JPH02144287A - 船舶推進装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はプロペラのピッチを変更することが出来る船舶
推進装置に係り、詳しくはプロペラ軸からプロペラに伝
達するトルクの制限手段を設けた船舶推進装置に関する
ものである。

〈従来の技術〉 従来より船内外機或いは船外機等の船舶推進装置に於い
て、プロペラの捻り角度（ピッチ）を変更して推進速度
を変更することが出来る所謂可変ピッチプロペラが提案
されている。この可変ピッチプロペラを用いた場合、プ
ロペラを回転させるための原動機を一定条件のもとで運
転しつつ推進速度を変更することが出来るため有利であ
る。

また船内外機或いは船外機の運転中にプロペラが岩や流
木等の障害物と接触することがあり、このとき発生する
過負荷がプロペラを駆動するための原動機に伝達され、
該原動機に悪影響を及ぼす式がある。このため従来から
使用されている固定ピッチプロペラ装置では、動力を伝
達するための伝達手段とプロペラとの間に伝達トルクを
制限するためのトルクリミッタ−が配設されている。

上記可変ピッチプロペラに於いては、プロペラのピッチ
を変更するための構造が複雑となるため、トルクリミッ
タ−が配設されていないのが一般である。

然し、例えば特開昭６０−８８６９６号公報には、主軸
の端部に弾性スリーブに埋設されたスプラインスリーブ
を固着し、弾性スリーブを金属スリーブで包囲して形成
したトルクリミッタ−を有する可変ピッチプロペラが示
されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記技術にあっては、プロペラを駆動するための駆動系
とプロペラのピッチを変更するための駆動系とが互いに
対向する方向に配設されており、且つプロペラのピッチ
を変更するための制御レバーは水中に剥き出しの状態で
配設されている。

このため前記制御レバーに藻や海草類が付着し易く、清
掃の穎度が高まったり、水中部分の走行抵抗が増大する
虞れがある。

本発明の目的はプロペラのピッチを変更するためのピッ
チ変更手段及び該変更手段を駆動するための駆動部等を
水中に露出することなく、且つプロペラ軸とプロペラと
の間に伝達トルクを制限し得るトルク制限手段を配設し
た船舶推進装置を提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するために、本発明の船舶推進装置は、
船舶を推進するためのプロペラと、前記プロペラを支持
するプロペラボスと、前記プロペラボスを駆動するため
の駆動手段と、前記駆動手段からの動力をプロペラボス
に伝達するためのプロペラ軸を含む伝達手段と、前記プ
ロペラボスに回転可能に嵌挿されプロペラのピッチを変
更するためのピッチ変更手段と、前記ピッチ変更手段を
駆動するための動力源と、プロペラボスの回転と同期し
て回転する歯車機構とピッチ変更手段に回転を伝達する
歯車機構とからなる前記ピッチ変更手段に動力源からの
回転力を伝達するための差動歯車機構とにより構成され
る船舶推進装置であって、前記プロペラ軸とプロペラボ
スとの間に伝達トルクを制限するためのトルク制限手段
を設けて構成されるものである。

く作用〉 上記手段によれば、駆動手段からの動力をプロペラ軸を
含む伝達手段及びトルク制限手段を介してプロペラボス
に伝達することで、プロペラを駆動して船舶を推進する
ことが出来る。またプロペラボス側に配設されたプロペ
ラのピッチを変更するためのピッチ変更手段を、該ピッ
チ変更手段を駆動するための動力源によって差動歯車機
構を介して回転駆動することでプロペラのピッチを変更
することが出来る。

即ち、プロペラボスの回転と同期して回転する歯車機構
とピッチ変更手段に回転を伝達するための歯車機構とに
より構成される差動歯車機構を前記動力源によって駆動
することで、前記２つの歯車機構の間に相対的な速度差
を発生させ、従ってプロペラボスとピッチ変更手段との
間に相対的な速度差を発生させ、このプロペラボスとピ
ッチ変更手段との速度差によってピッチ変更手段を回転
さ廿てプロペラのピッチを変更することが出来る。

またプロペラ軸とプロペラボスとの間に伝達トルクを制
限するためのトルク制限手段を設けたので、プロペラが
流木等の障害物と接触して衝撃が発生した′場合には、
前記トルク制限手段に於いてプロペラボスとプロペラ軸
との間に滑りが発生し、これにより前記衝撃を吸収する
ことが出来、またこのとき発生する過負荷がプロペラを
駆動するための駆動手段に伝達されることが無い。

