JPH0243840Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、低速主機関用軸発増速機に関する
ものである。

低速デイーゼル機関を主機関とする船舶におい
て、該主機関により推進軸系を介して艫側のプロ
ペラを駆動すると共に、上記推進軸系の艫側に直
結するに軸発増速機を介して主機関で発電機を駆
動し、かつ、主機関の故障時等に発電機を電動機
へ切り換えてプロペラを減速駆動するようにした
システムにおいて、主機関やプロペラに起因する
回転変動やねじり振動が上記軸発増速機のギヤ等
に著しい損傷をもたらすことが多く、特に、下記
の条件の場合に問題となる。

(a) 軸発増速機の使用範囲が主機関の回転域にお
いて広い範囲にわたる場合、 (b) 主機関と発電機の回転速度比が大きい場合、 (c) 主機関故障時や保守工事中などに発電機を電
動機へ切換え、主機関とのカツプリングを外し
てプロペラを減速駆動するモードにおいて、発
電機（電動機）容量から、軸発モードとは異な
るさらに大きな歯車比が必要となる場合、であ
る。

上記(a)の場合は、主機関の回転域が広がれば広
がるほど、ねじり振動の共振点が現出する割合が
多くなるからであり、 上記(b)の場合は、ねじり振動や回転駆動による
歯車振巾が、歯車比（速比）に比例するため、変
動トルクやチヤタリングが大きくなるからであ
り、 上記(c)の場合は、速比が２速となり、軸発モー
ドより更に大きな速比を追加するために、上記(b)
以上に変動トルクやチヤタリングが大きくなるか
らである。

従来技術 従来、上記した悪影響を低減及び回避するた
め、軸発使用時の主機関回転数を一定、或いは使
用範囲を狭い範囲に限定したり、増速比を小さく
することにより対応していた。そのため、プロペ
ラは可変ピツチプロペラを採用しなければならな
かつたり、また、増速比を小さくする必要から発
電機は大型としなければならない等の問題があつ
た。

考案の目的 この考案は、軸発未使用時において生じるねじ
り振動及び軸発使用時において生じるねじり振動
の両方を回避及び低減し、過大なトルク変動を防
止すると共にチヤタリングの発生を防止し、従来
の如き可変ピツチプロペラ及び大型発電機使用の
制約を無くし、信頼性の向上とコンパクト化を図
ることを目的とするものである。

考案の構成及び作用 この考案は、上記目的を達するためになされた
ものであり、軸発増速機本体内にクラツチおよび
弾性継手（フレキシブルカツプリング）を単数も
しくは複数装備することにより、ねじり振動を回
避し、チヤタリングや過大な変動トルクを回避も
しくは低減させ、信頼性の向上及びコンパクトを
図るものである。

詳しくは、低速デイーゼル主機関により中間軸
を介してプロペラを駆動すると共に、該中間軸に
増速機を介設し該増速機に発電機を連結し、上記
主機関で増速機を介して発電機を駆動し、かつ、
該主機関の故障時等に発電機を電動機に切換えて
増速機を介してプロペラを駆動するものにおい
て、上記増速機に上記中間軸とカツプリングを介
して結合すると共に推進軸受で支承されたメイン
シヤフトと、該メインシヤフトに固定した第１ギ
ヤと、発電機側に連結したジエネレイテイングシ
ヤフトに取付ける最終ギヤと、上記第１ギヤから
最終ギヤまで順次噛み合わせた複数列のギヤと、
該複数列のギヤのうち第１ギヤ側に近いギヤ間に
介記した主クラツチと、該主クラツチ介設位置よ
り最終ギヤ側のギヤ間に介設した弾性継手と、該
弾性継手介設位置より最終ギヤ側のギヤ間に介設
した軸発クラツチと、上記ジエネレイテイングシ
ヤフトに回転自在に嵌合して取付けた最終ギヤと
該シヤフトに固定したギヤとの間に介設した非常
用クラツチとを備え、該非常用クラツチのオンと
オフに応じてジエネレイテイングシヤフトのギヤ
と噛み合うギヤを変えて２スピードの歯車比を設
け、軸発未使用時には主クラツチをオフして主機
関でプロペラのみを駆動し、軸発使用時には主ク
ラツチ及び軸発クラツチをオンすると共に非常用
クラツチをオフして主機関で発電機も駆動し、主
機関故障時等では非常用クラツチをオンして軸発
使用時とは異なる歯車比で発電機を切換えた電動
機によりプロペラを駆動する構成としたことを特
特徴とする低速主機関用軸発増速機を提供するも
のである。

