(57)【要約】  海洋駆動組立体は、中に形成された少なくとも一つの空洞を有する少なくとも一つの船殻を含む。少なくとも一つの駆動組立体は、少なくとも一つの空洞内に配置される。少なくとも一つの駆動組立体は、上ユニットと下ユニットと、を含む。上ユニットは、駆動組立体のピッチを垂直軸船周りに調整するために、外殻空洞内に枢動可能に設けられる。下ユニットは、上ユニットに結合され、船を水域を介して推進させるための推進部材を含む。
2008536747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中に形成された少なくとも一つの空洞を有する、少なくとも一つの船殻と、
船殻に形成された少なくとも一つの空洞内に配置され、上ユニット及び下ユニットを含む少なくとも一つの駆動組立体と、を含み、
上ユニットは、駆動組立体のピッチを垂直軸線周りに調整するために、外殻空洞内に枢動可能に設けられ、
下ユニットは、上ユニットに結合され、船を水域を介して推進させる推進部材を含む、
ことを特徴とする海洋駆動組立体。
【請求項２】
上ユニットは、下ユニットに回転可能に結合され、下ユニットは、水平軸線周りの推進部材の推進ベクトルを変更しながら、上ユニットに対して水平軸線周りに独立して回転できる、
請求項１に記載の海洋駆動組立体。
【請求項３】
外殻空洞は、中に形成されたトラニオンボスを含み、トラニオンボスは、駆動組立体を外殻空洞に対して枢動可能に設けるために、駆動組立体の上ユニットに形成されたトラニオンハブを受け入れる、
請求項１に記載の海洋駆動組立体。
【請求項４】
トラニオンハブの少なくとも一つは、駆動シャフトをエンジンまたはギヤボックスから駆動組立体に通すことができる中空中央空洞を含む、
請求項３に記載の海洋駆動組立体。
【請求項５】
２つのトラニオンハブは、中空中央ごとに１つの、２つの駆動シャフトを通すことができる中空中央空洞を含む、
請求項４に記載の海洋駆動組立体。
【請求項６】
第１端で駆動組立体に取り付けられ、駆動組立体のピッチを垂直軸線周りに調整するために、他端で空洞に取り付けられるピッチアクチュエータを含む、
請求項１に記載の海洋駆動組立体。
【請求項７】
ピッチアクチュエータは、アクチュエータの第１端で駆動組立体に形成されたトラニオンブラケットに取り付けられ、アクチュエータの他端で外殻空洞に取り付けられる、
請求項６に記載の海洋駆動組立体。
【請求項８】
トラニオンブラケットは、ピッチアクチュエータが駆動組立体のピッチを垂直軸線に沿って調整するように、駆動組立体に位置決めされる、
請求項６に記載の海洋駆動組立体。
【請求項９】
ピッチアクチュエータは、油圧シリンダである、
請求項６に記載の海洋駆動組立体。
【請求項１０】
ピッチアクチュエータは、駆動組立体が中立ゼロピッチ位置にあるとき、駆動組立体の前方で、駆動組立体に対して約４５度の角度で駆動組立体に取り付けられる、
請求項６に記載の海洋駆動組立体。
【請求項１１】
ピッチアクチュエータの制御ロッドの長さ／逃げ／移動は、駆動組立体の推進部材が、設計された推進ベクトル変更を許すのに十分な距離だけ、前方及び後方に移動するようになっている、
請求項９に記載の海洋駆動組立体。
【請求項１２】
少なくとも一つの外殻に形成された少なくとも一つの空洞は、外殻内の任意の位置に位置決めされることができ、船外エンジン及び内外機式エンジンに適応させるために、船尾梁位置の前方に近接した位置、及び船尾梁位置の後方に近接した位置を含む、
請求項１に記載の海洋駆動組立体。
【請求項１３】
少なくとも一つの外殻内に形成された少なくとも一つの空洞は、推進部材がアップピッチ又はアップトリム弧の端部にある間、船の妨げがない揺動を行うことができるノッチまたはトンネルを形成する開放船尾梁を含む、
請求項１に記載の海洋駆動組立体。
【請求項１４】
少なくとも一つの船殻内に形成された少なくとも一つの空洞は、船殻の内部の他の構成部品に対して密閉される、
請求項１に記載の海洋駆動組立体。
【請求項１５】
タレットが、駆動組立体の上ユニットに取り付けられ、駆動組立体は、タレットを、駆動組立体の流体力学的効率を改善する空洞の露出底部から隔離する
請求項１に記載の海洋駆動組立体。
【請求項１６】
駆動組立体の上ユニット内に吊り下げられたステアリングスピンドルを含み、駆動組立体の下ユニットに取り付けられたステアリングスピンドルに結合されたギヤを有する、
請求項２に記載の海洋駆動組立体。
【請求項１７】
