船舶の制動装置及びその制動方法
【課題】プロペラの羽根が水から受ける抵抗を有効活用することで、船体を効率的に停止させる。
【解決手段】航行速度制御レバーを原動機４の前進自動運転状態の位置から当該原動機をアイドリング状態にする位置に移動させると、コントローラ３６は、原動機で駆動するプロペラ５の正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げ、プロペラが船舶を制動可能な回転数まで下がると、閉回路に接続された可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８でプロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にするようにプロペラ駆動装置１を制御して船舶を制動する。
【解決手段】航行速度制御レバーを原動機４の前進自動運転状態の位置から当該原動機をアイドリング状態にする位置に移動させると、コントローラ３６は、原動機で駆動するプロペラ５の正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げ、プロペラが船舶を制動可能な回転数まで下がると、閉回路に接続された可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８でプロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にするようにプロペラ駆動装置１を制御して船舶を制動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船舶の制動装置及びその制動方法に係り、特に船体を効率的に停止させる船舶の制動装置及びその制動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、船舶用動力源の運転制御装置が各種、提案されている。例えば、前進から後進に切り替えて制動を行う場合のエンジンストールを防止でき、且つアイドリング回転数より低い極低速回転数が安定して得られる船舶用エンジンの運転制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この船舶用エンジンの運転制御装置は、スロットル弁開度が全閉の状態でエンジン回転数がアイドリング回転数より低い極低速回転数に低下したとき、点火時期をアイドリング回転時より遅角側で且つ上記極低速回転数に応じた極低速回転時点火時期に制御することができる。
【０００３】
また、船舶の抵抗変化に応じて遊星歯車機構の変速比を最適に自動制御して常に最大船速で航行を行うことができる船舶用動力伝達装置の制御装置及び制御方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この船舶用動力伝達装置の制御装置及び制御方法は、遊星歯車機構を使用してエンジンの動力と、油圧ポンプによって駆動する油圧モータの動力とをコントローラで切り換えることで、船舶の総重量や風量などによって決まる船舶抵抗に対して最大船速を得られる変速比に遊星歯車機構を制御することができる。
【０００４】
また、船舶の加速時に遊星歯車機構の変速比を最適に制御する動力伝達装置の制御装置及び制御方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。この動力伝達装置の制御装置及び制御方法は、遊星歯車機構を使用してエンジンの動力と、油圧ポンプによって駆動する油圧モータの動力とをコントローラで切り換えることで、船舶が最大船速まで加速するときに遊星歯車機構の変速比を最適に制御して短期間で最大船速に達することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３１８１１３号公報
【特許文献２】特開２００４−１６９８１８号公報
【特許文献３】特開２００４−２１００３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、背景技術に記載した特許文献１の船舶用エンジンの運転制御装置では、前進走行中の船体を制動する場合、操作レバーでスロットル弁を閉じると共にシフト位置を前進から後進に切り替えてプロペラを逆転させることにより後進推力を発生させて減速させているが、船体が惰性で前進していることから前進水流で前進方向に回転しているプロペラを強制的に瞬時に後進方向に切り替えているので、プロペラキャビテーション現象が発生する虞があった。
【０００７】
プロペラキャビテーション現象は、プロペラを水中において急激に回転変化すると、プロペラの羽根によって水が加速され、水との相対速度の関係で羽根表面にある限界の圧力より低い部分が発生することから、プロペラの羽根の周りに気泡ができ隙間ができるので、推進力を効率よく得ることができなくなる現象である。したがって、船体に制動をかけにくくなる。
【０００８】
また、背景技術に記載した特許文献２の船舶用動力伝達装置の制御装置及び制御方法、特許文献３の動力伝達装置の制御装置及び制御方法では、前進走行中の船体を制動する場合、何れも具体的な制動装置及び制動方法が記載されていなかった。
【０００９】
本発明は、このような従来の難点を解決するためになされたもので、プロペラの羽根が水から受ける抵抗を有効活用することで、船体を効率的に停止させることができる船舶の制動装置及びその制動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様である船舶の制動装置は、船舶の動力源となるピストン機関である原動機と、原動機を使用して船舶の航行速度を手動調節するための航行速度制御レバーと、太陽歯車、複数の遊星歯車、外輪歯車及び複数の遊星歯車を回動自在に支持する遊星キャリアを有し、船舶を前進自動運転させる場合には、外輪歯車が回転可能になると共に太陽歯車が固定される遊星歯車機構と、遊星キャリアに接続されたプロペラ軸で回転するプロペラと、外輪歯車の外周に形成された外歯車に噛合される入力歯車に原動機からの動力を伝達・遮断する前進クラッチと、入力歯車に噛合される第１のポンプ歯車によって駆動する吐出方向が二方向となる可変容量型油圧ポンプと、可変容量型油圧ポンプによって駆動され太陽歯車を駆動する回転方向が二方向となる可変容量型油圧モータと、外輪歯車の外歯車に噛合されるブレーキ歯車を選択的に固定する外輪歯車ブレーキクラッチと、前進クラッチを油圧制御する前進クラッチ用制御弁と、可変容量型油圧ポンプを油圧制御する油圧ポンプ用制御弁と、可変容量型油圧モータを油圧制御する油圧モータ用制御弁と、外輪歯車ブレーキクラッチを油圧制御するブレーキクラッチ用制御弁とを備えたプロペラ駆動装置によって船舶の制動を行う船舶の制動装置である。
【００１１】
この船舶の制動装置は、航行速度制御レバーを原動機の前進自動運転状態の位置から当該原動機をアイドリング状態にする位置に移動させると、油圧ポンプ用制御弁を制御して可変容量型油圧ポンプを停止させ、原動機がアイドリング状態になると、油圧ポンプ用制御弁及び油圧モータ用制御弁を制御して可変容量型油圧ポンプを介して可変容量型油圧モータの船舶が後進する際の回転方向の回転数を上げることで、太陽歯車で複数の遊星歯車の公転を制御してプロペラの正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げる第１のプロペラ制御機能、及び第１のプロペラ制御機能によってプロペラが船舶を制動可能な回転数まで下がると、前進クラッチ用制御弁を制御して前進クラッチを遮断すると共にブレーキクラッチ用制御弁を制御して外輪歯車ブレーキクラッチで外輪歯車を固定し、さらに、油圧モータ用制御弁を制御して可変容量型油圧モータの船舶が前進する際の回転方向の回転数を徐々に下げて停止すると共に、油圧ポンプ用制御弁を制御して可変容量型油圧ポンプの吐出量を徐々に減らして停止してプロペラの回転数の低下を無段階にて行うことで、プロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にする第２のプロペラ制御機能を有するコントローラを備えているものである。
【００１２】
本発明の第２の態様は第１の態様である船舶の制動装置において、前記プロペラ駆動装置は、第２のポンプ歯車を駆動する電動機と、第２のポンプ歯車に電動機からの動力を伝達・遮断する電動機クラッチと、電動機クラッチを油圧制御する電動機クラッチ用制御弁と、船舶を航行させるための動力源を電動機及び原動機の何れか１つに選択すると共に何れの動力源も前記航行速度制御レバーで制御可能になる切換手段とを備え、コントローラは、切換手段で電動機が選択され、船舶が電動機で前進手動運転状態において、遊星歯車機構の外輪歯車が回転可能になると共に太陽歯車が固定される状態で、航行速度制御レバーを電動機の前進手動運転状態の位置から船舶を減速させる方向に移動させると、第１のプロペラ制御機能及び第２のプロペラ制御機能を実行する第３のプロペラ制御機能を有するものである。
【００１３】
また、本発明の第３の態様である船舶の制動方法は、船舶の動力源となるピストン機関である原動機と、原動機を使用して前記船舶の航行速度を手動調節するための航行速度制御レバーと、太陽歯車、複数の遊星歯車、外輪歯車及び複数の遊星歯車を回動自在に支持する遊星キャリアを有し、船舶を前進自動運転させる場合には、外輪歯車が回転可能になると共に太陽歯車が固定される遊星歯車機構と、遊星キャリアに接続されたプロペラ軸で回転するプロペラと、外輪歯車の外周に形成された外歯車に噛合される入力歯車に原動機からの動力を伝達・遮断する前進クラッチと、入力歯車に噛合される第１のポンプ歯車によって駆動する吐出方向が二方向となる可変容量型油圧ポンプと、可変容量型油圧ポンプによって駆動され太陽歯車を駆動する回転方向が二方向となる可変容量型油圧モータと、外輪歯車の外歯車に噛合されるブレーキ歯車を選択的に固定する外輪歯車ブレーキクラッチと、前進クラッチを油圧制御するクラッチ用制御弁と、可変容量型油圧ポンプを油圧制御する油圧ポンプ用制御弁と、可変容量型油圧モータを油圧制御する油圧モータ用制御弁と、外輪歯車ブレーキクラッチを油圧制御するブレーキクラッチ用制御弁とを備えたプロペラ駆動装置をコントローラで制御することで船舶の制動を行う船舶の制動方法である。
【００１４】
この船舶の制動方法におけるコントローラは、航行速度制御レバーが原動機の前進自動運転状態の位置から当該原動機をアイドリング状態にする位置に移動すると、油圧ポンプ用制御弁を制御して可変容量型油圧ポンプを停止させるステップと、原動機がアイドリング状態になると、油圧ポンプ用制御弁及び油圧モータ用制御弁を制御して可変容量型油圧ポンプを介して可変容量型油圧モータの船舶が後進する際の回転方向の回転数を上げて、太陽歯車で複数の遊星歯車の公転を制御してプロペラの正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げるステップと、プロペラが船舶を制動可能な回転数まで下がると、前進クラッチ用制御弁を制御して前進クラッチを遮断すると共にブレーキクラッチ用制御弁を制御して外輪歯車ブレーキクラッチで外輪歯車を固定するステップと、外輪歯車を固定後、油圧モータ用制御弁を制御して可変容量型油圧モータの船舶が前進する際の回転方向の回転数を徐々に下げて停止すると共に、油圧ポンプ用制御弁を制御して可変容量型油圧ポンプの吐出量を徐々に減らして停止してプロペラの回転数の低下を無段階にて行うことで、プロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にするステップとから成るものである。
【００１５】
本発明の第４の態様は第３の態様である船舶の制動方法において、第２のポンプ歯車を駆動する電動機と、第２のポンプ歯車に電動機からの動力を伝達・遮断する電動機クラッチと、電動機クラッチを油圧制御する電動機クラッチ用制御弁と、船舶を航行させるための動力源を電動機及び原動機の何れか１つに選択すると共に何れの動力源も航行速度制御レバーで制御可能になる切換手段とを備えたプロペラ駆動装置をコントローラで制御することで船舶の制動を行う船舶の制動方法であって、コントローラは、切換手段で電動機が選択され、船舶が電動機で前進手動運転状態において、遊星歯車機構の外輪歯車が回転可能になると共に太陽歯車が固定される状態で、航行速度制御レバーが電動機の前記前進手動運転状態の位置から船舶を減速させる方向に移動すると、すべてのステップを実行するものである。
【００１６】
このような第１の態様による船舶の制動装置及び第３の態様による船舶の制動方法によれば、航行速度制御レバーを原動機の前進自動運転状態の位置から当該原動機をアイドリング状態にする位置に移動させると、コントローラは、原動機で駆動するプロペラの正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げ、プロペラが船舶を制動可能な回転数まで下がると、閉回路に接続された可変容量型油圧ポンプ及び可変容量型油圧モータでプロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にするようにプロペラ駆動装置を制御して船舶を制動することができるので、プロペラの羽根が水から受ける抵抗を有効活用することができる。
【００１７】
また、第２の態様による船舶の制動装置及び第４の態様による船舶の制動方法によれば、航行速度制御レバーを電動機の前進手動運転状態の位置から船舶を減速させる方向に移動させると、コントローラは、電動機で駆動するプロペラの正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げ、プロペラが船舶を制動可能な回転数まで下がると、閉回路に接続された可変容量型油圧ポンプ及び可変容量型油圧モータでプロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にするようにプロペラ駆動装置を制御して船舶を制動することができるので、プロペラの羽根が水から受ける抵抗を有効活用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の船舶の制動装置及びその方法によれば、プロペラの羽根が水から受ける抵抗を、プロペラキャビテーション現象を発生させることなく有効活用することができるので、船体を効率的に停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の船舶の制動装置及びその方法における好ましい実施の形態例について、図面を参照して説明する。本明細書の全体を通じて同一要素には同一参照番号を付す。
【００２０】
図１は本発明の船舶の制動装置の好ましい実施の形態例を示す構成図である。図２は本発明の船舶の制動装置の主要部であるコントラーラとコントラーラが制御する機器との関係を示す制御ブロック図である。図３は本発明の船舶の制動装置が適用される動力伝達機構の遊星歯車機構の動作状態を示す図で、（Ａ）は油圧モータのみでプロペラを正転させる説明図、（Ｂ）は原動機のみでプロペラを正転させる説明図、（Ｃ）は油圧モータのみでプロペラを逆転させる説明図、（Ｄ）は原動機及び油圧モータでプロペラの正転を減速させる説明図である。なお、この図３は船舶を船尾側から船首側へ見たときの遊星歯車機構を示している。
【００２１】
本発明の船舶の制動装置を適用するプロペラ駆動装置は図１に示すように、プロペラ５に動力源からの動力を伝達する動力伝達機構２と、この動力伝達機構２を制御する制御装置３とを備えている。
【００２２】
動力伝達機構２は、船舶の動力源となるピストン機関である原動機４と、太陽歯車２１１、複数の遊星歯車２１２、外輪歯車２１３及び複数の遊星歯車２１２を回動自在に支持する遊星キャリア２１４を有する遊星歯車機構２１と、遊星キャリア２１４に接続されたプロペラ軸５ａで回転するプロペラ５と、外輪歯車２１３の外周に形成された外歯車２１３ａに噛合される入力歯車２２に原動機４からの動力を伝達・遮断する前進クラッチ６と、入力歯車２２に噛合される第１のポンプ歯車２３によって駆動する吐出方向が二方向となる可変容量型油圧ポンプ７と、可変容量型油圧ポンプ７によって駆動され太陽歯車２１１を駆動する回転方向が二方向となる可変容量型油圧モータ８と、外輪歯車２１３の外歯車２１３ａに噛合されるブレーキ歯車２４を選択的に固定する外輪歯車ブレーキクラッチ９とから構成されている。
【００２３】
原動機４は、原動機軸４ａが原動機クラッチ１０の入力側に固定され、原動機クラッチ１０の出力側は入力歯車２２に動力を伝達する入力軸２５に固定されている。原動機クラッチ１０は、原動機４の動力を入力軸２５に選択的に伝達するためのもので、原動機クラッチ１０を接続すると原動機４からの動力を入力軸２５に伝達し、原動機クラッチ１０を遮断すると原動機４からの動力を入力軸２５に伝達しなくなる。
【００２４】
遊星歯車機構２１は、太陽歯車２１１が機構中心部に位置し、太陽歯車２１１に複数の遊星歯車２１２が噛合され、複数の遊星歯車２１２は遊星キャリア２１４によって回動可能に支持され、複数の遊星歯車２１２の外周側には外輪歯車２１３が噛合されている。
【００２５】
プロペラ５は、プロペラ軸５ａに固定され、このプロペラ軸５ａは遊星歯車機構２１の遊星キャリア２１４の回転中心部に接続されている。この船舶用のプロペラ５は、一般的に構造が簡単で比較的推進効率の高いスクリュプロペラが使用されている。なお、本明細書中において、プロペラ５の回転方向を「正転」と言うときには船舶が前進する回転方向で、「逆転」というときには船舶が後進する回転方向である。また、回転系の部材においても「正転」、「逆転」というときには、プロペラ５の回転方向と同一方向のことをいう。
【００２６】
前進クラッチ６は、入力側に入力軸２５が固定され、出力側に入力歯車２２が固定されている。この前進クラッチ６は、入力軸２５に伝達された原動機４からの動力を入力歯車２２に選択的に伝達するためのもので、前進クラッチ６を接続すると、入力軸２５の回転運動を入力歯車２２に伝達し、前進クラッチ６を遮断すると入力軸２５の回転運動を入力歯車２２に伝達しなくなる。
【００２７】
可変容量型油圧ポンプ７はアキシャル型で、駆動用オイルの吐出方向が二方向にするための２つの吸入吐出ポート７１、７２と、２つの吸入吐出ポート７１、７２の吐出容量をそれぞれ変更するための２つの制御ポート７３、７４とを備え、一方の制御ポート７３に制御用オイルを圧送することで一方の吸入吐出ポート７１から駆動用オイルを圧送し、他方の制御ポート７４に制御用オイルを圧送することで他方の吸入吐出ポート７２から駆動用オイルを圧送することができる。
【００２８】
可変容量型油圧モータ８はアキシャル型で、駆動用オイルの供給方向が二方向となる２つの供給排出ポート８１、８２と、回転速度を制御する制御ポート８３とを備え、制御ポート８３に圧送される制御用オイルの流量によって油圧モータの回転速度が制御される。
【００２９】
この可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８は、油圧配管２６、２７で相互に接続され双方向にオイル循環が可能になっている。具体的には、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１と可変容量型油圧モータ８の一方の供給排出ポート８１とは油圧配管２６で接続され、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２と可変容量型油圧モータ８の他方の供給排出ポート８２とは油圧配管２７で接続されることで、閉回路となっている。したがって、可変容量型油圧ポンプ７から吐出される駆動用オイルのほとんどが可変容量型油圧モータ８からの戻油となるので、可変容量型油圧ポンプ７を停止することで、可変容量型油圧モータ８は回転を停止させると共にロック状態となる。
【００３０】
また、可変容量型油圧ポンプ７のポンプ軸７ａには第１のポンプ歯車２３が固定され、この第１のポンプ歯車２３は入力歯車２２に噛合されている。これにより可変容量型油圧ポンプ７が入力歯車２２及び第１のポンプ歯車２３を介して入力軸２５によって駆動されることになるので、駆動用オイルを可変容量型油圧モータ８に圧送可能となる。この可変容量型油圧モータ８の駆動軸８ａは、遊星歯車機構２１の太陽歯車２１１に固定され、太陽歯車２１１を双方向に回転させることができる。
