JPH046627B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船舶の推進器等に用いて好適の舶用
可変ピツチプロペラ装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、船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
しか得ることができない。

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く主推進器
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ことを目的
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、プロペラボス内においてプロペラ軸に重合し
船体側に固定されたガイド管と、同ガイド管に案
内されて前後へ摺動できるように設けられた球面
軸受と、同球面軸受に結合され上記ガイド管に案
内されながら前後へ摺動しうる管状ピストンロツ
ドを有して船体側に装着された第１の油圧シリン
ダと、上記球面軸受の球面に沿い全方向に傾動し
うる傾斜板と、同傾斜板の外周に沿うリング状の
ガイド溝に係合して回転摺動しうるリンクローラ
とをそなえ、上記傾斜板の前後移動および傾動に
応じてプロペラ翼のピツチを変更すべく、上記プ
ロペラボスに回動可能に支持された上記プロペラ
翼の基端軸を上記リンクローラのリンク部に連結
する揺動アームが設けられるとともに、上記傾斜
板の前後傾動および左右傾動をそれぞれ行なわせ
る第２の油圧シリンダおよび第３の油圧シリンダ
が、いずれも上記傾斜板と上記管状ピストンロツ
ドとの間に装架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、第１の油圧シリンダにより傾斜板の前後方向
の変位量を調整制御するとともに、第２および第
３の油圧シリンダにより傾斜板の前後傾動および
左右傾動を調整制御して、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、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図はその側断面図、第２図は第１図の−
矢視断面図、第３図はそのプロペラ翼の基端を示
す斜視図、第４図ａ〜ｅはその作用を説明するた
めのもので、第４図ａはその傾斜板の基準位置を
模式的に示す断面図、第４図ｂはその傾斜板の前
後移動状態を模式的に示す断面図、第４図ｃはそ
の傾斜板の前後傾動状態を模式的に示す断面図、
第４図ｄはその傾斜板の左右傾動状態を模式的に
示す側面図、第４図ｅはその傾斜板において前後
移動、前後傾動および左右傾動が重畳した状態を
模式的に示す側面図である。

第１図に示すように、船体側のサポート１に取
り付けられたケース２には、軸受８およびシール
９を介して、プロペラボス６が回転可能に装着さ
れる。そして、プロペラボス６は、このプロペラ
ボス６内においてプロペラ軸５の一端に同プロペ
ラ軸５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６外周に軸受シール部２２を
介して回動可能（ピツチ角可変）に取り付けられ
る複数のプロプラ翼１９とともに、プロペラ軸５
の他端に連結される駆動モータ４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６の内部において、ガイド
管３が軸受７を介してプロペラ軸５に重合してお
り、同ガイド管３の基端部は船体側のケース２に
接続されている。

また、ガイド管３には、その外周面上を船体の
前後方向（第１図中において右方向を前方とす
る）へ摺動できるように、球面軸受１２が設けら
れるとともに、同球面軸受１２にはガイド管３に
案内されながら船体の前後方向へ摺動しうる管状
ピストンロツド１１が接続されており、船体側の
ケース２に装着された管状の第１の油圧シリンダ
１０を用い管状ピストンロツド１１を駆動するこ
とによつて、球面軸受１２がガイド管３に沿い前
後に移動するようになつている。

さらに、球面軸受１２には、その球面１２ｂに
沿つて全方向に傾動できるように、傾斜板１３が
揺動片１２ａを介して装着されていて、この傾斜
板１３ｂも球面軸受１２とともに前後移動できる
ようになつている。

そして、第１，２図に示すように、傾斜板１３
にはそれの前面上側部および前面左側部において
それぞれピストンロツド１８ａおよび１８ｂが接
続金具１５を介し揺動可能に取り付けられ、これ
らのピストンロツド１８ａおよび１８ｂを駆動す
る第２および第３の油圧シリンダ１７ａおよび１
７ｂが、管状ピストンロツド１１外周面に突設さ
れたシリンダ支持部１６ａおよび１６ｂに揺動可
能に支持されており、これらの第２および第３の
油圧シリンダ１７ａおよび１７ｂによつて、傾斜
板１３の前後傾動および左右傾動がそれぞピスト
ンロツド１８ａおよび１８ｂを介して球面軸受１
２周りに行なわれる。

なお、油圧シリンダ１０，１７ａ，１７ｂ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１１，１８ａ，１８ｂの
変位量を検出するための図示しない変位計が取り
付けられていて、油圧シリンダ１０，１７ａ，１
７ｂ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１０，
１８ａ，１８ｂ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、プロペラ
翼１９の基端には、基端軸２０がプロペラボス６
内へ突出するように形成され、この基端軸２０に
ユニバーサルジヨイント２０ａによつて取り付け
られる揺動アーム２０′を介してリンクローラ２
１のリンク部２１ａが接続されている。

