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技術 ドライブ装置

出願人 エフオーボックスエーエス
発明者 トイェンスフォルガウテ
出願日 2011年4月27日 (9年7ヶ月経過) 出願番号 2013-506642
公開日 2013年6月20日 (7年5ヶ月経過) 公開番号 2013-525230
状態 特許登録済
技術分野 ウインチ 船体構造 船舶の推進 波力利用等のその他の液体機械又は機関
主要キーワード 石油プラットフォーム 燃焼機械 電気的モータ 上構成要素 寸動動作 電気発電機 海洋学 アンカー線
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題・解決手段

ウインチ8用のドライブ装置は、大型のベルトプーリ1または鎖車、および大型のベルトプーリ1に接続しているウィンチドラムを備える。大型のベルトプーリ1は、少なくとも1つの原動機(例えばモータ7)に回転可能に接続している。装置は、少なくとも2つの回転可能な二次軸4、4’を有する。二次軸の各々は、ベルトプーリ1の回転軸と平行である。二次軸4、4’は、少なくとも1つのベルトチェーンを介して大型のベルトプーリ1と回転接続している。モータは、二次軸のうちの1つと回転接続している。船舶プロペラ用、水力タービン用、および波力発電プラント用の同じ原理によるドライブ装置も、記載されている。

概要

背景

ウインチは、高トルクを含む負荷の吊り上げおよび解放の要求がある場合はいつでも、広範囲にわたる応用を有することが当業者に知られている。例えば、石油プラットフォーム、浮上プラットフォーム帆船エレベータボートアンカーリングドリル作業荷積みおよび荷降ろし作業、E.O.Tクレーン建設構造その他において。

ディーゼル電気推進ドライブ船舶推進して、高出力がモータからプロペラに伝えられることを必要とするために用いることも公知である。

さらに、水の動き電気に変えるように設計される潮力発電プラントは公知である。これは、高出力が伝えられることを必要とする。

本発明は、ウインチ用のドライブに関して主に説明される。しかしそれは、船舶用ディーゼルエンジン推進ドライブとして、および、潮力発電プラントなどにおける発電用のドライブとしての応用において、等しく効果的である。

先に述べられるように、多種多様な応用を有するウインチの異なるタイプは、すでに公知である。特許文献1は、鉛直軸タービンを立てる、および倒すのを容易にするウインチを開示する。特許文献2は、合環境において第1ボディを第2ボディに接続するためのウインチの応用を開示する。特許文献3は、ケーブル用の牽引ウインチ等が非常な深さで沖合放棄回復海洋学および浚渫のためのケーブルによって非常に重い負荷を引っ張ろうとすることを開示する。特許文献4は、火災避難器具の吊り上げ装置としてのウインチの応用を開示する。

すべての上述した先行技術文献において、焦点は、ウインチを駆動する装置よりもむしろウインチにあった。ウインチ用の駆動装置も、公知である。軸の駆動手段は、ウインチ線の正しいスプーリングを維持するための特許文献2において開示された。しかしながら、ここでは、焦点は、その駆動装置よりもむしろウインチの構造にある。同様に、特許文献5は、アンカードラムウインチとして艦船での応用を有するドラムウインチを開示する。ここで、焦点は、ウィンチドラム駆動軸から独立して回転することができる態様にある。この先行技術は、駆動軸に連結される駆動装置を開示するが、それはウインチの駆動装置の構造上の特徴に焦点を当てない。むしろ、それは、駆動装置が任意の適切な形を採用してよく、そして駆動装置の正確な性質が発明には重大でないと述べる。

ウインチ用の効率的な駆動装置を製造するための探求は、いくつかの従来の特許/特許公報に記載された。特許文献6は、ウィンチドラムを動かすための内部に配置された遊星歯車およびモータを有するウインチドライブを開示する。モータは、ドラムの1つの前端部でフレームに固着され、そしてモータの駆動軸は、遊星歯車の従動入力に駆動的に接続している。特許文献7は、ハブから駆動装置まで回転運動を伝達するためのウインチ用の駆動手段を開示する。ウインチは、ハブ、ハブの周り配線ケーブル案内システム、および案内システムに接続された駆動装置を有している。この装置は、ケーブルを2つの方向に配線する。そのため、それはスイッチを有する。駆動手段は、第1のスプロケットと、駆動装置に接続された第2スプロケットと、第1のスプロケットおよび第2スプロケットを接続するチェーンとを備えている。特許文献8は、基本的に、回転可能に取り付けられたロープドラムならびに、伝達手段およびクランクを介してロープドラムを駆動する軸を有する駆動装置を開示する。そしてクランクは、少なくとも2つの異なる歯車手段を用いている駆動軸を有する。

上記の文献において開示される駆動装置は、コンパクト化を達成することに、構成要素の数を減らすことに、軽量化に、および駆動軸上のトルク平衡することを確実にすることに、焦点を当てない。これは、ウインチドライブにとってのみならず、モータからプロペラへ高出力を伝達する要求が存在する船舶の推進用のドライブにとっても真実である。これはまた、発電機をシフトアップ(gearing up)する役割を果たす潮力発電プラントの発電用のドライブにとっても真実である。この種のドライブにおいてはまた、高出力の伝達の要求が存在する。

風車用の駆動装置は、同じ出願人および発明者によって現在未公開の特許文献9に記載されている。この先願は、風車ドライブとしてのみの用途に関する。しかし、この先願の基本的な考えのいくらかは、風車ドライブよりは別の目的のための本発明において用いられる。

