JP6027999B2 - 船舶用エンジン推進装置 - Google Patents

Description

本発明は、船舶の後端の船外に取り付けられる船舶用エンジン推進装置に関する。

従来より、フィッシングやクルージング等にて使用される船舶の後端の外部に取り付けられる船舶用エンジン推進装置には、船舶のサイズ、船舶の後端の水面からの高さ等に応じて、種々のバリエーションが存在している。

例えば特許文献１には、図１５に示すように、エンジン１１１、第１トランスミッション１１２Ａ、第２トランスミッション１１２Ｂ、第３トランスミッション１１２Ｃ、プロペラシャフト１２２、プロペラ１２７を備えた船舶用大型船外モータ１１０が記載されている。そして当該船舶用大型船外モータ１１０におけるプロペラ１２７までの動力伝達経路は、エンジン１１１のクランクシャフト１１１Ｃの回転軸の方向である略水平方向の動力伝達経路Ｄ１００、エンジン１１１の後端側から第１トランスミッション１１２Ａを経由させて第２トランスミッション１１２Ｂに動力を伝達する略鉛直方向の動力伝達経路Ｄ１０１と略水平方向の動力伝達経路Ｄ１０２、第２トランスミッション１１２Ｂから第３トランスミッション１１２Ｃへと動力を伝達する略鉛直方向の動力伝達経路Ｄ１０３、第３トランスミッション１１２Ｃから動力が伝達されるプロペラシャフト１２２の回転軸の方向である略水平方向の動力伝達経路Ｄ１０４にて、Ｓ字状に動力伝達経路が形成されている。なお図１５において、船舶用大型船外モータ１１０は、船舶１に対して船舶用大型船外モータ１１０を左右に揺動させる左右操舵手段１３２を介して船舶１の後端に取り付けられている。

特表２０１３−５１９５７４号公報

特許文献１に記載された船舶用の大型船外モータ１１０は、動力伝達経路の構成要素が多い（第１トランスミッション〜第３トランスミッション）ので、小型化や軽量化に、あまり適していない。また、構成要素が多いことに加えて動力伝達経路が複雑なＳ字状であるので、動力の損失の増加が懸念される。

また特許文献１に記載された船舶用の大型船外モータ１１０を含めて従来の船舶用エンジン推進装置は、自身が取り付けられる船舶の後端における水面からの高さに応じて、図１５における高さ調整部ＭＨの上下方向の長さを変更した種々のバリエーションが存在しており、製造や管理に手間がかかるとともに、小型化や軽量化を妨げている。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、より小型化、より軽量化することが可能であり、よりシンプルな構造にてより効率良く動力を伝達することができる船舶用エンジン推進装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る船舶用エンジン推進装置は次の手段をとる。まず、本発明の第１の発明は、船舶の後端の船外に取り付けられる船舶用エンジン推進装置であって、前記船舶用エンジン推進装置は、動力発生部と、動力伝達部と、前記動力伝達部の下方に設けられた推進力発生部と、にて構成されている。そして、前記動力発生部は、クランクシャフトを備えたエンジンを有しており、前記クランクシャフトは、前記船舶の前後方向に対して略平行に、且つ略水平に配置されており、前記推進力発生部は、前記船舶の前後方向に対して略平行に、且つ略水平に配置されたプロペラシャフトを有しており、前記プロペラシャフトにおける前記船舶の後方側の端部にはプロペラが設けられており、前記動力伝達部は、前記クランクシャフトにおける前記船舶の前方側の端部近傍から、前記プロペラシャフトにおける前記船舶の前方側の端部近傍へと、１本の直線状の動力伝達経路を形成する動力伝達手段にて構成されており、前記船舶の側面から見た場合、前記動力発生部から前記プロペラに至るまでの動力伝達経路は、前記クランクシャフトと、前記動力伝達手段と、前記プロペラシャフトと、のそれぞれにてコの字型となるように形成されている。また、前記プロペラシャフトにおける前記動力伝達手段との接続個所から前記プロペラに至る途中には、前記プロペラシャフトの軸方向を変更可能なユニバーサルジョイントが設けられており、前記プロペラシャフトにおける前記ユニバーサルジョイントから前記プロペラに至る部分の少なくとも一部は、スリーブに挿通されており、前記スリーブには、前記プロペラシャフトにおける前記ユニバーサルジョイントから前記プロペラに至る部分の上下方向の角度を変更可能なトリム角度調整手段が接続されている。そして、前記船舶の速度を検出可能な船舶速度検出手段と、前記船舶の前後方向の傾斜角度を検出可能な船舶前後傾斜検出手段と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、所定のタイミングにて、前記船舶速度検出手段からの検出信号に基づいて検出した前記船舶の速度あるいは加速度の少なくとも一方と、前記船舶前後傾斜検出手段からの検出信号に基づいて検出した前記船舶の前後方向の傾斜角度と、から前記船舶に対する水面の位置である船舶水面位置を推定し、検出した前記船舶の速度あるいは加速度の少なくとも一方に基づいて、前記プロペラの全体を前記船舶水面位置以下とする埋没状態とするか、あるいは前記プロペラの上部を前記船舶水面位置より上とする半没状態とするか、を判定し、前記埋没状態にすると判定した場合は、前記プロペラの全体が前記船舶水面位置以下となるように前記トリム角度調整手段を制御し、前記半没状態にすると判定した場合は、前記プロペラの上部が前記船舶水面位置より上となるように前記トリム角度調整手段を制御する。

