船尾管軸受
【課題】軸受におけるプロペラ側の端部の局部面圧の増加を防止することができる船尾管軸受を提供する。
【解決手段】先端にプロペラが設けられたプロペラ軸５を支持する管状の軸受７を有し、この軸受７のプロペラ側の内周面にプロペラ軸５の自重による傾きに合わせた自重傾斜面１１が形成された船尾管軸受１において、自重傾斜面１１のプロペラ側に、自重傾斜面１１よりも傾きの大きい傾斜面１３を設けた。
【解決手段】先端にプロペラが設けられたプロペラ軸５を支持する管状の軸受７を有し、この軸受７のプロペラ側の内周面にプロペラ軸５の自重による傾きに合わせた自重傾斜面１１が形成された船尾管軸受１において、自重傾斜面１１のプロペラ側に、自重傾斜面１１よりも傾きの大きい傾斜面１３を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶に適用される船尾管軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶のプロペラ軸を支持する船尾管軸受としては、先端にプロペラが取り付けられたプロペラ軸を支持する管状の軸受を有し、この軸受のプロペラ側に、曲率中心を軸受の軸中心から外して設定したテーパボーリング及びスロープボーリングとのいずれか一方又は双方によって形成された軸受面を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この船尾管軸受では、曲率中心を軸受の軸中心から外して設定された軸受面により、プロペラ軸の自重による重力方向荷重と船舶旋回時の流体力に起因する水平方向荷重との両荷重に同時に対応している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特願２００４−９８７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような船尾管軸受では、軸受に設けられた軸受面のプロペラ側の端部にプロペラ軸との局部面圧の増加が確認されており、この局部面圧の増加に対する有効な対策がとられていなかった。
【０００６】
そこで、この発明は、軸受におけるプロペラ側の端部の局部面圧の増加を防止することができる船尾管軸受の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここで、本発明の発明者は、軸受におけるプロペラ側での局部面圧の増加が、操舵時にプロペラが受ける水などの変動外力によってプロペラ軸がさらに曲げられ、プロペラ軸と軸受のプロペラ側の端部との接触圧が増加することによって引き起こされるということを確認した。そこで、本発明は、以下のような手段とした。
【０００８】
請求項１記載の発明は、先端にプロペラが設けられたプロペラ軸を支持する管状の軸受を有し、この軸受の前記プロペラ側の内周面に前記プロペラ軸の自重による傾きに合わせた自重傾斜面が形成された船尾管軸受であって、前記自重傾斜面の前記プロペラ側には、前記自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この船尾管軸受では、自重傾斜面のプロペラ側に自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面が設けられているので、プロペラ軸がさらに曲げられたとしても、傾斜面でプロペラ軸を受けることができ、軸受のプロペラ側の端部において局部面圧が増加することを抑制することができる。
【００１０】
従って、このような船尾管軸受では、軸受におけるプロペラ側の端部の局部面圧の増加を防止することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の船尾管軸受であって、前記自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面の傾斜は、操舵時に前記プロペラが受ける変動外力による前記プロペラ軸の変形の内容に基づいて設定されていることを特徴とする。
【００１２】
この船尾管軸受では、自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面の傾斜が操舵時にプロペラが受ける変動外力によるプロペラ軸の変形の内容に基づいて設定されているので、様々な操舵時のプロペラ軸の変形を自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面によって受けることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の船尾管軸受であって、前記自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面の前記軸受における周方向の範囲は、前記プロペラ軸の変形の重力方向の成分と水平方向の成分との比によって設定されていることを特徴とする。
【００１４】
