JPH0613318B2 - 内外軸回転数比一定型舶用二重反転プロペラ装置 - Google Patents

内外軸回転数比一定型舶用二重反転プロペラ装置

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JPH0613318B2
JPH0613318B2 JP60280674A JP28067485A JPH0613318B2 JP H0613318 B2 JPH0613318 B2 JP H0613318B2 JP 60280674 A JP60280674 A JP 60280674A JP 28067485 A JP28067485 A JP 28067485A JP H0613318 B2 JPH0613318 B2 JP H0613318B2
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幸男 勝呂
重煕 高田
博史 竹下
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、同一軸線上に前側プロペラおよび後側プロペ
ラを有する二重反転プロペラ装置に関し、特にその2つ
のプロペラを回転数比一定で互いに反転させるための反
転機構の簡素化をはかった、内外軸回転数比一定型舶用
二重反転プロペラ装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、舶用二重反転プロペラ装置としては第4,5図に
示すようなものがあり、その反転機構には一般に遊星歯
車機構が用いられている。
すなわち、第4,5図に示すように、主機関1′の回転軸
7′が入力軸となり、この回転軸7′の後端に取り付け
られる太陽歯車2B′が回転駆動されるようになってい
る。この太陽歯車2B′は、その外周の複数の遊星歯車
2C′を介し、外軸3A′の前端に形成される内歯歯車
2A′に接続されるとともに、複数の遊星歯車2C′の
回転軸後端は、内軸3C′の前端に枢支連結され、これ
らの太陽歯車2B′,遊星歯車2C′および内歯歯車2
A′により反転機構2′が構成される。
なお、船外において、内側3C′および外軸3A′の後端
にはそれぞれ後側プロペラ6C′および前側プロペラ6
A′が逆ピッチになるように装着されている。
また、内軸3C′および外軸3A′は後端部付近におい
て船尾管軸受5′により軸支されるほか、内軸3C′は
外軸3A′内においてスラスト軸受12C′により支持
されるとともに、外軸3A′は船体側に取り付けられる
スラスト軸受12A′により支持されている。
一方、主機関1′の回転軸7′には歯車からなる駆動装
置11′が装着されており、この駆動装置11′によっ
て駆動される油圧ポンプ4′が、給油管9′および排油
管10′を介し複数の油圧モータ8′に接続されてい
る。各油圧モータ8′は、遊星歯車2C′に連結されて
いて、油圧により遊星歯車2C′の自転速度を拘束して
いる。
このような舶用二重反転プロペラ装置では、主機関1′
の回転トルクは回転軸7′を介し反転機構2′の太陽歯
車2B′に伝達され、同太陽歯車2B′の回転に伴い遊
星歯車2C′は自転しながら太陽歯車2B′の周りを公
転する。
この遊星歯車2C′の自転により、内歯歯車2A′を介
し外軸3A′は回転軸7′と反対方向に回転し、その後
端に装着された前側プロペラ6A′が回転駆動される一
方、遊星歯車2C′の公転により、外軸3A′内を貫通
する内軸3C′は回転軸7′と同方向に回転し、その後
端に装着された後側プロペラ6C′が前側プロペラ6
A′と反対方向に回転駆動される。
そして、後側プロペラ6C′において発生するスラスト
は、内軸3C′およびスラスト軸受12C′により外軸3
A′に伝達され、前側プロペラ6A′において発生する
スラストとともに、外軸3A′を支持するスラスト軸受
12A′により船体へ伝達されるようになっている。
また、油圧モータ8′を操作して遊星歯車2C′の自転速
度を制御することにより、外軸3A′および内軸3C′
の回転数がそれぞれ自動的に決定され、プロペラ6A′
および6C′の回転数を任意に調整することができる。
このような回転数調整により、一方のプロペラ6A′ま
たは6C′が拘束された場合に、他方のプロペラ6C′
または6A′がオーバースピードになるのを防止できる
のである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述のような従来の舶用二重反転プロペ
ラ装置では、外軸3A′と内軸3C′との回転数比は、
遊星歯車2C′の自転速度を制御することにより、設定
