JP2652051B2 - 船舶推進装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は船舶を推進するための船舶推進装置に係り、
詳しくはプロペラ軸に装着したプロペラボスを容易に交
換することが出来る船舶推進装置に関するものである。

＜従来の技術＞ 従来より船内外機或いは船外機等船舶の推進装置に於
いては、プロペラの捻り角度（ピッチ）を変更して推進
速度を変更することが出来る所謂可変ピッチプロペラが
提案されている。この可変ピッチプロペラを用いた場
合、プロペラを回転させるための原動機を一定条件の基
で運転しつつ推進速度を変更することが出来るため有利
である。

上記の如き可変ピッチプロペラ装置にあっては、例え
ば実開昭57−39897号公報に示されるように、プロペラ
を回転可能に支持するプロペラボスの内部に空室を形成
し、該空室にプロペラのピッチを変更するためのクロス
ヘッドを嵌入すると共に潤滑油を充填して構成されてい
る。前記クロスヘッドは、プロペラ軸を駆動するための
駆動手段等を収納したケース内に油圧シリンダー等の直
線駆動手段を配置し、該油圧シリンダーによって軸方向
に駆動されるよう構成されている。

前記プロペラボスの内部に形成された空室はＯリング
或いはオイルシール等によって密封され、充填された潤
滑油が外部に漏洩することを防止し得るよう構成されて
いる。

＜発明を解決しようとする課題＞ 上記した船内外機或いは船外機は、浅瀬での運転が考
えられ、プロペラが摩耗し易く、従って大型船舶のプロ
ペラと比較してプロペラを交換する度合も高い、このた
めプロペラの交換作業を簡単に実施し得ることが必要で
ある。

然し、上記従来の可変ピッチプロペラにあっては、プ
ロペラボスの内部にクロスヘッドが嵌入され、且つケー
ス側からは該クロスヘッドを駆動するための油圧シリン
ダーのロッド等が嵌合している。このためプロペラボス
内部に於けるクロスヘッドとロッドとの係合構造が複雑
となる。従ってプロペラを交換する場合には、プロペラ
ボスを順に分解しなければならない。

またプロペラボスを分解する際には、内部に充填した
潤滑油の漏洩等の作業上の問題がある。

本発明の目的は、プロペラボスの交換を容易に行うこ
とが出来、しかも交換の際に内部に充填した潤滑油が外
部に漏洩する虞のない船舶推進装置を提供することにあ
る。

＜課題を解決するための手段＞ 上記課題を解決するために、本発明の船舶推進装置
は、船舶を推進するためのプロペラと、前記プロペラを
回転可能に支持するプロペラボスと、前記プロペラボス
に動力を伝達するためのプロペラ軸を含む伝達手段と、
前記プロペラボスに回転可能に嵌挿されプロペラのピッ
チを変更するためのピッチ変更手段と、前記プロペラボ
スとピッチ変更手段の間に配置されたシール手段と、前
記ピッチ変更手段を駆動するための動力源と、プロペラ
ボスの回転と同期して回転する一方の歯車機構とピッチ
変更手段に回転を伝達する他方の歯車機構とからなり前
記ピッチ変更手段に動力源からの回転力を伝達するため
の差動歯車機構と、前記ピッチ変更手段を前記差動歯車
機構と離接可能に係合するためにピッチ変更手段及び前
記他方の歯車機構に形成した係合手段と、前記プロペラ
ボスを前記差動歯車機構と離接可能に結合するためにプ
ロペラボス及び前記一方の歯車機構に形成した結合手段
と、前記プロペラボスをプロペラ軸に着脱可能に取り付
けるための取付手段とを有して構成されるものである。

＜作用＞ 上記手段によれば、動力をプロペラ軸を含む伝達手段
を介してプロペラボスに伝達することで、プロペラを駆
動して船舶を推進することが出来る。またプロペラボス
側に配設されたプロペラのピッチを変更するためのピッ
チ変更手段を、該ピッチ変更手段を駆動するための動力
源によって差動歯車機構を介して回転駆動することでプ
ロペラのピッチを変更することが出来る。

即ち、プロペラボスの回転と同期して回転する歯車機
構とピッチ変更手段に回転を伝達するための歯車機構と
により構成される差動歯車機構を前記動力源によって駆
動することで、前記２つの歯車機構の間に相対的な速度
差を発生させ、従ってプロペラボスとピッチ変更手段と
の間に相対的な速度差を発生させ、このプロペラボスと
ピッチ変更手段との速度差によってピッチ変更手段を回
転させてプロペラのピッチを変更することが出来る。

