JPS62163893A - 船舶用サイクロイドプロペラの制御装置 - 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〕 本発明は、特許請求の範囲第（１）項の前毘部に記載し
た特徴を有する船舶用サイクロイドプロペラの制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

貨客船、クレーン船、客船、設標船、ひき船及びその他
の船舶を、挾い空間で正確に操縦し、又は所定の場所で
正確に係留できるよう、船舶には、いくつかのサイクロ
イドプロペラ（１′フオイト・シュナイダー・プロペラ
”）が装備されている。

これは、船底から張り出して、それぞれほぼ垂直な軸を
中心に回転する羽根車であり、羽根車の周面に、それぞ
れほぼ垂直な軸を中心に揺動する羽根が配置しである。

この羽根の制御系は、ドイツ特許明細書第２０２９９９
５号により公知であり、その原理を第１図に示した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

円周上に配置された３個から最高７個の揺動羽根（２）
〜（６）が、羽根車の接線に対して揺動する角度は１羽
根車が１回転する間に、正・負の最高角度値（いわゆる
「ピッチ」）間で変化する。羽根車は、その回転軸が船
底に垂直に立てて配置されており、水は、揺動羽根にに
２〜に６の力を加える。この力のベクトル加算から合成
力が得られ、揺動羽根が、羽根車の円の接線に対し、周
回時占める最高角度の増加に伴って大きくなる。

船の長手軸を（Ｌ）、この軸と円（１）との交点を（７
）　（７’　）とすると、交点（７）（７’）における
揺動羽根の角度（ｆ）、又はこの角度の別の適当な尺度
が、「航走ピッチ」と呼ばれ、船を長手軸（Ｆ）（航走
軸）の方向に動かすスラストを生じる。

第１図に示した位置とは別に、揺動羽根に、交点（８）
（９）の通過時羽根車の接線に対する揺動羽根の角度位
置を決定する「操舵ピッチ」も設定すると、「操舵軸」
（見）の方向にも力の成分が現われる。

揺動羽根の位置を調整するため、羽根車伝動装置内で、
いわゆる「制御点」（Ａ）が通過可能であり、羽根車の
円に対するその偏心（すなわち、座標系（１）（尺）上
のデカルト成分（ＤＦ）　（ＤＲ）　）がピッチを決定
する。

（Ｆ）（Ｒ）の方向に現われ、羽根車及びその駆動部に
より加えられる推進力は、羽根車への水の衝突、つまり
船底下の幾何学的条件及び相対航走速度に依存する。こ
のことは、制御特性曲線により考慮することができる。

駆動部の負荷及び偏心の制限にとって、航走ピッチが、
操舵ピッチに応じて低減されると有利であることが判明
した（第１図の特性曲線（１０））。

羽根車伝動装置の制御軸（Ａ）は、２つの電気制御可能
な操作部材（１１）　（１２）、及び図示を省略した機
構により駆動される。これらの操作端が軸（Ｆ）（Ｒ）
上にあると、　調整行程（ＯＸ）　（［ｌＹ）は偏心（
［１Ｆ）（ＤＲ）に等しくなる。しかし、空間的条件か
ら船の種類に応じて、操作部材（１１）　（１２）を、
別の箇所、例えば第１図の（又）及び（Ｙ）軸方向に配
置する必要がしばしば生じる。それゆえ、操作端制御の
ための航走ピッチ及び操舵ピッチ（ＤＦ）　（ＤＲ）は
、座標系の回転に応じて、偏心量（ＤＸ）（ＤＹ）用制
御量（Ｄｘ）（Ｄｙ）に換算しなければならない。

これに役立つのが、操作端の制御入力端子の前に設けら
れた変換装置（１３）であり、その入力信号は計算機（
１４）から取り出され、基準量（Ｆ）（Ｒ）から導き出
したものである。

航走ピッチ基準量（Ｆ）は、例えば速度制御レバー（１
５）により当該検出器（１６）で設定された航走命令に
より決まり、操舵ピッチ基準量（Ｒ）は、操舵＠　（１
７）により当該検出器（１８）で設定された操舵命令に
より決まる。

制御軸を変位する機械的力は、西ドイツ国特許第２０２
９９９５号明細書によれば、互いに接続されたサーボモ
ータが、協同して制御点（Ａ）に作用して加える。

サイクロイドプロペラそのものは、船をごく正確かつ迅
速に制御することができ、この制御は、主にサーボモー
タとその制御系の特性により制御されていることが分か
った。その際、サーボモータ及びその制御系は、船の各
種類に適合させねばならない。

そこで、本発明の目的は、各種船舶の所要の条件、およ
び各プロペラ駆動部に、ごく簡単に（つまり、電気的パ
ラメータの設定により）適合させることができ、また制
御点を、迅速かつ正確に、しかも大きな手間を必要とす
ることなく調整する制御系を提供することである。

