特開 2024-98736 船舶推進器

(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】P2024098736

(43)【公開日】2024-07-24

(54)【発明の名称】船舶推進器

(51)【国際特許分類】

   B63H 20/00 20060101AFI20240717BHJP

   B63H 21/38 20060101ALI20240717BHJP

   F01P 11/04 20060101ALN20240717BHJP

【ＦＩ】

B63H20/00 610

B63H21/38 A

F01P11/04 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023002397

(22)【出願日】2023-01-11

(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】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(72)【発明者】

【氏名】古賀 宏樹

(72)【発明者】

【氏名】大場 則之

(57)【要約】

【課題】電動モータが用いられる船舶推進器において、電動モータを適切に冷却する。
【解決手段】船舶推進器は、電動モータと、プロペラ軸と、ロアケースと、冷却液循環通路と、ポンプとを備える。プロペラ軸は、電動モータによって駆動される。ロアケースは、プロペラ軸を収容する。冷却液循環通路には、電動モータを冷却するための冷却液が流れる。冷却液循環通路は、冷却通路と、第１接続通路と、熱交換通路と、第２接続通路とを含む。冷却通路は、電動モータを通って配置される。第１接続通路は、冷却通路に接続され、冷却通路からロアケースへ向かって延びる。熱交換通路は、第１接続通路に接続され、ロアケースを通って配置される。第２接続通路は、熱交換通路に接続され、熱交換通路から冷却通路へ延びる。ポンプは、冷却液循環通路に冷却液を循環させる。
【選択図】図１

【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プロペラ軸と、
前記プロペラ軸を収容するロアケースと、
前記電動モータを通って配置される冷却通路と、前記冷却通路に接続され前記冷却通路から前記ロアケースへ向かって延びる第１接続通路と、前記第１接続通路に接続され前記ロアケースを通って配置される熱交換通路と、前記熱交換通路に接続され前記熱交換通路から前記冷却通路へ延びる第２接続通路とを含み、前記電動モータを冷却するための冷却液が流れる冷却液循環通路と、
前記冷却液循環通路に前記冷却液を循環させるポンプと、
を備える船舶推進器。

【請求項2】

前記電動モータは、前記ロアケースよりも上方に配置される、
請求項１に記載の船舶推進器。

【請求項3】

前記ロアケースは、
内部空間と、
前記内部空間を囲む側壁と、
を含み、
前記熱交換通路は、前記側壁の内側に配置される、
請求項１に記載の船舶推進器。

【請求項4】

前記ロアケースは、
内部空間と、
前記内部空間を囲む側壁と、
を含み、
前記側壁は、
前記船舶推進器の外部に面する外面と、
前記内部空間に面する内面と、
を含み、
前記熱交換通路は、前記外面と前記内面との間に配置される、
請求項１に記載の船舶推進器。

【請求項5】

前記電動モータを収容するカウルと、
前記電動モータから下方へ延びるドライブ軸と、
前記カウルの下方に配置され、前記ドライブ軸を収容するアッパケースと、
をさらに備え、
前記ロアケースは、前記アッパケースの下方に配置される、
請求項１に記載の船舶推進器。

【請求項6】

前記ロアケースは、キャビテーションプレートを含み、
前記熱交換通路の少なくとも一部は、前記キャビテーションプレートよりも下方に配置される、
請求項１に記載の船舶推進器。

【請求項7】

前記電動モータを制御するモータコントロールユニットをさらに備え、
前記冷却通路は、前記モータコントロールユニットを通って配置される、
請求項１に記載の船舶推進器。

【請求項8】

電動モータと、
前記電動モータを収容するハウジングと、
前記電動モータを通って配置される冷却通路と、前記冷却通路に接続され前記ハウジングを通って配置される熱交換通路を含み、前記電動モータを冷却するための冷却液が流れる冷却液循環通路と、
前記冷却液循環通路に前記冷却液を循環させるポンプと、
を備える船舶推進器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、船舶推進器に関する。

