JP5651130B2 - 船舶の船内外機のための駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、船舶の船内外機のための駆動装置であって、船舶の船腹部内に配置されている上側部分と、船腹部内で封止された開口部を介して周囲の水の中に突出している下側部分と、を有するドライブユニットを備え、ドライブユニットの内側にはドライブトレインが巡らされており、このドライブトレインを介して、下側部分に設けられた少なくとも１つのスクリューが、上側部分の範囲内に配置されたエンジンによって駆動可能となっている、駆動装置に関する。

船舶において、とりわけ、エンジン駆動のレジャーボートにおいては時折、船舶の駆動エンジンが内側に配置され、かつ、ボート船腹部の範囲にあるドライブユニットによって１つまたは複数のスクリューに作用的に接続されている、という駆動コンセプトが適用されている。この目的のため、ドライブユニットは、一般的な方法で、船腹部あるいはボート船腹部の後方の横甲板にある開口部を介して導かれている。このような装置の場合、それに対応して、代替の駆動コンセプトを含む高出力エンジンを適用させることが可能である。

ＤＥ６９９３３２８８Ｔ２から、船内外駆動のための駆動装置が知られており、この場合、エンジンの範囲内であって、かつ船舶の船腹部内に配置された上側部分と、下側部分とを有するドライブユニットが設けられている。下側部分は、周りの水の中へ船腹部の開口部を介して突き出ており、また、その端部にスクリューを有している。スクリューは、回転によって船舶の前進をもたらす。この回転を引き起こすため、ドライブユニットの上側部分および下側部分においてドライブトレインが延びており、シャフトおよび傘歯車を用いることにより、エンジンの回転運動がドライブトレインを介してスクリューへ伝達可能となっている。さらに、船腹部の開口部を介して水が入ることを効果的に防ぐため、相前後して配置された２つの封止部が設けられている。ドライブユニットの上側部分は、エンジンから離れた側の端部において、片側のみで作用するゴムベアリングに接続されており、ゴムベアリングは、船舶の前進の際、横軸の周りでの傾き運動（Kippbewegungen）を船腹部に導き、そして弱める。

しかしながら、従来技術の駆動装置において、その他の方向における反動力および反動トルクは、片側だけで作用するゴムベアリングによっては吸収されず、このため、エンジンのベアリングおよび封止部によって吸収される必要がある、という重大な欠点が存在している。このことは、船舶のカーブ走行の際、および、ドライブユニットのこのような傾き運動の逆方向走行の際に発生する。このことは、発生した負荷および振動を持続中に破壊無く吸収するため、ドライブユニットと船腹部との間の封止部がより堅く実現される必要がある、ということを導く。ただし、このことは同時に、封止特性の低下という結果を生じさせる。さらに、エンジンのベアリングは、本質的に丈夫に実現される必要がある。

従って、本発明の課題は、船舶の船内外機のための駆動装置を、自由な使用（Verfugung）のために調整することであり、船腹部の範囲における封止部、および、駆動エンジンのベアリングが、船舶の駆動の際にドライブユニットを介して導入された反動力および反動トルクによっては損なわれない、ということである。

発明を解決するための手段

この課題は、請求項１の上位概念に基づいて、その特徴との関係において解決される。続いて、従属請求項は各々、本発明の有利な更なる形態を与える。

本発明は、ドライブユニットの上側部分は、船舶の駆動の際に長手方向、横方向および鉛直方向においてドライブユニットへ導入される反動力および反動トルクを船腹部に対して複数の支持ユニットによって支持している支持システムと、接触状態にある、という技術的な教訓を有している。支持システムおよび支持ユニットによってすべての反動力および反動トルクが直接的に吸収され、かつ、船舶の船腹部へ導入される、ということによって、船腹部の開口部の範囲にある封止部が、その封止機能に関して最適に設計され得る。さらに、駆動エンジンのベアリングは、本質的に負担を軽くされる。

