JPS59149890A - スクリユ−翼車のピツチ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、船舶のスクリュープロペラのごときスクリュ
ー翼車に用いて好適な、スクリュー翼車のピッチ制御装
置に関する。

従来より、例えばスクリュープロペラによって推進する
船舶では、プロペラ軸に対して傾いた流れや、不均一な
伴流分布が船尾に発生する。

ところで、例えば高速艇や護衛艦の推進部は、第１図に
示すごとく、船底から後ろ下がりに突出したプロペラ軸
４をそなえており、このプロペラ軸４は船体１に突設さ
れたシャフトブラケット３に嵌挿されている。

また、プロペラ軸３の先端部にはボス６およびプロペラ
キャップ７が設けられ、ボス６にはプロペラ翼８が配設
されている。

なお、第１図中の符号２は静止水面、５は舵を示してい
る。

しかしなが呟このような高速艇や護衛艦等では、船体１
と主機との位置関係により、プロペラ軸４が船底より後
ろ下がりに突き出す形でとりつけられている２− ので、プロペラ翼８に流れこむ流れは、船底または水面
に対しほぼ平行だから、プロペラ軸４に対して傾斜し、
これによりスクリュー翼８は斜流状態で作動することに
なる。

そしてプロペラ翼８がこのような斜流の流れの中で作動
すると、プロペラ翼８に対する流れの迎角はプロペラ翼
８の円周位置で変化し、これによりキャビテーションエ
ローションや振動の原因となる。特にこの迎角変化は翼
根部に近い程大きいので、翼根部には激しいキャビテー
ションが発生し、そこにルートエロージョンと呼ばれる
キャビテーションエローションが生ずるという問題点が
ある。

第２図はプロペラ軸１４が船尾船体から水平に突出した
船舶の船尾部を示す側面図であるが、この図において、
符号１１は船体、１２はプロペラ翼、１３はスターンフ
レーム、１４はプロペラ軸、１５は舵、１６はプロペラ
ボス、１７はプロペラキャップを示している。

しかしながら、このような従来の船舶でも、通常プ３− ロベラ軸１４より」一方の船体中心線イ」近が他の流速
に比べて流速が遅くなっているので、プロペラ翼１２に
対する流れの迎角はやはりプロペラ翼８の円周位置で変
化し、これによりキャビテーションや振動の発生原因と
なるという問題点がある。

また、このような問題は、例えば発電用水車に用いられ
るスクリュー翼車にも生じる。

本発明は、上述のような問題点の解消をはかろうとする
もので、スクリュー翼車の位置における流速の分布に応
してスクリュー翼のピッチをスクリュー翼の１回転周期
で連続的に変化させることにより、流れに対するスクリ
ュー翼の迎角を一定に保てるようにして、翼に発生する
起振力を低減で終るようにした、スクリュー翼車のピッ
チ制御装置を提供することを目的とする。

このため、本発明の装置は、スクリュー翼車において、
ピッチを変えられるようにボス部に枢着されたスクリュ
ー翼をそなえ、」−記スクリユー翼車の位置における流
速の分布に応じて」１記スクリュー翼の１回転中におけ
るピッチを変化させるべく、同スクリュー翼の４− ボス内端部に突設されたアームと、同アームにヒンジを
介して連結されたロッドとが設けられるとともに、同ロ
ッドを」１記スクリュー翼車の回転に伴い駆動制御する
ロッド駆動制御手段が設けられて、同ロッド駆動制御手
段が、上記ロッドの他端に連係して上記スクリュー翼車
と一体に回転するシューと、同シューを上記スクリュー
翼車の回転に同期させて往復駆動すべく、同シューを係
合させて案内する環状の案内溝を形成された固定案内板
とで構成されていることを特徴としている。

以下、図面により本発明の一実施例としてのスクリュー
翼車のピッチ制御装置について説明すると、第３図はそ
の要部を示す断面図、第４図は第３図のＩＶ−Ｉｖ矢矢
視内向ら見た状態を模式的に示す斜視図、第５図はその
変形例を第３図に対応させて示す断面図、第６図はその
固定案内板の変形例を示す要部断面図である。

