JPH0840370A - 二重反転プロペラ軸用軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸の強度を低下させず、潤滑油が少なくそし
てエロージョンの危険性が低い船舶の二重反転プロペラ
軸用軸受装置を提供することを目的とする。 【構成】 外軸４と該外軸４内に同心に配された内軸２
とを有し、外軸４には内軸２を摺動回転自在に支持する
軸受８，９が設けられ、内軸２に軸線方向に延びて形成
された給油路１２からの潤滑油を上記軸受８，９の接面
せる該内軸２の外周面に導く給油孔１３が該内軸２に形
成されている二重反転プロペラ軸用軸受装置において、
上記内軸２の軸線に直角な断面にて一つの直径線上で対
向する二箇所に設けられた給油孔１３を、上記軸線方向
での複数の断面位置に設け、各断面位置での給油孔１３
の周方向位置が互いに位相をずらして設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は船舶の二重反転プロペラ
軸用軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】二重反転プロペラ装置は、中空な外軸及
び該外軸の中空空間に該外軸に対し同心に配列した内軸
の二つの推進軸のそれぞれにプロペラを前後して装着
し、各々の軸を逆方向に回転させることによって推進効
率を向上させる省エネルギー装置である。

【０００３】このような装置を搭載する船舶の軸系にお
いては、従来の単軸の船舶で用いられている軸を支える
軸受の他に、内軸と外軸との間の金属接触を回避するた
めの軸受が必要となる。この内・外軸は、互いに反転す
るために従来用いられている真円すべり軸受を反転軸受
に採用した場合、軸の回転に起因して生じる動圧が発生
しにくいという欠点がある。特に、内・外軸の回転数が
同一、すなわち、反転比が１の場合には、動圧はまった
く発生せず負荷容量は零となる。

【０００４】従来、このような問題点を解決する二重反
転プロペラ軸用軸受が特開昭６２−１１０５９５に開示
されている。

【０００５】この公知の発明は、内軸を軸芯位置にて中
空として給油路を形成し、内軸軸受面の範囲内において
上記給油路から内軸の外周面へ放射状に貫通する複数本
の給油孔を、内軸の軸線方向の複数位置に配設して潤滑
油の供給を行うことにより低速運転時の金属接触を防止
すると共に軸受後端部の片当たりによる軸受の焼き付き
を防止するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術には、次に示す解決すべき問題点がある。

【０００７】軸の長手方向各断面において放射状に、
軸線方向の複数位置に配設した給油孔は、給油孔の個数
が多いために軸の強度を低下させる。このため、軸径を
太くしなければならない等の処置が必要となる。

【０００８】円周方向、軸方向に給油孔の個数が多い
ため、軸受内全体に不必要に高いレベルの油膜圧力が発
生し、潤滑油流量が大量に必要となる。

【０００９】同一断面において多数の給油孔（実施例
では八個）を放射状に配設しているため、内軸の回転中
に内軸軸受表面に直接潤滑油噴流が衝突する頻度が多
く、内軸軸受表面へのエロージョン発生の危険が高い。

【００１０】給油孔の個数が多いため加工の工数大で
コスト高となる。

【００１１】本発明は従来かかえていたかかる問題を解
決し、製作が容易で、強度があまり低下せず、潤滑油が
少なくてすみ、そしてエロージョン発生の危険性の低い
船舶の二重反転プロペラ軸用軸受装置を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は中空な外軸と該外軸の中空空間内に同心に配された
内軸とを有し、内軸が外軸より後方に突出した部分及び
外軸の後端部分に互いに逆方向に回転するプロペラがそ
れぞれに取りつけられ、外軸には内軸を摺動回転自在に
支持する軸受が設けられ、内軸に軸線方向に延びて形成
された給油路からの潤滑油を上記軸受の接面せる該内軸
の外周面に導く給油孔が該内軸に形成されている二重反
転プロペラ軸用軸受装置において、上記内軸の軸線に直
角な断面にて一つの直径線上で対向する二箇所に設けら
れた給油孔を、上記軸線方向での複数の断面位置に設
け、各断面位置での給油孔の周方向位置が互いに位相を
ずらして設定されていることにより達成される。

【００１３】

【作用】上記構成になる本発明では、内軸の軸線方向に
形成された給油路を通って供給された潤滑油は、内軸の
軸線位置に直角な各断面にて一つの直径線上で対向する
二箇所、そして内軸の軸線方向複数位置の断面に内軸外
周面へ開口して設けられた給油孔により内軸外面と内軸
軸受との摺動面へと供給され、内軸軸受の潤滑を行う。

【００１４】上記直径線上で対向する二つの給油孔は、
内軸の軸線方向の複数位置にて位相がずれて設けられて
いるので、軸受全体からみて給油孔の数が少なくとも、
軸受全域に均一かつ十分なる油膜圧力を形成する。

