JPH01106798A - 船舶用推進装置 - Google Patents

船舶用推進装置

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JPH01106798A
JPH01106798A JP62115707A JP11570787A JPH01106798A JP H01106798 A JPH01106798 A JP H01106798A JP 62115707 A JP62115707 A JP 62115707A JP 11570787 A JP11570787 A JP 11570787A JP H01106798 A JPH01106798 A JP H01106798A
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propeller
distributor
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Riccardo Rodriquez
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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〕 本発明は船舶用推進装置に関し、より詳細には主機関に
より油圧トランスミッションを介して油圧モータを作動
させ、推進要素、例えばプロペラを駆動する型式の船舶
用推進装置に関するものである。
〔従来の技術〕
高圧の油圧トランスミッションは、その適応柔軟性のた
めに、今日多くの定置型装置や可動型装置（車両等も含
む）において使用されるようになってきている。油圧ト
ランスミッションにおける重要な特徴は、主機関の設置
位置の完全な自由度により、機械的トランスミッション
のように、オペレータの所在すべき位置との関係で幾何
学的制約を受けない点にある。
かかる油圧トランスミッションの自由度（柔軟性）は種
々な車両設計において大きな変革をもたらした。何故な
ら、車両の設計をその使用目的のみに応じて変更するこ
とが可能となったからである。すなわち、動力系（主機
関、油圧ポンプ、制御装置、デストリビュータ等）を車
両における一膜内しイアウド原則に従った最適状態に配
置することが可能だからである。
油圧トランスミッションにおけるもう一つの特徴は、主
機関のエネルギー効率を最適化するためのエネルギー調
整が可能であるとともに、トルク、出力、速度等の運転
条件（ロータリ及びレシプロ型式のいずれの油圧モータ
においても）を相当広範囲にわたって変化させることが
できる点にある。
油圧トランスミッションの上記特性を考慮した場合、こ
れを船舶用推進装置に適用すると、プロペラの駆動トル
クを増加させることが可能となる。
これにより、水中翼船においては、例えば揚力航行から
浸水航行への切り換えが容易となる。また、漁船では、
魚網を引く際の低速航行時における推力（スラスト）を
増加させるとともに、最大推力を最大速度に切り換える
ことにより漁場からの離間航行を高速で行うことが可能
となる。
かかる観点から、最近の船舶の要件に適合する油圧トラ
ンスミッション式推進装置の開発が試みられている。し
かしながら、現在までのところ、船舶用推進装置におい
て、上述した油圧トランスミッションの特徴から受ける
利益は限られたものであった。
このように従来の船舶用推進装置において油圧トランス
ミッションの広範な使用を妨げていた大きな原因の一つ
は、油圧トランスミッション自体の効率の低さにある。
但し、ここ何十年の間に高圧作動型の油圧トランスミッ
ションが開発されるに至り、油圧トランスミッション自
体の効率も相当高くなってきている。
また、油圧トランスミッションを船舶用推進装置に適用
するにあったでは、該油圧トランスミッションが、反対
方向に回転するプロペラを具備する型式の推進装置に適
合し得るかどうかも重要である。何故なら、双方向回転
プロペラは単一のプロペラよりも比較にならないぐらい
高い効率を達成するからである（このことは、１５０年
以上前から知られていた）。
魚雷や一部の航空機を除いて、対向回転プロペラ式推進
装置は殆ど使用されていない。これは同軸シャフトが長
いため、回転をプロペラに伝達するに際し、両シャフト
のねじれや曲がりに起因して振動により障害が生ずるか
らである。従って、船舶においては実現性が乏しいもの
である。
