JPH04228397A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は船舶推進装置に関し、さ
らに具体的にはプロペラシャフト上にスラストワッシャ
を備えている船舶推進装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようといる課題】船舶推
進装置において、プロペラをプロペラシャフト上に位置
させ、プロペラからプロペラシャフトへ推力を伝達する
ためスラストワッシャを使用することは知られている。 一般的に、従来のスラストワッシャは截頭円錐あるいは
テーパ付きの内側表面を備えて加工され、截頭円錐ある
いはテーパ付きの外側表面を有するプロペラシャフトの
一部分に係合するようにプロペラシャフトの上に置かれ
るようにデザインされている。スラストワッシャがシャ
フト上に置かれると、スラストワッシャのテーパ付き表
面がプロペラシャフトのテーパ付き表面に係合する。係
合した表面は接触領域を形成する。プロペラの回転によ
り生ずるスラスト負荷もプロペラへの流体力学的影響に
より生ずる曲げ負荷も、いずれもその接触領域を介して
プロペラからプロペラシャフトへ伝達される。

【０００３】先行技術のスラストワッシャの設計は、プ
ロペラシャフトをスラストワッシャのテーパ面がうまく
合わないと問題を生ずる。スラストワッシャあるいはプ
ロペラシャフトのまずい加工あるいは組立により適合し
ないテーパ面を生じ得る。不適合なスラストワッシャと
プロペラシャフトは高い負荷を受けた接触領域を生じる
可能性があり、最悪の場合にその接触域はプロペラシャ
フトのテーパ付き部分の周りでのスラストワッシャとシ
ャフトとの間の線接触となる。接触域が小さければ小さ
いほど、応力集中が大きくなり、疲労による破損の危険
性が大きくなる。したがって先行技術での設計において
は公差寸法を狭くするためにスラストワッシャとプロペ
ラシャフト上の組になる截頭円錐状表面の高価な加工を
必要とする。さらに、組立てられたスラストワッシャと
プロペラシャフトとが適切に適合することを保証するた
めに追加の方策が取られねばならないかもしれない。

【０００４】先行技術でのスラストワッシャの設計は、
スラストワッシャがテーパ付きの表面上に作用するので
、他の困難な問題もある。プロペラからの負荷は、スラ
ストワッシャにより、シャフトの大きい直径部分へでは
なく小さくされた直径部分の上に集中する。小さくされ
た直径部分上への曲げ負荷も応力を集中させる。

【０００５】以下の米国特許に開示されたスラストワッ
シャに注目されたい。すなわち第４，７９３，７７３号
（キノウチ他、１９８８，１２．２７）、第４，５６６
，８５５号（カスタビル他、１９８６，１．２８）、第
４，５４５，７７１号（イイオ、１９８５，１０．８）
、第３，８７６，３３２号（カシュメリック、１９７５
，４．８）、第３，７５９，０７６号（リーセ、１９７
３，９．１８）、第３，４４４，９３２号（ブレチーン
、１９６９，５．２０）、第３，３８９，５５８号（ホ
ール、１９６８，６．２５）、第３，３３５，８０３号
（ファンランスト、１９６７，８．１５）

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、下部ユニット
と、該下部ユニットにより回動自在に支持され、エンジ
ンにより駆動されプロペラを支持するようにされたプロ
ペラシャフトであって、長手方向の軸心と、該軸心にほ
ぼ垂直な面を画成する第１の表面とを備えているプロペ
ラシャフトと、前記プロペラから前記第１の表面へ推力
を伝達するスラストワッシャ手段とを含んでなる船舶推
進装置を提供する。

【０００７】一実施例では、前記シャフトがほぼ円筒状
の第２の表面と、ほぼ円筒状の第３の表面を備え、前記
第１の表面が前記第２と第３の表面の中間に配置されて
いる。

【０００８】本発明は、下部ユニットと、前記下部ユニ
ットにより回動自在に支持され、エンジンにより駆動さ
れプロペラを支持するようにされたプロペラシャフトで
あって、第１のほぼ円筒状の表面と第２のほぼ円筒状の
表面とを備えたプロペラシャフトと、前記プロペラから
前記第１の表面へ曲げ力を伝達し、前記第２の表面を前
記プロペラからの曲げ力から遮断する手段とを含んでな
る船舶推進装置をも提供する。

