JPH0641277B2 - 船舶推進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、船外機、船内外機等の推進機を最高速が得
られるように自動的に姿勢制御することができる船舶推
進機に関するものである。

［従来の技術］ 船舶には水中に没入したプロペラにより推進する推進機
が搭載され、この推進機の船舶に対する姿勢を変え、船
舶の速度を最高速が得られるように制御するものがあ
る。この推進機の姿勢変化はパワーリフト装置によって
行なわれており、パワーリフト装置は加速するときには
推進機のプロペラを水中に入れた状態に保持して十分な
推進力を得るようにし、加速後は推進機をリフトアップ
してプロペラの一部を水中から出し、ロワーケースの抵
抗を軽減することにより最高速を得るようにしている。

ところで、従来は手動で、推進機のリフト量を調整して
いた。即ち、加速時と、さらに所定の速度になった後、
最高速を得るようにする時のそれぞれについて手動で、
推進機の姿勢制御を行なっていた。また、船舶に乗船さ
れた人員や、積載された積載物等の重量や位置等船舶の
状態に応じて、最高速度を得られるように推進機の高さ
が設定されていた。

［発明が解決しようとする課題］ このように、最高速を得るように推進機の姿勢が制御さ
れるが、手動で速度に応じて制御することは手数を要す
るとともに、船舶の乗船人員や積載物に応じて、推進機
の最高速度を得るように選定することは繁雑である。

この発明はかかる実情を背景にしてなされたもので、推
進機の姿勢制御を自動的に行ない制御を簡単にするとと
もに、船の状態に応じて適確に最高速度が得られる位置
に制御できる船舶推進機を提供することを目的としてい
る。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、この発明の船舶推進機は、
船体に固定されたロックブラケットと、このロックブラ
ケットに上下動可能に支持されたリフトブラケットと、
このリフトブラケットを前記ロックブラケットに対して
上下にスライドさせるパワーリフト装置と、前記リフト
ブラケットに設けた略水平のトリム軸を中心に回動する
スイベルブラケットと、このスイベルブラケットを前記
トリム軸を中心に回動させるパワートリム装置と、前記
スイベルブラケットのトリム位置を検出するトリム位置
センサと、船舶の速度を検出する船速度センサと、船舶
の速度がプレーニング限界速度を越えると、前記パワー
トリム装置を駆動して前記トリム軸を中心に推進機を所
定角度上昇させるとともに、推進機が所定角度まで上昇
しその後船舶の速度が上昇している時に前記パワーリフ
ト装置を駆動して推進機を上方にスライドさせる一方、
船舶の速度がプレーニング限界速度以下になると、前記
パワートリム装置を駆動して前記トリム軸を中心に推進
機を所定角度下降させるとともに、前記パワーリフト装
置を駆動して推進機を下方にスライドさせる制御手段と
を備えたことを特徴としている。

ここで、プレーニング限界速度とは、船底全体がほぼ水
中に没して航行する状態から、船体前側を浮かしてプレ
ーニング（滑走）状態に移る際の船速度である。

［作用］ この発明では、船舶の速度がプレーニング限界速度を越
えると、パワートリム装置により、船速度に応じてトリ
ム軸を中心に推進機を所定角度上昇させ、船速度に応じ
て自動的に船体を傾けて船体前側を浮かすことができ、
容易にかつ的確に最高速を得ることができる。

また、推進機が所定角度まで上昇しその後船舶の速度が
上昇している時に、制御手段により、パワーリフト装置
を駆動して推進機を上方にスライドさせ、トリム位置を
そのままにして、推進機の抵抗を軽減することができ
る。したがって、船の傾きを一定に保ったままさらに増
速することができ、船体を安定させつつ最高速をさらに
増すことができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図はこの発明の船舶推進機の実施例を示すブロック
図である。

この船舶推進機にはパワーリフト装置１２を制御するリ
フト制御回路３と、パワートリム装置１４を駆動するト
リム制御回路１５とを有している。パワーリフト装置１
２は、船体に固定されたロックブラケットに上下動可能
に支持されたリフトブラケットを、ロックブラケットに
対して上下にスライドさせる装置である。また、パワー
トリム装置１４は、リフトブラケットに設けた略水平の
トリム軸を中心に回動するスイベルブラケットを、トリ
ム軸を中心に回動させる装置である。