【００３１】
外輪歯車ブレーキクラッチ９は、入力側にブレーキ歯車２４が固定され、出力側は固定系に固定されている。ブレーキ歯車２４は、外輪歯車２１３の外歯車２１３ａに噛合されている。この外輪歯車ブレーキクラッチ９は、外輪歯車２１３を固定するためのもので、外輪歯車ブレーキクラッチ９を接続すると外輪歯車２１３を固定し、外輪歯車ブレーキクラッチ９を遮断すると外輪歯車２１３を自由回転可能にする。
【００３２】
このような遊星歯車機構２１、可変容量型油圧ポンプ７、可変容量型油圧モータ８及び油圧配管２６、２７などにより無段変速機２０が構成されている。この無段変速機２０は、可変容量型油圧モータ８により遊星歯車機構２１の太陽歯車２１１の回転速度を変化させると、プロペラ軸５ａの回転速度を変化させることができるので、太陽歯車２１１の回転速度を無段階で変化させることで変速比を無段階で変化させることができるようになる。
【００３３】
例えば、可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を正転させる場合には図３（Ａ）に示すように、入力歯車２２及び外輪歯車２１３を固定させた状態で太陽歯車２１１をプロペラ５の正転方向と同一方向に回転させることで、複数の遊星歯車２１２を介して遊星キャリア２１４がプロペラ５を正転させることができる。
【００３４】
また、原動機４のみでプロペラ５を正転させる場合には図３（Ｂ）に示すように、太陽歯車２１１を固定させた状態で入力歯車２２をプロペラ５の正転方向と反対方向に回転させ、外輪歯車２１３をプロペラ５の正転方向と同一方向に回転させることで、複数の遊星歯車２１２を介して遊星キャリア２１４がプロペラ５を正転させることができる。したがって、無段変速機２０は図３（Ｂ）の場合において、太陽歯車２１１を固定させた時に変速比を最高速比にすることができる。
【００３５】
また、可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を逆転させる場合には図３（Ｃ）に示すように、入力歯車２２及び外輪歯車２１３を固定させた状態で太陽歯車２１１プロペラ５の逆転方向と同一方向に回転させることで、複数の遊星歯車２１２を介して遊星キャリア２１４がプロペラ５を逆転させることができる。
【００３６】
さらに、原動機４と可変容量型油圧モータ８とを連動させて正転しているプロペラ５を減速させる場合には図３（Ｄ）に示すように、入力歯車２２をプロペラ５の正転方向と反対方向に回転させ、外輪歯車２１３がプロペラ５の正転方向と同一方向に回転している状態において、太陽歯車２１１をプロペラ５の正転方向と反対方向に回転させることで、複数の遊星歯車２１２を介して正転している遊星キャリア２１４の回転速度を減速させることができる。したがって、無段変速機２０は図３（Ｄ）の場合において、太陽歯車２１１をプロペラ５の正転方向と反対方向に回転させた時に変速比を最低速比にすることができる。
【００３７】
次に、プロペラ駆動装置１の制御装置３について説明する。制御装置３は図１、図２に示すように、原動機クラッチ１０を油圧制御する原動機クラッチ用制御弁３１と、前進クラッチ６を油圧制御する前進クラッチ用制御弁３２と、可変容量型油圧ポンプ７を油圧制御する油圧ポンプ用制御弁３３と、可変容量型油圧モータ８を油圧制御する油圧モータ用制御弁３４と、外輪歯車ブレーキクラッチ９を油圧制御するブレーキクラッチ用制御弁３５とを備えている。
【００３８】
原動機クラッチ用制御弁３１、前進クラッチ用制御弁３２及びブレーキクラッチ用制御弁３５は、各クラッチ１０、６、９を接続、遮断するためのもので、例えば、３ポート２位置切換弁でスプリングオフセット電磁方式が使用される。この３ポート２位置切換弁を原動機クラッチ用制御弁３１に使用した場合、ソレノイド３１ａを駆動して制御用オイルを原動機クラッチ３１に吐出することで当該原動機クラッチ３１は接続される。また、３ポート２位置切換弁を前進クラッチ用制御弁３２に使用した場合、ソレノイド３２ａを駆動（オン）して制御用オイルを前進クラッチ６に吐出することで当該前進クラッチ６は接続される。また、３ポート２位置切換弁をブレーキクラッチ用制御弁３５に使用した場合、ソレノイド３５ａを駆動（オン）して制御用オイルを外輪歯車ブレーキクラッチ９に吐出することで当該外輪歯車ブレーキクラッチ９は接続される。
【００３９】
油圧ポンプ用制御弁３３は、可変容量型油圧ポンプ７の吐出方向及び吐出容量を制御するもので、例えば、４ポート３位置切換弁でスプリングオフセット電磁比例方式が使用される。この４ポート３位置切換弁を油圧ポンプ用制御弁３３に使用した場合、ソレノイド３３ａを駆動（オン）して制御用オイルを可変容量型油圧ポンプ７の一方の制御ポート７３に吐出することで、可変容量型油圧ポンプ７は可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の正転方向と同一方向に回転させるように駆動用オイルを圧送する。また、ソレノイド３３ｂを駆動（オン）して制御オイルを可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７４に吐出することで、可変容量型油圧ポンプ７は可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の逆転方向と同一方向に回転するように駆動用オイルを圧送する。なお、この４ポート３位置切換弁はスプリングオフセット電磁比例方式なので、２つのソレノイド３３ａ、３３ｂの１つに入力電流を与えることにより方向を制御し、また、入力電流の大きさを変えることにより流量の大きさを制御することができる。
【００４０】
油圧モータ用制御弁３４は、可変容量型油圧モータ８の回転速度を制御するもので、例えば、４ポート２位置切換弁でスプリングオフセット電磁方式が使用される。この４ポート２位置切換弁を油圧モータ用制御弁３４に使用した場合、ソレノイド３４ａを駆動（オン）して制御用オイルを可変容量型油圧モータ８の制御ポート８３に吐出することで、当該可変容量型油圧モータ８は回転することができる。なお、ソレノイド３４ａは移動位置が調整可能になっているので、可変容量型油圧モータ８の回転速度を制御することができる。
【００４１】
さらに、制御装置３は原動機クラッチ用制御弁３１、前進クラッチ用制御弁３２、油圧ポンプ用制御弁３３、油圧モータ用制御弁３４及びブレーキクラッチ用制御弁３５と共に原動機４を制御するコントローラ３６を備えている。このコントローラ３６は図２に示すように、原動機クラッチ用制御弁３１、前進クラッチ用制御弁３２、油圧ポンプ用制御弁３３、油圧モータ用制御弁３４及びブレーキクラッチ用制御弁３５と共に原動機４が電気的に接続されている。
【００４２】
また、コントローラ３６には、船舶の操縦室に設置され原動機４を使用して船舶の航行速度を手動調節するための航行速度制御レバー３７と、原動機４から排出される排ガスの温度を検出するために排気マニホールド（図示せず）に設置された排ガスセンサ３８と、原動機４の回転数を検出する回転数検出センサ３９とが電気的に接続されている。航行速度制御レバー３７は、レバーポジションを検出するための検出手段である例えばロータリーエンコーダ（図示せず）が設けられ、ロータリーエンコーダの検出値はコントローラ３６に入力される。また、航行速度制御レバー３７は、レバーポジションとして中立位置（ニュートラル）、前進位置及び後進位置が設定され、前進位置及び後進位置において、無段変速機２０の変速比を最低変速比と最高変速比との間で、無段階で調節できるようになっている。
【００４３】
このようなコントローラ３６は、原動機４の始動時、船舶の前進加速時、船舶の前進自動運転時及び船舶の後進時と共に、船舶の制動時にも制御を行っている。
【００４４】
このコントローラ３６は、船舶の制動時の制御機能として、航行速度制御レバー３７を原動機４の前進自動運転状態の位置から当該原動機４をアイドリング状態にする位置に移動させると、油圧ポンプ用制御弁３３を制御して可変容量型油圧ポンプ７を停止させ、原動機４がアイドリング状態になると、油圧ポンプ用制御弁３３及び油圧モータ用制御弁３４を制御して可変容量型油圧ポンプ７を介して可変容量型油圧モータ８の船舶が後進する際の回転方向の回転数を上げることで、太陽歯車２１１で複数の遊星歯車２１２の公転を制御してプロペラ５の正転回転数を当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げる第１のプロペラ制御機能を有している。
【００４５】
さらに、コントローラ３６は、船舶の制動時の制御機能として、第１のプロペラ制御機能によってプロペラ５が船舶を制動可能な回転数まで下がると、前進クラッチ用制御弁３２を制御して前進クラッチ６を遮断すると共にブレーキクラッチ用制御弁３５を制御して外輪歯車ブレーキクラッチ９で外輪歯車２１３を固定し、さらに、油圧モータ用制御弁３４を制御して可変容量型油圧モータ８の船舶が前進する際の回転方向の回転数を徐々に下げて停止すると共に、油圧ポンプ用制御弁３３を制御して可変容量型油圧ポンプ７の吐出量を徐々に減らして停止してプロペラ５の回転数の低下を無段階にて行うことで、プロペラ５の回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗を最大にする第２のプロペラ制御機能を有している。
【００４６】
このコントローラ３６の第１のプロペラ制御機能及び第２のプロペラ制御機能でプロペラ５を駆動制御することで、プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗を、プロペラキャビテーション現象を発生させることなく有効活用することができるので、船体を効率的に停止させることができる。
【００４７】
なお、このプロペラ駆動装置１は、原動機クラッチ用制御弁３１、前進クラッチ用制御弁３２、油圧ポンプ用制御弁３３、油圧モータ用制御弁３４及びブレーキクラッチ用制御弁３５に制御用オイルを供給するために、第１のポンプ歯車２３に噛合される第２のポンプ歯車２８によって駆動する吐出方向が一方向となる定容量油圧ポンプ１１を備えている。これにより、定容量油圧ポンプ１１は、入力歯車２２が回転すると、第１のポンプ歯車２３を介して第２のポンプ歯車２８が回転するので、各制御弁３１、３２、３３、３４、３５に制御用オイルを供給することができる。
【００４８】
また、このプロペラ駆動装置１は図１、図２に示すように、動力伝達機構２に、第２のポンプ歯車２８を駆動する電動機１２と、第２のポンプ歯車２８に電動機１２からの動力を伝達・遮断する電動機クラッチ１３とを備え、制御装置３に、電動機クラッチ１３を油圧制御する電動機クラッチ用制御弁３００と、船舶を航行させるための動力源を電動機１２及び原動機４の何れか１つに選択すると共に何れの動力源も航行速度制御レバー３７で制御可能になる切換手段である例えば切換スイッチ３０１とを備えている。この切換スイッチ３０１は、船舶の操縦室に設置されている。なお、電動機クラッチ用制御弁３００は、定容量油圧ポンプ１１から制御用オイルが供給されている。
【００４９】
電動機１２は、電動機軸１２ａが電動機クラッチ１３の出力側に固定され、電動機クラッチ１３の入力側は第２のポンプ歯車２８に固定されたポンプ軸１１ａに固定されている。この電動機クラッチ１３は、電動機１２の動力をポンプ軸１１ａに選択的に伝達するもので、電動機クラッチ１３を接続すると電動機１２からの動力をポンプ軸１１ａに伝達し、電動機クラッチ１３を遮断すると電動機１２からの動力をポンプ軸１１ａに伝達しなくなる。
【００５０】
電動機クラッチ用制御弁３００は、電動機クラッチ１３を接続、遮断するためのもので、例えば、３ポート２位置切換弁でスプリングオフセット電磁方式が使用される。この３ポート２位置切換弁を電動機クラッチ用制御弁３００に使用した場合、ソレノイド３００ａを駆動（オン）して制御用オイルを電動機クラッチ１３に吐出することで当該電動機クラッチ１３は接続される。
【００５１】
この電動機１２及び電動機クラッチ用制御弁３００と共に切換スイッチ３０１はコントローラ３６に電気的に接続されている。このコントローラ３６は、切換スイッチ３０１で電動機１２が選択された場合には、電動機１２の始動時、船舶の前進加速時、船舶の前進手動運転時及び船舶の後進時と共に、船舶の制動時にも制御を行っている。
【００５２】
このコントローラ３６は、船舶の制動時の制御機能として、切換スイッチ３０１で電動機１２が選択され、船舶が電動機１２で前進手動運転状態において、遊星歯車機構２１の外輪歯車２１３が回転可能になると共に太陽歯車２１１が固定される状態で、航行速度制御レバー３７を電動機１２の前進手動運転状態の位置から船舶を減速させる方向に移動させると、第１のプロペラ制御機能及び第２のプロペラ制御機能を実行する第３のプロペラ制御機能を有している。なお、第１のプロペラ制御機能及び第２のプロペラ制御機能おいて、「原動機」は「電動機」に置換される。
【００５３】
また、原動機４のトラブル時等の予備動力として用いる電動機１２を設けない場合には、原動機４と入力軸２５とは直結してもよい。
【００５４】
このように構成されたプロペラ駆動装置１による船舶の航行制御について、図４〜図７に基づき説明する。図４は船舶の通常の航行運転におけるコントローラの航行制御を示すフローチャート図である。図５は船舶の通常の航行運転におけるコントローラの制動制御を示すフローチャート図である。図６は船舶の電動機による航行運転における航行制御を示すフローチャート図である。図７は船舶の電動機による航行運転における制動制御を示すフローチャート図である。
【００５５】
まず、船舶の通常の航行運転におけるコントローラの航行制御について図１〜図４を参照しながら説明する。
【００５６】
船舶の操縦室に設置されている切換スイッチ３０１で、動力源として原動機を選択して始動すると（ステップ１０１）、電動機クラッチ用制御弁３００を制御しソレノイド３００ａをオフにして遮断位置にするので、電動機クラッチ１３は遮断される（ステップ１０２）。電動機クラッチ１３を遮断後、原動機クラッチ用制御弁３１を制御しソレノイド３１ａをオンにして接続位置にすることにより、原動機クラッチ１０は原動機４と入力軸２５とを接続するので、原動機４の動力は入力軸２５に伝達される（ステップ１０３）。なお、この時点においては、前進クラッチ６は前進クラッチ用制御弁３２が遮断位置なので、入力軸２５の回転運動は入力歯車２２には伝達されない。
【００５７】
また、この時点においては、油圧ポンプ用制御弁３３は、２つのソレノイド３３ａ、３３ｂが何れも制御信号の入力レベルがゼロになることで遮断位置になるので、可変容量型油圧ポンプ７の各吸入吐出ポート７１、７２からの吐出量がゼロになり太陽歯車２１１が固定される（ステップ１０４）。ステップ１０４を処理後、原動機４が予め定められたアイドリング回転数になっているか否かをチェックする。原動機４が所定のアイドリング回転数の場合にはブレーキクラッチ用制御弁３５を制御しソレノイド３５ａをオンにして接続位置にすることにより、外輪歯車ブレーキクラッチ９はブレーキ歯車２４を固定するので、外輪歯車２１３が固定される。このように、外輪歯車２１３が固定され且つ太陽歯車２１１が固定されるので、プロペラ５の回転数をゼロにすると共にプロペラ５をロック状態にすることができる。なお、原動機４が所定のアイドリング回転数でない場合はステップ１０２まで戻る（ステップ１０５、１０６）。
【００５８】
ステップ１０６を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５の回転数がゼロになった旨の検出信号が入力し、且つ航行速度制御レバー３７が前進操作されると（ステップ１０７、１０８）、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、レバー角度が第１の前進操作である例えば＋５°（前進スタート角度）〜＋２５°の場合は、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルを上昇させるので、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１からの駆動用オイルの吐出量が増加する。このように、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１からの駆動用オイルの吐出量が増加すると、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の正転方向と同一方向に回転させるように回転を開始するので、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４が正転を開始する。遊星キャリア２１４が正転を開始することで、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５が正転を開始する。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°（前進スタート角度）〜＋２５°の範囲外の場合には、ステップ１０８に戻ることになる（ステップ１０９、１１０）。
【００５９】
ステップ１１０を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５が正転を開始した旨の検出信号が入力すると（ステップ１１１）、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルが上限に到達すると共に、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａの制御信号の入力レベルを上昇させると、図３（Ａ）に示すように、プロペラ５の正転方向の回転数が上がることになる（ステップ１１２、１１３）。
【００６０】
ステップ１１３を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５の正転方向の回転数が上昇した旨の検出信号が入力すると（ステップ１１４）、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達しているか否かをチェックし、到達している場合にはブレーキクラッチ用制御弁３５を制御しソレノイド３５ａをオフにして遮断位置にすることにより、ブレーキクラッチ用制御弁３５は外輪歯車ブレーキクラッチ９を遮断するので、外輪歯車２１３が自由回転状態になる（ステップ１１５、１１６）。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達していない場合には、ステップ１０８に戻ることになる。
【００６１】
ステップ１１６を処理後、前進クラッチ用制御弁３２を制御しソレノイド３２ａをオンにして接続位置にすることにより、前進クラッチ６が接続され原動機４の動力が外輪歯車２１３に伝達されることになるので、図３（Ｂ）に示すように、自由回転状態の外輪歯車２１３は原動機４によって回転を開始する（ステップ１１７）。前進クラッチ６が接続されると、油圧モータ用制御弁３４を制御しソレノイド３４ａをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧モータ８内の駆動用オイルの吸収量が最大になり、当該可変容量型油圧モータの最大ブレーキ力になる（ステップ１１８）。そして、油圧ポンプ用制御弁３３を制御しソレノイド３３ａをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧ポンプ７の吐出量がゼロになり、可変容量型油圧モータ８が最大ブレーキ力で停止することになるので、見掛け上の減速比が下がりプロペラ５の正転回転数が上がる（ステップ１１９、１２０）。
【００６２】
可変容量型油圧ポンプ７が停止後、ロータリーエンコーダが航行速度制御レバー３７のレバーポジションを検出し、レバー角度が第２の前進操作（前進増速の角度）である例えば＋２５°〜＋１１０°の場合は、そのレバー角度に応じて原動機４の回転数を上げる（ステップ１２１、１２２）。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°〜＋１１０°の範囲外の場合には、ステップ１０８に戻ることになる。
【００６３】
