WO2015159734A1

WO2015159734A1 - 船舶用エンジン推進装置

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Publication number: WO2015159734A1
Application number: PCT/JP2015/060583
Authority: WO
Inventors: 真広菰田; 義光杉浦; 雄史郎磯辺
Original assignee: 株式会社豊田自動織機; トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2015-10-22
Also published as: JP6027999B2; JP2015205534A; US20170043853A1; US10464650B2

Abstract

　船舶用エンジン推進装置（１０）は、船舶の後端の船外に取付けられる。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、トリム角度調整機構（２５）を有する。動力発生部（１３）は、クランクシャフト（１１Ｃ）を備えたエンジン（１１）を有し、クランクシャフト（１１Ｃ）は、船舶の前後方向に対して略平行で、且つ略水平に配置される。動力伝達部（１７）は、クランクシャフト（１１Ｃ）の前端部近傍から推進力発生部（２８）の前端部近傍へ延出する一直線状の動力伝達経路（Ｄ２）を形成する動力伝達機構を有する。推進力発生部（２８）は、動力伝達部（１７）から後方に延出するプロペラシャフト（２２）と、プロペラシャフト（２２）の後部に設けられたプロペラ（２７）を有する。

Description

船舶用エンジン推進装置

　本発明は、船舶用エンジン推進装置に関し、例えば船舶用エンジン推進装置は、船舶の後端の船外に取付けられる。

　船舶用エンジン推進装置は、例えばフィッシングやクルージングにて使用される船舶の後端の外部に取付けられる。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。

　特表２０１３－５１９５７４号公報には、船舶用大型船外モータが開示されている。図１５を参照するように該モータ１１０は、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が開示されている。エンジン１１１からプロペラ１２７までに複数の動力伝達経路Ｄ１００～Ｄ１０４がある。動力伝達経路Ｄ１００では、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に力が伝達される。動力伝達経路Ｄ１０１では、エンジン１１１の後端から第１トランスミッション１１２Ａを経由して第２トランスミッション１１２Ｂに動力が略鉛直方向に伝達される。動力伝達経路Ｄ１０２では、動力が略水平方向に伝達される。動力伝達経路Ｄ１０３では、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へ動力が略鉛直方向に伝達される。動力伝達経路Ｄ１０４では、第３トランスミッション１１２Ｃからプロペラシャフト１２２を経由して略水平方向、すなわちプロペラシャフト１２２の回転軸の方向に動力が伝達される。従って動力伝達経路はＳ字状である。なおモータ１１０は、船舶１に対してモータ１１０を左右に揺動させる左右操舵手段１３２を介して船舶１の後端に取付けられている。

　上記モータ１１０は、動力伝達経路の構成要素（第１トランスミッション１１２Ａ～第３トランスミッション１１２Ｃ）が多いため、小型あるいは軽量にすることが容易でない。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。そのため動力の損失の増加が懸念される。

　上記モータ１１０を含む従来の船舶用エンジン推進装置は、自身が取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に示す高さ調整部ＭＨの高さの異なるバリエーションが存在する。これは、エンジン推進装置の製造あるいは管理を複雑にするとともに、エンジン推進装置の小型あるいは軽量にすることを妨げ得る。

　従って、シンプルな構造によって効率良く動力を伝達し得る、あるいは小さくまたは軽量な船舶用エンジン推進装置が従来必要とされている。

　本発明の１つの特徴によると船舶用エンジン推進装置は、船舶の後端の船外に取付けられる。エンジン推進装置は、動力発生部と、動力発生部の下方に設けられた動力伝達部と、動力伝達部の下方に設けられた推進力発生部と、高さ調整機構を有する。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、クランクシャフトは、船舶の前後方向に対して略平行で、且つ略水平に配置される。動力伝達部は、クランクシャフトの前端部近傍から推進力発生部の前端部近傍へ延出する一直線状の動力伝達経路を形成する動力伝達機構を有する。推進力発生部は、動力伝達部から後方に延出するプロペラシャフトと、プロペラシャフトの後部に設けられたプロペラを有する。高さ調整機構は、船舶に対してエンジン推進装置の全体またはその一部の傾きまたは高さを変更することでプロペラの船舶に対する高さを変更する構成になっている。

