JPS62221993A - 二重反転推進器 - 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］ 本発明は前側プロペラと後側プロペラをともに回転させ
て船舶の推進を行わせるために用いる二重反転推進器の
プロペラピッチ角切替装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般商船の推進器として二重反転プロペラを採用した事
例は未だない。

しかし、単なる消耗品と考えられている魚雷の推進器（
二重反転プロペラ）を基に船舶の二重反転推進器を考え
ると、第７図に示す如き構成のものとなる。

すなわち、船尾部３に、同心状にしたプロペラ軸４，５
を各々回転自在に配し、一方のプロペラ軸４の後端には
前側プロペラ１を直結し、又、他方のプロペラ軸５の後
端には、前側プロペラのピッチ角よりやや大きい逆ピツ
チ角とした後側プロペラ２を直結し、上記前側プロペラ
１のピッチ角と後側プロペラ２のピッチ角を固定して前
進時の回転方向がそれぞれ逆方向となるようにし、更に
、プロペラ軸５の前端側は主機（エンジン）に連結し、
この主機が、たとえば、船尾側から船首側を見て左回転
すると、後側プロペラ２も左回転するようにし、このと
き１多側プロペラ２はスラス１−を発生するように該プ
ロペラ２のピッチ角を定めると共に、前側プロペラ１の
プロペラ軸４の中間部には二重反転歯車装置６を設け、
この二重反転歯車装置６によって前側プロペラ１が後側
プロペラ２とは逆方向に回転するようにする構成のもの
となる。第７図中、７，８は船尾管軸受、９，１０は軸
受、１１は継手、１２は連結リングである。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記構成の二重反転推進器を船舶の推進器に適用する場
合、最も懸念される部分は、軸受９及び１０である。特
に軸受９は高い軸受荷重を受けながら二重反転プロペラ
軸４の端部を支える軸受であり、又、海水の浸入による
損耗も最も受は易い部分である。従来、軸受荷重の大き
い二重反転プロペラ軸系での軸受の実績がないため、航
海中、軸受９が焼付き等のトラブルを生じた場合に、前
側プロペラ１と後側プロペラ２を、たとえ同一方向に回
転できたとしても、二重反転プロペラは前側及び１多側
の各プロペラ１゜２のピッチ角がほぼ同じで且つ逆向き
であるから、推力は得られないことになって船舶は航行
不能に陥る可能性がある。又、最悪時はプロペラが回転
不能になる可能性もある。

本発明者は、通常船における実績から第７図に示す構成
において船尾管軸受７及び８はほとんどトラブルが生じ
ないと考えることができるため、前記軸受９が損傷した
場合にも推力が得られるようにするためにはどのように
すればよいかについて鋭意研究を重ねた結果、本発明を
なした。

したがって、本発明の目的とするところは、二重反転プ
ロペラ軸の軸受が損傷した場合には、後側プロペラのピ
ッチ角を前側プロペラのピッチ角の方向に向くように容
易に切替えることができ、且つ二重反転プロペラ軸を一
体にすることによって推力が得られ、船舶の航行不能に
陥ることを未然に防止しようとするものでおる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、プロペラ軸の後端部に２組の滑動部材を各々
プロペラ軸の軸方向に滑動自在に前後に組み付け、各プ
ロペラ翼根元部に取り付けたロータリディスクと上記前
後の各滑動部材とを、ガイド部材と該ガイド部材に沿い
移動できる滑動用突部とを介して係合させ、且つ上記後
側の滑動部材に前端を連結した連結ロッドの後端を、ス
プリングの前方の端板に結合すると共に、上記スプリン
グの前方の端板とプロペラボス側との間に特殊継手を介
装させ、更に上記スプリングの後端を固定してなる構成
とする。

［作　　用］ 通常は前側プロペラに対し、後側プロペラのピッチ角は
逆向きとしであるが、後側プロペラの各翼根元部のピッ
チ角切替装置の滑動部材をスプリングの引張力により同
時に後方へ引き寄せると、後側プロペラの各プロペラ翼
を同じ方向に回転でき、且つピッチ角の方向を前側プロ
ペラのピッチ角の方向に合わせることができる。

次いで、二重反転プロペラ軸を一体にロックさせると、
前側プロペラと１変側プロペラが全体としてタンデムプ
ロペラとして正常に作動するため、運航可能となる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明を採用した二重反転推進器の全体を概略
的に示すもので、本発明の特徴とするところは、二重反
転プロペラ機構における１多側プロペラ２の各々変更で
きるようプロペラ翼２ａをボス部に組み付け、駆動機構
で自動的にピッチ角を切替えるようにしたことである。