ステップ１２２を処理後、航行速度制御レバー３７の操作を停止すると（ステップ１２３）、コントローラ３６内の自動運転スタートタイマ（図示せず）が計時を開始する。自動運転スタートタイマで設定された計時内に航行速度制御レバー３７が操作されなければ、前進自動運転に切り替わり、航行速度制御レバー３７が操作されると、ステップ１２３に戻ることになる（ステップ１２４、１２５）。
【００６４】
ステップ１２５を処理後、排ガスセンサ３８で検出する原動機４の排ガスの温度をチェックし、当該排ガスの温度が例えば４５０℃±１０℃の場合にはステップ１２３に戻ることになる。しかし、排ガスの温度が４５０℃±１０℃以外の場合には４４０℃より下回っているか、４６０℃より上回っているかをチェックする（ステップ１２６）。なお、ステップ１２６では、前進自動運転が正常に行われているか否かを排ガスの温度でチェックする制御機能である。
【００６５】
原動機４の排ガスの温度が４４０℃より下回っている場合には、原動機４に対する負荷力低下と判断し、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルを少しだけ上昇させ（ステップ１２７）、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１からの駆動用オイルの吐出量を微増させると（ステップ１２８）、可変容量型油圧モータ８が回転を開始することで太陽歯車２１１も回転して見掛け上の減速比が下がるので、複数の遊星歯車２１２が公転すると遊星キャリア２１４を介してプロペラ５の正転方向の回転数が可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１からの駆動用オイルの吐出量に応じて上がる（ステップ１２９）。そして、ステップ１２６に戻り原動機４の排気ガス温度が４５０℃±１０℃であるかをチェックし、その範囲内ならば前進自動運転を続行する。
【００６６】
一方、原動機４の排ガスの温度が４６０℃より上回っている場合には、原動機４の過負荷と判断し、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルを少しだけ上昇させ（ステップ１３０）、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量を微増させると（ステップ１３１）、可変容量型油圧モータ８が回転を開始することで太陽歯車２１１も回転して見掛け上の減速比が上がるので、複数の遊星歯車２１２が公転すると遊星キャリア２１４を介してプロペラ５の正転方向の回転数が可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量に応じて下がる（ステップ１３２）。そして、ステップ１２６に戻り原動機４の排気ガス温度が４５０℃±１０℃であるかをチェックし、その範囲内ならば前進自動運転を続行する。
【００６７】
このように、ステップ１２５〜１３２の前進自動運転中に航行速度制御レバー３７を操作すると（ステップ１３３）、油圧ポンプ用制御弁３３は、２つのソレノイド３３ａ、３３ｂが何れも制御信号の入力レベルがゼロになることで遮断位置になるので、可変容量型油圧ポンプ７の各吸入吐出ポート７１、７２からの吐出量がゼロになり、可変容量型油圧モータ８が最大ブレーキ力で停止することになる（ステップ１３４）。したがって、前進自動運転が解除されると共に、原動機４のみでプロペラ５は正転方向に回転することになる。その後、ステップ１２３に戻ることになる。
【００６８】
また、ステップ１０８において、航行速度制御レバー３７が船舶を後進させるように操作されると、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、レバー角度が第１の後進操作である例えば−５°（後進スタート角度）〜−２５°の場合は、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルを上昇させるので、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量が増加する。このように、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量が増加すると、図３（Ｃ）に示すように、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の逆転方向と同一方向に回転させるように回転を開始するので、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４が逆転を開始する。遊星キャリア２１４が逆転を開始することで、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５が逆転を開始する。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が−５°（後進スタート角度）〜−２５°の範囲外の場合には、ステップ１０８に戻ることになる（ステップ１３５、１３６）。
【００６９】
ステップ１３６を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５が逆転を開始した旨の検出信号が入力すると（ステップ１３７）、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルが上限に到達する（ステップ１３８）。ここで、ロータリーエンコーダが航行速度制御レバー３７のレバーポジションを検出し、レバー角度が第２の後進操作（後進増速の角度）である例えば−２５°〜−７０°の場合は、そのレバー角度に応じて油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａの制御信号の入力レベルを上昇させるので、プロペラ５の逆転方向の回転数が上がることになる（ステップ１３９、１４０、１４１）。したがって、船舶は後進する。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が−２５°〜−７０°の範囲外の場合には、ステップ１３５に戻ることになる。
【００７０】
次に、船舶の自動前進運転中にプロペラで制動して停止させるコントローラの航行制御について図１〜図３、図５を参照しながら説明する。
【００７１】
航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°〜＋１１０°における前進自動運転中の場合に、当該航行速度制御レバー３７を減速方向に操作すると（ステップ２０１、２０２、２０３）、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、そのレバーポジションに基づき油圧ポンプ用制御弁３３は、２つのソレノイド３３ａ、３３ｂが何れもオフになることで遮断位置になるので、可変容量型油圧ポンプ７の各吸入吐出ポート７１、７２からの吐出量がゼロになり可変容量型油圧モータ８が最大ブレーキ力で停止することになる（ステップ２０４）。したがって、原動機４のみで正転しているプロペラ５は、当該原動機４の回転数が下がるので、正転方向の回転数が下がる（ステップ２０５）。
【００７２】
原動機４によりプロペラ５の正転方向の回転数が下がると、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達しているか否かをチェックし、到達している場合には原動機４が予め定められたアイドリング回転数になっているかをチェックする。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達していない場合には、ステップ２０３に戻ることになる（ステップ２０６）。
【００７３】
原動機４が所定のアイドリング回転数になっていると（ステップ２０７）、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルを上昇させるので、可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７２からの制御用オイルの吐出量が増加する（ステップ２０８）。また、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａへの制御信号の入力レベルを上昇させる。このように、可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７２からの制御用オイルの吐出量が増加し、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａへの制御信号の入力レベルが上昇することで、可変容量型油圧モータ８の駆動用オイルの吸収量を下げることができる。可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７２からの制御用オイルの吐出量を上限まで上げて可変容量型油圧モータ８の駆動用オイルの吸収量を下げた状態で、図３（Ｄ）に示すように、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の逆転方向と同一方向に回転させるように回転を上げると（ステップ２０９）、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４の正転回転数を下げるので、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５は正転回転数が大幅に下がることになる（ステップ２１０）。即ち、プロペラ５の正転回転数を、当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げることができる。
【００７４】
そして、前進クラッチ用制御弁３２を制御しソレノイド３２ａをオフにして遮断位置にすることにより、前進クラッチ６が遮断され原動機４の動力が外輪歯車２１３に伝達されなくなる（ステップ２１１）。前進クラッチ６が遮断されると、ブレーキクラッチ用制御弁３５を制御しソレノイド３５ａをオンにして接続位置にすることにより、外輪歯車ブレーキクラッチ９はブレーキ歯車２４を固定するので、外輪歯車２１３が固定される（ステップ２１２）。このように、前進クラッチ６を遮断し、外輪歯車２１３を固定することで、可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を駆動することが可能になる。
【００７５】
前進クラッチ６を遮断し、外輪歯車２１３を固定後、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａへの制御信号の入力レベルを下げ、さらに、油圧モータ用制御弁３４を制御しソレノイド３４ａをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧モータ８内の駆動用オイルの吸収量が最大になり、当該可変容量型油圧モータの最大ブレーキ力になる（ステップ２１３、２１４）。そして、この時点においては、可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を回転させるために、スプリングオフセット電磁比例方式である油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルは上昇しているので、その油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルを下げることで、図３（Ａ）に示すように、可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５の正転回転数を原動機４のアイドリング回転数より除々に下げることができるようになる（ステップ２１５）。
【００７６】
可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を駆動できるようになると、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°に到達しているか否かをチェックし、到達している場合にはステップ２１７に進み、到達していない場合には、ステップ２１２に戻ることになる（ステップ２１６）。
【００７７】
ステップ２１７では、油圧ポンプ用制御弁３３を制御しソレノイド３３ａをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧ポンプ７の吐出量がゼロになり、可変容量型油圧モータ８が最大ブレーキ力で停止することになるので、回転数検出センサ３９からプロペラ５の回転数がゼロになった旨の検出信号が入力する（ステップ２１７、２１８）。即ち、可変容量型油圧モータ８でプロペラ５の回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗を最大にするように、船舶を制動することができる。また、原動機４でアイドリング回転数以下にすることで生じる船舶推進軸系のねじり振動特性を考慮することなくプロペラ５の回転数をゼロにすることができる。
【００７８】
ステップ２１８を処理後、原動機４が予め定められたアイドリング回転数になっているか否かをチェックする（ステップ２１９）。ここで、船舶を完全停止させるために、航行速度制御レバー３７が後進操作されると（ステップ２２０）、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、レバー角度が第１の後進操作である例えば−５°（後進スタート角度）〜−２５°の場合は、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルを上昇させるので、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量が増加する。このように、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量が増加すると、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の逆転方向と同一方向に回転させるように回転を開始するので、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４が逆転を開始する。遊星キャリア２１４が逆転を開始することで、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５が逆転を開始する。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が−５°（後進スタート角度）〜−２５°の範囲外の場合には、ステップ２１７に戻ることになる（ステップ２２１、２２２、２２３）。
【００７９】
この航行速度制御レバー３７による第１の後進操作で船舶が完全停止することで、航行速度制御レバー３７が後進減速操作されると（ステップ２２４）、航行速度制御レバー３７のレバー角度が−５°に到達しているか否かをチェックし、到達している場合にはステップ２２６に進み、到達していない場合には、ステップ２２４に戻ることになる（ステップ２２５）。
【００８０】
ステップ２２６では、油圧ポンプ用制御弁３３を制御しソレノイド３３ｂをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧ポンプ７の吐出量がゼロになり、可変容量型油圧モータ８が最大ブレーキ力で停止することになるので、回転数検出センサ３９からプロペラ５の回転数がゼロになった旨の検出信号が入力する（ステップ２２６、２２７）。即ち、プロペラ５は回転数がゼロになると共に固定されるので、後進時において当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗を最大にすることができる。
【００８１】
最後に、航行速度制御レバー３７が中立位置に操作されることで、船舶の制動が完了する（ステップ２２８）。
【００８２】
次に、電動機のみで船舶の前進手動運転におけるコントローラの航行制御について図１〜図３、図６を参照しながら説明する。
【００８３】
船舶の操縦室に設置されている切換スイッチ３０１で、動力源として電動機を選択して始動すると（ステップ３０１）、原動機クラッチ用制御弁３１を制御しソレノイド３１ａをオフにして遮断位置にするので、原動機クラッチ１０は遮断される（ステップ３０２）。原動機クラッチ１０を遮断後、電動機クラッチ用制御弁３００を制御しソレノイド３００ａをオンにして接続位置にすることにより、電動機クラッチ１３は電動機１２とポンプ軸１１ａとを接続するので、電動機１２の動力は第２のポンプ歯車２８に伝達される（ステップ３０３）。
【００８４】
ステップ３０３を処理後においては、油圧ポンプ用制御弁３３は、２つのソレノイド３３ａ、３３ｂが何れも制御信号の入力レベルがゼロになることで遮断位置になるので、可変容量型油圧ポンプ７の各吸入吐出ポート７１、７２からの吐出量がゼロになり太陽歯車２１１が固定される（ステップ３０４）。
【００８５】
この時点で、航行速度制御レバー３７が中立位置に位置しているか否かをチェックする（ステップ３０５）。航行速度制御レバー３７が中立位置に位置している場合にはブレーキクラッチ用制御弁３５を制御しソレノイド３５ａをオンにして接続位置にすることにより、外輪歯車ブレーキクラッチ９はブレーキ歯車２４を固定するので、外輪歯車２１３が固定される。このように、外輪歯車２１３が固定され且つ太陽歯車２１１が固定されるので、プロペラ５の回転数をゼロにすると共にプロペラ５をロック状態にすることができる。なお、航行速度制御レバー３７が中立位置に位置していない場合はステップ３０２まで戻る（ステップ３０６、３０７）。
【００８６】
外輪歯車２１３を固定後、回転数検出センサ３９からプロペラ５の回転数がゼロになった旨の検出信号が入力し、且つ航行速度制御レバー３７が前進操作されると（ステップ３０８）、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、レバー角度が第１の前進操作である例えば＋５°（前進スタート角度）〜＋２５°の場合は、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルを上昇させるので、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１からの駆動用オイルの吐出量が増加する。このように、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１からの駆動用オイルの吐出量が増加すると、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の正転方向と同一方向に回転させるように回転を開始するので、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４が正転を開始する。遊星キャリア２１４が正転を開始することで、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５が正転を開始する。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°（前進スタート角度）〜＋２５°の範囲外の場合には、ステップ３０８に戻ることになる（ステップ３０９、３１０）。
【００８７】
ステップ３１０を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５が正転を開始した旨の検出信号が入力すると（ステップ３１１）、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルが上限に到達すると共に、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａの制御信号の入力レベルを上昇させると、図３（Ａ）に示すように、プロペラ５の正転方向の回転数が上がることになる（ステップ３１２、３１３）。
【００８８】
