンジン出力伝達軸２０およびドッグクラッチ２４は、軸方向に相対移動可能であり、エンジン出力伝達軸２０の中心軸線まわりに一体回転可能である。ドッグクラッチ２４およびエンジン出力伝達軸２０は、同軸的に配置されている。

ドッグクラッチ２４は、ドッグクラッチ２４が前側ギヤ２２に噛み合う前進位置と、ドッグクラッチ２４が後側ギヤ２３に噛み合う後進位置との間で、エンジン出力伝達軸２０に対して移動可能である。前進位置と後進位置との間の位置（図３に示す位置）は、ドッグクラッチ２４が前側ギヤ２２および後側ギヤ２３の両方から離れている中立位置である。エンジンＥＣＵ８は、シフトアクチュエータ２５を制御することにより、ドッグクラッチ２４を前進位置、後進位置、および中立位置のいずれかのシフト位置に移動させる。前進位置、後進位置、および中立位置は、それぞれ、前進状態、後進状態、および中立状態に対応している。すなわち、シフトアクチュエータ２５がドッグクラッチ２４を前進位置に移動させると、前後進切替機構１９は、前進状態に切り替わる。

ドライブシャフト１８は、エンジン６によって一定の回転方向に駆動される。ピニオン２１は、ドライブシャフト１８と共にドライブシャフト１８の中心軸線まわりに回転する。前側ギヤ２２および後側ギヤ２３は、ピニオン２１の回転に伴って互いに反対の方向に回転する。ドッグクラッチ２４が前進位置に配置されており、前側ギヤ２２が回転している状態では、前側ギヤ２２の回転が、ドッグクラッチ２４を介してエンジン出力伝達軸２０に伝達される。これにより、エンジン出力伝達軸２０が正転方向に回転する。また、ドッグクラッチ２４が後進位置に配置されており、後側ギヤ２３が回転している状態では、後側ギヤ２３の回転が、ドッグクラッチ２４を介してエンジン出力伝達軸２０に伝達される。これにより、エンジン出力伝達軸２０が逆転方向に回転する。また、ドッグクラッチ２４が中立位置に配置されている状態では、ドライブシャフト１８の回転がエンジン出力伝達軸２０に伝達されず、ドライブシャフト１８が空転する。

一方、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、推進ユニット４は、前述のプロペラ５および電動モータ７と、プロペラ軸線Ａ２まわりにプロペラ５を取り囲むダクト２６とを含む。ダクト２６は、前後方向に延びる円筒状である。ダクト２６は、ステー１７を介してロワーケース１５に連結されている。プロペラ５および電動モータ７は、ダクト２６によって保持されている。プロペラ５は、ダクト２６内で正転方向および逆転方向に回転可能である。エンジンＥＣＵ８およびモータＥＣＵ９は、エンジン６および電動モータ７の少なくとも一方によって、正転方向および逆転方向にプロペラ５を回転させる。プロペラ５が正転方向に回転すると、前方からダクト２６内に水が吸い込まれ、吸い込まれた水がダクト２６から後方に排出される。これにより、前進方向の推力が発生する。これとは反対に、プロペラ５が逆転方向に回転すると、後方からダクト２６内に水が吸い込まれ、吸い込まれた水がダクト２６から前方に排出される。これにより、後進方向の推力が発生する。

船舶推進装置１は、さらに、船舶Ｖ１を操舵する操舵装置２７を含む。図１Ａに示すように、操舵装置２７は、操船者によって操作されるティラーハンドル２７ａを備えていてもよい。また、図１Ｂに示すように、操舵装置２７は、操船者によって操作される操舵部材２７ｂと、操舵部材２７ｂの操作に応じて船外機３をステアリング軸線Ａ２まわりに左右に回動させる操舵ユニット２７ｃとを備えていてもよい。ティラーハンドル２７ａは、ステアリングシャフト１６に連結されている。ステアリングシャフト１６は、ティラーハンドル２７ａと共にステアリング軸線Ａ２まわりに回動する。一方、図１Ｂに示すように、操舵ユニット２７ｃは、ステアリングシャフト１６と共にステアリング軸線Ａ２まわりに回転するステアリングアーム２７ｄに連結されている。操舵ユニット２７ｃは、ステアリング軸線Ａ２まわりにステアリングアーム２７ｄを左右に回動させる。操舵部材２７ｂは、プッシュ・プルケーブルによって操舵ユニット２７ｃに機械的に連結されていてもよいし、操舵ユニット２７ｃに電気的に連結されていてもよい。

船舶推進装置１は、さらに、船舶推進装置１の出力調整、および推力の方向の切替を行う出力調整装置２８を含む。図１Ａに示すように、出力調整装置２８は、ティラーハンドル２７ａに設けられたスロットルグリップ２８ａおよびシフトレバー２８ｂを備えていてもよい。スロットルグリップ２８ａは、ティラーハンドル２７ａの中心軸線まわりに回転可能に構成されており、シフトレバー２８ｂは、下端部を中心に前後に傾倒可能に構成されている。スロットルグリップ２８ａおよびシフトレバー２８ｂは、操船者によって操作される。エンジンＥＣＵ８およびモータＥＣＵ９は、スロットルグリップ２８ａの位置に応じて船舶推進装置１の出力を調整する。また、エンジンＥＣＵ８およびモータＥＣＵ９は、シフトレバー２８ｂの位置に応じて前後進切替機構１９の状態を切り替える。たとえばシフトレバー２８ｂが前後に傾けられると、エンジンＥＣＵ８およびモータＥＣＵ９は、前後進切替機構１９を前進状態または後進状態に切り替える。

また、図１Ａおよび１Ｂに示すように、出力調整装置２８は、スロットルグリップ２８ａおよびシフトレバー２８ｂとして機能するリモコンユニット２８ｃを備えていてもよい。リモコンユニット２８ｃは、エンジンＥＣＵ８およびモータＥＣＵ９のいずれか一方に電気的に接続されていてもよいし、エンジンＥＣＵ８およびモータＥＣＵ９の両方に電気的に接続されていてもよい。リモコンユニット２８ｃからの指令は、有線通信または無線通信によって操舵ユニット２７ｃに送られる。

図１Ａおよび１Ｂに示すように、リモコンユニット２８ｃは、前後に傾倒可能なコントロールレバー２８ｄを備えていてもよいし、前後左右に傾倒可能なジョイスティック２８ｅを備えていてもよい。また、リモコンユニット２８ｃは、４つのボタンが設けられたワイヤレスリモコン２８ｆを備えていてもよいし、インターネットなどのデータ通信網を介してエンジンＥＣＵ８およびモータＥＣＵ９の少なくとも一方と通信するタッチパネル２８ｇを備えていてもよい。当然、出力調整装置２８は、これらの装置以外の装置を備えていてもよい。すなわち、出力調整装置２８の構成は、前述の構成に限定されない。

以下では、出力調整装置２８がリモコンユニット２８ｃを備えており、リモコンユニット２８ｃがコントロールレバー２８ｄを備えている場合について説明する。図１Ａに示すように、コントロールレバー２８ｄは、最も前側に傾いた前進出力最大位置Ｆmaxと、最も後側に後進出力最大位置Ｒmaxとの間で前後に移動可能である。前進出力最大位置Ｆmaxは、前進方向の出力が最大の位置であり、後進出力最大位置Ｒmaxは、後進方向の出力が最大の位置である。前進出力最小位置Ｆminおよび後進出力最小位置Ｒminは、前進出力最大位置Ｆmaxと後進出力最大位置Ｒmaxとの間に設けられている。前進出力最小位置Ｆminは、前進方向の出力が最小の位置（零の位置）であり、後進出力最小位置Ｒminは、後進方向の出力が最小の位置（零の位置）である。

図１Ａに示すように、前進出力最小位置Ｆminは、後進出力最小位置Ｒminよりも前進出力最大位置Ｆmax側の位置である。前進出力最大位置Ｆmaxと前進出力最小位置Ｆminとの間の領域は、前後進切替機構１９が前進状態に維持される前進位置（前進領域）であり、後進出力最大位置Ｒmaxと後進出力最小位置Ｒminとの間の領域は、前後進切替機構１９が後進状態に維持される後進位置（後進領域）である。また、前進出力最小位置Ｆminおよび後進出力最小位置Ｒminの間の領域は、前後進切替機構１９が中立状態に維持される中立位置である。

コントロールレバー２８ｄの現在位置は、リモコンユニット２８ｃからエンジンＥＣＵ８およびモータＥＣＵ９に出力される。たとえば操船者がコントロールレバー２８ｄを中立位置から前進位置に移動させると、エンジンＥＣＵ８は、前後進切替機構１９を中立状態から前進状態に切り替える。そして、エンジンＥＣＵ８およびモータＥＣＵ９は、前進出力最小位置Ｆminからのコントロールレバー２８ｄの操作量に比例する大きさの出力を船舶推進装置１に発生させて、船舶Ｖ１を前進させる。

図４は、船舶推進装置１の下部の部分断面図である。図５は、船舶推進装置１の下部の断面図である。図６は、推進ユニット４の背面図である。図７Ａおよび図７Ｂは、推進ユニット４の外周部の断面図である。
図４に示すように、ダクト２６は、前後方向に延びる姿勢でロワーケース１５に連結されている。プロペラ５およびダクト２６は、同軸的に配置されている。プロペラ５は、プロペラ軸線Ａ２に沿って延びる筒状の回転軸２９と、回転軸２９の周囲に配置された複数の羽根３０（blade）と、複数の羽根３０を取り囲む円筒状のリム３１とを含む。

図５に示すように、回転軸２９は、プロペラ軸線Ａ２に沿って延びる円筒状の内軸部３２と、プロペラ軸線Ａ２まわりに内軸部３２を取り囲む外軸部３３と、内軸部３２と外軸部３３とを連結する複数の連結部３４と含む。エンジン出力伝達軸２０の後端部は、ロワーケース１５から後方に突出している。エンジン出力伝達軸２０の後端部は、内軸部３２を貫通している。内軸部３２は、ボルト３５によってエンジン出力伝達軸２０の後端部に連結されている。したがって、回転軸２９は、エンジン出力伝達軸２０と共にプロペラ軸線Ａ２まわりに回転する。また、連結部３４は、内軸部３２と外軸部３３との間に配置されている。複数の連結部３４は、間隔を空けてプロペラ５の周方向に配列されている。内軸部３２と外軸部３３との間に形成された排気通路３６は、ロワーケース１５の内部に連通している。エンジン６で生成された排気は、前方から排気通路３６に流入する。そして、排気通路３６に流入した排気は、排気通路３６から後方に排出される。これにより、エンジン６で生成された排気が水中に排出される。

図６に示すように、複数の羽根３０は、間隔を空けてプロペラ５の周方向に配列されている。羽根３０は、リム３１の内周面からプロペラ軸線Ａ２に向かって延びる略三角形状である。羽根３０は、平らなプレートであってもよいし、曲線部を含む湾曲したプレートであってもよい。羽根３０の外端部（リム３１側の端部）は、リム３１に固定されており、羽根３０の内端部（リム３１とは反対側の端部）は、回転軸２９に固定されている。したがって、回転軸２９、羽根３０、およびリム３１は、プロペラ軸線Ａ２まわりに一体回転可能である。そのため、エンジン出力伝達軸２０がプロペラ軸線Ａ２まわりに回転すると、回転軸２９、羽根３０、およびリム３１は、エンジン出力伝達軸２０と共にプロペラ軸線Ａ２まわりに回転する。

図５に示すように、リム３１は、ダクト２６の内側でプロペラ軸線Ａ２を取り囲んでいる。リム３１は、ダクト２６の内周部に設けられた環状溝３７に収容されている。環状溝３７は、ダクト２６の内周面より凹んでおり、全周に亘って連続している。リム３１およびダクト２６の中心軸線は、プロペラ軸線Ａ２上に配置されている。リム３１は、環状溝３７内に収容された状態でダクト２６に対してプロペラ軸線Ａ２まわりに回転可能である。したがって、プロペラ５は、ダクト２６に対してプロペラ軸線Ａ２まわりに回転可能である。

リム３１は、ダクト２６に保持されていなくてもよいし、複数のベアリングを介してダクト２６に保持されていてもよい。たとえば図７Ａに示すように、リム３１は、２つのスラストベアリングＢ１とラジアルベアリングＢ２とを介してダクト２６に支持されていてもよい。また、図７Ｂに示すように、リム３１は、複数のテーパローラベアリングＢ３を介してダクト２６に支持されていてもよい。スラストベアリングＢ１およびラジアルベアリングＢ２は、ボールベアリングであってもよいし、ローラベアリングであってもよいし、その他の形式のベアリングであってもよい。

図７Ａに示すように、一方のスラストベアリングＢ１は、リム３１の前端面とダクト２６との間に配置されており、他方のスラストベアリングＢ１は、リム３１の後端面とダクト２６との間に配置されている。ラジアルベアリングＢ２は、リム３１の外周面とダクト２６との間に配置されている。２つのスラストベアリングＢ１は、プロペラ軸線Ａ２まわりにリム３１を回転可能に支持すると共に、軸方向（プロペラ軸線Ａ２に沿う方向）へのリム３１の移動量を規制する。ラジアルベアリングＢ２は、プロペラ軸線Ａ２まわりにリム３１を回転可能に支持すると共に、径方向へのリム３１の移動量を規制する。したがって、軸方向および径方向へのプロペラ５の移動量は、スラストベアリングＢ１およびラジアルベアリングＢ２によって規制される。

また、図７Ｂに示すように、複数のテーパローラベアリングＢ３は、複数の対を構成している。図６および図７Ｂを併せて参照すると分かるように、対のテーパローラベアリングＢ３は、前後方向から見たときに重なるように前後に間隔を空けて配置されている。前側のテーパローラベアリングＢ３は、リム３１の前端面とダクト２６との間に配置されており、後側のテーパローラベアリングＢ３は、リム３１の後端面とダクト２６との間に配置されている。複数の対のテーパローラベアリングＢ３は、間隔を空けて周方向に配列されている。