そして、このリンクローラ２１は、傾斜板１３
の外周に沿つて形成されているリング状のガイド
溝１４に係合して回転摺動できるようになつてい
る。

したがつて、ピストンロツド１１，１８ａ，１
８ｂが駆動されて傾斜板１３が移動あるいは傾動
し変位すると、この変位がリンクローラ２１、リ
ンク部２１ａおよび揺動アーム２０′介しプロペ
ラ翼１９に伝えられ、傾斜板１３の変位量に応じ
て、プロペラ翼１９のピツチ角を変化させること
ができる。

なお、プロペラ翼１９のピツチ角の変化幅の設
定は、ピストンロツド１１，１８ａ，１８ｂの変
位量にて調整してもよいし、揺動アーム２０′の
アーム長で調整してもよい。

本発明の船用可変ピツチプロペラ装置は上述の
ごとく構成されているので、第１の油圧シリンダ
１０の管状ピストンロツド１１の変位量を調整制
御することにより、傾斜板１３のガイド管３に沿
う前後移動が制御される一方、第２および第３の
油圧シリンダ１７ａおよび１７ｂのピストンロツ
ド１８ａおよび１８ｂの変位量を調整制御するこ
とにより、傾斜板１３の前後傾動および左右傾動
が制御される。

そして、傾斜板１３の変位量が、同傾斜板１３
外周のガイド溝１４に係合するリンクローラ２
１、リンク部２１ａおよび揺動アーム２０′を介
して、各プロペラ翼１９に伝達される。

したがつて、駆動モータ４によりプロペラボス
６およびプロペラ翼１９を回転駆動した状態で、
傾斜板１３の変位量に応じ、プロペラ軸５の一回
転中におけるプロペラ翼１９のピツチ角を周期的
に変化させ、推力の方向と大きさとを調整するこ
とができる。

すなわち、プロペラ翼１９は、その翼端部のリ
ンクローラ２１とガイド溝１４とによつて、同プ
ロペラ翼１９のピツチ角αを規制されており、こ
のピツチ角αの変化量は傾斜板１３の変位量に比
例する。

また、第３図に示すように、プロペラ翼１９の
回転方向が反時計周りである場合、プロペラ翼１
９が、回転方向と平行つまり基準位置Ｓにある
と、発生する推力はゼロであるが、回転方向に対
して正または負方向にピツチ角αだけ回転する
と、プロペラ翼１９によつて前方向または後方向
への推力が発生する。したがつて、プロプラ軸５
の回転角に合わせて各プロプラ翼１９のピツチ角
αを同時にあるいは周期的に変化されれば、各プ
ロペラ翼１９で発生する推力の合力により、前後
方向、左右方向および上下方向への推力、さらに
これら３方向を組合わせた方向への推力を得るこ
とが可能である。

たとえば、第４図ａに示すように、傾斜板１３
が基準位置Ｓにある場合には、プロペラ翼１９の
ピツチ角はいずれの位置においても０になり、推
力は発生しない。

このような基準位置Ｓから、第１の油圧シリン
ダ１０によりピストンロツド１１を後方へ押し出
すと、傾斜板１３は、第４図ｂに示すように、球
面軸受１２とともにガイド管３に沿い後方へ摺動
変位し、プロペラ翼１９のピツチ角はいずれの位
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、第１の油圧シリンダ１
０によりピストンロツド１１を前方へ引き込む
と、傾斜板１３は前方へ摺動変位し、プロペラ翼
１９のピツチ角は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、基準位置Ｓから、第２の油圧シリンダ１
７ａによりピストンロツド１８ａを押し出すと、
傾斜板１３は、第４図ｃに示すように、球面軸受
１２に沿い、その上側が後方に位置するように前
後傾動し、プロペラ翼１９のピツチ角は、プロペ
ラ軸５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１９、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。

なお、上述と逆の操作により、船体は上方向へ
回動する。

さらに、基準位置Ｓから、第３の油圧シリンダ
１７ｂによりピストンロツド１８ｂを引き込む
と、傾斜板１３は、第４図ｄに示すように、球面
軸受１２に沿いその左側が後方に位置するように
左右傾動し、プロペラ翼１９のピツチ角は、プロ
ペラ軸５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１９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、船体は右方向へ旋回する。

なお、上述と逆の操作により、船体は右方向へ
旋回する。

以上においては、傾斜板１３の前後移動、前後
傾動および左右傾動の３方向の動きを独立して説
明したが、油圧シリンダ１０，１７ａ，１７ｂ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。

