JPH09301283A - 船舶推進装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低速時においても十分な冷却水量を確保しつ
つ、船舶の加速性向上を図ることができる船舶推進装置
を提供すること。 【構成】 水冷エンジンの回転を駆動軸２２及び前後進
切換機構４０を経て内軸５と外軸６に伝達し、該内軸５
と外軸６にそれぞれ結着されたプロペラ３，２を回転駆
動して所要の推進力を発生するとともに、駆動軸２２に
よってウォータポンプ２４を駆動するようにした船舶推
進装置１において、駆動軸２のウォータポンプ２４と前
後進切換機構４０の間に流体継手２５を配置する。本発
明によれば、動力伝達経路においてウォータポンプ２４
の下流側に配置されるため、ウォータポンプ２４は流体
継手２５のスリップの影響を受けることなくエンジン回
転をそのまま伝達されて駆動され、流体継手２５にスリ
ップが発生する低速時においても所要の冷却水量を確保
することができる。又、加速初期においてはプロペラ
２，３の回転にスリップが発生してエンジン負荷が軽く
なるため、船舶の加速性が高められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船外機等に設けら
れる船舶推進装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】船外機等に設けられる船舶推進装置は、
エンジンの回転を駆動軸及び前後進切換機構を経てプロ
ペラ軸に伝達し、該プロペラ軸に結着されたプロペラを
回転駆動して所要の推進力を発生するものである。又、
特に水冷エンジンを搭載する船外機等にあっては、駆動
軸によってウォータポンプを駆動して冷却水をエンジン
に循環させて冷却に供することが行われる。

【０００３】ところで、船舶の加速性を高める方法とし
て、可変ピッチプロペラの採用や加速時に排気ガスをプ
ロペラに巻き込ませてエンジン負荷を軽くする方法等が
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、可変ピッチ
プロペラを採用する方法では機構が複雑化してコストア
ップを招き、又、加速時に排気ガスをプロペラに巻き込
ませる方法では加速時以外でも排気ガスがプロペラに巻
き込まれるためにプロペラの本来の性能を十分発揮させ
ることができないという問題があった。

【０００５】そこで、船舶推進装置の動力伝達系に流体
継手を設け、加速初期にプロペラの回転にスリップを発
生させてエンジン負荷を軽減し、エンジンの回転上昇を
早めて加速時間を短縮することによって加速性を高める
提案がなされているが、流体継手を駆動伝達経路におい
てウォータポンプの上流側に配置すると、低速時に流体
継手に発生するスリップによってウォータポンプの回転
が低下するために所要の冷却水量を確保することができ
ないという問題が発生する。

【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、低速時においても十分な冷却
水量を確保しつつ、船舶の加速性向上を図ることができ
る船舶推進装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、水冷エンジンの回転を駆動
軸及び前後進切換機構を経てプロペラ軸に伝達し、該プ
ロペラ軸に結着されたプロペラを回転駆動して所要の推
進力を発生するとともに、駆動軸によってウォータポン
プを駆動するようにした船舶推進装置において、前記駆
動軸の前記ウォータポンプと前後進切換機構の間に流体
継手を配置したことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記駆動軸の端部に結着された水平ベベル
ギヤと、該水平ベベルギヤに噛合する前後一対の垂直ベ
ベルギヤと、該垂直ベベルギヤに選択的に係合する前後
一対のドッグを含んで前記前後進切換機構を構成すると
ともに、前記プロペラ軸を互いに独立に回転可能な内軸
と外軸とで構成し、少なくとも前進時には前記内軸と外
軸を前記各ドッグと一体的に回転させてこれらに結着さ
れた２枚のプロペラを互いに逆方向に回転駆動する二重
反転方式を採用することを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記流体継手を遠心クラッチ付ビス
カスカップリングで構成したことを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記水冷エンジンを４サイクル
エンジンで構成したことを特徴とする。

【００１１】従って、本発明によれば、流体継手はウォ
ータポンプと前後進切換機構との間（つまり、動力伝達
経路においてウォータポンプの下流側）に配置されるた
め、ウォータポンプは流体継手のスリップの影響を受け
ることなくエンジン回転をそのまま伝達されて駆動さ
れ、流体継手にスリップが発生する低速時においても所
要の冷却水量を確保することができる。

【００１２】又、駆動軸とプロペラ軸とは流体継手を介
して連結されるため、加速初期においてはプロペラ軸と
これに結着されたプロペラの回転にスリップが発生して
エンジン負荷が軽くなり、この結果、エンジンの回転上
昇が早められて加速時間が短縮されるため、船舶の加速
性が高められる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１４】図１は本発明に係る船舶推進装置を備える
船外機の側面図、図２は同船外機下部（船舶推進装置部
分）の側断面図、図３は船舶推進装置要部の拡大断面
図、図４はエンジンの加速特性を示す図である。

