(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機（１）と減速逆転機（２０）と変速装置（３）とを備える舶用推進装置であって、該減速逆転機（２０）は前後進クラッチを備えており、該変速装置（３）は、該原動機（１）と該前後進クラッチとの間に設けられ、該変速装置（３）は、入力軸（３７）の外周に、複数のクラッチ軸仕組みを設け、該クラッチ軸仕組みの配設数は、該変速装置（３）の変速段数よりも多くし、前記変速装置（３）の複数のクラッチ軸仕組みを同一変速比とし、前記入力軸に対し点対称位置に、もしくは点対称に近い位置に配置する構成において、前記変速装置（３）を、１速クラッチ軸仕組み（３２）と２速クラッチ軸仕組み（３４）を内装して構成し、該変速装置（３）の油圧回路は、油圧ポンプ（３９）とシーケンスバルブ（５１）と電磁切換弁（５２）とから構成し、該電磁切換弁（５２）により速比の切換えを行うものとし、１速クラッチ軸仕組み（３２）を結合する１速時は、該油圧ポンプ（３９）より該シーケンスバルブ（５１）を経て１速側の油圧クラッチ（３２）に圧油を供給し、２速クラッチ軸仕組み（３４）を結合する２速時は、該油圧ポンプ（３９）より該電磁切換弁（５２）を経て２速側の油圧クラッチ（３４）に圧油を供給すると共に、該シーケンスバルブ（５１）にパイロット圧力を加えて該シーケンスバルブ（５１）の切換えを行い、１速側の油圧クラッチ（３２）に充填された作動油を、該シーケンスバルブ（５１）を経てドレンするようにしたことを特徴とする舶用推進装置。
【請求項２】
請求項１記載の舶用推進装置において、前記変速装置（３）のクラッチ油圧を一旦低圧に制御し、その間に該減速逆転機（２０）のクラッチ嵌入を行い、その後に該変速装置（３）のクラッチ油圧を全圧とすることを特徴とする舶用推進装置。
【請求項３】
請求項１記載の舶用推進装置において、前記変速装置（３）と減速逆転機（２０）を一体的に組み付け、該変速装置（３）と該減速逆転機（２０）との合わせ面に潤滑油通路を設けたことを特徴とする舶用推進装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舶用推進装置の変速構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来においては、舶用推進装置を構成する変速装置として、図２３、図２４に示すような、遊星歯車装置とワンウェイクラッチとから構成される変速装置７０、また図２５から図２７に示すような、１変速につき１軸を設けた平行歯車列を備える変速装置８０などがある。また、多段変速を得る場合、速比の数だけクラッチ軸仕組みを用いて変速装置を構成し、前後進ごとにクラッチ軸仕組みを設けていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記変速装置７０は、遊星歯車装置７１を利用しているため、内歯と太陽歯車と遊星歯車とでの噛み合い条件に支配されるため、自由な歯数比が得がたい。このため速度比の自由度が低く、２速として可能な速度比は限定されてしまう。変速装置８０では速度比の制限はない。ところが変速装置８０では、出力軸側で、１速ギヤ８３または２速ギヤ８５を枢支する軸一本のみを介して、駆動力を伝達している。
【０００４】
このため、該軸一本に駆動力伝達の際の負担がすべて掛かってしまう。加えて変速装置８０では、出力側が１変速に対して１軸の構成であるため、ラジアル荷重Ｒが発生する。ラジアル荷重Ｒが発生すると、軸受けに負荷がかかり、機械損失が増し、軸受け寿命が短くなる。また、多段変速を実現する場合、従来では変速段数だけのクラッチ軸仕組みの配設数を必要とするため、クラッチ軸仕組みの配設数が増加していた。このため、変速機構そのものを大型化させていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
原動機（１）と減速逆転機（２０）と変速装置（３）とを備える舶用推進装置であって、該減速逆転機（２０）は前後進クラッチを備えており、該変速装置（３）は、該原動機（１）と該前後進クラッチとの間に設けられ、該変速装置（３）は、入力軸（３７）の外周に、複数のクラッチ軸仕組みを設け、該クラッチ軸仕組みの配設数は、該変速装置（３）の変速段数よりも多くし、前記変速装置（３）の複数のクラッチ軸仕組みを同一変速比とし、前記入力軸に対し点対称位置に、もしくは点対称に近い位置に配置する構成において、前記変速装置（３）を、１速クラッチ軸仕組み（３２）と２速クラッチ軸仕組み（３４）を内装して構成し、該変速装置（３）の油圧回路は、油圧ポンプ（３９）とシーケンスバルブ（５１）と電磁切換弁（５２）とから構成し、該電磁切換弁（５２）により速比の切換えを行うものとし、１速クラッチ軸仕組み（３２）を結合する１速時は、該油圧ポンプ（３９）より該シーケンスバルブ（５１）を経て１速側の油圧クラッチ（３２）に圧油を供給し、２速クラッチ軸仕組み（３４）を結合する２速時は、該油圧ポンプ（３９）より該電磁切換弁（５２）を経て２速側の油圧クラッチ（３４）に圧油を供給すると共に、該シーケンスバルブ（５１）にパイロット圧力を加えて該シーケンスバルブ（５１）の切換えを行い、１速側の油圧クラッチ（３２）に充填された作動油を、該シーケンスバルブ（５１）を経てドレンするようにしたものである。
【０００７】
請求項１記載の舶用推進装置において、前記変速装置（３）のクラッチ油圧を一旦低圧に制御し、その間に該減速逆転機（２０）のクラッチ嵌入を行い、その後に該変速装置（３）のクラッチ油圧を全圧とするものである。
【０００８】