またプロペラが障害物と接触して、プロペラボスとプロ
ペラ軸との間に滑りが発生した場合であっても、差動歯
車機構がプロペラボスの回転と同期して回転する歯車機
構とピッチ変更手段に回転を伝達する歯車機構とによっ
て構成されることから、咳差動歯車機構に於いて相対的
な速度差が発生することが無く、従って、プロペラのピ
ッチを一定に維持することが出来る。

〈実施例〉 以下上記手段を適用した可変ピッチプロペラ装置の一実
施例を図を用いて説明する。

第１図は可変ピッチプロペラ装置の断面説明図、第２図
は第１図の■−■断面図、第３図は第１図のｍ−ｍ断面
図、第４図（Ａ）〜（Ｃ）は駆動手段からの駆動力の伝
達経路と動力源からの駆動力の伝達経路の説明図である
。

図に於いて、垂直軸１は上方に設けられた駆動手段とな
る例えばエンジンの動力をプロペラ軸２に伝達するため
の軸である。この垂直軸１はケーシングＡに回転可能に
支承されている。また前記垂直軸ｌの端部にはベベルギ
ヤ１ａが固着されている。

プロペラ軸２は前記垂直軸１と直交して配置され、ケー
シングＡに回転可能に支承されている。

前記プロペラ軸２の端部２ａには、前記ベベルギヤｌａ
と常時噛合するベベルギヤ３．４が互いに向き合った状
態で該軸２に回転可能に枢着されている。また前記端部
２ａには、ベベルギヤ３，４の間に位置してクラッチシ
フター５がプロペラ軸２に対し回転不能に、且つ該軸２
の軸方向に摺動可能に装着されている。

前記クラッチシフク−５には、プロペラ軸２に埋設した
バネ５ａによって常に一方向に付勢されたシフクーピン
５ｂが嵌合され、これによりクラッチシフクー５は常に
一方向（第１図に於ける右方向）に付勢されている。

前記シフタービン５ｂにはタラソチピン５ｃが当接され
ている。このタラソチピン５ｃの一端は垂直軸ｌと平行
に設けたクラッチ軸６の先端に固着したクラッチカム６
ａと当接している。そして図示しないクラッチレバ−を
操作し、クラッチカム６ａを回動することでクラッチシ
フター５を軸２の軸方向に摺動させ、該シフター５に形
成した爪５ｄとベベルギヤ３，４に形成した爪３ａ、４
ａとを選択的に噛合させることによって、エンジンの動
力を垂直軸１を介してプロペラ軸２に正回転、或いは逆
回転として伝達し得るように構成されている。

第１図及び第３図に示すように、プロペラ軸２の他端部
２ｂには、スプラインが刻設されており、該スプライン
にインナースリーブ７が嵌合されている。前記インナー
スリーブ７の外周には、後述するようにプロペラボス１
１と係合することで駆動手段からの動力をプロペラボス
１１に伝達し得るよう構成されたアウタースリーブ８が
、インナースリーブ７との間に空室７ａを形成すると共
に該インナースリーブ７に対し回転可能に装着されてい
る。

前記空室７ａには、例えばゴム等の１１！擦係数の大き
い材質によって形成された摩擦部材９が挿入されている
。このようにインナースリーブ７に摩擦部材９を装着し
、更にアウタースリーブ８を装着することによって、摩
擦部材９を弾性変形させ所定の押圧力を発生させること
によりトルク制限手段となるトルクリミッタ−１０を構
゛成している。

従って、インナースリーブ７．７ウタースリーブ８及び
摩擦部材９の材質、及び摩擦部材９による押圧力等によ
って、伝達されるトルクの値が設定されるものである。

このように駆動手段からの動力はプロペラ軸２の端部２
ｂに刻設したスプラインを介してインナースリーブ７に
伝達され、更にインナースリーブ７と摩擦部材９との間
の接触摩擦、及び摩擦部材９とアウタースリーブ８との
間の接触摩擦によってアウタースリーブ８に伝達される
ように構成されている。

前記アウタースリーブ８の端部外周部には一定のピッチ
で複数の爪８ａが形成されている。この爪８ａは、プロ
ペラ１２を支持するプロペラボス１１の外周に形成した
爪１１ａと係合することによって、プロペラ軸２の回転
をプロペラボス１１に伝達するためのものである。

従って、プロペラ１２が岩や流木と接触したり、或いは
ロープが絡んだりしてプロペラボス１１にトルクリミッ
タ−１０に於ける伝達トルクの制限値以上の過大な負荷
がかかった場合、この過負荷はプロペラボス１１からア
ウタースリーブ８に伝達され、アウタースリーブ８．摩
擦部材９及びインナースリーブ７との間で滑りが発生し
、これにより前記過負荷を吸収することが可能となる。