値になるように調整されるが、海象変化やその他の原因
により、プロペラ6A′および6C′にかかる負荷が変
化するため、遊星歯車2C′の自転速度は調整されてい
るにもかかわらず、プロペラ6A′および6C′の負荷
バランスがくずれ、一方のプロペラ6A′(6C′)が
設定値以下の速度で、他方のプロペラ6C′(6A′)
が設定値以上の加速度で回転するという問題点がある。
また、これらのプロペラ6A′,6C′の回転数比を一
定に保つために、上述のように油圧モータ8′により外
部から強制的に制御することが提案されているが、回転
する反転機構2′と回転しない油圧モータ8′との構造
上の関係や、油圧ポンプ4′と油圧モータ8′との間の
給油管9′および排油管10′の配管手段など、油圧モー
タ8′を実用化するには、難点が多く存在している。
本発明は、これらの問題点の解決をはかろうとするもの
で、外部条件等によりプロペラの負荷バランスが崩れて
も、内・外軸の回転数比を一定に保持することにより、
外軸に接続される前側プロペラの回転数と内軸に接続さ
れる後側プロペラの回転数とをともに計画点に保てるよ
うにした、内外軸回転数比一定型舶用二重反転プロペラ
装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
このため、本発明の内外軸回転数比一定型舶用二重反転
プロペラ装置は、主機出力軸により遊星歯車機構を介し
て互いに逆方向に回転駆動される内軸および外軸をそな
えた舶用二重反転プロペラ軸系において、上記遊星歯車
機構が、上記主機出力軸に連結された内歯歯車と、上記
内軸に連結された太陽歯車と、上記外軸にキャリヤを介
し連結されるとともに上記の内歯歯車および太陽歯車に
噛合された遊星歯車とをそなえて構成されて、上記内軸
の回転数と上記外軸の回転数との比を一定に拘束すべ
く、上記外軸に装着された大歯車と、同大歯車と噛み合
う第1の小歯車とが設けられるとともに、上記内歯歯車
の外周に刻設された外歯と噛み合う第2の小歯車が設け
られ、かつ、上記第1の小歯車と上記第2の小歯車とを
連結するたわみ軸が船体に軸支されるようにして設けら
れたことを特徴としている。
〔作 用〕
上述の本発明の内外軸回転数比一定型舶用二重反転プロ
ペラ装置では、主機関からの回転駆動力が、主機出力軸
から遊星歯車機構の内歯歯車を通じ遊星歯車へ伝えられ
て、さらに、この遊星歯車の枢着されたキャリヤを介し
て外軸へ伝えられ、この外軸に装着された前側プロペラ
が回転駆動されるとともに、上記遊星歯車に噛合する太
陽歯車を介して内軸へ伝えられ、この内軸に装着された
後側プロペラが回転駆動される。
一方、外軸または主機出力軸の回転数と、遊星歯車機構
の内歯歯車の回転数とが、大歯車および外歯にそれぞれ
噛合する第1および第2の小歯車と、これらの第1およ
び第2の小歯車とを連結するたわみ軸とにより拘束され
て、一定の回転数比となる。
〔実施例〕
以下、図面により本発明の一実施例としての内外軸回転
数比一定型舶用二重反転プロペラ装置について説明する
と、第1図はその模式的縦断面図、第2図は第1図のII
−II矢視断面図、第3図は第1図のIII−III矢視断面図
である。
第1〜3図に示すように、主機関1の主機出力軸2に
は、遊星歯車機構20が接続されている。この遊星歯車
機構20は、内歯歯車11,太陽歯車9および遊星歯車
10をそなえて構成されている。
すなわち、内歯歯車11は主機出力軸2に連結され、遊
星歯車10は内歯歯車11の内歯11bおよび太陽歯車
9に、それぞれ外側,内側から噛合されるとともに、キ
ャリヤ16を介し外軸3に連結されている。
この太陽歯車9はスラスト軸受8により船体に支持され
る内軸4に連結されており、この内軸4の後端部には後
側プロペラ6が設けられている。
また、外軸3はスラスト軸受7により船体に支持され、
この外軸3の後端部には前側プロペラ5が取り付けられ
ている。
これらのプロペラ5,6は互いに逆ピッチになるように
取り付けられ、主機関1によって互いに逆方向に回転駆
動される。
さらに、内軸4と外軸3との回転数比を一定に拘束する
ような回転数比制御機構21が、遊星歯車機構20に介
装されており、回転数比制御機構21は、大歯車14,
第1の小歯車13,第2の小歯車12,たわみ軸15によ
り構成されている。
すなわち、大歯車14は外軸3に装着されるとともに、
小歯車13と噛合し、小歯車12は、内歯歯車11の外
周に刻設された外歯11aと噛み合っている。そして、
たわみ軸15が、これらの小歯車12,13を連結する
とともに、適宜船体に軸支されている。
なお、本実施例において、大歯車14は外軸3に装着さ
