JPS63166692A - 船舶用プロペラのピツチ変更装置 - 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］ この発明は、中空プロペラ軸内を移動する変節軸によっ
てプロペラ羽根のピッチ角を変更する船舶用プロペラの
ピッチ変更装置に関するものである。

［従来の技術］ この種の可変ピッチプロペラを採用すれば、主機関の回
転数、回転方向を一定としたまま、スラストの大きさを
変更でき、船舶の前後進の切換えも可能である。

第４図は、船舶用プロペラのピッチ変更装置のプロペラ
部分を示す断面図である。船体１に回転自在に支持され
た中空プロペラ軸２内には、変節軸３がスライド可能に
収納されている。この変節軸３にはクロスヘッド５が固
定して取付けられている。変節軸３をスライド操作すれ
ば、クロスヘッド５がプロペラ羽根４のクランプピン６
を動かし、プロペラ羽根４のピッチ角を変更する。

従来の船舶用プロペラのピッチ変更装置では、変節軸３
に油圧ピストンを固定し、この油圧ピストンを油圧によ
って制御することによって、変節軸３をスライド操作し
ている。

【発明が解決しようとする問題点］ しかし、油圧によって変節軸３を駆動する従来のピッチ
変更装置には、以下のような問題点がある。

まず、油タンク、ポンプ、モータ、バルブなどの油圧制
御ユニットを、プロペラ軸と別個に設けなければならな
いので、装置全体が大型化する。

また、変節軸３を精密に駆動制御するために、複雑な油
圧回路が必要となり、さらに多くの付属部品も必要とな
る。複雑な油圧回路および多くの付属部品を用いた場合
、故障する機会も多くなり、また故障が起こったときに
その故障箇所を見つけるのにも困難が伴う。こうしたこ
とから、油圧によって変節軸を駆動することは、保守管
理上も多くの問題を引き起こす。

また、油の粘度は、温度の変化に伴って変化する。この
粘度変化は、油圧力にも影響を及ぼす。

そのため、正確な変節軸３に対する駆動制御を行なうた
めには、油温に対する精密な温度管理が要求される。こ
のことも装置を大型化する原因となり、コストも上昇さ
せる。

さらに、プロペラおよびプロペラ軸を船体に取付けると
き、その取付工事の他に、油圧配管などの付帯工事が必
要となる。そのため、組立てに際しては多くの作業時間
が必要となってくる。この点に関しても、作業の効率化
が望まれる。

それゆえに、この発明の目的は、上述したような種々の
問題点を解消し得る船舶用プロペラのピッチ変更装置を
提供することである。

〔問題点を解決するための手段］ この発明は、中空プロペラ軸内を移動する変節軸によっ
てプロペラ羽根のピッチ角を変更する船、舶用プロペラ
のピッチ変更装置であって、以下のものを備える。

ａ、　正逆転可能なモータ。

ｂ、　前記モータのスピンドルの回転を減速する遊星差
動歯車機構。

Ｃ０前記遊星差動歯車機構を介して前記モータの回転が
伝達される回転軸。

ｄ、　前記変節軸に固定され、かつ前記回転軸の回転運
動を直線運動に変換する変換手段。

ｅ、　前記中空プロペラ軸に固定され、かつ前記モータ
、遊星差動歯車機構、回転軸および変換手段を内部に収
納する中空軸。

［作用］ モータの回転は、遊星差動歯車機構を介して大幅に減速
されて回転軸に伝達される。この回転軸の回転は、変換
手段によって直線運動に変換され、変節軸を移動させる
。変節軸の移動によって、プロペラ羽根のピッチ角は変
化する。

変節軸を駆動するためのモータ、遊星差動歯車機構、回
転軸、変換手段を、中空プロペラ軸に固定された中空軸
内に収納しているので、装置全体は小型である。また、
プロペラおよびプロペラ軸を船体に取付ける際には、油
圧配管などのよ、うな二次的な付帯工事は不要である。

［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例の要部を示す断面図であ
る。第４図に示されている中空プロペラ軸２の端部には
、ナツト９およびスペーサ１０を介してカップリング１
１が固定して取付けられている。中空プロペラ軸２の外
面にはキー１２が固定して取付けられており、このキー
１２はカップリング１１に形成されているキー溝に嵌合
している。したがって、中空プロペラ軸２とカップリン
グ１１とは確実に一体となって回転する。中空プロペラ
軸２内には、変節軸３が移動可能に収納されている。

また、図示するように、カップリング１１の端部には、
ボルト１３ａおよびナツト１３ｂを介して第１中空軸７
が固定して取付けられ、またこの第１中空軸７には、ボ
ルト１４ａおよびナツト１４ｂを介して第２中空軸８が
固定して取付けられている。第２中空軸８は、図示が省
略されているプロペラ軸駆動源に連結される。