請求項１記載の舶用推進装置において、前記変速装置（３）と減速逆転機（２０）を一体的に組み付け、該変速装置（３）と該減速逆転機（２０）との合わせ面に潤滑油通路を設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を説明する。
【００１０】
図１はマリンギヤ用変速装置レイアウトを示す船舶の側面図であり、図２はドライブ装置用変速装置レイアウトを示す船舶の側面図であり、図３は第一実施例の変速装置の駆動スケルトン図であり、図４は第一実施例の変速装置における入力軸外周のクラッチ軸仕組みレイアウト図であり、図５は第一実施例の変速装置の断面図である。
【００１１】
図６は原動機側から見た歯車配列を示す第一実施例の変速装置のＡ−Ａ断面図であり、図７は減速逆転機側から見た第一実施例の変速装置のＢ−Ｂ断面図であり、図８は他の構成例の変速装置における入力軸外周のクラッチ軸仕組みレイアウト図であり、図９はラジアル荷重のかかる様子を示す、第一実施例の変速装置における入力軸外周のクラッチ軸仕組みレイアウト図であり、図１０はマリンギヤの平行歯車列のレイアウト図である。
【００１２】
図１１は他の構成例の変速装置の入力軸外周のクラッチ軸仕組みレイアウト図であり、図１２は他の構成例の変速装置の駆動スケルトン図であり、図１３は他の構成例の変速装置の駆動スケルトン図であり、図１４は他の構成例の変速装置の駆動スケルトン図であり、図１５は他の構成例の変速装置の駆動スケルトン図であり、図１６は他の構成例の船用推進装置レイアウトを示す船舶の側面図であり、図１７は１速時の圧油供給状態を示す変速装置の油圧回路図であり、図１８は２速時の圧油供給状態を示す変速装置の油圧回路図であり、図１９は嵌入ショックの大きさの時間変化を示す図である。
【００１３】
図２０は第一実施例の変速制御方法を示す手順図であり、図２１は他の構成例の変速制御方法による変速の様子を示す模式図であり、図２２は他の構成例の変速制御方法による変速の様子を示す模式図であり、図２３は遊星歯車とワンウェイクラッチとから構成される従来の変速装置のスケルトン図であり、図２４は遊星歯車とワンウェイクラッチとから構成される従来の変速装置のギヤ列のレイアウト図であり、図２５は平行歯車列より構成される従来の変速装置のスケルトン図であり、図２６は平行歯車列より構成される従来の変速装置のギヤ列のレイアウト図であり、図２７はラジアル荷重のかかる様子を示す従来の変速装置のギヤ列のレイアウト図である。
【００１４】
第一実施例の変速構造では、船用推進装置は原動機１と減速逆転機であるマリンギヤ２０と変速装置３とを備えている。マリンギヤ２０は前後進クラッチを備えており、変速装置３は原動機１と該前後進クラッチとの間に設けられている。また、変速装置３は入力軸３７の外周に１速クラッチ軸仕組み３２・３２、２速クラッチ軸仕組み３４・３４を設け、それらのクラッチ軸仕組みの配設数は、該変速装置３の変速段数よりも多くしている。なお、マリンギヤ２０の代わりにドライブ装置２１としてもよい。
【００１５】
まず、変速装置３の配設位置について説明する。図１は減速逆転機として、船内にマリンギヤ２０を備えた場合を示しており、図２は減速逆転機として、船外にドライブ装置２１を備えた場合を示している。減速逆転機であるマリンギヤ２０及びドライブ装置２１は、いずれも前後進クラッチを備えており、前後進の切換を可能としている。そして、変速装置３は、マリンギヤ２０及びドライブ装置２１のいずれの減速逆転機を備える場合でも、原動機１と該減速逆転機との間に配設される。このため変速装置３は、原動機１及び前記前後進クラッチ間に位置している。また、減速逆転機に変速装置３を内装する構成として、変速装置３を原動機１と該減速逆転機の前後進クラッチ間に配設するようにしてもよい。
【００１６】
したがって原動機１の駆動力は、変速装置３を経てマリンギヤ２０（ドライブ装置２１）に伝達され、該マリンギヤ２０（ドライブ装置２１）より延出するプロペラ軸１１を経由して、プロペラ４を回動させるものである。
【００１７】
従来においては、前記変速装置として、遊星歯車装置とワンウェイクラッチとから構成される変速装置７０、または、１変速につき１軸を設けた平行歯車列を備える変速装置８０などがある。
【００１８】
変速装置７０は、図２３、図２４に示すように、遊星歯車装置７１を備えるものであり、複数の遊星歯車７３・７３・・・を外嵌するインターナルギヤ７４に入力軸７５を固設している。保持体７６は遊星歯車７３・７３・・・を回動自在に支持しており、該保持体７６に出力軸７２を固設している。また、太陽歯車７７はクラッチ７８の断接によって、回動の固定・解除可能に構成されている。さらに、入力軸７５と出力軸７２とはワンウェイクラッチ７９を介して連結されている。
【００１９】
以上構成により、クラッチ７８が「切」とされるときは、１速となる。すなわち、ワンウェイクラッチ７９を介して駆動力が伝達され、入力軸７５と出力軸７２とは同じ回転数で回転する。また、太陽歯車７７の固定が解除されると回動自在でとなるため、遊星歯車装置７１は動力伝達の抵抗とならない。つまりこのとき、入力軸７５の回動に伴って、インターナルギヤ７４と保持体７６に枢支される遊星歯車７３・７３・・・とが一体的に回転するためである。また、クラッチ７８が接続されるときは、２速となる。すなわち、太陽歯車７７が固定されているため、入力軸７５の回動に伴い、保持体７６に枢支された遊星歯車７３・７３・・・は太陽歯車７７回りの公転と共に自転を行う。そして該遊星歯車７３・７３・・・の回転に伴い、インターナルギヤ７４も回動する。このとき、インターナルギヤ７４の回転数は保持体７６の回転数よりも大きく、したがって、出力軸７２の回転数は入力軸７５の回転数よりも増大する。なお、出力軸７２の回転数が入力軸７５の回転数より大きい２速の場合は、ワンウェイクラッチ７９が「切」とされるため、同軸上に異なる回転数の回転が加えられて、該出力軸７２をねじるようなことはない。
