JPH0517073B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は推進装置に係り、特に互いに逆ピツチ
で構成された一対の推進器を有し、これら推進器
に二重反転軸を介して機関から動力を伝達して駆
動するようにした推進装置の運転方法に関する。

［従来の技術］ 従来ヘリコプタ等の航空機や送風機、ポンプ等
にあつては、二重反転翼や二重反転インペラ等を
備えたものが知られており、大型船舶等にあつて
も推進効率の向上、省エネルギ化の観点から二重
反転プロペラを装備することが懸案されている。

二重反転プロペラで構成される推進装置は第８
図に示すように、船尾ａに同軸で且つ軸方向に沿
つて重ねて直列に設けられ互いに逆ピツチで構成
された一対の固定ピツチのスクリユ推進器ｂ，ｃ
を、互いに反対方向に回転駆動させることにより
推力を発生するようになつている。この場合に、
これら推進器ｂ，ｃを同軸で反対方向に駆動させ
るために二重反転軸ｄが採用される。この二重反
転軸ｄは、一方の推進器ｃを駆動する中空の外側
回転軸ｅ内に、他方の推進器ｂを駆動する内側回
転軸ｆが挿通されて構成され、主機ｇの動力を、
歯車列ｈ等を介して夫々の回転軸ｅ，ｆに反対方
向に伝達することにより、一対の推進器ｂ，ｃを
略等しい回転数で互いに反転できるようになつて
いる。そして、これら外側回転軸ｅと内側回転軸
ｆとの間には、これらの反転を円滑なものとする
ために、軸受ｉが介設されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような二重反転軸ｄを利用し
て、互いに逆ピツチで構成された一対の固定ピツ
チの推進器ｂ，ｃを同軸で反対方向に回転駆動さ
せて推力を発生させるようにした推進装置にあつ
ては、二重反転軸ｄの外側回転軸ｅと内側回転軸
ｆとの間に介設した軸受ｉが焼付き等を生じて、
これら二軸ｅ，ｆ間に固着するおそれがあつた。
このような軸受ｉの固着が生ずると、互いに反転
する回転軸ｅ，ｆ相互が他方の回転を規制し合つ
て回転不能となり、以後二重反転軸ｄによる推進
器ｂ，ｃへの動力伝達が不能となつて継続して航
行することができなくなつてしまうという問題が
あつた。ここに、このような軸受ｉの固着のため
に二重反転軸ｄの各回転軸ｅ，ｆの反転が不能と
なり、二重反転軸ｄによる動力伝達が困難となつ
た危急時には、例えば各回転軸ｅ，ｆに動力を振
り分ける歯車列ｈ等を動力伝達機構から離脱させ
ることによつて、少なくともいずれか一方の回転
軸ｆへの動力伝達を確保して航行を継続できるよ
うにすることが考えられる。

しかしながら、この場合にあつても回転軸ｅ，
ｆ間に固着した軸受ｉにより、回転駆動される一
方の回転軸ｆに対して他方の回転軸ｅが同一方向
へつれ回りすることとなり、次のような問題を生
じさせる。即ち、一対の推進器ｂ，ｃは互いに逆
ピツチで且つピツチが固定されたものであつて、
これらは互いに反対方向に回転駆動されることに
より同一方向へ推力を発生するようになつてい
る。従つて動力伝達を確保し得ても、これら推進
器ｂ，ｃが同一方向に回転してしまうと互いに相
殺し合つて推力を発生させることができないとい
う問題があつた。そのため機関ｇからの動力伝達
は確保し得ても推進することができず、結局危急
状態から脱することはできなかつた。以上のよう
な問題点を考慮して、全体として信頼性高く、危
急時にあつても継続して航行できる推進システム
の案出が望まれている。

