JPS6177593A - 舶用可変ピッチプロペラ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船舶に用いられる可変ピッチプロペラ装置に
関する。

〔従来の技術〕

近年、舶用主推進器として可変ピッチプロペラが多用さ
れているが、一般に、可変ピッチプロペラや固定ピッチ
の通常のプロペラでは、プロペラ輸方向の推力すなわち
船体の前後方向の推力だけしか得ることができない。

そこで、船体を旋回させるような場合には、従来、舵角
を調整したり、船体の適所に装備されたサイドスラスタ
−等の補助推進器の推力を利用することによって、目的
の勤務を船体に与えている。

特に、サイドスラスタ−等の補助推進器を用いる場合、
その推力を調節することによって、自由な方向へ船体を
移動あるいは回動させることができ、操縦性の向上をは
かることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述のようなサイドスラスタ−等の補助
推進器を船体に装備するためには、船体内に補助推進器
用の駆動ｎ　ｈＭをそなえなければならず、その装備ス
ペースが必要になるとともに、船体の重量が増大すると
いう問題点がある。

特に、深海潜水船等の特殊船舶においては、作業用マニ
ピュレータなどの各種は能をそなえるために、船体の軽
量化および船内スペースの有効利用が要求される一方で
、水上を航行する通常の船舶とは異なり、水平面内のみ
ならず、鉛直面内における船体の移動あるいは回動の制
御も行なう必要があるので、この制御を従来のごとく主
推進器以外のサイドスラスタ−等の補助推進器によって
行なう場合、通常の船舶よりも多くの補助推進器を船体
に装備しなければならず、船体重量の増大を招くととも
に、狭隘な船内スペースの有効利用をはかれなくなる。

本発明は、このような実情に鑑み、補助推ａＲＧを用い
ることな（、あらゆる方向への推力調整を可能にして、
船体の操縦性を高めるととらに、船体の軽量化および船
内スペースの有効利用をはがれるようにした、舶用可変
ピッチプロペラ装置を提供することを目的とする。

〔問題、直を解決するための手段） このため本発明の舶用可変ピッチプワベラ装置は、プロ
ペラボスの内部に、前後方向に摺動可能な球面軸受と、
同球面紬受の球面に沿って傾動しうる傾斜板とをそなえ
るとともに、同傾斜板の前後方向変位と傾斜方向および
その傾斜角とを駆動制御する少な（とも３個の流体圧シ
リンダをそなえ、上記傾斜板が上記球面に支承された非
回転傾斜リングと同非回転傾斜リング上に回転可能に支
承された回転傾斜リングとで１成されて、同回転傾斜リ
ングがプロペラ軸と同期回転すべく同プロペラ軸と一体
の上記プロペラボスｔこ連結され、上記傾斜板の変位量
に応じてプロペラ具のピッチを変更すべく上記非回転傾
斜リングに上記流体圧シリンダの伸縮端が連結されると
ともに、上記回転傾斜リングが」二記プロペラ；♂の基
端にリンク結合されていることを特徴としている。

