JP2013525198A - Electric marine surface drive device - Google Patents
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Abstract
船舶用の関節式表面駆動推進システムは、電力用の電気モータを駆動構造に直接的に適用することを可能にするハウジング構造を備えている。代替的には、船舶用の関節式表面駆動推進システムは、プロペラシャフトに対するモータシャフトの回転速度または位置を下げるための動力伝達エレメントを含むことができる。本駆動装置は、既存のボート船体に改造を加えることができ、専用の船体を必要とするものではない。電気モータは、表面駆動ハウジングをトランサムの内側に嵌合することができる。寸法が極めて小さい電気モータは、駆動スラストチューブおよびボールソケット中に装着することができ、U型ジョイントの必要がなくなることが企図される。特に、プロペラが旋回しないでいる場合、電気モータ用のプロペラになり、発電機になってバッテリーを再充電する。
【選択図】図2A marine articulated surface drive propulsion system includes a housing structure that allows an electric motor for power to be applied directly to the drive structure. Alternatively, a marine articulated surface drive propulsion system may include a power transmission element for reducing the rotational speed or position of the motor shaft relative to the propeller shaft. The drive device can be modified to an existing boat hull and does not require a dedicated hull. The electric motor can fit the surface drive housing inside the transom. It is contemplated that electric motors with very small dimensions can be mounted in drive thrust tubes and ball sockets, eliminating the need for U-joints. In particular, when the propeller is not turning, it becomes a propeller for an electric motor and becomes a generator to recharge the battery.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、船舶推進システムに関し、より詳細には、本発明は、環境にやさしい表面駆動船舶推進システムの改良に関する。 The present invention relates to ship propulsion systems, and more particularly, the present invention relates to improvements in environmentally friendly surface-driven ship propulsion systems.
数多くの環境問題に照らして、内燃機関に依拠する代わりに、電力を用いて動力供給することができる車両がますます普及してきている。現在までのところ、自動車産業において、この傾向の商業例が最も普及していることが分かっている。 In light of numerous environmental issues, vehicles that can be powered using electric power instead of relying on internal combustion engines are becoming increasingly popular. To date, it has been found that commercial examples of this trend are most prevalent in the automotive industry.
船舶産業において電力駆動技術を利用するために、いくつかの取り組みが行われてきたが、いずれも表面駆動装置を組み込むものではなかった。あらゆる構成の表面駆動装置がかなりの間存在しているが、参照により本明細書に明確に組み込まれるArnesonの米国特許第4,645,463号を参照されたい。 Several efforts have been made to utilize power drive technology in the marine industry, but none have incorporated surface drive devices. Although all configurations of surface drive devices have existed for some time, see Arneson US Pat. No. 4,645,463, which is expressly incorporated herein by reference.
また、特に艦艇において、プロペラへの電源として電気モータが使用されてきた。しかしながら、電気モータを使用した最も普及した船舶の例は、船舶のうち最も大型のものにおけるハイブリッド電気燃焼システムと、小型船舶用の電気トローリングモータとにおいて実装されてきたが、これらの海上車両のいずれも、表面駆動装置に動力供給する電気モータを組み込んではいない。 In addition, electric motors have been used as power sources for propellers, particularly in ships. However, the most popular examples of ships using electric motors have been implemented in hybrid electric combustion systems in the largest of the ships and electric trolling motors for small ships, but any of these marine vehicles However, it does not incorporate an electric motor to power the surface drive.
大型のプレジャーボートまたは他のボートは、マリーナもしくはその近くに、または他の停泊場所にいるときに、あるいは、水路の航跡のない特定の部分を横断しているときに、航跡および騒音を回避するために、より低い速度で動作することがある。重要なことに、電気モータは、より低い速度では、内燃機関よりも燃料効率がよく、同様に内燃機関と比較すると、騒音が低減され、排気ガスが存在しないという利益がある。 Large pleasure boats or other boats avoid wakes and noise when at or near the marina, or at other berths, or when crossing certain parts of the waterway that have no wake Therefore, it may operate at a lower speed. Importantly, electric motors are more fuel efficient than internal combustion engines at lower speeds, and have the benefit of reduced noise and the absence of exhaust gas as compared to internal combustion engines.
