(57)【要約】  ピッチ角表示システムは海洋推進ユニットの推進装置のブレード（２０１）のピッチ角を表示する。機械的リンク（２０２）が前記ブレードの少なくとも１つを第１ロッド（２１１）の第１端部に連結する。表示器（２１６）が前記第１ロッド（２１１）の第２端部に連結される。機械的リンク（２０２）が前記ピッチ角の変化を前記第１ロッド（２１１）の長手軸（２０４）の周りの回転に変換するように構成されている。前記表示器（２１６）は、前記第１ロッド（２１１）のその長手軸（２０４）の周りの回転量の表示を与えるように構成されている。
2016522121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海洋推進ユニットの推進装置のブレードのピッチ角を表示するためのピッチ角表示システムであって、
第１ロッド（２１１）と、
少なくとも１つのブレード（２０１）と前記第１ロッド（２１１）の第１端部との間を連結する機械的リンク（２０２）と、
前記第１ロッド（２１１）の第２端部に連結される表示器（２１６）を有し、
前記機械的リンク（２０２）は、前記ピッチ角の変化を前記第１ロッドのその長手軸（２０４）の周りの回転に変換するように構成され、
前記表示器（２１６）は、前記第１ロッド（２１１）のその長手軸（２０４）の周りの回転量の表示を与えるように構成されていることを特徴とするピッチ角表示システム。
【請求項２】
前記機械的リンクは、
第２ロッド（３０１）と、
前記ブレード（２０１）の少なくとも１つと前記第２ロッド（３０１）の間に、前記ピッチ角の変化を前記第２ロッド（３０１）の長手方向の動き（１０９）に変換するように構成された第１ジョイント（３０２）と、
前記第２ロッド（３０１）と前記第１ロッド（２１１）との間に設けられ、前記第２ロッド（３０１）の長手方向の動き（１０９）を前記第１ロッド（２１１）の長手軸（２０４）の周りの回転に変換するように構成された第２ジョイント（３０３）を有することを特徴とする、請求項１に記載のピッチ角表示システム。
【請求項３】
前記第２ジョイント（３０１）は、
前記第２ロッド（３０１）に取り付けられた伝達アーム（４０１）と、
前記第１ロッド（２１１）に取り付けられ、前記第１ロッド（２１１）の長手軸（２０４）からずらした位置のヒンジポイント（４０３）に延びるピボットアーム（４０２）と、
前記伝達アーム（４０１）と前記ピボットアーム（４０２）の前記ヒンジポイント（４０３）の間に回転可能に取り付けられたリンク片（４０６）を有することを特徴とする請求項２に記載のピッチ角表示システム。
【請求項４】
前記第１ロッド（２１１）と前記表示器（２１６）との連結部は、
前記第１ロッド（２１１）の長手軸（２０４）の周りの回転を表示器シャフトの回転に変換するように構成された第３ジョイントと、
表示器によって生成された表示から、一部が第１ロッド（２１１）である大型の構造物の動きを補正するように構成された補正機構を有する、請求項１乃至３のいずれかに記載のピッチ角表示システム。
【請求項５】
前記第３ジョイントは、
第１ギアリム（７０１）と、
前記第１ロッド（２１１）の長手軸（２０４）の周りの回転（７０４）を前記第１ギアリム（７０１）のその中心点（７０２）の周りの回転（７０３）に変換するように構成された回転機構と、
エンコーダシャフトを備え、表示器シャフトを形成する第１回転エンコーダ（１１０１）と、
前記第１ギアリム（７０１）のその中心点（７０２）の回転（７０３）を前記エンコーダシャフト（１１０２）の回転に変換するように構成された第１トランスミッションを有する、請求項４に記載のピッチ角表示システム。
【請求項６】
前記補正機構は、
前記第１ギアリム（７０１）と同心であり、ピッチ角が一定のときは前記第１ギアリム（７０１）に関してその回転位置を維持するようにされた第２ギアリム（９０１）と、
第１補正器シャフト（１１１２）を有する第２回転エンコーダ（１１１１）と、
前記第２ギアリム（９０１）のその中心点の周りの回転を前記第１補正器シャフト（１１１２）の回転に変換するように構成された第２トランスミッションと、
前記第１及び第２回転エンコーダ（１１０１）、（１１１１）の各々から信号を受信し、それらの信号を合成する信号プロセッサを有する、請求項５に記載のピッチ角表示システム。
【請求項７】
前記第３ジョイントは、
第１ギアリム（７０１）と、
前記第１ロッド（２１１）の長手軸（２０４）の周りの回転を前記第１ギアリム（７０１）の中心点（７０２）の周りの回転に変換するように構成された  回転機構と、
前記表示器シャフト（１１２２）上に設けられた第１表示器ディスク（１１２１）と、
前記第１ギアリム（７０１）のその中心点（７０２）の周りの回転を前記表示器シャフト（１１２２）の回転に変換するように構成された第１トランスミッションを有する、請求項４に記載のピッチ角表示システム。
【請求項８】
前記補正機構は、
前記第１ギアリム（７０１）と同心であり、ピッチ角が一定のときは前記第１ギアリム（７０１）に関して回転位置を維持するように構成された第２ギアリム（９０１）と、
前記第１表示器ディスク（１１２１）と同心であり、前記表示器シャフト（１１２２）と同心の第２補正器シャフト（１１３２）上に設けられる第２表示器ディスク（１１３１）と、
前記第２ギアリム（９０１）のその中心点の周りの回転を前記第２補正器シャフト（１１３２）に変換するように構成された第２トランスミッションを有する、請求項７に記載のピッチ角表示システム。
【請求項９】
