(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォータージェット推進システム用のクラッチとねじりダンパの結合体であって、
モータに対する取付部を有する外側リングハウジング（１８）と、
外側リングハウジング（１８）と同心かつ外側リングハウジング（１８）の内部に配置され、中空の中心シャフト（２６）上に回転可能に取り付けられた内側ハウジング（２２）と、
外側ハウジング（１８）から内側ハウジング（２２）へ伝達される回転力を制動するために内側ハウジング（２２）と外側ハウジング（１８）の間に配置された弾性トルク伝達連結部材（５０）と、
内側ハウジング（２２）と中心シャフト（２６）上に同心上に取り付けられたクラッチリング（３２）との間に配置された電磁クラッチと
中心シャフト（２６）内でウォータージェットインペラシャフトを長手方向に移動可能に該ウォータージェットインペラシャフトに接続する、中心シャフト（２６）内部のすべり継手接続と、を備えたクラッチとねじりダンパの結合体。
【請求項２】
前記中心シャフト（２６）内部のすべり継手接続が自由継手（４８）を介してウォータージェットインペラシャフトに接続する、請求項１に記載のクラッチとねじりダンパの結合体。
【請求項３】
すべり継手接続が、中心シャフト（２６）における内部スプライン出力接続（４４）である、請求項２に記載のクラッチとねじりダンパの結合体。
【請求項４】
外側リングハウジング（１８）がモータのはずみ車（１０）に接続される、請求項２に記載のクラッチとねじりダンパの結合体。
【請求項５】
異なるサイズのはずみ車（１０）を収容するための、はずみ車（１０）と外側リングハウジング（１８）との間に配置されたアダプタリング（１４）を備えた、請求項４に記載のクラッチとねじりダンパの結合体。
【請求項６】
ねじりダンパはほぼ円筒形の弾性連結部材（５０）から成り、連結部材（５０）は外側ハウジング（１８）から内方に突出するショルダ（５８）と内側ハウジング（２２）から外方に突出するショルダ（５２）との間に位置し、連結部材（５０）が故障の場合には内方突出ショルダ（５８）が外方突出ショルダ（５２）と係合する、請求項２に記載のクラッチとねじりダンパの結合体。
【請求項７】
耐油性、耐化学薬品性、かつ華氏２３０度（摂氏１１０度）まで耐熱性のウレタンより連結部材（５０）が形成されている、請求項６に記載のクラッチとねじりダンパの結合体。
【請求項８】
外側リングハウジング（１８）と内側ハウジング（２２）がアルミ合金から形成される、請求項２に記載のクラッチとねじりダンパの結合体。
【請求項９】
内側ハウジング（２２）へクラッチリング（３２）をロックし、かつ回転バランスを維持するための手動ロックを備えた、請求項２に記載のクラッチとねじりダンパの結合体。
【請求項１０】
手動ロックはチタンプレート（９０）から成る、請求項９に記載のクラッチとねじりダンパの結合体。
【請求項１１】
中心シャフト（２６）用の軸受支持部を有するベルハウジング（３４）を備え、該ベルハウジング（３４）は手動ロックの挿入用の少なくとも１つの保守アクセス（３８）を有する、請求項９に記載のクラッチとねじりダンパの結合体。  
【請求項１２】
クラッチリング（３２）を磁化するためにベルハウジング（３４）に磁気コイル（７６）が取り付けられている、請求項１１に記載のクラッチとねじりダンパの結合体。  
【請求項１３】
中心シャフト（２６）は中空であり、表面硬化鋼より形成されている、請求項２に記載のクラッチとねじりダンパの結合体。  
【請求項１４】
１，０００ｒｐｍを超えてクラッチが係合するのを防止するための電子制御安全装置（１０２）を備えた、請求項２に記載のクラッチとねじりダンパの結合体。  
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は、ボート用のウォータージェット推進システムに関し、より詳細には、ウォータージェット推進システムに使用する内蔵式ねじりダンパを備えた電磁クラッチに関する。
【０００２】
（発明の背景）
ウォータージェットボートは通常、自由継手と結合されたねじりダンパを介するか別個のねじりダンパと定速度自在継手を介してモータに直接接続される、ウォータージェットインペラを有する。そのようなシステムは、モータがウォータージェットインペラのできるだけ近くに配置されることを可能にするため、モータはボートのできるだけ後ろに配置される。モータはできるだけ船尾に近いことが好まれる。