【００２０】
変速装置７０は、遊星歯車装置７１の噛み合い条件に支配されるため、自由な歯数比が得がたい。このため速度比の自由度が低く、２速として可能な速度比は限定されてしまう。
【００２１】
変速装置８０は、図２５、図２６に示すように、平行歯車列を構成して、１変速につき１軸を備えている。それぞれの軸は、１速クラッチ軸仕組み８２の場合クラッチ軸８２ａ、２速クラッチ軸仕組み８４の場合クラッチ軸８４ａである。入力軸９０は入力ギヤ８１を固設しており、該入力ギヤ８１は１速クラッチ軸仕組み８２の入力ギヤ８２ｂと噛合している。１速クラッチ軸仕組み８２はクラッチ軸８２ａを貫設しており、該クラッチ軸８２ａと入力ギヤ８２ｂとを断接切換え自在としている。クラッチ軸８２ａは１速ギヤ８３を固設しており、該１速ギヤ８３は出力軸９１に固設されている出力ギヤ８６ａと噛合している。また、前記入力ギヤ８１は２速クラッチ軸仕組み８４の入力ギヤ８４ｂとも噛合している。２速クラッチ軸仕組み８４はクラッチ軸８４ａを貫設しており、該クラッチ軸８４ａと入力ギヤ８４ｂとを断接切換え自在としている。クラッチ軸８４ａは２速ギヤ８５を固設しており、該２速ギヤ８５は出力軸９１に固設されている出力ギヤ８６ｂと噛合している。出力ギヤ８６ａは出力ギヤ８６ｂより大径のギヤである。また、２速ギヤ８５は１速ギヤ８３より大径のギヤである。
【００２２】
以上構成により、１速クラッチ軸仕組み８２が接続され、２速クラッチ軸仕組み８４が「切」とされるときは、１速となる。逆に、１速クラッチ軸仕組み８２が「切」とされ、２速クラッチ軸仕組み８４が接続されるときは、２速となる。
【００２３】
前記変速装置７０では出力軸７２側で、複数の遊星歯車７３・７３・・・を介して駆動力を伝達している。したがって、個々の遊星歯車７３を枢支する軸一本あたりの負担は、小さくて済む。一方、変速装置８０では出力軸側で、１速ギヤ８３を固設するクラッチ軸８２ａまたは、２速ギヤ８５を固設するクラッチ軸８４ｂの軸一本のみを介して、駆動力を伝達している。このため、該軸一本に駆動力伝達の際の負担が掛かってしまう。したがって、変速装置８０では、前記各クラッチ軸仕組みが大きくなり、変速装置自体が大型化してしまうのである。
【００２４】
次に、変速装置３の構造について説明する。変速装置３では、前記従来の変速装置７０の問題点、すなわち速度比の自由度の低さ、及び前記従来の変速装置８０の問題点、各クラッチ軸仕組みの大型化、を改善している。
【００２５】
変速装置３は、図３、図４に示すように、前記変速装置８０と同様に、平行歯車列を構成している。すなわち、入力軸３７は入力ギヤ３１を固設しており、該入力ギヤ３１は１速クラッチ軸仕組み３２の入力ギヤ３２ｂと噛合している。１速クラッチ軸仕組み３２はクラッチ軸３２ａを挿設しており、該クラッチ軸３２ａと入力ギヤ３２ｂの間に油圧クラッチ１３２が介装されて断接切換え自在としている。クラッチ軸３２ａは１速ギヤ３３を固設しており、該１速ギヤ３３は出力軸３８に固設されている出力ギヤ３６ａと噛合している。また、前記入力ギヤ３１は２速クラッチ軸仕組み３４の入力ギヤ８４ｂとも噛合している。２速クラッチ軸仕組み３４はクラッチ軸３４ａを挿設しており、該クラッチ軸３４ａと入力ギヤ３４ｂの間に油圧クラッチ１３４が介装されて断接切換え自在としている。クラッチ軸３４ａは２速ギヤ３５を固設しており、該２速ギヤ３５は出力軸３８に固設されている出力ギヤ３６ｂと噛合している。出力ギヤ３６ａは出力ギヤ３６ｂより大径のギヤとし、２速ギヤ３５は１速ギヤ３３より大径のギヤとしている。
【００２６】
変速装置３では前記従来の変速装置８０と異なり、１変速につき２軸を設けている。それぞれの軸は、前記クラッチ軸３２ａ・３２ａと、前記クラッチ軸３４ａ・３４ａである。図４に示すように、入力軸３７の外周に、１速クラッチ軸仕組み３２及び２速クラッチ軸仕組み３４がそれぞれ二つずつ配設されている。つまり、クラッチ軸仕組みの配設数（第一実施例では４個）は、変速段数（第一実施例では２個）より多い。
【００２７】
以上の構成により、まず平行歯車列を設けることで、前記従来の変速装置７０と異なり、自由な速度比を得やすくしている。また、変速段数よりクラッチ軸仕組みの配設数を多くしているので、前記従来の変速装置８０と異なり、各クラッチ軸仕組み当りの駆動力伝達の負担が軽減されて、該クラッチ軸仕組みの大きさを小さくすることができる。したがって、変速装置３全体の大きさをコンパクト化することができる。
【００２８】
また、図５〜図７には、第一実施例での変速装置３の具体図を示している。入力軸３７の外周上には、前記クラッチ軸仕組み３２・３４の他に、油圧ポンプ３９が配設されている。なお、図５において左方が原動機１側であり、右方がマリンギヤ２０側である。また、増速側から順に１速、２速を定義している。後述する３速、４速に関しても同様で、１速、２速、３速、４速の順に変速比が増大する。
【００２９】
前記変速装置３に代えて、変速装置５を用いた他の構成例の変速装置構造について説明する。変速装置３ではすべての１変速につき２軸を設けていたが、変速装置５では１速のみ２軸を設けて他の変速では１変速につき１軸しか設けていない点が相違している。変速装置５では図８に示すように、該変速装置５への入力軸３７の外周に１速クラッチ軸仕組み３２・３２、２速クラッチ軸仕組み３４、３速クラッチ軸仕組み４０を設け、それらのクラッチ軸仕組みの配設数を変速段数よりも多くしている。１速に関しては、前述の変速装置３と同様の効果が得られるものであり、変速装置全体の大きさをコンパクト化することができる。
