(57)【要約】【課題】旋回式船舶推進装置において、油圧シール保守やフィードバック機構が不要であり、旋回動作とは無関係に操作目標物への操作力を伝達できる操作力伝達機構を提供する。【解決手段】旋回式船舶推進装置１は、駆動軸３と駆動軸を中心に船舶外で旋回する旋回部４とプロペラ回転軸１０とプロペラ１２を備える。操作力伝達機構は、操作モータ３１と、第１小歯車ＧＳ１と、第１小歯車を介して操作モータにより回転される第１大歯車ＧＬ１と、第１大歯車により回転する操作軸３５を有する。操作軸３５が可変ピッチプロペラ１２の翼角変節装置１５を操作する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶から下方に突出して設けられた駆動軸と、
前記駆動軸を中心として船舶の外部で船舶に対して旋回可能とされた旋回部と、
前記旋回部に設けられて前記駆動軸に連動する中空のプロペラ回転軸と、
前記プロペラ回転軸の一端部に連結されて前記旋回部の外で回転するプロペラと、
を備えた旋回式船舶推進装置に設けられる操作力伝達機構において、
船舶に設けられた操作モータと、
前記操作モータの出力軸に設けられた第１小歯車と、
前記駆動軸を中心として前記旋回部に回転可能に設けられ前記第１小歯車を介して前記操作モータによって回転される第１大歯車と、
前記旋回部に設けられ前記第１大歯車から回転力を受けて操作目標物に回転力を伝達する操作軸と、
を有することを特徴とする旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構。
【請求項２】
前記プロペラは可変ピッチプロペラであり、前記操作目標物は前記可変ピッチプロペラの翼角を変節させる翼角変節装置である請求項１に記載の旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構。
【請求項３】
前記プロペラ回転軸の内部に同軸で回転可能に設けられた変節軸と、
前記プロペラ回転軸の他端部に設けられて前記プロペラ回転軸から回転力を伝達される第１遊星歯車機構と、
前記第１遊星歯車機構から回転力が伝達されて前記変節軸に回転力を伝達する第２遊星歯車機構と、
を有し、
前記操作軸が、前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構の何れか一方に回転力を与えるように構成されており、
前記翼角変節装置は、前記プロペラ回転軸と前記変節軸の回転の差分によって前記可変ピッチプロペラの翼角の変節を行う請求項２に記載の旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構。
【請求項４】
前記操作モータが固定されて船舶に対して回転可能とされた台座と、
前記台座に設けられた第２小歯車と、
前記旋回部に設けられ前記第２小歯車を介して前記台座を回動する第２大歯車と、
を備え、
前記第１大歯車と前記第１小歯車による減速比と、前記第２大歯車と前記第２小歯車による減速比とが同一である請求項１〜３のいずれかに記載の旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構。
【請求項５】
前記旋回部の旋回角度を検出する旋回角検出センサと、
前記操作モータの回転角度を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記旋回角検出センサからの信号により目標とする回転角度を補正した補正回転角度を算出し、当該補正回転角度によって前記操作モータを回転させる制御を行う請求項１〜３のいずれかに記載の旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶を推進するプロペラが設けられて船舶の外部で旋回する旋回部を備えた船舶推進装置に係り、特に船舶に設けた操作モータで可変ピッチプロペラ等の操作目標物に操作のための回転力を確実に伝達することができる構成が簡単で保守が容易な旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、アジマススラスターの可変ピッチプロペラにおいて、プロペラ翼角度を操作するため、油圧を用いた機構を利用した例が記載されている。また、下記特許文献２及び３には、水力発電装置における水車の翼角の操作を行うため、遊星歯車を利用した機構を用いた例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６１８６０５号公報
