特開 2024-12126 電動セイルドライブおよび船舶

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024012126

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】電動セイルドライブおよび船舶

(51)【国際特許分類】

   B63H 23/24 20060101AFI20240118BHJP

   B63H 21/20 20060101ALI20240118BHJP

   B63J 2/12 20060101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

B63H23/24

B63H21/20

B63J2/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023110452

(22)【出願日】2023-07-05

(31)【優先権主張番号】P 2022113419

(32)【優先日】2022-07-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】720001060

【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中西 貴生

(72)【発明者】

【氏名】ファンダイク ギデオン

(72)【発明者】

【氏名】ファンデブルグ イゴール

(72)【発明者】

【氏名】畑山 和也

(57)【要約】

【課題】電動モータの冷却を簡単な構成で実現して、電動モータを長時間安定した出力で駆動することができる電動セイルドライブと、上記電動セイルドライブを備えた船舶と、を提供する。
【解決手段】電動セイルドライブは、電動モータと、電動モータによって駆動されるドライブユニットと、ドライブユニットの内部の潤滑油を、電動モータを介して循環させるポンプと、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動モータと、
前記電動モータによって駆動されるドライブユニットと、
前記ドライブユニットの内部の潤滑油を、前記電動モータを介して循環させるポンプと、を備える、電動セイルドライブ。

【請求項2】

前記電動モータは、前記潤滑油が流れるモータ冷却用油路を有する、請求項１に記載の電動セイルドライブ。

【請求項3】

電動モータを制御するモータ制御部をさらに備え、
前記ポンプは、前記潤滑油を、前記モータ制御部を介して循環させる、請求項１に記載の電動セイルドライブ。

【請求項4】

前記ドライブユニットから前記電動モータに向かって前記潤滑油が流れる油路において、
前記ポンプは、前記電動モータよりも、前記潤滑油の流れ方向の上流側に位置し、
前記モータ制御部は、前記ポンプと前記電動モータとの間に位置する、請求項３に記載の電動セイルドライブ。

【請求項5】

前記モータ制御部は、
前記電動モータに電力を供給するインバータと、
前記インバータを制御するコントローラと、を含む、請求項３に記載の電動セイルドライブ。

【請求項6】

前記モータ制御部は、前記インバータおよび前記コントローラが配置される放熱板をさらに含み、
前記放熱板は、前記潤滑油が流れる放熱用油路を有する、請求項５に記載の電動セイルドライブ。

【請求項7】

前記ドライブユニットに取り付けられるアダプタをさらに備え、
前記電動モータ、前記モータ制御部、および前記ポンプは、前記アダプタに搭載される、請求項３に記載の電動セイルドライブ。

【請求項8】

前記ドライブユニットは、前記潤滑油を収容する油室を有し、
前記アダプタは、
前記ポンプと第１配管を介して接続される第１接続口と、
前記第１接続口と前記油室とを接続する接続管と、
前記電動モータと第２配管を介して接続される第２接続口と、
前記第２接続口と連通するとともに、前記油室と連通する潤滑油収容部と、を有する、請求項７に記載の電動セイルドライブ。

【請求項9】

前記アダプタにおいて、前記潤滑油は、前記潤滑油収容部の一部に収容される、請求項８に記載の電動セイルドライブ。

【請求項10】

前記ドライブユニットは、前記油室と隔てられた水路をさらに有し、
前記水路は、海水の取込口とつながる、請求項８に記載の電動セイルドライブ。

【請求項11】

前記アダプタは、前記潤滑油収容部と連通する給油口を有する、請求項８に記載の電動セイルドライブ。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれかに記載の電動セイルドライブを備えた船舶。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動セイルドライブおよび船舶に関する。

【背景技術】

【0002】

帆が受ける風力を利用して帆走する帆船は、入港時または出港時などにおいて、エンジンによって推進装置（セイルドライブ）を駆動することにより機走する。エンジンによって駆動されるセイルドライブは、例えば特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２２３８１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、環境面への配慮から、エンジンの代わりに電動モータを用いてセイルドライブを駆動する試みがなされている。電動モータもエンジンと同様に、駆動に伴って発熱する。したがって、電動モータを長時間安定した出力で駆動するためには、電動モータの冷却機構を工夫することが必要となる。このとき、電動モータの冷却機構として例えば熱交換器を用いると、コストが高くつく。したがって、コスト面を考えると、簡単な構成で電動モータを冷却することが望まれる。

【0005】

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、電動モータの冷却を簡単な構成で実現して、電動モータを長時間安定した出力で駆動することができる電動セイルドライブと、その電動セイルドライブを備えた船舶とを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面に係る電動セイルドライブは、電動モータと、前記電動モータによって駆動されるドライブユニットと、前記ドライブユニットの内部の潤滑油を、前記電動モータを介して循環させるポンプと、を備える。

【0007】

本発明の他の側面に係る船舶は、上記電動セイルドライブを備える。

【発明の効果】

【0008】

電動モータの冷却を簡単な構成で実現して、電動モータを長時間安定した出力で駆動することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の一形態に係る船舶の概略の構成を示す説明図である。

