JP7507719B2 - 流体機械及び水中航走体 - Google Patents

Description

本開示は、流体機械及び水中航走体に関する。

例えば特許文献１には、流体機械の一例として、外周駆動の推進装置が記載されている。推進装置は、軸線を中心とした円筒状をなすシュラウドと、該シュラウドの内側に同軸に配置されたプロペラと、を有している。プロペラは軸線方向に二つが配置されている。

シュラウド内には二つのプロペラに対応するように計二つのモータが収容されている。このような二つモータにより二つのプロペラが外周駆動されることによって、流体がシュラウド内を軸線方向に圧送される。なお、この推進装置では、二つのプロペラは回転方向が互いに反対とされた二重反転プロペラとされている。

米国特許第８０７４５９２号明細書

ところで、上記特許文献１に記載の推進装置では、二重反転プロペラの一対のモータをシュラウド内に収容しているため、シュラウド内にはその収容スペースを確保する必要がある。そのため、シュラウドの大型化を招いてしまうという問題があった。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、シュラウドのコンパクト化を図ることができる流体機械及び水中航走体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係る流体機械は、軸線方向に延びる軸部と、前記軸部を囲うように設けられて、該軸部との間に前記軸線方向一方側を上流側とするとともに前記軸線方向他方側を下流側とする流路を形成するシュラウドと、前記流路内で前記軸線回りに回転可能に設けられた第一プロペラと、前記流路における前記第一プロペラよりも前記下流側で前記軸線回りに回転可能に設けられた第二プロペラと、前記シュラウド内に設けられて、前記第一プロペラを回転駆動する外周駆動モータと、前記軸部に設けられて、前記第二プロペラを回転駆動する内周駆動モータと、を備え、前記軸部は前記下流側に向かうにしたがって縮径するテーパ状をなしており、前記軸部の内部で前記第一プロペラを貫通するように前記軸線に沿って延びて、該軸線回りに回転可能であるとともに、前記第二プロペラの内周部が固定された回転軸をさらに備え、前記内周駆動モータは、前記軸部内における前記第一プロペラよりも前記上流側に設けられ、前記回転軸を介して前記第二プロペラを回転駆動する。

本開示によれば、シュラウドのコンパクト化を図ることができる推進装置を提供することができる。

本開示の実施形態に係る水中航走体の船尾の斜視図である。 本開示の実施形態に係る推進装置の縦断面図である。 シュラウドの外周面に配置された連結部の縦断面図である。 シュラウドの外周面に配置された連結部を径方向外側から見た模式的な図である。 本開示の実施形態の変形例に係る推進装置の縦断面図である。

＜水中航走体の全体構成＞
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１及び図２に示すように、水中航走体１は、航走体本体２及び推進装置８を有している。

＜航走体本体＞
航走体本体２は、軸線Ｏに沿って延びる耐圧性容器によって構成されている。航走体本体２内には、例えば水中航走に必要な各種機器、電源、通信設備、センサ等が収容されている。

＜推進装置＞
推進装置８は、航走体本体２の後部に該航走体本体２と一体に設けられている。推進装置８は、水中航走体１を水中で推進させるための装置である。
推進装置８は、軸部３、第一プロペラ１０Ａ、第二プロペラ１０Ｂ、第一軸受部４０、回転軸４５、第二軸受部４６、シュラウド５０、連結部７０、ストラット７８、外周駆動モータ９０及び内周駆動モータ１５０を有している。

＜軸部＞
図２に示すように、軸部３は航走体本体２の後部に一体に設けられている。軸部３は、航走体本体２の一部であってもよい。軸部３は軸線Ｏに沿って延びている。本実施形態の軸部３は、軸線Ｏ方向一方側（以下、「上流側」と称する」）から軸線Ｏ方向他方側（以下、「下流側」と称する）に向かうにしたがって縮径する円錐台形状をなしている。軸部３の径方向外側を向く面は、下流側に向かうにしたがって縮径するテーパ状をなす軸外周面３ａとされている。

軸部３は、上流側の軸前部４と下流側の軸後部５とに分割されている。軸前部４と軸後部５は、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配置されている。軸後部５は、軸部３の最後部の部分であって最も外径が小さい部分である。

軸部３における軸前部４には、軸外周面３ａから径方向内側に凹むとともに周方向にわたって環状に延びる収容溝７が形成されている。収容溝７は、軸前部４における下流側寄りの部分に設けられている。収容溝７の底となる径方向外側を向く面は、溝底面７ａとされている。溝底面７ａは軸線Ｏを中心とした円筒面状をなしている。

収容溝７を構成する上流側の面は、溝上流側面７ｂとされている。溝上流側面７ｂは、軸線Ｏに直交する平面状をなしており、下流側を向いている。溝上流側面７ｂは、軸線Ｏを中心とする環状に延びている。

収容溝７を構成する下流側の面は、溝下流側面７ｃとされている。溝下流側面７ｃは、軸線Ｏに直交する平面状をなしており、上流側を向いている。溝下流側面７ｃは、軸線Ｏを中心とする環状に延びている。溝下流側面７ｃは、溝上流側面７ｂと平行をなしている。

軸前部４における最後方の端面、即ち、下流側を向く端面は、後端面４ａとされている。軸前部４には、後端面４ａに開口して上流側に向かって延びる孔部４ｂが形成されている。孔部４ｂは、後端面４ａから収容溝７よりも上流側の部分まで軸線Ｏに沿って延びている。

孔部４ｂの上流側の端部には、該軸前部４の内部に形成されたモータ収容空間４ｃが形成されている。モータ収容空間４ｃは、孔部４ｂよりも径方向外側に広がるように軸前部４内の中空部として形成されている。

軸後部５における上流側を向く面は、前端面５ａとされている。前端面５ａは、軸前部４の後端面４ａと軸線Ｏ方向に間隔をあけて配置されており、該後端面４ａと軸線Ｏ方向に対向している。

＜第一プロペラ、第二プロペラ＞
図２に示すように、第一プロペラ１０Ａ及び第二プロペラ１０Ｂは、軸線Ｏを取り囲むように配置されている。第一プロペラ１０Ａ及び第二プロペラ１０Ｂは、いずれも軸部３に対して軸線Ｏ回りに相対回転可能とされている。

＜第一プロペラ＞
第一プロペラ１０Ａは、第一内周リング１１、第一羽根２０Ａ及び第一外周リング３０から構成されている。

第一内周リング１１は、軸線Ｏを中心とするリング状をなす部材である。第一プロペラ１０Ａの第一内周リング１１は、収容溝７内に収容されている。
第一内周リング１１は、第一リング内面１１ａ、第一上流端面１１ｂ、第一下流端面１１ｃ及び第一外周流路面１１ｄを有している。

第一リング内面１１ａは、第一内周リング１１の内周面を構成している。第一リング内面１１ａは、周方向にわたって溝底面７ａと対向する円筒面状をなしている。第一リング内面１１ａの内径は溝底面７ａの外径よりも大きく設定されている。

第一上流端面１１ｂは、第一内周リング１１における上流側を向く面であって、溝上流側面７ｂの下流側に間隔をあけて配置されている。
第一下流端面１１ｃは、第一内周リング１１における下流側を向く面であって、溝下流側面７ｃの上流側に間隔をあけて配置されている。

