(57)【要約】  単一の原動機が動力例えばトルクをサーフェスドライブなどの複数のファイナルドライブアセンブリまたは他のファイナルドライブへ分配するのを可能にする動力分割ギヤボックスを提供する。動力分割ギヤボックスは、船舶用伝達装置の下流に設けられて、船舶のトランサムに直接的に設置される。ギヤボックスは、複数のファイナルドライブアセンブリの重量を支持するように複数のファイナルドライブアセンブリの設置面を受承支持する後壁を有し得る。ギヤボックスは、ギヤボックスに設置された一対のファイナルドライブアセンブリが船舶を移動させる推進力を提供するために一対のプロペラを逆回転させるように反対方向に回転する２つの出力部を有する。
2012528762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の船舶用パワートレーンシステムと共に使用する動力分割ギヤボックスであって、
船舶のトランサムに対して固定されるギヤボックスハウジングと、
前記ギヤボックスハウジング内に配置されるギヤトレーンであって、前記船舶用パワートレーンシステムの原動機から動力を入力し、その動力を、該ギヤトレーンの複数の別個の位置において該ギヤトレーンによって出力される複数の動力出力成分に分割する前記ギヤトレーンと、
各々が前記複数の動力出力成分の少なくとも１つを前記ギヤトレーンから受け取るように前記ギヤボックスと結合される複数のサーフェスドライブアセンブリとを備え、
前記複数のサーフェスドライブアセンブリの少なくとも一部の相対配向がトリムおよび操舵のために調整される間、前記船舶のトランサムに対して前記ギヤトレーンが一定相対位置を保つ
ことを特徴とする動力分割ギヤボックス。
【請求項２】
前記ギヤボックスハウジングは、前記船舶のトランサムの船外面に取り付けられることを特徴とする請求項１の動力分割ギヤボックス。
【請求項３】
前記複数のサーフェスドライブアセンブリの複数部分は、前記ギヤボックスハウジングに固定式に取り付けられてそれらの間においてサーフェスドライブ間隔幅を画定し、前記ギヤボックスハウジングの幅は、該ギヤボックスハウジングが、該ギヤボックスハウジングが固定式に取り付けられる前記サーフェスドライブアセンブリの前記複数部分を越えて横方向に延出するように、前記サーフェスドライブ間隔幅よりも大きいことを特徴とする請求項２の動力分割ギヤボックス。
【請求項４】
前記ギヤトレーンは、互いに半径方向に略整列された少なくとも４つの歯車を含み、（ｉ）前記少なくとも４つの歯車の少なくとも第１対が第１方向に回転し、（ｉｉ）前記少なくとも４つの歯車の少なくとも第２対が反対の第２方向に回転するように、前記少なくとも４つの歯車は外周面において噛み合っていることを特徴とする請求項１の動力分割ギヤボックス。
【請求項５】
（ｉ）前記複数のサーフェスドライブアセンブリのうちの第１のサーフェスドライブアセンブリが前記少なくとも４つの歯車の前記第１対によって駆動され、且つ、（ｉｉ）前記複数のサーフェスドライブアセンブリのうちの第２のサーフェスドライブアセンブリが前記少なくとも４つの歯車の前記第２対によって駆動されることにより、前記第１および第２のサーフェスドライブアセンブリによって駆動される一対のプロペラは反対方向に回転することを特徴とする請求項４の動力分割ギヤボックス。
【請求項６】
動力が入力される複数の入力部を更に備え、該複数の入力部の各々は、（ｉ）前記ギヤトレーンと、（ｉｉ）少なくとも１つの前記サーフェスドライブアセンブリと、のうちの少なくとも一方と動作可能に接続されることを特徴とする請求項１の動力分割ギヤボックス。
【請求項７】
前記原動機は、前記複数の入力部の１つと動作可能に結合され、第２動力源は、前記複数の入力部の別の異なる１つと動作可能に結合されることを特徴とする請求項６の動力分割ギヤボックス。
【請求項８】
船舶用動力分割推進システムであって、
船舶のトランサムに設置され、原動機から動力を入力し、その動力を複数の動力成分に分割する動力分割ギヤボックスと、
前記動力分割ギヤボックスと動作可能に接続される複数のクラッチアセンブリと、該複数のクラッチアセンブリの各々は、該クラッチアセンブリを介して前記複数の動力成分のうちの対応する１つを選択的に伝達するものであり、
前記複数のクラッチアセンブリと動作可能に接続される複数のファイナルドライブアセンブリと
を備えることを特徴とする船舶用動力分割推進システム。
【請求項９】
前記複数のファイナルドライブアセンブリの各々はサーフェスドライブアセンブリであることを特徴とする請求項８の船舶用動力分割推進システム。
【請求項１０】
前記複数のサーフェスドライブアセンブリの各々は、前記船舶をトリムおよび操舵できるように関節結合可能であることを特徴とする請求項９の船舶用動力分割推進システム。
【請求項１１】
前記複数のサーフェスドライブアセンブリは、
（ｉ）第１プロペラを第１方向へ回転させる第１サーフェスドライブアセンブリと、
（ｉｉ）第２プロペラを反対の第２方向へ回転させる第２サーフェスドライブアセンブリとを含むことを特徴とする請求項１０の船舶用動力分割推進システム。
【請求項１２】
