JP2012201365A - 垂直方向にオフセットした推進装置を備える船舶用操舵アセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】垂直方向にオフセットした推進装置を備える船舶用の改良された操舵アセンブリを提供する。
【解決手段】アクチュエータ３０は、シリンダ３８と、そのシリンダ内に取り付けられピストンロッド軸に沿って往復運動するピストンロッド４０と、シリンダの径方向外側に延出するペアの離間したシリンダ・アーム４２，４４と、そのシリンダ・アームの間に延在するピボットプレート４６と、ピストンロッド軸１００をチルトロッド軸１０５に対して平行に維持しながら、チルト軸に関してピストンロッドの円弧状の動きを可能にするように、ピストンロッドの両端に接続されチルト軸に関して枢動可能なペアの支持アーム５２，５４と、シリンダ上に配置され、タイバーをタイバー・マウント６４，６６に接続する接続部材を受けるために貫通して延びるアパーチャ６８，７０を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、船舶用操舵アセンブリに関し、特に、垂直方向にオフセットした推進装置を備える船舶用操舵アセンブリに関する。

船舶は、多くの場合、複数の推進装置を備えている。一般的に、推進装置を機械的に連結するのにタイバーが用いられる。Ｆｅｔｃｈｋｏ等の特許文献１及びＤｕｄｒａ等の特許文献２は、両文献とも、船舶において推進装置を連結するのにタイバーを用いることを開示していて、これらの完全な開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。これによって、推進装置を同時に操舵することが可能となる。

また、垂直方向にオフセットした推進装置に適応した操舵アセンブリを提供することも知られている。Ｚｅｉｇｅｒ等の特許文献３は、推進装置の間の垂直方向のオフセットに対応するためにスペーサを用いた操舵アセンブリを開示していて、その完全な開示も、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。しかしながら、Ｚｅｉｇｅｒ等により開示された操舵アセンブリでは、タイバーが１つの水平面上で推進装置に接続されている。

米国特許第６４０６３４０号 米国特許第７１２８６２６号 米国特許第６６９９０８２号

本発明は、垂直方向にオフセットした推進装置を備える船舶用の改良された操舵アセンブリを提供することを課題とする。

いくつかの実施形態によって、垂直方向にオフセットした推進装置を備える船舶用の改良された操舵アセンブリを提供することができる。

いくつかの実施形態によって、垂直方向にオフセットした隣接する推進装置を接続するタイバーの傾きを軽減するために上向きまたは下向きに延出するタイバー・マウントを備える、改良された操舵アクチュエータを有する操舵アセンブリを提供することができる。

いくつかの実施形態において、油圧操舵アクチュエータを提供する。
このアクチュエータは、シリンダと、往復運動するようにシリンダ内に取り付けられて、ピストンロッド軸に沿って移動するためシリンダを通って延在するピストンロッドと；シリンダの径方向外側に延出するペアの離間したシリンダ・アームと、シリンダ・アームの間に延在するピボットプレートと；チルト軸に関して枢動可能なペアの支持アームであって、ピストンロッド軸をチルトロッド軸に対して平行に維持しながら、チルト軸に関してピストンロッドの円弧状の動きを可能にするようにピストンロッドの両端に接続されているペアの支持アームと；シリンダ上に配置されたタイバー・マウントであって、タイバーをタイバー・マウントに接続する接続部材を受けるための、貫通して延びるアパーチャを有し、アパーチャの軸方向はピストンロッド軸に略垂直な方向に延びる、タイバー・マウントと、を備えうる。

