JP3607110B2

JP3607110B2 - 船舶推進装置における翼角検出装置

Info

Publication number: JP3607110B2
Application number: JP04648599A
Authority: JP
Inventors: 芳樹南家; 健司佐々木
Original assignee: Niigata Power Systems Co Ltd
Current assignee: Niigata Power Systems Co Ltd
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2019-02-24
Also published as: JP2000247294A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、船舶に設けられた旋回筒に可変ピッチプロペラを装備した旋回式の船舶推進装置において、可変ピッチプロペラの実翼角をフイードバックするための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に船舶はプロペラの回転数とピッチの調整により運動性能・操船性・速度等の諸元を制御している。ここで、可変ピッチプロペラはサーボシリンダで駆動している場合が多く、フィードバック制御を行わないと所望の実翼角を得ることができない。
図３は、フィードバック制御による可変ピッチプロペラを備えた従来の船舶推進装置における翼角検出装置を示している。推進器翼１はハブ２に組み込まれた可変ピッチ機構を介して運転される。３は推進軸、４は垂直駆動軸、５は原動機軸であり、傘歯車６及び７により原動機８の発生動力をハブ２に伝達する。９は旋回筒であり、船底１０の下部に垂直に突設されており、歯車１１及び１２により旋回用モータ１３によって旋回される。１４は可変ピッチ用の駆動機構であるサーボシリンダであり、ハブ２の中に設けられ、その内部には往復動可動のピストン１５を内蔵する。１６はその一端をピストン１５に連結されたロッドで、推進軸３内を貫通し、軸受１７及び接続板１８を介して長体としてのチェーン２０に接続される。チェーン２０は滑車１９を経て他端をフィードバックリング２１に連結される。
【０００３】
フィードバックリング２１は、旋回筒９の中心に固定された給油筒２４の外側に上下摺動可能に挿入されている。フィードバックリング２１と給油筒２４との摺動面には段差があり、空間（図中斜線部）が形成されている。この空間には、油圧ポンプ２７および調圧弁２８が常時油圧力を働かせている。この結果、フィードバックリング２１には常に上昇力が働き、チェーン２０には弛むことなく張力が働く。
【０００４】
翼角発信器２３の入力軸には、フィードバックリング２１の周縁部に摺動可能に係合する連結体としてのリング２２が取り付けられている。従って、ピストン１５の水平方向の変位は、フィードバックリング２１、リング２２を介して翼角発信器２３に垂直方向の変位として正確に伝えられる。
【０００５】
また、特公昭５４−３４９９９号公報に、実翼角フィードバック装置の発明が記載されている。この発明は、翼角検出器の信号と、旋回変位量とを差し引きすることにより、実翼角を得ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した従来の翼角検出装置には下記のような問題がある。
（１）フィードバックリング２１の内径が大きければ大きい程、洩れ量の変化や油温に対して上昇力が不安定になり易い。上昇力が大き過ぎると、チェーン２０等への負担が過多となる。また上昇力が小さ過ぎると、フィードバックリング２１が上昇せず、チェーン２０が弛んでしまう。どちらにしても正確な翼角の検出が難しい。
【０００７】
（２）フィードバックリング２１の内径が大きい程、摺動し且つ安定した上昇力を得るための加工精度の確保が困難となる。即ち、フィードバックリング２１と給油筒２４の同芯度、両部材の円筒度及び間隙の管理が難しい。
【０００８】
また、特公昭５４−３４９９９号公報に記載された発明では、実翼角を得るために翼角検出器の信号と旋回変位量とを差し引きせねばならず、機械的又は電気的に複雑になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、簡単な構成でフィードバックリングに安定した上昇力を与えることが出来、特に大型推進装置に適した構造であり、さらにピッチ変節ストロークを直接得ることが出来るので旋回変位量を考慮することなく実翼角を得ることが出来る翼角検出装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された翼角検出装置は、水平面内で旋回可能となるように船舶に設けられた旋回筒（９）と、前記旋回筒（９）の旋回中心に設けられて駆動される垂直駆動軸（４）と、前記旋回筒（９）の内部に水平に設けられて前記垂直駆動軸（４）に連動する推進軸（１６）と、前記推進軸（１６）の端部に設けられて水中で回転する推進器翼（１）と、前記推進器翼（１）のピッチを設定する駆動機構とを有する船舶推進装置に設けられ、前記駆動機構に連動して操作され、前記推進器の実翼角を示す信号を出力する翼角発信器（２３）を備えた翼角検出装置において、
前記旋回筒（９）とともに旋回するように前記旋回筒（９）内の所定位置に垂直に固設された案内棒（３３）と、
前記垂直駆動軸（４）が挿通する中心孔と、前記案内棒（３３）が摺動する案内孔を有し、前記旋回筒（９）と一緒に旋回するとともに前記案内棒（３３）に沿って昇降可能となるように前記旋回筒（９）内に設けられた回転板と、
前記翼角発信器（２３）の入力軸に設けられ、前記回転板の周縁部に摺動可能に連結される連結体と、
