(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】P2024152242
(43)【公開日】2024-10-25
(54)【発明の名称】船外機および船舶
(51)【国際特許分類】
B63H 20/14 20060101AFI20241018BHJP
B63H 20/32 20060101ALI20241018BHJP
【FI】
B63H20/14 100
B63H20/32 510
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023066309
(22)【出願日】2023-04-14
(71)【出願人】
【識別番号】000010076
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001911
【氏名又は名称】弁理士法人アルファ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岡本 修平
(57)【要約】
【課題】内部のレイアウト変更を容易に行うことができる船外機。
【解決手段】船外機は、駆動源と、プロペラと、駆動源の駆動力をプロペラに伝達する伝達機構であって、前後方向に延伸し、プロペラとともに回転するプロペラ軸と、駆動源と接続された入力軸であって、駆動源との接続部から下方に延伸し、駆動源の駆動力によって回転する入力軸と、プロペラ軸と接続された第1の出力軸であって、プロペラ軸から上方に延伸し、入力軸と離間して配置され、プロペラ軸に動力を伝達する第1の出力軸と、入力軸の回転を第1の出力軸に伝達する第1の巻き掛け伝動機構とを備える。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
船外機であって、
駆動源と、
プロペラと、
前記駆動源の駆動力を前記プロペラに伝達する伝達機構であって、
前後方向に延伸し、前記プロペラとともに回転するプロペラ軸と、
前記駆動源と接続された入力軸であって、前記駆動源との接続部から下方に延伸し、前記駆動源の駆動力によって回転する入力軸と、
前記プロペラ軸と接続された第1の出力軸であって、前記プロペラ軸から上方に延伸し、前記入力軸と離間して配置され、前記プロペラ軸に動力を伝達する第1の出力軸と、
前記入力軸の回転を前記第1の出力軸に伝達する第1の巻き掛け伝動機構と、を有する伝達機構と、
を備える、船外機。
【請求項2】
請求項1に記載の船外機であって、
前記第1の出力軸は、前記入力軸よりも後方に配置されている、船外機。
【請求項3】
請求項2に記載の船外機であって、
前記第1の出力軸の少なくとも一部および前記プロペラ軸を収容し、前記第1の出力軸を中心として回動自在であるロワーケースを備える、船外機。
【請求項4】
請求項1に記載の船外機であって、
前記第1の出力軸に設けられたシフト機構を備える、船外機。
【請求項5】
請求項4に記載の船外機であって、さらに、
前記第1の出力軸の少なくとも一部および前記プロペラ軸を収容し、前記第1の出力軸を中心として回動自在であるロワーケースと、
前記ロワーケースの上部に配置され、前記シフト機構を収容するアッパーケースと、を備える、船外機。
【請求項6】
請求項1に記載の船外機であって、
前記第1の巻き掛け伝動機構は、
前記入力軸の周りに設けられた第1の入力側スプロケットと、
前記第1の出力軸の周りに設けられた第1の出力側スプロケットと、
前記第1の入力側スプロケットおよび前記第1の出力側スプロケットに噛み合う第1のチェーンと、を含む、船外機。
【請求項7】
請求項2に記載の船外機であって、さらに、
前記駆動源の駆動力によって駆動する被駆動機であって、前記入力軸よりも下方、かつ、前記第1の出力軸よりも前方に配置される被駆動機を備える、船外機。
【請求項8】
請求項7に記載の船外機であって、さらに、
上下方向に延伸し、前記被駆動機に動力を伝達する第2の出力軸と、
前記入力軸の動力を前記第2の出力軸に伝達する第2の巻き掛け伝動機構と、を備える、船外機。
【請求項9】
請求項8に記載の船外機であって、
前記第2の巻き掛け伝動機構は、
前記入力軸の周りに設けられた第2の入力側スプロケットと、
前記第2の出力軸の周りに設けられた第2の出力側スプロケットと、
前記第2の入力側スプロケットおよび前記第2の出力側スプロケットに噛み合う第2のチェーンと、を含む、船外機。
【請求項10】
請求項7に記載の船外機であって、
前記被駆動機は、ウォーターポンプである、船外機。
【請求項11】
船舶であって、
船体と、
前記船体の後部に取り付けられた請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の船外機と、
を備える、船舶。
【請求項12】
船外機であって、
駆動源と、
プロペラと、
前記駆動源の駆動力を前記プロペラに伝達する伝達機構であって、
前後方向に延伸し、前記プロペラとともに回転するプロペラ軸と、
前記駆動源と接続された入力軸であって、前記駆動源との接続部から下方に延伸し、前記駆動源の駆動力によって回転する入力軸と、
前記プロペラ軸と接続された第1の出力軸であって、前記プロペラ軸から上方に延伸し、前記入力軸と離間して配置され、前記プロペラ軸に動力を伝達する第1の出力軸と、
前記入力軸の回転を前記第1の出力軸に伝達する第1の伝動機構と、を有する伝達機構と、
を備える、船外機。
