JP2015517433A - 回転軸連結構造体及びこれを備えた船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】新規な回転軸連結構造体を提供すること。【解決手段】開示された回転軸連結構造体は第１回転軸と同心軸上に配列される第２回転軸が第１回転軸と共に回転可能であるように第１回転軸に選択的に連結される回転軸連結構造体であって、第１回転軸の一端部及び第１回転軸の一端部に対向する第２回転軸の一端部が共に回転可能であるように第１回転軸の一端部を第２回転軸の一端部に選択的に結合させる結合部及び第２回転軸に位置し第１回転軸方向に移動可能に形成される移動軸を含む。【選択図】図１

Description

本発明は回転軸連結構造体及びこれを備えた船舶に関する。

二つのエンジンにそれぞれ推進器を装着している二軸船では、実際には一つの推進器のみ稼動する場合が多い。この時、一つの推進器のみ稼動しようとする場合、通常稼動しない推進器をメインエンジンと連結された状態で停止状態にしておくこともあるが、稼動しない推進器がメインエンジンと連結されないように連結を解除して推進器を回転可能にすれば抵抗性能が良くなり全体効率が高くなり得る。

しかし、従来の二軸船でメインエンジンに推進器が連結される構造はメインエンジンに結合された第１回転軸が推進器に連結された第２回転軸の中空軸内に回転可能に挿入された状態で第１回転軸がベアリングによって支持され第１回転軸と第２回転軸がカップリングギヤによって選択的に共に回転可能に結合された。

このような二軸船の推進器結合構造ではメインエンジンが稼動されない場合にカップリングギヤを解除して第１回転軸と第２回転軸が共に回転しないようにし、このように第１回転軸及び第２回転軸が共に回転しない場合にも推進器側の第２回転軸内の中空軸が第１回転軸と相対回転するようになるのでベアリングに激しい摩擦が発生しベアリングが破損する場合が発生する。

本発明の一実施形態は回転軸の連結構造体及びこれを備えた船舶を提供しようとする。

本発明の一側面によれば、第１回転軸と同心軸上に配列される第２回転軸が前記第１回転軸と共に回転可能であるように前記第１回転軸に選択的に連結される回転軸連結構造体であって、前記第１回転軸の一端部及び前記第１回転軸の一端部に対向する前記第２回転軸の一端部が共に回転可能であるように前記第１回転軸の一端部を前記第２回転軸の一端部に選択的に結合させる結合部及び第２回転軸に位置し前記第１回転軸方向に移動可能に形成される移動軸を含む回転軸連結構造体が提供される。

前記移動軸が前記第１回転軸方向に移動時に前記移動軸が受容されて結合されるように前記第１回転軸に形成される移動軸結合溝及び前記移動軸が前記第１回転軸方向に移動可能であるように前記第２回転軸に設置される移動軸移動手段を含むことができる。

この時、前記結合部は、前記第１回転軸の一端部に形成される第１軸ギヤ；前記第２回転軸の一端部に形成され前記第１軸ギヤに対向する第２軸ギヤ；及び前記第１回転軸の延長方向に移動可能であるように前記第１軸ギヤ及び第２軸ギヤのうちのいずれか一つの外周部に設置され、前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうちの他のいずれか一つの方向に移動時に前記第１軸ギヤ及び前記第２軸ギヤのうちの他のいずれか一つの一側と締結されるカップリングギヤを含むことができる。

この時、前記第１軸ギヤ及び前記第２軸ギヤは外周部に外接ギヤ部を含み、前記カップリングギヤは前記第１軸ギヤ及び前記第２軸ギヤの外周部に形成された外接ギヤ部に対応する内接ギヤ部を含むことができる。

この時、前記移動軸移動手段は、前記移動軸を前記第１回転軸方向に移動させるように前記移動軸に結合され前記第２回転軸に設置される油圧シリンダー及び前記油圧シリンダーに油圧を供給するために前記第２回転軸の外側部に形成される油圧ポンプを含むことができる。

この時、前記油圧ポンプから前記油圧シリンダーの内部に連結される流体導管をシーリングするために前記第２回転軸の外周部に形成されるシーリング部及び前記流体導管を開閉するように前記流体導管上に設置される開閉バルブを含むことができる。

