JP3891733B2

JP3891733B2 - 舵取機の油圧制御装置およびこの油圧制御装置を有する船舶

Info

Publication number: JP3891733B2
Application number: JP18378199A
Authority: JP
Inventors: 明広山口; 政彦安徳
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2019-06-29
Also published as: JP2001010590A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舵板を駆動する油圧式の舵取機に係り、特に舵板の舵角に応じてアクチュエータに加わる油圧を制御する油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船舶の舵板を駆動する油圧式の舵取機は、アクチュエータとしての油圧シリンダと、この油圧シリンダのラムの往復直線運動を回転運動に変換する舵柄とを備えており、この舵柄に舵板の舵軸が結合されている。油圧シリンダは、油圧回路を通じてポンプに接続されており、このポンプから油圧シリンダに供給される油圧により舵取機の出力トルクが変化するようになっている。
【０００３】
ところで、航行中の舵取り動作に伴って舵板の舵角が大きくなると、水流に対する舵板の受圧面積が増大するので、舵板に生じる舵トルク（負荷トルク）は、舵角が０°の時よりも大きくなる。図８は、舵板の舵角と舵トルクとの関係を示すもので、この図中特性曲線Ａは、通常の一枚の舵板を舵角０°から最大舵角である４５°まで変化させた時の舵トルクの推移を示している。この図８から明らかなように、通常の舵板では、舵トルクが舵角に比例して大きくなり、最大舵角において舵トルクが最も大きくなるようなトルク特性を有している。
【０００４】
このことから、従来の舵取機は、舵板が最大舵角に達した時にこの舵板から受ける舵トルクの大きさに基づいて設計を行い、舵板を動かすに必要な出力トルクを定めている。図９は、舵取機の出力トルクと舵角との関係を示すもので、特性曲線Ｘ、Ｙ、Ｚは従来の三種類の舵取機の出力トルクを表わしている。これら舵取機の出力トルクは、上記特性曲線Ａで示す舵トルクに略比例するように舵角が大きくなるに従い増大し、舵角が０°から３５°又は４５°までの全ての動作領域において舵トルクを上回るように設定されている。
【０００５】
そして、符号Ｘで示すトルク特性の舵取機と符号Ｙで示すトルク特性の舵取機は、互いに同一の型式のものであり、符号Ｙのトルク特性の舵取機では、舵角が０°から３５°までの動作領域での出力トルクを大きくするため、舵角が３５度の時に最大出力トルクを得られるような設定となっている。
【０００６】
また、従来の舵取機の油圧回路には、過大な舵トルクから舵取機を保護するための安全弁が設置されている。この安全弁は、油圧シリンダを含む油圧系統の油圧が許容圧力を上回った時に作動され、上記油圧系統の油圧を低圧ラインに逃すようになっている。このため、安全弁が作動するような状況では、舵板の舵取り動作ができなくなり、舵取機の破損が防止される。
【０００７】
一方、いわゆるフラップラダーやベッカラダーと称する特殊な舵板は、舵軸に連なる舵本体の後端部にフラップが取り付けられている。この種の舵板では、図８や図９に特性曲線Ｂで示すように、舵角が１５°付近の時に舵トルクが最大となり、それ以降、舵トルクは舵角が増すに従い低下する傾向にある。
【０００８】