この船尾管軸受では、自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面の軸受における周方向の範囲がプロペラ軸の変形の重力方向の成分と水平方向の成分との比によって設定されているので、重力方向と水平方向との合成荷重による軸受の周方向におけるプロペラ軸の変形を自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面によって受けることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、軸受におけるプロペラ側の端部の局部面圧の増加を防止することができる船尾管軸受を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る船尾管軸受の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る船尾管軸受の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る船尾管軸受の軸受の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る船尾管軸受の軸受の正面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１〜図４を用いて本発明の実施の形態に係る船尾管軸受について説明する。
【００１８】
本実施の形態に係る船尾管軸受１は、船舶の船尾に設けられ、図１に示すような先端に船舶の推力を発生するプロペラ３が設けられたプロペラ軸５を支持する軸受７を有する。このようなプロペラ軸５は、軸受７によって片持ちに支持されており、先端に設けられたプロペラ３が大重量であるので、軸受７のプロペラ３側に大きな偏荷重が発生している。また、プロペラ軸５は、プロペラ３が流体による大きな外力を受ける操舵時及び荒天時に図１の矢印で示すような曲げモーメントによっても変形が大きくなり、軸受７のプロペラ３側の端部の局部面圧が増加してしまう。そこで、軸受７には、このような荷重への対策が施されている。
【００１９】
図２〜図４に示すように、軸受７は、管状に形成され、内周面にプロペラ軸５を支持する軸受面９が設けられている。この軸受面９のプロペラ３（船尾）側には、自重傾斜面１１と傾斜面１３とが設けられている。
【００２０】
自重傾斜面１１は、軸受７の周方向において、重力方向の垂線に対して上下の位置及び垂線に直交する直交方向の左右の位置がそれぞれＸだけ重力方向に傾斜するように設定されている。この自重傾斜面１１の傾斜量を示すＸは、プロペラ３とプロペラ軸５との自重によるプロペラ軸５の傾きに合わせて設定されている。
【００２１】
この自重傾斜面１１は、比較的プロペラ軸５の変形が緩やかである船舶の停止時や低速時に自重によって変形したプロペラ軸５と当接してプロペラ軸５を支持する。この自重傾斜面１１により、従来のように、プロペラ軸５が自重によって変形しても安定して支持することができる。このような自重傾斜面１１のプロペラ３側には、傾斜面１３が設けられている。
【００２２】
傾斜面１３は、軸受７の周方向において、重力方向の位置にＹだけ重力方向に傾斜するように設定され、軸受７に対する軸方向長さＬｄが自重傾斜面１１の軸方向長さＬｗよりも短く設定されている。この傾斜面１３の傾斜量を示すＹは、最大限に舵を切ったときにプロペラ３が流体から受ける変動外力によってプロペラ軸５が最大に変形したときのプロペラ軸５の傾きに合わせて設定されている。
【００２３】
また、傾斜面１３の軸受７における周方向の範囲は、プロペラ軸５の変形の重力方向の成分と水平方向の成分との比によって設定されている。この範囲は、最大限に舵を切ったときにプロペラ軸５が重力方向の垂線から左右に最大に変形したときに傾斜面１３がプロペラ軸５を支持可能となるように設定されている。なお、ここでは、重力方向の垂線において軸受７の軸中心から左右に３０°、合計で６０°となるように設定されているが、用いるプロペラ３やプロペラ軸５に合わせて設定すればよい。
【００２４】
この傾斜面１３は、プロペラ３が流体による大きな外力を受ける船舶の操舵時や荒天時に大きく変形したプロペラ軸５と当接してプロペラ軸５を支持する。この傾斜面１３により、プロペラ３が受ける変動外力によってプロペラ軸５が大きく変形しても安定して支持することができる。
【００２５】
なお、図３に示す軸受７では、傾斜面１３よりもプロペラ３（船尾）側に傾斜面１３よりも傾斜が大きな傾斜面が設けられているが、これは傾斜面１３によってプロペラ軸５を支持したときに、プロペラ軸５と軸受７との当接を回避するために設けられたものであり、この部分に傾斜面１３を設けてもよい。
【００２６】
また、プロペラ軸５は、プロペラ３の回転と舵を切る方向とによっても、重力方向側だけでなく、重力方向と反対側に変形することもある。このため、例えば、重力方向と反対側に位置する自重傾斜面１１のプロペラ３側に、変形したプロペラ軸５と当接する傾斜面を設けてもよい。
【００２７】
このような船尾管軸受１では、自重傾斜面１１のプロペラ３側に自重傾斜面１１よりも傾きの大きい傾斜面１３が設けられているので、プロペラ軸５がさらに曲げられたとしても、傾斜面１３でプロペラ軸５を受けることができ、軸受７のプロペラ３側の端部において局部面圧が増加することを抑制することができる。
【００２８】