【０００９】本発明の主たる特徴は、プロペラに作用す
る流体力学的力により生ずる曲げ負荷を支えるための比
較的大きい直径と、プロペラの回転により生ずるスラス
ト負荷を支えるための、プロペラシャフトに垂直な平面
を画成する表面とを有するプロペラシャフトの提供にあ
る。

【００１０】本発明の他の特徴は、それらを介して伝達
される力の成分に直角な組合わされる表面を介してスラ
ストワッシャとプロペラシャフトとの間でのスラスト及
び曲げ力の伝達を可能にするスラストワッシャとプロペ
ラシャフトとの提供にあり、それによりスラストワッシ
ャとプロペラシャフトの截頭円錐部分の高価な加工を不
要にできる。

【００１１】本発明の特徴のもう１つは、プロペラシャ
フトの一部分に沿って、間隔をあけられ、そのプロペラ
シャフトの部分をペロペラからの曲げ力から遮断するス
ラストワッシャとプロペラシャフトとの提供にある。

【００１２】

【実施例】図１に船外モータ１０の形式である船舶推進
装置１０が示されている。しかしながら本発明は例えば
船尾駆動ユニットのような他の形式の船舶推進装置にも
適用可能である。図１に示される船舶推進装置１０は船
体のトランサムに固定されたトランサムブラケット１２
とトランサムブラケット１２に対して水平な軸１６の周
りに枢動するようトランサムブラケット１２に連結され
た回り継手１４とを含んでいる。船舶推進装置１０は回
り継手に対して垂直な軸１８の周りにそして水平な軸１
６の周りに回り継手と一緒に運動するように回り継手１
４に連結された推進ユニット１７も備えている。推進ユ
ニット１７は内燃エンジン２２を含み下部ユニット２４
上に支持されたパワーヘッド２０を備えている。図示例
では、その下部ユニット２４はドライブシャフトハウジ
ング２６と該ハウジング２６の下端部３０に固定された
ギアケース２８とを備えている。

【００１３】船舶推進装置１０はさらにプロペラシャフ
ト３２を備え、それは長手軸３３を有し、ギアケース２
８により軸３３の周りに回転するよう支持され、可逆ト
ランスミッション３４を介してドライブシャフト３６に
結合され、ドライブシャフトはドライブシャフトハウジ
ング２６を通って伸びエンジン２２により駆動される。

【００１４】図２に示されるように、プロペラシャフト
３２は第１のほぼ円筒状外表面４２を有する第１の部分
４０を備えている。プロペラシャフト３２は第１の部分
４０の後に配置された遷移表面４４をも有している。遷
移表面４４は長手軸３３にほぼ直角で長軸３３に垂直な
平面を画成する。プロペラシャフト３２はさらに、遷移
表面４４から後方へ伸び第２のほぼ円筒状外表面４８を
有し第１の部分４０の直径より小さい直径を有する第２
の部分４６を備えている。すなわち遷移表面４４は第１
と第２の円筒状表面４２と４８との中間に位置している
。

【００１５】船舶推進装置１０はさらにプロペラ５０を
備えている。プロペラ５０はほぼ円筒状の内側ハブ５２
を備え、そのハブは前方リム５３と、長軸３３に沿って
伸びシャフト３２の第２の部分４６を内側ハブが収納で
きるのに十分大きい直径を有する内側表面５４とを有す
る。プロペラ５０はさらに内側ハブ５２から径方向外側
に隔置されたほぼ円筒状の外側ハブ５６をも備えている
。複数のウェブすなわち連結部材５８（１個のみ図示さ
れている）が内側ハブ５２と外側ハブ５６との間に伸び
両者を連結している。複数のプロペラ羽根６０が外側ハ
ブ５６から径方向外側へと伸びている。

【００１６】船舶推進装置１０はさらにプロペラ５０を
プロペラシャフト３２に装着する手段６２を備えている
。種々の構造にできるが、図示例でのその手段６２はプ
ロペラシャフト３２の第２の部分４６上に装着される円
筒状スリーブ６４を備えている。シャフト３２の第２の
部分４６とスリーブ６４との間でトルクを伝達するため
に、本実施例ではシャフト３２の第２の部分４６とスリ
ーブ６４には符号６４の位置で共にスプラインが施こさ
れている。プロペラ５０の内側ハブ５２へスリーブ６４
からトルクを伝達するために、手段６２はスリーブ６４
と内側ハブ５２との間に配置されたほぼ環状の弾性部材
すなわちエラストマーのリング６８をも備えている。 プロペラ５０は、スリーブ６４とエラストマーリング６
８及びエラストマーリング６８と内側ハブの内表面５４
との間の摩擦嵌合によりプロペラシャフト３２により駆
動される。エラストマーリング６８は内側スリーブ６４
からプロペラ５０へトルクを伝達するが、プロペラ羽根
６０が障害物に当った場合にはプロペラ５０がシャフト
３２に対してスリップできるようにする。