　従って動力発生部からプロペラまでの動力伝達経路は、クランクシャフトと動力伝達機構とプロペラシャフトによって略Ｕ字状に形成される。そのため動力伝達経路がＳ字状の従来のエンジン推進装置と比較して、エンジン推進装置がシンプルに構成され得る。これにより動力伝達のロスが軽減され、動力が効率良く伝達され得る。あるいはエンジン推進装置の部品点数を少なくすることができ、エンジン推進装置を小さくあるいは軽くすることができる。エンジン推進装置を船舶に取付けた状態で、高さ調整機構によってプロペラの高さを調整できる。従って、水面からの高さが異なる種々の船舶に対して、高さの異なる種々のエンジン推進装置を用意する必要がない。

　他の特徴によるとプロペラシャフトは、動力伝達部から船舶の前後方向に対して略平行に且つ略水平に延出する第１部と、第１部の後端にユニバーサルジョイントによって角度調整可能に連結された第２部を有し得る。推進力発生部は、第２部の少なくとも一部が挿通されるスリーブを有し得る。高さ調整機構は、スリーブに接続されかつユニバーサルジョイントを中心にスリーブとともに第２部の上下方向の角度を変更するトリム角度調整機構であっても良い。したがって船舶に対してエンジン推進装置の全体を上下に振る操舵調整機構に比べて、トリム角度調整機構は、小型あるいは軽量な構成でプロペラの高さを調整し得る。

　他の特徴によるとエンジン推進装置は、船舶の速度を検出する船舶速度検出手段と、船舶の前後方向線の水平に対する傾斜角度を検出する船舶前後傾斜検出手段と、コントローラを有し得る。コントローラが、船舶速度検出手段からの検出信号に基づいて検出した船舶の速度あるいは加速度の少なくとも一方と、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船舶の前後方向線の傾斜角度と、から船舶に対する水面の位置である船舶水面位置を推定する。コントローラが、船舶水面位置と、検出した船舶の速度あるいは加速度の少なくとも一方とに基づいて、プロペラの全体を船舶水面位置以下とする埋没状態とするか、あるいはプロペラの上部を船舶水面位置より上とする半没状態とするかを判定する。コントローラが、埋没状態にすると判定した場合に、プロペラの全体が船舶水面位置以下となるように高さ調整機構を制御する。コントローラが、半没状態にすると判定した場合に、プロペラの上部が船舶水面位置より上となるように高さ調整機構を制御する。

　例えばユーザからの加速要求時に、燃費よりも加速性を重視した埋没状態になるようにプロペラの位置を制御し得る。高速巡航時に、加速性よりも燃費を重視した半没状態になるようにプロペラの位置を制御し得る。

　他の特徴によると高さ調整機構は、船舶とエンジン推進装置の間に設けられてエンジン推進装置を船舶に対して高さを調整するリフト位置調整機構であっても良い。これにより整備等の目的で船舶を陸に上げた際に、整備士等がエンジン推進装置を所望の高さに調整できる。かくしてエンジン推進装置を整備しやすい。

　他の特徴によるとエンジン推進装置は、エンジントリム調整機構を有し得る。エンジントリム調整機構は、エンジン推進装置と船舶の間に設けられ、エンジン推進装置の前後方向線の船舶に対する上下方向の傾斜角度を調整する。これにより整備等の目的で船舶を陸に上げた際に、整備士等がエンジン推進装置を所望の角度に設置することができる。かくしてエンジン推進装置を整備しやすい。

　他の特徴によるとエンジン推進装置は、冷却機構を有し得る。冷却機構は、エンジン推進装置に設けられた冷却経路と、冷却経路内に封入されたクーラントを備え、クーラントの循環によってエンジン推進装置を冷却する。従ってエンジンは、海水を取込んで冷却する直接冷却ではなく、クーラントの循環によって間接冷却される。そのため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、適切にエンジンを冷却できる。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。

　他の特徴によると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よりも燃費を向上させ得る。あるいは低回転でもトルクが大きく、低回転時でも扱い易い。

