CN102844235A

CN102844235A - 船舶用推进装置

Info

Publication number: CN102844235A
Application number: CN2011800162496A
Authority: CN
Inventors: 键本良实; 秋山阳
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2012-12-26
Also published as: KR20120120457A; JP2012061938A; TW201223826A; WO2012035913A1

Abstract

本发明提供一种可以将齿轮形状的大型化及将推进阻力的增大抑制在最小限并使推进装置大输出化的船舶用推进装置。方位推进器（1A）从与原动机（5）连结的船内水平驱动轴（8）经由船内伞齿轮单元（6）向垂直驱动轴（9）传递驱动力，进而从垂直驱动轴（9）经由吊舱内伞齿轮单元（7）向吊舱内水平驱动轴（10）传递驱动力，使螺旋桨（3）驱动，其中，垂直驱动轴（9）由在上下两端部设有伞齿轮（6b、7b）的中空的外侧驱动轴（9a）、和在上下两端部设有伞齿轮（6c、7c）并配设于外侧驱动轴（9a）的内部的内侧驱动轴（9b）构成，使船内水平驱动轴（8）的伞齿轮（6a）和伞齿轮（6b、6c）啮合，且使吊舱内水平驱动轴（10）的伞齿轮（7a）和伞齿轮（7b、7c）啮合，形成两个驱动力传递系统。

Description

船舶用推进装置

技术领域

本发明涉及在设置于船内的原动机的动力向螺旋桨传递的动力传递机构使用有伞齿轮的船舶用推进装置。

背景技術

近年来，作为船舶用推进装置，方位推进器的使用有增加的趋势。方位推进器由于为在水平方向上360度旋转的吊舱内装备有螺旋桨的构成，故而与基于固定轴螺旋桨和舵进行的推进不同，能够使船舶向任意的方向移动，能够正确地维持现有位置。

这样的方位推进器具有机械传递设置于船内的原动机的动力来驱动螺旋桨的方式、和向设置于吊舱内的电动机供给在船内发电的电力来驱动螺旋桨的方式。

上述的方位推进器也具备与吊舱一体旋转的舵（舵）。

如图5所示，方位推进器1例如被安装在船舶S的船尾等而使用。如图6所示，该方位推进器1具备吊舱2、螺旋桨3、方向舵4。

该情况下的方向舵4由将水平截面形成为梯形形状且包含与船舶S的连结轴部的上部支架4a、向吊舱2的下方延伸并具有同样的梯形截面形状的下部支架4b构成。上部支架4a的下方的部分、即具备方向舵4及螺旋桨3的吊舱2通过未图示的旋转装置相对于船舶S可一体地转动（参照图中箭头标记R）。

在船舶S的船内设置有原动机5，原动机5的动力经由两组伞齿轮单元6、7向螺旋桨3传递。

该情况下，原动机5的动力由配设于船内的伞齿轮单元6将水平方向的驱动力变换为垂直方向，进而由配设于吊舱2的内部的伞齿轮单元7将垂直方向的驱动力变换为水平方向并向螺旋桨3传递。此外，图中的标记8是船内水平驱动轴，9是垂直驱动轴，10是吊舱内水平驱动轴。

下述专利文献1中公开有具备由一个动力源驱动两个螺旋桨的机构的全旋转式双重反转推进装置。在该螺旋桨驱动机构中，配设于壳体内的水平驱动轴为由内侧螺旋桨轴及外侧螺旋桨轴构成的双重反转轴。

专利文献1:（日本）特开平9－24896号公报

但是，在上述现有的安装有方位推进器的船舶中，在使用船内动力驱动螺旋桨的情况下，为了变换驱动轴的动力传递方向而使用有伞齿轮单元。但是，在进行使方位推进器的输出增大的大输出化的情况下，伞齿轮也必然大型化，因此，伞齿轮的加工及获取变得困难。

如果装入方位推进器的伞齿轮大型化，则随之推进器自身的形状也大型化，推进阻力增加。

从这样的背景出发，在使用船内动力驱动螺旋桨的方位推进器这样的船舶用推进装置中，在进行增大输出的大输出化的情况下，也期望抑制伞齿轮等的形状增大，并且抑制推进装置自身的大型化带来的推进阻力的增大。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而设立的，其目的在于提供一种可以将齿轮形状的大型化及推进阻力的增大抑制在最小限，并且可以实现推进装置的大输出化的船舶用推进装置。

