JPH0634240Y2

JPH0634240Y2 - 船舶の二重反転プロペラ装置

Info

Publication number: JPH0634240Y2
Application number: JP16474388U
Authority: JP
Inventors: 正一赤井
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1988-12-19
Filing date: 1988-12-19
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2003-12-19
Also published as: JPH0284800U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、前部プロペラと後部プロペラの二つのプロ
ペラを備え、差動歯車機構の原理を利用して二つのプロ
ペラを回転させるようにした船舶の推進用二重反転プロ
ペラ装置に関するものである。

［従来の技術］前記二重反転プロペラ装置には、従来から種々の形式の
ものが存在する。例えば第５図に示すように、内軸４′
及び外軸３′によって前部プロペラ３及び後部プロペラ
４を駆動する二重反転プロペラ装置や、後部プロペラの
後端部に回転動力を反転伝達する反転連動機構として傘
歯車列を組み込んだものが、特開昭61-160392号公報に
記載されており、また、同様の機構を有する二重反転プ
ロペラが特開昭61-285197号公報にも記載されている。
なお、第５図中の符号１は船体を、Ｒは軸反転装置を、
Ｅにエンジンをそれぞれ示している。

これらの先行技術は、いずれも歯車機構を利用して、プ
ロペラシャフトに固着されたプロペラと反転プロペラと
を、歯車機構の相対向する二つの歯車にそれぞれ一体的
に固着して互いに反転させるようにした点が共通してお
り、プロペラシャフトと一体的に回転するプロペラと反
転するプロペラの推力によって船舶を推進するようにし
ている。

［考案が解決しようとする課題］ところで、第５図のように、前、後のプロペラのプロペ
ラシャフトが同軸二重の場合は機構が複雑なものとな
り、物量的にも非常に大掛かりなものとなる。また、前
記公報に記載のようにプロペラシャフトが一軸でボス部
で、二つのプロペラの回転を互いに反転させる機構を有
するものは、ボス部が大きくなり、船尾形状に対する影
響が大きく、装置全体の重量も重くなる。更にそれらに
も増して従来の二重反転プロペラ装置の重大な問題点
は、二つのプロペラの回転数比が一定で変化しないため
に、各プロペラの回転負荷やスラスト力などをバランス
させることができなかった。

この考案は上記の点に鑑みなされたもので、前部プロペ
ラと後部プロペラの回転負荷が相互に一定の釣り合いを
保ち、しかもプロペラの反転構造が簡素化され、推進装
置全体の重量を軽減できる、船舶の二重反転プロペラ装
置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するためのこの考案の二重反転プロペ
ラ装置は、プロペラシャフトの正回転により前進方向へ
の推進力を発生させる前部プロペラと、この前部プロペ
ラとは逆ピッチの後部プロペラとを備えた船舶の二重反
転プロペラ装置において、前記プロペラシャフトの後端
面に一体的に装着した主動傘歯車と、この主動傘歯車に
対向して配置した従動傘歯車と、両傘歯車間に介在させ
た遊星傘歯車とからなる差動歯車機構を構成し、前記前
部プロペラのボス部に開設したボス孔の内周面よりその
半径方向内方へ支軸を突設し、その支軸に前記遊星傘歯
車を回動自在に支承して、前部プロペラを前記主動傘歯
車および従動傘歯車の周囲に回動自在に外装し、前記後
部プロペラを、前記従動傘歯車に一体的に装着してい
る。

また、前記プロペラシャフトの後端部に一体的に装着し
た内歯車と、この内歯車に対向して配置した太陽歯車
と、両歯車間に介在させた遊星歯車とからなる差動歯車
機構を構成し、前記前部プロペラのボス部に開設したボ
ス孔内の前方へ支軸を突設し、その支軸に前記遊星歯車
を回動自在に支承して、前部プロペラを前記内歯車の周
囲に回動自在に外装し、前記後部プロペラを、前記太陽
歯車に一体的に装着してもよい。

