專利名稱：具有變速機構(gòu)的舷外驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及具有變速機構(gòu)的舷外驅(qū)動器，更具體而言，涉及這樣的舷外驅(qū)動器，其具有用于傳遞不同于原動機輸出速度的轉(zhuǎn)速的變速機構(gòu)。
背景技術(shù)：
舷外驅(qū)動器與相關(guān)船舶耦合以推動船舶前進或后退。舷外馬達是這種舷外驅(qū)動器的通常的一種。
通常，舷外馬達包括驅(qū)動單元和安裝單元。安裝單元可以固定到艄板用于將驅(qū)動單元安裝在相關(guān)船舶上。驅(qū)動單元包括在其頂部作為原動機的發(fā)動機。發(fā)動機包括作為發(fā)動機輸出軸的基本豎直延伸的曲軸。驅(qū)動軸與曲軸耦合并從曲軸向下延伸。推進軸與驅(qū)動軸耦合并基本垂直于驅(qū)動軸延伸。通常，螺旋槳與驅(qū)動軸耦合。一般地，殼體容納驅(qū)動軸和螺旋槳軸。
曲軸在發(fā)動機中旋轉(zhuǎn)。曲軸的旋轉(zhuǎn)通過驅(qū)動軸和螺旋槳軸傳遞到螺旋槳。于是螺旋槳旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生用于推進船舶的推力。
一些舷外馬達包括將曲軸的轉(zhuǎn)速改變?yōu)椴煌乃俣炔⒁迅淖兊乃俣葌鬟f到推進軸的變速機構(gòu)。
例如，日本專利No.2785200公開了一種具有行星齒輪傳動機構(gòu)作為變速機構(gòu)的舷外馬達。此舷外馬達的驅(qū)動軸被分為上部和下部。行星齒輪傳動機構(gòu)插入驅(qū)動軸的上部和下部之間。這樣，封裝驅(qū)動軸的殼體的至少中部需要具有更大的容積來也將行星齒輪傳動機構(gòu)封裝。即，殼體可能至少在此部分更大并可能損害舷外馬達的外觀。另一方面，例如，如果整個殼體從外觀的角度來說需要這么大的尺寸，那么淹沒在水下的低于中部的一部分也可能較大，并可能在船舶向前或向后移動時承受來自水體的較大阻力。

發(fā)明內(nèi)容
因此存在對例如可以包括變速機構(gòu)而不使殼體較大的舷外馬達之類的舷外驅(qū)動器的需求。
為滿足此需求，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，舷外馬達包括具有輸出軸的原動機。驅(qū)動軸與輸出軸耦合。推進設(shè)備與驅(qū)動軸耦合。原動機旋轉(zhuǎn)輸出軸以通過驅(qū)動軸來驅(qū)動推進設(shè)備。變速機構(gòu)定位在輸出軸和驅(qū)動軸之間。變速機構(gòu)改變輸出軸傳遞到驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，舷外馬達包括具有曲軸的發(fā)動機。殼體布置在發(fā)動機之下。驅(qū)動軸延伸穿過殼體。設(shè)置用于將驅(qū)動軸與曲軸耦合的耦合裝置。耦合裝置以低于曲軸轉(zhuǎn)速的速度驅(qū)動驅(qū)動軸。


現(xiàn)在參考意示而非限制本發(fā)明的優(yōu)選實施例的附圖描述本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點。附圖包括15幅圖，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的特定特征、方面和優(yōu)點構(gòu)造的舷外馬達的正視圖，以截面示出了相關(guān)船舶的艄板，并以虛線示出了搬運把手(carrying handle)和轉(zhuǎn)向構(gòu)件；圖2是拆下整流罩的圖1的舷外馬達的側(cè)視圖；圖3是具有搬運把手的舷外馬達的立體圖；圖4是分離了搬運把手的舷外馬達的立體圖；圖5是具有手桿的舷外馬達的立體圖；圖6是分離了手桿的舷外馬達的立體圖；圖7是變速機構(gòu)(行星齒輪傳動機構(gòu))的示意性側(cè)剖視圖；圖8是變速機構(gòu)的俯視圖，該機構(gòu)除了行星輪架外以虛線示出；圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的特定特征、方面和優(yōu)點構(gòu)造的另一個舷外馬達，以虛線示出相關(guān)船舶；圖10是圖9的舷外馬達的局部側(cè)剖視圖，示出了其上部，且以虛線示出安裝單元；
圖11是圖9的舷外馬達的局部側(cè)剖視圖，示出了其下部；圖12是圖9的舷外馬達的局部側(cè)剖視圖，示出了其具有行星齒輪傳動機構(gòu)和制動器設(shè)備的部分；圖13是圖12的行星齒輪傳動機構(gòu)和制動器設(shè)備的俯視圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的特定特征、方面和優(yōu)點構(gòu)造的另一個修改方案的舷外馬達的局部側(cè)剖視圖，示出了其具有另一種行星齒輪傳動機構(gòu)和另一種制動器設(shè)備的部分；且圖15是圖14的行星齒輪傳動機構(gòu)和制動器設(shè)備的俯視圖。
具體實施例方式
參考圖1和圖2，以下將描述作為本發(fā)明優(yōu)選實施例的舷外馬達30的總體結(jié)構(gòu)。舷外馬達30僅示例一種舷外驅(qū)動器。本發(fā)明可以應(yīng)用到其他舷外驅(qū)動器，無論該驅(qū)動器是否稱作舷外馬達。
舷外馬達30優(yōu)選地具有安裝單元32和驅(qū)動單元34。