为了实现上述课题，本发明采用如下的方式。

本发明第一方面的船舶用推进装置，具备使用变换驱动轴的动力传递方向的伞齿轮单元向吊舱的螺旋桨传递船内动力的驱动力传递机构，所述驱动力传递机构从与所述船内动力连结的船内水平驱动轴经由船内伞齿轮单元向垂直驱动轴传递所述驱动力，进而从所述垂直驱动轴经由吊舱内伞齿轮单元向吊舱内水平驱动轴传递所述驱动力，从而驱动所述螺旋桨，其中，所述垂直驱动轴由在上下两端部设有伞齿轮的中空的外侧驱动轴、和在上下两端部设有伞齿轮并配设于所述外侧驱动轴的内部的内侧驱动轴构成，使所述船内水平驱动轴的伞齿轮和设于所述外侧驱动轴及所述内侧驱动轴的上端部的伞齿轮啮合，并且使所述吊舱内水平驱动轴的伞齿轮和设于所述外侧驱动轴及所述内侧驱动轴的下端部的伞齿轮啮合，形成两个驱动力传递系统。

根据这样的船舶用推进装置，垂直驱动轴由在上下两端部设有伞齿轮的中空的外侧驱动轴、和在上下两端部设有伞齿轮并配设于所述外侧驱动轴的内部的内侧驱动轴构成，使船内水平驱动轴的伞齿轮和设于外侧驱动轴及内侧驱动轴的上端部的伞齿轮啮合，并且使吊舱内水平驱动轴的伞齿轮和设于外侧驱动轴及内侧驱动轴的下端部的伞齿轮啮合，形成两个驱动力传递系统，因此，可通过驱动力的扭矩分散来实现伞齿轮的小型化。特别是，由于将垂直驱动轴形成为两个驱动力传递系统，故而通过降低配设于船内及吊舱内的伞齿轮的齿根弯曲应力等，也可以在实现伞齿轮的小型化的同时实现船舶用推进装置自身的小型化。

在上述方面中，也可以构成为，具备将所述吊舱安装在与所述螺旋桨的轴向相反侧的反转螺旋桨，使设于所述外侧驱动轴及所述内侧驱动轴的下端部的伞齿轮、和设于安装有所述反转螺旋桨的吊舱内水平反转轴的吊舱内端部的伞齿轮啮合，通过所述驱动力使所述反转螺旋桨旋转。

在上述方面中，也可以构成为，所述驱动力传递机构具备船内反转动力，使设于所述外侧驱动轴及所述内侧驱动轴的上端部的伞齿轮、和与所述船内反转动力连结的船内水平反转驱动轴的伞齿轮啮合，向由所述垂直驱动轴形成的两个驱动力传递系统传递驱动力。

根据上述方面，由于在垂直驱动轴形成有两个驱动力传递系统，故而能够通过驱动力的扭矩分散而使伞齿轮小型化，并且也能够使包含配设有小型化的伞齿轮的吊舱的船舶用驱动装置小型化。因此，即使在增大船舶用驱动装置的输出而大输出化的情况下，也能够将伞齿轮的大型化抑制在最小限，因此，可得到伞齿轮的加工及获取变得容易的显著的效果。另外，如果可以实现装入吊舱内的伞齿轮的小型化，则也可以将船舶用推进装置自身的形状的大型化抑制在最小限，因此，可以抑制推进阻力的增大。

