JP4749251B2 - 駆動軸を備える船舶推進機 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンにより回転駆動される駆動軸と、駆動軸の動力が入力される出力ギヤ機構、出力ギヤ機構から出力された動力により回転駆動される推進軸とを備える船舶推進機に関する。

船舶推進機において、出力ギヤ機構を介して推進軸を回転駆動する駆動軸が、エンジンに連結される第１駆動軸と、該第１駆動軸により中間ギヤ機構を介して回転駆動される第２駆動軸とから構成され、第２駆動軸を支持する軸受が、中間ギヤ機構を構成する被動ギヤの直下に配置されたものは知られている（例えば特許文献１，２参照）。
特開平３−２１５８９号公報 特開昭６３−９７４８９号公報

第１駆動軸に中間ギヤ機構を介して連結される第２駆動軸を支持する軸受が被動ギヤの直下に配置される場合、第２駆動軸において被動ギヤが設けられる部分が該軸受の上方に突出する分だけ第２駆動軸が長軸化して、重量増を招来するうえ、被動ギヤの直下に位置する軸受の組付に手間がかかる。また、第２駆動軸において、被動ギヤの直下および直上に軸受が配置されるものでは、部品点数および組付工数が増加して、コスト高となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、上下方向を指向して配置されると共に中間ギヤ機構を介して連結される第１駆動軸および第２駆動軸から構成される駆動軸を備える船舶推進機において、第２駆動軸を支持する軸受に関連する構造を工夫することにより、第２駆動軸の短軸化および軽量化を図り、かつコスト削減を図ることを目的とする。

請求項１記載の発明は、上下方向を指向して配置されると共にエンジンにより回転駆動される第１駆動軸と、前記第１駆動軸に中間ギヤ機構を介して連結される第２駆動軸と、前記第２駆動軸の動力が入力される出力ギヤ機構と、前記出力ギヤ機構からの動力により回転駆動される推進軸とを備え、前記中間ギヤ機構は、前記第１駆動軸に設けられる駆動ギヤと、前記駆動ギヤと噛合すると共に前記第２駆動軸に設けられる被動ギヤとから構成される船舶推進機において、前記第２駆動軸を支持する軸受が設けられ、該軸受は、前記被動ギヤを挟んで上下にそれぞれ配置される上側軸受および下側軸受の１対の軸受のみにより構成され、前記上側軸受は、前記第２駆動軸において前記被動ギヤから上方に突出する上端部を支持すると共に上下方向で前記駆動ギヤと重なる位置にあり、前記下側軸受は、前記第２駆動軸において前記出力ギヤ機構の入力ギヤが設けられる下端部までの範囲に位置し、前記中間ギヤ機構は減速ギヤ機構であり、その被動ギヤは、外周に歯部をもつ円筒部を備えるとともに、該円筒部の内側に円筒状空間を有し、前記上側軸受は、上下方向で前記被動ギヤの歯部と重なる位置にあって、前記歯部により囲まれる円筒状空間内に配置されることを特徴とする船舶推進機である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の船舶推進機において、前記中間ギヤ機構の被動ギヤの前記円筒部は、上向きに突出する円筒部であり、該円筒部の内側の前記円筒状空間は、上方に開放された空間であることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の船舶推進機において、前記上側軸受は、上方および下方のアキシアル荷重を受ける複列軸受であることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、第２駆動軸は上側軸受および下側軸受の１対の軸受のみにより支持され、しかも第２駆動軸の上端部を支持する上側軸受は上下方向で駆動ギヤと重なる位置にあるので、第２駆動軸の軸長を短くすることができ、第２駆動軸が軽量化される。しかも、第２駆動軸は、被動ギヤの上方に配置される上側軸受と、被動ギヤと出力ギヤ機構との間に配置される下側軸受とで構成される１対の軸受により支持されるので、上側軸受の組付が容易になると共に、第２駆動軸が３以上の軸受により支持される場合に比べて部品点数および組付工数が削減されて、コストが削減される。
また、上側軸受が被動ギヤにより形成される円筒状空間内に配置されるので、上側軸受を設けたことによる被動ギヤから上方への第２駆動軸の突出量を抑制できて、第２駆動軸の短軸化に寄与し、しかも駆動ギヤよりも大径の被動ギヤにより円筒状空間が形成されるので、大きな被動ギヤを軽量化することができる。
請求項２記載の事項によると、上記効果が得られたうえで、上側軸受を円筒状空間が下方から内部に受けることになる。
請求項３記載の事項によれば、１つの上側軸受により上下方向での両方向のアキシアル荷重を受けることができるので、第２駆動軸が確実に支持される。

以下、本発明の実施形態を図１〜図７を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用された船舶推進機としての船外機Ｓは、推進機本体と、該推進機本体を船体Ｔに取り付けるための取付装置19とを備える。前記推進機本体は、エンジンとしての内燃機関Ｅおよび該内燃機関Ｅにより駆動されて推力を発生するプロペラ18を有する推進ユニットのほかに、後述するオイルパン11、ケース12，13およびカバー14，15を備える。

回転中心線Ｌ０が上下方向を指向するクランク軸８を備えるバーチカル機関である内燃機関Ｅは、頭上カム軸型の動弁装置を備える水冷式多気筒４ストローク内燃機関であり、それぞれにピストン６が往復動可能に嵌合する複数のシリンダ、この実施形態では直列に配列された４つのシリンダが一体に形成されたシリンダブロック１と、シリンダブロック１の前端部に結合されるクランクケース２と、シリンダブロック１の後端部に結合されるシリンダヘッド３と、ヘッドカバー４とから構成される機関本体を備える。シリンダブロック１とクランクケース２との間で回転可能に支持されるクランク軸８は、シリンダヘッド３に形成された燃焼室５内で発生する燃焼ガスの圧力により駆動されて往復運動するピストン６によりコンロッド７を介して回転駆動される。

なお、明細書または特許請求の範囲において、上下方向は図１および図２に示される駆動軸31，32の回転中心線の方向であるとし、上下方向に直交する方向である水平方向は、前後方向および左右方向を含む。また、左右方向は、平面視で推進軸の回転中心線に直交する方向に含まれる。そして、実施形態において、上下方向、前後方向および左右方向は、船体における上下方向および前後方向および左右方向に一致する。