前記複数のクラッチアセンブリの少なくとも１つは、前記原動機からの動力が前記複数のファイナルドライブアセンブリのうちの対応する１つへ変更可能に伝達されることを可能にするように調整可能であることを特徴とする請求項８の船舶用動力分割推進システム。
【請求項１３】
船舶用動力分割推進システムであって、
原動機から動力を入力し、該動力を複数の動力成分に分割する動力分割ギヤボックスであって、船舶のトランサムと当該動力分割ギヤボックスとの接続部分表面積によって画定されるギヤボックス設置表面積を有するように船舶のトランサムに設置される前記動力分割ギヤボックスと、
前記動力分割ギヤボックスに動作可能に接続される複数のファイナルドライブアセンブリであって、該複数のファイナルドライブアセンブリの各々が当該ファイナルドライブと前記動力分割ギヤボックスまたは前記トランサムの少なくとも一方との接続部分表面積によって画定されるファイナルドライブ設置表面積を有する、前記複数のファイナルドライブアセンブリとを備え、
前記ギヤボックス設置表面積が前記ファイナルドライブ設置表面積よりも少なくとも２倍大きいことを特徴とする船舶用動力分割推進システム。
【請求項１４】
前記動力分割ギヤボックスと前記複数のファイナルドライブアセンブリと間に設けられる複数のクラッチアセンブリを更に備え、前記ファイナルドライブ設置表面積は、前記ファイナルドライブと、（ｉ）前記動力分割ギヤボックス、（ｉｉ）前記トランサム、および（ｉｉｉ）前記複数のクラッチアセンブリのうちの少なくとも１つとの間の接続部分表面積によって画定されることを特徴とする請求項１３の船舶用動力分割推進システム。
【請求項１５】
第１動力分割ギヤボックスは船舶トランサムの右舷側に設けられ、第２動力分割ギヤボックスは前記船舶トランサムの左舷側に設けられ、該第１および第２動力分割ギヤボックスの各々は、動作可能に接続される一対のファイナルドライブアセンブリを有することを特徴とする請求項１４の船舶用動力分割推進システム。
【請求項１６】
（ｉ）前記第１動力分割ギヤボックスに動作可能に接続される前記複数のファイナルドライブアセンブリは、対応する逆回転プロペラ対を駆動させる一対のサーフェスドライブアセンブリを含み、
（ｉｉ）前記第２動力分割ギヤボックスに動作可能に接続される前記複数のファイナルドライブアセンブリは、対応する逆回転プロペラ対を駆動させる一対のサーフェスドライブアセンブリを含むことを特徴とする請求項１５の船舶用動力分割推進システム。
【請求項１７】
前記第１動力分割ギヤボックスは動力を第１原動機から入力し、前記第２動力分割ギヤボックスは動力を第２原動機から入力することを特徴とする請求項１５の船舶用動力分割推進システム。
【請求項１８】
動力を入力する複数の入力部と、第２動力源とを更に備え、前記原動機は前記複数の入力部のうちの１つと動作可能に結合され、第２動力源は前記複数の入力部のうちの別の異なる１つと動作可能に結合されることを特徴とする請求項１３の船舶用動力分割推進システム。
【請求項１９】
原動機を作動させ、
前記原動機によって生成された動力を動力分割ギヤボックス内に配置されたギヤトレーンに入力し、
前記ギヤトレーンにおいて前記動力を分割し、前記動力を複数の動力成分として出力し、
前記複数の動力成分を複数のクラッチアセンブリにそれぞれ入力し、
前記複数の動力成分を前記複数のクラッチアセンブリを介して、当該複数のクラッチアセンブリと動作可能に接続される、対応する複数のファイナルドライブアセンブリに選択的に伝達し、
前記複数のファイナルドライブアセンブリのうちの対応するファイナルドライブアセンブリにより、一対のプロペラを互いに反対の回転方向に駆動させること
を備える、船舶推進方法。
【請求項２０】
前記複数のファイナルドライブアセンブリの各々はサーフェスドライブアセンブリであることを特徴とする請求項１９の船舶推進方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して船舶用パワートレーンに関し、特に動力を原動機からプロペラ等の推進装置へ伝達するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
単一のプロペラを駆動する単一のエンジンを有した船舶は、船舶を傾け或いは回転させるプロペラトルク効果を経験することが知られている。複数のプロペラを同じ回転方向に駆動する複数のエンジンを有した船舶もまたプロペラトルク効果に起因する傾きまたは回転を経験することがある。プロペラトルクに誘発される傾きおよび回転は、時として船舶の制御を困難にする。
【０００３】
従って、幾つかの船舶は一対のプロペラを反対方向に回転させる一対のエンジンおよび伝達装置を含む。これは従来から逆回転プロペラと呼ばれている形態であり、船舶へのプロペラトルク効果を低減させ得る。しかしながら、殆どの内燃機関は、（そのクランク軸の）単一回転方向に動作するようにセットアップされているので、一対のエンジンの後方に一対の逆回転プロペラを設けるために、船舶の各側部について、異なる形態の伝達装置およびファイナルドライブの少なくともいずれかが必要となる。これは、右舷側パワートレーンおよび左舷側パワートレーンの形状寸法を含む構成部品が同一ではないので、システム構成の費用や複雑さを付加することになる。