実施例 以下、この考案を図面に示す実施例により詳細
に説明する。

第１図に示す配置図において、１は低速デイー
ゼル主機関、２はプロペラ、３は主機関１側とプ
ロペラ２側とを結合して推進軸系を構成する中間
軸、４は中間軸３の図示の位置に直結した増速
機、５は増速機４に結合した発電機である。

上記装置において、主機関１でプロペラ２のみ
を回転駆動し、増速機４を未使用とする軸発未使
用モードと、増速機４を使用して発電機５も主
機関１で駆動する軸発使用モードと、主機関１
の故障時や保守工事中に発電機５を電動機へ切換
えてプロペラ２を低速駆動するバツクアツプモー
ドの機能をもたせている。

上記軸発増速機４は、第２図以下に示す構造と
している。

主機関１側に連結した中間軸３ａの先端を、増
速機４のケーシング４ａに回転自在に支承された
メインシヤフト６とカツプリング７を介して連結
し、該メインシヤフト６をミツチエル式主軸受８
で支承すると共に、該メインシヤフト６の他端を
プロペラ２と連結する中間軸３ｂにカツプリング
９を介して連結している。

上記メインシヤフト６に大径の第１ギヤZ₁を固
定し、該第１ギヤZ₁をメインシヤフト６の側方に
ケーシング４ａに回転自在に支承して軸架した第
１ミドルシヤフト１０に固定した小径の第２ギヤ
Z₂と噛み合わせている。該第１ミドルシヤフト１
０には大径の第３ギヤZ₃を固定し、該第３ギヤZ₃
を第１ミドルシヤフト１０の上方にケーシング４
ａに回転自在に支承して軸架したメインクラツチ
シヤフト１１に回転可に嵌合した第４ギヤZ₄と噛
み合わせている。該第４ギヤZ₄とメインクラツチ
シヤフト１１に固定した第５ギヤZ₅との間の湿式
多板式の主クラツチ１２を介設しており、よつ
て、該主クラツチ１２の係合時には第４ギヤZ₄の
回転に応じて第５ギヤZ₅が回転するが、離脱時に
は第５ギヤZ₅は回転せず、第４ギヤZ₄までが主機
関１により回転される。上記第５ギヤZ₅はメイン
クラツチシヤフト１１の斜め上方にケーシング４
ａに回転自在に支承して軸架した第２ミドルシヤ
フト１３に回転可に嵌合した小径の第６ギヤZ₆と
噛み合せている。該第６ギヤZ₆の軸部先端は弾性
継手（フレキシブルカツプリング）１４を介して
第２ミドルシヤフト１３の先端と連結し、かつ、
該第２ミドルシヤフト１３の他端に大径の第７ギ
ヤZ₇を固定しており、よつて、第６ギヤZ₆と第７
ギヤZ₇とは弾性継手１４を介して共回転される。

上記第２ミドルシヤフト１３の側方にケーシン
グ４ａで回転自在に支承して軸発クラツチシヤフ
ト１６を配置している。該軸発クラツチシヤフト
１６に固定した第８ギヤZ₈を上記第７ギヤZ₇と噛
み合わせると共に、該軸発クラツチシヤフト１６
に第９ギヤZ₉を回転可に嵌合し、該第９ギヤZ₉と
上記第８ギヤZ₈の両軸部間に軸発クラツチ１７を
介装している。よつて、軸発クラツチ１７の係合
時に第９ギヤZ₉は第８ギヤZ₈と共回転し、離脱時
には第９ギヤZ₉は回転しない。該軸発クラツチシ
ヤフト１６の斜め上方にケーシング４ａに回転自
在に支承してジエネレイテイングシヤフト１９を
配置し、該シヤフト１９をカツプリング２０を介
して発電機５側と連結したシヤフト２１に結合し
ている。該ジエネレイテイングシヤフト１９に第
10ギヤZ₁₀を固定し、該第10ギヤZ₁₀を上記第９ギ
ヤZ₉と噛み合わせると共に、シヤフト１９に最終
の第11ギヤZ₁₁を回転自在に嵌合し、該第11ギヤ
Z₁₁と上記第10ギヤZ₁₀との間に湿式多板式の非常
用クラツチ２２を介装してあり、係合時に第11ギ
ヤZ₁₁はシヤフト１９と共回転し、かつ第11ギヤ
Z₁₁を上記第８ギヤZ₈と噛み合わせている。上記
第９ギヤZ₉と第10ギヤZ₁₀の歯車比と、上記第８
ギヤZ₈の歯車比を相違させて２スピードの歯車比
を設けている。