詳述すると、後側プロペラ２のプロペラ軸５の後端部外
周に、第２図及び第３図に示す如く、軸方向に並べて２
組の滑動部材１３と１４を軸方向に滑動自在に嵌合し、
上記画情動部材１３．１４の外周部４個所（後側プロペ
ラ２のプロペラ翼２ａの枚数が４枚であり、これに対応
させたもの）に、軸方向に直角の方向に延びるガイド部
材１５と１６を、互に平行に且つ各プロペラ翼の軸心と
直角方向となるようにそれぞれ固定し、該各ガイド部材
１５．１６の表面に溝１５ａ、　１６ａを長手方向に平
行に設ける。各プロペラ１１２ａの根元部の取付ベース
１７には、ロータリディスク１８をそれぞれ固定し、該
ロータリディスク１８の表面に、上記各ガイド部材１５
．１６の溝１５８，１６ａに係合して滑動できるピン又
はガイドローラ２１．２２を有する滑動用突部１９と２
０を互に１８０度位相をずらした位置に配設し、上記滑
動用突部１９のピン又はガイドローラ２１をガイド部材
１５の溝１５ａの一方の端に、又、上記滑動用突部２０
のピン又はガイドローラ２２をガイド部材１６の溝１６
ａの他方の端にそれぞれ係合させたときに、後側プロペ
ラ２のピッチ角が前側プロペラ１のピッチ角とは逆向き
となっているようにする。上記各ロータリディスク１８
は、周辺部をハブ（又はボス）端部材２３及びハブ（又
はボス）端部材２４に固定した固定部材２５にて押えて
回転自在に保持させ、又、前記滑動部材１４が前方（第
２図で右側へ）に、滑動部材１３が後方（第２図で左側
へ）にそれぞれスライドしたときに、上記滑動部材１４
の前端部及び滑動部材１３の後端部に各々設けて必る溝
２６及び２７に落ちて各滑動部材１３．１４をロックさ
せるためのスプリング式自動ロック装置２８が、上記端
部ｔｒＡ２３と固定部材２５に設けである。

上記したピッチ角切替機構を自動的に動作させる駆動機
構は、次のような構成とする。

すなわち、前記ハブ（又はボス）端部材２４の後面に、
ドーナツ状の円板２９を固定し、該円板２９の後面に金
属製の円筒体３０の一端を溶接等で固定する。上記円筒
体３０の内部には、両端に端板３２と３３を取り付けた
スプリング３１を収納すると共に、特殊継手３４と連結
ロッド３５を収納する。

特殊継手３４は、内部に爆薬剤が入れてあって一端を円
板２９に、又、他端を端板３２に固定させ、又、連結ロ
ッド３５は、上記円板２９、ハブ（又はボス）端部材２
４を貫通してプロペラ軸５の軸心延長線にあって一端（
前端）を前記滑動部材１３の後端に、又、他端（後端）
をスプリング３１の端板３２の軸心部に固定させる。

上記スプリング３１は、短縮するときに連結ロッド３５
を介して滑動部材１３を後方（第２図で左側へ）へ滑動
させて後側プロペラ２の各プロペラ１１２ａを回転させ
ピッチ角を切替える作用をするもので、プロペラ１２ａ
のピッチ角を切替えるに必要なストロークを短縮動作で
確保できるよう予め充分な量だレプ引き伸ばした状態で
円筒体３０内に保持させておく必要がおる。そのため、
スプリング３１は、たとえば、図示しないスプリング引
き伸ばし用の特殊ボルトを端板３３の軸心部に螺合させ
て円筒体３０の後方へ向けて端板３３を引き寄せ、この
状態で円板３６を円筒体３０の後端に被せて該円板３６
と上記端板３３とをボルト３７にて固定させておくよう
にする。なお、この状態においては、スプリング３１の
右端、すなわち、端板３２は特殊継手２４を介して円板
２９に固定されているので、スプリング３１によって後
方へ引き寄せられるような力を受けているが、移動せず
、したがって、端板３２と結合している連結ロッド３５
にはスプリング力は作用していない。又、特殊継手３４
は、第２図の如く連結ロッド３５をプロペラボス部の滑
動部材１３に連結した状態では、上記スプリング３１の
力を受ける以外に、プロペラｉ２ａのスピンドルＩ〜ル
クによる力を連結ロッド３５を介して受けることになる
ため、かかる外力にも常時耐え得る強度を保持させて３
３＜ことが必要である。３８はガス噴出孔の栓、３９は
盲板である。