本発明の一形態によれば、支持システムは、各々が少なくとも１つの支持エレメントを含んでいる少なくとも４つの支持ユニットを有しており、少なくとも４つの支持ユニットは、ドライブユニットの上側部分のまわりに均等に配置されており、かつ、上側部分に接続されている。均一な装置（配置）を用いることにより、発生し、かつ前記装置へドライブユニットを介して導入される反動力および反動トルクが、高い信頼性で、かつわずかな数で、接続箇所に吸収される。それに加えて、各支持ユニットは、数に応じて、利用される支持エレメントにおいて支配的な負荷に適合される。

本発明の更なる形態によれば、支持ユニットは、ドライブユニットの上側部分の両側に均等に配置され、かつ各側につきそれぞれ共通の支持アームを介して上側部分と接続状態にある。この対策によって、従来のベアリング土台が発展され、そして、ドライブユニットの、導入された全ての運動および振動が最適に防がれる。

本発明の好ましい実施形態によれば、支持アームは、長方形状の横断面を有する中空形状にそれぞれ形成されており、支持アームはそれぞれ、台形状の部分を介してドライブユニットの上側部分に固定されている。支持アームのこのような形態を用いることにより、高い剛性と低い重量とが同時に実現される。台形状の部分により、丈夫であると同時に材料が削減された接続部がドライブユニットに生じる。

本発明の更なる形態において、支持アームは、それぞれ横方向リブ（querverrippung）を有している。有利には、これによって、支持アームの剛性がさらに高められる。

好ましい本発明の形態によれば、各支持エレメントは、両側で作用するゴムベアリングの技術に従って構成されている。支持エレメントのこのような形態によれば、用いられるエラストマー材料によって、導入された振動が最適に弱められ、またゴムベアリングの変形によって運動が吸収される。両側での作用により、これらは、極めて空間的に最適に実現される。

本発明のさらなる有利な形態によれば、ドライブユニットを支持するプレート装置（Plattenanordnung）が船腹部の開口部に設けられており、この場合、プレート装置と船腹部との間に固定的な封止部が設けられ、かつ、プレート装置とドライブユニットとの間に弾力的な封止部が設けられている。このことは、船舶の組み立ての際、ドライブユニットが、弾力的な封止部およびプレート装置とともにすでに組み立てられている統一体として船腹部の開口部に置かれており、固定的な封止部をプレート装置と船腹部との間に配置することのみである、という利点を有している。このことは、組み立て作業を削減する。

本発明の更なる形態において、ドライブユニットの下側部分は、上側部分に対してねじれ可能となっている。この対策によって、船舶の走行方向が、ドライブユニットの下側部分の所定のねじりによって制御され、そのことが、従来の舵による制御に比べて船舶の操作性を高める。

本発明の更なる実施形態によれば、ドライブユニットの下側部分に２つのスクリューが設けられており、当該２つのスクリューは、駆動の際に互いに反対の方向に回転する。反対の方向に回転するスクリューを用いることにより、回転ロスが取り除かれ、かつ、キャビテーション効果が最小化される。さらに、意図しない横方向力が生じることはなく、また、駆動の際、増大された羽根面によってより大きなギヤ段の使用が可能となる。

さらに、本発明の強化された対策が、以下に述べる本発明の好ましい実施形態の説明とともに、図に基づいて詳細に表される。

図１は、船舶の船腹部の範囲における本発明による駆動装置を示す斜視図。 図２は、横方向において切断された、本発明による駆動装置のドライブユニットの上側部分を示す断面図。 図３は、本発明による駆動装置における、支持ユニットを有する支持システムを示す斜視図。 図４は、図３の支持システムを示す側面図。