たとえば、基準位置Ｓから、第１の油圧シリン
ダ１０によりピストンロツド１１を押し出し、第
２の油圧シリンダ１７ａによりピストンロツド１
８ａを押し出すとともに、第３の油圧シリンダ１
７ｂによりピストンロツド１８ｂを引き込むと、
傾斜板１３は、第４図ｅに示すように、前後移動
および傾動し、船体は右下方向へ前進することに
なる。

上述のような操作において、ピストンロツド１
１，１８ａ，１８ｂの変位量を調整し、プロペラ
翼１９のピツチ角を適当に設定することにより、
発生する推力の大きさの調節も行なうことができ
る。

このように、本発明の舶用可変ピツチプロペラ
装置では、プロペラ翼１９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体内に装
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。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の船用可変ピツチ
プロペラ装置によれば、プロペラボス内において
プロペラ軸に重合し船体側に固定されたガイド管
と、同ガイド管に案内されて前後へ摺動できるよ
うに設けられた球面軸受と、同球面軸受に結合さ
れ上記ガイド管に案内されながら前後へ摺動しう
る管状ピストンロツドを有して船体側に装着され
た第１の油圧シリンダと、上記球面軸受の球面に
沿い全方向に傾動しうる傾斜板と、同傾斜板の外
周に沿うリング状のガイド溝に係合して回転摺動
しうるリンクローラとをそなえ、上記傾斜板の前
後移動および傾動に応じてプロペラ翼のピツチを
変更すべく、上記プロペラボスに回動可能に支持
された上記プロペラ翼の基端軸を上記リンクロー
ラのリンク部に連結する揺動アームが設けられる
とともに、上記傾斜板の前後傾動および左右傾動
をそれぞれ行なわせる第２の油圧シリンダおよび
第３の油圧シリンダが、いずれも上記傾斜板と上
記管状ピストンロツドとの間に装架されるという
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図はその側断面
図、第２図は第１図の−矢視断面図、第３図
はそのプロペラ翼の基端を示す斜視図であり、第
４図ａ〜ｅはその作用を説明するためのもので、
第４図ａはその傾斜板の基準位置を示す模式的な
断面図、第４図ｂはその傾斜板の前後移動状態を
模式的に示す断面図、第４図ｃはその傾斜板の前
後傾動状態を模式的に示す断面図、第４図ｄはそ
の傾斜板の左右傾動状態を模式的に示す側面図、
第４図ｅはその傾斜板において前後移動、前後傾
動および左右傾動が重畳した状態を模式的に示す
側面図である。 １……サポート、２……ケース、３……ガイド
管、４……駆動モータ、５……プロペラ軸、６…
…プロペラボス、７，８……軸受、９……シー
ル、１０……第１の油圧シリンダ、１１……管状
ピストンロツド、１２………球面軸受、１２ａ…
…揺動片、１２ｂ……球面軸受の球面、１３……
傾斜板、１４……ガイド溝、１５……接続金具、
１６ａ，１６ｂ……シリンダ支持部、１７ａ……
第２の油圧シリンダ、１７ｂ……第３の油圧シリ
ンダ、１８ａ，１８ｂ……ピストンロツド、１９
……プロペラ翼、２０……基端軸、２０′……揺
動アーム、２０ａ……ユニバーサルジヨイント、
２１……リンクローラ、２１ａ……リンク部、２
２……軸受シール部、Ｓ……基準位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プロペラボス内においてプロペラ軸に重合し
   船体側に固定されたガイド管と、同ガイド管に案
   内されて前後へ摺動できるように設けられた球面
   軸受と、同球面軸受に結合され上記ガイド管に案
   内されながら前後へ摺動しうる管状ピストンロツ
   ドを有して船体側に装着された第１の油圧シリン
   ダと、上記球面軸受の球面に沿い全方向に傾動し
   うる傾斜板と、同傾斜板の外周に沿うリング状の
   ガイド溝に係合して回転摺動しうるリンクローラ
   とをそなえ、上記傾斜板の前後移動および傾動に
   応じてプロペラ翼のピツチを変更すべく、上記プ
   ロペラボスに回動可能に支持された上記プロペラ
   翼の基端軸を上記リンクローラのリンク部に連結
   する揺動アームが設けられるとともに、上記傾斜
   板の前後傾動および左右傾動をそれぞれ行なわせ
   る第２の油圧シリンダおよび第３の油圧シリンダ
   が、いずれも上記傾斜板と上記管状ピストンロツ
   ドとの間に装架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。