安裝單元32將驅(qū)動單元34支撐在相關(guān)船舶38的艄板36上，并將屬于驅(qū)動單元34的例如螺旋槳40之類的船舶推進設(shè)備放置在船舶38相對于水體表面靜止時的淹沒位置中。驅(qū)動單元34可以相對于船舶38向上傾斜(升高)和向下傾斜(下降)。
如在整個說明書中使用的，除非另外指示或從所使用的上下文中顯而易見的，術(shù)語“向前”和“前”指在或朝向安裝單元32所在的一側(cè)。而且，術(shù)語“后”、“向后”指在或朝向前側(cè)的相反側(cè)。
同樣，如在此說明書中使用的，術(shù)語“水平地”指在船舶38相對于水面大體靜止且驅(qū)動單元34未傾斜并基本放置為圖1和圖2所示的位置時，所涉及部分、構(gòu)件或部件基本平行于水面延伸。術(shù)語“豎直地”指部分、構(gòu)件或部件基本垂直于水平延伸的那些。
安裝單元32優(yōu)選地包括夾緊支架44、旋轉(zhuǎn)支架46和傾斜銷48。船舶38的艄板36具有基本水平且向后延伸的部分。夾緊支架44可拆卸地固定到艄板36的此部分。旋轉(zhuǎn)支架46通過傾斜銷48與夾緊支架44耦合，以繞基本水平延伸的傾斜銷48的軸線樞轉(zhuǎn)運動。旋轉(zhuǎn)支架46承載驅(qū)動單元34，以繞基本豎直延伸的轉(zhuǎn)向軸50的軸線樞轉(zhuǎn)運動。驅(qū)動單元34具有轉(zhuǎn)向軸50。
更具體地，在圖示實施例中，夾緊支架44通過一對螺栓52固定到艄板36。夾緊支架44優(yōu)選地具有橫向間隔開并向上延伸的一對部分54。傾斜銷48延伸穿過兩個間隔部分54并固定到這些部分。旋轉(zhuǎn)支架46的前端放置在夾緊支架44的間隔部分54之間。旋轉(zhuǎn)支架的其余部分向后延伸超過傾斜銷48的位置以支撐轉(zhuǎn)向軸50。
轉(zhuǎn)向軸50優(yōu)選地具有圓筒形。圖示旋轉(zhuǎn)支架46具有一個或多個軸承以軸頸支承轉(zhuǎn)向軸50。將在以下更詳細(xì)描述的驅(qū)動軸56延伸穿過轉(zhuǎn)向軸50。
驅(qū)動單元34優(yōu)選地包括原動機。在圖示實施例中，原動機是內(nèi)燃機60。例如電動機之類的其他原動機可以代替發(fā)動機60。
驅(qū)動單元34還包括上殼體62、下殼體64、變速單元66和螺旋槳40。發(fā)動機60布置在驅(qū)動單元40的頂部。上殼體62從轉(zhuǎn)向軸50懸垂以向下延伸。上殼體62的頂端優(yōu)選地與轉(zhuǎn)向軸50的底端耦合。下殼體64從上殼體62懸垂以進一步向下延伸。下殼體64的頂端優(yōu)選地與上殼體62的底端耦合。
變速單元66具有變速機構(gòu)74(見圖7和圖8)和封裝變速機構(gòu)74的外殼76。外殼76固定到轉(zhuǎn)向軸50的頂端。圖示實施例中的變速機構(gòu)74是行星齒輪傳動機構(gòu)。變速機構(gòu)74改變發(fā)動機60的輸出速度并將已改變的速度輸出到下一個部件，即此實施例中的驅(qū)動軸56。圖示變速機構(gòu)74將發(fā)動機60的輸出速度減小到較低速度。以下將參考圖7和圖8更詳細(xì)描述變速機構(gòu)74。
圖示實施例中的發(fā)動機60是空氣冷卻的四沖程發(fā)動機并安裝在變速單元66的外殼76上。發(fā)動機60具有基本豎直延伸的曲軸78(見圖7)。發(fā)動機60優(yōu)選地被整流罩80圍繞(見圖3-6)。不過，圖示整流罩80未完全覆蓋發(fā)動機60。即，發(fā)動機60的后底部曝露在整流罩80之外。
如圖2所示，發(fā)動機60優(yōu)選地具有向后延伸并定位在變速單元66上方的排氣管82以將廢氣排放到大氣。優(yōu)選地，排氣管82延伸越過整流罩80以在其外部位置處開口。因為發(fā)動機60幾乎被整流罩80包圍，所以優(yōu)選地為發(fā)動機60設(shè)置強制空氣冷卻設(shè)備(未示出)來將空氣引到整流罩80的內(nèi)腔中?？諝饫鋮s設(shè)備優(yōu)選地包括風(fēng)扇和護罩。
圖示上殼體62形成有由鋁合金制成的管道。上殼體62在水平面上的橫截面優(yōu)選地是具有在從前到后方向上延伸的主軸的橢圓形。驅(qū)動軸56延伸穿過上殼體62。上殼體62在水平面上的橫截面面積可以是足夠小的，因為只需要允許驅(qū)動軸56延伸穿過其的空間。這是由于上殼體62不需要包括這樣的冷卻水通路，從水體取回的冷卻水通過該通路流動到發(fā)動機。此外，如上所述排氣管82不穿過上殼體62。這樣，上殼體62可以成形為盡可能地細(xì)。
此實施例中的上殼體62具有在每個水平面中固定的橫截面面積。換言之，上殼體62具有從頂?shù)降紫嗤臉?gòu)造。因此，可以應(yīng)用拉制來生產(chǎn)上殼體。拉制是適于大規(guī)模生產(chǎn)的方式。這樣可以降低上殼體62的生產(chǎn)成本。
在圖示實施例中，驅(qū)動軸56的頂端固定到轉(zhuǎn)向軸50或變速單元66的外殼76來經(jīng)由軸承旋轉(zhuǎn)。而且驅(qū)動軸56的底端固定到下殼體64以經(jīng)由另一個軸承旋轉(zhuǎn)。
下殼體64也具有細(xì)的形狀以從上殼體62連續(xù)地延伸并向后轉(zhuǎn)彎以接合螺旋槳40。優(yōu)選地通過鑄造來生產(chǎn)下殼體64。