ステップ３１３を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５の正転方向の回転数が上昇した旨の検出信号が入力すると（ステップ３１４）、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達しているか否かをチェックし、到達している場合にはブレーキクラッチ用制御弁３５を制御しソレノイド３５ａをオフにして遮断位置にすることにより、ブレーキクラッチ用制御弁３５は外輪歯車ブレーキクラッチ９を遮断するので、外輪歯車２１３が自由回転状態になる（ステップ３１５、３１６）。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達していない場合には、ステップ３０８に戻ることになる。
【００８９】
ステップ３１６を処理後、前進クラッチ用制御弁３２を制御しソレノイド３２ａをオンにして接続位置にすることにより、前進クラッチ６が接続され原動機４の動力が外輪歯車２１３に伝達されることになるので、図３（Ｂ）に示すように、自由回転状態の外輪歯車２１３は電動機１２によって回転を開始する（ステップ３１７）。即ち、船舶は電動機１２で前進航行することになる（ステップ３１８）。
【００９０】
したがって、電動機１２のみによる船舶の前進手動運転においても、航行速度制御レバー３７のレバー角度を第２の前進操作（前進増速の角度）である例えば＋２５°〜＋１１０°に操作することで、電動機１２のみでその航行速度制御レバー３７のレバー角度に応じた速度で航行することができる。
【００９１】
また、ステップ３０８において、航行速度制御レバー３７が船舶を後進させるように操作されると、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、レバー角度が第１の後進操作である例えば−５°（後進スタート角度）〜−２５°の場合は、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルを上昇させるので、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量が増加する。このように、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量が増加すると、図３（Ｃ）に示すように、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の逆転方向と同一方向に回転させるように回転を開始するので、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４が逆転を開始する。遊星キャリア２１４が逆転を開始することで、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５が逆転を開始する。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が−５°（後進スタート角度）〜−２５°の範囲外の場合には、ステップ３０８に戻ることになる（ステップ３１９、３２０）。
【００９２】
ステップ３２０を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５が逆転を開始した旨の検出信号が入力すると（ステップ３２１）、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルが上限に到達すると共に、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａの制御信号の入力レベルを上昇させると、図３（Ｃ）に示すように、プロペラ５の正転方向の回転数が上がることになる（ステップ３２２、３２３、３２４）。したがって、船舶を後進させることができる（ステップ３２５）。
【００９３】
次に、電動機のみで船舶の前進手動運転中にプロペラで制動して停止させるコントローラの航行制御について図１〜図３、図７を参照しながら説明する。
【００９４】
航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°〜＋１１０°における前進手動運転中で、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１から駆動用オイルが吐出中の場合に、当該航行速度制御レバー３７を減速方向に操作すると（ステップ４０１、４０２、４０３）、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、そのレバーポジションに基づき油圧ポンプ用制御弁３３を制御しソレノイド３３ａをオフにして遮断位置にすることにより可変容量型油圧ポンプ７の吐出量をゼロにすると共に、ソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルを上げる（ステップ４０４）。油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルが上がると、可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７２からの制御用オイルの吐出量が増加する（ステップ４０５）。
【００９５】
また、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａへの制御信号の入力レベルを上昇させる。このように、可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７２からの制御用オイルの吐出量が増加し、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａへの制御信号の入力レベルが上昇することで、可変容量型油圧モータ８の駆動用オイルの吸収量を下げることができる。可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７２からの制御用オイルの吐出量を上限まで上げて可変容量型油圧モータ８の駆動用オイルの吸収量を下げた状態で、図３（Ｄ）に示すように、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の逆転方向と同一方向に回転させるように回転を上げると（ステップ４０６）、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４の正転回転数を下げるので、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５は正転回転数が大幅に下がることになる（ステップ４０７）。即ち、プロペラ５の正転回転数を、当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げることができる。
【００９６】
電動機１２によりプロペラ５の正転方向の回転数が下がると、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達しているか否かをチェックする（ステップ４０８）。航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達している場合には、前進クラッチ用制御弁３２を制御しソレノイド３２ａをオフにして遮断位置にすることにより、前進クラッチ６が遮断され電動機１２の動力が外輪歯車２１３に伝達されなくなる（ステップ４０９）。前進クラッチ６が遮断されると、ブレーキクラッチ用制御弁３５を制御しソレノイド３５ａをオンにして接続位置にすることにより、外輪歯車ブレーキクラッチ９はブレーキ歯車２４を固定するので、外輪歯車２１３が固定される（ステップ４１０）。このように、前進クラッチ６を遮断し、外輪歯車２１３を固定することで、可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を駆動することが可能になる。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達していない場合には、ステップ４０４に戻ることになる。
【００９７】
ステップ４１０を処理後、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°〜＋２５°の範囲内であるか否かをチェックする（ステップ４１１）。航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°〜＋２５°の場合は、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａへの制御信号の入力レベルを下げ、さらに、油圧モータ用制御弁３４を制御しソレノイド３４ａをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧モータ８内の駆動用オイルの吸収量が最大になり、当該可変容量型油圧モータの最大ブレーキ力になる（ステップ４１２、４１３）。そして、この時点においては、可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を回転させるために、スプリングオフセット電磁比例方式である油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルは上昇しているので、その油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルを下げることで、図３（Ａ）に示すように、可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５の正転回転数を原動機４のアイドリング回転数より除々に下げることができるようになる（ステップ４１４）。
【００９８】
なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°〜＋２５°の範囲外の場合には、ステップ４０９に戻ることになる。
【００９９】
可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を駆動できるようになると、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°に到達しているか否かをチェックし、到達している場合にはステップ４１６に進み、到達していない場合には、ステップ４１２に戻ることになる（ステップ４１５）。
【０１００】
ステップ４１６では、油圧ポンプ用制御弁３３を制御しソレノイド３３ａをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧ポンプ７の吐出量がゼロになり、可変容量型油圧モータ８が最大ブレーキ力で停止することになるので、回転数検出センサ３９からプロペラ５の回転数がゼロになった旨の検出信号が入力する（ステップ４１６、４１７）。即ち、可変容量型油圧モータ８でプロペラ５の回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗を最大にするように、船舶を制動することができる。
【０１０１】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の船舶の制動装置の好ましい実施の形態例を示す構成図である。
【図２】本発明の船舶の制動装置の主要部であるコントローラとコントローラが制御する機器との関係を示す制御ブロック図である。
【図３】本発明の船舶の制動装置が適用される動力伝達機構の遊星歯車機構の動作状態を示す説明図である。
【図４】船舶の通常の航行運転におけるコントローラの航行制御を示すフローチャート図である。
【図５】本発明の船舶の制動方法の好ましい実施の形態例を示す図で、船舶の通常の航行運転におけるコントローラの制動制御を示すフローチャート図である。
【図６】船舶の電動機による航行運転におけるコントローラの航行制御を示すフローチャート図である。
【図７】本発明の船舶の制動方法の好ましい実施の形態例を示す図で、船舶の電動機による航行運転におけるコントローラの制動制御を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１……プロペラ駆動装置
４……原動機
５……プロペラ
５ａ……プロペラ軸
６……前進クラッチ
７……可変容量型油圧ポンプ
８……可変容量型油圧モータ
９……外輪歯車ブレーキクラッチ
１２……電動機
１３……電動機クラッチ
２１……遊星歯車機構
２１１……太陽歯車
２１２……複数の遊星歯車
２１３……外輪歯車
２１４……遊星キャリア
２２……入力歯車
２３……第１のポンプ歯車
２４……ブレーキ歯車
２８……第２のポンプ歯車
３２……前進クラッチ用制御弁
３３……油圧ポンプ用制御弁
３４……油圧モータ用制御弁
３５……ブレーキクラッチ用制御弁
３６……コントローラ
３７……航行速度制御レバー
３００……電動機クラッチ用制御弁
３０１……切換スイッチ（切換手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は船舶の制動装置及びその制動方法に係り、特に船体を効率的に停止させる船舶の制動装置及びその制動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、船舶用動力源の運転制御装置が各種、提案されている。例えば、前進から後進に切り替えて制動を行う場合のエンジンストールを防止でき、且つアイドリング回転数より低い極低速回転数が安定して得られる船舶用エンジンの運転制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この船舶用エンジンの運転制御装置は、スロットル弁開度が全閉の状態でエンジン回転数がアイドリング回転数より低い極低速回転数に低下したとき、点火時期をアイドリング回転時より遅角側で且つ上記極低速回転数に応じた極低速回転時点火時期に制御することができる。
【０００３】
また、船舶の抵抗変化に応じて遊星歯車機構の変速比を最適に自動制御して常に最大船速で航行を行うことができる船舶用動力伝達装置の制御装置及び制御方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この船舶用動力伝達装置の制御装置及び制御方法は、遊星歯車機構を使用してエンジンの動力と、油圧ポンプによって駆動する油圧モータの動力とをコントローラで切り換えることで、船舶の総重量や風量などによって決まる船舶抵抗に対して最大船速を得られる変速比に遊星歯車機構を制御することができる。
【０００４】
また、船舶の加速時に遊星歯車機構の変速比を最適に制御する動力伝達装置の制御装置及び制御方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。この動力伝達装置の制御装置及び制御方法は、遊星歯車機構を使用してエンジンの動力と、油圧ポンプによって駆動する油圧モータの動力とをコントローラで切り換えることで、船舶が最大船速まで加速するときに遊星歯車機構の変速比を最適に制御して短期間で最大船速に達することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３１８１１３号公報
【特許文献２】特開２００４−１６９８１８号公報
【特許文献３】特開２００４−２１００３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、背景技術に記載した特許文献１の船舶用エンジンの運転制御装置では、前進走行中の船体を制動する場合、操作レバーでスロットル弁を閉じると共にシフト位置を前進から後進に切り替えてプロペラを逆転させることにより後進推力を発生させて減速させているが、船体が惰性で前進していることから前進水流で前進方向に回転しているプロペラを強制的に瞬時に後進方向に切り替えているので、プロペラキャビテーション現象が発生する虞があった。
【０００７】
プロペラキャビテーション現象は、プロペラを水中において急激に回転変化すると、プロペラの羽根によって水が加速され、水との相対速度の関係で羽根表面にある限界の圧力より低い部分が発生することから、プロペラの羽根の周りに気泡ができ隙間ができるので、推進力を効率よく得ることができなくなる現象である。したがって、船体に制動をかけにくくなる。
【０００８】
また、背景技術に記載した特許文献２の船舶用動力伝達装置の制御装置及び制御方法、特許文献３の動力伝達装置の制御装置及び制御方法では、前進走行中の船体を制動する場合、何れも具体的な制動装置及び制動方法が記載されていなかった。
【０００９】
本発明は、このような従来の難点を解決するためになされたもので、プロペラの羽根が水から受ける抵抗を有効活用することで、船体を効率的に停止させることができる船舶の制動装置及びその制動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様である船舶の制動装置は、船舶の動力源となるピストン機関である原動機と、原動機を使用して船舶の航行速度を手動調節するための航行速度制御レバーと、太陽歯車、複数の遊星歯車、外輪歯車及び複数の遊星歯車を回動自在に支持する遊星キャリアを有し、船舶を前進自動運転させる場合には、外輪歯車が回転可能になると共に太陽歯車が固定される遊星歯車機構と、遊星キャリアに接続されたプロペラ軸で回転するプロペラと、外輪歯車の外周に形成された外歯車に噛合される入力歯車に原動機からの動力を伝達・遮断する前進クラッチと、入力歯車に噛合される第１のポンプ歯車によって駆動する吐出方向が二方向となる可変容量型油圧ポンプと、可変容量型油圧ポンプによって駆動され太陽歯車を駆動する回転方向が二方向となる可変容量型油圧モータと、外輪歯車の外歯車に噛合されるブレーキ歯車を選択的に固定する外輪歯車ブレーキクラッチと、前進クラッチを油圧制御する前進クラッチ用制御弁と、可変容量型油圧ポンプを油圧制御する油圧ポンプ用制御弁と、可変容量型油圧モータを油圧制御する油圧モータ用制御弁と、外輪歯車ブレーキクラッチを油圧制御するブレーキクラッチ用制御弁とを備えたプロペラ駆動装置によって船舶の制動を行う船舶の制動装置である。
【００１１】
この船舶の制動装置は、航行速度制御レバーを原動機の前進自動運転状態の位置から当該原動機をアイドリング状態にする位置に移動させると、油圧ポンプ用制御弁を制御して可変容量型油圧ポンプを停止させ、原動機がアイドリング状態になると、油圧ポンプ用制御弁及び油圧モータ用制御弁を制御して可変容量型油圧ポンプを介して可変容量型油圧モータの船舶が後進する際の回転方向の回転数を上げることで、太陽歯車で複数の遊星歯車の公転を制御してプロペラの正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げる第１のプロペラ制御機能、及び第１のプロペラ制御機能によってプロペラが船舶を制動可能な回転数まで下がると、前進クラッチ用制御弁を制御して前進クラッチを遮断すると共にブレーキクラッチ用制御弁を制御して外輪歯車ブレーキクラッチで外輪歯車を固定し、さらに、油圧モータ用制御弁を制御して可変容量型油圧モータの船舶が前進する際の回転方向の回転数を徐々に下げて停止すると共に、油圧ポンプ用制御弁を制御して可変容量型油圧ポンプの吐出量を徐々に減らして停止してプロペラの回転数の低下を無段階にて行うことで、プロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にする第２のプロペラ制御機能を有するコントローラを備えているものである。
【００１２】
本発明の第２の態様は第１の態様である船舶の制動装置において、前記プロペラ駆動装置は、第２のポンプ歯車を駆動する電動機と、第２のポンプ歯車に電動機からの動力を伝達・遮断する電動機クラッチと、電動機クラッチを油圧制御する電動機クラッチ用制御弁と、船舶を航行させるための動力源を電動機及び原動機の何れか１つに選択すると共に何れの動力源も前記航行速度制御レバーで制御可能になる切換手段とを備え、コントローラは、切換手段で電動機が選択され、船舶が電動機で前進手動運転状態において、遊星歯車機構の外輪歯車が回転可能になると共に太陽歯車が固定される状態で、航行速度制御レバーを電動機の前進手動運転状態の位置から船舶を減速させる方向に移動させると、第１のプロペラ制御機能及び第２のプロペラ制御機能を実行する第３のプロペラ制御機能を有するものである。
【００１３】
