JPS592680B2 - 船舶用のラダ−プロペラ又は船内外機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は船舶用のラダープロペラまたは船内外機であっ
て、原動機から吃水線の下方のプロペラまで達している
伝動軸を有し、該伝動軸はケーシング内に配置されてお
り、該ケーシングは、水からの例１上げ旋回又はトリミ
ングのために、ケーシング又はケーシングに結合された
キャビテーションプレート内に配置されている少なくと
も１つの液力式又は空気力式のシフトシリンダにより、
はぼ水平の軸を中心にして旋回可能である形式のものに
関する。

ラダープロペラ又は船内外機において、伝動軸を受容し
かつプロペラを支持するケーシングを、プロペラのトリ
ミング又は水からの勿ｊ上げ旋回のためにほぼ水平の軸
を中心にして液力式に程度の差こそあれ旋回させること
は公知である。

このためにシフトシリンダが設けられており、これらの
シフトシリンダはケーシングの傍らに又は、キャビテー
ションプレートが設けられている場合にはその近くに、
配置されている。

このように配置されたシフトシリンダは、これらが流動
運動を妨げるという欠点を有している。

米国特許第３５８９３２６号明細書によれば、シフトシ
リンダをケーシング内に配置することは公知である。

しかしこの場合ケーシングに対して相対的にシフトシリ
ンダが可動であることにより、必要な密封性に問題があ
る。

即ち、上記米国特許の船内外機では、そのシフトシリン
ダは油圧式ショックアブソーバ又は油圧式パワーシリン
ダとして設けられているが、該シフトシリンダもしくは
該シフトシリンダ内で案内されるピストンのピストンロ
ッドは、該ピストンロッド先端を船体トランソンに設け
られたブラケット下端のラグに枢着するために、シフト
シリンダを内蔵しているケーシングの開口を通って該ケ
ーシングから外部へ突出している。

該開口は従って、他端でケーシング他端に枢着されてい
るシフトシリンダの自由な運動を可能とするために、相
応して大きく製作されている。

従って該開口は適当なベローによって、当該開口からケ
ーシング内部への水の侵入を防止すべく密封閉鎖されな
ければならない。

しかし該ベローは、これが、シフトシリンダもしくはピ
ストンロッドとケーシング開口部との間に配置されてい
るという場所的条件により、シフトシリンダもしくはピ
ストンロッドの貫通のさいの摩耗によってであれ、或い
はまた、シフトシリンダもしくはピストンロッドの旋回
運動のさいにベローズ皮膜が挾み込まれ締め込まれるこ
とによってであれ、或いはまた、水中に浮遊する異物に
よってであれ、極めて高い破損の危険にさらされる。

上記開口部に僅かな漏れ個所が生じても、水の侵入、ひ
いては船内外機に重大な支障を生じる結果となる。

本発明の課題は、単数又は複数のシフトシリンダをケー
シング又はこれに結合されたキャビテーションプレート
内に、上記の欠点を生じないように配置することにある
。

本発明のこの課題は、特許請求の範囲第１項に記載され
ている構成によって解決されている。

このような簡単な構成は、ラダープロペラ又は船内外機
が閉じた構造を有し、かつ接続部を有するシフトシリン
ダが損傷されない、または損傷を著しく受は難く、さら
に、就中保守整備が容易であるという利点を有している
。

シフトシリンダ内で案内されるピストンのピストンロン
ドが、滑子案内内で案内されるロールを介して装置不動
部分に支持されているようにすることにより、運動学的
に申し分のない機能かえられ、さらにこの場合滑子案内
が湾曲した構造を有しているようにすることにより、コ
ンパクトな構造形式かえられる。

製作費を僅かにしかつ組立てを簡単にするために、本発
明の有利な一実施例によれば、２つの両シフトシリンダ
が互いに接近させて並列に配置されており、かつ両シフ
トシリンダに共通の１つの滑子案内が所属している。

