JPS6125593B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可変ピツチプロペラの低速設定時に操
縦ハンドルの設定信号圧を直接可変ピツチプロペ
ラのピツチ設定（主推進機関出力設定）に用い、
操縦ハンドルの設定が過度になつて来た場合には
にはピツチ設定信号圧を自動的に減少させて減少
された信号圧を駆動用ピツチ設定信号圧として用
い、又高速設定時には高速時最大主機出力表示信
号圧をピストン付減圧弁ユニツトの減圧弁にて、
所定の圧力に減圧して可変ピツチプロペラの駆動
用ピツチ設定信号圧として用いる可変ピツチプロ
ペラの可変ピツチのためのピツチ設定信号発生方
法に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

船舶の発停操作を頻繁に繰り返して行う必要が
ある場合に、主推進機関においてその制御動作を
生じさせることは効率が悪かつたり、場合によつ
てその制御動作が困難なことすら生じて来るの
で、このような船舶においてはプロペラピツチの
変更可能な可変ピツチプロペラが一定方向に一定
速度で回転している主推進機関の出力軸へ可変ピ
ツチプロペラ駆動機構を介して連結されてその推
進部が構成されている。

このような可変ピツチプロペラ駆動機構を、操
縦ハンドルの設定、並びにこの設定に応動する可
変ピツチプロペラ駆動制御手段を介して、制御す
る場合には、操縦ハンドルの設定に対応して発生
される信号値まで可変ピツチプロペラのピツチを
設定したのでは可変ピツチプロペラの要求トルク
が主推進機関出力を超えて過負荷になつて来る。

このような過負荷は過大燃料を主推進機関へ与
え、主推進機関を過度に動作させるばかりでな
く、その回転数変動を大きくし主推進機関の良好
な運転に悪影響を及ぼす。このような不具合は船
舶の高速操船時に顕著になり、操船上の大きな問
題となつている。

又、操縦ハンドルの設定量を可変ピツチプロペ
ラのピツチの設定に間接的に作用させる制御方式
ではその操縦性が低いものとならざるを得ない。

従つて、上述のような主推進機関に生ずること
のある過負荷、とりわけ高速操船時の過負荷を防
止しつつ操縦性の良好な可変ピツチプロペラ船の
可変ピツチプロペラのピツチ制御方法の開発が進
められていたところである。

〔発明の目的〕

本発明は、以上のような問題点に着目し、これ
を有効に解決すべく創案されたものである。

本発明の目的は、高速時及び低速時においてあ
らゆる操縦ハンドル操作があつた場合でも適当な
ピツチ角設定が行われるようにし、これにより主
機に対して過負荷とならないようにしつつ主機の
回転数変動を可能な限り小さくして悪影響をなく
すようにしたことを要旨とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために本発明は、低速設定
時においては、ガバナー出力に応答して発生する
主機出力表示信号圧と予め定められた低速時最大
主機出力表示信号圧とを比較し、主機出力表示信
号圧が低速時最大主機出力表示信号圧を超えない
範囲の間には、上記操縦ハンドルで設定したピツ
チ設定信号圧を駆動用ピツチ設定信号圧として用
い、上記主機出力表示信号圧が上記低速時最大主
機出力表示信号圧を超えて大きくなつている間に
は、上記主機出力表示信号圧が上記低速時最大主
機出力表示信号圧と同一になるまで上記ピツチ設
定信号圧を徐々に低減させて低減された信号圧を
駆動用ピツチ設定信号圧として用い、他方、高速
設定時においては、操縦ハンドル側より出力され
る主機出力設定信号圧と、上記ガバナー側より出
力される主機出力表示信号圧とを比較し、主機出
力設定信号圧が主機出力表示信号圧より大きい間
には予め定められた高速時最大主機出力表示信号
圧を上記駆動用ピツチ設定信号圧として用い、上
記主機出力設定信号圧が主機出力表示信号圧より
小さい間には、これらが同一の値になるまで、上
記高速時最大主機出力表示信号圧を上限としてこ
れより徐々に減少させ、減少された信号圧を上記
駆動用ピツチ設定信号圧として用いるように構成
し、高速操船時及び低速操船時での過負荷の発生
を完全に除きつつ、操縦ハンドル設定通りのピツ
チ設定、主推進機関の出力設定を操縦性よくなし
うることになつたのである。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適一
実施例を説明する。

第１図は本発明の実施例を示す。１は単一の操
縦ハンドルを示し、これとその設定表示は第２図
に示されている。ハンドル１によつて回動される
軸１ａに圧力信号用カム２及び前進後進用カム３
が固設されている。カム３のカム面上に夫々ロー
ラー４ａ及び５ａを載せている前進信号用３方弁
４及び後進信号用３方弁５がカム３に近接して配
設されており、又操縦ハンドル１を最大設定位置
に関して予め決められた設定範囲内へ設定したと
きにカム３によつて作動されるリミツトスイツチ
６がカム３に近接して配設されている。