圖示螺旋槳40具有兩個槳葉40a。每個槳葉40a大于通常使用的槳葉，從而以相對低的速度產(chǎn)生更大的推力。即，螺旋槳40比通常應(yīng)用的螺旋槳具有更大的外徑和更小的槳轂(boss)直徑。即，該螺旋槳40的槳葉縱橫比大于用于舷外馬達的傳統(tǒng)螺旋槳。
驅(qū)動軸56的頂部通過變速機構(gòu)74與曲軸78的底端耦合。以下將描述耦合構(gòu)造。這樣驅(qū)動軸56可以與曲軸78一起旋轉(zhuǎn)。不過，驅(qū)動軸56的轉(zhuǎn)速由變速機構(gòu)74改變以不同于曲軸78的轉(zhuǎn)速。
如圖2所示，螺旋槳軸86優(yōu)選地垂直于下殼體64內(nèi)的驅(qū)動軸56延伸。螺旋槳軸86固定到下殼體64以經(jīng)由軸承旋轉(zhuǎn)。螺旋槳40與螺旋槳軸86的后端耦合。驅(qū)動軸56的底端具有錐齒輪88，而螺旋槳軸86的前端具有另一個錐齒輪90。兩個錐齒輪88、90彼此嚙合。這樣螺旋槳86可以與驅(qū)動軸56一起旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生推力。此外，因為下殼體64將錐齒輪88、90包含在其中，所以下殼體64用作齒輪箱。
在圖示實施例中，因為錐齒輪88、90具有相同的齒數(shù)，所以螺旋槳軸86的轉(zhuǎn)速總是等于驅(qū)動軸56的轉(zhuǎn)速。可選地，錐齒輪88、90可以具有彼此不同的齒數(shù)。例如，如果錐齒輪90具有比錐齒輪88更大的齒數(shù)，則螺旋槳軸86以比驅(qū)動軸56低的速度旋轉(zhuǎn)。
圖示實施例中的驅(qū)動單元34可以被轉(zhuǎn)向。即，轉(zhuǎn)向軸50可以繞其軸線相對于旋轉(zhuǎn)支架46樞軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)如圖1和圖2所示放置驅(qū)動單元34時，螺旋槳40定位在下殼體64的正后方。這樣相關(guān)船舶38可以向前移動。當(dāng)驅(qū)動單元34從圖1和圖2的位置向右或向左轉(zhuǎn)向某個角度時，船舶38可以分別向右或向左轉(zhuǎn)彎。當(dāng)驅(qū)動單元34從圖1和圖2所示位置轉(zhuǎn)動180度以使螺旋槳40位于下殼體64的前方時，船舶38可以向后移動。
參考圖2-4，為了使驅(qū)動單元34轉(zhuǎn)向，在此實施例中使用了搬運把手(carrying handle)96。搬運拉手96優(yōu)選地構(gòu)造為U形。搬運把手96在兩端處具有安裝軸98。各個安裝軸98固定到驅(qū)動單元34的剛性部分(例如變速單元66的外殼76或發(fā)動機60)的兩側(cè)，用于繞橫向延伸的軸線樞轉(zhuǎn)運動。主要地，如圖1和圖3所示，搬運把手96向上延伸以用于搬運舷外馬達30。當(dāng)搬運把手96基本水平地延伸時，其可以用作轉(zhuǎn)向構(gòu)件。就是說，當(dāng)船舶38向前移動且搬運把手96相對于螺旋槳40相反地延伸時，因為搬運把手被向前導(dǎo)向，所以駕駛員可以使用搬運把手96使驅(qū)動單元34轉(zhuǎn)向。另一方面，如圖3所示，當(dāng)船舶38向后移動且搬運把手96在與螺旋槳40相同側(cè)上延伸時，因為搬運把手還被向前導(dǎo)向，所以駕駛員也可以使用搬運把手96使驅(qū)動單元34轉(zhuǎn)向。
參考圖5和圖6，在一個可選方案中，形成有棒102的轉(zhuǎn)向手桿100可以代替搬運把手96或附加到搬運把手96。轉(zhuǎn)向手桿100固定到變速單元66的外殼76在左手側(cè)上的側(cè)端部，用于進行類似于搬運把手96的樞轉(zhuǎn)運動。轉(zhuǎn)向手桿100在其一端處具有安裝軸104。安裝軸104固定到驅(qū)動單元34的剛性部分(例如變速單元66的外殼76或發(fā)動機60)一側(cè)，用于樞轉(zhuǎn)運動。轉(zhuǎn)向手桿100在其另一端處還具有手柄106使得駕駛員可以握住轉(zhuǎn)向手桿100。當(dāng)船舶38向前移動時，轉(zhuǎn)向手桿100在與螺旋槳40相反的方向上延伸。但是，轉(zhuǎn)向手桿100可以樞軸轉(zhuǎn)動以在船舶38向后移動時在向前導(dǎo)向的螺旋槳40的相同側(cè)上延伸，使得舷外馬達30的駕駛員也可以在此條件下使驅(qū)動單元34轉(zhuǎn)向。
在另一個可選方案中，可以設(shè)置如圖2所示的可拆卸的轉(zhuǎn)向構(gòu)件108。圖示轉(zhuǎn)向構(gòu)件108可拆卸地固定到變速單元66的外殼76的前端。
以下將參考圖7和圖8更詳細(xì)描述變速機構(gòu)74。
圖示實施例中的變速機構(gòu)74是如上提及的行星齒輪傳動機構(gòu)。行星齒輪傳動機構(gòu)包括太陽輪114、齒圈116、多個行星齒輪118、以及行星輪架120。
雖然太陽輪114可以與曲軸78分離地制成并固定到其底端，但是圖示太陽輪114是與曲軸78在其底端處整體形成的。太陽輪114具有沿著其外周表面延伸的齒。
齒圈116與太陽輪114共軸地定位并布置在與太陽輪114相同的水平面中。齒圈116固定到外殼76的內(nèi)表面。齒圈116具有沿著其內(nèi)周表面延伸的齒。
在圖示實施例中，三個行星齒輪118插入在太陽輪114和齒圈116之間。各個行星齒輪118與相鄰的齒輪118等間距地間隔開。即，相鄰的行星齒輪118彼此間隔120度。每個行星齒輪118具有沿著其外周表面延伸的齒。這樣，每個行星齒輪118與太陽輪114和齒圈116兩者都嚙合。