また前記ピッチ変更手段をプロペラボス側に配設し、
該ピッチ変更手段と差動歯車機構とに夫々を離接可能に
係合するための係合手段を形成すると共に、プロペラボ
スと差動歯車機構とに夫々を離接可能に結合するための
結合手段を形成し、且つプロペラボスをプロペラ軸に着
脱可能に取り付けるための取付手段を形成したので、前
記取付手段を操作することによってプロペラボスをプロ
ペラ軸に取り付け、或いは取り外すことが出来、このと
きプロペラボスと差動歯車機構とは結合手段を介して離
接させることが出来、またピッチ変更手段と差動歯車機
構とは結合手段を介して離接させることが出来る。

＜実施例＞ 以下上記手段を適用した船舶推進装置の実施例を図を
用いて説明する。

第１図は船舶推進装置の断面説明図、第２図は第１図
のII−II断面図、第３図はプロペラボスとプロペラ軸と
の展開説明図である。

図に於いて、垂直軸１は上方に設けられた例えばエン
ジン等の動力をプロペラ軸２に伝達するための軸であ
る。この垂直軸１はケーシングＡに回転可能に支承され
ている。また前記垂直軸１の端部にはベベルギヤ1aが固
着されている。

プロペラ軸２は前記垂直軸１と直交して配置され、ケ
ーシングＡに回転可能に支承されている。前記プロペラ
軸２の端部2aには、ベベルギヤ3,4が互いに向き合った
状態で該軸２に回転可能に枢着されている。また前記端
部2aには、ベベルギヤ3,4の間に位置してクラッチシフ
ター５がプロペラ軸２に対し回転不能に、且つ該軸２の
軸方向に摺動可能に装着されている。

前記クラッチシフター５には、プロペラ軸２に埋設し
たバネ5aによって常に一方向に付勢されたシフターピン
5bが嵌合され、これによりクラッチシフター５は常に一
方向（第１図に於ける右方向）に付勢されている。

前記シフターピン5bにはクラッチピン5cが当接されて
いる。このクラッチピン5cの一端は垂直軸１と平行に設
けたクラッチ軸６の先端に固着したクラッチカム6aと当
接している。そして図示しないクラッチレバーを操作
し、クラッチカム6aを回動することでクラッチシフター
５を伝達軸２の軸方向に摺動させ、該シフター５に形成
した爪5dとベベルギヤ3,4に形成した爪3a,4aとを選択的
に噛合させることによって、エンジンの動力を垂直軸１
を介してプロペラ軸２に正回転、或いは逆回転として伝
達し得るように構成されている。

プロペラ軸２の他端部2bには、スプラインが刻設さ
れ、該スプラインにインナースリーブ７が嵌合されてい
る。前記インナースリーブ７の外周には、アウタースリ
ーブ８がインナースリーブ７との間に空室7aを形成する
と共に該インナースリーブ７に対し回転可能に装着され
ている。

前記空室7aには、例えばゴム等の摩擦係数の大きい材
質によって形成された摩擦部材９が挿入され、インナー
スリーブ7,摩擦部材９及びアウタースリーブ８とにより
トルクリミッター10を構成している。即ち、プロペラ軸
２の回転はスプラインを介してインナースリーブ７に伝
達され、該回転がインナースリーブ７と摩擦部材９との
接触摩擦、及び摩擦部材９とアウタースリーブ８との接
触摩擦によりアウタースリーブ８に伝達されるように構
成されている。

前記アウタースリーブ８の端部外周部には一定のピッ
チで複数の爪8aが形成されている。この爪8aは、プロペ
ラボス11の外周に形成した爪11aと係合することによっ
て、プロペラ軸２の回転をプロペラボス11に伝達するた
めのものである。

プロペラ軸２の軸端にはネジ2cが形成されている。そ
してプロペラ軸２に装着したプロペラボス11、及びトル
クリミッター10にスペーサ12aを当接させ、取付手段と
なるナット12をネジ2cに螺合することで、これらのプロ
ペラボス11及びトルクリミッター10をプロペラ軸２に装
着し得るように構成されている。

プロペラボス11は、第１図及び第２図に示すように周
囲に所定数（本実施例では３枚）のプロペラ13を装着
し、且つプロペラ13のピッチを変更するためのピッチ変
更手段を構成するスリーブ状のネジ軸14を回転可能に嵌
挿して構成されている。

