JP3989607B2 - 片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムと同システムに使用する手動油圧ピストンポンプ - Google Patents
片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムと同システムに使用する手動油圧ピストンポンプ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主に小型船舶などの船外機や舵を油圧を用いて遠隔操作するのに使用する遠隔操舵システムに関するもので、詳しくは片ロッドシリンダを用いて遠隔操舵するための油圧ピストンポンプ（ヘルムポンプとも称される）と、この油圧ピストンポンプを備える片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の遠隔操舵システムにおいて、従来、一般的には図７に示すように両ロッドシリンダ６１が用いられていた。この遠隔操舵システム６０は、船尾側船体に両ロッドシリンダの本体６１ａを固定し、例えば、船尾に取り付けられた船外機のティラー６２にピストンロッド６１ｂの一端を枢支連結し、船首側に配置される手動油圧ピストンポンプ７０のＡポート７１およびＢポート７２に油圧配管７３・７４の一端をそれぞれ接続し、各油圧配管の他端をシリンダ本体６１ａのＢポート６１ｄおよびＡポート６１ｃに接続した構造からなる。また、油圧ピストンポンプには、図８に示すように、例えばボールピストンポンプ７０が使用されている。このポンプ７０は、操舵ハンドル６３（図７）で回転操作される駆動軸７６と一体的に回転するシリンダブロック７７を備え、シリンダブロック７７の回転に伴ってシリンダ７８内に嵌挿されたボールピストン７９がベアリング式斜板８０に押されてスプリング８１に抗して軸方向に移動し、分配弁８２を介して分配弁８２の一方のポート（例えばＡポート８３：図９）から両ロッドシリンダ６１の対応するポート（例えばＢポート６１ｄ：図７）へ圧油が吐出され、逆に両ロッドシリンダ６１の他方のポート（例えばＡポート６１ｃ）からの圧油が対応するポート（例えばＢポート８４）からポンプ７０内へ吸い込まれる。これにより、操舵ハンドル６３の回転方向と反対側にピストンロッド６１ｂが移動し、船が進行方向を変える。操舵ハンドル６３の回転方向にかかわらず、ピストンロッド６１ｂの移動長さは操舵ハンドル６３の回転数に比例し、等しい。このような構造からなるボールピストン型側板式油圧ポンプのほかに、プランジャー型ピントル式油圧ポンプがある。
【０００３】
従来の油圧ピストンポンプ７０は、斜板８０の内面（ピストン摺接面）が平坦で、１つのピストン７９が３６０°回転すると、図９に示すように１８０°の回転位置を中心にピストンストロークが左右等しくなるように、分配弁８２には長円形状（円弧状）のＢポート８４およびＡポート８３が左右対称に形成されていた。
【０００４】
図６は片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムを示す。この図６に示すように、シリンダ本体３１ａの片側からピストンロッド３１ｂが突出し、ティラー６２とともに移動するため、図７の両ロッドシリンダ６１のように反対側へピストンロッド６１ｂが突出して船体Ａと干渉するおそれがなく、取付に要するスペースも小さくて済むなどの長所がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムにおいても、次のような解決しなければならない課題がある。すなわち、
図６(ｂ)に示される片ロッドシリンダ３１の内部構造から明らかなように、ピストンロッド３１ｂを右方向に移動するのに必要な圧油量が左方向の移動に必要な圧油量に比べて少ない（ピストンロッド３１ｂの容積分）。つまり、操舵ハンドル４０を例えば６回転しなければピストンロッド３１ｂが左方向に全ストローク（行程）移動しないのに対し、３回転でピストンロッド３１ｂは右方向に全ストローク移動する。したがって、ティラー６２の中立位置から船を右側へ操舵するときの操舵ハンドル４０の回転数に対応する舵の回転角度と左側へ操舵するときの回転数に対応する舵の回転角度が異なるから、ハンドル４０の操作が非常に難しく熟練を要する。
【０００６】
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムにおいて操舵ハンドルをいずれの方向に回転操作してもピストンロッドの突出長さ（操舵ハンドル１回転当たり）が等しく、操舵が容易な遠隔操舵システムに好適な、安価で構造が複雑にならず、製作が容易な油圧ピストンポンプと、同油圧ピストンポンプを備え片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムとを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明にかかる手動油圧ピストンポンプは、シリンダブロックの円周方向に間隔をあけて設けた複数のシリンダ内にそれぞれ往復移動自在にピストンをスプリングを介在させて嵌挿するとともに、前記スプリングの付勢方向に配した斜板に前記各ピストンを摺接させ、前記斜板に対し前記シリンダブロックを相対回転させることにより前記ピストンを移動させ、分配弁およびパイロット付き流量制御弁を介して前記シリンダ内の圧油を吐出する一方、前記シリンダ又はタンク内に圧油を吸い込む油圧ピストンポンプにおいて、前記分配弁の一対の円弧形状ポートのうちの一方のポートの円周方向の長さ（円周方向の角度）を他方に比べて短くして（狭くして）吐出圧油量を所定量制御するとともに、その制御するポートの円周方向の両側に前記所定量に相応する大きさのタンクポートを設けている。
【０００８】