このような特殊な舵板を、図９に符号Ｘで示すトルク特性の舵取機で駆動する場合、この舵取機の最大出力トルクは最大舵トルクよりも大きいものの、逆に舵角１５°付近での出力トルクが舵トルクよりも小さくなっている。そのため、舵板の舵角が１５°付近に達した時点で、舵取機が舵板から過大トルクを受けた時と同じ状態に陥り、それ故、舵トルクが出力トルクを上回る中間舵角の領域Ｒにおいて安全弁が作動し、舵板の舵取り操作が不可能となる。
【０００９】
したがって、最大舵角に達する以前に舵トルクが最大となるような特殊な舵板では、図９に符号ＹあるいはＺで示すような出力トルクが得られる舵取機を選択する必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、符号Ｙで示すトルク特性の舵取機は、最大舵角が３５°に設定され、その時の舵トルクに基づいて出力トルクが決められているので、舵板の舵角が３５°を上回ると、舵取機の油圧シリンダのような構成要素に過大な負荷が加わる恐れがあり得る。そのため、舵取機の強度が不足し、最大舵角が４５°に達する舵板の駆動用としては不適切なものとなる。
【００１１】
これに対し、符号Ｚで示すトルク特性の舵取機は、最大舵角４５°の時の舵トルクに基づいて出力トルクが設定されているので、舵板の舵角が０°から４５°までの全動作領域において舵トルクを上回る出力トルクを発揮し得るようになっている。そのため、最大舵角が４５°で、しかも舵角が１５°付近で舵トルクが最大となる特殊な舵板の駆動用として適している。
【００１２】
しかしながら、この符号Ｚのトルク特性を有する舵取機は、符号Ｘ・Ｙのトルク特性の舵取機よりも大きな出力トルクを発生するため、型式が一つ又は二つ上のランクとなり、その分、舵取機の価格が高くなるとともに、舵取機自体が重く大きなものとなる。
【００１３】
そのため、舵角が最大舵角に達する以前に舵トルクが最大となる舵板では、止む無く大型で高価な舵取機を選択しなくてはならず、この点においていま一歩改善の余地が残されている。
【００１４】
本発明は、このような事情にもとづいてなされたもので、舵角が最大舵角に達する以前に舵トルクが最大となる舵板用として、舵板の舵角に応じて出力トルクを段階的に設定することができ、舵板の最大舵角付近での強度を充分に確保できるとともに、舵取機の小型・軽量化やコストの低減が可能となる油圧制御装置およびこの油圧制御装置を有する船舶の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る舵取機の油圧制御装置は、最大舵角に達する以前の中間舵角の時に舵トルクが最大となり、それ以降は舵角が増すに従い低下する舵板の最大舵トルクよりも大きな出力トルクで上記舵板を舵取り動作させ、上記舵板の舵角が大きくなるに従い出力トルクが増大するとともに、上記舵板が最大舵角に達する以前に出力トルクが最大となるトルク特性を有する油圧式のアクチュエータと；このアクチュエータに油圧回路を通じて接続された油圧発生源と；を備えている。
そして、上記油圧回路に、上記アクチュエータの出力トルクが最大となるまでの動作領域において上記油圧回路の油圧が許容圧力を上回った時に作動され、上記アクチュエータに加わる油圧を制限する第１の圧力制御手段を設けるとともに、上記舵板が上記アクチュエータの最大出力トルクを超える舵角にまで動作された時に上記第１の圧力制御手段よりも低い設定圧で作動され、上記アクチュエータの出力トルクを低下させる第２の圧力制御手段を設けたことを特徴としている。
【００１６】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る船舶は、船体の後部に舵取り可能に支持され、最大舵角に達する以前の中間舵角の時に舵トルクが最大となり、それ以降は舵角が増すに従い低下する舵板と；この舵板の最大舵トルクよりも大きな出力トルクで上記舵板を舵取り動作させ、上記舵板の舵角が大きくなるに従い出力トルクが増大するとともに、上記舵板が最大舵角に達する以前に出力トルクが最大となるトルク特性を有する油圧式のアクチュエータを含む舵取機と；を備えている。