【図2】上記船舶に取り付けられる電動セイルドライブの概略の構成を示す斜視図である。

【図3】上記電動セイルドライブを、蓋体を取り除いて示す斜視図である。

【図4】上記電動セイルドライブの模式的な断面図である。

【図5】上記電動セイルドライブが有するモータ制御部の概略の構成を示すブロック図である。

【図6】上記電動セイルドライブの下部の構成を上下方向に分解して示す斜視図である。

【図7】上記電動セイルドライブが有するアダプタを一方向から見たときの斜視図である。

【図8】上記アダプタを他方向から見たときの斜視図である。

【図9】上記電動セイルドライブの上部の構成を拡大して示す斜視図である。

【図10】上記電動セイルドライブが有する電動モータのモータ冷却用油路を模式的に示す説明図である。

【図11】上記モータ制御部が有する放熱板の放熱用油路を模式的に示す説明図である。

【図12】変形例の電動セイルドライブの上部を右前方から見たときの斜視図である。

【図13】上記電動セイルドライブの上部を左前方から見たときの斜視図である。

【図14】上記電動セイルドライブの上部の分解斜視図である。

【図15】上記電動セイルドライブの上部を左前方から見たときの、蓋体の図示を省略した状態での斜視図である。

【図16】上記電動セイルドライブの上部の詳細な構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、本明細書では、方向を以下のように定義する。まず、船舶の船首側を「前」とし、船尾側を「後」とする。そして、前後方向に垂直な横方向を左右方向とする。このとき、船舶に搭乗した操舵者が前方を向いたときの左側を「左」とし、右側を「右」とする。さらに、前後方向および左右方向に垂直な重力方向の上流側を「上」とし、下流側を「下」とする。図面では、適宜、前方向をＦで示し、後方向をＢで示し、左方向をＬで示し、右方向をＲで示し、上方向をＵで示し、下方向をＤで示す。

【0011】

〔１．船舶〕
図１は、本実施形態の船舶１の概略の構成を示す説明図である。船舶１は、例えば帆船で構成される。帆船は、帆２が受ける風力を利用して帆走する。一方、入港時、出港時、緊急時などにおいては、帆船に搭載された電動セイルドライブ３を駆動してプロペラ３ａを回転させることにより機走する。すなわち、船舶１は、電動セイルドライブ３を備える。電動セイルドライブ３は、船舶１の船底１ａに取り付けられる。以下、本実施形態の電動セイルドライブ３の詳細について説明する。

【0012】

〔２．電動セイルドライブ〕
図２は、電動セイルドライブ３の概略の構成を示す斜視図である。図３は、図２の電動セイルドライブ３を、蓋体４を取り除いて示す斜視図である。図４は、電動セイルドライブ３の模式的な断面図である。なお、図２以降の図面では、便宜的に、図１のプロペラ３ａの図示を省略している。

【0013】

図２～図４に示すように、電動セイルドライブ３は、電動モータ１１と、ドライブユニット１２と、ポンプ１３と、モータ制御部１４と、アダプタ１５と、フランジ１６と、を備える。電動モータ１１、ポンプ１３、およびモータ制御部１４は、アダプタ１５に搭載される。蓋体４（図２参照）は、アダプタ１５に取り付けられて、電動モータ１１、ポンプ１３、およびモータ制御部１４を上方から覆う。

【0014】

電動モータ１１は、船舶１（図１参照）に搭載されるバッテリユニット（図示せず）から、モータ制御部１４のインバータ１４１ｂ（図５参照）を介して供給される電力により駆動される。電動モータ１１は、ドライブユニット１２の上方に位置する。電動モータ１１の回転軸１１ａ（図４参照）は、上下方向に沿って位置する。

【0015】

ドライブユニット１２は、電動モータ１１によって駆動されてプロペラ３ａ（図１参照）を回転させることにより、推進力を発生する推進装置である。図４に示すように、ドライブユニット１２は、ドライブシャフト１２１と、プロペラシャフト１２２と、を有する。ドライブシャフト１２１およびプロペラシャフト１２２は、上下方向に延びるハウジング１２３内で、軸受１２Ｂによって回転可能に支持される。

【0016】

ドライブシャフト１２１は、上下方向に延びて位置する。ドライブシャフト１２１の上端は、ハウジング１２３から上方に突出して位置する。ドライブシャフト１２１の上端は、電動モータ１１の回転軸１１ａと連結される。ドライブシャフト１２１の下端には、第１ギア１２１ａが取り付けられている。第１ギア１２１ａは、例えばベベルギアで構成される。

【0017】

プロペラシャフト１２２は、前後方向に延びて位置する。プロペラシャフト１２２の前後方向の中央付近には、第２ギア１２２ａが取り付けられている。第２ギア１２２ａは、例えばベベルギアで構成され、第１ギア１２１ａと噛み合う。プロペラシャフト１２２の後端は、ハウジング１２３から後方に突出して位置する。プロペラシャフト１２２の後端には、プロペラ３ａ（図１参照）が取り付けられる。

【0018】

モータ制御部１４によって電動モータ１１が駆動されると、電動モータ１１の回転駆動力が、回転軸１１ａ、ドライブシャフト１２１、第１ギア１２１ａ、および第２ギア１２２ａを介してプロペラシャフト１２２に伝達され、プロペラシャフト１２２が回転する。これにより、プロペラ３ａが回転して推進力が発生し、船舶１が航走する。このとき、モータ制御部１４によって電動モータ１１の回転軸１１ａの回転方向（正転／逆転）を制御することにより、船舶１の前進および後進を切り替えることができる。

【0019】

図４に示すように、ドライブユニット１２は、ハウジング１２３内に油室１２Ｒを有する。油室１２Ｒは、潤滑油Ｌを収容する。潤滑油Ｌは、相対的に移動する２部材の接触部における摩耗および摩擦を低減し、これらの相対運動を円滑にする目的で用いられる。上記２部材としては、例えば第１ギア１２１ａと第２ギア１２２ａとを考えることができる。また、軸受１２Ｂにおいては、内輪とボール、外輪とボールとを考えることができる。すなわち、第１ギア１２１ａ、第２ギア１２２ａ、軸受１２Ｂは、油室１２Ｒに位置して潤滑油Ｌに浸されている。潤滑油Ｌとしては、例えばギアオイルなどのオイルを用いることができる。