船舶の後端の船外において取付けられた船舶用エンジン推進装置と船舶の側面図である。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示す側面図である。プロペラシャフトの第２部の少なくとも一部が挿通されたスリーブに、トリム角度調整機構と操舵調整機構が接続された状態を示す図である。プロペラシャフトの第２部の上下方向角度がほぼゼロの状態を示す側面図である。プロペラシャフトの第２部の下方向への角度がＡ１となった状態を示す側面図である。プロペラシャフトの第２部の左右方向角度がほぼゼロの状態を示す平面図である。プロペラシャフトの第２部の右方向への角度がＡＲとなった状態を示す平面図である。プロペラシャフトの第２部の右方向への角度がＡＬとなった状態を示す平面図である。コントローラへの入力、及びコントローラから出力される信号を示すブロック図である。船舶水面に対してプロペラを埋没または半没にするコントローラの処理手順を示すフローチャートである。他の実施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示す側面図である。船舶の右旋回時または左旋回時における図１１の船舶用エンジン推進装置の平面図である。他の実施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示す側面図である。船舶の右旋回時または左旋回時における図１３の船舶用エンジン推進装置を示す平面図である。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示す側面図である。

　本発明の実施形態に係る船舶用エンジン推進装置１０、１０Ａ、１０Ｂを図面を用いて説明する。各図のＸ軸方向は船舶の前進する方向であり、Ｙ軸方向は船舶の右方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向または上向き方向である。下記する左右方向は、船舶が前進する方向を基準に決定、あるいは船舶を後方から見た状態を基準に決定しています。

　図１に示すようにエンジン推進装置１０は、船舶１の後端の船外に取付けられる。エンジン推進装置１０は、リフト位置調整機構（手段）３１を介して船舶１に対して上下方向に位置調整可能に取付けられる。なおエンジン推進装置１０は、リフト位置調整機構３１を有さずに船舶１に取付けられても良い。

　図２に示すようにエンジン推進装置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を有する。

　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とで構成され得る。エンジン１１は、クランクシャフト１１Ｃを有する。クランクシャフト１１Ｃは、船舶１の前後方向と略平行で、略水平に配置される。このためエンジン１１は、車両等で実績ある陸用エンジンからの少ない変更で実現され得る。かくしてエンジン１１の開発期間の短縮と信頼性の確保を両立できる。例えばエンジン１１としてディーゼルエンジンを採用すると、ガソリンエンジンよりも燃費を向上できる。あるいはガソリンエンジンよりも低回転で大きなトルクを得ることができ、低回転時の扱いが容易になる。

　エンジン１１は、冷却機構として冷却経路と、経路内に封入されたクーラントを有する。クーラントがエンジン１１内を循環することで間接的にエンジン１１を冷却する。従ってエンジン１１は、周囲の海水によって直接的に冷却されるのではなく、予め設けられたクーラントで冷却される。例えば冷却機構は、陸用ディーゼルエンジンが予め備えている冷却機構が用いられる。従って海水（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の開発期間の短縮と信頼性の確保を両立できる。

　図２に示すように動力発生部１３の前部には、変速装置１２が取付けられる。変速装置１２は、エンジン１１の前端に設けられてクランクシャフト１１Ｃに連結される。変速装置１２は、例えば、変速装置１２に連結されたレバーがユーザによって操作されることで前進位置、中立位置（ニュートラル）、後退位置に切替えられる。変速装置１２は、前進位置において船舶１を前進させる方向にプロペラ２７を回転させるようにエンジン１１からの動力を伝達する。変速装置１２は、中立位置においてプロペラ２７への動力伝達を遮断し、後退位置において船舶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する。動力は、クランクシャフト１１Ｃから変速装置１２の出力軸への動力伝達経路Ｄ１において直線的に伝達される。クランクシャフト１１Ｃの回転軸と変速装置１２の出力軸は、回転軸１２Ｊを中心に回転する。

　図２に示すように動力伝達部１７は、例えば駆動プーリ１４、ベルト１５、従動プーリ１６を有する。駆動プーリ１４は、変速装置１２の出力軸に取付けられて、クランクシャフト１１Ｃの前端部近傍に位置する。従動プーリ１６は、プロペラシャフト２２の前端部に取付けられる。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。動力伝達部１７は、クランクシャフト１１Ｃの前端部近傍あるいは変速装置１２の出力軸の前端部から、プロペラシャフト２２の前端部近傍に一直線状に延出する動力伝達経路Ｄ２を形成する。

　図２に示すように推進力発生部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を有する。プロペラシャフト２２は、船舶１の前後方向に略平行で、且つ略水平に配置される。詳しくは、プロペラシャフト２２は、動力伝達部１７の下部から船舶１の前後方向に略平行で、且つ略水平に配置される第１部と、第１部の後部にユニバーサルジョイント２３によって連結された第２部を有する。プロペラシャフト２２の第２部の後端部にプロペラ２７が設けられる。プロペラシャフト２２の第１部の前端部に従動プーリ１６が設けられる。