軸１ａはその軸方向において、第１図に関して
左右に移動可能にあり、右方向へ移動されたとき
には低速信号用３方弁７を移動させ、逆に左方向
へ移動させたときには高速信号用３方弁８を作動
させる。９は図示しない制御用空気圧源（以下、
空気圧源と呼ぶ。）からの空気圧をカム２の回動
に従つて調圧する減圧弁９で、その弁棒９ａの先
端部のローラ９ｂはカム２のカム面上に乗つてお
り、カム面に沿つて、第１図に関して、上下動可
能にされている。減圧弁９はハンドル１の設定位
置に対し第３図に示す如き出力を発生する。この
出力は、高速設定時には主機出力を設定する主機
出力設定信号圧となり、低速設定時にはピツチ角
を設定するピツチ設定信号圧となる。図におい
て、AHDは前進、ASTは後進を表わす。

減圧弁９の吐出口（そこから設定圧（設定信号
圧）を後述の各個所へ供給する。）は電磁弁１４
の無励磁により３方弁１１の第１の入力ポートを
通つて、更に３方弁１２の第１の入力ポートを通
つて出て公知のピストン付減圧弁ユニツト１３の
Ｄポートへ連通される。

上述と同様、ハンドル１の低速設定時において
ユニツト１３のＡポートは開弁されているインタ
ーロツクバルブ１５を経て減圧弁１６の吐出口へ
直接に接続される。

減圧弁１６は可変ピツチプロペラ船の主推進機
関（以下、主機と呼ぶ。）出力の変動に応動して
主機の燃料消費量を制御するようにも用いられる
主機速度ガバナー１７の出力軸１７ａ（矢印の如
く、主機燃料ラツクへも連結されている。）の変
位に応動して上述の空気圧源からの空気圧を調圧
して主機出力表示信号圧を発生する減圧弁であ
る。

上記と同様、ハンドル１の低速設定時には、上
述の空気圧源からの空気圧を受けて低速時最大主
機出力表示信号圧を発生する減圧弁１８の吐出口
が３方弁１９の第１の入力ポートを通つてピスト
ン付減圧弁１３のＢポートへ接続される。

ピストン付減圧弁１３のＤポートは後述するよ
うにして弁開度を調節する減圧弁１３ａを経てＥ
ポートへ連通される。ＤポートとＥポートとの間
に図示の如き逆止弁２０が併設されている。

一方、ハンドル１が高速設定時された場合には
ピストン付減圧弁ユニツト１３のＡポートへの空
気圧供給路の確立状態は低速設定の場合と異な
り、減圧弁１６の出力信号圧は絞り逆止弁２２あ
るいはインターロツクバルブ１５で処理された信
号圧として与えられる。そのＢポートは３方弁１
９を介して３方弁１１の吐出ポートへ連通され、
このＢポートには減圧弁９，１８あるいは電磁弁
１４で処理された信号圧が与えられる。このＤポ
ートは３方弁１２を通して、上述の空気圧源から
の空気圧を受けて、高速時最大主機出力表示信号
圧を発生する減圧弁２１の吐出口へ連通されてい
る。

ユニツト１３のＢポートは、電磁弁１４の励磁
作動時に、３方弁１９及び電磁弁１４の励磁作動
に応動する３方弁１１を経てその不作動側第２入
力ポートが連結されている減圧弁２３の吐出口へ
接続され、電磁弁１４の非励磁時には３方弁１１
を経てその作動側第１入力ポートが連結されてい
る減圧弁９の吐出口へ接続される。

減圧弁２３の吐出口は又差圧スイツチ２４及び
２５の一方の入口へ連結され、これらの差圧スイ
ツチの他方の入力口は減圧弁９の吐出口へ連結さ
れている。

減圧弁２３の弁棒２３ａの先端部に回転自在に
取付けられたローラー２３ｂは後述する如くして
回転制御させられるモータ２６の回転軸２６ａに
固設されたカム２７のカム面上へ乗つている。モ
ータ２６がいずれかの方向に回転されるときロー
ラー２３ｂが追従していくカム面の形状に従つ
て、上述した制御用空気圧源からの空気圧を減圧
して減圧弁２３の吐出口から、上述の形状によつ
て決まる空気圧を発生する。モータ２６の回転軸
２６ａの端部にはモータ２６の回転を規制するリ
ミツトスイツチ２８及び２９が設けられている。

第４図を参照して、電磁弁１４及びモータ２６
について説明する。電磁弁１４は第４図に示され
るように、リミツトスイツチ６の閉成で作動され
るリレーX₁及び差圧スイツチ２４又は２５の閉
成で作動されるリレーX₃又はX₂によつて作動す
るように構成されている。又、モータ２６の制御
回路は差圧スイツチ２４の閉成で、カム２７との
関係で減圧弁２３からの吐出圧が減少する方向に
モータ２６の回転方向を定め、又差圧スイツチ２
５の閉成で、カム２７との関係で減圧弁２３から
の吐出圧が増大する方向にモータ２６の回転方向
を定める如く構成されている。又、モータ２６の
制御回路は後述のリミツトスイツチ３４及び押し
釦スイツチ（図示せず）によつても制御される。
第４図中のT₁，T₂，T₃及びT₄はタイマースイツ
チであり、X₅及びX₆はリルーである。

