KR20210137089A - 트랜스미션 윤활 시스템 및 윤활유 필터를 갖는 해양 선외 모터 - Google Patents

Abstract

해양 선박(1)용 해양 선외 모터(2)가 제공된다. 해양 선외 모터는 내연 기관(100), 내연 기관으로부터의 구동력을 전달하도록 구성된 구동 샤프트(27), 프로펠러 샤프트(29), 및 구동 샤프트로부터 프로펠러 샤프트로 구동력을 전달하도록 구성된 구동 트랜스미션을 포함한다. 모터는 또한 구동 트랜스미션과 구동 샤프트 중 하나 또는 둘 모두를 윤활하기 위해 윤활유 유로를 따라 윤활유를 이송하도록 구성된 윤활 시스템, 및 윤활유 유로를 따라 마련되고 윤활유가 윤활유 유로를 따라 유동할 때 윤활유로부터 고체 오염물을 제거하도록 구성된 윤활유 필터(83)를 포함한다. 윤활유 필터는 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성된다.

Description

트랜스미션 윤활 시스템 및 윤활유 필터를 갖는 해양 선외 모터

본 발명은 윤활유 필터를 갖는 해양 선외 모터에 관한 것이다. 본 출원은 해양 선외 모터에 관한 것이지만, 교시 내용은 또한 임의의 다른 내연 기관에도 적용될 수 있다.

현재, 선외 엔진 시장은 가솔린 엔진이 지배하고 있다. 가솔린 엔진은 통상적으로 디젤 엔진보다 가볍다. 그러나, 군 조작자로부터 슈퍼 요트 소유자에 이르기까지 다양한 사용자는, 디젤 연료의 안전성 개선 및 그 낮은 휘발성 때문에, 그리고 모선과의 연료 호환성을 허용하기 위해 디젤 선외 모터를 선호하기 시작했다. 더욱이, 디젤은 해양 용례에 보다 쉽게 액세스 가능한 기반 시설을 갖춘 보다 경제적인 연료 공급원이다.

선외 엔진에서, 선외 모터의 수명을 연장하기 위해서는, 구동 샤프트 및 프로펠러 샤프트가 장착되는 트랜스미션 기어 하우징이 윤활될 필요가 있다. 통상적으로, 오일이 선외 모터의 윤활유로서 사용된다. 선외 모터의 구성요소를 계속 윤활하면, 구성요소로부터 씻겨나간 고체 오염물이 오일 내에 축적되기 시작한다. 공지된 선외 엔진의 문제는 기어 트랜스미션과 같은 구성요소가 상대적으로 짧은 서비스 수명을 가질 수 있다는 것인데, 이는 적어도 부분적으로 이 윤활 오일에 고체 오염물 또는 부스러기가 축적되기 때문일 수 있다.

본 발명은 종래 기술과 관련된 하나 이상의 문제를 극복하거나 완화하는 개선된 해양 선외 모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 해양 선박용 해양 선외 모터가 제공되고, 해양 선외 모터는: 내연 기관을 포함하는 엔진 조립체; 내연 기관으로부터의 구동력을 전달하도록 구성된 구동 샤프트; 프로펠러 샤프트; 구동 샤프트로부터 프로펠러 샤프트로 구동력을 전달하도록 구성된 구동 트랜스미션; 구동 트랜스미션 및 구동 샤프트 중 하나 또는 둘 모두를 윤활하기 위해 윤활유 유로를 따라 윤활유를 이송하도록 구성된 윤활 시스템; 및 윤활유 유로를 따라 마련되고 윤활유가 윤활유 유로를 따라 유동할 때 윤활유로부터 고체 오염물을 제거하도록 구성된 윤활유 필터를 포함하고, 여기서 윤활유 필터는 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성된다.

이러한 배열은 윤활유가 윤활유 유로를 따라 유동할 때 윤활유(예를 들어, 오일)로부터 부스러기를 능동적으로 여과하기 위해 구동 샤프트의 운동을 이용하기 때문에 유리하다. 이 구성은 윤활유의 오염물을 능동적으로 감소시킴으로써 트랜스미션 및 따라서 선외 모터의 구성요소의 서비스 수명을 개선시킨다.

윤활유 필터는 구동 샤프트에 결합된 구동 메커니즘을 통해 구동 샤프트에 의해 간접적으로 구동되도록 구성될 수 있다.

이 배열은, 필터를 구동 샤프트에 직접 장착할 필요 없이 필터를 구동 샤프트로부터 오프셋하고 보다 편리한 위치에 위치 설정될 수 있게 하기 때문에 모터 내부에 보다 쉽게 패키징되는 필터 시스템의 콤팩트한 패키징을 제공한다.

구동 메커니즘은 1:1보다 큰 기어비를 가질 수 있다.

이러한 '스텝업' 구동을 사용하면 필터 내에서 생성된 원심력이 구동 샤프트의 주어진 회전 속도에 대해 증가되게 한다. 이는 필터에 의해 윤활유로부터 더 작은 오염물이 제거되는 효율성을 개선시킬 수 있다.

윤활 시스템은 구동 메커니즘을 윤활하기 위해 윤활유 유로를 따라 윤활유를 이송하도록 구성될 수 있다.

