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公開番号2025080841
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-27
出願番号2023194171
出願日2023-11-15
発明の名称動力伝達装置、および、航走体エンジンシステム
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類B63H 23/24 20060101AFI20250520BHJP(船舶またはその他の水上浮揚構造物;関連艤装品)
要約【課題】信頼性を向上すると共にエンジンの燃費を向上した動力伝達装置、および、航走体エンジンシステムを提供する。
【解決手段】動力伝達装置は、水上または水中の少なくとも一方を航走する航走体に設置されたエンジンの動力を航走体のプロペラに伝達するように構成された動力伝達装置であって、エンジンから動力が入力されるように構成された入力軸と、プロペラに動力を出力するように構成される出力軸と、入力軸と出力軸とを磁気的に結合する磁気ギヤ回転機械とを備える。磁気ギヤ回転機械は、入力軸に連結する磁石回転子と、出力軸に連結する磁極片回転子と、磁極片回転子よりも径方向の外側で周方向に延在するステータコアと、ステータコアに配置されるステータコイルとを有ステータとを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水上または水中の少なくとも一方を航走する航走体に設置されたエンジンの動力を前記航走体のプロペラに伝達するように構成された動力伝達装置であって、
前記エンジンから前記動力が入力されるように構成された入力軸と、
前記プロペラに前記動力を出力するように構成される出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸とを磁気的に結合する磁気ギヤ回転機械と、
を備え、
前記磁気ギヤ回転機械は、
前記入力軸に連結する磁石回転子と、
前記出力軸に連結する磁極片回転子と、
前記磁極片回転子よりも径方向の外側で周方向に延在するステータコアと、前記ステータコアに配置されるステータコイルとを有するステータと、
を含む
動力伝達装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記磁気ギヤ回転機械は、
前記エンジンから前記入力軸に入力される前記動力によって、前記入力軸よりも遅い回転を前記出力軸から前記プロペラに出力すると共に前記ステータコイルで発電を行うように構成され、および／または、
前記ステータコイルに供給される電力によって、前記プロペラを回転させるように構成される
請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記入力軸と前記エンジンのエンジンシャフトとの間に配置される第１クラッチをさらに備える
請求項２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記出力軸と前記プロペラのプロペラシャフトとの間に配置される第２クラッチをさらに備える
請求項２または３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の動力伝達装置と、
前記航走体に設置される前記エンジンと、
前記航走体に設置される前記プロペラと、
前記ステータコイルと電気的に接続する電気系統と、
前記動力伝達装置、前記エンジン、および、前記電気系統を制御するための制御装置と、
を備える
航走体エンジンシステム。
【請求項６】
前記動力伝達装置は、前記入力軸と前記エンジンのエンジンシャフトとの間に配置される第１クラッチをさらに含み、
前記制御装置は、
前記エンジンが始動するとき、前記第１クラッチに、動力遮断状態から動力伝達状態に切り替わるための作動指令を送るための第１作動制御部と、
前記作動指令が前記第１クラッチに入力されるとき、前記電気系統から前記ステータコイルに電力が供給されるように、前記電気系統を制御するためのモータリング制御部と、
を含む
請求項５に記載の航走体エンジンシステム。
【請求項７】
前記動力伝達装置は、前記出力軸と前記プロペラのプロペラシャフトとの間に配置される第２クラッチをさらに含み、
前記制御装置は、
前記エンジンシャフトが回転を開始した後、前記第２クラッチに前記作動指令を送るための第２作動制御部をさらに含む
請求項６に記載の航走体エンジンシステム。
【請求項８】
前記エンジンのエンジン回転数を計測するためのエンジン回転計をさらに備え、
前記制御装置は、
前記エンジン回転計によって計測される前記エンジン回転数が規定回転数以上になる場合、前記ステータコイルから発電電力が供給されるように前記電気系統を制御するための発電制御部をさらに含む
請求項６に記載の航走体エンジンシステム。
【請求項９】
前記プロペラのプロペラ回転数を計測するためのプロペラ回転計をさらに備え、
前記発電制御部は、