第１中空軸７および第２中空軸８内には、正逆転可能な
モータ１５、遊星差動歯車機構１６、回転軸１７、およ
びボールねじユニット１８が収納されている。モータ１
５のスピンドル２２の回転は、遊星差動歯車機構１６に
よって大幅に減速され、回転軸１７に伝達される。そし
て、回転軸１７の回転はボールねじユニット１８によっ
て直線運動に変換される。ボールねじユニット１８は変
節軸３に固定されているので、ボールねじユニット１８
が回転軸１７の回転に伴って第１中空軸７内をスライド
移動すれば、変節軸３も中空プロペラ軸２内をスライド
移動する。この変節軸３の移動によって、第４図に示さ
れているプロペラ羽根４のピッチ角は変更される。

以下には、第１図に示した実施例の具体的な構造を説明
する。

ｔｊＳ３図は、遊星差動歯車機構１６を正面側から見た
概略図を示している。この第３図と第１図とを参照して
、まず遊星差動歯車機＄４１６の構造を説明する。第１
中空軸７の端部には、ねじ２０を介してギヤボックス１
９が固定して取付けられている。モータ１５のフランジ
２１は、ギヤボックス１９の端面に固定して取付けられ
る。遊星差動歯車機構１６は、ギヤボックス１９内に収
納されている。

モータ１５のスピンドル２２には、太陽歯車２３が固定
して取付けられる。この太陽歯車２３に噛み合うように
、２個の遊星歯車２４．２５が設けられる。２個の遊星
歯車２４．２５は、それぞれ軸３４．３５を介して、リ
ング状のキャリヤ２６に回転自在に支持されている。太
陽歯車２３が回転すると、遊星歯車２４．２５は、自転
するとともに、太陽歯車２３のまわりを公転する。モー
タ１５のフランジ２１には、遊星歯車２４．２５に噛み
合う固定内歯車２７が固定して取付けられている。さら
に、ギヤボックス１９内には、遊星歯車２４．２５に噛
み合う従動内歯車２８が回転自在に収納されている。従
動内歯車２８は、遊星歯車２４．２５が回転することに
よって、ギヤボックス１９内を回転する。

今、太陽歯車２３の歯数が２０で、固定内歯車２７の歯
数が８０であるとする。すると、太陽歯車２３とキャリ
ヤ２６との間の減速比ｉｐは、ｉ　ｐ＝２０／　（２０
＋８０） 糟１１５ となる。

さらに、従動内歯車２８の回転数をｙ１従動内歯車２８
の歯数をｎｄｓ太陽歯車２３の歯数をｎａ１キャリヤ２
６の回転数をに、太陽歯車２３の回転数をＲとすると、
以下の関係式が成り立つ。

ｙ−（−ｎａＸＲ）／ｎｄ　　＋　　（（ｎａ＋ｎｄ）
　ｘＫｌ／ｎｄ図示した実施例では、ｎｄ＝７８、ｎａ
−２０、である。したがって、太陽歯車２３の回転数が
１００Ｏｒ、ｐ、ｍであるとき、太陽歯車２３とキャリ
ヤ２６との間の減速比ｉｐが１７５であるので、Ｋ−２
００となる。さらに、従動内歯車・２８の回転数ｙは、
上記関係式から、ｙ−ｓ、１２８となる。

結局、遊星差動歯車機構１６の減速比ｉは、ｉ−５，１
２８／１０００−１／１９５となる。こうして、モータ
１５の回転は、約１／２００に減速されて従動内歯車２
８に伝達される。

第１図を参照して、回転軸１７は、従動内歯車２８に固
定されている。第１中空軸７内には、ねじ３０を介して
ベアリングボックス２９が固定して取付けられている。

回転軸１７は、ベアリング３１．３２．３３を介して、
ギヤボックス１９およびベアリングボックス２９に回転
自在に支持されている。モータ１５のスピンドル２２の
回転は、約１／２００に減速されて回転軸１７に伝達さ
れる。図示するように、回転軸１７の外面には雄ねじが
形成されている。

変節軸３の端部には取付板３６が固定して取付けられて
いる。さらに、この取付板３６には、ねじ３７を介して
間座３８が固定して取付けられる。

回転軸１７の雄ねじに係合するボールねじユニット１８
は、ねじ３９を介して間座３８に固定される。こうして
、取付板３６、間座３８およびボールねじユニット１８
は、第１中空軸７内を一体となってスライド移動する。