内燃機関Ｅはマウントケース10の上端部に結合され、マウントケース10の下端部にオイルパン11およびオイルパン11を囲むエクステンションケース12が結合され、エクステンションケース12の下端部にギヤケース13が結合される。内燃機関Ｅの下部、マウントケース10およびエクステンションケース12の上部はアンダカバー14により覆われ、アンダカバー14の上端部に、内燃機関Ｅを覆うと共にアンダカバー14と協働して内燃機関Ｅが収容されるエンジンルームを形成するエンジンカバー15が結合される。

クランク軸８の下端部８ｂにフライホイール９を介してクランク軸８に連結されることで内燃機関Ｅの動力により回転駆動される駆動軸31は、クランク軸８と同軸に上下方向を指向する回転中心線Ｌ１を有し、マウントケース10内に位置する下端部８ｂからマウントケース10内およびエクステンションケース12内を下方に延び、さらにギヤケース13内に達するまで延びるように配置される。そして、駆動軸31，32は、ギヤケース13内で駆動軸31，32の回転を制御する変速装置としての前後進切換装置16を介して推進軸17に連結される。内燃機関Ｅの動力は、クランク軸８から駆動軸31，32、前後進切換装置16および推進軸17を経て、推進軸17に連結される推力発生手段としてのプロペラ18に伝達され、プロペラ18が回転駆動される。
ここで、駆動軸31，32、前後進切換装置16、推進軸17およびプロペラ18は前記推進ユニットを構成する。

取付装置19は、マウントケース10およびエクステンションケース12に固定されるスイベル軸19ａを回動可能に支持するスイベルケース19ｂと、スイベルケース19ｂを回動可能に支持するチルト軸19ｃを保持すると共に船体Ｔの船尾に固定されるブラケット19ｄとを備える。スイベル軸19ａは、その上端部でマウントケース10にマウントラバー19ｅを介して固定され、その下端部でエクステンションケース12にマウントラバー19ｆを介して固定される。取付装置19により、船外機Ｓは、船体Ｔに対してチルト軸19ｃを中心に上下方向に揺動可能であり、スイベル軸19ａを中心に左右方向に揺動可能である。

図１，図２を参照すると、ギヤケース13は、前後進切換装置16および推進軸17が収容されるギヤ室20を形成する収容部21と、収容部21から上方に延びてエクステンションケース12に結合される支柱部22と、収容部21から下方に延びるスケグ23と、支柱部22の上部で水平方向に延びるアンチキャビテーションプレート24とを有する。船舶の航走時、水面はアンチキャビテーションプレート24付近に位置し、いずれも水面下に位置すると共に流線型に形成される収容部21および支柱部22において、収容部21は全体としてほぼ砲弾形状の外形を有し、支柱部22は、上下方向（または駆動軸31，32の回転中心線Ｌ１，Ｌ２）に直交する平面での断面である平断面が翼断面形状である外形を有する。

支柱部22には、いずれも上下方向を指向して配置される第１，第２駆動軸31，32が軸受36〜39を介して回転可能に支持され、オイルポンプ70が内蔵され、さらに、シフトロッド61が挿入される収容孔69と、内燃機関Ｅのシリンダブロック１およびシリンダヘッド３に設けられる水ジャケットＪに冷却水を圧送する水ポンプ90に吸入される水を導く吸水通路97と、船速検出用の水圧を検出するための水圧通路27とが設けられる。

図２，３を参照すると、駆動軸31，32は、上端部でクランク軸８（図１参照）に連結される第１駆動軸31と、第１駆動軸31に中間ギヤ機構33を介して連結されて第１駆動軸31の動力を出力ギヤ機構50に伝達すると共に第１駆動軸31から後方にオフセットして配置される第２駆動軸32とから構成される。第２駆動軸32は、内燃機関Ｅの回転中心線Ｌ０に一致する第１駆動軸31の回転中心線Ｌ１に対して、回転中心線Ｌ１に平行であるその回転中心線Ｌ２が前後方向でオフセット量δとなる位置にある。また、第２駆動軸32は、前後方向で収容部21のほぼ中央に、すなわち収容部21の前後方向での長さＷの二等分線が回転中心線Ｌ１よりも回転中心線Ｌ２に近い位置を占めるように配置され、さらに第１駆動軸31よりも下方まで延びている。なお、両回転中心線Ｌ１，Ｌ２は、推進軸17の回転中心線Ｌ３を含み上下方向に平行な同一の平面上にある。
水ポンプ90が設けられる第１駆動軸31は、水と接触するために、耐食性に優れた材料、例えばステンレス鋼により形成される。一方、第２駆動軸32は、後述するようにオイル内およびオイル雰囲気内に配置されるため、第１駆動軸31の形成材料に比べて耐食性に劣るものの低価格の鉄系材料（例えば、ＳＣＭ４１５などを含む機械構造用炭素鋼）により形成され得るので、コスト削減に寄与する。
連結機構としての中間ギヤ機構33は、第１駆動軸31にスプライン結合されて設けられる駆動ギヤ34と、駆動ギヤ34と噛合すると共に第２駆動軸32にスプライン結合されて設けられる被動ギヤ35とから構成される。

エクステンションケース12を貫通する第１駆動軸31は、支柱部22内に位置する下側部分31ｃを有し、下側部分31ｃにおいて該下側部分31ｃに取り付けられる駆動側連結部材としての駆動ギヤ34よりも下方に位置する部分である第１駆動軸31の下端部31ｂは、上下方向で推進軸17と水ポンプ90との間のほぼ中央または支柱部22のほぼ中央に位置する。第１駆動軸31は、上下方向で駆動ギヤ34のボス部34ａを挟んで上下にそれぞれ配置される１対の軸受36，37により支持される。
ローラ軸受からなる上側軸受36は、ボス部34ａの延長部を介して下側部分31ｃと、支柱部22の上端部22ａに結合される軸受ホルダ41を介して支柱部22とに、駆動ギヤ34の歯部34ｂの直上にて保持される。テーパローラ軸受からなる下側軸受37は、ボス部34ａの延長部を介して下側部分31ｃと、支柱部22とに、歯部34ｂの直下にて保持される。