【０００４】
更に、典型的な（ｉ）単一エンジン・単一プロペラ形態、および（ｉｉ）双対エンジン・双対プロペラ形態は、エンジンのエンジントルクまたは動力出力を処理し得るファイナルドライブアセンブリを必要とする。従って、高いトルクまたは動力出力のエンジンを利用する船舶は、極めて大型、高重量、且つ高価なファイナルドライブアセンブリを必要とする。
【０００５】
推進効率を増大させると共にプロペラトルク効果を減少させる他の試みでは、軸方向に整列させられ、互いに当接し、且つ同じファイナルドライブアセンブリを介して、しかし反対方向へ駆動される一対のプロペラが設けられている。これは従来から逆回転プロペラと呼ばれている形態である。しかしながら、逆回転プロペラを設けるには、一般的には、同心状に配置される駆動軸対を必要とするので、外側駆動軸は中空でなければならず、その強度を損なうと共に構成の費用や複雑さを付加することになる。
【０００６】
従来のどのシステムでも、複数のプロペラを高出力船舶用途で使用する高効率で強力且つ小型の船舶用駆動システムを提供するという問題の解決策を提供できていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、単一の原動機から動力を入力すると共に、動力を一対の逆回転プロペラへ分配し得る船舶用動力分割ギヤボックスが必要とされた。完全性を損なわずに複雑さを最小減にする解決策が希望された。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、船舶の船舶用パワートレーンシステムと共に使用する動力分割ギヤボックスに向けられる。好適な実施形態は、プロペラの合計数よりも少ないエンジンで駆動される逆回転プロペラを設けつつ既存のファイナルドライブアセンブリを組み入れることのできる船舶用動力分割ギヤボックスを提供する。単一の原動機からの動力出力を、一対のプロペラを逆回転させる２個のファイナルドライブアセンブリへ分配するために分割することにより、実装されるファイナルドライブアセンブリをより小型にできる。なぜならば、このファイナルドライブアセンブリに必要とされるトルクまたは動力に対する容量は、原動機の合計のトルクまたは動力出力と比較して半分に過ぎないからである。より小型のファイナルドライブアセンブリは、システムの推進効率を増加させ得るより高いピッチ／直径比係数を備えたより小径のプロペラを使用し得る。この特徴はまた、ボートドラフトをより少なくし船舶操作性を向上させ得る。
【０００９】
動力分割ギヤボックスは、船舶のトランサムに対して固定されるギヤボックスハウジングを含む。ギヤトレーンは、ギヤボックスハウジング内に配置される。ギヤトレーンは、船舶用パワートレーンシステムの原動機からの動力を入力し、その動力を複数の動力出力成分に分割する。動力出力成分は、複数の別個の位置においてギヤトレーンによって出力される。複数のサーフェスドライブアセンブリは、各々が複数の動力出力成分の少なくとも１つをギヤトレーンから受け取るようにギヤボックスと結合される。複数のサーフェスドライブアセンブリの各々の少なくとも一部の相対配向がトリムおよび操舵のために調整される間、船舶のトランサムに対してギヤトレーンが一定相対位置を保つように適合される。このように一定相対位置を保つこと或いはギヤトレーンをトランサムに対して固定することにより、ギヤトレーンの回転成分がジャイロトルク作用を船舶の操舵系または他の系に導入することは、操舵される構成部品と一体的に移動するギヤボックスの場合に比べて、より少なくなる。本発明に係る動力分割ギヤボックスの一実施形態において、ギヤボックスハウジングは船舶トランサムの船外面に配置される。複数のサーフェスドライブアセンブリの複数部分は、ギヤボックスハウジングに固定されるように取り付けられ、それらの間にサーフェスドライブ間隔幅を画定する。更に、ギヤボックスハウジングの幅は、ギヤボックスハウジングがギヤボックスハウジングに固定されるように取り付けられたサーフェスドライブアセンブリの前記複数部分を越えて横方向に延出するように、サーフェスドライブ間隔幅よりも大きくてもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態において、ギヤトレーンは、互いに噛み合う複数のヘリカルギヤを含み得る。加えて、ギヤトレーンは、互いに半径方向に整列させられた少なくとも４つの歯車を含むことができ、少なくとも４つの歯車の少なくとも第１対が第１方向に回転し、少なくとも４つの歯車の少なくとも第２対が反対の第２方向に回転するように前記少なくとも４つの歯車は外周面において噛み合っている。複数のサーフェスドライブアセンブリのうちの第１のサーフェスドライブアセンブリが少なくとも４つの歯車の第１対からの歯車によって駆動され、複数のサーフェスドライブアセンブリのうちの第２のサーフェスドライブアセンブリが少なくとも４つの歯車の第２対からの歯車によって駆動されることにより、第１および第２のサーフェスドライブアセンブリによって駆動させられる一対のプロペラが反対方向に回転する。別の実施形態において、船舶への推進誘発トルクの大きさの低下はプロペラ対を反対方向へ回転させることにより実現され得る。