【請求項13】
請求項12に記載の船外機であって、
前記第1の出力軸は、前記入力軸よりも後方に配置されている、船外機。
【請求項14】
請求項13に記載の船外機であって、
前記第1の出力軸の少なくとも一部および前記プロペラ軸を収容し、前記第1の出力軸を中心として回動自在であるロワーケースを備える、船外機。
【請求項15】
請求項12に記載の船外機であって、さらに、
前記第1の出力軸に設けられたシフト機構を備える、船外機。
【請求項16】
請求項15に記載の船外機であって、さらに、
前記第1の出力軸の少なくとも一部および前記プロペラ軸を収容し、前記第1の出力軸を中心として回動自在であるロワーケースと、
前記ロワーケースの上部に配置され、前記シフト機構を収容するアッパーケースと、を備える、船外機。
【請求項17】
請求項13に記載の船外機であって、さらに、
前記駆動源の駆動力によって駆動する被駆動機であって、前記入力軸よりも下方、かつ、前記第1の出力軸よりも前方に配置される被駆動機を備える、船外機。
【請求項18】
請求項17に記載の船外機であって、さらに、
上下方向に延伸し、前記被駆動機に動力を伝達する第2の出力軸と、
前記入力軸の動力を前記第2の出力軸に伝達する第2の伝動機構と、を備える、船外機。
【請求項19】
請求項17に記載の船外機であって、
前記被駆動機は、ウォーターポンプである、船外機。
【請求項20】
船舶であって、
船体と、
前記船体の後部に取り付けられた請求項12から請求項19までのいずれか一項に記載の船外機と、
を備える、船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に開示される技術は、船外機および船舶に関する。
【背景技術】
【0002】
船舶は、船体と、船体の後部に取り付けられた船外機とを備える。船外機は、船舶を推進させる推力を生み出す装置である。船外機は、駆動源と、プロペラと、プロペラ軸を有し、駆動源の駆動力をプロペラに伝達する伝達機構とを備える。
【0003】
従来、クランクシャフトを有するエンジンと、プロペラと、プロペラに機械的に接続されたプロペラシャフトと、エンジンの動力をプロペラ軸に伝達するドライブシャフトとを備える船外機が開示されている。ドライブシャフトの上端部は、クランクシャフトに機械的に接続され、ドライブシャフトの下端部は、プロペラシャフトに機械的に接続されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記従来技術の船外機では、伝達機構を構成するドライブシャフトが、駆動源からプロペラ軸まで一直線に延びているため、船外機内のレイアウトを変更する際の自由度が低かった。
【0006】
本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本明細書に開示される技術は、例えば以下の形態として実現することが可能である。
【0008】
(1)本明細書に開示される船外機は、駆動源と、プロペラと、前記駆動源の駆動力を前記プロペラに伝達する伝達機構であって、前後方向に延伸し、前記プロペラとともに回転するプロペラ軸と、前記駆動源と接続された入力軸であって、前記駆動源との接続部から下方に延伸し、前記駆動源の駆動力によって回転する入力軸と、前記プロペラ軸と接続された第1の出力軸であって、前記プロペラ軸から上方に延伸し、前記入力軸と離間して配置され、前記プロペラ軸に動力を伝達する第1の出力軸と、前記入力軸の回転を前記第1の出力軸に伝達する第1の巻き掛け伝動機構と、を有する伝達機構とを備える。
【0009】
本船外機によれば、入力軸と第1の出力軸とが離間して配置され、第1の巻き掛け伝動機構が入力軸の動力を第1の出力軸に伝達するため、第1の巻き掛け伝動機構の構成を変えることによって第1の出力軸の位置を容易に変更することができ、船外機内のレイアウトを変更する際の自由度を高めることができる。
【0010】
(2)本明細書に開示される他の船外機は、駆動源と、プロペラと、前記駆動源の駆動力を前記プロペラに伝達する伝達機構であって、前後方向に延伸し、前記プロペラとともに回転するプロペラ軸と、前記駆動源と接続された入力軸であって、前記駆動源との接続部から下方に延伸し、前記駆動源の駆動力によって回転する入力軸と、前記プロペラ軸と接続された第1の出力軸であって、前記プロペラ軸から上方に延伸し、前記入力軸と離間して配置され、前記プロペラ軸に動力を伝達する第1の出力軸と、前記入力軸の回転を前記第1の出力軸に伝達する第1の伝動機構と、を有する伝達機構とを備える。
【0011】
本船外機によれば、入力軸と第1の出力軸とが離間して配置され、第1の伝動機構が入力軸の動力を第1の出力軸に伝達するため、第1の伝動機構の構成を変えることによって第1の出力軸の位置を容易に変更することができ、船外機内のレイアウトを変更する際の自由度を高めることができる。
【0012】
なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、船外機、船外機と船体とを備える船舶等の形態で実現することができる。
【発明の効果】
【0013】
本明細書に開示される船外機によれば、入力軸と第1の出力軸とが離間して配置され、第1の伝動機構が入力軸の動力を第1の出力軸に伝達するため、第1の伝動機構の構成を変えることによって第1の出力軸の位置を容易に変更することができ、船外機内のレイアウトを変更する際の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】第1実施形態の船舶10の構成を概略的に示す斜視図
