JP2012025250A - Hybrid propulsion unit for marine vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶用ハイブリッド推進装置に関するものである。 The present invention relates to a marine hybrid propulsion device.
従来より、船舶用の推進装置として、前プロペラ(可変ピッチプロペラ)と、この前プロペラの後部同軸上で逆回転する後プロペラ(固定ピッチプロペラ)とを有した二重反転型プロペラ装置が知られている。この二重反転型プロペラ装置に関して、特許文献1に示すように、前プロペラを内燃機関により回転駆動させ、後プロペラを電動モータにより回転駆動させる船舶用ハイブリッド推進が提案されている。 Conventionally, as a propulsion device for ships, a counter-rotating propeller device having a front propeller (variable pitch propeller) and a rear propeller (fixed pitch propeller) that rotates in reverse on the rear coaxial of the front propeller is known. ing. As for this counter-rotating propeller device, as shown in Patent Document 1, a marine hybrid propulsion in which a front propeller is driven to rotate by an internal combustion engine and a rear propeller is driven to rotate by an electric motor has been proposed.
二重反転型プロペラ装置は、装置構成が大型であるため、フェリーやタンカーなどの大型船舶に採用するのが一般的とされている。また、二重反転型プロペラ装置では、前後のプロペラにおける推進力の分担比率を釣り合わせるうえで制御上の難しさがあり、殊に、特許文献1のように、前後プロペラの駆動源に、出力特性の異なる内燃機関と電動モータとを採用する船舶用ハイブリッド推進では、制御が一層複雑で困難になるという課題があった。加えて特許文献1に開示の船舶用ハイブリッド推進では、電動モータを駆動するための電力を発生する発電機を含んでおり、装置構成が大きく複雑なものとなっている。 The counter-rotating propeller device is generally used for large ships such as ferries and tankers because of its large device configuration. Further, in the counter-rotating type propeller device, there is a difficulty in control in balancing the proportion of the propulsive force between the front and rear propellers. In particular, as disclosed in Patent Document 1, an output is supplied to the drive source of the front and rear propellers. In the marine hybrid propulsion employing the internal combustion engine and the electric motor having different characteristics, there is a problem that the control becomes more complicated and difficult. In addition, the marine hybrid propulsion disclosed in Patent Document 1 includes a generator that generates electric power for driving the electric motor, and the apparatus configuration is large and complicated.
このことから明らかなように、特許文献1に開示されるような船舶用ハイブリッド推進を、比較的小型の船舶(例えば、総トン数が20t未満程度の観光船やボートなどの小型船舶)へ採用することは従来想定されておらず、従って当然に、内燃機関と電動モータとの両方を小型船舶で採用するための技術に関しては、開発が進んでいないのが実情であった。 As is clear from this, the marine hybrid propulsion as disclosed in Patent Document 1 is adopted for a relatively small ship (for example, a small ship such as a sightseeing ship or a boat having a total tonnage of less than about 20 t). Has not been assumed in the past, and of course, the actual situation is that development has not progressed with regard to a technique for adopting both the internal combustion engine and the electric motor in a small vessel.
ところで、内燃機関には、高速航行や長時間航行等に優れた長所がある反面、静寂航行や経済的(低コスト)航行等には不向きであるという航行特性がある。また、電動モータには、静寂航行や経済的航行等に優れた長所がある反面、高速航行や長時間航行等には不向きであるという航行特性がある。
このような事情に対し、今日では、比較的小型の船舶においても、内燃機関による航行特性の長所と、電動モータによる航行特性の長所とを、所望に応じていずれも得ることができるような、新たな推進装置の開発が要請されるところとなっている。
By the way, the internal combustion engine has advantages such as high-speed navigation and long-time navigation, but has a navigation characteristic that it is not suitable for quiet navigation and economical (low cost) navigation. In addition, the electric motor has an advantage in quiet navigation and economical navigation, but has a navigation characteristic that it is not suitable for high-speed navigation or long-time navigation.