前記エンジン回転計によって計測される前記エンジン回転数が前記規定回転数以上である場合において、前記プロペラ回転計によって計測される前記プロペラ回転数が要求回転数以上となる発電条件が充足されると、前記ステータコイルから前記電気系統への前記発電電力の供給を開始するための発電開始部を含む
請求項８に記載の航走体エンジンシステム。
【請求項１０】
前記発電制御部は、
前記エンジン回転計によって計測される前記エンジン回転数が前記規定回転数以上である場合において、前記発電条件が充足されなくなると、前記ステータコイルからの前記発電電力の供給を停止するための発電停止部をさらに含み、
前記制御装置は、
前記発電停止部による前記発電電力の停止後、前記プロペラ回転数を増大させるための電力が前記ステータコイルに供給されるように、前記電気系統を制御するためのモータリング増速制御部をさらに含む
請求項９に記載の航走体エンジンシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、航走体に設置されるエンジンの動力を船舶のプロペラに伝達するための動力伝達装置、および、航走体エンジンシステムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるエンジンシステムは、船舶に設置されるエンジンの動力を船舶のプロペラに伝達するための動力伝達装置を備える。動力伝達装置は、エンジンの回転を減速してプロペラ軸に出力するための減速装置を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－１９５０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の減速装置は、互いに噛み合う複数の歯車を備えるので、エンジンの燃費と動力伝達装置の信頼性がいずれも劣る虞がある。
【０００５】
本開示の目的は、信頼性を向上すると共にエンジンの燃費を向上した動力伝達装置、および、航走体エンジンシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の少なくとも一実施形態に係る動力伝達装置は、
水上または水中の少なくとも一方を航走する航走体に設置されたエンジンの動力を前記航走体のプロペラに伝達するように構成された動力伝達装置であって、
前記エンジンから前記動力が入力されるように構成された入力軸と、
前記プロペラに前記動力を出力するように構成される出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸とを磁気的に結合する磁気ギヤ回転機械と、
を備え、
前記磁気ギヤ回転機械は、
前記入力軸に連結する磁石回転子と、
前記出力軸に連結する磁極片回転子と、
前記磁極片回転子よりも径方向の外側で周方向に延在するステータコアと、前記ステータコアに配置されるステータコイルとを有ステータと、
を含む。
【０００７】
本開示の少なくとも一実施形態に係る航走体エンジンシステムは、
上記の動力伝達装置と、
前記航走体に設置される前記エンジンと、
前記航走体に設置される前記プロペラと、
前記ステータコイルと電気的に接続する電気系統と、
前記動力伝達装置、前記エンジン、および、前記電気系統を制御するための制御装置と、
を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、信頼性を向上すると共にエンジンの燃費を向上した動力伝達装置、および、航走体エンジンシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態に係る航走体エンジンシステムの概略図である。
一実施形態に係る磁気ギヤ回転機械の内部構造を示す概略図である。
一実施形態に係る電気系統および制御装置の概略図である。
一実施形態に係る制御装置のクラッチ制御部の概略図である。
一実施形態に係るエンジン始動を実現するための制御装置を示す概略図である。
エンジン始動時における、エンジン回転数の経時的な変化を示す概略図である。
一実施形態に係るエンジン始動制御処理を示すフローチャートである。
一実施形態に係る通常発電を実現するための制御装置を示す概略図である。
一実施形態に係る通常発電時におけるプロペラ回転数の経時的な変化を示す概略図である。
一実施形態に係る通常発電制御処理を示すフローチャートである。
一実施形態に係る回生電力の生成を実現するための制御装置を示す概略図である。
一実施形態に係る回生電力生成時におけるプロペラ回転数の経時的な変化を示す概略図である。
一実施形態に係る回生電力の生成制御処理を示すフローチャートである。
一実施形態に係る停泊発電動作を実現するための制御装置を示す概略図である。
一実施形態に係る停泊発電の制御処理を示すフローチャートである。
一実施形態に係るプロペラの回転制御動作を実現するための制御装置を示す概略図である。
一実施形態に係るプロペラの回転制御が実行されるときのプロペラ回転速度の経時的な変化を示す概略図である。
一実施形態に係るプロペラ回転制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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