JP4208943B1 - 舶用スラスタの上部ギヤボックス構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 とくに油圧多板クラッチの最適な取付位置とその構造が簡単で、より短縮された期間でのメンテナンス作業を可能にする舶用スラスタの上部ギヤボックス構造を提供する。
【解決手段】 船体Ａ側に設けられる主機にて駆動される水平配置の入力軸５からクラッチ機構２５およびベベルギヤ機構７・８を介して垂直配置の出力軸９に駆動力を伝達してプロペラ１２を回転させる舶用スラスタの上部ギヤボックス構造において、ベベルギヤ機構７・８を収納するギヤ室４とクラッチ機構２５を収納するクラッチ室３とを画成して二区画に形成し、クラッチ室３内の入力軸５の先端側をクラッチハブ２１と一体化するとともに、クラッチ室３とギヤ室４との間の隔壁２０を貫通するギヤ軸６の基端側を、クラッチ室４内でクラッチケース２４と一体化している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、舶用スラスタの上部ギヤボックス構造の改良に関するものである。

上記の舶用スラスタには、姿勢制御用のサイドスラスタやプロペラ部全体が３６０°水平旋回可能な、全旋回式のアジマススラスタなどがある。アジマススラスタはラインシャフト式の推進機に比べて船体の運動性能が非常に優れていることから、高い運動性能が要求されるタグボートの推進機に採用されているが、最近では多岐にわたる船舶の推進機として採用され始めている。なお、サイドスラスタは離着岸用の補助推進機として採用されている。

ところで、舶用スラスタ、とくにアジマススラスタの上部ギヤボックス部内には、船体側に設置された駆動機関（主機ともいう）からプロペラ部への駆動力の伝達を行ったり中止したりするために、油圧式多板クラッチを備えている。したがって、駆動機関の運転中でもクラッチの連結とその解除を遠隔で操作することにより、プロペラの運転と停止とを任意に行うことができる。また、摩擦クラッチ（スリップクラッチ）の場合には、クラッチの連結荷重を調整することによって、駆動機関の回転数を一定に保った状態でも、プロペラの回転数を微妙に変化させて微調整することができるので、所望の推進力を発生させられ、これにより高精度な（テクニカルな）操船が可能となる。

この種の舶用スラスタにおける上部ギヤボックス構造に関する先行技術として、上部ギヤボックスと下部ギヤボックスを有し、船体に設けた主機で駆動する中間軸に連結した水平配置の入力軸から、ベベルギヤ機構を介して垂直配置の出力軸に動力を伝達してプロペラを駆動する舶用スラスタの上部ギヤボックスにおいて、上記入力軸の動力を嵌脱するクラッチを上記出力軸の上方で該入力軸とほぼ交差する位置に配設し、該クラッチのクラッチケース軸心を上記入力軸の軸心と同一軸心上に設けるとともに、該クラッチケースと一体的にピニオン軸を同一軸心上に設け、該ピニオン軸のクラッチケース側に上記ベベルギヤ機構を構成するベベルピニオンを設け、該ベベルピニオンの反クラッチケース側に該ピニオン軸と上記クラッチケースおよび該ベベルピニオンを支持する軸受を設けた構造のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
実開平６−２０１９８号公報

上記特許文献１に記載の舶用スラスタの上部ギヤボックス構造では、水平方向に配置される入力軸と垂直方向に配置される出力軸とが交差する位置に、油圧式多板クラッチが設けられている。この上部ギヤボックス構造では、出力軸上端のベベルホイールギヤとこれに直交して噛合するベベルピニオンギヤとで囲まれる空間内に多板クラッチが押し込まれるように配置されている。したがって、このような構造は、例えばクラッチのメンテナンス時やクラッチが故障して修理や交換が必要になると、ベベルピニオンやベベルホイールの各ギヤをはじめ多数の関連部品を取り外すなど、上部ギヤボックス内の各部品を取り外して分解しなければならず、作業に多大な手間がかかる。しかも、多板クラッチはベベルギヤ機構を構成する直角に交差する２枚のギヤ空間内にあるために、ベベルピニオンギヤやベベルホイールギヤの寸法がクラッチの大きさ・寸法に制約を受けるうえに、各ギヤが必要とする寸法よりも大きな寸法のギヤを採用せざるを得ない場合があるなどの、不都合がある。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて、また昨今の省人化時代の要請にも応えるべくなされたもので、従来の一般的な構造に比べて、とくに油圧多板クラッチの最適な取付位置とその構造が簡単で、より短縮された期間でのメンテナンス作業を可能にするとともに、機器の保守点検の容易化を図れる舶用スラスタの上部ギヤボックス構造を提供しようとするものである。