【0020】

ドライブユニット１２は、ハウジング１２３内で油室１２Ｒと隔てられた水路１２Ｗを有する。より詳しくは、水路１２Ｗは、油室１２Ｒに対して、ドライブシャフト１２１の径方向外側に隔壁１２Ｔを介して円環状に位置する。水路１２Ｗは、ハウジング１２３の底部前方に設けられた通水口１２３ａとつながる。また、水路１２Ｗは、ハウジング１２３の側壁後方に設けられた連通孔１２３ｂとつながる。これにより、通水口１２３ａおよび連通孔１２３ｂの一方を介して、ドライブユニット１２の外部の海水が水路１２Ｗに取り込まれる。また、通水口１２３ａおよび連通孔１２３ｂの他方を介して、水路１２Ｗ内の海水がドライブユニット１２の外部に放出される。つまり、水路１２Ｗへの海水の取込口は、通水口１２３ａとなる場合もあり得るし、連通孔１２３ｂとなる場合もあり得る。なお、図２等では、ハウジング１２３に連通孔１２３ｂを３つ設けた構成を図示しているが、連通孔１２３ｂの数は上記の３つには限定されず、１つであってもよいし、２つまたは４つ以上であってもよい。

【0021】

図３で示したポンプ１３は、ドライブユニット１２（特に油室１２Ｒ）の内部の潤滑油Ｌを吸い込み、電動モータ１１を介して循環させる。このようなポンプ１３は、ギアポンプなどの油圧ポンプで構成される。なお、ポンプ１３は、ギアポンプ以外の油圧ポンプで構成されてもよい。

【0022】

モータ制御部１４は、電動モータ１１を制御する。図５は、モータ制御部１４の概略の構成を示す説明図である。モータ制御部１４は、筐体１４１と、放熱板１４２と、を備える。

【0023】

筐体１４１の内部には、コントローラ１４１ａと、インバータ１４１ｂと、が配置される。すなわち、モータ制御部１４は、コントローラ１４１ａと、インバータ１４１ｂと、を含む。コントローラ１４１ａは、インバータ１４１ｂを制御する電子制御ユニットで構成される。このような電子制御ユニットは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。

【0024】

インバータ１４１ｂは、電動モータ１１に電力を供給する。より詳しくは、インバータ１４１ｂは、船内のバッテリ（図示せず）から供給される直流電圧を、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電圧に変換し、コントローラ１４１ａから出力される回転指令に基づいて、電動モータ１１に交流電圧を供給する。これにより、電動モータ１１が回転する。

【0025】

放熱板１４２は、放熱性の高い金属（例えばアルミニウム）またはその合金からなる金属板で構成される。放熱板１４２上には、上記の筐体１４１が配置される。筐体１４１の内部には、コントローラ１４１ａおよびインバータ１４１ｂが配置されることから、放熱板１４２上には、コントローラ１４１ａおよびインバータ１４１ｂが配置されると言える。

【0026】

図６は、電動セイルドライブ３の下部の構成を上下方向に分解して示す斜視図である。アダプタ１５およびフランジ１６は、例えば金属で構成される。アダプタ１５は、支持部１５１と、凹部１５２と、を有する。支持部１５１は、上述した電動モータ１１、ポンプ１３、モータ制御部１４、蓋体４を支持する。凹部１５２は、支持部１５１の中央に位置して下方に窪む形状を有する。凹部１５２は、フランジ１６の中央に位置する開口部１６ａに上方から挿入され、ドライブユニット１２の上部に例えばボルト締結により取り付けられる。すなわち、電動セイルドライブ３は、ドライブユニット１２に取り付けられるアダプタ１５を備える。

【0027】

アダプタ１５は、フランジ１６に対して防振部材１７を介して支持される。防振部材１７は防振ゴムを含んで構成され、フランジ１６の開口部１６ａの周囲に位置する。図６では、３つの防振部材１７を図示しているが、防振部材１７の数は特に限定されない。このように、アダプタ１５は、フランジ１６に対して防振支持される。

【0028】

フランジ１６は、シール材としての環状のダイヤフラム１８を挟んで、船舶１（図１参照）の船底１ａに取り付けられる。図４に示すように、船底１ａには、孔部１ｂが形成されており、この孔部１ｂに、ドライブユニット１２のハウジング１２３が入り込む。ダイヤフラム１８の外周部１８ａは、フランジ１６の下面に設けられた溝部１６ｂに入り込んで保持される。ダイヤフラム１８の内周部１８ｂは、ハウジング１２３とアダプタ１５（凹部１５２の下部）とで上下方向に挟まれている。これにより、フランジ１６を船底１ａに取り付けたときに、フランジ１６と船底１ａとの間でのシール性が確保され、海水が孔部１ｂを介して船内に入り込むおそれが低減される。

【0029】

図７は、アダプタ１５を一方向から見たときの斜視図である。図８は、アダプタ１５を他方向から見たときの斜視図である。図９は、電動セイルドライブ３の上部の構成を拡大して示す斜視図である。なお、図７以降の図面では、便宜的に、後述する潤滑油Ｌの流れを太線の矢印で示す。アダプタ１５は、第１接続口１５３と、接続管１５４と、第２接続口１５５と、潤滑油収容部１５６と、を有する。

【0030】

第１接続口１５３は、ポンプ１３と第１配管Ｐ１を介して接続される接続口である。第１接続口１５３は、アダプタ１５の支持部１５１の右側部に位置する。接続管１５４は、第１接続口１５３と、ドライブユニット１２の油室１２Ｒ（図４参照）とを接続する管である。接続管１５４は、第１接続口１５３から左方向に延びた後、下方に屈曲して油室１２Ｒまで延びる。第２接続口１５５は、電動モータ１１と第２配管Ｐ２を介して接続される接続口である。第２接続口１５５は、アダプタ１５の支持部１５１の右側部に、第１接続口１５３と前後方向に並んで位置する。潤滑油収容部１５６は、アダプタ１５の凹部１５２の内面で形成され、ドライブユニット１２の油室１２Ｒと連通する。潤滑油収容部１５６内には、第２接続口１５５と接続される吐出管１５７（図８参照）が位置している。

