JP6430895B2 - Marine gear device - Google Patents
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Description
本願発明は、船舶に搭載した主機関の回転動力をプロペラに伝達するマリンギア装置に関するものである。 The present invention relates to a marine gear device that transmits the rotational power of a main engine mounted on a ship to a propeller.
近年、プレジャーボートといった船舶ではエンジンが高回転化している。この種の船舶でトローリング等の微速航行をする際は低回転を必要とするが、高回転型エンジンを低回転で駆動させると、ハンチングやエンジンストールを引き起こすおそれがある。このため、エンジンとプロペラ軸との間に設けた油圧クラッチをスリップ係合(半クラッチ係合)させることによって、エンジンを定回転に保持しながらプロペラを低回転させて微速航行を可能にしている(例えば特許文献1)。 In recent years, engines such as pleasure boats have been rotating at high speeds. When this type of ship sails at a low speed such as trolling, low speed is required, but if a high speed engine is driven at low speed, hunting or engine stall may occur. For this reason, the hydraulic clutch provided between the engine and the propeller shaft is slip-engaged (half-clutch engagement), so that the propeller is rotated at a low speed while maintaining the engine at a constant rotation, thereby enabling low-speed navigation. (For example, patent document 1).
しかし、トローリング運転を長時間に亘って継続すると油圧クラッチのクラッチ板同士の摺動に伴う発熱が大きくなり、クラッチ板の摩耗が促進されて油圧クラッチの長寿命化を図ることができないという課題があった。また、半クラッチ係合によるトルク不足により、微速航行での操作性が悪くなるという課題もあった。 However, if the trolling operation is continued for a long time, the heat generated by the sliding of the clutch plates of the hydraulic clutch increases, and the wear of the clutch plate is promoted, so that the life of the hydraulic clutch cannot be extended. there were. In addition, there is a problem that the operability in slow speed navigation is deteriorated due to insufficient torque due to the half-clutch engagement.
本願発明は、上記の問題を解消したマリンギア装置を提供することを技術的課題としている。 This invention makes it the technical subject to provide the marine gear apparatus which eliminated said problem.
請求項1の発明は、船舶に搭載した主機関の出力回転を減速してプロペラ軸に伝達する前進クラッチ及び後進クラッチを有する前後進切換機構と、油圧ポンプ及び油圧モータを有する静油圧式トランスミッションと、前記前進クラッチと前記油圧モータの間に配設されたHSTクラッチとを備えたマリンギア装置において、前記船舶の微速走行時は、前記HSTクラッチを介して前記油圧モータの出力回転を前記プロペラ軸に出力するように構成し、前記静油圧式トランスミッションの前記油圧モータの回転を減速する減速手段を備えているというものである。
The invention according to
請求項2の発明は、請求項1に記載のマリンギア装置において、前記静油圧式トランスミッションの前記油圧ポンプの回転を増速する増速手段を備えているというものである。 According to a second aspect of the present invention, in the marine gear device according to the first aspect of the present invention, the marine gear device includes speed increasing means for speeding up the rotation of the hydraulic pump of the hydrostatic transmission.
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載のマリンギア装置において、前記前進クラッチと前記HSTクラッチとを同一軸線上に位置させているというものである。 A third aspect of the invention is the marine gear device according to the first or second aspect, wherein the forward clutch and the HST clutch are positioned on the same axis.
請求項4の発明は、請求項3に記載のマリンギア装置において、前記前進クラッチと前記HSTクラッチとを一括してリバーサクラッチ装置として構成しているというものである。 The invention according to claim 4 is the marine gear device according to claim 3, wherein the forward clutch and the HST clutch are collectively configured as a reverser clutch device.
請求項1の発明によると、船舶に搭載した主機関の出力回転を減速してプロペラ軸に伝達する前進クラッチ及び後進クラッチを有する前後進切換機構と、油圧ポンプ及び油圧モータを有する静油圧式トランスミッションと、前記前進クラッチと前記油圧モータの間に配設されたHSTクラッチとを備えたマリンギア装置において、前記船舶の微速走行時は、前記HSTクラッチを介して前記油圧モータの出力回転を前記プロペラ軸に出力するように構成し、前記静油圧式トランスミッションの前記油圧モータの回転を減速する減速手段を備えているから、微速航行時には前記減速手段で前記油圧モータの出力回転を減速でき、前記静油圧式トランスミッションの効率よい利用が可能になる。従って、前記静油圧式トランスミッションを小型化でき、製造コストの抑制を図れる。 According to the first aspect of the present invention, a forward / reverse switching mechanism having a forward clutch and a reverse clutch that decelerates an output rotation of a main engine mounted on a ship and transmits it to a propeller shaft, and a hydrostatic transmission having a hydraulic pump and a hydraulic motor. And an HST clutch disposed between the forward clutch and the hydraulic motor, when the ship is traveling at a low speed, the output rotation of the hydraulic motor is transmitted via the HST clutch to the propeller shaft. And a reduction means that decelerates the rotation of the hydraulic motor of the hydrostatic transmission, the output rotation of the hydraulic motor can be decelerated by the reduction means during low-speed navigation, and the hydrostatic pressure is reduced. Type transmission can be used efficiently. Therefore, the hydrostatic transmission can be miniaturized and the manufacturing cost can be reduced.