図７Ｂに示すように、テーパローラベアリングＢ３は、ダクト２６によって保持された支持軸３８と、支持軸３８を取り囲む内輪３９と、内輪３９の周囲に配置された複数のローラ４０とを含む。複数のローラ４０は、図示しない環状の保持器（retainer）によって保持されている。各ローラ４０は、自身の中心軸線まわりに回転しながら（自転しながら）、内輪３９まわりに回転可能である。各ローラ４０は、リム３１の前端面または後端面に接している。テーパローラベアリングＢ３は、プロペラ軸線Ａ２まわりにリム３１を回転可能に支持すると共に、軸方向および径方向へのリム３１の移動量を規制する。したがって、軸方向および径方向へのプロペラ５の移動量は、テーパローラベアリングＢ３によって規制される。

図８Ａおよび図８Ｂは、電動モータ７の一部の断面図である。以下では、図５、図８Ａ、および図８Ｂを参照する。
図５に示すように、推進ユニット４は、プロペラ５の回転速度を検出するプロペラ速度検出装置４３を含む。プロペラ速度検出装置４３は、ダクト２６の内部に配置されている。電動モータ７の回転角（ロータ４２の回転角）は、プロペラ速度検出装置４３によって検出される。電動モータ７は、ダクト２６の一部によって構成された環状のステータ４１と、リム３１の一部によって構成された円筒状のロータ４２とを含む。すなわち、ダクト２６は、ダクト２６の外周面と環状溝３７の底面との間に配置されたステータ４１を含み、リム３１は、リム３１の外周部に設けられたロータ４２を含む。ステータ４１およびロータ４２は、プロペラ軸線Ａ２を取り囲んでいる。ステータ４１およびロータ４２は、間隔を空けてプロペラ５の径方向に対向している。図８Ａおよび図８Ｂに示すように、ステータ４１は、電磁鋼板などの軟磁性材料によって形成された環状のステータコア４４と、ステータコア４４に巻回された複数のコイル４５とを含む。

図８Ａに示すように、ロータ４２は、軟磁性材料によって形成された円筒状のロータコア４６と、ロータコア４６に保持された複数のマグネット４７とを含む永久磁石型ロータ（permanent-magnet rotor）であってもよい。すなわち、電動モータ７は、永久磁石型直流モータであってもよい。また、図８Ｂに示すように、ロータ４２は、間隔を空けてプロペラ５の周方向に配列された複数の突極４８（salient pole）を含んでおり、軟磁性材料によって形成された円筒状の突極型ロータ（salient poled rotor）であってもよい。すなわち、電動モータ７は、スイッチドリラクタンスモータ（switched reluctance motor）であってもよい。電動モータ７は、これらのモータに限らず、ブラシ付きの直流モータであってもよいし、ブラシレスモータであってもよいし、その他の形式のモータであってもよい。

図８Ａに示すように、複数のコイル４５は、プロペラ５の周方向に配列されている。複数のコイル４５は、プロペラ軸線Ａ２を取り囲む環状列を構成している。同様に、複数のマグネット４７は、プロペラ５の周方向に配列されており、プロペラ軸線Ａ２を取り囲む環状列を構成している。複数のコイル４５は、プロペラ軸線Ａ２を取り囲むと共に、プロペラ５の軸方向に並んだ複数の環状列を構成していてもよい。同様に、複数のマグネット４７は、プロペラ軸線Ａ２を取り囲むと共に、プロペラ５の軸方向に並んだ複数の環状列を構成していてもよい。たとえば、巻き数が半分に減らされた複数のコイル４５によって、プロペラ５の軸方向に並んだ２つの環状列が構成されていてもよい。この構成によれば、電動モータ７の最大出力の変化を抑制しながら、径方向への電動モータ７の厚みを減少させることができる。

電動モータ７は、ステータ４１によってロータ４２をプロペラ軸線Ａ２まわりに回転させることにより、ダクト２６に対してリム３１をプロペラ軸線Ａ２まわりに回転させる。これにより、複数の羽根３０が、ダクト２６に対してプロペラ軸線Ａ２まわりに回転する。電動モータ７は、正転および逆転可能である。電動モータ７が正転方向にロータ４２を回転させると、プロペラ５も正転方向に回転し、前進方向の推力が発生する。これとは反対に、電動モータ７がロータ４２を逆転方向に回転させると、プロペラ５も逆転方向に回転し、後進方向の推力が発生する。モータＥＣＵ９は、出力調整装置２８（図１Ａ参照）から入力された出力指令に基づいてステータ４１への電力供給を制御する。すなわち、モータＥＣＵ９は、プロペラ速度検出装置４３からの出力に基づいてステータ４１への電力供給を制御することにより、ロータ４２の回転方向および回転速度を制御する。

図９Ａおよび図９Ｂは、推進ユニット４の断面図である。図１０Ａおよび図１０Ｂは、図６に示すＸ−Ｘ線に沿う羽根３０の断面図である。
図９Ａに示すように、ダクト２６の前端部の内径は、ダクト２６の後端部の内径等しくてもよい。この場合、図１０Ａに示すように、羽根３０の断面は、直線状であってもよい。この構成によれば、プロペラ５の回転速度が同じであれば、推進ユニット４は、前進方向への推力とほぼ同じ大きさの後進方向への推力を発生できる。

一方、図９Ｂに示すように、ダクト２６の前端部の内径ＩＤｆは、ダクト２６の後端部の内径ＩＤｒとより大きくてもよい。この場合、図１０Ｂに示すように、羽根３０の断面は、前方に凸の円弧状であってもよい。この構成によれば、ダクト２６の後端部の流路面積が、ダクト２６の前端部の流路面積より小さいので、ダクト２６を前から後に通過する水流がダクト２６によって加速される。これにより、より大きな前進方向への推力が発生する。さらに、羽根３０の断面が、円弧状であるので、推進効率が高まる。

図１１は、船舶推進装置１の電気的構成を示すブロック図である。
船舶推進装置１は、エンジンＥＣＵ８およびモータＥＣＵ９を含む制御装置Ｘ１を含む。エンジン６および電動モータ７は、制御装置Ｘ１に接続されている。同様に、シフトアクチュエータ２５およびリモコンユニット２８ｃは、制御装置Ｘ１に接続されている。エンジン６、電動モータ７、およびシフトアクチュエータ２５は、リモコンユニット２８ｃから制御装置Ｘ１に入力された指令に基づいて、制御装置Ｘ１によって制御される。

図１１に示すように、エンジン６は、クランクシャフトの回転に伴って発電する発電機４９（たとえば、フライホイールマグネトウ（flywheel magneto））を含む。発電機４９は、制御装置Ｘ１に接続されている。制御装置Ｘ１は、バッテリー１２に接続されている。発電機４９で発生した電力は、制御装置Ｘ１を介してバッテリー１２に供給される。また、エンジン６は、エンジン６の回転速度（クランクシャフトの回転速度）を検出するエンジン速度検出装置５０をさらに含む。エンジン速度検出装置５０は、制御装置Ｘ１に接続されている。同様に、プロペラ５の回転速度を検出するプロペラ速度検出装置４３は、制御装置Ｘ１に接続されている。

船舶推進装置１は、さらに、燃料タンク１１内の燃料の残量を検出する燃料残量検出装置５１と、バッテリー１２内の電力の残量を検出する電力残量検出装置５２と、乗船者に警報する警報装置５３とを含む。燃料残量検出装置５１は、燃料タンク１１内に配置されたフロートの位置に基づいて燃料の残量を検出するフロートセンサーであってもよいし、空気と燃料との混合気を形成するために噴射された燃料の噴射量から燃料の残量を推定する燃料残量推定部であってもよい。また、電力残量検出装置５２は、バッテリー１２の電圧、またはバッテリー１２の入力電流および出力電流の積算値から電力の残量を推定する電力残量推定部であってもよい。電力残量推定部は、制御装置Ｘ１に設けられていてもよいし、制御装置Ｘ１とは異なる装置に設けられていてもよい。同様に、燃料残量推定部は、制御装置Ｘ１に設けられていてもよいし、制御装置Ｘ１とは異なる装置に設けられていてもよい。

燃料残量検出装置５１、電力残量検出装置５２、および警報装置５３は、制御装置Ｘ１に接続されている。燃料タンク１１内の燃料の残量が下限値に達すると、制御装置Ｘ１は、警報装置５３から警報を発する。同様に、バッテリー１２内の電力の残量が下限値に達すると、制御装置Ｘ１は、警報装置５３から警報を発する。警報装置５３は、光を発する発光装置であってもよいし、警報音を発する音発生装置であってもよいし、メッセージを表示する表示装置であってもよいし、光、音、メッセージのうちの２つ以上を用いて乗船者に警報する装置であってもよい。

船舶推進装置１は、さらに、操船者によって操作される運転モード選択スイッチ５４を含む。運転モード選択スイッチ５４は、制御装置Ｘ１に接続されている。船舶推進装置１の運転モードは、操船者が運転モード選択スイッチ５４を操作することにより選択される。制御装置Ｘ１は、操船者によって選択された運転モードで船舶推進装置１を運転する。船舶推進装置１の運転モードは、エンジン６だけにプロペラ５を駆動させるエンジンモードと、電動モータ７だけにプロペラ５を駆動させる電動モードと、エンジン６および電動モータ７の両方にプロペラ５を駆動させるアシストモードとを含む。さらに、船舶推進装置１の運転モードは、制御装置Ｘ１がコントロールレバー２８ｄ（図１Ａ参照）の位置に応じてエンジンモード、電動モード、およびアシストモードのうちのいずれか一つを選択する自動選択モードを含む。

図１２は、コントロールレバー２８ｄの操作量と船舶推進装置１の出力との関係を示すグラフである。
自動選択モードでコントロールレバー２８ｄが前進位置または後進位置に配置されている場合、図１２において太線で示すように、制御装置Ｘ１は、エンジン６および電動モータ７のうちから選択された動力源にプロペラ５を駆動させることにより、出力最小位置（前進出力最小位置Ｆminまたは後進出力最小位置Ｒmin）からのコントロールレバー２８ｄの操作量に比例する大きさの出力を発生させる。

具体的には、図１２に示すように、コントロールレバー２８ｄの操作量が、第１操作量以下の場合、制御装置Ｘ１は、コントロールレバー２８ｄの操作量に比例する大きさの出力が発生するように、電動モータ７だけにプロペラ５を駆動させる。この場合、制御装置Ｘ１は、エンジン６の稼動を停止させてもよいし、前後進切替機構１９を中立状態に切り替えることにより、エンジン６の出力がプロペラ５に伝達されることを防止してもよい。

また、コントロールレバー２８ｄの操作量が、第１操作量より大きく、第２操作量以下の場合、制御装置Ｘ１は、コントロールレバー２８ｄの操作量に比例する大きさの出力が発生するように、エンジン６および電動モータ７にプロペラ５を駆動させる。図１２に示すように、制御装置Ｘ１は、この範囲において、コントロールレバー２８ｄの操作量の増加に伴ってエンジン６の出力を増加させると共に、電動モータ７の出力を低下させることにより、コントロールレバー２８ｄの操作量に比例する大きさの出力を発生させてもよい。

また、コントロールレバー２８ｄの操作量が、第２操作量より大きい場合、制御装置Ｘ１は、コントロールレバー２８ｄの操作量に比例する大きさの出力が発生するように、エンジン６だけにプロペラ５を駆動させる。後述するように、操船者が船舶Ｖ１を急加速させる意図を有しておらず、かつバッテリー１２の残量が上限値に達していなければ、制御装置Ｘ１は、電動モータ７で電力を発生させ、電動モータ７で発生した電力をバッテリー１２に供給する。そのため、エンジン６からプロペラ５に伝達されたトルクとは反対方向のトルク（マイナスのトルク）が、電動モータ７からプロペラ５に加わり、出力が低下する。

このように、自動選択モードでは、制御装置Ｘ１は、出力最小位置からのコントロールレバー２８ｄの操作量に応じて、プロペラ５を駆動させる動力源を選択する。動力源を選択する基準となる第１操作量および第２操作量は、船舶推進装置１の状況に拘わらず一定の定数であってもよい。また、以下に説明するように、第１操作量および第２操作量は、コントロールレバー２８ｄの操作状況やバッテリー１２の残量などの船舶推進装置１の状況に応じて変化する変数であってもよい。

図１３Ａは、船舶推進装置１が自動選択モードに設定されている状態でコントロールレバー２８ｄが前進位置または後進位置に配置されているときのフローチャートである。図１３Ｂは、レバー位置変化割合およびバッテリー１２の残量と各モードの範囲との関係について説明するための図である。レバー位置変化割合は、単位時間当たりのコントロールレバー２８ｄの位置の変化の割合である。

コントロールレバー２８ｄが前進位置または後進位置に配置されている場合、制御装置Ｘ１は、エンジン６および電動モータ７の両方が継続的に稼働できるか否かを判断する（Ｓ１）。具体的には、制御装置Ｘ１は、たとえば、燃料の残量が所定値以上であり、エンジン６の温度が所定値以下であるか否かを判断する。さらに、制御装置Ｘ１は、たとえば、バッテリー１２の残量が所定値以上であるか否かを判断する。すなわち、制御装置Ｘ１は、燃料の残量が僅かでなく、エンジン６が高温になっていないことを確認する。さらに、制御装置Ｘ１は、バッテリー１２に蓄えられている電力の残量が僅かでないことを確認する。

エンジン６だけが継続的に稼働できない場合（Ｓ１でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、電動モータ７にプロペラ５を駆動させることにより、コントロールレバー２８ｄの位置に対応する大きさの出力を発生させる（Ｓ２）。同様に、電動モータ７だけが継続的に稼働できない場合（Ｓ１でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、エンジン６にプロペラ５を駆動させることにより、コントロールレバー２８ｄの位置に対応する大きさの出力を発生させる（Ｓ３）。また、エンジン６および電動モータ７の両方が継続的に稼働できない場合（Ｓ１でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、警報装置５３（図１１参照）から警報を発する（Ｓ４）。

