JP2513183B2 - 動力伝達系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は動力伝達系に係り、特に機関と推進器との間
にクラッチを有する船舶等の推進設備において、クラッ
チの接続を制御することにより振動の低減を図った動力
伝達系に関する。

［従来の技術］ 一般に舶用等の推進設備にあっては、主機としてディ
ーゼル機関が、また推進器としてスクリュ推進器が採用
され、機関動力は主軸を介して推進器に伝達されるよう
になっている。そしてこの主機と推進器との間に、動力
伝達を断続させるためにクラッチが介設される場合があ
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところでディーゼル機関は、吸気行程から排気行程に
亘る過程でクランク角度に従い一定の周期で振動を発生
させる。また機関動力を受けて回転駆動されるスクリュ
推進器も、水からの反力により振動源となり、ブレード
の枚数や配置，機関から伝達される振動等により回転角
度に従って一定の周期で振動を発生させる。そしてこの
ような機関振動と推進器の振動とが同位相となって互い
に振動を増長させることになると、動力伝達系全体に亘
って大きな捩り振動等が発生することになる。

すなわち、例えば６シリンダ２サイクルの機関の場
合、機関が１回転する間に60°周期で、振動を発生さ
せ、またスクリュも、例えば６翼のスクリュ推進器の場
合、60°周期で振動を発生させる。

従って、両者の周期が一致する位相、すなわち両者の
相対回転角度差（60°）で、クラッチを接続すれば、機
関の振動と推進器の振動が同位相となって互いに振動を
増大させることになる。

ここに機関と主軸とを直結するようにしてクラッチを
介在させない場合には、推進設備の設置時に予め機関の
クランク角度と推進器の回転角度との関係について適当
に調整を行っておけば、振動を小さくすることもでき
る。すなわち、上述の同期周期（60°）を30°ずらして
逆位相となるように連結しておけば、振動を打ち消しあ
って振動を抑制することができる。

しかしながら、機関と推進器との間にクラッチを介設
した場合には、クラッチのミートの時点で機関のクラン
ク角度と推進器の回転角度とがいかなる関係にあるか不
明であり、従ってクラッチミートのタイミングによって
は大きな振動が発生するおそれがあった。

［課題を解決するための手段］ 機関と推進器との間にクラッチを有する動力伝達系に
おいて、クラッチの入力側と出力側との相対回転角度を
検出するための角度検出手段と、機関の振動と推進器の
振動とを逆位相となって互いに打ち消しあう、ある相対
的な回転角度を予め設定角度として設定し、設定角度と
角度検出手段により検出された相対回転角度とが一致す
るようにクラッチを嵌合させるクラッチ制御手段とを備
えて成るものである。

［作用］ 本発明の作用について述べると、機関の振動特性及び
機関動力を受けて駆動される推進器の振動特性について
は、予め計算や実験等によりデータとして求め得ること
から、これら振動特性に基づいて、これら振動が逆位相
となって互いに打消し合う機関のクランク角度と推進器
の回転角度との相対的な角度関係としての設定角度を求
めておく。

そして他方、クラッチを徐々に接続しながら機関側た
るクラッチの入力側と推進器側たるクラッチの出力側と
の相対回転角度を角度検出手段により実測し、検出され
た相対回転角度が設定角度に一致するようにクラッチ制
御手段によりクラッチを嵌合させるようになっている。

［実施例］ 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従って詳述
する。

図に示すように１は機関であり、この機関１の出力軸
２には、クラッチ３の入力側４が連結される。また５は
スクリュ推進器であり、この推進器５には、主軸６を介
してクラッチ３の出力側７が連結される。本実施例にあ
ってはクラッチ３として、円錐式のものが示されてい
る。

このクラッチ３には、その入力側４と出力側７との相
対回転角度θを検出するための角度検出手段８が設備さ
れる。本実施例にあっては角度検出手段８として、符号
化形のエンコーダが示されている。これは、クラッチ３
の入力側４及び出力側７夫々の回転する外周面に取り付
けた符号板９の光学パターンを、一対の光電素子10で読
み取るようになっている。

