(57)【要約】【課題】減速装置が不要で小型化が容易で低コスト化が可能なポッド型推進器を提供する。【解決手段】内側ケーシング１１により回転中心Ｘの周りで回転可能に保持された回転軸１２に、内側ケーシング１１の前方にて羽根車１４を取り付ける。内側ケーシング１１の前方から径方向外方にかけて位置する外側ケーシング２１の前端部には吸入口２２が形成され、内側ケーシング１１の外周面と外側ケーシング２１の内周面との間に鞘状の流体流路が形成される。羽根車１４は吸入口２２から吸入した流体を流体流路へと送給し、この流体流路には流体を回転中心Ｘに沿った方向へと整流させる整流部材２４が設けられる。内側ケーシング１１の流体流路の後方まで延びた後端部は円錐形状をなす。内側ケーシング２１内には回転軸１２の回転を駆動する電動機１５が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側ケーシング；
該内側ケーシングにより回転中心の周りで回転可能なように保持された回転軸；
前記回転中心の方向に関して前記内側ケーシングの前方に位置し、前記回転軸に取り付けられた羽根車；及び、
前記回転中心に関して少なくとも前記羽根車の前方から径方向外方にかけて位置する流路形成部材、を備え、
前記流路形成部材の前端部には前記回転中心上に位置する吸入口が形成されており、前記内側ケーシングと前記流路形成部材との間に流体流路が形成されており、前記羽根車は前記吸入口から吸入した流体を前記流体流路を介して後方に送給し、前記内側ケーシングの外周面の外側には前記流体を前記回転中心に沿った方向へと整流させる整流部材が配置されていることを特徴とするポッド型推進器。
【請求項２】
前記流路形成部材は、前記内側ケーシングに前記回転中心の周りでの相対的回転が不能なように直接的または間接的に取り付けられた外側ケーシングからなることを特徴とする、請求項１に記載のポッド型推進器。
【請求項３】
前記流路形成部材は前記羽根車に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のポッド型推進器。
【請求項４】
前記流路形成部材の一部は前記回転中心の方向に関して後方に前記整流部材の外側まで延びていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポッド型推進器。
【請求項５】
前記内側ケーシングは前記回転中心の方向に関して前記整流部材の後側にまで延びており、前記内側ケーシングの後端部は円錐形状をなしていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポッド型推進器。
【請求項６】
前記内側ケーシング内には前記回転軸の回転を駆動するための電動機が配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポッド型推進器。
【請求項７】
前記内側ケーシングには前記回転中心を横切る方向に延びたストラットが接続されており、該ストラット内には原動軸が延びており、前記内側ケーシング内には前記原動軸から前記回転軸へと回転力を伝達するための回転力伝達手段が配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポッド型推進器。
【請求項８】
内側ケーシング；
該内側ケーシングにより回転中心の周りで回転可能なように保持された回転軸；
前記回転中心の方向に関して前記内側ケーシングの前方に位置し、前記回転軸に取り付けられた羽根車；及び、
前記回転中心に関して前記羽根車の前方から径方向外方にかけ更に前記内側ケーシングの径方向外方から後方にかけて位置する外側ケーシング、を備え、
前記外側ケーシングの前端部には前記回転中心上に位置する吸入口が形成されており、前記外側ケーシングの後端部には吐出口が形成されており、前記内側ケーシングと前記外側ケーシングとの間に流体流路が形成されており、前記羽根車は前記吸入口から吸入した流体を前記流体流路を介して前記吐出口へと送給し、前記内側ケーシングの外周面の外側には前記流体を前記回転中心に沿った方向へと整流させる整流部材が配置されていることを特徴とするポッド型ポンプ装置。
【請求項９】
前記内側ケーシングの後端部は円錐形状をなしていることを特徴とする、請求項８に記載のポッド型ポンプ装置。
【請求項１０】
前記内側ケーシング内には前記回転軸の回転を駆動するための電動機が配置されていることを特徴とする、請求項８〜９のいずれか一項に記載のポッド型ポンプ装置。
【請求項１１】
