JPS61263894A - 船舶推進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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船舶推進機の自動姿勢
制御装置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′°シ、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、８１載された積載物等の重量や位置等船舶
の状態に応じて、縮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問題点） 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の自動姿勢制御装置を提供する
ことを目的としている。

（問題点を解決するための手段） この発明は前記の問題点を解決するために、船体に水中
に没入したプロペラにより推進する推進機を備え、この
推進機の姿勢を船速塵に応じて変化させる船舶推進機に
おいて、船速塵情報を得る速度検出手段と、この船速塵
情報と予め設定された加速後のプレーニング限界速度と
を比較し、船速塵がプレーニング限界速度を越えると、
最高速度を得るように船速塵に応じて推進機の姿勢を変
化させる指令信号を出力する制御手段を備えたことを特
徴としている。

（作用） この発明では、速度検出手段で船速塵情報を得て、制御
手段でこの船速塵情報と予め設定された加速後のプレー
ニング限界速度とを比較し、船速塵がプレーニング限界
速度を越えると、船速塵に応じて推進機の姿勢を変える
リフト指令信号を出力する。このリフト指令信号によっ
て、パワーリフト装置を駆動して、最高速度を得るよう
に推進機の姿勢を変化させるから、手動で推進機の姿勢
を選定する手数を要せず、操作が容易である。また、船
舶の乗員数や積載物等に関係なく、船速塵に応じて自動
的に推進機のリフト位置が適確に選定され、精度よく最
高速度が得られる。

（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図は船舶推進機の姿勢制御装置の基本的構成を示す
ブロック図である。

図において符号ｌは推進機のリフト位置を検出するリフ
ト位置センサ、２は船舶の速度を検出する速度検出手段
を構成する船速塵センサである。

リフト位置センナｌで検出された推進機の高さ、即ち推
進機のプロペラの水中の位置を示す位置情報は制御手段
であるリフト制御回路３を構成する位置情報記憶回路４
．リフト量比較回路５及びリフト位置比較回路６に入力
される。

前記船速塵センナ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と比較され、船速塵がプレー
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。また、船速塵がプレーニ
ング限界速度以下の場合にはリフト位置比較回路６で加
速時の設定位置と比較して、設定位置より高い場合には
ダウン指令信号を切替回路８へ出力する。

さらに、速度比較回路７からの速度情報は速度情報記憶
回路９及び速度判断回路ｌＯへ入力され、速度判断回路
ｌＯでは速度比較回路７からの速度情報と、速度情報記
憶回路９からの所定時間を前の速度情報とを比較して増
速されている場合にはアップ指令信号をリフト位置比較
回路５へ入力する。また、減速されている場合にはダウ
ン指令信号を切替回路８へ入力するようになっている。

そして、速度変化がない場合には信号を出力しない。

前記リフト量比較回路５ではリフト位置センサｌから構
成される装置情報と、位置情報記憶回路４に記憶されて
いる所定時間前の位置情報とを比較し、速度比較回路７
と速度判断回路１０とからアップ指令信号が入力されて
いる条件下で、一定量変化しているときに推進機をリフ
トアップするリフト指令信号を切替回路８に入力するよ
うになっている。

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かもの信号によって手動側に可変え
られ、且つ１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１手動で操作できるようにしている。

次に、この実施例の作動について説明する。

リフト位置センサ１によって推進機の高さが。

常時、位置情報記憶回路４．リフト量比較回路５及びリ
フト位置比較回路６に入力されている。

いま、推進機を駆動して加速すると、その速度が船速度
センサ２によって検出され、速度情報が速度比較回路７
に入力される。速度がプレーニング限界速度以下の場合
において、推進機の高さが加速時の設定値より高くなっ
ているときには、リフト位置比較回路６からダウン指令
信号が出力される。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。

一方、プレーニング限界速度を越えた場合には速度比較
回路７からアップ指令信号がリフト量比較回路５に入力
される。また、速度判断回路ｌＯによって、速度が上昇
状態にあるか否かの判断が行なわれ、上昇しているとき
にはアップ指令信号がリフト量比較回路５に入力される
。

そして、リフト位置比較回路５では前記アップ指令信号
が入力されている条件下で、推進機が上昇状態にあると
きに、アップ指令信号を切替回路８を介して駆動回路１
１に入力され、パワーリフト装置１２を駆動して推進機
をリフトアップし、プロペラの水中の位置を調整する。

このリフトアップは速度判断回路１０で所定量に速度が
上昇している毎に行なわれる。これにより、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。

推進機をリフトアップした後、速度が上昇しないと、速
度判断回路１０かも指令信号が出力されないから、推進
機はそのままの位置に保持される。

また、船に速度が速度判断回路１０で減速状態にあると
判断されると、ダウン指令信号が切替回路８を介して駆
動回路１１へ入力され、パワーリフト装ｇｔ１２を駆動
して推進機の位置を下げる。

そして、速度がプレーニング限界速度以下になると、前
記したように速度比較回路７からの指令信号により、リ
フト位置比較回路６からダウン指令信号が出力されて設
定の加速位置まで、推進機を下げる。

第２図はこの発明の船舶推進機の姿勢制御Ｓａｔの他の
実施例を示すブロック図である。

この実施例は制御手段を前記のパワーリフト装置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とから構成したものである
。このパワートリム装置ｉｔ４はトリム位置つまり推進
機の船体に対する角度を変えるもので、このトリム位置
を角度が大となる方へ変化させることにより、船体を傾
けて船体前側を浮かせ、水のぬれ面積を減らし水の抵抗
を軽減し、最高速を得るようにする。