変更可能なピッチ角を持つブレード（２０１）を備える推進装置（１０１）を有し、
前記推進装置のブレード（２０１）のピッチ角を表示するための請求項１
乃至９のいずれかのピッチ角表示システムを有することを特徴とする海洋推進ユニット。
【請求項１０】
前記海洋推進ユニットは、
推進装置が設けられる推進シャフト（１０２）を有する方位角回転可能なポッドを有し、
前記第１ロッド（２１１）と前記機械的リンク（２０２）が前記方位角回転
可能なポッド内に備えられる、請求項９に記載の海洋推進ユニット。
【請求項１１】
前記推進シャフト（１０２）は少なくとも部分的に管状であり、
前記機械的リンク（２０２）は、少なくとも部分的に前記推進シャフト（１０１）内に位置する第２ロッド（３０１）を有し、
前記少なくとも１つのブレード（２０１）と前記第２ロッドの間の第１ジョインント（３０２）は、前記ピッチ角の変化を前記第２ロッド（３０１）の長手方向の動きに変換するように構成され、
前記第２ロッド（３０１）と前記第１ロッド（２１１）との間の第２ジョイント（３０３）は、前記第２ロッド（３０１）の長手方向の動きを前記第１
ロッド（２１１）のその長手方向軸（２０４）の周りの回転に変換するように構成された、請求項１０に記載の海洋推進ユニット。
【請求項１２】
前記方位角回転可能なポッドはシャンクを有し、
前記シャンクの長手方向軸は方位角回転の回転軸であり、
前記シャンクの上端は、前記方位角回転可能なポッドが船体に連結されるレベルを定め、
ａ）前記第１ロッド（２１１）の第２端部と、
ｂ）前記第１ロッド（２１１）の第２端部と前記表示器（２１６）の間の連結部、
のうちの少なくとも１つは、前記シャンクの上端を超えて延び、前記表示器（２１６）が船体の内部に位置する、請求項１０又は１１記載の海洋推進ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として船舶推進装置のピッチ角の表示を提供することに関連するものである。特に、本発明は操舵可能なスラスターに使用されるピッチ角表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海洋推進システムは可変ピッチを備える推進装置（プロペラ）を持ち、このことは回転するプロペラのブレードが水と交わる角度を変えることができることを意味する。信頼できる制御のため、実際の測定されたピッチ角を表示するフィードバック信号を与えるピッチ角表示装置が必要とされる。このピッチ角表示装置によって与えられる表示は、遠い位置から読み取るために典型的には電子的に伝達されるが海洋規則は、直接に読み取り可能で、機械的に目視できる表示を要求する場合がある。
【０００３】
操舵可能なスラスターの推進装置からピッチ角表示信号を船体内へ機械的に伝達することは直接シャフト駆動の場合よりより複雑であり、その理由は、推進装置が方位角上回転可能なポッド、即ち、垂直軸の回りに回転する機械的構造物の低端部において水平軸上にあるからである。
【０００４】
図１は、ピッチ角のフィードバックを与えるための従来の解決手段を簡略化して示すものである。推進装置１０１は、水平推進装置シャフト１０２に取り付けられている。垂直駆動シャフト１０３が、一対の噛み合わせ傘歯車１０４と１０５を介して推進装置シャフト１０２を回転させる。図１には示されていない油圧機構がブレード１０６のピッチ角を制御する。推進装置のハブ内にブレード１０６と内部ロッド或いは内部パイプ１０８の間の機械的連結が存在し、ピッチ角の変更が、図示の矢印１０９で示されるように、内側パイプを推進装置シャフト内で前後に動かすようにしている。レバー・ヒンジ装置１１０がこの水平の前後方向の動きをロッド１１１の上下運動に変換する。好ましくは支持部材１１２を備えるロッド１１１の上端部は環状プレート１１３を上下に動かす。
レバー・ヒンジ装置１１０、ロッド１１１，支持部材１１２、及び環状プレート１１３はスラスターの方位角上（アジマス上）に回転する部分内に位置している。垂直フォロワ１１４がスラスターが回動するときに動かない固定部分に取り付けられる。環状プレート１１３の方位角上の回転運動は垂直フォロワ１１４に影響を及ぼさないが、ピッチ角の変化の表示となる環状プレート１１３の上下運動は垂直フォロワ１１４が矢印１１５で示されるように垂直方向の動きを生じさせる。垂直フォロワ１１４の動きはエンコーダ１１６により電気的信号に変換される。表示を視認できるようにするため、垂直フォロワは、指示器１１７を備えるようにするか、或いは指示器に機械的に連結して、その位置が近接して配置されるスケール１１８に対して読み取ることができるようにしすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１の従来技術は、例えば、環状プレート１１３が完全に円滑でない、及び/又は水平でない場合においては、信頼できる読み取りを可能とするものでない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の種々の実施例のある態様を基本的に理解するための概略を以下に示す。この概略説明は本発明を拡張して示すものではない。また、本発明のキーとなる要素或いは重要な要素を特定するものでなく、また、本発明の範囲を線引きするものでもない。下記の概略説明は、本発明のより詳細な具体例の説明の序論を形成するものとして簡略して本発明のあるコンセプトを提供するものである。
【０００７】