【００１５】図１に示す船外機５０は、クランプブラケ
ット５１によって船体６０の船尾板６０ａに取り付けら
れており、該船外機５０の上部のカウリング５２内には
水冷４サイクルエンジン５３が収納されている。尚、水
冷４サイクルエンジン５３は複数の気筒を上下方向に配
して構成されており、そのクランク軸５４は図示のよう
に垂直に配されている。

【００１６】又、船外機５０の下部には本発明に係る船
舶推進装置１が設けられており、該船舶推進装置１は、
前進時には前記エンジン５３によってその前後一対のプ
ロペラ２，３が互いに逆方向に回転駆動される所謂二重
反転方式を採用している。

【００１７】ここで、本発明に係る前記船舶推進装置１
の構成の詳細を図２及び図３に基づいて説明する。

【００１８】図２において、４はロアケースであって、
このロアケース４の下部には内外二重軸を構成する内軸
５と外軸６が前後方向（図２の左右方向）に水平に、且
つ、回転自在に配されている。

【００１９】そして、上記外軸６のロアケース４から後
方へ延出する後端部には前記前プロペラ２がダンパー部
材７を介して結着されており、該前プロペラ２の後方で
あって、且つ、内軸５の外軸６から後方へ延出する後端
部には前記後プロペラ３がダンパー部材８を介して結着
されている。

【００２０】ところで、上記内軸５と外軸６の各前端部
外周には前後一対の垂直ベベルギヤ９，１０が回転自在
に支承されている。即ち、前側の垂直ベベルギヤ９はニ
ードルベアリング１１（図３参照）を介して内軸５の外
周に回転自在に支承されるとともに、その外周部はテー
パローラベアリング１２を介してロアケース４に回転自
在に支承されている。又、後側の垂直ベベルギヤ１０は
ニードルベアリング１３（図３参照）を介して外軸６の
外周に回転自在に支承されるとともに、その外周部はテ
ーパローラベアリング１４を介してベアリングハウジン
グ１５に回転自在に支承されている。尚、ベアリングハ
ウジング１５はロアケース４に嵌合され、その後端部は
ロアケース４に螺着されたリングナット１６によって固
定されている。

【００２１】又、図３に詳細に示すように、外軸６の前
端外周部であって、且つ、前後一対の垂直ベベルギヤ
９，１０間には、第１のドッグ１７が外軸６に沿って前
後方向に摺動自在にスプライン嵌合されている。そし
て、このドッグ１７の前、後端部には、垂直ベベルギヤ
９，１０の各内側に形成された爪９ａ，１０ａに選択的
に係合する爪１７ａ，１７ｂがそれぞれ形成されてい
る。

【００２２】他方、内軸５の前端部外周であって、且
つ、前側の垂直ベベルギヤ９の前方には第２のドッグ１
８が内軸５に沿って前後方向に摺動自在にスプライン嵌
合されており、該ドッグ１８の後端部には前側の垂直ベ
ベルギヤ９の前端面に形成された爪９ｂに選択的に係合
する爪１８ａが形成されている。

【００２３】一方、内軸５の先端部の軸中心には円筒状
のプランジャ１９が前後方向に摺動自在に嵌装されてお
り、該プランジャ１９には、内軸５に形成された長孔５
ａ，５ｂにそれぞれ挿通するピン２０，２１が軸直角方
向に挿通されている。

【００２４】そして、前記第１のドッグ１７はピン２０
によってプランジャ１９に連結されており、前記第２の
ドッグ１８はピン２１によってプランジャ１９に連結さ
れている。従って、第１のドッグ１７と第２のドッグ１
８とはプランジャ１９とピン２０，２１によって互いに
連結されており、両者はピン２０，２１がそれぞれ長孔
５ａ，５ｂ内を移動し得る範囲で前後方向に摺動可能で
ある。

【００２５】他方、ロアケース４内には、前記エンジン
５３のクランク軸５４（図１参照）に直結された駆動軸
２２と、該駆動軸２２の前方にこれと平行に延在するシ
フトロッド２３が垂設されている。駆動軸２２は上下に
２分割されており、上方の駆動軸２２Ａにはウォータポ
ンプ２４が設けられている。そして、ウォータポンプ２
４の下方には流体継手２５が設けられており、該流体継
手２５によって両駆動軸２２Ａ，２２Ｂが連結されてい
る。ここで、流体継手２５の構成を図３に基づいて説明
する。

