JPH0679920B2

JPH0679920B2 - 船舶推進機の自動トリム角調整装置

Info

Publication number: JPH0679920B2
Application number: JP61097693A
Authority: JP
Inventors: 清治井上
Original assignee: Sanshin Kogyo KK
Current assignee: Yamaha Marine Co Ltd
Priority date: 1986-04-25
Filing date: 1986-04-25
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPS62253597A

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、船内外機等の船舶推進機の自動ト
リム角調整装置に関する。

〔従来技術〕

船舶推進機には、船舶に固定可能とされるブラケット
と、ブラケットに対し傾動可能に支持される推進ユニッ
トと、推進ユニットの下部に取り付けられて推力を発生
するプロペラと、ブラケットと推進ユニットの間に介装
され、アップ信号又はダウン信号に基づいて推進ユニッ
トをアップ又はダウンさせるトリム装置を有している。

ここで、所定の状態において、船舶が最大の速度を発揮
するには、上記トリム装置によって設定される推進ユニ
ットのトリム角が大きすぎても小さすぎても適当でない
ものである。従って、船舶推進機の性能を十分に引き出
すためには、最大速度を確保することが可能となるよう
に、最適トリム角に設定する必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の船舶推進機は、トリム角を手動で
増減するための手動トリム角調整装置を有するにすぎな
い。これにより、乗員は、船速計に表示される船速を見
ながら、手動トリム角調整装置によってトリム角を調整
することにより、最大速度を得るという煩雑で困難なフ
ィードバックコントロール作業を行う必要があり、その
上、熟練を要していた。

また、上記最大船速を与える最適トリム角は、船舶の傾
き変化、プロペラの推進力変化等に応じて多様に変動す
る。したがって、乗員が設定した最大速度に対応するト
リム角は絶えず変化する。船舶推進機の性能を常時充分
に引き出すためには、乗員は最大船速を得るための上記
煩雑で困難なフィードバックコントロール作業を継続し
なければならない。又、船速の変化が大きい場合フィー
ドバック作業を継続して実施できない問題もあった。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の目的は上記不都合を解消すること、しかも速
度の変化に応じて遅れを生じること無く確実に達成する
ことであり、船舶に固定可能とされるブラケットと、ブラケットに対
し傾動可能に支持される推進ユニットと、推進ユニット
の下部に取りつけられて推力を発生するプロペラと、エ
ンジン回転数センサあるいは船速を感知する船速センサ
からなる航走状態感知手段と、ブラケットと推進ユニッ
トの間に介装され、アップ信号又はダウン信号に基づい
て推進ユニットをアップ又はダウンさせるトリム装置
と、前記感知手段により感知されるエンジン回転数ある
いは船速の航走状態量の変化に基づき、（Ｉ）．航走状態量の変化がない場合にはアップ信号又
はダウン信号を停止してトリム角を保持し、（II）．航走状態量が減少する時はアップ信号又はダウ
ン信号のいずれか一方のうち現信号状態と異なる信号を
出力し、（III）．航走状態量が増加する時にはアップ信号ある
いはダウン信号のいずれか一方のうち現信号状態と同一
の信号を出力するとともに、（IV）．航走状態星の変化が大なる時ほど、アップある
いはダウンのスピードを現信号状態に基づくアップある
いはダウンのスピードより大となす信号を出力してな
る、制御手段とを有してなる船舶推進機の自動トリム角調整
装置を提供することにより達成された。

〔発明の作用〕

この発明に係る船舶推進機の自動トリム角調整装置は、
上記のように構成されているため、船舶の傾き変化、プ
ロペラの推力変化等によって航走条件が多様に変動する
状態下において、航走状態量の変化を感知するのみで、
推進ユニットのトリム角を、最大速度を与える状態に自
動制御することが確実に達成できる。

〔実施例〕

第１図はこの発明が適用される船外機10を示す側面図で
ある。船舶11の船尾板11Aには、この発明におけるブラ
ケットとしてクランプブラケット12が固定され、クラン
プブラケット12にはチルト軸13を介してスイベルブラケ
ット14が略水平軸回りに回動可能に枢着されている。ス
イベルブラケット14には、推進ユニット15が転舵軸回り
に回転可能に枢着されている。推進ユニット15の上部に
はエンジン16が搭載され、推進ユニット15の下部にはプ
ロペラ17が備えられている。クランプブラケット12とス
イベルブラケット14の間には、トリム装置としてのシリ
ンダ装置18が介装されている。シリンダ装置18は後記第
２図に示すように、クランプブラケット12にピン結合さ
れるとシリンダ19と、スイベルブラケット14にピン結合
されるピストンロッド20とからなっている。

