(57)【要約】      （修正有）【課題】転舵角の制限を緩和するとともに、小型化できる船外機を提供する。【解決手段】プロペラシャフト１１が配置された下部ケース５を、エンジンＥを含む上部ケースに対して揺動自在に連結する。この連結機構１４は、揺動の軸であるドライブシャフト１０が貫通するとともに、下部ケース５に固定される中空円柱部材４１と、当該中空円柱部材４１を回転自在に支持するとともに上部ケースに固定されるベアリングユニット４２とを含む。さらに転舵用モータ４５の駆動力は、ウォームギヤ機構５０を介して、中空円柱部材４１に伝達される。【選択図】図２
2010158926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、略垂直に配置されたドライブシャフトと、略水平に配置されたプロペラシャフトとを有し、船舶の後部に取り付けられる船外機であって、
前記エンジンを収容する上部ケースと、
前記上部ケースを船体に取り付ける取付装置と、
前記プロペラシャフトを収容する下部ケースと、
前記下部ケースを前記上部ケースに前記ドライブシャフトを軸にして左右揺動自在に連結する連結機構と、
前記下部ケースを左右に揺動する駆動力を発生させるモータと、
前記モータの駆動力を前記下部ケースに伝える動力伝達手段と
を有し、
前記動力伝達手段は、ウォームギヤ機構を含むことを特徴とする船外機。
【請求項２】
前記動力伝達手段は、ベベルギヤ構造をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の船外機。
【請求項３】
前記モータは、前記ドライブシャフトの後方に配置され、
前記ウォームギヤ機構のウォームシャフトは、略水平に配置されるとともに、後端側が前端側よりも左右方向中央寄りに配置されたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の船外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船外機に関し、特に、十分な転舵角を確保することができるとともに、小型化可能な転舵機構を備えた船外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
船外機は、エンジンおよびプロペラ等を備え、その下端側には船舶の進行方向に沿った縦の面を構成するスケグが形成されている。船外機は、取付装置によって船体のトランサムボードに取り付けられ、船体に推進力を与える。取付装置は、船外機の使用時において略垂直になる縦軸を有する。船外機の取付装置以外の部分（船外機本体）と取付装置とは、この縦軸を軸にしてヒンジ結合している。そのため、船外機本体を船体に対して左右に揺動させることができる。船外機本体を左右に揺動させると、水中に配置されたプロペラの方向（推進方向）が変化し、スケグに加わる圧力も変化するため、船舶の転舵を行うことができる。
【０００３】
ここで、船外機本体全体が揺動するとその上部側も一緒に揺動することになるが、船外機本体の上部側はエンジンルームを収容しているために下部側に比べて相対的に幅が広くなっている。特に、エンジンルームの横寸法が大きく、幅広い形状の場合、船体後部とのスペースの関係上、転舵角が制限されるおそれがある。また、複数の船外機が船体に搭載された場合においては、他の船外機との間にスペースを確保しないと転舵角が制限されるおそれがある。
【０００４】
これに対し、船内外機は、エンジンを船体内に設置し、プロペラ等を備えた船外推進機を船体外部に取り付ける構造であるため、このような影響はない（例えば特許文献１参照）。しかし、船内外機には、船体内にエンジンを設置するスペースが必要となる。
【０００５】
また、転舵の際には、スケグ等にかかる水圧に対抗して転舵角を一定に保つための力が必要である。そのため、油圧装置を用いて、転舵用モータのトルクを大きくしたりする必要があった（例えば、特許文献２参照）。