JP4294649B2

JP4294649B2 - 二重反転式推進機

Info

Publication number: JP4294649B2
Application number: JP2006007458A
Authority: JP
Inventors: 満伸日野
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2006-01-16
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2026-01-16
Also published as: JP2007186155A

Description

本発明は、舶用の二重反転プロペラを備えた二重反転式推進機に関するものである。

従来より、舶用推進機として、二重反転プロペラを備えた二重反転式推進機が提案されている。この二重反転式推進機は、前側プロペラの旋回エネルギを後側プロペラで回収することによりエネルギ効率の向上が図れる推進機として注目されている。

一方、従来より、舶用推進機の一例として、姿勢制御用のサイドスラスタや、プロペラ部が３６０°旋回可能な全旋回式推進機等がある。サイドスラスタは離着岸時の補助推進機として多くの船舶に採用されている。全旋回式推進機は、プロペラ部の方向を垂直軸回りで３６０°旋回制御することによって推力の方向を変更することができ、ラインシャフト方式の推進機に比べて船体の運動性能が非常に高くなるため、タグボートのように高い運動性能が必要な船舶を主体に採用されている。そして、この全旋回式推進機は、その優れた運動性能から、近年、多くの船舶用推進機として採用され始めている。

また、近年の省エネルギ化への要請から、従来型よりも効率の高い全旋回式推進機の実用化への要求がある。この要求への対応策として、全旋回式推進機に前記二重反転プロペラを備えさせることが考えられている。

この種の従来技術として、垂直配置の中間軸から水平配置のプロペラ軸にベベルギヤを介して動力伝達するように構成された二重反転推進装置において、潤滑油が一箇所に滞留しないように、中間軸とプロペラ軸とに中心油穴と半径油穴とを設けて潤滑油に遠心力を作用させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

また、他の従来技術として、外側プロペラ軸を内側ベベルホイールと外側ベベルホイールとの間まで延し、このベベルギヤの間に外側プロペラ軸の軸受を設けたものもある（例えば、特許文献２参照。）。さらに、他の従来技術として、縦方向に設けたピニオン軸と横方向に設けたプロペラ軸との間に、これらを駆動する２対のピニオンとホイールとで構成したものや（例えば、特許文献３参照。）、旋回式推進機を二重反転式推進機として構成した例もある（例えば、特許文献４，５参照。）。
特開平９−２４８９６号公報（第２頁、図１）特開平９−３０４９６号公報（第３−４頁、図１）特開平７−２６７１８８号公報（第２−３頁、図１）特開平８−１８３４９６号公報（第３−４頁、図１）特開平８−２０７８９５号公報（第３頁、図２）

しかしながら、前記特許文献１の場合、ギヤケース内の軸受構成が明示されてはいるが、外軸のプロペラ側には独立した軸受を設けておらず、内軸のプロペラ側の軸受で外軸を支持している。このため、同軸受には内軸に作用する荷重と、外軸に作用する荷重とを合計した荷重が作用するため、軸受寿命が短くなってしまう。そのため、この荷重を安定して支持できるようにするためには、軸受寸法を大きくする等の対策が必要となる。

一方、運転中の作用荷重によって内軸はたわむので、このたわみの影響で外軸をたわますおそれがあり、逆に外軸がたわむことにより内軸をたわますおそれもある。また、これらの軸のたわみによる軸の変形によってベベルギヤの歯当りが変化して動力伝達に悪影響を及ぼすおそれがある。この場合には、内軸と外軸の剛性を上げるために軸径を太くする等の対策が必要となる。しかも、これらの特許文献には、各プロペラ軸やベベルギヤを組込むための具体的な構成について記載はない。また、このような課題は、前記他の特許文献２〜５も同様に有している。

そこで、本発明は、このような課題を解決すべく、重要な動力伝達部品であるべべルギヤの組込み要領について、またべべルギヤの伝達能力にとって重要である歯面の歯当りを、確実にそして簡単に行うことが可能となる二重反転式推進機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、船底から下向きに設けたストラット部の下端にプロペラ部を設け、該プロペラ部の内部まで延びるピニオン軸を前記ストラット部の内部に設け、前記プロペラ部の内部の横方向に、内軸プロペラを回転させる内側プロペラ軸と外軸プロペラを回転させる外側プロペラ軸とを同心上に設け、前記ピニオン軸の下部にベベルピニオンを設け、該ベベルピニオンと噛合する内軸用ベベルホイールを前記内側プロペラ軸に設け、前記ベベルピニオンと噛合する外軸用ベベルホイールを前記外側プロペラ軸に設け、該外軸用ベベルホイールと前記内軸用ベベルホイールとの組込みと分解とを行うことができる開口部を形成する軸受ハウジングを前記ギヤケースの前後両端部に設け、前記軸受ハウジングを外軸用軸受ハウジングと内軸用軸受ハウジングとで構成し、該内軸用軸受ハウジングと前記内側プロペラ軸と内軸用ベベルホイールとを内側プロペラ軸組立体として構成し、該内側プロペラ軸組立体を前記ギヤケースの反プロペラ側の開口部から組込み可能に構成し、前記外軸用軸受ハウジングと外側プロペラ軸と外軸用ベベルホイールとを外側プロペラ軸組立体として構成し、該外側プロペラ軸組立体を前記ギヤケースのプロペラ側の開口部から組込み可能に構成している。これにより、反転させるように同軸上に設けられる内側プロペラ軸と外側プロペラ軸とを、プロペラ部の前後からベベルピニオンとベベルホイールとの歯当り調整を行いながら組込むことが安定してできる。また、内側プロペラ軸の関係と外側プロペラ軸の関係とをユニット化してギヤケースの前後から組込むことができるので、より迅速な組込み作業を行うことができる。

さらに、前記ギヤケースの前後両端部に設けた開口部の端面と、該開口部に組付ける前記内軸用軸受ハウジングと外軸用軸受ハウジングとの間の接合面に、前記ベベルピニオンと内軸用ベベルホイール及び外軸用ベベルホイールとの歯当りを調整する厚さ調整可能な歯当り調整用シムを組入れ可能に構成してもよい。これにより、歯当り調整シムの厚みを変更してベベルピニオンとベベルホイールとの歯当りを好ましい状態にすることが容易にできる。