この制御系は、頑丈であり、保守もほとんど不要である
。これは、特許請求の範囲第（１）項に記載した特徴を
有する装置により達成される。

〔問題点を解決するための手段〕

油圧回路内で、比例制御弁は両方向で流量を絶えず調節
することができる。これにより、操作シリンダは、ごく
正確に位置調整することができ、その際、かなりの力を
、簡単にかつ正確迅速に制御することができる。

ピッチの迅速な上昇は、ピッチそのものの前置符号には
係りなく、プロペラ駆動部と揺動羽根を調整する機構と
の負担となる。

それに対し、ピッチの下降、つまり揺動羽根の当接は負
担軽減であり、これは、場合によっては、急激に行うこ
とができる。それゆえ、基準量の急変のため有利なこと
に、航走ピッチ若しくは操舵ピッチの目標値を、新たな
値に連続的に上昇若しくは下降させるランナツプ検出器
が設けられており、ピッチの上昇速度も下降速度も、そ
れぞれ操舵ピッチ及び航走ピッチについて個々に調整可
能である。上昇速度のこの制限は、特に駆動部の負荷及
び又はかじ敗軍、又は航走レバーそのものの回転数、又
は位置に左右されることがある。

有利なことに航走ピッチは、操舵ピッチに依存して、特
に操舵ピッチ依存要因の形で低下する。

好ましくは、操舵ピンチも航走ピッチ、特に航走ピッチ
と胱走方向とに依存して制御することができる。

操舵ピッチ及び航走ピッチが、操作シリンダの許容最大
行程に相当する値に制御される場合、シリンダ最大偏位
用の機械的ストッパを負担軽減し又は無用とすることが
できる。好ましくは、駆動部の負荷状態に応じて限界値
が設定され、これにより、駆動部及びその調節系が負担
軽減される。

最後に、船の座標における制御点の偏心に相当する計算
機により形成された目標値は、有利には、シリンダに付
属した座標（盈）（芙）を基準に偏心に変換することが
でき、垂直軸（Ａｘ）（Ａｙ）を中心に回転自在に支承
されたシリンダの行程は、ピタゴラスの定理により、こ
の変換した偏心から計算される。

（実　施　例〕 本発明の有利な諸構成は、特許請求の範囲の実施態様項
に明示してあり、以下、それを、図に基づき説明する。

第２図に単に１個示しであるプロペラ（羽根車）は、デ
ィーゼル機関（２０）により、最大動作範囲内で、事実
上一定した調整可能な回転数に保たれる。

実際の各動作状態への最適適合は、制御系のパラメータ
を機種ごとに又は個々に適合して行われる。

駆動トルクは、例えば速度調節器を含むことのある駆動
部制御装置（２２）により、適当な操作端、例えばディ
ーゼル機関（２０）の入口弁（２１）を介し設定される
。（２３）は機械的要素であり、該要素で回転数フィー
ドバック値を取り出すことができ、また該要素は、羽根
車プロペラの（有利なことに互いに分離された）潤滑油
回路及び制御油回路内の圧力を維持するため、油圧ポン
プに接続するのに役立つ。その際、機械的要素（２３）
がクラッチを含むこともできる。

駆動部の負荷状態（例えばディーゼル機関（２０）の、
入口弁（２１）で調整された容積効率）は結線（２４）
を介して検出することができる。また、揺動羽根（２）
〜（６）が、円（１）に接線方向で当接して、推進力も
操舵力も加わらないとき、駆動部が起動するだけとなる
よう、駆動部の制御をピッチの目標値及びフィードバッ
ク値により調節することができる。

制御軸を変位するのに、本発明では、操作シリンダ（２
５Ｋ）　（２５ｙ）が使用され、その油圧回路（制御油
回路）内に、電気油圧式比例制御弁（２６ｘ）　（２６
ｙ）を直接設けである６ 比例制御弁は、２つの操作シリンダのシリンダ行程を、
絶えず両方向で微調整することができる。

操作シリンダそのものは１例えば（Ａｘ）（Ａｙ）点を
中心に揺動可能であり、制御点（Ａ、）の位置に必要な
シリンダ行程は（Ａｘ）と（Ａｙ）との間の距離から、
ピタゴラスの定理により明らかとなる。

操作シリンダ（２５ｘ）　（２５ｙ）がフィードバック
値出力端子を有し、該端子から測定用変換器（２７ｘ）
（２７ｙ）により、シリンダ行程フィードバック値（Ｈ
ｘ）（Ｈｙ）が取り出される。このフィードバック値が
、当該目標値（１（ｘす（Ｈｙψ）とともに、シリンダ
行程制御回路内の各シリンダ行程調節器（２８ｘ）　（
２８ｙ）に供給され、制御偏差から制御弁（２６ｘ）　
（２６ｙ）用バルブ電流目標値（Ｉｘ＊）　（Ｉｙ＊）
が形成される。