上駆動組立体に取り付けられたウォーム駆動装置を含み、ウォーム駆動装置は、駆動組立体の下ユニットを水平軸線周りに回転させるために、ステアリングスピンドルのギヤと噛み合い接触状態のウォームギヤを含む、
請求項１６に記載の海洋駆動組立体。
【請求項１８】
少なくとも一つの外殻に形成された少なくとも一つの空洞は、ノッチまたはトンネルを形成する開放船尾梁を含み、駆動組立体は、浅い水操作中の障害物回避、及び水なしの伝達に対応するために、水平位置近くに移動可能である、
請求項１２に記載の海洋駆動組立体。
【請求項１９】
少なくとも一つの外殻空洞は、船尾梁を越えて延び、駆動組立体は、浅い水操作中の障害物回避、及び水なしの伝達に対応するために、ほぼ水平位置に移動可能である、
請求項１２に記載の海洋駆動組立体。
【請求項２０】
検知された障害物に応答して、ほぼ水平位置に駆動組立体を上げる操作者設定を自動的に無効にするための、駆動組立体と関連した障害物回避装置を含む、
請求項１９に記載の海洋駆動組立体。
【請求項２１】
船殻に取り付けられ、船を水域を介して推進させるための推進部材を含む下ユニットと、下ユニットに回転可能に結合した上ユニットとを有する少なくとも一つの船外駆動組立体を含み、
下ユニットは、船を操縦するために水平軸線周りの推進部材の推進ベクトルを変更しながら下ユニットに対して水平軸線周りに独立して回転することができる、
ことを特徴とする海洋船外駆動組立体。
【請求項２２】
下駆動ユニットは、水平軸線周りに、０から３６０度の範囲内で回転することができる、
請求項２１に記載の海洋船外駆動組立体。
【請求項２３】
船外駆動組立体の上ユニット内で吊り下げられたステアリングスピンドルを含み、船外駆動組立体の下ユニットに取り付けられたステアリングスピンドルに結合するギヤを有する、
請求項２１に記載の海洋船外駆動組立体。
【請求項２４】
船外駆動組立体の上ユニットに設けられ、船外駆動組立体の下ユニットを水平軸船周りに回転させるために、ステアリングスピンドルのギヤと噛み合い接触状態にあるウォームギヤを含むウォーム駆動装置を含む、
請求項２３に記載の海洋船外駆動組立体。
【請求項２５】
下ユニットは、高速操作用の従来の船外操縦機構と並行して、低速での高精度の機動性のために、パートタイムで上ユニットに対して回転することができる、
請求項２１に記載の海洋船外駆動組立体。
【請求項２６】
下ユニットは、従来の船外操縦機構を除去して、常時、上ユニットに対して回転することができる、
請求項２１に記載の海洋船外駆動組立体。
【請求項２７】
少なくとも一つの船外駆動組立体は、複数の船外駆動組立体を含み、下ユニットの回転は、互いに独立な推進ベクトルを管理することによって異なるように付与される、
請求項２１に記載の海洋船外駆動組立体。
【請求項２８】
船殻に取り付けられ、船を水域を介して推進させるための推進部材を含む下ユニットと、下ユニットに回転可能に結合される上ユニットと、を有する少なくとも一つの内外機式組立体を含み、
下ユニットは、船を操縦するために水平軸線周りにの推進部材の推進ベクトルを変更しながら、水平軸線周りに上ユニットに対して独立に回転することができる、
ことを特徴とする海洋内外機式組立体。
【請求項２９】
下駆動ユニットは、水平軸線周りに０から３６０度の範囲内で回転することができる、
請求項２８に記載の海洋内外機式組立体。
【請求項３０】
内外機式組立体の上ユニット内に吊り下げられたステアリングスピンドルを含み、内外機式組立体の下ユニットに取り付けられたステアリングスピンドルに結合されたギヤを有する、
請求項２８に記載の海洋内外機式組立体。
【請求項３１】
内外機式組立体の上ユニットに設けられたウォーム駆動装置を含み、ウォーム駆動装置は、内外機式組立体の下ユニットを水平軸線周りに回転させるために、ステアリングスピンドルのギヤと噛み合い接触状態にあるウォームギヤを含む、
請求項３０に記載の海洋内外機式組立体。
【請求項３２】
下ユニットは、高速操作のために従来の内外機式操作機構と並行して、低速での正確な機動性のためにパートタイムで上ユニットに対して回転することができる、
請求項２８に記載の海洋内外機式組立体。
【請求項３３】
下ユニットは、従来の内外機式操縦機構を除去して、常時、上ユニットに対して回転することができる、
請求項２８に記載の海洋内外機式組立体。
【請求項３４】
少なくとも一つの内外機式組立体は、複数の内外機式組立体を含み、下ユニットの回転は、互いに独立の推進ベクトルを管理することによって異なるように付与される、
