JPH0825515B2 - 動力伝達装置の支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は動力伝達装置の支持装置に係り、特に、出力
源から推進器に動力を伝達する際にその動力を減速して
伝達する遊星歯車装置を有し、かつその遊星歯車装置の
自重を推進軸に負わせて支持された動力伝達装置におい
て、動力伝達時に遊星歯車装置に生じる反モーメント
を、油圧力により発生する反力で規制すると共にその油
圧力により推進軸のロードを検出することのできる動力
伝達装置の支持装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、船舶においては、推進器としてのプロペラを
駆動するための動力は出力源となるエンジンから推進軸
系を介して推進器に伝達されるようになっている。

近年においては、省エネルギ化を達成することを目的
として、推進軸系に二重反転軸を採用する船舶が知られ
ており、エンジンから出力される動力を遊星歯車装置を
介して二重反転軸に伝達し、二重反転軸の内側と外側と
を互いに反対方向に回転駆動させてプロペラを駆動させ
て推進力を発生させている。

エンジンから得られる動力によってプロペラが回転駆
動し推進力が発生すると、プロペラとエンジンとを結ぶ
推進軸系にはスラスト荷重が加わる。このスラスト荷重
は二重反転軸を採用する船舶においては遊星歯車装置乃
至エンジンでそれぞれ受けとめられるようになってい
る。このため、遊星歯車装置はスラスト荷重に耐え得る
ように、かつ船体変形を考慮して大型化，重量化しなけ
ればならない。

そこで、実願昭61-79636号公報においてはこれらの欠
点を回避すべくフローティング支持された遊星歯車装置
が開示されている。このフローティング支持された遊星
歯車装置は船体の二重底から離脱され、その自重をすべ
て推進軸（二重反転軸）に負わせるように構成した所謂
シャフトマウント方式のものである。すなわち、推進力
を得ることにより推進軸系（二重反転軸）に作用するス
ラスト荷重を船体船尾部分で受けて遊星歯車装置に負荷
をかけないように構成すると共に、動力伝達時に遊星歯
車装置に生じる反モーメントを規制することにより、船
体変形による影響を回避し遊星歯車装置の小型軽量化を
可能とするものである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、推進軸の軽量化および船体構造の簡素化を
達成するためには、推進軸のロードを検出することが必
要である。

一般に船体の二重底等の固定系に遊星歯車装置を固定
した船舶においては回転駆動する推進軸に直接ロード検
出装置を装着している。このため、回転駆動する推進軸
のロードを高精度に検出するためにはFM発信器あるいは
スリップリング等の高価で複雑な信号伝達装置を用いな
ければならない問題があった。個別的にはFM発信器にお
いては給電装置の装備が必要でコスト高になる。また、
スリップリングにあっては、ノイズが入りやすく信頼性
に欠ける問題があった。

したがって、二重反転軸にあっては精度よくしかも容
易にロード検出されることが望まれる。特に、二重反転
軸はその内軸のロードを高精度に検出し、最小径の計画
値に設定することが中空の外軸を細径化することにな
り、ロード検出の重要度が大きい。

さらに、遊星歯車装置のシャフトマウント方式におい
てはその反モーメントの支持構造が重要である。たとえ
ば、遊星歯車装置をバネ等により船体の二重底等の固定
系から支持したときは、船体の変形に相当するバネの反
力を遊星歯車装置および推進軸が受けることになり、推
進軸およびその軸受等に負担が生じる問題がある。