附图说明

图1是作为本发明的船舶用推进装置的第一实施方式，表示带方向舵的方位推进器的概略构成图；

图2是作为本发明的船舶用推进装置的第二实施方式，表示带方向舵的方位推进器的概略构成图；

图3是作为本发明的船舶用推进装置的第三实施方式，表示带方向舵的方位推进器的概略构成图；

图4是作为本发明的船舶用推进装置的第四实施方式，表示带方向舵的方位推进器的概略构成图；

图5是表示将船舶用推进装置（带方向舵的方位推进器）安装于船尾的船舶的图；

图6是表示关于船舶用推进装置（带方向舵的方位推进器）的现有例的概略构成图。

标记说明

1A～1D：方位推进器（船舶用推进装置）

2：吊舱

3：螺旋桨

3A：反转螺旋桨

4：方向舵（支架）

5：原动机（船内动力）

5A：反转原动机（船内动力）

6、6A：船内伞齿轮单元

7、7A：吊舱内伞齿轮单元

8：船内水平驱动轴

8A：船内水平反转轴

9：垂直驱动轴

9a：外侧驱动轴

9b：内侧驱动轴

10：吊舱内水平驱动轴

10A：吊舱内水平反转轴

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的船舶用推进装置的一实施方式进行说明。

＜第一实施方式＞

首先，基于图1对本发明的船舶推进装置的第一实施方式进行详细地说明。在图1中，作为船舶用推进装置之一例，表示方位推进器的概略构成例。

图1所示的方位推进器1A为安装于船舶S的船尾等使用的船舶用推进装置的一种。该方位推进器1A是机械地传递设于船舶S的船内的原动机5的动力，驱动经由形成梯形形状的支架而安装于船体的吊舱2的螺旋桨3并得到推进力的装置。该方位推进器1A可通过使吊舱2与作为方向舵4起作用的支架一体地相对于船舶S转动来改变推进方向。

该情况下的支架通过设有将水平截面形成为梯形形状的区域而兼作方向舵4。即，方向舵4由具有梯形形状的水平截面且包含与船舶S的连结轴部的上部支架4a、和向吊舱2的下方延伸并具有同样的梯形截面形状的下部支架4b构成。上部支架4a的下方的部分的方向舵4及具备螺旋桨3的吊舱2通过未图示的旋转装置相对于船舶S一体地转动。

原动机5的动力经由两组伞齿轮单元、即船内伞齿轮单元6及吊舱内伞齿轮单元7向螺旋桨3传递。

该情况下，在配设于船内的船内伞齿轮单元6中，固定于与原动机5连结的船内水平驱动轴8的另一端的伞齿轮6a通过与固定于构成垂直驱动轴9的外侧驱动轴9a的上端部的伞齿轮6b及固定于内侧驱动轴9b的上端部的伞齿轮6c的啮合，将水平方向的驱动力变换为垂直方向。

在配设于吊舱2的内部的吊舱内伞齿轮单元7，通过固定于一端安装有螺旋桨3的吊舱内水平驱动轴10的另一端的伞齿轮7a、和固定于构成垂直驱动轴9的外侧驱动轴9a的下端部的伞齿轮7b及固定于内侧驱动轴9b的下端部的伞齿轮7c的啮合，将垂直方向的驱动力变换为水平方向并向螺旋桨3传递。

即，上述的方位推进器1A具备使用变换船内水平驱动轴8、垂直驱动轴9及吊舱内水平驱动轴10的动力传递方向的船内伞齿轮单元6及吊舱内伞齿轮单元7将设置于船内的原动机（船内动力）5的输出向吊舱2的螺旋桨3传递的驱动力传递机构。该驱动力传递机构从与原动机5连结的船内水平驱动轴8经由船内伞齿轮单元6向垂直驱动轴9传递驱动力，进而从垂直驱动轴9经由吊舱内伞齿轮单元7向吊舱内水平驱动轴10传递驱动力，驱动螺旋桨3。

本实施方式的垂直驱动轴9为由在上下两端部设有伞齿轮6b、7b的中空的外侧驱动轴9a、在上下两端部设置伞齿轮6c、7c并配设于外侧驱动轴9a的内部的内侧驱动轴9b构成的内外双重轴构造。

其结果，通过使船内水平驱动轴8的伞齿轮6a和设于外侧驱动轴9a及内侧驱动轴9b的上端部的伞齿轮6b、6c啮合，并且使吊舱内水平驱动轴10的伞齿轮7a和设于外侧驱动轴9a及内侧驱动轴9b的下端部的伞齿轮7b、7c啮合，形成两个驱动力传递系统。

这样，从原动机5向螺旋桨3传递驱动力的驱动力传递机构在将船内伞齿轮单元6及吊舱内伞齿轮单元7连结的垂直驱动轴9采用由外侧驱动轴9a及内侧驱动轴9b构成的内外双重轴构造，因此，伞齿轮的啮合部具备经由外侧驱动轴9a及内侧驱动轴9b进行动力传递的两个动力传递系统，可以进行驱动力的扭矩分散。

这样的驱动力的扭矩分散可以使构成驱动力传递系统的伞齿轮6a～6c、7a～7c小型化。即，驱动力的扭矩分散由于降低伞齿轮6a～6c、7a～7c的齿根弯曲应力等，故而可以实现齿轮的小型化，加工及获取变得容易。

