JP3320838B2 - 小型船舶における舵上下動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、船速に応じて舵圧面
積を増減させるようにした小型船舶における舵上下動装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、小型船舶においては舵は船尾部か
ら舵軸を垂下させて舵板を一定の高さ位置に固定的に設
置させている。また舵を上下動させるものも知られてい
るが、これは浅瀬を通過する際に海底に舵が当たるのを
防止することを目的とし、あるいは陸揚げする際に邪魔
にならないようにすることを目的としている。したがっ
て舵の上下動手段が備えられているものでも、船の航走
中は舵は固定されており、舵板の舵圧面積（浸水面積）
は一定に保たれるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、舵利きに直接
影響する要素としては、舵の舵圧面積および船速があ
る。すなわち、船速が遅い場合には舵板に当たる水圧が
弱いために舵利きが悪く、船速が速い場合には舵板に当
たる水圧が強いために舵利きがよいが、従来は航走中は
舵を一定の高さ位置に設置しているために、最も舵利き
の悪い状態を基準にして舵板面積を決定している。した
がって、船速が遅い場合には舵板面積が適切であるが、
船速が速い場合には舵利きは問題ないものの舵板の面積
が広すぎて余分な推進抵抗が生じるという問題がある。

【０００４】この発明は、このような従来の欠点を解消
するためになされたものであり、舵板面積は常に適切
で、船速が速い場合にも余分な推進抵抗が生じることが
ない小型船舶における舵上下動装置を提供することを目
的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、船速を検出
する検出手段と、舵上下動手段と、この舵上下動手段の
切換弁を制御する制御部とを備え、この制御部は、上記
検出手段からの信号に応じて上記切換弁を切換えるよう
に構成され、上記舵上下動手段は、油圧ポンプからの圧
油が切換弁を介して供給される油圧シリンダと、この油
圧シリンダの力を舵に伝達する伝達機構とで構成され、
上記油圧シリンダは、船幅方向に延びるように取付けら
れ、上記伝達機構は、上記油圧シリンダのピストンロッ
ドに取付けられた動滑車と、船体に取付けられた定滑車
と、一端部が船体に固定され、他端部が上記舵に固定さ
れて、上記各滑車に掛け回されたワイヤロープとでなる
ものである。

【０００６】上記油圧シリンダのピストンに一対のピス
トンロッドが設けられ、この各ピストンロッドに動滑車
が取付けられ、この各動滑車に対応する定滑車とワイヤ
ロープとがそれぞれ設けられて、一方のピストンロッド
が伸長されると、一方のワイヤロープによって舵が上昇
されるとともに、縮小する他方のピストンロッドで他方
のワイヤロープが緩められて舵の上昇が許容される一
方、他方のピストンロッドが伸長されると、他方のワイ
ヤロープによって舵が下降されるとともに、縮小する一
方のピストンロッドで一方のワイヤロープが緩められて
舵の下降が許容されるように構成されているのが好まし
い。

【０００７】

【作用】上記構成では、船速を検出する検出手段からの
信号に応じて、制御部により舵上下動手段が操作され、
かつ水の抵抗に影響されることなく確実に舵の下降作動
を行わせることができ、これによって舵が上下動されて
舵板面積が増減され、常に適切な舵板面積になるように
調整されるから、船速が早い場合に余分な推進抵抗が生
じるのを防止することができ、船速が遅い場合にも大き
な舵力を得ることができる。また、舵上下動手段の油圧
シリンダを船幅方向に延びるように取付け、伝達機構を
ピストンロッドの動滑車と船体の定滑車とワイヤロープ
とで構成することができ、特に、請求項２のように、油
圧シリンダのピストンに一対のピストンロッドを設け、
この各ピストンロッドに動滑車を取付け、この各動滑車
に対応する定滑車とワイヤロープとをそれぞれ設けて、
一方のピストンロッドが伸長されると、一方のワイヤロ
ープによって舵が上昇されるとともに、縮小する他方の
ピストンロッドで他方のワイヤロープが緩められて舵の
上昇が許容される一方、他方のピストンロッドが伸長さ
れると、他方のワイヤロープによって舵が下降されると
ともに、縮小する一方のピストンロッドで一方のワイヤ
ロープが緩められて舵の下降が許容されるように構成す
ると、舵の引き上げのみならず、下降の際にもシリンダ
によって積極的に駆動力を作用させることができる。つ
まり、船速が遅い場合には舵を自重だけで下降させるこ
とができるが、高速になると舵板に生じる水の抵抗によ
って自重だけでは下降させることができなくなるので、
確実な舵の上下動を行わせることができる。