また、前記内軸用軸受ハウジングを、前記内側プロペラ軸を支持する内軸用内側軸受ハウジングと、前記ギヤケースに固定する内軸用外側軸受ハウジングとで構成し、該内軸用内側軸受ハウジングと内軸用外側軸受ハウジングとの間に前記ベベルピニオンと内軸用ベベルホイールとの歯当りを調整する厚さ調整可能な歯当り調整用シムを組入れ可能に構成してもよい。これにより、プロペラ部の前部において、ギヤケースと内軸用軸受ハウジングとの間の接合部に設ける調整シムが水と接するのを遮断することができるので、内軸用内側ハウジングの接合部における腐食等を防止することができる。

さらに、前記外軸用軸受ハウジングを、前記外側プロペラ軸を支持する外軸用内側軸受ハウジングと、前記ギヤケースに固定する外軸用外側軸受ハウジングとで構成し、該外軸用内側軸受ハウジングと外軸用外側軸受ハウジングとの間に前記ベベルピニオンと外軸用ベベルホイールとの歯当りを調整する厚さ調整可能な歯当り調整用シムを組込み可能に構成してもよい。これにより、プロペラ部の後部において、ギヤケースと外軸用軸受ハウジングとの間の接合部に設ける調整シムが水と接するのを遮断することができるので、外軸用内側ハウジングの接合部における腐食等を防止することができる。

また、前記内側プロペラ軸の軸受構成を、反プロペラ側でラジアル荷重とスラスト荷重とを支持する反プロペラ側軸受と、プロペラ側でラジアル荷重を支持するプロペラ側軸受とで構成し、前記反プロペラ側軸受を前記内軸用軸受ハウジング内に組込み、該内軸用軸受ハウジングを前記ギヤケースに組付けると共に、前記プロペラ側軸受を前記外側プロペラ軸の内周部で支持するように構成してもよい。これにより、内側プロペラ軸に作用する内軸プロペラによるスラスト荷重や、内軸用ベベルホイールのトルク反力によるラジアル荷重やスラスト荷重を支持する構成を容易に組込むことができる。

さらに、前記外側プロペラ軸の軸受構成を、反プロペラ側でラジアル荷重を支持する反プロペラ側軸受と、プロペラ側でラジアル荷重とスラスト荷重とを支持するプロペラ側軸受とで構成し、該プロペラ側軸受と前記反プロペラ側軸受とを前記外軸用軸受ハウジング内に組込み、該外軸用軸受ハウジングを前記ギヤケースに取付けるように構成してもよい。これにより、外側プロペラ軸に作用する外軸プロペラによるスラスト荷重や、外軸ベベルホイールのトルク反力によるラジアル荷重やスラスト荷重を支持する構成を容易に組込むことができる。

また、前記外軸用軸受ハウジングを、反プロペラ側の軸受側ハウジングとプロペラ側の予圧調整側ハウジングとで構成し、該軸受側ハウジングに前記ラジアル荷重とスラスト荷重とを支持するプロペラ側軸受を設け、該軸受側ハウジングと前記予圧調整側ハウジングとの間に、前記プロペラ側軸受の組込み時に該プロペラ側軸受の必要予圧量の調整を可能とする厚さ調整可能な薄板の予圧調整シムを組込み可能に構成してもよい。これにより、外側プロペラ軸のラジアル荷重やスラスト荷重の合成荷重を支持する軸受の予圧調整を簡単にすることができる。

その上、これらいずれかに記載の二重反転式推進機のストラット部の上部に旋回ギヤを設け、該旋回ギヤを旋回させる旋回モータを設けて前記プロペラ部を全旋回式に構成すれば、全旋回式の二重反転式推進機として推進効率が高く運動性能も高い舶用推進機を構成することができる。

本発明は、以上説明したような手段によって、プロペラ部の内部に組込まれるベベルギヤの組込みと、その歯当り調整が容易にできる二重反転式推進機を提供することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施の形態に係る二重反転式推進機の縦断面図であり、この図に基いて二重反転式推進機の全体構成を説明する。

図示するように、二重反転式推進機１は、この二重反転式推進機全体を船体Ｓに固定するプラットホーム部２と、原動機（図示略）の出力軸３の動力を入力カップリング４を介して上部ベベルピニオン５の上部ピニオン軸６に受入れる上部ギヤボックス７と、この上部ギヤボックス７内で水平方向に配置された上部ピニオン軸６の上部ベベルピニオン５と噛合する上部ベベルホイール８の動力を垂直方向の下方へ伝達するピニオン軸９と、このピニオン軸９を支持する軸受１０を内蔵したストラット部１１と、ピニオン軸９の下部に設けられた下部ベベルピニオン１２と噛合する内軸用ベベルホイール１３によって動力を水平方向に配置された内側プロペラ軸１４に伝達すると共に、下部ベベルピニオン１２と噛合する外軸用ベベルホイール１５によって動力を水平方向に配置された外側プロペラ軸１６に伝達するように構成されたプロペラ部１７と、この内側プロペラ軸１４で駆動する内軸プロペラ１８と外側プロペラ軸１６で駆動する外軸プロペラ１９とを備えている。

これにより、前記原動機の動力で、上部ギヤボックス７内に配置された上部ベベルピニオン５を回転させ、この上部ベベルピニオン５と噛合する上部ベベルホイール８によって回転させられる垂直方向に配置されたピニオン軸９を介して、プロペラ部１７の内部に水平方向に配置された内側プロペラ軸１４と外側プロペラ軸１６とを反対方向に回転させる。このように、ピニオン軸９の下部ベベルピニオン１２によって内軸用と外軸用の２つのベベルホイール１３，１５を回転させると、これらのベベルホイール１３，１５は逆回転し、外側プロペラ軸１６と内側プロペラ軸１４との端部に設けられた外軸プロペラ１９と内軸プロペラ１８とを逆方向に回転（反転）させ、図の右側から左側へと水流が生じてスラスト力を発生させ、船体Ｓを推進させる推力を得る。この構成が二重反転式であり、上流側に位置する外軸プロペラ１９が回転することによって生じた旋回流の旋回エネルギを、下流側に位置する内軸プロペラ１８によって回収してエネルギ効率を高めている。

