JPS62139790A - 内外軸回転数比一定型舶用二重反転プロペラ装置 - 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、同一軸線上に前側プロペラおよび後側プロペ
ラを有する二重反転プロペラ装置に関し、特にその２つ
のプロペラを回転数比一定で互いに反転させるための反
転機構の簡素化をはがっな、内外軸回転数比一定型舶用
二重反転プロペラ装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、舶用二重反転プロペラ装置としてはｆ［。

５図に示すようなものがあり、その反朝磯構には一般に
″ｉ！Ｌ星歯Ｉ１１機構が用いられている。

すなわち、第４．５図に示すように、主機関１′の回啄
軸７′が入力軸となり、この回軒柚７′の後端に取り付
けられる太陽歯車２Ｂ’が回転駆動されるようになって
いる。この太陽歯車２Ｂ’は、その外周の複数の遊星歯
車２Ｃ’　を介し、外軸３Ａ′の前端に形成される内歯
歯＄２　Ａ’に接続されるとともに、複数の遊星歯Ｊ’
ｔ１２Ｃ’の回転軸後端は、内袖３Ｃ’の面端に枢支連
結され、これらの太陽歯車２Ｂ′、遊星歯車２Ｃ′およ
び内歯歯車２Ａ’により反転機構２′が枯成される。

なお、船外において、内軸３Ｃ’　および外軸３Ａ’の
後端にはそれぞれ後側プロペラ６Ｃ’　および前側プロ
ペラ６Ａ’が逆ピッチになるように装着されている。

また、内袖３Ｃ’および外軸３Ａ’は後端部付近におい
て船尾管軸受５′により軸支されるほか、内袖３Ｃ’は
外軸３Ａ’内においてスラスト軸受１２Ｃ′により支持
されるとともに、外軸３Ａ’は船体側に取り付けられる
スラスト軸受１２Ａ′により支持されている。

一方、主機関１′の回転軸７′には歯車からなる駆動装
置１１″がＶＣ着されており、この駆動装置１１′ｌこ
よって駆動される油圧ポンプ４′が、給油管９′および
排油管１０′を介し複数の油圧モータ８′に接続されて
いる。各油圧モータ８′は、１星１ＪｉＬ２ｃ’　に連
結されていて、油圧により遊星歯車２Ｃ’の自転速度を
拘束している。

このような舶用二重反転プロペラ装置では、主機関１′
の回転トルクは回転軸７′を介し反転機構２′の太陽歯
ｆｔ１２Ｂ’に伝達され、同太陽歯車２Ｂ’の回転に伴
い遊星歯車２Ｃ’は自転しながら太陽歯＄２　Ｂ’の周
りを公転する。

この遊星歯車２Ｃ’の自転により、内歯歯車２Ａ’　を
介し外軸３Ａ’は回転軸７′と反対方向に回転し、その
後端に装着された前側プロペラ６Ａ’が回転駆動される
一方、遊星歯車２Ｃ″の公転により、外軸３Ａ’内を貫
通する内軸３Ｇ’は回転軸７′と同方向に回転し、その
後端に装着された後側プロペラ６Ｃ’が前側プロペラ６
Ａ’と反対方向に回転駆動される。

そして、後側プロペラＱＣ’において発生するスラスト
は、内袖３Ｃ’およびスラスト軸受１２０′により外軸
３Ａ’　に伝達され、前側プロペラ６Ａ’において発生
するスラストとともに、外軸３Ａ’を支持するスラスト
軸受１２Ａ′により船体へ伝達されるようになっている
。