【０００８】

【実施例】図１〜図３において、艇体１の船尾突出部１
ａには舵軸２が上下動可能に貫通し、この舵軸２の上端
部付近には舵柄４が取付けられ、その上側には止めねじ
７によってストッパリング６が取付けられ、舵柄４は舵
軸２が上下動しても上下動せず、図示しないキーによっ
て回転力のみが伝達されるようにしている。このストッ
パリング６の上側には金具２５が取付けられ、この金具
２５は舵軸２に対して回転可能に取付けられている。ま
た舵軸２は上記貫通部の下側では軸受５によって支持さ
れ、下端部には舵板３が取付けられている。

【０００９】船尾突出部１ａの後端部には船幅方向に延
びる油圧シリンダ８が取付け台１０，１１によって取付
けられ、この油圧シリンダ８は図４に示すようにシリン
ダ本体８１とその内部に装着されたピストン８２とこの
ピストン８２に結合されてシリンダ本体８１の両側に突
出する一対のピストンロッド９，９１とから構成されて
いる。そしてピストンロッド９の先端部には動滑車１２
が取付けられ、また定滑車１３，１４が船体に取付けら
れ、上記取付け台１０に一端部が結合されたワイヤロー
プ１７が上記動滑車１２、定滑車１３，１４を通って下
方に延び、その下端部が舵板３の上端部に連結されてい
る。またピストンロッド９１の先端部には動滑車８６が
取付けられ、定滑車８７，８８が船体に取付けられ、上
記取付け台１１に一端部が結合されたワイヤロープ８９
が動滑車８６、定滑車８７，８８を通って上方に延び、
その上端部が金具２５に連結されている。

【００１０】したがって、ピストンロッド９を図３実線
の状態から伸長させて仮想線の状態にすると、ワイヤロ
ープ１７によって図１仮想線に示すように舵板３が舵軸
２とともに引き上げられる。この際、ピストンロッド９
と一体のピストンロッド９１は縮少し、ワイヤロープ８
９が緩められてワイヤロープ８９の一端部が結合されて
いる金具２５の上昇を許容する。つぎにこの状態から、
舵を下降させるには、油圧シリンダ８の他方の側に圧油
を供給する。これによってピストンロッド９１が伸長
し、ワイヤロープ８９によって金具２５を下向きに引
き、舵軸２とともに舵板３を下降させる。この際、ピス
トンロッド９１と一体のピストンロッド９は縮少し、ワ
イヤロープ１７が緩められてワイヤロープ１７の一端部
が結合されている舵板３の下降を許容する。

【００１１】このように舵の引き上げのみならず、下降
の際にもシリンダ８によって積極的に駆動力を作用させ
るようにしている。これは船速が遅い場合には舵を自重
だけで下降させることができるが、高速になると舵板３
に生じる水の抵抗によって自重だけでは下降させること
ができなくなるので、確実な舵の上下動を行なわせるた
めである。

【００１２】上記舵軸２の前側には船体１を上下に貫通
するプロペラ軸支持棒２２が配置され、その下端部によ
ってプロペラ軸２３が保持され、上端部にはアーム２４
を介して上下方向に延びる油圧シリンダ２１が連結され
ている。この油圧シリンダ２１には駆動用の油圧ポンプ
１８が配管１９，２０によって接続され、また上記油圧
ポンプ８にもこの配管１９，２０によって接続されてい
る。