いくつかの実施形態において、少なくとも２つの舶用推進装置のティラーに力を加えるための油圧操舵アセンブリを提供することができる。
油圧操舵アセンブリは、第１の推進装置のティラーに作動的に連結された第１の油圧操舵アクチュエータを備えてもよく、この第１の油圧操舵アクチュエータは、シリンダと、往復運動するようにシリンダ内に取り付けられて、ピストンロッド軸に沿って移動するためシリンダを通って延在するピストンロッドと；シリンダの径方向外側に延出するペアの離間したシリンダ・アームと、シリンダ・アームの間に延在するピボットプレートと；チルト軸に関して枢動可能なペアの支持アームであって、ピストンロッド軸をチルトロッド軸に対して平行に維持しながら、チルト軸に関してピストンロッドの円弧状の動きを可能にするようにピストンロッドの両端に接続されているペアの支持アームと；シリンダ上に配置されたタイバー・マウントであって、そのピストンロッド軸に略垂直な軸方向に延びるアパーチャを持つタイバー・マウントと、を有する。
油圧操舵アセンブリは、さらに、第２の推進装置のティラーに作動的に連結された第２の油圧操舵アクチュエータを備えてもよく、この第２の油圧操舵アクチュエータは、シリンダと、往復運動するようにシリンダ内に取り付けられて、ピストンロッド軸に沿って移動するためシリンダを通って延在するピストンロッドと；シリンダの径方向外側に延出するペアの離間したシリンダ・アームと、シリンダ・アームの間に延在するピボットプレートと；チルト軸に関して枢動可能なペアの支持アームであって、ピストンロッド軸をチルトロッド軸に対して平行に維持しながら、チルト軸に関してピストンロッドの円弧状の動きを可能にするようにピストンロッドの両端に接続されているペアの支持アームと；シリンダ上に配置されたタイバー・マウントであって、そのピストンロッド軸に略垂直な軸方向に延びるアパーチャを持つタイバー・マウントと、を有する。
油圧操舵アセンブリは、さらに、第１の油圧操舵アクチュエータのタイバー・マウントを第２の油圧操舵アクチュエータのタイバー・マウントに連結するタイバーを備えてもよく、タイバーを第１の油圧操舵アクチュエータのタイバー・マウントに接続する第１の接続部材が、第１の油圧操舵アクチュエータのチルト軸に略垂直な方向に延在していて、タイバーを第２の油圧操舵アクチュエータのタイバー・マウントに接続する第２の接続部材が、第２の油圧操舵アクチュエータのチルト軸に略垂直な方向に延在している。

上向き及び下向きに延出するタイバー・マウントによって、垂直方向にオフセットした隣接する推進装置を接続するタイバーの傾きが軽減される。タイバー・マウントの非対称形状によって、相手先商標製品製造会社（ＯＥＭ）は、タイバー・マウントが操舵アクチュエータのピストンロッド軸に対して上向きに延出するか下向きに延出するかに関係なく、単一の構成部品を用いるだけでよいという利点が得られる。

複数の推進装置と、改良された操舵アセンブリとを備える船舶の斜視図 改良された操舵システムと推進装置の斜視図 改良された操舵システムと推進装置の別の斜視図 改良された操舵システムの中央の油圧操舵アクチュエータの部分切欠斜視図 図４に示したものと同様の操舵アクチュエータの右側の部分断面正面図 改良された操舵システムの中央のアクチュエータの説明図 図５の中央のアクチュエータの部分切欠上面図 改良された操舵システムの右舷側の油圧操舵アクチュエータの斜視図 改良された操舵システムの左舷側の油圧操舵アクチュエータの斜視図 ２つの推進装置で用いられる改良された操舵システムの部分斜視図 ２つの推進装置で用いられる別の改良された操舵システムの部分斜視図 ３つの推進装置で用いられる別の改良された操舵システムの部分斜視図

例として提示する実施形態について、添付の図面を用い説明する。

図１は、３つの船外機１２、１４及び１６の形で複数の推進装置を備えた船舶１０を示している。ただし、他の例では、船舶１０は、適当な数の船内機及び／または船外機を備えるものであってもよい。レジャー用船舶では、２つのエンジンから５つまでのエンジンを備えたものが一般的である。船舶１０は、さらに、船舶１０を操縦するための舵２０を含むヘルム・ステーション１８を備えている。舵２０は、油圧ポンプ（図示せず）に作動的に接続されていて、船舶１０を操縦するために用いられる油圧操舵システムの一部を成している。