第一外周流路面１１ｄは、第一内周リング１１における径方向外側を向く外周面を構成している、第一外周流路面１１ｄは、下流側に向かうにしたがって縮径するテーパ面状をなしている。第一外周流路面１１ｄは、軸外周面３ａに連なるように延びている。

第一羽根２０Ａは、第一プロペラ１０Ａの第一内周リング１１における第一外周流路面１１ｄから径方向外側に延びるように設けられている。第一羽根２０Ａは、周方向に間隔をあけて複数が設けられている。第一羽根２０Ａの軸線Ｏ方向の寸法は、第一内周リング１１の軸線Ｏ方向の寸法よりも小さい。

第一羽根２０Ａは、径方向に交差する断面形状が翼型をなしている。第一羽根２０Ａの上流側の縁部は、前縁とされている。第一羽根２０Ａの下流側の縁部は、後縁とされている。

第一外周リング３０は、第一プロペラ１０Ａの外周部を構成する部材であって、軸線Ｏを中心としたリング状をなしている。第一外周リング３０は、周方向に配列された複数の第一羽根２０Ａを周方向に接続している。第一外周リング３０の軸線Ｏ方向の寸法は、第一羽根２０Ａの軸線Ｏ方向の寸法よりも大きい。

第一外周リング３０は、第一内周流路面３１、テーパ外面３３を有している。
第一内周流路面３１は、各第一外周リング３０の内周面を構成する面である。第一プロペラ１０Ａの第一外周リング３０の第一内周流路面３１は、周方向に配列された複数の第一羽根２０Ａの径方向外側の端部に一体に接続されている。

テーパ外面３３は、第一外周リング３０における外周面を構成する面である。テーパ外面３３は、下流側に向かうにしたがって縮径するテーパ面状をなしている。テーパ外面３３は一様のテーパ角度で、即ち、軸線Ｏに対して一様な傾斜角で軸線Ｏ方向に延びている。

＜第二プロペラ＞
第二プロペラ１０Ｂは、第二内周リング１２、第二羽根２０Ｂ及び第二外周リング３５から構成されている。

第二内周リング１２は、軸線Ｏを中心とするリング状をなす部材である。第二内周リングは、軸部３における軸前部４と軸後部５との間の部分にこれら軸前部４及び軸後部５とに軸線Ｏ方向から挟まれるように設けられている。
第二内周リング１２は、第二リング内面１２ａ、第二上流端面１２ｂ、第二下流端面１２ｃ及び第二外周流路面１２ｄを有している。

第二リング内面１２ａは、第二内周リング１２の内周面を構成している。第二リング内面１２ａは、周方向にわたって溝底面７ａと対向する円筒面状をなしている。

第二上流端面１２ｂは、第二内周リング１２における上流側を向く面であって、軸前部４の後端面４ａの下流側に間隔をあけて配置されている。
第二下流端面１２ｃは、第二内周リング１２における下流側を向く面であって、軸後部５の前端面５ａの上流側に間隔をあけて配置されている。

第二外周流路面１２ｄは、第二内周リング１２における径方向外側を向く外周面を構成している。第二外周流路面１２ｄは、下流側に向かうにしたがって縮径するテーパ面状をなしている。第二外周流路面１２ｄは、軸外周面３ａに連なるように延びている。

第二羽根２０Ｂは、第二内周リング１２における第二外周流路面１２ｄから径方向外側に延びるように設けられている。第二羽根２０Ｂは、周方向に間隔をあけて複数が設けられている。第二羽根２０Ｂの軸線Ｏ方向の寸法は、第二内周リング１２の軸線Ｏ方向の寸法よりも小さい。

第二羽根２０Ｂは、径方向に交差する断面形状が翼型をなしている。第二羽根２０Ｂの上流側の縁部は、前縁とされている。第二羽根２０Ｂの下流側の縁部は、後縁とされている。

第二外周リング３５は、第二プロペラ１０Ｂの外周部を構成する部材であって、軸線Ｏを中心としたリング状をなしている。第二外周リング３５は、周方向に配列された複数の第二羽根２０Ｂを周方向に接続している。第二外周リング３５の軸線Ｏ方向の寸法は、第二羽根２０Ｂの軸線Ｏ方向の寸法よりも大きい。

第二外周リング３５の内周面は、第二内周流路面３６とされている。第二内周流路面３６は、周方向に配列された複数の第二羽根２０Ｂの径方向外側の端部に一体に接続されている。

＜第一軸受部＞
第一軸受部４０は、第一プロペラ１０Ａを軸部３に対して回転可能に支持する。第一軸受部４０は、収容溝７内に設けられており、第一プロペラ１０Ａの第一内周リング１１を回転可能に支持している。第一軸受部４０は、第一ラジアル軸受４１、第一上流側スラスト軸受４２及び第一下流側スラスト軸受４３から構成されている。

第一ラジアル軸受４１は、収容溝７における溝底面７ａ上に周方向にわたって設けられている。第一ラジアル軸受４１として、本実施形態ではジャーナル軸受を採用している。第一ラジアル軸受４１と第一内周リング１１の第一リング内面１１ａとの間には周方向にわたってクリアランスが形成されている。

第一上流側スラスト軸受４２は、収容溝７における溝上流側面７ｂ上に周方向にわたって設けられている。第一上流側スラスト軸受４２は、第一内周リング１１の第一上流端面１１ｂと軸線Ｏ方向にクリアランスを介して対向している。
第一下流側スラスト軸受４３は、収容溝７における溝下流側面７ｃ上に周方向にわたって設けられている。第一下流側スラスト軸受４３は、第一内周リング１１の第一下流端面１１ｃと軸線Ｏ方向にクリアランスを介して対向している。

第一ラジアル軸受４１、第一上流側スラスト軸受４２及び第一下流側スラスト軸受４３と、第一内周リング１１と、の間には、収容溝７に流入する水が介在されている。これによって、第一ラジアル軸受４１、第一上流側スラスト軸受４２及び第一下流側スラスト軸受４３は、第一内周リング１１との間に形成される水膜を介して該第一内周リング１１を回転可能に支持している。

＜回転軸＞
回転軸４５は、軸前部４に形成された孔部４ｂを挿通するように軸線Ｏに沿って延びている。回転軸４５の外周面と孔部４ｂの内周面との間にはクリアランスが形成されている。回転軸４５は、軸線Ｏ回りに回転可能とされている。回転軸４５は、第一内周リング１１の径方向内側で該第一内周リング１１を軸線Ｏ方向に貫通するように設けられている。回転軸４５の上流側の端部は、軸前部４内のモータ収容空間４ｃ内に位置している。回転軸４５の下流側の端部は、孔部４ｂからさらに下流側に突出しており、軸前部４と軸後部５との間の空間まで延びている。回転軸４５の下流側の端部は、軸後部５には接していない。

ここで、第二プロペラ１０Ｂの第二内周リング１２における第二リング内面１２ａは、回転軸４５における孔部４ｂから下流側に突出した部分の外周面に一体に固定されている。これにより、回転軸４５と第二プロペラ１０Ｂとは、軸線Ｏ回りに一体に回転する。