さらに、様々な管轄区域では、ボートおよび他の船について、反アイドリング規則および規制が提案および実施されていることに留意されたい。いくつかの管轄区域は、これらの管轄区域内の水路のある特定の部分について、内燃機関の使用を禁止する、または内燃機関の最大馬力定格を定める規則および規制を提案および実施している。 Furthermore, it should be noted that anti-idling rules and regulations have been proposed and implemented for boats and other ships in various jurisdictions. Some jurisdictions have proposed and implemented rules and regulations that prohibit the use of internal combustion engines or establish maximum horsepower ratings for internal combustion engines for certain parts of the waterways within these jurisdictions.
現在の表面駆動システムでは、内燃機関が動力供給するボートによる燃料消費過剰、およびかかるボートからの排出ガスの問題に対する解決策が提供されていない。既知の表面駆動装置は、重くて騒音が多い内燃機関によって駆動される。 Current surface drive systems do not provide a solution to the problem of excessive fuel consumption by boats powered by internal combustion engines, and exhaust emissions from such boats. Known surface drive devices are driven by heavy and noisy internal combustion engines.
騒音および排出ガスを減少させ、燃料効率を改善する形で、環境汚染をより少なくするグリーンソリューションが望まれていた。 A green solution that reduces environmental pollution in a way that reduces noise and emissions and improves fuel efficiency has been desired.
本発明は、電気モータであるエンジンを利用して、雑音および大気汚染放出量を低減させる海洋表面駆動システムを提供する。いくつかの実施形態では、電気モータは、発電機として構成することができる。 The present invention provides an ocean surface drive system that utilizes an engine that is an electric motor to reduce noise and air pollution emissions. In some embodiments, the electric motor can be configured as a generator.
近年、バッテリー技術は、いくつかのバッテリーの貯蔵エネルギー密度により船舶の電気推進を可能になった点まで迅速に開発された。さらに、半導体スイッチング技術における進歩により、サイズが小さくなるなど、過去に可能でなかった多数の電気モータの改良が可能になる。本発明の推進動力は、表面駆動システムの内側ハウジングに直接的かつ一体に装着することができる電気モータによって提供される。代替的には、電気モータと表面駆動入力シャフトとの間に減速ギヤがあることがある。技術により著しく電気モータの寸法を小さくすることができるとき、電気モータは、表面駆動スラストチューブのソケットボールに装着することができ、自在継手を有するカプリングがなくなることが企図される。 In recent years, battery technology has been developed rapidly to the point where the stored energy density of several batteries has allowed electric propulsion of ships. In addition, advances in semiconductor switching technology allow for improvements in numerous electric motors that were not possible in the past, such as reduced size. The propulsive power of the present invention is provided by an electric motor that can be mounted directly and integrally to the inner housing of the surface drive system. Alternatively, there may be a reduction gear between the electric motor and the surface drive input shaft. When the technology can significantly reduce the size of an electric motor, it is contemplated that the electric motor can be mounted on a socket ball of a surface driven thrust tube and that there is no coupling with a universal joint.
電気モータは、船内にあっても、船外にあってもよい。電気モータは、電気モータのシャフトと同じ毎分回転数でプロペラを直接的に回転させることができる。別の好ましい実施形態では、電気モータは変速装置に接続することができ、モータの毎分回転数は、プロペラが電気モータのシャフトよりも遅いRPMで回転するように低減される。 The electric motor may be inside the ship or outside the ship. The electric motor can directly rotate the propeller at the same number of revolutions per minute as the shaft of the electric motor. In another preferred embodiment, the electric motor can be connected to a transmission and the motor speed is reduced so that the propeller rotates at a slower RPM than the shaft of the electric motor.