第２図は上記シリンダ装置18の駆動回路である。シリン
ダ19の内部は、ピストン21により、ピストンロッド20の
収容側の上室22と、ピストンロッド20の非収容側の下室
23とに区画されている。ピストン21には、アブソーバ弁
24、リターン弁25が並設されている。下室23には、フリ
ーピストン26が配置されている。27は油圧ポンプであ
り、油圧ポンプ27は、電動モータ28によって一方向にの
み回転する。29は切換弁であり、切換弁29は、ポンプ27
の吐出口に連なる管路30A、およびリザーブ31に連なる
管路30Bのそれぞれを、ダウン動作ソレノイド32A、アッ
プ動作ソレノイド32Bの作動により、下室側管路33A、も
しくは上室側管路33Bのいずれかに選択的に切換接続可
能にしている。すなわち、トリムアップ操作時には、ア
ップ動作ソレノイド32Bの作動により、ポンプ27の吐出
作動油をシリンダ装置18の下室23Aに導入するととも
に、シリンダ装置18の上室22の作動油をリザーバ31に戻
すことを可能している。他方、トリムダウン操作時に
は、ダウン動作ソレノイド32Aの作動により、ポンプ27
の吐出作動油をシリンダ装置18の上室22に導入するとと
もに、シリンダ装置18の下室23の作動油をリザーバ31に
戻すことを可能している。34はリリーフ弁、35は手動操
作用の切換弁である。36は流量制御弁であり、トリムア
ップ操作時あるいはトリムダウン時のスピードを調整す
る。

次に、第３図において、39は制御装置であり、前記船外
機10に設置されている。この制御装置39を図に示すよう
に、A/M切換スイッチ40を自動モードへ切換へ、船速セ
ンサ（船舶11に設置されている）37の検出結果に基づい
て、バワートリム装置41を駆動制御可能とする。なお、
パワートリム装置41は、前記シリンダ装置18、油圧ポン
プ27、電動モータ28、切換弁29、流量制御弁36等からな
る。

ここで、制御装置39による上記パワートリム装置41の制
御は、制御装置39に書き込まれている第４図に示すよう
な制御プログラムに基づいて以下のように実行される。

すなわち、A/M切換スイッチ40の自動モードへの切換設
定（ステップ）の後、ステップにおいて、水圧（エ
ンジン16の冷却水圧）Ｐを測定し、この測定結果を許容
量小水圧Ａ（エンジンの冷却に必要な許容最小水圧）と
比較する。

ステップの比較結果がＰ＜Ａである場合には、必要水
圧が確保されていないから、高速トリムダウン信号を出
力した後（ステップ）、ステップに戻り再度、水圧
Ｐを測定する。

ステップの比較結果がＰ≧Ａである場合には、必要水
圧が確保されているから、次のステップ(a)を実施す
る。このステップでは１以下の任意の数（この例では0.
5）をＢとして記憶する。つづいて、船速センサ37によ
って、船舶11の船速を測定し（ステップ）、その測定
結果をV₁として記憶する（ステップ。その後、Bv₀の
スピードでトリムアップするためのトリムアップ信号を
出力する（ステップ）し、ステップにおいて、再
び、水圧Ｐを測定し、この測定結果を許容最小水圧Ａと
比較する。

ステップの比較結果がＰ＜Ａである場合には、必要水
圧が確保されていないから、高速トリムダウン信号を出
力し（ステップ）、ステップに戻る。

ステップの比較結果がＰ≧Ａである場合には、必要水
圧が確保されているから、船速センサ37によって、船舶
11の船速を測定し（ステップ）、船速の変化の割合の
絶対値をＢとして新たに記憶し（ステップ(b)）、ステ
ップの船速の測定結果と比較する（ステップ）。