上記装置において、主機関１でプロペラ２のみ
を駆動する軸発未使用モードの場合、主クラツ
チ１２をOFFしている。よつて、主機関１を駆
動することにより、中間軸３ａ、メインシヤフト
６、中間軸３ｂの推進軸系を介してプロペラ２が
回転駆動される。増速機４内において、メインシ
ヤフト６の回転により第１ギヤZ₁、第２ギヤZ₂、
第３ギヤZ₃まで回転し、主クラツチ１２をOFF
しているため第５ギヤZ₅以下は回転しない。この
ように、主クラツチ１２を装備した場合と従来の
主クラツチを装備していない場合とにおける軸発
未使用モードにおけるねじり振動について比較
実験すると、その結果は第５図，に示す通り
であつた。第５図に示す主クラツチが無い従来
例の場合、１節振動数は386cpm、２節振動数は
1040cpmであり、主クラツチ１２が無いため、上
記第４図に示すギヤトレーンでは第８ギヤZ₈（第
11ギヤZ₁₁）まで回転し、速比が大きい分だけギ
ヤ振巾も大きくなる。一方、本考案の第５図に
示す主クラツチ１２を装備した場合、１節振動数
は388cpm、２節振動数は1455cpmであり、主ク
ラツチ１２をオフにしてあれば第４ギヤZ₄までし
か回転しないので速比が小さい分だけギヤ振巾は
減少する。また、主クラツチ１２があるため回転
部分の慣性モーメントが減少して、特に２節振動
数が上昇して２節11次が機関回転範囲内より消失
する。

一方、主機関１で増速機４を介して発電機５も
駆動して軸発使用モードでは、主クラツチ１２
をオンすると共に軸発クラツチ１７をオンする一
方、非常用クラツチ２２をオフしている。よつ
て、主機関１を駆動することにより、メインシヤ
フト６→第１ギヤZ₁→第２ギヤZ₂→第３ギヤZ₃→
第４ギヤZ₄→メインクラツチ１２→第５ギヤZ₅→
第６ギヤZ₆→弾性継手１４→第７ギヤZ₇→第８ギ
ヤZ₈→軸発クラツチ１７→第９ギヤZ₉→第10ギヤ
Z₁₀→ジエネレイテイングシヤフト１９→発電機
５を駆動する。この軸発使用モードにおけるね
じり振動は増速機４内において弾性継手１４で減
衰され、ギヤ振巾が小さくなるため、チヤタリン
グを回避できる。上記弾性継手１４が無い従来例
と弾性継手１４を装備した本考案とにおけるねじ
り振動について比較実験すると、その結果は第６
図，に示す通りであつた。第６図に示す弾
性継手のない場合は、１節振動数は384cpm、２
節振動数は900cpm増速機４の最終ギヤZ₁₀の振巾
は図示の如きであり、軸発使用範囲で２節10次、
11次の振巾が大きい。これに対して、第６図に
示す弾性継手１４を装備した場合は、１節振動数
は204cpm、２節振動数は388cpm、３節振動数は
1266cpmとなる。弾性継手１４以降のギヤ振巾は
減衰するため第６ギヤZ₆が最大振巾となり、ま
た、弾性継手１４以降の慣性モーメントの影響が
少なく、３節の固有振動数が上昇して上記弾性継
手なしの場合の２節10次、11次が軸発使用範囲内
よる消失する。

このように、軸発未使用モードでは、ねじり
振動は主クラツチ１２を装備したことにより減少
できると共に、軸発使用モードでは、ねじり振
動は弾性継手１４を装備したことにより減少でき
る。

上記主機関１が故障あるいは保守工事中、プロ
ペラ２を電動機に切換えた発電機５で駆動するバ
ツクアツプモードを作動させる場合、メインシ
ヤフト６と主機関１側の中間軸３ａのカツプリン
グ７を外し、非常用クラツチ２２をオンすると共
に、軸発クラツチ１７をオフとし、主クラツチ１
２をオンする。発電機５が駆動すると、その回転
駆動力はシヤフト１９→第10ギヤZ₁₀→非常用ク
ラツチ２２→第11ギヤZ₁₁→第８ギヤZ₈→第７ギ
ヤZ₇→弾性継手１４→第６ギヤZ₆→第５ギヤZ₅→
主クラツチ１２→第４ギヤZ₄→第３ギヤZ₃→第２
ギヤZ₂→第１ギヤZ₁→メインシヤフト６へと伝動
し、中間軸３ｂを介してプロペラ２を回転駆動す
る。この電動機によるバツクアツプ運転時のプロ
ペラ推力はメインシヤフト６をミツチエル式推力
軸受８で支持していることにより、増速機４で受
けることができる。該バツクアツプ運転時は、第
11ギヤZ₁₁を第８ギヤZ₈と噛み合わせており、軸
発モードにおいて第９ギヤZ₉を第10ギヤZ₁₀と噛
み合わせている場合と歯車比を変えて大きな速比
を得るようにしているため、発電機５で十分にプ
ロペラ２を駆動することができる。