そして、この舵取機は、上記アクチュエータの出力トルクが最大となるまでの動作領域において上記油圧回路の油圧が許容圧力を上回った時に作動され、上記アクチュエータに加わる油圧を制限する第１の圧力制御手段と；上記舵板が上記アクチュエータの最大出力トルクを超える舵角に動作された時に上記第１の圧力制御手段よりも低い設定圧で作動され、上記アクチュエータの出力トルクを低下させる第２の圧力制御手段と；を備えていることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を、貨物船のような大型船舶に適用した図面にもとづいて説明する。
【００１８】
図２は、大型船舶の船尾部分を示しており、符号１で示す船体の後部には、推進用のプロペラ２と舵板３とが設置されている。舵板３は、上下方向に延びる舵軸４に連結され、この舵軸４を中心に中立位置から左右方向に夫々０°〜４５°の範囲に亘って回動されるようになっている。そのため、舵板３の最大舵角は４５°に設定されている。
【００１９】
舵板３は、いわゆるフラップラダーあるいはベッカーラダーと称する特殊なものであり、舵軸４に連なる舵本体３ａと、この舵本体３ａの後端部に左右方向に回動可能に支持されたフラップ３ｂとを有している。この種の舵板３は、図３に示すように、例えば舵本体３ａが前後方向に延びる基準線Ｓに対しα°回動されると、フラップ３ｂがα°の二倍のβ°回動されるといった相関関係を有している。そして、この舵板３は、図７に特性曲線Ｃで示すように、舵本体３ａの舵角が１５°付近に達した時に舵トルクが最大となり、それ以降、舵トルクは舵角が増すに従い低下するような特性を有している。
【００２０】
舵板３の回動中心となる舵軸４は、舵取機５に連結されている。舵取機５は、船体１の後部の機関室に据え付けられている。舵取機５は、油圧式の駆動ユニット６と、この駆動ユニット６を制御する油圧制御装置７とを備えている。
【００２１】
図１および図４に示すように、駆動ユニット６は、アクチュエータとしての第１ないし第４の油圧シリンダ１０ａ〜１０ｄを有している。第１の油圧シリンダ１０ａと第２の油圧シリンダ１０ｂおよび第３の油圧シリンダ１０ｃと第４の油圧シリンダ１０ｄとは、夫々同軸状に並べて水平に配置されている。
【００２２】
第１の油圧シリンダ１０ａと第２の油圧シリンダ１０ｂとの間には、棒状をなす第１のラム１１が軸方向に直線的に往復動可能に架け渡されている。第１のラム１１の一端部は、第１の油圧シリンダ１０ａに摺動可能に嵌合されて、この第１の油圧シリンダ１０ａの内部に第１の油圧室１２ａを構成している。第１のラム１１の他端部は、第２の油圧シリンダ１０ｂに摺動可能に嵌合されて、この第２の油圧シリンダ１０ｂの内部に第２の油圧室１２ｂを構成している。
【００２３】
第３の油圧シリンダ１０ｃと第４の油圧シリンダ１０ｄとの間には、棒状をなす第２のラム１３が軸方向に直線的に往復動可能に架け渡されている。第２のラム１３の一端部は、第３の油圧シリンダ１０ｃに摺動可能に嵌合されて、この第３の油圧シリンダ１０ｃの内部に第３の油圧室１２ｃを構成している。第２のラム１３の他端部は、第４の油圧シリンダ１０ｄに摺動可能に嵌合されて、この第４の油圧シリンダ１０ｄの内部に第４の油圧室１２ｄを構成している。
【００２４】
第１のラム１１および第２のラム１３は、互いに平行をなして水平に配置されており、これらラム１１，１３の中間部の間に舵軸４の上端部が導かれている。この舵軸４の上端部は、舵柄１４を介して第１および第２のラム１１，１３の中間部に連結されている。
【００２５】