一方、前記プロペラ部１７には、垂直方向に配置されたピニオン軸９の下部ベベルピニオン１２と噛合するように、水平方向に配置された内側プロペラ軸１４の内軸用ベベルホイール１３及び外側プロペラ軸１６の外軸用ベベルホイール１５等の組立・分解等を行うための開口部２０，２１が設けられている。これらの開口部２０，２１は、前記ストラット部１１の下部に一体形成された前記プロペラ部１７のギヤケース２２の前部に開口部２０が設けられ、後部に開口部２１が設けられている。ギヤケース２２の前部（図の右側）に形成される開口部２０は、このギヤケース２２に着脱可能な内軸用軸受ハウジング２３を取付ボルト２４で取付け、この内軸用軸受ハウジング２３を取外すことによって、ギヤケース２２の前部（反プロペラ側）に開口部２０が形成されるようにしている。ギヤケース２２の後部（図の左側）に形成される開口部２１は、このギヤケース２２に着脱可能な外軸用軸受ハウジング２５を取付ボルト２６で取付け、この外軸用軸受ハウジング２５を取外すことによって、ギヤケース２２の後部（プロペラ側）に開口部２１が形成されるようにしている。このように、図示するギヤケース２２の反プロペラ側に開口部２０が形成され、ギヤケース２２のプロペラ側に開口部２１が形成されている。前部の開口部２０は、主に内側プロペラ軸１４に関する構成の組込みと分解とに利用され、後部の開口部２１は、主に外側プロペラ軸１６に関する構成の組込みと分解とに利用される。

前記プロペラ部１７の内部には、前記内側プロペラ軸１４と外側プロペラ軸１６とを支持する軸受２７，２８，２９，３０が設けられている。内側プロペラ軸１４を支持する軸受は、前記内軸用軸受ハウジング２３に設けられてラジアル荷重とスラスト荷重とを支持する反プロペラ側の軸受２７と、前記外側プロペラ軸１６との間に設けられてラジアル荷重を支持するプロペラ側の軸受２８とによって構成されている。外側プロペラ軸１６を支持する軸受は、前記外軸用軸受ハウジング２５に設けられてラジアル荷重を支持する反プロペラ側の軸受２９と、この外軸用軸受ハウジング２５のプロペラ側に設けられてラジアル荷重とスラスト荷重とを支持する軸受３０とによって構成されている。このプロペラ側の軸受３０は、外側プロペラ軸１６と、この外側プロペラ軸１６を介して内側プロペラ軸１４のプロペラ側に作用する荷重を支持しているため、大荷重を支持できるように２個の軸受が並設されている。この軸受３０は、ラジアル荷重とスラスト荷重とを支持することができる兼用軸受であればよい。

また、前記外軸用軸受ハウジング２５と外軸プロペラ１９との間には外軸軸封装置３１が設けられ、内軸プロペラ１８と外軸プロペラ１９との間には内軸軸封装置３２が設けられている。外軸軸封装置３１は、固定側の外軸用軸受ハウジング２５と回転側の外軸プロペラ１９との間で封水できるように構成されている。内軸軸封装置３２は、逆回転する外軸プロペラ１９と内軸プロペラ１８との間で封水できるように構成されている。これらの封水装置３１，３２は、前記軸受２８，３０側に水の侵入を防止することができる構成であればよい。

さらに、前記プラットホーム部２には旋回モータ３３が設けられ、前記ストラット部１１の上部には旋回ギヤ３４が設けられている。旋回モータ３３によって旋回ギヤ３４を回転させることにより、ストラット部１１と共にプロペラ部１７全体を３６０°旋回させることが可能となっている。３５は、旋回用軸受である。これにより、この実施の形態の二重反転式推進機１は、全旋回式に構成されている。

図２は、図１に示す二重反転式推進機のピニオン軸軸受ハウジングに挿入する歯当り調整用シムの組込状態を示す縦断面図である。前記した各ベベルギヤの良好な歯当りを得るには、ピニオン側、ホイール側の両方を調整する必要がある。歯当りが不適切であれば、ピッチング、スコーリングなどの歯面損傷や、歯車の損傷を生じるおそれがあるため、歯当りを最適に調整することにより、設計が意図した所定の伝達性能を確保するようにしている。この歯当り調整は微妙な位置調整が必要なため、薄板（０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ）の黄銅板を複数枚組合わせて、歯面の歯当り状況を観察しながら位置調整している。図示するように、前記ピニオン軸９に設けられた下部ベベルピニオン１２の上下方向の位置は、ストラット部１１の上部とピニオン軸９の軸受１０を支持するピニオン軸軸受ハウジング３６との間に上部歯当り調整シム３７を組入れ又は抜出しして、このピニオン軸９の下部ベベルピニオン１２の歯当り調整を行うことによって決定される。

図３は、歯当り調整用シムを模式的に示す斜視図である。この歯当り調整シム３７は、前記図２に示すように、ピニオン軸軸受ハウジング３６とストラット部１１の上部との間に隙間を設け、この隙間に所定の厚みに組合わされた歯当り調整シム３７を挿入できるように、半円環状の二つ割れ形状で製作されている。３７ａは、ボルトの挿通孔である。この歯当り調整シム３７をピニオン軸軸受ハウジング３６とストラット部１１との間に挿入してピニオン軸９の位置を調整し、ピニオン軸軸受ハウジング３６をストラット部１１に取付ボルト３８で固定することにより、前記下部ベベルピニオン１２の歯当り調整が行われる。３９は、ピニオン軸９の軸受１０を位置決めするスリーブである。