プロペラのブレードのピッチ角の表示は、従来技術の軸方向の動きの替わりにロッドの回転運動として伝達される。ブレードと回転ロッドの第１端部との間で機械的連結がなされ、ロッドの回転運動を検出する指示器がロッドの第２端部に連結される。機械的連結がピッチ角の変化をロッドの回転に変換し、指示器はロッドのその長手軸の回りに必然的に回転する回転量の表示を与えるように構成される。
【０００８】
ロッドの回転運動を使用することは、より正確で信頼できるピッチ角の表示を与えるように表示機構を構築することを可能にする。このシステムは、もし、このシステムが操舵可能なスラスターに必ず配置されるのであれば、好ましくは、ピッチ角の変化に関連する動きよりもロッドの他の動きに対して補正する補正機構が設けられることが好ましい。
【０００９】
本発明の有利な実施例が、特許請求の範囲の従属請求項と共に以下より詳細に説明される。
【００１０】
本願において提供される本発明の例示的実施例は、添付の請求項の適用可能性に対して限定するものと解釈されるべきでない。動詞の「を有する」は、本願においては記載されない特徴の存在を排除しない開かれた限定として使用されている。従属請求項に記載された特徴は、明示的に記載されている場合を除いて、互いに自由に組み合わせ可能である。
【００１１】
本発明特有のものとみなされる新規な特徴は、添付の特許請求の範囲の請求項に記載されている。しかしながら、本発明そのものは、構成のみならず作動の方法も、それらの追加的目的と利点と共に、添付の図面を参照して読むとき、以下の特定の実施例から最良に理解することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来技術のピッチ角表示システムを示す図である。
【図２】ロッドの回転運動を使用する原理を示す図である。
【図３】ピッチ角表示システムを備える海洋推進装置の概略図である。
【図４】機械的リンクにおける詳細な例を示す図である。
【図５】図４の代替としての適用例を示す図である。
【図６】他の運動を補正するための原理を示す図である。
【図７】表示器への結合の詳細を示す図である。
【図８】図７の代替適用例を示す図である。
【図９】表示器への結合の他の詳細な例を示す図である。
【図１０】図９の代替的適用例を示す図である。
【図１１】変速機を備える表示器の実施例を示す図である。
【図１２】図１１の表示器の特定の作動条件下における作動を示す図である。
【図１３】図１１の表示器の他の特定の作動条件下における作動を示す図である。
【図１４】表示器の回転方向を切り換える例を示す図である。
【図１５】表示器内にスプリンを装填した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図２はピッチ角表示システムの作動原理を示す。このシステムは、海洋推進ユニットの一部を構成する推進装置のブレード２０１のピッチ角を表示するように意図されている。従来の解決手段と同様な方法で、このシステムは、第１ロッド２１１及び推進装置の少なくとも１つのブレード２０１とロッド２１１の第１端部（ここでは低部）の間に連結された機械的リンク２０２を備えている。本システムは、また、ロッド２１１の第２端部（ここでは上部）に連結された表示器２１６を有している。従来技術との明確な差異として、機械的リンク２０２は、ピッチ角の変化をロッド２１１の長手方向軸２０４の周りの回転に変換するように構成されている。表示器２１６はロッド２１１の長手方向軸の周りの回転量の表示を与えるように構成されている。
【００１４】
図３は、ピッチ角表示システムが海洋推進ユニット、より特定的にはスラスター内に備えられた実施例の概略図である。既に知られているように、操舵可能なスラスターは方位角上に回転可能なポッドを備え、このポッドはその上に推進装置が設けられる（典型的には水平の）推進装置シャフトを有している。本発明の１つの実施例によれば、第１ロッドと特定されるロッドが方位角上に回転可能なポッド内に設けられ、それを推進装置の１又は複数のブレードに連結する機械的リンクとなるようにしている。
【００１５】
図３の海洋推進ユニットはピッチ角を変えることができるブレード２０１を持つ推進装置１０１を有している。上述の機械的リンクは、水平ロッドを有し、このロッドは上述の第１ロッドとの混乱を避けるため第２ロッド３０１と呼ぶこととする。第２ロッド３０１は少なくとも部分的に管状とされ、また、例えば、ピッチ角を順次制御する油圧流体の流れを制御することに関連する他の機能を持たせることもできる。ここで説明する目的としては、第２ロッドは長手方向の移動を伝達することができることで十分であり、その目的のためには、単にロッドと呼ぶことで、十分であるが、この呼称は、ここでは、適切な他の機械的構造物の形態をもカバーするものである。
【００１６】
図３の実施例においては、推進装置シャフトは、少なくとも部分的に管状であり、第２ロッド３０１は少なくとも部分的に推進装置シャフトの内部に位置する。少なくとも１つのブレード２０１と第２ロッド３０１の間の第１ジョイント３０２は、ピッチ角の変化を第２ロッド３０１の軸方向の動きに変換するようにされている。ピッチ角を管状の推進装置シャフト内に位置するロッドの軸方向への運動に変換する従来技術は知られており、本発明の目的にとっては、第１ジョイントの正確な特性やその技術的適用はそれほど重要ではない。
【００１７】