したがって、本発明の目的は、好ましくは長期間にわたって、電気モータを用いてボートを推進することができる電気海洋表面ドライブシステムを提供することである。好ましくは、本船舶推進システムは、新しいバッテリーおよび電気モータ技術、ならびに船舶推進システムのためのエネルギー源としてのコスト効果的な燃料電池の予期された導入を利用するものである。本発明の別の目的は、非常にコンパクト、どこに装着するかについて柔軟で、さらに効率が高く静穏な船舶推進システムそれを提供することである。したがって、好ましい実施形態は、従来の内燃機関パワートレインシステムを収容する典型的なエンジン室よりも小さいか、それと実質的に同じサイズのエンジン室に設置することができる電気海洋表面駆動システムを提供する。同様に、本発明の目的は、発電機に作用し、そのバッテリーを再充電することができる一体型電気推進システムを提供することである。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electric marine surface drive system that can propel a boat using an electric motor, preferably over an extended period of time. Preferably, the ship propulsion system utilizes new battery and electric motor technology and the anticipated introduction of cost effective fuel cells as an energy source for the ship propulsion system. Another object of the present invention is to provide a marine propulsion system that is very compact, flexible in where it is installed, and more efficient and quiet. Accordingly, the preferred embodiment provides an electric marine surface drive system that can be installed in an engine compartment that is smaller or substantially the same size as a typical engine compartment that houses a conventional internal combustion engine powertrain system. . Similarly, it is an object of the present invention to provide an integrated electric propulsion system that can act on a generator and recharge its battery.
好ましい実施形態によれば、海上車両用の表面駆動装置は、プロペラの一部分が水面よりも上にあり、それにより、水中抵抗を実質的に低減する、少なくとも1つのプロペラと、サポートハウジングとを含む。さらに、本表面駆動装置は、少なくとも1つのプロペラに結合された少なくとも1つの電気モータを有し、このモータは、電気モータを作動させ、電気モータ速度および回転方向を選択するためのモータ制御デバイスを含む。さらに、電気モータをプロペラに結合する少なくとも1つのシャフトおよびシャフトキャリアが設けられ、少なくとも1つのシャフトの少なくとも一部分は、シャフトキャリアを通って延びている。 According to a preferred embodiment, a surface drive for a marine vehicle includes at least one propeller and a support housing, wherein a portion of the propeller is above the water surface, thereby substantially reducing underwater resistance. . Furthermore, the surface drive device has at least one electric motor coupled to at least one propeller, which motor operates a motor control device for operating the electric motor and selecting the electric motor speed and direction of rotation. Including. In addition, at least one shaft and a shaft carrier are provided that couple the electric motor to the propeller, and at least a portion of the at least one shaft extends through the shaft carrier.
別の実施形態では、少なくとも1つの電気モータは、サポートハウジング内に装着される。 In another embodiment, at least one electric motor is mounted in the support housing.
この実施形態の他の態様によれば、ドライブシャフトおよびプロペラシャフトを含み、電気モータは、プロペラシャフトに結合されているドライブシャフトに装着される。その上、少なくとも1つのプロペラは、プロペラシャフトに結合されている。 According to another aspect of this embodiment, the electric motor is mounted on a drive shaft that is coupled to the propeller shaft, including a drive shaft and a propeller shaft. Moreover, at least one propeller is coupled to the propeller shaft.
この実施形態の別の態様では、調整可能な長さを有する関節式トリミングアームと、アーム端部にある少なくとも1つの移動可能なジョイントとをさらに備え、アームがシャフト長軸に実質的に平行で、当該長軸よりも上になるように、アーム前端部が海上車両に接続し、アーム後端部がシャフトキャリアの頂部の周りに接続されている。関節式トリミングアームが延長または短縮することによって、ボール継手を実質的に下向きおよび上向きにそれぞれ回転させ、それにより、浸水しているプロペラの部分および浸水の深さを制御することができる。 Another aspect of this embodiment further comprises an articulating trimming arm having an adjustable length and at least one movable joint at the end of the arm, wherein the arm is substantially parallel to the long axis of the shaft. The arm front end is connected to the marine vehicle and the arm rear end is connected around the top of the shaft carrier so as to be above the major axis. The articulated trimming arm can be extended or shortened to rotate the ball joint substantially downward and upward, respectively, thereby controlling the portion of the propeller that is submerged and the depth of submersion.