ほぼ全体が支柱部22内に位置する第２駆動軸32は、被動側連結部材としての被動ギヤ35の回転軸であるボス部35ａよりも上方に位置する上端部32ａと、ギヤ室20に位置すると共に出力ギヤ機構50への動力の入力部である下端部32ｂとを有する。第２駆動軸32は、上下方向で被動ギヤ35を挟んで上下にそれぞれ配置される１対の軸受38，39のみにより支持される。
複列の外向きテーパローラ軸受からなる上側軸受38は、上方および下方のアキシアル荷重を受ける複列軸受であり、被動ギヤ35から上方に突出する上端部32ａと、上端部22ａに結合される軸受ホルダ42を介して支柱部22とに、ボス部35ａの直上にて保持される。ニードル軸受からなる下側軸受39は、第２駆動軸32と支柱部22とに、下端部32ｂの直上にて保持される。
上側軸受38は、第２駆動軸32において上下方向で駆動ギヤ34のボス部34ａおよび歯部34ｂと重なる位置にあり、しかも上下方向で被動ギヤ35の円筒状の歯部35ｂと重なる位置にあって、径方向で上端部32ａと歯部35ｂとにより形成されて歯部35ｂにより囲まれる円筒状空間43内に配置される。下側軸受39は、第２駆動軸32において入力ギヤ51が設けられる下端部32ｂまでの範囲に位置する。

回転中心線Ｌ３が前後方向を指向して配置される推進軸17は、収容部21に取り付けられて排気ガスの排気通路28を形成する軸受ホルダ29に回転可能に支持され、出力ギヤ機構50から出力される動力により回転駆動される。推進軸17は、収容部21内またはギヤ室20に配置される前半部17ａと、収容部21の外部に配置されてプロペラ18が結合される後半部17ｂとを有する。

前後進切換装置16は、出力ギヤ機構50と、推進軸17の回転方向を切り換える切換機構としてのクラッチ機構54とから構成される。
第２駆動軸32からの動力が入力される出力ギヤ機構50は、オイルで満たされた密閉空間であるギヤ室20に配置される。出力ギヤ機構50は、下端部32ｂで第２駆動軸32に結合される入力ギヤ51と、推進軸17の前半部17ａに回転可能に支持されると共に前後方向でクラッチ機構54を挟んで配置される１対の出力ギヤである前進ギヤ52および後進ギヤ53とから構成されるベベルギヤ機構である。この実施形態では、出力ギヤ機構50はスタンダードローテーション仕様となる構造になっている。すなわち、入力ギヤ51の回転中心線でもある回転中心線Ｌ２（前記入力部（すなわち下端部32ｂ）の入力回転中心線でもある。）の前後方向での位置に対して、後方に、１対の軸受46，47を介して収容部21および前半部17ａに支持される前進ギヤ52が配置され、前方に、１対の軸受48，49を介して収容部21および前半部17ａに支持される後進ギヤ53が配置される。

第１，第２駆動軸31，32から推進軸17までの動力伝達系に配置される１次減速ギヤ機構としての中間ギヤ機構33および２次減速ギヤ機構としての出力ギヤ機構50は、いずれも減速機構を構成し、中間ギヤ機構33の減速比は、出力ギヤ機構50の減速比よりも大きく設定される。例えば、中間ギヤ機構33の減速比が１．６〜２．５の範囲で設定され、それに対応して出力ギヤ機構50の減速比が１．４〜１．０の範囲で設定される。このため、出力ギヤ機構50での減速比を、中間ギヤ機構33が設けられない場合に比べて小さく設定できるので、前進ギヤ52および後進ギヤ53の径を小さくすることができて、収容部21の小径化、ひいてはギヤケース13の小型化が可能になる。

併せて図４，図５を参照すると、クラッチ機構54は、前半部17ａの内部に前後方向（または推進軸17の回転中心線Ｌ３方向）に摺動可能に嵌合するシフタ55と、前半部17ａの外周に嵌合する円筒状のクラッチ素子56と、シフタ55とクラッチ素子56とを一体に結合すると共にコイルバネ58により抜止めされた連結ピン57とを備える。
シフトロッド61の操作に応動して回転中心線Ｌ３の方向Ａに移動するシフタ55には、回転中心線方向Ａに一体移動可能にかつ回転可能に作動ロッド62に連結される連結部55ａと、クラッチ機構54の中立位置、前進位置および後進位置を設定する位置決め機構としてのディテント機構55ｂとが設けられる。連結ピン57は、前半部17ａに回転中心線Ｌ３に平行に形成された１対の長孔59を貫通し、その両端部でクラッチ素子56に連結される。前半部17ａにスプライン結合されて回転中心線方向Ａに移動可能なクラッチ素子56には、いわゆるドッグクラッチであり、その両端部には、それぞれ、前進ギヤ52の爪からなる係合部52ａおよび後進ギヤ53の爪からなる係合部53ｂにそれぞれ択一的に係合可能な爪からなる前進側係合部56ａおよび後進側係合部56ｂが設けられる。

前後進切換装置16により、シフトロッド61の操作に応じて、シフタ55が前記中立位置を占めるとき、クラッチ素子56は、前進ギヤ52および後進ギヤ53と接続されず、第１，第２駆動軸31，32の動力は推進軸17には伝達されない。シフタ55が前記前進位置を占めるとき、クラッチ素子56が前進ギヤ52に係合して第１，第２駆動軸31，32の動力が前進ギヤ52およびクラッチ素子56を介して推進軸17に伝達され、プロペラ18が正回転して船舶が前進する。シフタ55が前記後進位置を占めるとき、クラッチ素子56が後進ギヤ53に係合して第１，第２駆動軸31，32の動力が後進ギヤ53およびクラッチ素子56を介して推進軸17に伝達され、プロペラ18が逆回転して船舶が後進する。