前記内側ケーシングには前記回転中心を横切る方向に延びたストラットが接続されており、該ストラット内には原動軸が延びており、前記内側ケーシング内には前記原動軸から前記回転軸へと回転力を伝達するための回転力伝達手段が配置されていることを特徴とする、請求項８〜９のいずれか一項に記載のポッド型ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舶用推進器の一種であるポッド型推進器及びポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポッド型推進器は、船体に下向きに垂下するように取り付けられたストラットの下端部に取り付けられ、ポッド内に電動機を配置し、該電動機の出力に基づき回転する回転軸の一端をポッド外へと突出させ、ここに推進翼を取り付けたものである。ポッド型推進器によれば、ストラットを上下方向中心軸の周りで回転または回動させることで推進方向を変化させることができ、舵が不要になる。このようなポッド型推進器は、たとえば特開２００４−１４２７００号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００３】
また、従来の遠心ポンプでは、たとえば特開２００６−７７６９４号公報（特許文献２）に記載されているように、吸入口と吐出口とを設けたケーシング内にて回転軸に取り付けられた羽根車を配置し、ケーシング外に配置された回転駆動源により回転軸を回転させるようにしている。
【特許文献１】特開２００４−１４２７００号公報
【特許文献２】特開２００６−７７６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、従来のポッド型推進器では、一般に、より高い推進効率を得るためには、電動機の出力軸から推進翼回転軸へと回転力を伝達するに際して減速装置を使用して回転数を低減することが好ましい。そのようにする場合には、ポッド型推進器の小型化が困難になるという問題点がある。
【０００５】
また、従来の遠心ポンプでは、吸入した流体を羽根車の径方向外方に設けられた吐出口から吐出させるので、装置の径方向寸法の低減には不利である。
【０００６】
本発明の１つの目的は、以上のような技術的課題に鑑みて、減速装置が不要で、小型化が容易で、低コスト化が可能なポッド型推進器を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、径方向寸法の低減が容易なポッド型ポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、以上の如き目的のいずれかを達成するものとして、
内側ケーシング；
該内側ケーシングにより回転中心の周りで回転可能なように保持された回転軸；
前記回転中心の方向に関して前記内側ケーシングの前方に位置し、前記回転軸に取り付けられた羽根車；及び、
前記回転中心に関して少なくとも前記羽根車の前方から径方向外方にかけて位置する流路形成部材、を備え、
前記流路形成部材の前端部には前記回転中心上に位置する吸入口が形成されており、前記内側ケーシングと前記流路形成部材との間に流体流路が形成されており、前記羽根車は前記吸入口から吸入した流体を前記流体流路を介して後方に送給し、前記内側ケーシングの外周面の外側には前記流体を前記回転中心に沿った方向へと整流させる整流部材が配置されていることを特徴とするポッド型推進器、
が提供される。
【０００９】
本発明の一態様においては、前記流路形成部材は、前記内側ケーシングに前記回転中心の周りでの相対的回転が不能なように直接的または間接的に取り付けられた外側ケーシングからなる。本発明の一態様においては、前記流路形成部材は前記羽根車に取り付けられている。本発明の一態様においては、前記流路形成部材の一部は前記回転中心の方向に関して後方に前記整流部材の外側まで延びている。
【００１０】
本発明の一態様においては、前記内側ケーシングは前記回転中心の方向に関して前記整流部材の後側にまで延びており、前記内側ケーシングの後端部は円錐形状をなしている。本発明の一態様においては、前記内側ケーシング内には前記回転軸の回転を駆動するための電動機が配置されている。本発明の一態様においては、前記内側ケーシングには前記回転中心を横切る方向に延びたストラットが接続されており、該ストラット内には原動軸が延びており、前記内側ケーシング内には前記原動軸から前記回転軸へと回転力を伝達するための回転力伝達手段が配置されている。
【００１１】
また、本発明によれば、以上の如き目的のいずれかを達成するものとして、
内側ケーシング；
該内側ケーシングにより回転中心の周りで回転可能なように保持された回転軸；
前記回転中心の方向に関して前記内側ケーシングの前方に位置し、前記回転軸に取り付けられた羽根車；及び、
前記回転中心に関して前記羽根車の前方から径方向外方にかけ更に前記内側ケーシングの径方向外方から後方にかけて位置する外側ケーシング、を備え、