【特許文献２】特公平５−３８８７０号公報
【特許文献３】特許第３９１９８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アジマススラスターは、水平配置されたプロペラ回転軸を有する旋回部を船舶外に備えており、この旋回部を鉛直な駆動軸の回りに３６０度回転させることができる船舶推進装置である。ここでプロペラとして、プロペラの翼角を変節させる機能を有する可変ピッチプロペラを装備しており、その駆動機構が油圧で駆動される場合には、油圧を旋回部からプロペラ回転軸を通してプロペラのボス部まで伝える必要があり、高油圧の配管系には要所にシール機構および回転継手を設ける必要がある。その他、油圧シリンダーや油圧を維持するためのチェック弁等にもシール機構を設けなければならない。
【０００５】
シール性能は高いが廉価なシール機構は一般的に樹脂製であり、従って経年劣化に備えて寿命管理を要する部品でもあるため、異常がなくても定期交換によってその機能を確保する必要がある。しかしながら、アジマススラスターは旋回部が海水（水中）に没しており、保守時には当該船舶をドックに上げなければならず、容易には保守できないことがアジマススラスターの信頼性を低下させ、当該船舶の稼働率を下げる結果となっている。また、油圧駆動の場合、油圧媒体の温度変化の影響を受け、駆動量と被動変化量に相違が生じるため、プロペラ翼角のフィードバック機構が必須となる。
【０００６】
本発明は以上説明した先行技術における課題を解決するものであり、旋回式船舶推進装置の可変ピッチプロペラのような操作目標物に操作力を伝達する操作力伝達機構において、油圧シール保守及びフィードバック機構が不要であり、さらに旋回式船舶推進装置の旋回動作や旋回方向の位置とは無関係に操作目標物への操作力を伝達できる旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構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】
【０００７】
前記の課題を解決するため、本発明に係る旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構は、その駆動機構として、駆動変化量と被動変化量が一義的な関係にあるためフィードバック機構が不要であり、かつ油圧シール機構も不要な機械駆動式を採用した。
【０００８】
請求項１に記載された旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構は、
船舶から下方に突出して設けられた駆動軸と、
前記駆動軸を中心として船舶の外部で船舶に対して旋回可能とされた旋回部と、
前記旋回部に設けられて前記駆動軸に連動する中空のプロペラ回転軸と、
前記プロペラ回転軸に連結されて前記旋回部の外で回転するプロペラと、
を備えた旋回式船舶推進装置に設けられる操作力伝達機構において、
船舶に設けられた操作モータと、
前記操作モータの出力軸に設けられた第１小歯車と、
前記駆動軸を中心として前記旋回部に回転可能に設けられ前記第１小歯車を介して前記操作モータによって回転される第１大歯車と、
前記旋回部に設けられ前記第１大歯車から回転力を受けて操作目標物に回転力を伝達する操作軸と、
を有することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載された旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構は、請求項１に記載の旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構において、
前記プロペラは可変ピッチプロペラであり、前記操作目標物は前記可変ピッチプロペラの翼角を変節させる翼角変節装置であることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載された旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構は、請求項２に記載の旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構において、