一方、エンジン６および電動モータ７の両方が継続的に稼働できる場合（Ｓ１でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、リモコンユニット２８ｃの検出値に基づいて、所定時間前（たとえば、演算を行う直前）から現在までのコントロールレバー２８ｄの位置の変化の割合を求める。たとえばコントロールレバー２８ｄが前進位置に配置されている場合には、制御装置Ｘ１は、前進出力最小位置Ｆmin（図１Ａ参照）から前進出力最大位置Ｆmax（図１Ａ参照）までの範囲に対してコントロールレバー２８ｄが何％の割合で移動したかを求める。そして、制御装置Ｘ１は、レバー位置変化割合が所定値以上であるか否かを判断する（Ｓ５）。すなわち、制御装置Ｘ１は、船舶Ｖ１を急加速させるために操船者が大きな移動量でコントロールレバー２８ｄを素早く移動させたか否かを判断する。

レバー位置変化割合が所定値以上でない場合（Ｓ５でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、バッテリー１２の残量が所定値以上であるか否かを判断する（Ｓ６）。すなわち、操船者がコントロールレバー２８ｄを移動させていない場合や、操船者がコントロールレバー２８ｄをゆっくりと移動させた場合には、制御装置Ｘ１は、十分な量の電力がバッテリー１２に残っているか否かを判断する。また、Ｓ５でレバー位置変化割合が所定値以上である場合（Ｓ５でＹｅｓの場合）も同様に、制御装置Ｘ１は、バッテリー１２の残量が所定値以上であるか否かを判断する（Ｓ７）。

Ｓ６でバッテリー１２の残量が所定値以上である場合（Ｓ６でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、第１操作量（図１２参照）としてａ１を設定し、第２操作量（図１２参照）としてｂ１を設定する（Ｓ８）。また、Ｓ６でバッテリー１２の残量が所定値以上でない場合（Ｓ６でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、第１操作量としてａ２を設定し、第２操作量としてｂ２を設定する（Ｓ９）。図１３Ｂに示すように、ａ２は、ａ１より小さい零以上の値であり、ｂ２は、ｂ１より小さい零以上の値である。したがって、レバー位置変化割合が小さく、バッテリー１２の残量が十分でない場合には、制御装置Ｘ１は、電動モータ７がプロペラ５を回転させる範囲（電動モードおよびアシストモード）を通常よりも狭める。

一方、Ｓ７でバッテリー１２の残量が所定値以上である場合（Ｓ７でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、第１操作量としてａ３を設定し、第２操作量としてｂ３を設定する（Ｓ１０）。また、Ｓ７でバッテリー１２の残量が所定値以上でない場合（Ｓ７でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、第１操作量としてａ４を設定し、第２操作量としてｂ４を設定する（Ｓ１１）。図１３Ｂに示すように、ａ３は、ｂ３より小さい零以上の値であり、ｂ３は、ｂ１より大きい零以上の値である。したがって、レバー位置変化割合が大きく、バッテリー１２の残量が十分である場合には、制御装置Ｘ１は、アシストモードの上限値を通常よりも増加させる。また、図１３Ｂに示すように、ａ４は、ａ３より小さい零以上の値であり、ｂ４は、ｂ３より小さい零以上の値である。したがって、レバー位置変化割合が大きくても、バッテリー１２の残量が十分でない場合には、制御装置Ｘ１は、バッテリー１２の残量が十分である場合よりも電動モータ７がプロペラ５を回転させる範囲を狭める。

すなわち、バッテリー１２の残量が少ない場合には、電力の消費量を減少させるために、電動モータ７の出力を低下させたり、電動モータ７がプロペラ５を回転させる範囲を狭めたりすることが好ましい。したがって、図１３Ｂの一段目（Ｓ８）と二段目（Ｓ９）とに示すように、レバー位置変化割合が同じであれば、バッテリー１２の残量が少ないときの「ａ」および「ｂ」の値は、バッテリー１２の残量が多いときの値より小さいことが好ましい。同様に、図１３Ｂの三段目（Ｓ１０）と四段目（Ｓ１１）とに示すように、レバー位置変化割合が同じであれば、バッテリー１２の残量が少ないときの「ａ」および「ｂ」の値は、バッテリー１２の残量が多いときの値よりも小さいことが好ましい。

また、レバー位置変化割合が大きいときには、操船者が船舶Ｖ１を急加速させる意図を有しているので、エンジン６だけがプロペラ５を回転させる範囲（エンジンモード）および電動モータ７がアシストする範囲（アシストモード）を広げることが好ましい。したがって、図１３Ｂの一段目（Ｓ８）と三段目（Ｓ１０）とに示すように、バッテリー１２の残量が同じであれば、レバー位置変化割合が大きいときの「ｂ」の値は、レバー位置変化割合が小さいときの値よりも大きいことが好ましい。同様に、図１３Ｂの二段目（Ｓ９）と四段目（Ｓ１１）とに示すように、バッテリー１２の残量が同じであれば、レバー位置変化割合が大きいときの「ｂ」の値は、レバー位置変化割合が小さいときの値よりも大きいことが好ましい。「ａ」の値については、レバー位置変化割合に応じて変化させてもよいし、変化させなくてもよい。低速時のトルクは、エンジン６より電動モータ７の方が大きい。したがって、レバー位置変化割合が大きいときの「ａ」の値は、レバー位置変化割合が小さいときの「ａ」の値と等しくてもよい。

このように、制御装置Ｘ１は、レバー位置変化割合とバッテリー１２の残量とに応じて、第１操作量および第２操作量を設定する。そして、図１３Ａに示すように、制御装置Ｘ１は、設定した第１操作量および第２操作量とコントロールレバー２８ｄの現在位置とに基づいて、船舶推進装置１をいずれのモードで運転するかを選択する（Ｓ１２）。電動モードが選択された場合、制御装置Ｘ１は、以下に説明する電動モードで船舶推進装置１を運転する（Ｓ１３）。また、アシストモードが選択された場合、制御装置Ｘ１は、アシストモードで船舶推進装置１を運転する（Ｓ１４）。すなわち、制御装置Ｘ１は、エンジン６および電動モータ７によってプロペラ５を回転させながら、コントロールレバー２８ｄの位置に対応する大きさの出力を発生させる。また、エンジンモードが選択された場合、制御装置Ｘ１は、以下に説明するエンジンモードで船舶推進装置１を運転する（Ｓ１５）。

図１３Ｃは、電動モードについて説明するためのフローチャートである。
電動モードでは、制御装置Ｘ１は、バッテリー１２の残量が所定値以上であるか否かを判断する（Ｓ２１）。すなわち、制御装置Ｘ１は、バッテリー１２からの電力だけで電動モータ７を長時間駆動できるか否かを判断する。
バッテリー１２の残量が所定値以上である場合（Ｓ２１でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、電動モータ７を制御することにより、コントロールレバー２８ｄの位置に対応する大きさの出力を発生させる（Ｓ２２）。

一方、バッテリー１２の残量が所定値以上でない場合（Ｓ２１でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、ドッグクラッチ２４（図３参照）を中立位置に位置させて、エンジン６をアイドル回転速度以上の回転速度で回転させる。そして、制御装置Ｘ１は、エンジン６の発電機４９（図１１参照）で発生した電力をバッテリー１２に供給し、バッテリー１２を充電する（Ｓ２３）。続いて、制御装置Ｘ１は、バッテリー１２を充電しながら、コントロールレバー２８ｄの位置に対応する大きさの出力が発生するように、電動モータ７によってプロペラ５を駆動させる（Ｓ２２）。

図１３Ｄは、エンジンモードについて説明するためのフローチャートである。
エンジンモードでは、制御装置Ｘ１は、レバー位置変化割合が所定値以上であるか否かを判断する（Ｓ３１）。レバー位置変化割合が所定値以上である場合（Ｓ３１でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、船舶Ｖ１を加速させる方向にコントロールレバー２８ｄが操作されたか否かを判断する（Ｓ３２）。船舶Ｖ１を加速させる方向にコントロールレバー２８ｄが操作された場合（Ｓ３２でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、たとえば電気回路を一時的に切断することにより、電動モータ７での発電を禁止させる（Ｓ３３）。すなわち、制御装置Ｘ１は、電動モータ７がエンジン６の負荷として働くことを防止する。そして、制御装置Ｘ１は、エンジン６の出力を増加させることにより、コントロールレバー２８ｄの位置に対応する大きさの出力を発生させる（Ｓ３４）。

一方、レバー位置変化割合が所定値以上でない場合（Ｓ３１でＮｏの場合）には、制御装置Ｘ１は、バッテリー１２の残量が上限値に達しているか否かを判断する（Ｓ３５）。同様に、レバー位置変化割合が所定値以上であっても、船舶Ｖ１を加速させる方向にコントロールレバー２８ｄが操作されていな場合（Ｓ３２でＮｏの場合）には、制御装置Ｘ１は、バッテリー１２の残量が上限値に達しているか否かを判断する（Ｓ３５）。そして、バッテリー１２の残量が上限値に達していない場合（Ｓ３５でＮｏの場合）には、制御装置Ｘ１は、エンジン６を制御することにより、コントロールレバー２８ｄの位置に対応する大きさの出力を発生させる（Ｓ３６）。それと共に、制御装置Ｘ１は、電動モータ７で発生した電力をバッテリー１２に供給する（Ｓ３７）。一方、バッテリー１２の残量が上限値に達している場合（Ｓ３５でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、バッテリー１２の過充電を防止するために、電動モータ７での発電を禁止させる（Ｓ３８）。そして、制御装置Ｘ１は、発電が禁止された状態で、エンジン６を制御することにより、コントロールレバー２８ｄの位置に対応する大きさの出力を発生させる（Ｓ３９）。

図１４Ａは、操船者がコントロールレバー２８ｄを中立位置から前進位置または後進位置に移動させるシフトイン操作が行われたときのフローチャートである。
制御装置Ｘ１は、シフト位置（ドッグクラッチ２４（図３参照）の位置）が中立位置であるか否かを判断する（Ｓ４１）。シフト位置が中立位置である場合（Ｓ４１でＹｅｓの場合）には、制御装置Ｘ１は、レバー位置（コントロールレバー２８ｄ（図１Ａ参照）の位置）が前進位置であるか否かを判断する（Ｓ４２）。レバー位置が前進位置である場合（Ｓ４２でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、エンジン６の回転速度（絶対値）とプロペラ５の回転速度（絶対値）との差である速度差が第１しきい値以上であるか否かを判断する（Ｓ４３）。具体的には、制御装置Ｘ１は、前側ギヤ２２および後側ギヤ２３の回転速度とドッグクラッチ２４の回転速度との差が、小さいか否かを判断する。

速度差が第１しきい値以上でない場合（Ｓ４３でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、シフトアクチュエータ２５を制御することにより、ドッグクラッチ２４を中立位置から前進位置に移動させる（Ｓ４４）。これにより、ドッグクラッチ２４が前側ギヤ２２に噛み合い、エンジン６の回転がプロペラ５に伝達される。一方、速度差が第１しきい値以上である場合（Ｓ４３でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、エンジン６および電動モータ７の少なくとも一方を制御することにより、速度差を減少させる（Ｓ４５）。

制御装置Ｘ１が速度差を減少させるとき、制御装置Ｘ１は、エンジン６を制御することにより、前側ギヤ２２および後側ギヤ２３の回転速度を上昇または低下させてもよい。また、制御装置Ｘ１は、電動モータ７を制御することにより、ドッグクラッチ２４の回転速度を上昇または低下させてもよい。当然、制御装置Ｘ１は、エンジン６および電動モータ７の両方を制御することにより、速度差を減少させてもよい。また、エンジン６の回転速度が低下している途中であれば、制御装置Ｘ１は、エンジン６の回転速度が所定値以下に低下するまで、電動モータ７の回転速度を一定に維持してもよい。

制御装置Ｘ１は、速度差を減少させた後、再び、速度差が第１しきい値以上であるか否かを判断する（２回目のＳ４３）。そして、速度差が第１しきい値以上でない場合（２回目のＳ４３でＮｏの場合）には、制御装置Ｘ１は、ドッグクラッチ２４を前進位置に移動させる（Ｓ４４）。また、速度差が第１しきい値以上である場合（２回目のＳ４３でＹｅｓの場合）には、制御装置Ｘ１は、再び速度差を減少させる（２回目のＳ４５）。そして、制御装置Ｘ１は、速度差を第１しきい値より小さい値まで低下させる。

一方、Ｓ４２においてレバー位置が前進位置でない場合（Ｓ４２でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、レバー位置が後進位置であるか否かを判断する（Ｓ４６）。そして、レバー位置が後進位置である場合（Ｓ４６でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、速度差が、第２しきい値以上であるか否かを判断する（Ｓ４７）。第２しきい値は、第１しきい値と等しい値であってもよいし、第１しきい値より大きいまたは小さい値であってもよい。すなわち、シフト位置を中立位置から前進位置に切り替えるときのしきい値と、シフト位置を中立位置から後進位置に切り替えるときのしきい値とは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。

速度差が第２しきい値以上でない場合（Ｓ４７でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、シフトアクチュエータ２５を制御することにより、ドッグクラッチ２４を中立位置から後進位置に移動させる（Ｓ４８）。これにより、ドッグクラッチ２４が後側ギヤ２３に噛み合い、エンジン６の回転がプロペラ５に伝達される。一方、速度差が第２しきい値以上である場合（Ｓ４７でＹｅｓの場合）、Ｓ４５と同様に、制御装置Ｘ１は、速度差を減少させる（Ｓ４９）。そして、制御装置Ｘ１は、速度差を減少させた後、再び、速度差が第２しきい値以下であるか否かを判断する（２回目のＳ４７）。

図１４Ｂは、操船者がコントロールレバー２８ｄを前進位置または後進位置から中立位置に移動させるシフトアウト操作が行われたときのフローチャートである。
制御装置Ｘ１は、シフト位置（ドッグクラッチ２４（図３参照）の位置）が前進位置または後進位置であるか否かを判断する（Ｓ５１）。シフト位置が前進位置または後進位置である場合（Ｓ５１でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、レバー位置（コントロールレバー２８ｄ（図１Ａ参照）の位置）が中立位置であるか否かを判断する（Ｓ５２）。レバー位置が中立位置である場合（Ｓ５２でＹｅｓの場合）、すなわち、操船者がコントロールレバー２８ｄを前進位置または後進位置から中立位置に移動させた場合、制御装置Ｘ１は、プロペラ５の回転速度が、切断速度（シフトアウト切断速度）以下であるか否かを判断する（Ｓ５３）。切断速度は、一定の速度（定数）であってもよいし、前述のレバー位置変化割合等に基づいて設定される任意の速度（変数）であってもよい。