尚、この考案は上記実施例に限定されず、第７
図に示す如く、増速機４内のギヤトレーンにおけ
る主クラツチ１２′、弾性継手１４′の位置を変更
してもよい。即ち、第２ギヤZ₂と第３ギヤZ₃との
間に主クラツチ１２′を介装すると共に、第４ギ
ヤZ₄と第５ギヤZ₅を弾性継手１４′を介して連結
してもよく、作用効果は上記実施例と同様であ
る。

効 果 以上の説明より明らかなように、この考案に係
る軸発増速機においては、歯車列に湿式多板式の
主クラツチを組み込み、軸発未使用モードでは主
クラツチをオフすることにより歯車列の全部を回
転させずに主機関側の一部のみを回転するために
速比が小さくなりギヤ振巾が減少して、主機関や
プロペラに起因するねじり振動が増速機に与える
影響を低減する。また、軸発増速機の歯車列に弾
性継手を組み込んでいるため、軸発使用モードで
弾性継手以降のギヤ振巾は減衰できると共に、慣
性モーメントの影響が少なく３節の固有振動数が
上昇して軸発使用範囲内より２節の大きな振動が
消失する。よつて、軸発の使用範囲が主機関の回
転域において広い範囲にわたつても、ねじり振動
が多く現出することを防止でき、かつ、主機関と
発電機の回転速度比が大きい場合にも、弾性継手
によりギヤ振巾が減衰できるためチヤタリングが
防止できる。

さらに、主機関故障時や保守時等においては、
増速機に２スピードの歯車比を設けているため、
発動機を電動機として使用してプロペラを駆動し
た場合にも、大きな速比でプロペラを駆動するた
め小型の発電機で増速機に悪影響を及ぼすことな
く駆動できる等の種々の利点を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係わる増速機の概略配置
図、第２図は増速機の正面図、第３図は第２図
の−線断面図、第３図は第２図の−線
断面図、第３図は第２図の−線断面図、第
３図は第２図の−線断面図、第４図は増速
機のギヤトレーン図、第５図，は軸発未使用
モードにおけるねじり振動についての従来例と本
考案との比較実験結果を示す線図、第６図，
は軸発使用モードにおけるねじり振動についての
従来例と本考案との比較実験結果を示す線図、第
７図はこの考案の増速機のギヤトレーンの変形例
を示す図面である。 １……低速デイーゼル主機関、２……プロペ
ラ、３……中間軸、４……増速機、５……発電
機、６……メインシヤフト、７，９……カツプリ
ング、８……推力軸受、１２……主クラツチ、１
４……弾性継手、１７……軸発クラツチ、２２…
…非常用クラツチ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 低速デイーゼル主機関により中間軸を介してプ
   ロペラを駆動すると共に、該中間軸に増速機を介
   設し該増速機に発電機を連結し、上記主機関で増
   速機を介して発電機を駆動し、かつ、該主機関の
   故障時等に発電機を電動機に切換えて増速機を介
   してプロペラを駆動するものにおいて、 上記増速機に上記中間軸とカツプリングを介し
   て結合すると共に推進軸受で支承されたメインシ
   ヤフトと、該メインシヤフトに固定した第１ギヤ
   と、発電機側に連結したジエネレイテイングシヤ
   フトに取付ける最終ギヤと、上記第１ギヤから最
   終ギヤまで順次噛み合わせた複数列のギヤと、該
   複数列のギヤのうち第１ギヤ側に近いギヤ間に介
   設した主クラツチと、該主クラツチ介設位置より
   最終ギヤ側のギヤ間に介設した弾性継手と、該弾
   性継手介設位置より最終ギヤ側のギヤ間に介設し
   た軸発クラツチと、上記ジエネレイテイングシヤ
   フトに回転自在に嵌合して取付けた最終ギヤと該
   シヤフトに固定したギヤとの間に介設した非常用
   クラツチとを備え、該非常用クラツチのオンとオ
   フに応じてジエネレイテイングシヤフトのギヤと
   噛み合うギヤを変えて２スピードの歯車比を設
   け、軸発未使用時に主クラツチをオフして主機関
   でプロペラのみを駆動し、軸発使用時には主クラ
   ツチ及び軸発クラツチをオンすると共に非常用ク
   ラツチをオフして主機関で発電機も駆動し、主機
   関故障時等で非常用クラツチをオンして軸発使用
   時とは異なる歯車比で発電機を切換えた電動機に
   よりプロペラを駆動する構成としたことを特徴と
   する低速主機関用軸発増速機。