JP7359420B2

JP7359420B2 - 減速逆転機

Info

Publication number: JP7359420B2
Application number: JP2019145922A
Authority: JP
Inventors: 晃司清岡; 智幸海老原; 尚史西澤; 孔雅山根; 謙悟笹原; 茂明中川; 和樹安井
Original assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2023-10-11
Anticipated expiration: 2039-08-08
Also published as: JP2021024491A

Description

本願発明は、船舶におけるエンジンと発電電動機とのうち少なくとも一方の動力でプロペラを回転させる、いわゆるハイブリッド式の減速逆転機に関するものである。

従来、プレジャーボートといった船舶用の減速逆転機において、エンジンの動力と電動機の動力とを併用して駆動の効率化を図った、いわゆるハイブリッド式のものが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１の図６に表された減速逆転機では、エンジン出力軸が減速逆転機を貫通して発電機に連結されている。エンジン駆動中は発電機が常時発電する構造になっている。エンジン出力軸における減速逆転機内の箇所には伝動クラッチが配置されている。プロペラ推進軸上には電動機が配置されている。この場合、伝動クラッチを接続状態にすると、エンジンの動力が伝動クラッチを介してプロペラ推進軸に伝達され、エンジンの動力でプロペラが回転する。伝動クラッチを遮断状態にして電動機を駆動させると、電動機の動力でプロペラが回転する。

特許第４４４５０８９号公報

ところで、前記従来技術において、エンジンの動力で駆動する油圧ポンプが吸い上げた作動油は、正逆転機構に作動油圧を供給するだけでなく、正逆転機構やその他ギヤ群を潤滑したり冷却したりすることにも用いられる。しかし、前記従来技術では、エンジン停止時に電動機の動力だけでプロペラを回転させる場合、油圧ポンプが作動しないから、潤滑不良で正逆転機構やその他ギヤ群に異常摩耗や焼き付きを引き起こしかねないという懸念があった。

本願発明は、上記のような現状を検討して改善を施した減速逆転機を提供することを技術的課題としている。

請求項１の発明は、船舶に搭載したエンジンと発電電動機とのうち少なくとも一方の動力を正逆転機構経由でプロペラに伝達する減速逆転機であって、オイルタンクから前記正逆転機構に延びる作動油路を備え、前記エンジンの動力で駆動する主油圧ポンプが前記作動油路に設けられ、前記作動油路のうち前記主油圧ポンプと前記正逆転機構との間から前記正逆転機構その他ギヤ群への注油用の潤滑油路を分岐させ、前記オイルタンクと前記潤滑油路とをつなぐ迂回油路を備え、前記エンジンと別の駆動源の動力で駆動する副油圧ポンプが前記迂回油路に設けられ、前記迂回油路のうち前記副油圧ポンプの吐出側に前記潤滑油路にだけ開く逆止弁が設けられているというものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載した減速逆転機において、前記潤滑油路の中途部にオイルクーラが設けられ、前記潤滑油路のうち前記オイルクーラと前記正逆転機構との間に、前記発電電動機が配置されているというものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載した減速逆転機において、前記オイルクーラは前記潤滑油路中に二個あり、前記潤滑油路における第一オイルクーラと第二オイルクーラとの間から分配油路を分岐させ、前記分配油路中には、前記潤滑油路の油圧保持用である調圧弁が設けられているというものである。

請求項４の発明は、請求項３に記載した減速逆転機において、前記分配油路の最下流部を、前記潤滑油路のうち前記発電電動機よりも下流側の箇所に再合流させ、前記潤滑油路のうち前記分配油路との再合流部よりも下流側からリリーフ油路を分岐させ、前記リリーフ油路中に安全弁が設けられているというものである。
請求項３に記載した減速逆転機。

請求項５の発明は、請求項３に記載した減速逆転機において、前記第一オイルクーラには第一冷媒配管を連通させ、前記第二オイルクーラには第二冷媒配管を連通させ、前記第一冷媒配管中には、前記エンジンの動力で駆動する第一冷媒ポンプが設けられ、前記第二冷媒配管中には、前記エンジンと別の駆動源の動力で駆動する第二冷媒ポンプが設けられているというものである。

請求項６の発明は、請求項３に記載した減速逆転機において、前記エンジンと別の駆動源の動力で駆動する冷媒ポンプ、エンジン冷却用クーラ、前記第一オイルクーラ及び前記第二オイルクーラが設けられているというものである。

請求項７の発明は、請求項１に記載した減速逆転機において、清水タンクと、前記清水タンク内の清水を循環させる冷却配管とを備え、前記冷却配管に清水ポンプと清水クーラとが設けられ、前記冷却配管のうち前記清水クーラの下流側に前記発電電動機が配置されているというものである。

本願発明によると、オイルタンクから前記正逆転機構に延びる作動油路を備え、前記エンジンの動力で駆動する主油圧ポンプが前記作動油路に設けられ、前記作動油路のうち前記主油圧ポンプと前記正逆転機構との間から前記正逆転機構その他ギヤ群への注油用の潤滑油路を分岐させ、前記オイルタンクと前記潤滑油路とをつなぐ迂回油路を備え、前記エンジンと別の駆動源の動力で駆動する副油圧ポンプが前記迂回油路に設けられ、前記迂回油路のうち前記副油圧ポンプの吐出側に前記潤滑油路にだけ開く逆止弁が設けられているから、前記エンジンが停止中であっても、前記副油圧ポンプを駆動させて前記正逆転機構その他ギヤ群を潤滑できる。例えば前記船舶を前記発電電動機の動力でゼロ発進（航行開始）させる際に、前記ギヤ群を潤滑させながらスムーズに航行開始できる。前記エンジンの駆動状態に拘らず、前記ギヤ群に対する潤滑油としてのオイルの供給不足を確実に防止できる。