前記プロペラ回転軸の内部に同軸で回転可能に設けられた変節軸と、
前記プロペラ回転軸の他端に設けられて前記プロペラ回転軸から回転力を伝達される第１遊星歯車機構と、
前記第１遊星歯車機構から回転力が伝達されて前記変節軸に回転力を伝達する第２遊星歯車機構と、
を有し、
前記操作軸が、前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構の何れか一方に回転力を与えるように構成されており、
前記翼角変節装置は、前記プロペラ回転軸と前記変節軸の回転の差分によって前記可変ピッチプロペラの翼角の変節を行うことを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載された旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構は、請求項１〜３のいずれかに記載の旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構において、
前記操作モータが固定されて船舶に対して回転可能とされた台座と、
前記台座に設けられた第２小歯車と、
前記旋回部に設けられ前記第２小歯車を介して前記台座を回動する第２大歯車と、
を備え、
前記第１大歯車と前記第１小歯車による減速比と、前記第２大歯車と前記第２小歯車による減速比とが同一であることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載された旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構は、請求項１〜３のいずれかに記載の旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構において、
前記旋回部の旋回角を検出する旋回角検出センサと、
前記操作モータの回転角度を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記旋回角検出センサからの信号により目標とする回転角度に補正を加えた補正回転角度により前記操作モータを回転させる制御を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載された旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構によれば、操作モータを駆動すると、操作モータの出力軸に設けられた第１小歯車が第１大歯車を回転させ、第１大歯車が操作軸を回転させる。操作軸は、旋回部に設けられた操作目標物に回転力を伝達して操作目標物を駆動する。
【００１４】
請求項２に記載された旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構によれば、操作モータによって回転する操作軸が翼角変節装置を駆動し、可変ピッチプロペラの翼角を所望の状態に変節させる。
【００１５】
請求項３に記載された旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構によれば、プロペラ回転軸が可変ピッチプロペラを回転させており、操作モータが停止して操作軸が回転していない場合には、プロペラ回転軸から第１遊星歯車機構に回転力が伝達され、前記第１遊星歯車機構から回転力が伝達された第２遊星歯車機構が変節軸に回転力を伝達するので、プロペラ回転軸と変節軸は同一の回転数で同期して回転する。プロペラ回転軸が可変ピッチプロペラを回転させている時に、操作モータが駆動されて操作軸が回転した場合には、操作軸が第１遊星歯車機構と第２遊星歯車機構の何れか一方の構成要素に回転力を与えることにより、変節軸の回転数がプロペラ回転軸に対して増大又は減少するので、プロペラ回転軸と変節軸の各回転数の間に回転差が生じ、翼角変節装置が操作される。
【００１６】