　図２に示すように推進力発生部２８は、従動プーリ１６からプロペラ２７に動力を伝達する。プロペラシャフト２２は、長尺であって、途中にユニバーサルジョイント２３が設けられる。ユニバーサルジョイント２３は、従動プーリ１６とプロペラ２７の間に位置し、動力の伝達方向を変更し得る。従動プーリ１６とユニバーサルジョイント２３の間に位置する第１部と従動プーリ１６は、回転軸２２Ｊを中心に回転する。図２では、動力伝達経路Ｄ３は、プロペラシャフト２２からプロペラ２７まで一直線状に延出する。

　図２に示すようにエンジン推進装置１０は、動力発生部１３からプロペラ２７まで続く動力伝達経路を有する。動力経路は、クランクシャフト１１Ｃを含む動力伝達経路Ｄ１と、動力伝達部１７を含む動力伝達経路Ｄ２と、プロペラシャフト２２を含む動力伝達経路Ｄ３を有し、略Ｕ字状である。従って図２の動力経路は、Ｓ字状の従来の動力伝達経路に比べて、よりシンプルな構造である。そのためエンジン推進装置１０は、動力伝達のロスが少なく効率良く動力を伝達できる。あるいはエンジン推進装置１０の部品点数を少なくすることができ、これによりエンジン推進装置１０をより小さく、あるいはより軽量にできる。

　図２及び図３に示すようにプロペラシャフト２２の第２部の少なくとも一部がスリーブ２４に挿通される。スリーブ２４は、筒状であって、プロペラシャフト２２の第２部を覆う。スリーブ２４にトリム角度調整機構（手段）２５の一端が接続される。トリム角度調整機構２５（高さ調整機構）は、例えばシリンダと、シリンダ内に設けられたピストンに連結されたバーを有し、シリンダ内の圧力を調整することで長さが調整される。トリム角度調整機構２５は、長さが調整されることでユニバーサルジョイント２３を中心にスリーブ２４の角度を変更し得る。これによりトリム角度調整機構２５は、ユニバーサルジョイント２３を中心にプロペラシャフト２２の第２部の上下方向角度を調整し得る。

　図２及び図３に示すように、スリーブ２４に左右の操舵調整機構（手段）２６Ｒ、２６Ｌの各一端が接続される。例えばスリーブ２４に略直交するように連結部材が挿通され、連結部材の各端部に左右の操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌが連結される。操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌは、例えばシリンダと、シリンダ内に設けられたピストンに連結されたバーを有し、シリンダ内の圧力を調整することで長さが調整される。操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌは、長さが調整されることでユニバーサルジョイント２３を中心にスリーブ２４の角度を変更し得る。これにより操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌは、ユニバーサルジョイント２３を中心にプロペラシャフト２２の第２部の左右方向角度を調整し得る。

　図９を参照するようにエンジン推進装置１０は、コントローラ（制御手段）４０あるいは制御コンピュータユニットを有する。コントローラ４０は、動力発生部１３のエンジン１１、トリム角度調整機構２５、操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌを制御する。

　図４，５に示すようにトリム角度調整機構２５は、コントローラ４０によって制御されることで長さが調整される。これによりプロペラシャフト２２は、図４に示すようにＸ軸方向と略平行で略水平の位置に設定され得る。また図５に示すようにトリム角度調整機構２５の長さを長くすることで、ユニバーサルジョイント２３から下方に延出するようにプロペラシャフト２２の第２部を傾けることができる。コントローラ４０は、図４に示したトリム角度調整機構２５の長さよりも短くなるようにトリム角度調整機構２５の長さを制御することもできる。これによりプロペラシャフト２２の第２部は、ユニバーサルジョイント２３から上方に延出するように傾く。このようにコントローラ４０は、トリム角度調整機構２５を制御することで、プロペラシャフト２２の第２部の上下方向角度を調整できる。