シリンダ行程制御回路に弁行程制御回路を設けておくと
有利である。

各制御弁（２６ｘ）　（２６ｙ）のフィードバック値出
力端子から、測定用変換器（２９ｘ）　（２９ｙ）を介
して弁位置フィードバック値が取り出され、シリンダ行
程調節器（２８ｘ）　（２８ｙ）の出力とともに、弁行
程調節器（３０ｘ）　（３０ｙ）に供給される。この下
位の弁行程調節器の出力端子が電流目標値（Ｉｘす（Ｉ
ｙ＊）を形成し、後者自身は、下位のバルブ電流制御回
路の各バルブ電流調節器（３１ｘ）　（３１ｙ）に供給
される。

操作シリンダ（２５ｘ）　（２５ｙ）に作用する目標値
（Ｈｘ傘）（Ｈｙりを形成するため、第２図に示すよう
に、速度制御レバー（１５）で設定した航走命令（Ｆ）
、及び操舵輪（１７）で設定した操舵命令（Ｒ）は、計
算機（１４）内で船の座標系（Ｆ）（Ｒ）における制御
点（Ａ）の偏心に相当する航走ピッチ目標値（ＤＦ）、
若しくは操舵ピッチ目標値（ＤＲ）に換算される。変換
装置（１３）は、操作端の座標（Ｘ）（Ｙ）への前記換
算を行なう。変換装置（１３）及び計算機（１４）の有
利な構成については後に説明する。

更に、操舵ピッチ及び航走ピッチフィードバック値の逆
算値を表示器（３３）で表示するため、行程フィードバ
ック値（ｌ（Ｘ）　（Ｈｙ）が、変換装置（１３）とは
逆に動作するフィードバック値変換器（３２）にも供給
されるようになっている。好ましくは、航走ピッチ及び
操舵ピッチ基準量の逆算したフィードバック値を形成す
るため、計算機（１４）とは逆に動作するフィードバッ
ク値演算要素（３４）を、フィードバック値変換器の後
段に設けである。

例えば、船の駆動部が定常状態になると、−数表示器（
３５）がフィードバック値逆算と航走命令（Ｆ）及び操
舵命令（Ｒ）に相当する値との一致を表示し１次に、表
示器（３３）が揺動羽根の実際の位置を表示する。この
ことは、特に、例えば複数の船が同行することから、制
御点（Ａ）の遠隔制御又は手動制御に切り換えるため、
速度制御レバー（１５）及び操舵輪（１７）がオフにさ
れる場合有利である。

操作端の立体的配置により、船の種類ごとに、操作端の
軸（Ｘ）（Ｙ）と船の軸（Ｒ）ＣＦ）との間の角度（Ｗ
）が確定している。このため、右回りの船座標系から、
左回りのＸ−−Ｙ−一座標系に移行する必要の生じるこ
とがある。これは　ＩＸ座標若しくはＹ座標の条件変更
についてのパラメータ（ＢＸ）（ＢＹ）により設定する
ことができる。

次にこの座標変換は、目標値（ＤＲ）（ＤＦ）を、ＤＸ
＝ＢＸ（叶・ｃｏｓ　ｗ＋ＤＦ−ｓｉｎ　ｗ）ＤＹ＝Ｂ
Ｙ（−ＤＲ−ｓｉｎ　ｗ＋ＤＥ−ｃｏｓ　ｗ）。

により、偏心（ＤＸ）　（ＤＹ）に変換する。この変換
については、いわゆる「ベクトル旋回子」が知られてい
る。変換装置（１３）内には、適宜な演算要素（３８）
（第３図）が、ピタゴラスの定理により、偏心から各操
作シリンダ行程目標値（ｌｘす（Ｈｙ＊）を算出する別
の演算要素（３７）と直列に接続しである。

操作シリンダの旋回軸（Ａｘ）　（Ａｙ）と座標交点と
の距離を（ａｘ）又は（ａｙ）とすると、例えば第３図
の演算要素（３７）について、次式が成り立つ。

（ａｘ　＋　Ｈｘ＊）２＝　（ａｘ　＋　ＤＸ）２＋　
ＤＹ”（ａｙ　＋　Ｈｙ＊）２＝　（ａｙ　＋　ＤＹ）
２＋　ＤＸ２第２図に示すように、適宜な逆演算要素（
３７’　）及び逆ベクトル旋回子（３６’）が、実際の
フィードバック値（Ｈｘ）　（Ｈｙ）から操舵ピッチ及
び航走ピッチの逆算したフィードバック値（ＤＦｏ’　
）（ＤＲｏ’　）を形成する。