この第１の発明では、動力発生部からプロペラに至るまでの動力伝達経路は、クランクシャフトと、動力伝達手段と、プロペラシャフトと、のそれぞれにてコの字型となるように形成されているので、Ｓ字型に動力伝達経路を形成した場合と比較して、よりシンプルな構造にて動力伝達のロスをより低減して効率良く動力を伝達することができる。また、よりシンプルな構造であるので部品点数の低減が可能であり、船舶用エンジン推進装置を、より小型化、より軽量化することができる。またトリム角度調整手段を有することで、船舶の後端の船外に取り付けられた船舶用エンジン推進装置が取り付けられた状態において、船舶に対するプロペラの上下方向の位置を調整することが可能である。従って、船舶の後端における水面からの高さが異なる種々の船舶に対して、高さが異なる種々の船舶用エンジン推進装置を用意する必要がない。

次に、本発明の第２の発明は、船舶の後端の船外に取り付けられる船舶用エンジン推進装置であって、前記船舶用エンジン推進装置は、動力発生部と、動力伝達部と、前記動力伝達部の下方に設けられた推進力発生部と、にて構成されている。そして、前記動力発生部は、クランクシャフトを備えたエンジンを有しており、前記クランクシャフトは、前記船舶の前後方向に対して略平行に、且つ略水平に配置されており、前記推進力発生部は、前記船舶の前後方向に対して略平行に、且つ略水平に配置されたプロペラシャフトを有しており、前記プロペラシャフトにおける前記船舶の後方側の端部にはプロペラが設けられており、前記動力伝達部は、前記クランクシャフトにおける前記船舶の前方側の端部近傍から、前記プロペラシャフトにおける前記船舶の前方側の端部近傍へと、１本の直線状の動力伝達経路を形成する動力伝達手段にて構成されており、前記船舶の側面から見た場合、前記動力発生部から前記プロペラに至るまでの動力伝達経路は、前記クランクシャフトと、前記動力伝達手段と、前記プロペラシャフトと、のそれぞれにてコの字型となるように形成されている。また、前記船舶用エンジン推進装置と前記船舶との接続部には、前記船舶に対する前記船舶用エンジン推進装置の上下方向の位置を移動可能なリフト位置調整手段が設けられている。そして、前記船舶の速度を検出可能な船舶速度検出手段と、前記船舶の前後方向の傾斜角度を検出可能な船舶前後傾斜検出手段と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、所定のタイミングにて、前記船舶速度検出手段からの検出信号に基づいて検出した前記船舶の速度あるいは加速度の少なくとも一方と、前記船舶前後傾斜検出手段からの検出信号に基づいて検出した前記船舶の前後方向の傾斜角度と、から前記船舶に対する水面の位置である船舶水面位置を推定し、検出した前記船舶の速度あるいは加速度の少なくとも一方に基づいて、前記プロペラの全体を前記船舶水面位置以下とする埋没状態とするか、あるいは前記プロペラの上部を前記船舶水面位置より上とする半没状態とするか、を判定し、前記埋没状態にすると判定した場合は、前記プロペラの全体が前記船舶水面位置以下となるように前記リフト位置調整手段を制御し、前記半没状態にすると判定した場合は、前記プロペラの上部が前記船舶水面位置より上となるように前記リフト位置調整手段を制御する。

この第２の発明では、第１の発明と同様、動力発生部からプロペラに至るまでの動力伝達経路は、クランクシャフトと、動力伝達手段と、プロペラシャフトと、のそれぞれにてコの字型となるように形成されているので、Ｓ字型に動力伝達経路を形成した場合と比較して、よりシンプルな構造にて動力伝達のロスをより低減して効率良く動力を伝達することができる。また、よりシンプルな構造であるので部品点数の低減が可能であり、船舶用エンジン推進装置を、より小型化、より軽量化することができる。またリフト位置調整手段を有することで、船舶の後端の船外に取り付けられた船舶用エンジン推進装置が取り付けられた状態において、船舶に対するプロペラの上下方向の位置を調整することが可能である。従って、船舶の後端における水面からの高さが異なる種々の船舶に対して、高さが異なる種々の船舶用エンジン推進装置を用意する必要がない。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明に係る船舶用エンジン推進装置であって、前記スリーブには、前記プロペラシャフトにおける前記ユニバーサルジョイントから前記プロペラに至る部分の左右方向の角度を変更可能な操舵調整手段が接続されている。

この第３の発明では、ユニバーサルジョイントからプロペラに至るプロペラシャフトを左右方向に振る操舵調整手段にて船舶を左右に操舵することが可能である。従って、船舶に対して船舶用エンジン推進装置の全体を左右に振る操舵調整手段よりも、より小型である且つより軽量な操舵調整手段とすることができる。従って、船舶用エンジン推進装置を、より小型化、より軽量化することができる。

また第１の発明では、船舶の速度や船舶の傾斜角度に応じて、例えばユーザからの加速要求時には、船舶水面位置に対するプロペラの位置を、燃費よりも加速性を重視した埋没状態へと適切に制御し、例えば高速巡航時には、船舶水面位置に対するプロペラの位置を、加速性よりも燃費を重視した半没状態へと適切に制御することができる。

次に、本発明の第４の発明は、上記第１または第３の発明に係る船舶用エンジン推進装置であって、前記船舶用エンジン推進装置と前記船舶との接続部には、前記船舶に対する前記船舶用エンジン推進装置の上下方向の位置を移動可能な前記リフト位置調整手段が設けられている。

この第４の発明では、例えば整備等の目的で船舶を陸に上げた際、整備士等が所望する上下方向の位置へと船舶用エンジン推進装置を移動できるので、便利である。

次に、本発明の第５の発明は、上記第２の発明に係る船舶用エンジン推進装置であって、前記リフト位置調整手段と前記船舶用エンジン推進装置との間、または前記船舶と前記リフト位置調整手段との間には、前記船舶に対して前記船舶用エンジン推進装置の左右方向の角度を調整可能な左右角度調整手段が設けられている。あるいは、前記プロペラの後方には、左右方向の角度を変更可能な板状のステアリングラダーが設けられている。