この実施形態のさらに別の態様では、本駆動装置は、調整可能な長さを有する少なくとも1つの関節式ステアリングアームと、アーム端部にある少なくとも1つの移動可能なジョイントとをさらに備え、アーム前端部がシャフト長軸から少なくとも実質的に水平方向に変位するように、アーム後端部がシャフトキャリアの側面の周りに接続し、アーム前端部がボール継手の枢動点の前方に接続されている。この場合、関節式ステアリングアームを延長または短縮することによって、ボール継手をいずれかの側に回転させて、操舵のために海上車両に対するプロペラシャフトの水平方向角度を制御することができる。 In yet another aspect of this embodiment, the drive apparatus further comprises at least one articulated steering arm having an adjustable length and at least one movable joint at the arm end, wherein the arm front end The rear end of the arm is connected around the side of the shaft carrier and the front end of the arm is connected in front of the pivot point of the ball joint so that the part is displaced at least substantially horizontally from the long axis of the shaft. . In this case, by extending or shortening the articulated steering arm, the ball joint can be rotated to either side to control the horizontal angle of the propeller shaft relative to the marine vehicle for steering.
この実施形態の別の態様によれば、シャフトは、それらの間にカプリングを備えるフォワードドライブシャフトおよびプロペラシャフトを少なくとも備える。ドライブシャフト部分からプロペラシャフト部分に回転運動は、プロペラシャフトの低減された回転速度、またはフォワードドライブシャフトの回転軸とプロペラシャフトの回転軸との間の変位のうちの少なくとも1つとともに、伝達される。 According to another aspect of this embodiment, the shaft comprises at least a forward drive shaft and a propeller shaft with a coupling therebetween. Rotational motion is transmitted from the drive shaft portion to the propeller shaft portion with at least one of a reduced rotational speed of the propeller shaft or a displacement between the rotation axis of the forward drive shaft and the rotation axis of the propeller shaft. .
この実施形態の別の態様によれば、海上車両用の表面駆動装置は、海上車両にしっかりと装着されたサポートハウジングを含む。さらに、表面駆動装置は、少なくとも1つのプロペラを駆動させることができる少なくとも1つの電気モータを含む。
モータは、電気モータを作動させ、電気モータ速度および回転方向を選択するための制御デバイスと、電力源とを有する。駆動装置はまた、少なくとも1つのプロペラを含み、記プロペラの一部分が水面をよりも上になり、それにより、水中抵抗を実質的に低減することができるように、海上車両に対するプロペラの位置が垂直方向に制御可能である。さらに、海上車両に対するプロペラの位置は、海上車両の方向を操舵するために水平方向に制御可能である、さらに、駆動装置は、電気モータに接続された前端部、プロペラに接続された後端部、およびシャフトキャリアを有する少なくとも1つのシャフトを有する。
According to another aspect of this embodiment, a surface drive for a marine vehicle includes a support housing that is securely attached to the marine vehicle. Further, the surface drive device includes at least one electric motor capable of driving at least one propeller.
The motor has a control device for operating the electric motor and selecting the electric motor speed and direction of rotation, and a power source. The drive device also includes at least one propeller, the propeller position relative to the marine vehicle being vertical so that a portion of the propeller can be above the water surface, thereby substantially reducing underwater resistance. The direction can be controlled. Furthermore, the position of the propeller relative to the marine vehicle can be controlled in the horizontal direction to steer the direction of the marine vehicle. Further, the driving device has a front end connected to the electric motor and a rear end connected to the propeller. And at least one shaft having a shaft carrier.
この実施形態の別の態様では、電気モータじゃ、サポートハウジングおよびシャフトキャリアを含む群のうちの1つにしっかりと装着されている。 In another aspect of this embodiment, the electric motor is securely attached to one of the group including the support housing and the shaft carrier.
以下の説明および添付の図面とともに考察すると、本発明のこれらおよび他の態様ならびに目的がより良く理解されよう。ただし、以下の説明は、本発明の好ましい実施形態を示して例として与えられるものであり、限定するものではない。本発明の趣旨から逸脱することなく、本発明の範囲内で多くの変更および修正を行うことができ、本発明はすべてのそのような修正を含む。 These and other aspects and objects of the present invention will be better understood when considered in conjunction with the following description and the accompanying drawings. However, the following description is given by way of example and not by way of limitation of preferred embodiments of the present invention. Many changes and modifications may be made within the scope of the present invention without departing from the spirit thereof, and the invention includes all such modifications.