＜第二軸受部＞
第二軸受部４６は、第二プロペラ１０Ｂを軸部３に対して回転可能に支持する。第二軸受部４６は、第二ラジアル軸受４７、第二上流側スラスト軸受４８及び第二下流側スラスト軸受４９から有している。

第二ラジアル軸受４７は、軸前部４の孔部４ｂの内周面における第一プロペラ１０Ａよりも上流側の部分に、周方向にわたって設けられている。第二ラジアル軸受４７として、本実施形態ではジャーナル軸受を採用している。第二ラジアル軸受４７の内周面は、回転軸４５の外周面を回転可能に支持している。即ち、第二ラジアル軸受４７は、回転軸４５を介して第二プロペラ１０Ｂを回転可能に支持している。

第二上流側スラスト軸受４８は、軸前部４の後端面４ａ上に周方向にわたって設けられている。第二上流側スラスト軸受４８は、第二内周リング１２の第二上流端面１２ｂと軸線Ｏ方向にクリアランスを介して対向している。
第二下流側スラスト軸受４９は、軸後部５の前端面５ａ上に周方向にわたって設けられている。第二下流側スラスト軸受４９は、第二内周リング１２の第二下流端面１２ｃと軸線Ｏ方向にクリアランスを介して対向している。

第一上流側スラスト軸受４２及び第一下流側スラスト軸受４３と、第二内周リング１２と、の間には水が介在されている。これによって、第二上流側スラスト軸受４８及び第二下流側スラスト軸受４９は、水膜を介して第二内周リング１２を回転可能に支持している。なお、第二ラジアル軸受４７も水膜を介して回転軸４５を支持する構成であってもよい。

＜シュラウド＞
シュラウド５０は、軸部３、第一プロペラ１０Ａ及び第二プロペラ１０Ｂを外周側から囲うように設けられている。シュラウド５０は、軸線Ｏを中心とした環状をなしている。シュラウド５０は、軸部３の軸外周面３ａから径方向に間隔をあけて配置されている。これによって、シュラウド５０と軸部３との間には、軸線Ｏ方向にわたって環状をなす流路が形成されている。流路内には、第一プロペラ１０Ａの第一羽根２０Ａ、第二プロペラ１０Ｂの第二羽根２０Ｂが位置しており、第一プロペラ１０Ａの第一外周リング３０及び第二プロペラ１０Ｂの第二外周リング３５は、シュラウド５０内に収容されている。

シュラウド５０における径方向内側を向く面は、シュラウド内周面５１とされている。該シュラウド内周面５１は、流路に面している。シュラウド５０における径方向外側を向く面は、シュラウド外周面５２とされている。

本実施形態のシュラウド５０は、軸線Ｏを含む断面形状が翼型をなしている。シュラウド内周面５１とシュラウド外周面５２との上流側の端部の接続箇所は、周方向にわたって環状に延びるシュラウド前縁５３とされている。シュラウド内周面５１とシュラウド外周面５２との下流側の端部での接続箇所は、周方向にわたって延びる環状をなすシュラウド後縁５４とされている。シュラウド後縁５４の軸線Ｏ方向位置は、軸部３の後端、即ち、軸後部５の後端の軸線Ｏ方向位置と同一とされている。

シュラウド５０は、上流側から下流側に向かうにしたがって徐々に縮径する形状をなしている。本実施形態では、シュラウド５０の断面翼型におけるシュラウド内周面５１とシュラウド外周面５２からの距離が等しい翼中心線（キャンバーライン）が、上流側から下流側に向かうにしたがって徐々に径方向内側に傾斜している。これにより、シュラウド後縁５４はシュラウド前縁５３よりも径方向内側に位置している。

シュラウド外周面５２は、シュラウド前縁５３付近では下流側に向かうにしたがって一旦拡径し、その後さらに下流側に向かうにしたがって滑らかに縮径していく。シュラウド外周面５２は、径方向外側に向かって凸となる凸曲面状をなしている。

シュラウド内周面５１は、軸線Ｏ方向にわたって、下流側に向かうにしたがって径方向内側に縮径している。シュラウド内周面５１は、径方向内側に向かって凸となる凸曲面状をなしている。シュラウド内周面５１と軸部３の軸外周面３ａとの間に形成される環状の流路は、下流側に向かうにしたがって径方向内側に絞られていく。これによって、流路の流路断面積は、下流側に向かう程小さくなる。

シュラウド５０には、シュラウド内周面５１から径方向外側に向かって凹むキャビティ５０Ａ及び収容凹部５０Ｂが形成されている。キャビティ５０Ａはシュラウド５０における上流側寄りの部分に形成されており、収容凹部５０Ｂはシュラウド５０における下流側寄りの部分に形成されている。即ち、収容凹部５０Ｂはキャビティ５０Ａよりも下流側に形成されている。

キャビティ５０Ａには、第一プロペラ１０Ａの第一外周リング３０が収容されている。収容凹部５０Ｂには第二プロペラ１０Ｂの第二外周リング３５が収容されている。
第一プロペラ１０Ａの第一外周リング３０の第一内周流路面３１は、シュラウド内周面５１に軸線Ｏ方向に連なるようにして延びている。即ち、第一内周流路面３１は、シュラウド内周面５１の凸曲面の一部を構成するように延びている。
第二プロペラ１０Ｂの第二外周リング３５の第二内周流路面３６は、シュラウド内周面５１に軸線Ｏ方向に連なるようにして延びている。即ち、第二内周流路面３６は、シュラウド内周面５１の凸曲面の一部を構成するように延びている。

キャビティ５０Ａにおける径方向内側を向く面は、下流側に向かうにしたがって一様のテーパ角度で縮径する底部を有するテーパ内面５７とされている。テーパ内面５７は、第一プロペラ１０Ａの第一外周リング３０におけるテーパ外面３３と対応する軸線Ｏ方向位置に形成されている。

ここで、本実施形態のシュラウド５０は、軸線Ｏ方向に分割された複数の分割体を連結することによって構成されている。即ち、シュラウド５０は、分割体としての上流分割体６１及び下流分割体６３によって構成されている。

上流分割体６１は、シュラウド前縁５３を含む上流側の部分を構成している。
下流分割体６３は、上流分割体６１の下流側に連なる部分であって、シュラウド後縁５４を含む部分を構成している。キャビティ５０Ａは、上流分割体６１と下流分割体６３の双方によって区画形成されている。シュラウド５０のテーパ内面５７は、上流分割体６１と下流分割体６３とにわたって形成されている。

＜連結部＞
図１に示すように、連結部７０は、シュラウド５０におけるシュラウド外周面５２から突出するように設けられている。連結部７０はシュラウド５０の複数の分割体を互いに連結する。
詳しくは図５に示すように、連結部７０は、上流凸部７１、下流凸部７３、連結ボルト７４、及び充填部７５を有している。

図３に示すように、上流凸部７１は、シュラウド５０における上流分割体６１に一体に設けられており、該上流分割体６１の外周面から突出している。上流凸部７１には、下流側から上流側に向かって凹むようにして、ボルト固定孔７１ａが形成されている。