【
図2】第1実施形態における船外機100の構成を概略的に示す側面図
【
図3】船舶10におけるシフト制御構成を示すブロック図
【
図4】船舶10の前進状態でのシフト機構300の動力伝達を概略的に示す説明図
【
図5】船舶10の後進状態でのシフト機構300の動力伝達を概略的に示す説明図
【
図6】船舶10のニュートラル状態でのシフト機構300の動力伝達を概略的に示す説明図
【
図7】第2実施形態におけるシフト機構300aの周辺の構成を概略的に示す説明図
【発明を実施するための形態】
【0015】
A.第1実施形態:
A-1.船舶10の構成:
図1は、第1実施形態の船舶10の構成を概略的に示す斜視図である。
図1および後述する他の図面には、船舶10の位置を基準とした各方向を表す矢印を示している。各図には、前方(FRONT)、後方(REAR)、左方(LEFT)、右方(RIGHT)、上方(UPPER)および下方(LOWER)のそれぞれを表す矢印を示している。前後方向、左右方向、上下方向(鉛直方向)は、それぞれ互いに直交する方向である。なお、本明細書における前後方向に延びる軸線や部材等は、必ずしも前後方向と平行である必要はない。前後方向に延びる軸線や部材とは、前後方向に対して±45°の範囲で傾斜している軸線や部材を含む。同様に、上下方向に延びる軸線や部材とは、上下方向に対して±45°の範囲で傾斜している軸線や部材を含み、左右方向に延びる軸線や部材とは、左右方向に対して±45°の範囲で傾斜している軸線や部材を含む。
【0016】
船舶10は、船体200と、船外機100とを備える。本実施形態では、船舶10は、1つの船外機100を有するが、船舶10が複数の船外機100を有していてもよい。
【0017】
(船体200の構成)
船体200は、船舶10において乗員が搭乗する部分である。船体200は、居住空間204を有する船体本体部202と、居住空間204に設置された操縦席240と、操縦席240付近に設置された操縦装置250とを有する。操縦装置250は、操船のための装置であり、例えば、ステアリングホイール252と、シフト・スロットルレバー254と、ジョイスティック255と、モニタ256と、入力装置258とを有する。また、船体200は、居住空間204の後端を区画する仕切壁220と、船体200の後端に位置するトランサム210とを有する。前後方向において、トランサム210と仕切壁220との間には空間206が存在している。
【0018】
(船外機100の構成)
図2は、第1実施形態における船外機100の構成を概略的に示す側面図である。以下では、特に断りがない限り、基準姿勢の船外機100について説明する。基準姿勢は、後述するクランクシャフト124の回転軸線Acが上下方向に延伸し、かつ、後述するプロペラ軸137の回転軸線Apが前後方向に延伸する姿勢である。前後方向、左右方向および上下方向のそれぞれは、基準姿勢の船外機100に基づいて定められる。
【0019】
船外機100は、船舶10を推進させる推力を発生する装置である。船外機100は、船体200の後部のトランサム210に取り付けられている。船外機100は、船外機本体110と、懸架装置150とを有する。
【0020】
(船外機本体110の構成)
船外機本体110は、エンジンアセンブリ120と、伝達機構130と、プロペラ112と、カウル114と、ケーシング116と、ウォーターポンプ140と、ポンプシャフト134とを有する。
【0021】
カウル114は、船外機本体110の上部に配置された収容体である。カウル114は、カウル114の下部を構成する下部カウル114bと、カウル114の上部を構成する上部カウル114aとを有する。上部カウル114aは、下部カウル114bに対して、取り外し可能に取り付けられている。
【0022】
ケーシング116は、カウル114の下方に位置し、船外機本体110の下部に配置された収容体である。ケーシング116は、ロワーケース116bと、アッパーケース116aとを有する。ロワーケース116bは、後述の出力軸133の少なくとも一部およびプロペラ軸137を収容している。ロワーケース116bは、出力軸133を中心として回動自在となるように、アッパーケース116aと接続されている。アッパーケース116aは、ロワーケース116bの上部に配置され、シフト機構300を収容している。
【0023】
エンジンアセンブリ120は、カウル114内に収容されている。エンジンアセンブリ120は、エンジン本体122と、フライホイール式マグネット発電機127とを有する。
【0024】
エンジン本体122は、動力を発生する原動機である。エンジン本体122は、例えば内燃機関により構成されている。エンジン本体122は、図示しないピストンの往復運動を回転運動に変換するクランクシャフト124を有する。クランクシャフト124は、その回転軸線Acが上下方向に延伸する姿勢で配置されている。エンジン本体122は、特許請求の範囲における駆動源の一例である。なお、本実施形態の船外機100は、駆動源の一例として内燃機関であるエンジン本体122を備えているが、船外機100は、駆動源として電動モータを備えていてもよいし、内燃機関と電動モータとの両方を備えていてもよい。
【0025】