請求項２８に記載の海洋内外機式組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、ここに援用される、２００５年４月１５日に出願された米国特許仮出願番号６０／６７１，８１２及び２００５年４月２９日に出願された同６０／６７６，３２８の優先権を主張する。
本発明は、海洋駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の駆動技術では、垂直軸線ピッチ制御及び／又は水平軸線操縦能力が制限されるか、または、ない。船外機及び内外機のような、妥当なピッチ及び操縦支配を有する駆動装置は、これらの駆動装置のトルクと馬力の制限により、比較的小さい船に限られる。これらの既存の駆動装置設計は、より高い出力動力装置を必要とする、より大きな船には現実的でない。したがって、従来技術には、丈夫で、小、中、及び大型船設置にわたる、広い多様性の船の用途に、より大きなトルク及び馬力を確実に作ることができる垂直軸線制御駆動技術の必要性がある。等しく重要なことは、力学的な水平軸線支配の必要性である。もしこれらの新しい駆動技術が統合されたら、特に、今日の操縦可能な駆動製品に基づいて、比較的低速操縦に制限された中及び大型船に乗せれば、この特徴は、今日の標準で定義される船体機動性及び性能を非常に進歩させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本出願に開示され、ここに援用される米国特許仮出願番号６０／６７１，８１２及び同６０／６７６，３２８に記載されるように、本発明の駆動システムは、推進ベクトルがピッチ及びステア操作されるのを可能にして、船の外殻に形成された凹部または空洞内で連接する自由度を有することができるように設けられた駆動システムを提供することにより、典型的な海洋駆動装置の制限を解決する。駆動組立体は、特定の船設計特徴、性能目的、及び／又はミッション要求を補足するために、外殻内の、または多外殻船の場合には複数の外殻内の、任意の場所に位置決めできる。より従来の配置の例は、「船内」設置の典型として、船尾梁の前方または前方近傍であり、船外エンジン、内外機式エンジン、及び他の同様な船尾梁上の設置の適合用には、船尾梁の後方または後方近傍である。ここに開示される駆動システムは、タービンエンジン、内燃機関、または他の適当なトルク生成手段に使用することができる。以下に記載される新規のピッチ連節駆動システム設計は、任意の数のエンジン、任意のタイプまたは作りのエンジンに、船上で位置決めされる異なる推進パッケージ構造で統合する能力を含む、操縦、動力装置の柔軟性を組み込む。駆動システムは、また、海洋エンジン動力出力の全ての測定値を取り扱うように調整することができ、ピッチ（垂直軸線）、ステア（水平軸線）、及び差動推進管理のために、単一または多駆動船の、コンピュータベースの活動中の推進ベクトル制御システムと統合するように処理される。新規の駆動システムは、サイズ及び重さに関わらず、丈夫で、多数の設置要求を満たすように調整されるか構成された、比較的軽量設計の、様々な海洋船に対応する。３６０度ステアリングのような、記載された駆動技術の設計要素及び構成部品を、全体の性能及び能力を大きく強化するために、既存の海洋船外及び内外機式製品に適用することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
海洋駆動組立体は、中に形成された少なくとも一つの空洞を有する少なくとも一つの船殻を含む。少なくとも一つの駆動組立体は、少なくとも一つの空洞内に配置される。少なくとも一つの駆動組立体は、上ユニットと、下ユニットと、を含む。上ユニットは、駆動組立体のピッチを垂直軸線周りに調整するために、外殻空洞内に枢動可能に設けられる。下ユニットは、上ユニットに結合され、船を水域を介して推進させるための推進部材を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明の海洋推進システム１０は、ここに援用される米国特許第６，９０２，４４８号のものと同様の全平行シャフト設計を利用してもよい。前述の参照特許に開示され、図９に示されるように、全平行設計は、一対の減速ギヤによってエンジンの駆動シャフトに連結される入力シャフトを含む。主駆動シャフトは、減速ギヤから（油圧式またはその他の）クラッチまで、次いで、第二減速用の駆動ギヤまで延びる。