プロペラ５の回転速度が切断速度以下である場合（Ｓ５３でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、ドッグクラッチ２４を前進位置または後進位置から中立位置に移動させる（Ｓ５４）。これにより、ドッグクラッチ２４が前側ギヤ２２または後側ギヤ２３から離れ、ドライブシャフト１８とエンジン出力伝達軸２０との機械的な接続が解除される。一方、プロペラ５の回転速度が切断速度以下でない場合（Ｓ５３でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、電動モータ７を制御することにより、プロペラ５の回転速度を低下させる（Ｓ５５）。

制御装置Ｘ１がプロペラ５の回転速度を低下させるとき、プロペラ５の回転速度が低下している途中である場合には、制御装置Ｘ１は、プロペラ５の回転速度が切断速度以下に低下するまで、電動モータ７の出力を一定に維持してもよい。また、制御装置Ｘ１は、電動モータ７の出力を低下させることにより、プロペラ５の回転速度を低下させてもよい。すなわち、電動モータ７の出力が低下すると、電動モータ７からの抵抗が、プロペラ５に加わる。これにより、プロペラ５の回転速度が低下する。さらに、シフト位置が前進位置または後進位置の状態でプロペラ５の回転速度が低下するので、プロペラ５だけでなく、エンジン６の回転速度も低下する。

制御装置Ｘ１は、プロペラ５の回転速度を低下させた後、再び、プロペラ５の回転速度が、切断速度以下であるか否かを判断する（２回目のＳ５３）。そして、プロペラ５の回転速度が切断速度以下である場合（２回目のＳ５３でＹｅｓの場合）には、制御装置Ｘ１は、ドッグクラッチ２４を前進位置または後進位置から中立位置に移動させる（Ｓ５４）。また、プロペラ５の回転速度が切断速度以下でない場合（２回目のＳ５３でＮｏの場合）には、制御装置Ｘ１は、再び、プロペラ５の回転速度を低下させる（２回目のＳ５５）。このようにして、制御装置Ｘ１は、プロペラ５の回転速度を切断速度以下まで低下させた後、ドッグクラッチ２４を前進位置または後進位置から中立位置に移動させる（Ｓ５４）。

図１５Ａは、操船者がコントロールレバー２８ｄを前進位置および後進位置のいずれか一方から他方に移動させる反転操作が行われたときのフローチャートである。図１５Ｂは、プロペラ５の回転方向を前進方向（正転方向）から後進方向（逆転方向）に反転させるＦ→Ｒ反転動作、およびプロペラ５の回転方向を後進方向から前進方向に反転させるＲ→Ｆ反転動作について説明するためのフローチャートである。

図１５Ａに示すように、制御装置Ｘ１は、シフト位置（ドッグクラッチ２４（図３参照）の位置）が前進位置であるか否かを判断する（Ｓ６１）。シフト位置が前進位置である場合（Ｓ６１でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、レバー位置（コントロールレバー２８ｄ（図１Ａ参照）の位置）が後進位置であるか否かを判断する（Ｓ６２）。レバー位置が後進位置である場合（Ｓ６２でＹｅｓの場合）、すなわち、操船者がコントロールレバー２８ｄを前進位置から後進位置に移動させた場合、制御装置Ｘ１は、Ｆ→Ｒ反転動作を実行する（Ｓ６３）。具体的には、図１５Ｂに示すように、制御装置Ｘ１は、プロペラ５の回転速度が、Ｆ→Ｒ切断速度以下であるか否かを判断する（Ｓ６４）。Ｆ→Ｒ切断速度は、一定の速度（定数）であってもよいし、前述のレバー位置変化割合等に基づいて設定される任意の速度（変数）であってもよい。さらに、Ｆ→Ｒ切断速度は、前述のシフトアウト切断速度と等しい速度であってもよいし、シフトアウト切断速度より高速または低速であってもよい。

プロペラ５の回転速度がＦ→Ｒ切断速度以下である場合（Ｓ６４でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、ドッグクラッチ２４を前進位置から中立位置に移動させる（Ｓ６５）。これにより、ドッグクラッチ２４が前側ギヤ２２から離れ、ドライブシャフト１８とエンジン出力伝達軸２０との機械的な接続が解除される。一方、プロペラ５の回転速度がＦ→Ｒ切断速度以下でない場合（Ｓ６４でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、電動モータ７を制御することにより、Ｓ５５（図１４Ｂ参照）と同様に、プロペラ５の回転速度を低下させる（Ｓ６６）。

制御装置Ｘ１は、プロペラ５の回転速度を低下させた後、再び、プロペラ５の回転速度が、Ｆ→Ｒ切断速度以下であるか否かを判断する（２回目のＳ６４）。そして、プロペラ５の回転速度がＦ→Ｒ切断速度以下である場合（２回目のＳ６４でＹｅｓの場合）には、制御装置Ｘ１は、ドッグクラッチ２４を前進位置から中立位置に移動させる（Ｓ６５）。また、プロペラ５の回転速度がＦ→Ｒ切断速度以下でない場合（２回目のＳ６４でＮｏの場合）には、制御装置Ｘ１は、再び、プロペラ５の回転速度を低下させる（２回目のＳ６６）。このようにして、制御装置Ｘ１は、プロペラ５の回転速度をＦ→Ｒ切断速度以下まで低下させた後、ドッグクラッチ２４を前進位置から中立位置に移動させる（Ｓ６５）。

ドッグクラッチ２４が中立位置に移動した後は、制御装置Ｘ１は、船舶推進装置１の運転モードが、アシストモードまたはエンジンモード（自動選択モードのアシストモードおよびエンジンモードを含む）であるか否かを確認する（Ｓ６７）。運転モードがアシストモードまたはエンジンモードでない場合（Ｓ６７でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、電動モータ７を制御することにより、プロペラ５を反転させる（Ｓ６８）。すなわち、制御装置Ｘ１は、エンジン６とプロペラ５との機械的な接続が解除されている状態で、電動モータ７にプロペラ５を駆動させることにより、プロペラ５の回転方向を正転方向から逆転方向に切り替える。そして、制御装置Ｘ１は、電動モータ７によって、出力指令に対応するプロペラ回転速度までプロペラ５を逆転方向に加速させる。

運転モードがアシストモードまたはエンジンモードである場合（Ｓ６７でＹｅｓの場合）も同様に、制御装置Ｘ１は、電動モータ７を制御することにより、プロペラ５を反転させる（Ｓ６９）。そして、制御装置Ｘ１は、電動モータ７にプロペラ５を駆動させることにより、Ｆ→Ｒ接続速度までプロペラ５を逆転方向に加速させる。その後、制御装置Ｘ１は、エンジン６の回転速度（絶対値）とプロペラ５の回転速度（絶対値）との差である速度差が、第３しきい値以上であるか否かを判断する（Ｓ７０）。

速度差が第３しきい値以上でない場合（Ｓ７０でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、ドッグクラッチ２４を中立位置から後進位置に移動させる（Ｓ７１）。これにより、ドッグクラッチ２４が後側ギヤ２３に噛み合い、エンジン６の回転がプロペラ５に伝達される。そのため、プロペラ５は、エンジン６および電動モータ７の両方によって逆転方向に駆動される。一方、速度差が第３しきい値以上である場合（Ｓ７０でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、Ｓ４５（図１４Ａ参照）と同様に、エンジン６および電動モータ７を制御することにより、速度差を低下させる（Ｓ７２）。そして、制御装置Ｘ１は、再び、速度差が第３しきい値以上であるか否かを判断する（２回目のＳ７０）。

一方、図１５Ａに示すように、Ｓ６１においてシフト位置が前進位置でない場合（Ｓ６１でＮｏの場合）には、制御装置Ｘ１は、シフト位置が後進位置であるか否かを判断する（Ｓ７３）。シフト位置が後進位置である場合（Ｓ７３でＹｅｓの場合）には、制御装置Ｘ１は、レバー位置が前進位置であるか否かを判断する（Ｓ７４）。レバー位置が前進位置である場合（Ｓ７４でＹｅｓの場合）、すなわち、操船者がコントロールレバー２８ｄを後進位置から前進位置に移動させた場合、制御装置Ｘ１は、Ｒ→Ｆ反転動作を実行する（Ｓ７５）。具体的には、図１５Ｂに示すように、制御装置Ｘ１は、プロペラ５の回転速度が、Ｒ→Ｆ切断速度以下であるか否かを判断する（Ｓ６４）。Ｒ→Ｆ切断速度は、一定の速度（定数）であってもよいし、前述のレバー位置変化割合等に基づいて設定される任意の速度（変数）であってもよい。さらに、Ｒ→Ｆ切断速度は、前述のシフトアウト切断速度と等しい速度であってもよいし、シフトアウト切断速度より高速または低速であってもよい。当然、Ｒ→Ｆ切断速度は、Ｆ→Ｒ切断速度と等しい速度であってもよいし、Ｆ→Ｒ切断速度より高速または低速であってもよい。

プロペラ５の回転速度がＲ→Ｆ切断速度以下である場合（Ｓ６４でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、ドッグクラッチ２４を前進位置から中立位置に移動させる（Ｓ６５）。これにより、ドッグクラッチ２４が後側ギヤ２３から離れ、ドライブシャフト１８とエンジン出力伝達軸２０との機械的な接続が解除される。一方、プロペラ５の回転速度がＲ→Ｆ切断速度以下でない場合（Ｓ６４でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、Ｓ５５（図１４Ｂ参照）と同様に、プロペラ５の回転速度を低下させる（Ｓ６６）。これにより、エンジン６およびプロペラ５の回転速度が低下する。

制御装置Ｘ１は、プロペラ５の回転速度を低下させた後、再び、プロペラ５の回転速度が、Ｒ→Ｆ切断速度以下であるか否かを判断する（２回目のＳ６４）。そして、プロペラ５の回転速度がＲ→Ｆ切断速度以下である場合（２回目のＳ６４でＹｅｓの場合）には、制御装置Ｘ１は、ドッグクラッチ２４を後進位置から中立位置に移動させる（Ｓ６５）。また、プロペラ５の回転速度がＲ→Ｆ切断速度以下でない場合（２回目のＳ６４でＮｏの場合）には、制御装置Ｘ１は、再び、プロペラ５の回転速度を低下させる（２回目のＳ６６）。このようにして、制御装置Ｘ１は、プロペラ５の回転速度をＲ→Ｆ切断速度以下まで低下させた後、ドッグクラッチ２４を後進位置から中立位置に移動させる（Ｓ６５）。

ドッグクラッチ２４が中立位置に移動した後は、制御装置Ｘ１は、船舶推進装置１の運転モードが、アシストモードまたはエンジンモードであるか否かを確認する（Ｓ６７）。運転モードがアシストモードまたはエンジンモードでない場合（Ｓ６７でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、電動モータ７を制御することにより、プロペラ５を反転させる（Ｓ６８）。すなわち、制御装置Ｘ１は、エンジン６とプロペラ５との機械的な接続が解除されている状態で、電動モータ７にプロペラ５を駆動させることにより、プロペラ５の回転方向を逆転方向から正転方向に切り替える。そして、制御装置Ｘ１は、電動モータ７によって、出力指令に対応するプロペラ回転速度までプロペラ５を正転方向に加速させる。

運転モードがアシストモードまたはエンジンモードである場合（Ｓ６７でＹｅｓの場合）も同様に、制御装置Ｘ１は、電動モータ７を制御することにより、プロペラ５を反転させる（Ｓ６９）。そして、制御装置Ｘ１は、電動モータ７にプロペラ５を駆動させることにより、Ｒ→Ｆ接続速度までプロペラ５を正転方向に加速させる。その後、制御装置Ｘ１は、速度差が、第４しきい値以上であるか否かを判断する（Ｓ７０）。

速度差が第４しきい値以上でない場合（Ｓ７０でＮｏの場合）、制御装置Ｘ１は、ドッグクラッチ２４を中立位置から前進位置に移動させる（Ｓ７１）。これにより、ドッグクラッチ２４が前側ギヤ２２に噛み合い、エンジン６の回転がプロペラ５に伝達される。そのため、プロペラ５は、エンジン６および電動モータ７の両方によって正転方向に駆動される。一方、速度差が第４しきい値以上である場合（Ｓ７０でＹｅｓの場合）、制御装置Ｘ１は、Ｓ４５（図１４Ａ参照）と同様に、エンジン６および電動モータ７を制御することにより、速度差を低下させる（Ｓ７２）。そして、制御装置Ｘ１は、再び、速度差が第４しきい値以上であるか否かを判断する（２回目のＳ７０）。

以上のように本実施形態では、羽根３０およびリム３１を含むプロペラ５が、ダクト２６によって取り囲まれている。エンジン６は、ダクト２６に対して複数の羽根３０をプロペラ軸線Ａ２まわりに回転させる。同様に、電動モータ７は、ダクト２６に対して複数の羽根３０をプロペラ軸線Ａ２まわりに回転させる。プロペラ５は、エンジン６および電動モータ７のいずれか一方、またはエンジン６および電動モータ７の両方によってプロペラ軸線Ａ２まわりに回転駆動される。これにより、船舶Ｖ１を推進させる推力が発生する。このように、エンジン６および電動モータ７が、互いに独立してプロペラ５を回転させることができるので、船舶推進装置１の構造を簡素化できる。さらに、推進ユニット４がロワーケース１５に取り付けられているので、船外機３の下部（ロワーユニット）以外の構成については既存の船外機と同じ部品を使用できる。さらに、船舶Ｖ１の航走状態では電動モータ７が水中に配置されるから、電動モータ７が発するモータ音が乗船者に伝わり難い。そのため、船舶推進装置１の静粛性を高めることができる。