本発明は上述したような問題点を有効に解決す
べく創案されたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、中空の外側回転軸内に軸受を介して
内側回転軸が挿通され、互いに反転されつつ同軸
で動力を伝達する二重反転軸と、該二重反転軸の
外側回転軸及び内側回転軸夫々にその分配出力端
が連結されると共に入力端に機関が連結され、機
関動力をこれら回転軸に分配して伝達する動力分
配手段と、該動力分配手段の入力端と分配出力端
との間に設けられ上記回転軸のいずれか一方への
動力伝達を断つための動力切断手段と、上記二重
反転軸の外側回転軸及び内側回転軸夫々に、同軸
で且つ軸方向に沿つて重ねて設けられ、互いに逆
ピツチで構成されると共に少なくとも一方が可変
ピツチ機構を有する一対の推進器とを備えた推進
装置の運転方法において、軸受の固着が生じて回
転軸相互の反転が不能となつた時、上記動力切断
手段で一方の回転軸への動力伝達を断ち、かつ上
記可変ピツチ機構を作動して逆ピツチから同じ向
きのピツチに変更するようにしたものである。

［作 用］ 本発明の作用について述べると、入力される動
力を二重反転軸の外側回転軸及び内側回転軸夫々
に分配して伝達する動力分配手段の入力端と分配
出力端との間において、動力切断手段によりいず
れか一方の回転軸への動力伝達を断つことによ
り、軸受の固着が生じて回転軸相互の反転が不能
となつても、他方の回転軸を回転駆動させて動力
伝達を継続して行なえるようにすると共に、互い
に逆ピツチで構成され、二重反転軸の正常時、互
いに逆転されて同一方向へ推力を発生する一対の
推進器のうち、少なくとも一方の推進器を可変ピ
ツチとすることにより、危急時等二重反転軸の外
側回転軸と内側回転軸とが同一方向へ回転される
場合にはピツチを変更して、一対の推進器を共に
同じ向きのピツチとして同一方向回転で同一方向
に推力を発生できるようになつている。

［実施例］ 以下に、本発明の好適一実施例を添付図面に従
つて詳述する。

第１図に示すように船尾には、互いに逆ピツチ
で構成された一対のスクリユ推進器１，２が同軸
で且つ軸方向に沿つて重ねて直列に設けられ、こ
れら推進器１，２を互いに逆転させることにより
高い推進効率で推進できるようになつている。そ
してこれら推進器１，２には、これらを同軸で
夫々反対方向に回転駆動するために二重反転軸３
が連結される。二重反転軸３は、中空の外側回転
軸４内に軸受５を介して内側回転軸６が挿通され
て構成され、互いに反転されつつ同軸で動力を伝
達してこれら推進器１，２を駆動するようになつ
ている。ここに外側回転軸４は、船体に固定され
るハウジング７にスラスト軸受８及びラジアル軸
受９を介して回転自在に支持される。また内側回
転軸６は船尾側推進器１に連結され、他方外側回
転軸４は船首側推進器２に連結される。

このようにして動力を伝達する二重反転軸３
と、動力を発生する機関（図示せず）との間に
は、外側回転軸４及び内側回転軸６夫々にその分
配出力端１０ａ，１０ｂが連結され、入力端１０
ｃから入力される動力をこれら回転軸４，６に逆
回転で分配して伝達するための動力分配手段１０
が設けられる。この動力分配手段１０は具体的に
は第２図に示すように、機関から機関動力を伝達
するための中間軸１１に接合されるフランジカツ
プリング１２と、ハウジング７内に支持された遊
星歯車装置１３と、これら遊星歯車装置１３とフ
ランジカツプリング１２とを連結するギヤカツプ
リング１４とから構成される。フランジカツプリ
ング１２は、二重反転軸３の内側回転軸６に嵌脱
自在に嵌入されて取り付けられる。他方遊星歯車
装置１３は一般的構成で成り、内側回転軸６を囲
繞するスリーブ体１５に嵌合されて取り付けられ
た環状の太陽歯車１６と、ハウジング７にその公
転が規制されつつ自転自在に支持され太陽歯車１
６に噛合される遊星歯車１７と、この遊星歯車１
７に噛合される環状の内歯車１８とから構成され
る。そしてこの内歯車１８には、外側回転軸４に
形成されたギヤ部４ａが噛合される。更にギヤカ
ツプリング１４は環状に形成され、フランジカツ
プリング１２及びスリーブ体１５夫々に形成され
たギヤ部１２ａ，１５ａに噛合されてこれらを連
結している。そして機関動力は中間軸１１を介し
てフランジカツプリング１２に入力され、その動
力は一部がフランジカツプリング１２から直接内
側回転軸６に伝達されると共に、残部はギヤカツ
プリング１４を介して遊星歯車装置１３に伝達さ
れこの遊星歯車装置１３で回転方向が逆転されて
内歯車１８より外側回転軸４へ伝達されるように
なつており、フランジカツプリング１２が動力分
配手段１０の入力端１０ｃを成すと共に、またこ
のフランジカツプリング１２と内歯車１８とがそ
れぞれ内側回転軸６及び外側回転軸４への分配出
力端１０ｂ，１０ａと成つている。