第２図には、第１図の線■−■に沿って見た端面図が示
されている。図示するように、間座３８は、その断面形
状が２つの平面で一部を切り取った切頭円形となってい
る。そして、第１中空軸７の内面形状も、間座３８に対
応した形状とされている。したがって、間座３８と第１
中空軸７との間の相対的な回転運動は禁止される。

第１中空軸７の外面上には、その上をスライドし得るよ
うにされた位置決めリング４０が嵌められている。この
位置決めリング４０は、軸４１を介して間座３８に固定
されている。第１中空軸７には、軸４１の移動を可能に
するために、長孔４２が形成されている。位置決めリン
グ４０の移動量は、変節軸３の移動量に合致する。そこ
で、位置決めリング４０に関連して追従発信器４３が設
けられる。この追従発信器４３は、位置決めリング４０
の移動量から翼角度の取出しを行なう。取出された翼角
は、追従発信器４３内で電気的信号に変えられ、増幅器
を介し、ブリッジの変節ダイヤルと結ばれて、翼角の操
縦、追従が行なわれる。

さらに、第１中空軸７の外面上には、絶縁リング４４を
間に介在させて摺動リング４５が固定して取付けられて
いる。船体には、この摺動リング４５に接触する給電部
４６が配置されている。モータ１５を制御するための電
気信号は、給電部４６から摺動リング４５に伝達され、
さらにそこから適当な電気配線を経由してモータ１５に
伝達される。図では、電気配線の図示を省略している。

こうして、図示する船舶用プロペラのピッチ変更装置で
は、第２中空軸８内に収納されているモータ１５の回転
を制御するだけでよい。モータ１５のスピンドル２２の
回転は、遊星差動歯車機構１６を介して回転軸１７に伝
達される。回転軸１７が回転すれば、これに噛み合うボ
ールねじユニット１８が第１中空軸７内をスライド移動
し、それに応じて変節軸３も中空プロペラ軸２内をスラ
イド移動する。この変節軸３の移動によって、第４図に
示されているプロペラ羽根４のピッチ角は変更される。

なお、上述した実施例では、回転軸１７の回転運動を直
線運動に変換するための変換手段として、ボールねじユ
ニット１８が用いられていた。しかし、そのような変換
手段としては、ボールねじユニットに限られるものでは
ない。たとえば、リードスクリュなどの手段を用いるよ
うにしてもよい。

ただ、図示した実施例のようにボールねじユニット１８
を用いれば、摩擦抵抗が少なく、変節軸３の移動を滑ら
かにすることができ、また装置の寿命を長くできる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、変節軸３を駆動する
のに必要とされる主要な構成要素が、中空プロペラ軸に
固定される中空軸内に収納されているので、装置全体の
小型化を図ることができる。

また、プロペラおよびプロペラ軸を船体に取付ける際に
は、従来見られていたような油圧配管工事等の付帯工事
が不要となるので、組立作業の効率化を図ることができ
る。

さらに、従来の装置では、多くのバルブ、ポンプ、油温
制御のための部品など多くの付属部品を必要としていた
が、この発明では、従来装置に比し部品点数を大幅に削
減することができる。したがって、長期にわたって使用
しても故障が起こりに＜＜、またたとえ故障が起きたと
してもその故障箇所を容易に発見することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例の要部を示す断面図である
。第２図は、第１図の線■−■に沿って見た端面図であ
る。第３図は、第１図に示されている遊星差動歯車機構
を正面から見た概略図である。第４図は、変節軸とプロ
ペラ羽根との連結部分を示す断面図である。 図において、２は中空プロペラ軸、３は変節軸、４はプ
ロペラ羽根、７は第１中空軸、８は第２中空軸、１５は
モータ、１６は遊星差動歯車機構、１７は回転軸、１８
はボールねじユニットを示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空プロペラ軸内を移動する変節軸によってプロ
   ペラ羽根のピッチ角を変更する船舶用プロペラのピッチ
   変更装置において、 正逆転可能なモータと、 前記モータのスピンドルの回転を減速する遊星差動歯車
   機構と、 前記遊星差動歯車機構を介して前記モータの回転が伝達
   される回転軸と、 前記変節軸に固定され、かつ前記回転軸の回転運動を直
   線運動に変換する変換手段と、 前記中空プロペラ軸に固定され、かつ前記モータ、遊星
   差動歯車機構、回転軸および変換手段を内部に収納する
   中空軸と、 を備えることを特徴とする、船舶用プロペラのピッチ変
   更装置。
2. （２）前記変換手段は、ボールねじユニットである、特
   許請求の範囲第１項に記載の船舶用プロペラのピッチ変
   更装置。
3. （３）前記遊星差動歯車機構の減速比は、約１／２００
   である、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の船
   舶用プロペラのピッチ変更装置。