従って、このような船尾管軸受１では、軸受７におけるプロペラ３側の端部の局部面圧の増加を防止することができる。
【００２９】
また、傾斜面１３の傾斜が操舵時にプロペラ３が受ける変動外力によるプロペラ軸５の変形の内容に基づいて設定されているので、様々な操舵時のプロペラ軸５の変形を傾斜面１３によって受けることができる。
【００３０】
さらに、傾斜面１３の軸受７における周方向の範囲がプロペラ軸５の変形の重力方向の成分と水平方向の成分との比によって設定されているので、重力方向と水平方向との合成荷重による軸受７の周方向におけるプロペラ軸５の変形を傾斜面１３によって受けることができる。
【００３１】
なお、本発明の実施の形態に係る船尾管軸受では、傾斜面が自重傾斜面に対して１段だけとなっているが、これに限らず、例えば、傾斜面よりもプロペラ側にプロペラ軸と当接しない空きの傾斜面を設け、この空きの傾斜面よりもプロペラ側にプロペラ軸の変形によって当接する傾斜面を設けるなど、傾斜面を多段に設けてもよい。但し、傾斜面を多段に設ける場合には、プロペラ軸と当接する際に当接部が線接触とならずに面接触となるようにすることが好ましい。
【符号の説明】
【００３２】
１…船尾管軸受
３…プロペラ
５…プロペラ軸
７…軸受
１１…自重傾斜面
１３…傾斜面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶に適用される船尾管軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶のプロペラ軸を支持する船尾管軸受としては、先端にプロペラが取り付けられたプロペラ軸を支持する管状の軸受を有し、この軸受のプロペラ側に、曲率中心を軸受の軸中心から外して設定したテーパボーリング及びスロープボーリングとのいずれか一方又は双方によって形成された軸受面を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この船尾管軸受では、曲率中心を軸受の軸中心から外して設定された軸受面により、プロペラ軸の自重による重力方向荷重と船舶旋回時の流体力に起因する水平方向荷重との両荷重に同時に対応している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特願２００４−９８７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような船尾管軸受では、軸受に設けられた軸受面のプロペラ側の端部にプロペラ軸との局部面圧の増加が確認されており、この局部面圧の増加に対する有効な対策がとられていなかった。
【０００６】
そこで、この発明は、軸受におけるプロペラ側の端部の局部面圧の増加を防止することができる船尾管軸受の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここで、本発明の発明者は、軸受におけるプロペラ側での局部面圧の増加が、操舵時にプロペラが受ける水などの変動外力によってプロペラ軸がさらに曲げられ、プロペラ軸と軸受のプロペラ側の端部との接触圧が増加することによって引き起こされるということを確認した。そこで、本発明は、以下のような手段とした。
【０００８】
請求項１記載の発明は、先端にプロペラが設けられたプロペラ軸を支持する管状の軸受を有し、この軸受の前記プロペラ側の内周面に前記プロペラ軸の自重による傾きに合わせた自重傾斜面が形成された船尾管軸受であって、前記自重傾斜面の前記プロペラ側には、前記自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この船尾管軸受では、自重傾斜面のプロペラ側に自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面が設けられているので、プロペラ軸がさらに曲げられたとしても、傾斜面でプロペラ軸を受けることができ、軸受のプロペラ側の端部において局部面圧が増加することを抑制することができる。
【００１０】
従って、このような船尾管軸受では、軸受におけるプロペラ側の端部の局部面圧の増加を防止することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の船尾管軸受であって、前記自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面の傾斜は、操舵時に前記プロペラが受ける変動外力による前記プロペラ軸の変形の内容に基づいて設定されていることを特徴とする。
【００１２】
この船尾管軸受では、自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面の傾斜が操舵時にプロペラが受ける変動外力によるプロペラ軸の変形の内容に基づいて設定されているので、様々な操舵時のプロペラ軸の変形を自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面によって受けることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の船尾管軸受であって、前記自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面の前記軸受における周方向の範囲は、前記プロペラ軸の変形の重力方向の成分と水平方向の成分との比によって設定されていることを特徴とする。