それ故、コンパクトで、駆動軸上のトルクの平衡が保たれることを確実にして、軽量で、その上構成要素の実質的に減少した数を有する、ウインチ用/船舶のプロペラ用/潮力発電プラント用のドライブ装置を製造するために長い要求があった。本発明によるドライブ装置は、この長い要求およびそれに結びついた他のニーズを満たす。そして、以下に開示されるようなドライブ装置の製造は、本発明に重大である。

概要

ウインチ8用のドライブ装置は、大型のベルトプーリ1または鎖車、および大型のベルトプーリ1に接続しているウィンチドラムを備える。大型のベルトプーリ1は、少なくとも1つの原動機(例えばモータ7)に回転可能に接続している。装置は、少なくとも2つの回転可能な二次軸4、4’を有する。二次軸の各々は、ベルトプーリ1の回転軸と平行である。二次軸4、4’は、少なくとも1つのベルト/チェーンを介して大型のベルトプーリ1と回転接続している。モータは、二次軸のうちの1つと回転接続している。船舶のプロペラ用、水力タービン用、および波力発電プラント用の同じ原理によるドライブ装置も、記載されている。

目的

本発明は、以下の請求項1、2、3、4のプリアンブルに係るドライブ装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

モータ(7)のような少なくとも1つの原動機に回転可能に接続している大型のベルトプーリ(1)または鎖車、および、前記大型のベルトプーリ(1)に接続しているウィンチドラム、を備える、ウインチ(8)用のドライブ装置であって、各々前記ベルトプーリの回転軸と平行な少なくとも2つの回転可能な二次軸(4、4’)をさらに備え、前記二次軸(4、4’)は、少なくとも1つのベルトチェーンを介して前記大型のベルトプーリ(1)と回転接続しており、前記少なくとも1つのモータは、前記二次軸のうちの少なくとも1つと回転接続していることを特徴とする、ドライブ装置。

請求項2

モータまたは燃焼エンジン(7)のような少なくとも1つの原動機に回転可能に接続している大型のベルトプーリ(1)または鎖車、および、前記大型のベルトプーリ(1)に接続している軸(11)に着脱自在に取り付けられる少なくとも1つの船舶プロペラ(12)、を備える、船舶のプロペラ用のドライブ装置であって、各々前記ベルトプーリの回転軸と平行な少なくとも2つの回転可能な二次軸(4、4’)をさらに備え、前記二次軸(4、4’)は、少なくとも1つのベルト/チェーンを介して前記大型のベルトプーリ(1)と回転接続しており、前記モータまたはエンジン(7)は、前記二次軸(4、4’)のうちの少なくとも1つと回転接続していることを特徴とする、ドライブ装置。

請求項3

少なくとも1つの発電機(7’)に回転可能に接続している大型のベルトプーリ(1)または鎖車、および、前記大型のベルトプーリ(1)に接続している少なくとも1つの潮流プロペラ(15)または水力タービンホイール、を備える、水力タービン用のドライブ装置であって、各々前記ベルトプーリの回転軸と平行な少なくとも2つの回転可能な二次軸(4、4’)をさらに備え、前記二次軸(4、4’)は、少なくとも1つのベルト/チェーンを介して前記大型のベルトプーリ(1)と回転接続しており、前記発電機(7’)は、前記二次軸(4、4’)のうちの少なくとも1つと回転接続していることを特徴とする、ドライブ装置。

請求項4

少なくとも1つの発電機(7)に回転可能に接続している大型のベルトプーリ(1)または鎖車、および、波力発電プラントの2つの比較的移動可能なパーツ(25,28)間の動きをドライブ装置に伝えるための前記大型のベルトプーリ(1)に接続している長手方向の引張部材、を備える、波力発電プラント用のドライブ装置であって、各々前記ベルトプーリの回転軸と平行な少なくとも2つの回転可能な二次軸(4、4’)をさらに備え、前記二次軸(4、4’)は、少なくとも1つのベルト/チェーンを介して前記大型のベルトプーリ(1)と回転接続しており、前記少なくとも1つの発電機は、前記二次軸のうちの少なくとも1つと回転接続していることを特徴とする、ドライブ装置。

請求項5

前記二次軸(4、4’)および前記大型のベルトプーリ(1)に亘って延びる単一のベルトまたはチェーン(5)が設けられることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のドライブ装置。

請求項6

小型のベルトプーリまたは鎖車(2、2’)が前記二次軸(4、4’)の各々に着脱自在に固定され、そして、各々1つがそれぞれの小型のベルトプーリ(2、2’)および前記モータ/エンジン/発電機の軸に亘るベルトまたはチェーン(6、6’)が設けられることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のドライブ装置。

請求項7

前記二次軸(4、4’)に沿って、前記それぞれの小型のベルトプーリ(2、2’)よりも大きさにおいてさらに小さい少なくとも2つのさらなる小型プーリ(3、3’)が設けられることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のドライブ装置。

請求項8

前記さらなる小型プーリ(3、3’)および前記大型のベルトプーリ(1)に亘って延びる単一のベルトまたはチェーン(5)が設けられることを特徴とする、請求項7に記載のドライブ装置。

請求項9

前記二次軸(4、4’)は、同じ相対角度距離で前記大型のベルトプーリ(1)の周辺に配置されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のドライブ装置。