ステップの判断結果がＶ＝V₁である時、推進ユニット
15のトリム角は、船舶11に最大速度を与える最適値に設
定されている。そして、ステップの実行とともに、前
記Ｖを新たなV₁として記憶し、Ｂ＝０であるからトリム
動作を停止した状態で一定時間の経過後に、ステップ
に戻る。

また、ステッフの判断結果がＶ＞V₁である時、船速は
現信号状態において最大速度を発揮する方向に向かって
いるため、ステップに戻り、ステップにおいて船速
の変化に見合ったアップスピードのアップ信号を継続し
て出力する。

更に、ステップの判断結果がＶ＜V₁である時、船速は
現信号状態において最大速度を発揮する方向から遠ざか
りつつあるため、このＶを新たにV₁として記憶した後
（ステップ）、(b)のステップで既に求めたＢに基づ
く、Bv₀のスピードでトリムダウンするトリムダウン信
号を出力する（ステップ）。その後、船速センサ37に
よって、船舶11の船速Ｖを測定し（ステップ）、船速
の変化の割合の絶対値をＢとして新たに記憶し（ステッ
プ(c)）、ステップの船速の測定結果と比較する（ス
テップ）。

ステップの判断結果がＶ＝V₁である時、推進ユニット
15のトリム角は、船舶11に最大速度を与える最適値に設
定される。ステップの実行とともに、前記Ｖを新たな
V₁として記憶し、Ｂ＝０であるからトリム動作を停止し
た状態で一定時間の経過後に、ステップに戻る。

又、ステップの測定結果がＶ＞V₁である時、船速は現
信号状態において最大速度を発揮する方向に向かってい
るため、ステップに戻り、ダウン信号を継続して出力
する。

更に、ステッフの判断結果がＶ＜V₁である時、船速は
現信号状態において最大速度を発揮する方向から遠ざか
りつつあるため、ステップに戻り、このＶを新たにV₁
として記憶した後、(c)のステップで既に求めたＢに基
づくBv₀のスピードでトリムアップするトリムアップ信
号を出力する（ステップ）。

以上により、制御装置39は、あらゆる航走状態下で、ト
リム角を最大船速を与える最適値にすみやかに設定可能
とする。

この制御プログラムにおいて、ステップ(a)のＢは任意
に定めることができ、又、ステップ(b)の|1−V₁/V|は|1
−V₁/V|²としてもよい。

第２図の駆動回路において、トリム角のアップ又はダウ
ン速度を変化させる場合には、管路30Bに流量調節弁36
を設けて、作動油の流速を調節しているが、管路30Aに
流量調節弁36aを設け、あるいは、モータ28の回転速度
を調整してもよい。

なお、第５図は第４図に対応する制御プログラムであ
り、船速を直接測定する代わりに、エンジン16の回転数
（R,R₁）を測定し、船速の変化を代用して判断したもの
である。なお、エンジン回転数は、エンジン出力とプロ
ペラの吸収動力との均衡するところにより決まる。且
つ、プラペラの吸収動力とは、前方からプロペラに入る
外水をプロペラ後方に押し出すことにより費やされる動
力である。すなわち、エンジン出力が大きくなる程プロ
ペラ回転数即ちエンジン回転数が増加してプロペラの吸
収動力が大きくなり、プロペラ後方に押し出す外水の量
・速度が増加して船速が大きくなる。また、船速が大き
くなる程、前方からプロペラに入る外水の速度も大きく
なるので、同一プロペラ回転数では吸収動力が減少する
分、エンジン回転数が増加する関係にある。このことに
より分かる通り、エンジン回転数が大きくなる程船速は
大きくなる関係にある。トリム角度を調整することによ
り、任意の航走状態における最大船速を得るフィードバ
ック制御において、船速の代わりにエンジン回転数を使
い、任意の航走状態における最大エンジン回転数を得る
フィードバック制御によっても、任意の航走状態におけ
る最大船速を得る最適トリム角を与えるフィードバック
制御と同等の効果が得られる。

このことにより、外乱の影響により船速が変化する場合
のみならず、スロットル開度が変化し船速が変化する場
合にあっても、各船速にあった最適トリム角を得ること
を、船速の代用特性であるエンジン回転数に基づきエン
ジン回転数を最大とするようにトリム角を制御するフィ
ードバック制御を行うことにより実施し、スロットル開
度を大きくする加速時においても、エンジン回転数の上
昇に応じて常に最適トリム角を追従させることが可能と
なり、加速時間を短縮することができる。