図４は、図１に示す二重反転式推進機の内側プロペラ軸組立状態を示す縦断面図である。図５(a) は、図１に示す二重反転式推進機の外側プロペラ軸組立状態を示す縦断面図であり、図５(b) は、外軸用軸受ハウジングに軸受予圧用シムを組入れる状態を示す縦断面図である。

図４に示すように、内側プロペラ軸１４は、その反プロペラ側が軸受２７によって支持されており、この軸受２７は内軸用軸受ハウジング２３に設けられている。内軸用軸受ハウジング２３の反プロペラ側は、取付ボルト４１によって内軸用軸受ハウジング２３に固定されるキャップ４０によって閉鎖されている。このように組立てられた内側プロペラ軸１４と内軸用軸受ハウジング２３と軸受２７，２８とによって、内側プロペラ軸組立体４２が構成されている。この内側プロペラ軸組立体４２は、図示するギヤケース２２の前側開口部２０からギヤケース２２の内部に組込まれ、内軸用軸受ハウジング２３が取付ボルト２４でギヤケース２２に組付けられる。この組付けられる内軸用軸受ハウジング２３とギヤケース２２との間には、歯当り調整シム４３が組入れ又は抜出しされる。この歯当り調整シム４３は、前記図３に示す歯当り調整シム３７と同様に形成されているため、その詳細な説明は省略する。この歯当り調整シム４３による歯当り調整手順は、後述する。

また、このように内側プロペラ軸１４と内軸用軸受ハウジング２３とを一体的に組立ててユニット化した内側プロペラ軸組立体４２をギヤケース２２に組込み、又は分解が可能となるようなユニット化しているので、組立・分解作業を簡単で確実に行うことが可能である。

図５(a) に示すように、外側プロペラ軸１６は、その反プロペラ側とプロペラ側とが軸受２９，３０によって支持されており、これらの軸受２９，３０は外軸用軸受ハウジング２５に設けられている。前記したように、プロペラ側に設けられた軸受３０は、ラジアル荷重とスラスト荷重とを支持するように構成されており、この実施の形態では、スラスト荷重を支持できるボール軸受を逆向きに並設して軸受３０を形成している。このように組立てられた外側プロペラ軸１６と外軸用軸受ハウジング２５と軸受２９，３０とを一体的に組立てて、ユニット化した外側プロペラ軸組立体４４が構成されている。この外側プロペラ軸組立体４４は、図示するギヤケース２２の後側開口部２１からギヤケース２２の内部に組込まれ、外軸用軸受ハウジング２５が取付ボルト２６でギヤケース２２に組付けられる。この組付けられる外軸用軸受ハウジング２５とギヤケース２２との間には、歯当り調整シム４５が組入れ又は抜出しされる。この歯当り調整シム４５も、前記図３に示す歯当り調整シム３７と同様に形成されているため、その詳細な説明は省略する。この歯当り調整シム４５による歯当り調整手順も、後述する。

ところで、前記外側プロペラ軸１６を支持する軸受３０には、外軸プロペラ１９によるスラスト荷重が作用すると共に、外軸プロペラ１９と外軸用ベベルホイール１５のトルク反力によるラジアル荷重やスラスト荷重が作用するので、これら両方の合成荷重を支持できるように前記軸受３０を設けている。この実施の形態では、前記したように、この軸受３０として、互いにスラスト荷重を逆向きに支持するように配置したボール軸受を並設している。このような軸受３０を採用した場合、合成荷重を支持するためには予圧荷重をかけておく必要がある。予圧荷重が不足すればスミアリングなどのコロの滑りによる微小焼付き等の問題が発生し、逆に過大にすれば軸受寿命の短縮につながる。このため、後述するベベルギヤの歯当りと同様に慎重な予圧調整作業が必要となる。

そこで、図５(b) に示すように、外側プロペラ軸１６の外軸軸封水装置３１と外軸用軸受ハウジング２５との間に薄板の予圧調整用シム４６を組込むことにより、軸受３０の予圧調整ができるようにしている。この予圧調整は、外側プロペラ軸１６の組立て時に、この外軸軸封水装置３１と外軸用軸受ハウジング２５との間に薄板の予圧調整用シム４６を組合わせて組入れることにより、軸受３０の予圧調整が簡単にできるようにしている。この予圧圧力は、軸封水装置３１を外軸用軸受ハウジング２５に固定する取付ボルト４７を締付けることにより管理される。

さらに、前記したように、外側プロペラ軸１６と外軸用軸受ハウジング２５とを一体的に組立ててユニット化した外側プロペラ軸組立体４４を、ギヤケース２２に組込み、又は分解が可能となるように構成しているので、組立・分解作業を簡単で確実に行うことが可能である。この組立てられた外側プロペラ軸組立体４４は、図示するギヤケース２２の後側開口部２１からギヤケース２２の内部に組込まれ、外軸用軸受ハウジング２５が取付ボルト２６でギヤケース２２に組付けられる。この組付けられる外軸用軸受ハウジング２５とギヤケース２２との間には、歯当り調整シム４５が組入れ又は抜出しされる。この歯当り調整シム４５は、前記図３に示す歯当り調整シム３７と同様に形成されているため、その詳細な説明は省略する。

このように、内側プロペラ軸１４と外側プロペラ軸１６とは、それぞれ軸受２７，２８，２９，３０を内蔵した内軸用軸受ハウジング２３と外軸用軸受ハウジング２５とで支持されている。そして、これらの内軸用軸受ハウジング２３と外軸用軸受ハウジング２５とは、ギヤケース２２に取付けて、半径方向および軸方向の荷重をギヤケース２２に伝達している。