再び、第１図に戻つて説明を続けると、ピスト
ン付減圧弁ユニツト１３のＥポートはＦポートと
同一であつても又別であつてもよい。このＥポー
トは積分要素３０即ち、絞り３０ａ及びこれに併
設された図示の如きの逆止弁３０ｂ、絞り３０ｃ
及びこれに併設された図示の如きの逆止弁３０ｄ
を経て空気溜め３０ｅを経てＣポートへ連結され
ている。

３方弁７及び８の吐出口はガバナー用ポジシヨ
ナー１７ｂへ連結され、そのピストンロツドは速
度設定レバー１７ｃへ連結されている。

ユニツト１３のＥポートは３方弁４によつて制
御される３方弁３１及び３方弁５によつて制御さ
れる３方弁３２へ連結されている。３方弁３１及
び３２の出力ポートの出力は夫々、力バランス式
サーボ機構３３Ａ、位置バランス式サーボ機構３
３Ｂ及び可変ピツチプロペラ変節装置３３Ｃから
成る可変ピツチプロペラ駆動機構３３へ供給され
る。

３方弁３１及び３２の出力ポートは夫々、サー
ボ機構３３Ａのピストンユニツト３３A₁のＡポ
ート及びＢポートへ連結されている。ピストンユ
ニツト３３A₁のピストンロツド３３A₁₁の一端は
枢着された平衡バー３３A₂の枢着部に近い位置
に枢着され、その他端はスプールバルブ（４方
弁）３３A₃の切換え制御部へ固着されている。
スプールバルブ３３A₃の第１のポートは図示し
ない油圧装置から、入矢印の如く、油圧を給油さ
れ、その第２のポートは、出矢印の如く、油圧装
置の戻り部へ連結されている。スプールバルブ３
３A₃の第３のポートは油圧シリンダ３３A₄の１
側へ連結され、第４のポートは油圧シリンダ３３
A₄の他側へ連結されている。油圧シリンダ３３
A₄のピストンロツド３３A₄₁へ連結されたピスト
ンロツド３３A₅₁を有するスプリングユニツト３
３A₅は上述の平衡バー３３A₂の先端部へ枢着さ
れている。

油圧シリンダ３３A₄のピストンロツド３３A₄₁
は位置バランス式サーボ機構３３Ｂの一構成部材
であるピツチ設定レバー３３B₁の曲り長孔３３
B₁a内で滑動自在に嵌着されている。ピツチ設定
レバー３３B₁（第５図参照）は高次の非直線性
を有する、ピツチ化に対するプロペラの要求馬力
の関係（第６図参照）を直線的関係に変換するた
めのものであり、その曲り長孔とは反対側の端部
は回動軸３３B₂へ固着されている。回動軸３３
B₂の端部にはレバー３３B₃が固着され、そのレ
バー先端部にはレバー３３B₁側とは反対側へ延
びるロツド３３B₄が立設されている。回動軸３
３B₂の軸線上であつてロツド３３B₄よりも隔ら
れてもう１の回動軸３３B₅が設けられており、
この回動軸３３B₅の１端にピツチフイードバツ
クレバー３３B₆が固着され、その他端にリミツ
トスイツチ用レバー３３B₇が固着され、レバー
３３B₇の先端部に近接して上述のリミツトスイ
ツチ３４が配設されている。ピツチフイードバツ
クレバー３３B₆の一端に上述のロツド３３B₄の
方へロツド３３B₈が立設されれている。このロ
ツド３３B₈及びロツド３３B₄へ夫々嵌合する切
欠部３３Ｂ_9U及び３３Ｂ_9Lを有する平衡ホーク３
３B₁₀が回動自在に設けられている。ホーク３３
B₁₀の略中程にロツド３３B₁₁が枢着され、このロ
ツドの先端部が主スプール弁３３B₁₂の制御部へ
枢着されている。この主スプール弁３３B₁₂はス
プール弁３３A₃と同様、図示しない油圧装置か
ら、入矢印の如く、油圧を受け、又出矢印の如く
油圧装置の戻り部へ通じている一方、可変ピツチ
プロペラ変節装置３３Ｃへ、図示の如く通じてい
る。変節装置３３Ｃから延びているプロペラシヤ
フト３５の後端に上述のピツチフイードバツクレ
バー３３B₆の他端が枢着されている。