このプログラムにおいては、ステップ(b)およびステッ
プ(c)におけるＣ（＞０）の値は第２図の設定器42によ
って予め任意に設定可能とされている。船体が同一で
も、積み荷状態により船体重量が変化することもあり、
また、本システムを搭載する船体が異なれば、船形が異
なる。船体重量、船形が異なる場合、トリム角の変化速
度に対応する船速あるいは代用特性であるエンジン回転
数の変化の応答性が変化する。このため、船速あるいは
代用特性であるエンジン回転数の変化に基づくトリム角
の変化速度の関係を変更可能としており、応答性の変化
を補償し少なくすることが可能となる。

第６図は、本発明が適用される他の船外機の駆動回路で
ある。この場合には、前記第１図の船外機10におけるク
ランプブラケット12に、シリンダ装置18の両側方に配置
されるサブシリンダ装置43のシリンダ44が固定されてい
る。サブシリンダ装置43のピストンロッド45はスイベル
ブラケット14に対し、相互に離隔可能な状態で衝合可能
とされている。シリンダ44の内部は、ピストンロッド45
の端部に固定されているピストン46により、ピストンロ
ッド45収容側の上室47と、ピストンロッド45非収容側の
下室48とに区画されている。

49は油圧ポンプであり、この油圧ポンプ49は電動モータ
50によって選択的に正転もしくは逆転可能とされてい
る。また、51はリザーバである。52は送油路であり、こ
の送油路52は油圧ポンプ49とリザーバ51との間で作動油
を移送可能としている。

また、53は開閉装置であり、シャトルピストン54、第一
シャトル室55A、第二シャトル室55B、第一チェック弁56
A、第二チェック弁56Bを備えている。ここで、第一チェ
ック弁56Aはポンプ49の正転時に管路57Aを介して供給さ
れる送油圧力によって開作動可能とされ、第二チェック
弁56Bはポンプ49の逆転時に管路57Bを介して供給される
送油圧力によって開作動可能とされている。また、シャ
トルピストン54は、ポンプ49の正転による送油圧力によ
って第二チェック弁56Bを開作動し、ポンプ49の逆転に
よる送油圧力によって第一チェック弁56Aを開作動可能
としている。

開閉装置53の第一シャトル室55Aとシリンダ装置18の下
室23とは、第一チェック弁56Aを含むチルト下室側管路5
8Aによって連通されている。また、開閉装置53の第二シ
ャトル室55Bとシリンダ装置18の上室22とは、第二チェ
ック弁56Bを含むチルト上室側管路58Bによって連通可能
とされている。

また、開閉装置53の第一チェック弁56A側とサブシリン
ダ装置43の下室48とは、チルト下室側管路58Aの一部を
介して、トリム下室側管路59Aによって連通されてい
る。また、開閉装置53の第二シャトル室55Bとサブシリ
ンダ装置43の上室47とは、トリム上室側管路59Bによっ
て連通されている。

また、チルト上室側管路59Bの中間部には、チルトスト
ップ手段としてチルトストップ弁60が介装されている。
チルトストップ弁60は、手動操作力の付加によってチル
ト上室側管路58Bの中間部の導通を遮断し、ポンプ49の
逆転作動時に生ずる吐出圧力のシリンダ装置18の上室22
に対する作用を排除し、シリンダ装置18の収縮動作を阻
止可能とする。

トリム上室側管路59Bの中間部には、圧力制御弁61と、
逆止弁２が並列的に介装されている。圧力制御弁61は、
開閉装置53の第二シャトル室55Bからサブシリンダ装置4
3の上室47に向かう作動油の流れのみを許容し、その開
弁圧力を第二チェック弁56Bの開弁圧力より大とされ、
油圧ポンプ49の逆転側吐出圧力に対するトリム上室側管
路59Bの通路抵抗を同圧力に対するチルト上室側管路59B
の通路抵抗に比して大としている。また、逆止弁62は、
サブシリンダ装置43の上室47から開閉装置53の第二シャ
トル室55Bに向かう作動油の流れのみを許容可能として
いる。