請求項10

すべての前記プーリは、運転状態中に適当なグリップを確保するための鋸歯またはV溝のような溝をそれぞれの周面に沿って備えていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載のドライブ装置。

請求項11

各ベルト/チェーンは、運転状態中に適当なグリップを確保するための歯/溝/V形状を備えていることを特徴とする、請求項1〜6、8のいずれか1項に記載のドライブ装置。

請求項12

前記ウインチのドラム(8)、前記船舶のプロペラ(12)、前記潮流プロペラ(15)、すべての前記プーリ(1、2、2’、3、3’)、前記二次軸(4、4’)、および前記モータ/エンジン/発電機の軸は、全て同軸に配置されることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載のドライブ装置。

請求項13

前記装置は、前記ウィンチドラム(8)/船舶のプロペラ(12)/発電機(7)を双方向に回転させるのに適していることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のドライブ装置。

請求項14

前記ドライブ装置は、前記モータ/エンジン/潮流プロペラの軸のうちの1つに沿って位置して、必要に応じて自動的にまたは手動で作動するのに適した制動機構に動作可能に接続していることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のドライブ装置。

請求項15

複数の前記小型のベルトプーリ(2、2’)および、それぞれの前記小型のベルトプーリよりも直径の小さい前記さらなる小型プーリ(3、3’)は、それぞれの二次軸(4、4’)に着脱自在に固定され、前記二次軸の各々は、前記大型のベルトプーリ(1)に、および個々のモータ(7)/エンジン(7)/発電機(7’)に回転接続されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のドライブ装置。

請求項16

前記原動機は、燃焼機械であることを特徴とする、請求項1に記載のドライブ装置。

請求項17

前記船舶のプロペラ(12)は、少なくとも2つのブレードを有することを特徴とする、請求項2に記載のドライブ装置。

請求項18

請求項2、5、6のいずれか1項に記載のドライブ装置を複数備える船舶のプロペラ用の統合ドライブシステムであって、前記ドライブ装置の各々は、互いに隣接するそれぞれの小型のベルトプーリ(2、2’)を介して互いに回転接続していることを特徴とする、統合ドライブシステム。

請求項19

前記潮流プロペラ(12)は、少なくとも2つのブレードを有し、前記プロペラの軸は、主軸(10)に沿って接続されている低速度軸(13)であることを特徴とする、請求項3に記載のドライブ装置。

請求項20

前記発電機(7’)の軸は、高速度軸であることを特徴とする、請求項3または19に記載のドライブ装置。

技術分野

0001

本発明は、一般に、例えば、船舶推進ドライブとしてのウインチ用、潮力プラントとしての姿勢制御用に使用することができるドライブ装置に関する。ドライブは、簡単でかつコンパクトな構造を有するのに適していて、駆動軸上のトルクバランスが保たれるのが確実であり、軽量であり、また、実質的に減少した数の構成要素を有して最小限の保守を必要とする。特に、本発明は、以下の請求項1、2、3、4のプリアンブルに係るドライブ装置を提供する。

背景技術

0002

ウインチは、高トルクを含む負荷の吊り上げおよび解放の要求がある場合はいつでも、広範囲にわたる応用を有することが当業者に知られている。例えば、石油プラットフォーム、浮上プラットフォーム帆船エレベータボートアンカーリングドリル作業荷積みおよび荷降ろし作業、E.O.Tクレーン建設構造その他において。

0003

ディーゼル電気推進ドライブが船舶を推進して、高出力がモータからプロペラに伝えられることを必要とするために用いることも公知である。

0004

さらに、水の動き電気に変えるように設計される潮力発電プラントは公知である。これは、高出力が伝えられることを必要とする。

0005

本発明は、ウインチ用のドライブに関して主に説明される。しかしそれは、船舶用ディーゼルエンジン推進ドライブとして、および、潮力発電プラントなどにおける発電用のドライブとしての応用において、等しく効果的である。

0006

先に述べられるように、多種多様な応用を有するウインチの異なるタイプは、すでに公知である。特許文献1は、鉛直軸タービンを立てる、および倒すのを容易にするウインチを開示する。特許文献2は、合環境において第1ボディを第2ボディに接続するためのウインチの応用を開示する。特許文献3は、ケーブル用の牽引ウインチ等が非常な深さで沖合放棄回復海洋学および浚渫のためのケーブルによって非常に重い負荷を引っ張ろうとすることを開示する。特許文献4は、火災避難器具の吊り上げ装置としてのウインチの応用を開示する。

0007

すべての上述した先行技術文献において、焦点は、ウインチを駆動する装置よりもむしろウインチにあった。ウインチ用の駆動装置も、公知である。軸の駆動手段は、ウインチ線の正しいスプーリングを維持するための特許文献2において開示された。しかしながら、ここでは、焦点は、その駆動装置よりもむしろウインチの構造にある。同様に、特許文献5は、アンカードラムウインチとして艦船での応用を有するドラムウインチを開示する。ここで、焦点は、ウィンチドラムが駆動軸から独立して回転することができる態様にある。この先行技術は、駆動軸に連結される駆動装置を開示するが、それはウインチの駆動装置の構造上の特徴に焦点を当てない。むしろ、それは、駆動装置が任意の適切な形を採用してよく、そして駆動装置の正確な性質が発明には重大でないと述べる。