［第２実施形態］
次に、この発明の第２実施形態について説明する。
この第２実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、推進ユニットがロワーケースの前方に配置されていることである。
図１６Ａは、この発明の第２実施形態に係る船舶推進装置２０１の下部の部分断面図である。図１６Ｂは、この発明の第２実施形態に係る推進ユニット４の断面図である。図１６Ａおよび図１６Ｂにおいて、前述の図１〜１５に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

第２実施形態に係る船舶推進装置２０１は、船外機３の下部（ロワーユニット）を除き、第１実施形態に係る船舶推進装置１と同様の構成を備えている。すなわち、船舶推進装置２０１は、第１実施形態に係るロワーケース１５に代えて、ロワーケース２１５を含む。図１６Ａに示すように、ロワーケース２１５は、ロワーケース２１５の後部に設けられた排気部２５５を含む。排気部２５５は、エンジン６（図１Ａ参照）で生成された排気を後方に排出する排気口を形成している。推進ユニット４は、ロワーケース２１５の前方に配置されている。したがって、プロペラ５は、前後進切替機構１９の前方に配置されている。推進ユニット４は、ステー１７を介してロワーケース２１５に連結されている。図１６Ｂに示すように、エンジン出力伝達軸２０の前端部は、ロワーケース２１５から前方に突出している。エンジン出力伝達軸２０の前端部は、内軸部３２を前後方向に貫通している。内軸部３２は、ボルト３５によってエンジン出力伝達軸２０の前端部に連結されている。回転軸２９の前端部は、前方に凸の半球状のカバー２５６によって覆われている。

［第３実施形態］
次に、この発明の第３実施形態について説明する。
この第３実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、推進ユニットがロワーケースの下方に配置されていることである。
図１７Ａは、この発明の第３実施形態に係る船舶推進装置３０１の下部の部分断面図である。図１７Ｂは、この発明の第３実施形態に係る推進ユニット４の背面図である。図１７Ｃは、この発明の第３実施形態に係る推進ユニット４の断面図である。図１７Ａおよび図１７Ｃにおいて、前述の図１〜１６Ｂに示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

第３実施形態に係る船舶推進装置３０１は、船外機３の下部（ロワーユニット）を除き、第１実施形態に係る船舶推進装置１と同様の構成を備えている。すなわち、船舶推進装置３０１は、第１実施形態に係るロワーケース１５に代えて、ロワーケース３１５を含む。さらに、船舶推進装置３０１は、第１実施形態に係る推進ユニット４に代えて、推進ユニット３０４を含む。推進ユニット３０４は、プロペラを除き、第１実施形態に係る推進ユニット４と同様に構成を備えている。すなわち、推進ユニット３０４は、第１実施形態に係るプロペラ５に代えて、プロペラ３０５を含む。

図１７Ａに示すように、ロワーケース３１５は、ロワーケース３１５の後部に設けられた排気部２５５を含む。推進ユニット３０４は、ロワーケース３１５の下方に配置されている。ダクト２６の上端部は、ロワーケース３１５に結合されている。プロペラ３０５は、ドッグクラッチ２４より下方に配置されている。図１７Ｂに示すように、プロペラ３０５は、複数の羽根３０と、リム３１とを含む。すなわち、プロペラ３０５は、第１実施形態に係るプロペラ５とは異なり、回転軸２９が設けられていない。リム３１は、複数のベアリングＢ１〜Ｂ３（図７Ａおよび図７Ｂ参照）を介してダクト２６に保持されている。これにより、プロペラ３０５がダクト２６に保持されている。

図１７Ｃに示すように、船舶推進装置３０１は、エンジン６の動力をリム３１に伝達する歯車伝達機構３５７をさらに含む。歯車伝達機構３５７は、エンジン出力伝達軸２０に連結された駆動ギヤ３５８と、リム３１の外周に設けられた従動ギヤ３５９とを含む。駆動ギヤ３５８および従動ギヤ３５９は、互いに噛み合っていてもよいし、共通の中間ギヤに噛み合っていてもよい。図１７Ｃでは、駆動ギヤ３５８が、従動ギヤ３５９に噛み合っている状態が示されている。駆動ギヤ３５８は、エンジン出力伝達軸２０と共に回転し、従動ギヤ３５９は、リム３１と共に回転する。エンジン出力伝達軸２０の回転は、歯車伝達機構３５７によって減速された状態でリム３１に伝達される。これにより、エンジン６の動力が増幅された状態でリム３１に伝達され、プロペラ３０５が、ダクト２６に対してプロペラ軸線Ａ２まわりに回転する。

［第４実施形態］
次に、この発明の第４実施形態について説明する。
この第４実施形態と前述の第２実施形態との主要な相違点は、プロペラのピッチ（プロペラが一回転して進む距離）が変更可能であることである。
図１８は、この発明の第４実施形態に係る推進ユニット４０４の断面図である。図１９Ａおよび図１９Ｂは、プロペラ軸線Ａ２に対する羽根３０の傾き角度について説明するための図である。図１８〜図１９Ｂにおいて、前述の図１〜図１７Ｃに示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

第４実施形態に係る船舶推進装置４０１は、推進ユニットを除き、第２実施形態に係る船舶推進装置２０１と同様の構成を備えている。すなわち、図１８に示すように、船舶推進装置４０１は、推進ユニット４に代えて、推進ユニット４０４を含む。推進ユニット４０４は、プロペラ軸線Ａ２まわりに回転可能なプロペラ４０５と、プロペラ軸線Ａ２まわりにプロペラ４０５を回転させる電動モータ４０７と、プロペラ軸線Ａ２まわりにプロペラ４０５を取り囲むダクト２６と含む。プロペラ４０５は、ダクト２６によって保持されている。プロペラ４０５およびダクト２６は、同軸的に配置されている。

図１８に示すように、プロペラ４０５は、プロペラ軸線Ａ２に沿って延びる筒状の前側回転軸４６２および後側回転軸４６３と、前側回転軸４６２および後側回転軸４６３の周囲に配置された複数の羽根３０と、複数の羽根３０を取り囲む円筒状のリム４３０とを含む。図１８〜図１９Ｂでは、１つの羽根３０だけを図示しており、他の羽根３０の図示を省略している。各羽根３０は、リム４３０によって支持されている。リム４３０は、複数の羽根３０を取り囲む円筒状の前側リム４６０と、前側リム４６０の後方で複数の羽根３０を取り囲む後側リム４６１とを含む。

図１８に示すように、前側回転軸４６２は、２つのスラストベアリングＢ４０１と２つのラジアルベアリングＢ４０２とを介して、プロペラ軸線Ａ２に沿って延びる中心軸４６４に支持されている。中心軸４６４は、カバー２５６に固定されている。カバー２５６は、図示しない固定部材によってダクト２６に固定されている。したがって、前側回転軸４６２は、ダクト２６に対してプロペラ軸線Ａ２まわりに回転可能である。前側回転軸４６２は、図示しない固定部材によって前側リム４６０に固定されている。したがって、前側リム４６０は、前側回転軸４６２によって支持されている。

一方、図１８に示すように、後側回転軸４６３は、前側回転軸４６２の後方に配置されている。前側回転軸４６２および後側回転軸４６３は、互いに等しい外径を有している。エンジン出力伝達軸２０の前端部は、後側回転軸４６３内に挿入されている。後側回転軸４６３は、一体回転可能にエンジン出力伝達軸２０に連結されている。後側回転軸４６３は、エンジン出力伝達軸２０と共にプロペラ軸線Ａ２まわりに回転する。後側回転軸４６３は、前側回転軸４６２に対してプロペラ軸線Ａ２まわりに回転可能である。後述するように、後側回転軸４６３は、複数の羽根３０を介して後側リム４６１に連結されている。後側回転軸４６３は、羽根３０および後側リム４６１と共にプロペラ軸線Ａ２まわりに回転可能である。

図１８に示すように、前側リム４６０および後側リム４６１は、ダクト２６の内側でプロペラ軸線Ａ２を取り囲んでいる。前側リム４６０は、ダクト２６の内周部に設けられた前側環状溝４６５に収容されている。前側環状溝４６５は、ダクト２６の内周面より凹んでおり、全周に亘って連続している。前側リム４６０およびダクト２６の中心軸線は、プロペラ軸線Ａ２上に配置されている。前側リム４６０は、前側環状溝４６５内に収容された状態で、ダクト２６に対してプロペラ軸線Ａ２まわりに回転可能である。

同様に、図１８に示すように、後側リム４６１は、ダクト２６の内周部に設けられた後側環状溝４６６に収容されている。後側環状溝４６６は、ダクト２６の内周面より凹んでおり、全周に亘って連続している。後側リム４６１およびダクト２６の中心軸線は、プロペラ軸線Ａ２上に配置されている。後側リム４６１は、後側環状溝４６６内に収容された状態で、ダクト２６に対してプロペラ軸線Ａ２まわりに回転可能である。

図１８に示すように、電動モータ４０７は、ダクト２６の一部によって構成された環状のステータ４４１と、前側リム４６０の一部によって構成された円筒状のロータ４４２とを含む。すなわち、ダクト２６は、ダクト２６の外周面と前側環状溝４６５の底面との間に配置されたステータ４４１を含み、前側リム４６０は、前側リム４６０の外周部に設けられたロータ４４２を含む。電動モータ４０７は、前側リム４６０をプロペラ軸線Ａ２まわりに回転させる。後述するように、前側リム４６０は、羽根３０の前端部に連結されており、羽根３０の後端部は、後側リム４６１に連結されている。したがって、電動モータ４０７が前側リム４６０を回転させると、電動モータ４０７の動力が、羽根３０および後側リム４６１に伝達される。これにより、プロペラ４０５全体がプロペラ軸線Ａ２まわりに回転する。

図１９Ａに示すように、推進ユニット４０４は、前側リム４６０および後側リム４６１の相対回転量を規制する外周側規制部４６７をさらに含む。外周側規制部４６７は、羽根３０の前端部に設けられた前側被支持部４６８と、前側リム４６０に設けられた前側支持部４６９とを含む。さらに、外周側規制部４６７は、羽根３０の後端部に設けられた後側被支持部４７０と、後側リム４６１に設けられた後側支持部４７１とを含む。さらに、外周側規制部４６７は、羽根３０の内端部に設けられた内側被支持部４７２と、後側回転軸４６３に設けられた内側支持部４７３とを含む。

図１９Ａに示すように、前側支持部４６９は、前側リム４６０の内周面に配置されており、後側支持部４７１は、後側リム４６１の内周面に配置されている。前側支持部４６９は、前側リム４６０の内周面から突出する棒状の突起であり、後側支持部４７１は、後側リム４６１の内周面から突出する棒状の突起である。前側支持部４６９は、前側被支持部４６８によって区画された前側挿入孔４６８ａ内に挿入されている。同様に、後側支持部４７１は、後側被支持部４７０によって区画された後側挿入孔４７０ａ内に挿入されている。また、図１９Ａおよび図１９Ｂでは、後側回転軸４６３と内側支持部４７３とが離れている状態が示されているが、内側支持部４７３は、後側回転軸４６３に固定されており、後側回転軸４６３から外方に突出している。後側回転軸４６３は、後側回転軸４６３の外周面から突出する棒状の突起である。後側回転軸４６３は、内側被支持部４７２によって区画された内側挿入孔４７２ａ内に挿入されている。

図１９Ａに示すように、前側挿入孔４６８ａおよび内側挿入孔４７２ａは、プロペラ軸線Ａ２に対して傾いた方向（長手方向）に延びる長孔であり、後側挿入孔４７０ａは、概ね円形である。前側被支持部４６８は、前側支持部４６９まわりに回転可能に前側支持部４６９に支持されている。同様に、後側被支持部４７０は、後側支持部４７１まわりに回転可能に後側支持部４７１に支持されており、内側被支持部４７２は、内側支持部４７３まわりに回転可能に内側支持部４７３に支持されている。さらに、前側挿入孔４６８ａが長孔であるから、前側被支持部４６８は、前側支持部４６９に対して、前側挿入孔４６８ａの長手方向に移動可能である。前側支持部４６９に対する前側被支持部４６８の移動量は、前側支持部４６９と前側被支持部４６８（前側挿入孔４６８ａの内面）との接触によって規制される。同様に、内側挿入孔４７２ａが長孔であるから、内側被支持部４７２は、内側支持部４７３に対して、内側挿入孔４７２ａの長手方向に移動可能である。内側支持部４７３に対する内側被支持部４７２の移動量は、内側支持部４７３と内側被支持部４７２（内側挿入孔４７２ａの内面）との接触によって規制される。前側リム４６０および後側リム４６１の相対回転は、前側支持部４６９と前側被支持部４６８との接触や、内側支持部４７３と内側被支持部４７２との接触によって規制される。

また、図１９Ａに示すように、推進ユニット４０４は、前側回転軸４６２および後側回転軸４６３の相対回転量を規制することにより、前側リム４６０および後側リム４６１の相対回転量を規制する中心側規制部４７４をさらに含む。中心側規制部４７４によって許容される前側リム４６０および後側リム４６１の相対回転量は、外周側規制部４６７によって許容される前側リム４６０および後側リム４６１の相対回転量と等しくてもよいし、異なっていてもよい。すなわち、前側リム４６０および後側リム４６１の相対回転量は、中心側規制部４７４および外周側規制部４６７によって規制されてもよいし、中心側規制部４７４または外周側規制部４６７によって規制されてもよい。

中心側規制部４７４は、前側回転軸４６２および後側回転軸４６３にそれぞれ設けられた前側噛み合い部４７５および後側噛み合い部４７６を含む。前側噛み合い部４７５は、前側回転軸４６２の後端部に設けられており、後側噛み合い部４７６は、後側回転軸４６３の前端部に設けられている。前側噛み合い部４７５は、後方に突出する複数の凸部を含み、後側噛み合い部４７６は、前方に突出する複数の凸部を含む。前側噛み合い部４７５および後側噛み合い部４７６は、互いに噛み合っている。前側噛み合い部４７５および後側噛み合い部４７６は、所定の角度範囲内でプロペラ軸線Ａ２まわりに相対回転可能である。すなわち、前側回転軸４６２および後側回転軸４６３の相対回転量が所定値に達すると、前側噛み合い部４７５の凸部と後側噛み合い部４７６の凸部とが接触し、前側回転軸４６２および後側回転軸４６３の相対回転が規制される。