前記外側ケーシングの前端部には前記回転中心上に位置する吸入口が形成されており、前記外側ケーシングの後端部には吐出口が形成されており、前記内側ケーシングと前記外側ケーシングとの間に流体流路が形成されており、前記羽根車は前記吸入口から吸入した流体を前記流体流路を介して前記吐出口へと送給し、前記内側ケーシングの外周面の外側には前記流体を前記回転中心に沿った方向へと整流させる整流部材が配置されていることを特徴とするポッド型ポンプ装置、
が提供される。
【００１２】
本発明の一態様においては、前記内側ケーシングの後端部は円錐形状をなしている。本発明の一態様においては、前記内側ケーシング内には前記回転軸の回転を駆動するための電動機が配置されている。本発明の一態様においては、前記内側ケーシングには前記回転中心を横切る方向に延びたストラットが接続されており、該ストラット内には原動軸が延びており、前記内側ケーシング内には前記原動軸から前記回転軸へと回転力を伝達するための回転力伝達手段が配置されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内側ケーシングと流路形成部材または外側ケーシングとの間に流体流路を形成し、羽根車により吸入口から吸入した流体を、流体流路を介し且つ内側ケーシングの外周面の外側に配置した整流部材により整流しながら、送給するようにしたので、減速装置が不要で、小型化が容易で、低コスト化が可能なポッド型推進器を提供することができ、また、径方向寸法の低減が容易なポッド型ポンプ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の具体的な実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は本発明によるポッド型推進器の一実施形態を示す模式的分解斜視図であり、図２はその組立て状態を示す模式的斜視図であり、図３はこのポッド型推進器の模式的正面断面図であり、図４はこのポッド型推進器の模式的側面断面図であり、図５はポッド型推進器を装備した船舶の模式図である。
【００１６】
内側ケーシング本体部１１Ａに内側ケーシング蓋体部１１Ｂが取り付けられ、これらを含んで内側ケーシング１１が構成されている。内側ケーシング本体部１１Ａは、砲弾形状をなしており、その後部に内側ケーシング蓋体部１１Ｂがシールリングを介して取り付けられている。内側ケーシング蓋体部１１Ｂにより、ベアリング１３を介して、回転中心Ｘの周りで回転可能なように回転軸１２が保持されている。内側ケーシング本体部１１Ａは、回転中心Ｘに関して略対称的な形状をもつ。
【００１７】
回転中心Ｘの方向に関して内側ケーシング蓋体部１１Ｂの前方に、羽根車１４が位置している。該羽根車１４は、ハブ１４Ａと該ハブに接合され回転中心Ｘの周りの周方向に等間隔で配列された複数の羽根１４Ｂとからなる。ハブ１４Ａは、回転軸１２の前部に取り付けられており、回転中心Ｘの方向に関して前方に凸の略球欠形状をなしている。羽根１４Ｂは、ハブ１４Ａの前面側に位置しており、回転中心Ｘの方向及び該回転中心Ｘに関する径方向の双方に沿って延びている。
【００１８】
内側ケーシング１１内には、回転軸１２の回転を駆動するための電動機１５が配置されている。すなわち、内側ケーシング蓋体部１１Ｂの後面には取付板１６が取り付けられており、該取付板１６に電動機１５が取り付けられている。電動機１５の出力軸は、回転軸１２と直結されている。
【００１９】
内側ケーシング本体部１１Ａの上部には、回転中心Ｘを横切る方向とくに回転中心Ｘと直交する上下方向に延びたストラット１７の下端が接続されている。該ストラット１７の上端は船体Ｓ側の不図示の取付部材に取り付けられており、該取付部材を上下方向を中心として回動または回転させることにより、水平面内で船体Ｓに対する回転中心Ｘの方向を変化させることができる。このような取付部材の上下方向を中心とする回動または回転のための機構としては、従来公知のものを使用することができる。ストラット１７内には、電動機１５と船体Ｓ側の不図示の電源及び制御機器等とを電気的に接続するための配線１８が延びている。
【００２０】
本実施形態においては、回転中心Ｘに関して少なくとも羽根車１４の前方から径方向外方にかけて位置する流路形成部材として、外側ケーシング２１が配置されている。この外側ケーシング２１は、内側ケーシング１１に回転中心Ｘの周りでの相対的回転が不能なように直接的または間接的に取り付けられている。外側ケーシング２１の前端部には回転中心Ｘ上に位置する吸入口２２が形成されている。内側ケーシング１１と外側ケーシング２１との間に流体流路２３が形成されており、羽根車１４は吸入口２２から吸入した流体を流体流路２３を介して後方に送給する。内側ケーシング本体部１１Ａの外周面の外側には流体を回転中心Ｘに沿った方向へと整流させる整流部材２４が配置されている。外側ケーシング２１の一部は回転中心Ｘの方向に関して後方に整流部材２４の外側まで延びている。外側ケーシング２１は、内側ケーシング１１に直接的に取り付けてもよいが、整流部材２４及び／またはストラット１７を介して間接的に内側ケーシング１１に取り付けてもよい。
