JP3142137U - Propulsion drive - Google Patents
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Abstract
【課題】水中ケーシングの直径が従来の推進駆動装置の場合よりも小さい、水中ケーシングを備えた推進駆動装置を提供する。
【解決手段】船体の下に配置された水中ケーシング11を具備し、この水中ケーシング内で少なくとも1個のプロペラ18が軸承され、このプロペラが、少なくとも一部を水中ケーシング11内に設けたパワートレーンを介して、駆動原動機装置12によって駆動され、水中ケーシング11内において少なくとも1個のプロペラ18の手前に遊星歯車装置14、15が接続配置され、遊星歯車装置14、15が遊星キャリアを備え、この遊星キャリアがプロペラ軸17の一部として形成され、このプロペラ軸が水中ケーシング11内で軸承され、少なくとも1個のプロペラ18が水中ケーシング11の外側でプロペラ軸に装着されている、推進駆動装置Pに関する。
【選択図】図2Provided is a propulsion drive device having an underwater casing in which the diameter of the underwater casing is smaller than that of a conventional propulsion drive device.
A power train including an underwater casing 11 disposed under a hull, in which at least one propeller 18 is supported in the underwater casing, and at least a part of the propeller is provided in the underwater casing 11. The planetary gear units 14 and 15 are connected and arranged in front of the at least one propeller 18 in the underwater casing 11, and the planetary gear units 14 and 15 are provided with planetary carriers. A propulsion drive P, in which a planetary carrier is formed as part of the propeller shaft 17, this propeller shaft is supported in the underwater casing 11 and at least one propeller 18 is mounted on the propeller shaft outside the underwater casing 11. About.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、請求項1の前提部分に記載した推進駆動装置に関する。 The invention relates to a propulsion drive device according to the preamble of claim 1.
実際に知られている従来の推進駆動装置は、水中ケーシング内に、傘歯車段を有する水中伝動装置を備えている。この傘歯車段はその出力部において、プロペラのためのトルクと回転数を提供する。この配置構造は、プロペラ直径の約40%に達する付属リングギヤおよび水中ケーシングの直径を必然的に生じる。 A known conventional propulsion drive device includes an underwater transmission device having a bevel gear stage in an underwater casing. This bevel gear stage provides torque and speed for the propeller at its output. This arrangement inevitably results in an attached ring gear and underwater casing diameter of up to about 40% of the propeller diameter.
本発明は、水中ケーシングの直径が実際に知られている従来の推進駆動装置の場合よりも小さい、水中ケーシングを備えた推進駆動装置を提供するという目的を有しかつ達成する。 The present invention has and achieves the object of providing a propulsion drive with an underwater casing, the diameter of the underwater casing being smaller than in the case of conventional propulsion drives known in practice.
そのために、本発明は、船体の下に配置された水中ケーシングを具備し、この水中ケーシング内で少なくとも1個のプロペラが軸承され、このプロペラが、少なくとも一部を水中ケーシング内に設けたパワートレーンを介して、駆動原動機装置によって駆動され、水中ケーシング内において少なくとも1個のプロペラの手前に遊星歯車装置が接続配置され、遊星歯車装置が遊星キャリアを備え、この遊星キャリアがプロペラ軸の一部、特に一体構造部分として形成され、このプロペラ軸が水中ケーシング内で軸承され、少なくとも1個のプロペラが水中ケーシングの外側でプロペラ軸に装着されている、推進駆動装置を提供する。 For this purpose, the present invention comprises a power train comprising an underwater casing disposed under the hull, in which at least one propeller is mounted in the underwater casing, and the propeller is provided at least partially within the underwater casing. The planetary gear device is connected to and disposed in front of at least one propeller in the underwater casing, the planetary gear device includes a planet carrier, and the planet carrier is a part of the propeller shaft. A propulsion drive is provided, which is formed in particular as a one-piece structural part, the propeller shaft being mounted in an underwater casing and at least one propeller being mounted on the propeller shaft outside the underwater casing.
有利な発展形態では、遊星歯車装置と駆動原動機装置との間に、他の伝動装置が配置され、好ましくは他の伝動装置がリングギヤ−傘歯車−装置であり、このリングギヤ−傘歯車−装置が特に傘歯車セットを備えている。 In an advantageous development, another transmission device is arranged between the planetary gear device and the drive prime mover device, preferably the other transmission device is a ring gear-bevel gear device, and this ring gear-bevel gear device is In particular, it has a bevel gear set.
その際さらに、遊星歯車装置と他の伝動装置、特に場合によっては傘歯車段との間に、流体継手またはトルクコンバータが配置されていると有利である。 In this case, it is further advantageous if a fluid coupling or a torque converter is arranged between the planetary gear set and other transmissions, in particular in some cases a bevel gear stage.
