JP2692239B2 - Contra-rotating propeller device - Google Patents

Contra-rotating propeller device

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JP2692239B2
JP2692239B2 JP1034710A JP3471089A JP2692239B2 JP 2692239 B2 JP2692239 B2 JP 2692239B2 JP 1034710 A JP1034710 A JP 1034710A JP 3471089 A JP3471089 A JP 3471089A JP 2692239 B2 JP2692239 B2 JP 2692239B2
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planetary gear
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龍男 藤田
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石川島播磨重工業株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/08Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers of more than one propeller
    • B63H5/10Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers of more than one propeller of coaxial type, e.g. of counter-rotative type

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、船舶の二重反転プロペラ装置の改良に関
し、軸系の振動トルクのピークを移動できるようにして
低速回転域での運転をも可能としたものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement in a contra-rotating propeller device for a ship, which is capable of moving the peak of the vibration torque of a shaft system and is capable of operating in a low speed rotation range. It was possible.

[従来の技術] 船舶の推進効率が向上を図るため二重反転プロペラ装
置が開発されており、例えば第5図に示すように、船尾
管軸受1に支持された内軸2及び外軸3で構成された二
重反転軸4のそれぞれの端部にプロペラ5,6を取付け、
主機7からの動力を反転歯車装置8を介して二重反転軸
4に伝達し、2つのプロペラ5,6を互いに反対方向にほ
ぼ等しい回転数で回転駆動して推力を得るようになって
いる。
[Prior Art] A contra-rotating propeller device has been developed in order to improve the propulsion efficiency of a ship. For example, as shown in FIG. 5, an inner shaft 2 and an outer shaft 3 supported by a stern tube bearing 1 are used. Propellers 5 and 6 are attached to each end of the configured counter rotating shaft 4,
The power from the main engine 7 is transmitted to the counter-rotating shaft 4 via the reversing gear device 8, and the two propellers 5 and 6 are rotationally driven in the opposite directions at substantially equal rotational speeds to obtain thrust. .

このような二重反転プロペラ装置では、ディーゼル機
関などの主機7及び2つのプロペラ5,6を含む動力伝達
系が振動系を構成しており、ディーゼル機関などの爆発
により振動が発生し、動力伝達系の固有振動数では共振
状態となり、振動のピークが生じる。
In such a counter-rotating propeller device, the power transmission system including the main engine 7 of the diesel engine and the two propellers 5 and 6 constitutes a vibration system, and vibration occurs due to the explosion of the diesel engine and the power transmission Resonance occurs at the natural frequency of the system, and a peak of vibration occurs.

このため低速ディーゼル機関を主機7として使用する
場合には、第6図に示すように、機関の常用運転回転数
範囲内で振動トルクAに高いピークBを持つことになる
が、このような振動トルクAのピークBが存在してもこ
れらの大きさが2つのプロペラ5,6を駆動するために伝
達される、いわゆる平均駆動トルクCよりも小さい場合
には、何等問題とならない。
Therefore, when a low-speed diesel engine is used as the main engine 7, as shown in FIG. 6, the vibration torque A has a high peak B within the normal operating speed range of the engine. Even if the peak B of the torque A is present, if these magnitudes are smaller than the so-called average driving torque C transmitted for driving the two propellers 5 and 6, there is no problem.

ところが、二重反転プロペラ装置を含む動力伝達系で
は、反転歯車装置8によって主機7からの駆動力をほぼ
1/2の大きさに分配してそれぞれのプロペラ5,6を駆動す
るため、平均駆動トルクCも二重反転軸4の各軸2,3に
おいて、ほぼ1/2の大きさとなる一方、振動トルクAは
反転歯車装置8の歯車列の部分でそのまま100%の値を
取るため、振動トルクAが平均駆動トルクCを上回って
しまう。
However, in the power transmission system including the double-reversal propeller device, the reversing gear device 8 almost eliminates the driving force from the main engine 7.
Since the propellers 5 and 6 are driven by being distributed in 1/2 size, the average drive torque C is also approximately 1/2 of the size of each shaft 2 and 3 of the contra-rotating shaft 4 while vibration is generated. Since the torque A has a value of 100% as it is in the gear train of the reversing gear device 8, the vibration torque A exceeds the average drive torque C.