また、本発明の第３の態様である船舶の制動方法は、船舶の動力源となるピストン機関である原動機と、原動機を使用して前記船舶の航行速度を手動調節するための航行速度制御レバーと、太陽歯車、複数の遊星歯車、外輪歯車及び複数の遊星歯車を回動自在に支持する遊星キャリアを有し、船舶を前進自動運転させる場合には、外輪歯車が回転可能になると共に太陽歯車が固定される遊星歯車機構と、遊星キャリアに接続されたプロペラ軸で回転するプロペラと、外輪歯車の外周に形成された外歯車に噛合される入力歯車に原動機からの動力を伝達・遮断する前進クラッチと、入力歯車に噛合される第１のポンプ歯車によって駆動する吐出方向が二方向となる可変容量型油圧ポンプと、可変容量型油圧ポンプによって駆動され太陽歯車を駆動する回転方向が二方向となる可変容量型油圧モータと、外輪歯車の外歯車に噛合されるブレーキ歯車を選択的に固定する外輪歯車ブレーキクラッチと、前進クラッチを油圧制御するクラッチ用制御弁と、可変容量型油圧ポンプを油圧制御する油圧ポンプ用制御弁と、可変容量型油圧モータを油圧制御する油圧モータ用制御弁と、外輪歯車ブレーキクラッチを油圧制御するブレーキクラッチ用制御弁とを備えたプロペラ駆動装置をコントローラで制御することで船舶の制動を行う船舶の制動方法である。
【００１４】
この船舶の制動方法におけるコントローラは、航行速度制御レバーが原動機の前進自動運転状態の位置から当該原動機をアイドリング状態にする位置に移動すると、油圧ポンプ用制御弁を制御して可変容量型油圧ポンプを停止させるステップと、原動機がアイドリング状態になると、油圧ポンプ用制御弁及び油圧モータ用制御弁を制御して可変容量型油圧ポンプを介して可変容量型油圧モータの船舶が後進する際の回転方向の回転数を上げて、太陽歯車で複数の遊星歯車の公転を制御してプロペラの正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げるステップと、プロペラが船舶を制動可能な回転数まで下がると、前進クラッチ用制御弁を制御して前進クラッチを遮断すると共にブレーキクラッチ用制御弁を制御して外輪歯車ブレーキクラッチで外輪歯車を固定するステップと、外輪歯車を固定後、油圧モータ用制御弁を制御して可変容量型油圧モータの船舶が前進する際の回転方向の回転数を徐々に下げて停止すると共に、油圧ポンプ用制御弁を制御して可変容量型油圧ポンプの吐出量を徐々に減らして停止してプロペラの回転数の低下を無段階にて行うことで、プロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にするステップとから成るものである。
【００１５】
本発明の第４の態様は第３の態様である船舶の制動方法において、第２のポンプ歯車を駆動する電動機と、第２のポンプ歯車に電動機からの動力を伝達・遮断する電動機クラッチと、電動機クラッチを油圧制御する電動機クラッチ用制御弁と、船舶を航行させるための動力源を電動機及び原動機の何れか１つに選択すると共に何れの動力源も航行速度制御レバーで制御可能になる切換手段とを備えたプロペラ駆動装置をコントローラで制御することで船舶の制動を行う船舶の制動方法であって、コントローラは、切換手段で電動機が選択され、船舶が電動機で前進手動運転状態において、遊星歯車機構の外輪歯車が回転可能になると共に太陽歯車が固定される状態で、航行速度制御レバーが電動機の前記前進手動運転状態の位置から船舶を減速させる方向に移動すると、すべてのステップを実行するものである。
【００１６】
このような第１の態様による船舶の制動装置及び第３の態様による船舶の制動方法によれば、航行速度制御レバーを原動機の前進自動運転状態の位置から当該原動機をアイドリング状態にする位置に移動させると、コントローラは、原動機で駆動するプロペラの正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げ、プロペラが船舶を制動可能な回転数まで下がると、閉回路に接続された可変容量型油圧ポンプ及び可変容量型油圧モータでプロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にするようにプロペラ駆動装置を制御して船舶を制動することができるので、プロペラの羽根が水から受ける抵抗を有効活用することができる。
【００１７】
また、第２の態様による船舶の制動装置及び第４の態様による船舶の制動方法によれば、航行速度制御レバーを電動機の前進手動運転状態の位置から船舶を減速させる方向に移動させると、コントローラは、電動機で駆動するプロペラの正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げ、プロペラが船舶を制動可能な回転数まで下がると、閉回路に接続された可変容量型油圧ポンプ及び可変容量型油圧モータでプロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にするようにプロペラ駆動装置を制御して船舶を制動することができるので、プロペラの羽根が水から受ける抵抗を有効活用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の船舶の制動装置及びその方法によれば、プロペラの羽根が水から受ける抵抗を、プロペラキャビテーション現象を発生させることなく有効活用することができるので、船体を効率的に停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の船舶の制動装置及びその方法における好ましい実施の形態例について、図面を参照して説明する。本明細書の全体を通じて同一要素には同一参照番号を付す。
【００２０】
図１は本発明の船舶の制動装置の好ましい実施の形態例を示す構成図である。図２は本発明の船舶の制動装置の主要部であるコントラーラとコントラーラが制御する機器との関係を示す制御ブロック図である。図３は本発明の船舶の制動装置が適用される動力伝達機構の遊星歯車機構の動作状態を示す図で、（Ａ）は油圧モータのみでプロペラを正転させる説明図、（Ｂ）は原動機のみでプロペラを正転させる説明図、（Ｃ）は油圧モータのみでプロペラを逆転させる説明図、（Ｄ）は原動機及び油圧モータでプロペラの正転を減速させる説明図である。なお、この図３は船舶を船尾側から船首側へ見たときの遊星歯車機構を示している。
【００２１】
本発明の船舶の制動装置を適用するプロペラ駆動装置は図１に示すように、プロペラ５に動力源からの動力を伝達する動力伝達機構２と、この動力伝達機構２を制御する制御装置３とを備えている。
【００２２】
動力伝達機構２は、船舶の動力源となるピストン機関である原動機４と、太陽歯車２１１、複数の遊星歯車２１２、外輪歯車２１３及び複数の遊星歯車２１２を回動自在に支持する遊星キャリア２１４を有する遊星歯車機構２１と、遊星キャリア２１４に接続されたプロペラ軸５ａで回転するプロペラ５と、外輪歯車２１３の外周に形成された外歯車２１３ａに噛合される入力歯車２２に原動機４からの動力を伝達・遮断する前進クラッチ６と、入力歯車２２に噛合される第１のポンプ歯車２３によって駆動する吐出方向が二方向となる可変容量型油圧ポンプ７と、可変容量型油圧ポンプ７によって駆動され太陽歯車２１１を駆動する回転方向が二方向となる可変容量型油圧モータ８と、外輪歯車２１３の外歯車２１３ａに噛合されるブレーキ歯車２４を選択的に固定する外輪歯車ブレーキクラッチ９とから構成されている。
【００２３】
原動機４は、原動機軸４ａが原動機クラッチ１０の入力側に固定され、原動機クラッチ１０の出力側は入力歯車２２に動力を伝達する入力軸２５に固定されている。原動機クラッチ１０は、原動機４の動力を入力軸２５に選択的に伝達するためのもので、原動機クラッチ１０を接続すると原動機４からの動力を入力軸２５に伝達し、原動機クラッチ１０を遮断すると原動機４からの動力を入力軸２５に伝達しなくなる。
【００２４】
遊星歯車機構２１は、太陽歯車２１１が機構中心部に位置し、太陽歯車２１１に複数の遊星歯車２１２が噛合され、複数の遊星歯車２１２は遊星キャリア２１４によって回動可能に支持され、複数の遊星歯車２１２の外周側には外輪歯車２１３が噛合されている。
【００２５】
プロペラ５は、プロペラ軸５ａに固定され、このプロペラ軸５ａは遊星歯車機構２１の遊星キャリア２１４の回転中心部に接続されている。この船舶用のプロペラ５は、一般的に構造が簡単で比較的推進効率の高いスクリュプロペラが使用されている。なお、本明細書中において、プロペラ５の回転方向を「正転」と言うときには船舶が前進する回転方向で、「逆転」というときには船舶が後進する回転方向である。また、回転系の部材においても「正転」、「逆転」というときには、プロペラ５の回転方向と同一方向のことをいう。
【００２６】
前進クラッチ６は、入力側に入力軸２５が固定され、出力側に入力歯車２２が固定されている。この前進クラッチ６は、入力軸２５に伝達された原動機４からの動力を入力歯車２２に選択的に伝達するためのもので、前進クラッチ６を接続すると、入力軸２５の回転運動を入力歯車２２に伝達し、前進クラッチ６を遮断すると入力軸２５の回転運動を入力歯車２２に伝達しなくなる。
【００２７】
可変容量型油圧ポンプ７はアキシャル型で、駆動用オイルの吐出方向が二方向にするための２つの吸入吐出ポート７１、７２と、２つの吸入吐出ポート７１、７２の吐出容量をそれぞれ変更するための２つの制御ポート７３、７４とを備え、一方の制御ポート７３に制御用オイルを圧送することで一方の吸入吐出ポート７１から駆動用オイルを圧送し、他方の制御ポート７４に制御用オイルを圧送することで他方の吸入吐出ポート７２から駆動用オイルを圧送することができる。
【００２８】
可変容量型油圧モータ８はアキシャル型で、駆動用オイルの供給方向が二方向となる２つの供給排出ポート８１、８２と、回転速度を制御する制御ポート８３とを備え、制御ポート８３に圧送される制御用オイルの流量によって油圧モータの回転速度が制御される。
【００２９】
この可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８は、油圧配管２６、２７で相互に接続され双方向にオイル循環が可能になっている。具体的には、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１と可変容量型油圧モータ８の一方の供給排出ポート８１とは油圧配管２６で接続され、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２と可変容量型油圧モータ８の他方の供給排出ポート８２とは油圧配管２７で接続されることで、閉回路となっている。したがって、可変容量型油圧ポンプ７から吐出される駆動用オイルのほとんどが可変容量型油圧モータ８からの戻油となるので、可変容量型油圧ポンプ７を停止することで、可変容量型油圧モータ８は回転を停止させると共にロック状態となる。
【００３０】
また、可変容量型油圧ポンプ７のポンプ軸７ａには第１のポンプ歯車２３が固定され、この第１のポンプ歯車２３は入力歯車２２に噛合されている。これにより可変容量型油圧ポンプ７が入力歯車２２及び第１のポンプ歯車２３を介して入力軸２５によって駆動されることになるので、駆動用オイルを可変容量型油圧モータ８に圧送可能となる。この可変容量型油圧モータ８の駆動軸８ａは、遊星歯車機構２１の太陽歯車２１１に固定され、太陽歯車２１１を双方向に回転させることができる。
【００３１】
外輪歯車ブレーキクラッチ９は、入力側にブレーキ歯車２４が固定され、出力側は固定系に固定されている。ブレーキ歯車２４は、外輪歯車２１３の外歯車２１３ａに噛合されている。この外輪歯車ブレーキクラッチ９は、外輪歯車２１３を固定するためのもので、外輪歯車ブレーキクラッチ９を接続すると外輪歯車２１３を固定し、外輪歯車ブレーキクラッチ９を遮断すると外輪歯車２１３を自由回転可能にする。
【００３２】
このような遊星歯車機構２１、可変容量型油圧ポンプ７、可変容量型油圧モータ８及び油圧配管２６、２７などにより無段変速機２０が構成されている。この無段変速機２０は、可変容量型油圧モータ８により遊星歯車機構２１の太陽歯車２１１の回転速度を変化させると、プロペラ軸５ａの回転速度を変化させることができるので、太陽歯車２１１の回転速度を無段階で変化させることで変速比を無段階で変化させることができるようになる。
【００３３】
例えば、可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を正転させる場合には図３（Ａ）に示すように、入力歯車２２及び外輪歯車２１３を固定させた状態で太陽歯車２１１をプロペラ５の正転方向と同一方向に回転させることで、複数の遊星歯車２１２を介して遊星キャリア２１４がプロペラ５を正転させることができる。
【００３４】
また、原動機４のみでプロペラ５を正転させる場合には図３（Ｂ）に示すように、太陽歯車２１１を固定させた状態で入力歯車２２をプロペラ５の正転方向と反対方向に回転させ、外輪歯車２１３をプロペラ５の正転方向と同一方向に回転させることで、複数の遊星歯車２１２を介して遊星キャリア２１４がプロペラ５を正転させることができる。したがって、無段変速機２０は図３（Ｂ）の場合において、太陽歯車２１１を固定させた時に変速比を最高速比にすることができる。
【００３５】
また、可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を逆転させる場合には図３（Ｃ）に示すように、入力歯車２２及び外輪歯車２１３を固定させた状態で太陽歯車２１１プロペラ５の逆転方向と同一方向に回転させることで、複数の遊星歯車２１２を介して遊星キャリア２１４がプロペラ５を逆転させることができる。
【００３６】
さらに、原動機４と可変容量型油圧モータ８とを連動させて正転しているプロペラ５を減速させる場合には図３（Ｄ）に示すように、入力歯車２２をプロペラ５の正転方向と反対方向に回転させ、外輪歯車２１３がプロペラ５の正転方向と同一方向に回転している状態において、太陽歯車２１１をプロペラ５の正転方向と反対方向に回転させることで、複数の遊星歯車２１２を介して正転している遊星キャリア２１４の回転速度を減速させることができる。したがって、無段変速機２０は図３（Ｄ）の場合において、太陽歯車２１１をプロペラ５の正転方向と反対方向に回転させた時に変速比を最低速比にすることができる。
【００３７】
次に、プロペラ駆動装置１の制御装置３について説明する。制御装置３は図１、図２に示すように、原動機クラッチ１０を油圧制御する原動機クラッチ用制御弁３１と、前進クラッチ６を油圧制御する前進クラッチ用制御弁３２と、可変容量型油圧ポンプ７を油圧制御する油圧ポンプ用制御弁３３と、可変容量型油圧モータ８を油圧制御する油圧モータ用制御弁３４と、外輪歯車ブレーキクラッチ９を油圧制御するブレーキクラッチ用制御弁３５とを備えている。
【００３８】
原動機クラッチ用制御弁３１、前進クラッチ用制御弁３２及びブレーキクラッチ用制御弁３５は、各クラッチ１０、６、９を接続、遮断するためのもので、例えば、３ポート２位置切換弁でスプリングオフセット電磁方式が使用される。この３ポート２位置切換弁を原動機クラッチ用制御弁３１に使用した場合、ソレノイド３１ａを駆動して制御用オイルを原動機クラッチ３１に吐出することで当該原動機クラッチ３１は接続される。また、３ポート２位置切換弁を前進クラッチ用制御弁３２に使用した場合、ソレノイド３２ａを駆動（オン）して制御用オイルを前進クラッチ６に吐出することで当該前進クラッチ６は接続される。また、３ポート２位置切換弁をブレーキクラッチ用制御弁３５に使用した場合、ソレノイド３５ａを駆動（オン）して制御用オイルを外輪歯車ブレーキクラッチ９に吐出することで当該外輪歯車ブレーキクラッチ９は接続される。
【００３９】
油圧ポンプ用制御弁３３は、可変容量型油圧ポンプ７の吐出方向及び吐出容量を制御するもので、例えば、４ポート３位置切換弁でスプリングオフセット電磁比例方式が使用される。この４ポート３位置切換弁を油圧ポンプ用制御弁３３に使用した場合、ソレノイド３３ａを駆動（オン）して制御用オイルを可変容量型油圧ポンプ７の一方の制御ポート７３に吐出することで、可変容量型油圧ポンプ７は可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の正転方向と同一方向に回転させるように駆動用オイルを圧送する。また、ソレノイド３３ｂを駆動（オン）して制御オイルを可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７４に吐出することで、可変容量型油圧ポンプ７は可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の逆転方向と同一方向に回転するように駆動用オイルを圧送する。なお、この４ポート３位置切換弁はスプリングオフセット電磁比例方式なので、２つのソレノイド３３ａ、３３ｂの１つに入力電流を与えることにより方向を制御し、また、入力電流の大きさを変えることにより流量の大きさを制御することができる。
【００４０】
油圧モータ用制御弁３４は、可変容量型油圧モータ８の回転速度を制御するもので、例えば、４ポート２位置切換弁でスプリングオフセット電磁方式が使用される。この４ポート２位置切換弁を油圧モータ用制御弁３４に使用した場合、ソレノイド３４ａを駆動（オン）して制御用オイルを可変容量型油圧モータ８の制御ポート８３に吐出することで、当該可変容量型油圧モータ８は回転することができる。なお、ソレノイド３４ａは移動位置が調整可能になっているので、可変容量型油圧モータ８の回転速度を制御することができる。
【００４１】
さらに、制御装置３は原動機クラッチ用制御弁３１、前進クラッチ用制御弁３２、油圧ポンプ用制御弁３３、油圧モータ用制御弁３４及びブレーキクラッチ用制御弁３５と共に原動機４を制御するコントローラ３６を備えている。このコントローラ３６は図２に示すように、原動機クラッチ用制御弁３１、前進クラッチ用制御弁３２、油圧ポンプ用制御弁３３、油圧モータ用制御弁３４及びブレーキクラッチ用制御弁３５と共に原動機４が電気的に接続されている。
【００４２】
また、コントローラ３６には、船舶の操縦室に設置され原動機４を使用して船舶の航行速度を手動調節するための航行速度制御レバー３７と、原動機４から排出される排ガスの温度を検出するために排気マニホールド（図示せず）に設置された排ガスセンサ３８と、原動機４の回転数を検出する回転数検出センサ３９とが電気的に接続されている。航行速度制御レバー３７は、レバーポジションを検出するための検出手段である例えばロータリーエンコーダ（図示せず）が設けられ、ロータリーエンコーダの検出値はコントローラ３６に入力される。また、航行速度制御レバー３７は、レバーポジションとして中立位置（ニュートラル）、前進位置及び後進位置が設定され、前進位置及び後進位置において、無段変速機２０の変速比を最低変速比と最高変速比との間で、無段階で調節できるようになっている。
【００４３】
このようなコントローラ３６は、原動機４の始動時、船舶の前進加速時、船舶の前進自動運転時及び船舶の後進時と共に、船舶の制動時にも制御を行っている。
【００４４】
このコントローラ３６は、船舶の制動時の制御機能として、航行速度制御レバー３７を原動機４の前進自動運転状態の位置から当該原動機４をアイドリング状態にする位置に移動させると、油圧ポンプ用制御弁３３を制御して可変容量型油圧ポンプ７を停止させ、原動機４がアイドリング状態になると、油圧ポンプ用制御弁３３及び油圧モータ用制御弁３４を制御して可変容量型油圧ポンプ７を介して可変容量型油圧モータ８の船舶が後進する際の回転方向の回転数を上げることで、太陽歯車２１１で複数の遊星歯車２１２の公転を制御してプロペラ５の正転回転数を当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げる第１のプロペラ制御機能を有している。
【００４５】
さらに、コントローラ３６は、船舶の制動時の制御機能として、第１のプロペラ制御機能によってプロペラ５が船舶を制動可能な回転数まで下がると、前進クラッチ用制御弁３２を制御して前進クラッチ６を遮断すると共にブレーキクラッチ用制御弁３５を制御して外輪歯車ブレーキクラッチ９で外輪歯車２１３を固定し、さらに、油圧モータ用制御弁３４を制御して可変容量型油圧モータ８の船舶が前進する際の回転方向の回転数を徐々に下げて停止すると共に、油圧ポンプ用制御弁３３を制御して可変容量型油圧ポンプ７の吐出量を徐々に減らして停止してプロペラ５の回転数の低下を無段階にて行うことで、プロペラ５の回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗を最大にする第２のプロペラ制御機能を有している。