【００１３】したがって、上記油圧ポンプ１８の駆動に
より油圧シリンダ２１およびプロペラ軸支持棒２２を介
してプロペラ軸２３を上下動させることができ、また油
圧シリンダ８の作動によりワイヤロープ１７を介して舵
を上下動させ、舵板３を水面９０下に没入させる量を調
整することができるようにしている。

【００１４】図５は舵上下動装置の制御部の説明図であ
り、操作ハンドル３０により油圧シリンダ３１が作動さ
れて舵柄４を介して舵軸２を回転させ、操舵するように
している。また操作ハンドル３０には油圧ポンプ１８お
よび電磁切換弁７０を介して舵上下動用の油圧シリンダ
８が接続され、この電磁切換弁７０は制御部４０によっ
て開閉操作されるようにしている。制御部４０にはエン
ジン４１用の回転数検出器４２またはプロペラ回転数検
出器４３、切換えスイッチ５０、押しボタンスイッチ６
０および舵の位置を検出するリミットスイッチ４４，４
５が接続され、これらからの信号により電磁切換弁７０
の開閉操作を行なうようにしている。上記切換えスイッ
チ５０は、舵を上下動させるための自動モードと手動モ
ードとの切換えを行なうものであり、また押しボタンス
イッチ６０は自動モードの状態にあるときに、これを操
作することにより手動モードに切換えるためのスイッチ
である。なお、エンジンの回転数検出器４２またはプロ
ペラ回転数検出器４３は船速情報を制御部４０に入力す
るためのものであり、したがって回転数検出器４２，４
３の代わりに適宜の船速検出器を用いてもよい。

【００１５】つぎに上記制御装置による舵の上下動制御
を、図６〜図８のフローチャートによって説明する。図
６において、装置の電源をオンにすると、ステップＳ１
で手動モードまたは自動モードを選択するモード切換え
スイッチ５０が手動側にセットされているか否かが判断
され、自動側にセットされていればステップＳ２で後述
の自動モード無効指示がセットされているか否かが判断
される。自動モード無効指示がセットされていなけれ
ば、ステップＳ３で押しボタンスイッチ６０がオンされ
たか否かが判断され、オンされていなければステップＳ
４で後述の自動モードの動作が開始してステップＳ１に
戻る。

【００１６】上記自動モードの動作中にも、緊急の事態
などに対応するために、手動モードに切換える必要が生
じることがあり、この装置ではこのような事態に対応で
きるようにしている。すなわち、上記ステップＳ１から
ステップＳ４までの操作の繰返し中に押しボタンスイッ
チ６０が操作されると、ステップＳ３からステップＳ５
に移り、制御部４０中で自動モード無効指示のセットが
なされ、ステップＳ６で手動モードが開始されステップ
Ｓ１に戻る。そしてステップＳ１からステップＳ２に移
ると自動モード無効の指示がなされているので、ステッ
プＳ２から直接にステップＳ６に移って手動モードに切
換えられてステップＳ１に戻り、以下同様の操作が繰返
される。また切換えスイッチ５０が手動側に切換えられ
ると、ステップＳ１からステップＳ７に移り、自動モー
ド無効指示が解除されてステップＳ６に移る。

【００１７】手動モードの操作は図７に示すように行な
われる。すなわち、手動モードの動作が開始すると、ス
テップＳ１１で図示しない舵上げスイッチがオンされた
か否かが判断され、オンされた場合にはステップＳ１２
で電磁切換弁７０が開閉操作されて油圧シリンダ８の操
作により舵上げ作動がなされる。また舵上げスイッチが
オンされていない場合には、ステップＳ１３で舵下げス
イッチがオンされたか否かが判断され、オンされた場合
にはステップＳ１４で電磁切換弁７０が開閉操作されて
油圧シリンダ８の操作により舵下げ作動がなされる。ス
テップＳ１１およびステップＳ１３でいずれもオンでな
ければ、ステップＳ１１からステップＳ１３への操作が
繰返され、舵上下動操作は行なわれない。