図３の３０３で概略的に示される第２ロッド３０１と第１ロッド２１１との間の第２ジョイントは、第２ロッド３０１の軸方向の動きを第１ロッド２１１のその長手軸の周りの回転に変換するように構成されている。図４は、どのように第２ロッド３０３が実際に適用されているかについての例を示している。図４の上部の部分は、第２ロッド３０１の前側の端部を示し、第２ジョイントの適用例を平面図で示している。図４の下部は、同じ部分の側面図を示す。
【００１８】
伝達アーム４０１が第２ロッド３０１に取り付けられている。ピボットアーム４０２が第１ロッド２１１に取り付けられ、第１ロッド２１１の長手軸２０４からずらされているヒンジポイント４０３に延びている。第１ロッド２１１がベアリング（図示せず）上に設けられものとすると、二つの頭を持つ矢印４０５の方向にヒンジポイント４０３を動かすと第１ロッドをその長手軸の周りに回転させる。リンク片４０６が伝達アーム４０１とピボットアーム４０２のヒンジポイント４０３に回転可能に取り付けられており、第２ロッド３０１のいかなる長手方向の動きも第１ロッド２１１のその長手軸２０４の周りの回転に変換されるようになっている。ヒンジポイントが矢印４０５に従って動くとき、リンク片４０６の端部の動きはそれを伝達アーム４０１とピボットアーム４０２の両方に対して回転させるため、リンク片４０６の端部における回転可能な取り付けは必要なことである。
【００１９】
推進装置シャフトとブレードは推進装置シャフトの長手軸の周りに共に回転して船のための推力を生み出す。図３の実施例では第２ロッド３０１が推進装置シャフトの内部にあるため、第２ロッド３０１は、推進装置シャフトに沿って回転する（この場合は、第２ロッド３０１と伝達アーム４０１の間で回転連結が使用される必要がある）か、或は、第２ロッド３０１と推進装置シャフトの間の結合が推進装置シャフトを第２ロッド３０１が回転することなく、回転することを可能にする必要がある。
【００２０】
図５は、第２ジョイントの代替的適用例を概略的に示す図である。この適用例においては、第２ロッド３０１に取り付けられる伝達アーム４０１は、第１ロッド２１１に取り付けられているセクタギア５０２と噛合うギアラック５０１を有している。
【００２１】
図６は、ピッチ角の表示を与える場合の他の動きに対する補正を行う原理を示す。この原理は、特に、ピッチ角表示システムが操舵可能なスラスターの一部を構成する場合には実際的なものとなる。このような装置は、スラスター自体及び補助的システムと要素を有することのある方位角上に回転する部分６０１を含み、その作動は、スラスターの方位角回転に伴ってそれらを動かすことに役立つ。図６の固定部分６０２は船体に対して固定される部分、即ち、スラスターに沿って方位角に回転しない部分を示す。
【００２２】
ロッド６１１は、その例は上述の第１ロッドとして示されたものであるが、その長手軸の周りの角変位を伴うピッチ角を表示するように構成されている。ロッド６１１は方位角に回転する部分６０１内に含まれるため、方位角回転部分６０１によって定まる座標システム内でのその角度変位について考えることは当然である。このことは、ブロック６２１内のロッドの角変位を、ロッド６１１と方位角回転部分６０１の本体６１２との比較として導き出すことにより、図６に模式的に説明される。しかしながら、同時に、方位角回転部分６０１全体がブロック６２２として示されるように、固定部分６０２に対して（方位角）角変位を持つことがあり得る。方位角回転部分６０１全体の（方位角）角変位を補正するため、ピッチ角の表示の導出は、方位角回転部分６０１全体の（方位角）角変位からのみ生じるロッドの角変位の変化部分を減算することを含まなければならない。このことが図６のブロック６３１として示されている。
【００２３】
図６の原理を実際に実施するためのいくつかの可能性が存在する。例えば、ピッチ角表示器全体を方位角回転部分内に配置することは補正を適用するためには十分であるが、特に、もし、表示器がマニュアル的に読み取り可能でなければならないときは、表示器が、スラスターに沿ってどの角度位置にあるかに関係なく接近可能でなければならないため、幾分、不利な装置となる場合がある。代替案として、ロッドの回転を電気的に測定するために使用する第１の回転エンコーダとスラスターの回転を分離して測定する第２の回転エンコーダを使用することができる。ブロック６３１のように、単一のプロセッサが使用され、その単一のプロセッサは、第１及び第２の回転エンコーダの夫々から信号を受け、それらの信号の合成を出力するように構成される。そのような装置は、良好に作動するが、船級協会規則は、電気的システムが故障したときに機械的に与えられる表示器も利用可能とされなければならないと規定されている。
【００２４】
海事協会規定の変更がこのテキストを執筆中の現在において進行中であるが、機械的表示を置き換えることが電気システムのバックアップバッテリーがあれば可能となる見込みである。したがって、このテキストにおいて後にいわゆる表示器ボックスが述べられるときは、機械的表示器が必要とするギアと表示器が含まれるか否かに関わらず本発明が適用されることは留意されるべきである。
【００２５】
以下、第１ロッド（の上端部）と表示器の間の連結が、第１ロッドのその長手軸の周りの回転を表示器軸の回転に変換するようにされた第３ジョイントを有する実施例を記載する。更に、上記連結は、一部が第１ロッドである大きな構造物の移動の表示器により与えられる表示の補正を行うようにした補正機構を備えている。操舵可能なスラスターはそのような大きな構造物の一例である。
【００２６】