リフト制御回路３とトリム制御回路１５から構成される
制御手段は、スイベルブラケットのリフト位置を検出す
るリフト位置センサ１、船舶の速度を検出する船速度セ
ンサ２からの情報に基づき、船舶の速度がプレーニング
限界速度を越えると、パワートリム装置１４を駆動して
トリム軸を中心に推進機を所定角度上昇させるととも
に、推進機が所定角度まで上昇しその後船舶の速度が上
昇している時にパワーリフト装置１２を駆動して推進機
を上方にスライドさせる一方、船舶の速度がプレーニン
グ限界速度以下になると、パワートリム装置１４を駆動
してトリム軸を中心に推進機を所定角度下降させるとと
もに、パワーリフト装置１２を駆動して推進機を下方に
スライドさせる。ここで、プレーニング限界速度とは、
船底全体がほぼ水中に没して蛇行する状態から、船底前
側を浮かしてプレーニング（滑走）状態に移る際の船速
度である。

このように、船舶の速度がプレーニング限界速度を越え
ると、パワートリム装置１４により、船速度に応じてト
リム軸を中心に推進機を所定角度上昇させ、船速度に応
じて自動的に船体を傾けて船体前側を浮かすことがで
き、容易にかつ的確に最高速を得ることができる。

また、推進機が所定角度上昇しかつ船舶の速度が上昇し
ている時に、制御手段によりパワーリフト装置１２を駆
動して推進機を上方にスライドさせ、トリム位置をその
ままにして、推進機の抵抗を軽減することができる。し
たがって、船の傾きを一定に保ったままさらに増速する
こができ、船体を安定させつつ最高速をさらに増すこと
ができる。

すなわち、この船舶推進機には、スイベルブラケットの
リフト位置を検出するリフト位置センサ１、船舶の速度
を検出する船速度センサ２が備えられ、リフト位置セン
サ１で検出されたスイベルブラケットの高さ、即ち推進
機のプロペラの水中の位置を示す位置情報はリフト制御
回路３を構成する位置情報記憶回路４及びリフト量比較
回路５に入力される。

船舶度センサ２で検出された船舶の速度情報は速度比較
回路７に入力され、この速度比較回路７において設定の
プレーニング限界速度を船速度とを比較し、船速度がプ
レーニング限界速度以上である場合にはアップ指令信号
をリフト量比較回路５へ出力するとともに、トリム位置
比較回路１６にトリムアップ指令信号を入力する。

さらに、速度比較回路７からの速度情報は第１速度情報
記憶回路１７及び第１速度判定回路１８ならびに第２速
度情報記憶回路１９及び第２速度判断回路２０へ入力さ
れる。

第１速度判断回路１８では第１速度情報記憶回路１７か
らの所定時間ｔ１前の速度情報と、速度比較回路７から
の現時点の速度情報とが入力され、この両情報を比較す
る。その結果、現地点の船速度が所定時間ｔ１前の速度
より大きい場合、即ち増速状態である場合にはアップ指
令信号をリフト量比較回路５へ入力し、一方減速状態で
ある場合にはダウン指令信号を切替回路８へ入力する。

第２速度判定回路２０では第２速度情報記憶回路１９か
ら所定時間ｔ２前の速度情報が入力され、この所定時間
ｔ２前の速度情報と、現時点の速度情報とが共に、プレ
ーニング限界速度以下であると判断されたときに、リフ
ト制御回路３の切替回路８とトリム制御回路１５の切替
回路２１へダウン指令信号を出力する。

切替回路８はアップ指令信号またはダウン指令信号を受
けて駆動回路１１へ出力し、駆動回路１１ではこの指令
信号に基づいてパワーリフト装置１２を駆動し推進機の
高さを調整する。この切替回路８は常時自動側に接続さ
れており、手動切替操作スイッチ１３からの信号によっ
て手動側に切換えられ、且つ、例えば推進機を駆動する
内燃機関が停止しているときに、手動で操作できるよう
にしている。