【００１４】
この船尾管軸受では、自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面の軸受における周方向の範囲がプロペラ軸の変形の重力方向の成分と水平方向の成分との比によって設定されているので、重力方向と水平方向との合成荷重による軸受の周方向におけるプロペラ軸の変形を自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面によって受けることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、軸受におけるプロペラ側の端部の局部面圧の増加を防止することができる船尾管軸受を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る船尾管軸受の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る船尾管軸受の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る船尾管軸受の軸受の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る船尾管軸受の軸受の正面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１〜図４を用いて本発明の実施の形態に係る船尾管軸受について説明する。
【００１８】
本実施の形態に係る船尾管軸受１は、船舶の船尾に設けられ、図１に示すような先端に船舶の推力を発生するプロペラ３が設けられたプロペラ軸５を支持する軸受７を有する。このようなプロペラ軸５は、軸受７によって片持ちに支持されており、先端に設けられたプロペラ３が大重量であるので、軸受７のプロペラ３側に大きな偏荷重が発生している。また、プロペラ軸５は、プロペラ３が流体による大きな外力を受ける操舵時及び荒天時に図１の矢印で示すような曲げモーメントによっても変形が大きくなり、軸受７のプロペラ３側の端部の局部面圧が増加してしまう。そこで、軸受７には、このような荷重への対策が施されている。
【００１９】
図２〜図４に示すように、軸受７は、管状に形成され、内周面にプロペラ軸５を支持する軸受面９が設けられている。この軸受面９のプロペラ３（船尾）側には、自重傾斜面１１と傾斜面１３とが設けられている。
【００２０】
自重傾斜面１１は、軸受７の周方向において、重力方向の垂線に対して上下の位置及び垂線に直交する直交方向の左右の位置がそれぞれＸだけ重力方向に傾斜するように設定されている。この自重傾斜面１１の傾斜量を示すＸは、プロペラ３とプロペラ軸５との自重によるプロペラ軸５の傾きに合わせて設定されている。
【００２１】
この自重傾斜面１１は、比較的プロペラ軸５の変形が緩やかである船舶の停止時や低速時に自重によって変形したプロペラ軸５と当接してプロペラ軸５を支持する。この自重傾斜面１１により、従来のように、プロペラ軸５が自重によって変形しても安定して支持することができる。このような自重傾斜面１１のプロペラ３側には、傾斜面１３が設けられている。
【００２２】
傾斜面１３は、軸受７の周方向において、重力方向の位置にＹだけ重力方向に傾斜するように設定され、軸受７に対する軸方向長さＬｄが自重傾斜面１１の軸方向長さＬｗよりも短く設定されている。この傾斜面１３の傾斜量を示すＹは、最大限に舵を切ったときにプロペラ３が流体から受ける変動外力によってプロペラ軸５が最大に変形したときのプロペラ軸５の傾きに合わせて設定されている。
【００２３】
また、傾斜面１３の軸受７における周方向の範囲は、プロペラ軸５の変形の重力方向の成分と水平方向の成分との比によって設定されている。この範囲は、最大限に舵を切ったときにプロペラ軸５が重力方向の垂線から左右に最大に変形したときに傾斜面１３がプロペラ軸５を支持可能となるように設定されている。なお、ここでは、重力方向の垂線において軸受７の軸中心から左右に３０°、合計で６０°となるように設定されているが、用いるプロペラ３やプロペラ軸５に合わせて設定すればよい。
【００２４】
この傾斜面１３は、プロペラ３が流体による大きな外力を受ける船舶の操舵時や荒天時に大きく変形したプロペラ軸５と当接してプロペラ軸５を支持する。この傾斜面１３により、プロペラ３が受ける変動外力によってプロペラ軸５が大きく変形しても安定して支持することができる。
【００２５】
なお、図３に示す軸受７では、傾斜面１３よりもプロペラ３（船尾）側に傾斜面１３よりも傾斜が大きな傾斜面が設けられているが、これは傾斜面１３によってプロペラ軸５を支持したときに、プロペラ軸５と軸受７との当接を回避するために設けられたものであり、この部分に傾斜面１３を設けてもよい。
【００２６】