このときプロペラボス１１はプロペラ軸２に対し回転可
能に支承されていることから、プロペラ軸２とインナー
スリーブ７とは回転を継続する。

プロペラボス１１は、第１図及び第２図に示すように周
囲に所定数（本実施例では３枚）のプロペラ１２を装着
し、且つプロペラ１２のピッチを変更するためのピッチ
変更手段を構成するスリーブ状のネジ軸１３を回転可能
に嵌挿して構成されている。

前記プロペラボス１１の内部にはプロペラ１２（７）Ｄ
に応した室１１ｂが形成されている。この室１１ｂには
クランク１４が回転可能に嵌合されており、該クランク
１４の回転中心となる軸１４ａがプロペラ軸２の軸心と
直交するように設けられている。このクランク１４には
プロペラ１２がポルト１２ａによって締結されている。

前記クランク１４の内側、即ちプロペラ軸２側であって
軸１４ａから偏心した位置には突起１．ｌｂが形成され
ている。この突起１４ｂはカラーを介して、ネジ軸１３
と螺合し、ピッチ変更手段を構成するクロスヘツド１５
に形成した溝１５ａに嵌合されている。

この突起１４ｂはネジ軸１３の回転に伴ってプロペラ軸
２の軸方向に移動するクロスヘツド１５によって駆動さ
れ、クランク１４を軸１４ａを中心に回転させてプロペ
ラ１２のピッチを変更するものである。

前記ネジ軸１３は、プロペラボス１１の長さと略等しい
長さに形成され、外周所定位置にプロペラ１２のピッチ
を所望の値に設定し得る長さのネジ部１３ａが形成され
ている。またネジ軸１３の端部には、後述する差動歯車
機構１６と離接可能な爪１３ｂが形成されている。この
ネジ軸１３はプロペラボス１１に回転可能に嵌挿され、
且つ外周がＯリング１３Ｃと当接することで室１１ｂを
水密状態を保持し得るように構成されている。またネジ
軸１３とプロペラφ１２との間には、スリーブ状の軸受
１３ｄが装着されており、この軸受１３ｄによってネジ
軸１３．プロペラボス１１がプロペラ軸２に対し回転可
能に構成されている。

プロペラボス１１に形成された室１１ｂには、ネジ軸１
３とクロスヘツド１５との螺合、クロスへフド１５とク
ランク１４との摺動及びプロペラ１２のプロペラボス１
１に対する回動等を円滑に行うために潤滑油が充填され
ている。このためプロペラボス１１とプロペラ１２との
摺動面には○リング等のシール部材が装着され、３３０
リング及びＯリング１３Ｃとによって、室１１ｂに充填
された潤滑油が外部に漏洩することを防止している。

前述の如くプロペラボス１１は、プロペラ１２を回転可
能に支持すると共に、内部にネジ軸１３．クランク１４
及びクロスヘツド１５を装着し、且つ潤滑油を充填して
構成されている。尚、図に於いてｌｉｄは０リング溝で
ある。

プロペラボス１１の端面であって、前記爪１１ａが形成
された面とは反対側の面には、該プロペラボス１１と後
述する差動歯車機構１６とを離接可能に係合するための
爪ｌｉｅが一定のピッチで複数形成されている。この爪
１１ｃ及び前記ネジ軸１３に形成した爪１３ｂは同一方
向に、即ちケーシングＡと対向する面に配設され、ケー
シングＡ側に設けられた差動歯車機構１Ｇを構成する２
つの歯車機構と夫々離接可能に噛合し得るように構成さ
れている。

差動歯車機構１６は、プロペラボス１１の回転と同期し
て回転する歯車機構（以下「第１歯車＆９．構Ｊという
）　１７と、後述する動力源２６からの動力をピッチ変
更手段を構成するネジ軸１３に伝達するための歯車機構
（以下「第２歯車機構」という＞１８とによって構成さ
れている。本実施例にあっては１１１記第１．第２歯車
機構１７．１８は夫々ｔｉ星歯車機構によって構成され
ている。

前記第１歯車機構１７は、プロペラボス１１に形成した
爪１１ｃと離接可能に係合する爪１９．ｉを形成した太
陽ギヤ１９と、ケーシングＡに固着したリングギヤ２０
と、前記太陽ギヤ１９及びリングギヤ２０と噛合し太陽
ギヤ１９の周りを自転しつつ公転するｔ１星ギヤ２１と
によって構成されている。そしてこの第１歯車機構１７
はプロペラボス１１によって駆動され、太陽ギヤ１９は
該ボス１１と同期して回転している。

