JPH0631072B2 - 船舶推進機の航走安定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、船体に取付けられた推進機のドライブユニ
ットに流木等の障害物が衝突したとき、ドライブユニッ
トが跳ね上がる船舶推進機の航走安定装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 船舶には船外機または船内外機等の推進機のドライブユ
ニットには内燃機関のエンジン出力により駆動するプロ
ペラが備えられ、このドライプユニットが船体に傾動可
能に取付けるものが知られている。

このような船舶では航走中に流木等の障害物が推進機の
ドライブユニットに衝突すると、ドライブユニットが傾
動して跳ね上がって障害物を乗り越え、その後再び水中
に入るようにしている。

ところで、推進機を備えた小型船舶は障害物がドライブ
ユニットに衝突して、ドライブユニットが水中から跳ね
上がる際には、ドライブユニットが障害物を乗り越えた
後、再び水中に戻ると、プロペラの回転で大きなスラス
トが働くことになり、船舶自身が大きく傾動したり、急
旋回して不安定な状態になるおそれがある。

このため、実開昭５６−１６８４９６号公報に開示され
るように、推進機が一定チルト角以上チルトアップした
ときに、自動的に内燃機関を一定時間だけ停止させ、事
故を未然に防止するものがある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このものでは、推進機が一定チルト角以上チ
ルトアップしたときに、一定時間だけ自動的に内燃機関
を停止させているため、例えばドライブユニットが障害
物を乗り越えた後、再び水中に戻るときまでに時間を要
する場合には、内燃機関が通常の回転に戻ることがあ
る。

従って、ドライブユニットが水中から跳ね上がり、障害
物を乗り越えた後、再び水中に戻るときには、確実に内
燃機関の回転速度を低下させて、プロペラの回転で大き
なスラストが働くことを防止し、船舶自身が大きく傾動
したり、急旋回して不安定な状態になることを阻止する
必要がある。

この発明は、かかる事情に鑑みて為されたもので、ドラ
イブユニットが障害物に衝突した後、再び元の位置に戻
るときには確実に内燃機関の回転速度を低下させて、船
舶の安定性を損なうことがない船舶推進機の航走安定装
置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段） 前記課題を解決するために、この発明は、外力に応じて
傾動するドライブユニットにプロペラが設けられ、この
プロペラが内燃機関のエンジン出力により駆動される船
舶推進機において、前記ドライブユニットに障害物が衝
突したことを検知するセンサと、前記内燃機関のスロッ
トル開度を検出するスロットル開度センサと、前記障害
物が衝突したことを検知するセンサの出力により前記内
燃機関の回転速度を低下させ、一方前記スロットル開度
センサの全閉検出信号で前記内燃機関の回転速度の低下
を解除する制御装置とを有することを特徴としている。

［作用］ この発明では、ドライブユニットが障害物に衝突する
と、このドライブユニットが跳ね上がる。これととも
に、ドライブユニットが障害物に衝突したことを検知し
て、制御装置で内燃機関の回転速度で低下させる。これ
に伴ない内燃機関のエンジン出力で駆動されるプロペラ
の回転速度も低下する。

そして、スロットルレバーを閉じて、スロットル開度セ
ンサが全閉検出信号を出力すると、この全閉検出信号で
制御装置によって内燃機関の回転速度の低下が解除され
る。

従って、ドライブユニットが水中から跳ね上がり、障害
物を乗り越えた後、再び水中に戻るときまで、確実に内
燃機関の回転速度を低下させることができ、プロペラの
回転で大きなスラストが働くことを防止し、船舶自身が
大きく傾動したり、急旋回して不安定な状態になること
を阻止する。

［実施例］ 次に、この発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第１図はこの発明の適用した小型船舶の側面図、第２図
はこの発明の基本構成を示すブロック図である。

第１図において符号１は小型船舶の船体で、船体１の船
尾には推進機である船外機２がパワーチルト装置３で傾
動可能に設けられている。この船外機２のドライブユニ
ット４には内燃機関５が内蔵され、この内燃機関５のエ
ンジン出力でプロペラ６を回転するようになっている。