［作用］上記した構成を有するこの考案の二重反転プロペラ装置
によれば、プロペラシャフトの回転に伴い主動傘歯車又
は内歯車が回転すると、主動傘歯車又は内歯車と噛合す
る遊星傘歯車又は遊星歯車が回転する。そして、遊星傘
歯車又は遊星歯車と噛合する従動傘歯車又は太陽歯車
が、前記主動傘歯車又は内歯車と逆方向に回転して後部
プロペラをプロペラシャフトと反対方向に回転させよう
とする。しかし、後部プロペラは、回転を始めるまでな
かりの流動抵抗があるために、主動傘歯車又は内歯車の
回転より遅れる傾向にある。すなわち、主動傘歯車又は
内歯車および従動傘歯車又は太陽歯車の回転のずれが、
この間に介在する遊星傘歯車又は遊星歯車の移動（公
転）によって吸収されることになる。したがって、遊星
傘歯車又は遊星歯車は、主動傘歯車又は内歯車および従
動傘歯車又は太陽歯車間においてプロペラシャフトが回
転する方向に自転しながら公転し、この遊星傘歯車又は
遊星歯車の公転に伴って前部プロペラが正回転する。一
方、後部プロペラは、遊星傘歯車又は遊星歯車の自転に
伴って従動傘歯車又は太陽歯車が主動傘歯車又は内歯車
と逆方向に回転することにより、前部プロペラと逆方向
に反転する。このようにして、後部プロペラの反転速度
が徐々に増大していき、最終的に両プロペラに掛かる回
転負荷が釣り合う最小の状態で相互に逆向きに回転す
る。正確には、前部プロペラと後部プロペラの負荷トル
ク比が2:1となって釣り合い、この負荷トルク比は常に
一定である。いいかえれば、後部プロペラの反転速度が
上がると、前部プロペラの正転速度が下がって、前部プ
ロペラの回転負荷が低下し、それに伴い後部プロペラの
回転負荷は上昇する。一方、後部プロペラの反転速度が
下がると、前部プロペラの正転速度が上がって、後部プ
ロペラの回転負荷が低下し、前部プロペラの回転負荷は
上昇する。

［実施例］次に、この考案の実施例を図に基づいて説明する。

第１図はこの考案の二重反転プロペラ装置の一部を断面
で表した正面図、第２図は第１図の二重反転プロペラ装
置の原理を示す説明図である。

第１図において、船体１の後部を貫通してプロペラシャ
フト２が回動自在に配設されており、プロペラシャフト
２は、船体１内に配置された主機関（図示せず）により
正逆方向に選択的に回転される。プロペラシャフト２の
後端には、差動歯車機構５が設けられ、この差動歯車機
構５を介して前部プロペラ３および後部プロペラ４が取
り付けられている。また、差動歯車機構５によって、前
部プロペラ３および後部プロペラ４にそれぞれプロペラ
シャフト２からの回転力が伝達されるように構成されて
いる。前部プロペラ３のプロペラピッチは、プロペラシ
ャフト２の正転時に船体１を前進させる推進力を発生さ
せる向きになっており、一方、後部プロペラ４のプロペ
ラピッチは、前部プロペラ３のそれとは逆向きになって
いる。

前記差動歯車機構５は、プロペラシャフト２の後端面に
一体的に装着された主動傘歯車5aと、この主動傘歯車5a
に相対向して配置され、主動傘歯車5aと同一径で同一歯
数を有する従動傘歯車5bと、両傘歯車5a,5bにそれぞれ
噛合して介在する遊星傘歯車5c（本実施例では複数）と
から構成されている。

前部プロペラ３は、その中央のボス部に前記主動傘歯車
5a（および従動傘歯車5b）の外径よりやや大きいボス孔
3aが開設されている。また、ボス孔3aの内周面より、そ
の半径方向内方に支軸3bが突設されている。そして、支
軸3bに、前記遊星傘歯車5cが回動自在に支持され、前部
プロペラ３は前記主動傘歯車5aおよび従動傘歯車5bの周
囲に回動自在に外装されている。

前記プロペラシャフト２の後端（主動傘歯車5a）より、
シャフト２の軸心線上に沿って突出軸2aが延設されてい
る。また、前記従動傘歯車5bの中心部に、突出軸2aが嵌
挿可能な貫通口5dが穿設されており、前記後部プロペラ
４が従動傘歯車5bに一体的に装着されている。更に、後
部プロペラ４の中心部にも、前記突出軸2aが嵌挿可能な
貫通口4aが穿設されている。そして、従動傘歯車5bおよ
び後部プロペラ４は、突出軸2aに回動自在に支承され、
突出軸2aの端部にナット2bを螺着することにより抜け止
めされている。