　図６～８に示すように操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌは、コントローラ４０によって制御されることで長さが調整される。これによりプロペラシャフト２２は、図６に示すようにＸ軸方向と略平行で船舶の前後方向に対して略平行の位置に設定され得る。また図７に示すように操舵調整機構２６Ｒを短くし、操舵調整機構２６Ｌを長くすることで、ユニバーサルジョイント２３から右方に延出するようにプロペラシャフト２２の第２部を傾けることができる。これによりプロペラシャフト２２の第２部が船舶前後方向に対して角度ＡＲにて右側に傾斜する。図８に示すように操舵調整機構２６Ｒを長くし、操舵調整機構２６Ｌを短くすることで、ユニバーサルジョイント２３から左方に延出するようにプロペラシャフト２２の第２部を傾けることができる。これによりプロペラシャフト２２の第２部が船舶前後方向に対して角度ＡＬにて左側に傾斜する。このようにコントローラ４０は、操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌを制御することで、プロペラシャフト２２の第２部を左右方向に角度調整できる。

　図９に示すようにコントローラ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。一方、コントローラ４０は、トリム角度調整機構２５を駆動するトリムアクチュエータ２５Ａ、操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌを駆動する操舵アクチュエータ２６Ａ、リフト位置調整機構３１（図１参照）（高さ調整機構）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る。船舶前後傾斜検出手段５１は、船舶１の前後方向に延出する中心線の水平に対する上下方向の傾斜角度に応じた信号（傾斜検出信号）をコントローラ４０に出力する。船舶前後傾斜検出手段５１は、例えば傾斜センサ、加速度センサ等である。

　船舶速度検出手段５２は、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る。船舶速度検出手段５２は、例えばピトー管、速度センサであって、船舶１の速度に応じた信号（速度検出信号）をコントローラ４０に出力する。

　スロットルレバー角度検出手段５３は、スロットルレバーの角度に応じた信号（スロットル開度検出信号）をコントローラ４０に出力する。スロットルレバー角度検出手段５３は、例えば角度センサである。スロットルレバーがユーザによって操作されると、コントローラ４０がスロットル開度検出信号に基づいてエンジン１１を制御し、エンジン１１の出力が調整される。

　操舵検出手段５４は、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信号（操舵検出信号）をコントローラ４０に出力する。操舵検出手段５４は、例えばポテンショメータなどの回転角度センサであって、ステアリングホイールがユーザによって操作されることで信号の大きさが変化する。

　エンジン１１には、エンジン１１の状況を検出してコントローラ４０に出力する各種の検出手段および検出センサが設けられる。検出手段は、例えば、エンジン１１の回転数に応じた信号を出力する回転検出手段またはセンサ、各気筒の上死点位置を示す回転信号を発する回転検出手段またはセンサ、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出力する温度検出手段またはセンサ、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またはセンサである。なお検出手段は、上記のセンサに限定されず、エンジン１１の運転状態を検出可能な種々の検出手段が用いられ得る。

　トリムアクチュエータ２５Ａは、図３に示すようにトリム角度調整機構２５に設けられる。トリムアクチュエータ２５Ａは、例えば油圧制御バルブである。トリムアクチュエータ２５Ａは、コントローラ４０からの制御信号に基づいてトリム角度調整機構２５のシリンダ内の圧力を調整してトリム角度調整機構２５の長さを調整する。

　操舵アクチュエータ２６Ａは、図３に示すように操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌのそれぞれに設けられる。操舵アクチュエータ２６Ａは、例えば油圧制御バルブである。操舵アクチュエータ２６Ａは、コントローラ４０からの制御信号に基づいて操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌのシリンダ内の圧力を調整して操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌの長さを調整する。

　リフトアクチュエータ３１Ａは、図１に示すリフト位置調整機構３１に設けられる。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、リフト位置調整機構３１は、例えばシリンダと、シリンダ内に設けられたピストンに連結されたロッドを有する。リフトアクチュエータ３１Ａは、コントローラ４０からの制御信号に基づいてリフト位置調整機構３１のシリンダ内の圧力を調整してリフト位置調整機構３１の長さを調整する。これにより船舶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には、各種のアクチュエータが設けられる。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、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。なおアクチュエータは、上記に限定されず、エンジン１１の動作を制御する種々の手段または機構である。

　コントローラ４０は、図１０に示すフローチャートを実施するアルゴリズムを有する。図１０に示すフローチャートは、プロペラ２７の位置を制御する処理手順を示す。コントローラ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。

　図１０のステップＳ１０においてコントローラ４０は、船舶前後傾斜検出手段５１からの傾斜検出信号に基づいて船舶１の前後方向線の傾斜角度を検出し、船舶速度検出手段５２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する。処理は、ステップＳ１０からステップＳ２０に進む。