この第５の発明では、左右角度調整手段あるいはステアリングラダーを有することで、船舶の左右の操舵を行うことができる。

また第２の発明では、船舶の速度や船舶の傾斜角度に応じて、例えばユーザからの加速要求時には、船舶水面位置に対するプロペラの位置を、燃費よりも加速性を重視した埋没状態へと適切に制御し、例えば高速巡航時には、船舶水面位置に対するプロペラの位置を、加速性よりも燃費を重視した半没状態へと適切に制御することができる。

次に、本発明の第６の発明は、上記第２または第５の発明に係る船舶用エンジン推進装置であって、前記船舶用エンジン推進装置と前記船舶との接続部には、前記船舶に対する前記船舶用エンジン推進装置の前後方向の傾斜角度を調整可能なエンジントリム調整手段が設けられている。

この第６の発明では、例えば整備等の目的で船舶を陸に上げた際、整備士等が所望する傾斜角度へと船舶用エンジン推進装置を傾斜させることができるので、便利である。

次に、本発明の第７の発明は、上記第１の発明〜第６の発明のいずれか１つに係る船舶用エンジン推進装置であって、前記船舶用エンジン推進装置は、前記船舶用エンジン推進装置に設けられた冷却経路内に封入されたクーラントを循環させて冷却する冷却手段を有している。

この第７の発明では、エンジンの冷却方法は、海水を取込んで冷却する直接冷却ではなく、冷却経路内に封入されたクーラントを循環させて冷却する間接冷却である。従って、海水と比較して品質が安定したクーラントを用いるので、適切な冷却を実行することができる。また海水でなくクーラントを用いるので、海水を使った場合と比較して、冷却経路等の耐侵食性をより向上させることができる。

次に、本発明の第８の発明は、上記第１の発明〜第７の発明のいずれか１つに係る船舶用エンジン推進装置であって、前記動力発生部の前記エンジンはディーゼルエンジンである。また、本発明の第９の発明は、上記第１の発明〜第８の発明のいずれか１つに係る船舶用エンジン推進装置であって、前記制御手段は、前記船舶の加速度が所定加速度以上となる加速要求時に、前記船舶水面位置に対する前記プロペラの位置を前記埋没状態にすると判定する。また、本発明の第１０の発明は、上記第１の発明〜第９の発明のいずれか１つに係る船舶用エンジン推進装置であって、前記制御手段は、前記船舶の速度が所定速度以上となる高速巡航時に、前記船舶水面位置に対する前記プロペラの位置を前記半没状態にすると判定する。

この第８の発明では、エンジンはディーゼルエンジンである。このため、ガソリンエンジンと比較して、燃費及び低回転時の扱い易さ（低回転でもトルクが大きい）を向上させることができる。

船舶用エンジン推進装置が、船舶の後端の船外に取り付けられた状態を説明する図である。 第１の実施の形態における船舶用エンジン推進装置の外観、全体構成、及び動力伝達経路を説明する図である。 プロペラシャフトにおけるユニバーサルジョイントからプロペラに至る部分の少なくとも一部が挿通されたスリーブに、トリム角度調整手段、操舵調整手段、が接続された状態を説明する図である。 トリム角度調整手段による、プロペラシャフトにおけるユニバーサルジョイントからプロペラに至る部分の上下方向の角度がほぼゼロの状態を説明する図である。 トリム角度調整手段による、プロペラシャフトにおけるユニバーサルジョイントからプロペラに至る部分の下方向への角度がθ１となった状態を説明する図である。 操舵調整手段による、プロペラシャフトにおけるユニバーサルジョイントからプロペラに至る部分の左右方向の角度がほぼゼロの状態を説明する図である。 操舵調整手段による、プロペラシャフトにおけるユニバーサルジョイントからプロペラに至る部分の右方向への角度がθＲとなった状態を説明する図である。 操舵調整手段による、プロペラシャフトにおけるユニバーサルジョイントからプロペラに至る部分の左方向への角度がθＬとなった状態を説明する図である。 制御手段への入力、及び制御手段からの出力を説明する図である。 船舶水面位置に対するプロペラの位置を埋没状態または半没状態に制御する、制御手段の処理手順を説明するフローチャートである。 第２の実施の形態における船舶用エンジン推進装置の外観及び全体構成を説明する図である。 第２の実施の形態において、船舶の右旋回時または左旋回時の、船舶用エンジン推進装置の状態を説明する図である。 第３の実施の形態における船舶用エンジン推進装置の外観及び全体構成を説明する図である。 第３の実施の形態において、船舶の右旋回時または左旋回時の、船舶用エンジン推進装置の状態を説明する図である。 従来の船舶用エンジン推進装置の外観、全体構成、及び動力伝達経路を説明する図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明し、第１の実施の形態の船舶用エンジン推進装置１０、第２の実施の形態の船舶用エンジン推進装置１０Ａ、第３の実施の形態の船舶用エンジン推進装置１０Ｂを、順に説明する。なお、各図において、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸が記載されている場合、Ｘ軸方向は船舶の前進する方向を示し、Ｙ軸方向は船舶の右方向を示し、Ｚ軸方向は鉛直上向き方向を示している。

●［第１の実施の形態における船舶用エンジン推進装置１０の、船舶への取付状態（図１）］
図１に示すように、船舶用エンジン推進装置１０は、船舶１の後端の船外に取り付けられる。なお図１の例では、船舶用エンジン推進装置１０は、船舶１に対する船舶用エンジン推進装置１０の上下方向の位置を調整可能なリフト位置調整手段３１を介して船舶１の後端の船外に取り付けられている例を示しているが、リフト位置調整手段３１は省略してもよい。

●［第１の実施の形態における、船舶用エンジン推進装置１０の外観と全体構成と動力伝達経路（図２）、及びプロペラ２７の周囲の構造（図３）］
次に図２を用いて、第１の実施の形態における船舶用エンジン推進装置１０の全体構造等について説明する。船舶用エンジン推進装置１０は、動力発生部１３と、動力発生部１３の下方に設けられた動力伝達部１７と、動力伝達部１７の下方に設けられた推進力発生部２８と、にて構成されている。