フライホイール式マグネット発電機127は、エンジン本体122の補機としての交流発電機であり、カウル114内におけるエンジン本体122の上方に収容されている。フライホイール式マグネット発電機127は、フライホイールロータ128と、ステータ129とを有する。フライホイールロータ128は、クランクシャフト124の上端部に連結されており、クランクシャフト124の回転に伴い回転する。
【0026】
伝達機構130は、エンジン本体122の駆動力をプロペラ112に伝達する機構である。伝達機構130の少なくとも一部は、ケーシング116に収容されている。伝達機構130は、シフト機構300と、プロペラ軸137とを有する。
【0027】
プロペラ軸137は、棒状の部材であり、船外機本体110の比較的下方において、前後方向に延伸する姿勢で配置されている。プロペラ軸137は、プロペラ112とともに回転する。プロペラ軸137の前端部は、ロワーケース116bに収容されており、プロペラ軸137の後端部は、ロワーケース116bから後方に突出している。プロペラ軸137の前端部は、ギヤ138を有している。
【0028】
シフト機構300は、エンジン本体122の駆動力をプロペラ軸137に伝達する。シフト機構300は、出力軸133の上方に設けられている。シフト機構300の動作については後に詳述するが、プロペラ軸137の回転方向を切り替え、プロペラ112の回転方向を変えることにより、船舶10を前進状態と後進状態との間で切り替える。
【0029】
プロペラ112は、複数枚の羽根を有する回転体であり、プロペラ軸137の後端部に取り付けられている。プロペラ112は、回転軸線Apまわりのプロペラ軸137の回転に伴って回転する。プロペラ112は、回転することによって推力を発生する。前述のように、ロワーケース116bが回動自在であるため、プロペラ112は、ロワーケース116bの回動に伴って、出力軸133を中心として回動する。そのため、船舶10は、ロワーケース116bを回動させることによって操船が行われる。
【0030】
ウォーターポンプ140は、例えばエンジン本体122を冷却するための水を船外機100の外部から汲み上げる。ポンプシャフト134は、上下方向に延伸している。ポンプシャフト134は、エンジン本体122の駆動力によって駆動し、ウォーターポンプ140に動力を伝達する。ウォーターポンプ140は、ポンプシャフト134によって伝達されるエンジン本体122の駆動力によって駆動する。ウォーターポンプ140は、特許請求の範囲における被駆動機の一例である。ポンプシャフト134は、特許請求の範囲における第2の出力軸の一例である。
【0031】
(懸架装置150の構成)
懸架装置150は、船外機本体110を船体200に懸架する装置である。懸架装置150は、左右一対のクランプブラケット152と、チルト軸160と、スイベルブラケット156とを含む。
【0032】
左右一対のクランプブラケット152は、船体200の後方に、互いに左右方向に離隔した状態で配置されており、例えばボルトによって船体200のトランサム210に固定されている。各クランプブラケット152は、左右方向に延伸する貫通孔が形成された筒状の支持部152aを有する。
【0033】
チルト軸160は、棒状の部材であり、クランプブラケット152の支持部152aの貫通孔内に回転可能に支持されている。チルト軸160の中心線であるチルト軸線Atは、船外機100のチルト動作における水平方向(左右方向)の軸線を構成する。
【0034】
スイベルブラケット156は、一対のクランプブラケット152に挟まれるように配置されており、チルト軸線Atまわりに回転可能に、チルト軸160を介してクランプブラケット152の支持部152aに支持されている。スイベルブラケット156は、例えば油圧シリンダ等のアクチュエータを含むチルト装置(図示せず)により、クランプブラケット152に対してチルト軸線Atまわりに回転駆動される。
【0035】
スイベルブラケット156がクランプブラケット152に対してチルト軸線Atまわりに回転すると、スイベルブラケット156に支持された船外機本体110もチルト軸線Atまわりに回転する。これにより、船体200に対して船外機本体110を上下方向に回転させるチルト動作が実現される。船外機100のチルト動作により、プロペラ112が水中に位置するチルトダウン状態(船外機100が基準姿勢にある状態)からプロペラ112が水面より上側に位置するチルトアップ状態までの範囲で、船外機本体110のチルト軸線Atまわりの角度を変更することができる。なお、船外機本体110のチルト軸線Atまわりの角度を調整して船舶10の走行時の姿勢を調整するトリム動作も実行することができる。
【0036】
A-2.シフト機構300による船舶10のシフト制御:
(船舶10のシフト制御構成)
図3は、船舶10におけるシフト制御構成を示すブロック図である。船舶10は、コントローラ(制御装置)180と、切替機構190とを備えている。
【0037】
コントローラ180は、例えば、CPU、マルチコアCPU、プログラマブルなデバイス(Field Programmable Gate Array(FPGA)、Programmable Logic Device(PLD)等)を用いて構成される。
【0038】
切替機構190は、シフト機構300に含まれており、例えば油圧等によって、後述する第1のクラッチ331や第2のクラッチ332といった船外機100の各部の構成を機械的に制御する。