0008

ウインチ用の効率的な駆動装置を製造するための探求は、いくつかの従来の特許/特許公報に記載された。特許文献6は、ウィンチドラムを動かすための内部に配置された遊星歯車およびモータを有するウインチドライブを開示する。モータは、ドラムの1つの前端部でフレームに固着され、そしてモータの駆動軸は、遊星歯車の従動入力に駆動的に接続している。特許文献7は、ハブから駆動装置まで回転運動を伝達するためのウインチ用の駆動手段を開示する。ウインチは、ハブ、ハブの周り配線ケーブル案内システム、および案内システムに接続された駆動装置を有している。この装置は、ケーブルを2つの方向に配線する。そのため、それはスイッチを有する。駆動手段は、第1のスプロケットと、駆動装置に接続された第2スプロケットと、第1のスプロケットおよび第2スプロケットを接続するチェーンとを備えている。特許文献8は、基本的に、回転可能に取り付けられたロープドラムならびに、伝達手段およびクランクを介してロープドラムを駆動する軸を有する駆動装置を開示する。そしてクランクは、少なくとも2つの異なる歯車手段を用いている駆動軸を有する。

0009

上記の文献において開示される駆動装置は、コンパクト化を達成することに、構成要素の数を減らすことに、軽量化に、および駆動軸上のトルクが平衡することを確実にすることに、焦点を当てない。これは、ウインチドライブにとってのみならず、モータからプロペラへ高出力を伝達する要求が存在する船舶の推進用のドライブにとっても真実である。これはまた、発電機をシフトアップ(gearing up)する役割を果たす潮力発電プラントの発電用のドライブにとっても真実である。この種のドライブにおいてはまた、高出力の伝達の要求が存在する。

0010

風車用の駆動装置は、同じ出願人および発明者によって現在未公開の特許文献9に記載されている。この先願は、風車ドライブとしてのみの用途に関する。しかし、この先願の基本的な考えのいくらかは、風車ドライブよりは別の目的のための本発明において用いられる。

0011

それ故、コンパクトで、駆動軸上のトルクの平衡が保たれることを確実にして、軽量で、その上構成要素の実質的に減少した数を有する、ウインチ用/船舶のプロペラ用/潮力発電プラント用のドライブ装置を製造するために長い要求があった。本発明によるドライブ装置は、この長い要求およびそれに結びついた他のニーズを満たす。そして、以下に開示されるようなドライブ装置の製造は、本発明に重大である。

先行技術

0012

国際公開第2008/104060号パンフレット
国際公開第2010/004314号パンフレット
国際公開第2009/028927号パンフレット
国際公開第2008/153295号パンフレット
国際公開第2009/062232号パンフレット
米国特許第US4565352号明細書
国際公開第2006/117607号パンフレット
国際公開第2009/142573号パンフレット
特許出願PCT/EP2010/050987号

発明が解決しようとする課題

0013

本発明は、ウインチ用の特別に造られたドライブ装置を提供することによって、これまで先行技術によって教示されない上記の必要を満たすことを目的とする。そしてそれは、その特別に構成された構造のおかげで、軽量でかつコンパクトなドライブ装置を構成して、ウインチをスムーズにかつ能率的に運転させることに重要な役割を果たす。

0014

本発明の他の目的は、コンパクトでかつ軽量であることを離れて、駆動軸上のトルクの平衡が保たれることが確実にされ、同時に、構成要素の数がより少ないせいで、重い保守を必要としない、ウインチ用のドライブ装置を提供することにある。

0015

船舶のプロペラ用の特別に造られたドライブ装置を提供することは、本発明の別の目的である。そしてそれは、その特別に構成された構造のおかげで、軽量でかつコンパクトなドライブ装置を構成して、プロペラをスムーズにかつ能率的に運転させることに重要な役割を果たす。

0016

本発明の他の目的は、コンパクトでかつ軽量であることを離れて、駆動軸上のトルクの平衡が保たれることが確実にされ、同時に、構成要素の数がより少ないせいで、重い保守を必要としない、船舶のプロペラ用のドライブ装置を提供することにある。

0017

潮力発電プラント用の特別に造られたドライブ装置を提供することは、本発明の他の目的である。そしてそれは、その特別に構成された構造のおかげで、軽量でかつコンパクトなドライブ装置を構成して、発電機をスムーズにかつ能率的に運転させることに重要な役割を果たす。

0018

本発明の他の目的は、コンパクトでかつ軽量であることを離れて、駆動軸上のトルクの平衡が保たれることが確実にされ、同時に、構成要素の数がより少ないせいで、重い保守を必要としない、潮力発電プラント用のドライブ装置を提供することにある。

0019

加えて、本発明は、先行技術においてまだ開示されない若干の有利な特徴を開示する。

0020

請求項を含む明細書全体を通じて、用語「ウインチ」、「ドラム」、「軸」、「大型のベルトプーリ」、「小型のベルトプーリ」、「ベルト/チェーン」、「船舶」、「プロペラ」、「潮力発電プラント」、「潮流プロペラ」、「水力タービンホイール」は、それぞれの用語の最も広い観念において解釈されるべきであり、そして、当業者に明らかなように、他の用語によって公知の分野のすべての類似の項目を含む。明細書において関連する制限/限定は、あるとしても、単に例示によるものであり、そして本発明を理解するだけのものである。さらに、本発明によるドライブ装置が[背景技術]において例として述べられたような全ての種類のウインチのドライブに適用することができ、そして本発明がこの種の例に限られないことは、当業者によく理解されなければならない。