さらに別の、運動学的に申し分のない機能は、シフトシ
リンダ内で案内される、ピストンのピストンロンドが、
リンクレバー゛を介して、装置不動部分に支持されてお
り、かつ枢着点がピストンロンドの両路端位置によって
制限される旋回角度の２等分線上に位置するようにする
ことによってえられる。

この場合、シフトシリンダ内で案内されるピストンのピ
ストンロンドが、リンクレバーを介して、装置不動部分
に支持されており、かつ枢着点がピストンロンドの各終
端位置によって制限される、２つの作業範囲の旋回角度
の両２等分線の交点に位置しているようにすることも可
能である。

さらに本発明の別の実施例によれば、枢着点の位置が、
ロンド案内に作用する支持力が各作業範囲の始めと終り
とにおいて等しくまたはほぼ等しく、シかし逆向きに作
用しうるように、変位している。

さらに別の実施例によれば、枢着点の位置が、ピストン
ロンド内に生じる曲げ応力が各作業範囲の始めと終りと
において等しくまたはほぼ等しくなるように、′変位し
ている。

さらに別の実施例によれば、枢着点の位置が、ロンド案
内に作用する支持力が各作業範囲の始めと終りとにおい
て等しくまたはほぼ等しくなり、しかし逆向きに作用可
能であり、かつまた、ピストンロンド内に生じる曲げ応
力が各作業範囲の始めと終りとにおいて等しくまたはほ
ぼ等しくなるように、変位している。

さらに本発明の別の実施例によれば、製作費を低くしか
つ組立てを容易にするため、２つの両シフトシリンダが
互いに接近して並列に配置されており、両方のシフトシ
リンダに共通の１つのリンクレバーが設けられている。

次に図示の実施例につき本発明を説明する。

船体１の船尾に、船の推進および操舵のためのラダープ
ロペラが公知の形式でかつ公知の手段により取付けられ
ている。

原動機は船体の胴部内に取付けられており、図示されて
いない。

原動機の出力は公知の、やはり図示されていない伝動部
材を介してプロペラ３へ伝達される。

これらの伝動部材は、ラダープロペラの上方部分にある
ほぼ水平の軸、ケーシング４内に支承されていて吃水線
下へ延びている伝動軸、運転位置において水面下にほぼ
水平に延びていて、ケーシング下側部分、所謂梨形部分
５内に支承されているプロペラ軸および、上記の軸を接
続するための、例えば傘歯車伝動装置のような交叉軸間
伝動装置である。

ケーシング４はラダープロペラの、船体１に不動に結合
された装置不動部分６にカルダンリング７を介して連結
されている。

このカルダンリング７は上記の装置不動部分６にほぼ鉛
直のピン組（図面にはそのうちの下側のピン８がみえて
いる）により、はぼ鉛直の軸線を中心にして回転可能に
支承されている。

上側のピンには舵取り駆動装置９が作用する。

この舵取り軸（ピン組の軸線）は、鉛直線に対して僅か
な角度だけ傾斜している。

傾斜している理由については説明を省略する。

上記ピン組を中心にして、プロペラを支持するケーシン
グ４゜５はカルダンリングと一緒に、舵取りのために旋
回可能である。

さらに。

ピンおよびその類似物より成る水平の軸１０が設けられ
ており、これは一方においてはカルダンリング７内に、
他方においてはケーシング４内に支承されている。

この水平の軸１０を中心にしてケーシング４，５はプロ
ペラ３と共に、水面から上方へ旋回せしめることができ
、またプロペラはこの水平の軸１０を中心にして、トリ
ミングのために、旋回可能である（この場合「トリミン
グ」とは、船体の水平横方向軸線を中心とする種々異な
る傾倒状態においてプロペラをもつとも良好に調節する
ための、プロペラの旋回運動を意味するものとする）。