したがって、本発明にかかる手動油圧ピストンポンプを片ロッドタイプの遠隔操舵システムで使用すれば、片ロッドシリンダの容積の小さい方に圧油を吐出する場合には、ポンプからの圧油の一部（余剰油）が前記分配弁のタンクポートから油圧ピストンポンプ内のタンク内に排出（分流）されロッド側の前記シリンダへ供給される圧油量が制御され、また容積の大きい方に圧油を吐出する場合には、ポンプからの圧油がタンク内には排出（分流）されず、全てシリンダに吐出されるので、ピストンロッドを同一長さ移動させるのに必要な操舵ハンドルの回転回数が左右どちらの方向でも等しくなる。
【０００９】
請求項２記載のように、前記分配弁の一対の円弧状ポートのうちの一方のポートの幅を狭くして吐出圧油量を制御するとともに、その制御するポートの半径方向の内側又は外側に前記制御量に相応する大きさの円弧状タンクポートを設け、他方の円弧状ポートの幅方向の範囲内にあって前記幅狭のポートに連通する圧油通路の開口と前記タンクポートに連通する圧油通路の開口を、前記シリンダブロックの底端に設けることができる。
【００１０】
本発明にかかるポンプにおいても、請求項１のポンプと同様に片ロッドシリンダの左右のシリンダ間の容積差分（余剰油）がタンクポートからポンプ内のタンクに排出（分流）されるので、例えば請求項１にかかる遠隔操舵システム（図５）において、ピストンロッドを同一長さ移動させるのに必要な操舵ハンドルの回転回数が左右どちらの方向も等しくなる。
【００１１】
請求項３記載のように、シリンダブロックの円周方向に間隔をあけて設けた複数のシリンダ内にそれぞれ往復移動自在にピストンをスプリングを介在させて嵌挿するとともに、前記スプリングの付勢方向に配した斜板に前記各ピストンを摺接させ、前記斜板に対し前記シリンダブロックを相対回転させることにより前記ピストンを移動させ、分配弁およびパイロット付き流量制御弁を介して前記シリンダ内の圧油を吐出する一方、前記シリンダ又はタンク内に圧油を吸い込む油圧ピストンポンプにおいて、前記シリンダブロックの円周方向のシリンダの内側又は外側に複数の第２シリンダを円周方向に間隔をあけて設け各第２シリンダ内にそれぞれ往復移動自在にピストンをスプリングを介在させて嵌挿するとともに、前記スプリングの付勢方向に配した斜板に前記各ピストンを摺接させ、前記分配弁の一対の円弧状ポートの内側で前記各第２シリンダに連通する位置に円弧状幅狭ポートをそれぞれ設け、それらの幅狭ポートの一方をタンクポートにしてもよい。
【００１２】
本発明のポンプを使用すれば、片ロッドシリンダにおける容積の小さい側のシリンダへの圧油の吐出は、容積の大きい側のシリンダとの容積差分（余剰油）がタンクポートからポンプ内のタンクに排出されるので、上記した片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムにおいて、操舵ハンドルの必要な回転回数が左右どちらの方向も等しくなる。本発明のポンプの場合、構造がやや複雑になるが、特に斜板の内面にピストンストロークを従来のそれと変更するためのカム面を形成しなくても、ピストンの移動が連続してスムーズに行われる。
【００１３】
上記した請求項１に記載の手動油圧ピストンポンプにおいて、請求項４記載のように、前記前記斜板を非軸受方式とし、そのピストン摺接面を、ピストンの移動方向が反対方向に変わる回転位置付近の一定の領域でピストンの移動量が０又は０に近くなるカム面に形成することが望ましい。
【００１４】
本発明のポンプは、ピストンストロークを例えば図３ ( ａ ) に示すように変更することによって、ピストンの移動方向が変わる位置の近傍における一定の領域でのシリンダポートの切り替わりを防止したので、ピストンの移動が連続してスムーズに行われる。
【００１５】
請求項５記載のように、上記した請求項１又は３記載の手動油圧ピストンポンプにおいて、前記斜板をベアリング式斜板にするほうがよい。請求項５のポンプでは、ピストンの移動方向が変わる位置の近傍では、シリンダポートの切り替わりがないので、ピストンをシリンダに沿って移動させる斜板をベアリング式斜板にすることにより、ピストンの円周方向への回転が円滑になる。
【００１６】
請求項６にかかる片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムは、操舵ハンドルの回転方向および回転数に応じて油圧ピストンポンプ、油圧配管およびこれに接続された油圧シリンダを介して舵を遠隔操作する遠隔操舵システムにおいて、前記油圧シリンダとして片ロッドシリンダを使用するとともに、前記油圧ピストンポンプとして前記請求項１〜５のいずれか記載の手動油圧ピストンポンプを使用し、前記片ロッドシリンダの一方のポートと前記手動油圧ピストンポンプの一方のポートとを油圧配管で接続するとともに、前記片ロッドシリンダの他方のポートと前記手動油圧ピストンポンプの他方のポートとを別の油圧配管で接続し、前記操舵ハンドルをいずれの方向に回転させてもハンドルの回転数に応じて前記ピストンロッドが左右等長移動するように構成したことを特徴とする。
【００１７】
上記構成を有する請求項６記載の遠隔操舵システムによれば、操舵ハンドルを左右（時計方向・反時計方向）どちらの方向にも同一回転数を回すことにより、片ロッドシリンダのピストンロッドｂが同一長さ移動して操舵が行われるから、操作が簡単で熟練を要さない。また、片ロッドシリンダを用いた従来の遠隔操舵システムにおいて手動油圧ピストンポンプを交換しただけの構造であり、構造的にも複雑にならず、安価に最新の遠隔操舵システムが達成できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の遠隔操舵システムとこのシステムに使用する油圧ピストンポンプの実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１実施例にかかる油圧ピストンポンプで、図１(ａ)は中央縦断面図、図１(ｂ)は図１(ａ)のｂ−ｂ線断面図、図２はその油圧系統図である。図３(ａ)はピストンストロークと分配弁圧油通路の関係を示す模式図、図３(ｂ)は図１(ａ)の分配弁のＡ−Ａ線断面図である。