次に、第４図及び第５図は、後側プロペラ２のピッチ角
を前側プロペラ１のピッチ角に合わせたときにプロペラ
軸４と５をロックする機構を示すもので、プロペラ軸４
の連結リング１２に代えて用いる２つ割れのフランジ４
１付きの連結継手４０と、プロペラ軸５に嵌着させ且つ
外周に溝４３を有する２つ割れの連結リング４２とから
なり、連結継手４０のフランジ４１を継手１１にボルト
４５で止めることによりプロペラ軸４と５を一体にロッ
クできるようにしである。

なお、前記したピッチ角切替機構における滑動用突部１
９，２０とガイド部材１５．１６と滑動部材１３、１４
の関係を原理的に示したのが第６図であり、第６図では
、Ｘ軸はプロペラ軸５の軸方向と一致させており、第２
図の如く滑動部材１３と１４が接しているとき、その滑
動部材１３．１４の位置が８’　、Ｂ、このとき滑動用
突部１９と２０の位置はＡ′とＡとし、滑動部材１３が
後方（第２図で左側へ）へ滑動し、終点で止った位置が
Ｃ′で、一方、滑動部材１３の滑動と同時にロータリデ
ィスク１８が回転して滑動用突部１９がΔ′点からＣ′
点へ、同時に滑動用突部２０がＡからＣへ、滑動部材１
４が８からＣへ移行する状態を示している。

今、後側プロペラ２のピッチ角が前側プロペラ１のピッ
チ角とはほぼ同じで且つ豆に逆向きになっていて推進器
として正常に作動できる状態のときは、第２図に示す如
く、画情動部材１３゜１４は互に接している。

前側プロペラ１のプロペラ軸４が、軸受９が損傷したこ
とにより回転不能に陥ると、後側プロペラ２のピッチ角
を切替えて前側プロペラ１とタンデムプロペラとして使
用するようにする。

この場合は、先ず、特殊継手３４に内蔵した適量の爆薬
剤を遠隔操作で爆発させて特殊継手３４を破断させる。

スプリング３１は引き伸ばされて円筒体３０内に格納し
であるので、上記特殊継手３４の破断によりスプリング
３１が縮む。これにより端板３２及び連結ロッド３５は
、必要ストローク分だけ後方へ引き寄せられる。この際
、爆薬剤の爆発によって円筒体３０内で瞬間的に上昇し
た圧力は、ガス噴出孔の栓３８を吹き飛ばし、同時に端
板３２を後方へ押す作用をし、ピッチ角切替駆動力を強
化させることができる。連結ロッド３５には、滑動部材
１３が結合されているので、該連結ロッド３５の後方へ
の移動により滑動部材１３はプロペラ軸５に沿って後方
へ滑動させられる（第６図において点Ｂ′から点Ｃ′へ
移動する）。

滑動部材１３とロータリディスク１８とは、ガイド部材
１５と滑動用突部１９を介して係合しているので、上記
滑動部材１３が後方へ移動するとき、ガイド部材１５も
後方へ移動し、滑動用突部１９を介してロータリディス
ク１８を後方へ移勲させようとする。しかし、ロータリ
ディスク１８は端部材２３及び固定部材２５に回転のみ
できるように保持されているため、上記ガイド部材１５
の後方への移動に際してロータリディスク１８は滑動用
突部１９がガイド部材１５の溝１５ａに沿い滑ることに
より回転運動に変えられ、ロータリディスク１８は滑動
用突部１９が第６図の点Ａ′からＣ′へ中心Ｏを不動点
として回転することになる。同時にロータリディスク１
８の滑動用突部２０が第６図の点ＡからＣへ移行するた
め、滑動部材１４はプロペラ軸５に沿って前方へスライ
ドさせられる（第６図の点ＢからＣへ移動させられる）
。