そこで、本発明は上記問題点を有効に解決すべく創案
されたものである。

本発明は出力源と推進器とを結ぶ推進軸系に自重をか
けて支持される遊星歯車装置を有した動力伝達装置にお
いて、上記推進軸系のロードを容易かつ高精度に検出す
ることを可能にすると共に、動力伝達時に遊星歯車装置
に生じる反モーメントを船体変形を許容しつつ簡単かつ
容易に規制することのできる動力伝達装置の支持装置を
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］ 出力源と推進器とを結ぶ推進軸系に設けられ、船体の
二重底等の固定系から離間されて出力源から推進器に動
力を減速して伝達するための遊星歯車装置と、その遊星
歯車装置を間に挾むように上記固定系から立ち上って設
けられ、上記遊星歯車装置に臨んで開放された凹部を有
する架台と、上記遊星歯車装置から上記架台の凹部に臨
んで延出されたブラケットを有すると共に該ブラケット
の先端部から上記凹部に上下に相対向させて油圧ラムを
係合させ、かつ一方の架台の上下の油圧ラムと他方の架
台の上下の油圧ラムとが互い違いに油圧配管で接続され
た遊星歯車装置支持手段と、該支持手段の油圧配管に設
けられた圧力計とから構成したものである。

［作用］ 遊星歯車装置には動力伝達時に反モーメントが生じ、
この反モーメントは油圧力に変換されて各架台に設けら
れる上下一対の油圧ラムに伝達される。この際、各架台
の上下一対の油圧ラムは閉回路でたすき掛けされて連通
されているため、互いに等しい反力を形成して遊星歯車
装置に発生する反モーメントを打ち消すことになる。す
なわち、反モーメントが油圧力により規制されることに
なる。

また、各油圧ラムを連絡する油圧配管には遊星歯車装
置の反モーメントに対抗する油圧力が作用する。そこ
で、その油圧力を圧力計で検出することにより、反モー
メントの大きさを間接的に知り得、その反モーメントに
よって推進軸系のトルクを算出できることになる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を添付図面に従って詳述する。

第１図は二重反転機構を採用した船舶の動力伝達装置
を示したものである。

図示するように、出力源１となるエンジン２と推進器
３となるプロペラ4,5が推進軸系６を介して互いち連結
されている。

推進軸系６はその入力側に位置する入力軸７と出力側
に位置するのプロペラ軸となる二重反転軸８とから主に
構成されている。二重反転軸８は船体９の船尾部10に挿
通され、互いに反対方向に回転する内軸11と外軸12とか
ら構成される。その内軸11には船尾側プロペラ４が、外
軸12には船首側プロペラ」がそれぞれ取り付けられてい
る。

また、プロペラ4,5の回転駆動により内軸11および外
軸12に発生するスラスト荷重を受けるためのスラスト軸
受13,14が、船首側プロペラボス15内に設けられる。こ
れらのスラスト軸受13,14は内軸11より拡径されたカラ
ー16を挾んで相対向して設けられる。すなわち、外軸12
に加わるスラスト荷重を船尾側スラスト軸受13及びカラ
ー16を介して内軸11に伝達するようになっている。した
がって、内軸11及び外軸12で発生するスラスト荷重は船
体９の船尾部10で併合され、内軸11を介してエンジン２
で受けられるように構成されている。

これらのスラスト軸受13,14のほか、推進軸系６は重
力方向上向きに中間軸受17,特殊軸受18等の軸受により
支持されている。

また、推進軸系６には遊星歯車装置19が設けられてお
り、この遊星歯車装置19は出力源１の動力を二重反転軸
６に減速して伝達すると共にその内軸11と外軸12とに動
力を等しく分配するように構成されている。

遊星歯車装置19はケーシング20内に太陽歯車21と、遊
星歯車22と、内歯歯車23とからなるギヤトレーン24を有
し、遊星歯車装置全体の自重を内軸11に負わせて支持さ
れている。すなわち、船体９の二重底25等の固定系から
遊星歯車装置19を離脱させてフローティングさせ、遊星
歯車装置19は二重反転軸６によって支持されている。

特に、本発明においては第２図に示すように遊星歯車
装置19を間に挾むように、相向い合った一対の架台26,2
7が設けられる。

これらの架台26,27は二重底25等の固定系から立ち上
って設けられてとり、その遊星歯車装置19に臨む側には
その遊星歯車装置19に臨んで開放された凹部28,29が形
成されている。