入力シャフトは、駆動シャフトを通って、レバーアームまで延びるシフトロッドを受け入れるように、中空であり、レバーアームは、２つの中間シャフト上でかみあいクラッチに連結されるロッドに連結される。シフトロッドは、シフトロッドとレバーアームの間で相対的回転を許すように、ロッドの端部に形成されたボール軸受及びレースで連結されたセグメントに形成される。２つの中間シャフトは、主入力シャフトとプロペラシャフトの間に、平行配置で設けられる。これらは、垂直に整列されたセットのギヤによって互いに連結される。一つのギヤのセットは、前進駆動を提供し、垂直配置の４つのギヤを有する。逆転ギヤのセットは、第１中間シャフトのすぐ下のシャフトにオフセットした逆転ギヤを含む、５つのギヤを有する。垂直セットのギヤは、ハウジングのフォイル部分に非常に薄い並び合った側断面を提供するのに使用される。かくして、動力は、大きな直径のギヤを使用することなしに、下方に伝達される。主駆動シャフトの一端でのシフトカムの移動は、主駆動シャフト及び第２駆動ギヤを駆動するように油圧クラッチと係合する。同時に、レバーアームは、前進方向または逆方向のいずれかに対応して、２セットのギヤのうち１つと係合するようにかみあいクラッチを２つの中間シャフト上で移動させるように動く。これらのギヤは、次いで、プロペラシャフトに設けられたギヤに連結するように下方に延びる最後のセットのギヤを回すように第２駆動シャフトを駆動する。
【０００６】
追加的に、本発明の海洋駆動システム１０は、垂直シャフト／ベベルギヤ設計を使用してもよい。海洋駆動システム１０は、プッシャー、プラー、及びツインプロペラ反回転駆動設計用に構成されることができる。上記及び下記の、異なるシャフト及びギヤ設計の選択肢をいつ採用するかの決定は、意図する船のサイズ、運転重量、推進動力要求、及び意図する性能に固有のものである。
【０００７】
全平行シャフトの選択肢は、任意の船の要求に取り組むのに必要な強度を提供する一方、全体にわたって、単純で、丈夫で、流体力学的に効率的な縦断面を維持する。垂直シャフト／ベベルギヤ要素は、以下に詳細に記載するように、同様の強度を提供することができ、操縦可能な駆動配置に適応する能力を有する。垂直シャフト／ベベルギヤ要素を、それが高喫水差の付加物で、船全体の流体力学的効率及び特性にとって許容できない不利益にならないように配置された駆動装置の垂直シャフト／ベベルギヤ部分を有する高馬力用途に利用してもよい。
【０００８】
垂直シャフト／ベベルギヤ駆動設計を、全平行デザインよりも小さい馬力等級で本発明に利用してもよい。全垂直シャフト／ベベル設計は、典型的な小−中型船の馬力要求に対応することが可能である。
【０００９】
図１及び図８を参照すると、本発明の海洋推進システム１０は、船殻１５を含み、船殻１５は、船１５の船尾部分に形成された船尾梁２０を有する。船１５は、船尾梁の前方で船殻１５に形成された空洞２５を含む。駆動組立体３０が、上ユニット３５及び下ユニット４０を含む。駆動組立体３０の上ユニット３５は、垂直軸線周りの駆動組立体３０のピッチを調整するための、外殻−空洞２５内に枢動可能に設けられる。駆動組立体３０の下ユニット４０は、駆動組立体３０の上ユニット３５に取り付けられ、船１５を駆動するための推進部材４５を含む。
【００１０】
本発明の駆動組立体３０は、本発明の海洋駆動システム１０で使用されるエンジンを収容するエンジンルームのような、船１５の内部の全構成部品から完全に密閉された水密且つ堅固な構造の外殻空洞２５の内部で、船１５の外部に設けられてもよい。水密外殻空洞１５を通して要求される唯一の貫通は、以下により詳細に記載されるように、トラニオンハブ５０、及び流体圧／電気的／光ファイバー線／ケーブルのためであり、流体圧／電気的／光ファイバー線／ケーブルは、電気−流体圧制御作動流体圧シリンダおよび流体圧モータと、駆動ピッチ作動、操縦作動、及び駆動位置表示を担うセンサとを提供するのに必要とされる。
【００１１】
２つのトラニオンハブ５０が、１つの駆動組立体３０ごとに、駆動装置の上ユニット３５のギヤボックス５６の各側方に１つずつ要求される。取付構造の選択肢は、１つの駆動シャフト６５の通過を許すための、１つの堅いトラニオンハブ５０と、１つの中空中央空洞トラニオンハブ５０と、を含むか、または、２つの駆動シャフト６５の通過を許すために駆動組立体３０の各側方に１つずつの、２つの中空中央空洞トラニオンハブ５０を含む。駆動組立体３０は、海洋駆動システム１０の設計及び構造に応じて、１つまたは２つの駆動シャフト６５に結合されることができる。駆動シャフト６５は、トラニオンハブ５０の中空中央空洞７０を通って入ることにより、駆動組立体３０と係合する。駆動装置の上ユニット３５のギヤボックス５６は、中空中央空洞７０のトラニオン５０につき、１つだけの駆動シャフト６５、言い換えると、駆動組立体３０の各側方につき最大１つの駆動シャフト６５を受け入れるように設計される。駆動組立体３０は、片側から、又は両側を通して同時に駆動されてもよい。