　ステップＳ２０においてコントローラ４０は、船舶１の前後方向線の傾斜角度と、船舶１の速度と、船舶１の加速度とに基づいて、船舶水面位置を推定する。船舶水面位置は、船舶に対する水面の位置であって、船舶に対する水面の角度も含む。船舶水面位置は、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。そのため船舶水面位置は、船舶の航行状態に応じて適宜求めることが好ましい。例えば船舶の速度が速いほど、船舶後部に対する水面高さが低くなる。船舶の加速度が大きいほど、船舶後部に対する水面高さが低くなる。処理は、ステップＳ２０からステップＳ３０に進む。

　ステップＳ３０においてコントローラ４０は、船舶１の速度が所定速度以下であるか否かを判定する。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、コントローラ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する。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、コントローラ４０は、プロペラ２７を埋没状態となるようにプロペラ２７の位置を制御するべきと判定する。この場合、コントローラ４０は、プロペラ２７の全体が船舶水面位置以下の埋没状態となるように、トリム角度調整機構２５（高さ調整機構）を制御して処理を終了する。すなわちステップＳ２０において推定した船舶水面位置よりもプロペラ２７の先端がプロペラ２７の回転時において常に下方に位置するようにプロペラ２７の高さを調整する。

　ステップＳ６０に進んだ場合、コントローラ４０は、プロペラ２７を半没状態となるようにプロペラ２７の位置を制御するべきと判定する。この場合、コントローラ４０は、プロペラ２７の上部が船舶水面位置より上となり、プロペラ２７の下部が船舶水面位置の下となる半没状態になるように、トリム角度調整機構２５を制御して処理を終了する。例えばステップＳ２０において推定した船舶水面位置とプロペラ２７の回転中心の高さの差がプロペラ２７の半径よりも小さくなるようにプロペラ２７の高さを調整する。

　本発明の形態を上記構造を参照して説明したが、本発明の目的を逸脱せずに多くの交代、改良、変更が可能であることは当業者であれば明らかである。従って本発明の形態は、添付された請求項の精神と目的を逸脱しない全ての交代、改良、変更を含み得る。例えば本発明の形態は、前記特別な構造に限定されず、下記のように変更が可能である。

　図１０のフローチャートにおいてコントローラ４０は、船舶の速度と加速度と前後方向線の傾斜角度に基づいて船舶水面位置を推定する。これに代えてコントローラ４０は、船舶の速度あるいは加速度の少なくとも一方と、前後方向線の傾斜角度とに基づいて船舶水面位置を推定しても良い。図１０のフローチャートにおいてコントローラ４０は、プロペラ２７を埋没状態とするか半没状態とするかの判定を、船舶の速度と加速度に基づいて判定する。これに代えてコントローラ４０は、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プロペラ２７を埋没状態とするか半没状態とするかの判定をしても良い。

　図１０のステップＳ５０，６０では、プロペラ２７を埋没状態または半没状態とするようにトリム角度調整機構２５を制御する。これに代えてまたは加えてリフト位置調整機構３１を制御してプロペラ２７を埋没状態または半没状態としても良い。すなわちトリム角度調整機構２５とリフト位置調整機構３１の少なくとも一方の高さ調整機構を制御してプロペラ２７を埋没状態または半没状態としても良い。

　上述するようにユーザの加速要求時には、コントローラ４０が燃費よりも加速性を重視してプロペラ２７を埋没状態へ制御する。高速巡航時には、コントローラ４０が加速性よりも燃費を重視してプロペラ２７を半没状態へ制御する。船舶水面位置に対するプロペラ２７の位置は、トリム角度調整機構２５またはリフト位置調整機構３１を用いて調整され得る。そのため船舶の後端の水面からの高さに応じて、船舶後端の取付け位置からプロペラ２７までの高さの異なる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。これにより製造の手間またはバリエーションの管理が少なくなる。

　船舶水面位置に対するプロペラ２７の位置は、トリム角度調整機構２５にて調整できる。そのためリフト位置調整機構３１を省略することも可能である。ただしリフト位置調整機構３１を有することが好ましい場合もある。例えば整備等の目的で船舶を陸に上げて整備士等がエンジン推進装置を所望する高さに調整したい場合等である。

　図２に示すエンジン推進装置１０に代えて、図１１，１２に示すエンジン推進装置１０Ａを用いても良い。エンジン推進装置１０Ａは、図３のユニバーサルジョイント２３、トリム角度調整機構２５、操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌを有さず、図１１，１２の左右角度調整機構（手段）３２を有する。その他の点においては、エンジン推進装置１０Ａは、エンジン推進装置１０と同じである。