なお、63は逆止弁、64は圧力制御弁61よりも高い開弁圧
を有するリリーフ弁である。また、65はアップリリーフ
弁、66は手動切換弁、67は逆止弁である。

なお、前記第６図の駆動回路において、トリム角のアッ
プ又はダウン速度を変化させる場合には、管路57A,57B
に流量調節弁を設けて、作動油の流速を調節してもよい
し、モータ50の回転速度を調節してもよい。

第７図は、本発明が適用される船内外機70を模式的に示
す側面図である。船内外機70には、船舶71の船尾板71A
にブラケット72を固定している。ブラケット72には、ピ
ン73を介して、ステアリングブラケット74が傾動可能に
支持され、ステアリングブラケット74には、ステアリン
グ軸75を介して、推進ユニット76が転舵可能に支持され
ている。推進ユニット76は、船舶71の内部に配設されて
いるエンジン出力を伝動軸77等を介してプロペラ78に伝
達可能としている。79はトリム装置である。トリム装置
79は、ブラケット72に固定されるハウジング80の内部
に、プッシュロッド81を進退可能に内蔵し、プッシュロ
ッド81の先端部でステアリングブラケット74の頭部に回
転力を付与し、これにより、推進ユニット76に所定のト
リム角を付与可能としている。82は電動モータ、83は電
動モータ82によって駆動されるウォームギアである。プ
ッシュロッド81はウォームギア83と螺合し、ウォームギ
ア83の回転によって上記進退動作を可能とされている。
84は水取入口、85は導水管、86は水圧センサである。

水取入口84のピトー管作用により、この水圧センサ86は
速度センサを兼用するものである。なお100はエンジン
への冷却水管である。

この船内外機70においても、前記第４図及び第５図の制
御プログラムに基づく制御の実施が可能であり、これに
より、推進ユニット76のトリム角を、多様に変動する各
々の航走条件において最大速度を与える最適角度に自動
制御することが可能となる。

〔発明の効果〕

本発明に係る船舶推進機の自動トリム角調整装置は、上
記のように構成されているため、船舶の傾き変化、プロペラの推力変化等によって航走条
件が多様に変動する状態下において、航走状態量の変化
を感知するのみで、推進ユニットのトリム角を、最大速
度を与える状態に速度変化の割合に応じすみやかに自動
制御することができる。

よって、この装置を使用すれば、簡易な構成で推進ユニ
ットのトリム角が最大速度を発揮する状態に確実に早く
設定しやすいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が適用される船外機を示す側面図、第
２図は第１図の船外機の駆動回路を示す回路図、第３図
はこの発明の制御回路の一例を示す回路図、第４図はこ
の発明における制御プログラムの一例を示す流れ図、第
５図は同他の流れ図、第６図はこの発明が適用される船
外機の駆動回路の変形例を示す回路図、第７図はこの発
明が適用される船内外機を一部破断して示す側面図であ
る。 11……船舶 12……ブラケット（クランプブラケット） 15……推進ユニット 17……プロペラ 36……船速センサ 37……トリム装置 38……制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】船舶に固定可能とされるブラケットと、ブ
ラケットに対し傾動可能に支持される推進ユニットと、
推進ユニットの下部に取りつけられて推力を発生するプ
ロペラと、エンジン回転数センサあるいは船速を感知す
る船速センサからなる航走状態感知手段と、ブラケット
と推進ユニットの間に介装され、アップ信号又はダウン
信号に基づいて推進ユニットをアップ又はダウンさせる
トリム装置と、前記感知手段により感知されるエンジン
回転数あるいは船速の航走状態量の変化に基づき、（Ｉ）．航走状態量の変化がない場合にはアップ信号又
はダウン信号を停止してトリム角を保持し、（II）．航走状態量が減少する時はアップ信号又はダウ
ン信号のいずれか一方のうち現信号状態と異なる信号を
出力し、（III）．航走状態量が増加する時にはアップ信号ある
いはダウン信号のいずれか一方のうち現信号状態と同一
の信号を出力するとともに、（IV）．航走状態量の変化が大なる時ほど、アップある
いはダウンのスピードを現信号状態に基づくアップある
いはダウンのスピードより大となす、信号を出力してな
る制御手段とを有してなる船舶推進機の自動トリム角調整
装置。