JPH046599B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船舶に用いられる可変ピツチプロペ
ラ装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、舶用主推進器として可変ピツチプロペラ
が多用されているが、一般に、可変ピツチプロペ
ラや固定ピツチの通常のプロペラでは、プロペラ
軸方向の推力すなわち船体の前後方向の推力だけ
しか得るこができない。

そこで、船体を旋回させるような場合には、従
来、舵角を調整したり、船体の適所に装備された
サイドスラスター等の補助推進器の推力を利用す
ることによつて、目的の動きを船体に与えてい
る。

特に、サイドスラスター等の補助推進器を用い
る場合、その推力を調節することによつて、自由
な方向へ船体を移動あるいは回動させることがで
き、操縦性の向上をはかることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述のようなサイドスラスター
等の補助推進器を船体に装備するためには、船体
内に補助推進器用の駆動機構をそなえなければな
らず、その装備スペースが必要になるとともに、
船体の重量が増大するという問題点がある。

特に、深海潜水船等の特殊船舶においては、作
業用マニピユレータなどの各種機能をそなえるた
めに、船体の軽量化および船内スペースの有効利
用が要求される一方で、水上を航行する通常の船
舶とは異なり、水平面内のみならず、鉛直面内に
おける船体の移動あるいは回動の制御も行なう必
要があるので、この制御を従来のごとき主推進器
以外のサイドスラスター等の補助推進器によつて
行なう場合、通常の船舶よりも多くの補助推進器
を船体に装備しなければならず、船体重量の増大
を招くとともに、狭隘な船内スペースの有効利用
をはかれなくなる。

本発明は、このような実情に鑑み、補助推進器
を用いることなく、前進、後進のみならず、前進
あるいは後進しながら船体の上下、左右方向へ旋
回回動するための推力調整を可能にして、船体の
操縦性を高めるとともに、船体の軽量化および船
内スペースの有効利用をはかれるようにした、舶
用可変ピツチプロペラ装置を提供するとを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本発明の舶用可変ピツチプロペラ装置
は、プロペラボスの内部に、前後方向に摺動可能
な球面軸受と、同球面軸受の球面に沿つて傾動し
うる傾斜板とをそなえるとともに、同傾斜板の前
後方向変位と傾斜方向およびその傾斜角とを駆動
制御する少なくとも３個の流体圧シリンダをそな
え、上記傾斜板が上記球面に支承された非回転傾
斜リングと同非回転傾斜リング上に回転可能に支
承された回転傾斜リングとで構成されて、同回転
傾斜リングがプロペラ軸と同期回転すべき同プロ
ペラ軸と一体の上記プロペラボスに連結され、上
記傾斜板の変位量に応じてプロペラ翼のピツチを
変更すべく上記非回転傾斜リングに上記流体圧シ
リンダの伸縮端が連結されるとともに、上記回転
傾斜リングが上記プロペラ翼の基端にリンク結合
されていることを特徴としている。