舵柄１４は、円筒状のボス部１５と、このボス部１５に連なる一対のフォーク部１６ａ，１６ｂとを有している。ボス部１５は、舵軸４の上端部に結合されて、この舵軸４と一体に回動するようになっている。フォーク部１６ａ，１６ｂは、ボス部１５の外周面から径方向外側に互いに逆向きに張り出しており、これらフォーク部１６ａ，１６ｂの先端部は、上記第１および第２のラム１１，１３の中間部を上下方向から挟み込んでいる。そして、第１および第２のラム１１，１３の中間部には、夫々ラム１１，１３を貫通するラムピン１７が取り付けられており、各ラムピン１７の先端部がフォーク部１６ａ，１６ｂの先端部に回動可能に引っ掛かっている。
【００２６】
そのため、第１ないし第４の油圧シリンダ１０ａ〜１０ｄを介して第１および第２のラム１１，１３が互いに逆向きに直線的に駆動されると、これらラム１１，１３の直線運動がラムピン１７および舵柄１４を介して回転運動に変換され、これにより舵軸４が軸回り方向に回動されるようになっている。
【００２７】
図１に示すように、油圧制御装置７は、第１ないし第４の油圧シリンダ１０ａ〜１０ｄの油圧を制御するための第１および第２の油圧制御ユニット２０，２１を備えている。第１および第２の油圧制御ユニット２０，２１は、通常の使用時において共に動作されるようになっており、非常時にいずれかの油圧制御ユニット２０，２１が選択的に動作される。そして、これら第１および第２の油圧制御ユニット２０，２１は互いに同一の構成を有するため、第１の油圧制御ユニット２０を代表して説明し、第２の油圧制御ユニット２１については同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００２８】
第１の油圧制御ユニット２０は、圧力発生源としてのポンプユニット２４を有している。ポンプユニット２４は、可変容量形のメインポンプ２４ａと補助ポンプ２４ｂとを有し、これらポンプ２４ａ，２４ｂは、モータ２３からの動力伝達により互いに連動して駆動される。
【００２９】
メインポンプ２４ａは、二つの出口を有し、この出口に第１の油圧回路２５および第２の油圧回路２６が夫々接続されている。第１の油圧回路２５は、第１の油圧シリンダ１０ａの第１の油圧室１２ａに接続されており、第２の油圧回路２６は、第２の油圧シリンダ１０ｂの第２の油圧室１２ｂに接続されている。
【００３０】
また、第２の油圧制御ユニット２１においては、その第１の油圧回路２５が第４の油圧シリンダ１０ｄの第４の油圧室１２ｄに接続されているとともに、第２の油圧回路２６が第３の油圧シリンダ１０ｃの第３の油圧室１２ｃに接続されている。第１の油圧制御ユニット２０の第１の油圧回路２５と、第２の油圧制御ユニット２１の第１の油圧回路２５とは、第１の中継回路２７を介して接続されている。同様に第１の油圧制御ユニット２０の第２の油圧回路２６と、第２の油圧制御ユニット２１の第２の油圧回路２６とは、第２の中継回路２８を介して接続されている。そのため、第１および第２の油圧制御ユニット２０，２１の第１の油圧回路２５は、夫々第１の油圧室１２ａと第４の油圧室１２ｄの双方に連なるとともに、第２の油圧回路２６は、夫々第２の油圧室１２ｂと第３の油圧室１２ｃの双方に連なっている。
【００３１】
第１および第２の油圧回路２５，２６の途中には、４ポート２位置形の切換弁３０が設置されている。切換弁３０の操作部３０ａは、パイロット通路３１を介して補助ポンプ２４ｂの出口に連なっている。そのため、切換弁３０は、補助ポンプ２４ｂから油が供給された時に、この油圧をパイロット圧として開作動されるようになっている。
【００３２】