一方、図４，５に示すように、前記内軸用軸受ハウジング２３及び外軸用軸受ハウジング２５とギヤケース２２との接合部４８，５５は、ギヤケース２２と内軸用軸受ハウジング２３及び外軸用軸受ハウジング２５とに形成された凹凸状の端部を接合させる接合構造（以下、「インロー構造」という。）で組付けられている。この接合構造は、内軸用軸受ハウジング２３と外軸用軸受ハウジング２５とで同一であるため、前記図４に基いて、内軸用軸受ハウジング２３の接合部４８を例にして説明する。このインロー構造のギヤケース２２側は、反プロペラ側に、半径方向内面側に円環状の内周面４９が形成され、その端部に直交する接合面５０が形成されている。内軸用軸受ハウジング２３側は、プロペラ側に、ギヤケース２２の内周面４９とほぼ同径の円環状の外周面５１が形成され、その端部に直交する接合面５２が形成されている。これら内周面４９と外周面５１とは、同心上に形成されている。そして、接合面５０と接合面５２との間に、前記下部ベベルピニオン１２と内軸用ベベルホイール１３（図１参照）との歯当りを調整するための歯当り調整シム４３が組入れられている。このインロー構造に形成された内軸用軸受ハウジング２３の外周面５１には、端面から軸方向にずれた所定の位置に溝５３が設けられ、この溝５３にシール材たるＯリング５４が設けられている。なお、前記キャップ４０にも、同様に溝５３とＯリング５４とが設けられている。

また、図５(a),(b) に示すように、外軸用軸受ハウジング２５とギヤケース２２との接合部５５も、同様のインロー構造で組付けられている。このインロー構造は、前記内周面４９と外周面５１と同様であるため、その説明は省略する。このインロー構造の接合部５５の外軸用軸受ハウジング２５側には、端面から軸方向にずれた所定の位置に溝５６が設けられ、この溝５６にシール材たるＯリング５７が設けられている。なお、この外軸用軸受ハウジング２５とギヤケース２２との接合部５５には、その接合面に歯当り調整シム４５が組入れられている。さらに、この外軸用軸受ハウジング２５と前記外軸軸封水装置との間もインロー構造で組付けられており、外軸軸封水装置３１側にシール材たるＯリング５７が設けられている。

前記図４に示すように、ギヤケース２２の接合面５０と内軸用軸受ハウジング２３の接合面５２との間に組入れられる前記歯当り調整シム４３（以下、単に「シム」という。）は、下部ベベルピニオン１２に対する内軸用ベベルホイール１３の歯当りを調整するために、その厚さを最適化するものである。この歯当り調整は微妙な厚み調整が必要であり、厚みの異なる薄板のシム４３（例えば、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの薄板黄銅板）を組合わせてギヤケース２２と内軸用軸受ハウジング２３との接合部４８に組入れられる。このシム４３も図３に示すシム３７と同様に半円環状（例えば、半径４００ｍｍ〜７５０ｍｍ）の二つ割れ形状で製作されている。このシム４３を接合部４８に組入れることにより、ギヤケース２２に対する内軸用軸受ハウジング２３の相対位置を調整して、内軸用ベベルホイール１３を設けた内側プロペラ軸１４を支持する軸受２７を介して内軸用ベベルホイール１３の歯当り調整が行われる。この歯当り調整は、歯面の歯当り状況を観察しながらシム４３の厚みを決定するものであり、微妙な厚み調整が行われる。なお、外軸用軸受ハウジング２５とギヤケース２２との間に組入れるシム４５の調整も、この内軸用ベベルホイール１３とギヤケース２２との間に組入れるシム４３の調整と同一である。

図６(a),(b),(c) は、歯当りの状態を示す模式図であり、図７(a),(b) は、図６に示す歯当りの状態に応じた調整方法を示す側面図である。これらの図に基いて内軸用ベベルホイール１３と下部ベベルピニオン１２との歯当り調整に必要なシム４３の調整を以下に説明する。シム４３の厚み調整としては、図６(a) に示す状態の歯当たりが好ましい状態であり、歯面ｕの中央部同士が当る（ｔは、歯当り部を示す。）ような歯当りの状態になるように、前記内軸用軸受ハウジング２３とギヤケース２２との接合面５０と接合面５２との間に好ましい薄板のシム４３を組入れて歯当たり調整が行われる。このシム４３は、ベベルピニオン１２と内軸用ベベルホイール１３との歯当り位置が最適位置になるように複数枚を組合わせて抜差しを繰返して調整をしながらその厚さが決定される。

図６(b) のように、歯面ｕの上部同士が当たるときには、図７(a) に示すように、内軸用ベベルホイール１３がベベルピニオン１２に近づくように、内軸用軸受ハウジング２３とギヤケース２２との接合面５０と接合面５２との間に組入れたシム４３の総厚みが薄くなるように該当するシム４３を抜いてシムの枚数を減らす。これにより、内軸用ベベルホイール１３を下部ベベルピニオン１２に近づける方向に移動させる。

図６(c) のように、歯面ｕの下部同士が当るときは、図７(b) に示すように、内軸用ベベルホイール１３が下部ベベルピニオン１２から離れるように、内軸用軸受ハウジング２３とギヤケース２２との接合面５０と接合面５２との間に好ましい厚みのシム４３を組入れる。これにより内軸用ベベルホイール１３を下部ベベルピニオン１２から離れる方向に移動させる。このようなシム調整は、シム４３を組入れたり抜出したりしてトライアンドエラーを繰り返して行われる。

例えば、内軸用のシム４３の調整は、ギヤケース２２がストラット部１１と一体的に構成され、このストラット部１１にピニオン軸９が支持されているので、このピニオン軸９に設けられた下部ベベルピニオン１２を基準として、内軸用ベベルホイール１３が設けられた内軸用軸受ハウジング２３を、軸受２７と一体的に移動させることにより歯当り調整を行うものである。また、このシム４３を組入れたり抜出す作業は、内軸用軸受ハウジング２３をギヤケース２２に固定している取付ボルト２４を緩めて接合部４８よりも抜いた状態にして、接合部４８の外周側の空間からシム４３の組入れや抜出し作業を行う。さらに、このような歯当り調整は、内軸用ベベルホイール１３と外軸用ベベルホイール１５とのそれぞれにおいて行われるが、同一の調整作業であるため、外軸用ベベルホイール１５の説明は省略する。なお、歯当り調整をより簡単に行えるように、ギヤケース２２内のベベルピニオン１２とベベルホイール１４との歯当りを外部から確認できる所（ギヤケース２２）に覗き窓を設けてもよい。