해양 선외 모터는 내연 기관을 냉각하기 위한 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 냉각 시스템은 내연 기관을 냉각하기 위한 냉각수 유로를 따라 흡인된 물을 추진하도록 구성된 워터 펌프를 포함할 수 있다. 워터 펌프는 구동 메커니즘을 통해 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성될 수 있으며, 윤활유 필터는 워터 펌프에 의해 구동되도록 구성된다.

이 배열에서, 워터 펌프와 윤활유 필터는 동일한 구동 메커니즘에 의해 구동된다. 이는 별개의 구동 메커니즘의 필요성을 피하고 유리하게는 트랜스미션에서의 손실을 감소시켜, 해양 선외 모터의 효율을 개선시킬 수 있다.

워터 펌프는 원심 워터 펌프를 포함한다.

워터 펌프는 워터 펌프 출력 샤프트를 포함할 수 있고, 윤활유 필터는 워터 펌프 출력 샤프트에 의해 구동되도록 구성된 필터 구동 샤프트를 포함할 수 있다.

이러한 배열은 유리하게는 트랜스미션에서의 손실을 추가로 감소시켜, 해양 선외 모터의 효율을 개선시킨다.

필터 구동 샤프트는 워터 펌프 출력 샤프트와 동축이고 워터 펌프 출력 샤프트에 직접 연결될 수 있다.

구동 메커니즘은 워터 펌프 출력 샤프트와 동축이고 워터 펌프 출력 샤프트에 직접 연결된 워터 펌프 구동 샤프트를 포함할 수 있다.

워터 펌프 구동 샤프트, 워터 펌프 출력 샤프트 및 필터 구동 샤프트는 모두 단일 샤프트에 의해 정의될 수 있다.

윤활유 필터는 기계적 퓨즈를 통해 워터 펌프에 연결될 수 있다.

기계적 퓨즈를 통해 2개를 연결하면 연결이 미리 결정된 토크 수준 이상에서 실패하도록 구성된다. 이 배열은 워터 펌프 및/또는 펌프 구동 트랜스미션의 손상을 방지하기 위해, 필터가 작동되지 못하면 워터 펌프 구동 샤프트와 필터 구동 샤프트 사이의 연결이 끊어지는 것을 보장한다.

구동 메커니즘은 구동 샤프트에 동심으로 장착된 구동 기어 및 워터 펌프 구동 샤프트에 동심으로 장착된 종동 기어를 포함할 수 있다. 구동 기어와 종동 기어는 맞물림 상태에 있을 수 있다.

구동 샤프트에 회전 가능하게 고정된 구동 기어를 제공하면 구동 샤프트에 의해 전달된 원동력이 냉각 시스템을 구동하는 데 사용될 수 있다는 것이 보장된다.

윤활유 필터는 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성된 원심 윤활유 필터일 수 있다.

해양 선외 모터는 프로펠러 샤프트 및 트랜스미션 드라이브가 적어도 부분적으로 수용되는 트랜스미션 케이싱을 포함할 수 있다. 트랜스미션 케이싱은 윤활 시스템의 윤활유 저장조를 획정할 수 있다.

윤활 시스템은 사용 동안 유체 저장조로부터 윤활유를 흡인하고 유체 저장조 위에 위치된 적어도 하나의 회전 구성요소로 윤활유 유로를 따라 흡인된 윤활유를 펌핑하도록 구성된 윤활유 펌프를 포함할 수 있다.

구동 샤프트는 해양 선외 모터가 수직일 때 수직 방향으로 연장될 수 있다.

엔진 블록은 단일 실린더를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 엔진 블록은 복수의 실린더를 포함한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "엔진 블록"이라는 용어는 엔진의 적어도 하나의 실린더가 제공되는 중실 구조를 지칭한다. 이 용어는 실린더 블록과 실린더 헤드 및 크랭크케이스의 조합을 지칭하거나 실린더 블록만을 지칭할 수 있다. 엔진 블록은 단일 엔진 블록 캐스팅으로 형성될 수 있다. 엔진 블록은, 예를 들어 볼트를 사용하여 함께 연결된 복수의 개별 엔진 블록 캐스팅으로 형성될 수 있다.

엔진 블록은 단일 실린더 뱅크를 포함할 수 있다.

엔진 블록은 제1 실린더 뱅크 및 제2 실린더 뱅크를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 실린더 뱅크는 V 구성으로 배열될 수 있다.

엔진 블록은 3개의 실린더 뱅크를 포함할 수 있다. 3개의 실린더 뱅크는 넓은 화살표 구성으로 배열될 수 있다. 엔진 블록은 4개의 실린더 뱅크를 포함할 수 있다. 4개의 실린더 뱅크는 W 또는 이중 V 구성으로 배열될 수 있다.

내연 기관은 임의의 적절한 배향으로 배열될 수 있다. 바람직하게는, 내연 기관은 수직축 내연 기관이다. 이러한 엔진에서, 내연 기관은 엔진에 수직으로 장착된 크랭크샤프트를 포함한다.

내연 기관은 가솔린 엔진일 수 있다. 바람직하게는, 내연 기관은 디젤 엔진이다. 내연 기관은 터보차지 디젤 엔진일 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 제1 양태의 해양 선외 모터를 포함하는 해양 선박이 제공된다.