以上の如構成から成る本発明の動作を以下に説
明する。

この説明において、ピストン付減圧弁ユニツト
のＥポートの信号圧と油圧シリンダストロークと
の関係は第１５図に示す。

今、操縦ハンドル１は低速側へ設定され然も主
機出力が低速時最大主機出力以下であるものとす
る。

この場合における各弁の位置を第１３図に示
す。

すなわち、低速信号用三方弁７が動かされ、ポ
ジシヨナー１７ｂの右側から信号が与えられ、主
機は低速で運転される。

同時に、ポジシヨナー１７ｂからの信号はダブ
ルチエツク弁１０を経由して三方弁１１を押し上
げ、従つて、減圧弁９の信号（ピツチ設定信号
圧）が三方弁１２を経て減圧弁１３ａのＤポート
に至る。

この時、三方弁１９，１２は第１３図に示す通
りの位置であり、減圧弁１８で設定される低速時
最大主機出力表示信号圧が三方弁１９を経由して
ピストン付減圧弁ユニツト１３のＢポートに至
る。

ここで、インターロツクバルブ１５は、電磁弁
１４及び高速信号用三方弁８からの信号が同時に
入る場合にのみ作動するので、この場合には作動
しておらず、減圧弁１６からの信号（主機出力設
定信号圧）は絞り逆止弁２２をバイパスし、直接
ピストン付減圧弁ユニツト１３のＡポートに与え
られる。

このようなハンドル１の設定範囲内であればそ
の設定がどのような値であつても、その設定によ
つて減圧弁９で発生されたピツチ設定信号圧はピ
ストン付減圧弁ユニツト１３の減圧弁１３ａにお
いて減圧されず、駆動ピツチ設定信号圧としして
ピツチプロペラ駆動機構３３へ与えられる。それ
はユニツト１３の１側のピストン１３ｂが上記設
定条件によつて上方へ押し上げられそしてレバー
１３ｃを介して他側のピストン１３ｄを押し下げ
減圧弁１３ａを充分に開弁しているからである。

従つて、上述の如き設定条件においては、ハン
ドル１によつて設定されたピツチ設定信号圧はハ
ンドル１の前進AHD又は後進ASTの設定如何を
問わず、三方弁３１又は３２を経て駆動用ピツチ
設定信号圧として可変ピツチプロペラ駆動機構３
３のピストンユニツト３３A₁のＡポート又はＢ
ポートへ供給され、そうして可変ピツチプロペラ
設定動作に、直接に作用する。

このような可変ピツチプロペラのピツチ設定は
ハンドル１による或る設定値からその設定値を変
える場合にも生ずる。これを説明すると、このよ
うな設定変更時にも減圧弁１３ａは上述の説明か
ら明かな如くピツチ設定信号圧の増大時において
も開弁されており、又ピツチ設定圧の減少時には
逆止弁２０も作用するからである。

ここで、ハンドル１によるピツチ設定信号圧を
更に増大して主機が過負荷気味になつたとする。

このような大きなピツチにすると、プロペラの
要求トルクがそれに応じて増大し、主機速度ガバ
ナー１７の出力軸１７ａによつて調圧されている
減圧弁１６からの主機出力表示信号圧は増大す
る。上記出力軸へ連結されている燃料ラツクも燃
料を増加させる方向に作動され過大燃料が主機へ
供給される。従つて、このような増大が続けば、
遂には主機出力表示圧が減圧弁１８で設定されて
いる最大主機出力表示圧を超えるに至る。

すると、ピストン付減圧弁ユニツト１３のＡポ
ートの信号圧が、Ｂポートの信号圧より大きくな
る。

この状態が発生すると、１側のピストン１３ｂ
は下向きに移動され、他側のピストン１３ｄは上
向きに移動させられるようになる。ピストン１３
ｄの上向きへの移動に伴つて減圧弁１３ａの弁棒
を上向きに移動させ減圧弁１３ａを閉弁してその
弁棒の移動を停止させ、かくしてピストン１３ｄ
内に設けられた孔を含む排圧手段へ連通されてい
るピストン１３ｄ下側の開口には閉塞素子（弁棒
先端部）はなくなり、Ｅポートより可変ピツチプ
ロペラ駆動機構３３へ送られつつある駆動用ピツ
チ設定信号圧を次式に従つて比例積分動作で減少
させている。

Ｐ_E＝Ｋ｛（Ｐ_B−Ｐ_A）＋１／Ｔ∫（Ｐ_B−Ｐ_A）dt｝ ……(1) 〔但し、上式(1)においてＰ_Eはピツチ設定信号
圧、Ｋはレバー１３ｃのレバー比L₁／L₂、Ｐ_Bは
最大主機出力表示圧、Ｐ_Aは主機出力表示圧、Ｔ
は絞り３０ａ及び３０ｃ並びに空気堪３０ｅによ
る時定数である〕。これをさらに詳しく言えばピ
ストン１３ｂの上下圧力差Ｐ_B−Ｐ_Aによつて発生
されたＥポートの圧力変化を積分要素３０を経て
遅らせつつＣポートへ与え（正帰還させ）、かく
して圧力差Ｐ_B−Ｐ_Aの変化をＥポートに徐々に生
じさせ、Ｅポートの圧力を減少させる。この様な
動作は、ＡポートとＢポートとの圧力が同一とな
るまで行われる。