さらに、転舵用モータを船外機内部に設置する場合、減速のための構造が複雑化、大型化し、船外機の大型化に伴う水中抵抗の増大やコストの増加といった問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本願発明は、船外機の転舵角の制限を緩和するとともに、小型化可能な転舵機構を備えた船外機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る船外機は、エンジンと、略垂直に配置されたドライブシャフトと、略水平に配置されたプロペラシャフトとを有し、船舶の後部に取り付けられる船外機であって、前記エンジンを収容する上部ケースと、前記上部ケースを船体に取り付ける取付装置と、前記プロペラシャフトを収容する下部ケースと、前記下部ケースを前記上部ケースに前記ドライブシャフトを軸にして左右揺動自在に連結する連結機構と、前記下部ケースを左右に揺動する駆動力を発生させるモータと、前記モータの駆動力を前記下部ケースに伝える動力伝達手段とを有し、前記動力伝達手段は、ウォームギヤ機構を含むことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明に係る船外機は、第１の発明に係る船外機において、前記動力伝達手段は、ベベルギヤ構造をさらに含むことを特徴とする。
【０００９】
第３の発明に係る船外機は、第１または第２の発明に係る船外機において、前記モータは、前記ドライブシャフトの後方に配置され、前記ウォームギヤ機構のウォームシャフトは、水平に配置されるとともに、後端側が前端側よりも左右方向中央寄りに配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明に係る船外機は、エンジンを収容する上部ケースと、転舵の際に重要な役割を果たすプロペラシャフトに取り付けられたフロペラを備えた下部ケースとに分離される。そして、下部ケースが上部ケースに対して左右揺動可能であるため、下部ケースのみを揺動させることによって、転舵することができる。かかる構成によって、上部ケースの大きさおよび配置の影響や、複数の船外機が搭載される場合における他の船外機との間のスペースの影響を受けずに転舵角を確保することができる。さらに、転舵のための動力伝達手段がウォームギヤ機構を含んでいる。そのため、大きな減速比を得られるウォームギヤ機構によって、動力伝達手段を簡素化・小型化できる。また、転舵角を保つための力をウォームギヤ機構が受け持つため、油圧シリンダや大出力の転舵用モータを必要とせず、低出力の小型モータを使用することができる。従って、船外機を小型化して水中抵抗を低減することができるとともに、コストを削減できる。
【００１１】
第２の発明に係る船外機は、転舵のための動力の動力伝達手段がベベルギア構造を含む。そのため、動力伝達手段の構造を簡素化できるため、船外機をさらに小型化して水中抵抗を低減することができる。
【００１２】
第３の発明に係る船外機は、ウォームシャフトを前後方向と平行に配置した場合に比べて、後側が細くなる流線形の横断面形状にすることができ、水中抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】船外機の概略的な側面図である。
【図２】船外機の下部の拡大側面図である。
【図３】図２のIII−III断面における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる船外機の概略を示す側面図である。図２は、本発明の実施形態にかかる船外機の下部を拡大した断面図であり、本実施形態に係る主要部品のみを示したものである。図３は、図２のIII−III断面における断面図であって、転舵用モータの駆動力の動力伝達手段を示す。なお、特に指定しない限り、船体の進行方向を前とし、船外機の前後、左右、上下の方向は、使用状態、すなわち、船外機が船体に取り付けられ、プロペラが喫水面以下に配置された状態における方向である。
【００１５】
図１に示すように、船外機１は、船外機本体２と、船外機本体２を船体のトランサムボードＴに取り付ける取付装置３とを備える。
【００１６】
取付装置３は、トランサムボードＴに固定される左右一対のブラケット２０，２１と、ブラケット２０，２１間に渡された略水平なチルトピン２２と、チルトピン２２に回転自在に取り付けられるスイベルケース２３と、マウントシャフト２４と、左右一対のマウントフレーム２５とを備える。
【００１７】
スイベルケース２３は、略垂直方向に配置されたマウントシャフト２４を回転自在に支持する中空部２３ａ（図２参照）を有している。左右一対のマウントフレーム２５は、それぞれマウントシャフト２４の上端側から後方に突出し、ボルトによって船外機本体２をマウントシャフト２４に固定する。
【００１８】
チルトピン２２にスイベルケース２３が回転自在に取り付けられることによって、船外機本体２がチルトピン２２を軸に上下に揺動可能となる。よって、船体を停泊させる場合には、船外機本体２をチルトアップして水から引き上げ、船外機本体２の腐食を防止することができる。また、スイベルケース２３と船外機本体２とがマウントシャフト２４を軸にしてピン結合することにより、図示しないモータによって船外機本体２を左右に揺動することができる。