본 출원의 범위 내에서, 선행 단락, 청구범위 및/또는 아래의 설명 및 도면에 기재된 다양한 양태, 실시예, 예 및 변형예, 특히 그 개별 피처는 독립적으로 또는 임의의 조합으로 취할 수 있음이 명시적으로 의도된다. 즉, 모든 실시예 및/또는 임의의 실시예의 피처는 이러한 피처가 양립할 수 없는 한 임의의 방식 및/또는 조합으로 조합될 수 있다. 출원인은, 해당 방식으로 원래 청구되지는 않았지만 임의의 다른 청구항의 임의의 피처에 종속하고 및/또는 임의의 피처를 통합하도록 임의의 원래 출원된 청구항을 보정할 권리를 비롯하여, 임의의 원래 출원된 청구항을 변경하거나 이에 따라 임의의 새로운 청구항을 출원할 권리를 보유한다.

본 발명의 추가 피처 및 이점은 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 이하에서 추가로 설명될 것이다:
도 1은 해양 선외 모터가 제공된 경량 해양 선박의 개략적인 측면도이고;
도 2a는 틸팅된 위치에 있는 해양 선외 모터의 개략도를 도시하며;
도 2b 내지 도 2d는 해양 선외 모터의 다양한 트리밍 위치 및 수역 내 해양 선박의 대응하는 배향을 도시하고;
도 3은 실시예에 따른 해양 선외 모터의 개략적인 단면도를 도시하며;
도 4는 도 3의 해양 선외 모터의 중간 섹션 및 하부 섹션의 개략적인 단면도를 도시한다.

먼저 도 1을 참조하면, 해양 선외 모터(2)를 갖는 해양 선박(1)의 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 해양 선박(1)은 텐더 또는 스쿠버 다이빙 보트와 같은 해양 선외 모터와 함께 사용하기에 적절한 임의의 종류의 선박일 수 있다. 도 1에 도시된 해양 선외 모터(2)는 선박(1)의 선미에 부착된다. 해양 선외 모터(2)는 일반적으로 해양 선박(1)의 선체 내에 수용되는 연료 탱크(3)에 연결된다. 저장조 또는 탱크(3)로부터의 연료는 연료 라인(4)을 통해 해양 선외 모터(2)에 제공된다. 연료 라인(4)은 연료 탱크(3)와 해양 선외 모터(2) 사이에 배열된 하나 이상의 필터, 저압 펌프 및 분리기 탱크(물이 해양 선외 모터(2)로 진입하는 것을 방지하기 위한)의 집합적인 배열을 나타낼 수 있다.

아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 해양 선외 모터(2)는 일반적으로 3개의 섹션, 즉 상부 섹션(21), 중간 섹션(22), 및 하부 섹션(23)으로 분할된다. 중간 섹션(22) 및 하부 섹션(23)은 흔히 집합적으로 다리 섹션으로 공지되어 있으며, 다리는 배기 시스템을 수용한다. 프로펠러(8)는 해양 선외 모터(2)의 기어박스로도 공지된 하부 섹션(23)의 프로펠러 샤프트 상에 회전 가능하게 배열된다. 물론, 작동 중에, 프로펠러(8)는 적어도 부분적으로 물에 잠기고 해양 선박(1)을 추진하기 위해 다양한 회전 속도로 작동될 수 있다.

통상적으로, 해양 선외 모터(2)는 피봇 핀에 의해 해양 선박(1)의 선미에 피봇식으로 연결된다. 피봇 핀을 중심으로 한 피봇 움직임은 조작자가 당업계에 공지된 방식으로 수평축을 중심으로 해양 선외 모터(2)를 틸팅시키고 트리밍할 수 있게 한다. 또한, 당업계에 잘 알려진 바와 같이, 해양 선외 모터(2)는 또한 해양 선박(1)을 조향하기 위해 대체로 직립축을 중심으로 피봇할 수 있도록 해양 선박(1)의 선미에 피봇식으로 장착된다.

틸팅은 전체 해양 선외 모터(2)가 물 밖으로 완전히 상승될 수 있을 만큼 충분히 해양 선외 모터(2)를 상승시키는 움직임이다. 해양 선외 모터(2)의 틸팅은 해양 선외 모터(2)가 턴오프된 상태 또는 중립 상태에서 수행될 수 있다. 그러나, 일부 경우에, 해양 선외 모터(2)는 얕은 물에서 작동이 가능하도록 틸팅 범위에서 해양 선외 모터(2)의 제한된 작동을 허용하도록 구성될 수 있다. 따라서, 해양 엔진 조립체는 실질적으로 수직 방향의 다리의 길이방향 축으로 주로 작동된다. 이와 같이, 해양 선외 모터(2)의 다리의 길이방향 축에 실질적으로 평행한 해양 선외 모터(2)의 엔진의 크랭크샤프트는 일반적으로 해양 선외 모터(2)의 정상 작동 동안 수직 배향으로 배향되지만, 또한 특정 작동 조건 하에서, 특히 얕은 물의 선박에서 작동될 때 수직이 아닌 방향으로 배향될 수도 있다. 엔진 조립체의 다리의 길이방향 축에 실질적으로 평행하게 배향된 해양 선외 모터(2)의 크랭크샤프트는 또한 수직 크랭크샤프트 배열이라고 명명될 수 있다. 엔진 조립체의 다리의 길이방향 축에 실질적으로 직교하게 배향된 해양 선외 모터(2)의 크랭크샤프트는 또한 수평 크랭크샤프트 배열이라고 명명될 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 제대로 작동하기 위해서는, 해양 선외 모터(2)의 하부 섹션(23)이 물 속으로 연장되어야 한다. 그러나, 매우 얕은 물에서, 또는 트레일러에서 선박을 진수할 때, 해양 선외 모터(2)의 하부 섹션(23)은 하향 틸팅된 위치에 있는 경우 해저 또는 보트 경사부에서 드래그될 수 있다. 해양 선외 모터(2)를 도 2a에 도시된 위치와 같이 상향 틸팅된 위치로 틸팅하면 하부 섹션(23) 및 프로펠러(8)에 대한 그러한 손상이 방지된다.

