JP2006069369A

JP2006069369A - ポッド型電気推進装置

Info

Publication number: JP2006069369A
Application number: JP2004255264A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Komatsu; 優一小松
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】構造が複雑なシール機構が不要となり、構造を単純化することによりコストを低減することができるポッド型電気推進装置を得る。
【解決手段】船体１の底部に設けられたハウジング２内に推進電動機を収納したものにおいて、ハウジングに設けられた海水が流入可能な空洞部３と、空洞部内に回転可能に配置された電動機の回転子４と、回転子の内側に固定された推進用プロペラ５と、ハウジングに設けられ、回転子と対向するように配置された電動機の固定子７と、回転子の両端部周縁及びこの両端部周縁と対向するハウジングの間にそれぞれ設けられ、回転子を磁気の力により非接触で回転可能に支持する磁気軸受８、９とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、ポッド型と呼ばれる、船舶の船底のハウジングに電気推進電動機を収納したポッド型電気推進装置に関する。

従来の電気推進装置は船体の内部に電動機を搭載し、電動機シャフトと直結した軸を船外まで延ばすことで、その先端のプロペラを駆動することにより船体を推進させる力を得ている。一方、ポッド型電気推進装置は、図５に示すように、船体１１の底部に主に推進電動機からなる電気推進装置を収納するハウジングと呼ばれる部分１２を設けており、従来船体内部に配置されていた電気推進装置全体をこのハウジング１２内へ移行することにより、船体１１内部のスペースを収納など別用途として使用可能であり、スペースの有効利用が可能である。また、ハウジング１２自体が回転可能な機構を有しているため、推進方向以外への移動が容易となり、通常の船舶で時間がかかっていた接岸作業などの短縮を可能とする。
まず、図５を用いて従来のポッド型電気推進装置について説明する。従来のポッド型電気推進装置は、船体１１の底部に電気推進装置を収納するハウジング１２を設け、このハウジング１２内に電動機の固定子１３、電動機の回転子１４、玉軸受１５、この玉軸受１５により支持されたシャフト１６を設けている。このように構成されたシャフト１６をハウジング１２より船外へ延ばし、シャフト１６の先端にプロペラ１７を取り付け固定している。そして、船外に配置したプロペラ１７を回転することにより船体１１を推進させる力を得ているが、ハウジング１２とシャフト１６との間の隙間から水が流入することを防ぐために、水密性の高いシール機構１８を設ける必要があった。
なお、船舶におけるポッド型電気推進装置としては、従来から例えば特許文献１記載のものが知られている。

特開２００４−１４２７００号公報

しかし、従来のポッド型電気推進装置は、ハウジングとシャフトとの間の隙間に水密性の高いシール機構を設ける必要があるが、一般的にシール機構は構造上複雑であり、高度な技術を必要とし、コストが嵩むという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、構造が複雑なシール機構が不要となり、構造を単純化することによりコストを低減することができるポッド型電気推進装置を提供するものである。

この発明の係るポッド型電気推進装置においては、船体の底部に設けられたハウジング内に推進電動機を収納したものにおいて、ハウジングに設けられた海水が流入可能な空洞部と、空洞部内に回転可能に配置された電動機の回転子と、回転子の内側に固定された推進用プロペラと、ハウジングに設けられ、回転子と対向するように配置された電動機の固定子と、回転子の両端部周縁及びこの両端部周縁と対向するハウジングの間にそれぞれ設けられ、回転子を磁気の力により非接触で回転可能に支持する磁気軸受とを備えたものである。

また、ハウジングの中央部に設けられた海水が流入可能な中央空洞部と、中央空洞部内に回転可能に配置された電動機の円筒状回転子と、円筒状回転子の内側に固定された推進用プロペラと、ハウジングに設けられ、円筒状回転子と対向するように配置された電動機の固定子と、円筒状回転子の両端部周縁及びこの両端部周縁と対向するハウジングの間にそれぞれ設けられ、円筒状回転子を磁気の力により非接触で回転可能に支持する環状の磁気軸受とを備えたものである。

また、電動機は、ハウジング内面の外周に設けられた固定子と、この固定子と対向する推進用永久磁石が外周に設けられた回転子とから成るインナーロータ構造である。

また、磁気軸受は、回転子の両端部のディスク部に設けられた磁気軸受用永久磁石と、この磁気軸受用永久磁石と対向するようにハウジング内に設けられた磁気軸受用巻線とから構成したものである。

更にまた、磁気軸受用巻線をハウジングの両端内部に並べて配置し、この磁気軸受用巻線間のハウジング外部の溝状空間に、磁気軸受用永久磁石を貼り付けた回転子の両端部のディスク部を配置したものである。

この発明は、ハウジングに設けられた海水が流入可能な空洞部と、空洞部内に回転可能に配置された電動機の回転子と、回転子の内側に固定された推進用プロペラと、ハウジングに設けられ、回転子と対向するように配置された電動機の固定子と、回転子の両端部周縁及びこの両端部周縁と対向するハウジングの間にそれぞれ設けられ、回転子を磁気の力により非接触で回転可能に支持する磁気軸受とを備えたので、構造が複雑なシール機構が不要となり、機器構成の単純化を図ることができ、コストの低減が可能となる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるポッド型電気推進装置の単プロペラ構造を示す概念図、図２はプロペラの正面図、図３はこの発明の実施の形態１におけるポッド型電気推進装置の要部を拡大して示す断面図である。
この発明によるポッド型電気推進装置の実施の形態１について図面を用いて説明する。図において、１は船体、２は船体１の底部に設けられた電気推進装置を収納するハウジング、３はハウジング２に船体１の推進方向と平行になるよう水平に貫通して設けられた海水が流入可能な中央空洞部、４は中央空洞部３内に回転可能に配置された電動機の円筒状回転子、５は回転子４の内側に固定された推進用プロペラ、６は回転子４の外周に埋設固定された推進用永久磁石で、この推進用永久磁石６の外周面と回転子４の外周面は面一に構成されている。７はハウジング２内に上記推進用永久磁石６と対向するように配置固定された電動機の固定子、８は回転子４の両端部の外周縁部に設けられた磁気軸受用永久磁石、９はハウジング２の上記回転子４の両端部の外周縁部と対向する位置に設けられ、上記磁気軸受用永久磁石８を両側から並んで挟む磁気軸受用巻線である。この磁気軸受用永久磁石８及び磁気軸受用巻線９により磁気軸受が構成されており、回転子４、プロペラ５及び推進用永久磁石６から成る回転部を回転可能に保持する構造となっている。