前記トリム位置比較回路１６にはトリム位置調整器２２
を手動で操作して速度性、操縦性及び安定性上から求め
た最良値が予め入力されており、この設定のトリム位置
情報と、トリム位置センサ２３から検出されたトリム位
置情報とが比較される。トリム位置比較回路１６で現時
点のトリム位置と設定のトリム位置とが一致するとき、
前記リフト制御回路３のリフト量比較回路５へリフトア
ップ指令信号を出力する。一方、設定値以下である場合
にはトリムアップの指令信号が切替回路２１を介して駆
動回路２４に出力され、パワートリム装置１４をアップ
方向へ駆動する。

船体トリム位置センサ２５から得られるトリム位置情
報、即く船体の進行方向の傾きは比較回路２６に入力さ
れ、設定の船体トリム位置と比較され、実際のトリム位
置が設定値より大きいとき、ダウン指令信号を切替回路
２１に出力する。

船体トリム位置情報を微分回路２７は入力され、船体ト
リム位置速度を得、この船体トリム位置速度が比較回路
２８において、設定のトリム角速度より大きいとき、ダ
ウン指令信号を切替回路２１に出力する。

船体ロール位置センサ２９から得られるロール位置情
報、即ち船体の横方向の傾きは微分回路３０へ入力さ
れ、同様にロール角速度を得この角速度を比較回路３１
で設定のロール角速度と比較して設定値より大きい場合
にダウン指令信号を切替回路２１に出力する。

前記切換回路２１からこれらのダウン指令信号または前
記アップ信号が駆動回路２４へ出力され、パワートリム
装置１４を駆動し、推進機を所定の角度に傾斜させる。

第２図乃至第５図はこの実施例を小型船舶の船外機に適
用したものである。

小型船舶の船体６１の船尾板６２にはロックブラケット
６３が固定されている。ロックブラケット６３にはリフ
トブラケット６４が上下動可能に支持され、さらにこの
リフトブラケット６４にはスイベルブラケット６５がト
リム軸６６を介して略水平軸まわりを回動可能に支持さ
れている。スイベルブラケット６５には推進機６７が前
記トリム軸６６に直交する操舵軸６８まわりを回動（ト
リム）可能に支持されている。

推進機６７は上ケーシング６９、下ケーシング７０及び
上ケーシング６９の上部に配置されたカウリング７１内
に収容されている内燃機関７２とからなっている。内燃
機関７２は上ケーシング６９及び下ケーシング７０内に
配置された図示しないドライブ軸を介して、上ケーシン
グ７０に設けられているプロペラ７３を回転させる。

前記リフトブラケット６４はロックブラケット６３に、
例えば合成樹脂で形成されたスライド部材７４を介して
支持されている。リフトブラケット６４はパワーリフト
装置１２によって、ロックブラケット６４に対して上下
にスライドし、推進機６７をリフトアップして船体６１
に対する推進機６７の位置を高くする。スライド部材７
４はリフトブラケット６４のスライドを円滑にしてい
る。

このパワーリフト装置１２のリフトシリンダ１２ａは支
持軸１２ｂによってロックブラケット６３に固定され、
リフトシリンダ１２ａにはピストンロッド１２ｃが摺動
可能に設けられている。ピストンロッド１２ｃは支持軸
１２ｄを介してリフトブラケット６４に連結されてい
る。

リフトシリンダ１２ａ内にはピストンロッド１２ｃによ
って、リフトシリンダ上室１２ｅと、リフトシリンダ下
室１２ｆに画成させる。リフトシリンダ上室１２ｃは油
路１２ｇで、またリフトシリンダ下室１２ｄは油路１２
ｈを介してモータとポンプとからなる駆動手段１２ｉと
連通している。ピストンロッド１２ｃはこの駆動手段１
２ｉからシリンダ上室１２ｅまたはシリンダ下室１２ｆ
に供給される液圧によってリフトシリンダ１２ａ内を摺
動し、これによりリフトブラケット６４は上下動する。