For such circumstances, even today, even in relatively small vessels, the advantages of the navigation characteristics of the internal combustion engine and the advantages of the navigation characteristics of the electric motor can be obtained as desired. Development of new propulsion devices is being requested.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、内燃機関による航行特性の長所と電動モータによる航行特性の長所とのいずれもを、所望に応じて得ることができ、また比較的小型の船舶で採用できるようにした船舶用ハイブリッド推進装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to obtain both the advantages of the navigation characteristics of the internal combustion engine and the advantages of the navigation characteristics of the electric motor as desired, and a relatively small size. An object of the present invention is to provide a marine hybrid propulsion device that can be used in other marine vessels.
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る船舶用ハイブリッド推進装置は、船舶のプロペラに回転駆動力を付与する内燃機関と、船舶のプロペラに回転駆動力を付与する電動モータと、前記内燃機関によるプロペラへの回転駆動力の伝達と、前記電動モータによるプロペラへの回転駆動力の伝達と、を切り換え可能にする切り換え手段と、を備えていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures.
That is, the marine hybrid propulsion apparatus according to the present invention includes an internal combustion engine that applies a rotational driving force to a propeller of a ship, an electric motor that applies a rotational driving force to the propeller of the ship, and a rotational drive of the propeller by the internal combustion engine. And switching means for switching between transmission of force and transmission of rotational driving force to the propeller by the electric motor.
このように本発明では、内燃機関によるプロペラへの回転駆動力の伝達と電動モータによるプロペラへの回転駆動力の伝達とを、切り換え手段によって切り換えられるようにした構成であるため、内燃機関による航行特性の長所と、電動モータによる航行特性の長所とのいずれもを、所望に応じて得ることができる。
前記切り換え手段は、内燃機関又は電動モータの回転駆動力を前記プロペラへ伝達する電磁クラッチと、前記電磁クラッチの入力側又は出力側に設けられた弾性手段と、を有するとよい。
As described above, in the present invention, the transmission of the rotational driving force to the propeller by the internal combustion engine and the transmission of the rotational driving force to the propeller by the electric motor can be switched by the switching means. Both the advantages of the characteristics and the navigation characteristics of the electric motor can be obtained as desired.
The switching means may include an electromagnetic clutch that transmits a rotational driving force of an internal combustion engine or an electric motor to the propeller, and an elastic means provided on an input side or an output side of the electromagnetic clutch.
本発明における切り換え手段として、乗用車などに採用されている湿式クラッチ機構を採用することも考えられるが、この場合、オイル循環機構などが必要となり、構造が繁雑且つ大型化する。そこで、本発明の切り換え手段としては、移動軸を有する電磁クラッチを採用することにしている。電磁クラッチは、構造的に簡単でありコンパクト且つ安価に構成できるという利点を有しており、小型の船舶に好適である。 As a switching means in the present invention, it is conceivable to employ a wet clutch mechanism employed in a passenger car or the like, but in this case, an oil circulation mechanism or the like is required, and the structure becomes complicated and large. Therefore, an electromagnetic clutch having a moving shaft is employed as the switching means of the present invention. The electromagnetic clutch has an advantage that it is structurally simple, can be configured in a compact and inexpensive manner, and is suitable for a small ship.
特に、前記電磁クラッチは、その入力側及び出力側のそれぞれに回転軸を有していると共に、前記回転軸のいずれか一方が、回転駆動力の伝達状態と非伝達状態との切り換え時において、軸方向に移動する移動軸とされていて、前記電磁クラッチの移動軸に弾性手段が設けられているとよい。
このような構成とすれば、電磁クラッチの入力軸又は出力軸が、電磁クラッチの作動に伴って軸方向に移動しても(すなわち、移動軸とされていても)、この移動軸に設けた弾性手段が、移動軸の軸方向移動を許容することになる。弾性手段は、電磁クラッチが少なくとも駆動伝達状態にあるときには、移動軸による回転駆動力の伝達を維持するようになっている。そのため、移動軸が軸方向に移動しても、入力軸から出力軸への回転駆動力の伝動は確保される。
In particular, the electromagnetic clutch has a rotation shaft on each of the input side and the output side thereof, and when either one of the rotation shafts is switched between a rotational driving force transmission state and a non-transmission state, The moving shaft may move in the axial direction, and elastic means may be provided on the moving shaft of the electromagnetic clutch.