【0039】
コントローラ180は、乗員によるシフト・スロットルレバー254の操作に基づいて切替機構190の動作を制御する。切替機構190は、第1のクラッチ331や第2のクラッチ332を動作させることにより、後述の第1の巻き掛け伝動機構310および後述の歯車伝動機構320の動力伝達の入り切りを切り替え、船舶10のシフト制御を行う。
【0040】
(シフト機構300の詳細構成)
図4は、船舶10の前進状態でのシフト機構300の動力伝達を概略的に示す説明図である。
図5は、船舶10の後進状態でのシフト機構300の動力伝達を概略的に示す説明図である。
図6は、船舶10のニュートラル状態でのシフト機構300の動力伝達を概略的に示す説明図である。
【0041】
第1実施形態におけるシフト機構300は、ハウジング304と、第1アセンブリ301と、第2アセンブリ302と、第1の巻き掛け伝動機構310と、歯車伝動機構320と、前述の切替機構190とを有する。
【0042】
ハウジング304は、シフト機構300を構成する部品の少なくとも一部を収容する収容体である。
【0043】
第1アセンブリ301は、上下方向に略平行な第1の仮想軸VA1の周りに配置された部品の集合体である。第1アセンブリ301は、入力軸132と、第1のクラッチ331と、第1のピストン335と、第1の回転体341とを含む。また、第1アセンブリ301を構成する少なくとも一部の部品には、第1のピストン335を動作させるために用いられるオイルの流路である第1の流路351が形成されている。
【0044】
入力軸132は、上下方向に延伸する棒状の部材である。入力軸132の上端部は、エンジン本体122におけるクランクシャフト124の下端部と機械的に接続されており、エンジン本体122との接続部から下方に延伸している。入力軸132は、エンジン本体122の駆動力によって、クランクシャフト124とともに回転する。
【0045】
第1の回転体341は、入力軸132の周りに配置され、第1の仮想軸VA1の周りを回転する回転体である。
【0046】
第1のクラッチ331および第1のピストン335は、入力軸132の周りに配置されている。第1のピストン335は、第1の流路351を介して供給されるオイルの油圧によって動作し、第1のクラッチ331の固定と切り離しとを切り替える。すなわち、第1のクラッチ331は、油圧クラッチである。第1のクラッチ331が固定されることにより、後述の第1の入力側スプロケット311と第1の回転体341が接続される。
【0047】
第2アセンブリ302は、第1の仮想軸VA1よりも後方、かつ、上下方向に略平行な第2の仮想軸VA2の周りに配置された部品の集合体である。第2アセンブリ302は、出力軸133と、第2のクラッチ332と、第2のピストン336とを含む。また、第2アセンブリ302を構成する少なくとも一部の部品には、第2のピストン336を動作させるために用いられるオイルの流路である第2の流路352が形成されている。
【0048】
出力軸133は、プロペラ軸137に動力を伝達する棒状の部材である。出力軸133の下部は、ハウジング304から突出している。出力軸133の下端部は、ギヤ135を有している。出力軸133は、出力軸133のギヤ135とプロペラ軸137のギヤ138とが噛み合うことによって、プロペラ軸137と機械的に接続されている。出力軸133は、プロペラ軸137との接続部から上方に向かって延伸している。出力軸133は、入力軸132よりも後方に入力軸132と離間して配置されている。この場合の「離間」とは、単に入力軸132と出力軸133とが同じ軸上に配置されていないという意味ではなく、入力軸132から出力軸133への動力の伝達において、入力軸132および入力軸132の周りに設けられた部材と、出力軸133および出力軸133の周りに設けられた部材とが、直接係合しない状態を意味する。つまり、入力軸132の周りに設けられた後述の第1の入力側スプロケット311と、出力軸133の周りに設けられた後述の第1の出力側スプロケット312とが、直接係合せず、離れた位置に配置されることを意味している。本実施形態に示すように、出力軸133が入力軸132よりも後方に配置されている場合、比較的重量の重いエンジン本体122を前方に配置したままでレイアウトの変更を行うことができるため、トランサム210にかかる負荷を低減することができる。また、出力軸133が入力軸132よりも後方に配置されているため、ロワーケース116bが回動する際に、船外機本体110の下方と船体本体部202とが干渉することを抑制することもできる。なお、出力軸133は入力軸132よりも後方に配置されるが、出力軸133の少なくとも一部が入力軸132の後端部よりも後方に配置されていればよく、出力軸133の一部が入力軸132の一部よりも前方に配置される構成であってもよいし、出力軸133と入力軸132とが前後方向に完全に離間する構成であってもよい。出力軸133は、特許請求の範囲における第1の出力軸の一例である。
【0049】
第2のクラッチ332および第2のピストン336は、出力軸133の周りに配置されている。第2のクラッチ332が固定されることにより、後述の第1の出力側スプロケット312と出力軸133とが接続される。第2のピストン336は、第2の流路352を介して供給されるオイルの油圧によって動作し、第2のクラッチ332の固定と切り離しとを切り替える。すなわち、第2のクラッチ332は、油圧クラッチである。