図７は、上述したような第３ジョイントは、中心点が７０２で示されている第１ギアリム７０１を有している。最も有利なものとしては、中心点７０２はスラスターの主たる方位角回転の回転軸に位置し、その理由は、以下により明らかにする。第１ギアリム７０１はスラスターの方位角回転部分に取り付けられるが、固定されるのでなく、第１ギアリム７０１の取付部は、第１ギアリム７０１をスラスターの他の部分に対して回転を許容するスリップリングを備えるようすることができる。このような回転運動は２頭矢印７０３によって示されている。
【００２７】
第１ロッド２１１の上端が図７に示されている。回転機構は、第１ロッド２１１のその長手軸の周りの回転７０４を第１ギアリム７０１のその中心点７０２の周りの回転に変換するようにされている。図７の実施例においては、回転機構は第１ロッド２１１に取り付けられたセクタギア７０５と第１ギアリム７０１に取り付けられた内側ギアラック７０６を有している。分離した外側ギアリムの替わりに、セクタギアと後述の表示器ボックス内の適当なギアの両方に噛合う単純な１つの内側ギアを使用することができる。
【００２８】
図８は回転機構の代替実施例を示す。ここでは、第１ロッド２１１のその長手軸２０４の周りの回転７０４が、第１ロッド２１１に取り付けられたピボットアーム８０１とピボットアーム８０１の外側端部を第１ギアリム７０１に連結する回転可能に設けられたリンク結合８０２を介して、第１ギアリム７０１のその中心点７０２の周りの回転に変換される。また、この実施例では、外側に示された第１ギアリム７０１は内側ギアリムと置き換えることができる。
【００２９】
たとえ、第１ギアリム７０１が操舵可能のスラスター方位角回転部分の一部に取り付けられ、操舵可能のスラスター方位角回転部分の一部を構成したとしても、方位角回転部分の残りの部分に関してその中心点の周りに回転することができることが前述で指摘された。方位角回転部分は、また、図９のような内側リム９０１或いは図１０のような外側リム１００１のいずれかとすることができる第２ギアリムを有することを想定することができる。この第２ギアリムは第１ギアリムと同心的であり、それは、例えば、主ギアリムとなり得るものであり、それを介して操舵可能なスラスターの方位角回転そのものが伝達される。したがって、第２ギアリムは、第１ギアリム７０１とは逆に、確実に操舵可能なスラスターの残りの部分に関しては回転せず、スラスターの方位角回転部分全体の主たる要素を構成する。第２ギアリムは、ピッチ角が一定の場合は、第１ギアリムに対して回転位置を維持するように構成されている。最後に述べた特徴は、ピッチ角表示システムがどのように組み立てられるかに依存するものである。それは、ピッチ角が変化したとき、第１ギアリムをスラスターの残りの部分に対して動かすことを可能にするだけである。
【００３０】
本構成において第１トランスミッションと呼称する部分として、第１ギア歯車９１１は第１ギアリム７０１と噛合う。本構成において第２トランスミッションと呼称する部分として、第２ギア歯車９１２は第２ギアリムと噛合う。第１及び第２ギア歯車９１１，９１２の中心軸は固定分部に対して静止した状態を維持し、したがって、第１及び/又は第２ギアリムのそれらの共通の中心点の周りのいかなる（固定分部に対する）回転も第１及び第２ギア歯車９１１，９１２の夫々の適切な１つを回転させる。
【００３１】
図１１は第１及び第２ギア歯車９１１，９１２が、それらが属する第１及び第２トランスミッションと共にどのようにいわゆる表示器ボックスを構成するかについて示し、表示器ボックスは、典型的な実施例においては図１１に示された部分がケース（図１１には図示せず）内に囲まれるためにそのように名づけられる。図１１の表示器ボックスは電気的及び機械的に読み取り可能な表示を与えるように指定される。我々は、先ず、電気的表示が生成される方法を考えることとする。
【００３２】
表示器ボックスは電気機械的センサである第１回転エンコーダ１１０１を有し、その出力は回転エンコーダが接続されるエンコーダシャフト１１０２の角度変位を表示する。回転エンコーダは本技術分野では周知である。ピッチ角度の電気信号の生成に関しては、エンコーダシャフト１１０２を表示シャフトと呼称することができる。ピッチ角の電気的表示の生成に関しては、前述の第１トランスミッションは第１ギア歯車９１１のみを有する。それは、第１ギアリム７０１の回転（図９又は図１０を参照）をエンコーダシャフト１１０２の回転に変換するように構成されている。操舵可能なスラスター等のいかなる方位角回転が存在しない場合、第１回転エンコーダ１１０１により生成される信号はピッチ角を直接に提供する。この信号はピッチ角の表示信号を出力する信号プロセッサ（図示せず）に取り込まれる。
【００３３】
操舵可能なスラスターに関していえば、その時点の方位角変位の表示は、それだけを使用するためとピッチ角の表示の補正に使用するために必要とされる。
その目的のため、図１１の表示器ボックスは第２回転エンコーダ１１１１を有し、そのシャフトはここでは、第１補正器シャフト１１１２と呼ばれる。第２ギア歯車９１２は上述の第２トランスミッションを構成する。これは、第２ギアリム（図９又は図１０を参照）の回転を第１補正器シャフト１１１２の回転に変換する。第２ギアリムはスラスターの回転部分に固定的に取り付けられるため、第２回転エンコーダ１１１１によって生成される信号は、補正器シャフト１１１２の角度変位を示すものであり、直接に操舵角を表す。その信号は信号プロセッサ（図示せず）に取り込まれ、そこでは操舵角を表す出力信号を生成する。
【００３４】