대조적으로, 트리밍은 도 2b 내지 도 2d의 3가지 예에 도시된 바와 같이 완전한 하향 위치로부터 몇 도 상향 위치로 더 작은 범위에 걸쳐 해양 선외 모터(2)를 이동시키는 메커니즘이다. 트리밍은 해양 선박(1)의 연료 효율성, 가속 및 고속 작동의 최상의 조합을 제공하는 방향으로 프로펠러(8)의 추력을 유도하는 데 도움이 된다.

선박(1)이 평면에 있을 때(즉, 선박(1)의 중량이 정수적 양력이 아닌 유체역학적 양력에 의해 주로 지지되는 경우), 보우-업(bow-up) 구성은 더 적은 드래그, 더 큰 안정성 및 효율성을 초래한다. 이는 일반적으로, 예를 들어 도 2b에 도시된 바와 같이 보트 또는 해양 선박(1)의 용골 라인이 약 3도 내지 5도인 경우이다.

너무 많은 트리밍 아웃은 도 2c에 도시된 위치와 같이 선박(1)의 선수를 물에서 너무 높게 만든다. 이 구성에서는, 선박(1)의 선체가 물을 밀어내고 그 결과 더 많은 공기 드래그가 발생하기 때문에 성능과 경제성이 감소된다. 과도한 트리밍 아웃은 또한 프로펠러가 환기되도록 하여, 성능을 더욱 감소시킬 수 있다. 더욱 더 심각한 경우에는, 선박(1)이 물에서 뛰어다닐 수 있으며, 이로 인해 조작자와 승객이 배 밖으로 던져질 수 있다.

트리밍 인은 선박(1)의 선수가 내려가게 하고, 이는 서 있는 출발에서 가속하는 데 도움이 된다. 도 2d에 도시된 너무 많은 트리밍 인은 선박(1)이 물을 헤치고 "달려가게" 하여, 연비를 감소시키고 속도를 증가시키기 어렵게 만든다. 고속에서, 트리밍 인으로 인해 선박(1)이 불안정해질 수도 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 선외 모터(2)의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 선외 모터(2)는 앞서 설명한 틸팅 및 트리밍 작동을 수행하기 위한 틸트 및 트림 메커니즘(10)을 포함한다. 이 실시예에서, 틸트 및 트림 메커니즘(10)은 전기 제어 시스템을 통해 선외 모터(2)를 틸팅 및 트리밍하도록 작동될 수 있는 유압 액추에이터(11)를 포함한다. 대안적으로, 조작자가 유압 액추에이터를 사용하는 대신 손으로 선외 모터(2)를 피봇시키는 수동 틸트 및 트림 메커니즘을 제공하는 것도 가능하다.

앞서 설명한 바와 같이, 선외 모터(2)는 일반적으로 3개의 섹션으로 분할된다. 파워헤드로도 공지된 상부 섹션(21)은 해양 선박(1)에 동력을 공급하기 위한 내연 기관(100)을 포함한다. 엔진(100) 주위에는 카울링(25)이 배치된다. 중간 섹션(22) 및 하부 섹션(23)은 내연 기관(100)으로부터 그리고 선외 모터(2) 밖으로 배기 가스를 수송하기 위한 배기 가스 유로를 획정하는 배기 시스템을 형성한다.

상부 섹션(21) 또는 파워헤드에 인접하고 아래로 연장되는 중간 섹션(22) 및 하부 섹션(23)이 제공된다. 하부 섹션(23)은 중간 섹션(22)에 인접하여 그 아래로 연장하고, 중간 섹션(22)은 상부 섹션(21)을 하부 섹션(23)에 연결한다. 함께, 중간 섹션(22)과 하부 섹션(23)은 해양 선외 모터(2)의 다리 섹션을 형성한다. 중간 섹션(22)은 연소 엔진(100)과 프로펠러 샤프트(29) 사이에서 수직 방향으로 연장되고 플로팅 커넥터(33)(예를 들어, 스플라인 연결)를 통해 연소 엔진의 크랭크샤프트(31)에 연결되는 구동 샤프트(27)를 수용한다. 이러한 방식으로, 구동 샤프트(27)는 내연 기관(100)으로부터의 구동력을 전달하도록 구성된다. 구동 샤프트(27)의 하부 단부에는, 구동 샤프트(27)의 회전 에너지를 수평 방향으로 프로펠러(8)에 공급하는 기어 박스/구동 트랜스미션이 제공된다. 기어 박스/구동 트랜스미션은 프로펠러 샤프트(29)의 적어도 일부가 수용되는 트랜스미션 케이싱(61)을 포함한다. 기어 박스/구동 트랜스미션은 구동 샤프트(27)로부터 프로펠러 샤프트(29)로 구동력을 전달하도록 구성된다. 보다 상세하게, 구동 샤프트(27)의 하단 단부는 프로펠러(8)의 프로펠러 샤프트(29)에 회전식으로 연결되는 한 쌍의 베벨 기어(37, 39)에 연결된 베벨 기어(35)를 포함할 수 있다.