下流凸部７３は、シュラウド５０における下流分割体６３に一体に設けられており、該下流分割体６３の外周面から突出している。下流凸部７３には、下流側から上流側に凹むようにしてボルト用凹部７３ａが形成されている、ボルト用凹部７３ａの底部には、該底部と下流凸部７３における上流側を向く面とを貫通するボルト挿入孔７３ｂが形成されている。

連結ボルト７４は、上流凸部７１及び下流凸部７３を互いに連結している。連結部７０によって上流分割体６１及び下流分割体６３を連結する際には、上流凸部７１と下流凸部７３とが当接するように位置決めする。この状態で、ボルト挿入孔７３ｂ及びボルト固定孔７１ａが互いに軸線Ｏ方向に連通した状態となる。そして、このように連通したボルト挿入孔７３ｂ及びボルト固定孔７１ａにボルト用凹部７３ａを介して連結ボルト７４が挿入、固定される。これによって、上流凸部７１及び下流凸部７３が一体に連結され、これら上流凸部７１及び下流凸部７３とそれぞれ一体をなす上流分割体６１が軸線Ｏ方向に一体に連結される。

充填部７５は、ボルト用凹部７３ａに充填されるように設けられている。充填部７５は、例えば硬化した樹脂である。充填部７５は、連結ボルト７４を取り付けた後に、ボルト用凹部７３ａに液体の樹脂を流し込み、その後、該樹脂が硬化することで形成されている。充填部７５の一部は連結部７０の外面を形成している。

ここで上記のような連結部７０の外面形状について図３及び図４を用いて説明する。連結部７０の外面形状は、上流凸部７１及び下流凸部７３に加えて充填部７５におけるボルト用凹部７３ａからの露出面によって形成されている。連結部７０は全体としてシュラウド外周面５２から突出する凸曲面状をなしている。連結部７０は、軸線Ｏ方向を長手方向とした凸曲面状をなしている。

さらに本実施形態の連結部７０は、図４に示すように、シュラウド外周面５２に沿う断面形状が上流側を前縁とし下流側を後縁とする翼型をなしている。連結部７０の前縁は凸部前縁７０ａとされている。連結部７０の後縁は凸部後縁７０ｂとされている。より詳細には、連結部７０は、シュラウド外周面５２の法線方向に離れるにしたがって順次小さくなる相似形状をなす翼型を、法線方向に積み重ねたような形状をしている。

＜ストラット＞
図１及び図２に示すように、ストラット７８は、シュラウド５０と軸部３とを連結することで、軸部３に対してシュラウド５０を支持する。ストラット７８は、周方向に間隔をあけて複数が設けられており、軸線Ｏ方向に延びている。ストラット７８における下流側の端部は、シュラウド５０に固定されている。ストラット７８の上流側の端部は軸部３の軸外周面３ａに固定されている。
ストラット７８の軸線Ｏに直交する断面形状は、径方向を長手方向として周方向を短手方向とした偏平矩形状をなしている。これによって、水中航走体１の推進の回転を抑制している。
なお、本実施形態では、軸部３は、軸前部４と軸後部５とに分割されている。そのため、軸後部５は例えばシュラウド５０に対して図示しない接続部によって接続されていてもよい。これによって、軸前部４と軸後部５とは同軸に保持される。

＜外周駆動モータ＞
外周駆動モータは、第一プロペラ１０Ａを軸線回りに回転駆動する。図２に示すように、外周駆動モータ９０は、シュラウド５０におけるキャビティ５０Ａ内に収容されている。外周駆動モータ９０は、第一プロペラ１０Ａを回転駆動する。外周駆動モータ９０は、コニカルステータ１００及びコニカルロータ１３０を有するコニカルモータである。

＜コニカルステータ＞
コニカルステータ１００は、軸線Ｏを中心とした環状をなしている。コニカルステータ１００は、下流側に向かうにしたがって縮径するテーパ状をなしている。即ち、コニカルステータ１００の外周面であるステータ外周面１０２、及び、コニカルステータ１００の内周面であるステータ内周面１０３は、それぞれ下流側に向かうにしたがって縮径するテーパ状をなしている。軸線Ｏに直交する断面視で、ステータ外周面１０２とステータ内周面１０３とは互いに平行とされている。

ステータ外周面１０２のテーパ角度は、シュラウド５０のキャビティ５０Ａ内におけるテーパ内面５７のテーパ角度と同一とされている。これにより、ステータ外周面１０２は、テーパ内面５７に軸方向及び周方向にわたって当接している。ここで、ステータ外周面１０２は、テーパ内面５７を構成する上流分割体６１と下流分割体６３とのうち、下流分割体６３のみに固定されている。そのため、ステータ外周面１０２は、下流分割体６３に対しては不動に固定一体化されている一方、上流側分割体に対しては相対移動可能とされている。

＜コニカルロータ＞
コニカルロータ１３０は、コニカルステータ１００の径方向内側で第一プロペラ１０Ａの第一外周リング３０に設けられている。
コニカルロータ１３０は、軸線Ｏを中心とした環状をなしている。コニカルロータ１３０は、下流側に向かうにしたがって縮径するテーパ状をなしている。即ち、コニカルロータ１３０の外周面であるロータ外周面１３３、及び、コニカルロータ１３０の内周面であるロータ内周面１３２は、それぞれ下流側に向かうにしたがって縮径するテーパ状をなしている。軸線Ｏに直交する断面視で、ロータ外周面１３３とロータ内周面１３２とは互いに平行とされている。

ロータ内周面１３２のテーパ角度は、第一プロペラ１０Ａの第一外周リング３０におけるテーパ外面３３のテーパ角度と同一とされている。これにより、ロータ内周面１３２は、テーパ外面３３に軸方向及び周方向にわたって当接し、固定一体化されている。したがって、コニカルロータ１３０と第一プロペラ１０Ａとは軸線Ｏ回りに一体に回転する。
また、ロータ外周面１３３とステータ内周面１０３とは互いに径方向に対向しており、これらのテーパ角度は同一とされている。これによって、ロータ外周面１３３とステータ内周面１０３との間には、軸線Ｏ方向及び周方向に一様なクリアランスが形成されている。

このような外周駆動モータ９０では、コニカルステータ１００に設けられたコイルに通電されることで回転磁界が生じ、該回転磁界によってコニカルロータ１３０が軸線Ｏ回りに回転する。

＜内周駆動モータ＞
内周駆動モータ１５０は、第二プロペラ１０Ｂを軸線Ｏ回りに回転駆動する。本実施形態では、内周駆動モータ１５０は回転軸４５を介して第二プロペラ１０Ｂを回転駆動する。内周駆動モータ１５０は、軸部３内のモータ収容空間４ｃに設けられている。内周駆動モータ１５０は、円筒ステータ１６０及び円筒ロータ１７０を有している。

円筒ステータ１６０は、軸線Ｏを中心とした円筒状をなしており、外周面及び内周面が軸線Ｏと平行な円筒面状をされている。円筒ステータ１６０は、モータ収容空間４ｃの内壁面に固定されている。
円筒ロータ１７０は、軸線Ｏを中心した円筒状をなしており、外周面及び内周面が軸線Ｏと平行な円筒面状をされている。円筒ロータ１７０は、円筒ステータ１６０の径方向内側に同軸に配置されている。円筒ロータ１７０の外周面は、円筒ステータ１６０の内周面と間隔をあけて配置されている。これによって、円筒ステータ１６０と円筒ロータ１７０との間には、軸線Ｏ方向及び周方向に一様なクリアランスが形成されている。