【背景技術】

【0002】

船舶推進器には、エンジンと、エンジンを冷却するための冷却水通路とを備えるものがある。例えば、特許文献１の船舶推進器は、ウォータポンプと冷却水通路とを含む冷却システムを備えている。ウォータポンプは、ドライブ軸に接続されており、エンジンの駆動力によって駆動される。ウォータポンプは、船外機の外部の水を、船外機の外面に設けられた取水口から取り込み、冷却水通路を通してエンジンに送る。エンジンを通った水は、排水路を通って船外機の外部に排出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１７７１６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、船舶推進器の動力源として、エンジンに代わり電動モータが使用される場合がある。電動モータが用いられる船舶推進器では、電動モータの電気部品を保護するために、電動モータの起動後、直ちに電動モータを冷却することが求められる。

【0005】

しかし、上述した冷却システムでは、エンジンが停止しているときには、ウォータポンプが駆動されず、冷却水はエンジンに供給されない。また、船舶推進器の外部の水を取り込んでエンジンまでくみ上げるため、エンジンの始動後、エンジンが冷却水によって冷却されるまでに時間がかかる。そのため、上述した冷却システムを、電動モータが用いられる船舶推進器に適用した場合には、電動モータを適切に冷却することは困難である。本発明の目的は、電動モータが用いられる船舶推進器において、電動モータを適切に冷却することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る船舶推進器は、電動モータと、プロペラ軸と、ロアケースと、冷却液循環通路と、ポンプとを備える。プロペラ軸は、電動モータによって駆動される。ロアケースは、プロペラ軸を収容する。冷却液循環通路には、電動モータを冷却するための冷却液が流れる。冷却液循環通路は、冷却通路と、第１接続通路と、熱交換通路と、第２接続通路とを含む。冷却通路は、電動モータを通って配置される。第１接続通路は、冷却通路に接続され、冷却通路からロアケースへ向かって延びる。熱交換通路は、第１接続通路に接続されロアケースを通って配置される。第２接続通路は、熱交換通路に接続され、熱交換通路から冷却通路へ延びる。ポンプは、冷却液循環通路に冷却液を循環させる。

【0007】

本発明の他の態様に係る船舶推進器は、電動モータと、ハウジングと、冷却液循環通路と、ポンプとを備える。ハウジングは、電動モータを収容する。冷却液循環通路には、電動モータを冷却するための冷却液が流れる。冷却液循環通路は、冷却通路と熱交換通路とを含む。冷却通路は、電動モータを通って配置される。熱交換通路は、冷却通路に接続され、ハウジングを通って配置される。ポンプは、冷却液循環通路に冷却液を循環させる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、冷却液循環通路に冷却液を循環させることで、電動モータが冷却される。そのため、電動モータの起動後、直ちに電動モータを冷却することができる。それにより、電動モータが適切に冷却される。また、冷却液は、冷却液循環通路の熱交換通路において冷却される。そのため、冷却液は、熱交換通路を通ることで、効率よく冷却される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る船舶推進器の側面図である。

【図2】船舶推進器の拡大側面図である。

【図3】図２におけるロアケースのIII－III断面図である。

【図4】第１変形例に係る船舶推進器の側面図である。

【図5】第２変形例に係る船舶推進器の側面図である。

【図6】第３変形例に係る船舶推進器のロアケースの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る船舶推進器１の側面図である。本実施形態では、船舶推進器１は、船外機である。船舶推進器１は、ブラケット２と、パワーユニット３と、伝達機構４と、ハウジング５とを備えている。船舶推進器１は、ブラケット２を介して、船舶に取り付けられる。

【0011】

パワーユニット３は、電動モータ１１と、モータコントロールユニット（以下、ＭＣＵ）１２とを含む。電動モータ１１は、図示しないバッテリからの電力によって駆動され、船舶を推進させるスラストを発生させる。ＭＣＵ１２は、電動モータ１１を制御する。ＭＣＵ１２は、プロセッサ及びインバータなどの電気部品を含む。