【００３０】
平行歯車列を用いた、前記従来の変速装置８０では、図２７に示すように、ラジアル荷重Ｒが発生する。ラジアル荷重Ｒは、ギヤを介する駆動力伝達の際に、噛合している相互のギヤが反発力を受けて発生する荷重である。図２７では、出力軸９１側での１速時におけるラジアル荷重Ｒの発生を図示している。出力軸９１側で、１速ギヤ８３と出力ギヤ８６ａの噛合により、ラジアル荷重Ｒが発生する。同様に入力軸９０側でも、入力ギヤ８１と１速クラッチ軸仕組み８２の入力ギヤ８２ｂとの間で、ラジアル荷重が発生する。ラジアル荷重Ｒが発生すると、軸受けに負荷がかかり機械損失が増し、軸受け寿命が短くなる。
【００３１】
このため第一実施例の変速構造における変速装置３では、同一変速比である前記１速クラッチ軸仕組み３２・３２及び２速クラッチ軸仕組み３４・３４を、前記入力軸３７に対し、点対称に近い位置に配置している。前記従来の変速装置８０が１変速に対して１軸しか設けていないのと異なり、変速装置３は１変速に対して２軸を設けているので、このような配置を可能としている。
【００３２】
変速装置３では図６に示すように、油圧ポンプ３９を入力軸３７外周上に配置しているので、完全な点対称位置からずらした位置に、前記クラッチ軸仕組み３２・３４を配置している。油圧ポンプ３９の配設位置を変更して、クラッチ軸仕組みを点対称位置に配置してもよい。
【００３３】
図４、図９に示すように、１速クラッチ軸仕組み３２・３２、２速クラッチ軸仕組み３４・３４を点対称位置に配置することで、ラジアル荷重Ｒを相殺することができる。この場合は、ラジアル荷重Ｒがお互いに点対称方向に働くので、打ち消しあう。図６に示すように、同一変速比のクラッチ軸仕組みを点対称に近い位置に配置する場合でも、ラジアル荷重Ｒの一部を相殺して、その影響力を削ぐことができる。
【００３４】
以上構成により、ラジアル荷重Ｒの一部もしくは大部分が打ち消しあい、軸受け部の負荷を小さくする。このため機械損失が減少し、軸受けの寿命の延長に繋がる。
【００３５】
従来においては多段変速を得る場合、速比の数だけ入力軸外周にクラッチ軸仕組みを配設して、平行歯車列を構成していた。これは、変速装置が一つしか設けられておらず、一回の変速のみによって多段変速を得ようとしていたためである。このため、前後進ごとにもクラッチ軸仕組みを別に必要としており、それだけ必要とするクラッチ軸仕組みの配設数を増加させていた。したがって、変速装置そのものを大型化させていた。
【００３６】
このため第一実施例の変速構造では、原動機１と、前進２速式クラッチを内装する減速逆転機であるマリンギヤ２０との間に、変速装置３を設けている。マリンギヤ２０は前述したように前後進クラッチを備えており、ここで述べているように特に前進２速式であり、前進１速、前進２速の切換を自在としている。つまり、変速装置３とマリンギヤ２０との二つの変速装置により変速を行うようにするので、得られる速比の数に対してクラッチ軸仕組みの配設数を少なくすることができる。なお、変速装置３を用いる代わりに、後述する変速装置６、前記変速装置５、その他２段以上の変速を行う変速装置なら、どれを用いて前記舶用推進装置の変速構造を構成してもよい。さらに、原動機１とマリンギヤ２０との間に、変速装置３等の変速装置を複数個配設する構成としてもよい。また、マリンギヤ２０の代わりに、前進２速式クラッチを内装するドライブ装置２１を用いてもよい。
【００３７】
図１に示すように、原動機１からの駆動力は、変速装置３とマリンギヤ２０とによる２回の変速を受けるので、変速装置３の変速段数（２段）×２の変速比を得ることができる。
【００３８】
また、前記減速逆転機の一例であるマリンギヤ２０について説明する。図１０に示すように、マリンギヤ２０は、入力軸２３上に配設される後進クラッチ軸仕組み２４と、該入力軸外周に配設される１速クラッチ軸仕組み２５、２速クラッチ軸仕組み２６より構成される。
【００３９】
入力軸２３は入力ギヤ２３ａを固設しており、１速ギヤ２５ａ、２速ギヤ２６ａと噛合している。１速側では、１速クラッチ軸仕組み２５はクラッチ軸２５ｂを挿設しており、該クラッチ軸２５ｂに１速ギヤ２５ａが固設されている。また、クラッチ軸２５ｂの同軸上には出力ギヤ２５ｃが設けられ、１速クラッチ軸仕組み２５は該クラッチ軸２５ｂと該出力ギヤ２５ｃとをクラッチを介して断接切換え自在としている。２速側でも２速クラッチ軸仕組み２６が２速ギヤ２６ａ、クラッチ軸２６ｂ、出力ギヤ２６ｃを設けており、１速側と同様の構造である。出力ギヤ２５ｃ・２６ｃは出力軸２８に固設される出力ギヤ２７と噛合しており、以上構成により、入力軸２３より１速側、２速側へ駆動力伝達して、変速を１速、２速として該出力軸２８より出力することを可能としている。
【００４０】
また、入力軸２３は後進クラッチ軸仕組み２４に挿設されている。後進クラッチ軸仕組み２４は入力軸２３の同軸上に後進ギヤ２９を配設しており、該入力軸２３と後進ギヤ２９とをクラッチを介して断接切換え自在としている。後進ギヤ２９と出力ギヤ２７とは噛合しており、以上構成により、入力軸２３から出力軸２８へ逆転した駆動力を伝達することを可能としている。
【００４１】
後進クラッチ軸仕組み２４及び２速クラッチ軸仕組み２６を「切」とし、１速クラッチ軸仕組み２５を接続するとき、１速である。同様に、１速クラッチ軸仕組み２５と２速クラッチ軸仕組み２６の断接状態を入れ替えれば、２速となる。１速、２速の場合のギヤの回転方向は、図１０中に破線で示す矢印の向きである。後進の場合は、後進クラッチ軸仕組み２４を接続し、１速クラッチ軸仕組み２５及び２速クラッチ軸仕組み２６を「切」とする。後進の場合のギヤの回転方向は、図１０中に実線で示す矢印の向きである。