円筒ロータ１７０の内周面は、回転軸４５の外周面における孔部４ｂからモータ収容空間４ｃに突出した部分に固定一体化されている。これによって、円筒ロータ１７０と回転軸４５とは軸線Ｏ回りに一体に回転する。

このような内周駆動モータ１５０では、円筒ステータ１６０に設けられたコイルに通電されることで回転磁界が生じ、該回転磁界によって円筒ロータ１７０が軸線Ｏ回りに回転する。なお、内周駆動モータ１５０の回転方向は、外周駆動モータ９０の回転方向と反対とされている。

＜作用効果＞
上記構成の水中航走体１は推進装置８が駆動されることで水中を航行することができる。即ち、外周駆動モータ９０が駆動されると、コニカルロータ１３０に一体に固定された第一プロペラ１０Ａが周方向一方側に向かって軸線Ｏ回りに回転する。れにより、流路内に位置する第一羽根２０Ａによって下流側に水が圧送される。また、内周駆動モータ１５０が駆動されると、円筒ロータ１７０に一体に固定された第二プロペラ１０Ｂが周方向他方側に向かって軸線Ｏ回りに回転する。これにより、流路内に位置する第二羽根２０Ｂによって下流側に水が圧送される。

そして、第一プロペラ１０Ａ及び第二プロペラ１０Ｂには水を圧送する際の反力として、上流側に向かっての推進力が発生する。この推進力は、第一上流側スラスト軸受４２及び第二上流側スラスト軸受４８を介して軸部３に伝達される。これによって、軸部３及びこれと一体とされた航走体本体２に推進力が作用し、水中航走体１が推進する。

以上のように本実施形態によれば、第一プロペラ１０Ａと第二プロペラ１０Ｂとを回転させる一対のモータのうち、第一プロペラ１０Ａを回転駆動させる外周駆動モータ９０のみがシュラウド５０内に配置された構成となる。そして、内周駆動モータ１５０は、軸部３内に配置された構成となる。そのため、一対のモータの双方をシュラウド５０内に配置する場合に比べて、シュラウド５０のコンパクト化を図ることができる。

仮に第一プロペラ１０Ａを駆動するモータと第二プロペラ１０Ｂを駆動するモータの双方をシュラウド５０内に収容しようとした場合、シュラウド５０が軸線Ｏ方向に大型化する他、二つのモータの配置構造に合わせてシュラウド５０の形状を決定する必要がある。そのため、水に対する抵抗を最低限に抑えた最適設計をすることができない場合がある。
これに対して本実施形態では、一方のモータのみをシュラウド５０に収容する構成とすることで、シュラウド５０のコンパクト化及び設計の自由度の向上を図ることができる。そのため、シュラウド５０の水に対するシュラウド５０の抵抗をより一層抑える設計が可能となり、推進性能を向上させることができる。

また、第一プロペラ１０Ａ及び第二プロペラ１０Ｂによる水の圧送によって、水の流れは下流側に向かうにしたがって径方向内側に絞られたものとなる。そのため、これに合わせて流路も下流側に向かうにしたがって縮径させることが好ましい。このような流路を形成する場合、流路の内周面を形成する軸部３は、下流側に向かうにしたがって縮径する先細り形状とする必要がる。

ここで、仮に内周駆動モータ１５０を第二プロペラ１０Ｂの径方向内側に設置して第二プロペラ１０Ｂを直接的に回転駆動しようとすれば、軸部３の後端が細いこともあり、モータの設置スペースを十分に確保することができない。無理に確保しようとすれば軸部３の大型化を招き、また、出力の小さい小型のモータを採用せざるを得ない。
これに対して本実施形態では、内周駆動モータ１５０が軸部３内における第一プロペラ１０Ａよりも上流側の部分に設置されており、当該内周駆動モータ１５０が回転駆動する回転軸４５を介して第二ププロペラを回転させる構成とされている。そのため、内周駆動モータ１５０の設置スペースを十分に確保することができる。また、内周駆動モータ１５０を電源の近くに設置することで、電源ケーブルの取り回しを容易にすることもできる。

さらに、本実施形態では、上流側の第一プロペラ１０Ａと下流側の第二プロペラ１０Ｂとの回転方向を反転させた二重反転プロペラの構造を採用している。そのため、水の吸込側となる第一プロペラ１０Ａで生じた旋回流を第二プロペラ１０Ｂで回収することができる。これにより、第二プロペラ１０Ｂの後流での旋回損失を低減させ、推進効率をより向上させることができる。

なお、本実施形態では二重反転プロペラを採用しているため、第一プロペラ１０Ａと第二プロペラ１０Ｂとの回転方向を反対とされている。そのため、これらを駆動するモータを別々にする必要がある。
これに対して、第一プロペラ１０Ａの駆動源を外周駆動モータ９０とするとともに第二プロペラ１０Ｂの駆動源を内周駆動モータ１５０とすることで、シュラウド５０のコンパクト化を図ることができる。

さらに、本実施形態ではシュラウド５０の断面形状が上流側を前縁、下流側を後縁とする翼型をなすため、水の抵抗を最小限に抑えることができる。さらに、シュラウド５０の断面翼型の翼中心線が下流側に向かうにしたがって径方向内側に傾斜しているため、翼型をなすシュラウド５０全体として下流側に向かって縮径するテーパ形状とされている。これによって、シュラウド５０の形状は、圧送される水の流れ方向に沿った形状となるため、圧送効率をより向上させることができる。

また、本実施形態では、外周駆動モータ９０として、それぞれ下流側に向かうにしたがって縮径するコニカルステータ１００及びコニカルロータ１３０を有するコニカルモータを採用している。これにより、外周駆動モータ９０の形状をシュラウド５０の形状に沿ったものとすることができる。そのため、シュラウド５０の形状をモータの構成に応じて大型化させる必要はない。したがって、シュラウド５０をより一層コンパクトな構成とすることができる。

第一プロペラ１０Ａの回転時には流体の圧送の反力として第一プロペラ１０Ａ自身には上流側に向かっての荷重が作用する。当該第一プロペラ１０Ａの荷重は第一上流側スラスト軸受４２によって支持される。
一方、コニカルモータとしての外周駆動モータ９０の駆動時には、コニカルロータ１３０にコニカルロータ１３０とコニカルステータ１００の対向方向である径方向外側かつ下流側に向かっての電磁力が生じる。これにより、コニカルロータ１３０には当該電磁力の分力として下流側に向かって引き込まれるように力が作用する。当該分力によって第一プロペラ１０Ａから第一上流側スラスト軸受４２に作用する荷重の一部が相殺される。したがって、第一プロペラ１０Ａから第一上流側スラスト軸受４２に付与される荷重が低減させることができ、即ち、第一上流側スラスト軸受４２のスラスト荷重の負担を低減することができる。

さらに、本実施形態では、図３に示す連結部７０による連結を解除することでシュラウド５０を複数の分割体（上流分割体６１及び下流分割体６３）に分解することができる。これにより、外周駆動モータ９０のコニカルモータのシュラウド５０への取り付け、及び、第一プロペラ１０Ａの外周リングのシュラウド５０への収容を容易に行うことができる。