【0031】

上記した電動モータ１１およびモータ制御部１４について、説明を補足する。図９に示すように、電動モータ１１は、第１モータ接続部１１１と、第２モータ接続部１１２と、を有する。第１モータ接続部１１１は、第３配管Ｐ３が接続される接続ポートであり、電動モータ１１の上面から上方に突出して位置する。第２モータ接続部１１２は、上記の第２配管Ｐ２が接続される接続ポートであり、電動モータ１１の上面から上方に突出して位置するとともに、第１モータ接続部１１１と並んで位置する。

【0032】

電動モータ１１の内部には、図１０に示すように、潤滑油Ｌが通るモータ冷却用油路１１３が形成されている。電動モータ１１の内部において、モータ冷却用油路１１３の一方の端部は第１モータ接続部１１１と接続され、他方の端部は第２モータ接続部１１２と接続されている。モータ冷却用油路１１３は、第１モータ接続部１１１から第２モータ接続部１１２に向かって、電動モータ１１の内部を上下方向に折り返しながら周方向に進んで形成される。なお、電動モータ１１の内部でのモータ冷却用油路１１３の形状は、図１０の例には限定されない。

【0033】

また、図９に示すように、モータ制御部１４の放熱板１４２は、第１放熱用接続部１４２ａと、第２放熱用接続部１４２ｂと、を有する。第１放熱用接続部１４２ａは、第４配管Ｐ４が接続される接続ポートであり、放熱板１４２の右側面に設けられる。なお、第４配管Ｐ４は、ポンプ１３とも接続される。第２放熱用接続部１４２ｂは、上記の第３配管Ｐ３が接続される接続ポートであり、放熱板１４２の右側面に第１放熱用接続部１４２ａと並んで設けられる。

【0034】

放熱板１４２の内部には、図１１に示すように、潤滑油Ｌが通る放熱用油路１４３が形成されている。放熱板１４２の内部において、放熱用油路１４３の一方の端部は第１放熱用接続部１４２ａと接続され、他方の端部は第２放熱用接続部１４２ｂと接続されている。放熱用油路１４３は、第１放熱用接続部１４２ａから第２放熱用接続部１４２ｂに向かって、放熱板１４２の内部をＵ字状に延びて形成される。なお、放熱板１４２の内部での放熱用油路１４３の形状は、図１１の例には限定されない。

【0035】

上記の構成において、ポンプ１３を駆動させると、ドライブユニット１２の油室１２Ｒ内の潤滑油Ｌが、図７～図１１に示した矢印の経路で流れる。すなわち、ポンプ１３を駆動させると、油室１２Ｒ内の潤滑油Ｌは、図４および図７で示したアダプタ１５の接続管１５４を介して吸い上げられ、第１接続口１５３および第１配管Ｐ１を順に通ってポンプ１３に送られる。そして、上記潤滑油Ｌは、ポンプ１３から第４配管Ｐ４に排出され、その後、モータ制御部１４の放熱板１４２の第１放熱用接続部１４２ａから放熱用油路１４３に入り、放熱用油路１４３を流れる。放熱用油路１４３を流れた潤滑油Ｌは、第２放熱用接続部１４２ｂから第３配管Ｐ３に排出される。

【0036】

第３配管Ｐ３に排出された上記潤滑油Ｌは、電動モータ１１の第１モータ接続部１１１からモータ冷却用油路１１３に入り、モータ冷却用油路１１３を流れた後、第２モータ接続部１１２から第２配管Ｐ２に排出される。第２配管Ｐ２に排出された潤滑油Ｌは、アダプタ１５の第２接続口１５５から潤滑油収容部１５６内の吐出管１５７に流れ、潤滑油収容部１５６内に収容されている潤滑油Ｌの油面Ｓ（図４参照）の上部に吐出される。アダプタ１５の潤滑油収容部１５６と、ドライブユニット１２の油室１２Ｒとは連通しているため、ポンプ１３の駆動によって油室１２Ｒ内の潤滑油Ｌがアダプタ１５の接続管１５４を介して吸い上げられるのと同時に、吐出管１５７から潤滑油収容部１５６に吐出された潤滑油Ｌがドライブユニット１２の油室１２Ｒに入る。以降は、このような潤滑油Ｌの流れが繰り返される。すなわち、ドライブユニット１２の内部の潤滑油Ｌが、ポンプ１３、モータ制御部１４、および電動モータ１１を介して循環して流れる。

【0037】

ドライブユニット１２の内部の潤滑油Ｌは、ドライブユニット１２の内部の水路１２Ｗに取り込まれる低温の海水によって冷却される。したがって、ポンプ１３により、ドライブユニット１２の内部の潤滑油Ｌを、電動モータ１１を介して循環させることにより、電動モータ１１を冷却することができる。これにより、電動モータ１１を長時間安定した出力で駆動することができる。しかも、ドライブユニット１２の内部で潤滑の目的で用いられる流体（潤滑油Ｌ）を、電動モータ１１の冷却媒体として利用するため、電動モータ１１を冷却する専用の冷却媒体および冷却機構（例えば熱交換器）を別途用意する必要がない。その結果、電動モータ１１の冷却を簡単な構成で実現することができる。つまり、上記構成によれば、電動モータ１１の冷却を簡単な構成で実現して、電動モータ１１を長時間安定した出力で駆動することができる。

【0038】

特に、上記潤滑油Ｌによる電動モータ１１の冷却を確実に実現する観点では、電動モータ１１は、（ドライブユニット１２から供給される）潤滑油Ｌが流れるモータ冷却用油路１１３を有することが望ましい。