動力発生部１３は、例えば陸用ディーゼルエンジンを船舶用に改良したエンジン１１と変速装置１２とで構成され、エンジン１１はクランクシャフト１１Ｃを有している。そしてクランクシャフト１１Ｃは、船舶１の前後方向に対して略平行に、且つ略水平に配置されている。このため、エンジン１１を、車両等で実績ある陸用エンジンからの小変更で実現することが可能であり、エンジン１１の開発期間の短縮化と信頼性の確保とを両立することができる。また例えばエンジン１１をディーゼルエンジンとすることで、ガソリンエンジンと比較して、燃費及び低回転時の扱い易さ（低回転でもトルクが大きい）を向上させることができる。また、エンジン１１の冷却手段として、周囲の海水を用いて冷却する直接冷却を行う冷却手段ではなく、予め設けられた冷却経路内に封入されたクーラントを循環させる間接冷却を行う冷却手段を有することで、陸用ディーゼルエンジンが予め備えている冷却手段を流用することが可能であるとともに、海水（塩水）に対する防錆対策を簡略化することが可能であり、エンジン１１の開発期間の短縮化と信頼性の確保とを両立することができる。

また動力発生部１３における船舶１の前方側の端部には、変速装置１２が取り付けられている。例えば変速装置１２は、ユーザからの操作によって、前進位置、または中立位置（ニュートラル）、または後退位置、へと切替え可能である。そして変速装置１２は、船舶１を前進させる方向にプロペラ２７を回転させるように動力を伝達（前進位置）、あるいはプロペラ２７への動力伝達を遮断（中立位置）、あるいは船舶１を後退させる方向にプロペラ２７を回転させるように動力を伝達（後退位置）、する。そしてクランクシャフト１１Ｃから変速装置１２の出力軸へと、直線状の動力伝達経路Ｄ１が形成されている。なお回転軸１２Ｊは、クランクシャフト１１Ｃ及び変速装置１２の出力軸の回転軸である。

動力伝達部１７は、例えば駆動プーリ１４、ベルト１５、従動プーリ１６にて構成されている。駆動プーリ１４は、クランクシャフト１１Ｃにおける船舶１の前方側の端部近傍となる、変速装置１２の出力軸に取り付けられている。また従動プーリ１６は、プロペラシャフト２２における船舶１の前方側の端部近傍に取り付けられている。そしてベルト１５は、駆動プーリ１４と従動プーリ１６との間に掛け渡されて、駆動プーリ１４からの回転動力を従動プーリ１６に伝達する。そして駆動プーリ１４とベルト１５と従動プーリ１６にて構成される動力伝達手段（動力伝達部１７）は、クランクシャフト１１Ｃにおける船舶の前方側の端部近傍（変速装置の出力軸）から、プロペラシャフト２２における船舶の前方側の端部近傍へと、１本の直線状の動力伝達経路Ｄ２を形成している。

推進力発生部２８は、プロペラシャフト２２、ユニバーサルジョイント２３、スリーブ２４、プロペラ２７等にて構成されている。プロペラシャフト２２は、船舶１の前後方向に対して略平行に、且つ略水平に配置されている。またプロペラシャフト２２における船舶の後方側の端部にはプロペラ２７が設けられ、船舶１の前方側の端部近傍には従動プーリ１６が設けられている。またプロペラシャフト２２における動力伝達手段（この場合、従動プーリ）との接続個所からプロペラ２７に至る途中には、プロペラシャフト２２の軸方向を変更可能なユニバーサルジョイント２３が設けられている。なお回転軸２２Ｊは、従動プーリ１６及びプロペラシャフト２２における従動プーリ１６からユニバーサルジョイント２３までの部分における回転軸である。そしてプロペラシャフト２２からプロペラ２７へと、直線状の動力伝達経路Ｄ３が形成されている。

図２に示すように、船舶１の側面から船舶用エンジン推進装置１０を見た場合、動力発生部１３からプロペラ２７に至るまでの動力伝達経路は、クランクシャフト１１Ｃ（動力伝達経路Ｄ１）と、動力伝達手段（動力伝達経路Ｄ２）と、プロペラシャフト２２（動力伝達経路Ｄ３）と、のそれぞれにてコの字型となるように形成されている。これにより、Ｓ字型に動力伝達経路を形成した場合と比較して、よりシンプルな構造にて動力伝達のロスをより低減して効率良く動力を伝達することができる。また、よりシンプルな構造であるので部品点数の低減が可能であり、船舶用エンジン推進装置を、より小型化、より軽量化することができる。

また図２及び図３に示すように、プロペラシャフト２２におけるユニバーサルジョイント２３からプロペラ２７に至る部分の少なくとも一部は、スリーブ２４に挿通されている。そしてスリーブ２４には、プロペラシャフト２２におけるユニバーサルジョイント２３からプロペラ２７に至る部分の上下方向の角度を変更可能なトリム角度調整手段２５が接続されている。また図２及び図３に示すように、スリーブ２４には、プロペラシャフト２２におけるユニバーサルジョイント２３からプロペラ２７に至る部分の左右方向の角度を変更可能な操舵調整手段２６Ｒ、２６Ｌが接続されている。

また船舶用エンジン推進装置１０は、制御手段４０（例えば制御コンピュータユニット）が設けられており、制御手段４０は、動力発生部１３のエンジン１１、トリム角度調整手段２５、操舵調整手段２６Ｒ、２６Ｌ、を制御する。