【００２１】
図１に示すように、１はアキシャル型ボールピストン型側板式油圧ポンプで、この油圧ポンプ１は、ハウジング２内にシリンダブロック３がラジアル軸受４を介して回動自在に配装されている。ハウジング２の先端面中央部から駆動軸５の一端がポンプ１内に挿入され、シリンダブロック３に螺合され、駆動軸５に一体回転可能に取り付けられる操舵ハンドル４０（図６参照）により駆動軸５を手動で回転させることによりシリンダブロック３が一体的に回転する。シリンダブロック３には、駆動軸５を中心にその周囲に円周方向に間隔をあけて複数（５本、７本など）のシリンダ６が駆動軸５と平行に貫通して穿設され、各シリンダ６にはボール状ピストン７が摺動自在に嵌挿されている。ハウジング２内の空間部は油タンク８に構成され、このタンク８内の先端部側にカム式の斜板９が回転しないように固設されている。
【００２２】
シリンダ６内の基端側にはコイルスプリング１０が介装され、ピストン７を斜板９側に付勢しており、斜板９の内面にピストン７が摺接している。斜板９の内面（ピストン摺接面）は、後述するように駆動軸５と平行な軸方向にピストン７を押引する凹凸のカム面９ａに形成されている。つまり、本例では斜板９にカムプレートが使用されている。シリンダブロック３の底端側に、側板式分配弁１１が回転しないように固設され、この分配弁１１のポート１１ａ〜１１ｄに連通する圧油通路１２がシリンダ６から穿設されている。分配弁１１のさらに基端側にパイロット付き流量制御弁１４が軸線に直交する方向に摺動自在に配設され、このパイロット付き流量制御弁１４および分配弁１１の間の２本の圧油通路と油タンク８との間の圧油通路に、図２のようにサクション式チェックバルブ（逆止弁）１３が介設されている。パイロット付き流量制御弁１４のさらに基端側（ポンプ１底端）にＡ・Ｂの２つのポート（ポンプポートともいう）１５・１６が設けられている。なお、チェックバルブ（逆止弁）１３は、油圧ポンプ１の使用開始時にシリンダ６内等に溜まっているエア抜きをする際に開放され、タンク８内の油が油圧ポンプ１内に吸い込まれる。
【００２３】
図３(ｂ)に示すように、分配弁１１には中心線Ｓ−Ｓを挟んで右側に円弧状（長円形状）のＡポート１１ａが、左側にＡポート１１ａに比べて円周方向長さを短くした（言い換えれば円周方向角度を狭くした）Ｂポート１１ｂが形成されている。またＢポート１１ｂを挟んで円周方向の両側の中心線Ｓ−Ｓ付近に細幅のタンクポート１１ｃと１１ｄがそれぞれ形成されている。Ａポート１１ａは従来のＡポート（図９(ｂ)参照）と同一である。また斜板９の内面（ピストン摺接面）を図３(ａ)に示すピストンストロークになるように、ピストン７のストロークを制御するためのピストン７の移動方向に凹凸の連続するカム面９ａに形成した。これは従来のピストンストローク（図９(ａ)参照）のままでは、ピストン７の移動方向が逆向きに変化する位置でＢポート１１ｂとタンクポート１１ｃ又はタンクポート１１ｄとが切り替わることになるためにピストン７の動作が不連続（ぎくしゃく）になり、圧油がスムーズに吐出しないからである。しかし、ピストンストロークを図３(ａ)のようにピストン７の移動方向が逆向きに変化する位置およびその近傍の一定の領域ではピストンストロークが０又は０近くになるように変更したので、ピストン７の動作が連続的に行われ、スムーズに圧油が吐出するようになった。なお、図１(ａ)および図２中の符号１７・１８はタンク８への注油口で、１８ａは注油路である。
【００２４】
上記のように構成した本実施例にかかる油圧ピストンポンプ１を、上記した図６に示す遠隔操舵システム３０において手動油圧ピストンポンプとして使用し、Ａポート１５と図６の片ロッドシリンダ３１のＢポート３３とを油圧配管３５で接続するとともに、Ｂポート１６と片ロッドシリンダ３１のＡポート３２とを油圧配管３４で接続する。この状態で、駆動軸５に一体回転可能に取り付けられた操舵ハンドル４０を中立位置（図３(ａ)の０°）から反時計方向に回転すると、例えば、上死点に位置するピストン７が回転角度１０°を超えたときに基端側への移動を開始し、圧油がタンクポート１１ｃからタンク８内に吐出されたのち、Ｂポート１１ｂからパイロット付き流量制御弁１４およびＡポート１５を順に経て片ロッドシリンダ３１のＢポート３２へ吐出される。そして回転角度１６０°付近まで圧油がＢポート３２へ吐出されたのち、再びタンクポート１１ｄからタンク８へ吐出され、１９０°付近でピストン７の向きが先端方向に変わって移動が開始されることにより、片ロッドシリンダ３１内の圧油がＡポート３３からＢポート１６およびパイロット付き流量制御弁１４を順に経てＡポート１１ａからポンプ１に吸い込まれ始める。
【００２５】
図６(ｂ)に示す片ロッドシリンダ３１の内部構造から明らかなように、ピストンロッド３１ｂのピストン３１ｃを挟んで右側のシリンダ容積が左側のシリンダ容積に比べて大きく、両者に容積差がある。このため、従来の手動ピストンポンプ（図８参照）ではピストンロッド３１ｂを同一長さ移動させるのに、操舵ハンドル４０の回転回数が左右で違っていたが、本実施例のポンプ１を使用した場合には操舵ハンドル４０の必要な回転回数が左右どちらの方向も等しくなる。これは、左側のシリンダ３１ａ−Ｌに圧油を吐出する場合には、右側のシリンダ３１ａ−Ｒとの容積差分（余剰油）がタンクポート１１ｃ・１１ｄからタンク８に排出されるからである。また、左側のシリンダ３１ａ−Ｌ内の圧油を吸い込む場合には逆に、容積差分がタンクポート１１ｃ・１１ｄを経てタンク８からシリンダ６内に吸い込まれるからである。
【００２６】