遊星歯車装置19とこれを挾む架台26,27とは互いに歯
車装置支持手段30により、連結される。

この歯車装置支持手段30は遊星歯車装置19から各架台
26,27に延出されたブラケット31,32と、その延出される
ブラケット31,32の先端に接するように設けられる一対
の油圧ラム33,34とから主に構成されている。

ブラケット31,32は互いに遊星歯車装置19のケーシン
グ20から左右対象に水平方向に延出され、その延出され
る先端部は各架台26,27の凹部28,29内に収納されてい
る。

各架台26,27の凹部28,29には油圧ラム33,34が収納さ
れており、これらの油圧ラム33,34は上部ラム35,36と下
部ラム37,38とから構成されている。これら上部ラム35,
36と下部ラム37,38とはブラケット31,32の先端部から各
架台26,27の凹部28,29内に上下に相対向して係合するよ
うに構成されている。

また、一方の架台26側の上下の油圧ラム35,37と、他
方の架台27側の上下の油圧ラム36,38とは油圧配管39,40
によって互い違いに接続される。すなわち、一方の架台
26の上部油圧ラム35と、他方の架台27側の下部油圧ラム
38とが油圧配管39により結ばれる。同様に、油圧配管40
を介して一方の架台26の下部油圧ラム37と他方の架台27
の上部油圧ラム36とが結ばれる。

すなわち、各架台26,27に上下一対の油圧ラム33,34が
形成され、しかも閉回路によってたすき掛けされて互い
に対となる左右一対の油圧ラム35,38と油圧ラム36,37と
が形成される。したがって、油圧配管39,40には常に左
右の油圧ラム33,34に加わる負荷がバランスされるよう
に油圧力が伝達される。

また、各油圧配管39,40には圧力計41,42が設けられ、
これらの圧力計41,42は油圧配管39,40内に伝達される油
圧力を表示するように構成されている。

さらに、油圧配管39,40にはそれぞれ逆止弁41,42を介
して給油源43,44が接続されると共に、オリフィス45,46
を介して逆止弁47,48が接続される。

なお、各油圧ラム33,34は第３図について説明する
と、シリンダ49とブラケット31の先端部との間に所定の
クリアランスＳを有している。このクリアランスＳはシ
リンダ49に対するブラケット31の移動を許容する範囲に
形成される。

次に本発明の作用について述べる。

第１図に示すように、出力源１から推進器３に動力が
伝達される際に、遊星歯車装置19には反モーメントが生
じる。

この反モーメントが第２図に示すように、例えば遊星
歯車装置19に右回り（前進）に生じたものとする。

この場合、その反モーメントは一方の架台26の下部油
圧ラム37とこれに接続される他方の架台27の上部油圧ラ
ム36とに作用する。すなわち、これらの油圧ラム36,37
は互いに閉回路で結ばれているので、右回りの反モーメ
ントに対してこれを打ち消すように互いに等しい反力を
発生させて対向することになる。したがってこれら油圧
ラム36,37を互いに接続する油圧配管40には右回りの反
モーメントに対向する油圧力が伝達されることになり、
その油圧力は反モーメントを打ち消す反力として圧力計
42に表示されることになる。

同様に、後進時には遊星歯車装置19に左回りの反モー
メントが発生し、この反モーメントは一方の架台26に設
けられる上下油圧ラム35と他方の架台27の油圧ラム38と
にそれぞれ相等しく発生する反力の合力により打ち消さ
れる。この反力の合力は油圧配管39に設けられる圧力計
41に表示される。

これら圧力計41,42に表示される反力は間接的にケー
シング20を介して伝達される二重反転軸８の外軸12のト
ルクを表す。二重反転軸６に分配される動力の和はエン
ジン２のトルクに相当するので、求められた外軸12のト
ルクをエンジン２のトルクから差し引くことにより、内
軸11のトルクも求めることができる。

したがって、本発明においては内軸11あるいは外軸12
のトルクを直接検出することなく、遊星歯車装置19に発
生する反モーメントを利用し、その反モーメントを規制
する油圧力により二重反転軸８の個々のトルクを高精度
かつ容易に算出することができる。二重反転軸８のトル
クが高精度に検出されることは二重反転軸８のトルクの
計画値を高精度に算定でき、二重反転軸８軽量小型化お
よび船尾構造の簡素化を達成することができる。