減速逆転機を備えたヨットの側面図である。減速逆転機の外観を示す斜視図である。減速逆転機の動力伝達系統を示すスケルトン図である。減速逆転機内のギヤトレインの配置関係を示す概略説明図である。減速逆転機における油圧回路の第一実施形態を示す説明図である。減速逆転機における油圧回路の第二実施形態を示す説明図である。減速逆転機における油圧回路の第三実施形態を示す説明図である。

以下に、本願発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、船舶としてのヨット１は、船体２と、船体２の船底中央側に設けられたバラストキール３と、船体２の船底後尾側に設けられた舵４と、バラストキール３と舵４との間に配置されたプロペラ５とを備えている。船体２の上面側にある上部デッキ６にマスト７が立設されている。マスト７の下部にはブーム８が設けられている。マスト７とブーム８との間にメインセール９が張設されている。船体２の船首側とマスト７の上端側とにワイヤロープ１０がつながれている。ワイヤロープ１０にはジブセール１１が張設されている。

マスト７の後方には操縦部１２が設けられている。操縦部１２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１３と、船体２の前進、停止、後退及びその航行速度を変更操作する変速レバー１４とが設けられている。船体２の船底後尾側にはプロペラ５を回転させる推進軸１５が軸支されている。推進軸１５の突出端側にプロペラ５が取り付けられている。

船体２内部には、プロペラ５の駆動源であるエンジン１６と、エンジン１６の回転動力を推進軸１５経由でプロペラ５に伝達する減速逆転機１８（マリンギヤ装置）とが設けられている。エンジン１６から減速逆転機１８を経由して推進軸１５に伝達された回転動力によって、プロペラ５は回転する。

図２～図４は、本願発明に係る減速逆転機１８の第１実施形態を示している。図３に示すように、減速逆転機１８のハウジング１９は、前部カバー体２０ａと中間ケース体２０ｂと後部カバー体２０ｃとを備えている。中間ケース体２０ｂは、エンジン１６のある前面側を開口した略箱状の形態である。中間ケース体２０ｂの前面開口は、前部カバー体２０ａによって着脱可能に塞がれている。中間ケース体２０ｂのうちエンジン１６と反対側の後面には、後部カバー体２０ｃが着脱可能に取り付けられている。中間ケース体２０ｂ後面上部と後部カバー体２０ｃ上部との間には、中空状の空間である後室１９ｂが形成されている。従って、ハウジング１９内には、前部カバー体２０ａと中間ケース体２０ｂとで囲われた前室１９ａと、中間ケース体２０ｂ後面上部と後部カバー体２０ｃ上部とで囲われた後室１９ｂとが形成されている。

減速逆転機１８は、エンジン１６のフライホイル１７に連結される入力軸２１と、推進軸１５に連結される出力軸２２と、入力軸２１から出力軸２２への正転（前進）方向の動力を継断する正転クラッチ２３と、入力軸２１から出力軸２２への逆転（後進）方向の動力を継断する逆転クラッチ２４とを備えている。

入力軸２１は、ハウジング１９の前室１９ａから前部カバー体２０ａを介して前向きに突出している。出力軸２２は、ハウジング１９の前室１９ａから中間ケース体２０ｂ後面及び後部カバー体２０ｃを介して後ろ向きに突出している。入力軸２１は、前部カバー体２０ａと中間ケース体２０ｂ後面とに回転可能に軸支されている。出力軸２２も、入力軸２１と同様に、前部カバー体２０ａと中間ケース体２０ｂ後面とに回転可能に軸支されている。

正転クラッチ２３及び逆転クラッチ２４は、ハウジング１９の前室１９ａ内に収容されている。正転クラッチ２３と逆転クラッチ２４とで正逆転機構２５が構成されている。正転クラッチ２３及び逆転クラッチ２４は、湿式多板型の油圧摩擦クラッチである。正転クラッチ２３は、入力軸２１上に配置されている。正転クラッチ２３におけるエンジン１６からの動力伝達下流側（ハブ側）に正転減速ギヤ２３ｂが形成されている。正転クラッチ２３におけるエンジン１６からの動力伝達上流側（ドラム側）には正転ギヤ２３ａが形成されている。正転ギヤ２３ａは入力軸２１に固定されている。正転減速ギヤ２３ｂは入力軸２１に回転可能に被嵌されている。逆転クラッチ２４は、入力軸２１と平行状に延びる逆転軸２６上に配置されている。逆転クラッチ２４におけるエンジン１６からの動力伝達下流側（ハブ側）に逆転減速ギヤ２４ｂが形成されている。逆転クラッチ２４におけるエンジン１６からの動力伝達上流側（ドラム側）には逆転ギヤ２４ａが形成されている。逆転ギヤ２４ａは逆転軸２６に固定されている。逆転減速ギヤ２４ｂは逆転軸２６に回転可能に被嵌されている。