請求項４に記載された旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構によれば、旋回部が旋回していない状態で操作モータが駆動されると、第１小歯車が第１大歯車を回転させ、第１大歯車が操作軸を回転させ、操作軸が翼角変節装置を操作して可変ピッチプロペラの翼角を変節させる。このとき、操作モータの回転数をカウントすることにより、プロペラの翼角の変節量を取得することができる。機械式のため、駆動量と被動量は一義的な関係となる。
【００１７】
旋回部が旋回している状態で操作モータが駆動されると、操作軸の公転によって第１大歯車の回転成分が生じ、第１小歯車に伝達され、操作モータの出力軸を回転させる回転成分となる。一方、第２大歯車は旋回部とともに旋回し、その回転は第２小歯車に伝達される。第２小歯車の回転により、操作モータを載せた台座が回転するが、その回転成分は上述の操作モータの出力軸の回転成分と同一となるため、操作モータは相対的には停止した状態となる。従って、旋回部が旋回している状態であっても操作モータに対する旋回の影響がキャンセルされ、操作モータを駆動することにより、操作軸が翼角変節装置を操作して可変ピッチプロペラの翼角を変節させることができ、操作モータの回転数をカウントすればプロペラの翼角の変節量を取得できる。
【００１８】
請求項５に記載された旋回式船舶推進装置の操作力伝達機構によれば、制御部は、旋回角検出センサからの信号により、目標とする操作モータの回転角度を補正して補正回転角度を算出し、この補正回転角度によって操作モータを回転させる。従って、操作軸により翼角変節装置を操作して可変ピッチプロペラの翼角を適切に変節させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態である旋回式船舶推進装置の断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態である旋回式船舶推進装置の要部の断面図である。
【図３】第２実施形態において、可変ピッチプロペラの翼角を変節させず、旋回部を旋回させる場合の操作力伝達機構の動作を示す図である。
【図４】第２実施形態において、可変ピッチプロペラの翼角を変節させ、旋回部を旋回させない場合の操作力伝達機構の動作を示す図である。
【図５】第２実施形態において、可変ピッチプロペラの翼角を変節させ、旋回部を旋回させる場合の操作力伝達機構の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の第１実施形態に係る旋回式の船舶推進装置１を図１を参照して説明する。
まず、船舶推進装置１の推進機構及び旋回機構について説明する。
図１に示すように、本実施形態の船舶推進装置１は、図示しない船舶の船底に固定された台床２を取付の基体としている。この台床２を貫通して、後述するプロペラ１２を駆動するための駆動軸３が鉛直方向に沿って配置されている。駆動軸３は、船舶内にある図示しない駆動源に接続されている。台床２の下面側には、軸受Ｂを介して旋回部４が取り付けられている。船舶の内部である台床２の上面には旋回モータ５が取り付けられており、旋回モータ５の出力軸が台床２を貫通して旋回部４の上部に突出している。この旋回モータ５の出力軸に設けられた駆動ギア６が、旋回部４の上端部の内側に設けられた被動ギア７に噛み合っている。被動ギア７は軸受Ｂを介して台床２に対して回転自在となっている。以上の構成において、旋回モータ５を駆動すれば、駆動軸３を中心として旋回部４を所望の方向に任意の角度で旋回させることができる。
なお、以下の説明では、軸受については必要に応じて言及するが、必ずしも全ての軸受について説明するものではなく、これに替えて図１中に示す軸受には符号Ｂを付す。
【００２１】
図１に示すように、旋回部４は、前記駆動軸３の他、内部に種々の機構を収納した筐体であり、台床２に回転自在に取り付けられた上部ケース８と、上部ケース８の下端に一体に設けられた下部ケース９を有している。下部ケース９の内部には、軸受Ｂを介してプロペラ回転軸１０が水平な姿勢で回転自在に配置されている。プロペラ回転軸１０の中央部には、動力変向機構としてのベベルギア１１を介して駆動軸３が連動連結されている。プロペラ回転軸１０の一端部には、可変ピッチプロペラ（以後、単に「プロペラ」とも称する。）１２が取り付けられたハブ１３が固定されている。詳細は後述するが、ハブ１３の内部には、プロペラ１２の翼角を変節させる翼角変節装置１５が収納されている。この翼角変節装置１５は、後述する操作力伝達機構の最終的な操作目標物である。