上記の課題を解決するために本発明に係る舶用スラスタの上部ギヤボックス構造は、船体側に設けられる主機にて駆動される水平配置の入力軸からクラッチ機構およびベベルギヤ機構を介して垂直配置の出力軸に駆動力を伝達してプロペラを回転させる舶用スラスタの上部ギヤボックス構造において、前記クラッチ機構を収納するクラッチ室内の前記入力軸の先端側を、クラッチハブと一体化するとともに、前記ベベルギヤ機構を収納するギヤ室と前記クラッチ室との間の隔壁を貫通するギヤ軸の基端側を、前記クラッチ室内でクラッチケースと一体化し、前記入力軸の基端部分を前記クラッチ室の基端側開口部から外方へ突出させ、入力軸カップリングを前記入力軸と一体回転可能に装着し、前記クラッチ室の一端を開口し、この開口から前記入力軸の基端部を外方に突出するとともに、前記入力軸の基端部分を、軸方向に離間して配置される一対の軸受を介して前記開口の内周縁部にボルトで着脱可能に固定される円環状の軸受ハウジングで回転可能に支持し、前記入力軸の外周面上で一対の前記軸受間に給油環を回転可能に配装するとともに、前記軸受ハウジングの内周面で支持し、前記入力軸の基端部外周面上には前記入力軸カップリングを一体回転可能に嵌め込んで締付ナットで固定し、一対の前記軸受のうち入力軸カップリング側の軸受における内輪の内周側をテーパー部に形成し、このテーパー部と前記入力軸外周面との間にテーパースリーブを嵌め込んで前記入力軸カップリング側の軸受を固定し、前記給油環は、外周側の前記軸受ハウジングとの間にわずかな隙間を設けて前記軸受ハウジングによってフローティング支持したことを特徴とする。

上記の構成を有する本発明に係る舶用スラスタの上部ギヤボックス構造によれば、万一、クラッチ機構が故障しても、その修理に際してベベルギヤ機構を分解したり取り外したりする必要がなくなるとともに、ベベルギヤ機構およびクラッチ機構のメンテナンスが容易で作業時間が短くなる。また、入力軸の先端側にはクラッチハブが一体化されており、一方、入力軸の基端側には入力軸カップリングが装着しており、重量的にはクラッチハブの方が入力軸カップリングよりも重いので、重量的にアンバランスになるが、入力軸がクラッチハブ側に傾斜しても、給油環が一対の軸受間に配置されているため、給油環の外周面と軸受ハウジングの内周面には隙間があり、性能的な問題が生じない。

請求項２に記載のように、基端中央部を開口した先端開放の円筒状シリンダの前記開口を前記入力軸の基端側から嵌め込むことにより前記クラッチハブの基端側に前記シリンダを取り付け、前記クラッチハブ外周面と前記シリンダ内周面間に形成される環状空間部に円環状ピストンをクラッチハブの軸方向に摺動自在に組み込むことができる。

このように構成すれば、特に摩擦式クラッチを使用した場合には、ON/OFFクラッチのように嵌・脱（入り・切り）の機能だけではなく、ピストンによる押し付け荷重（クラッチの摩擦板とスティールプレート（以下、金属板ともいう）間に対する押圧力）を調整し、例えば摩擦板と金属板とを任意の割合で滑らせることにより、主機の回転数を一定に保った状態でも、プロペラの回転数を所望の回転数にして運転することができる。

請求項３に記載のように、前記クラッチ機構が摩擦式油圧多板クラッチで、このクラッチのピストン作動油圧用供給路を、前記クラッチ室に設けられた基端側開口内周縁部に固定される円環状軸受ハウジング、前記入力軸の外周面上に回転可能に配装され、前記軸受ハウジングの内周面で支持される給油環および前記入力軸ならびに前記シリンダに一連に連通してシリンダ内に至るように穿設される作動油通路によって構成する一方、前記油圧クラッチの摩擦板と金属板との間に導かれる潤滑油供給路を、前記軸受ハウジング、前記給油環および前記入力軸の軸心部を軸方向に通ってクラッチハブに至り、このクラッチハブに半径方向へ放射状に穿設される潤滑油通路によって構成することが望ましい。