正転クラッチ２３の正転ギヤ２３ａは、逆転クラッチ２４の逆転ギヤ２４ａと常時噛み合っている。正転減速ギヤ２３ｂ及び後進減速ギヤ２４ｂは、出力軸２２に固定した減速出力ギヤ２７に常時噛み合っている。正転減速ギヤ２３ｂ、逆転減速ギヤ２４ｂ及び減速出力ギヤ２７によって、固定減速比の減速ギヤ機構が構成されている。出力軸２２の動力は、各減速ギヤ２３ｂ，２４ｂと減速出力ギヤ２７との間で固定減速比に減速される。

なお、逆転軸２６には、正転クラッチ２３や逆転クラッチ２４等にオイルを供給する主油圧ポンプ２８が取り付けられている。主油圧ポンプ２８は、エンジン１６の動力に基づく逆転軸２６の回転で駆動するように構成されている。なお、主油圧ポンプ２８は、後部カバー体２０ｃ側に取り付けられている。

作動油圧で各クラッチ２３，２４の摩擦板を圧接させることによって、入力軸２１と出力軸２２とが動力伝達可能に連結される。すなわち、正転クラッチ２３を接続し逆転クラッチ２４を遮断すれば、入力軸２１の動力を正転（前進）方向の動力として出力軸２２に伝達する前進状態になる。逆に、正転クラッチ２３を遮断し逆転クラッチ２４を接続すれば、入力軸２１の動力を逆転（後進）方向の動力として出力軸２２に伝達する後進状態になる。正転クラッチ２３及び逆転クラッチ２４の双方を遮断すれば、入力軸２１の動力を出力軸２２に伝達しない中立状態になる。

ハウジング１９における後部カバー体２０ｃの上部外側には、発電機及び電動機として機能する発電電動機３０が取り付けられている。発電電動機３０は、切換機構３７を介して、正逆転機構２５に動力伝達可能に構成されている。発電電動機３０は、インバータを介して充放電可能な電源装置に接続されている。発電電動機３０は、二次電池又は大容量コンデンサ等からなる電源装置の電力によって、電動機として駆動する一方、発電電動機に伝達された動力を基に発電機として駆動して電力を発生させ、電源装置を充電するように構成されている。

この場合、発電電動機３０の回転軸３１は、入力軸２１や逆転軸２６と平行状に延びていて、ハウジング１９の後室１９ｂ内に挿し込まれている。回転軸３１には回転ギヤ３２が固定されている。ハウジング１９内には、入力軸２１や逆転軸２６と平行状に延びる中間軸３３、切換軸３５及びカウンタ軸４１の３本が配置されている。

中間軸３３は、後室１９ｂ内に位置していて、中間ケース体２０ｂ後面と後部カバー体２０ｃとに回転可能に軸支されている。切換軸３５は、前室１９ａと後室１９ｂとに跨って延びていて、前部カバー体２０ａ、中間ケース体２０ｂ後面及び後部カバー体２０ｃに回転可能に軸支されている。中間軸３３には中間ギヤ対３４が固定されている。切換軸３５における後室１９ｂ内の箇所には中継ギヤ３６が固定されている。回転軸３１の回転ギヤ３２が中間ギヤ対３４の一方に常時噛み合い、中間ギヤ対３４の他方が切換軸３５上の中継ギヤ３６に常時噛み合っている。発電電動機３０における回転軸３１の回転ギヤ３２、中間軸３３の中間ギヤ対３４、及び切換軸３５の中継ギヤ３５は、発電電動機３０と切換機構３７とを動力伝達可能に連結する伝動機構４５を構成している。つまり、発電電動機３０における回転軸３１の回転ギヤ３２、中間軸３３の中間ギヤ対３４、及び切換軸３５の中継ギヤ３５は後室１９ｂ内に収容されている。なお、図２及び図４に示すように、ハウジング１９（中間ケース体２０ｂ）の上半部は、正逆転機構２５や減速出力ギヤ２７等が下半部に収まるため上窄まり状に形成されていて、当該上窄まりの形状によって、減速逆転機１８に連結されるエンジン１６の吸排気系統（吸気管や排気管等）を取り回しし易くなっている。

切換軸３５における前室１９ａ内の箇所に切換機構３７が配置されている。ハウジング１９の前室１９ａ上部に切換機構３７が位置している。切換機構３７は、正逆転機構２５におけるエンジン１６からの動力伝達下流側と上流側とに（第１実施形態では逆転クラッチ２４のハブ側とドラム側とに）発電電動機３０を選択的に接続可能に構成されている。切換機構３７は、クラッチシフタ３８の切換作動によって切換軸３５に対して継断される低速切換ギヤ３９と高速切換ギヤ４０とを備えている。クラッチシフタ３８は、切換軸３５に対して、相対回転不能で且つ軸方向にスライド可能に被嵌されている。低速切換ギヤ３９及び高速切換ギヤ４０は、切換軸３５に回転可能に被嵌されている。低速切換ギヤ３９と高速切換ギヤ４０との減速比は異ならせてもよいし、同じにしてもよい。低速切換ギヤ３９と高速切換ギヤ４０との減速比を同じにする場合は、電動機として機能する際に高トルクを出力できる発電電動機３０を採用するのが望ましい。

