特許 6663213 船舶用動力伝達装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6663213

(24)【登録日】2020年2月18日

(45)【発行日】2020年3月11日

(54)【発明の名称】船舶用動力伝達装置

(51)【国際特許分類】

   B63J 3/02 20060101AFI20200227BHJP

   B63H 21/14 20060101ALI20200227BHJP

   B63H 23/30 20060101ALI20200227BHJP

   B63H 23/06 20060101ALI20200227BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20200227BHJP

   H02K 7/108 20060101ALI20200227BHJP

【ＦＩ】

   B63J3/02 A

   B63H21/14

   B63H23/30

   B63H23/06

   H02K7/116

   H02K7/108

【請求項の数】11

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-246871(P2015-246871)

(22)【出願日】2015年12月18日

(65)【公開番号】特開2017-109665(P2017-109665A)

(43)【公開日】2017年6月22日

【審査請求日】2018年9月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】303025663

【氏名又は名称】株式会社日立ニコトランスミッション

(74)【代理人】

【識別番号】100112689

【弁理士】

【氏名又は名称】佐原 雅史

(74)【代理人】

【識別番号】100128934

【弁理士】

【氏名又は名称】横田 一樹

(72)【発明者】

【氏名】金子 裕一郎

【審査官】 福田 信成

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−０７１２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１６２７６３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５３−０９８６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０７４９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０２３１１７２７（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開平０４−０５０５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−０４１４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５０９２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−２２７５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−０８５７４８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５６−１６１８９９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｊ ３／０２

Ｂ６３Ｈ ２１／１４

Ｂ６３Ｈ ２３／０６ − ２３／０８

Ｂ６３Ｈ ２３／３０

Ｈ０２Ｋ ７／１０８

Ｈ０２Ｋ ７／１１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主機関から回転動力が入力される入力軸と、
推進器に回転動力を出力する推進用出力軸と、
前記入力軸から前記推進用出力軸への回転動力の伝達および遮断を切り替えることで、伝達状態では前記主機関、前記入力軸及び前記推進用出力軸に前記回転動力が伝達され、遮断状態では、前記主機関及び前記入力軸に前記回転動力が伝達されると同時に前記推進用出力軸に前記回転動力が伝達されない推進用クラッチと、
荷役用電源として使用される発電機に回転動力を出力する発電用出力軸と、
前記入力軸の回転動力を第１の増速比で増速する第１の増速機構と、
前記第１の増速機構から前記発電用出力軸への回転動力の伝達および遮断を切り替える第１の発電用クラッチと、
前記入力軸の回転動力を、前記第１の増速比よりも大きい第２の増速比で増速する第２の増速機構と、
前記第２の増速機構から前記発電用出力軸への回転動力の伝達および遮断を切り替える第２の発電用クラッチと、を備え、
前記第１の発電用クラッチは、前記第２の発電用クラッチよりも高効率であることを特徴とする、
船舶用動力伝達装置。

【請求項2】

前記推進用クラッチは、
前記入力軸から前記推進用出力軸への正回転の接続および開放を切り替える正転用クラッチ、及び、前記入力軸から前記推進用出力軸への逆回転の接続および開放を切り替える逆転用クラッチを有してなり、
前記正転用クラッチ及び前記逆転用クラッチの少なくとも一方が接続状態となる際に、前記第２の発電用クラッチが伝達状態となって、前記入力軸の前記回転動力が前記第２の増速比で前記発電機に伝達され、
前記正転用クラッチ及び前記逆転用クラッチの双方が開放状態となる際に、前記第１の発電用クラッチが伝達状態となって、前記入力軸の前記回転動力が前記第１の増速比で前記発電機に伝達されることを特徴とする、
請求項１に記載の船舶用動力伝達装置。

【請求項3】

前記第１の発電用クラッチは、非滑り状態で回転動力を伝達するようになっており、
前記第２の発電用クラッチは、滑り状態で回転動力を伝達すると共に、当該滑り状態の滑り率を調整して回転動力を伝達可能に構成されることを特徴とする、
請求項１または２に記載の船舶用動力伝達装置。

【請求項4】

前記推進用クラッチは、前記発電機が定格出力で回転される際に、滑り率を調整して回転動力を伝達可能に構成されることを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれかに記載の船舶用動力伝達装置。

【請求項5】

前記発電機の定格出力は、前記主機関の定格出力の５０％以上であることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれかに記載の船舶用動力伝達装置。

【請求項6】

前記第１の増速比は、前記推進用クラッチが前記遮断状態となる場合であって、前記主機関の回転数が定格出力の７０％以上１１０％以下の範囲内の出力を発揮する所定の回転数であり且つ前記第１の発電用クラッチの滑り率が０％と仮定する場合に、前記発電機の回転数が定格回転数となる値に設定され、
前記第２の増速比は、前記推進用クラッチが前記伝達状態となる場合であって、前記主機関の回転数がアイドル回転数の７５％以上１００％以下の範囲内の所定の回転数であり且つ前記第２の発電用クラッチの滑り率が０％と仮定する場合に、前記発電機の回転数が定格回転数となる値に設定されることを特徴とする、
請求項１乃至５のいずれかに記載の船舶用動力伝達装置。

【請求項7】

前記入力軸、前記推進用出力軸及び前記発電用出力軸が互いに平行に配置され、前記入力軸、前記推進用出力軸及び前記発電用出力軸の共通の軸方向の一方側を第一端側、他方側を第二端側と定義する際に、
前記入力軸の第一端側に前記主機関が配置され、
前記推進用出力軸における第二端側に前記推進器が配置され、
前記発電用出力軸における第二端側に前記発電機が配置されることを特徴とする、
請求項１乃至６のいずれかに記載の船舶用動力伝達装置。

【請求項8】

前記入力軸の回転動力を、前記第１の増速比よりも大きい第３の増速比で増速する第３の増速機構と、
前記第３の増速機構から前記発電用出力軸への回転動力の伝達および遮断を切り替える第３の発電用クラッチと、を備え、
前記第１の発電用クラッチは、前記第３の発電用クラッチよりも高効率であることを特徴とする、
請求項１乃至６のいずれかに記載の船舶用動力伝達装置。

【請求項9】

前記第３の発電用クラッチは、滑り率を調整して回転動力を伝達可能に構成されることを特徴とする、
請求項８に記載の船舶用動力伝達装置。

【請求項10】

前記第３の増速比は、前記主機関の回転数がアイドル回転数の７５％以上１００％以下の範囲内の所定の回転数であり且つ前記第３の発電用クラッチの滑り率が０％の場合に、前記発電機の回転数が定格回転数となる値に設定されることを特徴とする、
請求項８または９に記載の船舶用動力伝達装置。