【0012】

伝達機構４は、電動モータ１１の駆動力をプロペラ１３に伝達する。伝達機構４は、ドライブ軸１４と、プロペラ軸１５と、ギア機構１６とを含む。ドライブ軸１４は、電動モータ１１に接続されている。ドライブ軸１４は、船舶推進器１の上下方向に延びている。ドライブ軸１４は、電動モータ１１から下方に延びている。プロペラ軸１５は、船舶推進器１の前後方向に延びている。プロペラ軸１５は、ギア機構１６を介して、ドライブ軸１４に接続されている。プロペラ軸１５にはプロペラ１３が取り付けられる。

【0013】

ギア機構１６は、第１ギア１７と第２ギア１８とを含む。第１ギア１７と第２ギア１８とは互いに噛み合っている。第１ギア１７は、ドライブ軸１４に接続される。第２ギア１８は、プロペラ軸１５に接続される。電動モータ１１は、ドライブ軸１４を回転駆動する。ドライブ軸１４の回転は、ギア機構１６を介してプロペラ軸１５に伝達される。それにより、プロペラ軸１５及びプロペラ１３が、回転駆動される。

【0014】

ハウジング５は、カウル２１と、アッパケース２２と、ロアケース２３とを含む。アッパケース２２は、カウル２１の下方に配置されている。ロアケース２３は、アッパケース２２の下方に配置されている。ロアケース２３は、アルミ、或いはステンレス等の金属製である。

【0015】

ロアケース２３は、トーピード部２４を含む。トーピード部２４は、外側に膨出した形状を有する。プロペラ軸１５とギア機構１６とは、トーピード部２４内に配置される。ロアケース２３には、キャビテーションプレート２５が接続されている。キャビテーションプレート２５は、ロアケース２３から後方へ突出している。

【0016】

電動モータ１１とＭＣＵ１２とは、ロアケース２３よりも上方に配置される。電動モータ１１とＭＣＵ１２とは、カウル２１内に配置される。ドライブ軸１４は、アッパケース２２及びロアケース２３内に配置される。プロペラ軸１５とギア機構１６とは、ロアケース２３内に配置される。

【0017】

図１に示すように、船舶推進器１は、冷却液循環通路３０とポンプ３１とを含む。冷却液循環通路３０には、冷却液が充填されており、冷却液循環通路３０は、冷却液を循環させる閉回路を構成している。冷却液循環通路３０は、冷却液を貯留するタンクを含んでもよい。ポンプ３１は、冷却液循環通路３０に冷却液を循環させる。ポンプ３１は、例えば電動ポンプ３１であり、図示しないバッテリからの電力によって駆動される。冷却液循環通路３０は、冷却通路３２と、第１接続通路３３と、熱交換通路３４と、第２接続通路３５とを含む。

【0018】

冷却通路３２は、電動モータ１１とＭＣＵ１２とを通って配置される。冷却通路３２は、電動モータ１１とＭＣＵ１２とに接触して配置される。冷却通路３２を流れる冷却液によって、電動モータ１１とＭＣＵ１２とが冷却される。第１接続通路３３は、冷却通路３２に接続される。第１接続通路３３は、冷却通路３２からロアケース２３へ向かって延びている。第１接続通路３３は、カウル２１から、アッパケース２２内を通って、ロアケース２３に向かって延びている。

【0019】

熱交換通路３４は、第１接続通路３３に接続される。熱交換通路３４は、ロアケース２３を通って配置される。熱交換通路３４は、ロアケース２３内に配置される。熱交換通路３４の一部は、キャビテーションプレート２５よりも下方に配置される。熱交換通路３４の全体が、キャビテーションプレート２５よりも下方に配置されてもよい。熱交換通路３４は、ドライブ軸１４の後方に配置される。熱交換通路３４は、トーピード部２４よりも上方に配置される。

【0020】

熱交換通路３４は、ロアケース２３と冷却液との間で、熱交換を行わせる。それにより、冷却液は、熱交換通路３４において冷却される。第２接続通路３５は、熱交換通路３４に接続される。第２接続通路３５は、熱交換通路３４から冷却通路３２へ延びる。第２接続通路３５は、ロアケース２３から、アッパケース２２内を通って、カウル２１に向かって延びている。