【0050】
歯車伝動機構320は、第1アセンブリ301と第2アセンブリ302との間での動力の伝達を行う。歯車伝動機構320は、第1の歯車321と、第2の歯車322とから構成されている。第1の歯車321と第2の歯車322とは、はすば歯車である。
【0051】
第1の歯車321は、第1の回転体341の外周に取り付けられており、第1の回転体341とともに第1の仮想軸VA1の周りを回転する。第2の歯車322は、出力軸133の外周に取り付けられており、第1の歯車321に噛み合い、出力軸133とともに第2の仮想軸VA2の周りを回転する。第1の歯車321と第2の歯車322とが噛み合っているため、第1の歯車321と第2の歯車322との一方が回転することにより、第1の歯車321と第2の歯車322との他方も回転する。歯車伝動機構320による動力の伝達では、第1アセンブリ301と第2アセンブリ302とは、互いに反対の方向に回転する。
【0052】
第1の巻き掛け伝動機構310は、歯車伝動機構320に対して上方に配置されており、第1アセンブリ301と第2アセンブリ302との間での動力の伝達を行う。第1の巻き掛け伝動機構310は、第1の入力側スプロケット311と、第1の出力側スプロケット312と、第1のチェーン314とを含む。
【0053】
第1の入力側スプロケット311は、入力軸132の周りに設けられている。第1の入力側スプロケット311は、入力軸132とともに第1の仮想軸VA1の周りを回転する。第1の出力側スプロケット312は、出力軸133の周りに設けられている。第1の出力側スプロケット312は、出力軸133とともに第2の仮想軸VA2の周りを回転する。第1のチェーン314は、第1の入力側スプロケット311および第1の出力側スプロケット312の双方に噛み合う。第1のチェーン314が第1の入力側スプロケット311と第1の出力側スプロケット312との双方に噛み合っているため、第1の入力側スプロケット311と第1の出力側スプロケット312との一方が回転することにより、第1の入力側スプロケット311と第1の出力側スプロケット312との他方も回転する。第1の巻き掛け伝動機構310による動力の伝達では、第1アセンブリ301と第2アセンブリ302とは、互いに同じ方向に回転する。
【0054】
(船舶10の前進時におけるシフト制御方法)
図4を参照しつつ、船舶10の前進時におけるシフト機構300の動力伝達について説明する。
図4には、入力軸132から伝達される動力の伝達経路(太矢印)と、入力軸132からの動力を受けた各構成要素の回転方向(細矢印)とが矢印によって示されている。
【0055】
まず、切替機構190は、第1の流路351を介して第1のピストン335にオイルを供給することにより、第1のクラッチ331を固定させる。第1のクラッチ331が固定されることによって、第1の入力側スプロケット311と第1の回転体341とが接続される。第1の入力側スプロケット311は、入力軸132の回転に伴って回転する。入力軸132の回転は、第1の入力側スプロケット311を介して第1の回転体341に伝達され、第1の回転体341は、第1の仮想軸VA1の周りを回転する。第1の回転体341の回転に伴って、第1の歯車321が回転する。第1の歯車321が回転することにより、第2の歯車322が回転し、第2の歯車322の回転に伴って、出力軸133が回転する(すなわち、歯車伝動機構320による第1アセンブリ301から第2アセンブリ302への動力の伝達が起こる)。出力軸133の回転は、プロペラ軸137に伝達され、船舶10を前進させる推力を発生させる。
【0056】
なお、前進時においては、切替機構190は、第2のクラッチ332を切り離す。つまり、第1の出力側スプロケット312と出力軸133とが接続されない。これにより、入力軸132の回転に伴って第1の入力側スプロケット311が回転し、第1のチェーン314を介して第1の出力側スプロケット312が回転したとしても、第1の出力側スプロケット312の回転は出力軸133に伝達されない。そのため、第1の巻き掛け伝動機構310による第1アセンブリ301から第2アセンブリ302への動力の伝達は起こらない。
【0057】
(船舶10の後進時におけるシフト制御方法)
図5を参照しつつ、船舶10の後進時におけるシフト機構300の動力伝達について説明する。
図5には、入力軸132から伝達される動力の伝達経路(太矢印)と、入力軸132からの動力を受けた各構成要素の回転方向(細矢印)とが矢印によって示されている。
【0058】
まず、切替機構190は、第2の流路352を介して第2のピストン336にオイルを供給することにより、第2のクラッチ332を固定させる。第2のクラッチ332が固定されることによって、第1の出力側スプロケット312と出力軸133とが接続される。第1の入力側スプロケット311は、入力軸132の回転に伴って回転する。入力軸132の回転が第1の入力側スプロケット311に伝達されると、第1のチェーン314を介して第1の出力側スプロケット312が回転し、第1の出力側スプロケット312の回転に伴って、出力軸133が第2の仮想軸VA2の周りを回転する(すなわち、第1の巻き掛け伝動機構310による第1アセンブリ301から第2アセンブリ302への動力の伝達が起こる)。出力軸133の回転は、プロペラ軸137に伝達され、船舶10を後進させる推力を発生させる。
【0059】