課題を解決するための手段

0021

本発明の第1の態様によれば、大型のベルトプーリまたは鎖車、および、大型のベルトプーリに接続しているウィンチドラムを備える、ウインチ用のドライブ装置が提供される。大型のベルトプーリは、少なくとも1つの原動機(例えばモータ)に回転可能に接続している。本発明によれば、各々前記ベルトプーリの回転軸と平行な少なくとも2つの回転可能な二次軸を有する。二次軸は、少なくとも1つのベルト/チェーンを介して大型のベルトプーリと回転接続している。少なくとも1つのモータは、前記二次軸のうちの少なくとも1つと回転接続している。

0022

本発明の第2の態様によれば、大型のベルトプーリまたは鎖車、および、大型のベルトプーリに接続している軸に着脱自在に取り付けられる少なくとも1つの船舶のプロペラを備える、船舶のプロペラ用のドライブ装置が提供される。大型のベルトプーリは、少なくとも原動機(例えば電気モータまたは燃焼エンジン)に回転可能に接続している。本発明によれば、各々前記ベルトプーリの回転軸と平行な少なくとも2つの回転可能な二次軸を有する。二次軸は、少なくとも1つのベルト/チェーンを介して大型のベルトプーリと回転接続している。少なくとも1つのエンジンは、前記二次軸のうちの少なくとも1つと回転接続している。

0023

本発明の第3の態様によれば、大型のベルトプーリまたは鎖車、および、少なくとも潮流プロペラまたは水力タービンホイールを備える、水力タービン用のドライブ装置が提供される。大型のベルトプーリは、少なくとも発電機に回転可能に接続している。本発明によれば、各々前記ベルトプーリの回転軸と平行な少なくとも2つの回転可能な二次軸を有する。二次軸は、少なくとも1つのベルト/チェーンを介して大型のベルトプーリと回転接続している。少なくとも1つの発電機は、前記二次軸のうちの少なくとも1つと回転接続している。

0024

本発明の第4の態様によれば、少なくとも1つの発電機に回転可能に接続している大型のベルトプーリまたは鎖車、および、波力発電プラントの2つの比較的移動可能なパーツ間の動きをドライブ装置に伝えるための前記大型のベルトプーリに接続している長手方向の引張部材、を備える、波力発電プラント用のドライブ装置が提供される。本発明によれば、各々前記ベルトプーリの回転軸と平行な少なくとも2つの回転可能な二次軸を有する。二次軸は、少なくとも1つのベルト/チェーンを介して大型のベルトプーリと回転接続している。少なくとも1つの発電機は、前記二次軸のうちの少なくとも1つと回転接続している。

0025

本発明の有利な実施形態によれば、前記二次軸および前記大型のベルトプーリに亘って延びる単一のベルトまたはチェーンが設けられる。

0026

本発明の他の有利な実施形態によれば、小型のベルトプーリまたは鎖車が二次軸の各々に着脱自在に固定され、そして、各々1つがそれぞれの小型のベルトプーリおよび前記モータ/エンジン/発電機の軸に亘るベルトまたはチェーンが設けられる。

0027

好ましくは、前記二次軸に沿って、前記それぞれの小型のベルトプーリよりも大きさにおいてさらに小さい少なくとも2つのさらなる小型プーリが設けられる。

0028

より好ましくは、前記さらなる小型プーリおよび前記大型のベルトプーリに亘って延びる単一のベルトまたはチェーンが設けられる。

0029

上記の実施形態は、したがって、構成要素のより少ない数のせいで、非常にコンパクトで、軽量で、簡単であり、したがって、最小の保守を必要とする駆動装置の製造を明らかにする。この装置はまた、駆動軸上のトルクの平衡が完全に保たれることを確実にして、高回転速度から低回転速度への変換を確実にする。したがって、より大きい速度減少が達成され、これにより、高トルクが得られる。さらに、この装置はまた、低回転速度から高回転速度への変換を確実にする。

0030

本発明の他の有利な実施形態によれば、前記二次軸は、同じ相対角度距離で前記大型のベルトプーリの周辺に配置される。

0031

本発明のさらに他の実施形態によれば、すべての前記プーリは、運転状態中に適当なグリップを確保するための鋸歯をそれぞれの周面に沿って備えている。

0032

好ましくは、各ベルト/チェーンは、運転状態中に適当なグリップを確保するための歯/溝を備えている。

0033

前記ウインチのドラム、前記船舶のプロペラ、前記潮流プロペラ、すべての前記プーリ、前記主軸、前記二次軸、および前記モータ/エンジン/発電機の軸は、全て同軸に配置されることが、本発明では好ましい。

0034

好ましくは、前記装置は、ウィンチドラム/船舶のプロペラ/発電機を双方向に回転させるのに適している。

0035

より好ましくは、ドライブ装置は、前記モータ/エンジン/潮流プロペラの軸に沿って位置して、必要に応じて自動的にまたは手動で作動するのに適した制動機構に動作可能に接続している。

0036

本発明の有利な実施形態によれば、複数の前記小型のベルトプーリおよび、それぞれの前記小型のベルトプーリよりも直径の小さい前記さらなる小型プーリは、それぞれの二次軸に着脱自在に固定され、前記二次軸の各々は、前記大型のベルトプーリに、および個々のモータ/エンジン/発電機に回転接続される。