一方、本発明の他の側面によれば、推進器を回転させるためにメインエンジンに連結された駆動軸上に前述の回転軸連結構造体が設置された船舶が提供される。

前記回転軸連結構造体の前記第１回転軸は前記駆動軸であり、前記第２回転軸は前記推進器に連結されてもよい。

前記回転軸連結構造体の前記第１回転軸は前記推進器に連結された回転軸であり、前記第２回転軸は前記駆動軸であり得る。

この時、前記船舶は互いに並んで配列された２つの推進器及び前記２つの推進器をそれぞれ駆動するための２つのメインエンジンを含み、前記２つのメインエンジンに連結された前記駆動軸にそれぞれ前記回転軸連結構造体が設置されてもよい。

本発明の一実施形態によれば、互いに共に回転するように結合される第１回転軸と第２回転軸が互いに分離された状態で完全に分離されるように形成されるので、第１回転軸と第２回転軸の相対回転によって第１回転軸及び第２回転軸が互いに損傷することが防止される。

また、本発明の一実施形態によれば、互いに共に回転するように結合される第１回転軸と第２回転軸が共に回転可能であるように結合される時、第２回転軸に設置された移動軸が第１回転軸に結合されて第１回転軸及び第２回転軸を相互結合させるためのガイド役割を果たすので、第１回転軸に第２回転軸が容易に結合される。

本発明の一実施形態による回転軸連結構造体の第１回転軸及び第２回転軸が分離された状態の構成図である。 図１のＡ−Ａ’の断面図である。 図１のＢ部分の拡大図である。 本発明の一実施形態による回転軸連結構造体の第１回転軸及び第２回転軸が結合された状態の構成図である。 本発明の他の実施形態による回転軸連結構造体の構成図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は様々な形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。図面で本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一な参照符号を付けた。

図１は本発明の一実施形態による回転軸連結構造体の第１回転軸及び第２回転軸が分離された状態の構成図である。図２は図１のＡ−Ａの断面図である。図３は図１のＢ部分の拡大図である。図４は本発明の一実施形態による回転軸連結構造体の第１回転軸及び第２回転軸が結合された状態の構成図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態による回転軸連結構造体１は二つの回転軸、例えば第１回転軸２０と同心軸上に配列される第２回転軸３０が第１回転軸２０と共に回転することができるように第２回転軸３０を第１回転軸２０に選択的に連結させるための構造体である。

この時、第２回転軸３０を第１回転軸２０に選択的に連結させるということは、第２回転軸３０が第１回転軸２０と共に回転可能であるように連結されるかまたはその連結が解除可能であるということを意味する。

この時、第１回転軸２０は船舶の動力発生部、例えばメインエンジン１０に連結されメインエンジン１０を駆動することによって回転可能な駆動軸であり得、第２回転軸３０は第１回転軸２０と同心軸上に形成され、一端部に推進器６０を備えた回転軸であり得る。

この時、第１回転軸２０及び第２回転軸３０それぞれは一つ以上のベアリング５６及び５２、５４によって支持されて船舶内部で回転可能であるように形成される。

この時、本発明の一実施形態によれば、船舶は二つのメインエンジン１０を有し、二つのメインエンジン１０にそれぞれ推進器６０を備えた二軸船であり得、二つのメインエンジン１０に連結された駆動軸に本発明の一実施形態による回転軸連結構造体１を設置することができる。

本発明の一実施形態による回転軸連結構造体１は本実施形態のように二軸船のメインエンジン１０の駆動軸に連結された推進器６０、即ち、プロペラをメインエンジン１０と解除可能に連結するための用途として用いることができるが、本実施形態による回転軸連結構造体が適用できる回転軸がこれに制限されるわけではない。

再び図１を参照すれば、本発明の一実施形態による回転軸連結構造体１は第１回転軸２０及び第２回転軸３０に形成される結合部２１、第２回転軸３０に設置される移動軸３４を含むことができる。

そして、本発明の一実施形態による回転軸連結構造体１は、前記移動軸３４に対応して前記第１回転軸２０に形成される移動軸結合溝２３及び前記移動軸３４を移動させるように第２回転軸３０に設置される移動軸移動手段４０を含むことができる。