【請求項11】

主機関から回転動力が入力される入力軸と、
推進器に回転動力を出力する推進用出力軸と、
前記入力軸から前記推進用出力軸への回転動力の伝達および遮断を切り替えることで、伝達状態では前記主機関、前記入力軸及び前記推進用出力軸に前記回転動力が伝達され、遮断状態では、前記主機関及び前記入力軸に前記回転動力が伝達されると同時に前記推進用出力軸に前記回転動力が伝達されない推進用クラッチと、
荷役用電源として使用される発電機に回転動力を出力する発電用出力軸と、
前記入力軸の回転動力を第１の増速比で増速する第１の増速機構と、
前記第１の増速機構から前記発電用出力軸への回転動力の伝達および遮断を切り替える第１の発電用クラッチと、
前記入力軸の回転動力を、前記第１の増速比よりも大きい第２の増速比で増速する第２の増速機構と、
前記第２の増速機構から前記発電用出力軸への回転動力の伝達および遮断を切り替える第２の発電用クラッチと、を備え、
前記推進用クラッチが前記遮断状態となる際、前記第１の発電用クラッチを接続して前記第１の増速比で前記発電機に回転動力を伝達し、
前記推進用クラッチが前記伝達状態となる際、前記第２の発電用クラッチを接続して前記第２の増速比で前記発電機に回転動力を伝達することを特徴とする、
船舶用動力伝達装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、船舶の備える主機関の回転動力を推進器および発電機に伝達する船舶用動力伝達装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ディーゼルエンジン等の主機関を備える船舶は、一般に主機関の回転数を減速または増速してプロペラ等の推進器に動力を伝達する動力伝達装置を備えている。この動力伝達装置は、歯車列等からなる増速機または減速機と共に、動力の伝達および遮断を切り替えるクラッチを備えている。また、このような動力伝達装置の中には、軸発電機（主機関により駆動する発電機）に動力を伝達する増速機およびクラッチを備え、主機関の余剰動力を活用して航行中に発電を行うと共に、軸発電機を非常時の推進用電動機として使用可能に構成されたものも存在している（例えば、特許文献１の図５参照）。

【0003】

但し、特許文献１に記載の動力伝達装置では、非常航行時に主機関を推進器から切り離すべく、増速機と主機関の間にクラッチを設けているため、推進器を駆動せずに軸発電機だけを駆動することが不可能となっている。すなわち、特許文献１の動力伝達装置では、停泊中は軸発電機によって発電できないようになっている。このため、このような動力伝達装置を備える船舶では、停泊中は軸発電機とは別の発電機によって発電を行う必要がある。

【0004】

船舶は通常、船内各部に電力を供給する船内一般用電源としての発電機を２機備えており、このうち１機を軸発電機とした場合は、もう１機の発電機は、主機関とは別に設けた発電専用の原動機によって駆動されるようになっている。従って、特許文献１の動力伝達装置を備える船舶では、停泊中は軸発電機以外の発電機によって船内各部に電力を供給することとなる。

【0005】

また、タンカーやセメント運搬船等では、停泊中の荷役作業に要する電力が大きく、船内一般用の発電機では容量（出力）が足りないため、荷役用電源として比較的大型または複数の発電機を船内一般用の２機の発電機とは別に備えている（例えば、特許文献２参照）。このような荷役用の発電機は、ディーゼルエンジン等の発電専用の原動機によって駆動され、停泊中に使用するカーゴポンプ等の荷役設備に必要な電力を供給する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３−２４４９１３号公報

【特許文献2】特開２０１５−８６７２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、専用の原動機を備える発電装置は、発電機と共に専用の原動機および専用の増速機を設置するスペースを必要とするため、スペース効率が悪いという問題があった。特に、荷役用の発電機を設ける場合、大型または複数の発電機および原動機を設ける必要があるため、船内一般用の発電機以上に広いスペースを占有し、船倉が削減されるという問題があった。

【0008】

本発明は、斯かる実情に鑑み、船内のスペース効率を高めることが可能な船舶用動力伝達装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）本発明は、主機関から回転動力が入力される入力軸と、推進器に回転動力を出力する推進用出力軸と、前記入力軸から前記推進用出力軸への回転動力の伝達および遮断を切り替える推進用クラッチと、荷役用電源として使用される発電機に回転動力を出力する発電用出力軸と、前記入力軸の回転動力を第１の増速比で増速する第１の増速機構と、前記第１の増速機構から前記発電用出力軸への回転動力の伝達および遮断を切り替える第１の発電用クラッチと、前記入力軸の回転動力を第２の増速比で増速する第２の増速機構と、前記第２の増速機構から前記発電用出力軸への回転動力の伝達および遮断を切り替える第２の発電用クラッチと、を備え、前記第１の発電用クラッチは、前記第２の発電用クラッチよりも高効率であることを特徴とする、船舶用動力伝達装置である。

【0010】

（２）本発明はまた、前記第１の増速比は、前記第２の増速比よりも小さい値に設定されることを特徴とする、上記（１）に記載の船舶用動力伝達装置である。

【0011】

（３）本発明はまた、前記第２の発電用クラッチは、滑り率を調整して回転動力を伝達可能に構成されることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の船舶用動力伝達装置である。

【0012】

（４）本発明はまた、前記推進用クラッチは、滑り率を調整して回転動力を伝達可能に構成されることを特徴とする、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の船舶用動力伝達装置である。

【0013】

（５）本発明はまた、前記発電機の定格出力は、前記主機関の定格出力の５０％以上であることを特徴とする、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の船舶用動力伝達装置である。

【0014】

（６）本発明はまた、前記第１の増速比は、前記主機関の回転数が定格出力の７０％以上１１０％以下の範囲内の出力を発揮する所定の回転数であり且つ前記第１の発電用クラッチの滑り率が０％の場合に、前記発電機の回転数が定格回転数となる値に設定されることを特徴とする、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の船舶用動力伝達装置である。

【0015】

（７）本発明はまた、前記第２の増速比は、前記主機関の回転数がアイドル回転数の７
５％以上１００％以下の範囲内の所定の回転数であり且つ前記第２の発電用クラッチの滑り率が０％の場合に、前記発電機の回転数が定格回転数となる値に設定されることを特徴とする、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の船舶用動力伝達装置である。

【0016】

（８）本発明はまた、前記入力軸の回転動力を第３の増速比で増速する第３の増速機構と、前記第３の増速機構から前記発電用出力軸への回転動力の伝達および遮断を切り替える第３の発電用クラッチと、を備え、前記第１の発電用クラッチは、前記第３の発電用クラッチよりも高効率であることを特徴とする、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の船舶用動力伝達装置である。

【0017】

（９）本発明はまた、前記第１の増速比は、前記第３の増速比よりも小さい値に設定されることを特徴とする、上記（８）に記載の船舶用動力伝達装置である。

【0018】

（１０）本発明はまた、前記第３の発電用クラッチは、滑り率を調整して回転動力を伝達可能に構成されることを特徴とする、上記（８）または（９）に記載の船舶用動力伝達装置である。