本発明の好適な例示的な実施形態は、同様の参照番号が全体を通して同様の部分を示す添付の図面に示されている。 Preferred exemplary embodiments of the invention are illustrated in the accompanying drawings, in which like reference numerals designate like parts throughout.
図面、特に図1および図2を参照すると、トランサム20を有する海上車両とともに使用するように適合された電気船舶用表面駆動装置10の第1の実施形態が示されており、装置10は、トランサム20に装着または一体化されている。駆動装置10は、トランサム20に固定された管状サポートケーシング22などのサポートハウジングを含み、このサポートハウジングは、後端部に、好ましくはナイロンなどの合成プラスチックから形成されたボールソケット24(図2)を有する。プロペラシャフト40は、プロペラシャフトキャリア30中のベアリング45、47、49によって軸支される。プロペラシャフト40の後端部は、プロペラ44、たとえば、従来の表面貫通プロペラを受容する。プロペラシャフトキャリア30、たとえば、管状プロペラシャフトキャリアは、図2に示すようなボールソケット24(総称して、ボール継手25)中に枢動可能に装着された前端部のボール32と、シャフトキャリア30の後端部のボールソケット24に接続されたプロペラシャフトハウジング74とを備える。プロペラシャフトハウジングは、好ましくは円錐台形である。ボール継手25により、海上車両の速度または方向のいずれかに影響を及ぼすように、海上車両に対するプロペラ44の角度を変えることができるようになる。
With reference to the drawings, and in particular with reference to FIGS. 1 and 2, a first embodiment of an electric marine
フォワードドライブシャフト38は、サポートケーシング22中でベアリング54、56によって軸支される。フォワードドライブシャフト38は、図1に示すような船内電気モータ11に接続された前端部と、図2に示すような自在継手46、好ましくは、従来の二重自在継手または定速継手に接続された後端部とを備える。電気エンジン11は、任意の適切な馬力のAC電気モータまたはDC電気モータ、あるいは、たとえば、HTS技術の超電導モータなど、任意の従来の電気モータとすることができる。
The
プロペラシャフト40が、ドライブシャフト長軸からプロペラシャフト長軸への1つまたは複数の方向の角変位を可能にしながら、フォワードドライブシャフト38と同じ速度で回転するように、自在継手46は、ドライブシャフト38の後端部をプロペラシャフト40の前端部と結合する。この角変位は、ボール継手25が回転または枢動したとき、すなわち、ボール32が枢動点50を中心としてボールソケット24に対して枢動したときに生じる。換言すると、自在継手46の中心は、枢動点50に対応する。
The
サポートハウジング22は、開口した後端部を有する本体後部51を有する。本体後部51は、本体前部52と一体であるか、またはそれに接続されている。本体前部52は、トランサム20を通って延び、開口した前端部を有する。本体後部51および本体前部52はともに、図1および図2に示すように実質的に円筒形であるのが好ましい。サポートケーシング22は、複数のボルト62によってトランサム20の背面にしっかりと固定される。安定ひれ90は、プロペラシャフトハウジング74に固定されているか、またはそれと一体である。安定ひれ90は、ボートシャフトが旋回している間、プロペラが持ち上がるのを対抗するのを補助するように作用する。
The
さらに、図1および図2の実施形態10は、水の上に出ているプロペラの一部分を制御し、それによって、抵抗および推進力を制御するための垂直制御のための(すなわち、駆動装置を上下させるための)トリムアセンブリ141を示している。トリムアセンブリ141は、垂直耳部154およびブラケット152によってハウジング74に枢動可能に接続されており、ピストンロッド142の端部に固定され、動力作動式の油圧トリムシリンダー140にシフト可能に結合されている。トリムアセンブリ141は、ボルト151を用いてトランサム20に固定されたソケットアセンブリ146内に含まれているボール受容ソケット145中に挿入するためのボール継手部材144を有する。
Furthermore, the
図3を参照すると、別の好ましい実施形態200は、ハウジング74から横方向に延びる耳部100、102に取り付けられたステアリングアセンブリ117、119を有する。耳部100、102は、それぞれ、ピストンロッド104、106の端部に固定されたブラケット107、103に枢動可能に接続されており、これらのブラケット107、103は、それぞれ、動力作動式の油圧ステアリングシリンダー108、110にシフト可能に結合されている。ステアリングアセンブリ117、119は、トランサムに固定されたボール受容ソケット(図示せず)中に挿入するためのボール継手部材112、114を有する。さらに、図3の実施形態200は、最初に図1および図2に示したトリムアセンブリ141など、駆動装置を上下させるためのトリムアセンブリを有する。トリムアセンブリ141は、垂直耳部154およびブラケット152によってハウジング74に枢動可能に接続されており、ピストンロッド142の端部に固定され、動力式の油圧のトリムシリンダー140にシフト可能に結合されている。トリムアセンブリ141は、トランサムに固定されたボール受容ソケット145中に挿入するためのボール継手部材144を有する。トリムアセンブリ141の動作は、ピストンロッド142が油圧シリンダ140中に収縮したときには駆動装置を回転可能に上昇させ、ピストンロッド142が油圧シリンダ140から延びているときには駆動装置を回転可能に下げるが、いずれの運動も、まずボール継手25を回転させる。