信号プロセッサは典型的には船の中央処理システムに配置されるが、信号プロセッサが表示器ボックスの位置或いはそこに近い位置に配置され、より精緻なデータを船の中央処理システムに送るようにすることもできる。信号プロセサは第１及び第２回転エンコーダ１１０１、１１０２の各々から信号を受信し、それらの信号の合成を出力するようにされている。第１ギアリムが方位角回転部分の位置にあることにより、第１回転エンコーダ１１０１によって生成される信号はピッチ角関連要素と方位角関連（即ち、操舵角関連）要素の両方を含む。第２回転エンコーダ１１１１によって生成される信号は、方位角変位のみを表し、したがって、それを逆向き第１回転エンコーダ１１０１によって生成された信号に加えることにより、信号プロセッサはピッチ角を表示する出力信号のみを得る。
【００３５】
次に、図１１の表示器ボックスにおいてマニュアル的に読み取り可能な表示を得る方法について考える。マニュアル的に読み取り可能な表示を生成するため、本システムは、シャフト１１２２上に設けられる第１表示器ディスク１１２１を有している。ここではマニュアル的読み取り可能な表示が問題となるため、「表示器シャフト」という呼称はここでは第１表示器ディスク１１２１のシャフト１１２２について使用できとする。第１ギアリムの回転（図１０を参照）を表示器シャフトの回転に変換するようにされている第１トランスミッションは、ここでは、第１ギア歯車９１１、エンコーダシャフト１１０２、エンコーダシャフト１１０２上に設けられる第３ギア歯車１１２３及び表示器上に設けられる第４ギア歯車１１２４を有している。スラスター等の方位角回転が存在しない場合、第１表示器ディスク１１２１の角度変位はピッチ角を直接に表す。この角度変位は、例えば、第１表示器ディスク上のスケールを外部ポインターに対して読み取りから得ることができる。
【００３６】
第２表示器ディスク１１３１は第１表示器ディスク１１２１と同心的であり、シャフト１１３２上に設けられ、したがって、第１表示器ディスク１１２１の軸１１２２と同軸である。第２表示器ディスク１１３１の役割は、第１表示器
ディスクによって生成された読み取りにおける方位角変位の変化を補正することに関係しており、したがって、そのシャフト１１３２は第２補正器シャフトと呼ばれる。第２ギアリム（図１０参照）の回転を第２補正器シャフトの回転に変換するようにされた第２トランスミッションは、ここでは第２ギア歯車９１２、第１補正器シャフト１１１２、第１補正器シャフト１１１２上に設けられた第５ギア歯車１１３４及び第２補正器シャフト１１３２上に設けられた第６ギア歯車１１３４を有しいている。第２表示器ディスク１１３１の角度変位は操舵可能のスラスターの方位角変位、即ち、操舵角を表示する。この角度変位は、例えば、第２表示器ディスク上の外部ポインターに対するスケール、或は、第２表示器ディスク上のポインターに対する外部スケールから読み取ることができる。
【００３７】
図１２及び１３は、図９に示されたような種類の表示器ボックスの、ピッチ角のみが変化したとき（図１２）及び操舵角のみが変化したとき（図１３）の作動を示す図である。ここでは、第２ギアリムは図１０に示されるようなタイプ、即ち、第２歯車ギア９１２に噛合う外部ギアリムとする。図１２においては、ピッチ角のみが変化する。このことは、表示器が取り付けられる固定分部に対して第２ギアリムが静止していることを意味する。第２ギア歯車９１２は回転せず、したがって、第２表示器ディスクもまた静止した状態を保つ。
【００３８】
ピッチ角の変化は、ピッチ角表示システムのいわゆる第１ロッド（図１２に示されていない）をその長手軸の周りに回転させ、次に、第１ギアリム（図１２に示されていない）をその中心点の周りに回転させる。このことは、第１ギア歯車９１１を図１２に示されるように回転させる。第３ギア歯車１１２３は第４ギア歯車１１２４を回転させ、その回転は最終的に第１表示器ディスク１１２１を回転させる。例えば、第１表示器ディスク１１２１上にスケールがあり、第２表示器ディスク１１３１上にポインターがあれば、ポインターはピッチ角の変化を示すこととなる。
【００３９】
図１３においては、操舵角のみが変化する。第１及び第２ギアリム（図１０参照）はそれらの共通の中心点の周りに正確に同じ量だけ回転する。このことは、第１及び第２ギア歯車９１１，９１２の両方を同じ方向に回転させる。（もし、第２ギアリムが図９に示される内側タイプであれば、第１及び第２ギア歯車は反対方向に回転するであろう。）もし、トランスミッションの関係が正しいものであれば、最終的の結果は、第１表示器ディスク１１２１と第２表示器ディスク１１３１の両方は正確に同方向に同じだけ回転するであろう。ピッチ角の読み取りが第２表示器ディスクに対する第１表示器ディスクにより得られるため、読みは変化しない。
【００４０】
もし、ピッチ角と操舵角が同時に変化すれば、第１及び第２トランスミッションの両方は図１３のように動くが、移動量は異なる。第１表示器ディスクと第２表示器ディスクが異なる速度で回転する結果となる。
【００４１】
図１１〜１３に示される表示器ボックスの適用は例示にすぎず、多数の代替的応用例が提供できる。例えば、第２ギアリムが図９に示されるようなものであれば、例えば、図１４に示されるような他のギア歯車１４０１を追加するか、或は、一対の噛合う歯車を一対のプーリーで置き換えることなどにより、更なる回転方向の変更が、第１及び第２トランスミッションの１つにおいてなされなければならない。内側及び外側シャフトとそれらに関連する表示器ディスクの役割は、スケールとポインター装置を適切に変更するなどして互に交換することができる。