このように振動トルクAが平均駆動トルクCを上回っ
てしまうと、プロペラ5,6及び主機7を含む動力伝達系
が振動のため耐久性が低下したり、信頼性が低下するな
どの悪影響を受けるとともに、反転歯車装置8の歯車列
に歯がたたかれる現象であるチャタリングが生じ、歯の
損傷にまで至ることもある。
If the vibration torque A exceeds the average drive torque C in this way, the power transmission system including the propellers 5 and 6 and the main engine 7 will be adversely affected by vibration such that durability is reduced and reliability is reduced. At the same time, chattering, which is a phenomenon in which teeth are struck in the gear train of the reversing gear device 8, may occur, resulting in damage to the teeth.

そこで、振動トルクAが平均駆動トルクCを上回って
しまう主機7の回転速度の範囲では、連続使用を禁止す
る。機関回転速度のいわゆる連続使用禁止範囲Dを設定
するようにしている。
Therefore, continuous use is prohibited in the range of the rotation speed of the main engine 7 where the vibration torque A exceeds the average drive torque C. A so-called continuous use prohibited range D of the engine rotation speed is set.

ところが、この機関回転速度のいわゆる連続使用禁止
範囲Dを設定すると、通常、主機7の低回転域での運転
ができなくなり、最低船速が大きくなって出入港時に船
を微速(Dead Slow)で動かすことができなくなるとい
う操船上の不都合を生じる。
However, when the so-called continuous use prohibited range D of the engine speed is set, it is usually impossible to operate the main engine 7 in the low speed range, and the minimum ship speed becomes large, so that the ship is at a slow speed (Dead Slow) when entering or leaving the port. This causes inconvenience in maneuvering that it cannot be moved.

このための対策として反転歯車装置8の入力部に弾性
継手を介装して固有振動数を低下させるようにしたり、
第5図に示すように、反転歯車装置8の入力部と出力部
との間にクラッチ9を設けて二重反転軸4の一方の軸
(例えば外軸3)への駆動力の伝達を断続して駆動系の
質量を変えること(特開昭63−93698参照)が提案され
ている。
As a countermeasure for this, an elastic joint is provided in the input portion of the reversing gear device 8 to reduce the natural frequency,
As shown in FIG. 5, a clutch 9 is provided between the input part and the output part of the reversing gear device 8 to intermittently transmit the driving force to one shaft (for example, the outer shaft 3) of the double reversing shaft 4. Then, it has been proposed to change the mass of the drive system (see JP-A-63-93698).

[発明が解決しようとする課題] ところが、弾性継手を介装して固有振動数を低下させ
るようにする場合にあっては、振動系の固有振動数の低
下が少なく、依然として常用回転数の範囲に振動トルク
AのピークBが存在してしまうという問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the case of interposing an elastic joint to lower the natural frequency, the natural frequency of the vibration system does not decrease so much and the range of the normal rotation speed is still maintained. There is a problem that the peak B of the vibration torque A exists.

また、弾性継手で大馬力、高トルクを伝達する場合に
は、弾性継手の外形が巨大となり、製作や装着が困難に
なってしまうことから、現状では、主機7の出力が5000
PS,150rpmまでの船舶に二重反転プロペラ装置を適用す
るのが限界であり、大馬力の主機を搭載する船舶への適
用ができないという問題がある。
Further, when transmitting large horsepower and high torque with an elastic joint, the outer shape of the elastic joint becomes huge, which makes manufacture and mounting difficult.
There is a limit to the application of the counter-rotating propeller device to ships up to PS and 150 rpm, and there is a problem that it cannot be applied to ships equipped with a large horsepower main engine.

一方、二重反転軸4の一方の軸への駆動力の伝達を断
続して駆動系の質量を変えるようクラッチ9を設ける場
合にも大馬力、高トルクを伝達しようとすると、クラッ
チ9の耐久性に問題がある。
On the other hand, even when the clutch 9 is provided so as to change the mass of the drive system by intermittently transmitting the driving force to one of the counter-rotating shafts 4, if the large horsepower and the high torque are transmitted, the durability of the clutch 9 is reduced. There is a problem with sex.