前記プロペラボス11の内部にはプロペラ13の数に応じ
た室11bが形成されている。この室11bにはクランク15が
回転可能に嵌合されており、該クランク15の回転中心と
なる軸15aがプロペラ軸２の軸心と直交するように設け
られている。このクランク15にはプロペラ13がボルト13
aによって締結されている。

前記クランク15の内側、即ちプロペラ軸２側であって
軸15aから偏心した位置には突起15bが形成されている。
この突起15bはカラーを介して、ネジ軸14と螺合し、ピ
ッチ変更手段を構成するクロスヘッド16に形成した溝16
aに嵌合されている。この突起15bはネジ軸14の回転に伴
ってプロペラ軸２の軸方向に移動するクロスヘッド16に
よって駆動され、クランク15を軸15aを中心に回転させ
てプロペラ13のピッチを変更するものである。

前記ネジ軸14は、プロペラボス11の長さと略等しい長
さに形成され、外周所定位置にプロペラ13のピッチを所
望の値に設定し得る長さのネジ部14aが形成されてい
る。またネジ軸14の端部には、後述する差動歯車機構18
と離接可能な係合手段となる爪14bが形成されている。
このネジ軸14はプロペラボス11に回転可能に嵌挿され、
且つ外周がＯリング14cと当接することで、室11bを水密
状態に保持し得るように構成されている。またネジ軸14
とプロペラ軸２との間には、スリーブ状の軸受17が設け
られており、この軸受17によってネジ軸14,プロペラボ
ス11がプロペラ軸２に対し回転可能に構成されている。

プロペラボス11に形成された室11bには、ネジ軸14と
クロスヘッド16との螺合，クロスヘッド16とクランク15
との摺動及びプロペラ13のプロペラボス11に対する回転
等を円滑に行うために潤滑油が充填されている。このた
めプロペラボス11とプロペラ13との摺動面にはＯリング
等のシール部材が装着されている。そして前記Ｏリング
及びプロペラボス11とネジ軸14との間に装着されたＯリ
ング14cの作用によって、室11b内に充填された潤滑油が
外部に漏洩することを防止し得るように構成されてい
る。尚、図に於いて11dはＯリング溝である。

このようにプロペラボス11は、プロペラ13をクランク
15の軸15aを中心として回転可能に支持すると共に、内
部にネジ軸14,クランク15及びクロスヘッド16を装着
し、且つ潤滑油を封入したユニットとして構成され、更
に該プロペラボス11自体がプロペラ軸２に着脱可能に構
成されている。

プロペラボス11の端面であって、前記爪11aが形成さ
れた面とは反対側の面には、該プロペラボス11と後述す
る差動歯車機構18とを離接可能に結合するための結合手
段となる爪11cが一定のピッチで複数突設されている。
この爪11c及び前記ネジ軸14に形成した係合手段として
の爪14bは同一方向、即ちケーシングＡと対向する方向
に配設され、ケーシングＡ側に設けられた差動歯車機構
18を構成する２つの歯車機構と夫々離接可能に噛合し得
るよう構成されている。

差動歯車機構18は、プロペラボス11の回転と同期して
回転する歯車機構（以下『第１歯車機構』という）19
と、後述する動力源28からの動力をピッチ変更手段を構
成するネジ軸14に伝達するための歯車機構（以下『第２
歯車機構』という）20とによって構成されている。本実
施例にあっては前記第1,第２歯車機構19,20は夫々遊星
歯車機構によって構成されている。

前記差動歯車機構18によってプロペラ13のピッチを変
更する場合について簡単に説明する。

前記第１歯車機構19は、プロペラボス11に形成した爪
11cと離接可能に結合するための爪21aを形成した太陽ギ
ヤ21と、ケーシングＡに固着したリングギヤ22と、前記
太陽ギヤ21及びリングギヤ22と噛合し太陽ギヤ21の周り
を自転しつつ公転する遊星ギヤ23とによって構成されて
いる。そしてこの第１歯車機構19はプロペラボス11によ
って駆動され、太陽ギヤ21は該ボス11と同一回転数で回
転している。

前記第２歯車機構20は、ネジ軸14に形成した爪14bと
離接可能に係合するための爪24aを形成した太陽ギヤ24
と、動力源28からの動力を伝達されるドライブリングギ
ヤ25と、前記太陽ギヤ24及びドライブリングギヤ25と噛
合し且つ第１歯車機構19の遊星ギヤ23と軸27によって連
結された遊星ギヤ26とによって構成されている。