操作端用制御信号、つまり行程目標値（Ｈｘす（Ｈｙ＊
）の断続処理が、第３図では操作シリンダ（２５ｘ）に
ついてのみ示しである。行程調節器（２８ｘ）として、
有利には比例調節器が使用される。オーバーシュートを
防ぐべき場合、利得は、適当な特性要素（３８）たる比
較制御弁により非線形に調整される。これにより、シリ
ンダ調整速度は、特に制御偏差の根に概ね比例して設定
することができる。

電気制御可能な弁制御レバーが突然に動いて、大きな圧
力変化を帰結することのないよう、特性要素（３８）た
る比較制御弁と直列に、ランナツプ検出器（３９）を設
けである。

下位のバルブ行程調節器（３０ｘ）は、主にＰＩ動作の
ものであり、その出力信号に、「バルブ電流ディザ−」
としての副因標値設定器（４１）により生成される方形
振幅が重ね合わされる。これにより。

弁制御レバーの絶えざる微動、従って比例制御弁（２６
ｘ）内の摩擦低減が達成される。

下位のバルブ電流調節器（３１ｘ）は、２位置側節器と
なっている。そのため、バルブ電流目標値が整流され、
その徴候、つまりシリンダ行程の増減に応じて、操作シ
リンダ及び比例制御弁を流れる制御油の各方向に付属し
た制御流路に供給される６各制御流路は、バルブ電流用
スイッチングトランジスタ（４３）　（４３’　）を駆
動するしきい値要素（４２）（４２’）を含む。

操舵ピッチ及び航走ピッチ、つまり制御点（Ａ）の偏心
は、駆動部の負荷状態に依存した値に制限される。これ
に利用するのが第４図のリミッタ−である。これは、限
界調節器を含み、航走ピッチについても、操舵ピッチに
ついても、限界値を設定する。この限界値は、正のピッ
チと負のピッチとで異なってもよい。これにより、駆動
部（２０）の動作状態に応じて過負荷が回避され、揺動
羽根の制御を、船及び駆動部の種類に柔軟に適合するこ
とができる。

結線（２４）を介し、負荷状態フィードバック値として
、例えば機関の容積効率、つまり入Ｉ口弁（２１）の調
整を設定することができる。これがアナログ値である場
合、許容最大負荷（１、ｍａｘ）からの偏差はアナログ
調節器、主に積分部及び微分部を有する調節器（ＰＩ−
ＤＴＩ調節器（４４））に供給することができる。

調節器の出力信号（ＦＬ）は、リミッタ−（４５）を介
して、値１を設定しである最大値（ＦＬｍａｘ）に制限
される。最小値も、設定された値（ＦＬｍｉｎ）　（例
えばＦＬｍｉｎ　＝　１／２）に制限しである。それゆ
え、フィードバック値（Ｌ）が限界値（Ｌｍａｘ）に達
していない限り、調節器出力信号（ＦＬ）は、それが値
（ＦＬｍａｘ）になるまで上昇する。そして（Ｌｍａｘ
）を超えると、（ＦＬ）は荷重最大値が維持されるか、
又は値（ＦＬｍａｘ、）が達成されるまで、絶えず低下
する。

それに対し、ディジタルフィードバック値（Ｌ）を使用
する場合には、２位置側節器（しきい値（Ｌｍａｘ）の
しきい値要素（４６））を使用し、その出力信号を極性
信号として積分器（４７）に供給することができる。積
分器の出力信号は、設定された極性に応じて一定ピッチ
で増減し、（ＦＬｍａｘ）若しくは（ＦＬｍｉｎ）が達
成され、又は出力信号（ＦＬ）が値（Ｌｍａｘ）だけ揺
れる。

出力信号（ＦＬ）は、掛は算器（４８）により、特性要
素（１４）の出力信号（ＤＦ＊）　（ＤＲりの係数とし
て利用される。この積は、特性要素（４９）を当該駆動
部タイプに個々に適合するため付加的に特性要素に供給
することができる。例えば、最大荷重若しくは（ＦＬ）
　＝　１のとき、実際の航走ピッチ（ＤＦ）は前進の場
合、（ＤＦ）により設定された航走ピッチの９５％、後
進の場合、例えば８０％に制限されるようにすることが
できる。

操舵ピッチについては、それに係りなく、ピッチの両極
性の独自の最大値を設定することができる。

負荷に依存したりミソター（５０）に相当する逆演算要
素（５０’　）が、まず特性要素（４９）とは逆に特性
要素（４９’）により、最大ピッチを補償し、そして係
数（ＦＬ）で割ることにより、掛は算器（４８）の働き
を補償する。