第３図に示すように、スクリュー翼車としてのスクリュ
ープロペラＡにおける複数のプロペラ翼（スクリュー翼
）１０４は、それぞれ、その翼根部をプロペラボ５− ス１０２上に回転自在に枢着された７ランノ１０５に固
設されている。

そして、各７ランシ１０５には、プロペラ翼１０４のボ
ス内端部としての回転軸１１０が一体に設けられており
、この回転軸１１０には、アーム１０９が突設されてい
る。

またこのアーム１０９の先端部には、ヒンジ１１１を介
して第１のピストンロッド１０８の一端が枢着されてい
る。、さらに、第１のピストンロッド１０８・をスクリ
ュープロペラＡの回転に伴い駆動制御するロッド駆動制
御手段Ｃが設けられている。すなわち、第１のピストン
ロッド１０８の他端は、プロペラボス１０２内に設けら
れプロペラ翼１０４と同数の第１のシリング１０６に嵌
挿された第１のピストン１０７のそれぞれに連結されて
おり、これにより第１のピストン１０７の往復運動によ
って、各プロペラ翼１０４の回転軸１１０を独立に回転
させて、各プロペラ翼１０４ごとにプロペラピッチを変
化できるようになっている。

一方、プロペラ軸１０１の船内部分には、プロペラ６− 軸１０１の外周に沿ってこれと一体にシリンダブロック
１１３が取付けられており、このシリンダブロック１１
３内には、プロペラ翼１０４と同数の第２の油圧シリン
ダ１１２が設けられ、それぞれの第２のシリング１１２
には、プロペラ軸１０１の軸心方向に延在する第２のピ
ストンロッド１１５を装着された第２のピストン１１４
が嵌挿されている。

そして、第１のシリング１０６と第２のシリンダ１１２
には油が充填され、これらのシリングどうしは、ビス）
ン１０７，１１４によって仕切られた２つの部屋がそれ
ぞれ連通路１２２，１２３を介して連通接続し、これに
より第２のピストン１１４の往復動が第１のピストン１
０７の往復動として伝えられるようになっている。

第２のピストンロッド１１５は、プロペラＭＩＯ１の外
側において、第２のシリンダ１１２の前方へ突出し、そ
の先端には球面座１１７が形成され、この球面座１１７
を介して第２のピストンロッド１１５がピストンシュー
１１６に枢着されている。

７− 各ピストンシュー１１６は、プロペラ軸１０１に設けら
れた球面軸受１１９に嵌挿されてプロペラ軸１０１の軸
心に対しある傾きをもって外部に固定された固定案内板
としての斜板１１８に形成された案内溝１１８ａ内に設
置されたリテーナリング１２０の嵌孔１２１にそれぞれ
嵌め込まれており、これによりピストンシュー１１６が
プロペラ軸１０１の回転に伴ってリテーナリング１２０
と共に回転できる。

このとき、斜板１１８は外部に固定されて回転しないか
ら、ピストンシュー１１６は、プロペラ軸１０１が１回
転するとき、プロペラ軸１０１の軸心に対しである傾き
をもつ斜板１１８の案内溝１１８ａに沿って１周しなが
ら、第２のピストンロッド１１５を１回往復駆動する。

これにより、プロペラ翼１０４がプロペラ軸１０１とと
もに回転するのに同期して、第２のピストン１１４が往
復動し、その結果第１のピストン１０７および第１のピ
ストンロッド１０８の往復動に変換される。

そして、この第１のピストンロッド１０８の動きに８− 伴ってアーム１０９が７ランシ１０５を回転させ、これ
によりプロペラ翼１０４がその軸心まわりに回転し、そ
の結果プロペラ翼１０４の１回転中におけるピッチが変
化するのである。

ところで、第４図に示す上）に、斜板１１８のプロペラ
軸１０１の軸心に対する傾斜角度をｉ１！ｌＩ整し、且
つｌ１１整時以外は斜板１１８を固定するために、斜板
１１８の両側に回転軸１２４が固設されて、それぞれの
軸１２４が軸受１２５に支承されており、一方の回転軸
１２４にはギアボックスをそなえた駆動モータ（電動機
＞　１．２６が結合されている。