【００２６】本実施の形態においては、流体継手２５は
遠心クラッチ付ビスカスカップリングで構成されてお
り、これは下方の駆動軸２２Ｂの外周に摺動自在にスプ
ライン嵌合されたシリンダ２６とこれを覆うハウジング
２７を有しており、ハウジング２７は上方の駆動軸２２
Ａの下端に結着され、ボールベアリング２８によって回
転自在に支持されている。

【００２７】上記シリンダ２６とハウジング２７の間に
形成される密閉空間内にはシリコンオイルが充填される
とともに、リング状のクラッチプレート２９とフリクシ
ョンプレート３０が交互に複数枚上下方向に配列されて
収納されている。尚、各クラッチプレート２９の内周部
はシリンダ２６の外周にスプライン嵌合しており、各フ
リクションプレート３０の外周部はハウジング２７の内
周部にスプライン嵌合している。

【００２８】又、シリンダ２６とハウジング２７の間に
形成される前記密閉空間内には、リング状の圧力プレー
ト３１が上下方向に移動自在に収納されており、該圧力
プレート３１とハウジング２７に形成されたテーパ面２
７ａとの間には径方向外方に向かって幅が狭くなる楔状
の空間Ｓが形成されており、この空間Ｓ内には複数のボ
ール３２が収納されている。尚、圧力プレート３１はス
プリング３３によって下方に付勢されており、前記ボー
ル２４をハウジング２７のテーパ面２７ａに押圧してい
る。

【００２９】ところで、駆動軸２２（２２Ｂ）の下端に
は、前記一対のベベルギヤ９，１０に噛合する水平ベベ
ルギヤ３４が結着されている。

【００３０】他方、前記シフトロッド２３の下端部には
シフトカム３５が結着されており、該シフトカム３５の
下部には、シフトロッド２３の軸中心（回動中心）に対
して偏心した偏心ピン３５ａが突設されており、該偏心
ピン３５ａは、第２のドッグ１８の外周に全周に亘って
形成された溝１８ｂに係合している。

【００３１】ところで、本実施の形態に係る船舶推進装
置１においては、駆動軸２２の後方には、エンジン３５
（図１参照）の排気系に連なる排気通路３６（図２参
照）が形成されており、該排気通路３６は前記リングナ
ット１６の開口部１６ａを介して水中に開口している。

【００３２】而して、以上説明した水平ベベルギヤ３
４、垂直ベベルギヤ９，１０、ドッグ１７，１８、シフ
トロッド２３等によって前後進切換機構４０が構成され
るが、本発明は、流体継手２５を駆動軸２２のウォータ
ポンプ２４と前後進切換機構４０の間に配置したことを
その特徴とする。

【００３３】次に、本実施の形態に係る船舶推進装置１
の作用を説明する。

【００３４】図１に示す船外機５０において、エンジン
５３が駆動され、該エンジン５３によって駆動軸２２が
一方向に回転駆動されると、該駆動軸２２の回転は水平
ベベルギヤ３４を介して前後一対の垂直ベベルギヤ９，
１０に伝達され、両垂直ベベルギヤ９，１０が互いに逆
方向に常時回転駆動される。

【００３５】ここで、不図示のシフトレバーを「中立位
置」にセットすると、図２及び図３に示すように、ドッ
グ１７，１８は共に垂直ベベルギヤ９，１０に噛み合わ
ない（即ち、第１のドッグ１７の爪１７ａ，１７ｂは垂
直ベベルギヤ９，１０の各内側に形成された爪９ａ，１
０ａに係合せず、第２のドッグ１８の爪１８ａが前側の
垂直ベベルギヤ９の前端面に形成された爪９ｂに係合し
ない）中立状態に保たれ、このとき、両垂直ベベルギヤ
９，１０はそれぞれ内軸５と外軸６上を自由回転（空
転）し、駆動軸２２の回転は内軸５及び外軸６に伝達さ
れない。従って、中立状態においては前後のプロペラ
２，３は共に回転せず、推進力は発生しない。

【００３６】次に、不図示のシフトレバーを「前進位
置」に切り換えると、シフトロッド２３とシフトカム３
３が所定方向に所定角度だけ回動せしめられ、第２のド
ッグ１８が後方に摺動せしめられる。すると、ピン２
０，２１及びプランジャ１９によって流体継手２５に連
結された第１のドッグ１７も第２のドッグ１８と共に同
方向に摺動し、第１のドッグ１７の爪１７ｂは後側の垂
直ベベルギヤ１０の爪１０ａに係合し、第２のドッグ１
８の爪１８ａは前側の垂直ベベルギヤ９の爪９ｂに係合
する。