●［トリム角度調整手段による上下方向の角度調整（図４、図５）と、操舵調整手段による左右方向の角度調整（図６〜図８）］
図４及び図５は、プロペラシャフト２２の周囲を左側から見た図であり、図４の例は、プロペラシャフト２２が略水平となるように（図４及び図５においてＸ軸方向と略平行となるように）、制御手段４０からトリム角度調整手段２５のロッドの長さを制御した状態の例である。また図５の例は、プロペラシャフト２２におけるユニバーサルジョイント２３からプロペラ２７に至る部分が、水平状態から角度θ１にて下方に傾斜するように、制御手段４０からトリム角度調整手段２５のロッドの長さを制御した状態の例である。もちろん、制御手段４０は、図４に示したトリム角度調整手段２５のロッドの長さよりも短くなるようにトリム角度調整手段２５のロッドの長さを制御すれば、プロペラシャフト２２におけるユニバーサルジョイント２３からプロペラ２７に至る部分を、水平状態から上方に傾斜させることもできる。このように、制御手段４０は、トリム角度調整手段２５を制御することで、プロペラシャフト２２におけるユニバーサルジョイント２３からプロペラ２７に至る部分の上下方向の角度を変更可能である。

また図６〜図８は、プロペラシャフト２２の周囲を上方から見た図であり、図６の例は、プロペラシャフト２２が、船舶の前後方向に対して略平行となるように（図６〜図８においてＸ軸方向と略平行となるように）、制御手段４０から操舵調整手段２６Ｒ、２６Ｌのロッドの長さを制御した状態の例である。また図７の例は、プロペラシャフト２２におけるユニバーサルジョイント２３からプロペラ２７に至る部分が、船舶前後方向に対して角度θＲにて右側に傾斜するように、制御手段４０から操舵調整手段２６Ｒ、２６Ｌのロッドの長さを制御した状態の例である。また図８の例は、プロペラシャフト２２におけるユニバーサルジョイント２３からプロペラ２７に至る部分が、船舶前後方向に対して角度θＬにて左側に傾斜するように、制御手段４０から操舵調整手段２６Ｒ、２６Ｌのロッドの長さを制御した状態の例である。このように、制御手段４０は、操舵調整手段２６Ｒ、２６Ｌを制御することで、プロペラシャフト２２におけるユニバーサルジョイント２３からプロペラ２７に至る部分の左右方向の角度を変更可能である。

●［制御手段４０の入出力（図９）］
次に図９を用いて、制御手段４０への入力と、制御手段４０からの出力について説明する。制御手段４０には、船舶前後傾斜検出手段５１、船舶速度検出手段５２、スロットルレバー角度検出手段５３、操舵検出手段５４、エンジン１１に設けられた各種の検出手段等から、各信号が入力される。また制御手段４０は、トリム角度調整手段２５を駆動するトリムアクチュエータ２５Ａ、操舵調整手段２６Ｒ、２６Ｌを駆動する操舵アクチュエータ２６Ａ、リフト位置調整手段３１（図１参照）を駆動するリフトアクチュエータ３１Ａ、エンジン１１の各種のアクチュエータ等に、制御信号を出力する。

船舶前後傾斜検出手段５１は、例えば船舶１のほぼ中央に設けられて、水平方向に対する船舶１の前後方向の傾斜角度に応じた傾斜検出信号を制御手段４０に出力する。

船舶速度検出手段５２は、例えばピトー管であり、船舶１のいずれかの位置あるいは船舶用エンジン推進装置１０のいずれかの位置に設けられ、船舶１の速度に応じた速度検出信号を制御手段４０に出力する。

スロットルレバー角度検出手段５３は、ユーザの操作によるスロットルレバーの角度に応じたスロットル開度検出信号を制御手段４０に出力する。

操舵検出手段５４は、ユーザの操作によるステアリングホイールの旋回方向及び旋回角度に応じた操舵検出信号を制御手段４０に出力する。

エンジン１１に設けられた各種の検出手段は、例えば、エンジン１１の回転数に応じた信号及び各気筒の上死点位置を示す回転信号を制御手段４０に出力する回転検出手段や、エンジン１１の冷却に用いるクーラントの温度を示す温度信号を制御手段４０に出力する温度検出手段や、吸入空気量に応じた検出信号を出力する吸入空気量検出手段等である。なお、エンジン１１に設けられた各種の検出手段は、上記に説明したものに限定されず、エンジン１１の運転状態を検出可能な種々の検出手段である。

トリムアクチュエータ２５Ａは、例えば油圧制御バルブであり、制御手段４０からの制御信号に基づいて、トリム角度調整手段２５のロッドの長さを調整する。

操舵アクチュエータ２６Ａは、例えば油圧制御バルブであり、制御手段４０からの制御信号に基づいて、操舵調整手段２６Ｒ、２６Ｌのロッドの長さを調整する。

リフトアクチュエータ３１Ａは、例えば油圧制御バルブであり、制御手段４０からの制御信号に基づいて、船舶１に対する船舶用エンジン推進装置１０の上下方向の位置を調整する。

エンジン１１に設けられた各種のアクチュエータは、例えば、エンジン１１の各気筒内に燃料を噴射するインジェクタや、ターボチャージャ等の過給機を搭載している場合では過給機の動作を制御するアクチュエータ等である。なお、エンジン１１に設けられた各種のアクチュエータは、上記に説明したものに限定されず、エンジン１１の動作を制御する種々の手段である。

●［制御手段４０による船舶水面位置に対するプロペラ２７の位置の制御（図１０）］
次に図１０に示すフローチャートを用いて、第１の実施の形態における制御手段４０の処理であって、船舶に対する水面の位置である船舶水面位置に対するプロペラ２７の位置を制御する処理手順の例について説明する。制御手段４０は、所定の処理タイミング（例えば、数１０ｍｓ〜数１００ｍｓ間隔）にて、図１０に示す処理を起動する。なお、船舶に対する水面の位置である船舶水面位置（船舶に対する水面の角度も含む）は、船舶が停止状態、船舶が加速状態、船舶が高速巡航状態等、船舶の航行状態に応じて変化するので、船舶の航行状態に応じて、適宜求めることが好ましい。