原動機とケーシング上側部分内に支承された、水平軸に
属する軸との結合はカルダン継手または類似の継手によ
って行なわれている。

軸１０を中心とする傾倒運動を生ぜしめるために２つの
シフトシリンダ１１が設けられており、これらのシフト
シリンダは互いに接近させて並列にキャビテーションプ
レート１２内に配置されている。

このために、鋳造片内にそれぞれ１つの外側シリンダ１
３が設けられており、この外側シリンダ内にそれぞれ１
つの内側シリンダ１４が支承されており、かつシールさ
れている。

内側］シリンダ１４内にそれぞれ１つのピストン１５が
シールされた状態で案内されている。

ピストン１５のピストンロッド１６はシリンダヘッド１
７を貫通しており、これは外側シリンダに対しても、ま
たピストンロッドに対してもシールされている。

外側シリンダと内側シリンダとの間には間隙１８がある
。

ビスよン１５と、ピストンロッド側とは反対側のシリン
ダ底部１９との間には、摺動ピストン２０が内側シリン
ダ内に自由に運動可能にかつ気密にシールされた状態で
案内されている。

外側シリンダは、シリンダに選択的に圧力媒体、例えば
油を供給するために、２つの接続部２１゜２２を有して
いる。

一方の接続部２１の油はシリンダヘッドを通ってシリン
ダ室２３内へ導かれる。

他方の接続部２２の油は間隙１８を経て摺動ピストン２
０の後方で室２４内へ導かれる。

ピストン１５内には、図示されていない過圧逃がし弁が
設けられており、これは、シリンダ室２３内に衝撃的な
圧力上昇が生じたときに、油をピストン１５と摺動ピス
トン２０との間へオーバーフローさせる。

さらにピストン１５内には図示されていない絞り弁また
はその類似物が設けられており、これは圧力衝撃が消失
すると油をシリンダ室２３内へ戻す。

ピストンロッド１６，１６ａ（第３図）はロッドヘッド
２５，２６を介して軸２７によって結合されている。

この軸は、締付けによるロッキングを避けるために、ロ
ッドヘッド内に球面支承部を以って支承されている。

軸２７にはロール２８が回転可能に支承されている。

このロールは滑子案内２９内で案内されている。

滑子案内はカルダンリングγまたは下側のピン８に適当
な形式で取付けられており、該滑子案内は、はぼ鉛直の
軸を中心としてカルダンリングと一緒に旋回運動する。

上記滑子案内によりトリミングのさいに申し分のない運
動学的状態かえられ、かつ水面からのプロペラの例上げ
旋回が可能になる。

滑子案内の所要スペースをできるだけ小さくするために
、滑子案内は、殊に第２図に示すように、円弧状または
湾曲した形状に構成されている。

シフトシリンダは互いに並列に接近して配置されている
から、これらのシフトシリンダはたんに１つの、換言す
れば共通する滑子案内を必要とするにすぎない。

水面からの例１上げ旋回及びトリミングのために、程度
の差こそあれ圧力油が接続部２２を通って摺動ピストン
２０の後へ導かれ、該摺動ピストンはピストン１５およ
びピストンロッド１６を介してケーシングを持上げる。

梨形ケーシング部分５のひれ板３０が障害物にあたった
場合には、ピストン１５内の過圧逃がし弁が働き、ケー
シング４゜５は上方へ旋回可能になり、この場合摺動ピ
ストンがその位置を変化させることはない。

戻し旋回によりプロペラは再びそ′のも吉の位置を占め
る。

本発明のシフトシリンダの場合には内外面シリンダ１３
，１４は互いにケーシング内に、内外者シリンダについ
てそれぞれ１つの供給兼排出導管しか必要としないよう
に、接続されている。