ところで、ポンプ１のＢポート１６から圧油が右側のシリンダ３１ａ−Ｒに吐出されるときは、図２に示すパイロット付き流量制御弁１４が右側からのパイロット圧を受けて左側に最大限移動し、Ｂポート１６から圧油が吐出されるとともに、Ａポート１５からシリンダ６とタンク８へ圧油が吸い込まれる。また、本実施例のポンプ１は、上記したとおり固定した斜板９の内面をカム面９ａに形成して、ピストン７のストロークを図３(ａ)に示すように変更し、ピストン７の移動方向が逆向きに変化するところでのＢポート１１ｂとタンクポート１１ｃ・１１ｄ間での切り替わりを防止したので、ピストン７の動作もスムーズに行われる。この結果、本実施例にかかる油圧ピストンポンプ１を備えた遠隔操舵システム３０にあっては、片ロッドシリンダを用いた従来の遠隔操舵システムにおいて手動油圧ピストンポンプを交換しただけの構造であり、しかも操舵ハンドル４０を左右（時計方向・反時計方向）どちらの方向にも同一回転数を回すことにより、片ロッドシリンダ３１のピストンロッド３１ｂが同一長さ移動して操舵が行われるから、操作が簡単で熟練を要さず、また構造的にも複雑にならず、安価に最新の遠隔操舵システムが達成できる。
【００２７】
図４は手動油圧ピストンポンプの別の実施例を示すもので、図４(ａ)は分配弁の正面図、図４(ｂ)はシリンダブロックの底面を示す図４(ｄ)のｂ−ｂ線矢視図、図４(ｃ)はシリンダブロックの上面を示す図４(ｄ)のｃ−ｃ線矢視図図、図４(ｄ)はシリンダブロックの概要断面図である。
【００２８】
本実施例のピストンポンプ２１が上記実施例と異なるところは、図４(ａ)に示すように、分配弁２２には中心線Ｓ−Ｓを挟んで右側に幅を広げた円弧状（長円形状）のＡポート２２ａを設け、左側にＡポート２２ａよりかなり幅が狭いが円周方向長さ（円周方向角度）の等しいＢポート２２ｂを形成するとともに、Ｂポート２２ｂの内側に幅が狭くかつ円周方向長さ（円周方向角度）の等しい円弧状（長円形状）のタンクポート２２ｃを形成している。またタンクポート２２ｃは、Ａポート２２ａの幅方向の範囲内に配置している。さらにシリンダブロック２３には、図４(ｃ)・図４(ｄ)に示すように本例では６つのシリンダ２４が円周方向に等間隔に設けられているが、図４(ｂ)に示すように６つのシリンダ２４のうちの３つにタンクポート２２ｃ（およびＡポート２２ａ）に連通する半径の短い小径円ｒ上に等間隔に設けられる開口（シリンダブロック２３の底面の開口、シリンダポートともいう）２５を、また残りの３つにＢポート２２ｂ（およびＡポート２２ａ）に連通する半径の長い大径円Ｒ上に等間隔に設けられる開口（シリンダブロック２３の底面の開口、シリンダポートともいう）２６をそれぞれ穿設している。なお、その他の構成については上記した第１実施例と共通するので，説明を省略する。
【００２９】
本実施例のポンプ２１によれば、左側のシリンダ３１ａ−Ｌに圧油を吐出する場合には、右側のシリンダ３１ａ−Ｒとの容積差分（余剰油）がタンクポート２２ｃからタンク８に排出されるので、遠隔操舵システム３０（図６）において、操舵ハンドル４０の必要な回転回数が左右どちらの方向も等しくなる。また、本実施例のポンプ２１の場合、図４(ａ)のＳ−Ｓ線上から円周方向に離れた角度の位置にＡポート２２ａ・Ｂポート２２ｂ・Ｃポート２２ｃの開口端が位置するので、上記実施例と違ってピストン７の移動方向が逆向きに変わる位置にポート２２ａ〜２２ｃの開口端がないので、上記実施例のように斜板９をケーシング内に固定するカム方式にする必要がなく、したがって、図示は省略するが斜板９を従来のポンプ（図８の符号７０参照）と同様のベアリング式斜板（図８の符号８０参照）にすることができるので、ピストン７の往復運動が一層円滑に行われるようになる。
【００３０】
図５は手動油圧ピストンポンプのさらに別の実施例を示すもので、図５(ａ)は分配弁の正面図、図５(ｂ)はシリンダブロックの底面を示す図５(ｄ)のｂ−ｂ線矢視図、図５(ｃ)はシリンダブロックの上面を示す図５(ｄ)のｃ−ｃ線矢視図、図５(ｄ)はシリンダブロックの概要断面図である。
【００３１】
本実施例のピストンポンプ５１が上記二つの実施例と異なるところは、図５（ａ）に示すように、分配弁５２には中心線Ｓ−Ｓを挟んで左側に、幅の狭い円弧状（長円形状）のＢポート５２ｂと、この内側にも幅の狭い円弧状（長円形状）のＢ’ポート５２ｄを設けるとともに、右側に幅の狭い円弧状（長円形状）のＡポート５２ａと、この内側にも幅の狭い円弧状（長円形状）のＡ’ポート５２ｃを、Ｂポート５２ｂおよびＢ’ポート５２ｄと左右対称に設けている。そして、Ｂ’ポート５２ｄを油タンク８に連通してタンクポートに構成している。
また、シリンダブロック５３には、図５(ｃ)・図５(ｄ)に示すように半径方向に間隔を設けた２重円上の外周側円Ｒ上にシリンダ５４を円周方向に間隔をあけて５つ設け、内周側円ｒ上にもシリンダ５５を円周方向に間隔をあけて５つ設けている。各シリンダ５４・５５にはそれぞれボールピストン７をそれぞれ嵌挿し、コイルスプリング１０によりベアリング式斜板（図示せず）に対しピストン７を押し付けている。図５(ｂ)に示すように、外周側の各シリンダ５４にはＡポート５２ａとＢポート５２ｂに連通する開口（シリンダブロック５３の底面の開口、シリンダポートともいう）５６を穿設し、また内周側の各シリンダ５５にはＡ’ポート５２ｃとＢ’ポート５２ｄに連通するその開口（シリンダブロック５３の底面の開口、シリンダポートともいう）５７を穿設している。本実施例の場合も、図４の実施例と同様に図５(ａ)の中心線Ｓ−Ｓからかなり離れた角度の位置に各ポートの開口端が位置するので、図示は省略するが斜板９を従来のポンプ（図８の符号７０参照）と同様のベアリング式斜板（図８の符号８０参照）にすることができる。その他の構成については上記した第１実施例と共通するので，説明を省略する。
【００３２】
本実施例のポンプ５１を使用した場合、左側のシリンダ３１ａ−Ｌへの圧油の吐出は、右側のシリンダ３１ａ−Ｒとの容積差分（余剰油）がタンクポートであるＢ’ポート５２ｄからタンク８に排出されるので、遠隔操舵システム３０（図５）において、操舵ハンドル４０の必要な回転回数が左右どちらの方向も等しくなる。ただし、シリンダおよびピストンの本数が増えるので、構造が複雑で製作費がやや高くなる。
【００３３】