以上のように構成された第１実施の形態の二重反転式推進機１によれば、ギヤケース２２の前部に設けられた内軸用軸受ハウジング２３を取外すことによって、このギヤケース２２の前部に開口部２０を形成することができるので、この開口部２０から内側プロペラ軸１４に関する構成の組込み等を容易に行うことができる。しかも、この内側プロペラ軸１４に関する構成を内側プロペラ軸組立体４２としてユニット化して組込むことにより、ギヤケース２２への組込み作業をより効率良く行うことができる。また、ギヤケース２２の後部に設けられた外軸用軸受ハウジング２５を取外すことによって、このギヤケース２２の後部に開口部２１を形成することができるので、この開口部２１から外側プロペラ軸１６に関する構成の組込み等を容易に行うことができる。しかも、この外側プロペラ軸１６に関する構成も外側プロペラ軸組立体４４としてユニット化して組込むことにより、ギヤケース２２への組込み作業をより効率良く行うことができる。

さらに、前記内側プロペラ軸組立体４２の組込み時に内軸用軸受ハウジング２３とギヤケース２２との間にシム４３を組入れて歯当り調整する作業も、前記した要領で安定して行うことができる。このことは、前記外側プロペラ軸組立体４４の組込み時に外軸用軸受ハウジング２５とギヤケース２２との間にシム４５を組入れて歯当り調整する作業も、同様に安定して行うことができる。

図８は、本発明の第２実施の形態に係る二重反転式推進機の縦断面図であり、図９は、図８に示す二重反転式推進機の内側プロペラ軸組立状態を示す縦断面図、図１０は、図８に示す外軸用軸受ハウジングに軸受予圧用シムを組入れる状態を示す縦断面図である。この第２実施の形態は、歯当り調整用シムがプロペラ部の外面に現れないようにした例である。なお、この第２実施の形態において、前記第１実施の形態における構成と同一の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図８に示すように、この第２実施の形態は、前記第１実施の形態における内軸用軸受ハウジング２３を、内軸用外側軸受ハウジング６１と内軸用内側軸受ハウジング６２とで構成し、前記第１実施の形態における外軸用軸受ハウジング２５を、外軸用外側軸受ハウジング６４と外軸用内側軸受ハウジング６５とで構成している。ギヤケース２２の前部（図の右側）に形成される開口部２０は、このギヤケース２２に取付ボルト２４で着脱可能な内軸用外側軸受ハウジング６１を組付け、この内軸用外側軸受ハウジング６１と内軸用内側軸受ハウジング６２との接合部６３を取付ボルト６７で組付けている。そして、これらの軸受ハウジング６１，６２を一体的に取外すことによって、ギヤケース２２の前部（反プロペラ側）に開口部２０が形成されるようにしている。また、ギヤケース２２の後部（図の左側）に形成される開口部２１は、このギヤケース２２に取付ボルト２６で着脱可能な外軸用外側軸受ハウジング６４を組付け、この外軸用外側軸受ハウジング６４と外軸用内側軸受ハウジング６５との接合部６６を取付ボルト６８で組付けている。そして、これらの軸受ハウジング６４，６５を一体的に取外すことによって、ギヤケース２２の後部（プロペラ側）に開口部２１が形成されるようにしている。

前記内軸用外側軸受ハウジング６１を取外すことによってギヤケース２２の反プロペラ側に形成される開口部２０は、主に内側プロペラ軸１４に関する構成の組込みと分解とに利用される。また、外軸用外側軸受ハウジング６４を取外すことによってギヤケース２２のプロペラ側に形成される開口部２１は、主に外側プロペラ軸１６に関する構成の組込みと分解とに利用される。

図９に示すように、この実施の形態における内側プロペラ軸１４側は、これら内軸用外側軸受ハウジング６１と内軸用内側軸受ハウジング６２と軸受２７，２８とキャップ４０とによって内側プロペラ軸組立体６９が構成されている。この内軸用外側軸受ハウジング６１と内軸用内側軸受ハウジング６２との接合部６３は、歯当り調整シム７１を組入れて取付ボルト６７で組込まれている。つまり、軸受２７を設けた内軸用内側軸受ハウジング６２をギヤケース２２に固定する内軸用外側軸受ハウジング６１に対して軸方向にずらすことにより、内軸用ベベルホイール１３の歯当りを調整するように構成されている。また、図１０に示すように、この実施の形態における外側プロペラ軸１６側は、前記外軸用外側軸受ハウジング６４と外軸用内側軸受ハウジング６５と軸受２９，３０と外軸軸封水装置３１とによって外側プロペラ軸組立体７０が構成されている。この外軸用外側軸受ハウジング６４と外軸用内側軸受ハウジング６５との接合部６６は、歯当り調整シム７２を組入れて取付ボルト６８で組込まれている。つまり、軸受３０を設けた外軸用内側軸受ハウジング６５を、ギヤケース２２に固定する外軸用外側軸受ハウジング６４に対して軸方向にずらすことにより、外軸用ベベルホイール１５の歯当りを調整するように構成されている。これらの歯当り調整の詳細は、前記第１実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

これにより、内側プロペラ軸組立体６９側では、内側プロペラ軸１４の組立て時に、内軸用内側軸受ハウジング６２と内軸用外側軸受ハウジング６１との間にシム７１を組込み、内軸用ベベルホイール１３の歯当りを調整することができる。また、外側プロペラ軸組立体７０側では、外側プロペラ軸１６の組立て時に、外軸用内側軸受ハウジング６５と外軸用外側軸受ハウジング６４との間にシム７２を組込み、外軸用ベベルホイール１５の歯当りを調整することができる。これらのシム７１，７２の調整は、前記図６，７に示す調整と同一であるため、その説明は省略する。

しかも、この実施の形態によれば、内軸用外側軸受ハウジング６１と内軸用内側軸受ハウジング６２との間に組入れたシム７１と、外軸用外側軸受ハウジング６４と外軸用内側軸受ハウジング６５との間に組入れたシム７２とは水に接することがないので、これらのシム７１，７２が海水等によって腐食したり、接合部６３，６６においてシム７１，７２との間で隙間腐食を生じたりすることがない構造とすることができる。