With such a configuration, even if the input shaft or output shaft of the electromagnetic clutch moves in the axial direction along with the operation of the electromagnetic clutch (that is, even if it is a moving shaft), it is provided on this moving shaft. The elastic means allows the movement axis to move in the axial direction. The elastic means maintains the transmission of the rotational driving force by the moving shaft when the electromagnetic clutch is at least in the drive transmission state. Therefore, even when the moving shaft moves in the axial direction, transmission of the rotational driving force from the input shaft to the output shaft is ensured.
なお好ましくは、前記内燃機関の駆動軸とプロペラの軸とが同軸配置とされていて、前記電磁クラッチは、前記移動軸が内燃機関の駆動軸と連結するように、内燃機関とプロペラ軸との間に配備され、前記弾性手段は、内燃機関の出力軸と電磁クラッチの移動軸とを接続するゴムカップリング継ぎ手からなる構成を採用するとよい。
前記内燃機関の駆動軸とプロペラの軸とが同軸配置とされると共に、電動モータは内燃機関に並軸配置で設けられ、前記電磁クラッチは、前記移動軸が反電動モータ側を向くように電動モータとプロペラとの間に配備され、前記弾性手段は、電磁クラッチの移動軸とプロペラの軸とを接続するゴムベルト巻掛け伝動手段からなる構成を採用してもよい。
Preferably, the drive shaft of the internal combustion engine and the shaft of the propeller are coaxially arranged, and the electromagnetic clutch is configured so that the moving shaft is connected to the drive shaft of the internal combustion engine. It is preferable that the elastic means is provided with a rubber coupling joint that connects the output shaft of the internal combustion engine and the moving shaft of the electromagnetic clutch.
The drive shaft of the internal combustion engine and the shaft of the propeller are coaxially arranged, the electric motor is provided in a parallel shaft arrangement in the internal combustion engine, and the electromagnetic clutch is electrically driven so that the moving shaft faces the counter-electric motor side. A configuration may be adopted in which the elastic means is disposed between a motor and a propeller, and the elastic means includes rubber belt winding transmission means for connecting a moving shaft of the electromagnetic clutch and a shaft of the propeller.
本発明に係る船舶用ハイブリッド推進装置では、内燃機関による航行特性の長所と、電動モータによる航行特性の長所とのいずれもを、所望に応じて得ることができる。 In the marine hybrid propulsion device according to the present invention, both of the advantages of the navigation characteristics by the internal combustion engine and the advantages of the navigation characteristics by the electric motor can be obtained as desired.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図1〜図3は、本発明に係る船舶用ハイブリッド推進装置1の一実施形態を示している。