ステップＳ１０にて制御手段４０は、船舶前後傾斜検出手段からの傾斜検出信号に基づいて船舶１の前後方向の傾斜角度を検出し、船舶速度検出手段からの速度検出信号に基づいて船舶１の速度及び加速度を検出し、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０にて制御手段４０は、船舶１の前後方向の傾斜角度と、船舶１の速度と、船舶１の加速度と、に基づいて、船舶１に対する水面の位置である船舶水面位置を推定し、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０にて制御手段４０は、船舶１の速度が所定速度以下であるか否かを判定し、船舶の速度が所定速度以下である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ４０に進み、船舶の速度が所定速度よりも大きい場合（Ｎｏ）はステップＳ６０に進む。

ステップＳ４０に進んだ場合、制御手段４０は、船舶１の加速度が所定加速度以上であるか否かを判定し、船舶の加速度が所定加速度以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ５０に進み、船舶の加速度が所定加速度未満である場合（Ｎｏ）はステップＳ６０に進む。

ステップＳ５０に進んだ場合は、制御手段４０が、プロペラの全体を船舶水面位置以下とする埋没状態となるように船舶水面位置に対するプロペラの位置を制御するべきと判定した場合である。この場合、制御手段４０は、ステップＳ２０にて推定した船舶水面位置に対して、プロペラの全体が船舶水面位置以下となるように、トリム角度調整手段２５を制御して処理を終了する。

ステップＳ６０に進んだ場合は、制御手段４０が、プロペラの上部を船舶水面位置より上とする半没状態（プロペラの下部は船舶水面位置の下）となるように船舶水面位置に対するプロペラの位置を制御するべきと判定した場合である。この場合、制御手段４０は、ステップＳ２０にて推定した船舶水面位置に対して、プロペラの上部が船舶水面位置より上となるように、トリム角度調整手段２５を制御して処理を終了する。

以上の説明では、船舶に対する船舶水面位置の推定を、船舶の速度と、船舶の加速度と、船舶の前後方向の傾斜角度と、に基づいて推定する例を説明したが、船舶の速度あるいは船舶の加速度の少なくとも一方と、船舶の前後方向の傾斜角度と、に基づいて推定するようにしてもよい。また、船舶水面位置に対するプロペラの位置を埋没状態とするか半没状態とするかの判定を、船舶の速度と、船舶の加速度と、に基づいて判定する例を説明したが、船舶の速度あるいは船舶の加速度の少なくとも一方に基づいて判定するようにしてもよい。

また以上の説明では、船舶水面位置に対するプロペラの位置を埋没状態または半没状態とする制御を、トリム角度調整手段を用いて行う例を説明したが、トリム角度調整手段とリフト位置調整手段の少なくとも一方を用いて、船舶水面位置に対するプロペラの位置を埋没状態または半没状態とする制御を行うようにしてもよい。

以上により、例えばユーザからの加速要求時には、船舶水面位置に対するプロペラの位置を、燃費よりも加速性を重視した埋没状態へと適切に制御し、例えば高速巡航時には、船舶水面位置に対するプロペラの位置を、加速性よりも燃費を重視した半没状態へと適切に制御することができる。また、トリム角度調整手段、リフト位置調整手段を用いて船舶水面位置に対するプロペラの位置を自由に調整することができるので、船舶の後端における水面からの高さに応じて、船舶後端の取り付け位置からプロペラまでの高さを変更した船舶用エンジン推進装置のバリエーションを増やす必要がないので、製造や管理に手間がかかることなく、小型化や軽量化をより向上させることができる。

なお、船舶水面位置に対するプロペラの位置は、トリム角度調整手段にて制御できるので、リフト位置調整手段を省略してもよい。ただし、例えば整備等の目的で船舶を陸に上げた際、整備士等が所望する上下方向の位置へと船舶用エンジン推進装置の移動を所望する場合は、リフト位置調整手段を備えているほうが便利である。

●［第２の実施の形態における船舶用エンジン推進装置１０Ａ（図１１、図１２）］
次に図１１（左側面図）、図１２（平面図）を用いて第２の実施の形態の船舶用エンジン推進装置１０Ａについて説明する。第２の実施の形態の船舶用エンジン推進装置１０Ａは、第１の実施の形態の船舶用エンジン推進装置１０に対して、ユニバーサルジョイント２３、トリム角度調整手段２５、操舵調整手段２６Ｒ、２６Ｌが省略され、左右角度調整手段３２が追加されている点が異なる。以下、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。

左右角度調整手段３２は、リフト位置調整手段３１と船舶用エンジン推進装置１０Ａの間、または船舶１とリフト位置調整手段３１との間に設けられ、船舶１に対して船舶用エンジン推進装置１０Ａの左右方向の角度を調整可能である。例えば制御手段４０は、ユーザの操作によるステアリングホイールの旋回方向及び旋回角度に応じて左右角度調整手段３２を制御して、船舶１に対する船舶用エンジン推進装置１０Ａの左右方向の角度を制御する。

また図１０に示す第１の実施の形態のフローチャートの処理に対して、第２の実施の形態における制御手段４０は、ステップＳ５０の処理にて、リフト位置調整手段３１を制御してプロペラ２７を埋没状態となる位置に制御する。また第２の実施の形態における制御手段４０は、ステップＳ６０の処理にて、リフト位置調整手段３１を制御してプロペラ２７を半没状態となる位置に制御する。

第２の実施の形態の船舶用エンジン推進装置１０Ａは、第１の実施の船舶用エンジン推進装置１０に対して、左右角度調整手段３２が追加されているが、ユニバーサルジョイント２３、トリム角度調整手段２５、操舵調整手段２６Ｒ、２６Ｌが省略されてよりシンプルな構造であり、部品点数も削減されているので、さらに軽量化と小型化を向上させることができる。