航走ピッチ及び操舵ピッチの最大ピッチだけ修正され逆
算されたフィードバック値（ＤＦ”）　（ＤＲ”）を取
り出すことのできる出力端子も設けである。

航走命令（Ｆ）から、操舵ピッチ（第１図の特性曲線（
１０））の関数として適宜な航走ピッチ又は偏心を形成
することは、前述の先行技術ですでに提案されている。

例えば、羽根車が船首に、そして１個又は並置した２個
の羽根車が船尾に設けである場合、水は、船の種類に応
じて船の長手軸（Ｆ）から航走速度及び航走方向、つま
り、航走ピッチの大きさ及び前置符号に応じて偏位した
方向に、個々の羽根車に突接して流れる。つまり、（Ｒ
）方向の希望するスラストを調整するには、さまざまな
操舵ピッチが必要であり、こ九は、特性曲線の変位によ
り考慮される。

第５図に示した特性曲線（１０）から、例えば航走ピッ
チについて基準ｆｉｔ（Ｆ）（Ｒ）に依存した値（ＤＦ
率（Ｆ、Ｒ））が生じる。特性曲線変位のため、操舵ピ
ッチは、航走推進が前向きか後向きかに応じて、特性曲
線（１０）に対し、ＤＦ＊・Ｆ＋（直線５１）もしくは
ＤＦ傘・Ｆ−（直線５２）の値だけずらされ、偏心回申
は、ＤＲｌｉ　＝　Ｒ＋　ＤＦ傘・Ｆ十又はＤＲ傘＝　
Ｒ＋　ＤＦ寧・Ｆ−となる。

しかし、制御点（Ａ）を変位する機構は、中心点から限
定された置火偏位を許すにすぎない。この置火偏位は、
第５図に円（５３）で明示してあり１、四７５肩コ毘フ
ー≦一定 を条件に与えられている。それゆえ、計算機は、基準量
として設定された命令（Ｆ）（Ｒ）から、第５図に示し
た限界曲線（５４）内にあるピッチ（ＤＦす（ｏＲ傘）
を求めることがわかる。

第６図に示すように、この線図の変位は、計算機（１４
）内の適宜な特性要素（５５）により達成される。

逆算したフィードバック値（ＤＦ’　）　（ｏＲ′）の
ため、フィードバック値演算要素（３４）が適宜な逆特
性要素（５５’）を含み、値（ＤＦ”）　（ＤＲ’りは
逆特性要素（５５”）により逆算される。

切換スイッチ（５８）が適宜な位置にあるとき、現実の
シリンダ行程が船座標上のどの偏心逆算値に相当するか
を、表示器（５７）で読み取ることができる、計算機が
故障すると、継電器（５８’）が応答して切換スイッチ
（５８）を切り換え、表示器（５７）は。

角度（Ｗ）だけ回転した座標上の実際のシリンダ行程を
表示する。

基準量（Ｆ）（Ｒ）は、計算機（１４）内で特性要素（
５６）により、有利に選定される次式により変換される
。

ＤＦ拳＝Ｆ−Ｎ 式中Ｎは、可変パラメータ（Ｍ）、（Ｂ）を有する関数 Ｎ＝　（１−ＭＩＢＩＢ） により与えられる。

別の有利な特性曲線は、やはりかかる係数Ｎから出発し
、航走命令（Ｆ）が量的に係数（Ｎ）以下である限り、
航走ピッチ（ＤＦ）をこの航走命令と同一視する。別の
場合には、ＤＦ傘＝　（ｓｉｇｎ　Ｆ）・Ｎと設定され
る。

特性要素は、２つの特性曲線形状間で、選択的に切り換
えることができるよう構成することができる。その際、
他方の特性曲線形状に切り換えるのと同時に、別の制御
部材内でも、別のパラメータセットへの移行が起きるの
が望ましいことがある。

フィードバック値演算要素（３４）内で、行程フィード
バック値を逆算する逆特性要素（５６’　）が、計算機
（１４）内の当該特性要素（５６）に相当する。制御系
が定常状態になると、計算機値演算要素（３４）で取り
出す基準量逆算値（Ｆ’）（Ｒ’）は、速度制御レバー
（１５）及び操舵＠（１７）で設定した命令と一致する
。この平滑化した状態を、前述の一致表示器（３５）　
（第２図）で読み取り、遠隔制御又は手動制御への移行
を、その場で引き起こすことができる。

この移行は、動作選択スイッチ（５９）で行なうことが
できる。

この動作選択スイッチを介して、調節器がオフとなる手
動操作のとき制御系のランナツプ検出器にフィードバッ
ク値をフォローさせるため、基準量逆算値を制御系の入
力端子に印加することも可能である。

摺動羽根の急激な変位、及びそれに伴う駆動部の負荷ジ
ャンプを避けるため、操舵ピッチ基準量（Ｆ）及び航走
ピッチ基準量（Ｒ）のため、航走命令及び操舵命令の急
変時変位速度を、それぞれランナツプ検出器が制御する
のが望ましい。変位速度は、一定した値などはなく、各
成分の大きさに伴って変化する。方向、つまり零点から
の上昇又は零点への低下も考慮することができる。