【００２１】
更にいえば、回転中心Ｘに関して内側ケーシング１１の前方から径方向外方にかけて、外側ケーシング２１が配置されている。該外側ケーシング部材２１は、羽根車１４の前方まで延び出している。外側ケーシング２１の前端部には、回転中心Ｘの近傍に位置する吸入口２２が形成されている。すなわち、該吸入口２２は、回転軸１２の前方に位置する。内側ケーシング本体部１１Ａの外周面と外側ケーシング２１の内周面との間には、鞘状の流体流路２３が形成されている。羽根車１４は吸入口２２から吸入した流体を流体流路２３へと送給する。その際、流体流路２３に送給される液体は、回転中心Ｘの方向に対して斜めの方向に進行する。この液体を回転中心Ｘに沿った方向へと整流させるために、整流部材２４が設けられている。該整流部材２４は、内側ケーシング本体部１１Ａの外周面に突設されたフィンからなるものとすることができる。
【００２２】
内側ケーシング本体部１１Ａは、回転中心Ｘの方向に関して流体流路２３の後方まで延びており、その後部は僅かな膨らみをもった円錐形状をなしている。
【００２３】
本実施形態においては、電動機１５に対して配線１８を介して電気的駆動信号が供給されると、電動機出力軸が回転し、その回転力は、回転軸１２を介して羽根車１４へと伝達される。羽根車１４が回転すると、遠心ポンプ作用により、回転中心Ｘの方向に吸入口２２から吸入された液体が回転中心Ｘに関する径方向に放射状に且つ回転中心Ｘの周りで旋回状に、高速で流体流路２３を進行し、ここで整流部材２４により整流されて、中心軸Ｘの方向に後方へと移送（吐出）せしめられる。内側ケーシング本体部１１Ａの後部では、その円錐形状に基づき液体が減速されて圧力が上昇し、これにより、推力が増加する。
【００２４】
以上のように、本実施形態では、内側ケーシング１１、外側ケーシング２１及びこれらの間に配置された羽根車１４を含んで一種の遠心ポンプが構成され、該遠心ポンプにより鞘状の流体流路２３へと液体が高速に送給され、整流部材２４により整流されて回転中心Ｘの方向の推進力が得られる。良好な推進効率を得るためには、液体を高速で送給するのが好ましく、そのためには従来の推進翼の場合に比べて羽根車１４の回転数を十分に高くすることが好ましい。かくして、高い出力軸回転数の電動機を使用した場合においても、減速装置を使用することなく電動機出力軸を回転軸１２に直結することができる。このため、ポッド型推進器の小型化が可能になり、低コスト化が可能になる。
【００２５】
図６は本発明によるポッド型推進器の他の実施形態を示す模式的正面断面図であり、図７はこのポッド型推進器の模式的側面断面図である。これらの図は、それぞれ上記図３及び図４に相当する部分を示すものであり、図１〜図４におけると同様な機能を有する部材または部分には同一の符号が付されている。
【００２６】
本実施形態においては、ストラット１７内には原動軸３１が延びている。内側ケーシング１１内には、原動軸３１から回転軸１２へと回転力を伝達するための回転力伝達手段が配置されている。該回転力伝達手段は、ベベルギヤ噛み合い機構からなり、回転軸１２の後部に固定された第１のベベルギヤ３２と原動軸３１に固定され第１のベベルギヤ３２と噛み合う第２のベベルギヤ３３とを有する。
【００２７】
本実施形態では、船体Ｓ側に配置された不図示の回転駆動源たとえば電動機の出力軸から、原動軸３１及びベベルギヤ噛み合い機構を介して回転軸１２へと回転力が伝達される。
【００２８】
本実施形態の基本的動作及び作用効果は、上記図１〜図５を参照して説明した実施形態のものと同様である。
【００２９】
図８は本発明によるポッド型ポンプ装置の一実施形態を示す模式的正面断面図であり、図９はこのポッド型ポンプ装置の模式的側面断面図であり、図１０はこのポッド型ポンプ装置を示す模式的斜視図である。これらの図は、それぞれ上記図３、図４及び図２に相当する部分を示すものであり、図１〜図４におけると同様な機能を有する部材または部分には同一の符号が付されている。
【００３０】
本実施形態においては、外側ケーシング２１は、回転中心Ｘに関して羽根車１４の前方から径方向外方にかけ更に内側ケーシング１１の径方向外方から後方にかけて位置している。外側ケーシング１２の前端部には回転中心Ｘ上に位置する吸入口２２が形成されており、外側ケーシング２１の後端部には回転中心Ｘの近傍に位置する吐出口２５が形成されている。内側ケーシング１１と外側ケーシング２１との間に流体流路２３が形成されている。羽根車１４は、吸入口２２から吸入した流体を流体流路２３を介して吐出口２５へと送給する。