また、一般に大馬力、高トルク伝達用のクラッチとし
て知られている湿式多板クラッチを使用して二重反転プ
ロペラ装置を構成する場合には、クラッチディスクから
の摩耗粉が歯車列や軸受に入り、これらの寿命を短くす
るという問題もある。
Further, when the counter-rotating propeller device is constructed using a wet multi-plate clutch, which is generally known as a clutch for transmitting high horsepower and high torque, abrasion powder from the clutch disc enters the gear train and bearings. There is also the problem of shortening the life of these.

この発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされ
たもので、大馬力、高トルクで駆動することができると
ともに、操船に必要な微速状態での運転も可能な二重反
転プロペラ装置を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and provides a contra-rotating propeller device that can be driven with a large horsepower and a high torque and that can be operated at a very low speed required for marine vessel maneuvering. Is what you are trying to do.

[課題を解決するための手段] 上記従来技術が有する課題を解決するため、この発明
の二重反転プロペラ装置は、主機の駆動力を動力分配機
構を介して伝達し前後2つのプロペラを同軸上で互いに
反転駆動する二重反転プロペラ装置において、前記動力
分配機構を2つの太陽歯車と回転可能なキャリアで支持
された遊星歯車とを備えた遊星歯車機構で構成し、この
遊星歯車機構のキャリアに回転を拘束して駆動力を反転
伝達するとともにキャリアを遊転させて振動系の質量を
減少し得る制動手段を設けたことを特徴とするものであ
る。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the problems of the above-described conventional technology, the counter-rotating propeller device of the present invention transmits the driving force of the main engine through a power distribution mechanism to coaxially move the two front and rear propellers. In the counter-rotating propeller device driven in reverse with each other, the power distribution mechanism is composed of a planetary gear mechanism including two sun gears and a planetary gear supported by a rotatable carrier. The present invention is characterized in that braking means is provided which can restrain the rotation to reversely transmit the driving force and allow the carrier to idle to reduce the mass of the vibration system.

[作用] この二重反転プロペラ装置によれば、反転駆動用の動
力分配機構を遊星歯車機構で構成し、前後2つのプロペ
ラのうち一方を主機と直結にするとともに、他方を2つ
の太陽歯車間で動力伝達を行うようにしておき、2つの
太陽歯車の間に配置された遊星歯車を支持するキャリア
を回転できるようにし、このキャリアの回転を制動手段
で拘束可能としており、キャリアを拘束することで反転
駆動を行なって二重反転プロペラとして機能させるよう
にする一方、キャリアを遊転状態として1つのプロペラ
だけによる単独駆動として動力伝達系の質量を小さく
し、共振点を下げて低回転域での航行を可能とするよう
にしている。
[Operation] According to this counter-rotating propeller device, the power distribution mechanism for reversing drive is composed of the planetary gear mechanism, one of the two front and rear propellers is directly connected to the main engine, and the other is between the two sun gears. The power transmission is carried out by means of which the carrier supporting the planetary gears arranged between the two sun gears can be rotated, and the rotation of this carrier can be restrained by the braking means. In order to function as a contra-rotating propeller, the carrier is allowed to idle and the propeller is driven independently to reduce the mass of the power transmission system to lower the resonance point and reduce the rotation speed. It is designed to enable the navigation of.

したがって、制動手段によるキャリアの固定解放を行
うことで二重反転プロペラの運転制御ができ、大馬力、
高トルクの動力伝達を行うことも簡単にできる。
Therefore, the operation of the contra-rotating propeller can be controlled by fixing and releasing the carrier by the braking means, and the large horsepower,
High torque power transmission can be easily performed.

[実施例] 以下、この発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明
する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図〜第3図はこの発明の二重反転プロペラ装置の
一実施例にかかり、第1図は制動手段を省略した縦断面
図、第2図は制動手段部分の平面図、第3図は第1図の
III−III矢視図である。
1 to 3 relate to an embodiment of the counter-rotating propeller device of the present invention. FIG. 1 is a vertical sectional view in which a braking means is omitted, FIG. 2 is a plan view of a braking means portion, and FIG. In Fig. 1
It is a III-III arrow line view.

この二重反転プロペラ装置10は、互いに逆ピッチの翼
が形成された2つのプロペラ11,12を備えており、これ
らプロペラ11,12が同軸上で前後して配置され、互いを
ほぼ同一の回転数で逆方向に駆動して推力を発生するよ
うになっている。
This counter-rotating propeller device 10 is provided with two propellers 11 and 12 in which blades having pitches opposite to each other are formed. These propellers 11 and 12 are coaxially arranged one behind the other and rotate about the same as each other. It is designed to drive in the opposite direction by a number to generate thrust.