〔作　用〕

上述の本発明の舶用可変ピッチプロペラ装置では、流体
圧シリンダのピストンミツどの変位量をそれぞれＪ１９
制御することにより、傾斜板の前後方向移動量、傾斜方
向および傾斜角を変え、この変位量をプロペラ翼に伝達
して、プロペラ軸の一回転中におけるプロペラ翼のピッ
チ角を周期的に変化させることができるので、プロペラ
翼による推力の方向と大きさとが自在に５１！整される
ようになる。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の一実施例としての舶用可変ピ
ッチプロペラ装置について説明すると、第１図はその水
平断面図、第２図は第１図の■−■矢視断面図、第３図
はそのプロペラ翼基端部の咎視図、第４図は第３図のＩ
Ｖ矢視図であり、第５〜１１図はその作用を説明するた
めのらので、第５図（、）はその傾斜板の基準位置を示
す模式的な水平断面図、第５図（ｂ）は第５図（、）に
対応するプロペラ翼のピッチ角の状態を示す模式図、第
６図（ａ）はその傾斜板が前方へ移動している状態を示
す模式的な水平断面図、ＩＲ６図（ｂｌはｔＲ６図（ａ
）に対応するプロペラ翼のピッチ角の状態を示す模式図
、第７図（ａ）はその傾斜板が後方へ移動している状態
を示す模式的な水平断面図、第７図（ｂ）は第７図（、
）に対応するプロペラ翼のピッチ角の状態を示す模式図
、第８図（ａ）はその傾斜板の左側が前方へ傾動してい
る状態を示す模式的な水平断面図、第８図（ｂ）は第８
［Ｋ（ａｌに対応するプロペラ翼のピッチ角の状態を示
す模式図、第９図（＆）はその傾斜板の右側が前方へ傾
動している状態を示す模式的な水平断面図、第９図（ｂ
）は第９図（、）に対応するプロペラ翼のピッチ角の状
態を示す模式図、第１０図（ａ）はその傾斜板の上側が
前方へ傾動している状態を示す模式的な側断面図、第１
０図（ｂ）はＰｔ５１０図（ａ月二対応するプロペラ翼
のと／千角の状態を示す模式図、？ｌ５１１図（、）は
その傾斜板の下側が前方へ１ＩＱｒＪｈシている状態を
示す模式的な側断面図、ｆＩＳｌ１図（ｂｌは第１１図
（ａ）に対応するプロペラ翼のピッチ角の状態を示す模
式図である。

第１図に示すように、船体側のサポート１には支持具３
が取り付けられ、同支持具３に形成される円環状突出部
５の外周面には、軸受９およびンール１０を介して、プ
ロペラボス７が回転可能に装着される。

そして、プロペラボス７は、このプロペラボスフ内にお
いてプロペラ紬２の一端に同プロペラ軸２と同期回転す
るように一体となって接続され、同プロペラボス７外周
に軸受シール部７ａを介して回動可能（ピッチ角可変）
に取り付けられる複数（本実施例では４枚）のプロペラ
翼８とともに、プロペラ紬２の他端に連結される図示し
ないモータにより、回転駆動されるようになっている。

一方、プロペラボス７の内部において、支持具３にプロ
ペラ輸２を囲むように形成された〃イド管６には、球面
軸受１３が、同ガイド管６に沿い前後方向（第１図中に
おいて右方を前方とする）に慴動可能に装着される。

この球面軸受１３は、〃イド管６に装着される内輪１３
ａと、同内輪１３ａの外周面に形成される球面１３ｃに
沿って傾動する外輪１３ｂとから構成される。

また、球面軸受１３には、傾斜板２０が、球面１３ｃに
沿って傾動するように取り付けられており、この傾斜板
２０は、球面軸受１３の外輪＋３ｂに固着され外輪１３
ｂとともに球面１３ｃに支承された非回転傾斜リング】
４と、同非回転傾斜、リング１４外周に軸受１５を介し
て回転可能に支承された回転傾斜リング１６とにより構
成されている。

このように構成される傾斜板２０の非回転傾針リング１
４には、第１．２図に示すように、流体圧シリンダ１１
ｍ、１１ｂおよび１．１　ｃが非回転傾斜リング１４前
面の上方部、左方部および右方部のそれぞれにおいてビ
ス）ンロフド１２ｇ、１２ｂおよＶ　１２．、ｃを介し
接続されており、これらの流体圧シリンダ１１ａ＋１１
ｂおよびｌｌｃを用いビス）ンロッド１２ａ、１２ｂお
よゾ１２ｃをそれぞれ前後方向に駆動することによって
、傾斜板２０は、球面軸受１３とともに〃イド管６に沿
い前後方向に移動したり、球面軸受１３の外輪１３ｂと
ともに球面１３ｃに沿い傾動する。

したがって、流体圧シリンダ１１ａ、１１ｂ１１４ｃに
より、傾斜板２０の前後方向変位と傾斜方向およびその
傾斜角とが駆動制御されるようになっている。

なお、流体圧シリンダ１１ａ１１１ｂ、１１Ｃはその前
端を支持具３の後面に形成される突出部４に揺動可能に
枢着されている。また、ピストン口・ノド１２ａ、１２
ｂおよび１２ｃの先端は非回転傾斜り／グ１４にユニバ
ーサルツタインド２１を介して枢着されている。