Referring to FIG. 3, another
図4を参照すると、好ましい実施形態210は、油圧ステアリングシリンダー108、110のように長さが調整可能な2つの関節式ステアリングアセンブリ117、119を有する。ステアリングアーム117、119は、それぞれ対応する可動式のボールソケット形継手111、113を有する。ステアリングシリンダー108、110の前端部は、ボールピボット112および114を備え、これらのボールピボット112および114は、それぞれ、一対のマウント120および122中に形成された相補的な凹部116および118内に回転可能に受容される。この好ましい実施形態の別の態様では、マウント120、122を、サポートケーシング22に取り付けても、それと一体としてもよい。図5を参照すると、別の好ましい実施形態220では、ケーシング22からの何らかの応力を軽減するために、サポートケーシング22ではなくトランサム20にマウント120、122が固定されている。
Referring to FIG. 4, the
続いて図5を参照すると、実施形態220は、ステアリングシリンダー108および110の前方部分および後方部分が流体導管130、131、およびl32、133をそれぞれ備える油圧システムを有する。流体導管は、以下に詳述する図6に示される従来の油圧ステアリングシステム190と連通している。再び図5を参照すると、関節式トリミングアーム141は、たとえば、図6に示す従来の油圧トリミングシステム192と連通する流体導管158、160を有する。
With continued reference to FIG. 5,
図5を参照すると、トリムシリンダー140の前端部は、締着具151によってトランサム20に固定されたマウントのソケット145内に枢動可能に受容されるボールピボット144を備えている。トリムアーム141の後端部は分岐ブラケット152を備え、分岐ブラケット152は、管74の上側中間部分にしっかりと固定された、上向きに延びるパッド154を跨いでいる。枢支ピン156がブラケット152とパッド154とを相互接続する。油圧導管158および160は、図6に示す油圧システムを用いてトリムシリンダー140の前端部と後端部とを接続する。
Referring to FIG. 5, the front end of the
次に図6を主に参照すると、油圧システムは、油圧ポンプ181に結合された従来の電源180を含む。ポンプ181には、リザーバ182と、従来の制御バルブ184および186とが結合されている。好ましい一実施形態では、ステアリングシリンダー108および110とトリムシリンダー140とは、導管130、131、132、133、158および160によってバルブ184および186にそれぞれ接続されている。バルブ184は、従来の方法でボートのステアリングホイール190に動作可能に接続され、バルブ186は、上下動させるトリムレバー192に動作可能に従来の方法で接続される。ステアリングホイール190の回転は、ポンプ181からステアリングシリンダー108および110への加圧された油圧流体の流れを制御するようにバルブ184を動作させる。このようにすると、ステアリングシリンダーのピストンロッド104および106は、それぞれ同時に延長され、収縮される。図3を参照すると、ステアリングシリンダー108または110の延長および収縮が、ステアリング軸S−Sを中心として横方向にプロペラシャフトキャリア30を揺動し、それにより、軸S−Sを中心として横方向にボール継手25をも枢動させることによって、駆動装置200の水平方向制御を行う。さらに、ボールピボット144の枢動点164はステアリング軸S−S上にあり、それにより、軸S−Sを中心とする水平方向の運動が、トリムアーム141を水平方向に枢動させる。別の好ましい実施形態230では、たとえば、図7に示すように、ステアリングシリンダー161は1つのみである。さらに別の好ましい実施形態では、図6のバルブ186は、図6の手動で上下動させるトリムレバー192の代わりに、またはそれに加えて使用することができる自動トリムコントローラに接続され得る。
Referring now primarily to FIG. 6, the hydraulic system includes a