【0019】

（１１）本発明はまた、前記第３の増速比は、前記主機関の回転数がアイドル回転数の７５％以上１００％以下の範囲内の所定の回転数であり且つ前記第３の発電用クラッチの滑り率が０％の場合に、前記発電機の回転数が定格回転数となる値に設定されることを特徴とする、上記（８）乃至（１０）のいずれかに記載の船舶用動力伝達装置である。

【発明の効果】

【0020】

本発明に係る船舶用動力伝達装置によれば、船内のスペース効率を高めることが可能という優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施の形態に係る船舶用動力伝達装置の構成を示したスケルトン図である。

【図2】（ａ）および（ｂ）船舶用動力伝達装置の使用状態を示したスケルトン図である。

【図3】（ａ）および（ｂ）発電機を電動機として使用する場合を示したスケルトン図である。

【図4】船舶用動力伝達装置のその他の形態の例を示したスケルトン図である。

【図5】船舶用動力伝達装置のその他の形態の例を示したスケルトン図である。

【図6】船舶用動力伝達装置のその他の形態の例を示したスケルトン図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、理解を容易にするために図示を省略または簡略化した部分がある。また、以下の各図における各部の形状や寸法比は、必ずしも正確なものではない。

【0023】

図１は、本実施形態に係る船舶用動力伝達装置１の構成を示したスケルトン図である。本実施形態の船舶用動力伝達装置１（以下、単に動力伝達装置１と呼ぶ）は、タンカーやセメント運搬船等の船舶において、推進用の主機関２（例えば、ディーゼルエンジン）の出力する回転動力を推進器３（例えば、プロペラ）に伝達すると共に、荷役用の発電機４（すなわち、荷役用電源として使用される発電機）に伝達するものである。図１に示されるように、動力伝達装置１は、各部を収容して支持するケーシング１０を備えると共に、まず推進用の構成として、入力軸２０と、推進用出力軸３０と、減速逆転機構４０と、を備えている。

【0024】

入力軸２０は、主機関２から回転動力が入力される軸である。入力軸２０は、ケーシング１０に回転自在に支持され、主機関２側（船首側）の端部が継手２２を介して主機関２の出力軸２ａに接続されている。推進用出力軸３０は、推進器３に回転動力を出力する軸である。推進用出力軸３０は、入力軸２０と略平行な状態でケーシング１０に回転自在に支持され、推進器３側（船尾側）の端部が継手３２を介して推進器３の入力軸３ａに接続されている。

【0025】

減速逆転機構４０は、入力軸２０の回転動力を減速して推進用出力軸３０に伝達すると共に、推進用出力軸３０への回転動力の伝達および遮断、ならびに推進用出力軸３０の正転および逆転を切り替えるものである。減速逆転機構４０は、推進用出力軸３０を正転させて船舶を前進させる前進動力伝達部４１と、推進用出力軸３０を逆転させて船舶を後進させる後進動力伝達部４２と、から構成されている。

【0026】

前進動力伝達部４１は、入力軸２０の外周を覆うように配置された正転用中空軸４１ａと、入力軸２０と正転用中空軸４１ａの間に設けられた正転用クラッチ４１ｂと、正転用中空軸４１ａに設けられた正転用駆動歯車４１ｃと、推進用出力軸３０に設けられ、正転用駆動歯車４１ｃと噛み合う推進用従動歯車４１ｄと、を備えている。

【0027】

後進動力伝達部４２は、入力軸２０に設けられた変換用駆動歯車４２ａと、入力軸２０および推進用出力軸３０と略平行な状態でケーシング１０に回転自在に支持された逆転用中間軸４２ｂと、逆転用中間軸４２ｂに設けられ、変換用駆動歯車４２ａと噛み合う変換用従動歯車４２ｃと、逆転用中間軸４２ｂの外周を覆うように配置された逆転用中空軸４２ｄと、逆転用中間軸４２ｂと逆転用中空軸４２ｄの間に設けられた逆転用クラッチ４２ｅと、逆転用中空軸４２ｄに設けられ、推進用従動歯車４１ｄと噛み合う逆転用駆動歯車４２ｆと、を備えている。

【0028】

正転用クラッチ４１ｂおよび逆転用クラッチ４２ｅは、それぞれ油圧でクラッチ板４１ｂ１、４２ｅ１を押圧する湿式多板油圧クラッチから構成されている。正転用クラッチ４１ｂを接続し、逆転用クラッチ４２ｅを開放することで、推進器３が正転して船舶は前進する。また、正転用クラッチ４１ｂを開放し、逆転用クラッチ４２ｅを接続することで、推進器３が逆転して船舶は後進することとなる。また、正転用クラッチ４１ｂおよび逆転用クラッチ４２ｅを共に開放することで、推進器３への回転動力の伝達が遮断される。

【0029】

本実施形態では、正転用駆動歯車４１ｃと推進用従動歯車４１ｄの歯数比、および逆転用駆動歯車４２ｆと推進用従動歯車４１ｄの歯数比は同一であり、所定の減速比となるように設定されている。そして、変換用駆動歯車４２ａと変換用従動歯車４２ｃの歯数比を１対１．２に設定することで、後進時の減速比を大きくし、クラッシュアスターン時の原動機２の負荷を軽減するようにしている。なお、減速逆転機構４０における各歯車の歯数比は特に限定されるものではなく、正転用駆動歯車４１ｃと推進用従動歯車４１ｄの歯数比と、逆転用駆動歯車４２ｆと推進用従動歯車４１ｄの歯数比を異ならせるようにしてもよい。また、主機関２の定格回転数（定格出力（連続最大出力）を発揮する回転数）によっては、入力軸２０の回転動力を増速するように、正転用駆動歯車４１ｃおよび逆転用駆動歯車４２ｆと推進用従動歯車４１ｄの歯数比を設定してもよい。

【0030】

動力伝達装置１はまた、発電用の構成として、発電用出力軸５０と、発電用副軸５２と、副軸用伝達機構５４と、第１の増速機構６０と、第２の増速機構７０と、第１の発電用クラッチ８０と、第２の発電用クラッチ９０と、を備えている。

【0031】

発電用出力軸５０は、発電機４に回転動力を出力する軸である。発電用出力軸５０は、入力軸２０およびその他の各軸と略平行な状態でケーシング１０に回転自在に支持され、発電機４側（船尾側）の端部が継手５６を介して発電機４の入力軸４ａに接続されている。発電用副軸５２は、発電用出力軸５０に隣接して配置される軸であり、発電用出力軸５０およびその他の各軸と略平行な状態でケーシング１０に回転自在に支持されている。

【0032】

副軸用伝達機構５４は、発電用副軸５２の回転動力を発電用出力軸５０に伝達するものである。副軸用伝達機構５４は、発電用副軸５２に設けられた副軸用駆動歯車５４ａと、発電用出力軸５０に設けられ、副軸用駆動歯車５４ａと噛み合う副軸用従動歯車５４ｂと、から構成されている。なお、本実施形態では、副軸用駆動歯車５４ａと副軸用従動歯車５４ｂの歯数比は１対１に設定されている。