さらに、流体圧シリンダ１１ａ、１　ｌｂ、１１ｃのそ
れぞれには、図示しない給徘油管が接続されるとともに
、ピストンロッド１２ａ、１２ｂ、１：２ｃの変位量を
検出するための図示しない変位計が取り付けられていて
、流体圧シリンダ１１＊１１１ｂ、１１ｃへの油の供給
量を図示しな−い制御装置により制御すること；こよっ
て、同ピストンロッドＩ２ａ、１２ｂ９．１２ｃの変位
量を設定値に制御できるようになってν・る。

ところで、第１〜３Ｕｉ！Ｊに示すように、回転傾斜リ
ング１６の外周面には１．プロペラボスフ内へ突出する
プロペラ翼８の基端部８ａに対向して突起部１６ａが設
けられ、同突起部１６ａとプロペラ翼８の基端部８ａに
突設されたアーム８ｂとが伝達リンク１７によって結合
されている。なお、突起部１６、ａと伝達リンク１７と
の連結部は回転傾斜リング１６の周方向軸周りに回転可
能になっている一方、アーム８ｂと伝達すくり１７どの
連結部は、第２〜４図に示すように、ユニバーサルツタ
インドとして構成される。

これにより、ピストンロッド１２ａ、１２ｂ＋　１２Ｃ
が駆動されて傾斜板２０が移動あるいは傾動し変位する
と、この変位が伝達リンク１７を介しプロペラ翼８に伝
えられ、傾斜板２０の変位量に応じ　−で、プロペラ翼
８のピンチ角を変化させることができる。

なお、回転傾斜リング１６は、プロペラＲ８と同期して
回転しうるように、リンク１９によりプロペラボス７と
結合される一方、、非回転傾斜リング１４は回転を防止
すべく、リンク１８によって〃イド管６と結合されて（
・る。

本発明の舶用可変ピンチプロペラ装置は上述のごとく構
成されているので、３個の流体圧シリンダ１１ａ、１１
ｂ、ｌｉＣのピストンロッド１２ａ、１２ｂ。

１２ｅの変位量をそれぞれ調整制御することにより、傾
斜板２０の前後方向変位と傾斜方向およびその傾斜角と
がＵ動制御される。

そして、傾斜板２０の非回松傾斜リング１４外周に沿い
、回転傾斜リング１６がプロペラボス７およびプロペラ
１Ｂとともに回転するｒこめ、１１ｉ斜板２０の変位量
が伝達リンク１７を介して各プロペラ翼８に伝達される
。

したがって、傾斜板２０の変位量に応じ、プロペラ柚２
の一回転中におけるプロペラ翼８のピッチ角を変化させ
、推力の方向と大きさとを調整することができる。

たとえば、第５図（ａ）に示すよつに、傾斜板２０が基
準位ｒ！ｔＳにある場合には、プロペラ翼８のピッチ角
は、第５図（ｂ）に示すように、いず比の位置において
らＯになり、推力は発生しない、ただし、プロペラ翼８
の回転方向は、第５図（ｂ）の矢印で示すように、時計
回りとする。

このような無推力の状態から、流体圧シリンダ１１　ａ
、１　ｌ　ｂ、１１　ｃそれぞれのピストン０ツド１２
ａ。

１２＆、１２ｃを均等に収縮させると、傾斜板２０は、
第６図（ａ）に示すように、がイド管６に沿い前方（図
中において右方）へ摺動変位し、プロペラ翼８のピッチ
角は、第６図（ｂａｔこ示すように、いずれの位置にお
いてら等しい正の値になるので、船体の前進方向への推
力が発生する。

逆に、基準位ｆｆｆｓから流体圧シリンダ目ａ、１　ｌ
　ｂ＋１１ｃそれぞれのピスト／ａ−／ド１２ａ、１２
ｂ、１２ｃを均等に押し出すと、傾斜板２０は、第７図
（ａ）に示すように、〃イｌ″管６に沿い後方へ摺動変
位し、プロペラ翼８のピッチ角は、第７図（ｂ）に示す
ように、いずれの位置においても等しい負の値になるの
で、船体の後進方向への推力が発生する。