　図１１，１２に示すように左右角度調整機構３２は、リフト位置調整機構３１と船舶用エンジン推進装置１０Ａの間、または船舶１とリフト位置調整機構３１との間に設けられる。左右角度調整機構３２は、例えばシリンダと、シリンダ内に設けられたピストンに連結されたロッドを有する。あるいはモータによって回転する歯車を有する。コントローラ４０がユーザによるステアリングホイールの操作を検知すると、コントローラ４０が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機構３２を制御する。左右角度調整機構３２は、シリンダの油圧を調整、あるいはモータを駆動することで、船舶１に対するエンジン推進装置１０Ａの左右方向角度を調整する。

　図１１，１２のエンジン推進装置１０Ａでは、図１０のステップＳ５０においてコントローラ４０がリフト位置調整機構３１を制御してプロペラ２７を埋没状態となるように制御する。ステップＳ６０においてコントローラ４０は、リフト位置調整機構３１を制御してプロペラ２７を半没状態となるように制御する。

　図１１，１２のエンジン推進装置１０Ａは、図２のエンジン推進装置１０に比べて、左右角度調整機構３２が追加されているが、ユニバーサルジョイント２３、トリム角度調整機構２５、操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌが省略されている。そのためエンジン推進装置１０Ａは、エンジン推進装置１０よりもシンプルな構造であり、部品点数も少ない。これによりエンジン推進装置１０Ａは、エンジン推進装置１０よりも軽量で小型にし得る。

　図１１，１２の構成において船舶１に対するエンジン推進１０Ａの上下角度を調整するエンジントリム調整機構（手段）を備えていても良い。エンジントリム調整機構は、例えばモータによって回転する歯車を有し、エンジン推進１０Ａの角度を船舶１に対する取付け位置を中心に変更する。これによりエンジン推進１０Ａの後部の高さを調整する。かくして整備等の目的で船舶を陸に上げた際に、整備士等がエンジン推進装置を所望角度に調整できる。

　図１１，１２に示すエンジン推進装置１０Ａに代えて、図１３，１４に示すエンジン推進装置１０Ｂを用いても良い。エンジン推進装置１０Ｂは、図１１，１２の左右角度調整機構３２を有さず、図１３，１４のステアリングラダー２９を有する。その他の点においては、エンジン推進装置１０Ｂは、エンジン推進装置１０Ａと同じである。

　図１３，１４に示すようにステアリングラダー２９は、エンジン推進装置１０Ｂにおけるプロペラ２７の後方に配置される。ステアリングラダー２９は、板であって、エンジン推進装置１０Ｂの本体に対して左右方向の角度が変更可能に取付けられる。コントローラ４０がユーザによるステアリングホイールの操作を検知すると、コントローラ４０が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。

　図１３，１４のエンジン推進装置１０Ｂでは、図１０のステップＳ５０においてコントローラ４０がリフト位置調整機構３１を制御してプロペラ２７を埋没状態となるように制御する。ステップＳ６０においてコントローラ４０は、リフト位置調整機構３１を制御してプロペラ２７を半没状態となるように制御する。

　図１３，１４のエンジン推進装置１０Ｂは、図２のエンジン推進装置１０に比べて、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、トリム角度調整機構２５、操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌが省略されている。そのためエンジン推進装置１０Ｂは、エンジン推進装置１０よりもシンプルな構造であり、部品点数も少ない。これによりエンジン推進装置１０Ｂは、エンジン推進装置１０より軽量で小型にし得る。

　図１３，１４の構成において船舶１に対するエンジン推進１０Ｂの上下角度を調整するエンジントリム調整機構（手段）を備えていても良い。

　上記の以上（≧）、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。

　上述するようにエンジン１１として陸用ディーゼルエンジンを小変更したエンジンを用いることができる。これに代えてエンジン１１として陸用ガソリンエンジンを小変更したエンジンを用いても良い。

　動力伝達部１７は、上述するようにプーリ１４，１６とベルト１５を有する。これに代えて動力伝達部１７は、一直線状の動力伝達経路Ｄ２を形成するように複数のギア、あるいはギアとシャフト、あるいはギアとチェーン等を有していても良い。