【0039】

ドライブユニット１２の内部の潤滑油Ｌを、モータ制御部１４の冷却媒体としても有効利用する観点では、ポンプ１３は、図９で示したように、上記潤滑油Ｌを、モータ制御部１４を介して循環させることが望ましい。

【0040】

ところで、モータ制御部１４は、コントローラ１４１ａを含んでいることから、電動モータ１１に比べて許容温度（耐熱温度）が低い。このため、潤滑油Ｌが低温であるうちに（昇温しない間に）、モータ制御部１４に供給してモータ制御部１４を効率よく（優先して）冷却することが望ましい。この点、例えばモータ制御部１４よりも先に電動モータ１１に潤滑油Ｌを供給して電動モータ１１を冷却すると、電動モータ１１の熱を吸収した後の（温度の上がった）潤滑油Ｌをモータ制御部１４に供給することになるため、モータ制御部１４を効率よく冷却することが困難となる。

【0041】

許容温度が低いモータ制御部１４を、低温の潤滑油によって効率よく冷却する観点では、ドライブユニット１２から電動モータ１１に向かって潤滑油Ｌが流れる油路（第１配管Ｐ１、第４配管Ｐ４、第３配管Ｐ３を含む）において、ポンプ１３、モータ制御部１４、および電動モータ１１の位置関係を本実施形態のように設定して、電動モータ１１よりも先に低温の潤滑油Ｌをモータ制御部１４に供給することが望ましい。すなわち、図９に示すように、上記油路において、ポンプ１３は、電動モータ１１よりも、潤滑油Ｌの流れ方向の上流側に位置し、モータ制御部１４は、ポンプ１３と電動モータ１１との間に位置することが望ましい。

【0042】

コントローラ１４１ａおよびインバータ１４１ｂは、電動モータ１１の駆動時に発熱して高温となる。本実施形態のように、モータ制御部１４がコントローラ１４１ａおよびインバータ１４１ｂを含む構成では、モータ制御部１４に潤滑油Ｌを供給することにより、コントローラ１４１ａおよびインバータ１４１ｂを冷却することができる。したがって、ポンプ１３により、モータ制御部１４および電動モータ１１を介して潤滑油Ｌを循環させる本実施形態の構成は、モータ制御部１４がコントローラ１４１ａ等を含む構成において非常に有効となる。

【0043】

また、コントローラ１４１ａおよびインバータ１４１ｂを確実に冷却するためには、コントローラ１４１ａおよびインバータ１４１ｂが配置される放熱板１４２を潤滑油Ｌによって冷却することが非常に有効である。この観点では、本実施形態のように、放熱板１４２は、上記潤滑油Ｌが流れる放熱用油路１４３を有することが望ましい。

【0044】

電動セイルドライブ３を１つのユニットとして扱うことが可能になる観点では、本実施形態のように、電動モータ１１、モータ制御部１４、およびポンプ１３がアダプタ１５に一括して搭載され、アダプタごとドライブユニット１２に取り付けられる構成が望ましい。

【0045】

電動モータ１１の冷却に用いられた潤滑油Ｌをドライブユニット１２の内部に戻して（海水によって）冷却し、冷却した潤滑油Ｌをポンプ１３によって取り出して、電動モータ１１等の冷却に再度利用するためには、電動モータ１１等が搭載されてドライブユニット１２に取り付けられるアダプタ１５において、上記潤滑油Ｌの通り道となる油路を確保することが望ましい。上記油路を確保する観点では、アダプタ１５は、上述した第１接続口１５３と、接続管１５４と、第２接続口１５５と、潤滑油収容部１５６と、を有する構成が望ましい。

【0046】

ところで、例えば潤滑油収容部１５６に潤滑油Ｌが充填されていると（潤滑油収容部１５６内に空間が存在しないと）、電動モータ１１の熱によって潤滑油Ｌが膨張したときに、ドライブユニット１２の外部の油路に、潤滑油Ｌの熱膨張を吸収する空間を有する構造部を別途設けることが必要となる。

【0047】

本実施形態では、図４で示すように、アダプタ１５において、潤滑油Ｌは、潤滑油収容部１５６の一部に収容される。すなわち、潤滑油Ｌは、潤滑油収容部１５６の全体に充填されない。この構成では、潤滑油収容部１５６において、潤滑油Ｌが存在しない残りの部分（油面Ｓよりも上方の空間）を、潤滑油Ｌの熱膨張を吸収する空間として利用することができ、潤滑油Ｌの熱膨張による体積変動に容易に対応することができる。したがって、例えば、ドライブユニット１２の外部の油路に、潤滑油の熱膨張を吸収する専用の上記構造部を別途設ける必要がなくなる。

【0048】

ドライブユニット１２の内部の潤滑油Ｌを、海水によって確実に冷却するためには、ドライブユニット１２の内部に、取込口を介して低温の海水を取り込み、その低温の海水によって、油室１２Ｒ内の潤滑油Ｌを冷却することが望ましい。この観点では、図４で示したように、ドライブユニット１２が、油室１２Ｒと（隔壁１２Ｔを介して）隔てられた水路１２Ｗを有し、水路１２Ｗが海水の取込口とつながる構成が望ましい。なお、上記取込口は、前述のように、通水口１２３ａまたは連通孔１２３ｂで構成され得る。

【0049】

なお、ドライブユニット１２は、内部に水路１２Ｗを持たない構成であってもよい。つまり、ドライブユニット１２の内部で流体が充填される部屋は、油室１２Ｒのみであってもよい。この場合、ドライブユニット１２のハウジング１２３が、油室１２Ｒの側壁（外壁）を構成する。この構成では、油室１２Ｒの内部の潤滑油Ｌは、金属製のハウジング１２３を介して隔てられる周囲の海水によって冷却される。したがって、ドライブユニット１２が内部に水路１２Ｗを持たない構成であっても、ポンプ１３によってドライブユニット１２の内部の潤滑油Ｌを、電動モータ１１等を介して循環させることにより、電動モータ１１等を冷却することができる。