ロックブラケット６３は第３図及び第４図に示すよう
に、リフト位置センサ１が設けられている。このリフト
位置センサ１の、例えば、磁石が固定された軸１ａはロ
ックブラケット６３に固定され、この軸１ａに設けられ
たレバー１ｂはリフトブラケット６４に固定した斜板１
ｃに当接されている。リフト位置センサ１は軸１ａが斜
板１ｃの動きに比例して回転することによって磁界が変
り、磁石の近くに配置した磁気抵抗素子の出力電圧の変
化でリフト位置を検出するようになっている。

一方、前記スイベルブラケット６５にはパワートリム装
置１４が設けられ、スイベルブラケット６５をトリム軸
６６を支点として傾動し、船外機６７のトリム位置すな
わち、船体６１に対する推進機６７の角度を制御するよ
うになっている。このパワートリム装置１４はチルトシ
リンダ１４ａとトリムシリンダ１４ｂを有しており、チ
ルトシリンダ１４ａはパワートリム装置本体にピン１４
ｂを支点として回動可能に設けられ、またトリムシリン
ダ１４ｂはこのチルトシリンダ１４ａの両側に設けられ
ている。

このチルトシリンダ１４ａにはピストンロッド１４ｄが
摺動可能に嵌合され、このピストンロッド１４ｄの先端
部はスイベルブラケット６５に支持軸７５を介して連結
されている。また、トリムシリンダ１４ｃ内にはピスト
ンロッド１４ｅが嵌合され、その先端部はスイベルブラ
ケット６５に当接している。そして、チルトシリンダ１
４ａ内にピストンロッド１４ｄによって、チルトシリン
ダ上室１４ｆとリフトシリンダ下室１４ｇが画成され、
またトリムシリンダ１４ｃ内もトリムシリンダ上室１４
ｈとトリムシリンダ下室１４ｉが画成されている。この
それぞれのチルトシリンダ上室１４ｆ、下室１４ｇ及び
トリムシリンダ上室１４ｈ及び下室１４ｉは図示しない
油路を介してポンプ１４ｊに連通され、モータ１４ｋに
よって作動される。

前記リフトブラケット６４にはトリム位置センサ２３が
設けられ、このトリム位置センサ２３は前記リフト位置
センサ１と同様に構成され、スイベルブラケット６５が
チルト軸６６を支点として回転する回転量からトリム位
置を検出するようになっている。

一方、船体６１には船体トリム位置センサ２５及び船体
ロール位置センサ２９が設けられており、これらのセン
サ２５，２９は、例えば重垂式傾斜センサが用いられ
る。

次に、この実施例の作動を説明する。

内燃機関７２を駆動してプロペラ７３を回転すると、プ
ロペラ７３の推進力によって、発進し加速される。この
加速が一定時間行なわれ、このときの速度情報は船速度
センサ２で検出され、速度比較回路７へ入力される。

速度がプレーニング限界速度以下すなわち、船底全体が
ほぼ水中に没して航行している状態では、第２速度情報
記憶回路１９及び第２速度判断回路２０を介して、リフ
ト制御回路３の切替回路８と、トリム制御回路１５の切
替回路２１へダウン指令信号を出力する。これにより、
パワーリフト装置１２及びパワートリム装置１４を駆動
し推進機６７を加速時の設定位置に維持する。このダウ
ン指令信号は切替回路８を介して駆動回路１１に入力さ
れ、パワーリフト装置１２を駆動して推進機の位置を下
げて、プロペラを水中の所定の位置にセットし、十分な
推進力を得て加速性を高める。

そして、速度が上昇してプレーニング限界速度以上すな
わち、船体前部が浮いてプレーニング（滑走）が行われ
ている状態になると、速度比較回路７からアップ指令信
号がリフト量比較回路５及びトリム位置比較回路１６に
出力される。このトリム位置比較回路１６では推進機６
７のトリム位置が設定値以下の場合にはアップ指令信号
を出力して、切替回路２１、駆動回路２４を介してパワ
ートリム装置１４を駆動して、推進機６７を所定角度傾
ける。