【００１１】
本発明は船舶用動力分割推進システムにも向けられ、そのシステムは、動力を原動機から入力し、その動力を複数の動力成分に分割する動力分割歯車ギヤボックスを含む。複数のファイナルドライブは、動力分割ギヤボックスと動作可能に接続される。複数のファイナルドライブの各々は、複数のトルクまたは動力成分のうちの関連する一つを入力し、その結果、複数のファイナルドライブの各々は、原動機によって供給される動力全体よりも小さい動力を受け、各ファイナルドライブが、エンジンの全体トルクまたは動力出力を扱うことが必要とされるのに比べて、相対的により小型で、より安価で、且つより流体力学的なファイナルドライブを組み入れることが可能となる。複数のクラッチアセンブリは、原動機から入力された動力が、複数のファイナルドライブの中の単一のファイナルドライブへ向けられ得るように、複数のファイナルドライブおよび動力分割ギヤボックスの間に設けられる。
【００１２】
本発明に係る船舶用動力分割推進システムは、ファイナルドライブの各々がサーフェスドライブアセンブリであるように構成され得る。複数のサーフェスドライブアセンブリは、本発明に係る船舶用動力分割推進システムを組み入れた船舶をトリムおよび操舵できるように関節結合可能であり得る。複数のサーフェスドライブアセンブリは、第１プロペラを第１方向に回転させる第１サーフェスドライブアセンブリと、第２プロペラを反対の第２方向へ回転させる第２サーフェスドライブアセンブリを含み得る。複数のクラッチアセンブリの少なくとも１つは、原動機からの動力が、複数の動力成分に変更可能に分割されることが可能となるように、調整可能であってもよい。
【００１３】
本発明の別の実施形態において、船舶用動力分割推進システムは、原動機からの動力を入力すると共に、その動力を複数の動力成分に分割する動力分割ギヤボックスを含む。動力分割ギヤボックスは、船舶のトランサムに設置されると共に、トランサムと動力分割ギヤボックスとの接続部分の表面積によって画定されるギヤボックス設置表面積を有する。複数のファイナルドライブは、動力分割ギヤボックスに動作可能に接続される。複数のファイナルドライブの各々は、ファイナルドライブと動力分割ギヤボックスまたはトランサムの少なくとも一方との接続部分表面積によって画定されるファイナルドライブ設置表面積を含む。ギヤボックス設置表面積は、ファイナルドライブ設置表面積よりも少なくとも２倍大きい。相対的により大きな設置表面積を供給することにより、ファイナルドライブ推進力の適用が広がり、その力は、対応してより大きな領域に分布される。これはまたトランサムの撓みを減少させ得、その減少は船体または船舶を移動させる推進力の伝達効率を増加させ得る。これはまた、疲労を招くような局所的なトランサムの撓みおよび変形の発生可能性の頻度および程度を減少させて、トランサムの耐用寿命を延長させる。第１動力分割ギヤボックスは、本実施形態のシステムの船舶トランサムの右舷側に設けられてもよく、また、第２動力分割ギヤボックスは、船舶トランサムの左舷側に設けられてもよい。第１および第２動力分割ギヤボックスの各々は、動作可能に接続される一対のファイナルドライブを含み得る。更に、本実施形態のシステムは、第１動力分割ギヤボックスに動作可能に接続される複数のファイナルドライブが、対応する逆回転プロペラ対を駆動させる一対のサーフェスドライブアセンブリを含み、且つ、第２動力分割ギヤボックスに動作可能に接続される複数のファイナルドライブが、対応する逆回転プロペラ対を駆動させる一対のサーフェスドライブアセンブリを含むように構成されてもよい。
【００１４】
本実施形態に係るシステムは、更に、第１動力分割ギヤボックスが第１原動機から動力を入力し、第２動力分割ギヤボックスが第２原動機から動力を入力するように構成されてもよく、その結果、第１および第２原動機からの動力は、推進動力を船舶へ、船舶トランサムの右舷側および左舷側の各々において、一対の逆回転プロペラを含む４つのプロペラによって送出する。
【００１５】
更に、最も内側に位置決めされたプロペラ対は、互いに逆方向に回転して良く、且つ、最も外側に位置決めされたプロペラ対は、互いに逆方向に回転する。
本発明に係る船舶用動力分割推進システムの更に別の実施形態において、ギヤボックスは、船舶トランサムの外側面に設置される。ギヤボックスは、ギヤボックスの前端に設けられると共に、船舶用パワートレーンシステムの原動機から動力を入力するギヤボックス入力部を含む。複数のギヤボックス出力部がギヤボックスの後端に設けられる。トランサムから外側離間する後壁も設けられる。後壁を介して複数のギヤボックス出力部にアクセス可能である。ギヤボックス後壁に設置される複数のファイナルドライブも設けられる。複数のファイナルドライブの各々は、ギヤボックス入力部に入力される動力が、船舶を移動させるために複数のファイナルドライブを介して推進力として送出されるように、複数のギヤボックス出力部のうちの対応する一つと動作可能に接続される。
【００１６】