さらに、遊星歯車装置が3〜6個の遊星歯車を備えていると有利である。 Furthermore, it is advantageous if the planetary gear set comprises 3 to 6 planetary gears.
他の有利な発展形態では、2個のプロペラを具備し、そのうちの一方が推進駆動装置のプッシュ式プロペラとして、そしてもう一方が牽引式プロペラとして配置および設計されている。 In another advantageous development, two propellers are provided, one of which is arranged and designed as a push-type propeller of the propulsion drive and the other as a tow-type propeller.
本発明による推進駆動装置はさらに、駆動原動機装置が水中ケーシング内に配置された原動機を備え、この原動機の後に遊星歯車装置が接続配置され、さらに好ましくは原動機が、特にパーマシン電動機、非同期電動機、同期電動機、HTS電動機またはHY電動機などの電動機である。 The propulsion drive device according to the present invention further comprises a prime mover in which a drive prime mover device is arranged in an underwater casing, and a planetary gear device is connected and arranged after the prime mover, more preferably the prime mover is in particular a per machine motor, an asynchronous motor, a synchronous motor. An electric motor such as an electric motor, an HTS electric motor, or an HY electric motor.
さらに、水中ケーシング内でのプロペラ軸による遊星キャリアの軸承が、プロペラからの力とトルクを受け止めて、ケーシングに伝達すると有利である。 Furthermore, it is advantageous if the bearing of the planet carrier by the propeller shaft in the underwater casing receives the force and torque from the propeller and transmits them to the casing.
他の好ましい実施形態では、遊星キャリアが分割され、連結部、特にボルト連結部を介して、プロペラと遊星歯車装置とからの力とトルクを伝達する。 In another preferred embodiment, the planet carrier is split and transmits forces and torques from the propeller and the planetary gear unit via a connection, in particular a bolt connection.
他の好ましい実施形態では、遊星キャリアがプロペラ軸によって片持ち式にまたは両側を軸承されている。 In other preferred embodiments, the planet carrier is cantilevered or propped on both sides by a propeller shaft.
さらに、有利な代替的実施形態では、1個のプロペラを具備し、このプロペラが推進駆動装置の牽引式プロペラとして配置および設計され、プロペラ流れが水中ケーシング上を通過する。他の代替的実施形態に従って、1個のプロペラを具備し、このプロペラが推進駆動装置のプッシュ式プロペラとして配置および設計され、水中ケーシングを経て流れを吸い込むと有利である。 Furthermore, in an advantageous alternative embodiment, it comprises a single propeller, which is arranged and designed as a towing propeller of the propulsion drive, and the propeller flow passes over the underwater casing. According to another alternative embodiment, it is advantageous if it comprises a single propeller, which is arranged and designed as a push-type propeller of the propulsion drive and sucks the flow through the underwater casing.
従って、本発明は、制御可能な推進駆動装置、しかも特にラダープロペラのための推進駆動装置の水中伝動装置の分野に関する。しかし、本発明は基本的にはアジマス(Azimuth)駆動装置にも適用可能である。 The invention therefore relates to the field of controllable propulsion drives, and in particular the underwater transmissions of propulsion drives for ladder propellers. However, the present invention is basically applicable to an azimuth driving device.
本発明の他の好ましいおよび/または有利な実施形態は、特許請求の範囲および請求項の組み合わせと、本出願書類全体から明らかである。 Other preferred and / or advantageous embodiments of the invention will be apparent from the claims and combinations of claims and from the entire application.
次に、図を参照して、本発明を、実施形態に基づいて例示的にのみ詳説する。 Next, with reference to the drawings, the present invention will be described in detail based on the embodiments only by way of example.
次に記載する、図に示した実施形態および用途に基づいて、本発明を例示的にのみ詳説する。すなわち、本発明はこれらの実施形態および用途あるいはこの実施形態および用途の中の特徴組み合わせに限定されない。従って、方法の特徴と装置の特徴はそれぞれ、装置の説明または方法の説明からも生じる。 The invention will now be described by way of example only on the basis of the embodiments and applications illustrated in the figures described below. That is, the present invention is not limited to these embodiments and applications, or the feature combinations in these embodiments and applications. Thus, each of the method and device features also arises from a device description or a method description.
具体的な実施形態に関連して記載および/または図示する個々の特徴は、この実施形態あるいはこの実施形態のその他の特徴との組み合わせに限定されず、たとえ他のすべての変形が本明細書に独立して取り上げられていなくても、技術的可能性の範囲内において、この他のすべての変形と組み合わせ可能である。 Individual features described and / or illustrated in connection with a particular embodiment are not limited to this embodiment or any combination of other features of this embodiment, and all other variations are described herein. Even if not taken up independently, it can be combined with all other variants within the scope of the technical possibilities.