【0033】

第１の増速機構６０は、入力軸２０の回転動力を第１の増速比で増速して第１の発電用クラッチ８０に伝達するものである。第１の増速機構６０は、入力軸２０およびその他の各軸と略平行な状態でケーシング１０に回転自在に支持された増速用中間軸６１と、発電用副軸５２の外周を覆うように配置された第１の増速用中空軸６２と、増速用中間軸６１に設けられた増速用入力歯車６３および第１の増速用駆動歯車６４と、第１の増速用中空軸６２に設けられた第１の増速用従動歯車６５と、を備えている。

【0034】

増速用中間軸６１は、逆転用中間軸４２ｂと発電用副軸５２の間に配置され、第１の増速用中空軸６２は、一端が第１の発電用クラッチ８０に接続されている。そして、増速用入力歯車６３は、変換用従動歯車４２ｃと噛み合い、第１の増速用駆動歯車６４は、第１の増速用従動歯車６５と噛み合っている。従って、入力軸２０の回転動力は、変換用駆動歯車４２ａ→変換用従動歯車４２ｃ→増速用入力歯車６３→増速用中間軸６１→第１の増速用駆動歯車６４→第１の増速用従動歯車６５→第１の増速用中空軸６２→第１の発電用クラッチ８０の順に伝達される。

【0035】

また、第１の増速比は、変換用従動歯車４２ｃと増速用入力歯車６３の歯数比、および第１の増速用駆動歯車６４と第１の増速用従動歯車６５の歯数比によって決定される。なお、本実施形態では、第１の増速比は、主機関２の回転数が定格回転数（例えば、７５０ｒｐｍ）の近傍である場合に第１の増速用中空軸６２の回転数が発電機４の定格回転数（例えば、１２００ｒｐｍ）と略一致するように設定されている。詳細には、主機関２の燃料消費率が最小となる常用出力での使用を考慮し、主機関２の回転数が定格回転数の９４％である場合に第１の増速用中空軸６２の回転数が発電機４の定格回転数となるように、第１の増速比は設定されている。

【0036】

第２の増速機構７０は、入力軸２０の回転動力を第２の増速比で増速して第２の発電用クラッチ９０に伝達するものである。本実施形態では、第２の増速機構７０は、第１の増速機構６０に二次増速機構７０ａを追加することで構成されている。すなわち、第１の増速機構６０は、第２の増速機構７０の一部として兼用されている。また、二次増速機構７０ａの追加により、第２の増速比は第１の増速比よりも大きな値となっている。

【0037】

二次増速機構７０ａは、第１の増速用中空軸６２に設けられた第２の増速用駆動歯車７１と、発電用出力軸５０の外周を覆うように配置された第２の増速用中空軸７２と、第２の増速用中空軸７２に設けられた第２の増速用従動歯車７３と、を備えている。そして、第２の増速用駆動歯車７１は、第２の増速用従動歯車７３と噛み合い、第２の増速用中空軸７２は、一端が第２の発電用クラッチ９０に接続されている。

【0038】

従って、入力軸２０の回転動力は、変換用駆動歯車４２ａ→変換用従動歯車４２ｃ→増速用入力歯車６３→増速用中間軸６１→第１の増速用駆動歯車６４→第１の増速用従動歯車６５→第１の増速用中空軸６２→第２の増速用駆動歯車７１→第２の増速用従動歯車７３→第２の増速用中空軸７２→第２の発電用クラッチ９０の順に伝達される。

【0039】

また、第２の増速比は、変換用従動歯車４２ｃと増速用入力歯車６３の歯数比、第１の増速用駆動歯車６４と第１の増速用従動歯車６５の歯数比、および第２の増速用駆動歯車７１と第２の増速用従動歯車７３の歯数比によって決定される。なお、本実施形態では、第２の増速比は、主機関２の回転数がアイドル回転数（例えば、４５０ｒｐｍ）の近傍である場合に第２の増速用中空軸７２の回転数が発電機４の定格回転数（例えば、１２００ｒｐｍ）と略一致するように設定されている。詳細には、正転用クラッチ４１ｂまたは逆転用クラッチ４２ｅを接続する際の１０％程度の回転数の低下、および第２の発電用クラッチ９０における８％程度の滑り率を考慮し、主機関２の回転数がアイドル回転数の８２％である場合に第２の増速用中空軸７２の回転数が発電機４の定格回転数となるように、第２の増速比は設定されている。

【0040】

第１の発電用クラッチ８０は、第１の増速機構６０から発電用出力軸５０への回転動力の伝達および遮断を切り替えるものである。また、第２の発電用クラッチ９０は、第２の増速機構７０から発電用出力軸５０への回転動力の伝達および遮断を切り替えるものである。第１の発電用クラッチ８０は、第１の増速用中空軸６２と発電用副軸５２の間に設けられ、第２の発電用クラッチ９０は、第２の増速用中空軸７２と発電用出力軸５０の間に設けられている。

【0041】

従って、第１の発電用クラッチ８０を接続し、第２の発電用クラッチ９０を開放した場合、入力軸２０の回転動力は、第１の増速機構６０および第１の発電用クラッチ８０を介して発電用副軸５２に伝達され、発電用副軸５２から副軸用伝達機構５４を介して発電用出力軸５０に伝達される。また、第１の発電用クラッチ８０を開放し、第２の発電用クラッチ９０を接続した場合には、入力軸２０の回転動力は、第２の増速機構７０および第２の発電用クラッチ９０を介して発電用出力軸５０に伝達される。

【0042】

第１の発電用クラッチ８０は、油圧でクラッチ板８２を押圧する一般的な湿式多板油圧クラッチから構成されている。第２の発電用クラッチ９０は、クラッチ板９２を押圧する油圧の大きさを遠心制御弁９４によって制御する湿式多板油圧クラッチから構成されている。この遠心制御弁９４は、発電用出力軸５０と共に回転するようになっており、発電用出力軸５０の回転数の変化に伴う遠心力の変化に応じてクラッチ板９２を押圧する油圧の大きさを変化させることで滑り率を調整する。これにより、第２の発電用クラッチ９０は、第２の増速用中空軸７２の回転数、すなわち主機関２の回転数によらず、発電用出力軸５０の回転数を発電機４の定格回転数に保持するように構成されている。

【0043】

従って、第２の発電用クラッチ９０は、発電機４による発電中に主機関２の回転数変動を許容するものの、常時クラッチ板９２を滑らせた状態で使用される（自励振動を防止するために、上述のように最小でも８％程度の滑り率が確保される）ことから、動力の伝達効率が比較的低いものとなっている。一方、第１の発電用クラッチ８０は、発電機４による発電中に主機関２の回転数を略一定（常時±５％以内、瞬時±１０％以内）に保持する必要があるものの、直結状態（滑り率が略０％）で使用されるため、動力の伝達効率は第２の発電用クラッチ９０よりも高くなっている。

