JP2007008189A - 電動式操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧を使用しない操舵装置を提供し、オイル漏れや配管工事や.、機器の油による汚染を防止すると共に取付作業の簡素化及びクリーンな環境の保全を図る。
【解決手段】船舶の舵を動かす舵軸１上端部に旋回環５を装着し、固定部材4により両者を固定すると共に、旋回環５外輪を大歯車６に形成し、一方、舵軸１上端部に隣接して電動機９を配設し、該電動機９の軸端に前記大歯車６に噛合するピニオン１０を設けて、電動機9とピニオン１０で前記大歯車６を介して旋回環５に回転を与え、舵軸１に所定の回転を保持せしめる。
【選択図】 図１

Description

本発明は船舶の舵を動かす操舵装置に係り、特に駆動源に油圧を使用することなく、従って油汚染の心配のない電動式操舵装置に関するものである。

船舶の舵を動かす操舵装置として現在ピストン式，ラムシリンダ式，ロータリーベーン式などが知られており、通常、そのいずれかが採用されている。

ピストン式は油圧シリンダー，ピストンロッド，ピストンピン，チラー，アンカーブラケットなどからなり、チラーに舵軸が結合されており、油圧ポンプからの油が船橋からの指令によって切替弁を介し、一方側のシリンダーあるいは反対側のシリンダーに送られ、ピストンロッドを動かし、ロッドの直線運動をピストンピン，チラーを介して舵軸を回転させるものであり、ラムシリンダ式は油圧シリンダー，ラム，ガジョンピン，チラーからなり、チラーに舵軸に結合されていて、油圧ポンプからの油が船橋からの指令によって切替弁を介し、一方側のシリンダー又は反対側のシリンダーに送られ、ラムを動かし、ラムの直線運動をガジョンピン，チラーを介して舵軸を回転させるものである。

また、ロータリーベーン式と云われる方式は、円筒形のハウジング内にベーンのついたローターが組み込まれ、ローターに舵軸が結合されていて、油圧ポンプからの油が船橋からの指令によって切替弁を介しベーンの一方側又は反対側へ送られ、ローター／舵軸を廻すものである。

しかし、上記のピストン式，ラムシリンダー式は両者共、直線運動を回転運動に変換するため運動力学的に無理があり、大舵角には不適である。またロータリーベーン式は回転運動により回転力を取り出すので運動力学的に無駄がなく、一応合理的な設計であるが、前２者を含めこれらは何れも動力源は電動モータにより油圧ポンプを駆動させ、シリンダーもしくはベーンを作動させるものである。そのため、舵軸をチラーを介しシリンダーの伸縮で舵に回転を伝達するシリンダー方式ではシリンダー内でピストンロッドが往復するためオイル漏れを防ぐことができず、遺漏したオイルが船外まで流れ、海洋汚染を引き起こす可能性がある。また一方、ロータリーベーン方式でも高圧の油圧を利用しているため、各部よりのオイル漏れは避けられず、同様に海洋汚染の危険性があり、環境保全上の問題を有している。

本発明は上述の如き実状に鑑み、これに対処して油圧を使用しない操舵装置の駆動源を見出し、オイル漏れや配管工事や機器の油によるフラッシング作業を排除し、廃油を作り出さない環境へ配慮し、船上での取り付け作業の簡素化とクリーンな環境を作り出すことを目的とするものである。

即ち、上記目的に適合する本発明は、船舶の舵軸の上端に旋回環を装着し、固定部材により両者を固定すると共に、旋回環外輪を大歯車に形成し、一方、舵軸上端部に隣接して
電動機を配設し、その電動軸の軸端環に回転を与え、舵軸に所定の回転を保持せしめるようにした電動操舵装置にある。

ここで上記電動機は通常、インバータ制御機構により制御されたＤ．Ｃ．又はＡ．Ｃ．モータであり、該Ｄ．Ｃ．又はＡ．Ｃ．モータは緊急時制御器が取り付けられていることが好ましい。また電動機軸端のピニオンはメンテナンスに備えて該軸端より取り外し可能とすることが好適である。更に、舵角を検知するエンコーダを旋回させる旋回環外周の歯車に付設することも好適である。

以上の操舵装置によれば、油を使用することなく電動機の回転により軸端のピニオンを回転して大歯車に回転を伝え、中心部に固定されている舵軸に所定の回転を保持せしめて、使用舵角が最大９０°まで可能となり、しかも全域にわたり、等トルク，等角速度で操舵することが可能である。