【0050】

図７～図９に示すように、アダプタ１５は、さらに給油口１５８を有する。給油口１５８は、潤滑油収容部１５６と連通する（図７参照）。図９に示すように、給油口１５８には蓋１５８ａが装着されるが、図７および図８では、蓋１５８ａの図示を省略している。

【0051】

この構成では、例えば電動セイルドライブ３の工場出荷時、代理店または顧客への納品時、メンテナンス時、等の適切なタイミングで、アダプタ１５の蓋１５８ａを外して給油口１５８から潤滑油収容部１５６に潤滑油Ｌを流し込み、ドライブユニット１２の内部に潤滑油Ｌを充填または補充することができる。このように、アダプタ１５が給油口１５８を有する構成では、給油口１５８を介して潤滑油Ｌの充填等を適切なタイミングで行うことができるため、利便性が向上する。

【0052】

なお、ポンプ１３の下流側に、第４配管Ｐ４（図９参照）から分岐して、ドライブユニット１２の内部の潤滑油Ｌを取り出す専用のパイプを設けてもよい。メンテナンス時にポンプ１３を駆動して、ドライブユニット１２の内部の潤滑油Ｌを、上記パイプを介して取り出すことにより、潤滑油Ｌの定期的な交換を行うことも可能となる。

【0053】

〔３．変形例〕
次に、本実施形態の電動セイルドライブ３の変形例について説明する。変形例の電動セイルドライブ３において、潤滑油Ｌが流れる油路、潤滑油Ｌが流れる順序なども含めて、電動モータ１１を冷却するための基本的な構成は、図２～図１１で示した電動セイルドライブ３と同じである。ただし、変形例の電動セイルドライブ３では、図２等で示した電動セイルドライブ３とは蓋体４の構成が異なる。以下、変形例の電動セイルドライブ３における蓋体４の構成について説明する。

【0054】

図１２は、変形例の電動セイルドライブ３の上部を右前方から見たときの斜視図である。図１３は、上記電動セイルドライブ３の上部を左前方から見たときの斜視図である。図１４は、上記電動セイルドライブ３の上部の分解斜視図である。図１５は、上記電動セイルドライブ３の上部を左前方から見たときの斜視図であって、蓋体４の図示を省略した状態で示したものである。

【0055】

電動セイルドライブ３の蓋体４は、図２で示したように単一のカバーで構成されてもよいが、図１２～図１４で示すように、複数のカバーを含んで構成されてもよい。図１２等の例では、蓋体４は、第１カバー４１と、第２カバー４２と、を含んで構成されている。なお、蓋体４は、３つ以上のカバーを含んで構成されていてもよい。

【0056】

（３－１．第１カバー）
第１カバー４１は、例えば金属板で構成されており、蓋体４を補強するために設けられる。上記金属板を構成する金属は、例えばアルミニウムである。これにより、第１カバー４１をアルミ鋳造で容易に製造することができる。なお、第１カバー４１は、ステンレス鋼などの他の金属で構成されてもよい。図１４に示すように、第１カバー４１は、第１ボルトＢ１を挿入するための挿入孔４１ａを有する。第１カバー４１において、挿入孔４１ａは４つ設けられているが、挿入孔４１ａの数は特に限定されない。第１カバー４１は、電動モータ１１の上方に位置する。

【0057】

第１カバー４１の左右方向の中央部には、溝部４１ｂが形成されている。溝部４１ｂは前後方向に延びて形成される。溝部４１ｂの存在により、第１カバー４１の表面に段差が形成される。これにより、第１カバー４１の剛性（特に曲げ剛性）が増す。溝部４１ｂには、樹脂板４３が嵌め込まれており、これによって第１カバー４１の表面（上面）が、外見上、面一に形成される。なお、樹脂板４３を設けることは、必ずしも必要ではない。

【0058】

第１カバー４１は、左右方向に延びる取付ステー４４に第１ボルトＢ１によって固定される。取付ステー４４は、前後方向に間隔をあけて２つ設けられている。各取付ステー４４は、アダプタ１５に取り付けられた左右の側壁部４５Ｒおよび４５Ｌの上部にボルト締結され、左右方向に架け渡される。したがって、第１カバー４１は、各取付ステー４４と、左右の側壁部４５Ｒおよび４５Ｌとを介して、アダプタ１５に支持される。

【0059】

このように、第１カバー４１は、電動モータ１１の上方に位置して、各取付ステー４４等を介してアダプタ１５に支持されるため、外部からの力に対して、電動モータ１１を保護することができる。例えば、船舶１（図１参照）に乗り込んだ搭乗者が電動セイルドライブ３にメンテナンスを目的としてアクセスしようとしたときに、誤って電動セイルドライブ３を足で踏みつけてしまった場合でも、第１カバー４１が踏みつけ時の押圧力を受け止める。これにより、電動モータ１１が損傷するおそれが低減される。

【0060】

また、電動モータ１１の上部には、電動モータ１１の出力軸の回転数を検知するエンコーダＥＮが設けられている。そして、エンコーダＥＮの出力信号をコントローラ１４１ａ（図５参照）に導くための配線（図示せず）が、エンコーダＥＮから引き出される。加えて、電動モータ１１の上述した第１モータ接続部１１１および第２モータ接続部１１２も、電動モータ１１の上部に位置している（図１５参照）。搭乗者が誤って電動セイルドライブ３を上方から足で踏みつけてしまった場合でも、第１カバー４１が上記押圧力を受け止めるため、上記配線がエンコーダＥＮから外れてしまうおそれも低減される。さらに、第１モータ接続部１１１および第２モータ接続部１１２が破損するおそれも低減される。

【0061】

電動モータ１１の後方は、第１カバー４１および他の部材によって覆われておらず、外部に露出している（図１４、図１５参照）。これにより、電動モータ１１の放熱性の向上が図られる。