そして、推進機６７のトリム位置が設定値と一致すれば
トリム位置比較回路１６からアップ指令信号が出力され
て、リフト量比較回路５へ入力される。一方、速度比較
回路７では、船速度センサ２から得られる速度情報がプ
レーニング限界速度を越えると、第１速度情報記憶回路
１７及び第１速度判断回路１８を介して、速度が上昇し
ている場合にはアップ指令信号をリフト量比較回路５へ
出力する。

リフト量比較回路５ではトリム位置比較回路１６からア
ップ指令信号が入力されている条件下で、速度比較回路
７からと、第１速度判断回路１８からのアップ指令信号
とが入力されるとき、即ち、船速度が一定時間プレーニ
ング限界速度を越えるとき、切替回路８、駆動回路１１
を介してパワーリフト装置１２のポンプを回転してリフ
トアップ方向へ作動して、プロペラ７３の水中での位置
を高くする。これにより、推進機をリフトアップしてプ
ロペラの一部を水中から出し、ロワーケースの抵抗を軽
減することにより最高速を得るようにしている。

このように、パワーリフト装置１２によりリフトアップ
は、パワートリム装置１４の作動によって推進機６７を
トリム軸６６回りに上昇させて船体６１に対する推進機
６７の角度を大きくした後に行なうようにしたから、推
進機６７をトリム軸６６回りに上昇させた航行を船体６
１に対する推進機６７の位置が低い状態で行なうことが
できて十分な推進力を得て加速性を高めることができる
と共に、適切なトリム角度を保った状態で船速度を更に
増速することが可能になる。

そして、第１速度情報記憶回路６９で船速度を記憶して
いき、第１速度判断回路４で常に所定時間の船速度を比
較して、一定時間後に、所定値以上に速度が変化してい
ると、アップ指令信号を切替回路８に出力して、さらに
リフトアップさせる。一方、リフトアップ後に速度が一
定の状態で維持されるときは第１速度判断回路１８から
指令信号が出力されないので、推進機６７はその状態に
保持される。そして、速度が減速されている場合には第
１速度判断回路１８からダウン指令信号を切替回路８へ
出力し、駆動回路１１を介して、パワーリフト装置１２
をリフトフウン方向へ作動させる。このようにして、推
進機６７の高さを速度に応じて最高速度が得られるよう
に自動的に制御する。

船速度がプレーニング限界速度以下になると、速度比較
回路７から速度情報が第２速度情報記憶回路１９と第２
速度判断回路２０に入力され、リフト制御回路３の切替
回路８と、トリム制御回路１５の切替回路２１へダウン
指令信号を入力してリフトダウンとトリムダウンを同時
に行なう。

さらに、船体トリム位置センサ２５によって得られた情
報に基づき、比較回路２６において船体６１のトリム位
置が設定値以上である場合、或は微分回路２７を介して
得られるトリム位置速度が比較回路２８において設定値
より大きいと判断された場合に、ダウン指令信号が切替
回路２１へ出力される。

また、船体ロール角センサ２９から得られるロール位置
情報から微分回路３０で角速度が得られ、この角速度が
設定値以上である場合にはダウン指令信号が切替回路２
１へ出力される。

このように、切替回路２１にいずれかのダウン指令信号
が入力されると、船が不安定な状態であると判断され
て、駆動回路２４によりパワートリム装置１４のポンプ
を逆転作動させてトリムダウンして船体６１の前後方向
の傾きを小さくする。

第６図はさらに別に実施例を示す船舶推進機の姿勢制御
装置のブロック図の一部である。第７図はこの実施例を
小型船舶の船外機に適用したものである。

推進機６７のカウリング７１に囲まれる部分には圧力液
体供給装置７６が配置され、この圧力液体供給装置７６
がリフトシリンダ１２ａ及びチルトシリンダ１４ａ、ト
リムシリンダ１４ｂに圧力流体を供給する。圧力液体供
給装置７６はリフト制御回路３及びトリム制御回路１５
から構成される制御手段Ａにより制御される。この実施
例では圧力液体供給装置７６は圧力流体としてオイルを
用い、内燃機関７２の側部にモータ７７を設け、このモ
ータ７７はその下方へ配置したポンプ７８と一方向クラ
ッチ７９を介して連結されている。モータ７７が上方向
より見て右方向に回転するとき、一方向クラッチ７９は
接続し、左方向に回転するときは一方向クラッチ７９は
断となるとともに、モータ上部の歯車がせり上がって内
燃機関７２を始動可能とする。手動切換操作スイッチ１
３にはモータ７７を左方向に回転させる始動スイッチ
と、モータ７７を右方向に回転させるとともに、ポンプ
７８の電動切替弁３２，３３を操作可能な操作スイッチ
を有する。