この時、第１回転軸２０及び第２回転軸３０を連結する結合部２１は、第１軸ギヤ２２、第２軸ギヤ３２及びカップリングギヤ３６を含む。

より詳しく、第１軸ギヤ２２は、メインエンジン１０に回転可能に連結される第１回転軸２０の一端部に１回転軸２０と一体または別個に形成される管状部材であって、外周部に外接ギヤ部が形成される。第１軸ギヤ２２の中心軸上には後述する移動軸を受容するための移動軸結合溝２３が形成される。

第２軸ギヤ３２は第１回転軸２０と同心軸上に配列される第２回転軸３０の一端部に第１回転軸２０の一端部と対向するように形成される管状部材であって、第１軸ギヤ２２と同様に外周部に外接ギヤ部が形成される。

第２軸ギヤ３２の外周部にはカップリングギヤ３６が設置される。カップリングギヤ３６は内周面に前記第１軸ギヤ２２及び第２軸ギヤ３２の外接ギヤ部と対応する内接ギヤ部が形成された管状部材で形成される。

カップリングギヤ３６は、第１軸ギヤ２２と締結されない状態で図１から見て右側方向に移動した状態を維持する。

この時、カップリングギヤ３６は第２軸ギヤ３２の外周部に設置された状態で第１回転軸２０方向に移動する場合に一端部が第１軸ギヤ２２の外接ギヤ部に締結されるように形成される。

カップリングギヤ３６の一端部が第１軸ギヤ２２の外接ギヤ部に締結されると第１軸ギヤ２２及び第２軸ギヤ３２は第１回転軸２０が回転する時に同時に回転可能であるように形成される。

これにより、カップリングギヤ３６が第１軸ギヤ２２及び第２軸ギヤ３２と同時に締結されると第１回転軸２０及び第２回転軸３０は同時に回転可能であるように形成される。

本発明の一実施形態によれば、第１回転軸２０及び第２回転軸３０を同時に回転させることができるように選択的に結合させる結合部２１の構造として第１回転軸２０の一端部に形成された第１軸ギヤ２２、第２回転軸３０の一端部に形成された第２軸ギヤ３２、及びカップリングギヤ３６構造を例示したが、第１回転軸及び第２回転軸を選択的に結合させる構造はそれ以外の公知された多様な構造で形成できる。

一方、本発明の一実施形態によれば、第２回転軸３０には移動軸３４及び移動軸移動手段４０が設置され、第１回転軸２０には移動軸結合溝２３が形成される。

移動軸３４は第２回転軸３０の外周部内側に位置する円柱状部材であって、第１回転軸２０方向に移動可能に形成される。図１から分かるように、移動軸３４は第２回転軸３０に第２軸ギヤ３２を貫通して第１回転軸２０方向に突出するように設置される。

この時、移動軸３４の突出した端部は楔状に形成することができる。このように移動軸３４の端部が楔状に形成されることは、移動軸３４が図１から見て第１回転軸２０方向に移動する時に移動軸結合溝２３に受容されるのが容易であるようにするためである。

一方、移動軸３４が第１回転軸２０方向に移動可能であるようにするために第２回転軸３０には移動軸移動手段４０が設置される。

移動軸移動手段４０は油圧シリンダー４２及び油圧ポンプ４４を含む。

油圧シリンダー４２は第２回転軸３０の内部に設置され、油圧シリンダー４２のシリンダーロッド４３が第２回転軸３０の内部で移動軸３４の他端部と結合される。

油圧ポンプ４４は第２回転軸３０の外部、例えば船舶の船体内部に設置され油圧シリンダー４２を作動するための作動流体を供給する。

図１及び図３を参照すれば、油圧ポンプ４４から出た作動流体は流体供給導管４５を通じて第２回転軸３０内部の油圧シリンダー４２内部に供給されるか油圧シリンダー４２内部から排出されるように形成される。

この時、油圧ポンプ４４から出た作動流体を、回転する第２回転軸３０上に供給するために第２回転軸３０の外周部にはシーリング部７０が設けられる。

図３を参照すれば、シーリング部７０は、シーリングハウジング７２、ベアリング７４及びシーリング部材７６を含むことができる。

シーリングハウジング７２は第２回転軸３０の外周部に設置される一対の環状板材形状ハウジングからなり得る。

シーリングハウジング７２の外周部一側には流体供給導管４５が連結され、これにより、流体供給導管４５を通じて作動流体がシーリングハウジング７２の内部に供給される。

シーリングハウジング７２の内部には第２回転軸３０の外周部にベアリング７４が設置され、これにより、シーリングハウジング７２はベアリング７４と共に第２回転軸３０を中心に回転可能であるように形成される。