また、油圧モータ８′を捏作して遊星歯車２０″の自転
速度を制御することにより、外軸３Ａ’および内袖３Ｃ
’の回転数がそれぞれ自動的に決定され、プロペラ６Ａ
’および６Ｃ’の回転数を任意に調整することができる
。このような回転数調整により、一方のプロペラ６Ａ’
　または６Ｃ’が拘束された場合に、他方のプロペラ６
Ｃ’　または６Ａ’がオーバースピードになるのを防止
できるのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述のような従来の舶用二重反転プロペ
ラ装置では、外軸３Ａ’　と内袖３Ｃ’　との回転数比
は、遊星歯＄２　Ｃ’の自転速度を制御することにより
、設定値になるように調整されるが、海ｙＡ変化やその
他の原因により、プロペラ６Ａ’および６Ｃ’にかかる
負荷が変化するため、遊星歯４１２　Ｃ’の自転速度は
調整されているにもかかわらず、プロペラ６Ａ’および
６Ｃ’の負荷バランスがくずれ、一方のプロペラ６Ａ’
　（６Ｃ’　）が設定値以下の速度で、他方のプロペラ
６Ｃ′（６Ａ’）が設定値以上の過速度で回転するとい
う問題点がある。

また、これらのプロペラ６Ａ’　、６Ｃ’の回転数比を
一定に保つために、上述のように油圧モータ８′により
外部から強制的に制御することが提案されているが、回
転する反転機構２′と回転しない油圧モータ８′との慴
造上の関係や、油圧ポンプ４′と油圧モータ８′との開
の給油管９′お上り排油？１’ＩＯ’の配管手段など、
油圧モータ８′を実用化するには、難点が多く存在して
いる。

本発明は、これらの問題点の解決をはかろうとするもの
で、外部条件等によりプロペラの負荷バランスが崩れて
も、内・外軸の回転数比を一定に保持することにより、
外軸に接続される前側プロペラの回転数と内袖に接続さ
れる後側プロペラの回転数とをともに計画、？Ｋに保て
るようにした、内外軸回転数比一定型舶用二重反転プロ
ペラ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〕

このため、本発明の内外軸回転数比一定型舶用二重反転
プロペラ装置は、主機出力軸により遊星１ｉ　ＪＴＩ磯
措を介して互いに逆方向に回’Ｆｉ：駆動される内袖お
よび外軸をそなえた舶用二重反転プロペラ・　　紬糸に
おいて、上記遊星歯１′ｒＬ磯構が、上記主機出力軸に
連結された内歯歯車と、上記内軸に連結された太陽歯車
と、上記外軸にキャリヤを介し連結されるとともに上記
の内歯歯車および太陽歯車に噛合された遊星歯車とをそ
なえて構成されて、上記内軸の回転数と上記外軸の回転
数との比を一定に拘束すべく、上記の外軸または主機出
力軸に装着された大歯車と、同大歯車と噛み合うｆｊＳ
ｌの小歯車とが設けられるとともに、上記内歯歯車の外
周に刻設された外歯と噛み合うＰＩＳ２の小歯車とが設
けられ、かつ、上記第１の小ｆ＠車と上記第２の小歯車
とを連結するたわみ軸が設けられたことを特憬としでい
る。

〔作　用〕

上述の本発明の内外軸回転数比一定型舶用二重反転プロ
ペラ装置では、主機関からの回転駆動力が、主機出力軸
から遊星歯車機情の内歯歯車を通じ遊星歯車へ伝えられ
て、さらに、この遊星歯車の枢着されたキャリヤを介し
て外軸へ伝えられ、この外軸に装着された１宙側プロペ
ラが回転駆動されるとともに、上記遊星歯車に噛合する
太陽ｆｆ１ｌｌｌを介して内袖へ伝乏られ、この内袖に
装着されｔこ後側プロペラが回転駆動される。

一力、外軸または主機出力軸の回転数と、ｆｉ；星歯車
機構の内面歯車の回転数とが、大歯車および外歯にそれ
ぞれ噛合する第１および第２の小歯車と、これらのｆ：
ｔｒｌｌおよび第２の小ｃｅ＋−ｒｒ＋とを連結するた
わみ柚とにより拘束されて、一定の回転数比となる。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の一実施例としての内外軸回転
数比一定型舶用二重反転プロペラ装置について説明する
と、第１図はその模式的縦断面図、ｔ５２図は第１図の
■−■矢視断面図、第３図は第１図の■−■矢視断面図
である。