【００４２】
上述の表示器ボックスのどのタイプにも加えることのできる態様としてピッチ角表示サブシステムと操舵角表示サブシステムとの間に、遊びの影響を除くためのスプリングの装填がある。図１５は、スプリング装填の適用の可能性を示す概略図である。第１ギア歯車９１１と第２ギア歯車９１２が、それぞれの対応する軸１１０２、１１１２に設けられていることが示されている。第１ギア歯車９１１に噛合うスプリング装填ギア歯車１５０１が第２ギア歯車９１２に同心的であるが、独立した軸１５０２上に設けられている。図１５の例示では、第２ギア歯車９１２の軸１１１２は管状であり、スプリング装填歯車１５０１の軸１５０２は軸１１１２内のベアリング（図１５には別体として示されていない）上に設けられている。螺旋スプリング１５０３がスプリング装填ギア歯車１５０１を第２ギア歯車９１２に結合させている。
【００４３】
図１５のスプリング装填表示器ボックスが前述の図９に示したタイプの第２ギアリムと共に使用されることを想定する。すなわち、第２ギアリムは第２ギア歯車９１２と噛合う内側ギアリムである。このような装置においては、操舵角のみが変化したときは、第１ギア歯車９１１と第２ギア歯車９１２は同一速度で逆向きに回転する。スプリング装填ギア歯車１５０１は第１ギア歯車９１１とは反対方向に回転する。したがって、螺旋スプリング１５０３の張力は操舵角が変化するときのみ変化しない。ピッチ角のみにおける変化が、第２ギア歯車９１２が静止状態にとどまる間、第１ギア歯車９１１を回転させる、したがって、操舵角のみが変化するときは、螺旋スプリング１５０３は、ピッチ角の変化の符号に応じて締まるか、緩むかだけとなる。しかしながら、適当な予備張力を与えておくことにより、螺旋スプリング１５０３は回転部分を一方向にのみ導き、それにより遊びの影響を除去することを確実にすることができる。螺旋スプリングとセンサ１１０１及び１１１１の代替として、１１０１及び１１１１のようにプロセッサへの信号を留意しつつ、遊びの影響を阻止することのできるようにして、一体化したエンコーダを備える簡単なサーボモータを使用することができる。
【００４４】
典型的な操舵可能なスラスターにおいては、方位角回転ポッドは、垂直シャンクを有し、シャンクの垂直軸が方位角回転の回転軸となるようにしている。シャンクの上端は方位角回転可能なポッドが船体に接続するレベルを定める。本発明は、第１ロッドの上端がシャンクの上端を超えて延びることを可能にし、これにより表示器を十分に船体内に配置できる。すなわち、たとえ、実際の第１ロッドの上端がなお船体内部に位置したとしても、それにもかかわらず、第１ロッドと表示器の接続はシャンクの上端を超えて延びることができる。
【００４５】
これまで述べてきた詳細な実施例は、本発明が実際にどのように適用されるかを示す例であり、添付の特許請求の範囲から離れない範囲において更なる改変や進展を可能とするものである。例えば、たとえ、本発明が主に操舵可能なスラスターに関連して述べられているとしても、ロッドの回転運動の形態でピッチ角に関する情報を伝達する原理は、推進ユニットの方位角変位が無い場合にも適用できる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年2月22日(2016.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海洋推進ユニットの推進装置のブレ−ドのピッチ角を表示するためのピッチ角表示システムであって、
−第１ロッド（２１１）と、
−少なくとも１つのブレ−ド（２０１）と前記第１ロッド（２１１）の第１端部との間を連結する機械的リンク（２０２）と、
−前１記第ロッド（２１１）の第２端部に連結される表示器（２１６）を有し、
−前記機械的リンク（２０２）は、前記ピッチ角の変化を前記第１ロッドのその長手軸（２０４）の周りの回転に変換するように構成され、
−前記表示器（２１６）は、前記第１ロッド（２１１）のその長手軸（２０４）の周りの回転量の表示を与えるように構成され、
前記第１ロッド（２１１）と前記表示器（２１６）との連結部は、
−前記第１ロッド（２１１）の長手軸（２０４）の周りの回転を表示器シャフトの回転に変換するように構成された第３ジョイントと、
−表示器によって生成された表示から、一部が第１ロッド（２１１）である大型の構造物の動きを補正するように構成された補正機構を有し、
前記第３ジョイントは、
−第１ギアリム（７０１）と、
−前記第１ロッド（２１１）の長手軸（２０４）の周りの回転（７０４）を前記第１ギアリム（７０１）のその中心点（７０２）の周りの回転（７０３）に変換するように構成された回転機構と、
−エンコ−ダシャフト（１１０２）を備え、表示器シャフトを形成する第１回転エンコ−ダ（１１０１）と、
−前記第１ギアリム（７０１）のその中心点（７０２）の周りの回転（７０３）を前記エンコ−ダシャフト（１１０２）の回転に変換するように構成された第１トランスミッションを有し、
前記補正機構は、
−前記第１ギアリム（７０１）と同心であり、ピッチ角が一定のときは前記第１ギアリム７０１に関してその回転位置を維持するようにされた第２ギアリム（９０１、１００１）と、
−第１補正器シャフト（１１１２）を有する第２回転エンコ−ダ（１１１１）と、
−前記第２ギアリム（９０１，１００１）のその中心点の周りの回転を前記第１補正器シャフト（１１１２）の回転に変換するように構成された第２トランスミッションと、