制御油ポンプが駆動部に接続しであるので、変位速度が
回転数に依存することも望ましい。付加的に上昇速度は
機関の過負荷を避けるため、駆動部の荷重に応じて下げ
ることができる。

それゆえ、第６図に示すように、計算機（１４）の入力
端子に変位速度制限回路（６０）が配置されている。こ
の回路は、航走命令の変更時航走ピッチ（Ｆ）若しくは
操舵命令の変更時操舵ピッチ（Ｒ）を新たな値に連続的
に高めるため、各１個のランナツプ検出器（６１Ｆ）　
（６１Ｒ）を含み、その際操舵ピッチ及び航走ピッチは
、好ましくはピッチ増減の変更速度を゛個々に調整可能
である。

航走ピッチ基準量の変更速度（ＶＦ）は、第６図の場合
、ランナツプ検出器（６１Ｆ）で一定の値（ＶＦｏ）に
設定しである。この値は、例えばプロペラ寸法に調整し
てあり、航走ピッチ、その変更方向、駆動出力（Ｌ）、
機関又は制御油ポンプの回転数（ＮＯ）に応じて修正す
ることができる。航走ピッチの検出は、その基準量（Ｆ
）若しくは航走レバー（１５）で取り出した制御信号（
Ｆｏ）の絶対値形成器（６２）により表わされ、検出器
（６３）は変更方向の検出、つまりピッチ増減間の差異
を。

ｄｌＦ＋ ｉｇｎ　− ｔ により表わす。

検出器（６３）により制御された切換スイッチ（６３″
）は、方向に依存して２つの特性曲線検出器（６４）（
６４”を間で切り換えを行なうことにより、航走ピッチ
及びその変更方向に依存した修正関数（ＦＦ（Ｆｏ））
、主に多角形を調整することができる。

同様に、切換スイッチ及び２つの特性曲線検出器（６５
）　（６５’　）により出力に依存した修正関数（ＨＦ
（Ｌ））が調整され、その際、ピッチ低下は、特に出力
に係りなく、急激に行なうこともでき、ｄｌＦｌ／ｄｔ
＜Ｏの場合、活性化される特性曲線検出器（６５″）で
、特に「１」値を一定に調整することができる。

回転数（Ｎｏ）により制御される特性曲線検出器（６６
）が、更に修正関数Ｇ　（Ｎｏ）を発生し、ランナツプ
検出器は、基準量（Ｆ）の変更速度（ＶＦ）を次式によ
り決定する。

ＶＦ＝ＶＦｏ−ＦＦ（Ｆｏ）　・Ｇ（Ｎｏ）　・ＨＦ（
Ｌ　）操舵軸（１７）の信号（ＲＯ）により形成される
操舵ピッチ基準量（Ｒ）に関し、適宜な検出器と合わせ
て、適宜な特性曲線検出部により関数ＦＲ（Ｒｏ）。