これら2つのプロペラ11,12を同軸上で反対方向に駆
動するため二重反転軸13が使用され、中心部の内軸14に
船尾側プロペラ11が連結され、内軸14の外周に配置され
た筒状の外軸15に船首側プロペラ12が連結されている。
The contra-rotating shaft 13 is used to drive these two propellers 11 and 12 in the opposite directions on the same axis, and the stern side propeller 11 is connected to the inner shaft 14 of the central portion and is arranged on the outer periphery of the inner shaft 14. The bow-side propeller 12 is connected to the tubular outer shaft 15.

この二重反転軸13は、船体16に取付けられた船尾管軸
受17によって外軸15の外周を支持することで回転可能と
されており、内軸14と外軸15との間に介装した軸受18に
よって内軸14及び外軸15が互いに逆方向に回転できるよ
うになっている。
This counter-rotating shaft 13 is rotatable by supporting the outer circumference of the outer shaft 15 by a stern tube bearing 17 attached to the hull 16, and is interposed between the inner shaft 14 and the outer shaft 15. The bearing 18 allows the inner shaft 14 and the outer shaft 15 to rotate in mutually opposite directions.

また、船首側プロペラ12のボス内には、内軸14に設け
られたスラストカラー19を前後から挾むようにスラスト
パッド20が装着されており、船首側プロペラ12のスラス
トがスラストカラー19を介して内軸14に伝達されるとと
もに、船尾側プロペラ11のスラストも直接内軸に伝達さ
れ、主機21に内蔵されたスラスト軸受で一括して支持さ
れるようになっている。
Further, a thrust pad 20 is installed in the boss of the bow side propeller 12 so as to sandwich a thrust collar 19 provided on the inner shaft 14 from the front and rear, and the thrust of the bow side propeller 12 is inserted through the thrust collar 19 inside. In addition to being transmitted to the shaft 14, the thrust of the stern side propeller 11 is also directly transmitted to the inner shaft and is collectively supported by the thrust bearing built in the main engine 21.

さらに、船体16の二重反転軸13が貫通する隔壁部分に
は、シール装置22が設けられ、液密状態となっている。
Further, a seal device 22 is provided in a partition wall portion of the hull 16 through which the counter-rotating shaft 13 penetrates, and is in a liquid-tight state.

このような二重反転軸13を介して主機21からの駆動力
を分配して反転伝達するため、二重反転軸13と主機21と
の間に動力分配機構23が設けられる。
A power distribution mechanism 23 is provided between the counter-rotating shaft 13 and the main engine 21 in order to distribute and reversely transmit the driving force from the main engine 21 via the counter-rotating shaft 13.

この動力分配機構23は、遊星歯車機構で構成されてお
り、中心部の外歯車で構成された太陽歯車24と、外周部
の内歯車で構成された太陽歯車25と、これら2つの太陽
歯車24,25の間に入れられキャリア26に取付けられた遊
星歯車27とで構成される2S−C形(スター形)の遊星歯
車機構となっている。
The power distribution mechanism 23 is composed of a planetary gear mechanism, and has a sun gear 24 composed of an external gear at the center, a sun gear 25 composed of an internal gear at the outer periphery, and these two sun gears 24. 2S-C (star type) planetary gear mechanism that is formed between a planetary gear 27 and a planetary gear 27 mounted on a carrier 26.

そして、遊星歯車27が取付けられるキャリア26は、円
盤状に成形されて船体16などに固定されずにフリーに回
転できるようにされる一方、2つの太陽歯車24,25間で
動力の伝達を行うためキャリア26の回転を拘束できるよ
うに制動手段28が設けられており、キャリア26がディス
クブレーキのブレーキディスク29と兼用されるようにな
っている。
The carrier 26 to which the planetary gear 27 is attached is formed in a disk shape so as to be freely rotatable without being fixed to the hull 16 or the like, while transmitting power between the two sun gears 24 and 25. Therefore, braking means 28 is provided so as to restrain the rotation of the carrier 26, and the carrier 26 is also used as a brake disc 29 of a disc brake.