行星輪架120支撐行星齒輪118來旋轉(zhuǎn)，并將全部行星齒輪118彼此連接使得各個行星齒輪118繞太陽輪114轉(zhuǎn)動。更具體地，在圖示實施例中，行星輪架120的中心部分固定到驅(qū)動軸56的頂端使得在行星齒輪118繞太陽輪114轉(zhuǎn)動時行星輪架120與驅(qū)動軸56一起旋轉(zhuǎn)。行星輪架120具有從中心部分延伸到各個行星齒輪118并還將相鄰的行星齒輪118彼此連接的臂部分120a。各個臂部分120a的每個端部具有向上延伸的軸。每個軸部分支撐各個行星齒輪118來繞該軸部分的軸線旋轉(zhuǎn)。
由于如上討論的構(gòu)造，行星齒輪傳動機構(gòu)(即變速機構(gòu)74)減小了太陽輪114的轉(zhuǎn)速并通過行星輪架120輸出已減小的速度。換言之，變速機構(gòu)74減小了曲軸78的轉(zhuǎn)速使得驅(qū)動軸56以已減小的速度旋轉(zhuǎn)。圖示實施例中的變速機構(gòu)74以這樣的方式構(gòu)造，使得行星輪架120的轉(zhuǎn)速(即驅(qū)動軸56的轉(zhuǎn)速)是太陽輪的轉(zhuǎn)速(即曲軸78的轉(zhuǎn)速)的1/5。
此外，此行星齒輪傳動機構(gòu)中使用的全部齒輪114、116、118都是直齒輪。這有利于在保持耐久性的同時具有較大的減速比。
如上所討論的，圖示實施例中的變速單元66定位在曲軸78和驅(qū)動軸56之間。即，變速單元66布置在上殼體62之上且在發(fā)動機60之下。這樣，變速單元66不會使得上殼體62較大。換言之，上殼體62可以保持較細(xì)。因此，下殼體64不需要更大并且不會增加當(dāng)船舶38移動時受水體影響的阻力。此外，因為曲軸78的轉(zhuǎn)速減小到低速并通過驅(qū)動軸56傳遞到螺旋槳軸86，所以螺旋槳40可以以低速旋轉(zhuǎn)，這對產(chǎn)生推力是有效的。
在圖示實施例中，由變速機構(gòu)74減小曲軸78的轉(zhuǎn)速。這樣，錐齒輪88、90不需要減小驅(qū)動軸56的轉(zhuǎn)速。因此錐齒輪90不需要比較大。這樣下殼體64可以保持其緊湊的尺寸并可以有助于減小在運行條件下受水體影響的阻力。
如上所提及的，圖示變速機構(gòu)74的減速比是1/5。即，相當(dāng)大地減小了曲軸78的轉(zhuǎn)速。這意味著驅(qū)動軸56以相對慢速旋轉(zhuǎn)且錐齒輪88、90的輸入轉(zhuǎn)矩比通常的要大。這樣，在各個齒表面處的承載(或接觸壓力)可能較大。但是，在圖示實施例中，錐齒輪88、90構(gòu)造為使得驅(qū)動軸56和螺旋槳軸86可以以相同速度旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，可以最小化各個齒表面之間的相對滑移量。這樣PV值(承載和滑移速度)可以是較大的。因此，錐齒輪88、90可以具有比用于傳統(tǒng)舷外馬達的那些具有更好的耐久性。
此外，在保持如上討論的優(yōu)點同時，允許螺旋槳軸的錐齒輪90制造得比驅(qū)動軸56的錐齒輪88稍大。錐齒輪88和稍大的錐齒輪90的組合可以進一步地稍稍減小驅(qū)動軸56的轉(zhuǎn)速。
如果在錐齒輪88、90處進行大的轉(zhuǎn)速減小，那么這些齒輪88、90在其每個齒處需要根切部分。但是，因為此實施例中在齒輪88、90處不進行這樣大的轉(zhuǎn)速減小，所以不需要根切部分。這樣，可以應(yīng)用引入所謂鋼結(jié)構(gòu)液化(liquefaction)的鍛造方法。由此鍛造方法生產(chǎn)的錐齒輪88、90可以具有這樣的強度，其可以通過輸入轉(zhuǎn)矩的增加而抵消影響齒的彎曲應(yīng)力增加。因此可以提高錐齒輪88、90的耐久性。
在圖示實施例中，變速單元66定位在傾斜銷48上方。這樣變速單元66的重量就幫助駕駛員將驅(qū)動單元34繞傾斜銷48的軸線向上傾斜。即，駕駛員可以容易地將下殼體64與螺旋槳40一起提升出水體。
此外，圖示發(fā)動機60具有空氣冷卻系統(tǒng)，還具有將廢氣排放到大氣的排氣系統(tǒng)。這樣上殼體62既沒有冷卻系統(tǒng)也沒有排氣系統(tǒng)。因此上殼體62可以保持較細(xì)。
在可選構(gòu)造中，其他傳統(tǒng)變速機構(gòu)或減速機構(gòu)可以代替行星齒輪傳動機構(gòu)。而且，可以應(yīng)用多個變速或減速機構(gòu)。例如，可以一個在另一個上方地布置這樣的機構(gòu)。可以手動或自動改變其總減速比。
在圖示實施例中，行星齒輪傳動機構(gòu)(變速機構(gòu)74)的齒圈116固定到外殼76。這樣，驅(qū)動軸56通過變速機構(gòu)74總是與曲軸78耦合。因為錐齒輪88、90也一直彼此耦合，所以螺旋槳40直到發(fā)動機60停止運行才停止其旋轉(zhuǎn)。但是，有時候駕駛員可能期望停止螺旋槳40的轉(zhuǎn)動而不停止發(fā)動機運行。
以下將參考圖9-13描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例構(gòu)造并可以停止螺旋槳的旋轉(zhuǎn)而不停止發(fā)動機運行的舷外馬達30A。以上所述相同或相似的構(gòu)件、部件、單元和設(shè)備將賦予相同的標(biāo)號且不再重復(fù)描述，除非進一步的說明是必需的。圖9-11的箭頭FWD指示相關(guān)船舶38的向前方向。而且，圖9-13的標(biāo)號VX指示曲軸78和驅(qū)動軸56的共同軸線，而圖9和圖11的標(biāo)號HX指示螺旋槳軸86的軸線。