【0044】

動力伝達装置１では、このように比較的高効率の第１の発電用クラッチ８０および比較的低効率の第２の発電用クラッチ９０を、増速比の異なる第１の増速機構６０および第２の増速機構７０と組み合わせて設けることで、船舶の停泊中および航行中のいずれにおいても発電機４を主機関２によって効率的に駆動すること可能としている。図２（ａ）および（ｂ）は、動力伝達装置１の使用状態を示したスケルトン図である。なお、これらの図では、回転動力の伝達経路を破線の矢印で示している。

【0045】

船舶の停泊中に発電器４を駆動する場合、正転用クラッチ４１ｂ、逆転用クラッチ４２ｅおよび第２の発電用クラッチ９０を開放状態とし、第１の発電用クラッチ８０を接続する。これにより、図２（ａ）に示されるように、主機関２から入力軸２０に入力された回転動力が第１の増速機構６０、第１の発電用クラッチ８０、発電用副軸５２および副軸用伝達機構５４を介して発電用出力軸５０に伝達され、発電機４が駆動される。

【0046】

なお、第１の増速機構６０は正転用クラッチ４１ｂおよび逆転用クラッチ４２ｅよりも主機関２側で入力軸２０と接続されているため、動力伝達装置１では、正転用クラッチ４１ｂおよび逆転用クラッチ４２ｅを開放状態のまま、すなわち推進器３を駆動しない状態で発電機４を駆動することが可能となっている。

【0047】

第１の増速比は、上述のように主機関２の回転数が定格回転数の９４％の場合に第１の増速用中空軸６２の回転数が発電機４の定格回転数と略一致するように設定されている。従って、主機関２を定格回転数の９４％で稼動させることで、発電機４は定格回転数で駆動されることとなる。停泊中は主機関２を発電専用に稼動させることができるため、主機関２の回転数を略一定に保持することができる。従って、第１の発電用クラッチ８０を高効率なものとすることで、動力の伝達損失を軽減し、効率的な発電を行うことが可能となる。

【0048】

また、第１の増速比を上述のように設定することで、主機関２の常用出力（定格出力の８５〜９５％程度）を使って発電を行うことができるため、荷役作業に必要な大電力を主機関２を活用して発電することができる。一般に、タンカーやセメント運搬船等では、荷役用の発電機４として主機関２の５０％以上の定格出力のものが必要となるが、動力伝達装置１によれば、このような大型の発電機４であっても主機関２を最小の燃料消費率で活用して効率的に駆動することができる。

【0049】

船舶の航行中は、図２（ｂ）に示されるように、例えば正転用クラッチ４１ｂが接続状態であり、主機関２から入力軸２０に入力された回転動力が減速逆転機構４０の前進動力伝達部４１を介して推進用出力軸３０に伝達され、推進器３が駆動されている。航行中に発電機４を駆動する場合は、推進器３を駆動している状態のまま、第２の発電用クラッチ９０を接続する。これにより、主機関２から入力軸２０に入力された回転動力の一部が第２の増速機構７０および第２の発電用クラッチ９０を介して発電用出力軸５０に伝達され、発電機４が駆動される。

【0050】

第２の増速比は、上述のように主機関２の回転数がアイドル回転数の８２％の場合に第２の増速用中空軸７２の回転数が発電機４の定格回転数と略一致するように設定されている。航行中の主機関２の回転数はアイドル回転数以上となるため、第２の発電用クラッチ９０の遠心制御弁９４が滑り率を調整することで、発電機４の回転数は、略定格回転数に保持されることとなる。

【0051】

航行中は、船速に応じて主機関２の回転数が変更されるが、第２の発電用クラッチ９０を滑り率の調整が可能なものとすることで、発電機４の回転数を略一定に保持し、インバータ等を必要としない効率的な発電を行うことが可能となる。なお、航行中の動力伝達効率は、停泊中よりも下がることとなるが、航行中に必要な電力は荷役作業に必要な電力よりも小さいため、損失も小さく押えることが可能となっている。また、発電機４によって航行中の主機関２の余剰出力を回収するとの観点に立てば、船舶全体のエネルギー効率としては改善されることとなる。さらに、本実施形態では、正転用クラッチ４１ｂまたは逆転用クラッチ４２ｅの接続時の回転数の低下分を見込んで第２の増速比を設定しているため、出入港時における極低速での前後進切り替え等の操船中においても、発電機４による発電を安定的に行うことが可能となっている。

【0052】

このように、動力伝達装置１では、船舶の停泊中および航行中のいずれにおいても、主機関２を活用した発電を効率的に行うことが可能となっている。これにより、荷役用の大型の発電機４を停泊中に主機関２によって効率的に駆動することができるため、荷役用の発電機専用の原動機を別途設ける必要がなく、船内のスペース効率を高めることが可能となる。さらに、荷役用の発電機４を船内一般用の軸発電機として兼用することができるため、船内一般用の発電機を１機省略することが可能であり、これによっても船内のスペース効率を高めることができる。

【0053】

また、動力伝達装置１は、発電用の構成と共に推進用の減速逆転機構４０を備えているため、大型の発電機４を主機関２に対して推進器３側（船尾側）に配置することが可能となっている。これにより、推進器３の入力軸３ａ（例えば、プロペラ軸）周囲のデッドスペースを有効に活用すると共に、発電機４によって船倉が削減されないようになっている。

【0054】

なお、図２（ｂ）では、船舶が前進中の状態を示したが、逆転用クラッチ４２ｅが接続されて船舶が後進中の状態においても、発電機４による発電が可能であることはいうまでもない。また、船舶が主機関２の回転数を略定格回転数に保持して航行している場合には、第１の発電用クラッチ８０を接続して発電を行うようにしてもよい。

【0055】

また、第１の増速比および第２の増速比は上述のものに限定されず、停泊中および航行中に必要な電力や主機関２および発電機４の性能等の各種条件によっては、第１の増速比および第２の増速比をその他の値に設定するようにしてもよい。但し、停泊中に主機関２の出力を有効に活用して効率的な発電を行うためには、第１の増速比は、主機関２の回転数が定格出力の７０％以上１１０％以下の範囲内の出力を発揮する所定の回転数である場合に第１の増速用中空軸６２の回転数が発電機４の定格回転数と略一致する値であることが好ましい。また、第１の増速比は、主機関２の回転数が常用出力を発揮する回転数（燃料消費率が最小となる回転数）である場合に第１の増速用中空軸６２の回転数が発電機４の定格回転数と略一致する値であればより好ましい。