さらｌこ２つの軸受１２５には油圧シリンダ１２７がそ
れぞれ装着され、斜板１１８のプロペラ軸方向の位置を
調整して第２のピストン１１４、第１のピストン１０７
、ひいてはプロペラ翼の中立ピッチ（変化するピッチの
中心位置）を調節することができるようになっている。

なお、第３図中の符号１０３はプロペラキャップ、１２
８は船尾ボッシングまたはシャフトブラケットを９− 示しでいる。

上述の構成により、プロペラ軸１０１が回転すると、ピ
ストンシュー１１６はリテーナリング１２０と共に、斜
板１１８に形成された環状の案内溝１１８ａに沿って摺
動する。このとき、ピストンシュー１１６に係合する第
２のピストンロッド１１５は、外部に固定された斜板１
１８がプロペラ軸１０１の細心に対し傾斜しているため
に、ピストンシュー１１６と共に回転しながらプロペラ
軸１０１の軸心方向（第３図において左右方向）に往復
動する。

第２のピストンロッド１１５がプロペラ軸１０１の細心
方向に沿い摺動すると、第２のピストンロッド１１５に
連結された第２のピストン１１４は、作動油を連通路１
２２，１２３を通して、プロペラボス１０２内に設けら
れた第１のシリンダ１０６の第１のピストン１０７に仕
切られたそれ゛ぞれの部屋に圧送して、第１のピストン
１．０７を往復動させる。

これにより、第２のピストン１１４のストローク１土第
１のピストン１０７のストロークに変換される。

１０− 第１のピストン１０７がプロペラ軸１０１の軸心方向に
沿い摺動すると、第１のピストンロッド１０８、ヒンジ
１１１、アーム１０９およびプロペラ翼回転軸１１０は
ピストンクランク機構としで作用し、プロペラ翼１０４
はプロペラ翼回転軸１１０のまわりに回転して、そのピ
ッチが変化するのである。

各プロペラ翼１０４のピッチは、プロペラ翼の回転位置
、すなわちプロペラ翼１０４がプロペラ軸１０１の軸心
に関してどの位置にあるかによって決まる。

また、プロペラ翼１０４のピッチの変化量を変えるには
、モータ１２６を駆動して斜板１１８のプロペラ軸１０
１の軸心に対する傾斜角度を変えてやればよく、さらに
プロペラ翼１０４の中立ピッチを変えるには、油圧シリ
ング１２７を駆動して斜板１１８のプロペラ軸１０１の
軸心方向位置を調節して、第１．第２のピストン１０７
，１１４のストローク中心を変えてやればよい。

また、斜板１１８をプロペラ軸１０１に関し垂直にすれ
ば、各プロペラ翼１０４のピッチは個々にプロペラの回
転位置に応じては変化しなくなるが、この状態で油圧シ
リング１２７により斜板１１８を第３図中左右にスライ
ドさせると、全てのプロペラ翼１０４のピ・ンチは、−
斉に同量だけ変化するので、通常の可変ピッチプロペラ
と同様な効果が得られる。

なお、第５図に示すように第１のシリング１０６内に戻
しばね１５０を設けて第１のピストン１０７の戻りを自
動的に行なわせ、これにより、実施例での連通路１２２
を省略することができ、また第６図に示すように、固定
案内板としての斜板２１８をプロペラ付近の流速分布に
合わせて適当に弯曲させてもよく、あるいは同じく第６
図に示すように、リテーナリングを省略してピストンシ
ュー１１６のみが案内孔２２１に案内されるように案内
溝を形成してもよい。

なお、第５，６図中、第３．４図と同じ符号はほぼ同様
の部分を示している。

また、本発明の装置は、舶用のスクリュープロペラに適
用できるほか、例えば発電用水車等においで、不均一な
渡場で回転するスクリュー翼をそなえた場合にも適用で
きる。