【００２２】
船舶が運行している状況では、少なくとも船舶推進装置１の下部ケース９は船舶外の水中に配置されるので、以上の構成において旋回モータ５を駆動して旋回部４を所望の方向に設定し、駆動軸３を駆動してプロペラ回転軸１０を駆動すれば、プロペラの回転により船舶を所望の方向に推進させることができる。
【００２３】
次に、船舶推進装置１の翼角変節装置１５について説明する。
図１に示すように、旋回部４の下部ケース９から突出したプロペラ回転軸１０の一端部には、中空の気密性の筐体であるハブ１３が固定されている。ハブ１３には、周方向に等角度間隔で４つの円形の案内孔１６が設けられている。可変ピッチプロペラ１２は４枚であり、各プロペラ１２は案内孔１６に回動可能に係合する円板形の基部１７と、基部１７と一体であるブレード１８を備えている。基部１７及びブレード１８が案内孔１６に沿って回動することにより、可変ピッチプロペラ１２の翼角を変節することができる。
【００２４】
図１に示すように、前述したプロペラ回転軸１０は中空であり、その内部には、変節軸２０が同軸で回転可能に設けられている。変節軸２０の一端部はハブ１３の内部に突出しており、ハブ１３の内部において変節軸２０の一端部はスラスト軸受Ｂを介してハブ１３に支持されている。ハブ１３の内部において、変節軸２０にはねじ部２１が設けられている。ねじ部２１は、その外周面に２方向のねじ（ねじの種類は台形ねじが好ましい。）が隣接して形成された円筒体であり、変節軸２０を外挿して変節軸２０に固定されている。ねじ部２１は、２方向のねじが軸方向に隣接する領域において、変節軸２０から回転力を受けるように変節軸２０と連結されている。より具体的には、ねじ部２１は、正方向のねじが形成された第１の円筒体２１ａと、逆方向のねじが形成された第２の円筒体２１ｂを、軸方向に並べて連結した部品とされているが、その２つの円筒体２１ａ，２１ｂの接続部分及びその両側にある同寸法の内周面の各領域において、変節軸２０の外周面と、スプライン等の周方向の結合構造によって連結されている。なお、ねじ部２１は、１本の円筒体の外周面に２方向のねじを隣接して形成したものでもよい。
【００２５】
図１に示すように、ハブ１３の内部において、ねじ部２１の２種類のねじには、それぞれクロスヘッドと称する部品が同種類のねじで噛み合うように設けられている。クロスヘッド２２，２３は、ハブ１３に設けられた４枚の可変ピッチプロペラ１２を一括して回動させる略直方体状の部材であり、ねじ部２１が貫通している２つの面以外の４つの面に、４つのプロペラ１２に対応する駆動機構がそれぞれ設けられている。代表として、一対のクロスヘッド２２，２３の各上面に設けられた駆動機構を説明する。２個のクロスヘッド２２，２３の各上面には、それぞれ１本のスイングアーム２４が設けられている。スイングアーム２４は略板状の部材であり、その基端部が支軸を介して揺動自在にクロスヘッド２２，２３に支持されている。スイングアーム２４は、基端部より先方が隣接するスイングアーム２４から離れる方向に折曲している。スイングアーム２４の先端部は、係合ピンを介してプロペラ１２の基部１７に回動可能に係合している。以上の構成において、変節軸２０を回動させれば、その回転方向に応じてクロスヘッド２２，２３が接近し、又は離れる方向に移動する。これによって一対のスイングアーム２４がプロペラ１２の基部１７に偶力を与え、プロペラを回動させ、翼角が変節される。
【００２６】
図示はしないが、スイングアーム２４には、プロペラの基部１７の内面側の平面と接触する平面状の接触部が設けられている。この接触部は２種類あり、一つは係合ピンを囲んで設けられ、スイングアーム２４の表面よりも一段高い環状段部である。もう一つは、スイングアーム２４の表面において、支軸と係合ピンの中間位置に設けられ、環状段部と同一高さの円形段部である。プロペラ１２の翼角を変節するために変節軸２０を回動すると、変節軸２０にねじ部２１で係合しているクロスヘッド２２，２３も回動しようとするが、クロスヘッド２２，２３の４面に設けられたスイングアーム２４は、環状段部と円形段部において基部１７の内面側の平面と接触しているため、クロスヘッド２２，２３は回動することができず、変節軸２０の回動によって接近方向又は離反方向に直動することとなる。この実施形態では、接触部を環状又は円形としたが、これに限定するものではない。スイングアーム２４に設ける基部１７との接触部の形状や高さは、最小限の摩擦力で基部１７の内面と安定的に接触し、もってクロスヘッド２２，２３の回動を抑止できるようなものであればよい。