この時、ベアリング７４及びシーリングハウジング７２の内側面にはシーリング部材７６が設けられシーリングハウジング７２の内部と第２回転軸３０の透きの間から作動流体が漏出されることを防止する。

シーリングハウジング７２の内部に流入した流体は第２回転軸３０の内部に流入した後、油圧シリンダー４２の内部に供給されるように形成される。

一方、流体供給導管４５には開閉バルブ８０が設置され、油圧シリンダー４２の内部に供給される作動流体の供給が調節されるようにする。

以下、本発明の一実施形態による回転軸連結構造体１の作動について説明する。

本発明の一実施形態による回転軸連結構造体１は第１回転軸２０と第２回転軸３０が同時に回転しなくてもよい場合、図１に示されているように、第１回転軸２０と第２回転軸３０が分離された状態を維持するようにする。

このように第１回転軸２０と第２回転軸３０が同時に回転しなくてもよい場合とは、メインエンジン１０が作動せず第２回転軸３０が回転する必要がない場合である。

この時には第２回転軸３０に設置された移動軸３４が図１から見て右側方向に後退して第１回転軸２０の移動軸結合溝２３から分離され、第２軸ギヤ３２に設置されたカップリングギヤ３６も図１から見て右側方向に移動して第１軸ギヤ２２との結合が解除された状態を維持する。

このような場合、第２回転軸３０は第１回転軸２０の回転に関係なく回転可能であり、第２回転軸３０の回転によって第１回転軸２０が影響を受けたり損傷することが発生しない。

第２回転軸３０を第１回転軸２０と結合させようとする場合には、油圧シリンダー４２を作動させて第２回転軸３０の移動軸３４を図１から見て左側方向に移動させることによって移動軸３４を第１回転軸２０の移動軸結合溝２３に結合させる。

このように移動軸３４が第１回転軸２０方向に移動して移動軸結合溝２３に結合されると、第２回転軸３０と第１回転軸２０が同心軸上に配列される。

このように第１回転軸２０と第２回転軸３０が同心軸上に配列された状態でカップリングギヤ３６を第１回転軸２０方向、即ち、図１から見て、左側方向に移動させてカップリングギヤ３６の内接ギヤ部が第１軸ギヤ２２の外接ギヤ部に結合されるようにする。

図４から分かるように、カップリングギヤ３６が第１軸ギヤ２２に結合されると第１回転軸２０が回転する時に第２回転軸３０も同時に回転可能であるように形成される。

このように第１回転軸２０が第２回転軸３０と同時に回転可能になった状態でメインエンジン１０を駆動すると、第１回転軸２０及び第２回転軸３０が回転して推進器６０が回転し、これにより船舶がメインエンジン１０の駆動による推進器６０の回転によって前進するようになる。

第１回転軸２０と第２回転軸３０が分離される過程は結合過程の逆順に行われ、それに対する詳細な説明は省略する。

本発明の一実施形態による回転軸連結構造体では第１回転軸上に移動軸結合溝を形成し第２回転軸に移動軸及び移動軸移動手段を設置したが、これは例示に過ぎず第１回転軸と第２回転軸が変更されて配置されてもよい。

図５は本発明の他の実施形態による回転軸連結構造体１’の構成図である。

図５を参照すれば、本発明の他の実施形態による回転軸連結構造体１’は、図５に示されているように第１回転軸２０に移動軸３４及び移動軸移動手段４０が設置されるように構成し、第２回転軸３０に移動軸結合溝２３を形成することも可能である。

この時、移動軸３４及び移動軸移動手段４０の構成及び移動軸結合溝２３の構成は前述の実施形態と同様に形成でき、それに対する詳細な説明は省略する。

一方、前述の実施形態では、カップリングギヤが第２軸ギヤに結合された状態で第１回転軸方向に移動して第１軸ギヤに締結されるようにしたが、本発明の他の変形例としてカップリングギヤが第１軸ギヤに結合された状態で第２回転軸方向に移動して第２軸ギヤに締結されるように構成されることも可能である。