【００３７】而して、駆動軸２２の回転によってウォー
タポンプ２４が回転駆動され、ロアケース４の前方下部
に開口する冷却水取入口３７から吸引される冷却水は冷
却水通路３８（図２参照）を経てウォータポンプ２４に
導かれ、該ウォータポンプ２４によって昇圧されてエン
ジン５３に導かれて該エンジン５３の冷却に供される。

【００３８】又、駆動軸２２の回転は水平ベベルギヤ３
４と後側の垂直ベベルギヤ１０及び第１のドッグ１７を
介して外軸６に伝達されるとともに、水平ベベルギヤ３
４と前側の垂直ベベルギヤ９及び第２のドッグ１８を経
て内軸５に伝達され、外軸６及びこれに結着された前側
プロペラ２と内軸５及びこれに結着された後側プロペラ
３とが互いに逆方向に回転駆動される。このように、前
進時においては、前後一対のプロペラ２，３が互いに逆
方向に回転駆動される所謂二重反転方式が実行されるた
め、これらのプロペラ２，３には高い推進効率が得られ
る。

【００３９】ところで、２分割された一方の駆動軸２２
Ａはエンジン５３のクランク軸５４に直結されている
が、該駆動軸２２Ａと他方の駆動軸２２Ｂとは流体継手
２５を介して連結されているため、エンジン回転数が低
い低速域においては流体継手２５のハウジング２７の回
転速度も低く、該流体継手２５に収納されたボール３２
に作用する遠心力が小さいために該ボール３２は図２及
び図３に示す位置にあって、圧力プレート３１はボール
３２によって押圧されない状態に保たれる。従って、流
体継手２５の各クラッチプレート２９とフリクションプ
レート３０とは密着されず（遠心クラッチＯＦＦ状態が
保たれ）、駆動軸２２Ａの回転は流体継手２５内のシリ
コンオイルの粘性抵抗によって他方の駆動軸２２Ｂに伝
達され、この結果、駆動軸２２Ｂの回転は駆動軸２２Ａ
に対してスリップを発生し、前後進切換機構４０を介し
て駆動軸２２Ｂの回転を受ける外軸６と前プロペラ２及
び内軸５と後プロペラ３の回転にもスリップが発生する
こととなる。

【００４０】而して、シフト操作によって不図示のシフ
トレバーを「前進位置」に切り換える場合には、上述の
ように前後一対のプロペラ２，３の回転にスリップが発
生するため、エンジン５３の負荷が軽くなり、シフトシ
ョックが軽減される。

【００４１】そして、エンジン回転数が増加して流体継
手２５のハウジング２７の回転が高くなると、該流体継
手２５に収納されたボール３２に作用する遠心力が大き
くなり、該ボール３２がハウジング２７のテーパ面２７
ａに沿って径方向外方に移動するため、圧力プレート３
１がボール３２によって上方へ押される。この結果、流
体継手２５の各クラッチプレート２９とフリクションプ
レート３０とが密着して両者がロックされ（遠心クラッ
チがＯＮ状態となり）、駆動軸２２Ａの回転はスリップ
を発生することなくそのまま他方の駆動軸２２Ｂに伝達
され、更に前後進切換機構４０及び外軸６と内軸５を経
てプロペラ２，３に伝達され、前後一対のプロペラ２，
３はスリップを生ずることなく互いに逆方向に回転駆動
されて所要の推進力を発生する。

【００４２】ここで、本発明に係る船舶推進装置１を備
える船外機５０におけるエンジン回転数の経時変化を従
来の船舶推進装置（動力伝達系に流体継手を用いないも
の）を備える船外機のそれとの比較において図４に示す
が、本発明に係る船外機５０においては、加速初期の低
速時にプロペラ２，３の回転にスリップが生じてエンジ
ン５３の負荷が軽くなるため、該エンジン５３の回転上
昇が早められて加速時間が短縮されることとなり、この
結果、船体６０の加速性が高められる。尚、図４におい
て実線Ａは本発明に係る船舶推進装置１を備える船外機
５０におけるエンジン回転数の経時変化を、破線Ｂは従
来の船舶推進装置を備える船外機のエンジン回転数の経
時変化をそれぞれ示すが、本発明によれば、図に斜線に
て示す部分だけ加速性が高められる。

【００４３】而して、本実施の形態においては、流体継
手２５はウォータポンプ２４と前後進切換機構４０との
間（つまり、動力伝達経路においてウォータポンプ２４
の下流側）に配置されるため、中立時及び後述の後進時
も含めてウォータポンプ２４は流体継手２５のスリップ
の影響を受けることなくエンジン回転をそのまま伝達さ
れて駆動され、流体継手２５にスリップが発生する低速
時においても所要の冷却水量を確保することができる。