【００２７】
次に、船舶推進装置１の翼角変節装置１５を操作する操作力伝達機構について説明する。船舶推進装置１は駆動軸３を中心として旋回するので、以下に説明するように、この操作力伝達機構は旋回角度分を機械的にキャンセルできるような機構となっている。
図１に示すように、船舶の内部である台床２の上面には、台床２に対して回転可能となるように軸受Ｂを介して台座３０が設けられている。台座３０の下部は管状となっており、台床２を回動可能に貫通して旋回部４の上部に突出している。船舶の内部において、台座３０の上には操作モータ３１が取り付けられている。操作モータ３１の出力軸３２は、台座３０の管状の部分を貫通して旋回部４の上部に突出している。旋回モータ５の出力軸３２の先端には、第１小歯車ＧＳ１が設けられている。旋回部４には、駆動軸３を中心に回動自在となるように軸受Ｂを介して第１大歯車ＧＬ１が設けられている。台床２の下面には、歯車軸３３を介して第１中間歯車ＧＭ１が回動自在に設けられており、第１小歯車ＧＳ１と第１大歯車ＧＬ１に係合している。なお、操作モータ３１は電動又は油圧の何れも適用可能である。
【００２８】
図１に示すように、旋回部４には、第１大歯車ＧＬ１から回転力を受けて翼角変節装置１５に回転力を伝達する操作軸３５が設けられている。操作軸３５は、駆動軸３と平行となるように垂直方向に沿って配置されている。操作軸３５の上端は、ギアＧ１によって第１大歯車ＧＬ１に連結されている。操作軸３５の下端は、動力変向機構としてのベベルギアＧ２、連動軸３６及びギアＧ３を介して第１遊星歯車機構４０に連結されている。第１遊星歯車機構４０は、互いに係合するリングギア４１と、サンギア４２と、キャリア４３に搭載された複数のプラネットギア４４とを有している。そして、操作軸３５に連動する連動軸３６のギアＧ３がキャリア４３の外歯車に係合し、プロペラ回転軸１０の他端部がサンギア４２に連結されている。
【００２９】
図１に示すように、第１遊星歯車機構４０には第２遊星歯車機構５０が連結されており、操作軸３５から第１遊星歯車機構４０に伝達された回転力が変節軸２０に伝達されるようになっている。第２遊星歯車機構５０は、互いに係合するリングギア４１と、サンギア５１と、キャリア５２に搭載された複数のプラネットギア５３とを有している。リングギア４１は、第１遊星歯車機構４０のリングギア４１と共通であり、キャリア５２は移動しないように下部ケース９に固定されている。そして、変節軸２０の他端部がサンギア５１に連結されている。
【００３０】
図１に示すように、旋回部４には、駆動軸３を中心に旋回部４とともに回動自在となるように第２大歯車ＧＬ２が固定されている。台床２の下面には、歯車軸３３を介して第２中間歯車ＧＭ２が回動自在に設けられており、台座３０の第２小歯車ＧＳ２と第２大歯車ＧＬ２に係合している。
【００３１】
第１大歯車ＧＬ１と第１小歯車ＧＳ１による減速比と、第２大歯車ＧＬ２と第２小歯車ＧＳ２による減速比とは同一とされている。
【００３２】
次に、船舶推進装置１における可変ピッチプロペラ１２の翼角変節装置１５及びこれに操作力を伝達する操作力伝達機構の作用について、図１を参照して説明する。
駆動軸３が回転してプロペラ回転軸１０が可変ピッチプロペラ１２を回転させており、操作モータ３１が停止して操作軸３５が回転していない場合には、プロペラ回転軸１０から第１遊星歯車機構４０に回転力が伝達され、前記第１遊星歯車機構４０から回転力が伝達された第２遊星歯車機構５０が変節軸２０に回転力を伝達するので、プロペラ回転軸１０と変節軸２０は同一の回転数で同期して回転する。
【００３３】
駆動軸３が回転してプロペラ回転軸１０が可変ピッチプロペラ１２を回転させている時に、操作モータ３１が駆動されて操作軸３５が回転した場合には、操作モータ３１の出力軸３２に設けられた第１小歯車ＧＳ１が第１中間歯車ＧＭ１を介して第１大歯車ＧＬ１を回転させ、第１大歯車ＧＬ１が操作軸３５を回転させる。操作軸３５は、旋回部４に設けられた第１遊星歯車機構４０のキャリア４３を回転させることにより、第２遊星歯車機構５０を介して変節軸２０を回転させる。第１遊星歯車機構４０と第２遊星歯車機構５０の差動機能により、変節軸２０の回転数がプロペラ回転軸１０に対して増大又は減少するので、プロペラ回転軸１０と変節軸２０の各回転数の間に回転差が生じ、翼角変節装置１５が操作される。