このようにして、減少させられていくピツチ設
定圧が可変ピツチプロペラ駆動機構３３へ与えら
れ、可変ピツチプロペラのピツチを減少させてプ
ロペラの要求トルクを減少させ、そして減圧弁１
６からの主機出力表示信号圧を減少させる。この
主機出力表示信号圧と低速時最大主機出力表示信
号圧とが等しくなつた時点で可変ピツチプロペラ
駆動機構３３へ供給されつつあるピツチ設定信号
圧の減少は止る、尚、このようなピツチ設定圧の
修正時にＰ_B＞Ｐ_Aなる状態が生じても積分要素の
絞りが有効に働き、その時の修正も基本的には式
(1)で時定数が異なる。

このようにして、操縦ハンドルの設定が低速時
最大主機出力表示信号圧内ならそれによるピツチ
設定信号圧を、又操縦ハンドルの設定が低速時最
大主機出力表示信号圧を超過して来ると、上述の
如き低減経過をたどりながら遂には低速時最大主
機出力表示信号圧に相当するピツチ設定信号圧
を、それぞれ駆動用ピツチ設定信号圧として可変
ピツチプロペラ駆動機構３３へ供給し、過負荷乃
至過大燃料使用状態を可及的速やかに消滅させ
る。

すなわち、主機出力が所定の値以上の負荷にな
ろうとする状況下においては、自動的にピツチの
上昇を止め又は減少させて、主機関出力が所定の
値以上にならないように制御され過負荷が防止さ
れる。

次に、操縦ハンドル１を高速設定で、然も上述
の予め決められた設定範囲内（リミツトスイツチ
６の作動しない範囲）にあるものとする。

この場合の主要弁の位置を第１４図ａに示す。
リミツトスイツチ６が閉成されなければ、第４図
から判るように、電磁弁１４は励磁されず、従つ
て三方弁１１は減圧弁９から発生されるピツチ設
定信号圧（この設定圧は以下の説明から明らかに
なるように、低速設定時の如く、直接、ピツチ設
定信号圧とはならない。）は三方弁１９を経てピ
ストン付減圧弁ユニツト１３のＢポートへ与えら
れる。ユニツト１３のＡポートへは、電磁弁１４
の無励磁により減圧弁１６からの主機出力表示信
号圧が絞り逆止弁２２を経由して供給される。
又、Ｄポートへは減圧弁２１からの高速時最大主
機出力表示信号圧が供給されている。又、主機速
度ガバナー１７はポジシヨナー１７ｂの働きで高
速側へ設定され、従つてガバナー出力軸１７ａの
取りうる最大値Hmax（100％）は第７図に示す
ように、低速設定時に取りうる最大値Lmaxより
大きくなり、減圧弁１６から発生する主機出力表
示信号圧（縦軸）も大きくなる。

上述した如き、各表示信号圧がピストン付減圧
弁ユニツト１３へ供給されると、低速設定時に説
明したところから察知しうるように、上記ハンド
ル１が先行して取つていた設定信号圧に従つたピ
ツチ設定圧がユニツト１３のＥポートに確立さ
れ、この駆動用ピツチ設定信号圧に維持されるよ
うに、ユニツト１３の両ピストンの平衡度が保た
れ、これに応じた減圧弁１３ａの弁開度（低減
度）になされていたのが崩れる。

上記ハンドル１の設定が先行する設定より大き
いか小さいかに従つて、先ずピストン１３ｂが上
向きに又は下向きに移動する。この変化が減圧弁
１３ａの弁開度を変え、Ｅポートの圧力を高め又
は低めこの圧力変化を積分要素を経てＣポートに
伝えつつ、可変ピツチプロペラく駆動機構をピツ
チの増大又は減少方向に作動させ、減圧弁１６か
らの主機出力表示信号圧の増大又は減少をを惹起
せしめていく。

このような動作が進行していくと、遂にはピス
トン１３ｂの上下にかかる圧力とピストン１３ｄ
の上下にかかる圧力との間にバランスが生じ、減
圧弁１３の弁開度の変化は停止する。低い方への
設定時には逆止弁２０も動作する。この時にＥポ
ートから発生する圧力がハンドル１によつて設定
された設定値に対応する駆動用ピツチ設定信号圧
である。

すなわち、ハンドル１から出力される主機出力
設定信号圧が減圧弁１６から出力される主機出力
表示信号圧より小さい間には、これらが同一の値
になるまで、高速時最大主機出力表示信号圧を上
限としてこれより徐々に減少された信号圧が駆動
用ピツチ設定信号圧としてＥポートより出力され
る。