【００４４】尚、エンジン５３からの排気ガスは、ロア
ケース４内に形成された前記排気通路３６を下方に向か
って流れ、ベアリングハウジング１５の外周に沿って後
方に流れた後、リングナット１６の開口部１６ａから水
中に排出される。

【００４５】次に、不図示のシフトレバーを「後進位
置」に切り換えると、前記シフトロッド２３とシフトカ
ム３５が所定方向に所定角度だけ回動せしめられ、第１
のドック１７と第２のドッグ１８が前方に摺動し、第１
のドッグ１７の爪１７ａは前側の垂直ベベルギヤ９の爪
９ａに係合し、第２のドッグ１８の爪１８ａは前側の垂
直ベベルギヤ９の爪９ｂから離脱する。

【００４６】このため、駆動軸２２の回転は流体継手２
５、水平ベベルギヤ３４、前側の垂直ベベルギヤ９及び
第１のドッグ１７を経て外軸６のみに伝達され、内軸５
には伝達されず、外軸６とこれに結着された前プロペラ
２のみが前進時とは逆方向に回転駆動される。

【００４７】而して、この後進時においても、低速時に
は前プロペラ２の回転にスリップが発生してエンジン５
３の負荷が軽減されるが、この場合においてもウォータ
ポンプ２４は流体継手２５のスリップの影響を受けるこ
となくエンジン回転をそのまま伝達されて駆動され、流
体継手２５にスリップが発生する低速時においても所要
の冷却水量を確保することができる。

【００４８】尚、以上の実施の形態では、流体継手２５
として遠心クラッチ付ビスカスカップリングを用いた
が、単なるビスカスカップリング或は他の任意の形式の
流体継手を用いることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、水冷エンジンの回転を駆動軸及び前後進切換機
構を経てプロペラ軸に伝達し、該プロペラ軸に結着され
たプロペラを回転駆動して所要の推進力を発生するとと
もに、駆動軸によってウォータポンプを駆動するように
した船舶推進装置において、前記駆動軸の前記ウォータ
ポンプと前後進切換機構の間に流体継手を配置したた
め、低速時においても十分な冷却水量を確保しつつ、船
舶の加速性向上を図ることができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る船舶推進装置を備える船外機の側
面図である。

【図２】本発明に係る船舶推進装置を備える船外機下部
（船舶推進装置部分）の側断面図である。

【図３】本発明に係る船舶推進装置要部の拡大断面図で
ある。

【図４】本発明に係る船舶推進装置を備える船外機にお
けるエンジンの加速特性を示す図である。

【符号の説明】

１ 船舶推進装置 ２，３ プロペラ ５ 内軸（プロペラ軸） ６ 外軸（プロペラ軸） ９，１０ 垂直ベベルギヤ １７，１８ ドッグ ２２ 駆動軸 ２４ ウォータポンプ ２５ 流体継手（遠心クラッチ付ビスカスカップ
リング） ３４ 水平ベベルギヤ ４０ 前後進切換機構 ５０ 船外機 ５３ 水冷４サイクルエンジン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水冷エンジンの回転を駆動軸及び前後進
   切換機構を経てプロペラ軸に伝達し、該プロペラ軸に結
   着されたプロペラを回転駆動して所要の推進力を発生す
   るとともに、駆動軸によってウォータポンプを駆動する
   ようにした船舶推進装置において、 前記駆動軸の前記ウォータポンプと前後進切換機構の間
   に流体継手を配置したことを特徴とする船舶推進装置。
2. 【請求項２】 前記駆動軸の端部に結着された水平ベベ
   ルギヤと、該水平ベベルギヤに噛合する前後一対の垂直
   ベベルギヤと、該垂直ベベルギヤに選択的に係合する前
   後一対のドッグを含んで前記前後進切換機構を構成する
   とともに、前記プロペラ軸を互いに独立に回転可能な内
   軸と外軸とで構成し、少なくとも前進時には前記内軸と
   外軸を前記各ドッグと一体的に回転させてこれらに結着
   された２枚のプロペラを互いに逆方向に回転駆動する二
   重反転方式を採用することを特徴とする請求項１記載の
   船舶推進装置。
3. 【請求項３】 前記流体継手は、遠心クラッチ付ビスカ
   スカップリングで構成されることを特徴とする請求項１
   又は２記載の船舶推進装置。
4. 【請求項４】 前記水冷エンジンは、４サイクルエンジ
   ンであることを特徴とする請求項１，２又は３記載の船
   舶推進装置。