本発明は以上のように船舶の舵を動かす駆動源として油圧を利用することなく、電動機を使用して歯車電動により舵軸に所定の回転を与えるようにしたため、油汚染の心配がなく、船上での取り付け作業の簡素化により船体への建付時間が著しく短縮されると共に、旋回環を設けたことにより角度検知のメカニカルレバー方式からエンコーダ方式を採用できるので、装置の簡素化，コントロールの簡易化を計れる効果を有している。

以下、更に添付図面に基づいて本発明の具体的な形態を説明する。

図１は本発明に係る電動式操舵装置要部の概念を示す斜視図、図２は舵軸部構造を示した同正面概要図、図３は同操舵装置を舵に取り付けた状態図である。

これら図において、１は舵２を動かすための舵軸、３は該舵軸１の上端部に装着された旋回環５の取付部であり、取付部３上端には固定部材としてキー４により舵軸１に固定されて前記旋回環５が装設されていて、この旋回環５の外周には歯が設けられ、大歯車６に形成されている。

この大歯車６は舵軸１上端部の旋回環５の外周に直接、刻設されたものでもよく、また旋回環５外周に別の大歯車を一体に取り付けて形成してもよい。なお、図中、７は上記旋回環５の軽量化のための肉盗みであり、大歯車の回転に支障を及ぼさないよう適宜の配置で形成されている。

そして、一方、前記舵軸１の上端部側方に隣接して電動機９が取付枠８により図において左右対称的に２基配設されており、この電動機９の上部軸端にはピニオン１０が取り付け，取り外し可能に設けられ、前記旋回環５の外周の大歯車６の歯と互いに噛合している。

舵軸１上端部側方に隣接配置された上記電動機９は図では左右対称的に２基であるが、別段、２基に限らず、３基以上でも良い。

なお、上記電動機９は通常、Ｄ．Ｃ．又はＡ．Ｃ．モータが使用され、周波数コントロールのインバーター１１が付設されて制御されるようになっていると共に、緊急時のコントロールのため更に随時、携帯可能な簡易制御器１２が取り付け可能に付設されている。そして、旋回環５外周の大歯車６とピニオン１０との噛合により回転する大歯車６の回転を拾うため適宜エンコーダ１４が大歯車６に接して取り付けられており、また舵軸１の回転角度を示すための指示器１３が舵軸１上部から旋回環５にわたって取り付けられている。

かくして以上のような構成による操作と装置により船舶の舵２を動かすに際し、電動機９を作動させ、図３に示すように舵軸１に装着された旋回環５外周の大歯車６に電動機９とピニオン１０の噛合で回転を与えて所定の回転を保持させ、舵軸１を回転させて舵２を所定の角度動かす。この際、エンコーダにより随時、角度検知を行なうが、最大舵角９０°で動かすことが可能となり、しかも油を使用することなく舵軸を回転することができる。

本発明に係る電動式操舵装置の駆動部を示す概要斜視図である。 同駆動部の正面概要図で、筒体内部を切欠して示す。 本発明操舵装置を舵に取り付けた状態図である。

符号の説明

１：舵軸
２：舵
３：旋回環取付部
４：固定部材
５：旋回環
６：大歯車
７：肉盗み
８：電動機取付枠
９：電動機
１０：ピニオン
１１：インバーター
１２：緊急コントロール装置
１３：舵軸角度指示器
１４：エンコーダ

Claims (5)

1. 舵軸上端に旋回環を装着し、固定部材により両者を固定すると共に、旋回環外輪を大歯車に形成し、一方、舵軸上端部に隣接して電動機を配設し、この電動軸の軸端に前記大歯車に噛合するピニオンを設けて電動機とピニオンで前記大歯車を介して旋回環に回転を与え、舵軸に所定の回転を保持せしめることを特徴とする電動式操舵装置。
2. 電動機がインバータ制御機構により制御されたＤ．Ｃ．又はＡ．Ｃ．モータである請求項１記載の電動式操舵装置。
3. Ｄ．Ｃ．又はＡ．Ｃ．モータに更に緊急時用制御器が取り付けられている請求項１または２記載の電動式操舵装置。
4. ピニオンがメンテナンスのため電動機の軸端より取り外し可能である請求項１，２又は３記載の電動式操舵装置。
5. 旋回環に舵角を検知するエンコーダが備えられている請求項１〜４の何れかの項に記載の電動式操舵装置。

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