特に請求項2の発明によると、前記静油圧式トランスミッションの前記油圧ポンプの回転を増速する増速手段を備えているから、微速航行時には前記増速手段で前記油圧ポンプへの入力回転を増速でき、前記静油圧式トランスミッションをより一層効率よく利用できる。
In particular, according to the invention of
請求項3の発明によると、前記前進クラッチと前記HSTクラッチとを同一軸線上に位置させているから、前記前進クラッチと前記HSTクラッチとを集約化してコンパクトに配置できる。ひいてはマリンギア装置のコンパクト化を図れ、コスト高を回避できる。 According to the invention of claim 3, since the forward clutch and the HST clutch are located on the same axis, the forward clutch and the HST clutch can be integrated and arranged compactly. As a result, the marine gear device can be made compact, and high costs can be avoided.
また、請求項4の発明によると、前記前進クラッチと前記HSTクラッチとを一括してリバーサクラッチ装置として構成しているから、装置のユニット化が図れてメンテナンス及び組立が容易になる。 According to the invention of claim 4, since the forward clutch and the HST clutch are collectively configured as a reverser clutch device, the device can be unitized to facilitate maintenance and assembly.
以下に、本願発明を具体化した実施形態を図面(図1〜図6)に基づき説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below based on the drawings (FIGS. 1 to 6).
1.第1実施形態
第1実施形態をマリンギア装置の基本的構成、特徴的構成及び操船方法の順に説明する。
1. 1st Embodiment 1st Embodiment is described in order of the basic composition of a marine gear apparatus, the characteristic structure, and the ship maneuvering method.
(1)基本的構成
図1は、第1実施形態に係るマリンギア装置を備えたプレジャーポートの概略側面図である。図1に示すように、船舶であるプレジャーボート1は、船体2と、船体の上面中央側に配置したキャビン3と、船体2の船底後尾側に設けた舵4と、船体2の船底後尾側のうち舵4の前方に配置したプロペラ5とを備えている。キャビン3内は操縦部になっている。キャビン3内には、操舵によって船体2の進行方向を左右に変更させる操舵ハンドル(図示省略)と、船体2の進行方向を前進と後進とに切り換える前後進レバー(図示省略)と、船体2を微速航行させる微速航行手段としてのトローリングレバー(図示省略)とを設けている。船体2の船底後尾側に、プロペラ5を回転させる推進軸6(プロペラ軸)を軸支している。推進軸6の突出端側にプロペラ5を取り付けている。なお、微速航行手段としてはレバー式のものに限らず、ダイヤル式のものでもよい。
(1) Basic Configuration FIG. 1 is a schematic side view of a pleasure port provided with a marine gear device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, a
船体2内には、プロペラ5の駆動源である主機関としてのエンジン10と、エンジン10の回転動力を推進軸6経由でプロペラ5に伝達するマリンギア装置11(減速逆転装置)とを設けている。エンジン10からマリンギア装置11を介して推進軸6に伝達された回転動力によって、プロペラ5は回転する。
In the
図3は第1実施形態に係るマリンギア装置の構成を示すスケルトン図である。図3に示すように、マリンギア装置11は、エンジン10のフライホイール(図示省略)に連結される入力軸12と、推進軸6に連結される出力軸13と、入力軸12から出力軸13に向かう前進方向の動力を伝達・遮断する前進クラッチ14と、入力軸12から出力軸13に向かう後進方向の動力の動力を伝達・遮断する後進クラッチ15とを備えている。前進クラッチ14と後進クラッチ15とで前後進切換機構16を構成している。入力軸12と出力軸13とは、マリンギア装置11を構成するハウジング17に互いに逆向きに突き出すように設けている。入力軸11はハウジング17の正面上部に回転可能に軸支している。出力軸13はハウジング17の背面下部に回転可能に軸支している(図2に出力軸13側のみ示す)。ハウジング17のうち出力軸13の上方には、後述する静油圧式トランスミッション(Hydro static transmission;「HST」)70を構成する油圧ポンプ71及び油圧モータ72を装着している。
FIG. 3 is a skeleton diagram showing the configuration of the marine gear device according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the