第１〜３図に示すように、主機関１の主機出力軸２には
、遊星歯＊ａ構２０が接続されている。

この７１星歯車磯枯２０は、内歯歯車１１．太陽歯車９
および遊星歯車１０をそなえて構成されている。

すなわち、内歯歯ｑｌｌｌは主機出力軸２に連結され、
遊星歯ＴｉｔｌＯは内歯歯車１１の内歯１１ｈおよび太
陽＠車９に、それぞれ外■１１．内側から噛合されると
ともに、キャリヤ１６を介し外軸３に連結されている。

この太陽歯車９はスラスト軸受８により船体に支持され
る内軸４に連結されており、この内軸４の後端部には後
側プロペラ６が設けられている。

また、外軸３はスラスト軸受７により船体に支持され、
この外軸３の後端部には前側プロペラ５が取り付けられ
ている。

これらのプロペラ５，６は互いに逆ピンチになるように
取り付けられ、主［１１によって互いに逆方向に回転駆
動される。

さらに、内軸４と外軸３との回転数比を一定に拘束する
ような回転数比制御磯枯２１が、Ｍｌ歯Ｉｌｌ磯構２０
に介装されており、回転数比制御磯枯２１は、大歯Ｊｉ
Ｌ１４．第１の小醪■車１３．第２の小歯車１２．たわ
み軸１５により構成されている。

すなわち、大歯車１４は外軸３に装着されるとともに、
小歯車１３と噛合し、小歯車１２は、内歯歯！１１１１
の外周に刻設された外歯１１ａと噛み合っている。そし
て、たわみ袖１５が、これらの小歯車１２．１３を連結
するとともに、適宜船体等に軸支されている。

なお、本実施例において、大歯車１４は外軸３に装着さ
れているが、船体の構造に応じて、主機出力軸２に装着
してもよい。

本発明の一実施例としての内外軸回転数比一定型舶用二
重反転プロペラ装置は上述のごとく構成されているので
、主機関１の主機出力軸２の回転は、以下に示す差動遊
星歯車の作用によって、互いに逆方向に反転されて、ｍ
側プロペラ５．後側プロペラ６に伝達される。

すなわち、主機出力軸２の反時計回りの回転により、内
歯歯車１１が反時計回りに所定回転数Ｎ１゜で回転して
、遊星歯車１０を反時計回りに公転および自転させて、
遊星歯１１１１０の所定回転数Ｎ１６の公転をキャリヤ
１６を介して外軸３へ伝えることにより、前側プロペラ
５を反時計回りに所定回転数Ｎｏで回転駆動する。