〔発明が解決しようとする問題点、作用、効果〕後に詳
細に説明する本発明の特徴は、反対方向に回転する一対
のプロペラを回転駆動すべくその近傍にロークリ型油圧
モータを対で設けた点にある。これにより、まずねじれ
や曲がりによる振動が回避できる。また、単一の主機関
によりシャフト（−意思上で支持される）を介して単一
のプロペラを回転駆動する従来の推進装置に比較して、
油圧トランスミッションを介して対向回転プロペラを駆
動する本発明の推進装置ははるかに高い効率を保証する
。この結果、油圧トランスミッション自体の効率の低さ
を補償する以上に推進装置全体としての効率も顕著に向
上させるもにである。
本発明のさらなる利点は、動力系（ｖＪ！機関や油圧ポ
ンプユニット）の設置位置に自由度があることである。
すなわち、デツキ上において、船首又は船尾或いは船側
に配置し、しかも配向を運動方向に交差させることもで
きる。さらに、設計の完全な自由度のおかげで、従来達
成し得なかったサイズの縮小化及び空間節約が可能とな
る。
本発明のように、対の双方向回転プロペラを備える油圧
トランスミ７２３２式推進装置は、単一プロペラ型のも
のよりもはるかに振動及び騒音が少ない、これは、各プ
ロペラの羽根で発生される振動パルスを、反対方向に回
転するプロペラ同志が相殺しあうからである。さらに、
従来単一のプロペラに受は持たせていた出力を２個のプ
ロペラに半分づつ分担させること自体でも振動発生の減
少につながっている。
油圧トランスミッションの柔軟性により油圧モータと対
向回転プロペラとから成るユニットの方向性を変化させ
ることで推力シェツトの方向を変化させことができ、従
来の舵が必ずしも必要ではなくなる。また、推力方向を
反転させるには、油圧モータとプロペラとから成るユニ
ットを１８０°回動させればよく、プロペラの回転方向
反転手段が不要となり、その際の効率も最大限に保つこ
とが可能である。かかる構成により、操舵性能が向上し
、しかも操舵の精度も効率も従来では考えられないほど
高くなる。なお、プロペラの回転方向自体を反転させる
場合の効率が極めて低いこと、及びそのために全体の推
進効率も低くなることは既に知られている。
また、油圧トランスミツシランの採用により、油圧モー
タと対向回転プロペラのユニットを上下動させることが
可能となり、特定の航行条件、例えば水深や貨物重量に
該ユニットの船体に対する高さを適合させることができ
るものである。
さらに、進行方向のプロペラの傾斜角、すなわちプロペ
ラの上下方向の傾斜角を変化させて、最大限の推進効率
を達成することもできる。また、このための傾斜装置を
、油圧モータと対向回転プロペラのユニットが海面より
も上方になるまで傾斜させ得る構成にすれば、船体を陸
上げすることなく、推進の保守点検が可能となる。
上記の構成は特に推進ユニット（油圧モータと対向回転
プロペラ）を船尾に配置する場合を想定したものである
が、推進ユニットを船底下方に設けることもできる。こ
の場合には、推進ユニットが船体に完全に隠れた構成と
なり、軍事用船舶等の特定の船舶において、理想的な補
助推進ユニットとして活用し得る。なお、かかる構成に
おいても、推進ユニットの上述した位置・配向可変性は
高い操作性を担保するものである。
２個の熱機関（ディーゼル機関）により油圧ポンプユニ
ット、デストリビュータ及び油圧モータを介して２個の
プロペラを駆動させる構成では、船舶の航行信頼性を高
めることができる。何故なら、一方の熱機関が故障して
も、残る他方の熱機関単独で双方のプロペラを回転させ
ることにより、引き続き航行が可能だからである。この
場合、デストリビュータにおけるいくつかの遮断弁（例
えばボール弁）を適当に開閉させ、前記他方の熱機関か
らの出力を少なくとも２個の油圧モータに伝達して両プ
ロペラを回転することになる。
また、一方のプロペラが故障して、その後の使用が不可
能となっても、やはり航行を継続することができる。こ
の場合、デストリビュータにおける遮断弁の適当な操作
により、故障したプロペラは油圧ポンプユニットとの接
続が断たれ、対応する油圧モータとともに非作動状態に
なる。そして、残る他方のプロペラのみが一方又は双方
の熱機関により駆動されて、船の航行が行われることに
なる。
以上のように、プロペラ又は熱機関のいずれが故障した
場合でも操作信頼性及び航行信頼性は補償されている。
かかる利点は、個別のシャフトを介して熱機関が個別に
プロペラ（例えば船体の左右に配置されている）に接続