次に、前記実施例の二重反転プロペラ装置についてその
作動態様を第２図に基づいて説明する。なお、第２図は
本考案の二重反転プロペラ装置を原理的に説明するため
の説明図で、前記実施例と共通する部材は第１図と同一
の符号を用いて示している。

前提として、プロペラシャフト２が正回転しているもの
とする。

後部プロペラ４を回転しないように制止した状態では、
従動傘歯車5bも回転しないので、遊星傘歯車5cが、主動
傘歯車5aの正回転により自転しながら従動傘歯車5bに沿
って、プロペラシャフト２と同一方向に公転する。この
遊星傘歯車5cの公転に伴い、遊星傘歯車5cに支持されて
いる前部プロペラ３が正回転する。この状態で、前記後
部プロペラ４の制止を解除すると、前部プロペラ３の正
回転により生じる水流によって、後部プロペラ４は逆向
きへの回転を開始しようとする。そして、前記遊星傘歯
車5cの自転により従動傘歯車5bが、主動傘歯車5aと逆方
向に回転し、後部プロペラ４が反転する。

一方、前部プロペラ３を回転しないように制止した状態
では、遊星傘歯車5cは公転しないので、主動傘歯車5aの
正回転により遊星傘歯車5c自転すると共に、遊星傘歯車
5cと噛合している従動傘歯車5bが主動傘歯車5aと逆方向
に回転し、後部プロペラ４がプロペラシャフト２の回転
方向と逆の方向に回転する。

また、遊星傘歯車5cが制止され回転（自転および公転）
しない状態では、従動傘歯車5bは主動歯車5aと同一方向
に回転することになり、前部プロペラ３および後部プロ
ペラ４は共に正回転することになる。

したがって、本考案の二重反転プロペラ装置によれば、
前部プロペラ３は正回転又は非回転状態に、一方後部プ
ロペラ４は反転、正回転又は非回転状態になることがあ
り、また、少なくとも前部プロペラ３と後部プロペラ４
のどちらかは、回転することになる。

しかしながら、実際の使用に際しては、前部プロペラ３
を制止させる程の大きな抵抗が、前部プロペラ３に作用
するとは考えられないので、プロペラシャフト２を正転
させると、前部プロペラ３は正回転する。そして、前部
プロペラ３の下流側に位置する後部プロペラ４は、前部
プロペラ３の正回転による水流によって逆向きの回転が
誘導され、反転することになる。しかも、両方のプロペ
ラ３および４の回転は、前部差動歯車機構５により回転
負荷が可及的小さくなるように調整されるので、バラン
スのとれた推進力が得られることになる。

第３図および第４図は本考案の二重反転プロペラ装置の
他の実施例を示すものである。前記実施例とは、差動歯
車機構が相違している。すなわち、図において、差動歯
車機構５′は、プロペラシャフト２の後端部に一体的に
装着された環状の内歯車5a′と、この内歯車5a′に相対
向して配置された太陽歯車5b′と、両歯車5a′、5b′に
それぞれ噛合して介在する遊星歯車5c′（本実施例では
複数）とから構成されている。前部プロペラ３は、その
中央のボス部に前記内歯車5a′よりやや口径の大きいボ
ス孔3a′が開設されている。また、ボス孔3a′の内周面
の後端より内方へ延設された支軸受3cに、ボス孔3a′内
の前方へ支軸3b′が突設されている。そして、支軸3b′
に、前記遊星歯車5c′が回動自在に支持され、前部プロ
ペラ３は前記内歯車5a′の周囲に回動自在に外装されて
いる。前記プロペラシャフト２の後端面の中央部より、
シャフト２の軸心線上に沿って突出軸2aが延設されてい
る。また、前記太陽歯車5b′の中心部および後部プロペ
ラ４の中心部に、突出軸2aが嵌挿可能な貫通口5dが穿設
されており、前記後部プロペラ４が太陽歯車5b′と一体
的に設けられている。そして、太陽歯車5b′および後部
プロペラ４は、突出軸2aに回動自在に支承され、突出軸
2aの端部にナット2bを螺着することにより抜け止めされ
ている。なお、図中において、前記実施例と共通する構
成部材は第１図と同一の符号を用いて示している。ま
た、本実施例の二重反転プロペラ装置の作動態様は、基
本的に前記実施例の装置と共通しているので、説明を省
略する。