【００１９】
船外機本体２の外形は、概ね上部ケース４およびギヤケース５（下部ケース）の２つの独立したケースが連結されて形成される。上部ケース４はエンジンカバー６とエクステンションケース７とで構成されている。エクステンションケース７内にはエンジンマウント８が設置されており、エンジンマウント８上にエンジンＥが固定され、エンジンＥの周囲をエンジンカバー６が覆っている。エンジンＥはクランクシャフトが縦になるように設置される。ギヤケース５は使用状態で概ね喫水線以下に位置し、その下端側に整流板であるスケグ９が形成されている。上部ケース４およびギヤケース５はそれぞれ水密構造となっている。
【００２０】
図２に示すように、ドライブシャフト１０は図示しない軸受によって略垂直に支持される。ドライブシャフト１０の上端側はエクステンションケース７内にあり、下端側はギヤケース５内にある。下端にはピニオンギヤ３１が取り付けられている。ドライブシャフト１０は上端側でエンジンＥの動力を受けて軸周りに回転する。
【００２１】
プロペラシャフト１１は、ギヤケース５内に略水平に配置され、図示しない軸受けによって回転自在に支持されている。プロペラシャフト１１の前端側にはクラッチ３４が取り付けられており、後端にはプロペラ１２が取り付けられている。プロペラシャフト１１は、ドライブシャフト１０に駆動されて回転する。
【００２２】
ドライブシャフト１０からプロペラシャフト１１への駆動力の伝達には、ピニオンギヤ３１、フロントベベルギヤ３２、リバースベベルギヤ３３、クラッチ３４、シフト機構３５およびシフト用モータ３６が関わり、これらはいずれもギヤケース５内に配置されている。２つのベベルギヤ３２，３３は、それぞれピニオンギヤ３１の前後に配置され、２つのベベルギヤ３２，３３の回転軸はドライブシャフト１０に対して垂直であり、プロペラシャフト１１の回転軸に一致する。２つのベベルギヤ３２，３３はそれぞれピニオンギヤ３１に噛み合い、ドライブシャフト１０が回転すると互いに逆方向に回転する。シフト機構３５は、シフト用モータ３６によって作動して、プロペラシャフト１１に取り付けられているクラッチ３４を前後に動かす。クラッチ３４が、フロントベベルギヤ３２側に動くとプロペラシャフト１１およびプロペラ１２は船体が前進する方向に回転し、リバースベベルギヤ３３側に動くとプロペラシャフト１１およびプロペラ１２は反対方向に回転する。
【００２３】
連結機構１４は、ドライブシャフト１０を軸にして左右に揺動自在となるように上部ケース４とギヤケース５とを連結する。連結機構１４は、中空円柱部材４１とベアリングユニット４２（ベアリング装置）とを備える。
【００２４】
中空円柱部材４１は、下端にフランジ部４１ａを有し、下端側の外径が広がって厚肉になっている（厚肉部４１ｂ）。中空円柱部材４１をドライブシャフト１０が貫通し、両者の中心軸が一致している。中空円柱部材４１は、フランジ部４１ａがギヤケース５の上面裏側にボルトで留められることによってギヤケース５に固定される。中空円柱部材４１の上端側の円筒部４１ｃはエクステンションケース７内にある。なお、上部ケース４とギヤケース５とのそれぞれに配置された装置は、フランジ部４１ａおよび厚肉部４１ｂの内部に設けられた配線によって電気的に接続される。
【００２５】
ベアリングユニット４２は、ラジアルボールベアリング４２ｂを内装しており、内側面は中空円柱部材４１の厚肉部４１ｂを支持し、外側はエクステンションケース７の下面裏側にボルトによって固定される。そのため、中空円柱部材４１は、その中心軸周りに回転できる。また、ベアリングユニット４２の外周には溝４２ａが設けられている。溝４２ａにＯリング４３を取り付け、ベアリングユニット４２の外周に樹脂４４を被せることによって止水されている。
【００２６】
転舵用モータ４５の動力は、ウォームギヤ機構５０を通して、中空円柱部材４１に伝えられる。転舵用モータ４５は、エクステンションケース７内であってエンジンマウント８の下方に、出力軸がドライブシャフトと略平行になるように設置されている。出力軸の先端にはベベルギヤ４５ａが取り付けられている。
【００２７】