一方、第８図（ａ）に示すように、基準位置Ｓ力・ら流
体圧シリンダｌｌｂのピストンロッド１２ｂを引き込み
流体圧シリンダｌｉｅのピストンロッド１２ｅを押し出
すと、傾斜板２０は球面軸受１３に沿いその左側が前方
に位置するように傾動し、プロペラＲ８のピッチ角は、
第８図（ｂ）に示すように、プロペラ輸２の一回転中、
上下位置においてＯ１左方および右方位置においてそれ
ぞれ正および負の値になる。

したがって、プロペラＲ８は、左方で前進方向の推力を
発生し、右方で後進方向の推力を発生することになるの
で、船体は右方向へ旋回する。

また、上述と逆の操作により、傾斜板２０の右側を、第
９１（ａ）に示すように、前方へ傾動させると、プロペ
ラ翼８のピッチ角は第９図（ｂ）に示すようなものにな
り、船体は左方向へ旋回する。

さらに、第１０図（ａ）に示すように、基準位置Ｓから
流体圧シリンダｌｌａのピストンロッド１２ａを引き込
むと、傾斜板２０は球面軸受Ｉ３に沿いその上側が前方
に位置するように傾動し、プロペラ翼８のピッチ角は、
第１０図（ｂ）に示すように、プロペラ紬２の一回転中
、左右位置においてＯ１上方および下方位置においてそ
れぞれ正および負の値になる６ しｒこがって、プロペラｎ８は、上方で前進方向の推力
を発生し、下方で後進方向の推力を発生することになる
ので、船体は下方向へ回動する。

上述と逆の操作により、傾斜板２０の下側を、第１１図
（＆）に示すように、前方へ傾動させると、プロペラ翼
８のピッチ角は第１１図（ｂ）に示すようなものになり
、船体は上方向へ回動する。

以上においては、傾斜板２０の前後移動、左右傾動およ
び前後傾動の３方向のａさを独立して説明しｒこが、流
体圧シリンダ１１ａ、１　ｌｂ、１１ｃを調整すること
によって、これらの３方向の動きを適当に組み合わせ、
あらゆる方向への推力を発生させることがでさる。

また、上述のような操作において、ピストンロッド１２
ａ、１２ｂ、１２ｃの変位量を羽りし、プロペラ翼８の
ピンチ角を適当に設定することにより、発生する推力の
大きさの調節も什なうことができる。

このように、本発明の舶用可変ピッチプロペラ装置では
、プロペラ翼８による推力の方向と大ささとが自在に１
９できるようになるので、従来のようなサイドスラスタ
−等の補助推進器を用いる二となく、船体の操縦性が高
められる。

さらに、補助推進器用の駆動機構を船内に装備する必要
がなくなるため、船体の軽量化をはかれるとともに、船
内スペースを有効に利用できるようになる。

なお、本実施例ではブａべ？翼８が４枚の場合を示して
いるが、本発明の舶用可変ピッチプロペラ装置では、プ
ロペラＲ８が何枚であっても上述と同様の作用効果が（
）ちれる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の舶用可変ピッチプロペラ
装置によれば、プロペラボスの内部に、前後方向に慴動
可能な球面軸受と、同球面軸受の球面に沿って傾動しう
る傾斜板とをそなえるとともに、同傾斜板の前後方向変
位と傾斜方向およびその傾絣角とを駆動制御する少なく
とも３個の流体圧シリンダをそなえ、上記傾斜板が上記
球面に支承された非回転傾斜リングと同非回転傾斜リン
グ上に回転可能に支承された回転傾斜リングとで構成さ
れて、同回転傾斜リングがプロペラ軸と同期回転すべく
同プロペラ軸と一体の上記プロペラボスに連結され、上
記傾斜板の変位量に応じてプロペラ翼のピッチを変更す
べく上記非回転傾斜リングに上記流体圧シリンダの伸縮
端が連結されるとともに、上記回転傾斜リングが上記プ
ロペラ翼の基端にリンク結合されるという簡素な構成で
、プロペラ翼による推力の方向と大きさとが自在に調整
できるようになるので、従来のようなサイドスラスタ−
等の補助推進器を用いることなく、船体のＰＪ、縦性を
大幅に高めることができる。