なお、後進時においては、切替機構190は、第1のクラッチ331を切り離す。つまり、第1の入力側スプロケット311と第1の回転体341とが接続されない。これにより、入力軸132の回転に伴って第1の入力側スプロケット311が回転したとしても、第1の入力側スプロケット311の回転は第1の回転体341に伝達されない。そのため、歯車伝動機構320による第1アセンブリ301から第2アセンブリ302への動力の伝達は起こらない。
【0060】
(船舶10のニュートラル時におけるシフト制御方法)
図6を参照しつつ、船舶10のニュートラル時におけるシフト機構300の動力伝達について説明する。
図6には、入力軸132から伝達される動力の伝達経路(太矢印)と、入力軸132からの動力を受けた各構成要素の回転方向(細矢印)とが矢印によって示されている。
【0061】
まず、切替機構190は、第1のピストン335および第2のピストン336へのオイルの供給を停止し、第1のクラッチ331および第2のクラッチ332を切り離す。第1のクラッチ331が切り離されることによって、第1の入力側スプロケット311と第1の回転体341とが接続されない。これにより、入力軸132の回転に伴って第1の入力側スプロケット311が回転したとしても、第1の入力側スプロケット311の回転は第1の回転体341に伝達されない。そのため、歯車伝動機構320による第1アセンブリ301から第2アセンブリ302への動力の伝達は起こらない。また、第2のクラッチ332が切り離されることによって、第1の出力側スプロケット312と出力軸133とが接続されない。これにより、入力軸132の回転に伴って第1の入力側スプロケット311が回転し、第1のチェーン314を介して第1の出力側スプロケット312が回転したとしても、第1の出力側スプロケット312の回転は出力軸133に伝達されない。そのため、第1の巻き掛け伝動機構310による第1アセンブリ301から第2アセンブリ302への動力の伝達は起こらない。このように、入力軸132の回転が、第1の巻き掛け伝動機構310と歯車伝動機構320とのいずれによっても出力軸133に伝達されないため、入力軸132の回転がプロペラ軸137に伝達されない。
【0062】
以上に説明したように、切替機構190は、船舶10の前進時には、入力軸132の回転を、第1の巻き掛け伝動機構310と歯車伝動機構320との一方である歯車伝動機構320を介して出力軸133に伝達する(つまり、入力軸132と出力軸133とが、互いに反対の方向に回転する)。また、切替機構190は、船舶10の後進時には、入力軸132の回転を、第1の巻き掛け伝動機構310と歯車伝動機構320との他方である第1の巻き掛け伝動機構310を介して出力軸133に伝達する(つまり、入力軸132と出力軸133とが、互いに同じ方向に回転する)。また、切替機構190は、船舶10のニュートラル時には、入力軸132の回転を、出力軸133に伝達しない。これにより、船舶10の前進状態、後進状態およびニュートラル状態が切り替えられ、船舶10のシフト制御が実現される。
【0063】
なお、第1実施形態では、第1の仮想軸VA1上にポンプシャフト134が配置されている。ポンプシャフト134は、入力軸132の下方において入力軸132と接続されており、入力軸132とともに回転する。ウォーターポンプ140は、入力軸132よりも下方、かつ、出力軸133よりも前方に配置されている(
図2参照)。換言すれば、ウォーターポンプ140は、出力軸133が入力軸132に対して後方にオフセットされることによって形成された空間に配置されているため、船外機100内のスペースが有効に活用され、船外機100の大型化を抑制することができる。なお、ウォーターポンプ140は入力軸132よりも下方に配置されるが、ウォーターポンプ140の少なくとも一部が入力軸132の下端部よりも下方に配置されていればよく、ウォーターポンプ140の一部が入力軸132の一部よりも上方に配置される構成であってもよいし、ウォーターポンプ140と入力軸132とが上下方向に完全に離間する構成であってもよい。また、ウォーターポンプ140は出力軸133よりも前方に配置されるが、ウォーターポンプ140の少なくとも一部が出力軸133の前端部よりも前方に配置されていればよく、ウォーターポンプ140の一部が出力軸133の一部よりも後方に配置される構成であってもよいし、ウォーターポンプ140と出力軸133とが前後方向に完全に離間する構成であってもよい。
【0064】
B.第2実施形態:
(シフト機構300aの詳細構成)
図7は、第2実施形態におけるシフト機構300aの周辺の構成を概略的に示す説明図である。以下では、第2実施形態の船外機100aのうち、上述した第1実施形態の船外機100と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。
【0065】
第2実施形態の船外機100aでは、さらに、第2の巻き掛け伝動機構315aを備えている。第2の巻き掛け伝動機構315aは、第2の入力側スプロケット316aと、第2の出力側スプロケット317aと、第2のチェーン318aとを含む。また、第1実施形態では、ポンプシャフト134は入力軸132の下方に配置されているが、第2実施形態のポンプシャフト134aは、入力軸132aの前方において入力軸132aに並列して配置されている。
【0066】