〔作用〕

上述の本発明の舶用可変ピツチプロペラ装置で
は、流体圧シリンダのピストンロツドの変位量を
それぞれ調整制御することにより、傾斜板の前後
方向移動量、傾斜方向および傾斜角を変え、この
変位量をプロプラ翼に伝達して、プロペラ軸の一
回転中におけるプロペラ翼のピツチ角を周期的に
変化させることができるので、プロペラ翼による
推力の方向と大きさとが自在に調整されるように
なる。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の一実施例としての舶
用可変ピツチプロペラ装置について説明すると、
第１図はその水平断面図、第２図は第１図の−
矢視断面図、第３図はそのプロペラ翼基端部の
斜視図、第４図は第３図の矢視図であり、第５
〜１１図はその作用を説明するためのもので、第
５図ａはその傾斜板の基準位置を示す模式的な水
平断面図、第５図ｂは第５図ａに対応するプロペ
ラ翼のピツチ角の状態を示す模式図、第６図ａは
その傾斜板が前方へ移動している状態を示す模式
的な水平断面図、第６図ｂは第６図ａに対応する
プロペラ翼のピツチ角の状態を示す模式図、第７
図ａはその傾斜板が後方へ移動している状態を示
す模式的な水平断面図、第７図ｂは第７図ａに対
応するプロペラ翼のピツチ角の状態を示す模式
図、第８図ａはその傾斜板の左側が前方へ傾動し
ている状態を示す模式的な水平断面図、第８図ｂ
は第８図ａに対応するプロペラ翼のピツチ角の状
態を示す模式図、第９図ａはその傾斜板の右側が
前方へ傾動している状態を示す模式的な水平断面
図、第９図ｂは第９図ａに対応するプロペラ翼の
ピツチ角の状態を示す模式図、第１０図ａはその
傾斜板の上側が前方へ傾動している状態を示す模
式的な側断面図、第１０図ｂは第１０図ａに対応
するプロペラ翼のピツチ角の状態を示す模式図、
第１１図ａはその傾斜板の下側が前方へ傾動して
いる状態を示す模式的な側断面図、第１１図ｂは
第１１図ａに対応するプロペラ翼のピツチ角の状
態を示す模式図である。

第１図に示すように、船体側のカポート１には
支持具３が取り付けられ、同支持具３に形成され
る円環状突出部５の外周面には、軸受９およびシ
ール１０を介して、プロプラボス７が回転可能に
装着される。

そして、プロペラボス７は、このプロペラボス
７内においてプロペラ軸２の一端に同プロペラ軸
２と同期回転するように一体となつて接続され、
同プロペラボス７外周に軸受シール部７ａを介し
て回動可能（ピツチ角可変）に取り付けられる複
数（本実施例では４枚）のプロペラ翼８ととも
に、プロペラ軸２の他端に連結される図示しない
モータにより、回転駆動されるようになつてい
る。

一方、プロペラボス７の内部において、支持具
３にプロペラ軸２を囲むように形成されたガイド
管６には、球面軸受１３が、同ガイド管６に沿い
前後方向（第１図中において右方を前方とする）
に摺動可能に装着される。

この球面軸受１３は、ガイド管６に装着される
内輪１３ａと、同内輪１３ａの外周面に形成され
る球面１３ｃに沿つて傾動する外輪１３ｂとから
構成される。

また、球面軸受１３には、傾斜板２０が、球面
１３ｃに沿つて傾動するように取り付けられてお
り、この傾斜板２０は、球面軸受１３の外輪１３
ｂに固着され外輪１３ｂとともに球面１３ｃに支
承された非回転傾斜リング１４と、同非回転傾斜
リング１４外周に軸受１５を介して回転可能に支
承された回転傾斜リング１６とにより構成されて
いる。

このように構成される傾斜板２０の非回転傾斜
リング１４には、第１，２図に示すように、流体
圧シリンダ１１ａ，１１ｂおよび１１ｃが非回転
傾斜リング１４前面の上方部、左方部および右方
部のそれぞれにおいてピストンロツド１２ａ，１
２ｂおよび１２ｃを介し接続されており、これら
の流体圧シリンダ１１ａ，１１ｂおよび１１ｃを
用いピストンロツド１２ａ，１２ｂおよび１２ｃ
をそれぞれ前後方向に駆動するこそによつて、傾
斜板２０は、球面軸受１３とともにガイド管６に
沿い前後方向に移動したり、球面軸受１３の外輪
１３ｂとともに球面１３ｃに沿い傾動する。

したがつて、流体圧シリンダ１１ａ，１１ｂ，
１１ｃにより、傾斜板２０の前後方向変位と傾斜
方向およびその傾斜角とが駆動制御されるように
なつている。

なお、流体圧シリンダ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
はその前端を支持具３の後面に形成される突出部
４に揺動可能に枢着されている。また、ピストン
ロツド１２ａ，１２ｂおよび１２ｃの先端は非回
転傾斜リング１４にユニバーサルジヨイント２１
を介して枢着されている。