次に、図8を参照すると、他の好ましい実施形態では、駆動装置240はドライブシャフト38を含み、ドライブシャフト38は、図1に示したような電気モータ11に直接的に結合するのではなく、たとえば、動力伝達ユニット61などの任意の従来の動力伝達装置に結合することができる。図8の駆動装置240の動力伝達装置61により、入力シャフト39の軸「I」と出力軸38の軸「O」との間の変位Dが可能になる。動力伝達装置61は、出力軸38を、入力シャフト39から低減された速度で回転させることができる。さらに、図8を参照すると、駆動装置240の動力伝達ユニット61は、入力シャフト39に接続されたギヤ65と、後部シャフト部分に接続されたギヤ63とを有し、ギヤは、スパーギヤ、プラネタリギヤ、ヘリカルギヤ、ヘリングボーンギヤ、ストレートベベルギヤ、スパイラルベベルギア、ハイポイドギヤ、ウォームギヤとすることができ、代替的には、チェーンまたは歯付きのベルトドライブを含むことができる。電気モータ11は、シャフト39を回転させ、ギヤ65に中間シャフト66を旋回させ、ギヤ63に出力プロペラシャフト40およびプロペラ44を旋回させる。
Referring now to FIG. 8, in another preferred embodiment, the
好ましい実施形態の電気モータIIは、図1に示すように船内にあり得る。代替実施形態では、電気モータは船外にあり、図9に示すように、ボールソケット24の前方の位置にあるサポートハウジング22内に含まれていることがある。駆動装置250は、トランサム20に直接的または間接的に固定されている電気モータ252を含む。
The electric motor II of the preferred embodiment can be on board as shown in FIG. In an alternative embodiment, the electric motor is outboard and may be contained within a
図10および図11に示す別の代替例では、駆動装置260は、サポートハウジング22およびボールソケット24の内部に配置されている電気モータ262を含む。この場合、電気モータ262は、ボール継手25を回転させる際に、プロペラシャフト40にしっかりと固定されたまま、ハウジング22に対して移動しない。この装着位置にすると、介在する自在継手46(図2)なしに、プロペラシャフト40にモータ262を直接的または間接的に接続することができるようになる。
In another alternative shown in FIGS. 10 and 11, the
次に図12を主に参照すると、電気モータ11は、バッテリーまたはキャパシタなどの電気貯蔵デバイスを含み得る電力源204と、船舶の速度および方向のための制御206と、モータ駆動ユニット208とを必要とする。モータ駆動ユニット208は、電源204への接続216と、モータ制御デバイス214からの1つまたは複数の制御信号と、電気モータ210への接続とを有する。電気モータ210への接続は、電気モータ11に動力供給して、回転速度と、時計回りの回転方向または反時計回りの回転方向とを有する命令された電気モータ速度「v」で、電気モータシャフト212を回転させるための出力モータ制御信号を備え、回転方向は、モータ制御デバイス206からの速度制御信号および方向制御信号によって命令された前方向および後方向に対応する。
Referring now primarily to FIG. 12, the
別の好ましい実施形態では、モータドライブ208から電気モータ11への接続210は、また、電気モータ11の回転の速度および方向を示す入力を含むことができる。また、別の好ましい実施形態は、船舶の速度および方向を示す1つまたは複数の信号を含むことができる。別の実施形態は、電気モータ11にまったく電力が提供されず、それにより、回転が中止する、モータ制御デバイス206のニュートラル設定を含む。
In another preferred embodiment, the
次に図13を参照すると、好ましい一実施形態では、水流などの別の動力源によるプロペラ44の回転「A」により、電気モータ11に何らかの回転Bが生成される。この回転により、電気モータ11が1つまたは複数の電流224を生成し、インバータ222は、かかる電流224を利用して、電力蓄積デバイス220を充電するために電流226を提供する。好ましい一実施形態では、電気モータは3相AC電流224を生成し、インバータ222は直流電流226を生成して、鉛酸バッテリー220などの貯蔵デバイスを充電する。電気貯蔵デバイス220はモータ11に電力を提供し、別の好ましい実施形態では、油圧ポンプ181のための電源180(図6)は、電気貯蔵デバイス220によって電力を供給される。
Referring now to FIG. 13, in a preferred embodiment, rotation “A” of
本発明の趣旨から逸脱することなく、本発明に対して多くの変更および修正を行うことができることを留意されたい。これらの変更のうちのいくつかの範囲については上述した。その他の範囲は、添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。 It should be noted that many changes and modifications can be made to the present invention without departing from the spirit of the invention. The scope of some of these changes has been described above. Other scope will be apparent from the appended claims.