【００１２】
外殻空洞は、意図的に、船が空転している間、または低速で動いている間、要素に露出し、水で満たされるように期待される。テーパー付けられたタレットを、海洋駆動システム１０の流体力学的効率を改善するように組み込んでもよい。タレットは、駆動組立体３０の上ユニット３５の大きな外径が、潜在的に大きな喫水差の懸念になるのを保護するのに使用される。駆動組立体３０の上ユニット３５は、操縦組立体のような、より大きな駆動構成部品を収容し、操縦システムの流体圧モータ１３５の外部設置に対応する。タレットは、また、水が、駆動システムの外殻空洞２５に勢いよく流れ込むのを阻止することができる。タレットは、中速及び高速での水のスムースな流れ及び駆動組立体の上ユニット３５の外殻空洞２５からの隔離を維持するために、駆動組立体３０の上ユニット３５に取り付けられた精密許容差のハウジングとして、駆動組立体３０をまたぐ。
【００１３】
任意の船での駆動組立体３０の配置は、船の全体の性能に多大な影響を及ぼす重大な設計決定である。本発明の駆動組立体３０に独特なことは、配置決定にピッチ弧を考慮にいれる必要があることである。通常の意図した操作中であれば、駆動組立体３０に連節することによって作られた弧が、推進ベクトルを、外殻空洞２５内にまたは船殻１５に抗して配置することは、非常に非効率的である。もし他の工学要求と対立しないのであれば、設計者は、駆動組立体３０の配置にいくつかの選択肢を有する。第１に、生成された推進ベクトルが妨げられないように、駆動組立体３０を更に船尾に移動させてもよく、これは、移動の端で船尾梁２０を越えて延びるとき、アップピッチまたは「アップトリム」の弧を有することを含む。第２に、図８に示すように、切り込みを入れるまたはトンネルを掘ることによって船尾外殻空洞２５の領域及び船尾梁２０を、推進ベクトルの規制を除去するのに必要な程度まで、開いてもよい。そのような設計では、トラスまたは同様の荷重受け構造を、開放船尾梁２０の領域の上にわたることによって強度を提供するのに使用することができる。第３に、アップピッチまたは「アップトリム」角度を、船殻１５または外殻空洞２５によって推進ベクトルが決して逆に影響しないように、制限してもよい。
【００１４】
図１乃至図７に示すように、トラニオンハブ５０及び対応するトラニオンボス５２は、外殻空洞２５に形成され、枢動中、長期間強度及び制限された摩擦／摩耗操作をもたらす。駆動組立体３０の外殻空洞２５に対する枢動をもたらす変形構造部材を、本発明に使用してもよいことは、理解されるべきである。トラニオンハブ５０は、本発明の海洋推進システム１０において多くの機能を果たす。トラニオンハブ５０は、駆動組立体３０の取付構造として役立ち、駆動組立体３０を外殻空洞２５内で中央に置く。トラニオンハブ５０は、駆動組立体３０が外殻空洞２５に対して枢動するのを可能にし、駆動組立体３０のポジティブ及びネガティブの両方のピッチ連節を可能にする。トラニオンハブ５０は、駆動組立体３０を、エンジンに直接、またはもし利用されるなら組合わさっているギヤボックスに機械的に連結するエンジンの数に応じて、駆動シャフトまたはシャフト７０を収容する。トラニオンハブ５０は、外殻空洞をエンジン室及び／又は外殻内部の他の構成部品から密閉することを可能にする。トラニオンハブ５０は、外殻空洞２５に固く取り付けられた対応するトラニオンボス５２で、駆動の上ユニット３５に固く取り付けられる。トラニオンハブ５０は、密閉ベアリング、または、トラニオンハブ５０及びトラニオンボス５２の間に挿入することができるブッシュのような他の密閉可能な摩擦／摩耗減少機構を介して、トラニオンボス５２内で回転する。
【００１５】