図３に示すように、ウォームギヤ機構５０は、ウォームシャフト４７と、ウォームホイール４８とを備える。ウォームシャフト４７は、略水平に配置されるとともに、後端側が前端側よりも左右方向中央寄りに配置されている。ウォームホイール４８は、略水平に配置され、中空円柱部材４１に固定されている。転舵用モータ４５のベベルギヤ４５ａとウォームシャフト４７の一端に固定されたベベルギヤ４６とが噛み合い、ウォームシャフト４７のウォーム部４７ａとウォームホイール４８とが噛み合っている。従って、転舵用モータ４５が回転すると中空円柱部材４１が回転する。
【００２８】
中空円柱部材４１が左右に回転すると、中空円柱部材４１を固定しているギヤケース５が左右に揺動し、スケグ９およびプロペラ１２の向きが変わって転舵する。この時、２つのベベルギヤ３２，３３は、ピニオンギヤ３１に噛み合いながら左右に揺動する。
【００２９】
以上の構成を備えることによって、本実施形態は次の効果を有する。ギヤケース５のみを揺動させることができるので、上部ケース４の大きさや位置の影響や、複数の船外機を搭載した場合における他の船外機とのスペースの影響を受けずに転舵角を確保することができる。また、上部ケース４の揺動とギヤケース５の揺動とを連動させて、操船者の好みに応じた転舵特性を得ることができる。また、転舵用モータ４５がエクステンションケース７内に設置されることにより、ギヤケース５の大型化を防止でき、水中抵抗を抑制できる。
【００３０】
仮に、シフト用モータ３６をエクステンションケース７の内部に設置すると、船外機本体２の外部にシフト用シャフトや自在継ぎ手を設ける必要がある。一方、本実施形態では、ギヤケース５の内部にシフト用モータ３６を設置したため、船外機本体２の外部にそのような機構を設ける必要がなく、船外機１の構造を単純にできるとともに耐腐食性の低下を防ぐことができる。なお、ギヤケース５の揺動のみで転舵を行う形態にすれば、船外機本体２を揺動させる大型大出力のモータが不要となる。そのため、当該モータがエクステンションケース７内に設置されている場合に比べるとエクステンションケース７内のレイアウトの自由度が増しており、また、当該モータが船体に設置されている場合に比べると船外機１の着脱が容易となっている。
【００３１】
また、ウォームギヤ機構５０を使用したことにより、大きな減速比が得られ、動力伝達手段の構造の簡素化・小型化を図ることができる。また、ウォームギヤ機構５０によって転舵角を保持するのに必要な力を得ることができるため、油圧シリンダや大きなトルクが得られる大出力のモータを必要せず、低出力の小型モータを使用できる。これらの結果、船外機本体２を小型化して水中抵抗を低減することができ、また、コストを削減できる。さらに、ウォームシャフト４７を後側が中央寄りになるように配置したことで、船外機本体２の横断外形を流線形にすることができ、水中抵抗を低減することができる。
【００３２】
また、ベベルギヤ４５ａ，４６を使用することにより、転舵用モータ４５を縦に配置しても動力伝達手段の構造を簡素・小型にすることができ、船外機本体２の外形を細くすることができ、水中抵抗を低減することができる。
【００３３】
以上で、本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明は幅広く変形実施が可能である。例えば、ギヤケース内部にシフト用モータを設けるスペースがない場合においては、シフト用モータをエクステンションケース内部に設置し、ケースの外部に設けられたシフトシャフトとユニバーサルジョイントとによってギヤケース内のシフト機構と連結する。これによって、ギヤケースをドライブシャフトを軸にして揺動させることができる。また、エクステンションケース７の中の開いたスペースに推進力用の減速ギヤを設けると、２つのベベルギヤ３２、３３を小型化できる。その結果、ギヤケースを小型化できるため、小出力の転舵用モータ４５が使用でき、ギヤケース５に作用する水中抵抗を減少させることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  船外機
２  船外機本体
３  取付装置
４  上部ケース
５  ギヤケース（下部ケース）
１０  ドライブシャフト
１４  連結機構
４１  中空円柱部材
４２  ベアリングユニット
４５  転舵用モータ
４５ａ、４６  ベベルギヤ
５０  ウォームギヤ機構
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３５】
【特許文献１】特開昭６３−９７４８９号公報
【特許文献２】特開２００６−２６４５２３号公報
【図１】
2010158926.tif 000003
【図２】
2010158926.tif 000004
【図３】
2010158926.tif 000005