該導管のために接続部は、これらによって流動運動が妨
げられることが少ないケーシング端面側に設けることが
できる。

滑子案内２９内のロール２８を介して両ピストンロンド
１６，１６ａを上記のように船体に対して不動の装置不
動部分６に支持する代りに、両ピストンロンド１６，１
６ａを、少なくとも１つのリンクレバー３Ｌ３１ａを介
して、第４図に示すような形式で、船体１に対して不動
の装置不動部分６に支持することも可能である。

この場合ピストンロッド１６，１６ａはロッドヘッド２
５゜２６を介して１本の軸３２により結合されている。

この軸３２は、ロッキングを避けるために、本発明によ
れば、ロッドヘッド内に球面支承部を介して支承されて
いる。

この軸３２にはリンクレバー３Ｌ３１ａが回転可能に支
承されている。

これらのレバーは他端部でやはり回転可能にピン３３゜
３３ａに支持されており、これらのピンはカルダンリン
グ７または下側のピン８に適当な形式で、リンクレバー
がほぼ鉛直の軸を中心とするカルダンリングの旋回運動
を一緒に行なうように、取付けられている（第５図）。

できるだけ僅かな構造中をうるために、ラダープロペラ
または船内外機の支持をたんに１本のリンクレバー３４
によって行なうことも可能である（第６図）。

少なくとも１つのリンクレバーを介しての支持により、
トリミングおよび水面からのプロペラの旋回のさいに申
し分のない運動学的関係かえられる。

しかしこの運動学的関係においては明らかに側方向力Ｎ
がピストンロッドに作用し、この力の大きさは枢着点３
８に対するピストンのそのつどの位置に関連する。

旋回運動の経過中ピストンロッドは、その軸線が枢着点
３８を通っているときにのみ、上記側方向力の作用を受
けない状態にとどまっている。

このような状態をうるためには、枢着点３８を変位させ
て、旋回運動の経過中ピストンロッドの軸線ができるだ
け稠度も枢着点３８を通るようにする。

図示の実施例αによって示されている所要旋回範囲では
、最高２回の通過が可能である。

図示の実施例では旋回範囲αは２つの部分範囲α１およ
びα２から構成されている。

即ち範囲α１は主にトリミングのさいに通過する範囲で
あり、この場合プロペラ推力による高い負荷力が生じる
。

これに対して範囲α２はたんに水面からの勿１１上げ旋
回のさいに利用される範囲であって、この場合にはラダ
ープロペラの自重に因る僅かな力が生じるにすぎない。

ピストンロッド１６，１６ａ及びロッド案内３５内に作
用する力Ｎ 、Ｆをできるたけ小さくするために、枢着
点３８が、各部分範囲α１およびα２の始端および終端
におけるピストンロッドの軸線の位置によって与えられ
る角の２等分線Ｗ１．Ｗ２の交点に位置するようにする
のが有利である。

このようにすることは、ピストンロッドの終端点３９に
作用する側方向Ｎに対しては極めて有利である。

ロッド案内に面圧を負荷しかつピストンロッドに曲げ応
力を生せしめる力はしかしさらに、シリンダからのピス
トンロッドの突出距離ａにも関連する。

従って、ピストンロッドの突出距離ａの不都合な影響を
補償するためには、枢着点３８の位置が上記の２等分線
の交点から旋回範囲の終端におけるピストンロッド位置
により近い位置へ移されるようにしなければならない。

この枢着点３８の最良の位置は反復法により探知しなけ
ればならず、この位置は、曲げ応力および面圧が両旋回
範囲の各々の始端および終端においてそのつど等しい大
きさになるときにえられる。