図2に示すように、このハイブリッド推進装置1は、船舶2の最後部に備えられるプロペラ3へ回転駆動力を伝達するための駆動源として、内燃機関5と電動モータ6とを有している。さらに、このハイブリッド推進装置1は、これら内燃機関5による回転駆動力と電動モータ6による回転駆動力とを切り換えるための切り換え手段7を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show an embodiment of a marine hybrid propulsion device 1 according to the present invention.
As shown in FIG. 2, the hybrid propulsion device 1 includes an
船舶2は、例えば図1に示すように、例えば総トン数が20t未満の小型船舶である観光船やボートなどである。
なお、本実施形態において図2の左右方向を船舶2及びハイブリッド推進装置1の前後方向(図2左側が「前」)と言い、図2の上下方向を船舶2及びハイブリッド推進装置1の左右方向又は幅方向(図2上側が「右」)と言う。また、図2の紙面に垂直な方向を船舶2及びハイブリッド推進装置1の上下方向と言う。
For example, as shown in FIG. 1, the
In the present embodiment, the left-right direction in FIG. 2 is referred to as the front-rear direction of the
内燃機関5は、主機関であり、船体2a(船舶2の本体)の前後方向及び幅方向の略中央に配置されている。電動モータ6は、従機関(内燃機関5を補助する機関)であり、内燃機関5の右側方に並んで配置されている。また、これら内燃機関5及び電動モータ6の後方(船尾に近い方)であって、且つプロペラ3よりも前方となる位置に、内燃機関5によるプロペラ3への回転駆動力の伝達と、電動モータ6によるプロペラ3への回転駆動力の伝達とを切り換え可能にする切り換え手段7が配置されている。
The
なお、本実施形態では、船体2aの船尾に、船外側へ露出する状態でアウトドライブ9を取り付け、このアウトドライブ9から水中へ向けて突出するように設けられる軸の後端部でプロペラ3が保持される構造を採用した。このアウトドライブ9は、プロペラ3が発生する推進力を受けるスラスト軸受を、プロペラ3が保持される部位に有しているので、該スラスト軸受(軸受構造)を船体2aに設ける必要はなく、推進装置の構成を簡素化できる利点がある。ただし、アウトドライブ9の採用は必須ではなく、船体2aの船底部又は船尾部へスラスト軸受を設け、このスラスト軸受を介してプロペラ軸を船外に貫通させるようにしてもよい。
In the present embodiment, the outdrive 9 is attached to the stern of the
内燃機関5は、例えば、50馬力程度の高速ディーゼルエンジンなどであって、プロペラ3に回転駆動力を伝達するための駆動軸5aを有している。この駆動軸5aが突出する方向は、内燃機関5から見て後方、すなわち、切り換え手段7へ向けた方向とされている。
この内燃機関5には、燃料タンク10が配管接続され、また機関始動や制御系などで使用する電力を給電するためのバッテリー11が電気的に接続されている。燃料タンク10は船体2aの後方側に配備され、バッテリー11は船体2aの前方側に配備される。この配置により、船体2aのバランスが保たれるようになる。その他、燃料系、吸排気系などの付属機器類(図示略)も適宜接続され、船体2a内に適宜配備されている。
The
A
電動モータ6は、例えば、直流100Vで駆動され且つ10kW程度の出力を有するものであって、プロペラ3に回転駆動力を伝達するための駆動軸6aを有している。この駆動軸6aが突出する方向は、電動モータ6から見て後方、すなわち、切り換え手段7へ向けた方向とされている。この電動モータ6には、回転数や回転方向などを制御するためのコントロール部12が電気的に接続され、且つコントロール部12にバッテリー13が電気的に接続されて、バッテリー13から電動モータ6に電力が供給される。このバッテリー13も船体2aの前方側に配備され、船体2aのバランスを取るような配置となっている。
For example, the
上述の如く、電動モータ6を駆動するためのバッテリー13と、内燃機関5を起動するためのバッテリー11とを別々に備えることで、万が一、電動モータ6のバッテリー13の電圧が降下した状態となったとしても、内燃機関5を確実に始動できるものとなっている。
ところで、内燃機関5の働きと電動モータ6の働きを切り換えるための切り換え手段7に関しては、当該切り換え手段7は、内燃機関5用に備えられた電磁クラッチ(第1電磁クラッチ20)と、弾性手段(第1弾性手段21)とを有している。さらに、切り換え手段7は、電動モータ6用に備えられた電磁クラッチ(第2電磁クラッチ22)と、弾性手段(第2弾性手段23)とを有している。
As described above, the
By the way, regarding the switching means 7 for switching the operation of the