このブレーキディスク29の外周部分を船体16の前後方
向両側から挾むように船体16の幅方向両側に架台30が2
台立設され、架台30のコ字状の先端部内側にディスクパ
ッド31がそれぞれ装着され、図示しない油圧機構等でデ
ィスクブレーキを動作させることができるようになって
いる。
Two pedestals 30 are provided on both sides in the width direction of the hull 16 so as to sandwich the outer peripheral portion of the brake disc 29 from both sides in the front-rear direction of the hull 16.
The stand is installed upright, and the disc pads 31 are mounted inside the U-shaped tip of the gantry 30, respectively, so that the disc brake can be operated by a hydraulic mechanism (not shown) or the like.

また、この制動手段28には、図示省略したが、制御器
が設けられており、主機21の回転速度を検出する検出器
からの信号で、ディスクブレーキを係合して二重反転プ
ロペラとして機能させたり、ディスクブレーキを解放し
て1つのプロペラだけの単独駆動に切替えることができ
るようにしてある。
Although not shown, the braking means 28 is provided with a controller, which functions as a counter-rotating propeller by engaging a disc brake with a signal from a detector that detects the rotation speed of the main engine 21. Alternatively, the disc brake can be released to switch to single drive of only one propeller.

このような遊星歯車機構で構成された動力分配機構23
では、低速ディーゼル機関などの主機21と直結され中間
軸受32で支持された中間軸33が中心部の太陽歯車24と連
結されるとともに、二重反転軸13の内軸14とも連結さ
れ、船尾側プロペラ11が主機21と直結状態となってい
る。
Power distribution mechanism 23 composed of such a planetary gear mechanism
In addition, the intermediate shaft 33, which is directly connected to the main engine 21 such as a low speed diesel engine and supported by the intermediate bearing 32, is connected to the central sun gear 24, and is also connected to the inner shaft 14 of the counter-rotating shaft 13, so that the stern side is formed. The propeller 11 is directly connected to the main engine 21.

また、内歯車で構成された外周部の太陽歯車25と二重
反転軸13の外軸15とが連結されており、船首側プロペラ
12へは、制動手段28でキャリア26の回転を拘束したとき
に、内軸14の途中から太陽歯車24、遊星歯車27、太陽歯
車25、外軸15を介して主機21の駆動力が分配され、回転
方向が逆にされて伝達されるようになっている。
Further, the sun gear 25 at the outer peripheral portion composed of the internal gear and the outer shaft 15 of the counter-rotating shaft 13 are connected, and the propeller on the bow side is connected.
When the rotation of the carrier 26 is restrained by the braking means 28, the driving force of the main engine 21 is distributed from the middle of the inner shaft 14 to the 12 via the sun gear 24, the planetary gear 27, the sun gear 25, and the outer shaft 15. , The direction of rotation is reversed and transmitted.

次に、このように構成された二重反転プロペラ装置10
の動作について説明する。
Next, the contra-rotating propeller device 10 configured as described above is used.
Will be described.

(1)通常の航行(制動による二重反転駆動)。(1) Normal navigation (double inversion drive by braking).

前後のプロペラ11,12を互いに反転駆動して通常の航
行を行う場合には、制動手段28のディスクブレーキを係
合し、動力分配機構23のキャリア26を固縛した状態とす
る。
When the front and rear propellers 11 and 12 are reversely driven to perform normal navigation, the disc brake of the braking means 28 is engaged and the carrier 26 of the power distribution mechanism 23 is fixed.

すると、主機21からの駆動力は中間軸33を介して動力
分配機構23に送られ、中心部の太陽歯車24から内軸14に
伝達されて直接船尾側プロペラ11が駆動されるととも
に、中心部の太陽歯車24、遊星歯車27、外周の太陽歯車
25によって外軸15に反転された駆動力が伝達され船首側
プロペラ12が駆動される。
Then, the driving force from the main engine 21 is sent to the power distribution mechanism 23 via the intermediate shaft 33, and transmitted from the central sun gear 24 to the inner shaft 14 to directly drive the stern side propeller 11 and also to the central part. Sun gear 24, planet gears 27, outer sun gear
The inverted driving force is transmitted to the outer shaft 15 by 25, and the bow side propeller 12 is driven.