旋回範囲（角度）αおよび突出距離ａの他に、枢着点３
８の位置に影響を与えるさらに別のパラメータがある。

即ちリンクレバー３１，３１ａ。３４の長さｈはピスト
ンロッドに作用する力の大きさに著しい影響を与える。

長さｈが大きくなればなる程それだけ、側方向力Ｎ、支
持力Ｆおよびピストンロッド内の曲げ応力σｂは小さく
なる。

ロール円弧４０の半径ｒは全運動学的量の絶対値に影響
を与え、要するにこの半径は全ての長さに対する基準量
である。

半径ｒの大きさは第１に、旋回させるべき装置の寸法に
依存する。

始めの角度βは著しく構造的に制約されている。

この値βを適当に選ぶことにより、旋回軸１０に対する
全運動学的機構の位置が、旋回すべき装置に対する枢着
点３８の位置と同様に確定される。

βを変えることにより、負荷値の零−通過が変化せしめ
られ、または力ＮおよびＦの正および負の値が互いに相
殺される（第７図および第８図）。

これにより、例えば旋回範囲α１においてもつとも良好
な力の分配が達成される。

第８図には、ラダープロペラに対するもつとも良好な運
動学的機構の、側方向力Ｎ、支持力Ｆおよび曲げ応力σ
ｂの基準量が示されている。

トリミング範囲Ｘ。

からＸｌまでにわたっており、これは旋回範囲α１に相
応する。

支持力Ｆについては、１つの範囲の始端と終端とにおけ
る最大値が等しくなるようにするという要求が実現され
ている。

曲げ応力σｂの変化は同時にはこの要求に適合していな
いが、しかしロッド横断面を適当に選ぶことにより公知
の形式でロッド材料の強度条件に相応せしめることがで
きる。

持上げ範囲Ｘ１〜Ｘ４（旋回範囲α２に相応する）では
、角度範囲Ｘ２〜Ｘ３において全ての３つの値は最大値
に達する。

３つの全ての値は、零まで減少した後に、持上範囲の終
り近くで角度急勾配で上昇する。

この場合にも、等しい最大支持力に対する要求はほぼ実
現されている。

他の２つの値は再びこれらに固有の法則に従って変化す
る。

持上げ範囲Ｘ１〜Ｘ４においては、既に述べたように、
運動学的機構はたんにラダープロペラの自重のみによる
負荷、場合によっては相応する衝撃付加分だけ増大した
負荷を受けるにすぎない。