また、図３及び図４に示すように、連結部７０は、シュラウド５０の外周面から突出する凸曲面状をなし、シュラウド５０の外周面に沿う断面形状が上流側を凸部前縁７０ａとし下流側を凸部後縁７０ｂとする翼型をなしている。そのため、水中航走体１の推進時に連結部７０が抵抗となってしまうことを抑制することができる。

さらに本実施形態では、外周駆動モータ９０のコニカルステータ１００は、上流分割体６１と下流分割体６３とのうち、下流側の分割体である下流分割体６３のみに固定されている。
ここで、上述のようにコニカルロータ１３０には電磁力の分力として下流側に向かっての力が作用するのに対して、当該コニカルロータ１３０と対をなすコニカルステータ１００には、電磁力の分力として上流側に向かっての力が作用する。これにより、コニカルステータ１００が一体に取り付けられた下流分割体６３に対しても、上流側に向かって力が作用することになる。

そのため、当該力によって、下流分割体６３が上流分割体６１に押し付けられる。これによって、下流分割体６３と上流分割体６１をより強固に固定一体化することができる。さらに、これら上流分割体６１と下流分割体６３を連結する連結部７０の締結力を緩和することができる。したがって、締結部の締結ボルトの径を小さくすることができるとともに連結部７０のコンパクト化を図ることができ、連結部７０による水流に対する抵抗をより低減させることができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば実施形態では、第一プロペラ１０Ａを駆動するモータを外周駆動モータ９０とし、第二プロペラ１０Ｂを駆動するモータを内周駆動モータ１５０とする構成とした。しかしながらこれに限定されることはなく、第一プロペラ１０Ａを駆動するモータを内周駆動のモータとし、第二プロペラ１０Ｂを駆動するモータを外周駆動のモータとしてもよい。

この一例を図５に示す変形例として説明する。図５では図２と同様の構成要素については同一の符号を付すとともに一部符号を省略している。
即ち、軸部３における軸前部４と軸後５との間に上流側の第一収容溝７Ａが形成されており、軸後部５に下流側の第二収容溝７Ｂが形成されている。軸前部４の後端面４ａから上流側に凹むように孔部４ｂが形成されており、孔部４ｂの上流側には、軸前部４内のモータ収容空間４ｃが形成されている。そして、孔部４ｂ内には、モータ収容空間４ｃ、孔部４ｂ及び第一収容溝７Ａを軸線Ｏ方向に通過するように中心固定軸４ｂが設けられている。中心固定軸４ｂは、軸前部４と軸後部５とを軸線Ｏ方向に接続している。

第一収容溝７Ａには、中心固定軸４ｄに固定された第一ラジアル軸受４１、軸前部４の後端面４ａに固定された第一上流側スラスト軸受４２、及び、軸後部５の前端面に固定された第二上流側スラスト軸受４３からなる第一軸受部４０が設けられている。
第二収容溝７Ｂには、該第二収容溝７Ｂの壁面に固定された第二ラジアル軸受４７、第二上流側スラスト軸受４８及び第二下流側スラスト軸受４９からなる第二軸受部が設けられている。

第一プロペラ１０Ａの第一内周リング１１は、第一収容溝７Ａ内に軸線Ｏ回りに回転可能に設けられている、また、第二プロペラ１０Ｂの第二内周リングは、第二収容溝７Ｂ内に軸線Ｏ回りに回転可能に設けられている。

シュラウド５０における上流側の部分には、収容凹部５０Ｂが形成されており、該収容凹部５０Ｂよりも下流側の部分にキャビティ５０Ａが形成されている。そして、収容凹部５０Ｂには、上流側の第一プロペラ１０Ａの外周リング３０が収容されている。また、キャビティ５０Ａには下流側の第二プロペラ１０Ｂ２０の外周リング３５が形成されている。キャビティ５０Ａに収容される外周駆動モータ９０のコニカルステータ１００は、第二プロペラ１０Ｂの外周リング３５に取り付けられている。このように、変形例では下流側の第二プロペラ１０Ｂが外周駆動とされている。

一方、軸前部４におけるモータ収容空間４ｃには、内周駆動モータ１５０が設けられている。内周駆動モータ１５０は、中心固定軸４ｄを取り囲むように設けられた円筒ロータ１７０、及び、該円筒ロータ１７０をさらに外周側から取り囲うとともに軸前部４に固定された円筒ステータ１６０を有している。また、軸前部４における孔部４Ｂの内周面と中心固定軸４ｄの外周面との間には、これらと同軸かつ径方向に間隔をあけて円筒状に延びる円筒回転軸１７１が設けられている。円筒回転軸１７１の上流側の部分は、円筒ロータ１７０の内周面に一体に固定されている。円筒回転軸１７１の下流側の端部は、第一プロペラ１０Ａの第一リング１１に一体に固定されている。内周駆動モータ１５０の円筒ロータ１７０が回転されることで、円筒回転軸１７１を介して第一内周リング１１が回転する。このように、変形例では、上流側の第一プロペラ１０Ａが内周駆動とされている。

以上のように第一プロペラ１０Ａを内周駆動とし第二プロペラ１０Ｂを外周駆動とした変形例では、実施形態に比べて内周駆動モータ１５０プロペラとを接続する軸の長さを短くすることができる。即ち、実施形態における第二プロペラ１０Ｂを内周駆動させる回転軸４５に比べて、変形例の第一プロペラ１０Ａを回転駆動する円筒回転軸１７１の軸線Ｏ方向の長さを短くできる。これによって、軸安定性を向上させることができる。
なお、第一変形例では中心固定軸４ｄや円筒回転軸を別途設ける必要があるのに対して、実施形態では回転軸４５のみを設ければよく、部品点数が少なくて済むといったメリットがある。即ち、第一プロペラ１０Ａを外周駆動とし第二プロペラ１０Ｂを内周駆動とした実施形態では、変形例に比べて全体構成をシンプルなものとすることができる。

実施形態では、内周駆動モータ１５０が回転軸４５を介して第二プロペラ１０Ｂを回転駆動する構成としたが、内周駆動モータ１５０が第二プロペラ１０Ｂを直接的に回転させる構成であってもよい。この場合、内周駆動モータ１５０は第二プロペラ１０Ｂの第二内周リング１２の径方向内側に設けられる。

実施形態では、外周駆動モータ９０をコニカルモータとしたが、外周駆動モータ９０を内周駆動モータ１５０同様の円筒型のモータとしてもよい。また、内周駆動モータ１５０を外周駆動モータ９０同様のコニカル型のモータとしてもよい。特に、先細りの軸部３の後部に内周駆動モータ１５０を設ける場合には、コニカル型のモータとすることが好ましい。
即ち、外周駆動モータ９０及び内周駆動モータ１５０としては、いかなるモータを採用してもよい。

さらに実施形態では、シュラウド５０の断面形状を翼型にした例について説明したが、必ずしも翼型でなくてもよい。シュラウド５０の断面形状は流線形状であることが好ましいが、例えば、矩形状等の他の形状であってもよい。この場合であっても、シュラウド５０は下流側に向かって縮径することで、流路断面積が下流側程小さくなる流路を区画形成する。