　上述するようにリフト位置調整機構３１、操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌ等は、コントローラ４０によって制御される。これに代えてリフト位置調整機構３１等は、ユーザが手動で動作せるレバー等によって制御されても良い。上述するようにトリム角度調整機構２５、操舵調整機構２６Ｒ、２６Ｌは、油圧で伸縮する構成でも良いし、他の機構であっても良い。

Claims

　船舶の後端の船外に取付けられる船舶用エンジン推進装置であって、
　動力発生部と、
　前記動力発生部の下方に設けられた動力伝達部と、
　前記動力伝達部の下方に設けられた推進力発生部と、
　高さ調整機構を有し、
　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、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で、且つ略水平に配置され、
　前記動力伝達部は、前記クランクシャフトの前端部近傍から前記推進力発生部の前端部近傍へ延出する一直線状の動力伝達経路を形成する動力伝達機構を有し、
　前記推進力発生部は、前記動力伝達部から後方に延出するプロペラシャフトと、前記プロペラシャフトの後部に設けられたプロペラを有し、
　前記高さ調整機構は、前記船舶に対して前記エンジン推進装置の全体またはその一部の傾きまたは高さを変更することで前記プロペラの前記船舶に対する高さを変更する構成になっている船舶用エンジン推進装置。
　請求項１に記載の船舶用エンジン推進装置であって、
　前記プロペラシャフトは、前記動力伝達部から前記船舶の前後方向に対して略平行に且つ略水平に延出する第１部と、前記第１部の後端にユニバーサルジョイントによって角度調整可能に連結された第２部を有する船舶用エンジン推進装置。
　請求項２に記載の船舶用エンジン推進装置であって
　前記推進力発生部は、前記第２部の少なくとも一部が挿通されるスリーブを有する船舶用エンジン推進装置。
　請求項３に記載の船舶用エンジン推進装置であって
　前記高さ調整機構は、前記スリーブに接続されかつ前記ユニバーサルジョイントを中心に前記スリーブとともに前記第２部の上下方向の角度を変更するトリム角度調整機構である船舶用エンジン推進装置。
　請求項１～４のいずれか１つ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、前記動力伝達機構と、前記プロペラシャフトによって横向き略Ｕ字状である船舶用エンジン推進装置。
　請求項３または４に記載の船舶用エンジン推進装置であって、
　前記スリーブに接続されかつ前記ユニバーサルジョイントを中心に前記スリーブとともに前記第２部の左右方向の角度を変更する操舵調整機構を有する船舶用エンジン推進装置。
　請求項１に記載の船舶用エンジン推進装置であって、
　前記高さ調整機構は、前記船舶と前記エンジン推進装置の間に設けられて前記エンジン推進装置を前記船舶に対して高さを調整するリフト位置調整機構である船舶用エンジン推進装置。
　請求項７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機構と前記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機構との間には、前記船舶に対する前記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機構が設けられている船舶用エンジン推進装置。
　請求項７に記載の船舶用エンジン推進装置であって、
　前記プロペラの後方において左右方向に角度変更可能に設けられた板状のステアリングラダーを有する船舶用エンジン推進装置。
　請求項１～９のいずれか１つに記載の船舶用エンジン推進装置であって、
　前記船舶の速度を検出する船舶速度検出手段と、
　前記船舶の前後方向線の水平に対する傾斜角度を検出する船舶前後傾斜検出手段と、
　コントローラを有し、
　前記コントローラが、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線の傾斜角度と、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、
　前記コントローラが、前記船舶水面位置と、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、
　前記コントローラが、前記埋没状態にすると判定した場合に、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高さ調整機構を制御し、
　前記コントローラが、前記半没状態にすると判定した場合に、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高さ調整機構を制御する船舶用エンジン推進装置。
　請求項７～９のいずれか１つに記載の船舶用エンジン推進装置であって、
　前記エンジン推進装置と前記船舶の間に設けられ、前記エンジン推進装置の前後方向線の前記船舶に対する上下方向の傾斜角度を調整するエンジントリム調整機構を有する船舶用エンジン推進装置。
　請求項１～１１のいずれか１つに記載の船舶用エンジン推進装置であって、
　前記エンジン推進装置に設けられた冷却経路と、前記冷却経路内に封入されたクーラントを備え、前記クーラントの循環によって前記エンジン推進装置を冷却する冷却機構を有する船舶用エンジン推進装置。
　請求項１～１２のいずれか１つに記載の船舶用エンジン推進装置であって、
　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。