される従来のものでは得られなかった。
さらにまた、主機関たる熱機関が故障した場合、或いは
長期間低速で航行する必要がある場合（例えば、運河を
航行する時とかトローリングをする時）には、船舶に据
え付けられた発電機を駆動する熱機関を推進装置の補助
動力源として用いることもできる。かかる場合に主機関
で低出力運転をすることは不経済であり、かつ機関の寿
命の点でも問題があるため、補助熱機関により発電機と
ともに推進装置をも駆動させるのが好適かつ十分である
。
〔実施例〕
以下、添付図面に基づき本発明の詳細な説明する。
第１図において、５１．５２は、比較的短い２本の同軸
シャフト５３．５４を介して少なくとも一対の油圧モー
タ５５．５６により反対方向に回転駆動される一対のプ
ロペラを示す０両プロペラ５１．５２は隣接して後部に
設けられている。外側プロペラ５１は中実シャフト５４
（図面上現れていない）を介して一方の油圧モータ５５
に接続されて一方向に回転され、内側プロペラ５２は中
実シャフト５４を同軸状に包む中空シャフト５３を介し
て他方の油圧モータ５６に接続されて外側プロペラ５１
と反対方向に回転される。
第２図の構成では、前部と後部とに離間させて一対のプ
ロペラ１５１，１５２を設けており、前部（引張）プロ
ペラ１５１はシャフトＬ５４を介して一方の油圧モータ
１５５により回転され、後部（押し）プロペラ１５２は
シャフト１５３を介して他方の油圧モータ１５６により
回転される。
かかる構成では、両シャフト１５３．１５４とも中実と
することができる。
第１図及び第２図のいずれの構成においても、動作原理
はほぼ同じであるので、以下の説明は第１図のものにつ
いてのみ行う。
両油圧モータ５５，５６への作動油の供給はコネクタ５
７、配管５８、回転ジヨイント５９、及びデストリビュ
ータ６０を介して共通に行われる。
両油圧モータ５５．５６、両シャフト５３．５４、配管
５８、回転ジヨイント５９、及びデストリビュータ６０
は可動体６１内に収容されている。　！ＩｌＩ略的にの
み図示した回転ジヨイント５９は、垂直軸心及び水平軸
心周りで回動可能に可動体６１を昇降ベース６４に支持
させる機能を有するとともに、可動体６１のいかなる姿
勢においても、配管５８を介しての作動油流れに支障を
きたさないような構成である。可動体６１は前記垂直軸
心周りで１８０°の範囲で回動可能で、船舶の進行方向
を転換する舵としての機能を果たす、なお、可動体６１
を垂直軸心周りで回動させるための手段は図示していな
いが、適宜の油圧装置や電動モータ等で構成できる。ま
た、可動体６１の前記水平軸心周りの回動は、図示の実
施例では、該可動体６１及び昇降ベース６４に枢着され
た油圧シリンダ装置！６３により達成される。かかる構
成により、両プロペラ５１．５２による上下の推力方向
、すなわち航行中におけるトリムを調整したり、推カニ
ニットを上方に跳ね上げて保守点検することが可能とな
る。さらに、昇降ベース６４はフランジを介して船体部
分、例えばトランツム６５に昇降自在に取付けられてお
り、図示の実施例では、油圧シリンダ装置６２により上
下動される。かかる構成により、浅瀬における航１デに
対応したり、貨物重量に応じてプロペラ５１．５２の浸
水深さを調整したりできる。
第３図は一対の油圧モータＭＲＩ、ＭＲ２（第１図（７
）５５．５６に対応）ヲ一対ノｖｊ！機関ＭＴ１゜ＭＴ
２により油圧トランスミソシジンを介して駆動制御する
場合の油圧回路を概略的に示している。
各熱機関ＭＴ１．ＭＴ２はポンプユニットＧＰ　１゜Ｇ
Ｐ２と接続可能であり、該ポンプユニットの主たる構成
要素はポンプＰｉ、Ｐ２とそれぞれ一対の油圧ライン４
１．４２である。Ｓ！、３２はポンプＰＩ、Ｐ２のタン
クであり、該タンクに油圧回路の種々な個所における作
動油の漏出分及びオーバーフロー分が帰還回収される。
後に詳しく述べるデストリビュータ４０　（第１図の６
０に対応）を介して再封の油圧ライン４１゜４２により
両油圧モータＭＲＩ、ＭＲ２に作動油が供給され、この
結果両プロペラＥ１．Ｅ２　（第１図の５１．５２に対
応）が回転駆動することになる。なお、両プロペラＥ１
．Ｅ２は第１図又は第２図のいずれかの態様で配置でき
のは明らかである。
デストリビュータ４０は再封の油圧ライン４１゜４２の
供給側同志及び吐出側同志を相互連結する一対のブリッ
ジライン１４０を備えており、各々のブリッジライン１
４０の中間には遮断弁ＶＩＯが設けられている。かかる
構成により、双方の油圧モータＭＲＩ、ＭＲＺともいず