【0062】

（３－２．第２カバー）
第２カバー４２は、例えばポリカーボネートなどの樹脂で構成されるが、アクリルなどの他の樹脂で構成されてもよい。また、第２カバー４２は、第１カバー４１と同様に金属で構成されてもよい。つまり、蓋体４の少なくとも一部は金属カバーであってもよい。第２カバー４２を樹脂で構成するか、金属で構成するかは、例えばコストに応じて適宜選択されればよい。第２カバー４２は、第１カバー４１の前方に位置して、モータ制御部１４（図３等参照）を覆う。

【0063】

図１４に示すように、第２カバー４２は、上部カバー４２ａと、前部カバー４２ｂと、有する。上部カバー４２ａは、モータ制御部１４の上方に位置する。前部カバー４２ｂは、モータ制御部１４の前方から左右方向に延び、左右方向の両端部がさらに後方に延びて形成される。前部カバー４２ｂは、上部カバー４２ａの周縁の一部と連結される。

【0064】

上部カバー４２ａの後部には、上下方向に貫通する第１貫通孔４２ａ１が、左右方向に並んで形成されている。前部カバー４２ｂには、前後方向に貫通する第２貫通孔４２ｂ１が、左右方向に並んで形成されている。第２ボルトＢ２を第１貫通孔４２ａ１に挿入し、さらに、第１カバー４１の前部に形成された取付穴４１ｃに挿入して、裏面側のナットＮ１と締結する。また、第３ボルトＢ３を第２貫通孔４２ｂ１に挿入して、アダプタ１５に取り付けられる取付カバー１５９の開口部１５９ａにねじ込む。これにより、第２カバー４２は、第１カバー４１およびアダプタ１５の両方に取り付けられる。なお、取付カバー１５９の上面には、各種のハーネスが引き回されているが、図面では便宜的に上記ハーネスの図示を省略している。

【0065】

第２カバー４２の上部カバー４２ａの左右方向の中央部には、凹部４２ｐが形成されている。凹部４２ｐは、前後方向に延びて形成されるとともに、第１カバー４１の溝部４１ｂを前方に延長した位置に形成される。凹部４２ｐの存在により、第２カバー４２の表面に段差が形成され、これによって第２カバー４２の剛性（特に曲げ剛性）が増す。凹部４２ｐには、第１カバー４１の樹脂板４３に相当する部材は嵌め込まれていないが、上記部材が嵌め込まれていてもよい。

【0066】

（３－３．電力供給部の詳細）
図１６は、変形例の電動セイルドライブ３の上部の詳細な構成を示す斜視図である。なお、図１６では、便宜的に、上述した蓋体４およびその支持部（取付ステー４４、側壁部４５Ｒおよび４５Ｌ、取付カバー１５９を含む）の図示を省略している。

【0067】

変形例の電動セイルドライブ３は、電力供給部１９を備えている。電力供給部１９は、バッテリ（図示せず）から供給される電力を、モータ制御部１４を介して電動モータ１１に供給する。なお、変形例の電動セイルドライブ３において示す電力供給部１９は、図２等に基づいて先に示した電動セイルドライブ３にも勿論適用可能である。

【0068】

電力供給部１９は、第１コネクタ１９１と、第２コネクタ１９２と、第１導通板１９３と、リレー１９４と、第２導通板１９５と、第３導通板１９６と、バスバー１９７と、を含む。

【0069】

第１コネクタ１９１および第２コネクタ１９２はそれぞれ、モータ制御部１４の右前方および左前方に位置し、ブラケット１９８を介してアダプタ１５に取り付けられている。第１コネクタ１９１には、上記バッテリから直流電圧（例えば＋４８Ｖ）が供給される。上記直流電圧は、銅製の第１導通板１９３を介してリレー１９４に入力される。リレー１９４の内部では、必要に応じて導通のオン／オフが切り換えられる。導通がオンのとき、上記直流電圧は、銅製の第２導通板１９５を介してモータ制御部１４のインバータ１４１ｂ（図４参照）に入力される。

【0070】

第２コネクタ１９２には、上記バッテリから直流電圧（例えば－４８Ｖ）が供給される。上記直流電圧は、銅製の第３導通板１９６を介してモータ制御部１４のインバータ１４１ｂに入力される。

【0071】

インバータ１４１ｂでは、第２導通板１９５および第３導通板１９６を介して入力された直流電圧が、コントローラ１４１ａ（図４参照）からの制御信号に基づいて、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電圧に変換される。上記交流電圧は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して設けられる各バスバー１９７を介して、インバータ１４１ｂから電動モータ１１に供給される。これにより、電動モータ１１が駆動される。

【0072】

〔４．補足〕
コントローラ１４１ａは、冷却対象である電動モータ１１およびモータ制御部１４の温度を監視しつつ、ポンプ１３の駆動および停止を制御してもよい。例えば、コントローラ１４１ａは、電動モータ１１およびモータ制御部１４のいずれか一方または両方が高温（例えば判定閾値以上で限界温度以下）になったときのみにポンプ１３を駆動させ、逆に、両者とも十分に低温（例えば判定閾値未満）であるときには、ポンプ１３を停止させてもよい。このようなポンプ１３の制御により、電動モータ１１およびモータ制御部１４の冷却不要時に、ポンプ１３の駆動によって無為に電力を消費することを防止することができる。また、特に電動モータ１１が停止状態または低回転であるときに、ポンプ１３を駆動させると、ポンプ１３の音が電動モータ１１の音よりも大きく聞こえがちになる。電動モータ１１が停止状態等であり、電動モータ１１の温度が低いときにポンプ１３を停止させることにより、ポンプ１３の騒音を低減することができる。