0037

本発明の第1の態様の有利な実施形態によれば、前記原動機は、ディーゼルエンジンである。

0038

本発明の第2の態様の有利な実施形態によれば、前記船舶のプロペラは、少なくとも3つのブレードを備えている。

0039

本発明の第3の態様の有利な実施形態によれば、潮流プロペラは、少なくとも2つのブレードを有し、前記プロペラの軸は、前記主軸に沿って接続されている低速度軸である。

0040

好ましくは、前記発電機の軸は、高速度軸である。

0041

本発明の第5の態様によれば、本発明の第2の態様によるドライブ装置を複数備える船舶のプロペラ用の統合ドライブシステムであって、前記ドライブ装置の各々は、互いに隣接するそれぞれの小型のベルトプーリを介して互いに回転接続している、統合ドライブシステムが提供される。

図面の簡単な説明

0042

本発明の主な特徴は、上記に説明された。若干の例示的実施形態のより詳細なおよび非限定的な説明は、図面を参照して以下において与えられる。
図1は、モータの端部の向きがそれている本発明の好ましい実施形態によるウインチドライブの斜視図である。
図2は、ウィンチドラムの端部の向きがそれている本発明の好ましい実施形態によるウインチドライブの他の斜視図である。
図3は、ウインチの端部から見たときの本発明の好ましい実施形態によるウインチドライブの側面図である。
図4は、モータの端部から見たときの本発明の好ましい実施形態によるウインチドライブの側面図である。
図5は、本発明の好ましい実施形態によるウインチドライブの上面図である。
図6は、本発明の他の実施形態による2台の動作可能に接続された船舶のプロペラドライブの斜視図である。
図7は、図6に示す2台の動作可能に接続された船舶のプロペラドライブの異なる角度から見たときの他の斜視図である。
図8は、本発明のさらなる実施形態を組み込んでいる潮力発電プラントの斜視図である。
図9は、図8による潮力発電プラントのためのドライブ装置の詳細な斜視図である。
図10は、本発明のさらなる実施形態を組み込んでいる波力発電プラントの斜視図である。
図11は、図10による波力発電プラントのためのドライブ装置の詳細な斜視図である。

実施例

0043

添付の図1は、ウインチを駆動するための本発明によるドライブ装置の好ましい実施形態を示す。それは、ウィンチドラムの端部側から見るときのドライブ装置を示す。添付の図2は、モータの端部側から同じ装置を示す。この文脈において、添付の図1図5に示されるウインチドライブが例としてのみおよび図示のみであり、そして、この種のドライブが船舶の駆動プロペラ(図6図9)用の、および潮力発電プラント(図10)の運転中の発電機用の用途において、等しく効果的で、基本的に同じ原理で動作することは、ここに明らかにされる。

0044

ドライブ装置は、回転可能な主軸10上に取り付けられた大型のベルトプーリ1または鎖車を備える。大型のベルトプーリ1は、軸10に沿ってウィンチドラム8に連結している。ウィンチドラムは、軸受ハウジング9上に好ましくは支持される。大型のベルトプーリ1はまた、原動機である発電機/モータ7に回転可能に接続している。そしてそれは、2つの回転可能な二次軸4、4’(添付の図3図4に示される)と回転接続される。これらの各軸は、主軸10と平行に配置される。二次軸4、4’はまた、大型のベルトプーリ1と回転接続される。ここで、これらすべての回転接続は、動作可能に接続されたベルト/チェーン5、6、6’のシステムによって達成される。これは、つぎの事項を容易にする。すなわち、構成要素の個数がより少ないせいで、ドライブ装置の構造は、非常にコンパクトで、軽量で、単純であり、その結果、最小限の保守しか必要としない。これはまた、駆動軸に掛かるトルクが完全に平衡することを確実にする。ベルト/チェーンの単純な配置による、回転運動におけるさまざまな構成要素間の非常に単純な接続性のせいで、構成要素の個数が増加する要求は、これまで知られていないが廃止される。この装置はまた、高回転速度から低回転速度への変換を確実にして、大きな速度減少の達成を確実にする。その結果、高トルクを得ることも、確実にする。ベルト/チェーンの単純な配置を通じてドライブ装置がいかに作動するかについて、添付の図1図2を参照して、そして添付の図3図4も参照して、以下にここで説明される。

0045

単一の大型のベルトまたはチェーン5は、各二次軸4、4’および大型のベルトプーリ1に亘って延びる。二次軸は、大型のベルトプーリ1および主軸10と平行に、ドライブ装置に沿って取り付けられる。ここで、小型のベルトプーリまたは鎖車2、2’は、各二次軸4、4’に着脱自在に取り付けられる。ベルトまたはチェーン6、6’の各々は、それぞれの小型のベルトプーリ2、2’、およびモータの軸(図示せず)に亘って配置される。より好ましくは、二次軸4、4’に沿って、それぞれの小型のベルトプーリ2、2’よりも大きさの小さい少なくとも2つのさらなる小型プーリ3、3’が設けられる。単一の大型のベルトまたはチェーン5は、その場合、さらなる小型プーリ3、3’および大型のベルトプーリ1に亘って延びる。最も好ましくは、二次軸4、4’は、同じ相対角度距離で、大型のベルトプーリ1の周辺に配置される。

