JP4198396B2 - Wing angle detector in ship propulsion device - Google Patents
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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する場合が多く、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。
【0003】
図5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。
【0004】
このフィードバックリング21は、垂直駆動軸4が挿通する中心孔22と、案内棒33が摺動する案内孔23を有している。フィードバックリング21は、旋回筒9と一緒に旋回し、案内棒33に沿って昇降可能である。翼角発信器25の入力軸はリング26を介してフィードバックリング21の周縁部に摺動可能に係合している。旋回筒9内では、チェーン20が、フィードバックリング21と取付板18を連結している。
【0005】
フィードバックリング21には付勢手段として油圧シリンダ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21とともに油圧シリンダ32も旋回する。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21に常時上向きの力を与えている。
【0006】
図6は、従来の船舶推進装置における翼角検出装置の他の例において、フィードバックリング付近を示す図である。図6に図示した構成部分のうち、図5に図示した構成部分と機能において実質的に同一の構成部分については、図5に用いた符合と同一の符号を付して説明を省略する。
この例では、フィードバックリング21の昇降を案内する案内棒33にコイルスプリング40が介装され、この案内棒33のうちの一本にサーボシリンダに連動するチェーン20が連結されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図5に示した従来の翼角検出装置によれば、フィードバックリング21の位置保持に油圧シリンダ32を用いていたため、常時油圧ポンプ35を作動させておく必要があり、これを停止するとフィードバックリング21が下がってチェーン20が弛み、正確な翼角位置を検出することができなかった。
【0008】
また、図6に示した従来の他の翼角検出装置によれば、前述の通りフィードバックリング21の付勢手段として一般的なコイルスプリング40を用いているが、このコイルスプリング40は圧縮量が変わるとその反力が大きく変わってしまうので、フィードバックリング21の位置によってチェーン20の張力が大きく変わり、その結果生じたチェーン20の弾性変形量の差が正確な翼角位置検出にとって不都合となるという問題があった。
【0009】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構成でフィードバックリングに常時安定した上昇力を与えることが出来、特にフィードバックリングの位置によって上昇力が変化することがないために、正確な翼角位置検出を行なえ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に記載された船舶推進装置における翼角検出装置は、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、前記旋回筒の内部に水平に設けられて前記垂直駆動軸に連動する推進軸5と、前記推進軸の端部に設けられて水中で回転する推進器翼1と、前記推進器翼のピッチを設定する駆動機構14とを有する船舶推進装置に設けられるものである。そして、この翼角検出装置は、次の構成要素を備えていることを前提とする。まず、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25を有している。また、前記旋回筒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た案内手段33を有している。また、前記垂直駆動軸が挿通する中心孔22と前記案内手段が摺動する案内孔を有し、前記旋回筒と一緒に旋回するとともに前記案内手段に沿って昇降可能となるように前記旋回筒内に設けられたフィードバックリング21を有している。また、前記翼角発信器の入力軸に設けられ、前記フィードバックリングの周縁部に摺動可能に連結される連結体26を有している。また、前記旋回筒内で垂直に配置されて前記フィードバックリングと前記駆動機構を連結する連結長体20を有している。そして、前記旋回筒とともに旋回するように前記旋回筒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フィードバックリングを上向きに付勢する付勢手段を備えている。かかる翼角検出装置において、本願発明は、前記付勢手段が、昇降する前記フィードバックリングの昇降方向の位置に係わらず一定の付勢力を与える定反力スプリング50であること特徴とするものである。
【0011】
また、請求項2に記載された翼角検出装置は、請求項1記載の船舶推進装置における翼角検出装置において、前記定反力スプリングがガススプリング60であることを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の翼角検出装置は、可変ピッチ式の船舶用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付勢手段として、従来の油圧シリンダやコイルスプリングに替えて、定反力スプリング、例えばガススプリングを用いたことを特徴としている。
【0013】
図1は、本発明装置の実施例を示す。尚、本実施例の構成のうち、図5の構成と共通する部分については同一の符号を付する。
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18に連結されている。チェーン20は、更に滑車19を経て他端をフィードバックリング21に連結されている。
【0014】
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9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。案内棒33は、必ずしも等角度間隔で配置されていることに限定されるものでないことは言うまでもない。