參考圖9，當(dāng)驅(qū)動單元34被完全下傾時，舷外馬達30A的上殼體62的下半部與下殼體64和螺旋槳40一起淹沒在水體表面130下。
此實施例中的發(fā)動機60是空氣冷卻的四沖程單缸發(fā)動機。發(fā)動機60具有定位在其曲軸箱134之下的油底殼132。發(fā)動機60還具有用于排放廢氣的排氣設(shè)備136。圖示排氣設(shè)備136從發(fā)動機60的后部基本向下延伸。排氣設(shè)備136包括消音器138，其具有向下開口以如圖9的箭頭140所指示地將廢氣排放到大氣的排氣管82。
參考圖9、圖10和圖12，轉(zhuǎn)向軸50基本豎直地延伸穿過旋轉(zhuǎn)支架46。在此實施例中轉(zhuǎn)向軸50的底端144裝配在上殼體62的頂端中。多個緊固件146將轉(zhuǎn)向軸50的底端144和上殼體62的頂端耦合。
轉(zhuǎn)向軸50的頂端具有頂凸緣148，而變速單元66的外殼76的底端具有底凸緣150。此實施例的變速單元66包括布置在外殼76中的行星齒輪傳動機構(gòu)。多個螺栓152將凸緣148、150彼此耦合使得轉(zhuǎn)向軸50固定到變速單元66的外殼76。在此實施例中行星輪架120具有與行星輪架120整體形成的輸出軸154。其軸線與共同軸線VX一致的輸出軸154豎直地向下延伸穿過外殼76的內(nèi)腔155。輸出軸154的底端固定到外殼76的底端來經(jīng)由軸承156旋轉(zhuǎn)。密封件158在軸承156之下插入外殼76的內(nèi)表面和行星輪架120的輸出軸154的外表面之間。
驅(qū)動軸56的頂端延伸到行星輪架120的輸出軸154的底端中，超出轉(zhuǎn)向軸50的頂端。驅(qū)動軸56的頂端通過花鍵連接與輸出軸154的底端耦合來與輸出軸154一起旋轉(zhuǎn)。
參考圖9和圖11，與下殼體64耦合的支撐構(gòu)件162經(jīng)由軸承164支撐輸出軸56的底端來進行旋轉(zhuǎn)。支撐構(gòu)件162的頂端裝配在上殼體62的底端中。多個緊固件166將支撐構(gòu)件162的頂端和上殼體62的底端彼此耦合。
類似于上述舷外馬達30，驅(qū)動軸56的底端具有錐齒輪88，而螺旋槳軸86的前端具有錐齒輪90。錐齒輪88、90者彼此嚙合。螺旋槳40與螺旋槳軸86的后端耦合。
參考圖12和圖13，變速單元66的外殼76的頂端優(yōu)選地向上開口以具有相對大的開口167，使得例如太陽輪114和行星齒輪118之類的內(nèi)部部件可以容易地插入到其中或從其移除。開口167由油底殼132的底端封閉。外殼76的頂端通過多個螺栓168固定到油底殼132的底端。
如圖12所示，潤滑油170累積在油底殼132中用于潤滑發(fā)動機部分。油底殼132具有凸臺171。凸臺171具有其軸線與共同軸線VX一致的孔172。曲軸78的底端延伸穿過孔172并固定到凸臺171來經(jīng)由軸承176旋轉(zhuǎn)。密封件178在軸承176之下插入在凸臺171的內(nèi)表面和曲軸78的外表面之間。
在此實施例中太陽輪114具有與太陽輪114整體形成的輸入軸180。其軸線與共同軸線VX一致的輸入軸180豎直向上延伸。曲軸78在其底端處具有凹入部分182。輸入軸180的頂端裝配在凹入部分82中，并通過花鍵連接與曲軸78的底端耦合來與曲軸78一起旋轉(zhuǎn)。
除軸承156之外，行星輪架120的輸出軸154優(yōu)選地還由另一個軸承184軸頸支承，盡管圖10中未示出。這是有利的，因為輸出軸154的軸線將不會從共同軸線VX滑離。
在此實施例中齒圈116分別經(jīng)由下軸承188和上軸承190固定到變速單元66的外殼76和油底殼132來旋轉(zhuǎn)。圖示齒圈116在由圖13的箭頭R所指示的方向上旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，外殼76界定用于下軸承188的下夾持部分192。下夾持部分192具有比外殼76的最大內(nèi)徑小的內(nèi)徑。油底殼132還界定用于上軸承190的上夾持部分194。上夾持部分194具有與外殼76的下夾持部分192的直徑相同的內(nèi)徑。外殼76的下夾持部分192經(jīng)由下軸承188夾持齒圈116的底部，而油底殼132的上夾持部分194經(jīng)由上軸承190夾持齒圈116的上部。優(yōu)選地，插入在上部和下部之間的齒圈116的中部196具有比夾持部分192、194的內(nèi)徑大的外徑。
在此實施例中行星輪架120的頂端支撐三個行星齒輪118來旋轉(zhuǎn)。行星齒輪118與太陽輪114并還與齒圈116嚙合。行星輪架120的頂端經(jīng)由軸承198軸頸支承太陽輪114。這樣各個行星齒輪118可以在由行星輪架120支撐的同時繞太陽輪114轉(zhuǎn)動。在此實施例中，全部齒輪114、116、118也是直齒輪。
在此環(huán)境下，如果齒圈116可以相對于外殼76自由旋轉(zhuǎn)，那么即使在曲軸78旋轉(zhuǎn)時驅(qū)動軸56也不旋轉(zhuǎn)。這是因為曲軸78的旋轉(zhuǎn)未通過變速機構(gòu)74傳遞到驅(qū)動軸56。這樣就需要停止齒圈116的自由旋轉(zhuǎn)來使得驅(qū)動軸56隨著曲軸78旋轉(zhuǎn)。