伞齿轮6a～6c、7a～7c的小型化意味着设置于吊舱2内的构成零件的小型化，因此，伴随配设于吊舱2内的伞齿轮7a～7c的小型化，吊舱2的外形形状也能够小型化。此外，吊舱2由于位于海中，所以吊舱2的小型化对于方位推进器1A的推进阻力降低是有效的。

＜第二实施方式＞

接着，基于图2对本发明的船舶用推进装置的第二实施方式进行说明。对与上述实施方式的方位推进器1A相同的部分标注同一标记并省略其详细的说明。

图2所示的方位推进器1B具备将吊舱2安装在与螺旋桨3的轴向相反侧的反转螺旋桨3A。该反转螺旋桨3A被安装在吊舱内水平反转轴10A的一端。此外，吊舱内水平驱动轴10和吊舱内水平反转轴10A配置在水平的同一轴线上。

在吊舱内水平反转轴10A的另一端侧，与伞齿轮7a相对而反向安装有构成伞齿轮单元7A的伞齿轮7d。

该伞齿轮7d与设于外侧驱动轴9a的下端部的伞齿轮7b及设于内侧驱动轴9b的下端部的伞齿轮7c啮合。设于外侧驱动轴9a的下端部的伞齿轮7b及设于内侧驱动轴9b的下端部的伞齿轮7c与上述实施方式相同，也与设于安装有螺旋桨3的吊舱内水平驱动轴10的另一端侧的伞齿轮7a啮合。

这样构成的方位推进器1B将设置于船内的原动机5的驱动力经由驱动力传递机构向螺旋桨3及反转螺旋桨3A传递，在螺旋桨3正转的同时，反转螺旋桨3A向旋转方向逆向反转。

通过设置这样的反转螺旋桨3A，由一螺旋桨产生的旋转成分的能量被另一螺旋桨回收，因此，可以抵消作用于船体的逆转矩，可以提高螺旋桨效率。

该情况下，从原动机5向螺旋桨3及反转螺旋桨3A传递驱动力的驱动力传递机构构成为，通过在将船内伞齿轮单元6及吊舱内伞齿轮单元7A连结的垂直驱动轴9采用由外侧驱动轴9a及内侧驱动轴9b构成的内外双重轴构造，伞齿轮的啮合部具备经由外侧驱动轴9a及内侧驱动轴9b进行动力传递的2个动力传递系统，因此，可进行对伞齿轮6a～6c、7a～7d的小型化有效的驱动力的扭矩分散。

＜第三实施方式＞

接着，基于图3对本发明的船舶用推进装置的第三实施方式进行说明。对与上述实施方式的方位推进器1A、1B相同的部分标注相同标记并省略其详细的说明。

图3所示的方位推进器1C的驱动力传递机构在船内具备输出船内反转动力的反转原动机5A。该反转原动机5A连结船内水平反转轴8A的一端，在另一端安装有构成船内伞齿轮单元6A的伞齿轮6d。船内水平驱动轴8和船内水平反转8A配置在水平的同一轴线上，原动机5和原动机5A输出在同一轴线上反向旋转的驱动力。

在船内水平反转轴8A的另一端侧，与伞齿轮6a相对而反向安装有构成伞齿轮单元6A的伞齿轮6d。

该伞齿轮6d与设于外侧驱动轴9a的上端部的伞齿轮6b及设于内侧驱动轴9b的上端部的伞齿轮6c啮合。此外，设于外侧驱动轴9a的上端部的伞齿轮6b及设于内侧驱动轴6b的上端部的伞齿轮6c与上述实施方式相同，也与设于与原动机5连结的船内水平驱动轴8的另一端侧的伞齿轮6a啮合。

这样构成的方位推进器1C经由驱动力传递机构向螺旋桨3传递设置于船内的原动机5及反转原动机5A的驱动力，利用两个二原动机使螺旋桨3旋转。

该情况下，从原动机5及反转原动机5A向螺旋桨3传递驱动力的驱动力传递机构由于在将船内伞齿轮单元6A及吊舱内伞齿轮单元7连结的垂直驱动轴9采用由外侧驱动轴9a及内侧驱动轴9b构成的内外双重轴构造，故而伞齿轮的啮合部具备经由外侧驱动轴9a及内侧驱动轴9b进行动力传递的两个动力传递系统，因此，可以进行对伞齿轮6a～6d、7a～7c的小型化有效的驱动力的扭矩分散。