【０００３】
ウォータージェット推進システムに常に存在していた問題の１つは、モータを止めずに静止状態でボートを維持すること、またはモータを止めずにジェット取込口を一掃することである。この問題の解決策の１つは、インペラとモータの間に伝動装置を設け、モータが固定されているかマリーナにある時に水の乱流を引き起こすことのなく暖機できる中立位置を達成することである。このシステムは、インペラとモータが直接接続していると行うことができないチューンアップの実行や高いアイドリングの点検の際にも有用である。この伝動システムはさらに、ジェネレータ等のためのフロントエンジン出力の伝導装置のような別の仕事にモータが使用されることを可能にする。ウォータージェットは水流またはスラストの方向を制御するよう噴出口に配置されたスラスト偏向器を有するため、逆スラスト推進力を持つ必要がない。そのような偏向器は、ボートを素速く減速させるブレーキの役割をし、さらに必要な時にボートを逆にする。
【０００４】
ほとんどの伝動装置では、入力シャフトと出力シャフトが直列に並んでいないため、モータはボートの異なる位置に装着されなければならず、これはウォータージェットボートが伝動装置を備えるよう改造される場合、特に当てはまる。更に、伝動装置はかなり多くの空間を占めるため、モータは、ボートの滑水運動に影響を及ぼし得るボートの弓の船首にさらに近づけて配置されなければならない。ほとんどのウォータージェットインペラはモータ出力速度で回転するため、伝動装置は、標準の伝動でない１対１の比率を持たなければならない。また、１対１以外の比率を持っていると、インペラの性能は否定的な影響を受ける。更に、伝動装置は余分な重量を付加すると共に、オイルとオイルフィルター、オイルクーラー、ならびに伝動装置内のオイルを冷却する原水熱交換器を必要とする。さらに、伝動装置を移動させるために、機械的モースケーブルコントロールと共にオイル温度と圧力センサが必要とされる。更に、伝動が１対１であっても５％〜１０％の効率損失を有する。
【０００５】
衝撃と振動を回避するために、モータとウォータージェットインペラの間にはねじりダンパが必要とされる。モータは、ボートの弾性取付物の上に通常装着される。したがって、ねじりダンパは、インペラの駆動シャフトに、およびインペラシャフト軸受を通じてボートにモータの振動が移動されるのを防止する。自由継手または定速継手は、モータの弾性取付物上のモータの動きを考慮し、エンジンが長手方向にある程度自由に移動するのを許容するよう、ウォータージェットインペラとモータの間に何らかのスリップを生じさせるための準備を行う。
【０００６】
（発明の要約）
本発明は、ウォータージェットインペラとモータの間に設置するための、内蔵式ねじりダンパを備えた電磁クラッチを提供する。１実施形態において、クラッチとねじりダンパの結合体は、インペラ駆動シャフトに結合された自由継手に接続するためのすべり継手接続を有する。別の実施形態では、停電の場合やクラッチの磨耗により過度の滑りが生じた場合にクラッチをロックする機械的安全ロックが提供される。クラッチとねじりダンパの結合体はコンパクトかつ軽量であるため、モータがウォータージェットインペラのできるだけ近くに装備されることを可能にする。
【０００７】
本発明は、モータに対する取付部を有する外側リングハウジングと、外側リングハウジングと同心かつ外側リングハウジングの内部に配置され、中心シャフト上に回転可能に取り付けられた内側ハウジングと、外側ハウジングから内側ハウジングへ伝達される回転力を制動するために内側ハウジングと外側ハウジングの間に配置された弾性トルク伝達連結部材と、内側ハウジングと中心シャフト上に同心上に取り付けられたクラッチリングとの間に配置された電磁クラッチと、好ましくは自由継手を介したウォータージェットインペラシャフトに対する中心シャフト上のすべり継手接続とを備えた、ウォータージェット推進システム用のクラッチとねじりダンパの結合体を提供する。
【０００８】
図面にて本発明の実施形態を例証する。
（好ましい実施形態の説明）