ドライブユニット４内には船舶推進機の航走安定装置が
内蔵され、この航走安定装置は第２図に示すように構成
されている。

即ち、航走安定装置７はドライブユニット４が流木等の
障害物に衝突したことを検知するセンサ８と、このセン
サ８の出力により内燃機関５の点火回路９の動作を抑制
して点火系を制御させる失火制御回路１０を備えてい
る。この失火制御回路１０が内燃機関の回転速度を低下
させる制御装置を構成しており、点火系の制御には失火
して間引き着火して回転速度を低下させる制御や、失火
して回転を停止する制御等がある。

ドライブユニット４内には内燃機関５のスロットル開度
を検出するスロットル開度センサ１１と、こうして検知
されたスロットル開度を予め定められたスロットル全閉
状態を意味する開度値と比較し、全閉状態と判断された
とき、失火解除信号を失火制御回路１０に供給する比較
回路１２とを備えている。

次に、この実施例の作動について説明する。

船舶の航走中にドライブユニット４が障害物に衝突する
と、ドライブユニット４は自動的に水中から跳ね上が
り、障害物を乗り越えて、再びて水中に入る。

ところで、このドライブユニット４が障害物に衝突する
際に、センサ８が衝突したことを検知したときの出力
で、失火制御回路１０が動作して内燃機関５を駆動する
点火回路９を制御して失火させて、例えば間引き着火
し、内燃機関５の回転速度を低下させる。

このように、障害物のドライブユニット４への衝突によ
り、失火制御回路１０が働き内燃機関５の回転速度が低
下するため、ドライブユニット４が傾動して障害物を乗
り越える際、ドライブユニット４が再び元の位置に戻る
ときに、プロペラの発生するスラストは大幅に抑制され
る。従って、ドライブユニット４が再び元の位置に戻る
ときに、船舶自身が大きく傾動することがなく、船舶は
なめらかに低速で航走するため、安定性が一層向上す
る。

そして、減速した後に、図示しないスロットルレバーを
全閉に戻すと、スロットル開度センサ１１がその全閉状
態を検知して比較回路１２を動作させる。このようにし
て、スロットルが全閉状態であると判定されたとき、前
記失火制御回路１０の動作を解除されるため、さらに安
定性が確保される。

衝突を検知するセンサ８としては、例えば、衝突時の船
舶の減速度を感知して信号を出すもので機械式と電子式
がある。機械式では重錘を用いたもの、電子式では歪ゲ
ージを用いてドライブユニットに直接加わる衝突時の衝
撃力を感知するものがあり、その他種々のものが考えら
れる。

例えば、第３図に示すように、前記パワーチルト装置３
の油圧式ショックアブソーバを兼ねたパワーチルトシリ
ンザ１３に圧力センサ１４を設け、衝突時にパワーチル
トシリンダ１３の圧力を圧力センサ１４で検知して失火
制御回路１０へ出力するものがある。

第４図にはこの発明による船舶推進機の航走安定装置の
さらに具体的な制御回路の一例が示されている。

図において、充電コイル２１及びパルサコイル２２は図
示しないフライホイールマグネットに配置されている。
充電コイル２１は点火放電エネルギーを点火回路９に供
給し、パルサコイル２２で得られたパルス信号は内燃機
関５の点火時期制御のための点火タイミング信号として
点火回路９に供給される。

点火回路９では、充電コイル２１からの交流出力をダイ
オード２３で整流して得られる正の半波をコンデンサ２
５に充電し、負の半波をダイオード２４で捨てている。
一方、コンデンサ２５にはサイリスタ２６が接続され、
そのゲートにはパルサコイル２２からの出力をダイオー
ド２７で整流し、波形整形回路２８で整形されたパルス
が供給される。波形整形回路２８は、抵抗２９とコンデ
ンサ３０の並列回路で構成され、パルス波形の立上りを
改善することによってサイリスタ２６の動作をより確実
にしている。