また、′ｆＬ星歯１１１０の公転および自転を太陽歯＋
１’ｔ９を介して内軸４へ伝えることにより、後側プロ
ペラ６を時計回りに所定回転数Ｎ１で回転駆動する。

ここで、表１のように各々の歯車９〜１４．Ｉ　Ｇの歯
数を設定すると、それぞれの回転数は以下のようにして
一義的に決定される。

表１ また、ここでは、たわみ袖１５がたわまない場合につい
で以下に説明する。

主成出力ｌｌｌＩ２の回転は、そのまま内歯歯車１１に
回転数Ｎ　ｌ　１で伝達される。

このとき、内歯歯車１１と小歯車】２の間には、（１）
式が成立し、これにより、小歯Ｊｆｌ１２の回転数Ｎ＋
２が（２）式のように決定される。

Ｎ、、Ｚ、、＝Ｎ、２Ｚ、□　　　　　・・・（１）小
歯ｆｉｌ１２と小歯車１３とは、たわみ袖１５で連結さ
れているため、各回転数は次のように等しくなる。

Ｎ１□＝Ｎ３．　　　　　　　　　　・・・（３）小歯
１１１１３と大歯車１４とは上述と同様の関係が成立、
大歯車１４の回転数Ｎ、が（４）式のように決定される
。

大歯車１４は外軸３に装着されているので、外軸３の回
転数Ｎｏは、上述の（１）〜（４）式を用いて、次式の
ように決定される。

・　・　・（５） 一方、内歯歯＊　１１　、’ｉｌ星歯車１０　、太Ｐｉ
歯１１９とは遊星歯車磯購２０を榴成しているため、太
陽歯ｒ４【９と遊星歯車１０との回転数Ｎ、、Ｎ、。は
、次式で表わされる。

キャリヤ１６と外軸３とは連結しているので、各回転数
は次のように等しくなる。

したがって、太陽歯車９に装着された内軸４の回転数Ｎ
、は、上述の（６）、（８）式を用いて、次式のように
決定される。

・・・（９） 上述したように、主機出力軸２の回；に数Ｎ、を設定す
れば、（５）、（９）式に示すように、外軸３．内軸４
の回転数Ｎｏ、Ｎ＋がそれぞれ一義的に決定される。

そして、このように、決定された外軸３．内軸４の回転
は、それぞれ前側プロペラ５．後側プロペラ６に伝達さ
れるのである。

本実施例では、上述のごとく、主機出力軸２を内歯歯車
」１に、内軸４を太陽歯＄９に、外軸３を遊星歯車１０
にそれぞれ連結することにより、二重反転プロペラ軸系
を成立しており、下記にその歯数と回転数の組み合わせ
た例を示す。（第２図および第３図に示す各歯車の回転
方向参照）仮定条件：主機関回転数６１　ｒｐ＋ａ、内
・外軸回転数４５ｒｐＬ１１．入出力軸と歯車は本実施
例の組み合わせとする。

つまりＮ＋＝４５．Ｎ、＝　　６１　、Ｎｏ＝　　４５
とする。

ｆ’−’Ｎ＋＝（Ｚｚ／Ｚ、）（Ｎｏ　　Ｎ＋＋）＋Ｎ
ｏ：（６）式）となり、関係が成立する。

ここで、Ｄ（歯車直径）＝ω（モノニール）×Ｚ（歯数
）であることから、モジュール（ｍ）は一定であり、各
歯車の直径（Ｄ）比＝各歯車の歯数（Ｚ）比となる。

従って、太陽歯車９の直径を１とすると、内歯歯＄１１
の内径は５，６２５となる。

さらに、拘束用の犬歯＄１４との関係は次のようになる
。

内歯歯車１１の外径を１０とし、この内歯歯車１１の外
歯１１ａに噛み合う小歯車１２を１とすると、たわみ軸
１５は６１０ｒｐ＋ｏで回転する。よって、大歯車１４
の直径を１１．この大歯車１４に噛み合う小歯車１３の
直径を０．８１とすると、外軸３は４５　ｒｐｍで回転
することになる。

このように、本実施例では、従来の遊星歯車による反転
機構に比べて、簡素な構造のｉ星歯車機構２０により、
プロペラ５．６を互いに反対の方向へ回転駆動すること
ができるようになるほか、入出力軸と対応する歯車の組
み合せを変えることなく、これらの歯数を変えることに
より、プロペラ５，６の回転数を任意に設定できる。

したがって、遊星歯ＪＩＬ磯枯機構を用いた二重反転プ
ロペラ装置の軸系計画の自由度が拡大される。

また、プａベラ５，６の負荷バランスが崩れても、拘束
用の犬歯＄１４の作用により、内軸４゜外軸３の回転数
比が一定に保持されるので、海象条件等外部条件の変化
に関係な（、設計点での運航が可能となる。