為了有選擇地停止和釋放齒圈116的旋轉(zhuǎn)，舷外馬達30A包含制動器設(shè)備210。制動器設(shè)備210優(yōu)選地具有防止齒圈116旋轉(zhuǎn)的制動單元212、和驅(qū)動制動單元212的致動單元214。
制動單元212優(yōu)選地包括制動帶216和附裝到制動帶一側(cè)的摩擦構(gòu)件218。變速單元66的外殼76具有從外殼76的底表面向上延伸的銷220。制動帶216的一端固定到銷220。制動帶216以使得摩擦構(gòu)件218面對齒圈116的外周表面的方式繞齒圈116的外周表面延伸。致動單元214優(yōu)選地是液壓操作的致動器224?？蛇x地，例如氣動或電氣操作的致動器之類的其他致動器可以代替液壓致動器224。
液壓致動器224的主體優(yōu)選地固定到外殼76，盡管在圖中未示出?？蛇x地，液壓致動器224的主體可以固定到驅(qū)動單元34的另一部分。例如，液壓致動器224可以固定到發(fā)動機60或固定到封裝發(fā)動機60的整流罩(未示出)。
液壓致動器224具有從其主體朝向外殼76延伸的致動桿228。外殼76具有孔230，且致動桿228的末端延伸到外殼76中。制動帶216的另一端固定到致動桿228的末端。
設(shè)置控制設(shè)備(未示出)來激活或關(guān)閉液壓致動器224。
當(dāng)控制設(shè)備激活液壓致動器224時，液壓致動器224在由圖13的箭頭P所指示的方向上拉動致動桿228。這樣致動桿228收緊制動帶216使得摩擦構(gòu)件218穩(wěn)固地抵靠在齒圈116的外周表面上。因此防止齒圈116旋轉(zhuǎn)。在此條件下，變速機構(gòu)74正常工作。即，類似于上述第一實施例，驅(qū)動軸56與曲軸78一起旋轉(zhuǎn)。由行星齒輪傳動機構(gòu)(即變速機構(gòu)74)減小曲軸78的轉(zhuǎn)速。驅(qū)動軸56以已減小的速度旋轉(zhuǎn)。
同時，當(dāng)控制設(shè)備關(guān)閉液壓致動器224時，液壓致動器224釋放致動桿228。致動桿228松開制動帶216使得摩擦構(gòu)件218與齒圈116的外周表面分離。這樣齒圈116可以自由旋轉(zhuǎn)。在此條件下，變速機構(gòu)74不起作用。即，變速機構(gòu)74未將曲軸78的旋轉(zhuǎn)傳遞到驅(qū)動軸56。具體地，行星齒輪118、齒圈116和行星輪架120不繞太陽輪114旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動。這樣驅(qū)動軸56不旋轉(zhuǎn)。因此在此條件下螺旋槳40不旋轉(zhuǎn)。
可選地，控制設(shè)備可以在完全激活狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間逐步地控制液壓致動器224。在此控制下，可以逐漸改變減速比。
在此實施例中制動器設(shè)備210不需要大的制動力。這樣在以下討論的另一個可選方案中，手動操作的致動器可以代替液壓致動器224。
參考圖14和圖15，以下將描述根據(jù)本發(fā)明第三實施例構(gòu)造并包含手動操作致動器的進一步修改的舷外馬達30B。以上所述相同或相似的構(gòu)件、部件、單元和設(shè)備將賦予相同的標(biāo)號且不再重復(fù)描述，除非進一步的說明是必需的。
在此實施例中，齒圈240具有與第二實施例中的齒圈116稍稍不同的構(gòu)造。即，齒圈240沒有上部。而且，在此實施例中使用更小的上軸承242代替前述上軸承190。因此，上夾持部分244具有比上夾持部分194更小的內(nèi)徑。這樣，環(huán)形延伸構(gòu)件246從齒圈240的頂部延伸到外殼76的上夾持部分244。多個螺栓248將延伸構(gòu)件246固定到齒圈240。
如這樣構(gòu)造的，在此實施例中齒圈240可以小于第二實施例中的齒圈116。此外，使用更小的上軸承242是有利的，因為其在舷外馬達30B的生產(chǎn)中可以有助于降低成本。
如圖15所示，舷外馬達30B包含代替液壓操作致動器224的手動操作致動器252。手動致動器252優(yōu)選地包括致動器外殼254、擺桿256、螺旋彈簧258、凸輪260和操作桿262。
致動器外殼254將這些部件容納在其中。擺桿256通過銷266固定到致動器外殼254來繞銷266的軸線樞轉(zhuǎn)運動。螺旋彈簧258插入在致動器外殼254的內(nèi)表面和夾持器268之間。彈簧258通常在與致動器外殼254的內(nèi)表面相對的方向上壓迫夾持器268。夾持器268具有朝向擺桿256延伸的凸起270。擺桿256的一端與凸起270耦合。夾持器268還具有被螺旋彈簧258圍繞的杯狀構(gòu)件272。杯狀構(gòu)件272的底部定位為靠近外殼254的內(nèi)表面。
致動桿228延伸穿過變速單元66的外殼76的孔230。致動桿228的一端與制動帶216耦合，而致動桿228的另一端通過緊固件與杯狀構(gòu)件272的底部耦合凸輪260通過銷276固定到致動器外殼254來繞銷276的軸線樞轉(zhuǎn)運動。擺桿256的另一端定位成相對于銷266而與同夾持器268的凸起270耦合的那一端相對，并可以抵靠在凸輪260的表面上。操作桿262還在致動器外殼254外的一側(cè)上固定到銷276，以使得凸輪260可以與操作桿262一起樞軸轉(zhuǎn)動。