図２に最もよく示されているように、エンジン１２、１４及び１６は、断片で示す船舶１０のトランサム２２上に取り付けられている。センター・エンジン１４はトランサム２２の中央に配置された凹部２４の中に取り付けられている。右舷側と左舷側のエンジン１２及び１６は、凹部２４の外側で、トランサム２２の両側に取り付けられている。従って、センター・エンジン１４は、右舷側と左舷側のエンジン１２及び１６に対して垂直方向にオフセットしている。その全体を参照符号２６で示す操舵アセンブリは、エンジンを機械的に連結している。これによって、エンジンを同時に操舵することが可能である。
操舵アセンブリ２６は、図３によりよく示されているように、複数の操舵アクチュエータ２８、３０及び３２を、隣接する操舵アクチュエータを接続するタイバー３４及び３６と共に備えている。操舵アクチュエータは、略同様の構造を有し、略同様に機能する。
当然のことながら、すべてのトランサム２２が、図２に示すように高さが異なっているわけではない。つまり、トランサム２２のその長さに沿った高さが同じである船舶を、他の実施形態により用いてもよい。本明細書に記載の開示により、当業者は、そのような船舶で本明細書に記載の特徴を実施するために変更が可能である。

図４及び４ａは、中央の操舵アクチュエータ３０をより詳細に示している。
中央の操舵アクチュエータ３０は、油圧シリンダ３８を有し、その中にピストンロッド４０が往復運動するように取り付けられていて、これによって、シリンダ３８はピストンロッド軸１００に沿った相対移動が可能である。シリンダ３８は、ペアの離間したシリンダ・アーム４２及び４４を有し、これらはシリンダ３８の径方向外側に延出している。シリンダ・アーム４２、４４の各々には、４２と４４それぞれのピボットピン４８、５０により、ピボットプレート４６が枢動可能に接続されている。ピボットプレート４６は、シリンダ・アーム４２と４４の間に延在し、シリンダ・アームは、ピボットプレート４６に関して枢動し得る。
支持アーム５２及び５４が、ピストンロッド４０の両端を、図１〜３に示す中央のエンジン１４のチルトチューブ（図示せず）のチルトロッド５６に接続している。支持アーム５２及び５４は、船舶１０に対するピストンロッド４０の軸方向の動きを制限している。さらに、支持アーム５２及び５４は、ピストンロッド軸１００をチルト軸１０５に対して平行に維持しながら、チルト軸１０５に関するシリンダ３８及びピストンロッド４０の円弧状の動きを可能にしている。

シリンダ３８の両端は、油圧管５８及び６０によって、ヘルムポンプ（図示せず）に油圧で接続されている。ヘルムポンプから送り出される油圧作動油によって、シリンダ３８はピストンロッド４０に対して直線往復運動をするように作動する。当業者によって、本開示を読み返すことで、いかにして油圧作動油がヘルムポンプから送り出されるかは理解されるであろう。具体的には、ピストンロッド４０は、図１に示す船舶１０に対して軸方向に固定されたままで、シリンダ３８が船舶１０に対して往復移動する。

図２に示すように、中央のエンジン１４のティラー６２の形態をした操舵部材が、枢動可能に、中央の操舵アクチュエータ３０のピボットプレート４６に接続されている。このようにして、シリンダ３８の相対的な直線移動がティラー６２に伝達される。これによって、ティラー６２は、操舵軸１１０及び操舵される中央のエンジン１４に関して枢動する。右舷側と左舷側のエンジン１２及び１６は、右舷側と左舷側の操舵アクチュエータ２８及び３２により同様に操舵される。また、操舵アクチュエータのうちいずれか１つによる動きは、タイバー３４及び３６によって、その他の操舵アクチュエータに伝達され、これにより、エンジンを同時に操舵することが可能である。ここまで説明した操舵アセンブリ２６並びに操舵アクチュエータ２８、３０及び３２は、従来のものである。

図４及び図４に示されているものと同じものの部分断面図を示した図４ａに示すように、中央の操舵アクチュエータ３０は、非対称のタイバー・マウント６４及び６６を備えている。タイバー・マウント６４、６６の各々には、アパーチャ６８、７０がそれぞれ設けられている。アパーチャ６８及び７０は、その軸方向がピストンロッド軸１００に略垂直な方向に延びている。タイバー・マウント６４、６６は、略同一のものであり、タイバー・マウントのうちの１つであるダイバー・マウント６６を、より詳細に図５及び５ａに示している。タイバー・マウント６６は、第１の部分７２と、この第１の部分からピストンロッド軸１００に対して上向きの方向に角度を成して延出する第２の部分７４とを有している。この例では、タイバー・マウント６６の第１の部分７２は、略四角形であり、タイバー・マウント６６の第２の部分７４は、略対称な曲線形である。線１１５は、タイバー・マウント６６の第１の部分７２とタイバー・マウント６６の第２の部分７４の間の分割を表している。