【００１５】なお、上記給油孔の位相のずれは、９０de
g.，６０deg.，４５deg.等適宜選択して決定することが
できる。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面にもとづき、本発明の実施例
を説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施例装置の軸線を含む
面での断面図である。

【００１８】図において、プロペラ１が後端部（図にて
左端部）に取りつけられた内軸２は、プロペラ３が取り
つけられ、該内軸２とは逆向きに回転する外軸４の中空
空間に収められている。上記外軸４は船体の船尾部５に
設けられた外軸軸受６，７によって回転自在に支持され
ている。そして、内軸２は、外軸４の内径に設けられた
内軸軸受８，９によって回転自在に支持されている。上
記船尾部５と外軸４との間、そして外軸４と内軸２との
間には、それぞれ相対回転を許容するシール１０，１１
が設けられている。

【００１９】上記内軸２の中心軸線上には、図２にも見
られるように、外部の潤滑油供給装置（図示せず）から
潤滑油を受ける給油路１２が該内軸２の後端近くまで延
びて穿設されている。内軸２は、内軸軸受８，９によっ
て支持される範囲内に、上記給油路１２により供給され
る潤滑油を上記内軸軸受８，９の軸受面に導く給油孔１
３が設けられている。該給油孔１３は、内軸２の軸線に
対し直角な断面にて、一つの直径線上で対向するように
二箇所に設けられ、図３，４に見られるように上記内軸
軸受の範囲内での複数位置の各断面でそれぞれ位相差を
もって周方向にずれた位置に設けられている。図示の例
では断面位置Ａ，Ｂ，ＣそしてＤにて、図３，４のごと
く９０deg.ずつずれている。図３は位置Ａ，Ｃそして図
４は位置Ｂ，Ｄにおける内軸２についての断面を示す。
上記位相差は、特にその限定はなく、例えば３０deg.，
４５deg.，６０deg.等とすることもできる。通常、上記
対向する二つの給油孔１３が設けられる断面の位置の数
が多い程、上記位相差をなす角度を小さくすることがで
きる。本実施例では、各給油孔１３の出口部に絞り１４
を設けているが、給油孔の寸法の設定次第では、この絞
り１４は特には必要としない。

【００２０】かかる本実施例装置では、内軸２の回転
中、軸受荷重は主として上下方向に対向して位置するこ
ととなった給油孔の領域での油膜圧力によって支えられ
る。

【００２１】ここで、本実施例の軸受における油膜圧力
分布について、従来の軸受と比較しつつ説明する。

【００２２】図５において、横軸は周方向の位置を角度
θ（deg.)で表わし、縦軸は角度θにおける油膜圧力を
表わしたものである。図中、曲線Ｉは本実施例を示し内
軸の各断面に対向する二つの給油孔をもち各断面にてそ
の位置を９０deg.ずつずらしたもの、曲線IIは従来形式
で放射状に八個の給油孔をもち、これを上記曲線Ｉと同
じ数の断面位置に設けたものである。

【００２３】曲線IIの場合、軸受の全周にわたって油膜
圧力が高い。負荷が作用する内軸を支えるために軸受が
発生する負荷容量は、軸受下側（円周方向角度１８０〜
３６０deg.) に発生する圧力と軸受上側（０〜１８０de
g.）に発生する圧力との差に比例する。したがって、軸
受の全周にわたって油膜圧力を高くする必要はなく、逆
にそうすることで潤滑油流量を多くしてしまうという欠
点がある。

【００２４】曲線Ｉの場合は、一断面にて対向する二箇
所に給油を限定することで、円周方向の圧力分布を全体
に低く抑え、同一の負荷を支え、かつ潤滑油流量を低く
抑えることができる。（図５の例では曲線IIの場合で必
要な潤滑油流量は、曲線Ｉの場合の約二分の一であ
る。）ただし、二箇所給油一断面だけでは軸の回転位置
（給油孔の円周方向位置）によって負荷容量の変動が大
きいため、内軸の軸線方向に位相をずらして複数配列す
るものである。

【００２５】このように給油孔を配設することで、同一
の負荷容量を保ちながら軸受内に不必要に高いレベルの
油膜圧力を発生させず、潤滑油流量を適正に抑えること
が可能となる。

【００２６】本発明では既述のごとく内軸の軸線に直角
な各断面での給油孔の周方向位置をずらして設けるが、
そのずらす角度は図２（そして図３，４）の場合のごと
く９０deg.に限定されず、図６のごとく６０deg.とする
こともできる。図７〜９に示されるごとく、図６におけ
る断面の位置Ｅ，Ｈ（図７）と、位置Ｆ，Ｉ（図８）
と、そして位置Ｇ，Ｊ（図９）とではそれぞれ６０deg.
ずつずれている。なお、図６においては、各給油孔は絞
りのないものとして示したが、絞りを設けてもよい。さ
らに、図１０そして図１１〜１４に示すように４５deg.
ずつずらしてもよい。なお、図１１は図１２における位
置Ｋ，Ｏ、図１２は位置Ｌ，Ｐ、図１３は位置Ｍ，Ｑ、
そして図１４は位置Ｎ，Ｒでの断面を示している。