【００１８】自動モードの操作は図８に示すように行な
われる。すなわち、自動モードの操作が開始すると、ス
テップＳ２２でエンジン回転数検出器４２またはプロペ
ラ回転数検出器４３からの信号により制御部４０にエン
ジン回転数が記憶され、この操作は例えば１秒ごとに繰
返し行なわれる。つぎにステップＳ２３、Ｓ２４で前回
の回転数と今回の回転数とに基づいて、予め設定されて
いるチェックポイント１または２を超えて（通過して）
エンジン回転数が増加しているか否かを判断する。この
チェックポイント１は例えば１５００ｒｐｍ、チェック
ポイント２は２０００ｒｐｍとすると、前回のエンジン
回転数が１４００ｒｐｍ、今回のエンジン回転数が１６
００ｒｐｍであれば、チェックポイント１を超えて（通
過して）増加したことになり、前回が１９００ｒｐｍ、
今回が２１００ｒｐｍであれば、チェックポイント２を
超えて増加したことになる。

【００１９】このようにチェックポイントを２点設けた
のは、低速の場合には舵利きが悪いために、チェックポ
イント１のエンジン回転数に達するまでは舵の位置を最
も低い位置に設定して舵圧面積が最大となるようにし、
中速の場合は舵を中間高さに設定し、チェックポイント
２を超えた高速になると舵利きがよくなるために最も高
い位置に舵を設定して舵圧面積を減少させることにより
推進抵抗を減少させるためである。このチェックポイン
トは任意の数だけ設定すればよく、またチェックポイン
トを設けずに、船速の変化に応じて常に舵の上下動がな
されるようにしてもよい。

【００２０】ステップＳ２３でチェックポイント１を超
えて増加していると判断されれば、ステップＳ２４で電
磁切換弁７０の舵下げ方向の指令が出されないように
し、ステップＳ２５で第１のリミットスイッチ４４がオ
ンになっているか否かを判断する。オンになっていれ
ば、ステップＳ２６で電磁弁７０に舵上げ方向の指令が
出されないようにし、リミットスイッチがオフならステ
ップＳ２７で舵上げ方向の指令を出す。

【００２１】ステップＳ２３でチェックポイント１を超
えていないと判断されれば、ステップＳ２８に移り、こ
こでチェックポイント２を超えて増加していると判断さ
れれば、ステップＳ２９で電磁切換弁７０の舵下げ方向
の指令が出されないようにし、ステップＳ３０で第２の
リミットスイッチ４５がオンになっているか否かを判断
する。オンになっていれば、ステップＳ３１で電磁弁７
０に舵上げ方向の指令が出されないようにし、リミット
スイッチがオフならステップＳ３２で舵上げ方向の指令
を出す。

【００２２】ステップＳ２８でチェックポイント２を超
えていないと判断された場合には、ステップＳ３３で前
回の回転数と今回の回転数とに基づいてチェックポイン
ト（２−α）を超えて減少しているか否かを判断する。
チェックポイントを超えて減少していれば、ステップＳ
３４で電磁切換弁７０の舵上げ方向の指令をオフにし、
ステップ３５で第１のリミットスイッチ４４がオンにな
っているか否かを判断する。オンになっていれば、ステ
ップＳ３６で電磁弁７０に舵下げ方向の指令が出されな
いようにし、オフならステップＳ３７で舵下げ方向の指
令を出す。

【００２３】ステップＳ３３でチェックポイント（２−
α）を超えて減少していないと判断された場合には、ス
テップＳ３８でチェックポイント（１−α）を超えて減
少しているか否かを判断する。このチェックポイントを
超えて減少していれば、ステップＳ３９で電磁切換弁７
０の舵上げ方向の指令をオフにし、ステップ４０で舵下
げ方向の指令を一定時間出した後、ステップＳ４１で舵
下げ方向の指令をオフにする。またステップＳ３８でチ
ェックポイント（１−α）を超えて減少していないと判
断された場合には処理は終了する。