ファイナルドライブの各々は、その前端に設置面を含んでもよく、設置面はギヤボックスの後壁と接続部分をなす。更に、ファイナルドライブの各々は、複数のギヤボックス出力部のうちの対応する１つによって同心状に受承される入力軸を含み得る。
【００１７】
本発明の更に別の実施形態において、動力分割ギヤボックスは、動力が入力される複数の入力部を含む。これにより、異なる原装備パワートレーン形態に合うように調整或いは装着するのを容易にするために、複数の装着選択肢が提供され得る。更に、動力分割ギヤボックスの複数の入力部は、単一のギヤボックスに複数の原動機が取り付けられるのを可能にする。例えば、原動機および二次動力源は、動力分割ギヤボックスと動作可能に接続されると共に、そこへ動力を送出し得る。二次動力源は、動力を原動機と同時に送出することにより、原動機により送出される動力を補足し得、任意で、二次動力源は、原動機が動力を動力分割ギヤボックスへ供給しない時に、動力を動力分割ギヤボックスへ供給し得る。
【００１８】
幾つかの実施形態において、二次原動機は、時には、原動機からの寄与なしで船舶へ推進力を唯一もたらし得る電気モータである。電力のみで作動することにより、船舶は内燃機関を作動させることなく、例えば、トローリング、無音または隠密モードで作動、停泊または係留、非作動原動機を補うことの少なくともいずれかを行い得る。電気モータは、更に、発電機または発電セットの構成部品として構成され得る。この実施において、電気モータが推進力を供給しない時には、電気モータは蓄電池１１に蓄えられる電力を発生させるために原動機によって駆動され得る。電気モータは、ファイナルドライブアセンブリに直接的に接続されてもよく、このファイナルドライブアセンブリは、クラッチアセンブリを伴いギヤトレーンに選択的に結合され得る。これにより、操作者が所望するのであれば、電気モータが船舶用動力分割推進システムの複数のファイナルドライブアセンブリの１つのみを駆動させることが可能となる。
【００１９】
本発明のこれらおよび他の態様、並びに目的は、以下の説明および添付の図面と併せて考慮された時に、より良好に認識および理解される。しかし当然のことながら、以下の説明は、本発明の好適な実施形態を指示する一方で、例証として与えられるものであり、限定するものではない。本発明の精神から逸脱することなく、本発明の範囲内において、多くの変更および変形が為されてもよく、且つ、本発明は、これらの変形全てを含む。
【００２０】
本発明の好適な例証実施形態は添付の図面に示されており、図面中の同じ符号は図面全体を通して同じ部品を表している。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】船舶のパワートレーンに組み入れられた本発明に係る船舶用動力分割ギヤボックスの側面概略図。
【図２】図１に示される船舶の背面概略図。
【図３】２つの原動機および２対の逆回転プロペラを駆動させる２つの船舶用動力分割ギヤボックスを組み入れた図１に示される船舶の変形例の背面概略図。
【図４】図１の動力分割ギヤボックスのギヤトレーンの概略図。
【図５】複数の入力部を有すると共に二次動力源を組み入れた図１の動力分割ギヤボックスの変形例の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図面特に図１を参照すると、トランサム３を有しパワートレーンシステム５を含む船舶２の船尾部分の断面概略図が示される。パワートレーンシステム５は、好適には内燃機関である１つまたはそれより多くの原動機６を利用する。変速装置８は、原動機６の後方または下流側において、原動機６に動作可能に接続される。変速装置８は、ウィスコンシン州ラシーンに本社があるツウィンディスクインコーポレーテッドから市販されているＭＧＸシリーズ変速装置（ＱｕｉｃｋＳｈｉｆｔ（登録商標）変速装置）やＭＧシリーズ変速装置であることが好ましい。原動機６および変速装置８の各列は、例えば変速装置出力軸９を介して、動力分割ギヤボックス１０と接続される。動力分割ギヤボックス１０は、一対のファイナルドライブアセンブリ２０、２２にそれぞれ設けられた一対のプロペラ２４、２６を逆回転させるために、原動機６から送出された動力を、複数の動力成分に変換する。各ファイナルドライブアセンブリ２０、２２は、好適には、例えばツウィンディスクインコーポレーテッドから市販されているアーネソン（ＡＲＮＥＳＯＮ）（商標）サーフェスドライブのような船舶用サーフェスドライブであるが、沈水型ファイナルドライブを含む他のファイナルドライブも企図されまた本発明の範囲内である。
【００２３】