【００４２】
以上構成により、マリンギヤ２０は前進２変速と後進との変速切換えを自在としている。したがって、前進時に前記変速装置３等の変速段数の２倍の変速比を船舶は得ることができる。
【００４３】
より多段の変速比を得るために、変速装置５を用いてもよい。他の構成例の変速構造では、変速装置３に代えて変速装置５を用いている。変速装置５は、図１１に示すように、入力軸３７の外周に１速クラッチ軸仕組み３２、２速クラッチ軸仕組み３４、３速クラッチ軸仕組み４０、４速クラッチ軸仕組み４１を設けている。以上構成により、１速から４速までの速比を得ることができる。このため他の構成例の変速構造では、変速装置５により４段の変速段が得られ、マリンギヤ２０により前進２段、後進１段が得られるので、変速構造全体で前進８段、後進４段の変速比を得ることが出来る。
【００４４】
また、前記変速装置３は、該変速装置３と前記マリンギヤ２０との合わせ面に潤滑油通路２２を設けている。
【００４５】
図５から図７に示すように、変速装置３のケーシングには油路２２ａが穿設され、マリンギヤ２０のケーシングには油路２２ｂが穿設されている。油路２２ａ・２２ｂは、変速装置３とマリンギヤ２０とを合わせたときに、連通するように形成されており、油路２２ａ・２２ｂを合わせて潤滑油通路２２を構成している。
【００４６】
以上構成により、潤滑油をマリンギヤ２０と変速装置３間で共有することができる。しかも、専用部品やホース等の部品を追加する必要も無く潤滑油の供給ができるので、部品点数の削減やコスト低下に繋がる。
【００４７】
従来は、変速装置や減速逆転機内に配設されるクラッチ軸仕組みを、油圧クラッチを用いて構成していた。変速時に同時に油圧をかけて、一方のクラッチ軸仕組みを接続し、他方のクラッチ軸仕組みを「切」とすると、速比の異なる軸から、異なるトルクが伝達されて、入力軸及び出力軸上でショックを生じてしまう。また、時間差で油圧をかけると動力を伝達しない時間が発生し、出力回転が低下してショックを生じる。これらのショックを防ぐためには、互いの油圧をうまく制御する必要がある。また、制御の困難に加えて、油圧クラッチを使用する場合は、部品点数がそれだけ増加するのである。
【００４８】
このため他の構成例の変速構造では、変速装置３に代えて、変速装置７を用いている。変速装置７では、１速クラッチ軸仕組み４２上にワンウェイクラッチ４３を設けている。なお、ワンウェイクラッチを配設するクラッチ軸仕組みは、１速クラッチ軸仕組み４２に限定されず、他のクラッチ軸仕組み上でもよい。また、変速装置８及び変速装置９では、入力軸３７上にワンウェイクラッチを配設している。それぞれ変速装置３に代えて、変速装置８を用いた他の構成例の変速構造及び、変速装置９を用いた他の構成例での変速構造についても以下で説明する。
【００４９】
変速装置７は図１２に示すように、前記変速装置３とほぼ同様の構成であり、１速クラッチ軸仕組みのクラッチ機構のみが相違している。変速装置３では、１速クラッチ軸仕組み３２に挿設されているクラッチ軸３２ａの断接は油圧クラッチによって行われる。これに対して変速装置７では、１速クラッチ軸仕組み４２に挿設されるクラッチ軸４２ａの断接は、ワンウェイクラッチ４３によって行われる。１速クラッチ軸仕組み４２も、１速クラッチ軸仕組み３２と同様に、クラッチ軸４２ａと入力ギヤ４２ｂとを断接可能としている。
【００５０】
以上構成により、１速から２速、及び２速から１速への変速切換時には、ショックが生じない。１速から２速への変速切換時には、クラッチ軸仕組み３４に内装されている油圧クラッチ１３４の接続が開始されるが、前記ワンウェイクラッチ４３によって、異なるトルクの対立が回避されている。つまりクラッチ軸４２ａによる２速の駆動回転は、ワンウェイクラッチ４３によって「切」とされて、入力軸３７側へは伝達されない。このため、２速の駆動回転が１速の駆動回転との間でねじれを生じることはない。２速から１速への変速切換時も同様に、ワンウェイクラッチ４３によって異なる駆動回転の伝達が「切」とされて、トルクの対立は回避されている。
【００５１】
変速装置８は、図１３に示すように、２速式の変速装置であり、入力軸３７外周に２速クラッチ軸仕組み３４を配設している。出力軸３８には出力ギヤ３６ｂが固設されており、該出力ギヤ３６ｂと入力軸３７とはワンウェイクラッチ４３を介して連結されている。これが、変速装置８が１速の変速比を与える場合の、駆動力伝達経路である。また、入力軸３７は前記入力ギヤ３１を固設しており、該入力ギヤ３１は前記入力ギヤ３４ｂと噛合している。また、前記２速ギヤ３５と出力ギヤ３６ｂとは噛合しており、入力軸３７より２速クラッチ軸仕組み３４を介して、出力軸３８へ駆動力を伝達可能に構成している。これが変速装置８が２速の変速比を与える場合の駆動力伝達経路である。
【００５２】
以上構成により、１速と２速との相互間の変速切換時には、ワンウェイクラッチ４３によって出力ギヤ３６ｂの回転は、入力軸３７に対して空回りするのである。このため前記変速装置７と同様に、トルクの対立は回避されている。
【００５３】
変速装置９は、図１４に示すように、変速装置８に３速の変速比を与える３速クラッチ軸仕組み４０を付加している。１速と２速との相互間の変速切換及び１速と３速との相互間の変速切換においては、前記変速装置８と同様の機構により、トルクの対立が回避されている。
【００５４】
他の構成例の変速構造では、前記入力軸３７に対して前記出力軸３８を傾斜させて変速装置１０を構成している。第一実施例の変速構造との相違点は、変速装置３に代えて変速装置１０を用いている点である。