【００２４】なお、ステップＳ３３、Ｓ３８の判断でチ
ェックポイントをそれぞれ（２−α）、（１−α）とし
ているのは、チェックポイントの通過の際にヒステリシ
スを持たせてハンチングを防止するためである。このα
の値は、例えば２００ｒｐｍ程度にすればよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
船速を検出する検出手段からの信号に応じて、制御部に
より舵上下動手段が操作され、かつ水の抵抗に影響され
ることなく確実に舵の下降作動を行わせることができ、
これによって舵が上下動されて舵板面積が増減され、常
に適切な舵板面積になるように調整されるから、船速が
早い場合に余分な推進抵抗が生じるのを防止することが
でき、また船速が遅い場合にも大きな舵力を得ることが
できる。また、舵上下動手段の油圧シリンダを船幅方向
に延びるように取付け、伝達機構をピストンロッドの動
滑車と船体の定滑車とワイヤロープとで構成することが
でき、特に、請求項２のように、油圧シリンダのピスト
ンに一対のピストンロッドを設け、この各ピストンロッ
ドに動滑車を取付け、この各動滑車に対応する定滑車と
ワイヤロープとをそれぞれ設けて、一方のピストンロッ
ドが伸長されると、一方のワイヤロープによって舵が上
昇されるとともに、縮小する他方のピストンロッドで他
方のワイヤロープが緩められて舵の上昇が許容される一
方、他方のピストンロッドが伸長されると、他方のワイ
ヤロープによって舵が下降されるとともに、縮小する一
方のピストンロッドで一方のワイヤロープが緩められて
舵の下降が許容されるように構成すると、舵の引き上げ
のみならず、下降の際にもシリンダによって積極的に駆
動力を作用させることができる。つまり、船速が遅い場
合には舵を自重だけで下降させることができるが、高速
になると舵板に生じる水の抵抗によって自重だけでは下
降させることができなくなるので、確実な舵の上下動を
行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す船体後部の縦断面図で
ある。

【図２】プロペラ軸支持棒の上下動手段の部分正面図で
ある。

【図３】舵上下動手段の平面図である。

【図４】油圧シリンダの概略説明図である。

【図５】舵上下動装置の制御部の説明図である。

【図６】舵上下動装置の作動を説明するためのフローチ
ャートである。

【図７】舵上下動装置の手動モード動作を説明するため
のフローチャートである。

【図８】舵上下動装置の自動モード動作を説明するため
のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 船体 ２ 舵軸 ３ 舵板 ８ 舵上下動用油圧シリンダ ９，９１ ピストンロッド １７，８９ 舵上下動用ワイヤロープ １８ 油圧ポンプ ４０ 制御部 ４２ エンジン回転数検出器（船速検出手段） ５０ 切換えスイッチ ６０ 押しボタンスイッチ ７０ 電磁切換弁

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船速を検出する検出手段と、舵上下動手
   段と、この舵上下動手段の切換弁を制御する制御部とを
   備え、この制御部は、上記検出手段からの信号に応じて
   上記切換弁を切換えるように構成され、上記舵上下動手
   段は、油圧ポンプからの圧油が切換弁を介して供給され
   る油圧シリンダと、この油圧シリンダの力を舵に伝達す
   る伝達機構とで構成され、上記油圧シリンダは、船幅方
   向に延びるように取付けられ、上記伝達機構は、上記油
   圧シリンダのピストンロッドに取付けられた動滑車と、
   船体に取付けられた定滑車と、一端部が船体に固定さ
   れ、他端部が上記舵に固定されて、上記各滑車に掛け回
   されたワイヤロープとでなることを特徴とする小型船舶
   における舵上下動装置。
2. 【請求項２】 上記油圧シリンダのピストンに一対のピ
   ストンロッドが設けられ、この各ピストンロッドに動滑
   車が取付けられ、この各動滑車に対応する定滑車とワイ
   ヤロープとがそれぞれ設けられて、一方のピストンロッ
   ドが伸長されると、一方のワイヤロープによって舵が上
   昇されるとともに、縮小する他方のピストンロッドで他
   方のワイヤロープが緩められて舵の上昇が許容される一
   方、他方のピストンロッドが伸長されると、他方のワイ
   ヤロープによって舵が下降されるとともに、縮小する一
   方のピストンロッドで一方のワイヤロープが緩められて
   舵の下降が許容されるように構成されている請求項１記
   載の小型船舶における舵上下動装置。