前記旋回筒（９）内で垂直に配置されて前記回転板と前記駆動機構を連結する連結長体と、
前記旋回筒（９）とともに旋回するように前記旋回筒（９）内の所定位置に設けられ、前記連結長体が弛まないように前記回転板に上向きの所定の力を与える油圧シリンダ（３２）と、を有している。
【００１１】
また、前記案内孔と前記案内棒（３３）の組が複数あり、各組が前記回転板の同心円上に沿って等角度間隔で配置されたことを特徴としている。
【００１２】
さらに、前記油圧シリンダが複数あり、各油圧シリンダが前記回転板の前記同心円上に沿った前記複数の案内孔と前記案内棒（３３）の組の間に配置されたことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の翼角検出装置は、可変ピッチ式のＺ型推進旋回装置の翼角検出装置において、フィードバックリングの動作を補助する為に、油圧シリンダを用いたことを特徴としている。
【００１４】
図１は、本発明装置の実施例を示す。尚、図中の符号のうち図３の符号と共通するものについては重ねての説明を省略する。
図１に於いて、一端をピストン１５に連結されたロッド１６は推進軸３内を貫通している。ロッド１６の先端には、軸受１７、取付板１８があり、連結用の長体であるチェーン２０の一端は、取付板１７に連結されている。チェーン２０は、更に滑車１９を経て他端を回転板としてのフィードバックリング３１に連結されている。
【００１５】
前記旋回筒９の内部には、案内手段としての案内棒３３が取り付けられている。案内棒３３は、旋回筒９とともに旋回するように前記旋回筒内の所定位置に垂直に固設されている。本例の案内棒３３は４本であり、垂直駆動軸４の周りに等角度間隔で配置されている。
【００１６】
前記旋回筒９の内部には、回転板としてのフィードバックリング３１が設けられている。フィードバックリング３１は、垂直駆動軸４が挿通する中心孔と、案内棒３３が摺動する案内孔に設けられたブシュ３４とを有している。フィードバックリング３１は旋回筒と一緒に旋回するとともに、案内棒３３に沿って昇降可能である。
【００１７】
翼角発信器２３の入力軸にはリング２２が設けられている。リング２２は、フィードバックリング３１の周縁部に摺動可能に係合している。従って、旋回筒９とともにフィードバックリング３１が旋回しても、所定位置に設置された翼角発信器２３のリング２２がフィードバックリング３１から外れることはない。
【００１８】
旋回筒９内では、垂直に配置された連結長体としてのチェーン２０が、フィードバックリング３１と取付板１８を連結している。
【００１９】
フィードバックリング３１には油圧シリンダ３２のバレル側が取り付けられている。油圧シリンダ３２のロッドは、旋回筒９内の所定位置に設けられている。旋回筒９が旋回すれば、フィードバックリング３１とともに油圧シリンダ３２も旋回する。本例では、油圧シリンダ３２は、図２に示すように、フィードバックリング３１の回転方向について１８０°間隔で、案内棒３３の間に設置されている。油圧シリンダは、必ずしも１８０°間隔で配置されるものでないことは言うまでもない。
【００２０】
油圧シリンダ３２は、チェーン２０が弛まないようにフィードバックリング３１に常時上向きの所定の力を与えている。
【００２１】
以上の構成によれば、ピストン１５の水平方向の変位は、フィードバックリング３１及びリング２２を介して翼角発信器２３に垂直方向の変位として正確に伝えられる。上記例において、ブッシュ３４の種類や、油圧シリンダ３２及び案内棒３３の大きさ、配置等は、その時々の設計条件によって最適に決められる。
【００２２】
本例によれば、次のような効果が得られる。
（１）フィードバックリング３１が上下動する際の摺動面が中心孔の内径部分でなく、案内棒であるので、従来困難とされていたフィードバックリング３１の中心孔の内径加工が不要となり、装置を簡略にできる。
【００２３】
（２）フィードバックリング３１を上方に付勢する油圧機構として独立した油圧シリンダ３２を用いたので、これを小型化することが容易であり、フィードバックリング３１の上昇力をより安定化することが容易に出来る。また、フィードバックリング３１の大形化を容易に実施できる。
【００２４】
（３）特公昭５４−３４９９９号公報に記載の発明の如く、旋回変位量と翼角発信器の差を演算する必要がなく、翼角を直接検出できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の船舶推進装置における翼角検出装置によれば、翼角発信器に連結された回転板を中心孔以外の部分で案内手段によって案内し、これを独立した小型油圧シリンダで上に付勢する構造であるので、安定した上昇力を容易に得ることが出来る。
【００２６】
回転板の上昇力を得るのに独立した小型油圧シリンダを用いた構造であるので、回転板の中心孔の困難な内径加工が不要となり、設計の自由度が大きい。特に大型推進装置に適した構造である。
【００２７】
ピッチ変節ストロークを直接得ることが出来るので、特公昭５４−３４９９９号公報に記載された発明と異なり、旋回変位量を考慮することなく、実翼角を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す構造図である。
【図２】図１におけるフィードバックリングの平面図である。
【図３】従来の船舶推進装置における翼角検出装置を示す構造図である。
【符号の説明】
１…推進器翼、４…垂直駆動軸、９…旋回筒、１４…駆動機構としてのサーボシリンダ、１６…推進軸、２０…連結長体としてのチェーン、２２…連結体としてのリング、２３…翼角発信器、３１…回転板としてのフィードバックリング、３２…油圧シリンダ、３３…案内手段としての案内棒。