カウンタ軸４１は、前室１９ａ内に位置していて、前部カバー体２０ａと中間ケース体２０ｂとに軸支されている。カウンタ軸４１には、低速伝達ギヤ対４２と高速伝達ギヤ対４３とが回転可能に被嵌されている。低速伝達ギヤ対４２の一方に、切換機構２５の低速切換ギヤ３９が常時噛み合い、低速伝達ギヤ対４２の他方には、正逆転機構２５におけるエンジン１６からの動力伝達下流側（ハブ側）にある逆転減速ギヤ２４ｂが常時噛み合っている。高速伝達ギヤ対４３の一方には、切換機構２５の高速切換ギヤ４０が常時噛み合い、高速伝達ギヤ対４３の他方には、正逆転機構２５におけるエンジン１６からの動力伝達上流側（ドラム側）にある逆転ギヤ２４ａが常時噛み合っている。

クラッチシフタ３８は、アクチュエータ（図示省略）の駆動によって、低速切換ギヤ３９と高速切換ギヤ４０とに選択的に係合可能になっている。なお、アクチュエータは、航行速度（プロペラ５の回転速度）に応じて、クラッチシフタ３８を切換作動させるように構成されている。アクチュエータは電気を駆動源とするものであればよく、例えば電動モータを用いた油圧アクチュエータでも空圧アクチュエータでも差し支えない。図２及び図４に示すように、クラッチシフタ３８とアクチュエータとを連結する操作系統４６（シフトアームや操作軸等）は、ハウジング１９（中間ケース体２０ｂ）の上面側に設けられている。このため、比較的周辺スペースに余裕のある上窄まり状のハウジング１９上部にアクチュエータを搭載することも可能であるし、またアクチュエータに対する配線又は配管等の取り回しも容易に行える。

低速切換ギヤ３９とクラッチシフタ３８とを係合させた低速接続状態では、切換軸３５と低速切換ギヤ３９とが一体回転するため、低速切換ギヤ３９を介して発電電動機３０と出力軸２２との間で動力伝達可能になる。高速切換ギヤ４０とクラッチシフタ３８とを係合させた高速接続状態では、切換軸３５と高速切換ギヤ４０とが一体回転するため、高速切換ギヤ４０を介して発電電動機３０と出力軸２２との間で動力伝達可能になる。クラッチシフタ３８がどちらの切換ギヤ３９，４０にも係合しない遮断状態では、発電電動機３０と出力軸２２との間は動力伝達不能になる（中立になる）。

通常航行時は、変速レバー１４操作に応じて正転クラッチ２３と逆転クラッチ２４とのいずれかが接続状態である上で、航行速度（プロペラ５の回転速度）に応じてクラッチシフタ３８を切換作動させる。ヨット１が低速航行中であれば、アクチュエータの駆動によって低速切換ギヤ３９とクラッチシフタ３８とを係合させ、発電電動機３０を発電機として駆動させる。エンジン１６動力の余剰分は、逆転減速ギヤ２４ｂから低速伝達ギヤ対４２、低速切換ギヤ３９及び中間ギヤ対３４を介して発電電動機３０に伝達され、発電電動機３０が電力を発生させる。当該発生した電力は電源装置に充電される。

ヨット１が高速航行中であれば、アクチュエータの駆動によって高速切換ギヤ４０とクラッチシフタ３８とを係合させ、発電電動機３０を発電機として駆動させる。エンジン１６動力の余剰分は、逆転ギヤ２４ａから高速伝達ギヤ対４３、高速切換ギヤ４０及び中間ギヤ対３４を介して発電電動機３０に伝達され、発電電動機３０が電力を発生させる。当該発生した電力は電源装置に充電される。

ここで、エンジン１６に過負荷がかかった場合、発電電動機３０は、電源装置の電力によって電動機として駆動するように切り換わる。低速航行時は、発電電動機３０の動力が中間ギヤ対３４、低速切換ギヤ３９、低速伝達ギヤ対４２及び逆転減速ギヤ２４ｂを介して減速出力ギヤ２７に伝達され、エンジン１６動力の不足分が発電電動機３０の動力によって補われる。高速航行時は、発電電動機３０の動力が中間ギヤ対３４、高速切換ギヤ４０、高速伝達ギヤ対４３及び逆転ギヤ２４ａを介して減速出力ギヤ２７に伝達され、エンジン１６動力の不足分が発電電動機３０の動力によって補われる。エンジン１６の回転全域にわたって発電電動機３０を電動機として機能させ、電動機としての発電電動機３０の動力をエンジン１６動力のアシストのために有効利用できる。

ヨット１を停船係留状態からゼロ発進（航行開始）させる場合は、正逆転機構２５を双方遮断状態（正転クラッチ２３と逆転クラッチ２４の双方が遮断状態）である上で、アクチュエータの駆動によって低速切換ギヤ３９とクラッチシフタ３８とを係合させ、発電電動機３０を電動機として駆動させる。発電電動機３０の動力が中間ギヤ対３４、低速切換ギヤ３９、低速伝達ギヤ対４２及び逆転減速ギヤ２４ｂを介して減速出力ギヤ２７に伝達される。つまり、発電電動機３０の動力が前進又は後進方向の動力としてプロペラ５に伝達され、ヨット１は前進又は後進を開始する。トローリング等の微速航行時も、前記ゼロ発進時の駆動形態と同様に、発電電動機３０の動力だけでプロペラ５を回転させることが可能になっている。