ＨＲ（Ｌ）が形成される。この検出器は、設定された上
昇速度（ＶＲＯ）から、次式により基準量（Ｒ）の変更
速度を発生する。

ＶＲ＝ＶＲｏ−ＦＲ（Ｒｏ）　・Ｇ（Ｎｏ）　・ＨＲ（
Ｌ　）従って、この発明は、個々のパラメータ及び特性
曲線を簡単に調整して、各種の船及び要求条件に簡単に
適合することのできるサイクロイドプロペラの制御点（
Ａ）用制御系を提供する。この制御系は、頑丈で、はと
んど保守が不要である、かつ操作が簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来公知のサイクロイドプロペラ制御系の原
理を示す図である。 第２図は、本発明による好ましい装置の原理を示す回路
図である。 第３図は、航走ピッチ及び操舵ピッチの目標値に依存し
た制御軸の制御系を示す回路図である。 第４図は、目標値を負荷に依存して制限するリミッタ−
を示す部分回路図である。 第５図は、変換された目標値制御線図である。 第６図は、航走命令及び操舵命令からの航走ピッチ及び
操舵ピッチ目標値の形成系を示す回路図である。 （１）円　　　　　　　（２）〜（６）揺動羽根（７）
（７’）交点　　　　（８）（９）交点（１０）特性曲
線　　　　（１１）（１２）操作部材（１３）変換装置
　　　　（１４）計算機（１５）速度制御レバー　（１
６）検出器（１７）操舵軸　　　　　（１８）検出器（
２０）ディーゼル機関　（２１）入り自弁（２２）駆動
部調節装置　（２３）機械的要素（２４）結線　　　　
　　（２５ｘ）　（２５ｙ）操舵シリンダ（２５ｘＴｙ
）〜（３１ｘ、ｙ）シリンダニ程制御回路（２６ｘ）　
（２６ｙ）比例制御弁 （２７Ｋ）　（２７ｙ）測定用変換器 （２８ｘ）　（２８ｙ）シリンダ行程調節器（２９ｘ）
　（２９ｙ）バルブ行程調節器（３１ｘ）　（：Ｈｙ）
バルブ電流調節器（３２）フィードバック値変換要素 （３３）表示器 （３４）フィードバック値演算要素 （３５）−数表示器　　　（３６）（３７）演算要素（
３６’　）ベクトル旋回子 （３７’　）逆演算要素　　（３８）特性要素（３９）
ランナツプ検出器 （４０）ＰＩ調節器　　　　（４１）副目標値設定器（
４２）　（４３）　Ｌきい値要素 （４３）　（４３’　）スイッチングトランジスタ（４
４）ＰＩ−ＤＴＩ調節器　（４５）制限回路（４６）　
Ｌきい値要素　　（４７）積分器（４８）掛は算器　　
　　（４９）特性要素（５０）リミッタ−（ｓｏ’）逆
演算要素（５１）　（５２）直線　　　　（５３）円（
５４）限界曲線　　　　（５５）特性要素。 （５６）特性要素　　　　（５７）表示器（５８）切換
スイッチ　　（５８’　）継電器（５９）動作選択スイ
ッチ （６０）回路 （６１Ｆ）　（６１Ｒ）ランナツプ検出器（６２）絶対
値形成器　　（６３）検出器（６３’　）切換スイッチ （６４）　（６４’　）　（６５）　（６５’　）特性
要素（Ａ）制御点　　　　　（Ａｘ）　（Ａｙ）垂直軸
、揺動軸（Ｂ）パラメータ　　　（ＤＦ車）航走ピッチ
（ＤＦｏ’　）　（ＤＲｏ’　）フィードバック値の逆
算値（ＤＲ傘）操舵ピッチ　　（Ｄｘ）　（Ｄｙ）偏心
量（Ｄｘ）　（Ｄｙ）制御量　　　（Ｆ）航走命令（旦
）船の長手軸　　　（ｆ）角度 ＦＦ（Ｆｏ）、ＦＲ（Ｒｏ）、Ｇ（Ｎ）、ＨＦ（Ｌ）、
ＩＩＲ（Ｌ）関数（Ｆｏ）航走命令　　　　Ｇ（Ｎｏ）
修正関数ＨＦ（Ｌ）修正関数 （Ｈｘ）　（Ｈｙ）工程フィードバック値（Ｈｘす（１
１ｙり目標値　　（Ｉｘす（工ｙ１１）目標値（Ｍ）パ
ラメータ　　　（ＮＯ）回転数（Ｒ）操舵命令　　　　
（且）操舵軸 （ＲＯ）操舵命令　　　　（ＶＦ）　（ＶＲ）基準量変
更速度ｌｖ＋＋＋、