도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 해양 선외 모터(2)에는, 하우징(6)을 통해 연소 엔진(100)으로 연장되는 냉각수 유로(43)를 따라 사용시 해양 선외 모터가 작동되는 수역으로부터 흡인된 물을 이송하기 위한 냉각 시스템이 제공된다. 물은 엔진(100)을 냉각시키기 위해 적어도 하나의 워터 펌프(도 4 및 도 5 참조)에 의해 냉각수 유로(43) 주위로 추진된다.

해양 선외 모터(2)의 하우징(6)은 사용시 해양 선외 모터(2)가 작동되는 수역에 잠기도록 의도된 하나 이상의 구멍을 포함한다. 다시 말해서, 사용시 해양 선외 모터(2)가 작동되는 수역으로부터의 물은, 해양 선박(1)이 정지되어 있는 상태에서, 수역의 수선 아래에 위치 설정된 하우징(6)의 하나 이상의 구멍을 통해 하우징(6)으로 나아간다. 나중에 설명되는 바와 같이, 도시된 배열에서 하나 이상의 구멍이 하부 섹션(23)에 제공된다.

예시된 실시예에서, 하우징(6)은 하부 섹션(23)에 제1 입구(45)를 포함한다. 예시되지 않았지만, 하우징(6)에는 제2, 제3 및 제4 입구가 제공되고, 하우징(6)의 각각의 대향 측면에 2개의 입구가 제공된다. 대안적인 배열에서, 냉각수 유로(43)는 임의의 적절한 수의 입구(예를 들어, 1개, 2개, 5개 등)를 포함할 수 있고 및/또는 입구 중 하나 이상이 중간 섹션(22)에 제공될 수 있다.

사용시 흘수선 아래에 위치 설정된 구멍의 이러한 배열은 해양 선외 모터(2)가 작동되는 물이 하우징(6) 내의 챔버(52)로 흡인되게 한다. 이러한 방식으로, 하우징(6) 내의 챔버(52)에는 해양 선외 모터(2)가 작동되는 수역으로부터 흡인된 물이 연속적으로 제공된다.

이제 도 4를 참조하면, 중간 섹션(22) 및 하부 섹션(23)이 예시되어 있다.

냉각 시스템은 해양 선외 모터(2)의 다리 부분(21)에 위치된 원심 워터 펌프(49)를 포함한다. 사용시, 해양 선외 모터(2)가 사용되는 수역으로부터의 물은 입구(45)를 통해 하우징(6)의 챔버(52)로 진입한다. 다른 유형의 원심 펌프와 마찬가지로, 워터 펌프(49)는 워터 펌프 구동 샤프트(71)에 동심으로 장착되는, 날개 달린 원형 디스크 또는 임펠러(75)를 포함하며, 임펠러(75)는 펌프 하우징(77) 내에서 중심축을 중심으로 회전하도록 구성된다.

회전하는 임펠러(75)는 흡인된 물이 임펠러(75)를 가로질러 이동할 때 흡인된 물을 가속하여, 워터 펌프(49)에 걸쳐 차압을 생성한다. 이는 흡인된 물의 가압된 유동이 냉각수 유로(43)를 따라 워터 펌프(49)를 통해 내연 기관(100)으로 지향되게 한다. 내연 기관(100)으로부터 열을 흡수하기 위해, 흡인된 물은 하나 이상의 배수 라인(도시되지 않음)을 통해 수역으로 복귀하기 전에 내연 기관(100)의 적어도 하나의 냉각수 통로(도시되지 않음)를 따라 유동한다. 이러한 방식으로, 냉각 시스템은 하우징(6) 내로 물을 흡인하고 흡인된 물을 냉각수 유로(43)를 따라 내연 기관(100)으로 추진하도록 구성된다.

예시된 실시예에서, 워터 펌프(49)는 구동 샤프트(27)로부터 분리되도록 배열되고(즉, 그에 직접 장착되지 않고) 구동 샤프트(27)에 의해 구동되도록 구성되는 원심 펌프이다. 즉, 워터 펌프(49)의 임펠러(75)는 구동 샤프트(27)의 회전에 의해 간접적으로 구동된다. 해양 선외 모터(2)에 대안적인 유형의 워터 펌프, 예를 들어 가요성 임펠러 펌프가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 대안적인 배열에서 워터 펌프(49)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 구동 샤프트(27) 또는 구동 샤프트(27) 주위의 슬리브에 직접 장착될 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다.