前記ポンプ７８には吐出管８０，８１を介してリフトシ
リンダ１２ａ、チルトシリンダ１４ａ及びトリムシリン
ダ１４ｃの上室１２ｅ，１４ｆ，１４ｈと、また吸入管
８２，８３を介してリフトシリンダ１２ａ、チルトシリ
ンダ１４ａ及びトリムシリンダ１４ｃの上室１２ｆ，１
４ｇ，１４ｉとそれぞれ接続されている。ポンプ７８に
は図示しない電動切替弁が内蔵され、制御手段Ａよりの
信号に基づき、この電動切替弁でリフトシリンダ１２ａ
及びチルトシリンダ１４ａ及びトリムシリンダ１４ｃへ
のオイルの供給比率の調整、並びに各上室或いは下室の
供給調整が行なわれ、これによりそれぞれのピストンロ
ッド１２ｃ，１２ｄ，１４ｅを上下動させるようになっ
ている。

［発明の効果］ この発明は前記のように、船舶の速度がプレーニング限
界速度を越えると、船速度に応じてトリム軸を中心に推
進機を所定角度上昇させるパワートリム装置を設けたか
ら、船速度に応じて自動的に船体を傾けて船体前側を浮
かすことができ、容易にかつ的確に最高速を得ることが
できる。

また、推進機が所定角度まで上昇しその後船舶の速度が
上昇している時にパワーリフト装置を駆動して推進機を
上方にスライドさせる制御手段を設けたから、トリム位
置をそもままにして、推進機の抵抗を軽減することがで
きる。したがって、船の傾きを一定に保つたままさらに
増速することができ、船体を安定させかつ最高速をさら
に増すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示すブロック図、第２図はこ
の発明を船外機に適用した実施例を示す全体図、第３図
は第２図のIII−III断面図、第４図は第３図のIV−IV断
面図、第５図は第２図のＶ−Ｖ断面図、第６図はさらに
別の実施例を示す一部ブロック図、第７図はこの実施例
を船外機に適用した全体図である。 １……リフト位置センサ ２……船速度センサ ３……リフト制御回路 ５……リフト量比較回路 ７……速度比較回路 ８……切替回路 ９……速度情報記憶回路 １０……速度判断回路 １６……リフト位置比較回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】船体に固定されたロックブラケットと、こ
   のロックブラケットに上下動可能に支持されたリフトブ
   ラケットと、このリフトブラケットを前記ロックブラケ
   ットに対して上下にスライドさせるパワーリフト装置
   と、前記リフトブラケットに設けた略水平のトリム軸を
   中心に回動するスイベルブラケットと、このスイベルブ
   ラケットを前記トリム軸を中心に回動させるパワートリ
   ム装置と、前記スイベルブラケットのトリム位置を検出
   するトリム位置センサと、船舶の速度を検出する船速度
   センサと、船舶の速度がプレーニング限界速度を越える
   と、前記パワートリム装置を駆動して前記トリム軸を中
   心に推進機を所定角度上昇させるとともに、推進機が所
   定角度まで上昇しその後船舶の速度が上昇している時に
   前記パワーリフト装置を駆動して推進機を上方にスライ
   ドさせる一方、船舶の速度がプレーニング限界速度以下
   になると、前記パワートリム装置を駆動して前記トリム
   軸を中心に推進機を所定角度下降させるとともに、前記
   パワーリフト装置を駆動して推進機を下方にスライドさ
   せる制御手段とを備えたことを特徴とする船舶推進機。