推進ベクトル角度に対する海洋駆動システム１０のピッチまたは「トリム」特性は、次の要因を含むいくつかの要因によって大きく影響を受ける。１）駆動組立体３０の枢軸点の位置及び支柱または他の推進部材４５への近接、及び２）推進部材４５の中立駆動「トリム」での水深。枢軸点及び推進部材４５の間のより短い水平距離は、より深い中立推進ベクトル位置を必要とする。この構成は、「アンダートリム」と「アップトリム」の間での駆動装置のより均一な分配により、増大したピッチの支配を望む用途には、より魅力的である。枢動点と推進部材４５の間の水平距離を増大させることは、より浅い中立推進ベクトル位置を必要とする。この構成は、喫水差を減ずるために、できるだけ駆動組立体３０を水から上げることに重点を置いて、水面にほぼ平行に推進ベクトルを配置する、速度に対して最適化された推進ベクトルを望む、高性能船の用途には、より魅力的である。
【００１６】
図６を参照すると、本発明の海洋駆動システム１０は、電動油圧制御作動油圧シリンダ９２のような、ピッチアクチュエータ９０によって連接されたポジティブピッチ及びネガティブピッチであるが、しかしながら、ピッチアクチュエータ９０は、ボールスクリューアクチュエータのような、駆動組立体３０を枢動させることができ、駆動組立体３０の推進ベクトル角度変化を毎秒５０乃至６０°の大きさで支持することができる、任意の適当な機構であってもよい。電動油圧制御作動油圧シリンダ９２は、船制御システムから受け取った正確な位置決め指示に応答する。ピッチ制御油圧シリンダ９２は、駆動組立体３０を連接するのに必要な油圧を生成し維持するのに使用することができる、機械的または電気的なポンプを含んでもよい。単一アクチュエータピッチ制御構造の場合には、ピッチ制御油圧シリンダ９２の理想的な取付位置は、駆動組立体３０の頂点でゼロ度、または１２時位置と参照される、駆動組立体３０の中立での、静止したゼロピッチ位置にあるとき、駆動組立体３０に対して約４５度の角度で、船の船首に向かって駆動組立体３０の前方である。油圧シリンダ９２のこの位置は、十分な「アンダートリム」（「イントリム」または「ダウントリム」とも称される）での推進ベクトル角度の素早い垂直調整を許し、これは、表面貫通モードの場合では、駆動組立体３０の固有の設計及び枢動点に応じて非常に積極的なピッチ角度である、駆動装置の「アップトリム」（「アウトトリム」とも称される）移動を妨げず、または制限することがない。ピッチ制御油圧シリンダ９２の前方取付は、船舶設計技師に、船尾梁２０を開放し、駆動装置の外殻空洞２５の船尾に切り込みを入れ、またはトンネルを掘ったままにする自由度をもたらす。開放船尾梁２０は、駆動組立体３０の構造を、表面貫通モード用に最適化した、高性能船設計を可能にする。油圧シリンダ９２のプッシュ−プルロッド９４は、強度と、船の設計チームによって意図されたピッチ制御の範囲を達成するのに要求される必要動作自由度の両方を提供するように、駆動組立体３０に結合される。
【００１７】
図１及び図６に示されるように、本発明の一つの側面では、トラニオンブラケット９５が、油圧シリンダのプッシュ−プルロッド９４を駆動組立体３０に固定するために、駆動組立体３０の上ユニット３５に取り付けられている。油圧シリンダ９２のベースは、前述の外殻空洞２５の取付点に固定的に設けられるであろう。トラニオンブラケット９５の組立体の駆動組立体３０における位置は、油圧シリンダの制御ロッド９４の長さ／逃げ／移動を最小にすることと、同時に駆動組立体３０の連節中の、ピッチ制御油圧シリンダ９２の影響力の利点を最大にすることとの間でバランスをとることを意図する重要な決定である。油圧シリンダの制御ロッド９４の長さ／逃げ／移動は、駆動組立体３０の推進部材４５が、推進ベクトルを船の設計及び性能の目的を満たすのに必要なだけ変更できる十分な距離だけ前方及び後方に移動されるようになっている。プロペラ、羽根車、ジェットノズルのような推進部材４５によって作られた推進ベクトルを、任意の船を安定化させるための船制御システムによって迅速に操縦することができる。
【００１８】
図１乃至図７に示すように、海洋駆動システム１０は、操縦可能であり、且つピッチ連節可能である。動力は、トラニオンハブ５０の中央に置かれた主水平入力シャフト７０から、上ユニット３５及び下ユニット４０の両方を介して中央に垂直下方に置かれた主駆動組立体シャフト１００に伝達される。主駆動組立体シャフト１００は、駆動組立体３０の下ユニット４０に位置する水平プロペラシャフト１０５に連結してもよい。直角伝達が、ベベルギヤで達成される。中空ステアリングスピンドル１１０が、駆動組立体３０の上ユニット３５内で、上軸受セット及び下軸受セットによって、吊り下げられている。ステアリングスピンドル１１０は、駆動組立体３０の下ユニット４０に固定的にボルト止めされる。ステアリングスピンドル１１０は、スピンドル１１０に結合されたギヤ１１５を含む。