個々の図またはイラストにおける同じ参照符号は、同一または類似の要素あるいは同一または類似に作用する要素を示している。図における図示に基づいてさらに、参照符号を付けていない特徴が、次に説明するか否かにかかわらず明らかになる。他方ではさらに、本明細書に含まれ、図から視認できないかまたは図示されていない特徴が、当業者にとって容易に理解可能である。 The same reference numbers in different figures or illustrations indicate the same or similar elements or elements that act the same or similar. Further features based on the illustration in the figure will become apparent regardless of whether or not they will be described next. On the other hand, further features that are included in the present specification and are not visible or not shown in the figure can be easily understood by those skilled in the art.
図1には、推進駆動装置Pの第1の実施形態の縦断面が略示してある。この推進駆動装置Pは傘歯車セット1と、遊星キャリヤ/プロペラ軸2と、遊星歯車3(図1では1個だけしか見えない)と、この遊星歯車を用いた遊星歯車装置4と、プロペラ5と、水中ケーシング6と、プロペラ軸軸受7とを備えている。 FIG. 1 schematically shows a longitudinal section of a first embodiment of the propulsion drive device P. The propulsion drive device P includes a bevel gear set 1, a planet carrier / propeller shaft 2, a planet gear 3 (only one is visible in FIG. 1), a planet gear device 4 using the planet gear, and a propeller 5. And an underwater casing 6 and a propeller shaft bearing 7.
傘歯車セット1の後方に遊星歯車装置4を配置したことにより、プロペラ5の前で初めて、プロペラトルクが提供される。これは、このような遊星歯車装置4を持たない従来の構造の場合よりも小型の傘歯車セット1の使用を可能にする。3〜6個の遊星歯車に負荷を分配する遊星歯車構造によって、特に例えばプロペラ直径の約30%のようなより小さなケーシング直径を実現することができる。小さなケーシング直径は実際には洋梨形の小さな直径の水中ケーシング6を意味するが、この小さなケーシング直径により、プロペラ噴射面積を覆う面積が小さくなり、プロペラの性能が高まる。これは、水中ケーシング6がプロペラ5の前に配置されたプッシュ式プロペラの場合にも、プロペラ5が水中ケーシングの前に装着された牽引式プロペラの場合にも当てはまる。 By arranging the planetary gear device 4 behind the bevel gear set 1, propeller torque is provided for the first time in front of the propeller 5. This makes it possible to use a smaller bevel gear set 1 than in the case of a conventional structure without such a planetary gear device 4. With a planetary gear structure that distributes the load to 3-6 planetary gears, a smaller casing diameter can be realized, in particular, for example about 30% of the propeller diameter. A small casing diameter actually means a pear-shaped underwater casing 6 with a small diameter, but this small casing diameter reduces the area covering the propeller injection area and increases the performance of the propeller. This is true both when the underwater casing 6 is a push-type propeller disposed in front of the propeller 5 and when the propeller 5 is a towed propeller mounted in front of the underwater casing.
この構造の特徴は、遊星キャリアがプロペラ軸2の一部であり、しかも水中ケーシング6に軸承されていることである。 A feature of this structure is that the planet carrier is a part of the propeller shaft 2 and is supported by the underwater casing 6.
この構造により、傘歯車セット1で約4まで行われる「水中歯車装置」内での減速を、増大させることができる。約10までの減速が可能である。例えばL形式(垂直に据え付けた電動機を有する駆動コンセプト)の場合、一層高い回転数(1200〜1800rpm)を有する電動機を使用することができる。高い回転数を有する電動機は寸法が小さいので、所望な構造を可能にする。 With this structure, it is possible to increase the deceleration in the “underwater gear device” performed up to about 4 in the bevel gear set 1. Decelerations up to about 10 are possible. For example, in the case of the L type (driving concept having a vertically installed electric motor), an electric motor having a higher rotational speed (1200 to 1800 rpm) can be used. An electric motor having a high rotational speed has a small size, thus allowing a desired structure.