れているが、船体の構造に応じて、主機出力軸2に装着
してもよい。
本発明の一実施例としての内外軸回転数比一定型舶用二
重反転プロペラ装置は上述のごとく構成されているの
で、主機関1の主機出力軸2の回転は、以下に示す差動
遊星歯車の作用によって、互いに逆方向に反転されて、
前側プロペラ5,後側プロペラ6に伝達される。
すなわち、主機出力軸2の反時計回りの回転により、内
歯歯車11が反時計回りに所定回転数N11で回転して、遊
星歯車10を反時計回りに公転および自転させて、遊星
歯車10の所定回転数N16の公転をキャリヤ16を介し
て外軸3へ伝えることにより、前側プロペラ5を反時計
回りに所定回転数N0で回転駆動する。
また、遊星歯車10の公転および自転を太陽歯車9を介
して内軸4へ伝えることにより、後側プロペラ6を時計
回りに所定回転数N1で回転駆動する。
ここで、表1のように各々の歯車9〜14,16の歯数を
設定すると、それぞれの回転数は以下のようにして一義
的に決定される。
また、ここでは、たわみ軸15がたわまない場合につい
て以下に説明する。
主機出力軸2の回転は、そのまま内歯歯車11に回転数
11で伝達される。
このとき、内歯歯車11と小歯車12の間には、(1)式
が成立し、これにより、小歯車12の回転数N12が(2)
式のように決定される。
小歯車12と小歯車13とは、たわみ軸15で連結され
ているため、各回転数は次のように等しくなる。
12=N13 ・・・(3) 小歯車13と大歯車14とは上述と同様の関係が成立、
大歯車14の回転数N14が(4)式のように決定される。
大歯車14は外軸3に装着されているので、外軸3の回
転数N0は、上述の(1)〜(4)式を用いて、次式のように
決定される。
一方、内歯歯車11,遊星歯車10,太陽歯車9とは遊星
歯車機構20を構成しているため、太陽歯車9と遊星歯
車10との回転数N9,N10は、次式で表わされる。
キャリヤ16と外軸3とは連結しているので、各回転数
は次のように等しくなる。
したがって、太陽歯車9に装着された内軸4の回転数N
1は、上述の(6),(8)式を用いて、次式のように決定され
る。
上述したように、主機出力軸2の回転数N11を設定すれ
ば、(5),(9)式に示すように、外軸3,内軸4の回転数N
O,NIがそれぞれ一義的に決定される。
そして、このように、決定された外軸3,内軸4の回転
は、それぞれ前側プロペラ5,後側プロペラ6に伝達さ
れるのである。
本実施例では、上述のごとく、主機出力軸2を内歯歯車
11に、内軸4を太陽歯車9に、外軸3を遊星歯車10
にそれぞれ連結することにより、二重反転プロペラ軸系
を成立しており、下記にその歯数と回転数の組み合わせ
た例を示す。(第2図および第3図に示す各歯車の回転
方向参照) 仮定条件:主機関回転数61rpm,内・外軸回転数45rp
m,入出力軸と歯車は本実施例の組み合わせとする。
つまりNI=45,N11=−61,NO=−45とする。
となり、関係が成立する。
ここで、D(歯車直径)=m(モジュール)×Z(歯数)であ
ることから、モジュール(m)は一定であり、各歯車の直
径(D)比=各歯車の歯数(Z)比となる。
従って、太陽歯車9の直径を1とすると、内歯歯車11
の内径は5.625となる。
さらに、拘束用の大歯車14との関係は次のようにな
る。
内歯歯車11の外径を10とし、この内歯歯車11の外
歯11aに噛み合う小歯車12を1とすると、たわみ軸
15は610rpmで回転する。よって、大歯車14の直
径を11,この大歯車14に噛み合う小歯車13の直径
を0.81とすると、外軸3は45rpmで回転すること
になる。
このように、本実施例では、従来の遊星歯車による反転
機構に比べて、簡素な構造の遊星歯車機構20により、
プロペラ5,6を互いに反対の方向へ回転駆動すること
ができるようになるほか、入出力軸と対応する歯車の組
み合せを変えることなく、これらの歯数を変えることに
より、プロペラ5,6の回転数を任意に設定できる。
したがって、遊星歯車機構20を用いた二重反転プロペ
ラ装置の軸系計画の自由度が拡大される。
また、プロペラ5,6の負荷バランスが崩れても、拘束
用の大歯車14の作用により、内軸4,外軸3の回転数
比が一定に保持されるので、海象条件等外部条件の変化
に関係なく、設計点での運航が可能となる。
さらに、この回転数比を一定に保持する回転数比制御機
構21が、歯車の簡単な組み合わせだけで構成できるた
め、歯車装置全体の構造を簡素化できる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明の内外軸回転数比一定型舶