【0015】
前記旋回筒9の内部に設けられているフィードバックリング21は、垂直駆動軸4が挿通する中心孔22と、案内棒33が摺動する案内孔に設けられたブッシュ34とを有している。フィードバックリング21は旋回筒9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。
【0016】
翼角発信器25の入力軸にはリング26が設けられている。リング26は、フィードバックリング21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21が旋回しても、所定位置に設置された翼角発信器25のリング26がフィードバックリング21から外れることはない。
【0017】
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21と取付板18を連結している。
【0018】
フィードバックリング21と、旋回筒9内の所定位置との間には、定反力スプリング50が取り付けられている。旋回筒9が旋回すれば、フィードバックリング21とともに定反力スプリング50も旋回する。本例では、定反力スプリング50は、フィードバックリング21の回転方向について180°間隔で、等間隔で配置された4本の案内棒33の間に設置されている。しかし定反力スプリング50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。
【0019】
定反力スプリング50は、チェーン20が弛まないようにフィードバックリング21に常時上向きの所定の力を与えており、しかもその力はフィードバックリング21の昇降方向の位置に係わらず一定で安定している。このため、フィードバックリング21の位置に係わらずチェーン20の張力は一定に保持され、チェーン20に生じる弾性変形量も一定となるため、正確な翼角位置が検出できるという効果がある。
【0020】
即ち、本例によれば、ピストン15の水平方向の変位は、フィードバックリング21及びリング26を介して翼角発信器25に垂直方向の変位として正確に伝えられる。また、本例によれば、フィードバックリング26の姿勢保持のために案内棒33にブッシュ34を設けているので、定反力スプリング50で上昇力を与えても、フィードバックリング21の姿勢を水平に保持する作用がより確実に得られる。
【0021】
即ち、フィードバックリング21の孔に案内棒を単に直接挿入しただけのものであると、実際に翼角が変化してチェーン20に引張りや弛みが生じた時、このフィードバックリング21の孔と案内棒との間に生じる摩擦によってフィードバックリング21が滑らかに昇降できないという問題が生じうるが、本例によればフィードバックリング21は傾くことなく姿勢を水平に保持しながらブッシュ34を介して案内棒33に対して滑らかに移動することができる。
【0022】
図2〜図4は、本発明装置の他の実施例を示す。尚、本実施例の構成のうち、図1の構成と共通する部分については対応する符号を付して構成の説明を省略する。図2に示すように、本例の翼角検出装置は、フィードバックリング21の動作を補助する付勢手段として、定反力スプリングとしての機能を有するガススプリング60を用いている。
【0023】
図3に示すように、ガススプリング60は、密閉されたシリンダ61と、シリンダ61内を軸方向に移動するピストン62と、ピストン62に一体に連結されたロッド63を有する。ロッド63は、シール64及びガイド65を介してシリンダ61の一端側を気密に貫通して外部に突出している。シリンダ61の内部は、ピストン62によって2室に分けられるが、この2室には圧縮ガス(例えば窒素ガス)66が封入されており、またピストン62にはこの2質を連通するオリフィス62aが形成されている。さらに、シリンダ61内には適量のオイル67が充填され、伸びと縮みの速度をオイル67により制御できる。ロッド63の先端と、シリンダ61の他端には、それぞれ取り付け部68,69が設けられている。
【0024】
図2に示すように、ガススプリング60は、シリンダ61の他端の取り付け部69が上方のフィードバックリング21に連結され、ロッド63の先端の取り付け部68が下方にある本装置の不動部分に連結されている。ガススプリング60の取り付け位置は、フィードバックリング21のブッシュ34に摺動する案内棒33に近接しており、垂直駆動軸4について案内棒33よりも外側である。
【0025】
このガススプリング60は、シリンダ61内に封入したガス66の反力をばねに使用しているため、コイルスプリングやゴム等の弾性体に比べて小型でありながら大きな初期荷重で小さなばね定数が得られる。従って、そのストロークに対する荷重は、図4に示すように、ストロークに係わらずほぼ一定である。従来フィードバックリングの付勢手段として用いられていた通常のコイルスプリングでは、図4中に示すようにストロークと荷重がほぼ正比例しているのに対し、ガススプリング60ではストロークに係わらず、即ちフィードバックリング21の昇降方向の位置に係わらず、フィードバックリング21に与える力がほぼ一定になり、チェーン20に生じる弾性変形量も一定となるため、正確な翼角位置が検出できるという効果がある。
【0026】
【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、フィードバックリングの付勢手段として定反力スプリングを用いたので、油圧シリンダ等の油圧装置が不要となり、油圧装置の停止中も翼角検出が可能となった。
【0027】
また、フィードバックリングの位置に関係なく安定した付勢力を発揮する定反力スプリング、例えばガススプリングの機能により、翼角検出装置全体としての動作がより安定するという効果も得られる。
【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】本発明の実施の形態の他の一例を示す構造図である。
【図3】図2に用いられるガススプリングの構造を示す切り欠き斜視図である。
【図4】図3に示すガススプリングの特性と、本発明では用いない他の付勢手段等の特性を比較して示す図である。
【図5】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。