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）制御点（Ａ）の偏心量（ＤＸ）（ＤＹ）に
   応じて、プロペラの揺動羽根ピッチを調整する機構と、
   （ｂ）２個の互いに接続され機構の制御点を通過する電
   気制御可能な操作端と、 （ｃ）航走命令（Ｆ）及び操舵命令（Ｒ）に応じて、船
   の座標を基準に、航走ピッチ（ＤＦ）及び操舵ピッチ（
   ＤＲ）の目標値を形成する計算機（１４）と、（ｄ）目
   標値から操作端に対する偏心を形成する変換器（１３）
   とを有する、駆動部（２０）に結合された船舶用サイク
   ロイドプロペラの制御装置において、 制御点通過のため垂直軸（Ａｘ）（Ａｙ）を中心に回転
   可能な操作シリンダ（２５ｘ）（２５ｙ）にそれぞれ作
   用する２個の電気油圧式比例制御弁（２６ｘ）（２６ｙ
   ）を有する油圧回路と、偏心から操作シリンダの工程目
   標値を算出する演算要素（第３図の（３７））と、行程
   目標値及び行程フィードバック値（Ｈｘ）からシリンダ
   に作用する制御弁のバルブ電流目標値（Ｉｘ＊）（Ｉｙ
   ＊）を形成するシリンダ行程制御回路（２５ｘ）〜（３
   １ｘ）、（２５ｙ）〜（３１ｙ）（第２図）とからなる
   ことを特徴とする船舶用サイクロイドプロペラの制御装
   置。
2. （２）計算機が、航走命令（Ｆ）から導き出した基準量
   と、操舵命令（Ｒ）から導き出した量と、可変パラメー
   タ（Ｍ）及び（Ｂ）とから航走ピッチ目標値（ＤＦ）を
   、次式 ＤＦ＝Ｆ・（１−Ｍ｜Ｒ｜＾Ｂ） により形成する第１の特性要素（５６）を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の船舶用サイ
   クロイドプロペラの制御装置。
3. （３）計算機が、航走命令から導き出した基準量（Ｆ）
   と、操舵命令から導き出した基準量（Ｒ）と、可変パラ
   メータ（Ｍ）及び（Ｂ）とから、航走ピッチ目標値（Ｄ
   Ｆ）を、 ｜Ｆ｜≦Ｎ＝１−Ｍ｜Ｒ｜＾Ｂの場合、ＤＦ＝Ｆ、その
   他の場合、ＤＦ＝（ｓｉｇｎＦ）・Ｎとして求める第１
   の特性要素を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項に記載の船舶用サイクロイドプロペラの制御装置
   。
4. （４）計算機が、航走ピッチ基準量、特に航走ピッチ基
   準量と航走方向とに応じて、操舵ピッチを制御する第２
   の特性要素を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項に記載の船舶用サイクロイドプロペラの制御装置
   。
5. （５）計算機が、航走命令（Ｆｏ）変更時及び操舵命令
   変更時、その都度、航走ピッチ及び操舵ピッチの基準量
   を新たな値に連続的に高めるランナップ検出器（６１Ｆ
   ）（６１Ｒ）を含み、ピッチ増減のため、基準量の変更
   速度が、個々に調整可能であること（第６図）を特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項に記載の船舶用サイクロ
   イドプロペラの制御装置。
6. （６）ランナップ検出器が、計算機の入力端子に配置し
   てあり、航走命令（Ｆｏ）及び操舵命令（Ｒｏ）から、
   基準量（Ｆ）及び（Ｒ）を形成し、基準量の変更速度（
   ＶＦ）及び（ＶＲ）が、次式 ＶＦ＝ＶＦｏ・ＦＦ（Ｆｏ）・Ｇ（Ｎ）・ＨＦ（Ｌ）Ｖ
   Ｒ：＝ＶＲｏ・ＦＲ（Ｒｏ）・Ｇ（Ｎ）・ＨＲ（Ｌ）に
   より決定され、式中ＦＦ（Ｆｏ）、ＦＲ（Ｒｏ）が、そ
   れぞれＦｏ、Ｒｏ及びそれらの条件に依存する関数（特
   にピッチ量の増減に合わせて選定した関数）、Ｇ（Ｎ）
   が、プロペラ若しくは駆動部の回転数に依存する関数、
   ＨＦ（Ｌ）、ＨＲ（Ｌ）が、駆動部の負荷状態に依存す
   る関数、特に航走ピッチ若しくは操舵ピッチ低減の場合
   、ＨＦ（Ｌ）＝１若しくはＨＲ（Ｌ）＝１の関数である
   こと（第６図）を特徴とする特許請求の範囲第（５）項
   に記載の船舶用サイクロイドプロペラの制御装置。
7. （７）操舵ピッチ及び航走ピッチの目標値が、操作シリ
   ンダの許容最大行程に相当する値に制限されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の船舶用
   サイクロイドプロペラの制御装置。
8. （８）目標値が、それぞれ、駆動部の負荷状態に依存す
   る値に制限されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第（７）項に記載の船舶用サイクロイドプロペラの制御
   装置。
9. （９）駆動部の負荷状態に相当する量を、入力される限
   界調節器の出力信号により設定された値、好ましくは、
   正の目標と負の目標値とで異なる設定値に基づいて、そ
   れぞれ制限するようになっているリミッターを備えるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の船舶
   用サイクロイドプロペラの制御装置。
10. （１０）操舵ピッチ及び航走ピッチフィードバック値の
    逆算値を形成するため、行程フィードバック値が、変換
    装置及び演算要素とは逆に動作するフィードバック値変
    換器にも供給されることを特徴とする特許請求の範囲第
    （１）項に記載の船舶用サイクロイドプロペラの制御装
    置。
11. （１１）航走ピッチ及び操舵ピッチ基準量の逆算フィー
    ドバック値を形成するため、フィードバック値変換器の
    後段に、計算機とは逆に動作するフィードバック値演算
    要素を設けてあることを特徴とする特許請求の範囲第（
    ２）項に記載の船舶用サイクロイドプロペラの制御装置
    。
12. （１２）シリンダ行程制御回路が、非線形比例増幅器（
    ３８）とランナップ検出器（３９）とを含むことを特徴
    とする特許請求の範囲第（１）項に記載の船舶用サイク
    ロイドプロペラの制御装置。
13. （１３）各シリンダ行程制御回路に、ＰＩ調節器（４０
    ）を有する弁行程制御回路が従属し、その出力信号が、
    交番バルブ電流副目標値に接続されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第（１）項又は第（１２）項に記載
    の船舶用サイクロイドプロペラの制御装置。
14. （１４）各バルブ電流目標値が、下位のバルブ電流制御
    回路に供給されるようになっていることを特徴とする特
    許請求の範囲第（１）項に記載の船舶用サイクロイドプ
    ロペラの制御装置。