＜第四实施方式＞

最后，基于图4对本发明的船舶用推进装置的第四实施方式进行说明。对与上述实施方式的方位推进器1A～1C同样的部分标注同一标记并省略其详细说明。

图4所示的方位推进器1D将上述第二实施方式及第三实施方式组合，具备反转螺旋桨3A及反转原动机5A。

这样构成的方位推进器1D经由驱动力传递机构向螺旋桨3及反转螺旋桨3A传递设置于船内的原动机5及反转原动机5A的驱动力，利用两个原动机使螺旋桨3及反转螺旋桨3A旋转。

该情况下，从原动机5及反转原动机5A向螺旋桨3及反转螺旋桨3A传递驱动力的驱动力传递机构构成为，由于在将船内伞齿轮单元6A及吊舱内伞齿轮单元7A连结的垂直驱动轴9采用由外侧驱动轴9a及内侧驱动轴9b构成的内外双重轴构造，故而伞齿轮的啮合部具备经由外侧驱动轴9a及内侧驱动轴9b进行动力传递的两个动力传递系统，因此，可以进行对伞齿轮6a～6d、7a～7d的小型化有效的驱动力的扭矩分散。

根据上述各实施方式，由于在内外双重轴构造的垂直驱动轴9上形成有两个驱动力传递系统，故而通过使设置于船内的原动机5等的驱动力（船内动力）向外侧驱动轴9a及内侧驱动轴9b的两轴扭矩分散，可以使构成伞齿轮单元的伞齿轮小型化，并且也可以使包含配设有小型化的伞齿轮的吊舱2的方位推进器（船舶用驱动装置）小型化。

因此，船舶用驱动装置的方位推进器在增大其输出而大输出化的情况下，也可以将伞齿轮的大型化抑制在最小限。因此，伞齿轮的加工及获取变得容易，另外，通过组装入吊舱2内的伞齿轮的小型化，从而推进装置自身的形状也小型化，降低了推进阻力。

上述内外双重轴构造的垂直驱动轴9以例如使轴部分地变细而允许扭转变形的构造及介设联接器的构造等，优选设置允许驱动力传递的相位偏差的机构。

本发明不限于上述实施方式，在不脱离其宗旨的范围内可以适当变更。

Claims

1.一种船舶用推进装置，其具备使用变换驱动轴的动力传递方向的伞齿轮单元向吊舱的螺旋桨传递船内动力的驱动力传递机构，

所述驱动力传递机构从与所述船内动力连结的船内水平驱动轴经由船内伞齿轮单元向垂直驱动轴传递所述驱动力，进而从所述垂直驱动轴经由吊舱内伞齿轮单元向吊舱内水平驱动轴传递所述驱动力，从而驱动所述螺旋桨，其中，

所述垂直驱动轴由在上下两端部设有伞齿轮的中空的外侧驱动轴、和在上下两端部设有伞齿轮并配设于所述外侧驱动轴的内部的内侧驱动轴构成，

使所述船内水平驱动轴的伞齿轮和设于所述外侧驱动轴及所述内侧驱动轴的上端部的伞齿轮啮合，并且使所述吊舱内水平驱动轴的伞齿轮和设于所述外侧驱动轴及所述内侧驱动轴的下端部的伞齿轮啮合，形成两个驱动力传递系统。

2.如权利要求1所述的船舶用推进装置，其中，

具备将所述吊舱安装在与所述螺旋桨的轴向相反侧的反转螺旋桨，

使设于所述外侧驱动轴及所述内侧驱动轴的下端部的伞齿轮、和设于安装有所述反转螺旋桨的吊舱内水平反转轴的吊舱内端部的伞齿轮啮合，通过所述驱动力使所述反转螺旋桨旋转。

3.如权利要求1或2所述的船舶用推进装置，其中，

所述驱动力传递机构具备船内反转动力，

使设于所述外侧驱动轴及所述内侧驱动轴的上端部的伞齿轮、和与所述船内反转动力连结的船内水平反转驱动轴的伞齿轮啮合，向由所述垂直驱动轴形成的两个驱动力传递系统传递驱动力。