また、船体10の吃水の変化等により二重底25が上下方
向に変形する。

この場合、その二重底25の撓み量の変化に応じて二重
底25から推進軸６の内軸11の軸心の高さＨが変動する。
たとえば、二重底25が変形して隆起し、軸心高さＨが低
くなると、双方の架台26,27の下部油圧ラム37,38にそれ
ぞれ等しい荷重が加わる。これにより、各下部油圧ラム
37,38の油が押し出されて排出される。排出された油は
油圧配管39,40を通って下部油圧ラム37,38と互に対の関
係にある上部油圧ラム35,36に圧送される。すなわち、
下方から上方に、あるいは上方から下方に船体変形量に
応じた油の移動によって船体変形を許容乃至吸収するこ
とができる。

また、各架台26,27に設けられる油圧ラム33,34は互い
に油圧配管39,40で連通されているので、互いに等しい
反力を同時に発生させることができる。このため、反モ
ーメントや船体変形に対して強力かつ小さい力で対応す
ることができる。

しかも、油圧配管39,40を通して反モーメントによっ
てこれに対向する反力を形成し、船体変形によってこれ
を許容すべく油の移動がなされるので、複雑に油圧配管
を接続する必要がなく、支持構造が簡単で済む。

さらに、油の熱膨脹とか、規定以上のトルクになって
回路内の圧力が上昇したときは逆止弁47,48より油をド
レンとして逃す。又、回路内から油がリークしたとき
は、給油源43,44より油を供給し、回路内を充填してお
く。

なお、本発明においては推進軸６に二重反転軸８を採
用したが、これだけに限るものではない。推進軸６をす
べて単軸で構成した場合にも本発明は応用できる。すな
わち、この場合にはプロペラ軸を単軸で構成し、その単
軸に遊星歯車装置19の自重を負担させるように構成す
る。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次の如く、優れた効果を
発揮する。

（１） 動力を伝達するときに遊星歯車装置に生じる反
モーメントを油圧により規制し、その油圧力を検出する
ことにより推進軸系のトルクを簡単かつ容易に検出でき
る。

（２） また、吃水等の変化により船体変形が生じて
も、その変形量に応じて各油圧ラムの油を移動させるの
で、船体変形を許容する応答性が高く、しかも容易にそ
の船体変形を許容乃至吸収することができる。

（３） 各上下一対の油圧ラムを互いに違いに閉回路で
接続したので、各架台側から遊星歯車装置の反モーメン
トに対抗する反力を二等分させて発生させることがで
き、また船体変形を油の移動によって許容乃至吸収で
き、複雑な油圧配管構造が不要になり、支持構造を簡素
化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力伝達装置を示す全体概略図、
第２図は動力伝達装置の要部概略図、第３図は第１図の
要部を示す概略図である。 図中、１は出力源、３は推進軸、６は推進軸系、19は遊
星歯車装置、26,27は架台、28,29は凹部、31,32はブラ
ケット、33,34は油圧ラム、39,40は油圧配管である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】出力源と推進器とを結ぶ推進軸系に設けら
   れ、船体の二重底等の固定系から離間されて出力源から
   推進器に動力を減速して伝達するための遊星歯車装置
   と、該遊星歯車装置を間に挾むように上記固定系から立
   ち上って設けられ、上記遊星歯車装置に臨んで開放され
   た凹部を有する架台と、上記遊星歯車装置から上記架台
   の凹部に臨んで延出されたブラケットを有すると共に該
   ブラケットの先端部から上記凹部に上下に相対向させて
   油圧ラムを係合させ、かつ一方の架台の上下の油圧ラム
   と他方の架台の上下の油圧ラムとが互い違いに油圧配管
   で接続された遊星歯車装置支持手段と、該支持手段の油
   圧配管に設けられた圧力計とを備えたことを特徴とする
   動力伝達装置の支持装置。