ヨット１の帆走時には、プロペラ５の遊転力で発電電動機３０を発電させることも可能である。この場合、正逆転機構２５を双方遮断状態（正転クラッチ２３と逆転クラッチ２４の双方が遮断状態）である上で、アクチュエータの駆動によって低速切換ギヤ３９とクラッチシフタ３８とを係合させ、発電電動機３０を発電機として駆動させる。潮流等に起因したプロペラ５の遊転力が、推進軸１５、出力軸２２及び減速出力ギヤ２７を介して減速逆転ギヤ２４ｂに伝わり、逆転減速ギヤ２４ｂから低速伝達ギヤ対４２、低速切換ギヤ３９及び中間ギヤ対３４を介して発電電動機３０に伝達され、発電電動機３０が電力を発生させる。当該発生した電力は電源装置に充電される。

また、ヨット１の停船係留時には、エンジン１６の動力で発電電動機３０を発電させることも可能である。この場合、正逆転機構２５を双方遮断状態（正転クラッチ２３と逆転クラッチ２４の双方が遮断状態）である上で、アクチュエータの駆動によって高速切換ギヤ４０とクラッチシフタ３８とを係合させ、発電電動機３０を発電機として駆動させる。エンジン１６動力は、逆転ギヤ２４ａから高速伝達ギヤ対４３、高速切換ギヤ４０及び中間ギヤ対３４を介して発電電動機３０に伝達され、発電電動機３０が電力を発生させる。当該発生した電力は電源装置に充電される。

上記の記載並びに図３及び図４から明らかなように、船舶１に搭載したエンジン１６と発電電動機３０とのうち少なくとも一方の動力を正逆転機構２５経由でプロペラ５に伝達する減速逆転機１８であって、前記正逆転機構２５における前記エンジン１６からの動力伝達上流側２４ａと下流側２４ｂとに前記発電電動機３０を選択的に接続可能な切換機構３７を備え、前記発電電動機３０と前記正逆転機構２５との間に前記切換機構３７を介在させているから、前記エンジン１６と前記切換機構３７との間に前記正逆転機構２５が介在することになり、前記エンジン１６からの大トルクが前記切換機構３７に直接伝達されることはない。このため、前記切換機構３７を大トルクに耐え得る大容量のものにしなくて済み、前記切換機構３７を小型化できる。その結果、前記減速逆転機１８自体の小型化を図れると共に、コスト低減も図れる。

また、前記切換機構３７によって、前記正逆転機構２５における前記エンジン１６からの動力伝達下流側２４ｂに前記発電電動機３０を接続した状態では、前記正逆転機構２５の双方遮断時に、前記発電電動機３０の動力で前記プロペラ５を回転させたり前記プロペラ５の遊転力で前記発電電動機３０を発電させたりすることが可能になっているから、例えばヨット１をゼロ発進（航行開始）させる際に、前記エンジン１６の動力及び前記正逆転機構２５を使わずとも、前記発電電動機３０の動力でスムーズに航行開始できる。また、前記プロペラ５の遊転力で前記発電電動機３０を発電させて、潮流等を有効利用して充電できる。

さらに、前記切換機構３７によって、前記正逆転機構２５における前記エンジン１６からの動力伝達上流側２４ａに前記発電電動機３０を接続した状態では、前記正逆転機構２５の双方遮断時に、前記エンジン１６の動力で前記発電電動機３０を発電させることが可能になっているから、例えば停船係留時に前記エンジン１６の動力で充電できる。

次に、図５を参照しながら、減速逆転機１８における油圧回路構造の第一実施形態を説明する。減速逆転機１８の油圧回路５０は、正転クラッチ２３や逆転クラッチ２４等にオイルを供給する主油圧ポンプ２８を備えている。第１実施形態の主油圧ポンプ２８は、エンジン１６の動力に基づく逆転軸２６の回転で駆動するように構成されている。

オイルタンクとしてのハウジング１９に連通させた作動油路５１の中途部に、主油圧ポンプ２８が設けられている。作動油路５１における主油圧ポンプ２８の吸入側には、ストレーナ４８が設けられている。作動油路５１における主油圧ポンプ２８の吐出側は、正逆転電磁弁５２を介して、正転クラッチ２３に向かう正転油路５３と逆転クラッチ２４に向かう逆転油路５４とに接続されている。

正逆転電磁弁５２は、変速レバー１４操作に連動した電磁ソレノイドの励磁又は消磁によって、正転油路５３にオイルを作動油として供給する正転位置と、逆転油路５４にオイルを作動油として供給する逆転位置と、作動油としてのオイル供給を停止する中立位置との三位置に切換可能に構成されている。正逆転電磁弁５２の切換作動によって、正転クラッチ２３又は逆転クラッチ２４に作動油としてのオイルが選択的に供給される。

作動油路５１において主油圧ポンプ２８と正逆転電磁弁５２との間からは、潤滑油路５５を分岐させている。潤滑油路５５は、発電電動機３０、インバータ２９並びにハウジング１９内のギヤ群４７に対して、ハウジング１９内のオイルを潤滑油又は冷却油として注油するための油路である。なお、ギヤ群４７とは、ハウジング１９内にある正逆転機構２５や切換機構３７、各種ギヤその他軸を含む概念である。

潤滑油路５５には、上流側から順に、作動油路５１の油圧保持用リリーフ弁である第一調圧弁５６と、潤滑油としてのオイルを冷却する第一オイルクーラ５７及び第二オイルクーラ５８と、発電電動機３０及びインバータ２９とが設けられている。発電電動機３０とインバータ２９とは、油冷のために潤滑油路５５中に配置されている。潤滑油路５５の最下流部は、潤滑及び冷却のために、正逆転機構２５を含むハウジング１９内のギヤ群４７に臨ませている。