用二重反転プロペラ装置によれば、主機出力軸により遊
星歯車機構を介して互いに逆方向に回転駆動される内軸
および外軸をそなえた舶用二重反転プロペラ軸系におい
て、上記遊星歯車機構が、上記主機出力軸に連結された
内歯歯車と、上記内軸に連結された太陽歯車と、上記外
軸にキャリヤを介し連結されるとともに上記の内歯歯車
および太陽歯車に噛合された遊星歯車とをそなえて構成
されて、上記内軸の回転数と上記外軸の回転数との比を
一定に拘束すべく、上記外軸に装着された大歯車と、同
大歯車と噛み合う第1の小歯車とが設けられるととも
に、上記内歯歯車の外周に刻設された外歯と噛み合う第
2の小歯車が設けられ、かつ、上記第1の小歯車と上記
第2の小歯車とを連結するたわみ軸が船体に軸支される
ようにして設けられるという簡素な構成で、次のような
効果ないし利点を得ることができる。
(1)2組のプロペラの負荷バランスが崩れても、拘束用
の大歯車,第1および第2の小歯車,外歯の作用により、
内・外軸の回転数比が一定に保持されるため、外部条件
の変化に関係なく計画点での運航が行なわれる。
(2)差動遊星歯車装置の内・外軸回転数比を一定に保持
することが、歯車の簡単な組み合わせによりできるた
め、同拘束装置の構造および歯車装置全体の構造が簡素
化される。
(3)入出力軸と対応する歯車の組み合わせを変えずに、歯
数を変化させることにより、内・外軸を任意の回転数に
減速および反転させることが可能となり、差動遊星歯車
装置を用いた二重反転プロペラ船の軸系計画の自由度が
拡大される。
【図面の簡単な説明】
第1〜3図は本発明の一実施例としての内外軸回転数比
一定型舶用二重反転プロペラ装置を示すもので、第1図
はその模式的縦断面図、第2図は第1図のII−II矢視断
面図、第3図は第1図のIII−III矢視断面図であり、第
4,5図は従来の舶用二重反転プロペラ装置を示すもの
で、第4図はその模式的な縦断面図、第5図は第4図の
V−V矢視拡大断面図である。 1……主機関、2……主機出力軸、3……外軸、4……
内軸、5……前側プロペラ、6……後側プロペラ、7,
8……スラスト軸受、9……太陽歯車、10……遊星歯
車、11……内歯歯車、11a……外歯、11b……内
歯、12……第2の小歯車、13……第1の小歯車、1
4……大歯車、15……たわみ軸、16……キャリヤ、
20……遊星歯車機構、21……回転数比制御機構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹下 博史 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 米倉 克己 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主機出力軸により遊星歯車機構を介して互
    いに逆方向に回転駆動される内軸および外軸をそなえた
    舶用二重反転プロペラ軸系において、上記遊星歯車機構
    が、上記主機出力軸に連結された内歯歯車と、上記内軸
    に連結された太陽歯車と、上記外軸にキャリヤを介し連
    結されるとともに上記の内歯歯車および太陽歯車に噛合
    された遊星歯車とをそなえて構成されて、上記内軸の回
    転数と上記外軸の回転数との比を一定に拘束すべく、上
    記外軸に装着された大歯車と、同大歯車と噛み合う第1
    の小歯車とが設けられるとともに、上記内歯歯車の外周
    に刻設された外歯と噛み合う第2の小歯車が設けられ、
    かつ、上記第1の小歯車と上記第2の小歯車とを連結す
    るたわみ軸が船体に軸支されるようにして設けられたこ
    とを特徴とする、内外軸回転数比一定型舶用二重反転プ
    ロペラ装置。
JP60280674A 1985-12-12 1985-12-12 内外軸回転数比一定型舶用二重反転プロペラ装置 Expired - Lifetime JPH0613318B2 (ja)

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JP4494867B2 (ja) * 2004-05-21 2010-06-30 株式会社三共製作所 動力伝達装置を組み込んだ板材送り装置
US9452815B2 (en) 2013-03-15 2016-09-27 Michigan Marine Propulsion Systems, LLC Contra-rotating propulsor for marine propulsion

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