このように構成された動力分配手段１０の一方
の分配出力端１０ａたる内歯車１８と入力端１０
ｃたるフランジカツプリング１２との間には、外
側回転軸４への動力伝達を断つための動力切断手
段１９が設けられる。本実施例にあつては、動力
切断手段１９は、ハウジング７に、その内方から
外方に亘つて延出されると共に揺動自在に支持さ
れ、一端がギヤカツプリング１４に形成された係
合凹部１４ａに係合された揺動レバ２０で構成さ
れる。そしてこの揺動レバ２０を揺動させること
により、ギヤカツプリング１４を移動させてフラ
ンジカツプリング１２とスリーブ体１５との間か
ら嵌脱自在に離脱させ、これらフランジカツプリ
ング１２とスリーブ体１５とを切り離して外側回
転軸４への動力伝達を断つようになつている。

このように構成すれば、軸受５が固着して回転
軸４，６相互が反転不能となり動力伝達を行なう
ことができなくなつた場合であつても、動力切断
手段１９で外側回転軸４への動力伝達を断つこと
により、外側回転軸４を回転フリーとして、機関
動力はフランジカツプリング１２から内側回転軸
６に継続して伝達させることができる。従つて、
推進器１を継続して駆動させることができる。

尚、揺動レバ２０の操作は機関を停止させて行
なわれる。

ところで、一対の推進器１，２は逆ピツチで構
成されており、これら推進器１，２は互いに逆転
されることで同一方向の推力を発生するようにな
つている。これに対し上述した動力伝達機構で
は、動力切断手段１９を作動して外側回転軸４へ
の動力伝達を断つて内側回転軸６のみに動力を伝
達する際、軸受５の固着によつて外側回転軸４が
内側回転軸６と同一方向につれ回りしてしまい、
推進器１，２は同方向の回転のために互いに相殺
し合つて推力を発生できないこととなる。

そこで、推進器１，２が同一方向へ回転駆動さ
れても推力を発生し得るように、一対の推進器
１，２のうち少なくとも一方の推進器に可変ピツ
チ機構を備えて、動力切断手段１９で動力を切断
した際には、この可変ピツチ機構を作動して推進
器１，２が同方向に回転されても前進推力を発生
できるようにピツチ変更が可能に構成される。

本実施例にあつては第１図に示すように、可変
ピツチ機構２３は構造上構成が簡単であることか
ら、内側回転軸６に連結された船尾側推進器１に
備えられる。また必要であるならば、船首側推進
器２、若しくは双方の推進器１，２に設備しても
良い。

図示するように可変ピツチ機構２３は一般的構
成で成り、主にブレード２５の基端部に取り付け
られたクロスヘツド４０と、推進器ボス２４内に
設けられクロスヘツド４０に係合しつつ往復動さ
れてクロスヘツド４０を回動させるヨーク２６
と、内側回転軸６内にその軸方向に沿つて貫通形
成されヨーク２６を往復動させるための作動油を
給排させる油路２７と、フランジカツプリング１
２に形成され油路２７を軸外へ連通させる給排口
２８とから構成される。