Claims (20)
少なくとも1つのプロペラであって、前記プロペラの一部分が水面をよりも上にあり、それにより、水中抵抗を実質的に低減する、少なくとも1つのプロペラと、
前記少なくとも1つのプロペラに結合された少なくとも1つの電気モータであって、前記モータが、前記電気モータを作動させ、電気モータ速度および回転方向を選択するためのモータ制御デバイスを含む、少なくとも1つの電気モータと、
前記電気モータを前記プロペラに結合する少なくとも1つのシャフトおよびシャフトキャリアであって、前記少なくとも1つのシャフトの少なくとも一部分が、前記シャフトキャリアを通って延びる、少なくとも1つのシャフトおよびシャフトキャリアと
を備える、海上車両用の表面駆動装置。 A support housing;
At least one propeller, a portion of said propeller being above the water surface, thereby substantially reducing underwater resistance;
At least one electric motor coupled to the at least one propeller, the motor including a motor control device for operating the electric motor and selecting an electric motor speed and direction of rotation; A motor,
At least one shaft and shaft carrier coupling the electric motor to the propeller, wherein at least a portion of the at least one shaft extends through the shaft carrier and at least one shaft and shaft carrier. Surface drive device for a vehicle.
前記海上車両にしっかりと装着されたサポートハウジングと、
少なくとも1つのプロペラを駆動させることができる少なくとも1つの電気モータであって、前記モータが、前記電気モータを作動させ、電気モータ速度および回転方向を選択するための制御デバイスを有する、少なくとも1つの電気モータと、
電力源と、
少なくとも1つのプロペラであって、前記プロペラの一部分が水面をよりも上になり、それにより、水中抵抗を実質的に低減することができるように、前記海上車両に対する前記プロペラの位置が垂直方向に制御可能であり、前記海上車両に対する前記プロペラの位置が、前記海上車両の方向を操舵するために水平方向に制御可能である、少なくとも1つのプロペラと、
前記電気モータに接続された前端部、前記プロペラに接続された後端部、およびシャフトキャリアを有する少なくとも1つのシャフトであって、前記シャフトキャリア通って延長する、少なくとも1つのシャフトと
を備える、表面駆動装置。 A surface drive device for a marine vehicle,
A support housing firmly attached to the marine vehicle;
At least one electric motor capable of driving at least one propeller, the motor having a control device for operating the electric motor and selecting an electric motor speed and direction of rotation; A motor,
A power source,
At least one propeller, wherein the position of the propeller relative to the marine vehicle is in a vertical direction such that a portion of the propeller is above the water surface, thereby substantially reducing underwater resistance. At least one propeller that is controllable and wherein the position of the propeller relative to the marine vehicle is controllable horizontally to steer the direction of the marine vehicle;
A surface comprising: a front end connected to the electric motor; a rear end connected to the propeller; and at least one shaft having a shaft carrier extending through the shaft carrier. Drive device.
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