また、実施形態では、モータの個数に応じてシュラウド５０を二つの分割体に分割する例について説明した。しかしながらこれに限定されることはなく、シュラウド５０を軸線Ｏ方向に３つに分割する構成であってもよい。

さらに、実施形態では、本発明に係る流体機械を水中航走体１の推進装置８に適用した例について説明した。しかしながらこれに限定されることはなく、例えば、水上を航行する船舶等の推進装置８に流体機械を適用してもよい。
また、本発明に係る流体機械は、推進装置８のみならず、ポンプ等の他の水中で用いられる流体機械に適用してもよい。また、水を圧送する流体機械のみならず、油等の他の液体を圧送する流体機械に本発明を適用してもよい。
＜付記＞
各実施形態に記載の推進装置８（流体機械）及び水中航走体１は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る流体機械は、軸線Ｏ方向に延びる軸部３と、前記軸部３を囲うように設けられて、該軸部３との間に前記軸線Ｏ方向一方側を上流側とするとともに前記軸線Ｏ方向他方側を下流側とした流路を形成するシュラウド５０と、前記軸部３と前記シュラウド５０との間で前記軸線Ｏ回りに回転可能に設けられた第一プロペラ１０Ａと、該第一プロペラ１０Ａよりも下流側で前記軸部３と前記シュラウド５０との間で前記軸線Ｏ回りに回転可能に設けられた第二プロペラ１０Ｂと、前記シュラウド５０内に設けられて、前記第一プロペラ１０Ａと前記第二プロペラ１０Ｂとのうちの一方を回転駆動する外周駆動モータ９０と、前記軸部３に設けられて、前記第一プロペラ１０Ａと前記第二プロペラ１０Ｂとのうちの他方を回転駆動する内周駆動モータ１５０と、を備える。

このような構成により、シュラウド５０には第一プロペラ１０Ａと第二プロペラ１０Ｂとを回転させる一対のモータのうちの一方のみがシュラウド５０内に配置された状態となる。そのため、一対のモータの双方をシュラウド５０内に配置する場合に比べて、シュラウド５０のコンパクト化を図ることができる。

（２）第２の態様に係る流体機械は、前記外周駆動モータ９０は、前記第一プロペラ１０Ａを回転駆動し、前記内周駆動モータ１５０は、前記第二プロペラ１０Ｂを回転駆動する（１）に記載の流体機械である。

上流側の第一プロペラ１０Ａを外周駆動とし、下流側の第二プロペラ１０Ｂを内周駆動とすることで、シュラウド５０のコンパクト化を図ることができる。

（３）第３の態様に係る流体機械は、前記軸部３の内部で前記第一プロペラ１０Ａを貫通するように前記軸線Ｏに沿って延びて、該軸線Ｏ回りに回転可能であるとともに、前記二プロペラの内周部が固定された回転軸４５をさらに備え、前記内周駆動モータ１５０は、前記軸部３内における前記第一プロペラ１０Ａよりも上流側に設けられ、前記回転軸４５を介して前記第二プロペラ１０Ｂを回転駆動する（２）に記載の流体機械である。

これによって、下流側に位置する第二プロペラ１０Ｂを駆動する内周駆動モータ１５０を、軸部３内における上流側の部分に配置することができる。そのため、配置の自由度を向上させることができる。

（４）第４の態様に係る流体機械は、前記第一プロペラ１０Ａと前記第二プロペラ１０Ｂとの回転方向が反対である（１）から（３）のいずれかに記載の流体機械である。

上流側の第一プロペラ１０Ａと下流側の第二プロペラ１０Ｂとの回転方向を反転させた二重反転プロペラとすることで、第一プロペラ１０Ａで生じた旋回流を第二プロペラ１０Ｂで回収することができる。そのため、第二プロペラ１０Ｂの後流での旋回損失を低減させることができる。
また、二重反転プロペラとする場合には、第一プロペラ１０Ａと第二プロペラ１０Ｂとの回転方向を反対とするために駆動源を分ける必要がある。この場合であっても、一方の駆動源のみを外周駆動モータ９０としてシュラウド５０内に配置することで、該シュラウド５０のコンパクト化を図ることができる。

（５）第５の態様に係る流体機械は、前記シュラウド５０は、前記軸線Ｏに直交する断面形状が、前記上流側の端部を前縁とし、下前記流側の端部を後縁とした翼型をなしている（１）から（４）のいずれかに記載の流体機械である。

シュラウド５０の断面形状が翼型をなすため、流体機械を水中に設けた場合における水流による抵抗を小さく抑えることができる。また、第一プロペラ１０Ａ及び第二プロペラ１０Ｂによって圧送される流体の流れ方向に沿った形状となるため、圧送効率をより向上させることができる。
一方で、内部に複数のモータを収容しながら翼型を維持するためには、シュラウド５０の形状を複数のモータの配置構造に合わせて必要以上に大型化させなればならない場合がある。これに対して、本態様では、二つのモータのうちの一方のみがシュラウド５０内に配置された構成のため、シュラウド５０の大きさを小さく抑えることができる。

（６）第６の態様に係る流体機械は、前記外周駆動モータ９０は、前記シュラウド５０に固定されたステータ、及び、該ステータの径方向内側で前記第一プロペラ１０Ａ及び前記第二プロペラ１０Ｂのうちの一方の外周部に固定されたロータを備え、該外周駆動モータ９０は、前記ステータ及び前記ロータが下流側に向かうにしたがって縮径するコニカルモータである（１）から（５）のいずれかに記載の流体機械である。

外周駆動モータ９０として、ロータ及びステータが下流側に向かうにしたがって縮径するコニカルモータを採用することで、外周駆動モータ９０の形状をシュラウド５０の形状に沿ったものとすることができる。そのため、シュラウド５０の形状をモータの構成に応じて大型化させる必要はなく、コンパクトな構成とすることができる。

（７）第７の態様に係る流体機械は、前記外周駆動モータ９０によって回転駆動される前記第一プロペラ１０Ａ及び前記第二プロペラ１０Ｂのうちの一方は、前記軸部３の外周側にクリアランスを介して嵌め込まれた内周リングを有し、前記軸部３に固定されて、前記内周リングの前記上流側に周方向にわたって対向するスラスト軸受と、前記シュラウド５０を前記軸部３に対して支持するストラット７８と、をさらに備える（１）から（６）のいずれかに記載の流体機械である。

プロペラの回転時には流体の圧送の反力としてプロペラ自身には上流側に向かっての荷重が作用する。当該プロペラの荷重はスラスト軸受によって支持される。一方、コニカルモータとしての外周駆動モータ９０の駆動時には、コニカルロータ１３０に径方向外側かつ下流側に向かっての電磁力が生じる。即ち、コニカルロータ１３０は下流側に向かって引き込まれるように力が作用する。これによって、プロペラからスラスト軸受に付与される荷重が低減させるため、スラスト荷重の負担を低減することができる。

（８）第８の態様に係る流体機械は、前記シュラウド５０は、前記軸線Ｏ方向に複数に分割された複数の分割体から構成されており、これら複数の分割体を前記軸線Ｏ方向に連結する連結部７０をさらに備える（１）から（７）のいずれかの流体機械である。