【0021】

図２は、ロアケース２３及びアッパケース２２の内部を示す拡大側面図である。図３は、図２におけるIII－III断面図である。図２及び図３に示すように、ロアケース２３は、内部空間Ｓ１－Ｓ３と側壁４１，４２とを含む。側壁４１，４２は、内部空間Ｓ１－Ｓ３を囲む。側壁４１，４２は、外面４１１，４２１と内面４１２，４２２とを含む。外面４１１，４２１は、船舶推進器１の外部に面する。船舶推進器１の使用時には、ロアケース２３は水中に位置する。従って、船舶推進器１の使用時には、外面４１１，４２１は水と接触している。

【0022】

内部空間Ｓ１－Ｓ３は、第１内部空間Ｓ１と、第２内部空間Ｓ２と、第３内部空間Ｓ３とを含む。内面４１２，４２２は、第１内部空間Ｓ１に面する。熱交換通路３４は、側壁４１，４２の内側に配置される。熱交換通路３４は、側壁４１，４２の内面４１２，４２２に面して配置される。

【0023】

詳細には、図３に示すように、ロアケース２３は、左側壁４１と、右側壁４２と、前隔壁４３と、後隔壁４４と、内部隔壁４５とを含む。左側壁４１と、右側壁４２と、前隔壁４３と、後隔壁４４とは、互いに一体的に形成される。内部隔壁４５は、左側壁４１と、右側壁４２と、前隔壁４３と、後隔壁４４と別体に形成される。或いは、左側壁４１と、右側壁４２と、前隔壁４３と、後隔壁４４との少なくとも一部は、別体であってもよい。内部隔壁４５は、左側壁４１と、右側壁４２と、前隔壁４３と、後隔壁４４と一体的に形成されてもよい。

【0024】

左側壁４１と右側壁４２とは、内部空間Ｓ１－Ｓ３を囲む。前隔壁４３は、左側壁４１と右側壁４２とに亘って配置される。前隔壁４３は、左右方向に延びており、左側壁４１と右側壁４２とに接続される。前隔壁４３は、第１内部空間Ｓ１と第２内部空間Ｓ２とを区画する。第２内部空間Ｓ２は、第１内部空間Ｓ１の前方に配置される。第２内部空間Ｓ２内には、ドライブ軸１４が配置される。後隔壁４４は、第１内部空間Ｓ１と第３内部空間Ｓ３とを区画する。第３内部空間Ｓ３は、第１内部空間Ｓ１の後方に配置される。

【0025】

熱交換通路３４は、第１内部空間Ｓ１に配置される。内部隔壁４５は、第１内部空間Ｓ１内に配置される。図３に示すように、水平面における断面視において、熱交換通路３４は、ループ状の形状を有する。詳細には、熱交換通路３４は、左通路４６と、右通路４７と、入口通路４８と、出口通路４９とを含む。左通路４６は、内部隔壁４５と左側壁４１との間に設けられる。左通路４６は、入口通路４８と出口通路４９とに接続されている。右通路４７は、内部隔壁４５と右側壁４２との間に設けられる。右通路４７は、入口通路４８と出口通路４９とに接続されている。入口通路４８は、内部隔壁４５と後隔壁４４との間に設けられる。出口通路４９は、内部隔壁４５と前隔壁４３との間に設けられる。

【0026】

図２に示すように、熱交換通路３４は、入口５１と出口５２とを含む。入口５１には、第１接続通路３３が接続される。出口５２には、第２接続通路３５が接続される。第１接続通路３３と第２接続通路３５とは、例えばホースである。或いは、第１接続通路３３と第２接続通路３５とは、パイプであってもよい。熱交換通路３４の上方は、上隔壁５３によって閉じられる。上隔壁５３は、ロアケース２３と別体である。上隔壁５３は、例えばアルミ、或いはステンレスなどの金属製である。入口５１と出口５２とは、上隔壁５３に設けられる。入口５１は、入口通路４８に連通している。出口５２は、出口通路４９に連通している。

【0027】

図１に示すように、本実施形態に係る船舶推進器１では、冷却液は、ポンプ３１によって、冷却液循環通路３０を循環する。冷却液は、冷却通路３２を通ることで、電動モータ１１とＭＣＵ１２とを冷却する。冷却液は、第１接続通路３３を通って、熱交換通路３４へ送られる。