以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明の思想は本明細書に提示される実施形態に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同一な思想の範囲内で、構成要素の付加、変更、削除、追加などによって他の実施形態を容易に提案することができるが、これも本発明の思想の範囲内に入ると言える。

本発明の一実施形態によれば、互いに共に回転するように結合できる第１回転軸と第２回転軸が互いに分離された状態で完全に分離されるように形成されるので、第１回転軸と第２回転軸の相対回転によって第１回転軸及び第２回転軸が互いに損傷することが防止される。

１、１’ 回転軸連結構造体
１０ メインエンジン
２０ 第１回転軸
２２ 第１軸ギヤ
２３ 移動軸結合溝
３０ 第２回転軸
３２ 第２軸ギヤ
３４ 移動軸
３６ カップリングギヤ
４２ 油圧シリンダー
４４ 油圧ポンプ
４５ 導管
５２、５４、５６、７４ ベアリング
６０ 推進器
７０ シーリング部
７２ シーリングハウジング
７６ シーリング部材
８０ 開閉バルブ

Claims (10)

1. 第１回転軸と同心軸上に配列される第２回転軸が前記第１回転軸と共に回転可能であるように前記第１回転軸に選択的に連結される回転軸連結構造体であって、
   前記第１回転軸の一端部及び前記第１回転軸の一端部に対向する前記第２回転軸の一端部が共に回転可能であるように前記第１回転軸の一端部を前記第２回転軸の一端部に選択的に結合させる結合部、及び
   前記第２回転軸に位置し第１回転軸方向に移動可能に形成される移動軸
   を含む、回転軸連結構造体。
2. 前記移動軸が前記第１回転軸方向に移動時に前記移動軸が受容されて結合されるように前記第１回転軸に形成される移動軸結合溝；及び
   前記移動軸が前記第１回転軸方向に移動可能であるように前記第２回転軸に設置される移動軸移動手段
   を含む、請求項１に記載の回転軸連結構造体。
3. 前記結合部は
   前記第１回転軸の一端部に形成される第１軸ギヤ；
   前記第２回転軸の一端部に形成され前記第１軸ギヤに対向する第２軸ギヤ；及び
   前記第１回転軸の延長方向に移動可能であるように前記第１軸ギヤ及び第２軸ギヤのうちのいずれか一つの外周部に設置され、前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうちの他のいずれか一つの方向に移動時に前記第１軸ギヤ及び前記第２軸ギヤのうちの他のいずれか一つの一側と締結されるカップリングギヤ
   を含む、請求項１に記載の回転軸連結構造体。
4. 前記第１軸ギヤ及び前記第２軸ギヤは外周部に外接ギヤ部を含み、
   前記カップリングギヤは前記第１軸ギヤ及び前記第２軸ギヤの外周部に形成された外接ギヤ部に対応する内接ギヤ部を含む、請求項３に記載の回転軸連結構造体。
5. 前記移動軸移動手段は、
   前記移動軸を前記第１回転軸方向に移動させるように前記移動軸に結合され前記第２回転軸に設置される油圧シリンダー、及び
   前記油圧シリンダーに油圧を供給するために前記第２回転軸の外側部に形成される油圧ポンプを含む、請求項２に記載の回転軸連結構造体。
6. 前記油圧ポンプから前記油圧シリンダーの内部に連結される流体導管をシーリングするために前記第２回転軸の外周部に形成されるシーリング部、及び
   前記流体導管を開閉するように前記流体導管上に設置される開閉バルブ
   を含む、請求項５に記載の回転軸連結構造体。
7. 推進器を回転させるためにメインエンジンに連結された駆動軸上に請求項１〜６のいずれか一項による回転軸連結構造体が設置された船舶。
8. 前記回転軸連結構造体の前記第１回転軸は前記駆動軸であり、前記第２回転軸は前記推進器に連結された回転軸である、請求項７に記載の船舶。
9. 前記回転軸連結構造体の前記第１回転軸は前記推進器に連結された回転軸であり、前記第２回転軸は前記駆動軸である、請求項７に記載の船舶。
10. 前記船舶は互いに並んで配列された２つの推進器及び前記２つの推進器をそれぞれ駆動するための２つのメインエンジンを含み、
    前記２つのメインエンジンに連結された前記駆動軸にそれぞれ前記回転軸連結構造体が設置された、請求項７に記載の船舶。

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