そして機関停止時、フランジカツプリング１２
の給排口２８から油路２７を介してヨーク２６に
作動油を給排することにより、このヨーク２６を
往復動させクロスヘツド４０を回動させてブレー
ド２５のピツチを変更できるようになつている。

このように構成すれば、軸受５の固着により内
側回転軸６に対して外側回転軸４が同一方向へつ
れ回りしても、ピツチを変更させることにより一
対の推進器１，２を共に同じ向きのピツチとして
同一方向回転で同一方向への推力を発生させるこ
とができる。

またこのように一対の推進器１，２の少なくと
も一方に可変ピツチ機構２３を設備することは次
のような利点もある。即ち、ブレードの設計にあ
たつては船体後方から推進器へ流れ込む水流につ
いて船体に引き摺られて前方へ流れる水流成分を
考慮することが好ましいが、この水流は不均一で
分布が一様でなく、また未知な要素が多いため、
必ずしもブレードを最適設計することはできな
い。ここに一対の推進器１，２のうち少なくとも
いずれか一方に可変ピツチ機構２３を備えればブ
レードのピツチを変更することによりできる限り
運航状態を良好なものとすることができ、上述し
たような軸受の固着による危急時のみならず、通
常航行時においてもその機能を発揮させて推進性
能を向上させることができる。このことは、特に
ブレードの設計が困難な場合に、ピツチ調整によ
る推進状態の最適化を達成できる点で有効であ
る。

また殊に本実施例にあつては、可変ピツチ機構
２３を油圧で作動させるように構成したので、ギ
ヤ構成とする場合に比してバツクラツシユ等がな
く、スムーズにピツチ変更を行なうことができ
る。更に推進器ボス２４に作動油を直接給排させ
るようにしたので、可変ピツチ機構２３の主要構
成をボス２４内のみに装置することができ、構造
が簡単で安価に採用できる。

第３図及び第４図には、可変ピツチ機構２３に
関し、他の構成例が示されている。

第３図に示すものは、ヨーク２６の作動を中間
軸１１側からロツド３２を介して行なうようにし
たものである。この可変ピツチ機構２３は、中間
軸１１とフランジカツプリング１２との間にスリ
ーブ２９を介設して形成したシリンダ室３０と、
このシリンダ室３０内に軸方向に沿つて往復移動
自在に設けられたピストン３１と、内側回転軸６
内にその軸方向に沿つて往復移動自在に挿通さ
れ、一端がピストン３１に連結されると共に他端
がヨーク２６に連結されたロツド３２と、スリー
ブ２９に貫通形成されシリンダ室３０に作動油を
給排させる一対の給排口２８とから構成される。
そしてシリンダ室３０内に作動油を給排すること
によりロツド３２を往復動させてピツチを変更で
きるようになつている。

第４図に示すものは、ギヤで構成したものであ
る。これは、ブレード２５の基端部に設けられた
第１のベベルギヤ３３と、この第１のベベルギヤ
３３に噛合される第２のベベルギヤ３４と、中間
軸１１とフランジカツプリング１２との間に介設
されたスリーブ状のギヤ箱３５内に設けられたギ
ヤ３６と、内側回転軸６内にその軸方向に沿つて
回転自在に挿通され、一端がギヤ３６に接続され
ると共に他端が第２のベベルギヤ３４に接続され
た回転ロツド３７と、ギヤ箱３５の外方に延出さ
れた操作回転軸３８を有し、ギヤ３６に噛合され
るピニオン３９とから構成される。そしてピニオ
ン３９を回転させることにより回転ロツド３７を
介してベベルギヤ３３，３４を回動させてピツチ
を変更できるようになつている。

これらにあつても、上記実施例と同様な効果を
奏する。

また、第５図〜第７図には動力伝達機構に関
し、他の構成例が示されている。

第５図に示すものは、ギヤカツプリング１４を
廃止して、太陽歯車１６とフランジカツプリング
１２との間に摺動自在にスリーブ体１５をスプラ
イン嵌合させて設け、このスリーブ体１５を揺動
レバ２０で摺動移動させて太陽歯車１６から離脱
させることにより動力伝達を断つように構成した
ものである。