このように構成すれば、請求項２についての上記の作用をピストン作動油圧用給油路を通じて作動油を供給することにより確実に達成できる。また、摩擦板と金属板とを任意の割合で滑らせてプロペラの回転数を所望の回転数で運転する際には、摩擦板と金属板間には摩擦作用による大きな熱量が発生するために、その冷却に多量の潤滑油を供給する必要がある。このため、潤滑油を如何に効率的に摩擦板と金属板間に供給することができるかで、油圧多板クラッチの設計寸法が決定されるが、請求項３に記載の上部ギヤボックス構造によれば、次のような作用効果を奏する。すなわち、入力軸および先端のクラッチハブを一次側とすれば、クラッチケースおよびギヤ軸は二次側になり、一次側の入力軸およびクラッチハブは常に主機の高速回転に伴って高速回転を継続している。これに対し、二次側はスリップ制御時には低速回転する。そして、潤滑油は常に高速回転しかつ回転中心から半径方向に離間した位置にあるクラッチハブの放射状潤滑油通路から、大きな遠心力を受けて摩擦板と金属板間に供給されるので、両板間は摩擦発熱時にも効率よく冷却される。結果として、摩擦板と金属板間が十分に冷却され両板間からの発熱が抑制されるとともに、クラッチ機構の寸法を小さくでき、コンパクト化が図れる。

請求項４に記載のように、前記軸受ハウジングと前記シリンダとの間に設けられる空間部の上方で、前記クラッチ室の上部壁に開口部（作業用開閉窓）を設けるとともに、前記シリンダの基端底部を貫通するネジ孔を前記ピストンに臨ませて穿設し、このネジ孔に螺合する押しボルトを前記開口部より回転工具を介して回転させ、前記ピストンを押圧して前記油圧クラッチを連結可能にすることができる。

このように構成すれば、油圧多板クラッチの故障時において、例えばピストンの作動不良や給油環の損傷などの非常事態が生じた場合に、開口部を開放したうえで、工具を用いて押しボルトを特定方向に回転させてピストンを手動でクラッチの連結側に押し付けることにより、摩擦板と金属板間を密着させて連結し、主機からの駆動力を入力軸やクラッチハブを介して二次側のギヤ軸に伝達し、出力軸を介してプロペラを回転させることができる。

請求項５に記載のように、外歯を外周に備えた円環状の駆動ギヤを、前記シリンダの外周面に一体回転可能に取り付け、油圧ポンプ駆動用のギヤを前記駆動ギヤに噛合させて油圧ポンプを運転することができる。

このように構成すれば、主機の駆動力により常時定速回転する入力軸の回転を利用して油圧ポンプを運転することができるので、クラッチ機構の連結とその解除の動作を行わせたり、舶用スラスタがアジマスタスラスタの場合に旋回モータを駆動してプロペラ部を３６０°水平旋回させたりすることができる。

本発明に係る舶用スラスタの上部ギヤボックス構造は上記の構成からなるから、次のような優れた効果がある。

従来の一般的な構造に比べて構造が簡単でより短縮された期間でのメンテナンス作業が可能になるとともに、機器の保守点検が容易になる。

以下に本発明に係る舶用スラスタの上部ギヤボックス構造について実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は舶用スラスタの一実施例としてアジマススラスタに適用した上部ギヤボックス構造を示す縦断面図、図２は図１の一部を拡大して示す縦断面図、図３は図１の上部ギヤボックス構造においてクラッチの連結解除状態で手動でクラッチを連結する作業の開始状態を示す縦断面図、図４は図３においてクラッチを連結した状態を示す縦断面図である。

図１および図２に示すように、アジマススラスタ１は、本船Ａ内の船体底部におけるプラットホーム部２ａ上に固設される上部ギヤボックス部２と、本船Ａの船体底部から下方に突出して設けられるスラスタ部１４とを備えている。上部ギヤボックス部２内は長手方向（軸方向）のほぼ中間位置でクラッチ室３とギヤ室４とに隔壁２０で仕切られ、二区画に形成されている。クラッチ室３内には入力軸５が水平方向に配置され、入力軸５の先端側の上部ピニオンのギヤ軸６がギヤ室４内に水平方向に配置されている。本船Ａ内の船首側に図示を省略した主機（駆動機関）が設置され、この主機の駆動力が図示を省略した中間軸あるいは継手などを介在したうえで、入力軸カップリング３０を介して入力軸５に伝達される。

ギヤ軸６に一体形成された上部ベベルピニオンギヤ７に噛合して回転する上部ベベルホイールギヤ８を上端に一体に備え、下方へ垂直方向に延設される出力軸９が筒状の出力軸ハウジング６３内に軸受１１を介して回転可能に支持されている。出力軸９の下端に一体に形成される図示を省略した下部ベベルピニオンギヤに噛合する下部ベベルホイールギヤを介して駆動力を水平方向に配置されるプロペラ軸１２ａに伝達し、このプロペラ軸１２ａの回転で先端のプロペラ１２を回転するプロペラ部１３をストラット部１０の下端に一体に備えている。なお、ストラット部１０とプロペラ部１３でスラスタ部１４が構成される。また、プロペラ部１３はプロペラ１２の周囲を取り囲むようにダクト１５を備えている。