さらに、この回転数比を一定に保持する回忙数比制御機
構２１が、歯車の簡単な組み合わせだけで構成できるた
め、歯１ｆＬｖｃ置全体の補遺を簡素化できる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の内外軸回転数比一定型舶
用二重反転プロペラ装置によれば、主機出力軸により遊
星歯１Ｌｌｆ１構を介して互いに逆方向に回転駆動され
る内軸および外軸をそなえた舶用二重反転プロペラ紬糸
において、上記遊星歯車機構が、上記主機出力軸に連結
された内歯歯車と、上記内軸に連結された太陽歯車と、
上記外軸にキャリヤを介し連結されるとともに上記の内
歯歯車および太陽歯車に噛合された遊星歯車とをそなえ
て植成されて、上記内袖の回転数と上記外軸の回転数と
の比を一定に拘束すべく、上記の外軸または主機出力軸
に装着された大歯車と、同大歯車と噛み合う＠１の小歯
車とが設けられるとともに、上記内歯歯車の外周に刻設
された外歯と噛み合う第２の小歯車とが設けられ、かつ
、」二記第１の小歯車と上記第２の小歯車とを連結する
たわみ軸が設けられるという簡素な構成で、次のような
効果ないし利点を得ることができる。

（１）２組のプロペラの負荷バランスが崩れても、拘束
用の大歯車、第１および第２の小歯車、外歯の作用によ
り、内・外軸の回転数比が一定に保持されるため、外部
条件の変化に関係なく計画点での運航が行なわれる。

（２）差動遊星歯車装置の内・外軸回転数比を一定に保
持することが、歯車の簡単な組み合わせによりできるた
め、同拘束装置の構造および歯車ｖｃ置全全体構造が簡
素化される。

（３）入出力軸と対応する歯車の組み合わせを変えずに
、歯数を変化させることにより、内・外軸を任意の回餐
数に減速および反転させることが可能となり、差動遊星
歯車装置を用いた二重反転プロペラ船の軸系計画の自由
度が拡大される。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の一実施例としての内外軸回転数比
一定型舶用二重反転プロペラ装置を示すもので、第１図
はその模式的縦断面図、第２図は第１図の■−■矢視断
面図、第３図は第１図の■−■矢視断面図であり、第４
，５図は従来の舶用二重反転プロペラ装置を示すもので
、第４図はその模式的な縦断面図、第５図は第４図のＶ
−■矢視拡大断面図である。 １・・主機関、２・・主機出力軸、３・・外軸、４・・
内袖、５・・前側プロペラ、６・・後側プロペラ、７．
８・・スラスト軸受、９・・太陽歯車、１０・・遊星歯
車、１１・・内歯歯車、ｌｌａ・・外歯、ｌｌｂ・・内
歯、１２・・第２の小歯車、１３・・ｐｔＳｌの小歯車
、１４・・大歯車、１５・・たわみ軸、１６・・キャリ
ヤ、２０・・遊星ｍ車機情、２１・・回転数比制御８！
構。 復代理人　弁理士　飯　沼　義　４ 第１図 第２図　　　　　第３図 ９　　　　　ソ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主機出力軸により遊星歯車機構を介して互いに逆方向に
   回転駆動される内軸および外軸をそなえた舶用二重反転
   プロペラ軸系において、上記遊星歯車機構が、上記主機
   出力軸に連結された内歯歯車と、上記内軸に連結された
   太陽歯車と、上記外軸にキャリヤを介し連結されるとと
   もに上記の内歯歯車および太陽歯車に噛合された遊星歯
   車とをそなえて構成されて、上記内軸の回転数と上記外
   軸の回転数との比を一定に拘束すべく、上記の外軸また
   は主機出力軸に装着された大歯車と、同大歯車と噛み合
   う第１の小歯車とが設けられるとともに、上記内歯歯車
   の外周に刻設された外歯と噛み合う第２の小歯車とが設
   けられ、かつ、上記第１の小歯車と上記第２の小歯車と
   を連結するたわみ軸が設けられたことを特徴とする、内
   外軸回転数比一定型舶用二重反転プロペラ装置。