上記のように構成されたこの発明による電気推進装置は、図５に示す従来のプロペラ１７をハウジング１２の外側に配置する構造から、船体１の底部のハウジング２に推進方向と平行になるように水平に貫通して設けられた海水が流入可能な中央空洞部３内に配置した電動機の円筒状回転子４の内側に推進用プロペラ５を配置する構造へと変更する。また、上記電動機の円筒状回転子４の外周には推進用永久磁石６を取り付けたインナーロータ構造となっており、ハウジング２内に配置固定された電動機の固定子７との間で回転力を付与される。
また、円筒状回転子４の両端部の周縁には、磁気軸受を配置することにより、回転子４、推進用永久磁石６、プロペラ５からなる回転部を保持する構造となっている。

図３に要部の拡大図を示す。図３に示すように、固定子７が収納されているハウジング２の両端内部に磁気軸受用巻線９を並べて配置し、この磁気軸受用巻線９間のハウジング２外部の溝状空間２ａに、磁気軸受用永久磁石８を貼り付けた回転子４の両端部のディスク状部分４ａを配置する構造となっている。この磁気軸受用永久磁石８と磁気軸受用巻線９との電磁力により回転子４を保持する構造となっている。
よって、従来のようにハウジング内部から外部へ貫通するシャフトが無い状態で、回転子を回転することが可能な構造であり、ハウジングとシャフトとの間に従来配置していた、主に海水流入を防ぐ目的であるシール構造が不要となり、機器の構造が簡単になる。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２におけるポッド型電気推進装置の二重プロペラ構造を示す概念図である。
実施の形態１では、１つの回転子４を中央空洞部３内に配置する単プロペラ構造について説明したが、単プロペラ構造だけでなく、ハウジング２の構造によっては、１つだけでなく複数の回転子４を中央空洞部３内に配置する構造も可能である。その構造の一例として、図４に示すように、ハウジング２の中央空洞部３内の前後に２つの回転子４を同軸上に配列した二重プロペラ構造を示す。
実施の形態２の場合も、実施の形態１と同様の効果が得られることは言うまでもない。

この発明の実施の形態１におけるポッド型電気推進装置の単プロペラ構造を示す概念図である。プロペラの正面図である。この発明の実施の形態１におけるポッド型電気推進装置の要部を拡大して示す断面図である。この発明の実施の形態２におけるポッド型電気推進装置の二重プロペラ構造を示す概念図である。従来のポッド型電気推進装置の構造を示す概念図である。

符号の説明

１船体
２ハウジング
２ａ溝状空間
３中央空洞部
４回転子
４ａディスク状部分
５推進用プロペラ
６推進用永久磁石
７固定子
８磁気軸受用永久磁石
９磁気軸受用巻線

Claims

船体の底部に設けられたハウジング内に推進電動機を収納したポッド型電気推進装置において、
前記ハウジングに設けられた海水が流入可能な空洞部と、
前記空洞部内に回転可能に配置された電動機の回転子と、
前記回転子の内側に固定された推進用プロペラと、
前記ハウジングに設けられ、前記回転子と対向するように配置された電動機の固定子と、
前記回転子の両端部周縁及びこの両端部周縁と対向する前記ハウジングの間にそれぞれ設けられ、前記回転子を磁気の力により非接触で回転可能に支持する磁気軸受と、
を備えたことを特徴とするポッド型電気推進装置。
船体の底部に設けられたハウジング内に推進電動機を収納したポッド型電気推進装置において、
前記ハウジングの中央部に推進方向と平行になるよう水平に貫通して設けられた海水が流入可能な中央空洞部と、
前記中央空洞部内に回転可能に配置された電動機の円筒状回転子と、
前記円筒状回転子の内側に固定された推進用プロペラと、
前記ハウジングに設けられ、前記円筒状回転子と対向するように配置された電動機の固定子と、
前記円筒状回転子の両端部周縁及びこの両端部周縁と対向する前記ハウジングの間にそれぞれ設けられ、前記円筒状回転子を磁気の力により非接触で回転可能に支持する環状の磁気軸受と、
を備えたことを特徴とするポッド型電気推進装置。
電動機は、ハウジング内面の外周に設けられた固定子と、この固定子と対向する推進用永久磁石が外周に設けられた回転子とから成るインナーロータ構造であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のポッド型電気推進装置。
磁気軸受は、回転子の両端部のディスク部に設けられた磁気軸受用永久磁石と、この磁気軸受用永久磁石と対向するようにハウジング内に設けられた磁気軸受用巻線とから構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のポッド型電気推進装置。
磁気軸受用巻線をハウジングの両端内部に並べて配置し、この磁気軸受用巻線間のハウジング外部の溝状空間に、磁気軸受用永久磁石を貼り付けた回転子の両端部のディスク部を配置したことを特徴とする請求項４記載のポッド型電気推進装置。