図１〜図３，図５を参照すると、クラッチ機構54を操作する操作機構は、運転者により操作される駆動機構（図示されず）により駆動されて回転する操作部材としてのシフトロッド61と、係合機構63を介してシフトロッド61により駆動されてクラッチ機構54を操作する作動部材としての作動ロッド62とから構成される。
収容孔69に収容されてギヤケース13内に配置されるシフトロッド61は、第１駆動軸31よりも前方において支柱部22内で上下方向に延びて収容部21に達し、その下端部61ｂがギヤ室20内に位置する。最下部61b1が収容部21に摺動可能に嵌合して回転可能に支持される下端部61ｂにはピニオン63ａが設けられる。
作動ロッド62は、前端部62ａにて収容部21の前端21ｃ付近に摺動可能に嵌合して回転中心線方向Ａに移動可能に支持され、後端部62ｂにて連結部55ａでシフタ55に連結される。作動ロッド62には、前端部62ａおよび後端部62ｂの間の中間部に、推進軸17に平行に設けられてピニオン63ａに噛合するラック63ｂが設けられる。ラック63ｂは、ピニオン63ａが上下方向に貫通する長孔62ｅを形成する枠部62ｄにおいて、左右方向での一側の内側に設けられる。
そして、係合機構63は、駆動側係合部としてのピニオン63ａと、該ピニオン63ａと係合する被動側係合部としてのラック63ｂにより構成される。

シフトロッド61が操作されて回転すると、ピニオン63ａが回転してラック63ｂが前後方向（回転中心線方向Ａ）に移動し、作動ロッド62がシフタ55を前後方向に移動させて、シフタ55が前記中立位置、前記前進位置および前記後進位置を択一的に占めて、出力ギヤ機構50における変速が行われる。具体的には、図３，図５に示される位置ではシフタ55は前記中立位置を占める。図５において、シフトロッド61が回転してピニオン63ａが時計方向に回転すると、ラック63ｂ（作動ロッド62）が後方に移動して、シフタ55が後方に移動し前記前進位置を占め、シフトロッド61が反対方向に回転してピニオン63ａが反時計方向に回転すると、ラック63ｂ（作動ロッド62）が前方に移動して、シフタ55が前方に移動し前記後進位置を占める。

作動ロッド62は、連結部55ａに対して、切欠部62ｃ（図５のａ図参照）を通じて左右反転位置で連結することが可能であり、これにより、ピニオン63ａに対して左右反転した位置にラック63ｂを配置することができる。これにより、シフタ55に対する作動ロッド62の連結状態を変更することで、プロペラ18の羽根の捩れ方向や第１駆動軸31または第２駆動軸32の回転方向が前述とは反対である場合にも、シフトロッド61の前後進操作の方向を変更することなく、船舶の前後進を制御することができる。

図１，図２を参照すると、収容部21は、前後方向で回転中心線Ｌ２をほぼ境として、第２駆動軸32から前方に収容部21の前端21ｃを先端とする先細部21ａと、第２駆動軸32から後方に収容部21の後端までの円筒部21ｂとを有する。併せて図４，図５を参照すると、先細部21ａは、推進軸17の回転中心線Ｌ３を中心とする周方向でのほぼ全体において、前後方向で第２駆動軸32から前端21ｃに向かうほど細く（したがって外径が小さく）なり、円筒部21ｂは、周方向でのほぼ全体において、前後方向で同じ外径を有する。
ここで、「ほぼ全体」とは、先細部21ａの全体または円筒部21ｂの全体において、局所的な凹凸を除くことを意味する。また、収容部21と支柱部22およびスケグ23との接続部（または形状移行部）は、先細部21ａおよび円筒部21ｂには含まれないものとする。

より具体的には、先細部21ａでは、回転中心線Ｌ３からの先細部21ａの外面25までの距離である半径ｅが、回転中心線Ｌ３を中心とする周方向での同じ位置（または同じ径方向）において、すなわち図４において例えば回転中心線Ｌ３から上下方向で上方に延びる線分を基準線としたとき該基準線からの角度θが同じである位置において、第２駆動軸32の回転中心線Ｌ２から前方に向かうほど小さくなる。そして、先細部21ａにおいて、半径ｅのうちの最大半径ｅ_１は収容部21に収容される出力ギヤ機構50の寸法、すなわち各ギヤ51〜53の径にほぼ依存して決定されるため、半径ｅは、前後方向での回転中心線Ｌ２での位置で最大半径ｅ_１となり、第２駆動軸32から前方に配置される第１駆動軸31の回転中心線Ｌ１の位置（この位置は、後述する中立位置での連結ピン57の中心軸線の位置に一致する。）での半径ｅである半径ｅ_３（図４には第１駆動軸31の回転中心線Ｌ１の位置での外面25が二点鎖線で示されている。）やシフトロッド61の中心軸線としての回転中心線Ｌ４の位置での半径ｅである半径ｅ_２を含め、第２駆動軸32から前方に位置する部分の半径ｅは、前端21ｃに向かうほど小さくなる。そして、先細部21ａの外面25の横断面での形状は、上下方向で入力ギヤ51と重なる部分を除いて、ほぼ円弧状である。
ここで、横断面とは、前後方向（または直進航走時の水流の方向）に直交する平面での断面である。また、横断面積とは、横断面での断面積である。

それゆえ、この実施形態によれば、前端21ｃからの先細部21ａの最大半径ｅ_１の位置は、唯一の駆動軸が第１駆動軸31の位置に相当する位置にあると仮定し、かつギヤケースの先端位置が概ね同じとした場合の船外機のギヤケース（以下、「比較ギヤケース」という。）の先細部の最大半径の位置に比べて、第２駆動軸32が第１駆動軸31から後方にオフセットして配置されている分、オフセット量δに等しい距離だけ後方になる。このため、比較ギヤケースに比べてこの先細部21ａでは先細比がより大きくなって、先細部21ａが細長くなって先細部21ａが先鋭化される。そして、先細部21ａが先鋭化されることで、前端21ｃから後方に向かって、半径ｅを、前後方向で前端21ｃから第２駆動軸32までの間で、比較ギヤケースに比べて緩やかに大きくすることができ、したがって前端21ｃから後方に向かって先細部21ａの横断面積が急増することが防止される。このため、前進航走時の形状抵抗（以下、「水中抵抗」という。）が減少する。
ここで、先細比とは、半径ｅが最大になる位置（この実施形態では回転中心線Ｌ２の位置）と前端21ｃとの前後方向での間隔ｆ１と最大半径ｅ_１との比（すなわちｆ１／ｅ_１）である。
図５を参照すると、先細部21ａの形状は、前後方向における前端21ｃ、第１，第２駆動軸31，32およびシフトロッド61の位置と、それら位置での半径とを使用して、以下のように規定される。
前端21ｃと回転中心線Ｌ４との間隔ｆ２は、２０％≦Ｒ２≦４５％の範囲の値を有し、好適にはＲ２＝３４％前後の値を有する。また、回転中心線Ｌ４の位置での半径ｅ_２は、５８％≦Ｒ５≦６９％の範囲の値を有し、好適にはＲ５＝６３％の値を有する。
前端21ｃと回転中心線Ｌ１との間隔ｆ３は、６０％≦Ｒ３≦８０％の範囲の値を有し、好適にはＲ３＝６８％前後の値を有する（なお、このときの前後方向での回転中心線Ｌ１と回転中心線Ｌ２との間隔ｆ４はＲ４＝３６％前後の値を有する。）。また、回転中心線Ｌ１の位置での半径ｅ_３は、８９％≦Ｒ６≦９７％の範囲の値を有し、好適にはＲ６＝９３％の値を有する。
ここで、Ｒ２＝ｆ２／ｆ１
Ｒ３＝ｆ３／ｆ１
Ｒ４＝ｆ４／ｆ１
Ｒ５＝ｅ_２／ｅ_１
Ｒ６＝ｅ_３／ｅ₁
一方、円筒部21ｂにおいては、前後方向での任意の位置で、回転中心線Ｌ３からの円筒部21ｂの外面26（図１参照）までの距離はほぼ最大半径ｅ_０に等しく、外面26の横断面での形状は円弧状である。