このようにして、操縦ハンドル１によつて主機
の出力を決定することができる。

このような主機出設定を増大させるべく、ハン
ドル１を上述の予め決められた範囲外（リミツト
スイツチ６が作動する範囲）へ設定され且つこの
範囲外で増減させたものとする。

すると、リミツトスイツチ６がONし、差圧ス
イツチ２４，２５のいずれかがONして電磁弁１
４が励磁される。この時の主要弁の位置は第１４
図ｂとなる。尚、弁７，８，１２，１９の位置は
第１４図ａと同じである。

ピストン付減圧弁ユニツト１３のＤポートへの
高速時最大主機出力表示信号圧は変らないが、Ａ
ポート及びＢポートへの供給圧は次の如く変る。

今、ハンドル１によつて設定された主機出力表
示設定信号圧が先行する設定圧の大小を問わず、
電磁弁１４は閉弁され、インターロツクバルブ１
５が開弁されるから、主機出力表示信号圧が直接
Ａポートへ供給される。

又、Ｂポートへは、ハンドル１によつて設定さ
れた主機出力表示信号圧は直ちに供給されない。
先行する信号圧から今設定された信号圧まで、差
圧スイツチの閉成で駆動されるモータ２６により
回動されるカム２７のカム面に付与されている圧
力変化を生じさせる割合で推移する空気圧が減圧
弁２３から発生され、この空気圧が差圧スイツチ
２４（下降時）又は２５（上昇時）で減圧弁９か
らの設定圧と比較され、この比較が続行中上述の
如く電磁弁１４が閉弁され続けており、かくして
減圧弁２３からの空気圧が三方弁１１を経てＢポ
ートへ供給される。

減圧弁２３からの空気圧が減圧弁９からの設定
圧に一致したとき、換言すれば差圧のスイツチ２
４又は２５が開成したとき電磁弁１４は無励磁と
なつて開弁し、モータ２６は停止する。従つて、
この時からＢポートは減圧弁９の主機出力設定信
号圧を受けることになる。又、減圧弁２３の吐出
圧は減圧弁９の設定圧となつている。

このような、ピストン付減圧弁ユニツト１３の
Ａポート及びＢポートへの供給圧の与え方を採る
ことにより、上述の説明から推察されるように、
Ｂポートの主機出力設定信号圧がＡポートの主機
出力表示信号圧より大きい間は、ピストン１３ｂ
は上方におされて逆止弁１３ａは全開状態とな
り、従つて、減圧弁２１からの高速時最大主機出
力表示信号圧は低減されることなくＥポートに出
力され、そのまま駆動用ピツチ設定信号圧として
用いられる。このような状態においては、次第
に、ピツチ角が大きくなつて主機出力が増大する
が、Ｂポートの圧力がＡポートの圧力より大きい
間は上述のように駆動用ピツチ設定信号圧がＥポ
ートより出力される。そして、潮流の影響等によ
り主機出力が過負荷気味になるとＡポートの圧力
が、Ｂポートの圧力より大きくなつてピストン１
３ｂを徐々に押し下げて、Ｅポートからの信号圧
（駆動用ピツチ設定信号圧）を徐々に低減させ
る。すると、ピツチ角が小さくなることから主機
出力も徐々に低下してＡポートの圧力を徐々に下
げるように作用する。

かくして、ＡポートとＢポートの圧力が同一と
なつたところでピストン１３ｂの移動は停止し、
この状態でＥポートからは信号圧が出力されて過
負荷状態が未然に回避されることになる。

一方、主機出力を絞るためにハンドルを動かす
と、Ｂポートの主機出力設定信号圧がＡポートの
主機出力表示信号圧よりも小さくなる。この場合
には、上述の説明より明らかなようにピストン１
３ｂが徐々に押し下げられて、Ｅポートからの信
号圧が徐々に低下する。すると、ピツチ角が徐々
に小さくなることから、主機出力も徐々に低下し
Ａポートの圧力が低下する。

かくして、ＡポートとＢポートの圧力が同一と
なつたところでピストン１３ｂの移動は停止し、
この状態でのＥポートからの信号圧が駆動用ピツ
チ設定信号圧として用いられることになる。

又、上述の如き各供給圧の与え方において、外
乱（船体抵抗、海象、潮流、操舵等）の変化時
に、一時的には主機出力に変化を生じさせるが、
この変化を可変ピツチプロペラのピツチの自動的
増減へと変り、主機出力は操縦ハンドル１に設定
された値に保たれるように自動的に制御される。
又、波浪等によつて主機出力に周期的変動を来た
す場合には、とりわけ絞り逆止弁２２が有効に働
き、その変動の最大値を主機出力と看做して可変
ピツチプロペラのピツチを調節しながら設定す
る。換言すれば、このような場合においても操縦
ハンドル１によつて設定された主機出力を超える
ことなく可変ピツチプロペラのピツチは自動的に
減少しつつ設定されていく。これらの場合の状態
における各信号圧の時間に対する変化が第８図及
び第９図に示されている。第８図において、Ａは
ピストン付減圧弁ユニツト１３のＡポートへ供給
されつつある信号圧、Ｂは減圧弁１６の出力信号
圧である。第９図において、Ａは減圧弁１６の出
力信号圧、Ｂは減圧弁９の信号圧、Ｃは可変ピツ
チプロペラの駆動用ピツチ設定信号圧、Ｔは周期
的外乱発生時に可変ピツチプロペラのピツチの減
少動作時間帯である。