れか一方のボンプユニッ）ＧＰＩ又はＧＰ２のみで作動
させるという選択が可能となるが、そのためさらに、再
封の油圧ライン４１．４２においてブリッジライン１４
０の手前側に遮断弁Ｖｌ、Ｖ２を配設するとともに、ブ
リッジライン１４０の後方側にも遮断弁Ｖ３．Ｖ４を配
設しである。各列の油圧ライン４１．４２において、後
方側のさらに向う側には、供給側と吐出側とを連絡する
バイパスラインが設けられており、その中間に遮断弁Ｖ
５．Ｖ６が配設されている。また、各列の油圧ライン４
１．４２における供給側と吐出側をそれぞれの所定圧に
維持するために対の安全弁Ｖ７．Ｖ８が設けられている
。
最大推進力が必要な場合には、双方の熱機関ＭＴｌ、Ｍ
Ｔ２が作動され、両ポンプユニットＧＰ１、ＧＰ２及び
デストリビュータ４０を介して両油圧モータＭＲＩ、Ｍ
Ｒ２、すなわち両プロペラＥ１．Ｅ２が回転駆動される
。この時、両ポンプユニットＧＰＩ、ＣＰ２から対応す
る両油圧モータＭＲ１，ＭＲ２に至るそれぞれの供給回
路は相互に独立しており、デストリビュータ４０におい
ては、第３図に示すごとく遮断弁Ｖｌ−Ｖ４は開放状態
で、残る遮断弁Ｖ５．Ｖ６．ＶＩＯが閉鎖（遮断）状態
である。
第４図は一方の油圧モータＭＲＩ及びそれに関連するポ
ンプユニットＧＰＩ又は熱機関ＭＴＩが故障した極端な
場合の作動状態を示すものである。
この場合、他方のポンプユニットＧＰ２に関連する熱機
関ＭＴ２のみが作動して、油圧ライン４２を介して油圧
モータＭＲ２に作動油を供給し、プロペラＥ２を回転駆
動させる。遮断弁Ｖ２．Ｖ４が開放状態で、遮断弁Ｖ６
．ＶＩＯが閉鎖状態であるのは、第３図と同様であるが
、第４図における左側のプロペラＥ１が非作動状態で、
バイパスの遮断弁■５が開放している点で第３図とは異
なっている。なお、遮断弁ｖ５を開放する代わりに、遮
断弁Ｖｌ、Ｖ３の一方又は双方を閉鎖させることもでき
る。
第５図は本発明に係る推進装置のさらに別の作動態様を
示している。かかる作動態様は、より小さな推進力が必
要な場合や、画然機関ＭＴ１．ＭＴ２又は両ポンプユニ
ットＧＰＩ、ＧＰ２（７）　一方が故障したような場合
に有意義なものである。
第５図においては、一方の熱機関ＭＴＩ及びそれに関連
するボンプユニッＩ−ＧＰ　１のみが作動するにもかか
わらず、デストリビュータ４ｏの適宜の切り換えにより
双方の油圧モータＭＲＩ、ＭＲ２並びに双方のプロペラ
Ｅ１．Ｅ２が回転駆動される。すなわち、デストリビュ
ータ４ｏでは、油圧ライン４２の遮断弁ｖ２が閉鎖され
るとともに、両ブリッジライン１４０の遮断弁ｖｌｏが
開放されており、この結果、両油圧モータＭＲＩ、ＭＲ
２とも油圧ライン４１を介して作動油の供給を受けてポ
ンプユニットＧＰＩにより回転されることになる。
第５図の作動態様は、巡航速度が遅（でもよいような場
合に、一方の駆動源側のみを最大出力で作動させて、他
方を停止することにより、エネルギーの節約ができる。
第６図は極小出力が所望されるような航行条件下で好適
な作動態様を示している。かかる要求は、例えば港湾内
での航行や魚網を張る（漁船において）等に生ずるもの
である。この作動態様は、デストリビュータ４０の状態
は第５図と同じであり、従って両プロペラＥｌ、　Ｂ２
　（油圧モータＭＲＩ。
ＭＲ２）が単一且つ同一のボンプユニッ）ＧＰ　１によ
って回転駆動される。しかしながら、第６図では、ポン
プユニットＧＰＩが対応する熱機関で作動されるのでは
なく、船舶における発電機を駆動している補助熱機関Ｍ
Ｔ３により結合解除可能な適当なジヨイント（図示せず
）を介して作動されるものである。
なお、第６図において、６８．６９は油圧モータＭＲＩ
、ＭＲ２及びプロペラＥｌ、Ｅ２を可動体６１　（第１
図）に支持させるとともに、推進装置の騒音や振動を吸
収して、これが船体に伝達されるのを防止するための弾
性支持装置である。この場合、油圧ライン４１．４２も
弾性（図面において湾曲線で示す）であるのが好ましい
。
第７図はかかる弾性支持装置の可能な一態様を示してい
る。各弾性支持装置は、推進装置とこれを船体に取付け
るための支持体との間に介在させた一連のリング（断面
で示す）から成る。同図において、７０は一対の油圧モ
ータ及び一対のプロペラから成る推進装置のカバーを示
しており、該カバー７０と支持体６１　（第６図の６９
にあたる）との間に、径方向の成分を吸収する第１弾性
リング７１が介在されるとともに、軸方向の成分を吸収