出力ギヤ機構50、推進軸17および係合機構63を収容する収容部21において、第２駆動軸32における出力ギヤ機構50への下端部32ｂの回転中心線Ｌ２とシフトロッド61の回転中心線Ｌ４との前後方向での間隔は、前後方向での回転中心線Ｌ２の位置における収容部21の左右方向での外径ｄ１（先細部21ａにおける左右方向での最大外径でもある。）よりも大きい。
また、先細部21ａにおいて、前後方向で、第１駆動軸31の回転中心線Ｌ１と前端21ｃとの間での半径ｅの減少率は、図５によく示されるように、第２駆動軸32の回転中心線Ｌ２と回転中心線Ｌ１との間での半径ｅの減少率よりも大きい。
さらに、前後方向での前端21ｃとシフトロッド61の回転中心線Ｌ４との間隔ｆ２は、前後方向での回転中心線Ｌ４の位置における先細部21ａの左右方向での外径ｄ２（半径ｅ_２の２倍）以上であり、半径ｅ_２の２．５倍以下である。

そして、第１駆動軸31に対して第２駆動軸32が後方にオフセットすることにより、両駆動軸31，32が配置される支柱部22においても、比較ギヤケースに比べて、左右方向での外径に対して、第２駆動軸32と支柱部22の前端22ｃ（図２，図６参照）との間隔を大きくできるので、収容部21と同様に先鋭化され、支柱部22の横断面積の急増が防止される。
また、図２を参照すると、ギヤケース13は、シフトロッド61を中心に左右に揺動して船舶の舵取を行うため、シフトロッド61の回転中心線Ｌ４からギヤケース13の前端21ｃ，22ｃまでは、前方のオーバハングとなり、この部分の形状が高速航走性と転舵時の応答性などに反映される。そこで、このギヤケース13においては、支柱部22におけるオーバハング、すなわちアンチキャビテーションプレート24よりもやや下方において、前後方向での回転中心線Ｌ４と前端22ｃとの間隔ｆ５を基準としたとき、先細部21ａにおけるオーバハング、すなわち回転中心線Ｌ４と前端21ｃとの間隔ｆ２を、１〜２倍前後の範囲に設定される。そして、間隔ｆ５に対する間隔ｆ２が等倍であるときは前端22ｃから前端21ｃまでをほぼ直線でつなぎ、それ以上であれば連続する曲線でつなぐことにより、前端21ｃ，22ｃの形状が設定されている。

図２，図３を参照して、ギヤケース13内の潤滑箇所である軸受36，37，38，39および中間ギヤ機構33に、オイルを供給する潤滑系統について説明する。
該潤滑系統は、第１駆動軸31により駆動されるオイルポンプ70と、第２のオイルポンプとしてのねじポンプ71と、油路群とから構成される。トロコイドポンプから構成されるオイルポンプ70は、支柱部22内において上下方向で出力ギヤ機構50と中間ギヤ機構33との間であって、上下方向でねじポンプ71と重なる位置に配置される。
オイルポンプ70は、支柱部22内に固定されるポンプボディ72と、ポンプボディ72に下方に開放して形成された凹部に収容されるポンプロータを構成するインナロータ74ａおよびアウタロータ74ｂと、支柱部22の段部22ｄに載置されると共に両ロータ74ａ，74ｂを下方から覆うポンプカバー73と、下端部61ｂに連結されて設けられると共にインナロータ74ａに結合されるポンプ軸75とを備える。ポンプカバー73は、該ポンプカバー73に重合されるポンプボディ72と共にボルト79により段部22ｄに取り付けられる。ポンプカバー73およびポンプボディ72には、それぞれ吸入ポート76および吐出ポート77が設けられる。

前記油路群は、支柱部22に設けられてギヤ室20のオイルを吸入ポート76に導く吸入油路80と、第１駆動軸31に設けられて吐出ポート77からのオイルを導く吐出油路81と、支柱部22と軸受ホルダ41とにより形成されて上側軸受36が収容される収容空間から構成されて吐出油路81のオイルが流入する油室82と、軸受ホルダ41に設けられた油路83と、軸受ホルダ41に設けられた凹部により形成される油室84と、両軸受ホルダ41，42により形成されて上側軸受38が収容される収容空間により構成される油室85と、支柱部22に設けられてギヤ室20にオイルを戻す１対の戻り油路87，88と、第２駆動軸32に設けられて油室84のオイルの一部をねじポンプ71に導く油路86とから構成される。

油室84には、第２駆動軸32の上端部32ａの最上部32a1が挿入されていて、油路86が開口する。上下方向で被動ギヤ35と下側軸受39との間に配置されて第２駆動軸32により駆動されるねじポンプ71は、円筒状のロータの外周面に、回転時に下向きとなるピッチの螺旋溝が形成されたポンプである。また、ギヤケース13内の油面ＯＬは、中間ギヤ機構33よりも下方に形成され、オイルポンプ70によるオイルの吸入が可能となるように、オイルポンプ70の付近に位置する。