第1電磁クラッチ20は、内燃機関5とプロペラ3との間に配備されている。この第1電磁クラッチ20は、その前面側すなわち内燃機関5に対面する側に、入力軸25を有しており、この入力軸25は、第1弾性手段21を介して内燃機関5の駆動軸5aと同軸で連結されている。
また第1電磁クラッチ20は、その後面側すなわちプロペラ3側に出力軸26を有し、この出力軸26はプロペラ軸3aと同軸で連結されている。なお、出力軸26とプロペラ軸3aとが一体形成されるものであってもよい。
The first
The first
この第1電磁クラッチ20は、入力軸25の回転を出力軸26へ伝達する「駆動伝達状態(伝達状態)」と、入力軸25の回転を出力軸26に非伝達にする「駆動切断状態(非伝達状態)」とを切り換えられるようになっている。そして、この切り換え時には、入力軸25又は出力軸26の少なくとも一方を軸方向に移動させる構成となっている。ここにおいて、軸方向に移動する方の軸を「移動軸」と呼ぶ。第1電磁クラッチ20においては、入力軸25が移動軸25となっている。
The first
この移動軸25には、第1弾性手段21が設けられている。
第1弾性手段21は、移動軸25による回転駆動力の伝達状態は維持しつつ、移動軸25における軸方向の移動は許容させるようになっている。具体的には、この第1弾性手段21は、移動軸25と内燃機関5の駆動軸5aとを接続するゴムカップリング継ぎ手により構成されたものとしてある。
The moving
The first
このようなゴムカップリング継ぎ手を第1弾性手段21に採用すれば、第1電磁クラッチ20の作動に伴って移動軸25が軸方向に移動し、この移動軸25と内燃機関5の駆動軸5aとの連結部分に軸方向の伸縮が発生しても、この伸縮をゴムカップリング継ぎ手のゴム弾性(圧縮変形)で吸収できることになり、移動軸25の移動代が内燃機関5へ伝播することはない。
If such a rubber coupling joint is employed in the first
一方、第2電磁クラッチ22は、電動モータ6とプロペラ3との間に配備されている。この第2電磁クラッチ22は、その前面側すなわち電動モータ6の回転駆動力が入力される側に入力軸30を有している。この入力軸30は、電動モータ6の駆動軸6aと剛体カップリング28を介して同軸で連結されている。
また第2電磁クラッチ22は、その後面側すなわちプロペラ3に回転駆動力を出力する側に出力軸31を有している。この出力軸31は、プロペラ3のプロペラ軸3aと、後述する第2弾性手段23を介して連結されている。出力軸31とプロペラ軸3aとは、互いの間に間隔をおいて平行配置されたものとなっている。
On the other hand, the second
Further, the second
第2電磁クラッチ22は、入力軸30の回転を出力軸31へ伝達する「駆動伝達状態」と、入力軸30の回転を出力軸31に非伝達にする「駆動切断状態」とを切り換えられるようになっている。ここにおいて、軸方向に移動する方の軸を「移動軸」と呼ぶ。第2電磁クラッチ22においては、出力軸31が移動軸31となっている。言い換えるならば、移動軸31が後方を向くように、第2電磁クラッチ22は船体2a内に配備されている。
The second electromagnetic clutch 22 can be switched between a “drive transmission state” in which the rotation of the
第2電磁クラッチ22の移動軸31には、第2弾性手段23が設けられている。
この第2弾性手段23は、移動軸31による回転駆動力の伝達状態は維持しつつ、移動軸31における軸方向の移動は許容させるようになっている。具体的には、この第2弾性手段23は、移動軸31とプロペラ軸3aとを接続する巻掛け伝動手段により構成されたものとしてある。
A second elastic means 23 is provided on the moving
The second elastic means 23 is configured to allow movement of the moving
この巻掛け伝動手段には、例えば、ゴム製のVベルトを用いた伝動手段を採用することができる。Vベルト伝動手段は、具体的には、移動軸31の後端部に一体回転可能に取り付けた原動プーリと、プロペラ軸3aに一体回転可能に設けた従動プーリとに対して、Vベルトを巻き掛けて、プロペラ軸3aを移動軸31と同方向に回転させる構造である。本実施形態の場合、原動プーリと従動プーリとの回転比は、2:1であるが、この比率に限定されるものではない。当該回転比は、適切な減速が得られる範囲で任意に変更することができる。
As the winding transmission means, for example, transmission means using a rubber V-belt can be employed. Specifically, the V-belt transmission means winds the V-belt around a driving pulley attached to the rear end of the moving