前記第２歯車機構１８は、ネジ軸１３の爪１３ｂと離接
可能に係合する爪２２ａを形成した太陽ギヤ２２と、動
力源２６からの動力を伝達されるドライブリングギヤ２
３と、前記太陽ギヤ２２及びドライブリングギヤ２３と
噛合し且つ第１歯車機構１７の遊星ギヤ２１と軸２５に
よって連結された遊星ギヤ２４とによって構成されてい
る。

垂直軸ｌに隣接し且つ該軸１と平行に差動歯車機構１６
の動力源となる伝導モーター、或いは油圧モーター等の
モーター２６がケーシングＡに固着されている。前記モ
ーター２６には軸２６ａが装着され、この軸２６ａの先
端にはドライブリングギヤ２３に形成したヘベルギヤ２
３ａと噛合してモーター２６の動力を差動歯車機構１６
に伝達するためのドライブギヤ２６ｂが固着されている
。

前記モーター２６としては、ブレーキ付モーター或いは
ウオーム減速装置付モーター等の如く、ドライブギヤ２
６ｂに回転トルクが作用した場合に該トルクによって回
転することのないモーターであることが好ましい。

上記の如く構成した差動歯車ｉ構１６に於いて、プロペ
ラ１２のピッチを変更する必要のない場合には、モータ
ー２６は馬区動されることなくロックされ、従ってドラ
イブリングギヤ２３もロックされる。このとき第２歯車
機構１８の太陽ギヤ２２は第１歯車機横１７の遊星ギヤ
２１を介して伝達されるプロペラボス１１の回転と同一
回転する。このためネジ軸１３には太陽ギヤ２２を介し
てプロペラボス１１と同一の回転が伝達され、従ってネ
ジ軸１３とプロペラボス１１との間には相対的な速度差
が発生せず、プロペラ１２のピッチは一定値を維持する
。

またプロペラ１２のピッチを変更する場合には、ケーシ
ングＡ内に設けたモーター２６を駆動し、該モーター２
６からの動力によって第２歯車機構１８を構成するドラ
イブリングギヤ２３を回転させる。このとき第２歯車機
構１８を構成する′ｔｌ星ギヤ２４は、第１歯車機構１
７を構成するｉｕ、ｌギヤ２１と同一の公転数を有する
がドライブリングギヤ２３の回転によって自転数が変化
し、従って太陽ギヤ２２の回転数はプロペラボス１１の
回転数と異なった値となり、これにより太陽ギヤ２２と
プロペラボス１１との間に相対的な速度差が発生する。

そして前記太陽ギヤ２２の回転がネジ軸１３に伝達され
ることで、該ネジ軸１３とプロペラボス１１との間に相
対的な速度差が生じ、この速度差によってネジ軸１３が
プロペラボスＩｔに対し相対的に回転して該ネジ軸１３
に螺合したクロスヘツド１５を軸方向に摺動させてクラ
ンク１４を軸１４ａを中心に回転させ、プロペラ１２の
ピッチを変更することが出来る。

上記の如く構成した船舶推進装置に於いて、駆動手段か
らの動力は垂直軸１を介してプロペラ軸２に伝達され、
該軸２の端部２ｂに刻設したスプラインを介してインナ
ースリーブ７、即ちトルクリミッタ−１０に伝達される
。そしてトルクリミッタ−１０を構成するアウタースリ
ーブ８の爪８ａとプロペラボス１１の爪１１ａとの噛合
によりプロペラボス１１に伝達され、プロペラ１２を回
転させ、船舶を推進する。

またプロペラ１２が例えば岩や流木と接触し、或いはロ
ープ等の巻き付きにより過大な負荷が発生した場合には
、トルクリミッタ−１０を構成するインナースリーブ７
、摩擦部材９．アウタースリーブ８の間の夫々の接触面
に於いて滑りが発生し、これにより過負荷を吸収するこ
とが可能となり、駆動手段に悪影響を及ぼすことがない
。

次に上記の如く構成した船舶推進装置を船外機。

船内外Ｎ或いは船内機に適用した場合に於けるプロペラ
ボス１１に動力を伝達するだめの経路、及びプロペラ１
２のピッチを変更するための動力を伝達するための経路
を第４図（八）〜（Ｃ）に示す。

図に於いて、Ｅはプロペラ１２の駆動手段としてのエン
ジンである。各図に示されるように、エンジンＥからの
駆動力はプロペラ軸２によって、該軸２の端部に装着し
たトルクリミッタ−１０に伝達される。そして前記トル
クリミッタ−１０を介して、プロペラ軸２に回転可能に
枢着したプロペラボス１１に伝達され、船舶の推進を行
うものである。