潤滑油路５５における第一オイルクーラ５７と第二オイルクーラ５８との間からは分配油路５９を分岐させている。分配油路５９の中途部には、潤滑油路５５の油圧保持用リリーフ弁である第二調圧弁６０が設けられている。分配油路５９の最下流部は、潤滑油路５５のうち発電電動機３０及びインバータ２９よりも下流側の箇所に再び合流している。潤滑油路５５のうち分配油路５９との再合流部よりも下流側から分岐させたリリーフ油路６２はオイルタンクであるハウジング１９に連通させている。リリーフ油路６２中には安全弁６１が設けられている。

作動油路５１から第一調圧弁５６を通過したオイルは、第一オイルクーラ５７を通過して第二調圧弁６０にて低圧にしたのち、さらに第二オイルクーラ５８を通過して、発電電動機３０とインバータ２９とに冷却油として供給される。発電電動機３０やインバータ２９を通過したオイルは、安全弁６１にて低圧にした上で、正逆転機構２５を含むギヤ群４７に潤滑油として供給される（再利用される）。潤滑油路５５から分配油路５９に送られた（第二調圧弁６０を通過した）オイルは、安全弁６１にて低圧にした上で、正逆転機構２５を含むギヤ群４７に潤滑油として供給される。潤滑油路５５内において所定圧以上の不要なオイルは、安全弁６１を介してハウジング１９内に戻される。

作動油路５１の油圧保持用リリーフ弁である第一調圧弁５６には、正逆転機構２５接続時のショックを緩和させる緩嵌入弁６３が設けられている。緩嵌入弁６３は、正転油路５３や逆転油路５４の作動油圧をパイロット圧とする油圧切換弁６４によって制御される構成になっている。作動油路５１において潤滑油路５５への分岐箇所と正逆転電磁弁５２との間からは、パイロット油路６５を分岐させて緩嵌入弁６３に接続している。油圧切換弁６４は、シリンダ６４ａ、ピストン６４ｂおよび復帰ばね６４ｃを有していて、緩嵌入弁６３にパイロット圧を供給するオン位置と、パイロット圧供給を停止するオフ位置との二位置に切換可能に構成されている。

正逆転電磁弁５２が正転又は逆転位置に切換作動し、正転又は逆転油路５３，５４に作動油としてのオイルが供給されてシリンダ６４ａ内の作動油圧が高まると、ピストン６４ｂが移動して油圧切換弁６４がオン位置に切り換わる。そうすると、パイロット油路６５を介して緩嵌入弁６３にパイロット圧が供給され、緩嵌入弁６３が第一調圧弁５６のリリーフばね６６を徐々に圧縮して第一調圧弁５６の設定リリーフ圧が漸増する。これによって、作動油路５１と正転又は逆転油路５３，５４との作動油圧が徐々に上昇し、正転又は逆転クラッチ２３，２４が徐々に接続状態になる。

そして、リリーフばね６６の付勢力が最大に達すると、作動油路５１と正転又は逆転油路５３，５４との作動油圧が最大となって、正転又は逆転クラッチ２３，２４が完全な接続状態になる。このようにして、正転又は逆転クラッチ２３，２４接続時のショックが緩和される。

正逆転電磁弁５２が中立位置に切換作動して正転及び逆転油路５３，５４へのオイル供給がなくなれば、復帰ばね６４ｃの付勢力によって油圧切換弁６４がオフ位置に切り換わり、緩嵌入弁６３及び第一調圧弁５６のリリーフばね６６は元の状態に復帰する。この状態において、第一調圧弁５６は設定リリーフ圧の小さいリリーフ弁として機能する。

第一実施形態のエンジン１６は、主油圧ポンプ２８と同様に、エンジン１６の動力で駆動する第一冷媒ポンプ６７と、油冷又は水冷用の冷却路６８とを備えている。エンジン１６の冷却路中６８に、エンジン冷却用クーラ６９が設けられている。船舶としてのヨット１は、海水等の冷媒が流通する第一冷媒配管７１及び第二冷媒配管７２と、冷媒用電動モータ７３の動力で駆動する第二冷媒ポンプ７４とを備えている。

第一冷媒配管７１上には、上流側から順に、第一冷媒ポンプ６７、エンジン冷却用クーラ６９及び第一オイルクーラ５７が配置されている。第二冷媒配管７２上には、上流側から順に、第二冷媒ポンプ７４及び第二オイルクーラ５８が配置されている。第一冷媒ポンプ６７によって第一冷媒配管７１の入口側から吸い上げた海水等の冷媒は、エンジン冷却用クーラ６９から第一オイルクーラ５７に供給され、冷却路６８中の油又は水と潤滑油路５５中のオイルとを冷却する。第一オイルクーラ５７を通過した海水等の冷媒は、第一冷媒配管７１の出口側から外部に放出される。第二冷媒ポンプ７４が第二冷媒配管７４の入口側から吸い上げた海水等の冷媒は第二オイルクーラ５８に供給され、潤滑油路５５中のオイルを冷却した後、第二冷媒配管７４の出口側から外部に放出される。

図５に示すように、第一実施形態の油圧回路５０では、オイルタンクとしてのハウジング１９と潤滑油路５５とをつなぐ迂回油路７５を備えている。迂回油路７５の中途部に、エンジン１６と別の駆動源である潤滑用電動モータ７６の動力で駆動する副油圧ポンプ７７が設けられている。迂回油路７５のうち副油圧ポンプ７７の吸入側には、ストレーナ７８が設けられている。迂回油路７５のうち副油圧ポンプ７７の吐出側には、潤滑油路５５にだけ開く逆止弁７９が設けられている。第一実施形態では、潤滑油路５５のうち第一調圧弁５６と第一オイルクーラ５７との間に迂回油路７５の最下流部が接続されている。