リフト制御回路３の速度比較回路７は速度がプレーニン
グ限界速度以上の場合には、リフトアップ指令信号をリ
フト量比較回路５に入力するとともに、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からの速度情報がプレーニング
限界速度以上の場合には第１速度情報記憶回路１７及び
第１速度判断回路１８へ入力される。また、プレーニン
グ限界速度以下の場合には第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ｔｉ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、この画情報を比較す
る。その結果、所定時間ｔｌ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、一方減速状悪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速度判断回路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ヘダウン指令信号を出力する。

前記トリム位置比″較回路１６にはトリム位置調整器２
２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ヘリフト
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へ出力され、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
、即ち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へ出力する。

船体トリム位置情報は微分回路２７へ入力され、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、
Ｆ１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
ダウン指令信号を出力する。

前記切替回路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、推進機を所定の位置に制御される。

第３図乃至第６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まわりを回動可
能に支持されている。

推進＠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、下ケーシン
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１
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、スライド部材７４はリフトブラケット６
４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内にはピストンロー２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に画成される。リフトシリンダ上室１２ｃは
油路１２ｇで、またリフトシリング下室１２ｄは油路１
２ｈ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
１２ｉからシリンダ上室１２ｅまたはシリンダ下室１２
ｆに供給される液圧によってリフトシリンダｌｚａ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４図及び第５図に示すように
、リフト位置センサｌが設けられている。このリフト位
置センサ１の１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１ｃ
に当接−されている、リフト位置センサｌ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ロ５にはパワートリム装
置１ｉ１４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
を制御するようになっている。

このパワーチルト・トリム装置１４のチルトシリンダ１
４ａはチルト・トリム装置本体にピン１４ｂ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１４＆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
トリムシリング上室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ｌ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、例えば重重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の場合には、第１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ヘ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ｆｉ６７を加速時の設定位置に維持する。

そして、速度が上昇してプレーニング限界速度以上にな
ると、速度比較回路７からアップ指令信号をリフト量比
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＠６７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１
４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１Ｂ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かちと、第１速度判断回路１Ｂ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ｌＦ回路１
１を介してパワーリフト装置１２のポンプな回転してリ
フトアップ方向へ作動させる。

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と比
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゛され、
駆動回路１１を介して、パワーリフト装置１２をリフト
ダウン方向へ作動させる。このようにして、推進＠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ヘダウン
指令信号を出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、船体ロール角センナ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２番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する。

第７図はさらに別の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８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！ＩｔＩ
ｉ７６がリフトシリンダ１２ａ及びチルトシリンダ１４
ａ、）リムシリンダ１４ｂに圧力流体を供給する。圧力
液体供給装Ｒ７６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［５ｉ７２を始動可能とする０
手動切替操作スイッチ１３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７’８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ａｏ、ａｉ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ｌ　２　ａ、チルトシリンダ１４ａ及びトリムシリン
ダ１４ｃの上室１２ｆ、１４ｇ、１４ｉとそれぞれ接続
されている。ポンプ７Ｂ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、１４ｄ。

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、速度検出手段で船速度情報を
得て、制御手段でこの船速度情報と予め設定された加速
後のプレーニング限界速度とを比較し、船速度がプレー
ニング限界速度を越えると、船速度に応じて推進機の姿
勢を変えるリフト指令信号を出力するようになしたから
、推進機の姿勢がパワーリフト装置によって最高速度を
得るように変化させることができ、手動で推進機の姿勢
を選定する手数を要しないため、操作が容易である。ま
た、船舶の乗員数や積載物等に関係なく、船速度に応じ
て自動的にリフト位置が適確に選定され、精度よく最高
速度が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示すプロ、り図、第に図は他
の実施例を示すブロック図、第３図はこの発明を船外機
に適用した一実施例を示す全体図、第４図は第３図の■
−■断面図、第５図は第４図のｖ−■断面図、第６図は
第３図の■−■断面図、第７図はさらに別の実施例を示
す一部ブロック図、第８図はこの実施例を船外機に適用
した全体図である。 ｌ・・・リフト位置センサ ２・・・船速度七ンサ ３・・・リフト制御回路 ５・・・リフト量比較回路 ６・・・リフト位置比較回路 ７・・・速度比較回路 ８・・・切替回路 ９・・・速度情報記憶回路 ｉ　ｏ　−・・速度判断回路 第３図 第４図 第５図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）船体に水中に没入したプロペラにより推進する推
   進機を備え、この推進機の姿勢を船速度に応じて変化さ
   せる船舶推進機において、船速度情報を得る速度検出手
   段と、この船速度情報と予め設定された加速後のプレー
   ニング限界速度とを比較し、船速度がプレーニング限界
   速度を越えると、最高速度を得るように船速度に応じて
   推進機の姿勢を変化させるリフト指令信号を出力する制
   御手段とを備えた船舶推進機の自動姿勢制御装置。
2. （２）前記制御手段が最高速度を得るように推進機の姿
   勢を変化させるリフト指令信号を出力するとともに、推
   進機のトリム位置検出手段から得られたトリム位置情報
   と、予め設定されたトリム位置情報とに基づき、最高速
   度が得られる位置に推進機のトリム位置を選定するトリ
   ム指令信号を出力する特許請求の範囲第１項記載の船舶
   推進機の自動姿勢制御装置。