【００３４】
旋回部４が旋回していない状態で操作モータ３１が駆動されると、第１小歯車ＧＳ１が第１中間歯車ＧＭ１を介して第１大歯車ＧＬ１を回転させ、第１大歯車ＧＬ１が操作軸３５を回転させ、操作軸３５が、第１遊星歯車機構４０及び第２遊星歯車機構５０を介して翼角変節装置１５を操作し、可変ピッチプロペラ１２の翼角を変節させる。このとき、操作モータ３１の回転数をカウントすることにより、プロペラの翼角の変節量を取得することができる。機械式のため、駆動量と被動量は一義的な関係となる。
【００３５】
旋回部４が旋回している状態で操作モータ３１が駆動されると、操作軸３５の公転によって第１大歯車ＧＬ１の回転成分が生じ、第１中間歯車ＧＭ１を介して第１小歯車ＧＳ１に伝達され、操作モータ３１の出力軸３２を回転させる回転成分となる。一方、第２大歯車ＧＬ２は旋回部４とともに旋回し、その回転は第２中間歯車ＧＭ２を介して第２小歯車ＧＳ２に伝達される。第２小歯車ＧＳ２の回転により、操作モータ３１を載せた台座３０が回転するが、その回転成分は上述の操作モータ３１の出力軸３２の回転成分と同一となるため、操作モータ３１は相対的には停止した状態となる。従って、旋回部４が旋回している状態であっても操作モータに対する旋回の影響がキャンセルされ、操作モータ３１を駆動することにより、操作軸３５が翼角変節装置１５を操作して可変ピッチプロペラ１２の翼角を変節させることができ、操作モータ３１の回転数をカウントすればプロペラの翼角の変節量を取得できる。
【００３６】
本発明の第２実施形態に係る旋回式の船舶推進装置１を図２を参照して説明する。船舶推進装置１００は駆動軸３を中心として旋回するので、以下に説明するように、この操作力伝達機構では旋回角度分を制御的にキャンセルできるように操作モータ３１を駆動する構成となっている。
【００３７】
船舶推進装置１００の推進機構、旋回機構及び翼角変節装置は第１実施形態と同一である。また、操作力伝達機構についても、一部の構成は第１実施形態と同一である。以下の説明では、第２実施形態の操作力伝達機構のうち、第１実施形態とは構成が異なる部分を中心に説明する。
【００３８】
図２に示すように、船舶の内部である台床２の上面には、操作モータ３１が固定されている。操作モータ３１の出力軸３２は、台床２の孔を挿通して旋回部４の上部に突出している。操作モータ３１の出力軸３２の先端には、第１小歯車ＧＳ１が設けられている。旋回部４には、駆動軸３を中心に回動自在となるように軸受Ｂを介して第１大歯車ＧＬ１が設けられている。台床２の下面には、歯車軸３３を介して第１中間歯車ＧＭ１が回動自在に設けられており、第１小歯車ＧＳ１と第１大歯車ＧＬ１に係合している。旋回部４には、第１大歯車ＧＬ１から回転力を受けて翼角変節装置に回転力を伝達する操作軸３５が設けられており、その上端部にある歯車Ｇ１が第１大歯車ＧＬ１に連動連結されている。
【００３９】
図２に示すように、操作モータ３１は、制御部６０が制御するインバータ６１によって駆動される。操作モータ３１の出力軸３２の近傍には回転センサ６２が設けられている。回転センサ６２は、操作モータ３１の出力軸３２の回転数を検出して出力軸回転数信号を制御部６０にフィードバックする。回転センサ６２は、レゾルバ回転センサ又は正逆回転検出可能なセンサであればよい。また、台床２の上面には、図示しない旋回部４の旋回角度を検出する旋回角検出センサ６３が設けられている。旋回角検出センサ６３は、旋回部４の旋回角度を検出して旋回角度信号を制御部６０にフィードバックする。制御部６０は、フィードバックされた出力軸回転数信号及び旋回角度信号により、操作モータ３１の回転数を制御する。
【００４０】
次に、船舶推進装置１における操作力伝達機構の作用について、図２及び図３〜図５を参照して説明する。
（１）翼角変節装置１５の操作なし、旋回部４の旋回はありの場合（図３）
図３（ａ）に示す状態から、旋回部４を図中反時計廻り方向に旋回させる。