上記に油圧ピストンポンプの３つの実施例を示したが、下記のように実施することができる。
▲１▼ 斜板式に限らず、斜軸式のピストンポンプについても同様に実施できる。
▲２▼ 上記実施例で示したボールピストン型側板式油圧ポンプだけでなく、プランジャー型ピントル式油圧ポンプについても適用できることは言うまでもない。
▲３▼ 本発明の油圧ピストンポンプは、上記した遠隔操舵システム以外にも、ポンプの回転方向で吐出する圧油の量に差異が要求されるシステムに適用できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明の油圧ピストンポンプおよび片ロッドシリンダを備えた遠隔操舵システムには、次のような優れた効果がある。
【００３５】
(1) 請求項１〜５のいずれか記載の油圧ピストンポンプを用いれば、片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムにおいて操舵ハンドルをいずれの方向に回転操作してもピストンロッドの突出長さ（移動長さ）が等しくなるため、操舵が容易で経験や練習等を要しない。
【００３６】
(2) 請求項１〜５のいずれか記載の油圧ピストンポンプを用いた請求項６記載の遠隔操舵システムでは、ピストンロッドのピストンを挟んで右側のシリンダ容積が左側のシリンダ容積に比べて大きく、両者に容積差があっても、左右のシリンダ間の容積差分（余剰油）がタンクポートからタンクへ排出され、操舵ハンドルの必要な回転数が左右どちらの方向にも等しくなる。
【００３７】
(3) 請求項１記載の油圧ピストンポンプは、片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムに好適で、構造が複雑にならず、製作が容易で、安価に最新の遠隔操舵システムが達成できる。
【００３８】
(4) 請求項２記載の油圧ピストンポンプは、請求項１のポンプと同様に片ロッドシリンダの左右のシリンダ間の容積差分（余剰油）がタンクポートからタンクに排出されるので、操舵ハンドルの必要な回転回数が左右どちらの方向も等しくなる。特に斜板の内面にピストンストロークを従来のそれと変更するためのカム面を形成しなくても、ピストンの移動が連続してスムーズに行われる。
【００３９】
(5) 請求項３記載の油圧ピストンポンプでは、請求項１および２のポンプとほぼ同様な効果が達成されるほか、それらのポンプに比べて構造がやや複雑になる反面、特に斜板の内面にピストンストロークを従来のそれと変更するためのカム面を形成しなくても、ピストンの移動が連続してスムーズに行われる。
【００４０】
(6) 請求項４記載の油圧ピストンポンプでは、請求項１の油圧ピストンポンプにおいてピストンストロークが従来のそれから変更されることによって、ピストンの移動方向が逆に変わる位置の近傍における一定の領域でのシリンダポート間での切り替わりが防止されるので、ピストンの移動が連続してスムーズに行われる。
【００４１】
(7) 請求項５記載の油圧ピストンポンプでは、請求項１又は３の油圧ピストンポンプにおいてピストンをシリンダに沿って移動させる斜板をベアリング式斜板にすることにより、ピストンの円周方向への回転が円滑になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる油圧ピストンポンプで、図１(ａ)は中央縦断面図、図１(ｂ)は図１(ａ)のｂ−ｂ線断面図である。
【図２】図１に示す油圧ピストンポンプを備えた片ロッドシリンダ方式の遠隔操舵システムの油圧系統図である。
【図３】図３(ａ)はピストンストロークと分配弁圧油通路の関係を示す模式図、図３(ｂ)は図１(ａ)の分配弁のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明にかかる手動油圧ピストンポンプの第２実施例を示すもので、図４(ａ)は分配弁の正面図、図４(ｂ)はシリンダブロックの底面を示す図４(ｄ)のｂ−ｂ線矢視図、図４(ｃ)はシリンダブロックの上面を示す図４(ｄ)のｃ−ｃ線矢視図図、図４(ｄ)はシリンダブロックの概要断面図である。
【図５】本発明にかかる手動油圧ピストンポンプの第３実施例を示すもので、図５(ａ)は分配弁の正面図、図５(ｂ)はシリンダブロックの底面を示す図５(ｄ)のｂ−ｂ線矢視図、図５(ｃ)はシリンダブロックの上面を示す図５(ｄ)のｃ−ｃ線矢視図、図５(ｄ)はシリンダブロックの概要断面図である。
【図６】本発明の手動油圧ピストンポンプを備えた片ロッドシリンダ方式の一般的な遠隔操舵システムを示す摸式図である。
【図７】両ロッドシリンダ方式の一般的な遠隔操舵システムを示す摸式図である。
【図８】従来の一般的な油圧ピストンポンプを示す中央縦断面図である。
【図９】図９(ａ)は図８のポンプのピストンストロークと分配弁圧油通路の関係を示す模式図、図９(ｂ)は図８のポンプの分配弁のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１・２１・５１ 油圧ピストンポンプ
３ シリンダブロック
５ 駆動軸
６ シリンダ
７ ピストン
８ 油タンク
９ 斜板
９ａカム面
１０ コイルスプリング
１１・２２・５２ 分配弁
１１ａ〜１１ｄ・１５・１６・３２・３３ ポート
１４ 出口弁
３０ 遠隔操舵システム
３１ 片ロッドシリンダ
４０ 操舵ハンドル
【発明の属する技術分野】