ところで、図１は、舵板３を面舵操作する際の油の流れ方向を示しており、補助ポンプ２４ｂからの油の供給により切換弁３０が開かれると、メインポンプ２４ａで加圧された油が第１の油圧回路２５を介して第１の油圧シリンダ１０ａの第１の油圧室１２ａに供給される。また、この油は、第１の油圧回路２５から第１の中継回路２７を介して第４の油圧シリンダ１０ｄの第４の油圧室１２ｄに供給される。
【００３３】
これにより、第１および第４の油圧室１２ａ，１２ｄの油圧が増大するので、第１および第２のラム１１，１３が互いに逆向きに直線的に押圧され、これらラム１１，１３が第２の油圧シリンダ１０ｂの第２の油圧室１２ｂおよび第３の油圧シリンダ１０ｃの第３の油圧室１２ｃに押し込まれる。第２および第３の油圧室１２ｂ，１２ｃから押し出された油は、第２の油圧回路２６および第２の中継回路２８を介してメインポンプ２４ａに戻される。
【００３４】
ラム１１，１３の直線運動は、舵柄１４により回動運動に変換されて舵軸４に伝えられ、舵板３が図１の矢印方向に所定の出力トルクで回動される。この結果、舵板３は、船体１の舳先が右を向くように面舵操作されることになる。
【００３５】
このような舵取機５の駆動ユニット６は、舵板３の舵角が３５°に達した時の舵トルクの大きさに基づいて出力トルクを設定している。すなわち、本実施形態の駆動ユニット６は、図７に符号Ｔで示すように、舵板３の舵角が０°から３５°までの動作領域において上記舵トルクＣよりも大きな出力トルクを発生するようになっている。そして、この駆動ユニット６の出力トルクＴは、舵角が大きくなるに従い増大するとともに、舵板３の舵角３５°の時に最も大きくなるように設定されている。
【００３６】
舵柄１４の近傍には、そのボス部１５の回動角度から舵板３の舵角を検出する複数のセンサ３２（図４に示す）が設置されている。センサ３２としてはリミットスイッチが用いられており、これらセンサ３２は、舵板３の舵角が３５°に達した時に制御信号を出力するようになっている。
【００３７】
第１の油圧制御ユニット２０は、過大な舵トルクから舵取機５を保護する圧力制御装置３５を備えている。圧力制御装置３５は、第１のバルブユニット３５ａと第２のバルブユニット３５ｂとを有している。第１のバルブユニット３５ａは、第１の油圧回路２５と第２の油圧回路２６とを結ぶ第１のバイパス通路３６ａに設置され、上記第１および第２の中継回路２７，２８の上流側に位置されている。第２のバルブユニット３５ｂは、第１の油圧回路２５と第２の油圧回路２６とを結ぶ第２のバイパス通路３６ｂに設置され、上記第１および第２の中継回路２７，２８の下流側に位置されている。
【００３８】
図５や図６に示すように、第１のバルブユニット３５ａは、第１の圧力制御手段としてのパイロット作動式の第１の安全弁３８と、第２の圧力制御手段としての直動式の第２の安全弁３９と、上記センサ３２からの制御信号に基づいて作動される３ポート２位置形の電磁弁４０とを備えている。
【００３９】
第１の安全弁３８は、第１のバイパス通路３６ａ上に設置されている。この第１の安全弁３８は、入口４１ａ，出口４１ｂおよび排出口４１ｃが形成された弁箱４１を有している。弁箱４１の入口４１ａは、第１のバイパス通路３６ａを介して第１の油圧回路２５に連なるとともに、弁箱４１の出口４１ｂは、第１のバイパス通路３６ａを介して第２の油圧回路２６に接続されている。
【００４０】
弁箱４１の内部には、出口４１ｂを開閉するピストン形の弁体４２が収容されている。弁体４２は、出口４１ｂを閉じる閉じ位置と、出口４１ｂを開放する開き位置とに亘って移動可能に弁箱４１に支持されており、常にスプリング４３を介して閉じ位置に保持されている。そして、この弁体４２の開弁圧力Pv1は、例えば２２５Kgf/cm²に設定されている。
【００４１】