サイリスタ２６でコンデンサ２５に充電された電荷を急
速に放電する時に流れる電流は点火コイル３１の一次コ
イル３１ａを流れ、このとき二次コイル３１ｂに発生す
る高電圧で点火プラグ３２に点火火花を発生させて点火
する。

サイリスタ２６と並列に接続されたダイオード３３はコ
ンデンサ２５の放電時にコンデンサ２５を逆極性に充電
する電流を逃がすためのものである。

前記の内燃機関５の点火回路系には、内燃機関５の点火
系を失火させて、間引き着火するための失火制御回路１
０を具備している。

内燃機関５の点火系を失火させるための手段としては種
々考えられるが、ここでは、一例として充電コイル２１
からの交流信号の充電コンデンサ２５への供給を失火用
サイリスタ３４のゲート信号の供給制御によって高電圧
の発生を抑制する失火制御回路１０について説明する。

失火制御回路１０において、流木等の障害物の衝突をセ
ンサ８が検知したとき失火制御が開始され、スロットル
の全閉状態をスロットル開度センサ１１が検知したとき
制御が解除される。

即ち、センサ８が衝突を検知すると接点８ａが閉じ、自
己保持回路３５は接点８ａの閉成により、ダイオード３
６を介してタイマ回路３７に衝突検知信号を送出し続け
る。タイマ回路３７は衝突検知信号を受けると、ゲート
信号発生回路３８の動作を開始し、動作を所定時間継続
させる。

タイマ回路３７からの動作信号により、ゲート信号発生
回路３８からは所定のタイミングで、かつ所定の態様で
ゲート信号をサイリスタ３４に供給して点火回路９を短
絡する。これにより、充電コイル２１からの出力は充電
コンデンサ２５へ供給されることが阻止され、充電コン
デンサ２５へ充電が間引かれるため、点火火花の発生間
隔が長くなり回転速度が低下する。

タイマ回路３７は、また一定時間、ゲート信号発生回路
３８を動作させた後、自己保持回路３５に信号を送り、
自己保持を解除させて、新たな衝突に備える。

ところで、より高い安全性を確保するために、スロット
ルバルブの全閉を検知した後に、即ち減速状態を確認
し、失火制御を解除せしめることが好ましい。そのため
スロットル開度センサ１１が全閉を検知すると、接点１
１ａが閉じて自己保持解除回路３９が作動して、これに
より解除信号がタイマ回路３７に送られ失火制御が解除
される。

ゲート信号発生回路３８は、タイマ回路３７からの動作
信号により所定時間間隔をもつゲートパルスをサイリス
タ３４に送って間引く失火制御を行なうが、この他にも
種々の態様が考え得る。

例えば、パルサコイル２２から得られる内燃機関５の回
転速度信号に基づいて、回転速度が予め設定した回転速
度以上のときにのみゲート信号を発生させるような機能
をもたせたり、内燃機関５の複数気筒のうち失火する気
筒を所定の順序で定めておけば更に安定性が向上するだ
けでなく、減速が段階的に進行されるので、内燃機関回
転速度の急激な低下を避けることができる。即ち、高速
船舶では、衝突時、内燃機関５を完全に失火させてしま
うと、ドライブユニット４が水中に戻ったとき、急減速
するため、船が左右にローリングしたりして不安定にな
るが、前記の如く内燃機関５の回転速度をオーバレボ失
火回路と同様、漸減する。

しかし、中型馬力の船外機４では衝撃感知により完全に
失火させても、ドライブユニット４を水中に入れても不
安定になることが少ないので、機関回転速度を漸減回路
を省略しても実用上は問題がない。この場合には回路の
簡略化され、コスト上有利である。

電源回路４０は充電コイル２１からの交流信号をダイオ
ード４１に介して整流された半波信号を基にして充電さ
せて得られる電源であり、ゲート信号発生回路３８の
他、内燃機関及びその周辺回路の電源として用いられ
る。