上記の如く構成した差動歯車機構18に於いて、プロペ
ラ13のピッチを変更する必要のない場合には、動力源28
は駆動されることなくロックされ、従ってドライブリン
グギヤ25もロツクされる。このとき第２歯車機構20の太
陽ギヤ24は第１歯車機構19の遊星ギヤ23を介して伝達さ
れるプロペラボス11の回転と同期して回転する。このた
めネジ軸14には太陽ギヤ24を介してプロペラボス11と同
一の回転が伝達され、従ってネジ軸14とプロペラボス11
との間には相対的な速度差が発生せず、プロペラ13のピ
ッチは一定値を維持する。

またプロペラ13のピッチを変更する場合には、ケーシ
ングＡ内に設けた動力源28を駆動し、該動力源28からの
動力によって第２歯車機構20を構成するドライグリング
ギヤ25を回転させる。このとき第２歯車機構20を構成す
る遊星ギヤ26は、第１歯車機構19を構成する遊星ギヤ23
と同一の公転数を有するがドライブリングギヤ25の回転
によって自転数が変化し、従って太陽ギヤ24の回転数は
プロペラボス11の回転数と異なった値となり、これによ
り太陽ギヤ24とプロペラボス11との間に相対的な速度差
が発生する。そして前記太陽ギヤ24の回転がネジ軸14に
伝達されることで、該ネジ軸14とプロペラボス11との間
に相対的な速度差が生じ、この速度差によってネジ軸14
がプロペラボス11に対し相対的に回転し、該ネジ軸14に
螺合したクロスヘッド16を軸方向に移動させてクランク
15を軸15aを中心に回転させ、プロペラ13のピッチを変
更することが出来る。

上記の如く構成した船舶推進装置に於いて、プロペラ
ボス11をプロペラ軸２に装着或いは取り外す場合には、
プロペラ軸２の軸端に形成したネジ2cに螺合したナット
12を締結或いは離脱することで容易に実施することが出
来る。即ち、プロペラ軸２にプロペラボス11を嵌合さ
せ、係合手段となる爪14bを差動歯車機構18を構成する
第２歯車機構20の爪24aと係合させ、且つ結合手段とな
る爪11cを第１歯車機構19の爪21aと結合させた後、トル
クリミッター10をプロペラ軸２に装着し、該トルクリミ
ッター10にスペーサ12aを当接してナット12をプロペラ
軸２の軸端に螺合することで、プロペラボス11及びトル
クリミッター10をプロペラ軸２に取り付けることが出
来、また前記取付方法と逆の手順によって、プロペラ軸
２からプロペラボス11及びトルクリミッター10を取り外
すことが出来る。

前述の如くしてプロペラ軸２からプロペラボス11を交
換するに際し、該プロペラボス11に形成した室11bはＯ
リング等によってシールされているため、内部に充填し
た潤滑油が外部に漏洩する虞は全くない。

〔他の実施例〕

第４図はプロペラボスの他の実施例の説明図、第５図
はその展開説明図である。図に於いて前述の実施例と同
一部分及び第一の機能を有する部分には同一の符号を付
し説明を省略する。

図に於いてプロペラボス31はトップスリーブ31aとボ
トムスリーブ31bとに分割して形成され、これらのスリ
ーブ31a,31bをボルト32によって締結することで一体的
に構成されている。このプロペラボス31の内部にはプロ
ペラ13の数に応じて室31cが形成されている。前記室31c
にはプロペラ13のピッチを変更するためのピッチ変更手
段となるネジ軸33がオイルシール33aを介して装着さ
れ、更にネジ軸33と螺合するクロスヘッド16、及びプロ
ペラ13を取り付けたクランク15が嵌入されている。

前記ネジ軸33の端部には、ケーシング側に設けた差動
歯車機構と離接可能に係合するための係合手段となるス
プライン33bが刻設されている。またボトムスリーブ31b
の端面所定位置には、差動歯車機構と離接可能に接合す
るための接合手段となる爪31dに形成されている。

プロペラボス31に形成した室31cとプロペラ13との摺
動面にはＯリング31eが装着され、また該室31cには潤滑
油が充填されている。

上記の如く構成したプロペラボス31は、プロペラ軸２
にスプラインを介して着脱可能に取り付けられている。
そしてプロペラボス31をプロペラ軸２に着脱する際に
は、プロペラ軸２の軸端に取付手段となるナット12を締
結或いは離脱することで、容易に実施することが出来る
ように構成されている。