図2は、推進駆動装置Pの第2の実施形態の縦断面を略示している。この推進駆動装置Pは水中ケーシング11と、一般的な駆動原動機装置の代わりの電動機12と、かみ合いクラッチ13と、太陽歯車14と、1個だけが見える複数の遊星歯車15と、内歯歯車16と、遊星キャリア/プロペラ軸17と、プロペラ18と、プロペラ軸軸受19とを備えている。
FIG. 2 schematically shows a longitudinal section of a second embodiment of the propulsion drive device P. This propulsion drive device P includes an
図1に関連して説明した、プロペラ軸の一部として遊星キャリアを備える遊星歯車装置4の配置構造の変形実施形態では、遊星歯車装置が、水中ケーシング11内において電動機12の後に接続配置されている。この水中ケーシングは水中ポッドとも呼ばれる。この配置構造により、電動機12はより高い回転数で(プロペラ回転数の4〜5倍)使用可能であり、はるかに小さなスペースしか必要としない。この構造によってさらに、プロペラからの力とトルク並びにプロペラ回転数への減速が、電動機12から完全に切り離される。
In the variant embodiment of the arrangement structure of the planetary gear device 4 with the planet carrier as part of the propeller shaft described in connection with FIG. 1, the planetary gear device is connected and arranged behind the
駆動モータとして、例えばパーマシン電動機、非同期電動機、同期電動機やHTS電動機およびHY電動機などの種々の電動機を使用可能である。 As the drive motor, various motors such as a per-machine motor, an asynchronous motor, a synchronous motor, an HTS motor, and a HY motor can be used.
図1の実施形態について既に述べたように、特徴は、遊星キャリアを一体化し、水中ケーシングに軸承した「プロペラ軸」の構造にある。プロペラ18と駆動装置(駆動原動機/電動機12または傘歯車装置/傘歯車セット1)からのすべての力およびトルクと、プロペラ推力は、遊星キャリアを一体化したプロペラ軸2の軸承部を介して水中ケーシング6または11に伝達される。
As already described for the embodiment of FIG. 1, the feature is the structure of the “propeller shaft” in which the planetary carrier is integrated and mounted on the underwater casing. All the forces and torques from the
推進駆動装置は固定ピッチプロペラおよび可変ピッチプロペラによって形成可能である。駆動装置は牽引式プロペラ(プロペラが走行方向において水中ケーシングの前方に配置されている)としておよび/またはプッシュ式プロペラ(プロペラが走行方向において水中ケーシングの後方に配置されている)として形成可能である。 The propulsion drive can be formed by a fixed pitch propeller and a variable pitch propeller. The drive device can be formed as a towed propeller (propeller is located in front of the underwater casing in the direction of travel) and / or as a push type propeller (propeller is located behind the underwater casing in the direction of travel). .
本発明を実施形態に基づいて明細書および図に単に例示的に示したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、当業者が本出願書類、特に特許請求の範囲およびこの明細書の冒頭部や実施形態の説明における開示内容全体から推察可能でありかつ当業者の知識や従来技術と組み合わせ可能であるすべての変更、変形、置換および組み合わせを含んでいる。特に、本発明のすべての個々の特徴および実施可能性と、本発明の実施形態を組み合わせることができる。 While the present invention has been shown by way of example only in the specification and drawings based on an embodiment, the present invention is not limited to this embodiment, and those skilled in the art will recognize the present application documents, particularly the claims and this It includes all changes, modifications, substitutions, and combinations that can be inferred from the entire disclosure in the beginning of the specification and the description of the embodiments and that can be combined with the knowledge of those skilled in the art and the prior art. In particular, all the individual features and feasibility of the present invention can be combined with the embodiments of the present invention.
2、17 プロペラ軸
3、15 遊星歯車
4、14、15 遊星歯車装置
5、18 プロペラ
6、11 水中ケーシング
12 駆動原動機装置
16 内歯歯車
19 プロペラ軸軸受
P 推進駆動装置
2, 17
Claims (16)
水中ケーシング(6、11)内において少なくとも1個のプロペラ(5、18)の手前に遊星歯車装置(4、14、15)が接続配置されていることと、遊星歯車装置(4、14、15)が遊星キャリアを備え、この遊星キャリアがプロペラ軸(2、17)の一部として形成され、このプロペラ軸が水中ケーシング(6、11)内で軸承され、少なくとも1個のプロペラ(5、18)が水中ケーシング(6、11)の外側でプロペラ軸に装着されていることを特徴とする推進駆動装置(P)。 An underwater casing (6, 11) disposed under the hull, in which at least one propeller (5, 18) is mounted, at least part of which is at least partially submerged (6, 11) a propulsion drive device (P) driven by a drive prime mover device (12) via a power train provided in the interior;
The planetary gear device (4, 14, 15) is connected and arranged in front of the at least one propeller (5, 18) in the underwater casing (6, 11), and the planetary gear device (4, 14, 15). ) Comprises a planet carrier, which is formed as part of the propeller shaft (2, 17), which is mounted in the underwater casing (6, 11) and has at least one propeller (5, 18). ) Is mounted on the propeller shaft outside the underwater casing (6, 11).
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