スラスタ部１４の上端部はプラットホーム部２ａ内に旋回輪軸受１６を介して回転可能に吊設されており、スラスタ部１４の上端外周に一体に形成された旋回ギヤ１７に、プラットホーム部２ａ上に設置された旋回モータ１８の下向きの駆動ギヤ１９を噛合させて回転することにより、スラスタ部１４が水平方向に３６０°旋回するように構成されている。

以上の構成により、アジマススラスタ１は、主機の駆動力が入力軸カップリング３０を介して入力軸５に伝達され、後述する油圧多板クラッチ２５を介してギヤ軸６が回転する。このギヤ軸６の回転が上部ベベルギヤ機構７・８を介して出力軸９に伝達され、下部ベベルギヤ機構（図示せず）を介してプロペラ軸１２ａが回転する。プロペラ軸１２ａでダクト１５内のプロペラ１２が回転し、このプロペラ１２の回転により海水が図１の右側からダクト１５内に吸い込まれ、ダクト１５の左側へ噴出され、この噴出流によって本船Ａが推進される。一方、後述する油圧ポンプ４５による油圧力で駆動される旋回モータ１８によって旋回ギヤ１７を回転させることにより、スラスタ部１４を水平方向に３６０°旋回させることができ、本船Ａを任意の方向に操舵できる。

図１に示すように、クラッチ室３の一端（ギヤ室４と反対側）が開口され、この開口３ａから入力軸５の基端部が外方に突出されている。入力軸５の基端部分は、軸方向に離間して配置される一対の軸受３２・３３を介して開口３ａの内周縁部にボルト５８で着脱可能に固定される円環状の軸受ハウジング３１で回転可能に支持されている。また、入力軸５の外周面上で軸受３２と３３との間に給油環３４が回転可能に配装され、軸受ハウジング３１の内周面で支持されている。さらに、入力軸５の基端部外周面上には入力軸カップリング３０が一体回転可能に嵌め込まれ締付ナット３０ａで固定されており、入力軸カップリング３０と基端側軸受３２の内輪３２ａのテーパー部との間にテーパースリーブ３５が介装されている。給油環３４は、外周側の軸受ハウジング３１との間にわずかな隙間が設けられており、軸受ハウジング３１によってフローティング支持されている。このため、給油環３４の外周側には、長手方向に間隔をあけて３つのＯリング３４ｂ・３４ｃ・３４ｄが軸受ハウジング３１の内周面側に介設されている。また、軸受ハウジング３１の外周面側から移動止めピン３６が半径方向の貫通ネジ孔３１ｃに螺着されており、このピン３６の先端部分３６ａは軸受ハウジング３１の内周面から内方に突出し、給油環３４の軸方向および半径方向のわずかな動きを許容するように、ピン先端部分３６ａよりやや口径を大きくしたピン孔３４ａ内に挿入されている。

入力軸５の先端側には、半径方向に膨出して外径がやや拡径したクラッチハブ２１が一体に形成されている。基端中央部に開口２２ｃを設け先端を開放した円筒状シリンダ２２が、入力軸５の基端側から開口２２ｃを嵌め込むことによりクラッチハブ２１の基端面に当接され、ボルト２２ｂにより入力軸５と一体回転可能に取り付けられている。一方、ギヤ軸６の基端部が隔壁２０に設けられた開口２０ａを貫通し、開口２０ａ内周面に軸受２３を介して、またギヤ軸６の先端部が軸受２３ａを介してそれぞれ回転可能に支持されている。ギヤ軸６の基端には、基端側を開放した円筒状のクラッチケース２４が一体に形成され、このクラッチケース２４とクラッチハブ２１間に油圧多板クラッチ（クラッチ機構）２５が配備されている。つまり、多数の円環状金属板（スティールプレート）２５ａが軸方向に間隔をあけてクラッチハブ２１の外周面から半径方向外方に突設される一方、円環状摩擦板２５ｂがクラッチケース２４から半径方向内方の金属板２５ａ間へ向けて突設されている。また、クラッチハブ２１の先端には半径方向外方へ張り出す鍔部（フランジ）２１ａが形成され、この鍔部２１ａに係止される円環状ストッパー２６がクラッチハブ２１の外周面先端部に固定されている。

さらに、クラッチハブ２１の外周面とシリンダ２２の内周面間に形成される環状空間部がシリンダ室２７に構成され、このシリンダ室２７内に環状ピストン２８がクラッチハブ２１の軸方向に摺動自在に組み込まれている。環状ピストン２８は後述する油圧力が作用しないときに、摩擦板２５ｂと金属板２５ａとの連結が解除されるように戻しバネ２９がクラッチハブ２１の基端面とピストン２８間に縮装されている。このようにして、油圧多板クラッチ２５が構成される。