【００４６】
このコントローラ３６の第１のプロペラ制御機能及び第２のプロペラ制御機能でプロペラ５を駆動制御することで、プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗を、プロペラキャビテーション現象を発生させることなく有効活用することができるので、船体を効率的に停止させることができる。
【００４７】
なお、このプロペラ駆動装置１は、原動機クラッチ用制御弁３１、前進クラッチ用制御弁３２、油圧ポンプ用制御弁３３、油圧モータ用制御弁３４及びブレーキクラッチ用制御弁３５に制御用オイルを供給するために、第１のポンプ歯車２３に噛合される第２のポンプ歯車２８によって駆動する吐出方向が一方向となる定容量油圧ポンプ１１を備えている。これにより、定容量油圧ポンプ１１は、入力歯車２２が回転すると、第１のポンプ歯車２３を介して第２のポンプ歯車２８が回転するので、各制御弁３１、３２、３３、３４、３５に制御用オイルを供給することができる。
【００４８】
また、このプロペラ駆動装置１は図１、図２に示すように、動力伝達機構２に、第２のポンプ歯車２８を駆動する電動機１２と、第２のポンプ歯車２８に電動機１２からの動力を伝達・遮断する電動機クラッチ１３とを備え、制御装置３に、電動機クラッチ１３を油圧制御する電動機クラッチ用制御弁３００と、船舶を航行させるための動力源を電動機１２及び原動機４の何れか１つに選択すると共に何れの動力源も航行速度制御レバー３７で制御可能になる切換手段である例えば切換スイッチ３０１とを備えている。この切換スイッチ３０１は、船舶の操縦室に設置されている。なお、電動機クラッチ用制御弁３００は、定容量油圧ポンプ１１から制御用オイルが供給されている。
【００４９】
電動機１２は、電動機軸１２ａが電動機クラッチ１３の出力側に固定され、電動機クラッチ１３の入力側は第２のポンプ歯車２８に固定されたポンプ軸１１ａに固定されている。この電動機クラッチ１３は、電動機１２の動力をポンプ軸１１ａに選択的に伝達するもので、電動機クラッチ１３を接続すると電動機１２からの動力をポンプ軸１１ａに伝達し、電動機クラッチ１３を遮断すると電動機１２からの動力をポンプ軸１１ａに伝達しなくなる。
【００５０】
電動機クラッチ用制御弁３００は、電動機クラッチ１３を接続、遮断するためのもので、例えば、３ポート２位置切換弁でスプリングオフセット電磁方式が使用される。この３ポート２位置切換弁を電動機クラッチ用制御弁３００に使用した場合、ソレノイド３００ａを駆動（オン）して制御用オイルを電動機クラッチ１３に吐出することで当該電動機クラッチ１３は接続される。
【００５１】
この電動機１２及び電動機クラッチ用制御弁３００と共に切換スイッチ３０１はコントローラ３６に電気的に接続されている。このコントローラ３６は、切換スイッチ３０１で電動機１２が選択された場合には、電動機１２の始動時、船舶の前進加速時、船舶の前進手動運転時及び船舶の後進時と共に、船舶の制動時にも制御を行っている。
【００５２】
このコントローラ３６は、船舶の制動時の制御機能として、切換スイッチ３０１で電動機１２が選択され、船舶が電動機１２で前進手動運転状態において、遊星歯車機構２１の外輪歯車２１３が回転可能になると共に太陽歯車２１１が固定される状態で、航行速度制御レバー３７を電動機１２の前進手動運転状態の位置から船舶を減速させる方向に移動させると、第１のプロペラ制御機能及び第２のプロペラ制御機能を実行する第３のプロペラ制御機能を有している。なお、第１のプロペラ制御機能及び第２のプロペラ制御機能おいて、「原動機」は「電動機」に置換される。
【００５３】
また、原動機４のトラブル時等の予備動力として用いる電動機１２を設けない場合には、原動機４と入力軸２５とは直結してもよい。
【００５４】
このように構成されたプロペラ駆動装置１による船舶の航行制御について、図４〜図７に基づき説明する。図４は船舶の通常の航行運転におけるコントローラの航行制御を示すフローチャート図である。図５は船舶の通常の航行運転におけるコントローラの制動制御を示すフローチャート図である。図６は船舶の電動機による航行運転における航行制御を示すフローチャート図である。図７は船舶の電動機による航行運転における制動制御を示すフローチャート図である。
【００５５】
まず、船舶の通常の航行運転におけるコントローラの航行制御について図１〜図４を参照しながら説明する。
【００５６】
船舶の操縦室に設置されている切換スイッチ３０１で、動力源として原動機を選択して始動すると（ステップ１０１）、電動機クラッチ用制御弁３００を制御しソレノイド３００ａをオフにして遮断位置にするので、電動機クラッチ１３は遮断される（ステップ１０２）。電動機クラッチ１３を遮断後、原動機クラッチ用制御弁３１を制御しソレノイド３１ａをオンにして接続位置にすることにより、原動機クラッチ１０は原動機４と入力軸２５とを接続するので、原動機４の動力は入力軸２５に伝達される（ステップ１０３）。なお、この時点においては、前進クラッチ６は前進クラッチ用制御弁３２が遮断位置なので、入力軸２５の回転運動は入力歯車２２には伝達されない。
【００５７】
また、この時点においては、油圧ポンプ用制御弁３３は、２つのソレノイド３３ａ、３３ｂが何れも制御信号の入力レベルがゼロになることで遮断位置になるので、可変容量型油圧ポンプ７の各吸入吐出ポート７１、７２からの吐出量がゼロになり太陽歯車２１１が固定される（ステップ１０４）。ステップ１０４を処理後、原動機４が予め定められたアイドリング回転数になっているか否かをチェックする。原動機４が所定のアイドリング回転数の場合にはブレーキクラッチ用制御弁３５を制御しソレノイド３５ａをオンにして接続位置にすることにより、外輪歯車ブレーキクラッチ９はブレーキ歯車２４を固定するので、外輪歯車２１３が固定される。このように、外輪歯車２１３が固定され且つ太陽歯車２１１が固定されるので、プロペラ５の回転数をゼロにすると共にプロペラ５をロック状態にすることができる。なお、原動機４が所定のアイドリング回転数でない場合はステップ１０２まで戻る（ステップ１０５、１０６）。
【００５８】
ステップ１０６を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５の回転数がゼロになった旨の検出信号が入力し、且つ航行速度制御レバー３７が前進操作されると（ステップ１０７、１０８）、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、レバー角度が第１の前進操作である例えば＋５°（前進スタート角度）〜＋２５°の場合は、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルを上昇させるので、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１からの駆動用オイルの吐出量が増加する。このように、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１からの駆動用オイルの吐出量が増加すると、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の正転方向と同一方向に回転させるように回転を開始するので、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４が正転を開始する。遊星キャリア２１４が正転を開始することで、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５が正転を開始する。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°（前進スタート角度）〜＋２５°の範囲外の場合には、ステップ１０８に戻ることになる（ステップ１０９、１１０）。
【００５９】
ステップ１１０を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５が正転を開始した旨の検出信号が入力すると（ステップ１１１）、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルが上限に到達すると共に、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａの制御信号の入力レベルを上昇させると、図３（Ａ）に示すように、プロペラ５の正転方向の回転数が上がることになる（ステップ１１２、１１３）。
【００６０】
ステップ１１３を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５の正転方向の回転数が上昇した旨の検出信号が入力すると（ステップ１１４）、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達しているか否かをチェックし、到達している場合にはブレーキクラッチ用制御弁３５を制御しソレノイド３５ａをオフにして遮断位置にすることにより、ブレーキクラッチ用制御弁３５は外輪歯車ブレーキクラッチ９を遮断するので、外輪歯車２１３が自由回転状態になる（ステップ１１５、１１６）。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達していない場合には、ステップ１０８に戻ることになる。
【００６１】
ステップ１１６を処理後、前進クラッチ用制御弁３２を制御しソレノイド３２ａをオンにして接続位置にすることにより、前進クラッチ６が接続され原動機４の動力が外輪歯車２１３に伝達されることになるので、図３（Ｂ）に示すように、自由回転状態の外輪歯車２１３は原動機４によって回転を開始する（ステップ１１７）。前進クラッチ６が接続されると、油圧モータ用制御弁３４を制御しソレノイド３４ａをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧モータ８内の駆動用オイルの吸収量が最大になり、当該可変容量型油圧モータの最大ブレーキ力になる（ステップ１１８）。そして、油圧ポンプ用制御弁３３を制御しソレノイド３３ａをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧ポンプ７の吐出量がゼロになり、可変容量型油圧モータ８が最大ブレーキ力で停止することになるので、見掛け上の減速比が下がりプロペラ５の正転回転数が上がる（ステップ１１９、１２０）。
【００６２】
可変容量型油圧ポンプ７が停止後、ロータリーエンコーダが航行速度制御レバー３７のレバーポジションを検出し、レバー角度が第２の前進操作（前進増速の角度）である例えば＋２５°〜＋１１０°の場合は、そのレバー角度に応じて原動機４の回転数を上げる（ステップ１２１、１２２）。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°〜＋１１０°の範囲外の場合には、ステップ１０８に戻ることになる。
【００６３】
ステップ１２２を処理後、航行速度制御レバー３７の操作を停止すると（ステップ１２３）、コントローラ３６内の自動運転スタートタイマ（図示せず）が計時を開始する。自動運転スタートタイマで設定された計時内に航行速度制御レバー３７が操作されなければ、前進自動運転に切り替わり、航行速度制御レバー３７が操作されると、ステップ１２３に戻ることになる（ステップ１２４、１２５）。
【００６４】
ステップ１２５を処理後、排ガスセンサ３８で検出する原動機４の排ガスの温度をチェックし、当該排ガスの温度が例えば４５０℃±１０℃の場合にはステップ１２３に戻ることになる。しかし、排ガスの温度が４５０℃±１０℃以外の場合には４４０℃より下回っているか、４６０℃より上回っているかをチェックする（ステップ１２６）。なお、ステップ１２６では、前進自動運転が正常に行われているか否かを排ガスの温度でチェックする制御機能である。
【００６５】
原動機４の排ガスの温度が４４０℃より下回っている場合には、原動機４に対する負荷力低下と判断し、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルを少しだけ上昇させ（ステップ１２７）、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１からの駆動用オイルの吐出量を微増させると（ステップ１２８）、可変容量型油圧モータ８が回転を開始することで太陽歯車２１１も回転して見掛け上の減速比が下がるので、複数の遊星歯車２１２が公転すると遊星キャリア２１４を介してプロペラ５の正転方向の回転数が可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１からの駆動用オイルの吐出量に応じて上がる（ステップ１２９）。そして、ステップ１２６に戻り原動機４の排気ガス温度が４５０℃±１０℃であるかをチェックし、その範囲内ならば前進自動運転を続行する。
【００６６】
一方、原動機４の排ガスの温度が４６０℃より上回っている場合には、原動機４の過負荷と判断し、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルを少しだけ上昇させ（ステップ１３０）、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量を微増させると（ステップ１３１）、可変容量型油圧モータ８が回転を開始することで太陽歯車２１１も回転して見掛け上の減速比が上がるので、複数の遊星歯車２１２が公転すると遊星キャリア２１４を介してプロペラ５の正転方向の回転数が可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量に応じて下がる（ステップ１３２）。そして、ステップ１２６に戻り原動機４の排気ガス温度が４５０℃±１０℃であるかをチェックし、その範囲内ならば前進自動運転を続行する。
【００６７】
このように、ステップ１２５〜１３２の前進自動運転中に航行速度制御レバー３７を操作すると（ステップ１３３）、油圧ポンプ用制御弁３３は、２つのソレノイド３３ａ、３３ｂが何れも制御信号の入力レベルがゼロになることで遮断位置になるので、可変容量型油圧ポンプ７の各吸入吐出ポート７１、７２からの吐出量がゼロになり、可変容量型油圧モータ８が最大ブレーキ力で停止することになる（ステップ１３４）。したがって、前進自動運転が解除されると共に、原動機４のみでプロペラ５は正転方向に回転することになる。その後、ステップ１２３に戻ることになる。
【００６８】
また、ステップ１０８において、航行速度制御レバー３７が船舶を後進させるように操作されると、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、レバー角度が第１の後進操作である例えば−５°（後進スタート角度）〜−２５°の場合は、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルを上昇させるので、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量が増加する。このように、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量が増加すると、図３（Ｃ）に示すように、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の逆転方向と同一方向に回転させるように回転を開始するので、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４が逆転を開始する。遊星キャリア２１４が逆転を開始することで、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５が逆転を開始する。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が−５°（後進スタート角度）〜−２５°の範囲外の場合には、ステップ１０８に戻ることになる（ステップ１３５、１３６）。
【００６９】
ステップ１３６を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５が逆転を開始した旨の検出信号が入力すると（ステップ１３７）、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルが上限に到達する（ステップ１３８）。ここで、ロータリーエンコーダが航行速度制御レバー３７のレバーポジションを検出し、レバー角度が第２の後進操作（後進増速の角度）である例えば−２５°〜−７０°の場合は、そのレバー角度に応じて油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａの制御信号の入力レベルを上昇させるので、プロペラ５の逆転方向の回転数が上がることになる（ステップ１３９、１４０、１４１）。したがって、船舶は後進する。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が−２５°〜−７０°の範囲外の場合には、ステップ１３５に戻ることになる。
【００７０】
次に、船舶の自動前進運転中にプロペラで制動して停止させるコントローラの航行制御について図１〜図３、図５を参照しながら説明する。
【００７１】
航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°〜＋１１０°における前進自動運転中の場合に、当該航行速度制御レバー３７を減速方向に操作すると（ステップ２０１、２０２、２０３）、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、そのレバーポジションに基づき油圧ポンプ用制御弁３３は、２つのソレノイド３３ａ、３３ｂが何れもオフになることで遮断位置になるので、可変容量型油圧ポンプ７の各吸入吐出ポート７１、７２からの吐出量がゼロになり可変容量型油圧モータ８が最大ブレーキ力で停止することになる（ステップ２０４）。したがって、原動機４のみで正転しているプロペラ５は、当該原動機４の回転数が下がるので、正転方向の回転数が下がる（ステップ２０５）。
【００７２】
原動機４によりプロペラ５の正転方向の回転数が下がると、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達しているか否かをチェックし、到達している場合には原動機４が予め定められたアイドリング回転数になっているかをチェックする。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達していない場合には、ステップ２０３に戻ることになる（ステップ２０６）。
【００７３】
原動機４が所定のアイドリング回転数になっていると（ステップ２０７）、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルを上昇させるので、可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７２からの制御用オイルの吐出量が増加する（ステップ２０８）。また、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａへの制御信号の入力レベルを上昇させる。このように、可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７２からの制御用オイルの吐出量が増加し、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａへの制御信号の入力レベルが上昇することで、可変容量型油圧モータ８の駆動用オイルの吸収量を下げることができる。可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７２からの制御用オイルの吐出量を上限まで上げて可変容量型油圧モータ８の駆動用オイルの吸収量を下げた状態で、図３（Ｄ）に示すように、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の逆転方向と同一方向に回転させるように回転を上げると（ステップ２０９）、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４の正転回転数を下げるので、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５は正転回転数が大幅に下がることになる（ステップ２１０）。即ち、プロペラ５の正転回転数を、当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げることができる。