さらに、流体圧シリンダ１１ａ，１１ｂ，１１
ｃのそれぞれには、図示しない給排油管が接続さ
れるとともに、ピストンロツド１２ａ，１２ｂ，
１２ｃの変位量を検出すために図示しない変位計
が取り付けられていて、流体圧シリンダ１１ａ，
１１ｂ，１１ｃへの油の供給量を図示しない制御
装置により制御することによつて、同ピストンロ
ツド１２ａ，１２ｂ，１２ｃの変位量を設定値に
制御できるようになつている。

ところで、第１〜３図に示すように、回転傾斜
リング１６の外周面には、プロペラボス７内へ突
出するプロペラ翼８の基端部８ａに対向して突起
部１６ａが設けられ、同突起部１６ａとプロペラ
翼８の基端部８ａに突設されたアーム８ｂとが伝
達リンク１７によつて結合されている。なお、突
起部１６ａと伝達リンク１７との連結部は回転傾
斜リング１６の周方向軸周りに回転可能になつて
いる一方、アーム８ｂと伝達リンク１７との連結
部は、第２〜４図に示すように、ユニバーサルジ
ヨイントとして構成される。

これにより、ピストンロツド１２ａ，１２ｂ，
１２ｃが駆動されて傾斜板２０が移動あるいは傾
動し変位すると、この変位が伝達リンク１７を介
しプロペラ翼８に伝えられ、傾斜板２０の変位量
に応じて、プロペラ翼８のピツチ角を変化させる
ことができる。

なお、回転傾斜リング１６は、プロペラ翼８と
同期して回転しうるように、リンク１９によりプ
ロペラボス７と結合される一方、非回転傾斜リン
グ１４は回転を防止すべく、リンク１８によつて
ガイド管６と結合されている。

本発明の舶用可変ピツチプロペラ装置は上述の
ごとく構成されるているので、３個の流体圧シリ
ンダ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのピストンロツド１
２ａ，１２ｂ，１２ｃの変位量をそれぞれ調整制
御することにより、傾斜板２０の前後方向変位と
傾斜方向およびその傾斜角とが駆動制御される。

そして、傾斜板２０の非回転傾斜リング１４外
周に沿い、回転傾斜リング１６がプロペラボス７
およびプロペラ翼８とともに回転するため、傾斜
板２０の変位量が伝達リンク１７を介して各プロ
ペラ翼８に伝達される。

したがつて、傾斜板２０の変位量に応じ、プロ
ペラ軸２の一回転中におけるプロペラ翼８のピツ
チ角を変化させ、推力の方向と大きさとを調整す
ることができる。

たとえば、第５図ａに示すように、傾斜板２０
が基準位置Ｓにある場合には、プロペラ翼８のピ
ツチ角は、第５図ｂに示すように、いずれの位置
においても０になり、推力は発生しない。ただ
し、プロペラ翼８の回転方向は、第５図ｂの矢印
で示すように、時計回りとする。

このような無推力の状態から、流体圧シリンダ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃそれぞれのピストンロツ
ド１２ａ，１２ｂ，１２ｃを均等に収縮させる
と、傾斜板２０は、第６図ａに示すように、ガイ
ド管６に沿い前方（図中において右方）へ摺動変
位し、プロペラ翼８のピツチ角は、第６図ｂに示
すように、いずれの位置においても等しい正の値
になるので、船体の前進方向への推力が発生す
る。

逆に、基準位置Ｓから流体圧シリンダ１１ａ，
１１ｂ，１１ｃそれぞれのピストンロツド１２
ａ，１２ｂ，１２ｃを均等に押し出すと、傾斜板
２０は、第７図ａに示すように、ガイド管６に沿
い後方へ摺動変位し、プロペラ翼８のピツチ角
は、第７図ｂに示すように、いずれの位置におい
ても等しい負の値になるので、船体の後進方向へ
の推力が発生する。