図１〜図３を参照すると、動力分割ギヤボックス１０は、船舶２とファイナルドライブアセンブリ２０、２２との接続部分であるとともに、原動機６から動力を入力し、その動力（またはその成分）を複数のファイナルドライブアセンブリ２０へ分割分配する。この点に関して、動力分割ギヤボックス１０は、単一のエンジンを備えた船舶に一対の逆回転プロペラを使用できるようにする（図２）。それと対応して、一対の動力分割ギヤボックス１０を使用することにより、２つのエンジンを有する船舶に２対の逆回転プロペラが使用できるようになり（図３）、それにより、トランサム３の右舷側および左舷側の各々にある一対の逆回転プロペラを含む全４つのプロペラを船舶２に組み入れることができる。この点に関して、動力分割ギヤボックス１０は、（ｉ）単一エンジン・双対逆回転プロペラパワートレン（図２）、（ｉｉ）双対エンジン・４対逆回転プロペラパワートレン（図３）、または（ｉｉｉ）例えば、パワートレーン内にあるプロペラの合計数の半数の原動機によって動力が供給される１対またはそれより多くの対の逆回転プロペラを組み入れた他のパワートレーンを提供するために、エンドユーザが購入する前に製造工場で直接的にまたはアフターマーケット装着者から、船舶２に組み入れられ得る。
【００２４】
図１〜図４を参照すると、動力分割ギヤボックス１０は、船舶２に接続すると共に少なくとも部分的にギヤトレーン１５０または動力分配ギヤボックス１０の他の様々な構成部品を包囲するギヤボックスハウジング１００を含む。ギヤボックスハウジング１００は、ファイナルドライブアセンブリ２０、２２とトランサム３との間に機械的に取り付けられてそれらの間の接続部分構造体として機能する。というのは、ギヤボックスハウジング１００がトランサム３に取り付けられ、ファイナルドライブアセンブリ２０、２２がギヤボックスハウジング１００に取り付けられるからである。ギヤボックスハウジング１００は、ファイナルドライブアセンブリ２０、２２をトランサム３に接続させるので、トランサム３に対する、ファイナルドライブアセンブリ２０、２２を介して送達される推進力の付与並びに動力分割ギヤボックス１００およびファイナルドライブアセンブリ２０、２２の重量の付与も分配する。
【００２５】
ギヤボックスハウジング１００は、複数のファイナルドライブアセンブリ２０がトランサム３に直接的に取り付けられる場合よりも大きな表面積で、トランサム３に取り付けられる。従って、ギヤボックスハウジング１００は、一対のファイナルドライブアセンブリ２０がトランサム３に直接的に取り付けられた場合よりも、トランサム３の大きな表面積に対して使用中の力および荷重を分配し得る。これに対応してギヤボックスハウジング１００はトランサム３に対してより低い平方インチ毎の力を付与し、好ましくないトランサム３の撓みを低減させることができる。
【００２６】
ギヤボックス１００は、複数のファイナルドライブアセンブリ２０の組み合わせ設置表面積よりも、例えば少なくとも２倍大きい設置表面積を有することができる。こうした相対的に大きい設置表面積は、ギヤボックス１００を複数のファイナルドライブアセンブリ２０よりも横方向に延出するように構成することにより実現できる。言い換えると、ギヤボックス１００は、複数のドライブアセンブリ２０の設置部の最外面の間に画定される距離よりも幅広であってもよく、また、別の場合には、トランサム３に対して所望の荷重分配特性を得るために十分に大きい設置表面積をギヤボックス１００が有するように寸法を決めることができる。
【００２７】
図１および図４を参照すると、ギヤボックスハウジング１００は、トランサム３と対向または当接する前壁１１０を含み得る。前壁１１０は、動力分割ギヤボックス１０の前端に設けられた１つまたはそれより多くの入力部７０へアクセスできるように、トランサム３の後方対向面または船外面に直接的に取り付けられ得る。任意であるが、１つまたはそれより多くの取り付けフランジ等の補助的取り付け構造体、または他の取り付け構造体が、ギヤボックスハウジング１００をトランサム３に取り付けるために、前壁１１０またはギヤボックスハウジング１００の他の部分から延出する。
【００２８】
更に、図１および図４を参照すると、互いに対向する側壁１２０および１２５の前側対向縁は前壁１１０の側部に接続し、上壁および下壁１３０および１３５の前側対向縁は前壁１１０の上部および下部に取り付けられる。側壁１２０、１２５並びに上壁および下壁１３０、１３５は前壁１１０から後方に離れるように延出し、ギヤボックスハウジング１００の全体包囲アセンブリを画定するために後壁１４０によって互いに接続される。
【００２９】
ギヤボックスハウジング１００の構成部品は、動力分割ギヤボックス１０をトランサム３の後方対向面または船外面に設置するように構成されると上述したが、代わりに、船舶２の内側に設置するように構成されてもよい。言い換えると、動力分割ギヤボックス１０は、前壁１１０をトランサム３の後部へ固定する代わりに、後壁１４０をトランサム３の前部へ固定することにより、トランサム３の前側対向面または船内面に取り付けられてもよい。この船内設置形態において、動力分割ギヤボックス１０およびファイナルドライブアセンブリ２０、２２がトランサム３の対向面を挟持するように、固定具が動力分割ギヤボックス１０およびファイナルドライブアセンブリ２０、２２を互いに向けて引っ張る状態で、トランサム３は、動力分割ギヤボックス１０およびファイナルドライブアセンブリ２０、２２の間で挟まれる。好適には、動力分割ギヤボックス１０はまた、動力分割ギヤボックス１０およびファイナルドライブアセンブリ２０を、トランサム３に対して固定された状態で保持するべく、それら動力分割ギヤボックス１０およびファイナルドライブアセンブリ２０の間に築かれる挟持力を補足するために、後壁１４０の周縁等、他の設置位置に設けられる固定具によって、トランサム３に取り付けられる。