したがって、このような二重反転プロペラ装置10を本
来の二重反転プロペラとして機能させるようにすること
で、第4図の上段に示す「二重反転軸の内軸及び主機の
クランク軸に生ずる捩り振動軸応力と機関回転数との関
係」のように、主機21の回転数が機関連続使用禁止範囲
Kより大きい回転数N以上の範囲では、既に説明したよ
うな歯車のチャタリングなどの悪影響が発生することな
く、推進効率を向上させ、経済的な航行ができる。
Therefore, by causing the counter-rotating propeller device 10 to function as the original counter-rotating propeller, the "twist generated in the inner shaft of the counter-rotating shaft and the crankshaft of the main engine" shown in the upper part of FIG. In the range where the rotation speed of the main engine 21 is higher than the engine continuous use prohibited range K and is higher than the rotation speed N, such as the relation between the vibration axial stress and the engine speed, adverse effects such as gear chattering as described above occur. It can improve the propulsion efficiency and economically navigate.

一方、このような二重反転駆動状態で、主機21の回転
数を下げて出入港時に低速航行をしようとすると、ある
低速の機関回転数において振動トルクにピークが発生
し、既に説明したような歯車のチャタリングなどの悪影
響が発生する。
On the other hand, in such a double-reversal drive state, when lowering the rotation speed of the main engine 21 to attempt low-speed navigation at the time of entering and leaving the port, a peak occurs in the vibration torque at a certain low-speed engine rotation speed. This causes adverse effects such as gear chattering.

このような二重反転駆動で機関回転数が低い状態で
は、第4図の上段に示すように、振動トルクのピークE
を発生させる機関回転数N1の近傍では、応力値Fが許容
応力Gに近づいたり、広範囲にチャタリング発生領域H
が生じることとなり、ピークEを発生させる機関回転数
N1を含む相当の回転数域を連続使用禁止範囲Kとして設
定しなければならない。
When the engine speed is low due to such double-reversal drive, as shown in the upper part of FIG.
In the vicinity of the engine speed N1 that causes the engine torque, the stress value F approaches the allowable stress G, and the chattering occurrence area H
Occurs, and the engine speed that produces peak E
A considerable rotation speed range including N1 must be set as the continuous use prohibited range K.

そこで、次のようにして制動手段28を解放して出入港
時に低速航行が行われる (2)低速航行(制動解放による単独駆動)。
Therefore, the braking means 28 is released and the low speed navigation is performed at the time of entering and leaving the port as follows (2) Low speed navigation (single drive by releasing the braking).

制動手段28のディスクブレーキを解放し、動力分配機
構23のキャリア26を自由に回転できるようにする。
The disc brake of the braking means 28 is released to allow the carrier 26 of the power distribution mechanism 23 to rotate freely.

すると、キャリア26に支持されている遊星歯車27が2
つの太陽歯車24,25の間で自転しながら公転することと
なって主機21からの駆動力の伝達が行われず、外軸15に
連結された船首側プロペラ12は船の航行にともなって遊
転されることになる。
Then, the planetary gear 27 supported by the carrier 26 becomes 2
Since the sun gears 24 and 25 revolve around the sun while rotating, the drive force from the main engine 21 is not transmitted, and the bow propeller 12 connected to the outer shaft 15 rotates freely as the ship travels. Will be done.

そして、主機21からの駆動力は中間軸33を介して動力
分配機構23の中心部の太陽歯車24と直結された内軸14に
伝達され、船尾側プロペラ11のみに伝達されて駆動され
る。
Then, the driving force from the main engine 21 is transmitted to the inner shaft 14 directly connected to the sun gear 24 at the center of the power distribution mechanism 23 via the intermediate shaft 33, and is transmitted to and driven only by the stern side propeller 11.

したがって、動力伝達系の質量が動力分配機構23以降
の分だけ減少され、その結果固有振動数が高くなり、第
4図下段に「二重反転軸の内軸及び主機のクランク軸に
生ずる捩り振動軸応力の機関回転数との関係」を示すよ
うに、振動トルクのピークLを高回転数N2側に移動させ
ることができる。
Accordingly, the mass of the power transmission system is reduced by the amount after the power distribution mechanism 23, and as a result, the natural frequency is increased, and the lower part of FIG. 4 shows “Torsion vibration generated in the inner shaft of the counter-rotating shaft and the crankshaft of the main engine”. As shown in "Relationship between axial stress and engine speed", the peak L of the vibration torque can be moved to the high speed N2 side.