また、プロペラ軸５は、プロペラ３の回転と舵を切る方向とによっても、重力方向側だけでなく、重力方向と反対側に変形することもある。このため、例えば、重力方向と反対側に位置する自重傾斜面１１のプロペラ３側に、変形したプロペラ軸５と当接する傾斜面を設けてもよい。
【００２７】
このような船尾管軸受１では、自重傾斜面１１のプロペラ３側に自重傾斜面１１よりも傾きの大きい傾斜面１３が設けられているので、プロペラ軸５がさらに曲げられたとしても、傾斜面１３でプロペラ軸５を受けることができ、軸受７のプロペラ３側の端部において局部面圧が増加することを抑制することができる。
【００２８】
従って、このような船尾管軸受１では、軸受７におけるプロペラ３側の端部の局部面圧の増加を防止することができる。
【００２９】
また、傾斜面１３の傾斜が操舵時にプロペラ３が受ける変動外力によるプロペラ軸５の変形の内容に基づいて設定されているので、様々な操舵時のプロペラ軸５の変形を傾斜面１３によって受けることができる。
【００３０】
さらに、傾斜面１３の軸受７における周方向の範囲がプロペラ軸５の変形の重力方向の成分と水平方向の成分との比によって設定されているので、重力方向と水平方向との合成荷重による軸受７の周方向におけるプロペラ軸５の変形を傾斜面１３によって受けることができる。
【００３１】
なお、本発明の実施の形態に係る船尾管軸受では、傾斜面が自重傾斜面に対して１段だけとなっているが、これに限らず、例えば、傾斜面よりもプロペラ側にプロペラ軸と当接しない空きの傾斜面を設け、この空きの傾斜面よりもプロペラ側にプロペラ軸の変形によって当接する傾斜面を設けるなど、傾斜面を多段に設けてもよい。但し、傾斜面を多段に設ける場合には、プロペラ軸と当接する際に当接部が線接触とならずに面接触となるようにすることが好ましい。
【符号の説明】
【００３２】
１…船尾管軸受
３…プロペラ
５…プロペラ軸
７…軸受
１１…自重傾斜面
１３…傾斜面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にプロペラが設けられたプロペラ軸を支持する管状の軸受を有し、この軸受の前記プロペラ側の内周面に前記プロペラ軸の自重による傾きに合わせた自重傾斜面が形成された船尾管軸受であって、
前記自重傾斜面の前記プロペラ側には、前記自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面が設けられていることを特徴とする船尾管軸受。
【請求項２】
請求項１記載の船尾管軸受であって、
前記自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面の傾斜は、操舵時に前記プロペラが受ける変動外力による前記プロペラ軸の変形の内容に基づいて設定されていることを特徴とする船尾管軸受。
【請求項３】
請求項２記載の船尾管軸受であって、
前記自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面の前記軸受における周方向の範囲は、前記プロペラ軸の変形の重力方向の成分と水平方向の成分との比によって設定されていることを特徴とする船尾管軸受。
【請求項１】
先端にプロペラが設けられたプロペラ軸を支持する管状の軸受を有し、この軸受の前記プロペラ側の内周面に前記プロペラ軸の自重による傾きに合わせた自重傾斜面が形成された船尾管軸受であって、
前記自重傾斜面の前記プロペラ側には、前記自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面が設けられていることを特徴とする船尾管軸受。
【請求項２】
請求項１記載の船尾管軸受であって、
前記自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面の傾斜は、操舵時に前記プロペラが受ける変動外力による前記プロペラ軸の変形の内容に基づいて設定されていることを特徴とする船尾管軸受。
【請求項３】
請求項２記載の船尾管軸受であって、
前記自重傾斜面よりも傾きの大きい傾斜面の前記軸受における周方向の範囲は、前記プロペラ軸の変形の重力方向の成分と水平方向の成分との比によって設定されていることを特徴とする船尾管軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１８０８８８（Ｐ２０１２−１８０８８８Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４３８２８（Ｐ２０１１−４３８２８）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（５０２４２２３５１）株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド (159)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（５０２４２２３５１）株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド (159)
【Ｆターム（参考）】
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