図１９Ａおよび図１９Ｂにおいて黒と白の矢印で示すように、前側リム４６０および後側リム４６１が、プロペラ軸線Ａ２まわりに相対回転すると、前側被支持部４６８が、前側支持部４６９に対して前側挿入孔４６８ａの長手方向に移動する。それと共に、後側被支持部４７０が、後側支持部４７１に対して後側支持部４７１まわりに回転する。そのため、プロペラ軸線Ａ２に対する羽根３０の傾き角度が変化する。羽根３０の傾き角度の変化量は、前側リム４６０および後側リム４６１の相対回転量の増加に伴って増加する。そして、前側リム４６０および後側リム４６１の相対回転量が所定値に達すると、外周側規制部４６７および中心側規制部４７４の少なくとも一方によって、前側リム４６０および後側リム４６１の相対回転が規制される。これにより、前側リム４６０および後側リム４６１の相対回転量が規制される。

エンジン６（図１Ａ参照）の動力がエンジン出力伝達軸２０に伝達されると、図１９Ａにおいて黒と白の矢印で示すように、前側リム４６０および後側リム４６１の位相が一致した状態で（同位相の状態で）、前側リム４６０および後側リム４６１が回転する。このとき、各羽根３０は、前側支持部４６９が前側被支持部４６８に対して後側に偏った状態で、前側リム４６０および後側リム４６１と共にプロペラ軸線Ａ２まわりに回転する。一方、電動モータ４０７が前側リム４６０を回転させると、図１９Ｂにおいて黒と白の矢印で示すように、前側リム４６０の位相が後側リム４６１の位相より進んだ状態で（前側リム４６０が進角した状態で）、前側リム４６０および後側リム４６１が回転する。このとき、各羽根３０は、前側支持部４６９が前側被支持部４６８に対して前側に偏った状態で、前側リム４６０および後側リム４６１と共にプロペラ軸線Ａ２まわりに回転する。

図１９Ａおよび図１９Ｂを比較すると分かるように、前側リム４６０の位相と後側リム４６１の位相とが一致している状態と、前側リム４６０の位相が後側リム４６１の位相より進んだ状態とでは、プロペラ軸線Ａ２に対する羽根３０の傾き角度が異なっている。プロペラ４０５のピッチは、プロペラ軸線Ａ２に対する羽根３０の傾き角度に応じて変化する。したがって、制御装置Ｘ１は、エンジン６および電動モータ４０７を制御することにより、前側リム４６０および後側リム４６１が相対回転できる範囲内でプロペラ４０５のピッチを二段階で調整できる。そのため、制御装置Ｘ１は、プロペラ４０５の特性を高トルク型と高出力型との間で変化させることができる。

［第５実施形態］
次に、この発明の第５実施形態について説明する。
この第５実施形態と前述の第４実施形態との主要な相違点は、プロペラのピッチが変更可能であり、前側リムを回転駆動する前側電動モータと、後側リムを回転駆動する後側電動モータとが設けられていることである。

図２０は、この発明の第５実施形態に係る推進ユニット５０４の断面図である。図２１Ａおよび図２１Ｂは、プロペラ軸線Ａ２に対する羽根３０の傾き角度について説明するための図である。図２０〜図２１Ｂにおいて、前述の図１〜図１９Ｂに示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
第５実施形態に係る船舶推進装置５０１は、推進ユニット４０４を除き、第４実施形態に係る船舶推進装置４０１と同様の構成を備えている。すなわち、図２０に示すように、船舶推進装置５０１は、推進ユニット４０４に代えて、推進ユニット５０４を含む。推進ユニット５０４は、電動モータ４０７を除き、第４実施形態に係る推進ユニット４０４と同様の構成を備えている。すなわち、推進ユニット５０４は、電動モータ４０７に代えて、電動モータ５０７を含む。

図２０に示すように、電動モータ５０７は、プロペラ軸線Ａ２まわりに前側リム４６０を回転させる前側電動モータ５７７と、プロペラ軸線Ａ２まわりに後側リム４６１を回転させる後側電動モータ５７８とを含む。前側電動モータ５７７および後側電動モータ５７８は、モータＥＣＵ９によって制御される。前側電動モータ５７７および後側電動モータ５７８は、同種のモータであってもよいし、異なる種類のモータであってもよい。たとえば、前側電動モータ５７７が、永久磁石型直流モータであり、後側電動モータ５７８が、スイッチドリラクタンスモータであってもよい。

図２０に示すように、前側電動モータ５７７は、ダクト２６の一部によって構成された環状の前側ステータ５７９と、前側リム４６０の一部によって構成された円筒状の前側ロータ５８０とを含む。すなわち、ダクト２６は、ダクト２６の外周面と前側環状溝４６５の底面との間に配置された前側ステータ５７９を含み、前側リム４６０は、前側リム４６０の外周部に設けられた前側ロータ５８０を含む。前側ステータ５７９および前側ロータ５８０は、プロペラ軸線Ａ２を取り囲んでいる。前側ステータ５７９および前側ロータ５８０は、間隔を空けてプロペラ４０５の径方向に対向している。

同様に、後側電動モータ５７８は、ダクト２６の一部によって構成された環状の後側ステータ５８１と、後側リム４６１の一部によって構成された円筒状の後側ロータ５８２とを含む。すなわち、ダクト２６は、ダクト２６の外周面と後側環状溝４６６の底面との間に配置された後側ステータ５８１を含み、後側リム４６１は、後側リム４６１の外周部に設けられた後側ロータ５８２を含む。後側ステータ５８１および後側ロータ５８２は、プロペラ軸線Ａ２を取り囲んでいる。後側ステータ５８１および後側ロータ５８２は、間隔を空けてプロペラ４０５の径方向に対向している。

図２１Ａにおいて黒と白の矢印で示すように、制御装置Ｘ１は、前側電動モータ５７７および後側電動モータ５７８を制御することにより、前側リム４６０および後側リム４６１の位相が一致した状態で、前側リム４６０および後側リム４６１を回転させる。また、図２１Ｂにおいて黒と白の矢印で示すように、制御装置Ｘ１は、前側電動モータ５７７および後側電動モータ５７８を制御することにより、前側リム４６０の位相が後側リム４６１の位相より進んだ状態で、前側リム４６０および後側リム４６１を回転させる。制御装置Ｘ１は、前側リム４６０および後側リム４６１の位相を個別に制御できる。したがって、制御装置Ｘ１は、前側リム４６０および後側リム４６１が相対回転できる範囲内でプロペラ４０５のピッチを無段階で調整できる。

［第６実施形態］
次に、この発明の第６実施形態について説明する。
この第６実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、ダクトの内周面とリムの外周面との間への異物の進入を防止する防塵構造が設けられていることである。
図２２Ａおよび図２２Ｂは、この発明の第６実施形態に係る推進ユニット６０４の外周部の断面図である。図２３は、図２２Ｂに示す推進ユニット６０４の一部を拡大した斜視図である。図２２Ａ〜図２３において、前述の図１〜図２１Ｂに示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

第６実施形態に係る船舶推進装置６０１の推進ユニット６０４は、第１実施形態に係る推進ユニット４と同様の構成を備えている。すなわち、推進ユニット６０４は、第１実施形態に係る推進ユニット４の構成に加えて、ダクト２６の内周面とリム３１の外周面との間への異物の進入を防止する防塵構造６８３を備えている。防塵構造６８３は、図２２Ａに示すシール６８４を含む構成であってもよいし、図２２Ｂに示す防塵リング６８６を含む構成であってもよい。

具体的には、図２２Ａに示す防塵構造６８３は、前後方向に間隔を空けて配置された二対のシール６８４および固定リング６８５を含む。シール６８４は、全周に亘って連続した環状である。前側のシール６８４は、リム３１の前端部に配置されており、後側のシール６８４は、リム３１の後端部に配置されている。シール６８４は、全周に亘ってリム３１に接している。シール６８４は、対の固定リング６８５を取り囲んでいる。シール６８４は、対の固定リング６８５に保持されている。シール６８４は、固定リング６８５によってリム３１に押し付けられている。これにより、シール６８４がリム３１に密着している。固定リング６８５は、シール６８４の内側からダクト２６の内側に延びている。固定リング６８５は、ダクト２６に固定されている。したがって、シール６８４は、対の固定リング６８５を介してダクト２６に固定されている。リム３１がダクト２６に対してプロペラ軸線Ａ２まわりに回転すると、リム３１およびシール６８４は、シール６８４がリム３１に密着した状態で、プロペラ軸線Ａ２まわりに相対回転する。

ダクト２６の内周面とリム３１の外周面との間の空間には、潤滑剤が充填されている。前側の対のシール６８４および固定リング６８５は、リム３１の前端部とダクト２６との間の軸方向への隙間を塞いでおり、後側の対のシール６８４および固定リング６８５は、リム３１の後端部とダクト２６との間の軸方向への隙間を塞いでいる。したがって、ダクト２６の内周面とリム３１の外周面との間の空間は、防塵構造６８３によって密閉されている。そのため、ダクト２６とリム３１との間から潤滑剤が漏れることが防止される。さらに、小石や水などの異物が、ダクト２６とリム３１との間に進入することが防止される。

一方、図２２Ｂに示す防塵構造６８３は、前後方向に間隔を空けて配置された２つの防塵リング６８６を含む。防塵リング６８６は、ダクト２６に固定されている。前側の防塵リング６８６は、ダクト２６の前端部の内側から後方に延びている。前側の防塵リング６８６の後端部とダクト２６の前端部との間には、軸方向への隙間Ｇ１が設けられている。同様に、後側の防塵リング６８６は、ダクト２６の後端部の内側から前方に延びている。後側の防塵リング６８６の前端部とダクト２６の後端部との間には、軸方向への隙間Ｇ１が設けられている。

前側の防塵リング６８６は、後端部から前方に延びる複数のスリット６８７を含む。同様に、後側の防塵リング６８６は、前端部から後方に延びる複数のスリット６８７を含む。複数のスリット６８７は、周方向に等間隔で配列されている。図２３に示すように、スリット６８７は、周方向に対向する２つの傾斜面６８８の間に設けられている。スリット６８７は、ダクト２６の内周面とリム３１の外周面との間の空間に通じている。防塵リング６８６の最小隙間Ｇ２（スリット６８７の最小幅）は、防塵リング６８６とリム３１との間の軸方向への最小隙間Ｇ１より狭い。さらに、防塵リング６８６とリム３１との間の軸方向への最小隙間Ｇ１は、ダクト２６とリム３１との間の径方向への最小隙間Ｇ３より狭い。

ダクト２６内に進入した水は、一方の防塵リング６８６とリム３１との間の隙間Ｇ１や、一方の防塵リング６８６の隙間Ｇ２を通過して、ダクト２６の内周面とリム３１の外周面との間の空間に流入する。そして、この水は、他方の防塵リング６８６とリム３１との間の隙間Ｇ１や、他方の防塵リング６８６の隙間Ｇ２を通過して、ダクト２６の内周面とリム３１の外周面との間の空間から流出する。隙間Ｇ１および隙間Ｇ２より大きな異物は、防塵リング６８６およびリム３１によって、ダクト２６の内周面とリム３１の外周面との間の空間への進入が防止される。さらに、隙間Ｇ１および隙間Ｇ２が、ダクト２６とリム３１との間の径方向への隙間Ｇ３より狭いので、隙間Ｇ３より大きな異物が、ダクト２６とリム３１との間に進入して、リム３１の回転が阻害されることを防止できる。しかも、水が、ダクト２６とリム３１との間を流れるので、ダクト２６とリム３１との間に存在する微小な異物を水流によって排出できる。

［第７実施形態］
次に、この発明の第７実施形態について説明する。
この第７実施形態と前述の第２実施形態との主要な相違点は、光を発する発光体が、プロペラに配置されていることである。
図２４は、この発明の第７実施形態に係る推進ユニット２０４の背面図である。図２５Ａおよび図２５Ｂは、この発明の第７実施形態に係る推進ユニット２０４の一部の断面図である。図２４〜図２５Ｂにおいて、前述の図１〜図２３に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

第７実施形態に係る船舶推進装置７０１は、第２実施形態に係る船舶推進装置２０１と同様の構成を備えている。すなわち、図２５Ａおよび図２５Ｂに示すように、船舶推進装置７０１は、第２実施形態に係る船舶推進装置２０１の構成に加えて、光を発する複数の発光体７８９と、電力を発生する発電装置７９０と、発電装置７９０から発光体７８９に電力を供給する複数の基板７９１（フレキシブルプリント基板）とを含む。発光体７８９は、電灯であってもよいし、ＬＥＤ（発光体ダイオード）であってもよい。図２４に示すように、各羽根３０は、複数の発光体７８９を保持している。共通の羽根３０に保持されている複数の発光体７８９は、径方向に延びる直線状の列を構成している。

図２５Ａおよび図２５Ｂに示すように、発光体７８９は、羽根３０に埋め込まれており、その一部が、羽根３０の背面から露出している。複数の基板７９１は、それぞれ、複数の羽根３０に埋め込まれている。基板７９１は、共通の羽根３０に保持されている複数の発光体７８９に電気的に接続されている。基板７９１には、発光体７８９に供給される電力を制御する電気回路が実装されている。基板７９１は、発電装置７９０に電気的に接続されている。基板７９１は、発電装置７９０から発光体７８９に電力を供給することにより、発光体７８９を発光させる。発電装置７９０は、図２５Ａに示す発電用コイル７９２を含む構成であってもよいし、図２５Ｂに示す発電用コイル７９２および発電用マグネット７９３を含む構成であってもよい。

具体的には、図２５Ａに示す発電装置７９０は、リム３１に取り付けられた複数の発電用コイル７９２を含む。発電用コイル７９２は、ステータ４１に対向する位置でリム３１に取り付けられている。発電用コイル７９２は、リム３１と共にプロペラ軸線Ａ２まわりに回転する。電動モータ７がプロペラ５を回転させると、ステータ４１および発電用コイル７９２が相対回転し、発電用コイル７９２を通過する磁束が変化する。そのため、発電用コイル７９２に電流（誘導電流）が発生する。したがって、電動モータ７がプロペラ５を回転させると、発光体７８９が発光する。