上記の記載並びに図５から明らかなように、船舶１に搭載したエンジン１６と発電電動機３０とのうち少なくとも一方の動力を正逆転機構２５経由でプロペラ５に伝達する減速逆転機１８であって、オイルタンク１９から前記正逆転機構２５に延びる作動油路５１を備え、前記エンジン１６の動力で駆動する主油圧ポンプ２８が前記作動油路５１に設けられ、前記作動油路５１のうち前記主油圧ポンプ２８と前記正逆転機構２５との間から前記正逆転機構２５その他ギヤ群４７への注油用の潤滑油路５５を分岐させ、前記オイルタンク１９と前記潤滑油路５５とをつなぐ迂回油路７５を備え、前記エンジン１６と別の駆動源７６の動力で駆動する副油圧ポンプ７７が前記迂回油路７５に設けられ、前記迂回油路７５のうち前記副油圧ポンプ７７の吐出側に前記潤滑油路５５にだけ開く逆止弁７９が設けられているから、前記エンジン１６が停止中であっても、前記副油圧ポンプ７７を駆動させて前記正逆転機構２５その他ギヤ群４７を潤滑できる。例えば前記船舶１を前記発電電動機３０の動力でゼロ発進（航行開始）させる際に、前記ギヤ群４７を潤滑させながらスムーズに航行開始できる。前記エンジン１６の駆動状態に拘らず、前記ギヤ群４７に対する潤滑油としてのオイルの供給不足を確実に防止できる。

また、前記潤滑油路５５の中途部にオイルクーラ５７，５８が設けられ、前記潤滑油路５５のうち前記オイルクーラ５７，５８と前記正逆転機構２５との間に前記発電電動機３０が配置されているから、前記オイルクーラ５７，５８を通過した低温のオイルで前記発電電動機３０を確実に冷却できる。前記正逆転機構２５その他ギヤ群４７に潤滑油としてのオイルを供給する前に前記発電電動機３０を優先的に冷却でき、ヒートバランスを良好に維持できる。

さらに、前記オイルクーラ５７，５８は前記潤滑油路５５中に二個あり、前記潤滑油路５５における前記第一オイルクーラ５７と前記第二オイルクーラ５８との間から分配油路５９を分岐させ、前記分配油路５９中には、前記潤滑油路５５の油圧保持用である調圧弁６０が設けられているから、例えば前記潤滑油路５５が高圧（過負荷）のときに、前記調圧弁６０を介して潤滑油としてのオイルを逃がすことができ、前記発電電動機３０に過剰な負荷がかかるのを防止できる。

前記分配油路５９の最下流部を、前記潤滑油路５５のうち前記発電電動機３０よりも下流側の箇所に再合流させ、前記潤滑油路５５のうち前記分配油路５９との再合流部よりも下流側からリリーフ油路６２を分岐させ、前記リリーフ油路６２中に安全弁６１が設けられているから、前記ギヤ群４７に対するオイル（潤滑油）供給の安定化を図れる。

また、前記第一オイルクーラ５７には第一冷媒配管７１を連通させ、前記第二オイルクーラ５８には第二冷媒配管７２を連通させ、前記第一冷媒配管７１中には、前記エンジン１６の動力で駆動する第一冷媒ポンプ６７が設けられ、前記第二冷媒配管７２中には、前記エンジン１６と別の駆動源７３の動力で駆動する第二冷媒ポンプ７４が設けられているから、前記エンジン１６が停止中であっても、前記駆動源７３を駆動させて前記第二オイルクーラ５８を通過するオイルを冷却して前記発電電動機３０を確実に冷却できる。

図６には、減速逆転機１８における油圧回路構造の第二実施形態を示している。ここで、第二実施形態以降において、構成及び作用が第一実施形態と同じものには、第一実施形態と共通の符号を付してその詳細な説明を省略する。第二実施形態の油圧回路５０では、第一実施形態の第二オイルクーラ５８、分配油路５９及び第二調圧弁６０をなくし、潤滑油路５５中から発電電動機３０及びインバータ２９を外した上で、潤滑油路５５の最下流部を、潤滑及び冷却のために正逆転機構２５その他ギヤ群４７に臨ませている。潤滑油路５５のうち第一オイルクーラ５７よりも下流側から分岐させたリリーフ油路６２をハウジング１９に連通させ、リリーフ油路６２中には安全弁６１が設けられている。

第二実施形態において、船舶としてのヨット１は、清水タンク８１と、清水タンク８１内の清水を循環させる冷却配管８２とを備えている。冷却配管８２には、清水ポンプ８３と清水クーラ８４とが設けられている。冷却配管８２のうち清水クーラ８４の下流側に発電電動機３０が配置されている。すなわち、第二実施形態の冷却配管８２上には、上流側から順に、清水ポンプ８３、清水クーラ８４、発電電動機３０及びインバータ２９が配置されている。清水ポンプ８３は、エンジン１６と別の駆動源である清水用電動モータ８５の動力で駆動するように構成されている。