内燃機関Ｅが運転されて第１，第２駆動軸31，32が回転すると、オイルポンプ70により吸入油路80を通じて汲み上げられたオイルが、吐出ポート77を通じて吐出油路81に吐出される。吐出油路81を流通するオイルは、第１駆動軸31の回転により発生する遠心力により加圧されて油室82に流入した後に上側軸受36に導かれて、該上側軸受36を潤滑し、次いで流下して駆動ギヤ34および被動ギヤ35、さらに下側軸受37を潤滑して、図示されない油路を通って戻り油路87に流入する。また、油室82のオイルは、油路83を経て油室84に流入し、油室84から軸受ホルダ41と上端部32ａと隙間を通って油室85に流入し、上側軸受38を潤滑した後に、被動ギヤ35を潤滑し、戻り油路87に流入する。油室84のオイルの一部は、ねじポンプ71に吸入されて油路86に流入し、ねじポンプ71により圧送されて、その一部が下側軸受39を潤滑した後にギヤ室20に戻り、別の一部が戻り油路88に流入する。それゆえ、第２駆動軸32の全体はオイル内およびオイル雰囲気内にある。

第１駆動軸31により駆動される水ポンプ90は、軸受ホルダ41を介してギヤケース13に取り付けられる。水ポンプ90は、軸受ホルダ41の上端部に固定されるポンプハウジング91と、ポンプハウジング91により形成されるポンプ室92内に配置されて第１駆動軸31に設けられたインペラ93とを備える。ガスケット94に設けられた入口ポート95を経てポンプ室92に吸入された水は、インペラ92により圧送されて、ポンプハウジング91の出口ポート96から導管やマウントケース10に設けられた孔などにより形成される供給水通路を経て内燃機関Ｅの水ジャケットＪ（図１参照）に供給される。

図６を併せて参照すると、支柱部22および軸受ホルダ41には、入口ポート95に冷却水を導く吸水通路97が設けられる。吸水通路97は、支柱部22において、左右方向で対向する１対の外面25にそれぞれ開口する１対の水取入口98（図面には右側の水取付口98のみが示されている。）を有する。異物を取り除くためのスクリーン99により覆われる水取入口98の少なくとも一部は、オイルポンプ70と共に、上下方向で、第１駆動軸31と出力ギヤ機構50との間に配置され、前後方向で、第１駆動軸31とシフトロッド61との間に配置される。
そして、水取入口98は、第１駆動軸31の下端部31ｂが上下方向で第２駆動軸32のほぼ中央部に相当する位置にあることにより、第１駆動軸31よりも後方に位置する第２駆動軸32の前方に、かつ上下方向での第１駆動軸31と出力ギヤ機構50との間に形成されるスペースを利用して設けられる。また、水取入口98の上端部98ｃは、下端部31ｂよりも下方に位置し、水取入口98の下端部98ｄの少なくとも一部は、出力ギヤ機構50の後進ギヤ52の前方、したがって入力ギヤ51および前進ギヤ53の前方において、上下方向で入力ギヤ51と重なる位置に設けられる。
水取入口98の前後方向での幅は、その上下方向の幅とほぼ等しいか、それよりも大きい。そして、水取入口98は、前後方向で第１駆動軸31の回転中心線Ｌ１の位置から、前方に向かって、オフセット量δに等しい距離にその前端部98ａを有し、軸受36，37よりも後方にその後端部98ｂを有する。

次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
第２駆動軸32を支持する軸受は、被動ギヤ35を挟んで上下にそれぞれ配置される上側軸受38および下側軸受39の１対の軸受のみにより構成され、上側軸受38，39は、第２駆動軸32において被動ギヤ35から上方に突出する上端部32ａを支持すると共に上下方向で駆動ギヤ34と重なる位置にあり、下側軸受39は、第２駆動軸32において出力ギヤ機構50の入力ギヤ51が設けられる下端部32ｂまでの範囲に位置する。これにより、第２駆動軸32は上側軸受38および下側軸受39の１対の軸受のみにより支持され、しかも第２駆動軸32の上端部32ａを支持する上側軸受38は上下方向で駆動ギヤ34と重なる位置にあるので、第２駆動軸32の軸長を短くすることができ、第２駆動軸32が軽量化される。しかも、第２駆動軸32は、被動ギヤ35の上方に配置される上側軸受38と下側軸受39とで構成される１対の軸受により支持されるので、上側軸受38の組付が容易になると共に、第２駆動軸が３以上の軸受により支持される場合に比べて部品点数および組付工数が削減されて、コストが削減される。

中間ギヤ機構33は減速ギヤ機構であり、上側軸受38は、上下方向で被動ギヤ35の歯部35ｂと重なる位置にあって、歯部35ｂより囲まれる円筒状空間43内に配置されることより、上側軸受38が被動ギヤ35により形成される円筒状空間43内に配置されるので、上側軸受38を設けたことによる被動ギヤ35から上方への第２駆動軸32の突出量を抑制できて、第２駆動軸32の短軸化に寄与し、しかも駆動ギヤ34よりも大径の被動ギヤ35により空間43が形成されるので、大きな被動ギヤ35を軽量化することができる。
上側軸受38は、上方および下方のアキシアル荷重を受ける複列軸受であることにより、１つの上側軸受38で上下方向での両方向のアキシアル荷重を受けることができるので、第２駆動軸32が確実に支持される。

ギヤケース13の収容部21は、第１駆動軸31から後方にオフセットして配置される第２駆動軸32から前方に収容部21の前端21ｃを先端とする先細部21ａを有し、先細部21ａは、推進軸17の回転中心線Ｌ３を中心とする周方向でのほぼ全体において、前後方向で第２駆動軸32から前端21ｃに向かうほど細くなることにより、比較ギヤケースにおける収容部の前端と駆動軸との前後方向での間隔に比べて、第２駆動軸32が第１駆動軸31よりも後方にオフセットしている分、収容部21の前端21ｃから第２駆動軸32までの前後方向での間隔を大きくすることが可能になり、しかも先細部21ａは前後方向で第２駆動軸32から収容部21の前端21ｃに向かうほど細くなることから、先細部21ａの外面25の半径ｅを、前後方向で前端21ｃから第２駆動軸32までの間で、比較ギヤケースに比べて緩やかに大きくすることができ、したがって前端21ｃから後方に向かって先細部21ａの横断面積の急増を防止できるので、先細部21ａの形状による水中抵抗を減少することができる。さらに、高速航走時には、水流の乱れも少なくなって、ギヤケース13上およびギヤケース13の後方に配置されるプロペラ18上でのキャビテーションの発生が抑制される。