なお、この第２実施の形態では、内軸用外側軸受ハウジング６１と内軸用内側軸受ハウジング６２とで内軸用軸受ハウジング２３を構成し、外軸用外側軸受ハウジング６４と外軸用内側軸受ハウジング６５とで外軸用軸受ハウジング２５を構成しているが、これらの一方が前記第１実施の形態の内軸用軸受ハウジング２３又は外軸用軸受ハウジング２５で構成されていてもよい。

また、この第２実施の形態の内軸用外側軸受ハウジング６１とギヤケース２２との間と、外軸用外側軸受ハウジング６４とギヤケース２２との間にも、前記第１実施の形態におけるシム４３，４５を設けてもよい。これらは、使用条件等に応じて決定すればよい。他の構成は前記第１実施の形態の二重反転式推進機１と同一であるため、同一の符号を付して、その説明は省略する。

以上のように構成された第２実施の形態の二重反転式推進機６０によれば、ギヤケース２２の前部に設けられた内軸用外側軸受ハウジング６１を取外すことによって、このギヤケース２２の前部に開口部２０を形成することができるので、この開口部２０から内側プロペラ軸１４に関する構成の組込み等が容易に可能となる。しかも、この内側プロペラ軸１４に関する構成を内側プロペラ軸組立体６９としてユニット化して組込むことにより、ギヤケース２２への組込み作業をより効率良く行うことができる。また、ギヤケース２２の後部に設けられた外軸用外側軸受ハウジング６４を取外すことによって、このギヤケース２２の後部に開口部２１を形成することができるので、この開口部２１から外側プロペラ軸１６に関する構成の組込み等を容易に行うことができる。しかも、この外側プロペラ軸１６に関する構成も外側プロペラ軸組立体７０としてユニット化して組込むことにより、ギヤケース２２への組込み作業をより効率良く行うことができる。

さらに、この内側プロペラ軸組立体６９の組込み時に内軸用内側軸受ハウジング６２と内軸用外側軸受ハウジング６１との間にシム７１を組入れて歯当り調整する作業も、前記した第１実施の形態と同様の要領で安定して行うことができる。しかも、この実施の形態では、このシム７１が水にさらされないようにでき、軸受ハウジングの組込み状態を長期間安定して保つことができる。このことは、前記外側プロペラ軸組立体７０の組込み時に、外軸用外側軸受ハウジング６４と外軸用内側軸受ハウジング６５との間にシム７２を組入れて歯当り調整する作業も、同様に安定して行うことができる。このシム７２も、水にさらされないようにでき、軸受ハウジングの組込み状態を長期間安定して保つことができ、メンテナンスの間隔を長くすることができる。

なお、前記第１実施の形態では、内軸用軸受ハウジング２３で内側プロペラ軸１４を、外軸用軸受ハウジング２５で外側プロペラ軸１６をギヤケース２２に支持した例を説明し、前記第２実施の形態では、内軸用外側軸受ハウジング６１と内軸用内側軸受ハウジング６２とで内側プロペラ軸１４を、外軸用外側軸受ハウジング６４と外軸用内側軸受ハウジング６５とで外側プロペラ軸１６をギヤケース２２に支持した例を説明したが、これらの構成を組合わせてもよい。

また、前記第１実施の形態では内軸用軸受ハウジング２３とギヤケース２２との間と、外軸用軸受ハウジング２５とギヤケース２２との間にシム４３，４５を組込み、第２実施の形態では内軸用外側軸受ハウジング６１と内軸用内側軸受ハウジング６２との間と、外軸用外側軸受ハウジング６４と外軸用内側軸受ハウジング６５との間にシム７１，７２を組込んだ例を説明したが、この第２実施の形態において第１実施の形態と同様に内軸用軸受ハウジング２３とギヤケース２２との間又は外軸用軸受ハウジング２５とギヤケース２２との間にシム４３，４５を設けてもよく、前記実施の形態における構成に限定されるものではない。

さらに、前記いずれの実施の形態も、二重反転式推進機の一例として全旋回式の二重反転式推進機を例に説明したが、サイドスラスタ等の旋回しない推進機であっても同様に適用可能であり、全旋回式の二重反転式推進機に限定されるものではない。

また、前述した実施の形態は一例を示しており、プロペラ部１７に組込まれる二重のプロペラ軸１４，１６に関する構成を組込みできる開口部２０，２１をプロペラ部１７の前後に形成していればよく、前記したこの出願の基本的な構成でも、本発明は実施可能であり、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の構成を変更してもよく、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではない。