以上詳述したように、本発明のスクリュー翼車のピッチ
制御装置によれば、スクリュー翼車において、ピッチを
変えられるようにボス部に枢着されたスクリュー翼をそ
なえ、上記スクリュー翼車の位置における流速の分布に
応じて上記スクリュー翼の１回転中におけるピッチを変
化させるべく、同スクリュー翼のボス内端部に突設され
たアームと、同アームにヒンジを介して連結されたロン
ドとが設けられるとともに、同ロッドを上記スクリュー
翼車の回転に伴い駆動制御するロッド駆動制御手段が設
けられて、同ロッＹ駆動制御手段が、上記ロッＶの他端
に連係して上記スクリュー翼車と一体に回転するシュー
と、同シューを上記スクリュー翼車の回転に同期させて
往復駆動すべく、同シューを係合させて案内する環状の
案内溝を形成された固定案内板とで構成されるという簡
素な構成で、スクリュー翼付近の流速分布とスクリュー
翼の回転位置とに応じたピッチを正確に調整して、常に
最適の迎角を保つことがで軽るのであって、これにより
スクリュー翼の１３− キャビテーション、エロージョン、振動を天外く軽減で
外る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はプロペラ軸が船底から後ろ下がりに突出する従
来の船舶の船尾部を示す側面図、第２図はプロペラ軸が
船尾船体から水平に突出した従来の船舶の船尾部を示す
側面図であり、第３〜６図は本発明の一実施例としての
スクリュー翼車のピッチ制御装置を示すもので、第３図
はその要部を示す断面図、第４図は第３図のＩＶ−ＴＶ
矢矢視内向ら見た状態を模式的に示す斜視図、第５図は
その変形例を第３図に対応させて示す断面図、第６図は
その固定案内板の変形例を示す要部断面図である。 １０１・・プロペラ軸、１０２・・プロペラボス、１０
３・・プロペラキャップ、１０４・・スクリュー翼（プ
ロペラ翼）、１０５・・７ランジ、１０６・・第１のシ
リング、１０７・・第１のピストン、１０８・・第１の
ピストンロッド、１０９・・アーム、１１０・・スクリ
ュー翼のボス内端部としての７ランジ回転１４− 軸、１１１・・ヒンジ、１１２・・第２のシリンダ、１
１３・・シリンダブロック、１１４・・第２のピストン
、１１５・・第２のピストンロッド、１１６・・ピスト
ンシュー、１１７・・球面座、１１８・・固定案内板と
しての斜板、１１８ａ・・案内溝、１１９・・球面軸受
、１２０・・リテーナリング、１２１・・嵌孔、１２２
，１２３・・連通路、１２４・・案内板回転軸、１２５
・・軸受、１２６◆・モータ、１２７・・油圧シリンダ
、１２８・・船尾ボッシングまたはシャフトブラケット
、１５０・・戻しばね、２１８・・固定案内板としての
斜板、２２１・・案内溝、Ａ・・スクリュー翼車として
のスクリュープロペラ、Ｃ・・ロッド駆動制御手段。 復代理人　弁理士　　飯　沼　義　彦 １５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スクリュー翼車において、ピッチを変えられるようにボ
   ス部に枢着されたスクリュー翼をそなえ、」１記スクリ
   ュー翼車の位置における流速の分布に応じて上記スクリ
   ュー翼の１回転中におけるピッチを変化させるべく、同
   スクリュー翼のボス内端部に突設されたアームと、同ア
   ームにヒンジを介して連結されたロッドとが設けられる
   とともに、同ロンドを上記スクリュー翼車の回転に伴い
   駆動制御するロッド駆動制御手段が設けられて、同ロン
   ド駆動制御手段が、上記ロッドの他端に連係して上記ス
   クリュー翼車と一体に回転するシューと、同シューを上
   記スクリュー翼車の回転に同期させて往復駆動すべく、
   同シューを係合させて案内する環状の案内溝を形成され
   た固定案内板とで構成されていることを特徴とする、ス
   クリュー翼車のピッチ制御装置。 １−