基板７９１は、発電用コイル７９２で発生する電流値に応じて発光体７８９の発光状態を変化させる。発電用コイル７９２で発生する電流は、プロペラ５の回転速度に応じて変化する。さらに、プロペラ５の回転速度が同じであっても、高トルクでプロペラ５を回転させる場合には、ステータ４１に供給される電力が低トルクの場合よりも大きいので、発電用コイル７９２で発生する電流が増加する。したがって、発光体７８９の発光状態は、回転速度およびトルクを含むプロペラ５の回転状態に応じて変化する。

一方、図２５Ｂに示す発電装置７９０は、リム３１に取り付けられた複数の発電用コイル７９２と、ダクト２６に取り付けられた複数の発電用マグネット７９３とを含む。発電用コイル７９２および発電用マグネット７９３は、径方向に対向している。発電用コイル７９２は、リム３１と共にプロペラ軸線Ａ２まわりに回転する。電動モータ７がプロペラ５を回転させると、発電用コイル７９２および発電用マグネット７９３が相対回転し、発電用コイル７９２を通過する磁束が変化する。同様に、エンジン６（図１Ａ参照）がプロペラ５を回転させると、発電用コイル７９２および発電用マグネット７９３が相対回転し、発電用コイル７９２を通過する磁束が変化する。そのため、発電用コイル７９２に電流が発生する。したがって、エンジン６および電動モータ７の少なくとも一方がプロペラ５を回転させると、発光体７８９が発光する。発光体７８９の発光状態は、プロペラ５の回転状態に応じて変化する。

［第８実施形態］
次に、この発明の第８実施形態について説明する。
この第８実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、光を発する発光体が、ダクトに配置されていることである。
図２６は、この発明の第８実施形態に係る推進ユニット４の背面図である。図２７Ａおよび図２７Ｂは、この発明の第８実施形態に係る推進ユニット４の一部の断面図である。図２６〜図２７Ｂにおいて、前述の図１〜図２５Ｂに示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

第８実施形態に係る船舶推進装置８０１は、第１実施形態に係る船舶推進装置１と同様の構成を備えている。すなわち、図２７Ａおよび図２７Ｂに示すように、船舶推進装置８０１は、第２実施形態に係る船舶推進装置１の構成に加えて、光を発する複数の発光体７８９と、電力を発生する発電装置８９０と、発電装置８９０から発光体７８９に電力を供給する複数の基板７９１とを含む。図２６に示すように、ダクト２６は、複数の発光体７８９を保持している。ダクト２６に保持されている複数の発光体７８９は、ダクト２６の背面に沿って環状に配置されている。

図２７Ａおよび図２７Ｂに示すように、発光体７８９は、ダクト２６に埋め込まれており、その一部が、ダクト２６の背面から露出している。複数の基板７９１は、ダクト２６に埋め込まれている。基板７９１は、複数の発光体７８９に電気的に接続されている。さらに、基板７９１は、発電装置８９０に電気的に接続されている。基板７９１は、発電装置８９０から発光体７８９に電力を供給することにより、発光体７８９を発光させる。発電装置８９０は、図２７Ａに示す発電用コイル８９４を含む構成であってもよいし、図２７Ｂに示す発電用コイル８９４および発電用マグネット８９５を含む構成であってもよい。

具体的には、図２７Ａに示す発電装置８９０は、ダクト２６に取り付けられた複数の発電用コイル８９４を含む。発電用コイル８９４は、マグネット４７に対向する位置でダクト２６に取り付けられている。電動モータ７がプロペラ５を回転させると、マグネット４７および発電用コイル８９４が相対回転し、発電用コイル８９４を通過する磁束が変化する。同様に、エンジン６（図１Ａ参照）がプロペラ５を回転させると、マグネット４７および発電用コイル８９４が相対回転し、発電用コイル８９４を通過する磁束が変化する。そのため、発電用コイル８９４に電流が発生する。したがって、エンジン６および電動モータ７の少なくとも一方がプロペラ５を回転させると、発光体７８９が発光する。発光体７８９の発光状態は、プロペラ５の回転状態に応じて変化する。

一方、図２７Ｂに示す発電装置８９０は、ダクト２６に取り付けられた複数の発電用コイル８９４と、リム３１に取り付けられた複数の発電用マグネット８９５とを含む。発電用コイル８９４および発電用マグネット８９５は、径方向に対向している。発電用マグネット８９５は、リム３１と共にプロペラ軸線Ａ２まわりに回転する。電動モータ７がプロペラ５を回転させると、発電用コイル８９４および発電用マグネット８９５が相対回転し、発電用コイル８９４を通過する磁束が変化する。同様に、エンジン６（図１Ａ参照）がプロペラ５を回転させると、発電用コイル８９４および発電用マグネット８９５が相対回転し、発電用コイル８９４を通過する磁束が変化する。そのため、発電用コイル８９４に電流が発生する。したがって、エンジン６および電動モータ７の少なくとも一方がプロペラ５を回転させると、発光体７８９が発光する。発光体７８９の発光状態は、プロペラ５の回転状態に応じて変化する。

［他の実施形態］
この発明の第１〜第８実施形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第１〜第８実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の第１〜第８実施形態では、電動モータが、ラジアル方向に対向するステータおよびロータを含むラジアルギャップモータである場合について説明した。しかし、電動モータは、アキシャル方向に対向するステータおよびロータを含むアキシャルギャップモータであってもよい。

また、前述の第１〜第８実施形態のうちの少なくとも２つの構成が組み合わされてもよい。たとえば、前述の第３実施形態では、プロペラの中心部に回転軸が設けられていない構造について説明した。しかし、第１実施形態に係るプロペラの回転軸が、第３実施形態に係るプロペラの中心部に設けられていてもよい。すなわち、第１実施形態に係る構成と、第２実施形態に係る構成とが組み合わされてもよい。また、前述の第３〜６実施形態では、発光体が設けられていない場合について説明した。しかし、第７および第８実施形態に係る発光体が、第３〜６実施形態に係る推進ユニットに設けられていてもよい。

また、前述の第１〜第８実施形態では、モータＥＣＵが、プロペラ速度検出装置の検出値に基づいてプロペラの回転速度を検出する場合について説明した。しかし、モータＥＣＵは、電動モータの誘起電圧から電動モータの回転角（ロータの位置）を検出し、電動モータの回転角に基づいてプロペラの回転速度を求めてもよい。すなわち、電動モータの誘起電圧からプロペラの回転速度を検出するプロペラ回転速度検出部が、モータＥＣＵに設けられていてもよい。この場合、プロペラ速度検出装置は設けられていなくてもよい。

また、前述の第１〜第８実施形態では、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵが船内に配置された共通のバッテリーに接続される場合について説明したが、エンジンＥＣＵとモータＥＣＵとはそれぞれ別のバッテリーに接続されていてもよい。これにより、モータの高出力化のために、モータＥＣＵに接続されたバッテリーを高電圧化することができる。この際、２つのバッテリーが、ＤＣ−ＤＣコンバータを介して接続されており、２つのバッテリーの間で１方向または双方向の電力補完が行われてもよい。

また、前述の第８実施形態では、プロペラの回転に伴って電力を発生する発電装置からの電力が、発光体に供給される場合について説明した。しかし、第８実施形態のように、発光体が、固定部分（ダクト）に配置されている場合、発電装置が設けられていなくてもよい。すなわち、電動モータに電力を供給するモータ電力源（バッテリー）からの電力が発光体に供給されてもよい。この場合、モータＥＣＵが、発光体への電力供給を制御することにより、発光体の発光状態を制御してもよい。

また、前述の第１〜第８実施形態では、電動モータがプロペラを直接回転させる場合について説明した。しかし、電動モータは、前後進切替機構とプロペラとの間に配置されており、プロペラと共に回転する中間部材（たとえば、エンジン出力伝達軸）を回転させることにより、プロペラを回転させてもよい。すなわち、電動モータは、前後進切替機構より下流の部分（中間部材またはプロペラ）を回転させるように構成されていればよい。この構成によれば、前後進切替機構がいずれの状態であっても、電動モータは、プロペラを回転させることができる。したがって、電動モータは、前後進切替機構がいずれの状態であっても、エンジンの回転速度とプロペラの回転速度との差を変更することができる。

また、前述の第１実施形態では、図１２に示すように、レバー位置が出力の大きさに対応している場合について説明した。しかし、レバー位置がプロペラの回転速度に対応していてもよい。
具体的には、動力源がエンジンしか設けられていない船舶推進装置では、レバー位置がスロットル開度に対応しているので、レバー位置とプロペラの回転速度との関係は、船舶の負荷状態等に応じて変化する。さらに、エンジンがアイドリングしている状態でのプロペラの回転速度に対応する速度より低速で船舶を推進する場合には、ドッグクラッチの断続を繰り返す必要がある。さらに、前後進切替機構が中立状態でも、前後進切替機構内のオイル等によってエンジン出力伝達軸が回され、プロペラが回転する。したがって、プロペラの回転を完全に停止させることができない。そのため、動力源がエンジンしか設けられていない船舶推進装置では、レバー位置とプロペラの回転速度との関係が一定でない。

一方、第１〜第８実施形態に係るハイブリッド式の船舶推進装置は、電動モータによってプロペラの回転速度を調整することにより、レバー位置とプロペラの回転速度との関係を一定に維持できる。さらに、電動モータによってプロペラを低速で回転させることができるので、ドッグクラッチの断続を繰り返さなくてもよい。しかも、前後進切替機構が中立状態のときに、プロペラを回転させるトルクがエンジン出力伝達軸に入力されたとしても、エンジン出力伝達軸からプロペラに加わるトルクとは反対方向のトルクを電動モータからプロペラに加えることができる。したがって、第１〜第８実施形態に係る船舶推進装置は、プロペラの回転を完全に停止させることができる。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
以下に、特許請求の範囲に記載された構成要素と前述の実施形態における構成要素との対応関係を示す。
プロペラ軸線：プロペラ軸線Ａ２
羽根：羽根３０
リム：リム３１、４３０
プロペラ：プロペラ５、３０５、４０５
ダクト：ダクト２６
内燃機関：エンジン６
電動モータ：電動モータ７、４０７、５０７
船舶推進装置：船舶推進装置１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１
プロペラ回転軸：回転軸２９
ステータ：ステータ４１
ロータ：ロータ４２
マグネット：マグネット４７
シフト操作子：シフトレバー２８ｂ、リモコンユニット２８ｃ
前後進切替機構：前後進切替機構１９
エンジン速度検出装置：エンジン速度検出装置５０
プロペラ速度検出装置：プロペラ速度検出装置４３
制御装置：制御装置Ｘ１
ドライブシャフト：ドライブシャフト１８
出力軸：ドッグクラッチ２４
エンジン出力伝達軸：エンジン出力伝達軸２０
駆動ギヤ：駆動ギヤ３５８
従動ギヤ：従動ギヤ３５９
歯車伝達機構：歯車伝達機構３５７
前側リム：前側リム４６０
後側リム：後側リム４６１
前側電動モータ：前側電動モータ５７７
後側電動モータ：後側電動モータ５７８
回転量規制部：外周側規制部４６７、中心側規制部４７４
被支持部：前側被支持部４６８
支持部：前側支持部４６９
長孔：前側挿入孔４６８ａ
前側回転軸：前側回転軸４６２
後側回転軸：後側回転軸４６３
前側噛み合い部：前側噛み合い部４７５
後側噛み合い部：後側噛み合い部４７６
発光体：発光体７８９。

発電用コイル：発電用コイル７９２、８９４
発電用マグネット：発電用マグネット７９３、８９５

１ ：船舶推進装置
５ ：プロペラ
６ ：エンジン
７ ：電動モータ
１８ ：ドライブシャフト
１９ ：前後進切替機構
２０ ：エンジン出力伝達軸
２４ ：ドッグクラッチ
２６ ：ダクト
２８ｂ ：シフトレバー
２８ｃ ：リモコンユニット
２９ ：回転軸
３０ ：羽根
３１ ：リム
４１ ：ステータ
４２ ：ロータ
４３ ：プロペラ速度検出装置
４７ ：マグネット
５０ ：エンジン速度検出装置
２０１ ：船舶推進装置
３０１ ：船舶推進装置
３０５ ：プロペラ
３５７ ：歯車伝達機構
３５８ ：駆動ギヤ
３５９ ：従動ギヤ
４０１ ：船舶推進装置
４０５ ：プロペラ
４０７ ：電動モータ
４３０ ：リム
４６０ ：前側リム
４６１ ：後側リム
４６２ ：前側回転軸
４６３ ：後側回転軸
４６７ ：外周側規制部
４６８ ：前側被支持部
４６８ａ ：前側挿入孔
４６９ ：前側支持部
４７４ ：中心側規制部
４７５ ：前側噛み合い部
４７６ ：後側噛み合い部
５０１ ：船舶推進装置
５０７ ：電動モータ
５７７ ：前側電動モータ
５７８ ：後側電動モータ
６０１ ：船舶推進装置
７０１ ：船舶推進装置
７８９ ：発光体
７９２ ：発電用コイル
７９３ ：発電用マグネット
８０１ ：船舶推進装置
８９４ ：発電用コイル
８９５ ：発電用マグネット
Ａ１ ：プロペラ軸線
Ｘ１ ：制御装置

Claims (30)