このような巻掛け伝動手段を第2弾性手段23に採用すれば、第2電磁クラッチ22の作動に伴って移動軸31が軸方向に移動して、原動プーリと従動プーリとが前後に位置ズレを生じても、これら両プーリの位置ズレをゴム製のVベルトの架け渡し間に生じる僅かな曲がりで吸収できることになる。なお、巻掛け伝動手段としては、Vベルト伝動手段に限定されるものではなく、ロープ伝動手段、ゴム製の平ベルト伝動手段などに置換可能である。
If such a winding transmission means is employed in the second elastic means 23, the moving
次に、切り換え手段7により、内燃機関5によるプロペラ3の回転駆動と、電動モータ6によるプロペラ3の回転駆動とを切り換える際、言い換えるならば、船舶1をハイブリッド駆動する際の各部の動作状況を説明する。
今、内燃機関5によりプロペラ3を駆動している状況とする。
このとき、第1電磁クラッチ20では、入力軸25の回転を出力軸26へ伝達する駆動伝達状態となっている。また電動モータ6は停止しており、第2電磁クラッチ22では、入力軸30の回転を出力軸31に非伝達にする駆動切断状態となっている。
Next, when the switching means 7 switches between the rotational drive of the
Now, assume that the
At this time, the first
この状況から、電動モータ6の回転駆動力をプロペラ3へ伝達する状況に切り換えるには、まず内燃機関5の回転数をアイドリング回転数にまで落として第1電磁クラッチ20を駆動切断状態へと切り換え、続いて内燃機関5を停止させる。この際、第1電磁クラッチ20の移動軸25(入力軸25)が内燃機関5側へ軸方向に移動するが、この移動は第1弾性手段21のゴム弾性により吸収され、内燃機関5へは伝わらない。
In order to switch from this situation to a situation in which the rotational driving force of the
次に、第2電磁クラッチ22を駆動伝達状態へと切り換える。
このとき、第2電磁クラッチ22の出力軸31(移動軸31)は、前方へ軸移動するが、この移動は第2弾性手段23のゴム弾性(プーリ架け渡し間で生じるゴムベルトの曲がり)により吸収される。この状態で電動モータ6を作動させれば、電動モータ6の駆動力は、第2弾性手段23を介してプロペラ軸3aに伝わり、プロペラ3が回転する
こうすることで、プロペラ駆動に関し、内燃機関5から電動モータ6への切り換えが実現する。
Next, the second
At this time, the output shaft 31 (moving shaft 31) of the second electromagnetic clutch 22 moves forward, but this movement is absorbed by the rubber elasticity of the second elastic means 23 (the bending of the rubber belt generated between the pulleys). Is done. If the
なお、電動モータ6から内燃機関5への切り換えは、上記の逆の操作を行えばよい。
すなわち、まず電動モータ6を停止させ、その上で、第2電磁クラッチ22を駆動切断状態へと切り換える。このとき、第2電磁クラッチ22の出力軸31(移動軸31)は、後方へ軸移動するが、この移動は第2弾性手段23のゴム弾性により吸収され、問題は生じない。
Note that switching from the
That is, first, the
その後、内燃機関5を始動させて、始動後に第1電磁クラッチ20を駆動伝達状態へと切り換える。この際、第1電磁クラッチ20の移動軸25が内燃機関5側から離れるように軸方向に移動するが、この移動は第1弾性手段21のゴム弾性により吸収され問題は生じない。
以上の操作からわかるように、本発明における切り換え手段7には、簡単な構造でありコンパクト且つ安価に構成できる電磁クラッチを用いるのが好ましい。ところが、電磁クラッチは、その入力軸及び出力軸のいずれか一方が、駆動伝達状態と駆動切断状態との切り換え時に軸方向に移動する。この軸方向の移動を、内燃機関5などの駆動側に伝えた場合、内燃機関5などの破損(焼き付き)などを招来することになる。軸方向の移動をプロペラ軸3aに伝えることは、船体2aへの浸水を招来する原因となりかねない。本願発明は、移動軸の移動代を、切り換え手段7に備えられた弾性手段21が吸収することで、上記問題点の解決を図っている。
Thereafter, the
As can be seen from the above operation, the switching means 7 in the present invention is preferably an electromagnetic clutch that has a simple structure and is compact and inexpensive. However, in the electromagnetic clutch, one of the input shaft and the output shaft moves in the axial direction when switching between the drive transmission state and the drive disconnection state. If this axial movement is transmitted to the drive side of the