ところで、図１に示した上記実施例とは逆に、多数の円環状摩擦板２５ｂが軸方向に間隔をあけてクラッチハブ２１の外周面から半径方向外方に突設される一方、円環状金属板２５ａがクラッチケース２４から半径方向内方の摩擦板２５ｂ間へ向けて突設される構成にしてもよい。

続いて、ピストン２８の作動用圧油供給路および油圧多板クラッチ２５の潤滑油供給路について説明する。

図２に示すように、シリンダ室２７内のピストン２８へ圧油を供給するための圧油管４０の一端が、圧油管継手４１を介して軸受ハウジング３１の外周面基端上部の圧油供給路３１ａに接続されている。この圧油供給路３１ａは軸受ハウジング３１の内部において半径方向内方・水平方向先端方向・半径方向内方に順に穿設され、給油環３４の先端側の半径方向に穿設された圧油供給路３４ｅに接続されている。この圧油供給路３４ｅは入力軸５の内部を半径方向内方・水平方向先端方向・半径方向外方に順に穿設され、シリンダ２２の圧油供給路２２ａに至る圧油供給路５ａに接続されている。圧油供給路２２ａは、シリンダ２２の内部において半径方向外方・水平方向先端方向に順に穿設され、シリンダ室２７内に至る。

また、油圧多板クラッチ２５の摩擦板２５ｂと金属板２５ａとの間に潤滑油を供給するための潤滑油管４２の一端が、潤滑油管継手４３を介して軸受ハウジング３１の外周面基端下部の潤滑油供給路３１ｂに接続されている。この潤滑油供給路３１ｂは軸受ハウジング３１の内部において半径方向内方・水平方向先端方向・半径方向内方に順に穿設され、給油環３４の基端側の半径方向に穿設された潤滑油供給路３４ｆに接続されている。この潤滑油供給路３４ｆは入力軸５の内部において外周面側から軸心部に向けて半径方向内方へまた軸心部を水平方向先端方向に順に穿設され潤滑油供給路５ｂとなり、クラッチハブ２１の先端面付近まで達している。そして、クラッチハブ２１の内部において半径方向に放射状の潤滑油放射状孔２１ｂが軸方向に僅かな間隔をあけて穿設され、各金属板２５ａ間に導かれている。さらに、各金属板２５ａ間の半径方向延長方向でクラッチケース２４に、半径方向放射状に潤滑油放射状孔２４ｂが穿設されている。

なお、図２に示すように、クラッチ室３の上部壁には作業用開口部（窓）３７が設けられており、この開口部３７には蓋３８がボルト３８ａで取り付けられており、通常は、閉じられている。また、シリンダ２２の基端側外周面上に、後述する油圧ポンプ４５(図７参照）などを駆動するための駆動ギヤ３９が焼き嵌めにより一体回転可能に装着されている。駆動ギヤ３９は円環状で、外周面に歯３９ａが円周方向に等間隔に形成されている。

図３・図４に示すように、蓋３８を取り外して開口部３７を開放した状態で、手動により工具５１を使用して環状ピストン２８を押し付けられるように、シリンダ２２の底部を貫通して穿設されたネジ孔５２に押しボルト５３が回転可能に螺合されている。押しボルト５３は、油圧による環状ピストン２８の押し付け力が解除された状態で、図３のように戻しバネ２９で環状ピストン２８が戻される。この状態で、工具５１により押しボルト５３を特定方向に回転させることにより、図４に示すように環状ピストン２８を押し付けて油圧多板クラッチ２５を連結することができる。

図５は給油環３４を入力軸５から引き抜き可能な構造を示す分解状態の説明図であるが、図２に示すように、入力軸カップリング３０と軸受ハウジング３１の基端側軸受３２の内輪３２ａ側との間には、同軸受３２を固定するためのテーパースリーブ３５、ナット５７およびシールライナ５６がこの順に介設されている。また、軸受３２の外輪３２ｂ側は、シールライナ５６上のシールリング６１を介して押さえ板６０により押し付けられる。この押さえ板６０はボルト６０ａにより軸受ハウジング３１の端面に対して固定されている。

そして、図５において、押さえ板６０をボルト６０ａを緩めて取り外し、シールライナ５６、ナット５７、テーパースリーブ３５を順次入力軸５から引き抜いて取り外すことにより、給油環３４を軸受ハウジング３１に組み込んだ状態で引き抜き可能な構造にしている。また、別の図５（ｂ）に示す実施例では、軸受ハウジング３１をクラッチ室３の開口の部分に取り付けたままの状態で軸受３２を引き抜き、次に給油環３４を単体で引き抜いた状態を示している。同様に、別の図５（ｃ）に示す実施例のように、先に軸受ハウジング３１を引き抜き、その後に入力軸５に残っている給油環３４を引き抜くこともできる。