第５図と第６図は失火制御回路１０を制御するセンサ８
の他の実施例を示す。

これらの例では、船外機、船内外機が水中から跳ね上が
るとき、そのチルト角を検出するチルト角センサ５１を
用いている。即ち、第５図では、チルト角センサ５１の
出力を微分回路５２に送出し、ドライブユニット４が障
害物に衝突する際に、水中から跳ね上がるときのチルト
角の変位速度を求める。そして、比較回路５３でその変
位速度が設定値以上であるときには、障害物の衝突を判
断して失火制御回路１０へ動作信号を出力する。

微分回路５２はチルト角センサ５１からのチルト角を２
回微分して衝突した瞬間の上方へ跳ね上がる加速度を求
めて良いことは明らかである。

また、第６図はチルト角センサ５１を用いて、ドライブ
ユニット４の跳ね上がり位置により衝突時の判断するも
のである。比較回路５４の設定値は、例えば、浅瀬を航
走するときの航走角が船外機の場合には約４０度より以
下に設定されている。従って、船外機のチルト角が約４
０度以上に至った状態を比較回路５４で判断し、失火制
御回路１０を動作するようにしている。

第７図は船舶に取付けた船外機の構成図である。また、
第８図と第９図は第７図のチルト角センサ部の詳細構成
図と、その動作説明のためのIX−IX断面図である。

船体７１の船尾板７２にはクランプブラケット７３が固
定され、このクランプブラケット７３にはチルト軸７４
を介してスイベルブラケット７５が略水平軸まわりに傾
動可能に設けられている。

スイベルブラケット７５には図示しない操舵軸を介し
て、船外機７６のドライブユニット７７が操舵軸まわり
に回動可能に枢着されている。船外機７６はドライブユ
ニット７７の上部に搭載された内燃機関７８と下部に取
付けられているプロペラ７９とを備えている。

そして、ドライブユニット７７はパワーチルト装置８０
が設けられ、このパワーチルト装置８０のチルトシリン
ダ８１の基端部はクランプブラケット７３にピン結合さ
れ、ピストンロッド８２の先端部はスイベルブラケット
７５にピン結合されている。

また、チルトシリンダ８１の両側方に配置される左右一
対のトリムシリンダ８３の基端部にはクランプブラケッ
ト７５が設けられ、トリムシリンダ８３のピストンロッ
ド８４の先端部はスイベルブラケット７５に対し、相互
に離間、当接可能である。

チルト角センサ８５は第８図と第９図に示される如く構
成され、ポテンショメータ方式によってクランプブラケ
ット７３に対するドライブユニット７７の傾動角を検出
するものである。

即ち、クランプブラケット７３にはハウジング８６が止
めねじ８７により固定され、このハウジング８６内には
抵抗盤８８が設けられている。また、ハウジング８６に
は回転軸８９が貫通してチルト軸７４と平行に配置さ
れ、ハウジング８６の内部に位置する回転軸８９の端部
には接点９０が設けられている。回転軸８９のハウジン
グ８６の露出部にはレバー９１が固定され、レバー９１
はレバー９２とピン９３を介して回動可能に連結されて
いる。このレバー９１の他端部はスイベルブラケット７
５にビス９４を介して固定されている。

スイベルブラケット７５がチルト軸７４を支点として傾
動すると、第９図に二点鎖線で示すようにレバー９２、
レバー９１を介して回転軸８９が回転する。この回転軸
８９の回転により、接点９０が抵抗盤８８に所定の接触
圧で摺動し、クランプブラケット７３対するドライブユ
ニット７７の傾動角度の変化に相当する電圧を出力す
る。

第１０図はこの発明を船内外機に適用した実施例を示し
ている。船体１００にはディーゼル内燃機関１０１が搭
載されており、このディーゼル内燃機関１０１には燃料
噴射装置１０２が設けられている。

燃料噴射装置１０２は燃料噴射ポンプ１０３で燃料に必
要な圧力を与えるとともに、電磁弁１０４の制御により
ディーゼル内燃機関の負荷や回転速度に応じ、適当な量
の燃料を最適の噴射時期に正確に噴射する。電磁弁１０
４は制御装置１０５によって制御され、制御装置１０５
はドライブユニット１０６に設けられたセンサ１０７に
よって作動するようになっている。