図１において、船舶の船腹部１の範囲における本発明による駆動装置の斜視図を見ることができる。駆動装置はドライブユニット２を有しており、ドライブユニット２は、上側部分３および下側部分４から構成されており、またドライブユニット２は、船腹部１の開口部においてプレート装置５によって支持されている。ドライブユニット２の上側部分３は、船腹部１内に配置されており、また、長手方向においてフランジ６に関して側面となっている。フランジ６は、図において部分的にのみ見ることができるが、船舶のエンジン（図示せず）に接続されている。ドライブユニット２の下側部分４は、船腹部１の開口部から船舶の周りの水の中へ突き出ており、また、２つのスクリュー（ここでは図示せず）の駆動ハブ７および８を支持している。フランジ６を介して導入される回転運動が、ドライブユニット２の内部において、当該ドライブユニット２の内部に案内されているドライブトレインの、図２の断面図においてのみ見ることができる傘歯車９を介して、さらに垂直方向に延びるシャフト１０を介して、下側部分４に伝達される。下側部分４において、シャフト１０の回転運動は、その後、当業者に知られている技術および方法により、さらなる傘歯車を用いて、両方の駆動ハブ７および８の反対の回転運動に変換される。ドライブユニット２の下側部分４はまた、船舶の走行方向を制御するため、上側部分３および船腹部１に対してねじ曲げ可能となっている。

船舶の駆動の際に発生する反動力および反動トルクを吸収するため、ドライブユニット２の上側部分３は、長手方向において、両側の側面で支持アーム１１Ａおよび１１Ｂに当接した状態にあり、支持アーム１１Ａおよび１１Ｂの端部にはそれぞれ、船腹部１に接続された状態にある支持ユニット１２Ａ−１２Ｄが設けられている。これら支持ユニット１２Ａ−１２Ｄは、２つの支持アーム１１Ａおよび１１Ｂとの組み合わせによって、ドライブユニット２のための一種のベアリングベース（Lagerbett)を形成しており、これによって、反動力および反動トルクが高い信頼性で船腹部１に導入され得る。このように配置することによって、プレート装置５のまわりの範囲の負荷衝撃（Lastbeaufschlagung）がほとんど生じず、このため、船腹部１とプレート装置５との間の固定的な封止部１３、および、図２においてのみ見ることができるが、プレート装置５とドライブユニット２との間の弾力的な封止部１４が、封止特性に関して最適に形成され得る。

図３において、支持アーム１１Ａおよび１１Ｂが、支持ユニット１２Ａ−１２Ｄとともに、斜視図によって細部を見ることができるようになっている。認識することができるように、各支持ユニット１２Ａ−１２Ｄは２つの支持エレメントを有しており、各支持エレメントは、両側で効果があるゴムベアリング１５として形成されている。各ゴムベアリング１５は、その中央において支持アーム１１Ａあるいは１１Ｂに接続された状態となっており、またその動きを、両側にサンドウィッチ状に配置されたゴムパッド１６Ａおよび１６Ｂによって防いでいる。同時に、ゴムベアリングは、示されてはいないが、船腹部１を支持している。

さらに図３から明らかなように、支持アーム１１Ａおよび１１Ｂは各々、長方形状の横断面を有しており、また剛性を高めるため、その外側に向けられた面に設けられた横方向リブ１７を備えている。その内側において、それとは逆に、支持アーム１１Ａおよび１１Ｂは各々、台形状の部分１８Ａおよび１８Ｂを有しており、台形状の部分１８Ａおよび１８Ｂの延びる方向は、特に図４の側面図から明らかになる。台形状の部分１８Ａおよび１８Ｂは各々、（ここでは図示されないが）ドライブユニット２との接続のための強化面を形成している。同時に、台形状の外形によって、この範囲における各支持アーム１１Ａあるいは１１Ｂの剛性が高められる。