【0073】

本実施形態では、潤滑油Ｌが流れる油路において、ポンプ１３、モータ制御部１４、および電動モータ１１を直列に配置して、モータ制御部１４および電動モータ１１をこの順で冷却する構成としている。このような構成において、潤滑油Ｌの循環に何らかの問題が発生し、電動モータ１１およびモータ制御部１４のいずれかが判定閾値を超えた高温になれば、コントローラ１４１ａは、電動モータ１１に対して以下の制御を行ってもよい、すなわち、電動モータ１１等のさらなる温度上昇を防ぐために、電動モータ１１の駆動を制限する制限運転モードに移行する２次的な制御を行ってもよい。

【0074】

また、潤滑油Ｌが流れる上記油路において、モータ制御部１４および電動モータ１１は並列に配置されてもよい。この場合、モータ制御部１４および電動モータ１１のそれぞれの油路にセンサを設けて、各油路において潤滑油Ｌの循環の異常検知を行ってもよい。なお、上記した直列配置の場合、潤滑油Ｌが流れる油路のどこか１か所に上記センサを設ければ、潤滑油Ｌの循環の異常を検知することが可能となり、センサを設ける数が並列の場合よりも少なくて済む。

【0075】

潤滑油Ｌが流れる上記油路に位置する配管（第１配管Ｐ１～第４配管Ｐ４）は、金属製の配管であってもよいし、樹脂製の配管（ゴム配管）であってもよい。例えばポンプ１３は駆動によって振動するため、ポンプ１３と接続される第１配管Ｐ１および第４配管Ｐ４は、振動によって疲労が起こり得る金属製の配管よりも、上記振動を吸収できる樹脂製の配管であることが望ましい。

【0076】

〔５．付記〕
本実施形態で説明した電動セイルドライブおよび船舶は、以下の付記のように表現することができる。

【0077】

付記（１）の電動セイルドライブは、
電動モータと、
前記電動モータによって駆動される（前記電動モータによって駆動されて推進力を発生する）ドライブユニットと、
前記ドライブユニットの内部の潤滑油を、前記電動モータを介して循環させるポンプと、を備える。

【0078】

付記（２）の電動セイルドライブは、付記（１）に記載の電動セイルドライブにおいて、
前記電動モータは、前記潤滑油が流れるモータ冷却用油路を有する。

【0079】

付記（３）の電動セイルドライブは、付記（１）または（２）に記載の電動セイルドライブにおいて、
電動モータを制御するモータ制御部をさらに備え、
前記ポンプは、前記潤滑油を、前記モータ制御部を介して循環させる。

【0080】

付記（４）の電動セイルドライブは、付記（３）に記載の電動セイルドライブにおいて、
前記ドライブユニットから前記電動モータに向かって前記潤滑油が流れる油路において、
前記ポンプは、前記電動モータよりも、前記潤滑油の流れ方向の上流側に位置し、
前記モータ制御部は、前記ポンプと前記電動モータとの間に位置する。

【0081】

付記（５）の電動セイルドライブは、付記（３）または（４）に記載の電動セイルドライブにおいて、
前記モータ制御部は、
前記電動モータに電力を供給するインバータと、
前記インバータを制御するコントローラと、を含む。

【0082】

付記（６）の電動セイルドライブは、付記（５）に記載の電動セイルドライブにおいて、
前記モータ制御部は、前記インバータおよび前記コントローラが配置される放熱板をさらに含み、
前記放熱板は、前記潤滑油が流れる放熱用油路を有する。

【0083】

付記（７）の電動セイルドライブは、付記（３）から（６）のいずれかに記載の電動セイルドライブにおいて、
前記ドライブユニットに取り付けられるアダプタをさらに備え、
前記電動モータ、前記モータ制御部、および前記ポンプは、前記アダプタに搭載される。

【0084】

付記（８）の電動セイルドライブは、付記（７）に記載の電動セイルドライブにおいて、
前記ドライブユニットは、前記潤滑油を収容する油室を有し、
前記アダプタは、
前記ポンプと第１配管を介して接続される第１接続口と、
前記第１接続口と前記油室とを接続する接続管と、
前記電動モータと第２配管を介して接続される第２接続口と、
前記第２接続口と連通するとともに、前記油室と連通する潤滑油収容部と、を有する。

【0085】

付記（９）の電動セイルドライブは、付記（８）に記載の電動セイルドライブにおいて、
前記アダプタにおいて、前記潤滑油は、前記潤滑油収容部の一部に収容される。

【0086】

付記（１０）の電動セイルドライブは、付記（８）または（９）に記載の電動セイルドライブにおいて、
前記ドライブユニットは、前記油室と隔てられた水路をさらに有し、
前記水路は、海水の取込口とつながる。

【0087】

付記（１１）の電動セイルドライブは、付記（８）から（１０）のいずれかに記載の電動セイルドライブにおいて、
前記アダプタは、前記潤滑油収容部と連通する給油口を有する。

【0088】

付記（１２）の船舶は、付記（１）から（１１）のいずれかに記載の電動セイルドライブを備える。

【0089】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で拡張または変更して実施することができる。

【産業上の利用可能性】

【0090】

本発明の電動セイルドライブは、例えば帆船などの船舶に利用可能である。

【符号の説明】

【0091】

１ 船舶
３ 電動セイルドライブ
１１ 電動モータ
１２ ドライブユニット
１２Ｒ 油室
１２Ｗ 水路
１３ ポンプ
１４ モータ制御部
１５ アダプタ
１１３ モータ冷却用油路
１２３ａ 通水口（取込口）
１２３ｂ 連通孔（取込口）
１４１ａ コントローラ
１４１ｂ インバータ
１４２ 放熱板
１４３ 放熱用油路
１５３ 第１接続口
１５４ 接続管
１５５ 第２接続口
１５６ 潤滑油収容部
１５８ 給油口
Ｌ 潤滑油

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】