ところで、本考案の二重反転プロペラ装置によれば、前
記プロペラシャフト２の回転数を＋３（正回転）とした
ときに、前部プロペラ３の回転数を＋１（正回転）に設
定すると、後部プロペラの回転数は−１（逆回転）とな
って、プロペラ３および４の回転数が1/3に減速され
る。また、前部プロペラ３および後部プロペラ４のプロ
ペラピッチを調整することによって、プロペラ３および
４の相対回転数比を自由に選択することもできる。

［考案の効果］上記したことから明らかなように、この考案の二重反転
プロペラ装置は、下記の効果を奏する。

前部プロペラと後部プロペラの回転負荷のバランスが
自動的に図られるので、各プロペラが回転負荷の小さい
状態で回転し、プロペラを無理のない状態で回転させる
ことができる。

プロペラシャフトの回転数に対し各プロペラの回転数
が減少するので、プロペラの回転数を低減するために従
来必要であった減速機構を省くことが可能になる上に、
プロペラシャフトのトルク負荷を小さくすることができ
る。

装置全体の構造が従来の二重反転プロペラ装置に比べ
て簡素化されるので、小型化および軽量化が可能で、製
造も容易になり、製造コストも安くなる。

前部プロペラと後部プロペラの外径比や回転比に制約
がないので、それらの設計が自由にできる。すなわち、
プロペラピッチの設定だけがポイントとなり、その設定
誤差は微妙な回転比誤差となるだけであり、従来のもの
に比べプロペラ効率への許容度が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の二重反転プロペラ装置の実施例を示
す一部を断面で表した正面図、第２図は第１図の二重反
転プロペラ装置の原理を示す説明図、第３図はこの考案
の二重反転プロペラ装置の他の実施例を示す一部を断面
で表した正面図、第４図は第３図のIV−IV線断面図、第
５図は従来の一般的な二重反転プロペラ装置を示す一部
を断面で表した正面図である。１……船体、２……プロペラシャフト、３……前部プロ
ペラ、3a、3a′……ボス孔、3b、3b′……支軸、４……
後部プロペラ、５、５′……差動歯車機構、5a……主動
傘歯車、5a′……内歯車、5b……従動傘歯車、5b′……
太陽歯車、5c……遊星傘歯車、5c′……遊星歯車。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】プロペラシャフトの正回転により前進方向
への推進力を発生させる前部プロペラと、この前部プロ
ペラとは逆ピッチの後部プロペラとを備えた船舶の二重
反転プロペラ装置において、前記プロペラシャフトの後端面に一体的に装着した主動
傘歯車と、この主動傘歯車に対向して配置した従動傘歯
車と、両傘歯車間に介在させた遊星傘歯車とからなる差
動歯車機構を構成し、前記前部プロペラのボス部に開設したボス孔の内周面よ
りその半径方向内方へ支軸を突設し、その支軸に前記遊
星傘歯車を回動自在に支承して、前部プロペラを前記主
動傘歯車および従動傘歯車の周囲に回動自在に外装し、前記後部プロペラを、前記従動傘歯車に一体的に装着し
たことを特徴とする船舶の二重反転プロペラ装置。
【請求項２】プロペラシャフトの正回転により前進方向
への推進力を発生させる前部プロペラと、この前部プロ
ペラとは逆ピッチの後部プロペラとを備えた船舶の二重
反転プロペラ装置において、前記プロペラシャフトの後端部に一体的に装着した内歯
車と、この内歯車に対向して配置した太陽歯車と、両歯
車間に介在させた遊星歯車とからなる差動歯車機構を構
成し、前記前部プロペラのボス部に開設したボス孔内の前方へ
支軸を突設し、その支軸に前記遊星歯車を回動自在に支
承して、前部プロペラを前記内歯車の周囲に回動自在に
外装し、前記後部プロペラを、前記太陽歯車に一体的に装着した
ことを特徴とする船舶の二重反転プロペラ装置。