駕駛員可以使用致動單元214操作制動單元212。通常，定位操作桿262以將凸輪260布置為不與擺桿256接觸。螺旋彈簧258向著與致動器外殼254的內(nèi)表面相對的方向壓迫夾持器268與杯狀構(gòu)件272。這樣致動桿228被拉動并使制動帶216收緊。因此摩擦構(gòu)件218停止齒圈240的旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)駕駛員在由圖15的箭頭C指示的方向上移動操作桿262時，凸輪260樞軸轉(zhuǎn)動且凸輪260的表面抵靠在擺桿256上來使擺桿256旋轉(zhuǎn)。這樣擺桿256克服螺旋彈簧258的壓力而推動夾持器268的凸起270。致動桿228松開制動帶216。這樣齒圈240可以自由旋轉(zhuǎn)。
具有手動致動器252的制動器設(shè)備210可以使舷外馬達30A更簡單。
因為包含了如上所述的制動器設(shè)備210，所以即使螺旋槳軸86通過錐齒輪88、90與驅(qū)動軸56一直耦合，駕駛員也可以停止螺旋槳40的旋轉(zhuǎn)而不停止發(fā)動機運行。就是說，舷外發(fā)動機30A、30B可以在運行中采用空檔狀態(tài)而不具有傳統(tǒng)的傳動機構(gòu)，該傳動機構(gòu)有選擇地提供前進狀態(tài)、后退狀態(tài)和空檔狀態(tài)。傳統(tǒng)傳動機構(gòu)的主要部分通常定位在下殼體中。
在第二和第三實施例中，為停止螺旋槳僅需要停止齒圈的旋轉(zhuǎn)。這樣制動器設(shè)備相當(dāng)簡單且不需要大功率來對其進行操作。即，制動器設(shè)備可以構(gòu)造有最少數(shù)量的部件。而且，生產(chǎn)該制動器設(shè)備并不昂貴。此外，制動器設(shè)備可以相鄰于變速單元定位。這是有利的，因為不需要例如用于傳統(tǒng)傳動機構(gòu)的換檔桿之類的長部件。這樣驅(qū)動單元可以足夠細(xì)和緊湊。
而且，由于齒圈包圍行星齒輪和太陽輪，所以齒圈具有相對大的外徑。這樣，即使摩擦構(gòu)件與齒圈的外周表面的摩擦接觸力相對較小，也可以容易地獲得較大的制動轉(zhuǎn)矩。因此制動器設(shè)備可以是簡單的。
制動器設(shè)備的全部部件或至少主要部分可以與變速單元組合為單個單元。舷外馬達的可拆卸性或便攜性不會被制動器設(shè)備損害。此外，由于制動器設(shè)備的全部部件或至少其主要部分可以定位在變速單元的外殼中，或者固定到外殼或與外殼整體制成，所以制動器設(shè)備不干擾驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)向操作。
此外，圖示致動單元定位在變速單元的外殼外。這樣，如果需要，可以設(shè)置相對較大的致動單元而不損害變速單元的緊湊性。此外，可以容易地進行致動單元的組裝工作或維護工作，因為不需要為這些工作而拆卸變速單元。
在變化方案中，發(fā)動機可以是多缸發(fā)動機。而且，制動器設(shè)備可以是鼓制動器式的。
雖然在優(yōu)選實施例的上下文中公開了此發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是本發(fā)明超出具體公開的實施例而延伸到其他可選實施例和/或本發(fā)明的使用及其明顯修改和等同物。而且還應(yīng)認(rèn)識到可以進行實施例的具體特征和方面的各種組合或子組合，并且這些仍落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)該理解的是為了形成所公開發(fā)明的變化模式，所公開實施例的各種特征和方面可以互相組合或替代。這樣，意味著此處公開的本發(fā)明的范圍不應(yīng)該受上述特定公開實施例所限，而應(yīng)該僅由所附權(quán)利要求的清楚解釋來確定。
本申請基于2004年11月19日遞交的日本專利申請No.2004-335556和2005年8月19日遞交的日本專利申請No.2005-238761并要求享受其優(yōu)先權(quán)，其整個內(nèi)容通過引用而被包含于此。
權(quán)利要求
1.一種舷外驅(qū)動器，包括具有輸出軸的原動機、與所述輸出軸耦合的驅(qū)動軸、與所述驅(qū)動軸耦合的推進設(shè)備、以及定位在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間的變速機構(gòu)，所述原動機旋轉(zhuǎn)所述輸出軸以通過所述驅(qū)動軸驅(qū)動所述推進設(shè)備，且所述變速機構(gòu)改變所述輸出軸傳遞到所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的舷外驅(qū)動器，還包括布置在所述原動機之下的殼體，并且所述驅(qū)動軸延伸穿過所述殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的舷外驅(qū)動器，還包括外殼，所述變速機構(gòu)容納在所述外殼中，所述殼體支撐所述外殼，且所述外殼支撐所述原動機。