モータのはずみ車１０がモーターハウジング１２内で回転するクラッチとねじりダンパの結合体が、図１，２に示される。アダプタリング１４が機械ねじ１６によりはずみ車１０に取り付けられた状態で示されており、アダプタリング１４は機械ねじ２０によりアダプタリング１４に取り付けられた外側リングハウジング１８を有する。場合によっては、アダプタリング１４を省略してもよく、外側リングハウジング１８ははずみ車１０に直接付いている。外側リングハウジング１８の内部かつその同心上には、シール摩擦抵抗軸受２４上に、中空の中心シャフト２６に対して内側ハウジング２２が装着されている。中心シャフト２６は表面硬化鋼であり、重量を減らすため中空になっている。シャフト２６が中空であるため、クラッチとねじりダンパのアセンブリの冷却を支援する空気がより多く循環することが可能である。シャフト２６は、クラッチリング３２にフランジ２８を接続する機械ボルト３０を備えたフランジ２８を有している。モーターハウジング１２には機械ボルト３６によりベルハウジング３４が接続されており、ベルハウジング３４は以下に詳述するような機械的安全ロック挿入用のカバー（図示せず）を備えたアクセス孔３８を有している。べルハウジング３４は、中心シャフト２６の前端４２に装着されたシールド軸受４０を有している。中心シャフト２６の端部には内部スプライン接続４４が設けられ、自由継手４８のスプラインシャフト４６がそこに適合された状態で示されている。
【０００９】
図２に示すように、弾性トルク伝達連結部材５０は、ほぼ円筒形でウレタンより形成されており、耐油性かつ耐化学薬品性であると同時に、華氏２３０度（摂氏１１０度）までの温度に耐熱性である。連結部材５０は、外側ハウジング１８から内側ハウジング２２に伝達される回転力を制動するために、内側ハウジング２２と外側ハウジング１８の間に配置される。
【００１０】
図３，４，５には内側ハウジング２２が示され、内側ハウジング２２は図２に示したような連結部材５０の直径に合わせて曲がった、曲線状の径方向表面を備えた外方突出ショルダ５２を有する。
【００１１】
内側ハウジング２２の外側には周辺ディスク５４が延び、周辺ディスク５４は外方突出ショルダ５２と組み合わさって、連結部材５０のための内側配置個所５６を提供する。
【００１２】
図６，７には外側ハウジング１８が示されており、外側ハウジング１８は弾性連結部材５０と、さらには、内側ハウジング２２の外方突出ショルダ５２とを保持するための外側配置個所６２を提供する、外部リング６０から内方に突出する内方突出ショルダ５８を備えている。内方突出ショルダ５８のへこみ６４は、弾性部材５０を定位置に保持する。図８には連結部材５０の詳細が示されている。連結部材５０は各端部に円錐台形のへこみを備えた円筒体である。回転力は、外側ハウジング１８の内方突出ショルダ５８から、内側ハウジング２２の外方突出ショルダ５２まで連結部材５０によって伝達される。万一連結部材５０が故障するか分解しても、内方突出ショルダ５８は外方突出ショルダ５２と連絡し、制動効果なしで回転力が伝達される。ウレタン製連結部材５０のサイズと硬度は、モータから伝達されたトルクに適合するように設計される。
【００１３】
アダプタリング１４に外側ハウジング１８を固定するために、またはアダプタリングがはずみ車１０に使用されない場合に、外側ハウジング１８の内方突出ショルダ５８の皿孔６６が機械ねじ２０に対して使用される。内側ハウジング２２と外側ハウジング１８は共にアルミ合金で作られている。１実施形態において、ユニットは鋳造されている。重量を最小にするための軽量化孔６８が内側ハウジング２２に示される。図１に示されるように、内側ハウジングは軸受２４用の軸受シート７０を有している。図１に示されるように、内側ハウジング２２の中心シャフト２６への取り付けは、ロックナット７２とスペーサー７４から成る既知の方法による。
【００１４】
電磁クラッチは、機械ボルト７７によってベルハウジング３４に固定された電気コイル７６を有している。コイル７６はクラッチリング３２内にあり、コイル７６にエネルギーが与えられている時にクラッチリング３２は磁性になる。内側ハウジング２２の上には、図５で示したようなタップホール８２に嵌合する機械ねじ８０により保持された薄い真鍮ディスク７８が装着される。２つの鉄磁気リング８４が、内側ハウジング２２に真鍮ディスク７８を固定する取り付けねじ８０の間の中程に位置した機械ねじ８６により、真鍮ディスク７８に付けられる。従って、コイル７６にエネルギーが与えられている時にクラッチリング３２は磁性になり、これが鉄磁気リング８４と接触する。真鍮ディスク７８は曲がって、接触が行われるのを許容し、内側ハウジング２２からの回転力がクラッチリング３２と中心シャフト２６に送られる。
【００１５】