また、補助推進器用の駆動機構を船内に装備する必要が
なくなるので、船体の軽量化をはかれるとともに、船内
スペースを有効に利用できる利点もある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としての舶用可変ピッチプロペラ
装置を示すもので、第１図はその水平断面図、第２図は
ｌＢ１図の■−■矢視断面図、第３図はそのプロペラ翼
基ｙａ部の斜視図、第４図は第３図のＩＶ矢視図であり
、第５〜１１図はその作用を説明するｒこめのもので、
１１５図（ａｌはその傾斜板の基準位置を示す模式的な
水平断面図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）に対応するプ
ロペラ翼のビ・ンチ角の状態を示す模式図、第６図（ａ
）はその傾斜板が前方へ移動している状態を示す例式的
な水平断面図、第６図（ｂ）は第６図（ａ）に対応する
プロペラ翼のピッチ角の状態を示す模式図、第７図（、
）はその傾斜板が後方へ移動している状態を示す模式的
な水平断面図、第７図（ｂ）は第７図（ａ）に対応する
プロペラ翼のピッチ角の状態を示す模式図、第８図（ａ
）はその傾斜板の左側が前方へ傾動している状態を示す
模式的な水平断面図、第８図（ｂ）は第８図（ａ）に対
応するプロペラ翼のピッチ角の状態を示す模式図、第９
図（ａ）はその傾斜板の右側が１１１ｊ方へ傾動してい
る状態を示す模式的な水平断面図、第９図（ｂ）は第９
図（ａ）に対応するプロペラ翼のピッチ角の状態を示す
模式図、第１０図（、）はその傾斜板の上側が前方へ傾
動している状態を示す模式的な側断面図、第１０図（ｂ
）はｆｊＳ１０図（、）に対応するプロペラ翼のピッチ
角の状態を示す模式図、第１１図（、）はその傾斜板の
下側が前方へ傾動している状態を示す模式的な側断面図
、第１１図（ｂ）は第１１図（ａ）に対応するプロペラ
翼のピッチ角の状態を示す模式図である。 １・・サポート、２・・プロペラ軸、３・・支持共、４
・・突出部、５・・円環状突出部、６・・〃イｌ″管、
７・・プロペラボス、７ａ・・軸受シール部、８・・プ
ロペラ翼、８ａ・・プロペラ翼の基端部、８ｂ・・アー
ム、９・・軸受、１０・・ンール、１１ａ１１１ｂ、１
１ｃ・・流体圧シリンダ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ・・
ピストンｏ　ｙド、１３・・球面軸受、１３ａ・・球面
軸受の内輪、１３ｂ・・球面軸受の外輪、１３ｃ・・球
面軸受の球面、１４・・非回転傾斜リング、１５・・軸
受、１６・・回転傾斜リング、１６ａ・・突起部、１７
・・ｆ伝達リンク、１８．１９・・リンク、２０・・傾
斜板、２１・・ユニバーサルノヨイント、Ｓ・・傾斜板
の基準位置。 第　２　図 第　３　図 第　５　図 （ｂ） 〜）− 第６　図 （ａ） （ｂ） 〆 第７図 （ａ） 蚤ｒ〜８ ス＼ 第８図 （ｂ） ＜＝：〉 第９図 （ｂ） く＝ｆ＼８ ＜：＝〉 第１０図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プロペラボスの内部に、前後方向に摺動可能な球面軸受
   と、同球面軸受の球面に沿って傾動しうる傾斜板とをそ
   なえるとともに、同傾斜板の前後方向変位と傾斜方向お
   よびその傾斜角とを駆動制御する少なくとも３個の流体
   圧シリンダをそなえ、上記傾斜板が上記球面に支承され
   た非回転傾斜リングと同非回転傾斜リング上に回転可能
   に支承された回転傾斜リングとで構成されて、同回転傾
   斜リングがプロペラ軸と同期回転ずべく同プロペラ軸と
   一体の上記プロペラボスに連結され、上記傾斜板の変位
   量に応じてプロペラ翼のピッチを変更すべく上記非回転
   傾斜リングに上記流体圧シリンダの伸縮端が連結される
   とともに、上記回転傾斜リングが上記プロペラ翼の基端
   にリンク結合されていることを特徴とする、舶用可変ピ
   ッチプロペラ装置。