【図6】従来の船舶推進装置における翼角検出装置の他の例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、5…推進軸、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、21…フィードバックリング、22…中心孔、25…翼角発信器、26…連結体としてのリング、33…案内手段としての案内棒、34…ブッシュ、50…定反力スプリング、60…ガススプリング。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for feeding back the actual blade angle of a variable pitch propeller in a swivel type ship propulsion device equipped with a variable pitch propeller in a swivel cylinder provided in a ship.
[0002]
[Prior art]
In general, ships control the specifications such as motion performance, maneuverability and speed by adjusting the rotation speed and pitch of the propeller. Here, the variable pitch propeller is often driven by a servo cylinder, and a desired actual blade angle cannot be obtained unless feedback control is performed.
[0003]
FIG. 5 shows a blade angle detection device in a conventional marine vessel propulsion device provided with a variable pitch propeller by feedback control. The
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
FIG. 6 is a view showing the vicinity of the feedback ring in another example of the blade angle detection device in the conventional marine vessel propulsion device. 6 that are substantially the same in function as those illustrated in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals as those used in FIG. 5 and description thereof is omitted.
In this example, a
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
According to the conventional blade angle detection device shown in FIG. 5, since the
[0008]
In addition, according to another conventional blade angle detection device shown in FIG. 6, the
[0009]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and can always give a stable lifting force to the feedback ring with a simple configuration. In particular, the lifting force may vary depending on the position of the feedback ring. Therefore, an object of the present invention is to provide a blade angle detection device capable of performing accurate blade angle position detection.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The wing angle detection device for a ship propulsion device according to
[0011]
A wing angle detection device according to a second aspect of the invention is characterized in that, in the wing angle detection device for a ship propulsion device according to the first aspect, the constant reaction force spring is a
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The blade angle detection device of the present invention is a variable pitch type propulsion and turning device for marine propulsion, and as a biasing means for assisting the operation of the feedback ring, instead of a conventional hydraulic cylinder or coil spring, A force spring such as a gas spring is used.
[0013]
FIG. 1 shows an embodiment of the apparatus of the present invention. Note that, in the configuration of the present embodiment, the same reference numerals are given to portions common to the configuration of FIG.