【0056】

また、出入港時等における極低速での操船中にも安定的に発電機４による発電を行うためには、第２の増速比は、主機関２の回転数がアイドル回転数の７５％以上１００％以下の範囲内の所定の回転数である場合に、第２の増速用中空軸７２の回転数が発電機４の定格回転数と略一致する値であることが好ましい。アイドル回転数の７５〜８５％程度を見込んでおけば、正転用クラッチ４１ｂまたは逆転用クラッチ４２ｅを接続する際に主機関２の回転数が低下した場合にも、第２の発電用クラッチ９０に自励振動を発生させることなく発電機４を安定的に駆動することが可能となる。また、正転用クラッチ４１ｂまたは逆転用クラッチ４２ｅの接続時における発電機４の回転数変動や第２の発電用クラッチ９０の振動が許容範囲内であれば、アイドル回転数の８５〜１００％程度に設定してもよい。この場合、主機関２の回転数が高いときの第２の発電用クラッチ９０の滑り率を低減し、伝達効率を高めることが可能となる。

【0057】

なお、副軸用伝達機構５４の歯数比の設定により、第１の増速用中空軸６２の回転数は、第１の発電用クラッチ８０の滑り率が０％のときの発電機４の回転数に相当する。また、第２の増速用中空軸７２の回転数は、第２の発電用クラッチ９０の滑り率が０％のときの発電機４の回転数に相当する。

【0058】

また、第１の発電用クラッチ８０は、ジョークラッチやツースクラッチ等の噛み合いクラッチであってもよく、この場合、動力の伝達効率をさらに高めることができる。また、第２の発電用クラッチ９０は、流体クラッチ（流体継手）であってもよいし、流体クラッチと摩擦クラッチの組み合わせ等であってもよい。また、遠心制御弁９４に代えて、発電用出力軸５０の回転数を検出する回転数検出装置と、この回転数検出装置の検出結果に基づいてクラッチ板９２を押圧する油圧を調整する油圧調整装置を設けるようにしてもよい。

【0059】

動力伝達装置１ではまた、発電用の構成と推進用の構成が一体的に組み込まれているため、発電機４をアシスト用または推進用の電動機として兼用することが可能となっている。図３（ａ）および（ｂ）は、発電機４を電動機として使用する場合を示したスケルトン図である。なお、図２（ａ）および（ｂ）と同様に、これらの図では回転動力の伝達経路を破線の矢印で示している。

【0060】

図３（ａ）は、発電機４を主機関２のアシスト用の電動機として使用する場合を示している。例えば、正転用クラッチ４１ｂが接続状態であり、定格回転数で稼動する主機関２によって推進器３が駆動されている状態で、発電機４に電力を供給して第１の発電用クラッチ８０を接続することにより、電動機としての発電機４が出力する回転動力は、発電用出力軸５０、副軸用伝達機構５４、発電用副軸５２、第１の発電用クラッチ８０、第１の増速機構６０および減速逆転機構４０の前進動力伝達部４１を介して推進用出力軸３０に伝達され、主機関２の出力する回転動力と共に推進器３に入力されることとなる。

【0061】

これにより、推進器３に入力される回転動力が、電動機としての発電機４の出力分だけ増加されるため、例えば推進器３が可変ピッチプロペラである場合には、翼角を変更することで船速を上昇させることができる。また、向かい潮や向かい風等による抵抗が大きいような場合にも、船速を維持するといったことが可能となる。

【0062】

図３（ｂ）は、発電機４を非常時の推進用電動機として使用する場合を示している。例えば、故障等によって主機関２が稼動不能となった場合に、発電機４に電力を供給して第１の発電用クラッチ８０および正転用クラッチ４１ｂを接続することにより、電動機としての発電機４が出力する回転動力は、図３（ａ）の場合と同様に推進用出力軸３０に伝達され、電動機としての発電機４によって推進器３が駆動されることとなる。

【0063】

これにより、故障等によって主機関２が稼動不能となった場合にも、電動機としての発電機４によって船舶を航行させることができる。なお、この場合、電動機としての発電機４が出力する回転動力は主機関２にも伝達され、主機関２のクランク軸を回転させることとなるが、発電機４は荷役用の大型のものであるため、推進器３と共に主機関２を駆動しながらも十分な推進力を得ることが可能となっている。

【0064】

なお、図３（ａ）および（ｂ）では、船舶が前進中の状態を示したが、逆転用クラッチ４２ｅを接続することで、船舶が後進中のアシスト、および非常時における船舶の後進が可能であることはいうまでもない。

【0065】

また、第１の発電用クラッチ８０に代えて第２の発電用クラッチ９０を接続した状態で、電動機としての発電機４によるアシストまたは非常時の推進を行うようにしてもよい。この場合、電動機としての発電機４が出力する回転動力は、発電用出力軸５０、第２の発電用クラッチ９０、第２の増速機構７０および減速逆転機構４０の前進動力伝達部４１を介して推進用出力軸３０に伝達され、減速比が大きくなるため、船速が低い場合にも電動機としての発電機４の回転数を高くすることが可能となる。すなわち、低速時のアシストおよび非常時の低速航行を効率的に行うことができる。なお、第２の発電用クラッチ９０は、遠心制御弁９４による油圧制御を解除することで、略直結状態で接続することができる。

【0066】

次に、動力伝達装置１のその他の形態の例について説明する。図４〜６は、動力伝達装置１のその他の形態の例を示したスケルトン図である。

【0067】

図４は、第１の増速機構６０の増速用入力歯車６３を入力軸２０に設けられた変換用駆動歯車４２ａと噛み合わせると共に、第１の発電用クラッチ８０を発電用出力軸５０に接続し、第２の発電用クラッチ９０を発電用副軸５２に接続するようにした場合の一例を示している。動力伝達装置１の各部の構成は、図１に示した構成に限定されるものではなく、例えばこのように入力軸２０から第１の増速機構６０に直接回転動力を伝達させるようにしてもよい。また、第１の発電用クラッチ８０から発電用出力軸５０に直接回転動力を伝達させるようにしてもよい。

【0068】

その他、図示は省略するが、入力軸２０または逆転用中間軸４２ｂに増速用入力歯車６３と噛み合う専用の歯車を別途設けるようにしてもよい。また、第１の増速比および第２の増速比によっては、増速用中間軸６１を省略し、入力軸２０または逆転用中間軸４２ｂから第１の増速用中空軸６２に直接回転動力を伝達するようにしてもよい。また、第２の増速機構７０を第１の増速機構６０とは独立して設けるようにしてもよい。

【0069】

また、副軸用伝達機構５４は、増速または減速を行うものであってもよい。また、発電機４は、動力伝達装置１に対して推進器３側および主機関２側のいずれに配置されてもよい。また、発電用の構成と推進用の構成をそれぞれ別のケーシングに収容するようにしてもよい。