次に、上述の如くして発生された駆動用ピツチ
設定信号圧によつて制御される周知の可変ピツチ
プロペラ駆動機構３３の動作をより詳しく説明す
る。

駆動用ピツチ設定信号圧が力バランス式サーボ
機構３３Ａのピストンユニツト３３A₁へ供給さ
れ、このピストンユニツト３３A₁の作動がスプ
ールバルブ３３A₃、油圧シリンダの作動を生じ
させる。スプールバルブ３３A₃の中性位置への
復帰は従来公知の通りスプリングユニツト３３
A₅及び平衡バー３３A₂を介して生じさせられ
る。

このようにして、スプールバルブ３３A₃から
油圧シリンダ３３A₄へ供給される油圧に対する
油圧シリンダ３３A₄の油圧シリンダストローク
は第１０図に示す如くである。

このピストンロツド３３A₄₁によつて作動され
る位置バランス式サーボ機構３３Ｂはそのピツチ
設定レバー３３B₁によつてピストンロツド３３₄₁
の油圧シリンダストロークを受けており、このピ
ツチ設定レバー３３B₁から回動軸３３B₂、レバ
ー３３B₃、ピン３３B₄、平衡ホーク３３B₁₀及び
ロツド３３B₁₁を経て主スプール弁３３B₁₂の切換
え開弁をし、可変ピツチプロペラ変節装置を作動
させて可変ピツチプロペラのピツチを設定してい
きつつプロペラシヤフト３５、ピツチフイードバ
ツクレバー３３B₆、そしてピン３３B₈により平
衡ホーク３３B₁₀を、主スプール弁３３B₁₂の閉弁
を生じさせる方向へ移動させ、かくして可変ピツ
チプロペラのピツチを所望のピツチへ設定するこ
とになるが、このようなピツチの設定は油圧シリ
ンダ３３A₄に上述のピツチ設定レバー３３B₁を
組合わせたことにより、第１１図に示す如く、油
圧シリンダ３３A₄の油圧シリンダストロークに
対して、ピツチ（CPPピツチ）角に対する高次の
非直線的な要求トルクの関係を直線的な関係へ変
換しうることとなつた。

従つて、上述の如き手段即ち油圧シリンダ３３
A₄とピツチ設定レバー３３B₁との組み合わせの
採用、更に具体的に言えば、シリンダロツド３３
A₄₁をピツチ設定レバー３３B₁の曲り長孔へ滑動
可能に結合させたことにより、第６図に示す如き
ピツチ角に対しプロペラの要求トルクが有する高
次の非直線的な関係を直線的な関係へもたらすこ
とが出来、すべての操縦領域における一様な制御
性（操縦性）を得ることが出来る。

尚、主機出力設定時に、第１２図に示す如く、
前進出力増大方向への設定では緩慢に、又前進出
力減少方向への設定では急速に制御されるが、こ
れは一般に船舶で採用されている公知の方法であ
る。第１２図のグラフＡにおいて、ａは減圧弁９
の設定圧、ｂは減圧弁２３の供給圧、ｃはピスト
ン付減圧弁ユニツト１３のＢポートの空気圧、ｄ
はリミツトスイツチ６の開閉時の減圧弁２３の供
給圧である。グラフＢはサーボモータ２６の通電
経過（ｅは間欠通電を、ｆは連続通電を示す。）
を示す図である。グラフＣは電磁弁１４の通電経
過（ｇ，ｈは通電時間を示す）を示す図である。
上記実施例において、低速設定におけるピツチ設
定信号発生部分を従来公知の方式に置き変えられ
てもよく、又、可変ピツチプロペラ駆動機構の力
バランス式サーボ機構の出力を直接用いてもよ
い。空気圧の外、他の流体圧を用いてもよい。

又、流体圧の代りに、これらを表わす電気量で
代替することも出来る。例えば、ピストン付減圧
弁ユニツトの各ポートへ供給される圧力を電圧値
で表わし、ピストンの上下動を、例えばピストン
１３ｂについては主機出力表示電圧値の修正なし
の値又は修正した値と最大主機出力表示電圧値又
は設定電圧値もしくは供給電圧値（供給圧相当）
との差に相当する電流をピストンロツド相当のロ
ツドを囲繞して設けられた電磁コイルに流してそ
のロツドの移動を生じさせるようになす一方、ピ
ストン１３ｄについても同様の構成にし、そのロ
ツドの動きに応じた比較出力電圧値を発生し、こ
れをピツチ設定信号値として可変ピツチプロペラ
駆動機構へ供給し、その電圧値に応じた空気圧を
減圧弁等を介してピストンユニツト３３A₁のＡ
ポート又はＢポートへ供給するように構成するこ
とも出来る。