弁体４２は、入口４１ａと排出口４１ｃとを連通させる連通口４４を有している。そのため、排出口４１ｃには、連通口４４を通じて第１の油圧回路２５の油圧がパイロット圧として作用しており、この排出口４１ｃは、逃し通路４５を介して油タンク４６に連なっている。
【００４２】
第２の安全弁３９は、逃し通路４５上に設置されている。この第２の安全弁３９は、入口４８ａおよび出口４８ｂが形成された弁箱４８を有している。弁箱４８の入口４８ａは、第１の安全弁３８の排出口４１ｃに連なるとともに、出口４８ｂは油タンク４６に連なっている。
【００４３】
弁箱４８の内部には、弁体４９が収容されている。弁体４９は、入口４８ａと出口４８ｂとの連通を遮断する閉じ位置と、入口４８ａと出口４８ｂとを連通させる開き位置とに亘って移動可能に弁箱４８に支持されており、常時スプリング５０を介して閉じ位置に保持されている。そして、この弁体４９の開弁圧力Pv2は、例えば１６０Kgf/cm²に設定され、上記第１の安全弁３８の開弁圧力Pv1よりも小さくなっている。
【００４４】
電磁弁４０は、第１の安全弁３８と第２の安全弁３９との間に位置されている。電磁弁４０は、第１の安全弁３８の排出口４１ｃ、第２の安全弁３９の入口４８ａおよびドレン通路５０に連なる三つのポートを有しており、図６に示すように電磁弁４０が閉じられた状態では、第１の安全弁３８の排出口４１ｃがブロックされている。そのため、第１の油圧回路２５の許容圧力は、第１の安全弁３８の開弁圧力Pv1に設定される。
【００４５】
電磁弁４０のソレノイド駆動部５１は、信号ケーブル（図示せず）を介して上記センサ３２に接続されている。センサ３２は、舵板３の舵角が３５°に達した時に制御信号を出力するので、この制御信号がソレノイド駆動部５１に送られると、このソレノイド駆動部５１を介して電磁弁４０が開かれる。そのため、第１の安全弁３８の排出口４１ｃが開放され、この第１の安全弁３８の作動が停止されるとともに、第１の油圧回路２５の油圧が排出口４１ｃから逃し通路４５を介して第２の安全弁３９に作用する。この結果、第１の油圧回路２５の許容圧力は、第２の安全弁３９の開弁圧力Pv2に設定される。
【００４６】
第２のバルブユニット３５ｂは、上記第１のバルブユニット３５ａと同様に第１の安全弁３８、第２の安全弁３９および電磁弁４０を有しており、その基本的な構成は第１のバルブユニット３５ａと同様である。そして、第２のバルブユニット３５ｂでは、第１の安全弁３８の入口４１ａが第２の油圧回路２６に接続されているとともに、第１の安全弁３８の出口４１ｂが第１の油圧回路２５に接続されている。
【００４７】
このため、第２のバルブユニット３５ｂの第１の安全弁３８の排出口４１ｃが閉止されている限り、第２の油圧回路２６の許容圧力は、第１の安全弁３８の開弁圧力Pv1に設定され、上記センサ３２からの信号によって第１の安全弁３８の排出口４１ｃが開放された時に、第２の油圧回路２６の許容圧力が第２の安全弁３９の開弁圧力Pv2に設定されるようになっている。
【００４８】
このような油圧式の舵取機５において、舵板３の舵角が３５°未満の状態においては、第１および第２のバルブユニット３５ａ，３５ｂの電磁弁４０が閉状態を維持し、第１の安全弁３８の排出口４１ｃがブロックされている。そのため、第１および第２の油圧回路２５，２６の許容圧力が第１の安全弁３８の開弁圧力Pv1に保持され、舵板３の舵角が３５°未満の状態では、駆動ユニット６は図７に示すような出力トルクＴで舵板３を駆動する。
【００４９】
舵板３の舵角が３５°に達し、駆動ユニット６の出力トルクＴが最大となると、センサ３２からの制御信号により電磁弁４０が開き、第１の安全弁３８の排出口４１ｃが第２の安全弁３９の入口４８ａに連なる。そのため、第１の安全弁３８の作動が停止されると同時に、第２の安全弁３９に第１および第２の油圧回路２５，２６の油圧が作用し、これら油圧回路２５，２６の許容圧力が第２の安全弁３９の開弁圧力PV2に移行する。