【００３０】
尚、動力分割ギヤボックス１０のより典型的な実施において、同様の挟持型設置技術が使用されてもよく、動力分割ギヤボックス１０は、船舶２の外部でトランサム３の後方に設置される。これは、トランサムの前部または前方対向側部に裏当板を使用すると共に、トランサム３を裏当板と動力分割ギヤボックス１０の間で圧迫させるための対応する固定具を使用して、アセンブリを所定位置に保持することにより実現することができる。
【００３１】
図４を参照すると、ギヤボックスハウジング１００がトランサム３の前面に取り付けられるか、或いは後面に取り付けられるかに拘わらず、ギヤボックスハウジング１００は、その内部でギヤトレーン１５０を保持及び保護する。ギヤボックスハウジング１００がトランサム３に対して固定されるので、ギヤトレーン１５０もまたトランサム３に対して固定される。それにより、たとえ船舶２をトリムまたは操舵するようにファイナルドライブアセンブリ２０、２２が関節結合される時であっても、ギヤトレーン１５０はトランサム３に対する配列または位置を常に保持する。
【００３２】
更に図４を参照すると、ギヤトレーン１５０は、後壁１４０を介してアクセス可能であると共にファイナルドライブアセンブリ２０、２２を駆動する複数の出力部８０を介して送達するために、入力部７０を介して入力された動力を機械的に分割する。ギヤトレーン１５０は、互いに噛み合い従って同時回転する複数の歯車１６０を含む。歯車１６０は、螺旋状に切断された歯を有すると共に、ギヤトレーン１５０の全ての他の歯車１６０が同じ方向に回転するが、互いに隣接する歯車１６０は反対方向に回転するように互いに半径方向に整列していることが好ましい。隣接する半径方向に係合する歯車は、反対方向に直視的に回転するので、２つの中間歯車（または、２の倍数の数の歯車）によって互いに離間した歯車１６０は、反対方向に回転する。対応して、ギヤトレーン１５０は、動力を、ギヤトレーン１５０の歯車１６０のいずれか１つへ入力させると共に、２つの中間歯車１６０（または、２の倍数の数の歯車）によって互いに離間した歯車１６０を介して動力を送達することにより、逆回転出力を得ることができる。
【００３３】
更に図４を参照すると、本例証実施形態に示されるように、ギヤトレーン１５０が４つの歯車１６０を有するならば、出力部８０は、側壁１２０、１２５に隣接する最外側歯車によって、逆回転方向に駆動され得る。これは、４つの歯車のいずれが入力部７０によって回転させられるかに拘わらず、当てはまる。従って、入力部７０によって駆動される４つの歯車の特定の１つが、意図される最終使用用途に基づいて、例えば、変速装置出力軸９および動力分割ギヤボックス１０の入力部７０の間における空間的な関係に基づいて選択される。
【００３４】
入力部７０および出力部８０は、歯車１６０を別として、分離した別個の構成部品である必要はなく、むしろ、歯車１６０のうちの個々のものと一体化させられてよいことが考えられる。例えば、入力部７０は、変速装置出力軸９のスプライン端部を受承する歯車１６０の１つのスプライン内周面であってもよい。同様に、出力部８０は、ファイナルドライブアセンブリ２０、２２の入力軸のスプライン端部を受承すると共に駆動させる歯車１６０の１つのスプライン内周面であってもよい。
【００３５】
再度、図１を参照すると、幾つかの実施形態において、出力部８０は、動力分割ギヤボックス１０と複数のファイナルドライブアセンブリ２０との間に載置されるクラッチ２００と接続される。クラッチ２００は、操作者が、必要に応じて、ファイナルドライブアセンブリ２０、２２を、個々に或いは一緒に、選択的に係合および係脱の少なくともいずれかを行うのを可能にする。更に、クラッチ２００は、出力部８０からファイナルドライブアセンブリ２０、２２へ伝達される動力の相対量を制御するように調整可能であってもよい。
【００３６】
再度、図１〜図３を参照すると、ドライブ取付台２５０は、ファイナルドライブアセンブリ２０、２２が取り付けられる取り付け構造体である。従って、ドライブ取付台２５０は、ギヤボックスハウジングの後壁１４０、またはクラッチ２００が動力分割ギヤボックス１０と共に使用されるならばクラッチ２００の後端に設けられる。ドライブ取付台２５０は、固定具、および、肩部、縁部、およびファイナルドライブアセンブリ２０、２２の前端において、取り付けフランジと協働する他の機械式インタロックの少なくともいずれか等の対応する構造体の少なくともいずれかを用いて、ファイナルドライブアセンブリ２０、２２の前方対向端を受承すると共に保持するように構成される。幾つかの実施において、ドライブ取付台２５０はまた、ファイナルドライブアセンブリ２０、２２をトリムおよび操舵する液圧式アクチュエータの上端が取り付けられる取り付け構造体として作用する。
【００３７】