前後進レバーを操作することにより作動油の供給先を前進クラッチ14、後進クラッチ15又は中立のいずれかに切り換えることができる。
By operating the forward / reverse lever, the supply destination of the hydraulic oil can be switched to any one of the
前進クラッチ14及び後進クラッチ15は、摩擦板とスチールプレートとが交互に配置された油圧摩擦クラッチである。
The
前進クラッチ14は、スチールプレートを有するアウターケース14aと、スチールプレートに押し付けられる摩擦板を有するインナーハブ14dと、作動油圧で押付け力(クラッチ圧)を発生させる油圧ピストン14fとを備えており、アウターケース14aにはクラッチ軸14bが固設され、クラッチ軸14bには小ギア14eが固設され、インナーハブ14dにはクラッチギア14cが固設されることにより、クラッチギア14cと小ギア14eとの間での動力の伝達・遮断が行われる。
The
後進クラッチ15は、スチールプレートを有するアウターケース15aと、スチールプレートに押し付けられる摩擦板を有するインナーハブ15dと、作動油圧で押付け力(クラッチ圧)を発生させる油圧ピストン15fとを備えており、アウターケース15aにはクラッチギア15cが固設され、クラッチギア15cにはクラッチ軸15bが固設され、インナーハブ15dには小ギア15eが固設されることにより、クラッチギア15cと小ギア15eとの間での動力の伝達・遮断が行われる。
The
また、前進クラッチ14と後進クラッチ15は並列に設置されており、前進クラッチ14のクラッチギア14cと後進クラッチ15のクラッチギア15cとは常時噛み合っている。
The
入力軸12は後進クラッチ15のクラッチ軸15bに連結され、入力軸12と後進クラッチ15のクラッチ軸15bとは互いに同一軸線上に位置している。出力軸13は大ギア7に固設されており、大ギア7は前進クラッチ14の小ギア14e及び後進クラッチ15の小ギア15eと常時噛み合っている。
The
そして、前進クラッチ14を接続して後進クラッチ15を遮断することによって大ギア7を正転させて入力軸12の回転動力を前進方向の出力として出力軸13に伝達する前進状態になり、前進クラッチ14を遮断して後進クラッチ15を接続することによって大ギア7を逆転させて入力軸12の回転動力を後進方向の出力として出力軸13に伝達する後進状態になり、前進クラッチ14及び後進クラッチ15を両方共遮断することによって、出力軸13に動力伝達しない中立状態になる。
When the
(2)特徴的構成
図3に示すように、マリンギア装置11は、静油圧式トランスミッション(Hydro static transmission;「HST」)70と、HSTクラッチ80とをさらに備えている。
(2) Characteristic Configuration As shown in FIG. 3, the
HST70は、周知のようにアキシャルプランジャ型の入力側の油圧ポンプ71と、同様にアキシャルプランジャ型の出力側の油圧モータ72とを、油圧閉回路73によって流体的に接続したものであり、油圧ポンプ71から吐出される作動油の流れを変更することにより、前進(油圧モータ72の正転)、後進(油圧モータ72の逆転)及び中立状態に切り換えると共に、油圧ポンプ71(又は/及び油圧モータ72)の斜板角を変更することにより変速比を変更して、モータ回転数すなわちプロペラ5回転数を調整し、設定することができるようになっている。油圧閉回路73には、図外のチェック弁を介してチャージング用分岐油路に接続しており、この分岐通路から油圧閉回路73内へと作動油を補充するようになっている。
As is well known, the
HSTクラッチ80は、前進クラッチ14とHST70の油圧モータ72との間に配設されている。
The
HSTクラッチ80は、摩擦板とスチールプレートとが交互に配置された油圧摩擦クラッチであって、スチールプレートを有するアウターケース80aと、スチールプレートに押し付けられる摩擦板を有するインナーハブ80dと、作動油圧で押付け力(クラッチ圧)を発生させる油圧ピストン80fとを備えている。前進クラッチ14のクラッチ軸14bはHSTクラッチ80の方まで延出していて、HSTクラッチ80のアウターケース80aが前進クラッチ14のクラッチ軸14bに固設されている。従って、前進クラッチ14とHSTクラッチ80とは同一軸線上(クラッチ軸14b上)に位置している。インナーハブ80dにはクラッチギア80cが固設される。
The
また、HST70の油圧モータ72のモータ軸72aには小ギア72bが固設され、この小ギア72bはHSTクラッチ80のクラッチギア80cとは常時噛み合って、減速手段としての減速ギア機構81を構成している。
Further, a
また、マリンギア装置11には、エンジン10の出力回転を増速してHST70の油圧ポンプ71のポンプ軸71aに伝達する増速手段としての増速ギア機構63を備えている。増速ギア機構63は、大ギア64と小ギア65とが常時噛み合い、大ギア64は後進クラッチ15のクラッチ軸15bのうち後進クラッチ15よりも下流側に固設され、小ギア65はHST70の油圧ポンプ71のポンプ軸71aに固設されている。
Further, the
(3)船舶の操船方法
(3−1)通常航行時
前記のように前進クラッチ14を接続し後進クラッチ15を遮断した状態(HSTクラッチ80は遮断)で、大ギア7を正転させて入力軸12の回転動力を前進方向の出力として出力軸13に伝達することにより前進航行状態になる。