する第２弾性リング７２が介在されている。
なお、上記では、本発明を添付図面に基づき特定の実施
例についてのみ説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、特許請求の範囲に基づき種々変形できる
ものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例に係る船舶用推進装置を示す
一部切欠側面図、第２図は本発明の他の実施例に係る推
進装置を示す一部切欠側面図、第３図は本発明の推進装
置を駆動する油圧トランスミッションを量大出力動作状
態にて示す油圧回路図、第４図は一方の熱機関及び（又
は）それに関連する油圧ポンプユニットと油圧モータと
が同時に故障した場合の動作状態にある同油圧回路を示
す図、第５図は両プロペラが一方の熱機関のみによって
駆動する場合における同油圧回路を示す図、第６図は極
低速運転時における同油圧回路を示す図、第７図は本発
明に係る推進装置の弾性サスペンションの一例を示す断
面図である。 ４０．６０・・・デストリビュータ、４１．４２・・・
油圧ライン、５１．５２，１５１，１５２．Ｅｌ。 Ｂ２・・・プロペラ、５３，５４，１５３，１５４・・
・シャフト、５５．５６，１５５，１５６．ＭＲＩ。 ＭＲ２・・・油圧モータ、５８・・・配管、５９・・・
回転シロインド、６１・・・可動体、６２．６３・・・
油圧シリンダ装置、６４・・・昇降ベース、６５・・・
トランツム、６９・・・弾性支持装置、７１．７２・・
・弾性リング、ＧＰｌ、ＧＰ２・・・油圧ポンプユニッ
ト、ＭＴＩ。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）主機関と、該主機関によって作動される油圧ポン
    プユニットと、該油圧ポンプユニットの下流に配設した
    デストリビュータと、該デストリビュータを介して前記
    油圧ポンプユニットにより作動される油圧モータと、該
    油圧モータによって駆動される推進要素とを備え、前記
    デストリビュータ以外の上記全ての構成部品が好ましく
    は対で設けられていることを特徴とする船舶用推進装置
    。
  2. （２）前記推進要素が反対方向に回転する一対のプロペ
    ラからなる特許請求の範囲第１項に記載の船舶用推進装
    置。
  3. （３）前記推進要素が同一線上に直列に配置された一対
    のプロペラからなり、そのうち一方が押しプロペラで、
    他方が引張プロペラである特許請求の範囲第１項に記載
    の船舶用推進装置。
  4. （４）前記対に設けられた構成部品が対称である特許請
    求の範囲第１項に記載の船舶用推進装置。
  5. （５）前記デストリビュータが一方の油圧ポンプユニッ
    トにより双方の油圧モータを作動させることができる構
    成になっている特許請求の範囲第４項に記載の船舶用推
    進装置。
  6. （６）前記デストリビュータが各油圧モータを対応する
    推進要素とともに非作動状態にするため、各油圧モータ
    に対応するバイパス手段を備えている特許請求の範囲第
    ４項に記載の船舶用推進装置。
  7. （７）少なくとも一方の油圧ポンプユニットを補助動力
    源に解除可能に結合させる手段をさらに備えている特許
    請求の範囲第４項に記載の船舶用推進装置。
  8. （８）前記補助動力源が船舶の発電機に接続された補助
    機関である特許請求の範囲第７項に記載の船舶用推進装
    置。
  9. （９）一対で設けられた前記プロペラがそれを駆動する
    前記油圧モータとともに可動体に配設されており、該可
    動体を水平軸心周りに回動させる手段と、垂直軸心周り
    に回動させる手段とがさらに設けられている特許請求の
    範囲第１項に記載の船舶用推進装置。
  10. （１０）前記可動体を回動させる双方の手段が油圧シリ
    ンダ装置からなる特許請求の範囲第９項に記載の船舶用
    推進装置。
  11. （１１）前記油圧モータとプロペラとが前記可動体の内
    部に少なくとも一対の弾性支持装置を介して取付けられ
    ており、これによりプロペラで発生した径方向及び軸方
    向の力成分が吸収される特許請求の範囲第９項に記載の
    船舶用推進装置。
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