【００５５】
変速装置１０は、図１５に示すように、前記変速装置３等と同様に、入力軸３７外周に１速クラッチ軸仕組み３２・３２、２速クラッチ軸仕組み３４・３４を配設して構成している。変速装置３と大きく異なる点は、出力軸３８に固設している出力ギヤ４６ａ・４６ｂを平歯車ではなく、ベベルギヤで構成していることである。出力ギヤ４６ａは、前記クラッチ軸３２ａに固設される１速ギヤ３３と噛合しており、１速を出力可能としている。出力ギヤ４６ｂは前記クラッチ軸３４ａに固設される２速ギヤ３５と噛合しており、２速の変速比を出力可能としている。
【００５６】
以上構成により、パラレル（入出力軸が並列配置）のマリンギヤ２０を用いても、原動機１を水平に据付ける場合に、プロペラ軸１１に角度を持たせることができる。図１６に示すように、変速装置１０及びパラレルのマリンギヤ２０を船舶に配設する場合は、前記プロペラ軸１１の延出方向は、原動機１の出力軸の延出方向（原動機１の延設方向）に対して傾斜する。
【００５７】
従来より、変速装置に内装される油圧クラッチの圧油供給の切換制御には、電磁切換弁が用いられている。該制御によって変速切換時の油圧降下を防止している。したがって、複数の油圧クラッチを備える変速装置の場合、それぞれの油圧クラッチに対して電磁切換弁を備えており、複数個の該電磁切換弁の切換を行う制御技術を必要としていた。
【００５８】
このため図１７に示すように、前記変速装置３の油圧回路５０を、油圧ポンプ３９と、シーケンスバルブ５１と、電磁切換弁５２とから構成して、該電磁切換弁５２により速比の切換えを行うものとしている。１速時は該油圧ポンプ３９より該シーケンスバルブ５１を経て１速側の油圧クラッチ４４に圧油を供給する。２速時は該油圧ポンプ３９より該電磁切換弁５２を経て２速側の油圧クラッチ４４に圧油を供給すると共に、該シーケンスバルブ５１にパイロット圧力を加えて該シーケンスバルブ５１の切換えを行い、１速側の油圧クラッチ４４に充填された作動油を該シーケンスバルブ５１を経てドレンするようにしている。なお、上記１速と２速は、これを入れ替えた構成としてもよく、１速と２速の定義を前述したようなものから変えて、２速を１速より増速側としてもよい。また、２速式の油圧クラッチを内装する変速装置であれば、変速装置３に限定されない。
【００５９】
前述したように、変速装置３には１速クラッチ軸仕組み３２・３２及び２速クラッチ軸仕組み３４・３４が配設されている。そして、それらのクラッチ軸仕組み上にはそれぞれ油圧クラッチ４４が配設されている。前記油圧ポンプ３９より１速側の油圧クラッチ４４へは、シーケンスバルブ５１より油路５５を経由して、圧油供給可能としている。また、該油圧ポンプ３９より２速側の油圧クラッチ４４へは、電磁切換弁５２より油路５３を介して、圧油供給可能としている。
【００６０】
変速比が１速のとき、前記油圧ポンプ３９よりシーケンスバルブ５１を介して、圧油が１速側の油圧クラッチ４４に供給される。また２速側への圧油の供給は、電磁切換弁５２の切換制御により停止されている。なお、船舶にはコントローラが配設されており、該コントローラが電磁切換弁５２と接続されており、該電磁切換弁５１の切換制御を可能としている。
【００６１】
変速比を２速とするとき、前記電磁切換弁５２を切換えて２速側の油圧クラッチ４４へ圧油を供給する。また、電磁切換弁５２から２速側の油圧クラッチ４４への油路５３には分岐が設けられており、シーケンスバルブ５１にも圧油を供給可能としている。つまり電磁切換弁５２の２速への切換制御が行われたとき、シーケンスバルブ５１に圧油（パイロット圧力）が供給され、油路５３での油圧が一定値以上にあがった場合には、シーケンスバルブ５１に備えられている付勢バネ５１ａの付勢力に抗して該シーケンスバルブ５１を切換えるのである。シーケンスバルブ５１の切換えが起こると、図１８に示すように、油圧ポンプ３９から一速側への圧油供給は停止される。加えて、一速側の油圧クラッチ４４に充填されていた作動油は、シーケンスバルブ５１を介してドレンされる。
【００６２】
また、再び１速とする場合は電磁切換弁５２を切換えて、油圧ポンプ３９から２速側への圧油供給を停止する。この切換えにより、２速側の油圧クラッチ４４に充填されていた作動油及び、シーケンスバルブ５１へのパイロット圧力が油路５３を介して、ドレンされる。そしてパイロット圧力の低下につれてシーケンスバルブ５１が切換えられて、油圧回路５０は再び、図１７に示すような１速側へ圧油供給可能な状態に移行する。前記シーケンスバルブ５１は速比切換部５４に備えられており、該速比切換部５４は、図６、図７に示すように、変速装置３に付設されている。
【００６４】
以上構成により、電磁切換弁５２一つの切換えによりシーケンスバルブを連動させることが出来、機械的な仕組みにより変速切換機構を構成することが出来る。したがって、一方の油圧クラッチ４４への油圧が半クラッチ状態に保たれている段階で、他方への油圧クラッチへの圧油供給を行うことが出来、変速時の急激な油圧低下によるショックを防止している。
【００６５】
従来は、前記減速逆転機で入出力軸間を連結して駆動力伝達可能とするとき、嵌入ショックを発生させていた。該減速逆転機の入力軸は、舶用推進装置の変速装置からの出力を入力しており、機械式クラッチの接続により、駆動を行うようにしている。該機械式クラッチで、出力軸への入力継手を該入力軸に嵌入する際に、嵌入ショックが発生する。図１９（ａ）・（ｂ）は、該嵌入時の嵌入ショックの大きさの時間変化を示している。Ｐは作動油軸端圧の時間変化を示すものであり、Ｔはクラッチ出力軸トルクの時間変化を示すものである。ここで作動油軸端圧Ｐとは、該変速装置に内装される油圧クラッチの油圧のことである。またクラッチ出力軸トルクＴとは、該油圧クラッチの出力軸側のトルクのことである。該油圧クラッチの出力軸は該変速装置を介して該減速逆転機の入力軸に連結されており、前記嵌入ショックによってトルクの大きさに変化を受けるものである。また、ｔ０は、前記嵌入の開始時刻を示している。