この発明は、主に小型船舶などの船外機や舵を油圧を用いて遠隔操作するのに使用する遠隔操舵システムに関するもので、詳しくは片ロッドシリンダを用いて遠隔操舵するための油圧ピストンポンプ（ヘルムポンプとも称される）と、この油圧ピストンポンプを備える片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の遠隔操舵システムにおいて、従来、一般的には図７に示すように両ロッドシリンダ６１が用いられていた。この遠隔操舵システム６０は、船尾側船体に両ロッドシリンダの本体６１ａを固定し、例えば、船尾に取り付けられた船外機のティラー６２にピストンロッド６１ｂの一端を枢支連結し、船首側に配置される手動油圧ピストンポンプ７０のＡポート７１およびＢポート７２に油圧配管７３・７４の一端をそれぞれ接続し、各油圧配管の他端をシリンダ本体６１ａのＢポート６１ｄおよびＡポート６１ｃに接続した構造からなる。また、油圧ピストンポンプには、図８に示すように、例えばボールピストンポンプ７０が使用されている。このポンプ７０は、操舵ハンドル６３（図７）で回転操作される駆動軸７６と一体的に回転するシリンダブロック７７を備え、シリンダブロック７７の回転に伴ってシリンダ７８内に嵌挿されたボールピストン７９がベアリング式斜板８０に押されてスプリング８１に抗して軸方向に移動し、分配弁８２を介して分配弁８２の一方のポート（例えばＡポート８３：図９）から両ロッドシリンダ６１の対応するポート（例えばＢポート６１ｄ：図７）へ圧油が吐出され、逆に両ロッドシリンダ６１の他方のポート（例えばＡポート６１ｃ）からの圧油が対応するポート（例えばＢポート８４）からポンプ７０内へ吸い込まれる。これにより、操舵ハンドル６３の回転方向と反対側にピストンロッド６１ｂが移動し、船が進行方向を変える。操舵ハンドル６３の回転方向にかかわらず、ピストンロッド６１ｂの移動長さは操舵ハンドル６３の回転数に比例し、等しい。このような構造からなるボールピストン型側板式油圧ポンプのほかに、プランジャー型ピントル式油圧ポンプがある。
【０００３】
従来の油圧ピストンポンプ７０は、斜板８０の内面（ピストン摺接面）が平坦で、１つのピストン７９が３６０°回転すると、図９に示すように１８０°の回転位置を中心にピストンストロークが左右等しくなるように、分配弁８２には長円形状（円弧状）のＢポート８４およびＡポート８３が左右対称に形成されていた。
【０００４】
図６は片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムを示す。この図６に示すように、シリンダ本体３１ａの片側からピストンロッド３１ｂが突出し、ティラー６２とともに移動するため、図７の両ロッドシリンダ６１のように反対側へピストンロッド６１ｂが突出して船体Ａと干渉するおそれがなく、取付に要するスペースも小さくて済むなどの長所がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムにおいても、次のような解決しなければならない課題がある。すなわち、
図６(ｂ)に示される片ロッドシリンダ３１の内部構造から明らかなように、ピストンロッド３１ｂを右方向に移動するのに必要な圧油量が左方向の移動に必要な圧油量に比べて少ない（ピストンロッド３１ｂの容積分）。つまり、操舵ハンドル４０を例えば６回転しなければピストンロッド３１ｂが左方向に全ストローク（行程）移動しないのに対し、３回転でピストンロッド３１ｂは右方向に全ストローク移動する。したがって、ティラー６２の中立位置から船を右側へ操舵するときの操舵ハンドル４０の回転数に対応する舵の回転角度と左側へ操舵するときの回転数に対応する舵の回転角度が異なるから、ハンドル４０の操作が非常に難しく熟練を要する。
【０００６】
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムにおいて操舵ハンドルをいずれの方向に回転操作してもピストンロッドの突出長さ（操舵ハンドル１回転当たり）が等しく、操舵が容易な遠隔操舵システムに好適な、安価で構造が複雑にならず、製作が容易な油圧ピストンポンプと、同油圧ピストンポンプを備え片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムとを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明にかかる手動油圧ピストンポンプは、シリンダブロックの円周方向に間隔をあけて設けた複数のシリンダ内にそれぞれ往復移動自在にピストンをスプリングを介在させて嵌挿するとともに、前記スプリングの付勢方向に配した斜板に前記各ピストンを摺接させ、前記斜板に対し前記シリンダブロックを相対回転させることにより前記ピストンを移動させ、分配弁およびパイロット付き流量制御弁を介して前記シリンダ内の圧油を吐出する一方、前記シリンダ又はタンク内に圧油を吸い込む油圧ピストンポンプにおいて、前記分配弁の一対の円弧形状ポートのうちの一方のポートの円周方向の長さ（円周方向の角度）を他方に比べて短くして（狭くして）吐出圧油量を所定量制御するとともに、その制御するポートの円周方向の両側に前記所定量に相応する大きさのタンクポートを設けている。
【０００８】
したがって、本発明にかかる手動油圧ピストンポンプを片ロッドタイプの遠隔操舵システムで使用すれば、片ロッドシリンダの容積の小さい方に圧油を吐出する場合には、ポンプからの圧油の一部（余剰油）が前記分配弁のタンクポートから油圧ピストンポンプ内のタンク内に排出（分流）されロッド側の前記シリンダへ供給される圧油量が制御され、また容積の大きい方に圧油を吐出する場合には、ポンプからの圧油がタンク内には排出（分流）されず、全てシリンダに吐出されるので、ピストンロッドを同一長さ移動させるのに必要な操舵ハンドルの回転回数が左右どちらの方向でも等しくなる。
【０００９】
請求項２記載のように、前記分配弁の一対の円弧状ポートのうちの一方のポートの幅を狭くして吐出圧油量を制御するとともに、その制御するポートの半径方向の内側又は外側に前記制御量に相応する大きさの円弧状タンクポートを設け、他方の円弧状ポートの幅方向の範囲内にあって前記幅狭のポートに連通する圧油通路の開口と前記タンクポートに連通する圧油通路の開口を、前記シリンダブロックの底端に設けることができる。
【００１０】