図５及び５ａに示すように、タイバー・マウント６６は、ボルト７６の形態をした接続部材により、中央の操舵アクチュエータ３０のシリンダ３８に固定されている。ボルト７６は、ピストンロッド軸１００に略垂直な方向に延在している。ボルト７６の突出部７７は、シリンダ３８の端部押さえ８０の溝７８に係合してもよい。端部押さえ８０は、Ｏリング８３を収容するための溝８１を持つものであってもよい。ボルト７６は、押さえ８０を定位置に保ち、油圧操舵システムの作動中に、摩擦力及び振動力によって押さえ８０がシリンダ３８から切り離されることを防いでいる。好ましくは、シリンダ３８の中心線１２０に近いボルト７６のみが、端部押さえ８０の溝７８に係合する。中心線１２０は、一般的には、ピストンロッド軸１００と同軸であり、シリンダ３８は、その両端部に溝付きの端部押さえを備えている。

ボルト８２の形態をした接続部材が、タイバー・マウント６６のアパーチャ７０とタイバー３６のボールジョイント８４を通って延在している。ボルト８２は、タイバー・マウント６６をタイバー３６に接続している。これにより、図２に示すように、中央の操舵アクチュエータ３０を左舷側のアクチュエータ３２に接続することができる。ボルト８２は、ピストンロッド軸１００に略垂直な方向に延在していて、ボルト８２に沿った略水平な軸１２５に関してタイバー３６が枢動することができるように、垂直平面上でタイバー３６をタイバー・マウント６６に接続することを可能にしている。ボールジョイント８４は、タイバー・マウント６６とタイバー３６との間の関節接続を提供する。ここで記載している特徴はボールジョイントにのみ限定されるものではないので、他の実施形態では他の関節ジョイントを用いてもよい。船舶が操舵されてエンジン１２、１４及び１６が前後に動くと、関節接続によって、タイバー３６はその長手軸に沿って往復運動することが可能である。中央の操舵アクチュエータ３０は、タイバー・マウント６４とタイバー３４とにより、同様にして、右舷側のアクチュエータ２８に接続されている。

図４及び４ａに示すように、中央の操舵アクチュエータ３０は、さらに、ペアの止めネジ８６及び８８を備えていて、これらは、それぞれピボットピン４８及び５０に対して圧縮力を及ぼすものである。止めネジ８６及び８８は、それぞれピボットピン４８及び５０を定位置に保持するための冗長を提供する。他の実施形態では、止めネジを用いて、他のピンまたはネジを定位置に保持するための冗長を提供してもよい。例えば、止めネジを用いて、タイバー・マウントをシリンダに固定するボルトを定位置に保持するための冗長を提供してもよい。

図４ａは、図４に示すものと同様の改良された操舵システムの中央の油圧操舵アクチュエータの右側を示している。図４ａに示すタイバー・マウント６６は、図４に示すものとは若干異なる。当業者は、図に示すシステムへの変更が可能である。
図４ａに示すように、Ｏリング８９を、ピボットピン５０の近くに配置してもよい。ピボットピン５０は、グリース、空気、及び／またはその他の物質の抜け道を提供するための通路９１を備えるものであってもよい。ピボットピン５０は、フランジブッシュ９３に嵌め込んでもよい。一部の実施形態において、フランジブッシュ９３はプラスチック製としてもよいが、プラスチック製に限定されるものではない。フランジブッシュ９３は、ワッシャ９４に対して当接させてもよい。ワッシャ９４は、ステンレス鋼製としてもよいが、この材料に限定されるものではない。