従って著しく僅かな応力しか生じない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はピストン
ロッドが滑子案内を介して連接されている本発明のラダ
ープロペラを示す図、第２図は本発明のシフトシリンダ
の拡大図、第３図は滑子案内へのピストンロッド連接部
の拡大図、第４図はピストンロッドがリンクレバーを介
して連接されている本発明のラダープロペラの略示図、
第５図は本発明による２つのリンクレバーを介して連接
されているピストンロッドの連接部の拡大図、第６図は
本発明による１つのリンクレバーを介して連接されてい
るピストンロッドの連接部の別の実施例を示す図、第７
図は本発明による運動学的機構を種々異なる位置で示す
図、第８図は本発明による運動学的機構において生じる
力の線図である。 １・・・・・・船体、２・・・・・・ラダープロペラ、
３・・・・・・プロペラ、４・・・・・・ケーシング、
５・・・・・・ケーシング部分、６・・・・・・装置不
動部分、７・・・・・・カルダンリング、８・・・・・
・ピン、９・・・・・・舵取り駆動装置、１０・・・・
・・軸、１１・・・・・・シフトシリンダ、１２・・・
・・・キャビテーションフ゛レート、１３・・・・・・
外１則シリンダ、１４・・・・・・内側］シリンダ、１
５・・・・・・ピストン、１６，１６ａ・・・・・・ピ
ストンロッド、１７・・・・・・シリンダヘッド、１８
・・・・・・間隙、１９・・・・・・シリンダ底部、２
０・・・・・・摺動ピストン、２１，２２・・・・・・
接続部、２３・・・・・・シリンダ室、２４・・・・・
・室、２５，２６・・・・・・ロッドヘッド、２７・・
・・・・軸、２８・・・・・・ロー／ｌ／、２９・・・
・・・滑子案内、３０・・・・・・ひれ板、３１，３１
ａ・・・・・・リンクレバー、３２−・一軸、３４−・
−・−リンクレバー、３５・・・・・・ロッド案内、３
８・・・・・・枢着点、３９・・・・・・終端点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 船舶用のラダープロペラ又は船内外機であって、原
   動機から吃水線の下方のプロペラまで達している伝動軸
   を有し、該伝動軸はケーシング内に配置されており、該
   ケーシングは、水からの勿１上げ旋回又はトリミングの
   ために、ケーシング又はケーシングに結合されたキャビ
   テーションプレート内に配置されている少なくとも１つ
   の液力式または空気力式のシフトシリンダにより、はぼ
   水平の軸を中心にして旋回可能である形式のものにおい
   て、単数または複数のシフトシリンダ１１がケーシング
   ４又はキャビテーションプレート１２内に、ケーシング
   ４又はキャビテーションプレート１２と一体的に結合さ
   れて配置されており、かつシフトシリンダ１１内で案内
   されるピストンのピストンロッド１６が、滑子案内２９
   又はリンクレバー３１を介して、装置不動部分６に支持
   されていることを特徴とする、船舶用のラダープロペラ
   又は船内外機。 ２ シフトシリンダ１１内で案内されるピストンのピス
   トンロッド１６がロール２７を介して、滑子案内２９内
   で案内されており、該滑子案内２９が湾曲した構造を有
   している特許請求の範囲第１項記載の船舶用のラダープ
   ロペラ又は船内外機。 ３２つの両シフトシリンダ１１が互いに接近させて並列
   配置されており、かつ両シフトシリンダ１１が共通の１
   つの滑子案内２９を有している特許請求の範囲第１項記
   載の船舶用のラダープロペラ又は船内外機。 ４ シフトシリンダ１１内で案内されるピストンのピス
   トンロッド１６がリンクレバー３１を介して装置不動部
   分に支持されており、かつ枢着点３８がピストンロッド
   の両路端位置によって制限される旋回角度αの２等分線
   上に位置する特許請求の範囲第１項記載の船舶用のラダ
   ープロペラ又は船内外機。 ５ シフトシリンダ１１内で案内されるピストンのピス
   トンロッド１６がリンクレバー３１を介して装置不動部
   分に支持されており、かつ枢着点３８がピストンロッド
   の各終端位置によって制限される、２つの作業範囲の旋
   回角度α１．α２の両２等分線の交点に位置している特
   許請求の範囲第１項記載の船舶用のラダープロペラ又は
   船内外機。 ６ 枢着点３８の位置で、ロッド案内３５に作用する支
   持力Ｆが各作業範囲α、α１．α２の始めと終りとにお
   いて等しくまたはほぼ等しく、シかし逆向きに作用しう
   るように、変位している特許請求の範囲第４項記載の船
   舶用のラダープロペラ又は船内外機。 ７ 枢着点３８の位置が、ロッド案内３５に作用する支
   持力Ｆが各作業範囲α、α１．α２の始めと終りとにお
   いて等しくまたはほぼ等しくなり、しかし逆向きに作用
   可能であり、かつまた、ピストンロッド１６内に生じる
   曲げ応力σｂが各作業範囲α、α１．α２の始めと終り
   とにおいて等しくなるように、変化している特許請求の
   範囲第４項記載の船舶用のラダープロペラ又は船内外機
   。 ８２つの両シフトシリンダ１１が互いに接近して並列に
   配置されており、両方のシフトシリンダ１１に共通の１
   つのリンクレバー３４が設けられている特許請求の範囲
   第４項記載の船舶用のラダープロペラ又は船内外機。 ９ 枢着点３８の位置がピストンロッド１６内に生じる
   曲げ応力σｂが各作業範囲α、α１．α２の始めと終り
   とにおいて等しくなるように、変位している特許請求の
   範囲第５項記載の船舶用のラダープロペラ又は船内外機
   。