0046

上記の配置は、添付の図3図4図5から特に非常に明白である。上述したように、ウィンチドラムは、軸受ハウジング9上に好ましくは支持される。類似の軸受ハウジングが他の構成要素を同様に取り付けるためのドライブ装置にあることは、添付の図1図2図3図4図5から当業者にとって明らかである。ウィンチドラム、プーリ、主軸、二次軸およびモータ軸が全て同軸に配置されることもまた、図から明白である。

0047

ここで図を参照すると、一旦モータが作動を開始すると、運動は、ベルト6、6’を介して、小型のベルトプーリ2、2’に伝わる。この運動は、その後、二次軸4、4’に伝わり、次いで、さらなる小型プーリ3、3’に伝わり、その結果、ベルト5を介して、大型のベルトプーリ5に伝わる。大型のベルトプーリ1は、その場合、負荷を解放するかまたは吊り上げるためのウィンチドラム8を駆動する。必要に応じて、電気で動くモータ7の代わりに、原動機がディーゼルエンジンでもよいことは、そして、必要に応じて、ウィンチドラムの回転をいずれの方向にも回転させるのに適していることは、当業者に明らかである。さらに、用語モータは、上記の説明において用いたように、そして以下に請求項を含めて、同様にエンジンを含むものと解釈されなければならず、電気的モータに制限されない。

0048

さまざまなプーリは、運転状態中に適当なグリップを確実にするために、それぞれの周面に沿って鋸歯(図示せず)を備えている。さらに、各ベルト/チェーンは、運転状態中に適当なグリップを確実にするための歯/溝(図示せず)を備えている。好ましくは、ベルトは、特別の繊維補強ゴムでできている。緊急時のために、ドライブ装置は、寸動動作のためにと同様に電源異常からの保護のために、制動機構に動作可能に接続していてよい。制動機構は、モータ軸またはウィンチドラム軸のどちらかに沿って位置することが好ましい。複数の開口がベルトプーリを通って形成されるように、プーリは、スポークを備えていてよい。これは、通風および保守のための簡単なアクセスを容易にする。

0049

ベルトプーリは、2010年2月2日に出願された未公開のノルウェー特許出願第20100194号に記載されている方法にしたがって製作されることができる。

0050

複数の小型のベルトプーリ2、2’およびさらなる小型のプーリ3、3’がそれぞれの二次軸4、4’に着脱自在に固定されてよく、各々の二次軸が大型のベルトプーリ1に回転接続し、そして個別のモータ7に回転接続していることは、当業者に理解されなければならない。

0051

本発明によるウインチのドライブ装置が非常に簡単な構造を有し、軽量で、コンパクトで、保守に手が掛からず、そして駆動軸に掛かるトルクが平衡していることが確実であることは、上記の説明から明らかである。これは、単にベルト/チェーンのシステムのせいでさまざまな構成要素の回転が達成されるそのベルト/チェーンのシステムによって、主に達成される。ベルト/チェーンの単純な配置による、回転運動におけるさまざまな構成要素間の非常に単純な接続性のせいで、構成要素の個数が増加する要求は、これまで知られていないが廃止される。

0052

ここで、船舶のプロペラを運転するための本発明によるドライブ装置の応用は、図6図7を参照して説明される。同様の参照番号は同じ特徴を示す。そして装置は、同じ原理により制御されて、ウインチドライブと同じように基本的に動く。上記されているようなウィンチドラム8以外のウインチドライブの各特徴は、船舶のプロペラおよび機能のためのドライブ装置にも同様に適用できる。しかしながら、当業者によって理解されるように、原動機7はここでは、好ましくは所望の馬力のディーゼルエンジンであるが、船舶の寸法および重量に応じて、ディーゼルエンジンに連結された電気発電機に接続しているモータでもありえる。

0053

添付の図6図7は、運転状態において動作可能に接続したこの種の2台のドライブを示す。この種の図から明らかであるように、それぞれの小型のベルトプーリ2、2’に沿って接続される複数のこの種の装置がありえる。各プロペラ12は、横軸11上に着脱自在に取り付けられる。横軸11は、主軸10に回転可能に接続している。エンジン7が作動を開始するときに、運動は、ベルト6、6’を介して、小型のベルトプーリ2、2’に伝わる。この運動は、その後、二次軸4、4’に伝わり、次いで、さらなる小型プーリ3、3’に伝わり、その結果、ベルト5を介して、大型のベルトプーリ5に伝わる。大型のベルトプーリ1は、その場合、横軸11およびしたがってプロペラ12を駆動する。通常はディーゼルエンジンかまたは、ディーゼルエンジンに接続された発電機に接続しているモータである原動機7が、プロペラ12をいずれの方向にも回転させるためにいずれの方向にも回転するのに適していることは、当業者に明らかである。

0054

好ましくは、船舶のプロペラ12、すべてのプーリ1、2、2’、3、3’、主軸10、二次軸4、4’およびエンジンの軸(図示せず)は、全て同軸に配置される。ドライブ装置は、エンジン7の軸に沿って位置する制動機構(図示せず)に動作可能に接続していて、エンジン7が停止する場合には自動的に作動するように適合される。制動機構は、必要に応じて、手動でも適用されてよい。それぞれの二次軸4、4’に着脱自在に固定される複数の小型のベルトプーリ2、2’およびさらなる小型のプーリ3、3’はありえて、各々の二次軸は、大型のベルトプーリに回転接続し、そして個々のエンジン7に回転接続している。