【００２７】本発明では、給油孔にポケットを設け、負
荷容量を増大させることもできる。例えば、図１５及び
図１６，１７のように９０deg.ずつずれて配置された各
給油孔１５の出口部にポケット１６を設けることができ
る。なお、図１６及び図１７は、図１５の位置Ｓ，Ｔに
おける断面をそれぞれ示している。

【００２８】ポケットは上記図１５のごとく円形には限
定されない。図１８のごとく、内軸の軸線方向に長く延
びるポケット１７としてもよい。こうすることにより、
油膜圧力の軸線方向分布を所望の形態に改善できる。な
お、図１９，２０は図１８の位置Ｕ，Ｖにおける断面を
それぞれ示す。さらに、周方向に長く延びるポケット１
８としてもよい。その場合は、油膜圧力の周方向分布を
所望の形態に改善できる。なお、図２２，２３は図２１
の位置Ｗ，Ｘにおける断面をそれぞれ示す。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以上のごとく、内軸の軸線方
向の複数の断面位置に給油孔を設けるに際し、給油孔は
各断面では一つの直径線上に対向する二箇所とし、各断
面にて該給油孔の位置を周方向にずらして設けることと
したので、内軸の強度低下を最小限に抑え、軸受内全体
に不必要に高いレベルの油膜圧力を生じることなく適正
な潤滑油流量を確保できる。

【００３０】また、給油孔から噴出する潤滑油が直接軸
受メタルに当たる頻度を低下させることで、エロージョ
ン発生の危険を低減できる。さらに、軸に開ける給油孔
の個数減少により軸製作時の加工工数の低減が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例装置の断面図である。

【図２】図１装置の内軸軸受部分の拡大断面図である。

【図３】図２の内軸のみを示すＡ−Ａ線及びＣ−Ｃ線で
の断面図である。

【図４】図２の内軸のみを示すＢ−Ｂ線及びＤ−Ｄ線で
の断面図である。

【図５】図１装置と従来装置の周方向での油膜圧力分布
を示す図である。

【図６】本発明の他の実施形態を示す内軸の正面図であ
る。

【図７】図６のＥ−Ｅ線及びＨ−Ｈ線での断面図であ
る。

【図８】図６のＦ−Ｆ線及びＩ−Ｉ線での断面図であ
る。

【図９】図６のＧ−Ｇ線及びＪ−Ｊ線での断面図であ
る。

【図１０】本発明のさらに他の実施形態を示す内軸の正
面図である。

【図１１】図１０のＫ−Ｋ線及びＯ−Ｏ線での断面図で
ある。

【図１２】図１０のＬ−Ｌ線及びＰ−Ｐ線での断面図で
ある。

【図１３】図１０のＭ−Ｍ線及びＱ−Ｑ線での断面図で
ある。

【図１４】図１０のＮ−Ｎ線及びＲ−Ｒ線での断面図で
ある。

【図１５】本発明のさらに他の実施形態を示す内軸の一
部破断正面図である。

【図１６】図１５のＳ−Ｓ線での断面図である。

【図１７】図１５のＴ−Ｔ線での断面図である。

【図１８】本発明のさらに他の実施形態を示す内軸の正
面図である。

【図１９】図１８のＵ−Ｕ線での断面図である。

【図２０】図１８のＶ−Ｖ線での断面図である。

【図２１】本発明のさらに他の実施形態を示す内軸の正
面図である。

【図２２】図２１のＷ−Ｗ線での断面図である。

【図２３】図２１のＸ−Ｘ線での断面図である。

【符号の説明】

１ プロペラ ２ 内軸 ３ プロペラ ４ 外軸 ８，９ 軸受 １２ 給油路 １３ 給油孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 慶林坊 智 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空な外軸と該外軸の中空空間内に同心
   に配された内軸とを有し、内軸が外軸より後方に突出し
   た部分及び外軸の後端部分に互いに逆方向に回転するプ
   ロペラがそれぞれに取りつけられ、外軸には内軸を摺動
   回転自在に支持する軸受が設けられ、内軸に軸線方向に
   延びて形成された給油路からの潤滑油を上記軸受の接面
   せる該内軸の外周面に導く給油孔が該内軸に形成されて
   いる二重反転プロペラ軸用軸受装置において、上記内軸
   の軸線に直角な断面にて一つの直径線上で対向する二箇
   所に設けられた給油孔を、上記軸線方向での複数の断面
   位置に設け、各断面位置での給油孔の周方向位置が互い
   に位相をずらして設定されていることとを特徴とする二
   重反転プロペラ軸用軸受装置。