本発明にかかるポンプにおいても、請求項１のポンプと同様に片ロッドシリンダの左右のシリンダ間の容積差分（余剰油）がタンクポートからポンプ内のタンクに排出（分流）されるので、例えば請求項１にかかる遠隔操舵システム（図５）において、ピストンロッドを同一長さ移動させるのに必要な操舵ハンドルの回転回数が左右どちらの方向も等しくなる。
【００１１】
請求項３記載のように、シリンダブロックの円周方向に間隔をあけて設けた複数のシリンダ内にそれぞれ往復移動自在にピストンをスプリングを介在させて嵌挿するとともに、前記スプリングの付勢方向に配した斜板に前記各ピストンを摺接させ、前記斜板に対し前記シリンダブロックを相対回転させることにより前記ピストンを移動させ、分配弁およびパイロット付き流量制御弁を介して前記シリンダ内の圧油を吐出する一方、前記シリンダ又はタンク内に圧油を吸い込む油圧ピストンポンプにおいて、前記シリンダブロックの円周方向のシリンダの内側又は外側に複数の第２シリンダを円周方向に間隔をあけて設け各第２シリンダ内にそれぞれ往復移動自在にピストンをスプリングを介在させて嵌挿するとともに、前記スプリングの付勢方向に配した斜板に前記各ピストンを摺接させ、前記分配弁の一対の円弧状ポートの内側で前記各第２シリンダに連通する位置に円弧状幅狭ポートをそれぞれ設け、それらの幅狭ポートの一方をタンクポートにしてもよい。
【００１２】
本発明のポンプを使用すれば、片ロッドシリンダにおける容積の小さい側のシリンダへの圧油の吐出は、容積の大きい側のシリンダとの容積差分（余剰油）がタンクポートからポンプ内のタンクに排出されるので、上記した片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムにおいて、操舵ハンドルの必要な回転回数が左右どちらの方向も等しくなる。本発明のポンプの場合、構造がやや複雑になるが、特に斜板の内面にピストンストロークを従来のそれと変更するためのカム面を形成しなくても、ピストンの移動が連続してスムーズに行われる。
【００１３】
上記した請求項１に記載の手動油圧ピストンポンプにおいて、請求項４記載のように、前記前記斜板を非軸受方式とし、そのピストン摺接面を、ピストンの移動方向が反対方向に変わる回転位置付近の一定の領域でピストンの移動量が０又は０に近くなるカム面に形成することが望ましい。
【００１４】
本発明のポンプは、ピストンストロークを例えば図３ ( ａ ) に示すように変更することによって、ピストンの移動方向が変わる位置の近傍における一定の領域でのシリンダポートの切り替わりを防止したので、ピストンの移動が連続してスムーズに行われる。
【００１５】
請求項５記載のように、上記した請求項１又は３記載の手動油圧ピストンポンプにおいて、前記斜板をベアリング式斜板にするほうがよい。請求項５のポンプでは、ピストンの移動方向が変わる位置の近傍では、シリンダポートの切り替わりがないので、ピストンをシリンダに沿って移動させる斜板をベアリング式斜板にすることにより、ピストンの円周方向への回転が円滑になる。
【００１６】
請求項６にかかる片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムは、操舵ハンドルの回転方向および回転数に応じて油圧ピストンポンプ、油圧配管およびこれに接続された油圧シリンダを介して舵を遠隔操作する遠隔操舵システムにおいて、前記油圧シリンダとして片ロッドシリンダを使用するとともに、前記油圧ピストンポンプとして前記請求項１〜５のいずれか記載の手動油圧ピストンポンプを使用し、前記片ロッドシリンダの一方のポートと前記手動油圧ピストンポンプの一方のポートとを油圧配管で接続するとともに、前記片ロッドシリンダの他方のポートと前記手動油圧ピストンポンプの他方のポートとを別の油圧配管で接続し、前記操舵ハンドルをいずれの方向に回転させてもハンドルの回転数に応じて前記ピストンロッドが左右等長移動するように構成したことを特徴とする。
【００１７】
上記構成を有する請求項６記載の遠隔操舵システムによれば、操舵ハンドルを左右（時計方向・反時計方向）どちらの方向にも同一回転数を回すことにより、片ロッドシリンダのピストンロッドｂが同一長さ移動して操舵が行われるから、操作が簡単で熟練を要さない。また、片ロッドシリンダを用いた従来の遠隔操舵システムにおいて手動油圧ピストンポンプを交換しただけの構造であり、構造的にも複雑にならず、安価に最新の遠隔操舵システムが達成できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の遠隔操舵システムとこのシステムに使用する油圧ピストンポンプの実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１実施例にかかる油圧ピストンポンプで、図１(ａ)は中央縦断面図、図１(ｂ)は図１(ａ)のｂ−ｂ線断面図、図２はその油圧系統図である。図３(ａ)はピストンストロークと分配弁圧油通路の関係を示す模式図、図３(ｂ)は図１(ａ)の分配弁のＡ−Ａ線断面図である。
【００２１】
図１に示すように、１はアキシャル型ボールピストン型側板式油圧ポンプで、この油圧ポンプ１は、ハウジング２内にシリンダブロック３がラジアル軸受４を介して回動自在に配装されている。ハウジング２の先端面中央部から駆動軸５の一端がポンプ１内に挿入され、シリンダブロック３に螺合され、駆動軸５に一体回転可能に取り付けられる操舵ハンドル４０（図６参照）により駆動軸５を手動で回転させることによりシリンダブロック３が一体的に回転する。シリンダブロック３には、駆動軸５を中心にその周囲に円周方向に間隔をあけて複数（５本、７本など）のシリンダ６が駆動軸５と平行に貫通して穿設され、各シリンダ６にはボール状ピストン７が摺動自在に嵌挿されている。ハウジング２内の空間部は油タンク８に構成され、このタンク８内の先端部側にカム式の斜板９が回転しないように固設されている。
【００２２】