〔発明の効果〕

以上要するに、本発明によれば次のような優れ
た作用効果を発揮することができる。

(1) 単一の操縦ハンドルで低速設定から高速設定
までのすべての操縦領域で、主機関に過負荷が
生ずることを可及的に防止しつつ操縦性よく各
種設定が出来る。すなわち、いかなる場合にお
いても回転数の一定運転を維持でき、しかもピ
ツチ角を常に主機が許容する範囲内で設定する
ことができる。

(2) たとえ外乱により主推進機出力に変動が生じ
ても、その変動の最大値が操縦ハンドルの設定
信号値に等しくなるよう自動的に、主推進機関
の出力が可及的に速やかに設定されれる。従つ
て、主推進機関の回転数変動も可及的に小幅に
収め得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は操
縦盤の平面図、第３図は操縦ハンドル位置に対す
る減圧弁９の出力圧を示す図、第４図は電磁弁１
４及びモータ２６の制御回路図、第５図はピツチ
設定レバーを示す図、第６図は可変ピツチプロペ
ラCPPピツチに対するプロペラ要求馬力（Ｈは高
速、Ｌは低速、Ｎは中立である。）を示す図、第
７図はガバナー出力位置に対する減圧弁１６の出
力圧を示す図、第８図及び第９図は外乱時におけ
る各種要素の時間に対する圧力の変化状況を示す
図、第１０図は駆動用ピツチ設定信号圧に対する
油圧シリンダストロークを示す図、第１１図は油
圧シリンダストロークに対するCPPピツチを示す
図、第１２図Ａは主機出力設定変更時の、各種要
素の時間に対する圧力変化を示す図、第１２図Ｂ
〜Ｃは第１２図Ａに対応する各部の時間に対す作
動状態を示す図、第１３図は低速設定時における
主要弁の位置を示す図、第１４図は高速設定時に
おける主要弁の位置を示す図、第１５図はピスト
ン付減圧弁ユニツトのＥポートの信号圧と油圧シ
リンダストロークとの関係を示すグラフである。 図中、１は操縦ハンドル、２は圧力信号用カ
ム、３は前進後進用カム、４は前進用三方弁、５
及び６はリミツトスイツチ、７は低速信号用三方
弁、８は高速信号用三方弁、９は減圧弁、１０は
ダブルチエツク弁、１１及び１２は三方弁、１３
はピストン付減圧弁ユニツト、１４は電磁弁、１
５はインターロツクバルブ、１６は減圧弁、１７
は速度ガバナー、１８は減圧弁、１９は三方弁、
２０は逆止弁、２１は減圧弁、２２は絞り弁、２
３は減圧弁、２４及び２５は差圧スイツチ、２６
はモータ、２７はカム、２８及び２９はリミツト
スイツチ、３０は積分要素、３１及び３２は三方
弁、３３は可変ピツチプロペラ、駆動機構、３３
B₁はピツチ設定レバーである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高速設定時には主機出力を決定すると共に低
   速設定時にはピツチ角を決定するための操縦ハン
   ドルを用いて可変ピツチプロペラ駆動機構へ駆動
   用ピツチ設定信号圧を供給するに際して、低速設
   定時においては、ガバナー出力に応答して発生す
   る主機出力表示信号圧と予め定められた低速時最
   大主機出力表示信号圧とを比較し、主機出力表示
   信号圧が低速時最大主機出力表示信号圧を超えな
   い範囲の間には、上記操縦ハンドルで設定したピ
   ツチ設定信号圧を駆動用ピツチ設定信号圧として
   用い、上記主機出力表示信号圧が上記低速時最大
   主機出力表示信号圧を超えて大きくなつている間
   には、上記主機出力表示信号圧が上記低速時最大
   主機出力表示信号圧と同一になるまで上記ピツチ
   設定信号圧を徐々に低減させて低減された信号圧
   を駆動用ピツチ設定信号圧として用い、他方、高
   速設定時においては、操縦ハンドル側より出力さ
   れる主機出力設定信号圧と、上記ガバナー側より
   出力される主機出力表示信号圧とを比較し、主機
   出力設定信号圧が主機出力表示信号圧より大きい
   間には、予め定められた高速時最大主機出力表示
   信号圧を上記駆動用ピツチ設定信号圧として用
   い、上記主機出力設定信号圧が主機出力表示信号
   圧より小さい間には、これらが同一の値になるま
   で、上記高速時最大主機出力表示信号圧を上限と
   してこれより徐々に減少させ、減少された信号圧
   を上記駆動用ピツチ設定信号圧として用いるよう
   にしたことを特徴とする可変ピツチプロペラのピ
   ツチ設定信号発生方法。