船舶の船内外機のための駆動装置の本発明による実施形態を用いることにより、ドライブユニット２と船腹部１との間に位置している封止部１３および１４を、封止特性の観点から最適に形成すること、さらに、組み入れられたエンジンのベアリングの負担を軽くすることが可能となる。さらに、船舶のカーブ走行の開始時、ドライブユニット２の下側部分４を傾斜姿勢にする際、このとき発生する反動力および反動トルクであって、長手方向においてのみ影響を及ぼすのではない反動力および反動トルクを、高い信頼性で防ぐとともに、船腹部１へ導入することが可能となる。また、支持ユニット１２Ａ−１２Ｄの配置およびここではそれぞれゴムベアリング１５として付属している支持エレメントのデザイン配置により、ドライブユニット２の振動が高い信頼性で弱められる。

１ 船腹部
２ ドライブユニット
３ 上側部分
４ 下側部分
５ プレート装置
６ フランジ
７ 駆動ハブ
８ 駆動ハブ
９ 傘歯車
１０ シャフト
１１Ａ，１１Ｂ 支持アーム
１２Ａ−１２Ｄ 支持ユニット
１３ 固定的な封止部
１４ 弾力的な封止部
１５ ゴムベアリング
１６Ａ，１６Ｂ ゴムパッド
１７ 横方向リブ
１８Ａ，１８Ｂ 台形状の部分

Claims (7)

1. 船舶の船内外機のための駆動装置であって、
   船舶の船腹部（１）の中に配置されている上側部分（３）、および、船腹部（１）内で封止された開口部を介して周囲の水の中に突出している下側部分（４）を有するドライブユニット（２）を備え、
   ドライブユニット（２）の内側にはドライブトレインが導かれており、このドライブトレインを介して、下側部分（４）に設けられた少なくとも１つのスクリューが、上側部分（３）の範囲内に配置されたエンジンによって駆動可能となっており、
   上側部分（３）は、船舶の駆動の際に長手方向、横方向および鉛直方向においてドライブユニット（２）へ導入される反動力および反動トルクを船腹部（１）に対して複数の支持ユニット（１２Ａ−１２Ｄ）によって支持している支持システムと、接触状態にあり、
   前記支持システムは、各々が少なくとも１つの支持エレメントを含んでいる少なくとも４つの支持ユニット（１２Ａ−１２Ｄ）を有しており、
   少なくとも４つの支持ユニット（１２Ａ−１２Ｄ）は、ドライブユニット（２）の上側部分（３）のまわりに均等に配置されており、かつ、上側部分（３）に接続されており、
   複数の支持ユニット（１２Ａ−１２Ｄ）は、ドライブユニット（２）の上側部分（３）の両側に均等に配置されており、かつ、各側につきそれぞれ共通の支持アーム（１１Ａ，１１Ｂ）を介して上側部分（３）と接続状態にあり、
   支持アーム（１１Ａ，１１Ｂ）は、長方形状の横断面を有する中空形状にそれぞれ形成されており、
   支持アーム（１１Ａ，１１Ｂ）はそれぞれ、台形状の部分（１８Ａ，１８Ｂ）を介して上側部分（３）に固定されている、ことを特徴とする駆動装置。
2. 支持アーム（１１Ａ，１１Ｂ）は、横方向リブ（１７）を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 各支持エレメントは、両側で作用するゴムベアリング（１５）の技術に従って構成されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
4. ドライブユニット（２）を支持するプレート装置（５）が船腹部（１）の開口部に設けられており、
   プレート装置（５）と船腹部（１）との間に固定的な封止部（１３）が設けられ、かつ、プレート装置（５）とドライブユニット（２）との間に弾力的な封止部（１４）が設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の駆動装置。
5. ドライブユニット（２）の下側部分（４）は、上側部分（３）に対してねじれ可能となっている、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の駆動装置。
6. ドライブユニット（２）の下側部分（４）に２つのスクリューが設けられており、
   当該２つのスクリューは、船舶の駆動の際に互いに反対の方向に回転する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の駆動装置。
7. エンジン駆動の船舶であって、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の駆動装置を少なくとも有する、船舶。
   
   

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