第2の入力側スプロケット316aは、入力軸132の周りに設けられている。第2の入力側スプロケット316aは、入力軸132とともに第1の仮想軸VA1の周りを回転する。第2の出力側スプロケット317aは、ポンプシャフト134aの周りに設けられている。第2の出力側スプロケット317aは、ポンプシャフト134aとともに回転する。第2のチェーン318aは、第2の入力側スプロケット316aおよび第2の出力側スプロケット317aの双方に噛み合う。第2のチェーン318aが第2の入力側スプロケット316aと第2の出力側スプロケット317aとの双方に噛み合っているため、第2の入力側スプロケット316aの回転が第2の出力側スプロケット317aに伝達される。すなわち、第2の巻き掛け伝動機構315aは、入力軸132aの動力をポンプシャフト134aに伝達する。このように、伝動機構を用いて、船舶10の推進に直接的に関与しない装置のための動力を取り出すことも可能である。
【0067】
C.変形例:
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
【0068】
上記実施形態の船舶10や船外機100の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、出力軸133が入力軸132よりも後方に配置されているが、出力軸133が入力軸132よりも前方に配置されていてもよい。
【0069】
上記実施形態では、船外機100は、歯車伝動機構320を備えているが、必ずしも歯車伝動機構320を備えている必要はない。また、必ずしも第1の巻き掛け伝動機構310を備えている必要はなく、第1の巻き掛け伝動機構310の替わりに、例えば歯車伝動機構等の別の伝動機構を備えていてもよい。
【0070】
上記実施形態では、第1の巻き掛け伝動機構310が歯車伝動機構320の上方に配置されているが、第1の巻き掛け伝動機構310が歯車伝動機構320の下方に配置されていてもよい。
【0071】
上記実施形態では、船舶10の前進状態と後進状態とニュートラル状態とを制御する前後進の切り替えを行うシフト機構が示されているが、例えば前後進時の速度の切り替えを行うシフト機構であってもよいし、前後進の切り替えと前後進時の速度の切り替えとの双方を行うシフト機構であってもよい。
【0072】
上記実施形態では、ケーシング116において、ロワーケース116bが回動自在となるようにアッパーケース116aに接続されているが、必ずしもロワーケース116bが回動自在である必要はない。また、ケーシング116は、アッパーケース116aとロワーケース116bとを有する必要はなく、1つの部材によって構成されていてもよい。
【0073】
上記実施形態では、第1の巻き掛け伝動機構310は、2つのスプロケット(第1の入力側スプロケット311および第1の出力側スプロケット312)と、第1のチェーン314とによって構成されているが、スプロケットの替わりにプーリー等を用いてもよく、第1のチェーン314の替わりにベルト等を用いてもよい。
【0074】
上記実施形態では、船外機100は、被駆動機としてウォーターポンプ140を備えているが、ウォーターポンプ140を備えていなくてもよいし、ウォーターポンプ140の替わりに別の被駆動機を備えていてもよい。
【0075】
上記実施形態では、ポンプシャフト134aおよび第2の巻き掛け伝動機構315aが、ハウジング304の外側に配置されているが、ポンプシャフト134aおよび第2の巻き掛け伝動機構315aが、ハウジング304の内側に収容されていてもよい。
【符号の説明】
【0076】
10:船舶 100,100a:船外機 110:船外機本体 112:プロペラ 114:カウル 114a:上部カウル 114b:下部カウル 116:ケーシング 116a:アッパーケース 116b:ロワーケース 120:エンジンアセンブリ 122:エンジン本体 124:クランクシャフト 127:フライホイール式マグネット発電機 128:フライホイールロータ 129:ステータ 130:伝達機構 132,132a:入力軸 133:出力軸 134,134a:ポンプシャフト 135:ギヤ 137:プロペラ軸 138:ギヤ 140:ウォーターポンプ 150:懸架装置 152:クランプブラケット 152a:支持部 156:スイベルブラケット 160:チルト軸 180:コントローラ 190:切替機構 200:船体 202:船体本体部 204:居住空間 206:空間 210:トランサム 220:仕切壁 240:操縦席 250:操縦装置 252:ステアリングホイール 254:シフト・スロットルレバー 255:ジョイスティック 256:モニタ 258:入力装置 300,300a:シフト機構 301:第1アセンブリ 302:第2アセンブリ 304:ハウジング 310:第1の巻き掛け伝動機構 311:第1の入力側スプロケット 312:第1の出力側スプロケット 314:第1のチェーン 315a:第2の巻き掛け伝動機構 316a:第2の入力側スプロケット 317a:第2の出力側スプロケット 318a:第2のチェーン 320:歯車伝動機構 321:第1の歯車 322:第2の歯車 331:第1のクラッチ 332:第2のクラッチ 335:第1のピストン 336:第2のピストン 341:第1の回転体 351:第1の流路 352:第2の流路 Ac:回転軸線 Ap:回転軸線 At:チルト軸線 VA1:第1の仮想軸 VA2:第2の仮想軸