【００５０】
この際、開弁圧力PV2は、開弁圧力Pv1よりも小さいので、第２の安全弁３９に第１および第２の油圧回路２５，２６の油圧が作用すると、弁体４９がスプリング５０に抗して閉じ位置から開き位置に移動し、第２の安全弁３９が開かれる。このため、第１および第２の油圧回路２５，２６を流れる油が第１および第２のバイパス通路３６ａ，３６ｂや逃し通路４５を介して油タンク４６に戻され、駆動ユニット６の第１および第２の油圧室１２ａ，１２ｄの油圧が低下する。
【００５１】
これにより、図７に示すように、舵板３の舵角が３５°に達した時点で駆動ユニット６の出力トルクＴが一時的に低下し、この出力トルクＴが舵板３の最大舵トルク付近に達した時点で電磁弁４０が閉じられる。よって、駆動ユニット６の出力トルクＴは、舵板３の舵角が大きくなるに従い再度増加に転じ、舵板３の舵トルクを上回る大きな出力トルクＴで舵板３を駆動することになる。
【００５２】
このような構成によれば、舵取機５の出力トルクＴが最大となった以降は、第２の安全弁３９を作動させて舵取機５の出力トルクＴが低下するように油圧を制御しているので、最大舵角が４５°の舵板３の舵取り動作を行うに際して、舵角が３５°の時の舵トルクＣに基づいて出力トルクＴが決められた舵取機５を用いたとしても、舵板３の舵角が４５°となった時点での舵取機５の出力トルクＴは、舵角が３５°の時の出力トルクＴよりも小さくなる。
【００５３】
このため、舵板３の舵角が３５°から４５°に達した時点での舵取機５の強度を許容限度内に収めることができ、この舵取機５を最大舵角が４５°に達するような特殊な舵板３の駆動用として選択することができる。
【００５４】
したがって、舵板３の全動作領域において出力トルクＴが舵トルクＣを上回るような一つ又は二つ上のランクの大型の舵取機を選択する必要はなく、その分、舵取機５が小型・軽量化されて舵取機５の設置スペースを削減できる。それとともに、舵取機５自体の価格を低く抑えることができ、コストの低減が可能となる。
【００５５】
なお、本発明は、上記実施の形態に特定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
【００５６】
例えば、上記第１の実施の形態では、舵板の舵角に応じて一つの第２の安全弁を作動させるようにしたが、例えば第２の安全弁を複数設置し、これら第２の安全弁の開弁圧力を互いに異ならせるとともに、第２の安全弁が開く舵角を段階的に設定するようにしても良い。
【００５７】
この構成によれば、舵板の舵角が最大舵角に近づくに従って、舵取機の出力トルクが舵板の舵トルクに近づくように段階的に小さくなるので、ポンプユニットを駆動するモータの負荷を軽減することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、最大舵角に達する以前の中間舵角の時に舵トルクが最大となり、それ以降は舵角が増すに従い低下する舵板用の舵取機において出力トルクが最大となった（即ち、油圧回路の油圧が許容圧力を上回った）以降は、第２の圧力制御手段を作動させて舵取機の出力トルクが低下するように油圧を制御しているので、最大舵角よりも小さな舵角の時の舵トルクに基づいて出力トルクが決められた舵取機を用いて舵板を駆動する場合に、舵板の舵角が最大となった時点での舵取機の出力トルクを、舵角が中間開度の時の出力トルクよりも小さく抑えることができ、舵板の舵角が最大舵角に達した時点での舵取機の強度を許容限度内に収めることができる。
【００５９】