このように構成された角度検出手段８、具体的には光
電素子10には、クラッチ制御手段11が接続される。この
クラッチ制御手段11は主に、機関１の振動と推進器５の
振動とを逆位相とする角度が予め設定記憶され、この
設定角度と検出される相対回転角度θとを比較演算す
る制御部12と、設定角度と相対回転角度θとを一致さ
せるように制御部12から出力される制御信号に従って、
クラッチ３を嵌合接続させる制御装置13とから構成され
る。本実施例にあってはクラッチの制御装置13として、
電磁弁を示している。更に詳述すると、制御部12は次の
ように作動する。先ず、クラッチ３の符号板９が夫々任
意の基準回転位置（これは任意に設定できるが、例えば
機関１のクランク角度についてはある気筒の燃焼行程の
上死点位置（T.D.C）、また推進器５の回転角度につい
てはブレードの一枚が最高位置等に設定され得る。）に
取り付けられる場合がある。この場合には、機関１の振
動と推進器５の振動とが逆位相になって互いに打ち消し
合う角度関係は一般に、ある相対的な回転角度とな
る。制御部12には、このような角度が設定角度として
予め記憶される。他方制御部12は、角度検出手段８の各
光電素子10で読み取られた基準回転位置からの機関１の
クランク角度と推進器５の回転角度とに演算を施し、次
いでこれら角度の差即ち相対回転角度θと設定角度と
を比較する。そして制御部12は、クラッチ嵌合指令を入
力するとこれら角度θ，が一致するように、制御装置
13に制御信号を出力する。なお、クラッチ３の接続は、
スリップさせながら徐々に行われる。この間、光電素子
10による符号板９の光学パターン読取りが行われ、入力
側と出力側との回転角度差が十分に小さくなり、上記相
対回転角度θと上記設定角度とが一致した時点で制御
部12から制御装置13に制御信号が出力され、クラッチ３
がミートされるものである。

次にクラッチ３の符号板９が、機関１の振動と推進器
５の振動とを逆位相とする位置に取り付けられる場合が
ある。これは、制御部12の制御情報たる設定角度が予
め符号板９の取付位置として与えられている場合であ
る。この場合には振動相互を逆位相とする角度は０で
あり、制御部12はクラッチ嵌合指令を入力すると、各光
電素子10からの読取角度が一致して、相対回転角度θが
０（＝）となるように制御装置13へ制御信号を出力す
るようになっている。

更にクラッチ制御装置13は、クラッチ３を作動させる
べく油圧若しくは空気圧等の作動圧力を送給するために
送給管14の途中に介設され、制御部12からの制御信号に
より送給管14を全開とし、作動圧力を伝達させてクラッ
チ３を嵌合接続させるようになっている。

次に作用について述べる。

出力軸２を駆動して入力側４を回しつつ徐々にクラッ
チを接続し、角度検出手段８により入力側４と出力側７
との相対回転角度θを検出する。そして検出される相対
回転角度θが設定角度に一致するように制御部12から
制御装置13に制御信号を出力して送給管14を全開させる
ことになり、クラッチ３は伝達される作動圧力で嵌合す
ることになる。

尚、角度検出手段８の符号板９は、クラッチ３自体で
はなく、クラッチ３に連結された機関１の出力軸2,主軸
６等に設けても良い。

［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効果を
発揮する。

機関の振動と推進器の振動とを逆位相として互いの振
動を打ち消し合う設定角度と、角度検出手段により検出
されたクラッチの入力側と出力側との相対回転角度とが
一致するようにクラッチを嵌合させるので、発生する振
動を確実に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の好適一実施例を示す構成図である。 図中、１は機関、３はクラッチ、４はその入力側、７は
その出力側、５は推進器、８は角度検出手段、11はクラ
ッチ制御手段である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 修 東京都千代田区丸の内１丁目６番２号 石川島播磨重工業株式会社本社別館内 (72)発明者 桑原 紘一郎 田無市向台町３丁目５番１号 石川島播 磨重工業株式会社田無工場内 (56)参考文献 特開 昭62−299494（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−171396（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−30898（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関と推進器との間にクラッチを有する動
   力伝達系において、上記クラッチの入力側と出力側との
   相対回転角度を検出するための角度検出手段と、上記機
   関の振動と上記推進器の振動とが逆位相となって互いに
   打ち消し合う、ある相対的な回転角度を予め設定角度と
   して設定し、該設定角度と上記角度検出手段により検出
   された相対回転角度とが一致するように上記クラッチを
   嵌合させるクラッチ制御手段とを備えたことを特徴とす
   る動力伝達系。