上記滑動部材１３と１４が互に離れる方向へ（Ａ’から
Ｃ′へ、ＡからＣへ）移動すると、その位置でスプリン
グ式自動ロック装置２８が画情動部材１３．１４の８満
２６に落ち込み、ロータリディスク１８をその位置に固
定する。これにより、後側プロペラ２のプロペラ翼２ａ
はいずれもピッチ角が変えられたことになる。この場合
、プロペラｉ２ａのロータリディスク１８に対する取付
位置を、たとえば、第６図で、翼前縁側を／ＡＯｃ／２
に、又、後側を／Ａ’　ＱＣ’　　／２にすれば、プロ
ペラピッチ角切替駆動機構の作動によってロータリディ
スク１８が／ＡＯＣ（＝／Ａ’　ＱＣ’　　）だけＸ軸
方向に向って回転すると、結局、プロペラ翼２ａを、た
とえば、二重反転時の左回転左ピッチ角の設計状態から
１８０°−（βｆ°十βａ。

±α°だけ回転し、右回転石ピッチ角に変換することが
できる。ここで、βｆ°は前側プロペラ１の幾何学的ピ
ッチ角、βａ°は後側プロペラ２の幾何学的ピッチ角、
±α°は補正ピッチ角である。

次に、上記のように後側プロペラ２のピッチ角を前側プ
ロペラ１のピッチ角に合わせると、プロペラ軸４と５の
ロック機構でプロペラ軸４゜５を固定させる。この場合
は、第４図及び第６図に示すように連結継手４０．連結
リング４２、ボルト４４を用いてプロペラ軸４，５を一
体に固定する。これにより前後のプロペラ１，２が同方
向に同−回転数で回転できることになり、通常のタンデ
ムプロペラ形式の推進装置として運航できることになる
。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明のプロペラピッチ角切替装置に
よれば、二重反転プロペラ線溝の後側プロペラをピッチ
角が変えられるように各プロペラ翼根元部を回転できる
ように組み付け、この回転を滑動部材の滑動で行わせる
ようにしているので、次の如き優れた効果を奏し得る。

（＋）　　二重反転プロペラ船において、二重反転軸の
回転が軸受等の故障により不可能になった場合、直ちに
後側プロペラの幾何学的ピッチ角を所定の角度（＝　ｉ
ａｏ”　−＜βｆ°＋βａ。

±α°）だけ切替えて、前側プロペラとタンデムプロペ
ラを構成して回転できる。したがって、船舶は漂流する
ことなく航行を継続できる。

（ｎ）　　二重反転プロペラは高効率が得られ、舶用推
進器としは非常に優れているが、二重反転軸部を支えて
いる軸受等のトラブルが懸念される。本発明のピッチ角
切替装置付プロペラを二重反転プロペラの後側プロペラ
として使用すれば、トラブルが生じても直ちにタンデム
プロペラとして作動できるから、推進効率を低下するこ
となく運行することができる。

（至）　ピッチ角切替の駆動は油圧等の流体圧によるこ
となくスプリングとか可動部材の如きものを用いて行う
ので、比較的低コス１〜で且つトラブルのおそれが少な
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプロペラピッチ角切替装置を用いた二
重反転推進器の全体概略図、第２図）　は本発明のプロ
ペラピッチ角切替装置の一部切断側面図、第３図上半分
は第２図の１ｌａ−ＩＩａ方向よりの又、下半分は第２
図の１ｌｂ−ｌｂ方向よりの断面図、第４図はプロペラ
軸のロック機構を示す側面図、第５図は第４図のｖ−■
矢視拡大図、第６図は本発明におけるピッチ角切替機構
の動きを原理的に示した図、第７図は従来考えられる二
重反転推進器の概略図である。 １は前側プロペラ、２は後側プロペラ、２ａはプロペラ
翼、４．５はプロペラ軸、１３．１４は滑動部材、１５
．１６はガイド部材、１８はロータリディスク、１９．
２０は滑動用突部、３０は円筒体、３１はスプリング、
３４は特殊継手、３５は連結ロッドを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）プロペラ軸の後端部に２組の滑動部材を各々プロペ
   ラ軸の軸方向に滑動自在に前後に組み付け、各プロペラ
   翼根元部に取り付けたロータリディスクと上記前後の各
   滑動部材とを、ガイド部材と該ガイド部材に沿い移動で
   きる滑動用突部とを介して係合させ、且つ上記後側の滑
   動部材に前端を連結した連結ロッドの後端を、スプリン
   グの前方の端板に結合すると共に、上記スプリングの前
   方の端板とプロペラボス側との間に特殊継手を介装させ
   、更に上記スプリングの後端を固定してなることを特徴
   とするプロペラピッチ角切替装置。