したがって、舵板の全動作領域において出力トルクが舵トルクを上回るような一つ又は二つ上のランクの大型の舵取機を選択する必要はなく、その分、舵取機が小型・軽量化されて舵取機の設置スペースを削減できるとともに、舵取機自体の価格を低く抑えて、コストの低減が可能となるといった利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】舵取機を動作させるための油圧回路図。
【図２】船体に対する舵板と舵取機との位置関係を示す斜視図。
【図３】舵本体とフラップとの位置関係を示す断面図。
【図４】舵取機の平面図。
【図５】第１のバルブユニットの油圧回路図。
【図６】第１の安全弁、電磁弁および第２の安全弁の構造を概略的に示す断面図。
【図７】特殊な舵板の舵トルクと舵取機の出力トルクとの関係を示す特性図。
【図８】従来の特殊な舵板の舵トルクを示す特性図。
【図９】従来の舵取機の出力トルクと特殊な舵板の舵トルクとの関係を示す特性図。
【符号の説明】
１…船体
３…舵板
５…舵取機
１０ａ〜１０ｄ…アクチュエータ（第１ないし第４の油圧シリンダ）
２４…圧力発生源（ポンプユニット）
２５，２６…油圧回路（第１および第２の油圧回路）
３８…第１の圧力制御手段（第１の安全弁）
３９…第２の圧力制御手段（第２の安全弁）

Claims

最大舵角に達する以前の中間舵角の時に舵トルクが最大となり、それ以降は舵角が増すに従い低下する舵板の最大舵トルクよりも大きな出力トルクで上記舵板を舵取り動作させ、上記舵板の舵角が大きくなるに従い出力トルクが増大するとともに、上記舵板が最大舵角に達する以前に出力トルクが最大となる油圧式のアクチュエータと；このアクチュエータに油圧回路を通じて接続された油圧発生源と；を備え、
上記油圧回路に、上記アクチュエータの出力トルクが最大となるまでの動作領域において上記油圧回路の油圧が許容圧力を上回った時に作動され、上記アクチュエータに加わる油圧を制限する第１の圧力制御手段を設けるとともに、上記舵板が上記アクチュエータの最大出力トルクを超える舵角にまで動作された時に上記第１の圧力制御手段よりも低い設定圧で作動され、上記アクチュエータの出力トルクを低下させる第２の圧力制御手段を設けたことを特徴とする舵取機の油圧制御装置。
請求項１の記載において、上記第１の圧力制御手段は、上記油圧回路の油圧に応じて作動されるパイロット作動式の安全弁であり、この安全弁は、常に上記油圧回路の油圧が作用する排出口を有するとともに、この排出口が上記舵板の舵角を検出する検出手段からの信号に基づいて作動される電磁弁を介して上記第２の圧力制御手段に接続されていることを特徴とする舵取機の油圧制御装置。
請求項２の記載において、上記第２の圧力制御手段は、上記電磁弁によって作動される少なくとも一つの直動式の安全弁を有することを特徴とする舵取機の油圧制御装置。
請求項１ないし３のいずれかの記載において、上記油圧発生源は、モータによって駆動されるポンプを備えていることを特徴とする舵取機の油圧制御装置。
船体と；この船体の後部に舵取り可能に支持され、最大舵角に達する以前の中間舵角の時に舵トルクが最大となり、それ以降は舵角が増すに従い低下する舵板と；この舵板の最大舵トルクよりも大きな出力トルクで上記舵板を舵取り動作させ、上記舵板の舵角が大きくなるに従い出力トルクが増大するとともに、上記舵板が最大舵角に達する以前に出力トルクが最大となる油圧式のアクチュエータを含む舵取機と；を備えており、
この舵取機は、
上記アクチュエータの出力トルクが最大となるまでの動作領域において上記油圧回路の油圧が許容圧力を上回った時に作動され、上記アクチュエータに加わる油圧を制限する第１の圧力制御手段と；上記舵板が上記アクチュエータの最大出力トルクを超える舵角に動作された時に上記第１の圧力制御手段よりも低い設定圧で作動され、上記アクチュエータの出力トルクを低下させる第２の圧力制御手段と；を備えていることを特徴とする船舶。