また、例えば整備等の目的で船舶を陸に上げた際、整備士等が所望する傾斜角度へと船舶用エンジン推進装置を傾斜させるために、船舶１に対する船舶用エンジン推進１０Ａの前後方向の角度を調整可能なエンジントリム調整手段を備えると、より便利である。

●［第３の実施の形態における船舶用エンジン推進装置１０Ｂ（図１３、図１４）］
次に図１３（左側面図）、図１４（平面図）を用いて第３の実施の形態の船舶用エンジン推進装置１０Ｂについて説明する。第３の実施の形態の船舶用エンジン推進装置１０Ｂは、第２の実施の形態の船舶用エンジン推進装置１０Ａに対して、左右角度調整手段３２が省略され、ステアリングラダー２９が追加されている点が異なる。以下、第２の実施の形態との相違点について主に説明する。

ステアリングラダー２９は、船舶用エンジン推進装置１０Ｂにおけるプロペラ２７の後方に配置されており、左右方向の角度を変更可能な板状の部材である。例えば制御手段４０は、ユーザの操作によるステアリングホイールの旋回方向及び旋回角度に応じてステアリングラダー２９の左右方向の角度を制御する。

また図１０に示す第１の実施の形態のフローチャートの処理に対しては、第２の実施の形態と同様に、制御手段４０は、ステップＳ５０の処理にて、リフト位置調整手段３１を制御してプロペラ２７を埋没状態となる位置に制御し、ステップＳ６０の処理にて、リフト位置調整手段３１を制御してプロペラ２７を半没状態となる位置に制御する。

第３の実施の形態の船舶用エンジン推進装置１０Ｂは、第２の実施の形態と同様に、第１の実施の船舶用エンジン推進装置１０に対して、ステアリングラダー２９が追加されているが、ユニバーサルジョイント２３、トリム角度調整手段２５、操舵調整手段２６Ｒ、２６Ｌが省略されてよりシンプルな構造であり、部品点数も削減されているので、さらに軽量化と小型化を向上させることができる。

また、例えば整備等の目的で船舶を陸に上げた際、整備士等が所望する傾斜角度へと船舶用エンジン推進装置を傾斜させるために、船舶１に対する船舶用エンジン推進１０Ａの前後方向の角度を調整可能なエンジントリム調整手段を備えると、より便利である。

本発明の、船舶用エンジン推進装置は、本実施の形態で説明した構成、構造、外観、処理手順等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。

また、本実施の形態の説明では、エンジン１１として陸用ディーゼルエンジンを小変更して用いる例を説明したが、陸用ガソリンエンジンを小変更して用いることも可能である。また動力伝達部１７の構成は、プーリとベルトに限定されず、ギアを用いて、あるいはギアとシャフト、あるいはギアとチェーン等を用いて、直線状の動力伝達経路Ｄ２を形成するようにしてもよい。

また、リフト位置調整手段３１、操舵調整手段２６Ｒ、２６Ｌ等は、制御手段４０から制御されるのではなく、レバー等にてユーザが手動で動作せる構成としてもよい。また、トリム角度調整手段２５、操舵調整手段２６Ｒ、２６Ｌは、油圧で伸縮するロッドに限定されず、種々の機構で実現することができる。

１ 船舶
１０、１０Ａ、１０Ｂ 船舶用エンジン推進装置
１１ エンジン
１１Ｃ クランクシャフト
１２ 変速装置
１３ 動力発生部
１４ 駆動プーリ
１５ ベルト
１６ 従動プーリ
１７ 動力伝達部（動力伝達手段）
２２ プロペラシャフト
２３ ユニバーサルジョイント
２４ スリーブ
２５ トリム角度調整手段
２５Ａ トリムアクチュエータ
２６Ａ 操舵アクチュエータ
２６Ｒ、２６Ｌ 操舵調整手段
２７ プロペラ
２８ 推進力発生部
２９ ステアリングラダー
３１ リフト位置調整手段
３１Ａ リフトアクチュエータ
３２ 左右角度調整手段
４０ 制御手段
５１ 船舶前後傾斜検出手段
５２ 船舶速度検出手段
５３ スロットルレバー角度検出手段
５４ 操舵検出手段
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 動力伝達経路

Claims (10)