워터 펌프(49)를 구동하기 위해, 해양 선외 모터(2)는 구동 샤프트(27)에 연결되는 구동 메커니즘(63)을 포함한다. 구동 메커니즘(63)은 구동 샤프트(27)의 회전 에너지를 워터 펌프(49)에 공급하여 임펠러(75)를 구동하도록 구성된다. 구동 메커니즘(63)은 구동 메커니즘 하우징(73)에 배치된다.

이 예에서, 워터 펌프(49)는 구동 메커니즘에 의해 구동 샤프트(27)에 결합되고 구동 샤프트(27)로부터 펌프(49)로 구동력을 전달하도록 구성된다. 구동 메커니즘(63)은 구동 샤프트(27)에 동심으로 장착된 구동 기어(65) 및 워터 펌프 구동 샤프트(71)에 동심으로 장착된 종동 기어(66)를 포함하고, 구동 기어(65)와 종동 기어(66)는 맞물림 상태에 있다.

일부 실시예에서, 워터 펌프(49)는 1:1보다 큰 기어비를 갖는 구동 메커니즘(63)에 의해 구동 샤프트(27)에 결합된다. 이러한 '스텝업 구동'은 구동 샤프트(27)의 통상적인 회전 속도가 워터 펌프(49)를 통해 충분한 유량을 제공할 수 없는 경우, 예를 들어 워터 펌프(49)의 직경이 사용 가능한 공간에 의해 제한되는 경우에 유리할 수 있다.

사용시, 모터가 사용되는 수역으로부터의 물은 펌프 입구 포트(79)를 통해 펌프 임펠러(75)의 중앙 영역으로 공급되고 임펠러(75)는 구동 기어(65)를 통해 구동 샤프트(27)에 의해 회전된다. 회전하는 임펠러(75)는 물이 임펠러(75)에 걸쳐 반경방향으로 이동할 때 물을 가속하여, 펌프(49)에 걸쳐 차압을 생성하고 물의 가압된 유동이 내연 기관(100)의 냉각수 통로로 지향되게 한다. 냉각수는 내연 기관(100)의 냉각수 통로 주위를 유동하기 때문에, 냉각수 배수 포트(도시되지 않음)를 통해 배수되어 수역으로 복귀하기 전에 엔진(100)으로부터 열을 흡수한다.

해양 선외 모터(2)에는 구동 트랜스미션을 윤활하기 위한 윤활 시스템이 제공된다. 윤활 시스템은 구동 트랜스미션 및/또는 구동 샤프트(27)를 윤활하기 위해 윤활유 유로를 따라 윤활유(예를 들어, 오일)를 이송하도록 구성된다. 윤활 시스템에는 윤활유 유로를 따라 윤활유 필터(83)가 제공되어 윤활유로부터의 고체 오염물을 제자리에서 제거한다.

해양 선외 모터(2)의 작동 동안, 윤활유는 트랜스미션 케이싱(61) 내에 수용된 다양한 구성요소 위로 유동하기 위해 윤활유 유로를 따라 유동한다. 베벨 기어(35, 37, 39)와 같은 트랜스미션 케이싱(61) 내의 구성요소를 윤활하는 것에 추가하여, 윤활유는 또한 고체 오염물/부스러기를 씻어내어 구성요소를 세정한다. 이러한 방식으로, 윤활유는 트랜스미션 케이싱(61) 내에 수용된 구성요소를 윤활하고 세정할 수 있다.

시간 경과에 따라, 이 프로세스는 윤활유 내부에 고체 오염물의 축적을 초래한다. 이를 완화하기 위해, 윤활 시스템은 윤활유 유로를 따라 제공되는 윤활유 필터(83)를 포함한다. 윤활유 필터(83)는 윤활유 내에 부유하는 고체 오염물질을 제거하기 위해 윤활유가 윤활유 유로를 따라 유동할 때 윤활유를 여과하도록 구성된다.

도시된 배열에서, 필터는 원심 윤활유 필터(83)의 형태로 제공된다. 구동 샤프트(27)의 원동력을 이용하기 위해, 원심 윤활유 필터(83)는 구동 샤프트(27)에 의해 간접적으로 구동되도록 구성된다. 도시된 배열에서, 원심 윤활유 필터(83)는 구동 샤프트(27)에 결합된 구동 메커니즘을 통해 구동 샤프트(27)에 의해 간접적으로 구동되도록 구성된다. 이러한 배열은 윤활유 필터(83)를 위한 별개의 구동 배열의 필요성을 제거한다.

예시된 실시예에서, 원심 윤활유 필터(83)는 워터 펌프(49)에 의해 구동되도록 구성된다. 이러한 배열은 원심 윤활유 필터(83)와 워터 펌프(49) 모두에 대해 구동 샤프트(27)에 대한 단일 연결만을 제공함으로써 트랜스미션에서의 손실을 감소시킨다.

앞서 설명된 바와 같이, 워터 펌프(49)는 워터 펌프 구동 샤프트(71) 상에 동심으로 장착된 임펠러(75)를 포함한다. 워터 펌프 구동 샤프트(71)는 구동 샤프트(27)와 분리되고 구동 샤프트(27)에 의해 구동되도록 구성된다. 도시된 배열에서, 원심 윤활유 필터(83)는 워터 펌프 구동 샤프트(71)에 의해 구동되도록 구성된다.