本発明に係る二重反転式推進機は、推進効率の向上を図りたい船舶に搭載する推進機として利用できる。

本発明の第１実施の形態に係る二重反転式推進機の縦断面図である。図１に示す二重反転式推進機のピニオン軸軸受ハウジングに挿入する歯当り調整用シムの組込状態を示す縦断面図である。歯当り調整用シムを模式的に示す斜視図である。図１に示す二重反転式推進機の内側プロペラ軸組立状態を示す縦断面図である。 (a) は図１に示す二重反転式推進機の外側プロペラ軸組立状態を示す縦断面図であり、(b) は外軸用軸受ハウジングに軸受予圧用シムを組入れる状態を示す縦断面図である。 (a),(b),(c) は、歯当りの状態を示す模式図である。 (a),(b) は、図６に示す歯当りの状態に応じた調整方法を示す側面図である。本発明の第２実施の形態に係る二重反転式推進機の縦断面図である。図８に示す二重反転式推進機の内側プロペラ軸組立状態を示す縦断面図である。図８に示す外軸用軸受ハウジングに軸受予圧用シムを組入れる状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１…二重反転式推進機（舶用スラスタ）
２…プラットホーム部
３…出力軸
４…入力カップリング
５…上部ベベルピニオン
６…上部ピニオン軸
７…上部ギヤボックス
８…上部ベベルホイール
９…ピニオン軸
１０…軸受
１１…ストラット部
１２…下部ベベルピニオン
１３…内軸用ベベルホイール
１４…内側プロペラ軸
１５…外軸用ベベルホイール
１６…外側プロペラ軸
１７…プロペラ部
１８…内軸プロペラ
１９…外軸プロペラ
２０，２１…開口部
２２…ギヤケース
２３…内軸用軸受ハウジング
２４…取付ボルト
２５…外軸用軸受ハウジング
２６…取付ボルト
２７〜３０…軸受
３１…外軸軸封水装置
３２…内軸軸封水装置
３３…旋回モータ
３４…旋回ギヤ
３５…旋回用軸受
３６…ピニオン軸軸受ハウジング
３７…歯当り調整シム
３８…取付ボルト
３９…スリーブ
４０…キャップ
４１…取付ボルト
４２…内側プロペラ軸組立体
４３…歯当り調整シム
４４…外側プロペラ軸組立体
４５…歯当り調整シム
４６…予圧調整用シム
４７…取付ボルト
４８…接合部
４９…内周面
５０…接合面
５１…外周面
５２…接合面
５３，５６…溝
５４，５７…Ｏリング
５５…接合部
６０…二重反転式推進機
６１…内軸用外側軸受ハウジング
６２…内軸用内側軸受ハウジング
６３…接合部
６４…外軸用外側軸受ハウジング
６５…外軸用内側軸受ハウジング
６６…接合部
６７…取付ボルト
６８…取付ボルト
６９…内側プロペラ軸組立体
７０…外側プロペラ軸組立体
７１…歯当り調整シム
７２…歯当り調整シム

Claims

船底から下向きに設けたストラット部の下端にギヤケースを有するプロペラ部を設け、該プロペラ部の内部まで延びるピニオン軸を前記ストラット部の内部に設け、前記プロペラ部の内部の横方向に、内軸プロペラを回転させる内側プロペラ軸と外軸プロペラを回転させる外側プロペラ軸とを同心上に設け、前記ピニオン軸の下部にベベルピニオンを設け、該ベベルピニオンと噛合する内軸用ベベルホイールを前記内側プロペラ軸に設け、前記ベベルピニオンと噛合する外軸用ベベルホイールを前記外側プロペラ軸に設け、該外軸用ベベルホイールと前記内軸用ベベルホイールの軸受ハウジングの組込みと分解とを行うことができる開口部を前記ギヤケースの前後両端部に設け、
前記軸受ハウジングを外軸用軸受ハウジングと内軸用軸受ハウジングとで構成し、該内軸用軸受ハウジングと前記内側プロペラ軸と内軸用ベベルホイールとを内側プロペラ軸組立体として構成し、該内側プロペラ軸組立体を前記ギヤケースの反プロペラ側の開口部から組込み可能に構成し、前記外軸用軸受ハウジングと外側プロペラ軸と外軸用ベベルホイールとを外側プロペラ軸組立体として構成し、該外側プロペラ軸組立体を前記ギヤケースのプロペラ側の開口部から組込み可能に構成したことを特徴とする二重反転式推進機。
前記ギヤケースの前後両端部に設けた開口部の端面と、該開口部に組付ける前記内軸用軸受ハウジングと外軸用軸受ハウジングとの間の接合面に、前記ベベルピニオンと内軸用ベベルホイール及び外軸用ベベルホイールとの歯当りを調整する厚さ調整可能な歯当り調整用シムを組入れ可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の二重反転式推進機。
前記内軸用軸受ハウジングを、前記内側プロペラ軸を支持する内軸用内側軸受ハウジングと、前記ギヤケースに固定する内軸用外側軸受ハウジングとで構成し、該内軸用内側軸受ハウジングと内軸用外側軸受ハウジングとの間に前記ベベルピニオンと内軸用ベベルホイールとの歯当りを調整する厚さ調整可能な歯当り調整用シムを組入れ可能に構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二重反転式推進機。
前記外軸用軸受ハウジングを、前記外側プロペラ軸を支持する外軸用内側軸受ハウジングと、前記ギヤケースに固定する外軸用外側軸受ハウジングとで構成し、該外軸用内側軸受ハウジングと外軸用外側軸受ハウジングとの間に前記ベベルピニオンと外軸用ベベルホイールとの歯当りを調整する厚さ調整可能な歯当り調整用シムを組込み可能に構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の二重反転式推進機。
前記内側プロペラ軸の軸受構成を、反プロペラ側でラジアル荷重とスラスト荷重とを支持する反プロペラ側軸受と、プロペラ側でラジアル荷重を支持するプロペラ側軸受とで構成し、前記反プロペラ側軸受を前記内軸用軸受ハウジング内に組込み、該内軸用軸受ハウジングを前記ギヤケースに組付けると共に、前記プロペラ側軸受を前記外側プロペラ軸の内周部で支持するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の二重反転式推進機。
前記外側プロペラ軸の軸受構成を、反プロペラ側でラジアル荷重を支持する反プロペラ側軸受と、プロペラ側でラジアル荷重とスラスト荷重とを支持するプロペラ側軸受とで構成し、該プロペラ側軸受と前記反プロペラ側軸受とを前記外軸用軸受ハウジング内に組込み、該外軸用軸受ハウジングを前記ギヤケースに取付けるように構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の二重反転式推進機。
前記外軸用軸受ハウジングを、反プロペラ側の軸受側ハウジングとプロペラ側の予圧調整側ハウジングとで構成し、該軸受側ハウジングに前記ラジアル荷重とスラスト荷重とを支持するプロペラ側軸受を設け、該軸受側ハウジングと前記予圧調整側ハウジングとの間に、前記プロペラ側軸受の組込み時に該プロペラ側軸受の必要予圧量の調整を可能とする厚さ調整可能な薄板の予圧調整シムを組込み可能に構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の二重反転式推進機。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の二重反転式推進機のストラット部の上部に旋回ギヤを設け、該旋回ギヤを旋回させる旋回モータを設けて前記プロペラ部を全旋回式に構成したことを特徴とする二重反転式推進機。