【００１７】船舶推進装置１０の作動中、プロペラ５０
はプロペラシャフト３２の回転により駆動される。プロ
ペラシャフト３２によるプロペラの回転駆動とプロペラ
を水中で駆動することにより生ずる流体力学的効果によ
り、スラスト負荷すなわちプロペラシャフト３２の軸３
３に平行な線に沿って作用する力の成分と、曲げ負荷す
なわちプロペラシャフト３２上に軸３３に垂直な線に沿
って作用する力の成分との組合せが生ずる。

【００１８】プロペラ５０から負荷を伝達するために、
船舶推進装置１０はさらにプロペラ５０から遷移面４４
へスラスト力を伝達し、プロペラ５０からプロペラシャ
フト３２の第１の円筒状表面４２へ曲げ力を伝達し、プ
ロペラシャフト３２の第２の円筒状表面４８をプロペラ
からの曲げ力から遮断するための手段６９をも備えてい
る。種々の構成にすることができるが、図示の例ではそ
の手段６９はプロペラシャフト３２に装着されたスラス
トワッシャ７０を備えている。スラストワッシャ７０は
ほぼ環状のディスク形状を有し、図４に示されるように
前方表面７２、後方表面７４、それに後方表面に設けら
れスラストワッシャ７０の周囲に沿って伸び内側ハブ５
２の前方リム５３に係合する環状のノッチすなわち切欠
き部７６とを備えている。ワッシャ７０はそれを貫ぬき
長手軸３８に平行に伸びる孔７８を有する。孔７８はプ
ロペラシャフト３２の第２の部分４６のある長さ部分を
囲む第１のほぼ円筒状の内表面７９を画成する。図３に
示されるようにその第１の内表面７９はプロペラシャフ
ト３２の第２の部分４６から隔てられ、シャフト３２の
第２の部分４６の外表面４８とスラストワッシャ７０の
第１の内表面７９との間に隙間を与える。スラストワッ
シャ７０は部分的にそれを貫ぬく対向する孔８０も備え
ている。対向孔８０は孔７８と同軸で、前方表面７２を
貫ぬき後方表面７４へ向って伸び、プロペラシャフト３
２の第１の円筒状表面４２と係合する第２のほぼ円筒状
の内表面８２を形成する。対向孔８０はプロペラシャフ
ト３２の遷移面４４に係合する肩部８４をも画成する。 肩８４はシャフト３２の長手軸３３に略直交する面を画
成する。肩８４と遷移面４４とが係合するとき、ほぼ肩
８４の全てが遷移面４４に係合して両者間の接触域を最
大にする。

【００１９】図示の推進装置１０では、スラストと曲げ
負荷はプロペラからプロペラシャフトへ２つの径路に沿
って伝えられる。

【００２０】プロペラからシャフトへの負荷の伝達の第
１すなわち主径路は内側ハブ５２の前方リム５３からス
ラストワッシャ７０の周辺のノッチ７６へ、それからス
ラストワッシャ７０を介してシャフト３２への径路であ
る。本実施例では、スラストワッシャ７０とシャフト３
２の第１の部分４０との間の組合せ嵌合及び内側ハブ５
２と環状のノッチ７６との間の嵌合は重要であり精密な
公差であり、プロペラ５０からの大部分はスラストワッ
シャ７０を介してシャフト３２の第１の部分４０へ伝え
られる。