원심 윤활유 필터(83)는 워터 펌프 구동 샤프트(71)에 의해 구동되도록 구성된 필터 구동 샤프트(93)를 포함한다. 도시된 배열에서, 워터 펌프(49)는 워터 펌프 출력 샤프트를 포함하고, 윤활유 필터(83)는 워터 펌프 출력 샤프트에 의해 구동되도록 구성된 필터 구동 샤프트(93)를 포함한다.

필터 구동 샤프트(89)는 필터 하우징(94) 내에 실질적으로 중앙에 위치 설정되고 워터 펌프 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성된다. 필터 구동 샤프트(89)는 워터 펌프 구동 샤프트(71)와 축방향으로 정렬되고 워터 펌프 구동 샤프트에 대해 회전식으로 고정된다. 필터 하우징(94)은 고체 오염물이 그로부터 여과될 수 있도록 윤활유가 유동할 수 있는 윤활유 저장조로서 작용한다.

워터 펌프(49)에 생기는 손상을 방지하기 위해, 예를 들어 윤활유 필터(83)가 작동되지 못하는 경우, 필터 구동 샤프트(89)는 기계적 퓨즈(도시되지 않음)를 통해 워터 펌프 구동 샤프트(71)에 장착될 수 있다. 기계적 퓨즈를 통해 2개의 샤프트(71, 89)를 연결하면 연결이 미리 결정된 토크 수준 이상에서 실패하도록 구성된다(즉, 샤프트 중 하나가 작동되지 못하는 경우).

원심 윤활유 필터(83)는, 로터(95)가 하우징(94) 내에서 회전하여 원심 윤활유 필터(83)를 구동하도록, 필터 구동 샤프트(89)에 장착된 로터(95)를 포함한다. 원심 윤활유 필터(83)에는 또한 윤활유로부터 고체 오염물을 여과하도록 구성된 분리 디스크(96)가 제공된다. 분리 디스크(96)는 필터 구동 샤프트(89)로부터 외향 연장되는 원추 형태로 제공되고 상향으로 각형성된다(워터 펌프(49)를 향하는 방향으로 각형성된다). 분리 디스크(96)의 상부 표면은 트랜스미션 케이싱(61)으로부터 이격되어 원심 윤활유 필터(83)의 출구(97)를 획정한다.

이제, 윤활유 유로를 따른 윤활유의 이동에 대해 설명한다.

윤활유를 위해 다양한 여러 유로가 제공될 수 있음이 이해될 것이다.

도시된 배열에서, 윤활유는 구동 샤프트(27)를 따라 이동하고(예를 들어, 프로펠러 샤프트(29)로부터 멀어짐), 이 이동은 입력 샤프트(27)의 반경방향 외부 표면 상의 아르키메데스 스타일 스크류 펌프(81)에 의해 구동된다.

펌프(81)의 계속된 작동을 통해, 윤활유는 구동 메커니즘 하우징(73)을 향해 구동 샤프트(27)의 외부 표면을 따라 상향 구동된다. 이러한 방식으로, 윤활유는 구동 메커니즘(63)의 기어(65, 66)를 윤활하기 위해 구동 메커니즘 하우징(73)으로 유동할 수 있다.

윤활유가 구동 메커니즘 하우징(73) 내로 계속 유동하기 때문에, 하우징(73) 내에 윤활유의 체적이 축적된다.

워터 펌프 구동 샤프트(71)에는 워터 펌프 구동 샤프트(71)의 외부 표면으로부터 워터 펌프 구동 샤프트(71)를 따라 축방향으로 연장되는 중앙 보어(72)까지 연장되는 샤프트 구멍(74)이 제공된다. 윤활유 수준이 구동 메커니즘 하우징(73) 내에 축적됨에 따라, 미리 결정된 수준에 도달하여 샤프트 구멍(74)으로 유동하게 된다.

이러한 방식으로, 윤활유는 윤활유 필터 하우징(94)을 유동하게 하기 위해 워터 펌프 구동 샤프트(71)의 보어(72)에 진입할 수 있다. 도시된 배열에서, 필터 구동 샤프트(89)는 워터 펌프 구동 샤프트(71)와 축방향으로 정렬되고 이에 대해 회전식으로 고정되며, 윤활유는 보어(72)로부터 필터 구동 샤프트(89)를 통해 연장되는 보어(76) 내로 그리고 이 보어를 따라 유동하여 필터 하우징(94)으로 유동한다.

대안적인 배열에서, 윤활유 유로는 구동 메커니즘 하우징(73)을 우회할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 배열에서, 앞서 설명된 바와 같이, 윤활유는 입력 샤프트(27)의 반경방향 외부 표면 상에서 아르키메데스 스타일 스크류 펌프(81)에 의해 구동되는 구동 샤프트(27)를 따라 이동할 수 있다. 윤활유가 구동 샤프트(27)로부터 윤활유 필터(83)로 직접 유동할 수 있게 입구 통로가 제공될 수 있다.