−前記第１及び第２回転エンコ−ダ（１１０１）、（１１１１）の各々から信号を受信し、それらの信号を合成する信号プロセッサを有する、
ことを特徴とするピッチ角表示システム。
【請求項２】
海洋推進ユニットの推進装置のブレ−ドのピッチ角を表示するためのピッチ角表示システムであって、
−第１ロッド（２１１）と、
−少なくとも１つのブレ−ド（２０１）と前記第１ロッド（２１１）の第１端部との間を連結する機械的リンク（２０２）と、
−前記第１ロッド（２１１）の第２端部に連結される表示器（２１６）を有し、
−前記機械的リンク（２０２）は、前記ピッチ角の変化を前記第１ロッドのその長手軸（２０４）の周りの回転に変換するように構成され、
−前記表示器（２１６）は、前記第１ロッド（２１１）のその長手軸（２０４）の周りの回転量の表示を与えるように構成され、
前記第１ロッド（２１１）と前記表示器（２１６）との連結部は、
−前記第１ロッド（２１１）の長手軸（２０４）の周りの回転（７０４）を表示器シャフトの回転に変換するように構成された第３ジョイントと、
−表示器によって生成された表示から、一部が第１ロッド（２１１）である大型の構造物の動きを補正するように構成された補正機構を有し、
前記第３ジョイントは、
−第１ギアリム（７０１）と、
−前記第１ロッド（２１１）の長手軸（２０４）の周りの回転を前記第１ギアリム（７０１）のその中心点（７０２）の周りの回転に変換するように構成された回転機構と、
−前記表示器シャフト（１１２２）上に設けられた第１表示器ディスク（１１２１）と、
−前記第１ギアリム（７０１）のその中心点（７０２）の周りの回転を前記表示器シャフト（１１２２）の回転に変換するように構成された第１トランスミッションを有し、
前記補正機構は、
−前記第１ギアリム（７０１）と同心であり、ピッチ角が一定のときは前記第１ギアリム（７０１）に関して回転位置を維持するように構成された第２ギアリム（９０１、１００１）と、
−前記第１表示器ディスク（１１２１）と同心であり、前記表示器シャフト（１１２２）と同心の第２補正器シャフト（１１３２）上に設けられる第２表示器ディスク（１１３１）と、
−前記第２ギアリム（９０１、１００１）のその中心点の周りの回転を前記第２補正器シャフト（１１３２）に変換するように構成された第２トランスミッションを有する、
ピッチ角表示システム。
【請求項３】
前記機械的リンクは、
−第２ロッド（３０１）と、
−前記ピッチ角の変化を前記第２ロッド（３０１）の長手方向の移動（１０９）に変換するように構成された、前記少なくとも１つのブレ−ド（２０１）と前記第２ロッド（３０１）の間の第１ジョイント（３０２）と、
−前記第２ロッド（３０１）の長手方向の移動（１０９）を前記第１ロッドの長手軸（２０４）の周りの回転に変換するように構成された、前記第２ロッド（３０１）と前記第１ロッド（２１１）の間の第２ジョイント（３０３）とを有する、
請求項１又は請求項２に記載のピッチ角表示システム。
【請求項４】
前記第２ジョイント（３０３）は、
−前記第２ロッド（３０１）に取り付けられた伝達ア−ム（４０１）と、
−前記第１ロッド（２１１）の長手軸（２０４）からずらされて位置するヒンジポイント（４０３）に延びる、前記第１ロッド（２１１）に取り付けられたピボットア−ム（４０２）と、
−前記伝達ア−ム（４０１）と前記ピボットア−ム（４０２）のヒンジポイント（４０３）の間に回転可能に取り付けられたリンク片（４０６）を有する、
請求項３に記載のピッチ角表示システム。
【請求項５】
−変更可能なピッチ角を持つブレ−ド（２０１）を備える推進装置（１０１）を有し、
前記推進装置のブレ−ド（２０１）のピッチ角を表示するための請求項１乃至４のいずれかのピッチ角表示システムを有することを特徴とする海洋推進ユニット。
【請求項６】
前記海洋推進ユニットは、
−推進装置が設けられる推進シャフト（１０２）を有する方位角回転可能なポッドを有し、
−前記第１ロッド（２１１）と前記機械的リンク（２０２）が前記方位角回転
可能なポッド内に備えられる、請求項５に記載の海洋推進ユニット。
【請求項７】
−前記推進シャフト（１０２）は少なくとも部分的に管状であり、
前記機械的リンク（２０２）は、少なくとも部分的に前記推進シャフト（１０１）内に位置する第２ロッド（３０１）を有し、
−前記少なくとも１つのブレ−ド（２０１）と前記第２ロッドの間の第１ジョインント（３０２）は、前記ピッチ角の変化を前記第２ロッド（３０１）の長手方向の動きに変換するように構成され、
−前記第２ロッド（３０１）と前記第１ロッド（２１１）との間の第２ジョイント（３０３）は、前記第２ロッド（３０１）の長手方向の動きを前記第１ロッド（２１１）のその長手方向軸（２０４）の周りの回転に変換するように構成された、請求項６に記載の海洋推進ユニット。
【請求項８】
−前記方位角回転可能なポッドはシャンクを有し、
−前記シャンクの長手方向軸は方位角回転の回転軸であり、
−前記シャンクの上端は、前記方位角回転可能なポッドが船体に連結されるレベルを定め、
ａ）前記第１ロッド（２１１）の第２端部と、
ｂ）前記第１ロッド（２１１）の第２端部と前記表示器（２１６）の間の連結部、
のうちの少なくとも１つは、前記シャンクの上端を超えて延び、前記表示器（２１６）が船体の内部に位置する、請求項６又は７記載の海洋推進ユニット。
【国際調査報告】
2016522121.tif 000018
2016522121.tif 000019