第６図に示すものは、遊星歯車１３と外側回転
軸４のギヤ部４ａとの間に連結する内歯車１８
を、この内歯車１８に形成された係合凹部１８ａ
に係合する動力切断手段１９たるシフタ２１で移
動させることにより、内歯車１８を外側回転軸４
のギヤ部４ａから離脱させて動力伝達を断つよう
に構成したものである。尚、本実施例ではフラン
ジカツプリング１２とスリーブ体１５とは一体的
に接合されている。

第７図に示すものは、ギヤカツプリング１４を
廃止してフランジカツプリング１２とスリーブ体
１５との間に、径方向に２分割可能なリング体２
２を動力切断手段１９として介設して、これらを
ボルト等で共締めするように構成したものであ
る。動力伝達を断つ際には、ボルト等を外してフ
ランジカツプリング１２とスリーブ体１５との間
からリング体２２を取り外せば、フランジカツプ
リング１２とスリーブ体１５との間にクリアラン
スを生じさせてこれらを切り離すことができ、動
力伝達を断つことができるものである。

これらにあつても、上記実施例と同様な効果を
奏する。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、次のような優れ
た効果を発揮する。

二重反転軸に動力を分配して伝達する動力分配
手段の入力端と分配出力端との間に、外側回転軸
若しくは内側回転軸のいずれか一方への動力伝達
を断つための動力切断手段を設けたことにより、
軸受の固着等、回転軸相互の反転が不能となつた
場合においても、いずれか一方の回転軸を介して
継続して動力伝達させることができ、これと併せ
て互いに逆ピツチで構成され、二重反転軸の正常
時互いに逆転されて同一方向へ推力を発生する一
対の推進器のうち、少なくとも一方の推進器を可
変ピツチとすることにより、危急時等二重反転軸
の外側回転軸と内側回転軸とが同一方向へ回転さ
れる場合には、ピツチを変更して、一対の推進器
を共に同じ向きのピツチとして同一方向回転で同
一方向に推力を発生させることができ、危急時に
あつても継続航行を可能として推進システムとし
ての信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適一実施例を示す側断面
図、第２図は動力伝達機構を示す要部拡大側断面
図、第３図及び第４図は可変ピツチ機構の他の構
成例を示す側断面図、第５図〜第７図は動力伝達
機構の他の構成例を示す側断面図、第８図は従来
例を示す概略側断面図である。 図中、１，２は推進器として例示したスクリユ
推進器、３は二重反転軸、４は外側回転軸、５は
軸受、６は内側回転軸、１０は動力分配手段、１
０ａ，１０ｂはその分配出力端、１０ｃはその入
力端、１９は動力切断手段、２３は可変ピツチ機
構である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中空の外側回転軸内に軸受を介して内側回転
   軸が挿通され、互いに反転されつつ同軸で動力を
   伝達する二重反転軸と、該二重反転軸の外側回転
   軸及び内側回転軸夫々にその分配出力端が連結さ
   れると共に入力端に機関が連結され、機関動力を
   これら回転軸に分配して伝達する動力分配手段
   と、該動力分配手段の入力端と分配出力端との間
   に設けられ上記回転軸のいずれか一方への動力伝
   達を断つための動力切断手段と、上記二重反転軸
   の外側回転軸及び内側回転軸夫々に、同軸で且つ
   軸方向に沿つて重ねて設けられ、互いに逆ピツチ
   で構成されると共に少なくとも一方が可変ピツチ
   機構を有する一対の推進器とを備えた推進装置の
   運転方法において、軸受の固着が生じて回転軸相
   互の反転が不能となつた時、上記動力切断手段で
   一方の回転軸への動力伝達を断ち、かつ上記可変
   ピツチ機構を作動して逆ピツチから同じ向きのピ
   ツチに変更することを特徴とする推進装置の運転
   方法。