(3) Ship maneuvering method (3-1) During normal navigation With the forward clutch 14 connected and the reverse clutch 15 disconnected as described above (the
後進航行では、前進クラッチ14を遮断して後進クラッチ15を接続した状態(HSTクラッチ80は遮断)では、大ギア7を逆転させて入力軸12の回転動力を後進方向の出力として出力軸13に伝達する後進航行状態になる。
In reverse travel, in a state where the
(3−2)微速航行時(トローリング運転時)
前進クラッチ14及び後進クラッチ15を両方共遮断し、HSTクラッチ80を接続した状態では、入力軸12から後進クラッチ15のクラッチ軸15bに伝達された回転動力は、増速ギア機構63で増速されてHST70の油圧ポンプ71に伝達される。そして、油圧ポンプ71(又は/及び油圧モータ72)の斜板角変更によって変速比が変更され、油圧モータ72の回転動力(モータ軸72aの回転数)が調節される。HST70の油圧モータ72の回転動力は減速ギア機構81で減速されて小ギア14eに伝達され、大ギア7を正転させて入力軸12の回転動力を前進方向の出力として出力軸13に伝達することにより微速航行状態になる。また、HST70の油圧モータ72のモータ軸72aの変速及び正逆転も実行可能である。さらに、増速ギア機構63によりHST70の油圧ポンプ71の回転数を上げて微速航行時のトルク不足を解消する。
(3-2) Slow sailing (Trolling operation)
In a state where both the
なお、後進クラッチ15のクラッチ軸15bのうち後進クラッチ15のクラッチギア15cと増速ギア機構63の大ギア64との間に、前進クラッチ14及び後進クラッチ15が両方共遮断した状態で接続する伝動クラッチ60を設けておけば、不要時にHST70の油圧ポンプ71を駆動させずに済み、動力伝達ロスを低減できる。
Note that the
2.第2実施形態
図4は第2実施形態に係るマリンギア装置の構成を示すスケルトン図である。図4に示すように、第2実施形態は、第1実施形態の増速ギア機構63に代えて増速用の電動モータ66を使用している点に特徴があり、HST70の油圧ポンプ71のポンプ軸71aを電動モータ66に接続しており、HSTの油圧モータ72の回転数を上げて微速航行時のトルク不足を解消する。これ以外の構成については第1実施形態の構成と同じであるため、第1実施形態の構成と同じ符号を図4に付すことによりこれらの説明を省略する。
2. Second Embodiment FIG. 4 is a skeleton diagram showing a configuration of a marine gear device according to a second embodiment. As shown in FIG. 4, the second embodiment is characterized in that a speed increasing
3.第3実施形態
図5は第3実施形態に係るマリンギア装置の構成を示すスケルトン図である。図5に示すように、第3実施形態は、第1実施形態のHST70に代えて変速及び正逆回転が可能な電動モータ82を使用している点に特徴があり、電動モータ82のモータ軸82aに小ギア72bが固設されている。第3実施形態の電動モータクラッチ80Aは、第1実施形態のHSTクラッチ80と同様の構成である。その他の構成については第1実施形態の構成と同じであるため、第1実施形態の構成と同じ符号を図5に付すことによりこれらの説明を省略する。
3. Third Embodiment FIG. 5 is a skeleton diagram showing a configuration of a marine gear device according to a third embodiment. As shown in FIG. 5, the third embodiment is characterized in that an
微速航行時には、電動モータ82の回転動力は電動モータクラッチ80Aで減速されて小ギア14eに伝達され、大ギア7を正転させて入力軸12の回転動力を前進方向の出力として出力軸13に伝達することにより微速航行状態になる。また、微速航行時には電動モータ82の変速及び正逆転も実行可能である。
When traveling at a slow speed, the rotational power of the
4.第4実施形態
図6は第4実施形態に係るマリンギア装置の構成を示すスケルトン図である。図6に示すように、本実施形態は、第1実施形態の前進クラッチ14とHSTクラッチ80とを一括してリバーサクラッチ装置90として構成した点に特徴がある。これ以外の構成については第1実施形態の構成と同じであるため、第1実施形態の構成と同じ符号を図7に付すことによりこれらの説明を省略する。
4). Fourth Embodiment FIG. 6 is a skeleton diagram showing the configuration of a marine gear device according to a fourth embodiment. As shown in FIG. 6, this embodiment is characterized in that the
リバーサクラッチ装置90は、前進クラッチ部91とHSTクラッチ部92とで構成されており、前進用およびHST用のケース部91a,92aを有するアウターケース90aと、アウターケース90aに固設されるクラッチ軸14bとを備えており、クラッチ軸14bには小ギア14eが固設されている。