なお、電動モータ6と内燃機関5とへの切り換えにおいては、内燃機関5乃至は電動モータ6を停止するようにしていたが、この停止作業は必須のものではない。内燃機関5と電動モータ6との回転数の同期などを勘案することで、作動状態のまま切り換えが可能となる。
ところで、内燃機関5や電動モータ6の出力調整を行うに際しては、当然に、内燃機関5の出力調整と、電動モータ6の出力調整とを変更する必要がある。しかし、これらの出力調整を異なる操作レバーで行うように構成すると、操作が煩雑になることは否めない。そこで本実施形態では、単一の操作レバー39を用いて、内燃機関5の出力調整と電動モータ6の出力調整とを行うことができる構造を採用した。
In switching between the
By the way, when adjusting the output of the
すなわち、図3に示すように、内燃機関5に設けられている出力調整用のスロットル軸5bに、L型リンク37を一体回転可能な状態に取り付け、このL型リンク37の一端部にワイヤケーブル38を連結し、このワイヤケーブル38の先端部を船舶2の操舵席まで引き出すようにしている。そして、操舵席に揺動自在に設けた操作レバー39の動作部40に、ワイヤケーブル38の先端部を連結してある。従って、操作レバー39を揺動操作することで、ワイヤケーブル38の押し引きを介してL型リンク37が揺動し、内燃機関5のスロットル軸5bが回動操作されるので、内燃機関5の出力(回転数)が調整されることになる。
That is, as shown in FIG. 3, an L-shaped
一方で、L型リンク37の他端部には、ポテンショメータ(可変抵抗器)42の可動片43がリンク片44によってリンク接合してある。このポテンショメータ42は、電動モータ6を制御するコントロール部12と電気的に接続されている。従って、操作レバー39を揺動操作したとき、ワイヤケーブル38の押し引きを介してL型リンク37が揺動すると、更にリンク片44を介してポテンショメータ42の可動片43が操作されることになる。そのため、この可動片43の動作量で変移する抵抗値に応じてコントロール部12が電動モータ6の回転数を制御することになる。
On the other hand, a
このように、切り換え手段7が、内燃機関5によるプロペラ3の駆動伝達状態となっているか、又は電動モータ6によるプロペラ3の駆動伝達状態となっているかに拘わらず、操作レバー39を操作するだけで、選択されている側の機関(内燃機関5又は電動モータ6)の出力調整を行えるものとなっている。
以上、詳説したとことから明かなように、本発明に係るハイブリッド推進装置1は、切り換え手段7により、内燃機関5によるプロペラ3への回転駆動力の伝達と、電動モータ6によるプロペラ3への回転駆動力の伝達とを切り換えることができるようになっている。そのため、船舶2の航行事情に応じて切り換え手段7を適宜切り換えるようにすれば、内燃機関5が高速航行や長時間航行等に優れるという航行特性を活かした航行や、電動モータ6が静寂航行や経済的航行等に優れるという航行特性を活かした航行を自由に選択できるものであり、両機関の長所を所望に応じて得ることができる。
As described above, regardless of whether the switching means 7 is in the drive transmission state of the
As is clear from the above description, the hybrid propulsion device 1 according to the present invention transmits the rotational driving force to the
例えば、本発明の船舶2を観光船や遊覧船として用いた際には、船内での営業活動中(観光案内や余興、宴会中など)に電動モータ6による静寂移動を行い、目的地までの移動などに内燃機関5を用いた迅速移動をするといった使い方ができる。また、本発明の船舶2を釣り船として用いた際には、漁場での停船や魚群を散らさないようにする細やかな移動に、電動モータ6による静寂移動を行い、漁場までの遠距離移動などに、内燃機関5を用いた迅速移動をするといった使い方ができる。
For example, when the
本実施形態のハイブリッド推進装置1は、主機関として内燃機関5を有し、従機関として電動モータ6を有する構造となっているため、内燃機関を備えた既存の船舶のハイブリッド化が容易である。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
The hybrid propulsion device 1 of the present embodiment has a structure having an
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be changed as appropriate according to the embodiment.