このため船尾側プロペラ11だけで航行する場合の連続
使用禁止範囲も高回転側に移動され、新たな連続使用禁
止範囲Mを高回転側に設定すれば良く、低回転数域での
主機21の運転が可能となり、振動や歯車のチャタリング
などの不具合を生じることなく、船を微速(Dead Slo
w)で動かすことができる。
Therefore, the continuous prohibited range when the stern side propeller 11 is used alone is moved to the high rotation side, and the new continuous prohibited range M may be set to the high rotation side. It is possible to operate the ship, and the ship can operate at a very low speed (Dead Slo) without causing problems such as vibration or chattering of gears.
You can move it with w).

このような船尾側プロペラ11のみによる推進では、二
重反転プロペラで航行する場合に比べて同一機関回転数
に対する船速が低下するが、このような低速航行を必要
とする場合は、港内の航行時や狭水道など特種な場合で
あり、むしろ船速が低い方が好ましく何等問題とならな
い。
Propulsion using only the stern side propeller 11 will reduce the ship speed for the same engine speed compared to when traveling with a counter-rotating propeller, but when such low speed navigation is required, navigation in the port This is a special case such as time or narrow water supply, and it is rather preferable that the boat speed is low, and no problem will occur.

以上のように、動力伝達系の共振周波数と主機21から
の起振周波数とが一致しないように、制動手段28の係合
解放によって質量を変えることで、連続使用禁止範囲K,
Mのない操船を行うことが可能となる。
As described above, by changing the mass by engaging and releasing the braking means 28 so that the resonance frequency of the power transmission system and the vibration frequency from the main engine 21 do not match, the continuous use prohibited range K,
It becomes possible to carry out vessel maneuvering without M.

そこで、機関回転数が予め設定したN以上の中・高速
域では検出器からの検出信号に基づき、制御器によって
制動手段28を係合するように制御し、機関回転数がN以
下の低回転域では検出器からの検出信号に基づき、制御
器によって制動手段28を解放するように制御すること
で、二重反転プロペラ装置10の自動的な切替ができる。
Therefore, in the medium or high speed range where the engine speed is equal to or higher than N which is set in advance, the controller controls the braking means 28 to engage based on the detection signal from the detector, and the engine speed is low when the engine speed is N or lower. In the region, the counter-rotating propeller device 10 can be automatically switched by controlling the controller to release the braking means 28 based on the detection signal from the detector.

また、この二重反転プロペラ装置10によれば、船首側
プロペラ12の駆動機構やプロペラ自体に損傷を生じた場
合の非常航行に際しても、制動手段28を解放するだけ
で、簡単に航行を続けることができる。
Further, according to the counter-rotating propeller device 10, even in the case of emergency navigation when the drive mechanism of the bow side propeller 12 or the propeller itself is damaged, it is possible to simply continue the navigation simply by releasing the braking means 28. You can

さらに、この二重反転プロペラ装置10では、キャリア
の固縛するため制動手段を用いるようにしているので、
弾性継手やクラッチなどと異なり、大馬力、高トルクの
伝達が可能であり、二重反転プロペラを大馬力の主機を
搭載する大型船等に適用することができる。
Further, in the counter-rotating propeller device 10, since the braking means is used to fix the carrier,
Unlike elastic joints and clutches, it is possible to transmit high horsepower and high torque, and the counter-rotating propeller can be applied to a large ship equipped with a large horsepower main engine.

なお、上記実施例では、二重反転軸の内軸を直結に
し、遊星歯車機構で外軸の回転を行うようにしたが、逆
にしても良い。また制動手段としてディスクブレーキを
例に説明したがこれをドラムブレーキとしても良い。
Although the inner shaft of the counter-rotating shaft is directly connected and the outer shaft is rotated by the planetary gear mechanism in the above-described embodiment, it may be reversed. Further, although the disc brake has been described as an example of the braking means, it may be a drum brake.