清水ポンプ８３が冷却配管８２の入口側から吸い上げた清水は、清水クーラ８４を通過して海水等の冷媒で冷却された後、発電電動機３０とインバータ２９とに冷却用の水として供給される。発電電動機３０とインバータ２９との冷却に用いられた清水は、その後清水タンク８１に戻される。

上記の記載並びに図６から明らかなように、清水タンク８１と、前記清水タンク８１内の清水を循環させる冷却配管８２とを備え、前記冷却配管８２に清水ポンプ８３と清水クーラ８４とが設けられ、前記冷却配管８２のうち前記清水クーラ８４の下流側に前記発電電動機３０が配置されているから、前記正逆転機構２５その他ギヤ群４７に潤滑油としての作動油を供給する一方で、前記清水クーラ８４を通過した低温の清水で前記発電電動機３０を確実に冷却できる。前記発電電動機３０冷却用の清水の温度は作動油温度に影響されないので、前記発電電動機３０を冷却する能力が高く、ヒートバランスをより一層良好に維持できる。

図７には、減速逆転機１８における油圧回路構造の第三実施形態を示している。第三実施形態の油圧回路５０では、第一実施形態の迂回経路７５をなくした上で、主油圧ポンプ２８をエンジン１６ではなく潤滑用電動モータ７６で駆動させる構成である点で、第一実施形態と相違している。また、エンジン１６の動力で駆動する第一冷媒ポンプ６７をなくし、海水等の冷媒が流通する集合冷媒配管８６を備えている。

この場合、集合冷媒配管８６上には、上流側から順に、ストレーナ８７、冷媒用電動モータ８８の動力で駆動する冷媒ポンプ８９、第二オイルクーラ５８、エンジン冷却用クーラ６９及び第一オイルクーラ５７が配置されている。

冷媒ポンプ８９が集合冷媒配管８６の入口側から吸い上げた海水等の冷媒は、第二オイルクーラ５８に供給され、潤滑油路５５中の作動油を冷却した後、エンジン冷却用クーラ６９から第一オイルクーラ５７に供給され、冷却路６８中の油又は水と潤滑油路５５中の作動油とを冷却する。第一オイルクーラ５７を通過した海水等の冷媒は、第一冷媒配管７１の出口側から外部に放出される。

このように構成すると、ポンプとして主油圧ポンプ２８と冷媒ポンプ８９との２つを搭載すれば済むから、コスト抑制に貢献する。また、第一オイルクーラ５７よりも先に第二オイルクーラ５８に対して海水等の冷媒が供給されるので、前記発電電動機３０を優先的に冷却でき、ヒートバランスを良好に維持できる。

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が可能である。

１ヨット（船舶）
５プロペラ
１５推進軸
１６エンジン
１８減速逆転機
２５正逆転機構
３０発電電動機
４７ギヤ群
５０油圧回路
５１作動油路
５５潤滑油路
５７第一オイルクーラ
５８第二オイルクーラ
５９分配油路
７５迂回経路
７７副油圧ポンプ
７９逆止弁

Claims

船舶に搭載したエンジンと発電電動機とのうち少なくとも一方の動力を正逆転機構経由でプロペラに伝達する減速逆転機であって、
オイルタンクから前記正逆転機構に延びる作動油路を備え、前記エンジンの動力で駆動する主油圧ポンプが前記作動油路に設けられ、前記作動油路のうち前記主油圧ポンプと前記正逆転機構との間から前記正逆転機構その他ギヤ群への注油用の潤滑油路を分岐させ、
前記オイルタンクと前記潤滑油路とをつなぐ迂回油路を備え、前記エンジンと別の駆動源の動力で駆動する副油圧ポンプが前記迂回油路に設けられ、前記迂回油路のうち前記副油圧ポンプの吐出側に前記潤滑油路にだけ開く逆止弁が設けられている、
減速逆転機。
前記潤滑油路の中途部にオイルクーラが設けられ、前記潤滑油路のうち前記オイルクーラと前記正逆転機構との間に、前記発電電動機が配置されている、
請求項１に記載した減速逆転機。
前記オイルクーラは前記潤滑油路中に二個あり、前記潤滑油路における第一オイルクーラと第二オイルクーラとの間から分配油路を分岐させ、前記分配油路中には、前記潤滑油路の油圧保持用である調圧弁が設けられている、
請求項２に記載した減速逆転機。
前記分配油路の最下流部を、前記潤滑油路のうち前記発電電動機よりも下流側の箇所に再合流させ、前記潤滑油路のうち前記分配油路との再合流部よりも下流側からリリーフ油路を分岐させ、前記リリーフ油路中に安全弁が設けられている、
請求項３に記載した減速逆転機。
前記第一オイルクーラには第一冷媒配管を連通させ、前記第二オイルクーラには第二冷媒配管を連通させ、前記第一冷媒配管中には、前記エンジンの動力で駆動する第一冷媒ポンプが設けられ、前記第二冷媒配管中には、前記エンジンと別の駆動源の動力で駆動する第二冷媒ポンプが設けられている、
請求項３に記載した減速逆転機。
前記エンジンと別の駆動源の動力で駆動する冷媒ポンプ、エンジン冷却用クーラ、前記第一オイルクーラ及び前記第二オイルクーラが設けられている、
請求項３に記載した減速逆転機。
清水タンクと、前記清水タンク内の清水を循環させる冷却配管とを備え、前記冷却配管に清水ポンプと清水クーラとが設けられ、前記冷却配管のうち前記清水クーラの下流側に前記発電電動機が配置されている、
請求項１に記載した減速逆転機。