ピボットピン５０と止めネジ８８は、両方とも、工具がピボットピン５０及び止めネジ８８に係合してそれらを回転させ得る構造９６及び９８を備えたものであってもよい。一部の実施形態において、その構造は、図４ａに示すような六角ブローチ９６、９８であってもよいが、六角ブローチに限定されるものではない。止めネジ８８は、Ｏリング１０４を収容するための溝１０２を備えるものであってもよい。

右舷側と左舷側の操舵アクチュエータ２８及び３２は、図６及び７に最もよく示されているように、中央の操舵アクチュエータ３０と略同様の構造であり、略同様に機能する。ただし、右舷側の操舵アクチュエータ２８は、ピストンロッド軸１３０に対して下向きに延出するタイバー・マウント９０を１つのみ備えている。同様に、左舷側の操舵アクチュエータ３２は、ピストンロッド軸１３５に対して下向きに延出するタイバー・マウント９２を１つのみ備えている。右舷側のアクチュエータ２８と左舷側のアクチュエータ３２は、図２及び３に示すように、鏡像になっていて、対応するタイバー３４及び３６によって中央のアクチュエータ３０の両側に連結されている。各タイバー・マウントとタイバーとの間には関節接続があり、このため、船舶１０が操舵されて、エンジン１２、１４及び１６が前後に動き、さらに／または傾いた場合に、タイバーはタイバー・マウントとの接続点の周りに回転することができる。

図２に最もよく示されているように、上向き及び下向きに延出するタイバー・マウント６４、６６、９０及び９２を備える操舵アセンブリ２６を提供することによって、垂直方向にオフセットしたエンジン２８、３０及び３２の改良された機械的連結が可能である。具体的には、角度α_１、α_２として表される水平方向に対するタイバー３４及び３６の傾きが減少し、実施形態によっては、タイバーが完全に水平になることがある。本明細書で開示する操舵アセンブリ２６の実施形態では、中央のエンジン３０がトランサム２２の凹部２４に取り付けられていることによって、エンジン２８、３０及び３２は垂直方向にオフセットしている。しかしながら、操舵アセンブリは、例えば主推進装置と補助推進装置とを含む操舵システムにおいて、異なるタイプのエンジンが連結されている結果として垂直方向のオフセットが生じる状況において、用いてもよい。また、操舵アセンブリは、垂直方向のオフセットがない状況において用いてもよい。垂直方向のオフセットがない場合は、タイバー・マウントをすべて同じ方向に延出させてもよい。

図８〜１０は、本発明の様々な実施形態をいくつかの異なるエンジン構成及び部品構成で用いてもよいことを示している。
例えば、図８は、２つの推進装置で用いられる改良された操舵システムの部分斜視図である。図９は、２つの推進装置で用いられる別の改良された操舵システムの部分斜視図である。図１０は、３つの推進装置で用いられる別の改良された操舵システムの部分斜視図である。ここで提示するいくつかの図面は、タイバー３４並びに操舵アクチュエータ２８、３０及び３２の代替構成を示している。本発明による様々な実施形態では、図示のタイバー３４並びに操舵アクチュエータ２８、３０及び３２の構成あるいは他の変形を用いてもよい。また、本発明のいくつかの実施形態において、図示の３つ及び図示の具体的構成以外の追加台数の推進装置を用いてもよい。

本明細書で用いられる「上向き」及び「下向き」という用語は、操舵アセンブリの使用の際の上向き及び下向きの方向を指して用いられている。

また、上記で提示した詳細の多くは、単なる例にすぎず、添付の請求項によって定められる本発明の範囲を限定するものではない。

Claims (12)