本実施例のようにこれらが可能となるのは、軸受ハウジング３１をクラッチ室３の開口３ａの周縁部にボルト５８で着脱可能にして取り付け、軸受ハウジング３１にて給油環３４を支持しているからである。また、軸受３２は内輪３２ａを入力軸５に焼き嵌めで固定する必要がないため、軸受３２の引き抜きが可能となる。つまり、テーパースリーブ３５を強固に押し込むことにより、焼き嵌めで固定したのと同様の効果を奏するからである。いいかえれば、入力軸カップリング３０側の、スラスト方向を支持する軸受３２の内外輪３２ａ・３２ｂを分離可能な構造とし、他方（先端側）の軸受３３は半径方向力のみを支持する構成にしたから可能となる構造である。したがって、部品点数が膨大で、分解と組立に多大な工程が必要となる油圧多板クラッチ２５部に全く影響することなく、給油環３４の着脱が可能となる。当然のことながら、クラッチケース２４を含むギヤ軸６についても、同様に分解および組立の必要がない。図示は省略するが、ベベルギヤ機構７・８の組立には、歯当たり調整用シムによる調整作業が不可欠で、その調整具合によってギヤの伝達能力に著しい影響を及ぼすので、その作業は慎重かつ正確に行わねばならず、熟練を要するとともに多大な工程を要するが、そうした作業が一切不要になる。この結果、給油環３４のメンテナンスやその交換作業が容易に行えるようになる。

また、給油環３４の外径部形状と、軸受ハウジング３１の給油環３４を組み込む内径部形状に段差がないこと、さらに給油環３４の外径寸法は軸受３２および軸受３３の両軸受の外径寸法よりも小さい寸法を採用している。この設計を採用することにより、図５に示すように上記のような複数の実施の形態（図５では３例を示しているが）で、給油環３４を分解し、組み立てることが可能となる。

図６は上部ギヤボックス構造の他の実施例を示す断面図である。

図６に示すように、本実施例では、給油環３４の先端側の軸受３３をクラッチハブ２１とギヤ軸６との間に設けている。すなわち、クラッチハブ２１の先端面中央部に凹状の空間部２１ａを形成し、ギヤ軸６の端面中央部６ａを空間部２１ａ内へ突出させ、クラッチハブ２１の凹状空間部２１ａの内周面とギヤ軸６の中央突出部６ａの外周面との間に軸受３３を介装している。その他の構成については上記実施例と共通するので、共通する部材には上記実施例と同一の符号を付けて示し、詳しい説明は省略するが、本実施例によれば、軸受ハウジング３１の長さを短縮できるので、その長さ分、図６中のＬで示す距離が短くなるという利点がある。

なお、図示は省略するが、ギヤ軸６を図６とは逆の構造としてその端面中央部に凹状空間部を形成し、クラッチハブ２１の先端面中央部を凹状空間部側へ突出させ、その中央突出部外周面と凹状空間部内周面間に軸受３３を介装することもできる。

図７は図１の上部ギヤボックスの平面視断面図で、駆動ギヤ３９で駆動される油圧ポンプ４５を示している。同図に示すように、クラッチ室３の側壁の一部を外方へ張り出させ、この張り出させた空間３ｂ内に油圧ポンプ４５用ポンプ駆動ギヤ４４を配置し、このポンプ駆動ギヤ４４を駆動ギヤ３９に噛合させている。一方、油圧ポンプ４５はクラッチ室３から張り出させた正面壁３ｃに取り付けている。なお、油圧ポンプ４５は油圧多板クラッチ２５の作動用およびスラスタ部１４の旋回モータ１８の回転用に必要な油圧力を十分に発生可能な容量にしている。また、本実施例の場合、シリンダ２２をクラッチハブ２１の基端面に取り付けるためのボルト２２ｂは、油圧多板クラッチ２５の作動油圧および駆動ギヤ３９の作動トルクに耐えられる強度を要する。さらに、駆動ギヤ３９はシリンダ２２に焼き嵌めで固定しているが、ボルトを用いて固定することもできる。

図８は本発明に対する別の比較例を示す図面で、上記図７に示した本発明の実施例とは逆の構成からなる図面である。この比較例では油圧多板クラッチ２５の構成を図７とは逆構造、すなわちクラッチケース２４を一次側にし、クラッチハブ２１を二次側にした構成としている。しかし、本実施例の構造では、クラッチケース２４を入力軸５に対し一体回転可能に固定するためのボルト２４ａに、プロペラ１２を駆動する主トルクと駆動ギヤ３９の作動トルクとを合算した大きさの伝達トルクが作用するために、同伝達トルクに耐えられるだけの大きな強度のボルトが要求されるという、不都合がある。