【００３１】
以上のように、本実施形態では、内側ケーシング１１、外側ケーシング２１及びこれらの間に配置された羽根車１４を含んで一種の遠心ポンプが構成され、該遠心ポンプにより鞘状の流体流路２３を経て吐出口２５へと液体が高速に送給され、該吐出口２５から液体が吐出される。かくして、ポッド型ポンプ装置の径方向寸法の低減が容易になる。
【００３２】
図１１は本発明によるポッド型推進器の更に別の実施形態を示す模式的分解斜視図であり、図１２はその組立て状態を示す模式的斜視図であり、図１３はこのポッド型推進器の模式的正面断面図であり、図１４はこのポッド型推進器の模式的側面断面図である。これらの図において、図１〜図１０におけると同様な機能を有する部材または部分には同一の符号が付されている。
【００３３】
本実施形態においては、流路形成部材１４Ｃは、回転中心Ｘに関して回転対称性を持ち、羽根車１４に取り付けられており、羽根車１４と一体化している。尚、羽根車１４の羽根１４Ｂは、上記実施形態のものとは異なり、放射平板状ではなく渦巻き曲面板状である。流路形成部材１４Ｃは、所要の機械的強度を持つ金属等の材質からなるものとすることができ、薄型化により軽量化することで、羽根車１４と一体的に回転することが十分に可能である。流路形成部材１４Ｃは、回転中心Ｘに関して少なくとも羽根車１４の前方から径方向外方にかけて位置している。流路形成部材１４Ｃの前端部には回転中心Ｘ上に位置する吸入口２２が形成されている。内側ケーシング本体部１１Ａと流路形成部材１４Ｃとの間に流体流路２３が形成されている。羽根車１４は、吸入口２２から吸入した流体を流体流路２３を介して後方に送給する。内側ケーシング本体部１１Ａの外周面の外側には流体を回転中心Ｘに沿った方向へと整流させる整流部材２４が配置されている。本実施形態では、流路形成部材１４Ｃが回転中心Ｘの方向に内側ケーシング本体部１１Ａの外周面の外方にまでは延びていないので、内側ケーシング本体部１１Ａの外周面からの整流部材２４の高さは、上記実施形態のものより高い。これにより、内側ケーシング本体部１１Ａの外周面に沿って流れる流体に対する整流部材２４の作用は良好なものとなる。
【００３４】
本実施形態によれば、上記実施形態と同様な作用効果が得られ、更に、流路形成部材１４Ｃが羽根車１４と一体化しているので、構成が簡素化され、部品点数を削減することができる。
【００３５】
尚、本実施形態の変形例として、流路形成部材１４Ｃを回転中心Ｘの方向に内側ケーシング本体部１１Ａの外周面の外方にまで延ばしたものが例示される。この場合には、流路形成部材１４Ｃの回転を可能にすべく、整流部材２４及びストラット１７の寸法や形状や配置を本実施形態のものから適宜変更すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明によるポッド型推進器の実施形態を示す模式的分解斜視図である。
【図２】図１のポッド型推進器の組立て状態を示す模式的斜視図である。
【図３】図１のポッド型推進器の模式的正面断面図である。
【図４】図１のポッド型推進器の模式的側面断面図である。
【図５】図１のポッド型推進器を装備した船舶の模式図である。
【図６】本発明によるポッド型推進器の実施形態を示す模式的正面断面図である。
【図７】図６のポッド型推進器の模式的側面断面図である。
【図８】本発明によるポッド型ポンプ装置の実施形態を示す模式的正面断面図である。
【図９】図８のポッド型ポンプ装置の模式的側面断面図である。
【図１０】図８のポッド型ポンプ装置を示す模式的斜視図である。
【図１１】本発明によるポッド型推進器の実施形態を示す模式的分解斜視図である。
【図１２】図１１のポッド型推進器の組立て状態を示す模式的斜視図である。
【図１３】図１１のポッド型推進器の模式的正面断面図である。
【図１４】図１１のポッド型推進器の模式的側面断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１１  内側ケーシング
１１Ａ  内側ケーシング本体部
１１Ｂ  内側ケーシング蓋体部
１２  回転軸
１３  ベアリング
１４  羽根車
１４Ａ  ハブ
１４Ｂ  羽根
１４Ｃ  流路形成部材
１５  電動機
１６  取付板
１７  ストラット
１８  配線
２１  外側ケーシング
２２  吸入口
２３  流体流路
２４  整流部材
２５  吐出口
３１  原動軸
３２，３３  ベベルギヤ
Ｘ  回転中心
【図１】
2009090961.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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