操作軸３５は自転することなく第１大歯車ＧＬ１と相対的に固定された状態で（すなわち、歯のかみ合いが変化することなく）第１大歯車ＧＬ１とともに旋回する。第１大歯車ＧＬ１の回転は、第１中間歯車ＧＭ１を介して第１小歯車ＧＳ１に伝達され、操作モータ３１の出力軸３２を回転させる力が加わるが、制御部６０は、旋回角検出センサ６３が検出した旋回部４の旋回角度を示す旋回角度信号を受けているため、これに基づき、インバータ６１を介して図３（ｂ）に示す位置まで操作モータ３１を駆動する。
【００４１】
（２）翼角変節装置１５の操作あり、旋回部４の旋回はなしの場合（図４）
制御部６０がインバータ６１を介して操作モータ３１に与える信号を、操作モータ指令値と称する。操作モータ指令値は、制御部６０に与えられる翼角変節指令値と旋回移動指令値に基づく演算によって得られる。これらの各値は何れも無名数の単位としてのｄｅｇで示すものとする。すなわち、操作モータ指令値と、翼角変節指令値と、旋回移動指令値の各値は、操作モータ３１の出力軸３２、第１大歯車ＧＬ１、操作軸３５等の操作力伝達機構の実際の回転角度に対応する値ではあるが、角度そのものを示す値ではない。
【００４２】
制御部６０は、下式（Ａ）から操作モータ指令値を算出し、インバータ６１に与えることで、旋回部４が旋回している場合でも、翼角変節装置１５を適切に操作してプロペラ１２の翼角を所望の状態に設定することができる。
操作モータ指令値＝翼角変節指令値＋旋回移動指令値…（Ａ）
但し、翼角変節指令値：前進時は正、後進時は負の値とする。
旋回移動指令値：右旋回時は正、左旋回時は負とする。
【００４３】
図４（ａ）に示す状態から、翼角変節指令値が２０ｄｅｇであり、旋回移動指令値を０ｄｅｇとして操作モータ指令値を演算する。
操作モータ指令値＝２０ｄｅｇ＋０ｄｅｇ＝２０ｄｅｇ
上記演算結果に基づき、制御部６０は、図４（ａ）に示す状態から、操作モータ３１の出力軸３２（第１小歯車ＧＳ１）を２０ｄｅｇに相当する回転角度だけ回動させた。その結果、図４（ｂ）に示すように、操作軸３５は操作モータ３１指令値に相当する角度だけ回動し、翼角変節装置１５に対して所望の操作を行うことができた。
【００４４】
（３）翼角変節装置１５の操作あり、旋回部４が右旋回の場合（図５）
図５（ａ）に示す状態から、翼角変節指令値が２０ｄｅｇであり、旋回移動指令値が１０ｄｅｇとして操作モータ指令値を演算する。
操作モータ指令値＝２０ｄｅｇ＋１０ｄｅｇ＝３０ｄｅｇ
上記演算結果に基づき、制御部６０は、図５（ａ）に示す状態から、操作モータ３１の出力軸３２（第１小歯車ＧＳ１）を３０ｄｅｇに相当する回転角度だけ回動させた。その結果、図５（ｂ）に示すように、旋回部４が１０ｄｅｇに相当する角度だけ旋回しているにも係わらず、操作軸３５は旋回しつつ２０ｄｅｇに相当する角度だけ自転しており、翼角変節装置１５に対して所望の操作を行うことができた。
【００４５】
以上説明したように、第２実施形態の旋回式船舶推進装置１００の操作力伝達機構によれば、制御部６０は、旋回角検出センサ６３からの信号により、目標とする操作モータ３１の回転角度を補正して補正回転角度を算出し、この補正回転角度によって操作モータ３１を回転させるため、旋回部４が旋回しても、可変ピッチプロペラ１２の翼角を適切に変節させることができる。  
【００４６】
以上説明した実施形態では、操作軸３５の動力は第１遊星歯車機構４０のキャリア４３に入力されていたが、機構の組み方によっては、第１遊星歯車機構４０のキャリア４３以外の構成要素に入力し、又は第２遊星歯車機構５０の構成要素に入力させることにより、実施形態と同様の効果を得るようにすることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１，１００…船舶推進装置
３…駆動軸
４…旋回部
１０…プロペラ回転軸
１２…可変ピッチプロペラ（プロペラ）
１５…翼角変節装置
２０…変節軸
３０…台座
３１…操作モータ
３５…操作軸
４０…第１遊星歯車機構
５０…第２遊星歯車機構
６０…制御部
６３…旋回角検出センサ
ＧＬ１…第１大歯車
ＧＬ２…第２大歯車
ＧＳ１…第１小歯車
ＧＳ２…第２小歯車
ＧＭ１…第１中間歯車
ＧＭ２…第１中間歯車
Ｂ…軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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