1. シリンダと、そのシリンダ内に取り付けられピストンロッド軸に沿って往復運動するピストンロッドと、
   シリンダの径方向外側に延出するペアの離間したシリンダ・アームと、そのシリンダ・アームの間に延在するピボットプレートと、
   ピストンロッド軸をチルトロッド軸に対して平行に維持しながら、チルト軸に関してピストンロッドの円弧状の動きを可能にするように、ピストンロッドの両端に接続されチルト軸に関して枢動可能なペアの支持アームと、
   シリンダ上に配置され、タイバーをタイバー・マウントに接続する接続部材を受けるために貫通して延びるアパーチャを有し、そのアパーチャの軸方向がピストンロッド軸に略垂直な方向に延びるタイバー・マウントと、を備える
   ことを特徴とする油圧操舵アクチュエータ。
2. タイバー・マウントをシリンダに固定する接続部材を備え、
   その接続部材が、チルト軸に略垂直な方向に延在する
   請求項１に記載の油圧操舵アクチュエータ。
3. シリンダの端部に配置された押さえを備え、
   その押さえが、タイバー・マウントをシリンダに固定する接続部材を受ける溝を有する
   請求項２に記載の油圧操舵アクチュエータ。
4. 接続部材が、シリンダの中心線の近くで溝に係合する
   請求項３に記載の油圧操舵アクチュエータ。
5. ピボットプレートをシリンダ・アームに接続するピボットピンと、ピボットピンに対して圧縮力を及ぼす止めナットとを備える
   請求項１に記載の油圧操舵アクチュエータ。
6. タイバー・マウントが非対称である
   請求項１に記載の油圧操舵アクチュエータ。
7. タイバー・マウントが、ピストンロッド軸に対して上向きの方向に延出する
   請求項１に記載の油圧操舵アクチュエータ。
8. タイバー・マウントが、ピストンロッド軸に対して下向きの方向に延出する
   請求項１に記載の油圧操舵アクチュエータ。
9. 少なくとも２つの舶用推進装置のティラーに力を加えるための油圧操舵アセンブリであって、
   第１の推進装置のティラーに作動的に連結された第１の油圧操舵アクチュエータであり、
   シリンダと、そのシリンダ内に取り付けられピストンロッド軸に沿って往復運動するピストンロッドと、
   シリンダの径方向外側に延出するペアの離間したシリンダ・アームと、そのシリンダ・アームの間に延在するピボットプレートと、
   ピストンロッド軸をチルトロッド軸に対して平行に維持しながら、チルト軸に関してピストンロッドの円弧状の動きを可能にするように、ピストンロッドの両端に接続されチルト軸に関して枢動可能なペアの支持アームと、
   シリンダ上に配置され、そのピストンロッド軸に略垂直な軸方向に延びるアパーチャを持つタイバー・マウントと、
   を有する第１の油圧操舵アクチュエータと、
   第２の推進装置のティラーに作動的に連結された第２の油圧操舵アクチュエータであり、
   シリンダと、そのシリンダ内に取り付けられピストンロッド軸に沿って往復運動するピストンロッドと、
   シリンダの径方向外側に延出するペアの離間したシリンダ・アームと、そのシリンダ・アームの間に延在するピボットプレートと、
   ピストンロッド軸をチルトロッド軸に対して平行に維持しながら、チルト軸に関してピストンロッドの円弧状の動きを可能にするように、ピストンロッドの両端に接続されチルト軸に関して枢動可能なペアの支持アームと、
   シリンダ上に配置され、そのピストンロッド軸に略垂直な軸方向に延びるアパーチャを持つタイバー・マウントと、
   を有する第２の油圧操舵アクチュエータと、
   第１の油圧操舵アクチュエータのタイバー・マウントを、第２の油圧操舵アクチュエータのタイバー・マウントに連結するタイバーであり、
   タイバーを第１の油圧操舵アクチュエータのタイバー・マウントに接続する第１の接続部材が、第１の油圧操舵アクチュエータのチルト軸に略垂直な方向に延在し、
   タイバーを第２の油圧操舵アクチュエータのタイバー・マウントに接続する第２の接続部材が、第２の油圧操舵アクチュエータのチルト軸に略垂直な方向に延在するタイバーと、を備える
   ことを特徴とする油圧操舵アセンブリ。
10. 第１の油圧操舵アクチュエータのタイバー・マウントが、そのピストンロッド軸に対して下向きの方向に延出する
    請求項９に記載の油圧操舵アセンブリ。
11. 第２の油圧操舵アクチュエータのタイバー・マウントが、そのピストンロッド軸に対して上向きの方向に延出する
    請求項９に記載の油圧操舵アセンブリ。
12. 第１の操舵アクチュエータと第２の操舵アクチュエータが鏡像関係の構成である
    請求項９に記載の油圧操舵アセンブリ。

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