【００２１】主径路に沿っての負荷の伝達によりシャフ
ト３２は遷移面４４へ伝えられるスラスト力を受ける。 プロペラ５０からのスラスト力はスラストワッシャ７０
の環状ノッチ７６の周囲にほぼ均等に分布され、スラス
トワッシャ７０はスラスト力の方向に垂直な遷移面４４
に作用するので、スラストワッシャ７０を介してのスラ
スト力の伝達はプロペラシャフト３２に曲げ負荷を受け
させない。主径路に沿っての曲げ力の伝達はスラストワ
ッシャ７０の第２の内表面８２を介してシャフトの第１
の部分４０への曲げ力として伝えられる。スラストワッ
シャ７０の第１の内表面７９はシャフト３２の面４８か
ら隔てられているので、プロペラシャフト３２の第２の
部分４６は主径路に沿って伝えられる曲げ力から実質的
に遮断される。

【００２２】プロペラ５０からシャフト３２への力の伝
達の二次的径路はプロペラ５０の内側ハブ５３からエラ
ストマーリング６８とスリーブ６４とを介してプロペラ
シャフト３２への径路である。

【００２３】プロペラシャフト３２の第１の部分４０の
直径が第２の部分４６の直径より大きいので、第１の部
分４０の方がペロペラ５０からの曲げ負荷に耐えるのに
適している。また、軸３８とスラストワッシャ７０の肩
部８４との間及び軸３８とプロペラシャフト３２の遷移
面４４との間の垂直関係故に、組合わさる面８４と４４
により形成される接触領域は、テーパ状にされた面とい
う高価な機械加工やその検査なしに、より調和して最大
化され得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した船舶推進装置の立面図であ
る。

【図２】図１の装置の一部断面にした拡大図である。

【図３】図２の一部の拡大図である。

【図４】図１の装置の一部分の横断面での拡大斜視図で
ある。

【符号の説明】

１０：船舶推進装置　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１７：推進ユニット ２２：エンジン　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　２４：下部ユニット ３２：プロペラシャフト　　　　　　　　　　　　　　
４０：第１の部分 ４２：第１の円筒状表面　　　　　　　　　　　　　　
４４：遷移表面４６：第２の部分　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　４８：第２の円筒状表面 ５０：プロペラ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　７０：スラストワッシャ ７２：前側表面　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　７４：後側表面７６：切欠き部　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　７８：孔７９：第１の
内表面　　　　　　　　　　　　　　　　　　８２：第
２の内表面 ８４：肩部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下部ユニットと、該下部ユニットによ
   り回動自在に支持され、エンジンにより駆動されプロペ
   ラを支持するようにされたプロペラシャフトであって、
   長手方向の軸心と、該軸心にほぼ垂直な面を画成する第
   １の表面とを備えているプロペラシャフトと、前記前記
   プロペラから前記第１の表面へ推力を伝達するスラスト
   ワッシャ手段とを含んでなる船舶推進装置。
2. 【請求項２】　　前記シャフトがほぼ円筒状の第２の表
   面と、ほぼ円筒状の第３の表面を備え、前記第１の表面
   が前記第２と第３の表面の中間に配置されている、請求
   項１記載の装置。
3. 【請求項３】　　前記スラストワッシャ手段が、前記プ
   ロペラから前記第２の表面へ曲げ力を伝達し、前記第３
   の表面を前記プロペラからの前記曲げ力から遮断する手
   段を含んでいる、請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】　　前記スラストワッシャ手段が、前記円
   筒状の第２の表面を囲む第１の内側表面と前記第１の表
   面に係合する肩部とを備えた孔を有するスラストワッシ
   ャを含んでいる、請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】　　下部ユニットと、前記下部ユニットに
   より回動自在に支持され、エンジンにより駆動され、プ
   ロペラを支持するようにされたプロペラシャフトであっ
   て、第１のほぼ円筒状の表面と第２のほぼ円筒状の表面
   とを備えたプロペラシャフトと、前記プロペラから前記
   第１の表面へ曲げ力を伝達し、前記第２の表面を前記プ
   ロペラからの曲げ力から遮断する手段とを含んでなる船
   舶推進装置。
6. 【請求項６】　　前記第１の表面へ曲げ力を伝達し前記
   第２の表面を曲げ力から遮断する手段が、前記第１の円
   筒状表面を囲む第１の内側表面と、前記第２の円筒状表
   面を囲み前記第２の円筒状表面から隔てられている第２
   の内側表面とを有する孔を備えたスラストワッシャを含
   んでいる、請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】　　前記第１の円筒状表面が直径を有し、
   前記第２の円筒状表面が前記第１の円筒状表面の前記直
   径より小さい直径を有する、請求項６記載の装置。