一方、第８図ａに示すように、基準位置Ｓから
流体圧シリンダ１１ｂのピストンロツド１２ｂを
引き込み流体圧シリンダ１１ｃのピストンロツド
１２ｃを押し出すと、傾斜板２０は球面軸受１３
に沿いその左側が位置するように傾動し、プロペ
ラ翼８のピツチ角は、第８図ｂに示すように、プ
ロペラ軸２の一回転中、上下位置において０、左
方および右方位置においてそれぞれ正および負の
値になる。

したがつて、プロペラ翼８は、左方で前進方向
の推力を発生し、右方で後進方向の推力を発生す
ることになるので、船体の右方向へ旋回する。

また、上述と逆の操作により、傾斜板２０の右
側を、第９図ａに示すように、前方へ傾動させる
と、プロペラ翼８のピツチ角は第９図ｂに示すよ
うになのになり、船体の左方向へ旋回する。

さらに、第１０図ａに示すように、基準位置Ｓ
から流体圧シリンダ１１ａのピストンロツド１２
ａを引き込むと、傾斜板２０は球面軸受１３に沿
いその上側が前方に位置するように傾動し、プロ
ペラ翼８のピツチ角は、第１０図ｂに示すよう
に、プロペラ軸２の一回転中、左右位置において
０、上方および下方位置においてそれぞれ正およ
び負の値になる。

したがつて、プロペラ翼８は、上方で前進方向
の推力を発生し、下方で後進方向の推力を発生す
ることになるので、船体は下方向へ回動する。

上述と逆の操作により、傾斜板２０の下側を、
第１１図ａに示すように、前方へ傾動させると、
プロペラ翼８のピツチ角は第１１図ｂに示すよう
なもになり、船体は上方向へ回動する。

以上においては、傾斜板２０の前後移動、左右
傾動および前後傾動の３方向の動きを独立して説
明したが、流体圧シリンダ１１ａ，１１ｂ，１１
ｃを調整することによつて、これらの３方向の動
きを適当に組み合わせ、あらゆる方向への推力を
発生させることができる。

また、上述のような操作において、ピストンロ
ツド１２ａ，１２ｂ，１２ｃの変位量を調整し、
プロペラ翼８のピツチ角を適当に設定するとによ
り、発生する推力の大きさの調節も行なうことが
できる。

このような、本発明の舶用可変ピツチプロペラ
装置では、プロペラ翼８による推力の方向と大き
さとが自在に調整できるようになるので、従来の
ようなサイドスラスター等の補助推進器を用いる
ことなく、船体の操縦性が高められる。

さらに、補助推進器用の駆動機構を船内に装備
する必要がなくなるため、船体の軽量化をはかれ
るとともに、船内スペースを有効に利用できるよ
うになる。

なお、本実施例ではプロペラ翼８が４枚の場合
を示しているが、本発明の舶用可変ピツチプロペ
ラ装置では、プロペラ翼８が何枚であつても上述
と同様の作用効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の舶用可変ピツチ
プロペラ装置によれば、プロペラボスの内部に、
前後方向に摺動可能な球面軸受と、同球面軸受の
球面に沿つて傾動しうる傾斜板とをそなえるとと
もに、同傾斜板の前後方向変位と傾斜方向および
その傾斜角とを駆動制御する少なくとも３個の流
体圧シリンダをそなえ、上記傾斜板が上記球面に
支承された非回転傾斜リングと同非回転傾斜リン
グ上に回転可能に支承された回転傾斜リングとで
構成されて、同回転傾斜リングがペロペラ軸と同
期回転すべき同プロペラ軸と一体の上記プロペラ
ボスに連結され、上記傾斜板の変位量に応じてプ
ロペラ翼のピツチを変更すべく上記非回転傾斜リ
ングに上記流体圧シリンダの伸縮端が連結される
とともに、上記回転傾斜リングが上記プロペラ翼
の基端にリンク結合されるという簡素な構成で、
プロペラ翼による推力の方向と大きさとが自在に
調整できるようになるので、従来のようなサイド
スラスター等の補助推進器を用いることなく、船
体の操縦性を大幅に高めることができる。