【0028】

図２及び図３に示すように、冷却液は、入口５１を通って、入口通路４８に流入する。冷却液は、入口通路４８から、左通路４６と右通路４７とに分流し、出口通路４９に流れる。左通路４６を流れる冷却液は、左側壁４１を介して、船舶推進器１の外部の水、或いは、船舶推進器１の外部の空気との間で熱交換を行う。右通路４７を流れる冷却液は、右側壁４２を介して、船舶推進器１の外部の水、或いは、船舶推進器１の外部の空気との間で熱交換を行う。それにより、冷却液は、熱交換通路３４において冷却される。

【0029】

冷却液は、出口通路４９から、出口５２を通って、第２接続通路３５に流出する。冷却液は、第２接続通路３５を通って、冷却通路３２へ流れる。以上のように冷却液が冷却液循環通路３０を循環することにより、冷却通路３２における電動モータ１１及びＭＣＵ１２の冷却と、熱交換通路３４における熱交換とが繰り返される。

【0030】

以上説明した本実施形態に係る船舶推進器１では、冷却液循環通路３０に冷却液を循環させることで、電動モータ１１が冷却される。そのため、電動モータ１１の起動後、直ちに電動モータ１１を冷却することができる。それにより、電動モータ１１が適切に冷却される。また、冷却液は、冷却液循環通路３０の熱交換通路３４において冷却される。そのため、冷却液は、熱交換通路３４を通ることで、効率よく冷却される。

【0031】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0032】

船舶推進器１は、船外機に限らず、船内外機などの他の推進器であってもよい。電動モータ１１の配置は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、電動モータ１１は、アッパケース２２内に配置されてもよい。或いは、電動モータ１１は、ロアケース２３内に配置されてもよい。ＭＣＵ１２の配置は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、ＭＣＵ１２は、電動モータ１１から離れた位置に配置されてもよい。

【0033】

冷却液循環通路３０の構成、或いは、配置は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。冷却通路３２は、電動モータ１１及びＭＣＵ１２の一方のみを通るように設けられてもよい。電動モータ１１とＭＣＵ１２とをそれぞれ通るように別々の冷却通路が設けられてもよい。

【0034】

熱交換通路３４の配置は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、図４は、第１変形例に係る船舶推進器１の側面図である。図４に示すように、熱交換通路３４は、カウル２１に設けられてもよい。或いは、図５は、第２変形例に係る船舶推進器１の側面図である。図５に示すように、熱交換通路３４は、アッパケース２２に設けられてもよい。この場合、船舶推進器１は、カウル２１、或いはアッパケース２２内の熱交換通路３４まで船舶推進器１の外部の水を引き上げるポンプを備えてもよい。ポンプは、電動モータ１１及びＭＣＵ１２以外の部品に冷却液を供給するものであってもよい。

【0035】

熱交換通路３４の構成は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、図６は、第３変形例に係る船舶推進器のロアケース２３の断面図である。図６に示すように、熱交換通路３４は、ロアケース２３の側壁４１，４２内に設けられてもよい。すなわち、熱交換通路３４は、左側壁４１の外面４１１と内面４１２との間、及び、右側壁４２の外面４２１と内面４２２との間とに設けられてもよい。或いは、熱交換通路３４は、アッパケース２２の側壁内に設けられてもよい。或いは、熱交換通路３４は、カウル２１の側壁内に設けられてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0036】

本発明によれば、電動モータが適切に冷却されると共に、冷却液が、熱交換通路を通ることで、効率よく冷却される。

【符号の説明】

【0037】

１１：電動モータ
１２：モータコントロールユニット
１４：ドライブ軸
１５：プロペラ軸
２１：カウル
２２：アッパケース
２３：ロアケース
２５：キャビテーションプレート
３０：冷却液循環通路
３１：ポンプ
３２：冷却通路
３３：第１接続通路
３４：熱交換通路
３５：第２接続通路
Ｓ１：第１内部空間
４１，４２：側壁
４１１，４２１：外面
４１２，４２２：内面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】