【0070】

図５は、減速逆転機構４０の正転用クラッチ４１ｂおよび逆転用クラッチ４２ｅを、滑り率を調整可能に構成した場合の一例を示している。この例では、推進用出力軸３０の回転数を検出する回転数検出装置４３と共に、回転数検出装置４３の検出結果に基づいて正転用クラッチ４１ｂのクラッチ板４１ｂ１または逆転用クラッチ４２ｅのクラッチ板４２ｅ１を押圧する油圧を調整する油圧調整装置４４が減速逆転機構４０に設けられている。このように、回転数検出装置４３および油圧調整装置４４を減速逆転機構４０に設け、正転用クラッチ４１ｂまたは逆転用クラッチ４２ｅの滑り率を調整することで、これらのクラッチの直結時よりも低い回転数で推進器３を回転させると共に、主機関２の回転数とは別に推進器３の回転数を制御することが可能となる。具体的には、例えば主機関２の回転数を一定に保持したまま推進器３の回転数を変更したり、推進器３の回転数を一定に保持したまま主機関２の回転数を変更したり、主機関２の回転数の上昇（下降）中に推進器３の回転数を下降（上昇）させたり、主機関２の回転数の変化率とは異なる変化率で推進器３の回転数を変化させたりといったことが可能となる。

【0071】

例えば船舶の出入港時等、船速が低い状態でサイドスラスタ等の比較的大電力を要する機器を稼働させる場合、主機関２の回転数が低く、低出力であるため、発電機４による発電だけでは電力が不足することがある。このような場合にも、この例の動力伝達装置１では、主機関２の回転数を上昇させて発電に必要な出力を発揮させつつ、正転用クラッチ４１ｂまたは逆転用クラッチ４２ｅの滑り率の調整によって船速を所望の低速状態に制御することが可能となっている。

【0072】

これにより、発電機４だけでスラスタ等の機器に電力を供給することができるため、例えばサイドスラスタ専用の発電機を省略したり、船内一般用に設けられるもう１つの発電機の容量（出力）を小さくしたりといったことが可能となる。すなわち、この例の動力伝達装置１によれば、大型の荷役用の発電機４をより有効に活用することができるため、他の発電機の占有するスペースをさらに削減し、船内のスペース効率をより高めることが可能となっている。

【0073】

図６は、第３の増速機構１００および第３の発電用クラッチ１１０を設けるようにした場合の一例を示している。第３の増速機構１００は、入力軸２０の回転動力を第３の増速比で増速して第３の発電用クラッチ１１０に伝達するものである。この例では、第３の増速機構１００は、第２の増速機構７０に三次増速機構７０ｂを追加することで構成されている。従って、第１の増速機構６０および第２の増速機構７０は、第３の増速機構１００の一部として兼用されている。また、三次増速機構７０ｂの追加により、第３の増速比は第１の増速比および第２の増速比よりも大きな値となっている。

【0074】

この例では、発電用出力軸５０に隣接して配置される追加副軸５８がさらに設けられており、三次増速機構７０ｂは、第２の増速用中空軸７２に設けられた第３の増速用駆動歯車７４と、追加副軸５８の外周を覆うように配置された第３の増速用中空軸７５と、第３の増速用中空軸７５に設けられた第３の増速用従動歯車７６と、を備えている。そして、第３の増速用駆動歯車７４は、第３の増速用従動歯車７６と噛み合い、第３の増速用中空軸７５は、一端が第３の発電用クラッチ１１０に接続されている。

【0075】

従って、入力軸２０の回転動力は、変換用駆動歯車４２ａ→変換用従動歯車４２ｃ→増速用入力歯車６３→増速用中間軸６１→第１の増速用駆動歯車６４→第１の増速用従動歯車６５→第１の増速用中空軸６２→第２の増速用駆動歯車７１→第２の増速用従動歯車７３→第２の増速用中空軸７２→第３の増速用駆動歯車７４→第３の増速用従動歯車７６→第３の増速用中空軸７５→第３の発電用クラッチ１１０の順に伝達される。

【0076】

また、第３の増速比は、変換用従動歯車４２ｃと増速用入力歯車６３の歯数比、第１の増速用駆動歯車６４と第１の増速用従動歯車６５の歯数比、第２の増速用駆動歯車７１と第２の増速用従動歯車７３の歯数比、および第３の増速用駆動歯車７４と第３の増速用従動歯車７６の歯数比によって決定される。なお、第３の増速機構１００は、第１の増速機構６０および第２の増速機構７０とは独立して設けられるものであってもよい。

【0077】

第３の発電用クラッチ１１０は、第３の増速機構１００から発電用出力軸５０への回転動力の伝達および遮断を切り替えるものであり、第２の発電用クラッチ９０と同様に、クラッチ板１１２を押圧する油圧の大きさを遠心制御弁１１４によって制御する湿式多板油圧クラッチから構成されている。第３の発電用クラッチ１１０は、第３の増速用中空軸７５と追加副軸５８の間に設けられている。この例の副軸用伝達機構５４は、追加副軸５８に設けられた追加副軸用駆動歯車５４ｃを備えており、この追加副軸用駆動歯車５４ｃは副軸用従動歯車５４ｂと噛み合っている。従って、第３の増速機構１００および第３の発電用クラッチ１１０を介して追加副軸５８に伝達された回転動力は、副軸用伝達機構５４を介して発電用出力軸５０に伝達される。なお、この例では、追加副軸用駆動歯車５４ｃと副軸用従動歯車５４ｂの歯数比は、副軸用駆動歯車５４ａと同様に１対１に設定されているが、その他の歯数比を設定するようにしてもよい。

【0078】

このように、第３の増速機構１００および第３の発電用クラッチ１１０を設けることで、船舶の航行中の発電をより効率的に行うことが可能となる。具体的には、例えば第３の増速比を、上述の図１の例における第２の増速比と同様に、主機関２の回転数がアイドル回転数の８２％である場合に第３の増速用中空軸７５の回転数が発電機４の定格回転数と略一致するように設定する。さらに、アイドル回転数と定格回転数の間に、第２の発電用クラッチ９０の接続と第３の発電用クラッチ１１０の接続を切り替える切換回転数を設定し、第２の増速比を、第２の発電用クラッチ９０における８％の滑り率を考慮して主機関２の回転数が切換回転数の９２％である場合に第２の増速用中空軸７２の回転数が発電機４の定格回転数と略一致するように設定する。そして、航行中の主機関２の回転数が切換回転数より低い場合には、第３の発電用クラッチ１１０を接続して航行中の発電を行い、航行中の主機関２の回転数が切換回転数以上の場合には、第２の発電用クラッチ９０を接続して発電を行う。

【0079】

このようにすることで、第２の発電用クラッチ９０を使用する回転数の範囲および第３の発電用クラッチ１１０を使用する回転数の範囲を狭めることができるため、第２の発電用クラッチ９０および第３の発電用クラッチ１１０をより滑り率が少ない状態で使用することが可能となる。すなわち、動力の伝達損失を軽減することができる。また、切換回転数の設定によっては、より広い速度範囲で発電機４による発電が可能となるため、例えば主機関２の回転数が定格回転数以上で航行している場合にも発電が可能となる。なお、切換回転数の値は、特に限定されるものではないが、第２の発電用クラッチ９０を使用する回転数の範囲を第３の発電用クラッチ１１０の使用範囲よりも狭くし、高回転側で使用される第２の発電用クラッチ９０の滑り率が小さくなるように設定することが、効率の点からは好ましい。