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的舷外驅(qū)動器，其中所述殼體基本為管道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的舷外驅(qū)動器，其中通過拉制生產(chǎn)所述管道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的舷外驅(qū)動器，還包括適于將所述舷外驅(qū)動器的其余部分安裝在相關(guān)船舶上來繞基本水平延伸的軸線樞轉(zhuǎn)運動的安裝單元，其中所述變速機構(gòu)定位在所述軸線之上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的舷外驅(qū)動器，其中所述變速機構(gòu)減小所述輸出軸的所述轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的舷外驅(qū)動器，其中所述原動機是內(nèi)燃機。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的舷外驅(qū)動器，其中所述發(fā)動機是空氣冷卻發(fā)動機。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的舷外驅(qū)動器，其中所述發(fā)動機包括用于將廢氣從所述發(fā)動機排放到所述發(fā)動機周圍大氣的排氣系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的舷外驅(qū)動器，其中所述變速機構(gòu)包括行星齒輪傳動機構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的舷外驅(qū)動器，還包括外殼，所述變速機構(gòu)容納在所述外殼中，其中所述行星齒輪傳動機構(gòu)包括與所述輸出軸耦合的太陽輪、以及與所述外殼耦合來繞所述太陽輪的軸線旋轉(zhuǎn)的齒圈。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的舷外驅(qū)動器，還包括用于有選擇地停止所述齒圈的旋轉(zhuǎn)和釋放所述齒圈的旋轉(zhuǎn)的制動器設(shè)備。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的舷外驅(qū)動器，其中所述制動器設(shè)備包括制動單元和用于驅(qū)動所述制動單元的致動單元，所述制動單元包括沿著所述齒圈的外周表面延伸的摩擦構(gòu)件，所述制動單元的第一端與所述外殼耦合，所述制動單元的第二端與所述致動單元耦合，且所述致動單元使所述摩擦構(gòu)件抵靠在所述齒圈的所述外周表面上以停止所述齒圈的旋轉(zhuǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的舷外驅(qū)動器，其中所述致動單元包括液壓機構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的舷外驅(qū)動器，其中所述制動器設(shè)備包括用于防止所述齒圈旋轉(zhuǎn)的制動單元、以及用于操作所述制動單元的致動單元，且所述致動單元與所述殼體或所述原動機的主體耦合。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的舷外驅(qū)動器，其中所述行星齒輪傳動機構(gòu)還包括與所述太陽輪和所述齒圈兩者都嚙合的至少一個行星齒輪，所述輸出軸驅(qū)動所述太陽輪，且所述太陽輪通過所述行星齒輪驅(qū)動所述齒圈。
18.一種舷外馬達，包括具有曲軸的發(fā)動機、布置在所述發(fā)動機之下的殼體、延伸穿過所述殼體的驅(qū)動軸、和用于將所述驅(qū)動軸與所述曲軸耦合的耦合裝置，且所述耦合裝置以低于所述曲軸的轉(zhuǎn)速的速度驅(qū)動所述驅(qū)動軸。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的舷外驅(qū)動器，其中所述耦合裝置包括外殼和定位在所述外殼中的變速機構(gòu)，所述外殼由所述殼體支撐，且所述變速機構(gòu)將所述曲軸的轉(zhuǎn)速改變?yōu)楦偷乃俣取?br> 20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的舷外驅(qū)動器，還包括用于有選擇地停止所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)和釋放所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種舷外驅(qū)動器，其包括具有輸出軸的原動機。驅(qū)動軸與輸出軸耦合。推進設(shè)備與驅(qū)動軸耦合。原動機旋轉(zhuǎn)輸出軸以通過驅(qū)動軸驅(qū)動推進設(shè)備。變速機構(gòu)定位在輸出軸和驅(qū)動軸之間。變速機構(gòu)改變輸出軸傳遞到驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速。
文檔編號B63H20/14GK1775624SQ200510114990
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月19日
發(fā)明者中村大介, 藤井勛, 涌井健 申請人:雅馬哈海洋動力株式會社