連結部７０による連結を解除することでシュラウド５０を複数の分割体に分解することができる。これにより、モータのロータ及びステータをシュラウド５０内に取り付け易くすることができる。

（９）第９の態様に係る流体機械は、前記連結部７０は、前記シュラウド５０の外周面から突出する凸曲面状をなしているとともに、前記シュラウド５０の外周面に沿う断面形状が上流側を前縁とし下流側を後縁とする翼型をなしている（８）に記載の流体機械である。

これによって、シュラウド５０の外周面に水流がある場合に、連結部７０が抵抗となってしまうことを抑えることができる。

（１０）第１０の態様に係る流体機械は、前記外周駆動モータ９０は、互いに軸線Ｏ方向に隣り合う一対の前記分割体のうち、下流側の前記分割体のみに固定されている（８）又は（９）に記載の流体機械である。

ここで、コニカルロータ１３０には電磁力の分力として下流側に向かっての力が作用するのに対して、当該コニカルロータ１３０と対をなすコニカルステータ１００には、電磁力の分力として上流側に向かっての力が作用する。そのため、コニカルステータ１００が一体に取り付けられた下流側の分割体にも、上流側に向かって力が作用することになる。そのため、当該力によって、下流側の分割体が上流側の分割体に押し付けられる。これによって、上流側及び下流側の分割体を強固に固定一体化させることができる。

（１１）第１１の態様に係る水中航走体１は、航走体本体２と、該航走体本体２に設けられた推進装置８と、を備え、前記推進装置８は、（１）から（１０）のいずれかの流体機械である水中航走体１である。

このような水中航走体１によれば、推進装置８のコンパクト化を図ることができる。

１…水中航走体 ２…航走体本体 ３…軸部 ３ａ…軸外周面 ４…軸前部 ４ａ…後端面 ４ｂ…孔部 ４ｃ…モータ収容空間 ４ｄ…中心固定軸 ５…軸後部 ５ａ…前端面 ７…収容溝 ７Ａ…第一収容溝 ７Ｂ…第二収容溝 ７ａ…溝底面 ７ｂ…溝上流側面 ７ｃ…溝下流側面 ８…推進装置 １０Ａ…第一プロペラ １０Ｂ…第二プロペラ １１…第一内周リング １１ａ…第一リング内面 １１ｂ…第一上流端面 １１ｃ…第一下流端面 １１ｄ…第一外周流路面 １２…第二内周リング １２ａ…第二リング内面 １２ｂ…第二上流端面 １２ｃ…第二下流端面 １２ｄ…第二外周流路面 ２０Ａ…第一羽根 ２０Ｂ…第二羽根 ３０…第一外周リング ３１…第一内周流路面 ３３…テーパ外面 ３５…第二外周リング ３６…第二内周流路面 ４０…第一軸受部 ４１…第一ラジアル軸受 ４２…第一上流側スラスト軸受 ４３…第一下流側スラスト軸受 ４５…回転軸 ４６…第二軸受部 ４７…第二ラジアル軸受 ４８…第二上流側スラスト軸受 ４９…第二下流側スラスト軸受 ５０…シュラウド ５０Ａ…キャビティ ５０Ｂ…収容凹部 ５１…シュラウド内周面 ５２…シュラウド外周面 ５３…シュラウド前縁 ５４…シュラウド後縁 ５７…テーパ内面 ６１…上流分割体 ６３…下流分割体 ７０…連結部 ７０ａ…凸部前縁 ７０ｂ…凸部後縁 ７１…上流凸部 ７１ａ…ボルト固定孔 ７３…下流凸部 ７３ａ…ボルト用凹部 ７３ｂ…ボルト挿入孔 ７４…連結ボルト ７５…充填部 ７８…ストラット ９０…外周駆動モータ １００…コニカルステータ １０２…ステータ外周面 １０３…ステータ内周面 １３０…コニカルロータ １３２…ロータ内周面 １３３…ロータ外周面 １５０…内周駆動モータ １６０…円筒ステータ １７０…円筒ロータ １７１…円筒回転軸 Ｏ…軸線

Claims (9)

1. 軸線方向に延びる軸部と、
   前記軸部を囲うように設けられて、該軸部との間に前記軸線方向一方側を上流側とするとともに前記軸線方向他方側を下流側とする流路を形成するシュラウドと、
   前記流路内で前記軸線回りに回転可能に設けられた第一プロペラと、
   前記流路における前記第一プロペラよりも前記下流側で前記軸線回りに回転可能に設けられた第二プロペラと、
   前記シュラウド内に設けられて、前記第一プロペラを回転駆動する外周駆動モータと、
   前記軸部に設けられて、前記第二プロペラを回転駆動する内周駆動モータと、
   を備え、
   前記軸部は前記下流側に向かうにしたがって縮径するテーパ状をなしており、
   前記軸部の内部で前記第一プロペラを貫通するように前記軸線に沿って延びて、該軸線回りに回転可能であるとともに、前記第二プロペラの内周部が固定された回転軸をさらに備え、
   前記内周駆動モータは、前記軸部内における前記第一プロペラよりも前記上流側に設けられ、前記回転軸を介して前記第二プロペラを回転駆動する流体機械。
2. 前記第一プロペラと前記第二プロペラとの回転方向が反対である請求項１に記載の流体機械。
3. 前記シュラウドは、前記軸線に直交する断面形状が、前記上流側の端部を前縁とし、前記下流側の端部を後縁とした翼型をなしている請求項１又は２に記載の流体機械。
4. 前記外周駆動モータは、
   前記シュラウドに固定されたステータ、及び、該ステータの径方向内側で前記第一プロペラ及び前記第二プロペラのうちの一方の外周部に固定されたロータを備え、
   該外周駆動モータは、前記ステータ及び前記ロータが前記下流側に向かうにしたがって縮径するコニカルモータである請求項１から３のいずれか一項に記載の流体機械。
5. 前記外周駆動モータによって回転駆動される前記第一プロペラ及び前記第二プロペラのうちの一方は、前記軸部の外周側にクリアランスを介して嵌め込まれた内周リングを有し、
   前記軸部に固定されて、前記内周リングの前記上流側に周方向にわたって対向するスラスト軸受と、
   前記シュラウドを前記軸部に対して支持するストラットと、
   をさらに備える請求項１から４のいずれか一項に記載の流体機械。
6. 前記シュラウドは、前記軸線方向に複数に分割された複数の分割体から構成されており、
   これら複数の分割体を前記軸線方向に連結する連結部をさらに備える請求項１から５のいずれか一項に記載の流体機械。
7. 前記連結部は、前記シュラウドの外周面から突出する凸曲面状をなしているとともに、前記シュラウドの外周面に沿う断面形状が前記上流側を前縁とし前記下流側を後縁とする翼型をなしている請求項６に記載の流体機械。
8. 前記外周駆動モータは、互いに前記軸線方向に隣り合う一対の前記分割体のうち、前記下流側の前記分割体のみに固定されている請求項６又は７に記載の流体機械。
9. 航走体本体と、
   該航走体本体に設けられた推進装置と、を備え、
   前記推進装置は、請求項１から８のいずれか一項に記載の流体機械である水中航走体。

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