前後方向での前端21ｃとシフトロッド61との間隔は、前後方向でのシフトロッド61の位置における先細部21ａの左右方向での外径ｄ２以上であることにより、前端21ｃと第２駆動軸32との間隔を大きくすることができるので、後方に向かって先細部21ａの外面25の半径ｅの増加が緩やかになって、水中抵抗の減少効果およびキャビテーション防止効果が高められる。

第２駆動軸32は、前後方向で収容部21のほぼ中央に配置されることにより、先細部21ａの外面25の半径ｅの増加を緩やかにする一方で、前端21ｃから第２駆動軸32までの前後方向での間隔が過度に大きくなることに起因する先細部21ａと水との間の摩擦抵抗の増加を抑制することができる。

ギヤケース13内に配置されるオイルポンプ70は、第１駆動軸31により駆動されることにより、中間ギヤ機構33とは別個に設けられるので、中間ギヤ機構がオイルポンプを兼ねる場合に比べて、ポンプ容量の設定の自由度が大きく、所要のオイル吐出量を容易に確保できる。
しかも、オイルポンプ70は、第２駆動軸32よりも回転速度が大きい第１駆動軸31により駆動されるので、所要のオイル吐出量を確保するうえでオイルポンプ70を小型化することができ、ギヤケース13を小型化することができる。
オイルポンプ70は、中間ギヤ機構33よりも下方に配置されて、ギヤケース13内で中間ギヤ機構33よりも下方に油面ＯＬを形成するオイルを吸入することにより、オイルポンプ70によるオイルの攪拌抵抗が減少し、第１，第２駆動軸31，32の動力損失が減少する。

第１駆動軸31には、オイルポンプ70から吐出されたオイルを潤滑箇所である軸受36，37，38，39および中間ギヤ機構33に導く吐出油路81が設けられることにより、オイルポンプ70からのオイルをそれら潤滑箇所に導く吐出油路81がオイルポンプ70を駆動する第１駆動軸31を利用して設けられるので、ギヤケース13に吐出油路を設ける必要がなく、ギヤケース13が小型化される。

クラッチ機構54を操作する前記操作機構の係合機構63は、シフトロッド61に設けられたピニオン63ａと、作動ロッド62に推進軸17に平行に設けられてピニオン63ａに噛合するラック63ｂとから構成されることにより、係合機構が偏心ピンやカム機構により構成される場合に比べて、係合機構63の左右方向での位置変化を伴うことがなく、しかもシフトロッド61の回転量に応じて作動ロッド62の移動量を大きな範囲で変更できるので、係合機構63付近でのギヤケース13の左右方向での外径を小さくできて、ギヤケース13による水中抵抗を減少することができる。

ギヤケース13は、出力ギヤ機構50、推進軸17および係合機構63を収容する収容部21を有し、第２駆動軸32における出力ギヤ機構50への下端部32ｂの回転中心線Ｌ２とシフトロッド61の回転中心線Ｌ４との前後方向での間隔は、前後方向での回転中心線Ｌ２の位置における収容部21の左右方向での外径ｄ１よりも大きいことにより、回転中心線Ｌ２よりも前方で収容部21を長細くすることができるので、収容部21の前端21ｃから後方に向かって左右方向での外径が緩やかに大きくなるようにできて、水中抵抗の減少に寄与する。
駆動軸31，32は、内燃機関Ｅに連結される第１駆動軸31と、第１駆動軸31に減速ギヤ機構である中間ギヤ機構33を介して連結されて第１駆動軸31の動力を出力ギヤ機構50に伝達する第２駆動軸32とから構成されることにより、第１駆動軸31の回転速度が中間ギヤ機構33により減速された後に、第２駆動軸32を通じて出力ギヤ機構50に伝達されるため、出力ギヤ機構50の減速比を小さくできるので、ギヤケース13の収容部21の小型化が可能になる。

第１駆動軸31および第２駆動軸32はギヤケース13に回転可能に支持されると共に第２駆動軸32は第１駆動軸31よりも下方まで延びており、ギヤケース13には、水ポンプ90に吸入される水を取り入れる水取入口98が、上下方向で第１駆動軸31と出力ギヤ機構50との間で、第２駆動軸32の前方に設けられることにより、第１駆動軸31よりも後方にオフセットして配置される第２駆動軸32の前方に、かつ第１駆動軸31の下方に形成されるスペースを利用して水取入口98を設けられるので、十分な水量を確保することが可能な大きな水取入口98を設けることができる。

水取入口98は、前後方向での第１駆動軸31の回転中心線Ｌ１の位置から、前方に向かって、オフセット量δに等しい距離に前端部98ａを有することにより、水取入口98の前端部98ａがオフセット量δだけ第１駆動軸31の回転中心線Ｌ１よりも前方に位置するように大きな水取入口98を設けることができる。
水取入口98の下端部98ｄの少なくとも一部が、出力ギヤ機構50の後進ギヤ52の前方、したがって入力ギヤ51および前進ギヤ53の前方において、上下方向で入力ギヤ51と重なる位置に設けられることにより、後進ギヤ52の前方に形成されるスペースを利用して、所要の開口面積を有する水取入口98の下端部98ｄを上下方向で入力ギヤ51と重なる位置まで下げることにより、その分、水取入口98の上端部98ｃも下げることができるので、水取入口98が水面上に出にくくなって、水取入口98から空気が吸い込まれることが防止され、内燃機関Ｅの冷却性が向上する。
水ポンプ90は第１駆動軸31に設けられることにより、第２駆動軸32が第１駆動軸31よりも下方で出力ギヤ機構50に連結されるため、第１駆動軸31が出力ギヤ機構50に直接接続される場合に比べて、第１駆動軸50の軸長を短くできるので、水ポンプ90が設けられるために耐食性に優れた高価な材料が使用される第１駆動軸31が短軸化される分、そのコストが削減され、さらに第２駆動軸32には低価格の通常の鉄系材料を使用することができるので、船外機Ｓのコストが削減される。