前述した如くプロペラボス31は、該ボス31に形成した
室31cがＯリング31e及びオイルシール33aによってシー
ルされるため、内部に充填した潤滑油が外部に漏洩する
虞が無い。

前述の各実施例に於いて、プロペラボスに形成した室
内には外部からの挿入物がないため、内容積が常に一定
となる。このため内部圧の変化が無く、従って内部圧の
変化に伴い発生する種々の問題、例えば潤滑油の漏洩或
いはネジ軸を駆動するための動力の変化等が発生するこ
とが無く、安定した状態で駆動することが可能となる。

＜発明の効果＞ 以上詳細に説明したように、本発明の船舶推進装置を
用いた場合には、動力をプロペラ軸を含む伝達手段を介
してプロペラボスに伝達することで、プロペラを駆動し
て船舶を推進することが出来る。またプロペラボス側に
配設されたプロペラのピッチを変更するためのピッチ変
更手段を、該ピッチ変更手段を駆動するための動力源に
よって差動歯車機構を介して駆動することでプロペラの
ピッチを変更することが出来る。

即ち、プロペラボスの回転と同期して回転する歯車機
構とピッチ変更手段に回転を伝達するための歯車機構と
により構成される差動歯車機構を前記動力源によって駆
動することで、前記２つの歯車機構の間に相対的な速度
差を発生させ、従ってプロペラボスとピッチ変更手段と
の間に相対的な速度差を発生させ、該速度差によってピ
ッチ変更手段を駆動してプロペラのピッチを変更するこ
とが出来る。

また前記ピッチ変更手段をプロペラボス側に配設し、
該ピッチ変更手段に差動歯車機構と離接可能に係合する
ための係合手段を形成すると共に、プロペラボスに差動
歯車機構と離接可能に結合するための結合手段を形成
し、且つプロペラボスをプロペラ軸に着脱可能に取り付
けるための取付手段を形成したので、前記取付手段を操
作することによってプロペラボスをプロペラ軸に取り付
け、或いは取り外すことが出来る。このときプロペラボ
スと差動歯車機構とは結合手段を介して離接させること
が出来、またピッチ変更手段と差動歯車機構とは係合手
段を介して離接させることが出来る。

このためプロペラが摩耗した場合であっても、該摩耗
したプロペラを容易に交換することが出来、且つプロペ
ラ交換の際に潤滑油が漏洩する虞が無い等の特徴を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は船舶推進装置の断面説明図、第２図は第１図の
II−II断面図、第３図はプロペラボスとプロペラ軸との
展開説明図、第４図は他の実施例に於けるプロペラボス
の説明図、第５図は他の実施例に於けるプロペラボスと
プロペラ軸との展開図である。 Ａはケーシング、２はプロペラ軸、10はトルクリミッタ
ー、11はプロペラボス、11a,11cは爪、11bは室、12はナ
ット、13はプロペラ、14はネジ軸、14bは爪、15はクラ
ンク、16はクロスヘッド、18は差動歯車機構、19は第１
歯車機構、20は第２歯車機構、21,24は太陽ギヤ、21a,2
4aは爪、22はリングギヤ、23,26は遊星ギヤ、25はドラ
イブリングギヤ、28は動力源、31はプロペラボス、33は
ネジ軸である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】船舶を推進するためのプロペラと、前記プ
   ロペラを回転可能に支持するプロペラボスと、前記プロ
   ペラボスに動力を伝達するためのプロペラ軸を含む伝達
   手段と、前記プロペラボスに回転可能に嵌挿されプロペ
   ラのピッチを変更するためのピッチ変更手段と、前記プ
   ロペラボスとピッチ変更手段の間に配置されたシール手
   段と、前記ピッチ変更手段を駆動するための動力源と、
   プロペラボスの回転と同期して回転する一方の歯車機構
   とピッチ変更手段に回転を伝達する他方の歯車機構とか
   らなり前記ピッチ変更手段に動力源からの回転力を伝達
   するための差動歯車機構と、前記ピッチ変更手段を前記
   差動歯車機構と離接可能に係合するためにピッチ変更手
   段及び前記他方の歯車機構に形成した係合手段と、前記
   プロペラボスを前記差動歯車機構と離接可能に結合する
   ためにプロペラボス及び前記一方の歯車機構に形成した
   結合手段と、前記プロペラボスをプロペラ軸に着脱可能
   に取り付けるための取付手段とを有することを特徴とす
   る船舶推進装置。