【００６６】
前記油圧クラッチが確実に接続したときの油圧（全圧とする）を保ったまま前記嵌入を行うとき、図１９（ｂ）に示すように、嵌入ショックが発生する。一定時間経過後の周期的に安定したクラッチ出力軸トルクＴと比べて、開始時刻ｔ０直後のクラッチ出力軸トルクＴは、４〜５倍の大きさに上っている。
【００６７】
このため第一実施例の変速制御方法では、変速装置３のクラッチ油圧を一旦低圧に制御し（１３）、その間に減速逆転機であるマリンギヤ２０の入出力軸を連結し（１４）、その後に該クラッチ油圧を全圧として（１５）、以上手順より変速制御方法１２を構成している。なお、油圧クラッチによって駆動力の断接を行う変速装置であれば変速装置３に限定されず、機械式クラッチを備える減速逆転機であればマリンギヤ２０に限定されない。
【００６８】
図１９（ａ）、図２０に示すように、まず手順１３に従い作動油軸端圧Ｐを低圧に制御する。そして前記コントローラと電磁流量弁とを接続して、前記油圧クラッチ４４への作動油流量の調節により、前記クラッチ油圧を制御可能としている。それぞれの油圧クラッチ４４は該電磁流量弁により、油圧制御が行われているものとする。なお、前記で低圧としている油圧は、入力トルク及びクラッチ容量によって決定されるものである。次いで手順１４に従い、この低圧制御が行われている間に前記嵌入を行って、前記入力軸３７及び前記出力軸３８の連結を行う。このとき、前記全圧時と比べて、前記油圧クラッチ４４の接続が緩やかである為に、嵌入ショックがほとんど発生しない。前記開始時刻ｔ０直後のクラッチ出力軸トルクＴの大きさは、一定時間経過後の周期的に安定したクラッチ出力軸トルクＴとほとんど変わりのない大きさである。図１９（ｂ）に示すような嵌入ショックと比べて、大きく軽減されている。該嵌入が終了した後は、手順１５に従い、接続時のクラッチ油圧に復帰すべく作動油軸端圧Ｐを全圧とする。
【００６９】
以上のような変速制御方法１２を構成することで、減速逆転機の入出力軸を連結する際における嵌入ショックが軽減される。
【００７０】
従来は、油圧クラッチを有さないマリンギヤ、ドライブ装置を備えた船舶では、トローリング（低速航行）が出来なかった。
【００７１】
このため他の構成例の変速制御方法では、変速装置３に内装される油圧クラッチ４４・４４・・・の摩擦板を滑動させて低速航行可能としている。そして、該摩擦板の滑動を、原動機１の駆動回転数及び該油圧クラッチ４４・４４・・・のクラッチ油圧のいずれか一方、もしくは双方を制御して発生させて、変速制御方法を構成している。なお、油圧クラッチによって駆動力を断接可能としている変速装置であれば、変速装置３に代えて、他の変速装置を用いてもよい。また、マリンギヤ２０の代わりに、ドライブ装置２１としてもよい。
【００７２】
前記変速装置３に内装されている各クラッチ軸仕組みには、図３に示すように油圧クラッチ４４がそれぞれ内装されている。そして、この油圧クラッチ１３２・１３４・・・の摩擦板を、前記原動機１の出力軸の駆動回転数、あるいは該油圧クラッチ１３２・１３４のクラッチ油圧を変化させて、滑らせる制御を行っている。前述したように、変速装置３には各クラッチ軸仕組みごとに油圧クラッチ１３２・１３４が配設されて、合計４つの油圧クラッチ１３２・１３４・・・を有している。これらを同時に滑らせて、出力側へ低回転の駆動回転を伝達するのである。なお、前記コントローラを前記電磁流量弁に接続して、前記油圧クラッチ１３２・１３４・・・への作動油流量の調節により、該クラッチ油圧を制御可能としている。
【００７３】
つまり図２３に示すように、原動機１からの駆動回転はまず変速装置３によって、クラッチ滑動による低速変速を受ける。そして減速逆転機であるマリンギヤ２０によって減速され、２回の変速によって低速にされた駆動回転がプロペラ軸１１に伝達される。
【００７４】
以上構成により、油圧クラッチを有さない機械式マリンギヤ、ドライブ装置においても、トローリングを行うことが出来る。また、前記制御によって低回転となった駆動回転が、該マリンギヤ、該ドライブ装置に入力されるため、内装されている軸受け、該マリンギヤのクラッチ部等の寿命が延びる。
【００７５】
また、他の構成例の変速制御方法では、減速逆転機に内装される油圧クラッチをも用いて、低速変速を行っている。すなわち、変速装置３の油圧クラッチ１３２・１３４・・・、及び減速逆転機に内装される油圧クラッチ双方の摩擦板を滑動させて低速航行可能としている。そして、該摩擦板の滑動を、原動機１の駆動回転数及び該クラッチ油圧のいずれか一方、もしくは双方を制御して発生させて、変速制御方法を構成している。
【００７６】
つまり図２４に示すように、原動機１からの駆動回転はまず変速装置３によって、クラッチ滑動による低速変速を受ける。そして減速逆転機であるマリンギヤ２０によって、減速及び、クラッチ滑動による低速変速をさらに受ける。したがって、３回の変速によって低速にされた駆動回転がプロペラ軸１１に伝達される。
【００７７】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項１記載の如く、前記変速装置（３）は原動機（１）と、該減速逆転機（２０）の前後進クラッチとの間に設けられ、該変速装置（３）は、入力軸（３７）の外周に、複数のクラッチ軸仕組みを設け、該クラッチ軸仕組みの配設数は、該変速装置（３）の変速段数よりも多くし、該減速逆転機（２０）は前後進クラッチを備えたので、平行歯車列が構成され、自由な速度比を得やすくしている。