前述したように本実施例にあっては、プロペラ軸２にプ
ロペラボス１１．ネジ軸１３及びプロペラボス１１とモ
ーター２６によって駆動される差動歯車機構１６が夫々
回転可能に嵌合されている。このためプロペラボス１１
に対する駆動力の伝達経路は、プロペラ軸２の端部２ａ
に於いてエンジンＥの動力を受けると共に該軸２の他端
部２ｂにトルクリミッターｌＯを構成し、且つプロペラ
軸２の中央部にプロペラ１２のピッチ変更手段を構成す
るネジ軸１３及び差動歯車機構１６を嵌合することで船
舶推進装置を構成するものである。

前述の実施例に於いて、トルクリミッタ−１０をインナ
ースリーブ７、摩擦部材９及びアウタースリーブ８によ
って構成したが、例えばクラッチ板及びバネによって構
成したトルクリミッタ−を用いることも可能である。

また前述の実施例に於いて、プロペラボス１１に形成し
た室１１ｂ内には外部からの挿入物がないため、内容積
が常に一定となる。このため内部圧力の変化が無く、従
って内部圧力の変化に伴い発生する種々の問題、例えば
潤滑油の漏洩或いはネジ軸１３を駆動するための動力の
変化等が発生することが無く、安定した状態で運転する
ことが可能となる。

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように本発明の船舶推進装置によれ
ば、駆動手段からの動力をプロペラ軸を含む伝達手段を
介してプロペラボスに伝達することで、プロペラを駆動
して船舶を推進することが出来、またプロペラボス側に
配設されたプロペラのピッチを変更するためのピッチ変
更手段を、該ピッチ変更手段を駆動するための動力源に
よって差動歯車機構を介して駆動することでプロペラの
ピッチを変更することが出来る。

即ち、プロペラボスの回転と同期して回転する歯車機構
とピッチ変更手段に回転を伝達するための歯車機構とに
より構成される差動歯車機構を前記動力源によって駆動
することで、前記２つの歯車機構の間に相対的な速度差
を発生させ、従ってプロペラボスとピッチ変更手段との
間に相対的な速度差を発生させ、このプロペラボスとピ
ッチ変更手段との速度差によってピッチ変更手段を回転
させてプロペラのピッチを変更することが出来る。

またプロペラ軸とプロペラボスとの間に伝達トルクを制
限するためのトルク制限手段を設けたので、プロペラが
流木等の障害物と接触して衝撃が発生した場合には、前
記トルク制限手段に於いてプロペラボスとプロペラ軸と
の間に滑りが発生し、これにより前記衝撃を吸収するこ
とが出来、またこのとき発生する過負荷がプロペラを駆
動するための駆動手段に伝達されることがないため駆動
手段に悪影響を及ぼすことがない等の特徴を存するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は船舶推進装置の断面説明図、第２図は第１図の
■−■断面図、第３図は第１図のｍ−ｍ断面図、第４図
（Ａ）〜（Ｃ）は駆動手段からの駆動力の伝達経路と動
力源からの駆動力の伝達経路の説明図である。 Ａはケーシング、Ｅはエンジン、ｌは垂直軸、２はプロ
ペラ軸、７はインナースリーブ、８はアウタースリーブ
、８ａは爪、９は摩擦部材、１０はトルクリミッタ−１
１１はプロペラボス、ｌｌａは爪、１２はプロペラ、１
３はネジ軸、１４はクランク、１５はクロスヘツド、１
６は差動歯車機構、１７は第１歯車機構、１８は第２歯
車機構、２６は動力源である。 特許出願人　　本田技研工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　船舶を推進するためのプロペラと、前記プロペラを支
   持するプロペラボスと、前記プロペラボスを駆動するた
   めの駆動手段と、前記駆動手段からの動力をプロペラボ
   スに伝達するためのプロペラ軸を含む伝達手段と、前記
   プロペラボスに回転可能に嵌挿されプロペラのピッチを
   変更するためのピッチ変更手段と、前記ピッチ変更手段
   を駆動するための動力源と、プロペラボスの回転と同期
   して回転する歯車機構とピッチ変更手段に回転を伝達す
   る歯車機構とからなる前記ピッチ変更手段に動力源から
   の回転力を伝達するための差動歯車機構とにより構成さ
   れる船舶推進装置であって、前記プロペラ軸とプロペラ
   ボスとの間に伝達トルクを制限するためのトルク制限手
   段を設けたことを特徴とする船舶推進装置。