また、補助推進器用の駆動機構を船内に装備す
る必要がなくなるので、船体の軽量化をはかれる
とともに、船内スペースを有効に利用できる利点
もある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としての舶用可変ピツチ
プロペラ装置を示すもので、第１図はその水平断
面図、第２図は第１図の−矢視断面図、第３
図はそのプロペラ翼基端部の斜視図、第４図は第
３図の矢視図であり、第５〜１１図はその作用
を説明するためのもので、第５図ａはその傾斜板
の基準位置を示す模式的な水平断面図、第５図ｂ
は第５図ａに対応するプロペラ翼のピツチ角の状
態を示す模式図、第６図ａはその傾斜板が前方へ
移動している状態を示す模式的な水平断面図、第
６図ｂは第６図ａに対応するプロペラ翼のピツチ
角の状態を示す模式図、第７図ａはその傾斜板が
後方へ移動している状態を示す模式的な水平断面
図、第７図ｂは第７図ａに対応するプロペラ翼の
ピツチ角の状態を示す模式図、第８図ａはその傾
斜板の左側が前方へ傾動している状態を示す模式
的な水平断面図、第８図ｂは第８図ａに対応する
プロペラ翼のピツチ角の状態を示す模式図、第９
図ａはその傾斜板の右側が前方へ傾動している状
態を示す模式的な水平断面図、第９図ｂは第９図
ａに対応するプロペラ翼のピツチ角の状態を示す
模式図、第１０図ａはその傾斜板の上側が前方へ
傾動している状態を示す模式的な側断面図、第１
０図ｂは第１０図ａに対応するプロペラ翼のピツ
チ角の状態を示す模式図、第１１図ａはその傾斜
板の下側が前方へ傾動している状態を示す模式的
な側断面図、第１１図ｂは第１１図ａに対応する
プロペラ翼のピツチ角の状態を示す模式図であ
る。 １……サポート、２……プロペラ軸、３……支
持具、４……突出部、５……円環状突出部、６…
…ガイド管、７……プロペラボス、７ａ……軸受
シール部、８……プロペラ翼、８ａ……プロペラ
翼の基端部、８ｂ……アーム、９……軸受、１０
……シール、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ……流体圧
シリンダ、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ……ピストン
ロツド、１３……球面軸受、１３ａ……球面軸受
の内輪、１３ｂ……球面軸受の外輪、１３ｃ……
球面軸受の球面、１４……非回転傾斜リング、１
５……軸受、１６……回転傾斜リング、１６ａ…
…突起部、１７……伝達リンク、１８，１９……
リンク、２０……傾斜板、２１……ユニバーサル
ジヨイント、Ｓ……傾斜板の基準位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プロペラボスの内部に、前後方向に摺動可能
   な球面軸受と、同球面軸受の球面に沿つて傾動し
   うる傾斜板とをそなえるとともに、同傾斜板の前
   後方向変位と傾斜方向およびその傾斜角とを駆動
   制御する少なくとも３個の流体圧シリンダをそな
   え、上記傾斜板が上記球面に支承された非回転傾
   斜リングと同非回転傾斜リング上に回転可能に支
   承された回転傾斜リングとで構成されて、同回転
   傾斜リングがプロペラ軸と同期回転すべく同プロ
   ペラ軸と一体の上記プロペラボスに連結され、上
   記傾斜板の変位量に応じてプロペラ翼のピツチを
   変更すべく上記非回転傾斜リングに上記流体圧シ
   リンダの伸縮端が連結されるとともに、上記回転
   傾斜リングが上記プロペラ翼の基端にリンク結合
   されていることを特徴とする、舶用可変ピツチプ
   ロペラ装置。