Claims

水平面内で旋回可能となるように船舶に設けられた旋回筒（９）と、前記旋回筒（９）の旋回中心に設けられて駆動される垂直駆動軸（４）と、前記旋回筒（９）の内部に水平に設けられて前記垂直駆動軸（４）に連動する推進軸（１６）と、前記推進軸（１６）の端部に設けられて水中で回転する推進器翼（１）と、前記推進器翼（１）のピッチを設定する駆動機構とを有する船舶推進装置に設けられ、前記駆動機構に連動して操作され、前記推進器の実翼角を示す信号を出力する翼角発信器（２３）を備えた翼角検出装置において、
前記旋回筒（９）とともに旋回するように前記旋回筒（９）内の所定位置に垂直に固設された案内棒（３３）と、
前記垂直駆動軸（４）が挿通する中心孔と、前記案内棒（３３）が摺動する案内孔を有し、前記旋回筒（９）と一緒に旋回するとともに前記案内棒（３３）に沿って昇降可能となるように前記旋回筒（９）内に設けられた回転板と、
前記翼角発信器（２３）の入力軸に設けられ、前記回転板の周縁部に摺動可能に連結される連結体と、
前記旋回筒（９）内で垂直に配置されて前記回転板と前記駆動機構を連結する連結長体と、
前記旋回筒（９）とともに旋回するように前記旋回筒（９）内の所定位置に設けられ、前記連結長体が弛まないように前記回転板に上向きの所定の力を与える油圧シリンダ（３２）と、を有し、
前記案内孔と前記案内棒（３３）の組が複数あり、各組が前記回転板の同心円上に沿って等角度間隔で配置され、
前記油圧シリンダが複数あり、各油圧シリンダが前記回転板の前記同心円上に沿った前記複数の案内孔と前記案内棒（３３）の組の間に配置されたことを特徴とする船舶推進装置における翼角検出装置。