例えば、切り換え手段7において、電動モータ6用に備えられる第2電磁クラッチ22は、入力軸30を移動軸とするように用いてもよい。この場合、電動モータ6の駆動軸6aと入力軸30との連結部分に、剛体カップリング28に代えて、ゴムカップリング継ぎ手等の第1弾性手段21と同等の弾性手段を設けるとよい。
また、図2では、内燃機関5をプロペラ軸3aと同軸配置とし、その側方に電動モータ6を設ける配置とした。しかし、電動モータ6をプロペラ軸3aと同軸配置とし、その側方に内燃機関5を設ける配置としてもよい。
For example, in the switching means 7, the second electromagnetic clutch 22 provided for the
In FIG. 2, the
なお、本実施の形態におけるハイブリッド推進装置1は、主機関として内燃機関5を有し、従機関として電動モータ6を有する構造となっていたが、これに限定はされず、内燃機関5と電動モータ6とを同列に用いる構成であっても何ら問題はない。
また、電動モータ6は、内燃機関5の左側方に並んで配置されていてもよく、内燃機関5に並軸配置となっていればよい。
The hybrid propulsion device 1 according to the present embodiment has a structure having the
In addition, the
1 ハイブリッド推進装置
2 船舶
2a 船体
3 プロペラ
3a プロペラ軸
5 内燃機関
5a 駆動軸
6 電動モータ
6a 駆動軸
7 切り換え手段
20 第1電磁クラッチ
21 第1弾性手段
22 第2電磁クラッチ
23 第2弾性手段
25 入力軸(移動軸)
26 出力軸
30 入力軸
31 出力軸(移動軸)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
26
Claims (5)
船舶のプロペラに回転駆動力を付与する電動モータと、
前記内燃機関によるプロペラへの回転駆動力の伝達と、前記電動モータによるプロペラへの回転駆動力の伝達と、を切り換え可能にする切り換え手段と、
を備えていることを特徴とする船舶用ハイブリッド推進装置。 An internal combustion engine for applying a rotational driving force to the propeller of the ship;
An electric motor for applying a rotational driving force to the propeller of the ship;
Switching means for enabling switching between transmission of rotational driving force to the propeller by the internal combustion engine and transmission of rotational driving force to the propeller by the electric motor;
A marine hybrid propulsion device comprising:
前記電磁クラッチの入力側又は出力側に設けられた弾性手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の船舶用ハイブリッド推進装置。 The switching means includes an electromagnetic clutch that transmits a rotational driving force of an internal combustion engine or an electric motor to the propeller,
Elastic means provided on the input side or output side of the electromagnetic clutch;
The marine hybrid propulsion device according to claim 1, comprising:
前記電磁クラッチの移動軸に、弾性手段が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の船舶用ハイブリッド推進装置。 The electromagnetic clutch has a rotation shaft on each of an input side and an output side thereof, and any one of the rotation shafts is axially switched at the time of switching between a rotational driving force transmission state and a non-transmission state. It is considered as a movement axis that moves to
3. The marine hybrid propulsion device according to claim 2, wherein an elastic means is provided on a moving shaft of the electromagnetic clutch.
前記電磁クラッチは、前記移動軸が内燃機関の駆動軸と連結するように、内燃機関とプロペラ軸との間に配備され、
前記弾性手段は、内燃機関の出力軸と電磁クラッチの移動軸とを接続するゴムカップリング継ぎ手からなることを特徴とする請求項3に記載の船舶用ハイブリッド推進装置。 The drive shaft of the internal combustion engine and the shaft of the propeller are coaxially arranged,
The electromagnetic clutch is disposed between the internal combustion engine and the propeller shaft such that the moving shaft is coupled to a drive shaft of the internal combustion engine;
4. The marine hybrid propulsion device according to claim 3, wherein the elastic means comprises a rubber coupling joint that connects the output shaft of the internal combustion engine and the moving shaft of the electromagnetic clutch.
前記電磁クラッチは、前記移動軸が反電動モータ側を向くように電動モータとプロペラとの間に配備され、
前記弾性手段は、電磁クラッチの移動軸とプロペラの軸とを接続するゴムベルト巻掛け伝動手段からなることを特徴とする請求項3に記載の船舶用ハイブリッド推進装置。 The drive shaft of the internal combustion engine and the shaft of the propeller are coaxially arranged, and the electric motor is provided in a parallel axis arrangement in the internal combustion engine,
The electromagnetic clutch is disposed between the electric motor and the propeller so that the moving shaft faces the counter-electric motor side,
4. The marine hybrid propulsion device according to claim 3, wherein the elastic means comprises rubber belt winding transmission means for connecting the moving shaft of the electromagnetic clutch and the shaft of the propeller.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010164899A JP2012025250A (en) | 2010-07-22 | 2010-07-22 | Hybrid propulsion unit for marine vessel |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013203079A (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Hitachi Nico Transmission Co Ltd | Hybrid propulsion device and system |
EP3056422A1 (en) * | 2015-02-10 | 2016-08-17 | Politechnika Gdanska | Universal, hybrid propulsion system of small watercraft |
WO2018159208A1 (en) | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 川崎重工業株式会社 | Marine propulsion system and ship |
CN113272221A (en) * | 2019-01-09 | 2021-08-17 | 株式会社Ihi原动机 | Method for sailing a hybrid propelled ship and hybrid propelled ship |
-
2010
- 2010-07-22 JP JP2010164899A patent/JP2012025250A/en active Pending
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