ところで、図９は入力軸５が傾斜した際の給油環３４の外周面と軸受ハウジング３１の内周面間の隙間の関係を示す説明図で、（ａ）（ｂ）は一対の軸受３２・３３間に給油環３４が配置される実施例を示し、（ｃ）は給油環３４が一対の軸受の外側に配置される場合を示す。ここで、一対の軸受３２・３３の軸受間距離であるＬの寸法は、（ａ）〜（ｃ）のいずれの実施例でも、共通の寸法にして配置されている。

図９（ａ）に示すように、軸受３２・３３の内部隙間や入力軸５、給油環３４および軸受ハウジング３１の各部品の寸法誤差により、半径方向に隙間δが生じる。図９（ａ）は入力軸５が半径方向の隙間分だけ平行にずれた状態を示しているが、図９（ｂ）は半径方向の隙間によって入力軸５が角度αだけ傾斜した状態を示している。

入力軸５の先端側にはクラッチハブ２１が一体化されており、一方、入力軸５の基端側には入力軸カップリング３０を装着しているが、重量的にはクラッチハブ２１の方がカップリング３０よりも重いので、重量的にアンバランスになるために、実際には入力軸５は図９（ｂ）のように傾斜する。しかし、給油環３４が一対の軸受３２・３３間に配置されている場合には、図９（ｂ）のように給油環３４の外周面と軸受ハウジング３１の内周面には隙間があり、性能的な問題はない。

さらに、図９（ｃ）では同じように入力軸５は角度βだけ傾斜するが、この傾斜角度βは軸受３２・３３間のＬ寸法が（ａ）（ｂ）と共通するため、その傾斜量も同様にα＝βと同一角度である。しかし、給油環３４が軸受３２・３３間の外側に配置されているため、給油環３４の位置における半径方向の変位が大きくなるから、結果的に給油環３４の外周面と軸受ハウジング３１の内周面との隙間がマイナスの寸法となり、図９（ｃ）のように干渉する。そして、実際の機械においてはそのしわ寄せは、給油環３４の内周面と入力軸５の外周面との干渉として現れることになる。この結果、回転する入力軸５に対し、静止状態で装着されている給油環３４との間で焼き付き事故に繋がる問題が発生する。よって、給油環３４は一対の軸受３２・３３の間に配置されることが望ましい。

上記に本発明の上部ギヤボックス構造をアジマススラスタに適用した実施例について説明したが、本発明の上部ギヤボックス構造は例えばサイドスラスタなどの他の舶用スラスタに実施できることは言うまでもない。

本発明に係る舶用スラスタの一実施例としてアジマススラスタに適用した上部ギヤボックス構造を示す縦断面図である。 図１の一部を拡大して示す縦断面図である。 図１の上部ギヤボックス構造においてクラッチの連結解除状態で手動でクラッチを連結する作業の開始状態を示す縦断面図である。 図３においてクラッチを連結した状態を示す縦断面図である。 給油環３４を入力軸５から引き抜き可能な構造を示す分解状態の説明図である。 本発明の舶用スラスタにおける上部ギヤボックス構造の他の実施例を示す断面図である。 図１に示す上部ギヤボックスの平面視断面図である。 図７に示す本発明の舶用スラスタにおける上部ギヤボックス構造の実施例とは逆の構成からなる比較例を示す断面図である。 入力軸５が傾斜した際の給油環３４の外周面と軸受ハウジング３１の内周面間の隙間の関係を示す説明図で，（ａ）（ｂ）は一対の軸受間に配置される上記実施例を示し、（ｃ）は給油環３４が一対の軸受の外側に配置される場合を示す。

符号の説明

１ アジマススラスタ
２ 上部ギヤボックス部
２ａ プラットホーム部
１４ スラスタ部
３ クラッチ室
４ ギヤ室
５ 入力軸
５ａ・２２ａ 圧油供給路
５ｂ 潤滑油供給路
６ ギヤ軸
７ 上部ベベルピニオンギヤ
８ 上部ベベルホイールギヤ
９ 出力軸
１０ ストラット部
１１ 軸受
１２ プロペラ
１２ａ プロペラ軸
１３ プロペラ部
１４ スラスタ部
１５ ダクト
１６ 旋回輪軸受
１７ 旋回ギヤ
１８ 旋回モータ
２０ 隔壁
２１ クラッチハブ
２１ｂ・２４ｂ 潤滑油放射状孔
２２ シリンダ
２３ 軸受
２４ クラッチケース
２５ 油圧多板クラッチ（クラッチ機構）
２５ｂ油圧多板クラッチ２５の摩擦板
２５ａ油圧多板クラッチ２５の金属板
２８ 環状ピストン
２９ 戻しバネ
３０ 入力軸カップリング
３１ 軸受ハウジング
３１ａ 圧油供給路
３１ｂ 潤滑油供給路
３２・３３ 軸受
３４ 給油環
３４ａ ピン孔
３４ｅ 圧油供給路
３４ｆ 潤滑油供給路
３５ テーパースリーブ
３６ 移動止めピン
３７ 作業用開口部（窓）
３８ 蓋
３９ 駆動ギヤ
４０ 圧油管
４１ 圧油管継手
４２ 潤滑油管
４３ 潤滑油管継手
４４ ポンプ駆動ギヤ
４５ 油圧ポンプ
５１ 工具
５２ ネジ孔
５３ 押しボルト
５６ シールライナ
５７ ナット
５８ ボルト
６０ 押さえ板
６１ シールリング