以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
前記実施形態では、出力ギヤ機構50はスタンダードローテーション仕様となる構造になっていたが、図７を参照して、カウンタローテーション仕様となる構造の出力ギヤ機構150について説明する。船体に１対の船外機が取り付けられる、いわゆる二機掛けの場合には、両方の船外機のプロペラの回転方向は互いに反対方向となるように設定される。このとき、一方の船外機の出力ギヤ機構はスタンダードローテーション仕様であり、他方の船外機の出力ギヤ機構はカウンタローテーション仕様である。
なお、出力ギヤ機構150では、該出力ギヤ機構150以外は、前記実施形態と基本的に同一の構成を有するものである。そのため、第１実施形態の部材と同一の部材または対応する部材については、必要に応じて同一の符号を使用した。

出力ギヤ機構150においては、入力ギヤ51の回転中心線Ｌ２の前後方向での位置に対して、前方に、１対の軸受46，47を介して収容部21および前半部17ａに支持される前進ギヤ152が配置され、後方に、１対の軸受48，49を介して収容部21および前半部17ａに支持される後進ギヤ153が配置される。
作動ロッド62は、切欠部62ｃ（図５のａ図参照）を通じて、図７（Ｂ）に示されるように、連結部55ａに対して、スタンダードローテーション仕様の出力ギヤ機構50に対して左右反転位置で連結される。これにより、ピニオン63ａに対して左右反転した位置にラック63ｂが配置される。
図７（Ａ）において、シフトロッド61が回転してピニオン63ａが時計方向に回転すると、ラック63ｂ（作動ロッド62）が前方に移動して、シフタ55が前方に移動し、クラッチ機構54は前進位置を占め、シフトロッド61が反対方向に回転してピニオン63ａが反時計方向に回転すると、ラック63ｂ（作動ロッド62）が後方に移動して、シフタ55が後方に移動しクラッチ機構54は後進位置を占める。
このように、シフタ55に対する作動ロッド62の連結状態を変更することで、カウンタローテーション仕様の場合にも、シフトロッド61の前後進操作の方向を変更することなく、スタンダードローテーション仕様の場合と同様に船舶の前後進を制御することができる。
なお、ギヤケース13内の潤滑箇所である軸受36，37，38，39および中間ギヤ機構33に、オイルを供給する潤滑系統において、図７（Ａ）に示されるように、ねじポンプ71（図２参照）を省略することができる。

トロコイドポンプからなるオイルポンプ70を備えることなく、ねじポンプ71が、第１駆動軸31または第２駆動軸32に設けられることにより、該ねじポンプ71からなるオイルポンプにより汲み上げたオイルが軸受36，37，38，39および中間ギヤ機構33に供給されてもよい。
内燃機関は、単気筒内燃機関、直列４気筒以外の直列多気筒内燃機関、または例えばＶ型６気筒などのＶ型内燃機関であってもよい。船舶推進機は船内外機であってもよい。

本発明が適用された船外機の概略の右側面図である。 図１の船外機において、主に第１，第２駆動軸の回転中心線を含む平面での要部断面図である。 図２の要部拡大図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線での要部断面図である。 図２のＶ−Ｖ線での要部断面図であり、ａ図は、ａ−ａ線での断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線での要部断面図である。 本発明の実施形態の変形例を示し、（Ａ）は、図２の要部に対応する図であり、（Ｂ）は、図５の要部に対応する図である。

符号の説明

13…ギヤケース、16…前後進切換装置、17…推進軸、21…収容部、21ａ…先細部、21ｂ…円筒部、22…支柱部、31，32…駆動軸、33…中間ギヤ機構、50，150…出力ギヤ機構、61…シフトロッド、63…係合機構、63ａ…ピニオン、63ｂ…ラック、70…オイルポンプ、90…水ポンプ、98…水取入口、
Ｓ…船外機、Ｅ…内燃機関。

Claims (3)

1. 上下方向を指向して配置されると共にエンジン(E)により回転駆動される第１駆動軸(31)と、前記第１駆動軸(31)に中間ギヤ機構(33)を介して連結される第２駆動軸(32)と、前記第２駆動軸(32)の動力が入力される出力ギヤ機構(50,150)と、前記出力ギヤ機構(50,150)からの動力により回転駆動される推進軸(17)とを備え、前記中間ギヤ機構(33)は、前記第１駆動軸(31)に設けられる駆動ギヤ(34)と、前記駆動ギヤ(34)と噛合すると共に前記第２駆動軸(32)に設けられる被動ギヤ(35)とから構成される船舶推進機において、
   前記第２駆動軸(32)を支持する軸受(38,39)が設けられ、該軸受は、前記被動ギヤ(35)を挟んで上下にそれぞれ配置される上側軸受(38)および下側軸受(39)の１対の軸受のみにより構成され、前記上側軸受(38)は、前記第２駆動軸(32)において前記被動ギヤ(35)から上方に突出する上端部(32a)を支持すると共に上下方向で前記駆動ギヤ(34)と重なる位置にあり、前記下側軸受(39)は、前記第２駆動軸(32)において前記出力ギヤ機構(50)の入力ギヤ(51)が設けられる下端部(32b)までの範囲に位置し、
   前記中間ギヤ機構(33)は減速ギヤ機構であり、その被動ギヤ(35)は、外周に歯部(35b)をもつ円筒部を備えるとともに、該円筒部の内側に円筒状空間(43)を有し、
   前記上側軸受(38)は、上下方向で前記被動ギヤ(35)の歯部(35b)と重なる位置にあって、前記歯部(35b)により囲まれる円筒状空間(43)内に配置される
   ことを特徴とする船舶推進機。
2. 前記中間ギヤ機構(33)の被動ギヤ(35)の前記円筒部は、上向きに突出する円筒部であり、該円筒部の内側の前記円筒状空間(43)は、上方に開放された空間であることを特徴とする請求項１記載の船舶推進機。
3. 前記上側軸受(38)は、上方および下方のアキシアル荷重を受ける複列軸受であることを特徴とする請求項１または２記載の船舶推進機。

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