ドライブユニット１０６は船体１００に固定されたスイ
ベルブラケット１０８に傾動可能に支持されており、こ
のドライブユニット１０６にはプロペラ１０９が設けら
れている。プロペラ１０９はドライブユニット１０６に
内蔵された動力伝達軸１１０で駆動され、この動力伝達
軸１１０と噛合した入力軸１１１は前記ディーゼル内燃
機関１０１の出力軸１１２とユニバーサルジョイント１
１３を介して連結されている。

従って、ドライブユニット１０６に障害物が衝突する
と、ドライブユニット１０６が水中から跳ね上がり、そ
の後再び元の位置に戻る。このときのドライブユニット
１０の傾動はユニバーサルジョイント１１３で許容され
る。そして、センサ１０７が障害物の衝突を検知して、
制御装置１０５に検出信号が入力される。これにより、
制御装置１０５が電磁弁１０４を閉方向へ作動させて燃
料の供給量を制御し、ディーゼル内燃機関の回転速度を
低下させる。

第１１図はこの発明を船外機に適用した他の実施例を示
している。船舶に搭載された船外機の内燃機関２００に
はその吸気通路２０１に気化器２０２とスロットルバル
ブ２０３が備えられている。このスロットルバルブ２０
３はスロットル開閉モータ２０４によって開閉して、内
燃機関２００に吸入される混合気量を調整する。スロッ
トル開閉モータ２０４は制御装置２０５によって駆動さ
れ、この制御装置２０５はスロットルコントロールレバ
ー２０６からの作動信号によって作動する。制御装置２
０５にはセンサ２０７から入力信号が船外気に障害物が
衝突した際に入力され、この入力信号の入力により、ス
ロットル開閉モータ２０４を介してスロットルバルブ２
０３を閉方向へ作動し、混合気の供給量を制御して内燃
機関の回転速度を低下させる。

［発明の効果］ この発明は前記のように、ドライブユニットが障害物に
衝突すると、このドライブユニットが跳ね上がり、これ
とともにドライブユニットが障害物に衝突したことを検
知して、制御装置で内燃機関の回転速度を低下させ、こ
れに伴ない内燃機関のエンジン出力で駆動されるプロペ
ラの回転速度も低下する。そして、スロットルレバーを
閉じで、スロットル開度センサが全閉検出信号を出力す
ると、この全閉検出信号で制御装置によって内燃機関の
回転速度の低下が解除される。

従って、ドライブユニットが水中から跳ね上がり、障害
物を乗り越えた後、再び水中に戻るときまで、確実に内
燃機関の回転速度を低下させることができ、プロペラの
回転で大きなスラストが働くことを防止し、船舶自身が
大きく傾動したり、急旋回して不安定な状態でなること
を阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した船舶の側面図、第２図はこ
の発明の基本構成図を示すブロック図、第３図は衝突を
検知するセンサの一例を示す図、第４図は点火回路と失
火制御回路の詳細回路図、第５図及び第６図はこの発明
の他の実施例を示すブロック図、第７図乃至第９図はこ
の発明を適用した他の実施例を示すもので、第７図は側
面図、第８図はチルト角センサの構成を示す一部断面
図、第９図は第８図のIX−IX断面図、第１０図はこの発
明を船内外機に適用した実施例を示す概略図、第１１図
はこの発明を船外機に適用した他の実施例を示す概略図
である。 ４……ドライブユニット ５……内燃機関 ６……プロペラ ８……センサ ９……点火回路 １１……スロットル開度センサ １２……比較回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外力に応じて傾動するドライブユニットに
   プロペラが設けられ、このプロペラが内燃機関のエンジ
   ン出力により駆動される船舶推進機において、前記ドラ
   イブユニットに障害物が衝突したことを検知するセンサ
   と、前記内燃機関のスロットル開度を検出するスロット
   ル開度センサと、前記障害物が衝突したことを検知する
   センサの出力により前記内燃機関の回転速度を低下さ
   せ、一方前記スロットル開度センサの全閉検出信号で前
   記内燃機関の回転速度の低下を解除する制御装置とを有
   することを特徴とする船舶推進機の航走安定装置。