図５を参照すると、複数の入力部７０を含む実施形態について、この複数の入力部７０は、（ｉ）改造応用を可能にする取り付けおよび位置決めオプション類をもたらすことができ、また、（ｉｉ）特定の所望される最終使用形態に応じて、複数の原動機が単一の動力分割ギヤボックス１０へ個々にまたは組み合わせて動力を供給するのを可能にし得る。例えば、原動機６に加えて、二次動力源４が動力分割ギヤボックス１０に取り付けられてもよい。幾つかの実施形態において、二次動力源４は、時には、原動機６からの寄与なしで船舶２へ推進力を唯一もたらし得る電気モータである。本形態は、例えば、トローリング時、無音または隠密モードで作動させる時、停泊または係留させる時、また原動機６の作動故障がある場合の少なくともいずれかにおいて、必要に応じて、電力のみによって、船舶２の推進を可能にする。
【００３８】
引き続き図５を参照すると、二次動力源４は、係合させられた時に、プロペラ２４、２６の両方または一つのみを回転させるように、動力分割ギヤボックス１０と選択的に接続されてもよい。二次動力源４が両方のプロペラ２４、２６を回転させる実施形態において、二次動力源４は、上述されるものと大きく類似する方法で作動し、それにより、ギヤトレーン１５０の一つの歯車１６０を回転させ、更に、ファイナルドライブアセンブリ２０、２２の出力軸が、プロペラ２４、２６を反対または逆回転方向へ回転させるように、ギヤトレーン１５０内の他の歯車１６０を回転させる。
【００３９】
更に図５を参照すると、二次動力源４は、ファイナルドライブアセンブリの一方、およびギヤトレーン１５０と選択的に結合され、二次動力源４がプロペラ２４、２６の一つを回転させることが可能となる。これは、様々な適切な方法のいずれかで実現され得る。例えば、クラッチアセンブリ７は、ギヤトレーン１５０およびファイナルドライブアセンブリ２０の間に設けられてもよく、それらが互いに作動連通する際に、係合および係脱させる。次に、二次動力源４をファイナルドライブアセンブリ２０と結合させることにより、二次動力源４は、クラッチアセンブリ７がギヤトレーン１５０をファイナルドライブアセンブリ２０から係脱させる時に、ファイナルドライブアセンブリ２０へ動力を供給し得る。
【００４０】
クラッチアセンブリ７は、例えば、制御システムによって、外部制御され、任意で、クラッチアセンブリ７のみを制御する自立式制御システムによって、原動機６および二次動力源４のいずれが、所望時点で利用されるかを選択する。この制御システムの特定構成に拘わらず、好適には、使用者による二次動力源４の駆動が、略同時に、クラッチアセンブリ７を係脱させると共に、ギヤトレーン１５０をファイナルドライブアセンブリ２０から解放する一方、二次動力源４は、ファイナルドライブアセンブリ２０と動作可能に接続するように構成される。複数の原動機が単一のギヤボックスに動作可能に接続されるのを可能にする様々な好適なクラッチアセンブリ７は、参照により本明細書に援用される、２００９年２月１２日に出願されハイブリッド船舶用パワートレーンシステムと題された本出願人の米国仮特許出願番号第６１／１５２、０６１号に見られる。
【００４１】
二次動力源４の電気モータが発電機または発電セットとして構成されるならば、二次動力源４は常にファイナルドライブアセンブリ２０と動作可能に接続されたままであってもよい。本実施形態において、原動機６が推進力をもたらす時に、二次動力源４は、原動機６によって且つギヤトレーン１５０およびファイナルドライブアセンブリ２０の少なくともいずれかを介して駆動され、エンジンアクセサリと同様に、蓄電池１１に蓄えられる電力を発生させる。また図５を参照すると、二次動力源４がファイナルドライブアセンブリ２０と選択的に結合されるか、或いは連続的に結合されるかに拘わらず、二次動力源４およびファイナルドライブアセンブリ２０またはプロペラ２４の間に定められる全体駆動比は、固定比であってもよい。この固定された全体駆動比は、好適には、推進性能を最適化する一方で、単一のプロペラ２４および原動機６と比較した時に相対的に強力ではない原動機を使用するために選択される。典型的な実施において、二次動力源４およびプロペラ２４の間に定められる全体駆動比は、原動機６およびプロペラ２４、２６の間に定められる全体駆動比よりも、１対１の比率に近い。
【００４２】
変速装置の特定の所望最終使用形態に応じて更に他の構成を含めることができる。例えば、ギヤボックスハウジング１００が歯車１６０の軸受を適切に保持し得るセグメントを含む単一の鋳造体として構成されるならば、前壁および後壁１１０および１４０の少なくともいずれか或いはそれらの一部は、動力分割ギヤボックス１０全体が、それ自体、トランサム３、およびファイナルドライブアセンブリ２０、２２の間で適切に密封されるとすると、必要とされなくてもよい。
【００４３】
尚、本発明の技術的思想から逸脱することなく様々な変更および変形を行ってもよい。これら変更の中の幾つかは上述されている。他の変更は添付した本発明の請求の範囲から明白になる。
【図１】
2012528762.tif 000003
【図２】
2012528762.tif 000004
【図３】
2012528762.tif 000005
【図４】
2012528762.tif 000006
【図５】
2012528762.tif 000007
【国際調査報告】
2012528762.tif 000008
2012528762.tif 000009