また、各クラッチ軸仕組み当りの駆動力伝達の負担が軽減されて、該クラッチ軸仕組みの大きさを小さくすることができる。したがって、変速装置全体の大きさをコンパクト化することができる。
【００７８】
また、前記変速装置（３）の複数のクラッチ軸仕組みを同一変速比としたときは、前記入力軸に対し点対称位置に、もしくは点対称に近い位置に配置したので、ラジアル荷重Ｒの一部もしくは大部分が打ち消しあい相殺されて、軸受け部の負荷を小さくする。このため機械損失が減少し、軸受け寿命の延長に繋がる。
【００７８】
また、該変速装置（３）は１速クラッチ軸仕組み（３２）と２速クラッチ軸仕組み（３４）を内装し、該変速装置（３）の油圧回路は、油圧ポンプ（３９）とシーケンスバルブ（５１）と電磁切換弁（５２）とから構成し、該電磁切換弁（５２）により速比の切換えを行うものとし、１速クラッチ軸仕組み（３２）を結合する１速時は、該油圧ポンプ（３９）より該シーケンスバルブ（５１）を経て１速側の油圧クラッチ（３２）に圧油を供給し、２速クラッチ軸仕組み（３４）を結合する２速時は、該油圧ポンプ（３９）より該電磁切換弁（５２）を経て２速側の油圧クラッチ（３４）に圧油を供給すると共に、該シーケンスバルブ（５１）にパイロット圧力を加えて該シーケンスバルブ（５１）の切換えを行い、１速側の油圧クラッチ（３２）に充填された作動油を、該シーケンスバルブ（５１）を経てドレンするようにしたので、該電磁切換弁一つの切換えによりシーケンスバルブを連動させることが出来、機械的な仕組みにより変速切換機構を構成することが出来る。
したがって、一方の油圧クラッチへの油圧が半クラッチ状態に保たれている段階で、他方への油圧クラッチへの圧油供給を行うことが出来、変速時の急激な油圧低下によるショックを防止している。
【００８１】
請求項２記載の如く、請求項１記載の舶用推進装置において、前記変速装置（３）のクラッチ油圧を一旦低圧に制御し、その間に該減速逆転機（２０）のクラッチ嵌入を行い、その後に該変速装置（３）のクラッチ油圧を全圧とするので、嵌入ショックを軽減することができる。
【００７９】
請求項３記載の如く、請求項１記載の舶用推進装置において、前記変速装置（３）と減速逆転機（２０）を一体的に組み付け、該変速装置（３）と該減速逆転機（２０）との合わせ面に潤滑油通路を設けたので、潤滑油を該原則逆転機と変速装置間で共有することができる。しかも、専用部品やホース等の部品を追加する必要も無く潤滑油の供給ができるので、部品点数の削減やコスト低下に繋がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  マリンギヤ用変速装置レイアウトを示す船舶の側面図。
【図２】  ドライブ装置用変速装置レイアウトを示す船舶の側面図。
【図３】  第一実施例の変速装置の駆動スケルトン図。
【図４】  第一実施例の変速装置における入力軸外周のクラッチ軸仕組みレイアウト図。
【図５】  第一実施例の変速装置の断面図。
【図６】  原動機側から見た歯車配列を示す第一実施例の変速装置のＡ−Ａ断面図。
【図７】  減速逆転機側から見た第一実施例の変速装置のＢ−Ｂ断面図。
【図８】  他の構成例の変速装置における入力軸外周のクラッチ軸仕組みレイアウト図。
【図９】  ラジアル荷重のかかる様子を示す、第一実施例の変速装置における入力軸外周のクラッチ軸仕組みレイアウト図。
【図１０】  マリンギヤの平行歯車列のレイアウト図。
【図１１】  他の構成例の変速装置の入力軸外周のクラッチ軸仕組みレイアウト図。
【図１２】  他の構成例の変速装置の駆動スケルトン図。
【図１３】  他の構成例の変速装置の駆動スケルトン図。
【図１４】  他の構成例の変速装置の駆動スケルトン図。
【図１５】  他の構成例の変速装置の駆動スケルトン図。
【図１６】  他の構成例の船用推進装置レイアウトを示す船舶の側面図。
【図１７】  １速時の圧油供給状態を示す変速装置の油圧回路図。
【図１８】  ２速時の圧油供給状態を示す変速装置の油圧回路図。
【図１９】  嵌入ショックの大きさの時間変化を示す図。
【図２０】  第一実施例の変速制御方法を示す手順図。
【図２１】  他の構成例の変速制御方法による変速の様子を示す模式図。
【図２２】  他の構成例の変速制御方法による変速の様子を示す模式図。
【図２３】  遊星歯車とワンウェイクラッチとから構成される従来の変速装置のスケルトン図。
【図２４】  遊星歯車とワンウェイクラッチとから構成される従来の変速装置のギヤ列のレイアウト図。
【図２５】  平行歯車列より構成される従来の変速装置のスケルトン図。
【図２６】  平行歯車列より構成される従来の変速装置のギヤ列のレイアウト図。
【図２７】  ラジアル荷重のかかる様子を示す従来の変速装置のギヤ列のレイアウト図。
【符号の説明】
１  原動機
３・５・６・７・８・９・１０  変速装置
１２  変速制御方法
２０  マリンギヤ
２１  ドライブ装置
２２  潤滑油通路
３２  １速クラッチ軸仕組み
３２ａ・３４ａ  クラッチ軸
３４  ２速クラッチ軸仕組み
３７  入力軸
３８  出力軸
３９  油圧ポンプ
４３  ワンウェイクラッチ
４４  油圧クラッチ
５０  油圧回路
５１  シーケンスバルブ
５２  電磁切換弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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