1. 複数の羽根と、プロペラ軸線まわりに前記複数の羽根を取り囲む筒状のリムとを含み、前記プロペラ軸線まわりに回転可能なプロペラと、
   前記プロペラ軸線まわりに前記プロペラを取り囲むダクトと、
   前記ダクトに対して前記プロペラを回転させる内燃機関と、
   前記リムを回転させることにより、前記ダクトに対して前記プロペラを回転させる電動モータと、
   前進方向の推力が発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する前進状態と、前記内燃機関と前記プロペラとの接続を解除する中立状態と、後進方向の推力が発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する後進状態とのうちのいずれかに切り替わる前後進切替機構とを含む、船舶推進装置。
2. 前記プロペラは、前記プロペラ軸線に沿って延びており、前記複数の羽根と共に前記プロペラ軸線まわりに回転するプロペラ回転軸をさらに含み、
   前記内燃機関は、前記プロペラ回転軸を回転させることにより、前記ダクトに対して前記プロペラを回転させる、請求項１に記載の船舶推進装置。
3. 前記電動モータは、前記ダクトの少なくとも一部によって構成されたステータと、前記リムの少なくとも一部によって構成されたロータとを含む、請求項１または２に記載の船舶推進装置。
4. 前記リムは、前記ロータの少なくとも一部を構成するマグネットを含む、請求項３に記載の船舶推進装置。
5. 前記電動モータは、リラクタンスモータである、請求項３に記載の船舶推進装置。
6. 前記船舶推進装置が発生する推力の方向を前進方向と後進方向との間で切り替えるために操船者によって操作されるシフト操作子と、
   前記内燃機関の回転速度を検出するエンジン速度検出装置と、
   前記プロペラの回転速度を検出するプロペラ速度検出装置と、
   前記前後進切替機構を中立状態から前進状態または後進状態に切り替えるシフトイン操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記内燃機関の回転速度と前記プロペラの回転速度との差である速度差が所定の範囲内の場合にのみ、前記前後進切替機構を中立状態から前進状態または後進状態に切り替えるシフトイン動作を行う制御装置とをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の船舶推進装置。
7. 前記制御装置は、前記シフトイン操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記速度差が前記所定の範囲内でない場合、前記内燃機関および電動モータの少なくとも一方を制御することにより、前記速度差を前記所定の範囲内まで変化させ、その後、前記シフトイン動作を行う、請求項６に記載の船舶推進装置。
8. 複数の羽根と、プロペラ軸線まわりに前記複数の羽根を取り囲む筒状のリムとを含み、前記プロペラ軸線まわりに回転可能なプロペラと、
   前記プロペラ軸線まわりに前記プロペラを取り囲むダクトと、
   前記ダクトに対して前記プロペラを回転させる内燃機関と、
   前記リムを回転させることにより、前記ダクトに対して前記プロペラを回転させる電動モータと、
   前記船舶推進装置が発生する推力の方向を前進方向と後進方向との間で切り替えるために操船者によって操作されるシフト操作子と、
   前進方向の推力が発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する前進状態と、前記内燃機関と前記プロペラとの接続を解除する中立状態と、後進方向の推力が発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する後進状態とのうちのいずれかに切り替わる前後進切替機構と、
   前記内燃機関の回転速度を検出するエンジン速度検出装置と、
   前記プロペラの回転速度を検出するプロペラ速度検出装置と、
   前記前後進切替機構を制御する制御装置とを含み、
   前記制御装置は、前記前後進切替機構を前進状態および後進状態の一方から他方に切り替える反転操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記電動モータを制御することにより、反転前方向への前記プロペラの回転速度を切断速度まで低下させた後、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替える、船舶推進装置。
9. 前記制御装置は、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替えた後、前記電動モータを制御することにより、前記反転前方向とは反対の反転後方向に前記プロペラを回転させ、前記反転後方向への前記プロペラの回転速度が接続速度以上の状態で、前記前後進切替機構を中立状態から前進状態または後進状態に切り替える、請求項８に記載の船舶推進装置。
10. 複数の羽根と、プロペラ軸線まわりに前記複数の羽根を取り囲む筒状のリムとを含み、前記プロペラ軸線まわりに回転可能なプロペラと、
    前記プロペラ軸線まわりに前記プロペラを取り囲むダクトと、
    前記ダクトに対して前記プロペラを回転させる内燃機関と、
    前記リムを回転させることにより、前記ダクトに対して前記プロペラを回転させる電動モータと、
    前記船舶推進装置が発生する推力の方向を前進方向と後進方向との間で切り替えるために操船者によって操作されるシフト操作子と、
    前進方向の推力が発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する前進状態と、前記内燃機関と前記プロペラとの接続を解除する中立状態と、後進方向の推力が発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する後進状態とのうちのいずれかに切り替わる前後進切替機構と、
    前記内燃機関の回転速度を検出するエンジン速度検出装置と、
    前記プロペラの回転速度を検出するプロペラ速度検出装置と、
    前記前後進切替機構を制御する制御装置とを含み、
    前記制御装置は、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替えるシフトアウト操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記電動モータを制御することにより、シフトアウト前方向への前記プロペラの回転速度を切断速度まで低下させた後、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替える、船舶推進装置。
11. 前記船舶推進装置は、略鉛直方向に延びており、前記内燃機関によって回転駆動されるドライブシャフトをさらに含み、
    前記前後進切替機構は、前後方向に延びる出力軸を含み、前記ドライブシャフトの回転を前記出力軸に伝達し、前記ドライブシャフトの回転方向に対する前記出力軸の回転方向を変更可能であり、
    前記船舶推進装置は、前記出力軸の回転を前記プロペラに伝達するエンジン出力伝達軸をさらに含む、請求項１〜７および９のいずれか一項に記載の船舶推進装置。
12. 前記プロペラは、前記前後進切替機構の後方に配置されており、
    前記出力軸と前記エンジン出力伝達軸とは、同軸である、請求項１１に記載の船舶推進装置。
13. 前記プロペラは、前記前後進切替機構の前方に配置されており、
    前記出力軸と前記エンジン出力伝達軸とは、同軸である、請求項１１に記載の船舶推進装置。
14. 前記プロペラは、前記出力軸より下方に配置されており、
    前記船舶推進装置は、前記エンジン出力伝達軸と共に回転する駆動ギヤと、前記駆動ギヤの回転が伝達され、前記リムと共に回転する従動ギヤとを含み、前記内燃機関の動力を前記リムに伝達する歯車伝達機構をさらに含む、請求項１１に記載の船舶推進装置。
15. 複数の羽根と、プロペラ軸線まわりに前記複数の羽根を取り囲む筒状のリムとを含み、前記プロペラ軸線まわりに回転可能なプロペラと、
    前記プロペラ軸線まわりに前記プロペラを取り囲むダクトと、
    前記ダクトに対して前記プロペラを回転させる内燃機関と、
    前記リムを回転させることにより、前記ダクトに対して前記プロペラを回転させる電動モータとを含み、
    前記リムは、前記プロペラ軸線まわりの相対回転に伴って前記プロペラ軸線に対する前記羽根の傾き角度が変化するように前記羽根を支持する前側リムおよび後側リムを含み、
    前記内燃機関は、前記前側リムおよび後側リムのいずれか一方を回転させ、
    前記電動モータは、前記前側リムおよび後側リムの他方を回転させ、
    前記内燃機関および電動モータは、前記前側リムおよび後側リムを前記プロペラ軸線まわりに相対回転させることにより、前記プロペラのピッチを変更する、船舶推進装置。
16. 前記リムは、前記プロペラ軸線まわりの相対回転に伴って前記プロペラ軸線に対する前記羽根の傾き角度が変化するように前記羽根を支持する前側リムおよび後側リムを含み、
    前記電動モータは、前記前側リムを回転させる前側電動モータと、前記後側リムを回転させる後側電動モータとを含み、前記前側リムおよび後側リムを前記プロペラ軸線まわりに相対回転させることにより、前記プロペラのピッチを変更する、請求項１〜７、９、および１１〜１４のいずれか一項に記載の船舶推進装置。
17. 前記前側電動モータおよび後側電動モータを制御することにより、前記前側リムおよび後側リムの相対回転量を制御する制御装置をさらに含む、請求項１６に記載の船舶推進装置。
18. 前記前側リムおよび後側リムの相対回転量を規制する回転量規制部をさらに含む、請求項１５に記載の船舶推進装置。
19. 前記回転量規制部は、前記リムおよび羽根のいずれか一方に設けられた支持部と、前記リムおよび羽根の他方に設けられており、前記支持部が挿入された長孔を区画する被支持部とを含む、請求項１８に記載の船舶推進装置。
20. 前記プロペラは、前記プロペラ軸線に沿って延びており、前記前側リムと共に前記プロペラ軸線まわりに回転する前側回転軸と、前記プロペラ軸線に沿って延びており、前記後側リムと共に前記プロペラ軸線まわりに回転する後側回転軸とをさらに含み、
    前記回転量規制部は、前記前側回転軸および後側回転軸にそれぞれ設けられており、所定の角度範囲内で前記プロペラ軸線まわりに相対回転可能に噛み合う前側噛み合い部および後側噛み合い部を含む、請求項１８または１９に記載の船舶推進装置。
21. 前記プロペラの回転状態に応じて発光状態が変化する発光体をさらに含む、請求項１〜７、９、１１〜１４、１６、および１７のいずれか一項に記載の船舶推進装置。
22. 前記発光体は、前記ダクトおよびプロペラの少なくとも一方に配置されている、請求項２１に記載の船舶推進装置。
23. 前記電動モータは、前記ダクトの少なくとも一部によって構成されたステータと、前記リムの少なくとも一部によって構成されたロータとを含み、
    前記船舶推進装置は、少なくとも一部が前記ステータに対向する位置で前記リムに取り付けられており、前記リムと共に前記プロペラ軸線まわりに回転する発電用コイルをさらに含み、
    前記発光体は、前記発電用コイルに接続されており、前記プロペラに配置されている、請求項２１または２２に記載の船舶推進装置。
24. 前記リムに取り付けられており、前記リムと共に前記プロペラ軸線まわりに回転する発電用コイルと、
    前記ダクトに取り付けられており、前記発電用コイルに対向する発電用マグネットとをさらに含み、
    前記発光体は、前記発電用コイルに接続されており、前記プロペラに配置されている、請求項２１または２２に記載の船舶推進装置。
25. 内燃機関と、
    電動モータと、
    前記内燃機関および電動モータの少なくとも一方によってプロペラ軸線まわりに回転駆動されるプロペラと、
    前記内燃機関から前記プロペラへの動力の伝達経路上に配置されており、前記プロペラが前進方向の推力を発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する前進状態と、前記内燃機関と前記プロペラとの接続を解除する中立状態と、前記プロペラが後進方向の推力を発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する後進状態とのうちのいずれかに切り替わる前後進切替機構とを含み、
    前記電動モータは、前記内燃機関から前記プロペラへの動力の伝達経路上において前記前後進切替機構より前記プロペラ側に配置されている、船舶推進装置。
26. 前記船舶推進装置が発生する推力の方向を前進方向と後進方向との間で切り替えるために操船者によって操作されるシフト操作子と、
    前記内燃機関の回転速度を検出するエンジン速度検出装置と、
    前記プロペラの回転速度を検出するプロペラ速度検出装置と、
    前記前後進切替機構を中立状態から前進状態または後進状態に切り替えるシフトイン操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記内燃機関の回転速度と前記プロペラの回転速度との差である速度差が所定の範囲内の場合にのみ、前記前後進切替機構を中立状態から前進状態または後進状態に切り替えるシフトイン動作を行う制御装置とをさらに含む、請求項２５に記載の船舶推進装置。
27. 前記制御装置は、前記シフトイン操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記速度差が前記所定の範囲内でない場合、前記内燃機関および電動モータの少なくとも一方を制御することにより、前記速度差を前記所定の範囲内まで変化させ、その後、前記シフトイン動作を行う、請求項２６に記載の船舶推進装置。
28. 内燃機関と、
    電動モータと、
    前記内燃機関および電動モータの少なくとも一方によってプロペラ軸線まわりに回転駆動されるプロペラと、
    前記内燃機関から前記プロペラへの動力の伝達経路上に配置されており、前記プロペラが前進方向の推力を発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する前進状態と、前記内燃機関と前記プロペラとの接続を解除する中立状態と、前記プロペラが後進方向の推力を発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する後進状態とのうちのいずれかに切り替わる前後進切替機構と、
    前記船舶推進装置が発生する推力の方向を前進方向と後進方向との間で切り替えるために操船者によって操作されるシフト操作子と、
    前記内燃機関の回転速度を検出するエンジン速度検出装置と、
    前記プロペラの回転速度を検出するプロペラ速度検出装置と、
    前記前後進切替機構を制御する制御装置とを含み、
    前記電動モータは、前記内燃機関から前記プロペラへの動力の伝達経路上において前記前後進切替機構より前記プロペラ側に配置されており、
    前記制御装置は、前記前後進切替機構を前進状態および後進状態の一方から他方に切り替える反転操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記電動モータを制御することにより、反転前方向への前記プロペラの回転速度を切断速度まで低下させた後、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替える、船舶推進装置。
29. 前記制御装置は、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替えた後、前記電動モータを制御することにより、前記反転前方向とは反対の反転後方向に前記プロペラを回転させ、前記反転後方向への前記プロペラの回転速度が接続速度以上の状態で前記前後進切替機構を中立状態から前進状態または後進状態に切り替える、請求項２８に記載の船舶推進装置。
30. 内燃機関と、
    電動モータと、
    前記内燃機関および電動モータの少なくとも一方によってプロペラ軸線まわりに回転駆動されるプロペラと、
    前記内燃機関から前記プロペラへの動力の伝達経路上に配置されており、前記プロペラが前進方向の推力を発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する前進状態と、前記内燃機関と前記プロペラとの接続を解除する中立状態と、前記プロペラが後進方向の推力を発生するように前記内燃機関と前記プロペラとを接続する後進状態とのうちのいずれかに切り替わる前後進切替機構と、
    前記船舶推進装置が発生する推力の方向を前進方向と後進方向との間で切り替えるために操船者によって操作されるシフト操作子と、
    前記内燃機関の回転速度を検出するエンジン速度検出装置と、
    前記プロペラの回転速度を検出するプロペラ速度検出装置と、
    前記前後進切替機構を制御する制御装置とを含み、
    前記電動モータは、前記内燃機関から前記プロペラへの動力の伝達経路上において前記前後進切替機構より前記プロペラ側に配置されており、
    前記制御装置は、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替えるシフトアウト操作が前記シフト操作子に行われたときに、前記電動モータを制御することにより、シフトアウト前方向への前記プロペラの回転速度を切断速度まで低下させた後、前記前後進切替機構を前進状態または後進状態から中立状態に切り替える、船舶推進装置。

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