[発明の効果] 以上、一実施例とともに具体的に説明したようにこの
発明の二重反転プロペラ装置によれば、反転駆動用の動
力分配機構を遊星歯車機構で構成し、2つの太陽歯車の
間に配置された遊星歯車を支持するキャリアを回転可能
とするとともに、このキャリアの回転を制動手段で拘束
可能としたので、キャリアを拘束することで反転駆動を
行なって二重反転プロペラとして機能させることができ
る一方、キャリアを遊転状態として1つのプロペラだけ
による単独駆動とすることができ、低回転時に動力伝達
系の質量を小さくし、共振点を下げて低回転域での航行
ができる。
[Effects of the Invention] According to the counter-rotating propeller device of the present invention as specifically described above with reference to the embodiment, the power distribution mechanism for reversing drive is constituted by the planetary gear mechanism, and two sun gears are provided. The carrier that supports the planetary gears arranged between them is rotatable, and the rotation of this carrier can be restrained by the braking means. By restraining the carrier, reversal drive is performed and it functions as a double reversing propeller. On the other hand, the carrier can be idled and driven independently by only one propeller, and the mass of the power transmission system can be reduced when the engine speed is low and the resonance point can be lowered to allow navigation in the low engine speed range.

また、制動手段によるキャリアの固定解放を行うこと
で二重反転プロペラの運転制御ができ、大馬力、高トル
クの動力伝達を行うことも簡単にできる。
Further, the operation of the contra-rotating propeller can be controlled by fixing and releasing the carrier by the braking means, and power transmission of large horsepower and high torque can be easily performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図〜第3図はこの発明の二重反転プロペラ装置の1
実施例にかかり、第1図は制動手段を省略した縦断面
図、第2図は制動手段部分の平面図、第3図は第1図の
III−III矢視図、第4図は二重反転軸の内軸及び主機の
クランク軸に生ずる捩り振動軸応力と機関回転数との関
係を示す説明図、第5図および第6図は従来装置の縦断
面図および振動トルクと機関回転数との関係の説明図で
ある。 10:二重反転プロペラ装置、11:船尾側プロペラ、12:船
首側プロペラ、13:二重反転軸、14:内軸、15:外軸、16:
船体、17:船尾管軸受、18:軸受、19:スラストカラー、2
0:スラストパッド、21:主機、22:シール装置、23:動力
分配機構、24:太陽歯車(外歯車)、25:太陽歯車(内歯
車)、26:キャリア、27:遊星歯車、28:制動手段、29:ブ
レーキディスク、30:架台、31:ディスクパッド、32:中
間軸受、33:中間軸。
1 to 3 show a counter-rotating propeller device 1 according to the present invention.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view in which the braking means is omitted, FIG. 2 is a plan view of the braking means portion, and FIG.
III-III arrow view, FIG. 4 is an explanatory view showing the relationship between the torsional vibration axial stress generated on the inner shaft of the counter-rotating shaft and the crankshaft of the main engine and the engine speed, and FIGS. 5 and 6 are conventional drawings. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the device and an explanatory diagram of a relationship between vibration torque and engine speed. 10: Double reversal propeller device, 11: Stern side propeller, 12: Bow side propeller, 13: Double reversal shaft, 14: Inner shaft, 15: Outer shaft, 16:
Hull, 17: Stern tube bearing, 18: Bearing, 19: Thrust collar, 2
0: Thrust pad, 21: Main machine, 22: Seal device, 23: Power distribution mechanism, 24: Sun gear (external gear), 25: Sun gear (internal gear), 26: Carrier, 27: Planetary gear, 28: Braking Means, 29: brake disc, 30: mount, 31: disc pad, 32: intermediate bearing, 33: intermediate shaft.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】主機の駆動力を動力分配機構を介して伝達
し前後2つのプロペラを同軸上で互いに反転駆動する二
重反転プロペラ装置において、前記動力分配機構を2つ
の太陽歯車と回転可能なキャリアで支持された遊星歯車
とを備えた遊星歯車機構で構成し、この遊星歯車機構の
キャリアに回転を拘束して駆動力を反転伝達するととも
にキャリアを遊転させて振動系の質量を減少し得る制動
手段を設けたことを特徴とする二重反転プロペラ装置。
1. In a counter-rotating propeller device for transmitting the driving force of a main engine through a power distribution mechanism to drive two front and rear propellers coaxially in opposite directions, the power distribution mechanism is rotatable with two sun gears. It consists of a planetary gear mechanism equipped with a planetary gear supported by a carrier.The rotation of the planetary gear mechanism is restricted by the carrier of the planetary gear mechanism to reversely transmit the driving force, and the carrier idles to reduce the mass of the vibration system. A contra-rotating propeller device characterized in that a braking means for obtaining the same is provided.
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