The reverser
前進クラッチ部91は、前進用ケース部91aと、前進用インナーハブ91dと、前進用油圧ピストン91fとを備えており、前進用インナーハブ91dにはクラッチギア14cが固設されている。HSTクラッチ部92は、HST用ケース部92aと、HST用インナーハブ92dと、HST用油圧ピストン92fとを備えており、HST用インナーハブ92dにはクラッチギア80cが固設されている。
The forward
そして、通常の前進航行時には、リバーサクラッチ装置90の前進クラッチ部91を接続し後進クラッチ15を遮断した状態(リバーサクラッチ装置90のHSTクラッチ部92は遮断)で、大ギア7を正転させて入力軸12の回転動力を前進方向の出力として出力軸13に伝達する。
During normal forward navigation, the
微速航行時には、リバーサクラッチ装置90の前進クラッチ部91及び後進クラッチ15を両方共遮断し、リバーサクラッチ装置90のHSTクラッチ部92を接続した状態で、HST70の油圧モータ72の回転動力は減速ギア機構81で減速されて小ギア14eに伝達され、大ギア7を正転させて入力軸12の回転動力を正転(前進)方向の出力として出力軸13に伝達する。
During slow speed navigation, both the forward
なお、本願発明における各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 In addition, the structure of each part in this invention is not limited to embodiment of illustration, It can change variously in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
1 プレジャーボート(船舶)
2 船体
3 キャビン
4 舵
5 プロペラ
6 推進軸
7 大ギア
10 エンジン(主機関)
11 マリンギア装置
12 入力軸
13 出力軸
14 前進クラッチ
14b クラッチ軸
15 後進クラッチ
15b クラッチ軸
63 増速ギア機構
70 静油圧式トランスミッション(HST)
71 油圧ポンプ
71a ポンプ軸
72 油圧モータ
72a モータ軸
80 HSTクラッチ
81 減速ギア機構
1 Pleasure boat (ship)
2 Hull 3 Cabin 4
11
71
Claims (4)
前記船舶の微速走行時は、前記HSTクラッチを介して前記油圧モータの出力回転を前記プロペラ軸に出力するように構成し、前記静油圧式トランスミッションの前記油圧モータの回転を減速する減速手段を備えている、
マリンギア装置。 A forward / reverse switching mechanism having a forward clutch and a reverse clutch that decelerates an output rotation of a main engine mounted on a ship and transmits it to a propeller shaft, a hydrostatic transmission having a hydraulic pump and a hydraulic motor, the forward clutch, and the hydraulic pressure In a marine gear device comprising an HST clutch disposed between motors,
The ship is configured to output the output rotation of the hydraulic motor to the propeller shaft via the HST clutch when the ship is traveling at a low speed, and includes a decelerating unit that decelerates the rotation of the hydraulic motor of the hydrostatic transmission. ing,
Marine gear device.
請求項1に記載のマリンギア装置。 Comprising a speed increasing means for speeding up the rotation of the hydraulic pump of the hydrostatic transmission;
The marine gear device according to claim 1.
請求項1又は2に記載のマリンギア装置。 The forward clutch and the HST clutch are positioned on the same axis.
The marine gear device according to claim 1 or 2.
請求項3に記載のマリンギア装置。 The forward clutch and the HST clutch are collectively configured as a reverser clutch device.
The marine gear device according to claim 3.
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