Claims (5)

1. 船体側に設けられる主機にて駆動される水平配置の入力軸からクラッチ機構およびベベルギヤ機構を介して垂直配置の出力軸に駆動力を伝達してプロペラを回転させる舶用スラスタの上部ギヤボックス構造において、
   前記クラッチ機構を収納するクラッチ室内の前記入力軸の先端側を、クラッチハブと一体化するとともに、前記ベベルギヤ機構を収納するギヤ室と前記クラッチ室との間の隔壁を貫通するギヤ軸の基端側を、前記クラッチ室内でクラッチケースと一体化し、
   前記入力軸の基端部分を前記クラッチ室の基端側開口部から外方へ突出させ、入力軸カップリングを前記入力軸と一体回転可能に装着し、
   前記クラッチ室の一端を開口し、この開口から前記入力軸の基端部を外方に突出するとともに、前記入力軸の基端部分を、軸方向に離間して配置される一対の軸受を介して前記開口の内周縁部にボルトで着脱可能に固定される円環状の軸受ハウジングで回転可能に支持し、
   前記入力軸の外周面上で一対の前記軸受間に給油環を回転可能に配装するとともに、前記軸受ハウジングの内周面で支持し、
   前記入力軸の基端部外周面上には前記入力軸カップリングを一体回転可能に嵌め込んで締付ナットで固定し、一対の前記軸受のうち入力軸カップリング側の軸受における内輪の内周側をテーパー部に形成し、このテーパー部と前記入力軸外周面との間にテーパースリーブを嵌め込んで前記入力軸カップリング側の軸受を固定し、
   前記給油環は、外周側の前記軸受ハウジングとの間にわずかな隙間を設けて前記軸受ハウジングによってフローティング支持したことを特徴とする舶用スラスタの上部ギヤボックス構造。
2. 基端中央部を開口した先端開放の円筒状シリンダの前記開口を前記入力軸の基端側から嵌め込むことにより前記クラッチハブの基端側に前記シリンダを取り付け、前記クラッチハブ外周面と前記シリンダ内周面間に形成される環状空間部に円環状ピストンをクラッチハブの軸方向に摺動自在に組み込んだことを特徴とする請求項１記載の舶用スラスタの上部ギヤボックス構造。
3. 前記クラッチ機構が摩擦式油圧多板クラッチで、
   このクラッチのピストン作動油圧用供給路を、前記クラッチ室に設けられた基端側開口内周縁部に固定される円環状軸受ハウジング、前記入力軸の外周面上に回転可能に配装され、前記軸受ハウジングの内周面で支持される給油環および前記入力軸ならびに前記シリンダに一連に連通してシリンダ内に至るように穿設される作動油通路によって構成する一方、
   前記油圧クラッチの摩擦板と金属板との間に導かれる潤滑油供給路を、前記軸受ハウジング、前記給油環および前記入力軸の軸心部を軸方向に通ってクラッチハブに至り、このクラッチハブに半径方向へ放射状に穿設される潤滑油通路によって構成することを特徴とする請求項２記載の舶用スラスタの上部ギヤボックス構造。
4. 前記軸受ハウジングと前記シリンダとの間に設けられる空間部の上方で、前記クラッチ室の上部壁に開口部を設けるとともに、前記シリンダの基端底部を貫通するネジ孔を前記ピストンに臨ませて穿設し、このネジ孔に螺合する押しボルトを前記開口部より回転工具を介して回転させ、前記ピストンを押圧して前記油圧クラッチを連結可能にしたことを特徴とする請求項３記載の舶用スラスタの上部ギヤボックス構造。
5. 外歯を外周に備えた円環状の駆動ギヤを、前記シリンダの外周面に一体回転可能に取り付け、油圧ポンプ駆動用のギヤを前記駆動ギヤに噛合させて油圧ポンプを運転することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか記載の舶用スラスタの上部ギヤボックス構造。

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