【００７４】
そして、前進クラッチ用制御弁３２を制御しソレノイド３２ａをオフにして遮断位置にすることにより、前進クラッチ６が遮断され原動機４の動力が外輪歯車２１３に伝達されなくなる（ステップ２１１）。前進クラッチ６が遮断されると、ブレーキクラッチ用制御弁３５を制御しソレノイド３５ａをオンにして接続位置にすることにより、外輪歯車ブレーキクラッチ９はブレーキ歯車２４を固定するので、外輪歯車２１３が固定される（ステップ２１２）。このように、前進クラッチ６を遮断し、外輪歯車２１３を固定することで、可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を駆動することが可能になる。
【００７５】
前進クラッチ６を遮断し、外輪歯車２１３を固定後、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａへの制御信号の入力レベルを下げ、さらに、油圧モータ用制御弁３４を制御しソレノイド３４ａをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧モータ８内の駆動用オイルの吸収量が最大になり、当該可変容量型油圧モータの最大ブレーキ力になる（ステップ２１３、２１４）。そして、この時点においては、可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を回転させるために、スプリングオフセット電磁比例方式である油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルは上昇しているので、その油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルを下げることで、図３（Ａ）に示すように、可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５の正転回転数を原動機４のアイドリング回転数より除々に下げることができるようになる（ステップ２１５）。
【００７６】
可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を駆動できるようになると、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°に到達しているか否かをチェックし、到達している場合にはステップ２１７に進み、到達していない場合には、ステップ２１２に戻ることになる（ステップ２１６）。
【００７７】
ステップ２１７では、油圧ポンプ用制御弁３３を制御しソレノイド３３ａをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧ポンプ７の吐出量がゼロになり、可変容量型油圧モータ８が最大ブレーキ力で停止することになるので、回転数検出センサ３９からプロペラ５の回転数がゼロになった旨の検出信号が入力する（ステップ２１７、２１８）。即ち、可変容量型油圧モータ８でプロペラ５の回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗を最大にするように、船舶を制動することができる。また、原動機４でアイドリング回転数以下にすることで生じる船舶推進軸系のねじり振動特性を考慮することなくプロペラ５の回転数をゼロにすることができる。
【００７８】
ステップ２１８を処理後、原動機４が予め定められたアイドリング回転数になっているか否かをチェックする（ステップ２１９）。ここで、船舶を完全停止させるために、航行速度制御レバー３７が後進操作されると（ステップ２２０）、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、レバー角度が第１の後進操作である例えば−５°（後進スタート角度）〜−２５°の場合は、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルを上昇させるので、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量が増加する。このように、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量が増加すると、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の逆転方向と同一方向に回転させるように回転を開始するので、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４が逆転を開始する。遊星キャリア２１４が逆転を開始することで、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５が逆転を開始する。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が−５°（後進スタート角度）〜−２５°の範囲外の場合には、ステップ２１７に戻ることになる（ステップ２２１、２２２、２２３）。
【００７９】
この航行速度制御レバー３７による第１の後進操作で船舶が完全停止することで、航行速度制御レバー３７が後進減速操作されると（ステップ２２４）、航行速度制御レバー３７のレバー角度が−５°に到達しているか否かをチェックし、到達している場合にはステップ２２６に進み、到達していない場合には、ステップ２２４に戻ることになる（ステップ２２５）。
【００８０】
ステップ２２６では、油圧ポンプ用制御弁３３を制御しソレノイド３３ｂをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧ポンプ７の吐出量がゼロになり、可変容量型油圧モータ８が最大ブレーキ力で停止することになるので、回転数検出センサ３９からプロペラ５の回転数がゼロになった旨の検出信号が入力する（ステップ２２６、２２７）。即ち、プロペラ５は回転数がゼロになると共に固定されるので、後進時において当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗を最大にすることができる。
【００８１】
最後に、航行速度制御レバー３７が中立位置に操作されることで、船舶の制動が完了する（ステップ２２８）。
【００８２】
次に、電動機のみで船舶の前進手動運転におけるコントローラの航行制御について図１〜図３、図６を参照しながら説明する。
【００８３】
船舶の操縦室に設置されている切換スイッチ３０１で、動力源として電動機を選択して始動すると（ステップ３０１）、原動機クラッチ用制御弁３１を制御しソレノイド３１ａをオフにして遮断位置にするので、原動機クラッチ１０は遮断される（ステップ３０２）。原動機クラッチ１０を遮断後、電動機クラッチ用制御弁３００を制御しソレノイド３００ａをオンにして接続位置にすることにより、電動機クラッチ１３は電動機１２とポンプ軸１１ａとを接続するので、電動機１２の動力は第２のポンプ歯車２８に伝達される（ステップ３０３）。
【００８４】
ステップ３０３を処理後においては、油圧ポンプ用制御弁３３は、２つのソレノイド３３ａ、３３ｂが何れも制御信号の入力レベルがゼロになることで遮断位置になるので、可変容量型油圧ポンプ７の各吸入吐出ポート７１、７２からの吐出量がゼロになり太陽歯車２１１が固定される（ステップ３０４）。
【００８５】
この時点で、航行速度制御レバー３７が中立位置に位置しているか否かをチェックする（ステップ３０５）。航行速度制御レバー３７が中立位置に位置している場合にはブレーキクラッチ用制御弁３５を制御しソレノイド３５ａをオンにして接続位置にすることにより、外輪歯車ブレーキクラッチ９はブレーキ歯車２４を固定するので、外輪歯車２１３が固定される。このように、外輪歯車２１３が固定され且つ太陽歯車２１１が固定されるので、プロペラ５の回転数をゼロにすると共にプロペラ５をロック状態にすることができる。なお、航行速度制御レバー３７が中立位置に位置していない場合はステップ３０２まで戻る（ステップ３０６、３０７）。
【００８６】
外輪歯車２１３を固定後、回転数検出センサ３９からプロペラ５の回転数がゼロになった旨の検出信号が入力し、且つ航行速度制御レバー３７が前進操作されると（ステップ３０８）、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、レバー角度が第１の前進操作である例えば＋５°（前進スタート角度）〜＋２５°の場合は、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルを上昇させるので、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１からの駆動用オイルの吐出量が増加する。このように、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１からの駆動用オイルの吐出量が増加すると、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の正転方向と同一方向に回転させるように回転を開始するので、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４が正転を開始する。遊星キャリア２１４が正転を開始することで、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５が正転を開始する。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°（前進スタート角度）〜＋２５°の範囲外の場合には、ステップ３０８に戻ることになる（ステップ３０９、３１０）。
【００８７】
ステップ３１０を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５が正転を開始した旨の検出信号が入力すると（ステップ３１１）、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルが上限に到達すると共に、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａの制御信号の入力レベルを上昇させると、図３（Ａ）に示すように、プロペラ５の正転方向の回転数が上がることになる（ステップ３１２、３１３）。
【００８８】
ステップ３１３を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５の正転方向の回転数が上昇した旨の検出信号が入力すると（ステップ３１４）、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達しているか否かをチェックし、到達している場合にはブレーキクラッチ用制御弁３５を制御しソレノイド３５ａをオフにして遮断位置にすることにより、ブレーキクラッチ用制御弁３５は外輪歯車ブレーキクラッチ９を遮断するので、外輪歯車２１３が自由回転状態になる（ステップ３１５、３１６）。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達していない場合には、ステップ３０８に戻ることになる。
【００８９】
ステップ３１６を処理後、前進クラッチ用制御弁３２を制御しソレノイド３２ａをオンにして接続位置にすることにより、前進クラッチ６が接続され原動機４の動力が外輪歯車２１３に伝達されることになるので、図３（Ｂ）に示すように、自由回転状態の外輪歯車２１３は電動機１２によって回転を開始する（ステップ３１７）。即ち、船舶は電動機１２で前進航行することになる（ステップ３１８）。
【００９０】
したがって、電動機１２のみによる船舶の前進手動運転においても、航行速度制御レバー３７のレバー角度を第２の前進操作（前進増速の角度）である例えば＋２５°〜＋１１０°に操作することで、電動機１２のみでその航行速度制御レバー３７のレバー角度に応じた速度で航行することができる。
【００９１】
また、ステップ３０８において、航行速度制御レバー３７が船舶を後進させるように操作されると、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、レバー角度が第１の後進操作である例えば−５°（後進スタート角度）〜−２５°の場合は、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルを上昇させるので、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量が増加する。このように、可変容量型油圧ポンプ７の他方の吸入吐出ポート７２からの駆動用オイルの吐出量が増加すると、図３（Ｃ）に示すように、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の逆転方向と同一方向に回転させるように回転を開始するので、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４が逆転を開始する。遊星キャリア２１４が逆転を開始することで、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５が逆転を開始する。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が−５°（後進スタート角度）〜−２５°の範囲外の場合には、ステップ３０８に戻ることになる（ステップ３１９、３２０）。
【００９２】
ステップ３２０を処理後、回転数検出センサ３９からプロペラ５が逆転を開始した旨の検出信号が入力すると（ステップ３２１）、油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルが上限に到達すると共に、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａの制御信号の入力レベルを上昇させると、図３（Ｃ）に示すように、プロペラ５の正転方向の回転数が上がることになる（ステップ３２２、３２３、３２４）。したがって、船舶を後進させることができる（ステップ３２５）。
【００９３】
次に、電動機のみで船舶の前進手動運転中にプロペラで制動して停止させるコントローラの航行制御について図１〜図３、図７を参照しながら説明する。
【００９４】
航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°〜＋１１０°における前進手動運転中で、可変容量型油圧ポンプ７の一方の吸入吐出ポート７１から駆動用オイルが吐出中の場合に、当該航行速度制御レバー３７を減速方向に操作すると（ステップ４０１、４０２、４０３）、ロータリーエンコーダがそのレバーポジションを検出し、そのレバーポジションに基づき油圧ポンプ用制御弁３３を制御しソレノイド３３ａをオフにして遮断位置にすることにより可変容量型油圧ポンプ７の吐出量をゼロにすると共に、ソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルを上げる（ステップ４０４）。油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ｂへの制御信号の入力レベルが上がると、可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７２からの制御用オイルの吐出量が増加する（ステップ４０５）。
【００９５】
また、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａへの制御信号の入力レベルを上昇させる。このように、可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７２からの制御用オイルの吐出量が増加し、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａへの制御信号の入力レベルが上昇することで、可変容量型油圧モータ８の駆動用オイルの吸収量を下げることができる。可変容量型油圧ポンプ７の他方の制御ポート７２からの制御用オイルの吐出量を上限まで上げて可変容量型油圧モータ８の駆動用オイルの吸収量を下げた状態で、図３（Ｄ）に示すように、可変容量型油圧モータ８が太陽歯車２１１をプロペラ５の逆転方向と同一方向に回転させるように回転を上げると（ステップ４０６）、複数の遊星ギヤ２１２が公転して遊星キャリア２１４の正転回転数を下げるので、プロペラ軸５ａを介してプロペラ５は正転回転数が大幅に下がることになる（ステップ４０７）。即ち、プロペラ５の正転回転数を、当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗によって船舶を制動可能な数値まで下げることができる。
【００９６】
電動機１２によりプロペラ５の正転方向の回転数が下がると、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達しているか否かをチェックする（ステップ４０８）。航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達している場合には、前進クラッチ用制御弁３２を制御しソレノイド３２ａをオフにして遮断位置にすることにより、前進クラッチ６が遮断され電動機１２の動力が外輪歯車２１３に伝達されなくなる（ステップ４０９）。前進クラッチ６が遮断されると、ブレーキクラッチ用制御弁３５を制御しソレノイド３５ａをオンにして接続位置にすることにより、外輪歯車ブレーキクラッチ９はブレーキ歯車２４を固定するので、外輪歯車２１３が固定される（ステップ４１０）。このように、前進クラッチ６を遮断し、外輪歯車２１３を固定することで、可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を駆動することが可能になる。なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋２５°に到達していない場合には、ステップ４０４に戻ることになる。
【００９７】
ステップ４１０を処理後、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°〜＋２５°の範囲内であるか否かをチェックする（ステップ４１１）。航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°〜＋２５°の場合は、油圧モータ用制御弁３４のソレノイド３４ａへの制御信号の入力レベルを下げ、さらに、油圧モータ用制御弁３４を制御しソレノイド３４ａをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧モータ８内の駆動用オイルの吸収量が最大になり、当該可変容量型油圧モータの最大ブレーキ力になる（ステップ４１２、４１３）。そして、この時点においては、可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を回転させるために、スプリングオフセット電磁比例方式である油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルは上昇しているので、その油圧ポンプ用制御弁３３のソレノイド３３ａへの制御信号の入力レベルを下げることで、図３（Ａ）に示すように、可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５の正転回転数を原動機４のアイドリング回転数より除々に下げることができるようになる（ステップ４１４）。
【００９８】