로터(95)의 회전은 더 가벼운 윤활유로부터 더 무거운 고체 오염물을 분리하도록 작동한다. 로터(95)의 회전에 의해 인가되는 원심력을 통해, 밀도가 더 높은 고체 오염물이 반경방향 외향으로 압박된다. 또한, 그 중량으로 인해, 오염물은 하우징(94)의 하단 표면 상에 침전된다. 이러한 방식으로, 고체 오염물은 윤활유 필터(83) 내에 유지된다. 윤활유 필터(83)는 출구(97)를 통해 원심 윤활유 필터(83)로부터 유동하기 전에 분리된(또는 여과된) 윤활유를 반경방향 외향으로 전환시키는 분리 디스크(96)를 포함한다. 이러한 방식으로, 윤활유로부터 분리된 고체 오염물은 윤활유 필터(83) 내에 유지되고 여과된 윤활유는 출구(97)를 통해 원심 윤활유 필터(83)를 빠져나가 프로펠러 샤프트(29)를 향해 이동할 수 있다.

본 발명이 하나 이상의 바람직한 실시예를 참조하여 앞서 설명되었지만, 첨부된 청구범위에 한정된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 다양한 변경 또는 수정이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (18)

1. 해양 선박용 해양 선외 모터이며,
   내연 기관을 포함하는 엔진 조립체;
   내연 기관으로부터의 구동력을 전달하도록 구성된 구동 샤프트;
   프로펠러 샤프트;
   구동 샤프트로부터 프로펠러 샤프트로 구동력을 전달하도록 구성된 구동 트랜스미션;
   구동 트랜스미션 및 구동 샤프트 중 하나 또는 둘 모두를 윤활하기 위해 윤활유 유로를 따라 윤활유를 이송하도록 구성된 윤활 시스템; 및
   윤활유 유로를 따라 마련되고 윤활유가 윤활유 유로를 따라 유동할 때 윤활유로부터 고체 오염물을 제거하도록 구성된 윤활유 필터를 포함하고,
   윤활유 필터는 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성되는, 해양 선외 모터.
2. 제1항에 있어서, 윤활유 필터는 구동 샤프트에 결합된 구동 메커니즘을 통해 구동 샤프트에 의해 간접적으로 구동되도록 구성되는, 해양 선외 모터.
3. 제2항에 있어서, 구동 메커니즘은 1:1보다 더 큰 기어비를 갖는, 해양 선외 모터.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 윤활 시스템은 구동 메커니즘을 윤활하기 위해 윤활유 유로를 따라 윤활유를 이송하도록 구성되는, 해양 선외 모터.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 내연 기관을 냉각하기 위한 냉각 시스템을 포함하고, 냉각 시스템은 내연 기관을 냉각하기 위한 냉각수 유로를 따라 흡인된 물을 추진하도록 구성된 워터 펌프를 포함하고, 워터 펌프는 구동 메커니즘을 통해 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성되며, 윤활유 필터는 워터 펌프에 의해 구동되도록 구성되는, 해양 선외 모터.
6. 제5항에 있어서, 워터 펌프는 원심 워터 펌프를 포함하는, 해양 선외 모터.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 워터 펌프는 워터 펌프 출력 샤프트를 포함하고, 윤활유 필터는 워터 펌프 출력 샤프트에 의해 구동되도록 구성된 필터 구동 샤프트를 포함하는, 해양 선외 모터.
8. 제7항에 있어서, 필터 구동 샤프트는 워터 펌프 출력 샤프트와 동축이고 워터 펌프 출력 샤프트에 직접 연결되는, 해양 선외 모터.
9. 제8항에 있어서, 구동 메커니즘은 워터 펌프 출력 샤프트와 동축이고 워터 펌프 출력 샤프트에 직접 연결된 워터 펌프 구동 샤프트를 포함하는, 해양 선외 모터.
10. 제9항에 있어서, 워터 펌프 구동 샤프트, 워터 펌프 출력 샤프트 및 필터 구동 샤프트는 모두 단일 샤프트에 의해 정의되는, 해양 선외 모터.
11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 윤활유 필터는 기계적 퓨즈를 통해 워터 펌프에 연결되는, 해양 선외 모터.
12. 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 메커니즘은 구동 샤프트에 동심으로 장착된 구동 기어 및 워터 펌프 구동 샤프트에 동심으로 장착된 종동 기어를 포함하고, 구동 기어와 종동 기어는 맞물림 상태에 있는, 해양 선외 모터.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 윤활유 필터는 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성된 원심 윤활유 필터인, 해양 선외 모터.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 프로펠러 샤프트와 트랜스미션 드라이브가 적어도 부분적으로 수용되는 트랜스미션 케이싱을 더 포함하고, 트랜스미션 케이싱은 윤활 시스템의 윤활유 저장조를 획정하는, 해양 선외 모터.
15. 제14항에 있어서, 윤활 시스템은 사용 동안 유체 저장조로부터 윤활유를 흡인하고 유체 저장조 위에 위치된 적어도 하나의 회전 구성요소로 윤활유 유로를 따라 흡인된 윤활유를 펌핑하도록 구성된 윤활유 펌프를 더 포함하는, 해양 선외 모터.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 샤프트는 해양 선외 모터가 수직일 때 수직 방향으로 연장되는, 해양 선외 모터.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 내연 기관은 디젤 엔진인, 해양 선외 모터.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 해양 선외 모터를 포함하는 해양 선박.

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