1. 船舶の後端の船外に取り付けられる船舶用エンジン推進装置であって、
   前記船舶用エンジン推進装置は、動力発生部と、動力伝達部と、前記動力伝達部の下方に設けられた推進力発生部と、にて構成されており、
   前記動力発生部は、クランクシャフトを備えたエンジンを有しており、前記クランクシャフトは、前記船舶の前後方向に対して略平行に、且つ略水平に配置されており、
   前記推進力発生部は、前記船舶の前後方向に対して略平行に、且つ略水平に配置されたプロペラシャフトを有しており、前記プロペラシャフトにおける前記船舶の後方側の端部にはプロペラが設けられており、
   前記動力伝達部は、前記クランクシャフトにおける前記船舶の前方側の端部近傍から、前記プロペラシャフトにおける前記船舶の前方側の端部近傍へと、１本の直線状の動力伝達経路を形成する動力伝達手段にて構成されており、
   前記船舶の側面から見た場合、前記動力発生部から前記プロペラに至るまでの動力伝達経路は、前記クランクシャフトと、前記動力伝達手段と、前記プロペラシャフトと、のそれぞれにてコの字型となるように形成されており、
   前記プロペラシャフトにおける前記動力伝達手段との接続個所から前記プロペラに至る途中には、前記プロペラシャフトの軸方向を変更可能なユニバーサルジョイントが設けられており、
   前記プロペラシャフトにおける前記ユニバーサルジョイントから前記プロペラに至る部分の少なくとも一部は、スリーブに挿通されており、
   前記スリーブには、前記プロペラシャフトにおける前記ユニバーサルジョイントから前記プロペラに至る部分の上下方向の角度を変更可能なトリム角度調整手段が接続されており、
   前記船舶の速度を検出可能な船舶速度検出手段と、前記船舶の前後方向の傾斜角度を検出可能な船舶前後傾斜検出手段と、制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、所定のタイミングにて、
   前記船舶速度検出手段からの検出信号に基づいて検出した前記船舶の速度あるいは加速度の少なくとも一方と、前記船舶前後傾斜検出手段からの検出信号に基づいて検出した前記船舶の前後方向の傾斜角度と、から前記船舶に対する水面の位置である船舶水面位置を推定し、
   検出した前記船舶の速度あるいは加速度の少なくとも一方に基づいて、前記プロペラの全体を前記船舶水面位置以下とする埋没状態とするか、あるいは前記プロペラの上部を前記船舶水面位置より上とする半没状態とするか、を判定し、
   前記埋没状態にすると判定した場合は、前記プロペラの全体が前記船舶水面位置以下となるように前記トリム角度調整手段を制御し、
   前記半没状態にすると判定した場合は、前記プロペラの上部が前記船舶水面位置より上となるように前記トリム角度調整手段を制御する、
   船舶用エンジン推進装置。
2. 船舶の後端の船外に取り付けられる船舶用エンジン推進装置であって、
   前記船舶用エンジン推進装置は、動力発生部と、動力伝達部と、前記動力伝達部の下方に設けられた推進力発生部と、にて構成されており、
   前記動力発生部は、クランクシャフトを備えたエンジンを有しており、前記クランクシャフトは、前記船舶の前後方向に対して略平行に、且つ略水平に配置されており、
   前記推進力発生部は、前記船舶の前後方向に対して略平行に、且つ略水平に配置されたプロペラシャフトを有しており、前記プロペラシャフトにおける前記船舶の後方側の端部にはプロペラが設けられており、
   前記動力伝達部は、前記クランクシャフトにおける前記船舶の前方側の端部近傍から、前記プロペラシャフトにおける前記船舶の前方側の端部近傍へと、１本の直線状の動力伝達経路を形成する動力伝達手段にて構成されており、
   前記船舶の側面から見た場合、前記動力発生部から前記プロペラに至るまでの動力伝達経路は、前記クランクシャフトと、前記動力伝達手段と、前記プロペラシャフトと、のそれぞれにてコの字型となるように形成されており、
   前記船舶用エンジン推進装置と前記船舶との接続部には、前記船舶に対する前記船舶用エンジン推進装置の上下方向の位置を移動可能なリフト位置調整手段が設けられており、
   前記船舶の速度を検出可能な船舶速度検出手段と、前記船舶の前後方向の傾斜角度を検出可能な船舶前後傾斜検出手段と、制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、所定のタイミングにて、
   前記船舶速度検出手段からの検出信号に基づいて検出した前記船舶の速度あるいは加速度の少なくとも一方と、前記船舶前後傾斜検出手段からの検出信号に基づいて検出した前記船舶の前後方向の傾斜角度と、から前記船舶に対する水面の位置である船舶水面位置を推定し、
   検出した前記船舶の速度あるいは加速度の少なくとも一方に基づいて、前記プロペラの全体を前記船舶水面位置以下とする埋没状態とするか、あるいは前記プロペラの上部を前記船舶水面位置より上とする半没状態とするか、を判定し、
   前記埋没状態にすると判定した場合は、前記プロペラの全体が前記船舶水面位置以下となるように前記リフト位置調整手段を制御し、
   前記半没状態にすると判定した場合は、前記プロペラの上部が前記船舶水面位置より上となるように前記リフト位置調整手段を制御する、
   船舶用エンジン推進装置。
3. 請求項１に記載の船舶用エンジン推進装置であって、
   前記スリーブには、前記プロペラシャフトにおける前記ユニバーサルジョイントから前記プロペラに至る部分の左右方向の角度を変更可能な操舵調整手段が接続されている、
   船舶用エンジン推進装置。
4. 請求項１または３に記載の船舶用エンジン推進装置であって、
   前記船舶用エンジン推進装置と前記船舶との接続部には、前記船舶に対する前記船舶用エンジン推進装置の上下方向の位置を移動可能な前記リフト位置調整手段が設けられている、
   船舶用エンジン推進装置。
5. 請求項２に記載の船舶用エンジン推進装置であって、
   前記リフト位置調整手段と前記船舶用エンジン推進装置との間、または前記船舶と前記リフト位置調整手段との間には、前記船舶に対して前記船舶用エンジン推進装置の左右方向の角度を調整可能な左右角度調整手段が設けられている、
   あるいは、前記プロペラの後方には、左右方向の角度を変更可能な板状のステアリングラダーが設けられている、
   船舶用エンジン推進装置。
6. 請求項２または５に記載の船舶用エンジン推進装置であって、
   前記船舶用エンジン推進装置と前記船舶との接続部には、前記船舶に対する前記船舶用エンジン推進装置の前後方向の傾斜角度を調整可能なエンジントリム調整手段が設けられている、
   船舶用エンジン推進装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の船舶用エンジン推進装置であって、
   前記船舶用エンジン推進装置は、前記船舶用エンジン推進装置に設けられた冷却経路内に封入されたクーラントを循環させて冷却する冷却手段を有している、
   船舶用エンジン推進装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の船舶用エンジン推進装置であって、
   前記動力発生部の前記エンジンはディーゼルエンジンである、
   船舶用エンジン推進装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の船舶用エンジン推進装置であって、
   前記制御手段は、
   前記船舶の加速度が所定加速度以上となる加速要求時に、前記船舶水面位置に対する前記プロペラの位置を前記埋没状態にすると判定する、
   船舶用エンジン推進装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の船舶用エンジン推進装置であって、
    前記制御手段は、
    前記船舶の速度が所定速度以上となる高速巡航時に、前記船舶水面位置に対する前記プロペラの位置を前記半没状態にすると判定する、
    船舶用エンジン推進装置。

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