In FIG. 1, the
[0014]
A
[0015]
The
[0016]
A
[0017]
In the
[0018]
A constant
[0019]
The constant
[0020]
That is, according to this example, the displacement in the horizontal direction of the
[0021]
That is, if the guide rod is simply inserted directly into the hole of the
[0022]
2 to 4 show other embodiments of the device of the present invention. Note that, in the configuration of the present embodiment, portions common to the configuration of FIG. 1 are denoted by corresponding reference numerals, and description of the configuration is omitted. As shown in FIG. 2, the blade angle detection device of this example uses a
[0023]
As shown in FIG. 3, the
[0024]
As shown in FIG. 2, the
[0025]
Since the
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the blade angle detection device in the marine vessel propulsion device of the present invention, the constant reaction force spring is used as the feedback ring biasing means, so that a hydraulic device such as a hydraulic cylinder is not required. The blade angle can be detected even when stopped.
[0027]
In addition, the function of a constant reaction force spring that exerts a stable urging force regardless of the position of the feedback ring, for example, a gas spring, has the effect of further stabilizing the operation of the blade angle detection device as a whole.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a structural diagram showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a structural diagram showing another example of the embodiment of the present invention.
3 is a cutaway perspective view showing a structure of a gas spring used in FIG. 2. FIG.
4 is a diagram showing a comparison between the characteristics of the gas spring shown in FIG. 3 and the characteristics of other urging means not used in the present invention. FIG.
FIG. 5 is a structural diagram showing a blade angle detection device in a conventional marine vessel propulsion device.
FIG. 6 is a structural diagram showing another example of a blade angle detection device in a conventional marine vessel propulsion device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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と、
前記旋回筒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た案内手段と、
前記垂直駆動軸が挿通する中心孔と、前記案内手段が摺動する案内孔を有し、前記旋回筒と一緒に旋回するとともに前記案内手段に沿って昇降可能となるように前記旋回筒内に設けられたフィードバックリングと、
前記翼角発信器の入力軸に設けられ、前記フィードバックリングの周縁部に摺動可能に連結される連結体と、
前記旋回筒内で垂直に配置されて前記フィードバックリングと前記駆動機構を連結する連結長体と、
前記旋回筒とともに旋回するように前記旋回筒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フィードバックリングを上向きに付勢する付勢手段を備えた翼角検出装置において、
前記付勢手段が、昇降する前記フィードバックリングの昇降方向の位置に係わらず一定の付勢力を与える定反力スプリングであること特徴とする船舶推進装置における翼角検出装置。A swivel tube provided on the ship so as to be able to turn in a horizontal plane, a vertical drive shaft provided at the turning center of the swivel tube and driven, and a vertical drive shaft provided horizontally within the swivel tube Provided in a marine vessel propulsion device having a propulsion shaft interlocking with the shaft, a propeller blade provided at an end of the propulsion shaft and rotating in water, and a drive mechanism for setting a pitch of the propeller blade,
A blade angle transmitter that is operated in conjunction with the drive mechanism and outputs a signal indicating the actual blade angle of the propulsion unit;
Guide means fixed vertically to a predetermined position in the swivel tube so as to swivel with the swivel tube;
There is a center hole through which the vertical drive shaft is inserted and a guide hole through which the guide means slides. The guide hole slides in the swivel cylinder and can be moved up and down along the guide means. A provided feedback ring;
A connecting body provided on an input shaft of the blade angle transmitter and slidably connected to a peripheral portion of the feedback ring;
A connecting elongated body that is arranged vertically in the swivel cylinder and connects the feedback ring and the drive mechanism;
In the blade angle detecting device provided with a biasing means provided at a predetermined position in the swirl tube so as to swirl together with the swirl tube, and biasing the feedback ring upward so that the connecting long body does not loosen,
The blade angle detection device in a marine vessel propulsion device, wherein the biasing means is a constant reaction force spring that applies a constant biasing force regardless of the position of the feedback ring that moves up and down.
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