ギヤ１１５は、スピンドル１１０及び駆動組立体３０の下ユニット４０を回転させるウォームギヤ組立体１２０と噛み合い接触状態にある。上述のように、駆動組立体３０の下ユニット４０は、３６０度回転可能である。ウォームギヤ組立体１２０は、ギヤ１１５の外周縁でステアリングスピンドル１１０に結合される。ウォームギヤ組立体１２０は、駆動組立体３０の上ユニット３５に設けられたボス１３０内に設けられる。駆動組立体３０の上ユニット３５に設けられた油圧モータ１３５は、ウォームギヤ組立体１２０を回し、次に駆動組立体３０の下ユニット４０だけを回転させる。変形ギヤ作動組立体及び動力機構を本発明に使用してもよいことは理解されるべきである。油圧モータ１３５の作動を有するウォームギヤ組立体１２０は、操縦可能なピッチ連節駆動駆動組立体３０を備えた船体のエンジンによって駆動される垂直駆動シャフト１００の動きとは独立して、駆動組立体３０の下ユニット４０を回転させることができる。
【００１９】
本発明の一側面では、駆動組立体３０は、駆動組立体上の動力パルスの影響を減ずることができるトルクダンパーを含んでもよい。一組の非限定的例は、調和平衡器、トルク変換器、油圧及び空圧ダンパー、フライホイール、クラッチパック、及び他のトルクダンパー機構を含む。上に記載されない他のトルクダンパー機構を本発明に使用してもよいことは、理解されるべきである。これらのトルクダンパー機構は、駆動組立体３０、エンジン、及び特定の船の推進システムの構造に応じて、組み合わせギヤボックス及び／又はトランスミッションにあってもよい。全体の駆動システム１０の設計内で、トルクダンパー解決策に関する多大な自由度が存在する。
【００２０】
本発明の新規な海洋駆動システム１０は、ガスタービンエンジン、スチームタービンエンジン、従来の内燃ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、燃料電池動力電気モータ等を含む、全ての既知のエンジン／モータ／動力装置の技術との統合によく適合する。記載された海洋駆動システム１０は、等しい、または異なるタイプ及び動力／トルク生成能力の、一つまたはそれ以上の動力装置と容易に統合する。記載された海洋駆動システム１０は、一つまたはそれ以上の動力装置によって直接的に、または一つまたはそれ以上の動力装置によって一つまたはそれ以上の組み合わせギヤボックス及び／又はトランスミッションを介して間接的に駆動されることができる。
【００２１】
図１０を参照すると、ツインディーゼルエンジン構造の駆動用途の例が示される。各エンジン２２１は、トランスミッション／組み合わせギヤボックス組立体２２５及び一対のピッチ連節推進組立体２２８に連結される。推進組立体２２８は、かみあったベベルギヤの入力シャフトの中心線で枢動し、それによりユニバーサルジョイント等を除去する。示すように、トランスミッション組立体の中に延びる駆動シャフト２２３を有する一対のディーゼルエンジン２２１がある。トランスミッション組立体は、エンジンから軸方向に延びるベベルギヤ付シャフトが、横方向シャフト２１１に設けられたベベルギヤと絡まったギヤ２２９を有する、クラッチ組立体２２４を有する。本発明の一側面では、駆動組立体３０は、開放船尾梁２０で構成されてもよく、または細長い外殻空洞２５は、浅い水操作中の障害物回避のために、または水外伝達及び持ち上げに対応するために、水平またはほぼ水平位置に置かれてもよい。
【００２２】
駆動組立体３０は、深さ測定機または障害物回避技術との関連で、船センサが、特に浅い水環境でクリアランスの懸念を認識したとき、自動的に操作者設定を無効にすることができる。より高速の操作では、ロジックを、水面下の陸塊の傾斜変化を認識し、速度、傾斜及び駆動深さの間の関係に基づいて起こりそうな駆動ストライクを予測するように、船制御システムに組み込むことができる。
【００２３】
本発明の駆動組立体３０の構成部品は、既存の海洋船外機付ボートに適合でき、全体の性能及び能力を改善する。船外発電機（モータ）１５０は、上ユニット３５の直角駆動ギヤボックス５６の部分に取って替わり、下方ユニット４０に回転可能に結合される。下ユニット４０は、船外発電機１５０と独立して、水平軸線周りに３６０度より小さく、または等しく、またはそれより大きく回転することができる。下ユニット４０は、船を、水域を介して推進するための推進部材４５を含む。下ユニット４０の独立回転は、推進部材４５の水平軸線周りの推進ベクトルを変更し、それはかわりに船を操縦するのに使用される。