【0080】

上述のように、第３の増速比は、主機関２の回転数がアイドル回転数の７５％以上１００％以下の範囲内の所定の回転数である場合に、第３の増速用中空軸７５の回転数が発電機４の定格回転数と略一致する値であれば、出入港時等における極低速での操船中にも安定的に発電機４による発電を行うことが可能である。また、停泊中および航行中に必要な電力や主機関２および発電機４の性能等の各種条件によっては、上述の値とは異なる値に第１の増速比、第２の増速比および第３の増速比を設定するようにしてもよい。なお、第３の増速用中空軸７５の回転数は、副軸用伝達機構５４の歯数比の設定により、第３の発電用クラッチ１１０の滑り率が０％のときの発電機４の回転数に相当する。

【0081】

以上説明したように、本実施形態に係る動力伝達装置１は、主機関２から回転動力が入力される入力軸２０と、推進器３に回転動力を出力する推進用出力軸３０と、入力軸２０から推進用出力軸３０への回転動力の伝達および遮断を切り替える推進用クラッチ（正転用クラッチ４１ｂおよび逆転用クラッチ４２ｅ）と、荷役用電源として使用される発電機４に回転動力を出力する発電用出力軸５０と、入力軸２０の回転動力を第１の増速比で増速する第１の増速機構６０と、第１の増速機構６０から発電用出力軸５０への回転動力の伝達および遮断を切り替える第１の発電用クラッチ８０と、入力軸２０の回転動力を第２の増速比で増速する第２の増速機構７０と、第２の増速機構７０から発電用出力軸５０への回転動力の伝達および遮断を切り替える第２の発電用クラッチ９０と、を備え、第１の発電用クラッチ８０は、第２の発電用クラッチ９０よりも高効率となっている。

【0082】

このような構成とすることで、船舶の停泊中に荷役用の発電機４を主機関２によって効率的に駆動すると共に、航行中に荷役用の発電機４を船内一般用の軸発電機として使用することができる。これにより、荷役用の発電機専用の原動機を省略すると共に、船内一般用の発電機を１機省略することが可能となるため、船内のスペース効率を高めることができる。また、発電機４を主機関２と推進器３の間のデッドスペースに配置することが可能となり、さらに発電機４をアシスト用および非常用の電動機として使用することが可能となるため、これらによっても船内のスペース効率を高めることができる。

【0083】

また、第１の増速比は、第２の増速比よりも小さい値に設定されている。このようにすることで、主機関２の高回転時の出力を有効に活用して発電機４による停泊中の発電を行うことができる。

【0084】

また、第２の発電用クラッチ９０は、滑り率を調整して回転動力を伝達可能に構成されている。このようにすることで、航行中の主機関２の回転数の変動によらず、発電機４による発電を行うことができる。

【0085】

また、推進用クラッチ（正転用クラッチ４１ｂおよび逆転用クラッチ４２ｅ）は、滑り率を調整して回転動力を伝達可能に構成されるものであってもよい。このようにすることで、主機関２の回転数を比較的高い状態に保持しつつ、船速を低速状態に制御することが可能となるため、低速時にも発電機４のみによって必要な電力を発電することができる。これにより、低速時に使用される機器専用の発電機を省略したり、船内一般用のもう１つの発電機を小型化したりすることが可能となるため、船内のスペース効率をさらに高めることができる。

【0086】

また、発電機４の定格出力は、主機関２の定格出力の５０％以上であることが好ましい。動力伝達装置１は、このような大型の荷役用の発電機４を効率的に活用するのに特に好適である。

【0087】

また、第１の増速比は、主機関２の回転数が定格回転数の定格出力の７０％以上１１０％以下の範囲内の出力を発揮する所定の回転数であり且つ第１の発電用クラッチ８０の滑り率が０％の場合に、発電機４の回転数が定格回転数となる値に設定されることが好ましい。このようにすることで、主機関２の出力をより有効に活用して発電機４による停泊中の発電を行うことができる。

【0088】

また、第２の増速比は、主機関２の回転数がアイドル回転数の７５％以上１００％以下の範囲内の所定の回転数であり且つ第２の発電用クラッチ９０の滑り率が０％の場合に、発電機４の回転数が定格回転数となる値に設定されることが好ましい。このようにすることで、出入港時等における極低速での操船中にも安定的に発電機４による航行中の発電を行うことができる。

【0089】

また、動力伝達装置１は、入力軸２０の回転動力を第３の増速比で増速する第３の増速機構１００と、第３の増速機構１００から発電用出力軸５０への回転動力の伝達および遮断を切り替える第３の発電用クラッチ１１０と、を備え、第１の発電用クラッチ８０は、第３の発電用クラッチ１１０よりも高効率であるものであってもよい。このようにすることで、第２の発電用クラッチ９０および第３の発電用クラッチ１１０の接続を切り替えて、主機関２の回転数に応じた増速比を選択することが可能となるため、発電機４による航行中の発電をより効率的に行うことができる。

【0090】

また、第１の増速比は、第３の増速比よりも小さい値に設定されてもよい。このようにすることで、主機関２の高回転時の出力を有効に活用して発電機４による停泊中の発電を行うことができる。

【0091】

また、第３の発電用クラッチ１１０は、滑り率を調整して回転動力を伝達可能に構成されてもよい。このようにすることで、航行中の主機関２の回転数の変動によらず、発電機４による発電を行うことができる。

【0092】

また、第３の増速比は、主機関２の回転数がアイドル回転数の７５％以上１００％以下の範囲内の所定の回転数であり且つ第３の発電用クラッチ１１０の滑り率が０％の場合に、発電機４の回転数が定格回転数となる値に設定されてもよい。このようにすることで、出入港時等における極低速での操船中にも安定的に発電機４による発電を行うことができる。

【0093】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明に係る船舶用動力伝達装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。また、上記実施形態において示した作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したものに過ぎず、本発明による作用および効果は、これらに限定されるものではない。

【産業上の利用可能性】

【0094】

本発明に係る船舶用動力伝達装置は、船舶の分野において利用することができる。

【符号の説明】

【0095】

１ 船舶用動力伝達装置
２ 主機関
３ 推進器
４ 発電機
２０ 入力軸
３０ 推進用出力軸
４１ｂ 正転用クラッチ
４２ｅ 逆転用クラッチ
５０ 発電用出力軸
６０ 第１の増速機構
７０ 第２の増速機構
８０ 第１の発電用クラッチ
９０ 第２の発電用クラッチ
１００ 第３の増速機構
１１０ 第３の発電用クラッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】