0055

ここで、潮力発電プラントの発電機を運転するための本発明によるドライブ装置の応用は、添付の図8図9を参照して説明される。同様の参照番号は、添付の図1図5を参照して上記に記載されるのと同じ特徴を示して、同一の機能を有する。そして装置は、同じ原理によって基本的に制御される。しかしながら、当業者によって理解されるように、運動は、反対方向から開始し、原動力は、潮流プロペラ15である。さらに、ドライブが発電機をシフトアップする(gearing up)役割を果たすことは、添付の図9から大切であるべきである。ナセル14内に収納されて、プロペラが取り付けられるホイール要素16は、低速度軸13を介して主軸10に接続している。

0056

図8に示すように、潮力発電プラントは、好ましくは、潮流に浮いていて、アンカー線21によって海底に固定される梁20を備える。梁20から延びるアーム22は、プロペラ15が取り付けられたナセル14を担持する。

0057

ここで、ホイール16および低速度軸13が潮力により回転する場合には、主軸10は回転する。そしてこれは、大型のベルトプーリ1を回転させる。その結果、さらに小型のベルトプーリ3、3’は、大型のベルト/チェーン5を介して回転する。プーリ3、3’のこの運動は、次いで、二次軸4、4’および、これらの軸を介して小型のベルトプーリ2、2’に伝わる。小型のベルトプーリ2、2’の運動は、小型のベルト6、6’を介して発電機7’の高速度軸(図示せず)い伝わる。そして、発電機7’を回転させて、発電させる。通常の方法で機能する発電機7’上には、端子ブロック7”も配置される。

0058

ドライブは、したがって、添付の図9に示される装置において発電機をシフトアップする(gearing up)役割を果たす。この種の図に示すように、潮流プロペラ12は、少なくとも2つのブレードを備える。

0059

好ましくは、潮流プロペラ15、すべてのプーリ1、2、2’、3、3’、主軸10、二次軸4、4’および発電機の軸は、全て同軸に配置される。装置は、発電機7’をいずれの方向にも回転させるのに適している。さらに、潮流プロペラの停止のイベントにおいて、ドライブ装置は、潮流プロペラの軸に沿って位置する制動機構に動作可能に接続していて、自動的に作動するのに適している。制動機構は、必要に応じて、手動でも適用されてよい。

0060

好ましくは、複数の前記小型のベルトプーリ2、2’および、それぞれの前記小型のベルトプーリよりも直径の小さい前記さらなる小型のプーリ3、3’は、それぞれの二次軸4、4’に着脱自在に固定される。各々の前記二次軸は、前記大型のベルトプーリ1におよび個々の発電機7’に回転接続される。

0061

図10図11は、本発明のさらに他の実施形態を示す。本実施形態において、ドライブは、波力発電プラントにおいて用いられる。波力発電プラントは、互いに関連して移動可能な2つのパーツを備える。第1のパーツ25は、カラム26を備え、カラム26は、その下端水平プレート27を有する。プレート27は、カラム25が波とともに動くのを防止する。第2のパーツ28は、浮上体29および30を備える。2本のロッド31、32は、塔30から下方へカラム26内に延びる。浮上体は、波とともに動くのに、そしてそれ故、カラム26とも関連して動くのに適している。本発明による駆動装置は、第1のパーツ25と第2のパーツ28との間の相対的な動きを回転運動に伝えるために、波力発電プラントにおいて取り入れられる。

0062

図11に示すように、波力発電プラントの詳細を示す。ドライブ装置は、カラム26の上部に、固定的に取り付けられる。長いベルトまたはチェーン33は、ロッド31、32のうちの1本の下端に取り付けられる。長いベルト33は、プーリ34の周囲に延びる。そしてそれは、ドライブ装置の大型のベルトプーリ1に回転可能に連結する。下端で、長いベルト33は、下側プーリ35(図10参照)の周囲に延びる。そしてそれは、カラム26に固定的に取り付けられるか。その結果、ロッド31、32の上下移動は、長いベルト33に伝えられ、次いで、本発明のドライブ装置に伝えられる。

0063

ドライブ装置は、組み合わされた複合モータおよび発電機に接続されることができる。

0064

当業者にとって明らかなように、この簡単な装置が達成する非限定的な他の利点は、以下のように要約してよい。

0065

a)ベルトの利用適応力の少なくとも2倍化は、達成される。これは、二次軸の数に依存する。b)衝撃荷重の減少。c)複合注油および冷却システムは、必要とされない。d)ベルトは、軽量であり、そして柔軟性の材料でできていて、そのため、それらが掛け回されるプーリは、摩耗する傾向がより少ない。e)ベルト/チェーンの簡単な配置のせいで、軽量のモータは、高回転速度から低回転速度への変換のために適用されてよい。これはまた、より大きな速度減少および結果として高トルクの発生を確実にする。f)ベルト/チェーンの簡単な配置のせいで、低回転速度から高回転速度からへの変換のための装置の軽量化は、達成される。g)高出力の伝達は、簡単な軽量の装置とともに達成される。h)冷却および容易な保守に基づく通風。i)水力学と比較してより高い効率。j)より低い重量k)より少ないコストl)より少ない摩耗を有するドライブの両方向の運転のより大きい可能性。

0066

本発明は、理解のためだけに若干の好ましい実施形態および若干の図面を参照して説明された。そして、本発明が上記に記載され、そして添付の請求の範囲において請求された範囲内ですべての合法的修正を含むことは、当業者に明らかでなければならない。

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