上述のように、海洋駆動組立体１０は、ステアリングスピンドル１１０を含み、該ステアリングスピンドル１１０は、船外発電器１５０内に吊り下げられ、駆動組立体３０の下ユニット４０に取り付けられたステアリングスピンドル１１０でステアリングスピンドル１１０に結合されたギヤ１１５を有する。上述の実施形態と同様に、ウォームギヤ組立体１２０が、船外発電器１５０の組立体に設けられる。ウォームギヤ組立体１２０は、下ユニット４０を水平軸線周りに回転させるために、ステアリングスピンドル１１０のギヤ１１５と噛み合い接触状態にあるウォームギヤを含む。船外機付船の従来のステアリング組立体の任意的な除去、及び発電器１５０に油圧ポンプを設置する必要性をのぞけば、船外駆動組立体３０の設置及び操作は、全ての現在の船外機付ボートの統合方法と同一である。設置の選択肢は、元の船外操縦手段を維持する必要がある低速での高精度の機動性のために、パートタイムで３６０度ステアリング能力を適用すること、または、元の船外操縦手段を廃棄する結果となる、常時３６０度ステアリング能力を適用することを含む。発電器１５０は、ウォームギヤ組立体１２０を操作するのに必要な油圧を提供する一体の油圧ポンプを含んでもよい。
【００２４】
本発明の駆動組立体１０の構成部品は、既存の海洋内外機式船に適合させることができ、全体の性能及び能力を改善する。ここで、内外機式船の上駆動組立体１７０は、上ユニット３５の直角駆動ギヤボックス５６の部分に取って替わり、下ユニット４０に回転可能に結合される。下ユニット４０は、内外機式船の上駆動組立体１７０と独立して、水平軸線周りに３６０度より小さく、または等しく、またはそれより大きく回転されることができる。下ユニット４０は、船を水域を介して推進させる推進部材４５を含む。下ユニット４０の独立回転は、推進部材４５の水平軸線周りの推進ベクトルを変更し、これはかわりに船体を操縦するのに使用される。追加的に、内外機式船の上駆動組立体１７０内に吊り下げられたステアリングスピンドル１１０は、下ユニット４０に取り付けられたステアリングスピンドル１１０でステアリングスピンドル１１０に結合されたギヤ１１５を含む。上述のように、駆動組立体３０は、内外機式船の上駆動組立体１７０に設けられたウォームギヤ組立体１２０を含む。ウォームギヤ組立体１２０は、駆動組立体３０の下ユニット４０を水平軸線周りに回転させるために、ステアリングスピンドル１１０のギヤ１１５と噛み合い接触状態にあるウォームギヤを含む。内外機式船の従来の操縦組立体の任意的な除去、及び船内モータに油圧ポンプを設置する必要性をのぞけば、内外機式組立体１７０の設置及び操作は、内外機式船の統合の全ての現在の方法と同一である。設置の選択肢は、元の内外機式船の操縦手段を維持する必要がある、低速での高精度な機動性のためにパートタイムで３６０度ステアリング能力を付与すること、または元の内外機式船の操縦手段を破棄する結果となる、常時３６０度ステアリングを付与することを含む。船内モータは、ウォームドライブを操作するのに必要な油圧を提供する一体油圧ポンプを含んでもよい。
【００２５】
本発明は、例示的な方法で記載された。使用された文言は、限定ではなく、記載の言葉の性質のためのものであること意図していることは理解されるべきである。本発明の多くの改造及び変更が上の教示の下で可能である。したがって、添付の請求項の範囲内で、本発明は、特に記載された以外に実施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の海洋駆動システムの斜視図である。
【図２】本発明の海洋駆動システムの斜視図である。
【図３】本発明の海洋駆動システムの斜視図である。
【図４】本発明の海洋駆動システムの断面図である。
【図５】本発明の海洋駆動システムの平面図である。
【図６】本発明の海洋駆動システムのトリムアークの詳細を示す斜視図である。
【図７】本発明の海洋駆動システムの側面図である。
【図８】空洞と、ノッチを有する船尾梁と、を含むボート外殻と、空洞内に配置された駆動組立体の斜視図である。
【図９】平行シャフト構造を有する駆動組立体の側面図である。
【図１０】本発明の駆動システムのツインディーゼルエンジン版の図である。
【図１１】本発明の船外エンジン付の海洋駆動システムの斜視図である。
【図１２】本発明の内外機式エンジンの海洋駆動システムの斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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