なお、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°〜＋２５°の範囲外の場合には、ステップ４０９に戻ることになる。
【００９９】
可変容量型油圧ポンプ７及び可変容量型油圧モータ８のみでプロペラ５を駆動できるようになると、航行速度制御レバー３７のレバー角度が＋５°に到達しているか否かをチェックし、到達している場合にはステップ４１６に進み、到達していない場合には、ステップ４１２に戻ることになる（ステップ４１５）。
【０１００】
ステップ４１６では、油圧ポンプ用制御弁３３を制御しソレノイド３３ａをオフにして遮断位置にすることにより、可変容量型油圧ポンプ７の吐出量がゼロになり、可変容量型油圧モータ８が最大ブレーキ力で停止することになるので、回転数検出センサ３９からプロペラ５の回転数がゼロになった旨の検出信号が入力する（ステップ４１６、４１７）。即ち、可変容量型油圧モータ８でプロペラ５の回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラ５の羽根が水から受ける抵抗を最大にするように、船舶を制動することができる。
【０１０１】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の船舶の制動装置の好ましい実施の形態例を示す構成図である。
【図２】本発明の船舶の制動装置の主要部であるコントローラとコントローラが制御する機器との関係を示す制御ブロック図である。
【図３】本発明の船舶の制動装置が適用される動力伝達機構の遊星歯車機構の動作状態を示す説明図である。
【図４】船舶の通常の航行運転におけるコントローラの航行制御を示すフローチャート図である。
【図５】本発明の船舶の制動方法の好ましい実施の形態例を示す図で、船舶の通常の航行運転におけるコントローラの制動制御を示すフローチャート図である。
【図６】船舶の電動機による航行運転におけるコントローラの航行制御を示すフローチャート図である。
【図７】本発明の船舶の制動方法の好ましい実施の形態例を示す図で、船舶の電動機による航行運転におけるコントローラの制動制御を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１……プロペラ駆動装置
４……原動機
５……プロペラ
５ａ……プロペラ軸
６……前進クラッチ
７……可変容量型油圧ポンプ
８……可変容量型油圧モータ
９……外輪歯車ブレーキクラッチ
１２……電動機
１３……電動機クラッチ
２１……遊星歯車機構
２１１……太陽歯車
２１２……複数の遊星歯車
２１３……外輪歯車
２１４……遊星キャリア
２２……入力歯車
２３……第１のポンプ歯車
２４……ブレーキ歯車
２８……第２のポンプ歯車
３２……前進クラッチ用制御弁
３３……油圧ポンプ用制御弁
３４……油圧モータ用制御弁
３５……ブレーキクラッチ用制御弁
３６……コントローラ
３７……航行速度制御レバー
３００……電動機クラッチ用制御弁
３０１……切換スイッチ（切換手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の動力源となるピストン機関である原動機と、
前記原動機を使用して前記船舶の航行速度を手動調節するための航行速度制御レバーと、
太陽歯車、複数の遊星歯車、外輪歯車及び前記複数の遊星歯車を回動自在に支持する遊星キャリアを有し、前記船舶を前進自動運転させる場合には、前記外輪歯車が回転可能になると共に前記太陽歯車が固定される遊星歯車機構と、
前記遊星キャリアに接続されたプロペラ軸で回転するプロペラと、
前記外輪歯車の外周に形成された外歯車に噛合される入力歯車に前記原動機からの動力を伝達・遮断する前進クラッチと、
前記入力歯車に噛合される第１のポンプ歯車によって駆動する吐出方向が二方向となる可変容量型油圧ポンプと、
前記可変容量型油圧ポンプによって駆動され前記太陽歯車を駆動する回転方向が二方向となる可変容量型油圧モータと、
前記外輪歯車の前記外歯車に噛合されるブレーキ歯車を選択的に固定する外輪歯車ブレーキクラッチと、
前記前進クラッチを油圧制御する前進クラッチ用制御弁と、
前記可変容量型油圧ポンプを油圧制御する油圧ポンプ用制御弁と、
前記可変容量型油圧モータを油圧制御する油圧モータ用制御弁と、
前記外輪歯車ブレーキクラッチを油圧制御するブレーキクラッチ用制御弁とを備えたプロペラ駆動装置によって船舶の制動を行う船舶の制動装置であって、
前記航行速度制御レバーを前記原動機の前進自動運転状態の位置から当該原動機をアイドリング状態にする位置に移動させると、前記油圧ポンプ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧ポンプを停止させ、前記原動機がアイドリング状態になると、前記油圧ポンプ用制御弁及び前記油圧モータ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧ポンプを介して前記可変容量型油圧モータの前記船舶が後進する際の回転方向の回転数を上げることで、前記太陽歯車で前記複数の遊星歯車の公転を制御して前記プロペラの正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって前記船舶を制動可能な数値まで下げる第１のプロペラ制御機能、及び前記第１のプロペラ制御機能によって前記プロペラが前記船舶を制動可能な回転数まで下がると、前記前進クラッチ用制御弁を制御して前記前進クラッチを遮断すると共に前記ブレーキクラッチ用制御弁を制御して前記外輪歯車ブレーキクラッチで前記外輪歯車を固定し、さらに、前記油圧モータ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧モータの前記船舶が前進する際の回転方向の回転数を徐々に下げて停止すると共に、前記油圧ポンプ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧ポンプの吐出量を徐々に減らして停止して前記プロペラの回転数の低下を無段階にて行うことで、前記プロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にする第２のプロペラ制御機能を有するコントローラを備えたことを特徴とする船舶の制動装置。
【請求項２】
前記プロペラ駆動装置は、
前記第２のポンプ歯車を駆動する電動機と、
前記第２のポンプ歯車に前記電動機からの動力を伝達・遮断する電動機クラッチと、
前記電動機クラッチを油圧制御する電動機クラッチ用制御弁と、
前記船舶を航行させるための動力源を前記電動機及び前記原動機の何れか１つに選択すると共に何れの動力源も前記航行速度制御レバーで制御可能になる切換手段とを備え、
前記コントローラは、前記切換手段で前記電動機が選択され、前記船舶が前記電動機で前進手動運転状態において、前記遊星歯車機構の前記外輪歯車が回転可能になると共に前記太陽歯車が固定される状態で、前記航行速度制御レバーを前記電動機の前記前進手動運転状態の位置から前記船舶を減速させる方向に移動させると、前記第１のプロペラ制御機能及び前記第２のプロペラ制御機能を実行する第３のプロペラ制御機能を有することを特徴とする請求項１記載の船舶の制動装置。
【請求項３】
船舶の動力源となるピストン機関である原動機と、
前記原動機を使用して前記船舶の航行速度を手動調節するための航行速度制御レバーと、
太陽歯車、複数の遊星歯車、外輪歯車及び前記複数の遊星歯車を回動自在に支持する遊星キャリアを有し、前記船舶を前進自動運転させる場合には、前記外輪歯車が回転可能になると共に前記太陽歯車が固定される遊星歯車機構と、
前記遊星キャリアに接続されたプロペラ軸で回転するプロペラと、
前記外輪歯車の外周に形成された外歯車に噛合される入力歯車に前記原動機からの動力を伝達・遮断する前進クラッチと、
前記入力歯車に噛合される第１のポンプ歯車によって駆動する吐出方向が二方向となる可変容量型油圧ポンプと、
前記可変容量型油圧ポンプによって駆動され前記太陽歯車を駆動する回転方向が二方向となる可変容量型油圧モータと、
前記外輪歯車の前記外歯車に噛合されるブレーキ歯車を選択的に固定する外輪歯車ブレーキクラッチと、
前記前進クラッチを油圧制御する前進クラッチ用制御弁と、
前記可変容量型油圧ポンプを油圧制御する油圧ポンプ用制御弁と、
前記可変容量型油圧モータを油圧制御する油圧モータ用制御弁と、
前記外輪歯車ブレーキクラッチを油圧制御するブレーキクラッチ用制御弁とを備えたプロペラ駆動装置をコントローラで制御することで船舶の制動を行う船舶の制動方法であって、
前記コントローラは、前記航行速度制御レバーが前記原動機の前進自動運転状態の位置から当該原動機をアイドリング状態にする位置に移動すると、前記油圧ポンプ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧ポンプを停止させるステップと、
前記原動機がアイドリング状態になると、前記油圧ポンプ用制御弁及び前記油圧モータ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧ポンプを介して前記可変容量型油圧モータの前記船舶が後進する際の回転方向の回転数を上げて、前記太陽歯車で前記複数の遊星歯車の公転を制御して前記プロペラの正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって前記船舶を制動可能な数値まで下げるステップと、
前記プロペラが前記船舶を制動可能な回転数まで下がると、前記前進クラッチ用制御弁を制御して前記前進クラッチを遮断すると共に前記ブレーキクラッチ用制御弁を制御して前記外輪歯車ブレーキクラッチで前記外輪歯車を固定するステップと、
前記外輪歯車を固定後、前記油圧モータ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧モータの前記船舶が前進する際の回転方向の回転数を徐々に下げて停止すると共に、前記油圧ポンプ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧ポンプの吐出量を徐々に減らして停止して前記プロペラの回転数の低下を無段階にて行うことで、前記プロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にするステップとから成ることを特徴とする船舶の制動方法。
【請求項４】
前記第２のポンプ歯車を駆動する電動機と、
前記第２のポンプ歯車に前記電動機からの動力を伝達・遮断する電動機クラッチと、
前記電動機クラッチを油圧制御する電動機クラッチ用制御弁と、
前記船舶を航行させるための動力源を前記電動機及び前記原動機の何れか１つに選択すると共に何れの動力源も前記航行速度制御レバーで制御可能になる切換手段とを備えた前記プロペラ駆動装置を前記コントローラで制御することで船舶の制動を行う船舶の制動方法であって、
前記コントローラは、前記切換手段で前記電動機が選択され、前記船舶が前記電動機で前進手動運転状態において、前記遊星歯車機構の前記外輪歯車が回転可能になると共に前記太陽歯車が固定される状態で、前記航行速度制御レバーが前記電動機の前記前進手動運転状態の位置から前記船舶を減速させる方向に移動すると、前記すべてのステップを実行することを特徴とする請求項３記載の船舶の制動方法。
【請求項１】
船舶の動力源となるピストン機関である原動機と、
前記原動機を使用して前記船舶の航行速度を手動調節するための航行速度制御レバーと、
太陽歯車、複数の遊星歯車、外輪歯車及び前記複数の遊星歯車を回動自在に支持する遊星キャリアを有し、前記船舶を前進自動運転させる場合には、前記外輪歯車が回転可能になると共に前記太陽歯車が固定される遊星歯車機構と、
前記遊星キャリアに接続されたプロペラ軸で回転するプロペラと、
前記外輪歯車の外周に形成された外歯車に噛合される入力歯車に前記原動機からの動力を伝達・遮断する前進クラッチと、
前記入力歯車に噛合される第１のポンプ歯車によって駆動する吐出方向が二方向となる可変容量型油圧ポンプと、
前記可変容量型油圧ポンプによって駆動され前記太陽歯車を駆動する回転方向が二方向となる可変容量型油圧モータと、
前記外輪歯車の前記外歯車に噛合されるブレーキ歯車を選択的に固定する外輪歯車ブレーキクラッチと、
前記前進クラッチを油圧制御する前進クラッチ用制御弁と、
前記可変容量型油圧ポンプを油圧制御する油圧ポンプ用制御弁と、
前記可変容量型油圧モータを油圧制御する油圧モータ用制御弁と、
前記外輪歯車ブレーキクラッチを油圧制御するブレーキクラッチ用制御弁とを備えたプロペラ駆動装置によって船舶の制動を行う船舶の制動装置であって、
前記航行速度制御レバーを前記原動機の前進自動運転状態の位置から当該原動機をアイドリング状態にする位置に移動させると、前記油圧ポンプ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧ポンプを停止させ、前記原動機がアイドリング状態になると、前記油圧ポンプ用制御弁及び前記油圧モータ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧ポンプを介して前記可変容量型油圧モータの前記船舶が後進する際の回転方向の回転数を上げることで、前記太陽歯車で前記複数の遊星歯車の公転を制御して前記プロペラの正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって前記船舶を制動可能な数値まで下げる第１のプロペラ制御機能、及び前記第１のプロペラ制御機能によって前記プロペラが前記船舶を制動可能な回転数まで下がると、前記前進クラッチ用制御弁を制御して前記前進クラッチを遮断すると共に前記ブレーキクラッチ用制御弁を制御して前記外輪歯車ブレーキクラッチで前記外輪歯車を固定し、さらに、前記油圧モータ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧モータの前記船舶が前進する際の回転方向の回転数を徐々に下げて停止すると共に、前記油圧ポンプ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧ポンプの吐出量を徐々に減らして停止して前記プロペラの回転数の低下を無段階にて行うことで、前記プロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にする第２のプロペラ制御機能を有するコントローラを備えたことを特徴とする船舶の制動装置。
【請求項２】
前記プロペラ駆動装置は、
前記第２のポンプ歯車を駆動する電動機と、
前記第２のポンプ歯車に前記電動機からの動力を伝達・遮断する電動機クラッチと、
前記電動機クラッチを油圧制御する電動機クラッチ用制御弁と、
前記船舶を航行させるための動力源を前記電動機及び前記原動機の何れか１つに選択すると共に何れの動力源も前記航行速度制御レバーで制御可能になる切換手段とを備え、
前記コントローラは、前記切換手段で前記電動機が選択され、前記船舶が前記電動機で前進手動運転状態において、前記遊星歯車機構の前記外輪歯車が回転可能になると共に前記太陽歯車が固定される状態で、前記航行速度制御レバーを前記電動機の前記前進手動運転状態の位置から前記船舶を減速させる方向に移動させると、前記第１のプロペラ制御機能及び前記第２のプロペラ制御機能を実行する第３のプロペラ制御機能を有することを特徴とする請求項１記載の船舶の制動装置。
【請求項３】
船舶の動力源となるピストン機関である原動機と、
前記原動機を使用して前記船舶の航行速度を手動調節するための航行速度制御レバーと、
太陽歯車、複数の遊星歯車、外輪歯車及び前記複数の遊星歯車を回動自在に支持する遊星キャリアを有し、前記船舶を前進自動運転させる場合には、前記外輪歯車が回転可能になると共に前記太陽歯車が固定される遊星歯車機構と、
前記遊星キャリアに接続されたプロペラ軸で回転するプロペラと、
前記外輪歯車の外周に形成された外歯車に噛合される入力歯車に前記原動機からの動力を伝達・遮断する前進クラッチと、
前記入力歯車に噛合される第１のポンプ歯車によって駆動する吐出方向が二方向となる可変容量型油圧ポンプと、
前記可変容量型油圧ポンプによって駆動され前記太陽歯車を駆動する回転方向が二方向となる可変容量型油圧モータと、
前記外輪歯車の前記外歯車に噛合されるブレーキ歯車を選択的に固定する外輪歯車ブレーキクラッチと、
前記前進クラッチを油圧制御する前進クラッチ用制御弁と、
前記可変容量型油圧ポンプを油圧制御する油圧ポンプ用制御弁と、
前記可変容量型油圧モータを油圧制御する油圧モータ用制御弁と、
前記外輪歯車ブレーキクラッチを油圧制御するブレーキクラッチ用制御弁とを備えたプロペラ駆動装置をコントローラで制御することで船舶の制動を行う船舶の制動方法であって、
前記コントローラは、前記航行速度制御レバーが前記原動機の前進自動運転状態の位置から当該原動機をアイドリング状態にする位置に移動すると、前記油圧ポンプ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧ポンプを停止させるステップと、
前記原動機がアイドリング状態になると、前記油圧ポンプ用制御弁及び前記油圧モータ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧ポンプを介して前記可変容量型油圧モータの前記船舶が後進する際の回転方向の回転数を上げて、前記太陽歯車で前記複数の遊星歯車の公転を制御して前記プロペラの正転回転数を当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗によって前記船舶を制動可能な数値まで下げるステップと、
前記プロペラが前記船舶を制動可能な回転数まで下がると、前記前進クラッチ用制御弁を制御して前記前進クラッチを遮断すると共に前記ブレーキクラッチ用制御弁を制御して前記外輪歯車ブレーキクラッチで前記外輪歯車を固定するステップと、
前記外輪歯車を固定後、前記油圧モータ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧モータの前記船舶が前進する際の回転方向の回転数を徐々に下げて停止すると共に、前記油圧ポンプ用制御弁を制御して前記可変容量型油圧ポンプの吐出量を徐々に減らして停止して前記プロペラの回転数の低下を無段階にて行うことで、前記プロペラの回転数をプロペラキャビテーション現象が発生しないように徐々に下げながらゼロにして当該プロペラの羽根が水から受ける抵抗を最大にするステップとから成ることを特徴とする船舶の制動方法。
【請求項４】
前記第２のポンプ歯車を駆動する電動機と、
前記第２のポンプ歯車に前記電動機からの動力を伝達・遮断する電動機クラッチと、
前記電動機クラッチを油圧制御する電動機クラッチ用制御弁と、
前記船舶を航行させるための動力源を前記電動機及び前記原動機の何れか１つに選択すると共に何れの動力源も前記航行速度制御レバーで制御可能になる切換手段とを備えた前記プロペラ駆動装置を前記コントローラで制御することで船舶の制動を行う船舶の制動方法であって、
前記コントローラは、前記切換手段で前記電動機が選択され、前記船舶が前記電動機で前進手動運転状態において、前記遊星歯車機構の前記外輪歯車が回転可能になると共に前記太陽歯車が固定される状態で、前記航行速度制御レバーが前記電動機の前記前進手動運転状態の位置から前記船舶を減速させる方向に移動すると、前記すべてのステップを実行することを特徴とする請求項３記載の船舶の制動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１９７２９（Ｐ２００９−１９７２９Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８４１３１（Ｐ２００７−１８４１３１）
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【出願人】（５０７２３８６９８）
【出願人】（５９６０３９６９３）株式会社ヤマナカ (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【出願人】（５０７２３８６９８）
【出願人】（５９６０３９６９３）株式会社ヤマナカ (1)
【Ｆターム（参考）】
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