クラッチリング３２の周辺に設けられた溝９２に係合する個別の軽量チタンロックプレート９０が、図１，２に示される。チタンロックプレート９０は軽量であり、２枚設けられている。それらはクラッチとねじりダンパの結合体が常に回転のバランスを維持することを保証するよう配置される。内側ハウジング２２のリム５４には４つの機械ボルト９４により、ロックプレート９０が取り付けられる。ロックプレート９０は、ベルハウジング３４の孔３８を介して挿入され、ボルト９４により内側ハウジング２２に取り付けられる。ベルハウジング３４は、ユニット重量を減らすために、好ましくはアルミ合金で形成される。
【００１６】
作動時、クラッチはボートのダッシュボードに通常位置するスイッチ９６により起動される。スイッチ９６は、ボートの動力源からの動力（通常１２Ｖか２４Ｖ）を提供する。クラッチは２つの鉄磁気リング８４に係合してそれらを引き寄せ、磁気クラッチリング３２と接触する。動力は、ディーゼル、ガソリン、プロパン（すなわち天然ガス）、内燃機関、ジェットタービン、または電気モータなどの、いかなる適切な動力源であってもよいモータから送られる。はずみ車１０は、外側ハウジング１８を回転させ、アダプタリング１４が設けられているならばアダプタリング１４を通じて、ねじりダンパを通じて内側リング２２まで、従ってクラッチ機構により駆動シャフト２８まで回転させる。スプラインシャフト４６は、中心シャフト２６の内部スプライン４４内を長手方向に移動し得る。１実施形態では、自由継手４８のスプラインシャフト４６が、図９に示したようなフランジ１００に接続されたスプラインシャフト４６と置き換えられ得る。
【００１７】
別の実施形態では、電気回路に電子速度制御１０２が設けられる。制御１０２はクラッチが１，０００ｒｐｍのシャフト速度を超えて係合しないようにする安全装置である。この安全装置は、クラッチの電磁気摩擦プレート上の過度な磨損を排除することを支援する。
【００１８】
１実施形態において、クラッチとねじりダンパの結合体は３５０ｈｐモータに接続され、駆動シャフトとモータの間に１１と１／２インチ（３０ｃｍ）の空間距離を提供する。この寸法は、自由継手を備えた市販のねじりダンパに対する空間距離よりも小さい。クラッチとねじりダンパの結合体の重量は、自由継手を備えた市販のねじりダンパよりも小さい１０ポンド（４．５ｋｇ）である。種々のサイズのクラッチとねじりダンパの結合体が種々の容量のモータ用および動力源用に作成され得る。クラッチは、単にスイッチ９６を切ることにより容易に解放され、次いでモータはインペラシャフトを回転させずに回転する。スプラインシャフト４６が中心シャフト２６の内部スプライン４４の中で摺動することが可能であるため、モータとジェット推進インペラの間には長手方向の移動が生じ得る。
【００１９】
１実施形態において、クラッチ機構は、本発明の既存のクラッチとねじりダンパの結合体に適合されるＳＴＯＭＡＧTMクラッチである。
本発明の範囲を逸脱することなく本明細書に示した実施形態に対しては種々の変更を行うことが可能であり、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【図１】インペラシャフトへの自由継手接続を備えた本発明によるクラッチとねじりダンパの結合体の１実施形態を示す断面図。
【図２】図１のクラッチとねじりダンパの結合体を示す部分断面図の部分を備えた端面図。
【図３】図１のクラッチとねじりダンパの結合体の内側ハウジングを示す軸方向断面図。
【図４】図３の←４における内側ハウジングを示す左側端面図。
【図５】図３の←５における内側ハウジングを示す右側端面図。
【図６】図１のクラッチとねじりダンパの結合体の外側リングハウジングを示す軸方向断面図。
【図７】図６の←７における外側リングハウジングを示す右側端面図。
【図８】図１のクラッチとねじりダンパの結合体のための弾性トルク伝達連結部材を示す断面の詳細図。
【図９】図１のクラッチとねじりダンパの結合体の中心シャフト内に適合するオプションのスプラインフランジシャフトを示す側面図。
【図１】
0004431296.tif 000002
【図２】
0004431296.tif 000003
【図３】
0004431296.tif 000004
【図４】
0004431296.tif 000005
【図５】
0004431296.tif 000006
【図６】
0004431296.tif 000007
【図７】
0004431296.tif 000008
【図８】
0004431296.tif 000009
【図９】
0004431296.tif 000010