シリンダ６内の基端側にはコイルスプリング１０が介装され、ピストン７を斜板９側に付勢しており、斜板９の内面にピストン７が摺接している。斜板９の内面（ピストン摺接面）は、後述するように駆動軸５と平行な軸方向にピストン７を押引する凹凸のカム面９ａに形成されている。つまり、本例では斜板９にカムプレートが使用されている。シリンダブロック３の底端側に、側板式分配弁１１が回転しないように固設され、この分配弁１１のポート１１ａ〜１１ｄに連通する圧油通路１２がシリンダ６から穿設されている。分配弁１１のさらに基端側にパイロット付き流量制御弁１４が軸線に直交する方向に摺動自在に配設され、このパイロット付き流量制御弁１４および分配弁１１の間の２本の圧油通路と油タンク８との間の圧油通路に、図２のようにサクション式チェックバルブ（逆止弁）１３が介設されている。パイロット付き流量制御弁１４のさらに基端側（ポンプ１底端）にＡ・Ｂの２つのポート（ポンプポートともいう）１５・１６が設けられている。なお、チェックバルブ（逆止弁）１３は、油圧ポンプ１の使用開始時にシリンダ６内等に溜まっているエア抜きをする際に開放され、タンク８内の油が油圧ポンプ１内に吸い込まれる。
【００２３】
図３(ｂ)に示すように、分配弁１１には中心線Ｓ−Ｓを挟んで右側に円弧状（長円形状）のＡポート１１ａが、左側にＡポート１１ａに比べて円周方向長さを短くした（言い換えれば円周方向角度を狭くした）Ｂポート１１ｂが形成されている。またＢポート１１ｂを挟んで円周方向の両側の中心線Ｓ−Ｓ付近に細幅のタンクポート１１ｃと１１ｄがそれぞれ形成されている。Ａポート１１ａは従来のＡポート（図９(ｂ)参照）と同一である。また斜板９の内面（ピストン摺接面）を図３(ａ)に示すピストンストロークになるように、ピストン７のストロークを制御するためのピストン７の移動方向に凹凸の連続するカム面９ａに形成した。これは従来のピストンストローク（図９(ａ)参照）のままでは、ピストン７の移動方向が逆向きに変化する位置でＢポート１１ｂとタンクポート１１ｃ又はタンクポート１１ｄとが切り替わることになるためにピストン７の動作が不連続（ぎくしゃく）になり、圧油がスムーズに吐出しないからである。しかし、ピストンストロークを図３(ａ)のようにピストン７の移動方向が逆向きに変化する位置およびその近傍の一定の領域ではピストンストロークが０又は０近くになるように変更したので、ピストン７の動作が連続的に行われ、スムーズに圧油が吐出するようになった。なお、図１(ａ)および図２中の符号１７・１８はタンク８への注油口で、１８ａは注油路である。
【００２４】
上記のように構成した本実施例にかかる油圧ピストンポンプ１を、上記した図６に示す遠隔操舵システム３０において手動油圧ピストンポンプとして使用し、Ａポート１５と図６の片ロッドシリンダ３１のＢポート３３とを油圧配管３５で接続するとともに、Ｂポート１６と片ロッドシリンダ３１のＡポート３２とを油圧配管３４で接続する。この状態で、駆動軸５に一体回転可能に取り付けられた操舵ハンドル４０を中立位置（図３(ａ)の０°）から反時計方向に回転すると、例えば、上死点に位置するピストン７が回転角度１０°を超えたときに基端側への移動を開始し、圧油がタンクポート１１ｃからタンク８内に吐出されたのち、Ｂポート１１ｂからパイロット付き流量制御弁１４およびＡポート１５を順に経て片ロッドシリンダ３１のＢポート３２へ吐出される。そして回転角度１６０°付近まで圧油がＢポート３２へ吐出されたのち、再びタンクポート１１ｄからタンク８へ吐出され、１９０°付近でピストン７の向きが先端方向に変わって移動が開始されることにより、片ロッドシリンダ３１内の圧油がＡポート３３からＢポート１６およびパイロット付き流量制御弁１４を順に経てＡポート１１ａからポンプ１に吸い込まれ始める。
【００２５】
図６(ｂ)に示す片ロッドシリンダ３１の内部構造から明らかなように、ピストンロッド３１ｂのピストン３１ｃを挟んで右側のシリンダ容積が左側のシリンダ容積に比べて大きく、両者に容積差がある。このため、従来の手動ピストンポンプ（図８参照）ではピストンロッド３１ｂを同一長さ移動させるのに、操舵ハンドル４０の回転回数が左右で違っていたが、本実施例のポンプ１を使用した場合には操舵ハンドル４０の必要な回転回数が左右どちらの方向も等しくなる。これは、左側のシリンダ３１ａ−Ｌに圧油を吐出する場合には、右側のシリンダ３１ａ−Ｒとの容積差分（余剰油）がタンクポート１１ｃ・１１ｄからタンク８に排出されるからである。また、左側のシリンダ３１ａ−Ｌ内の圧油を吸い込む場合には逆に、容積差分がタンクポート１１ｃ・１１ｄを経てタンク８からシリンダ６内に吸い込まれるからである。
【００２６】
ところで、ポンプ１のＢポート１６から圧油が右側のシリンダ３１ａ−Ｒに吐出されるときは、図２に示すパイロット付き流量制御弁１４が右側からのパイロット圧を受けて左側に最大限移動し、Ｂポート１６から圧油が吐出されるとともに、Ａポート１５からシリンダ６とタンク８へ圧油が吸い込まれる。また、本実施例のポンプ１は、上記したとおり固定した斜板９の内面をカム面９ａに形成して、ピストン７のストロークを図３(ａ)に示すように変更し、ピストン７の移動方向が逆向きに変化するところでのＢポート１１ｂとタンクポート１１ｃ・１１ｄ間での切り替わりを防止したので、ピストン７の動作もスムーズに行われる。この結果、本実施例にかかる油圧ピストンポンプ１を備えた遠隔操舵システム３０にあっては、片ロッドシリンダを用いた従来の遠隔操舵システムにおいて手動油圧ピストンポンプを交換しただけの構造であり、しかも操舵ハンドル４０を左右（時計方向・反時計方向）どちらの方向にも同一回転数を回すことにより、片ロッドシリンダ３１のピストンロッド３１ｂが同一長さ移動して操舵が行われるから、操作が簡単で熟練を要さず、また構造的にも複雑にならず、安価に最新の遠隔操舵システムが達成できる。
【００２７】
図４は手動油圧ピストンポンプの別の実施例を示すもので、図４(ａ)は分配弁の正面図、図４(ｂ)はシリンダブロックの底面を示す図４(ｄ)のｂ−ｂ線矢視図、図４(ｃ)はシリンダブロックの上面を示す図４(ｄ)のｃ−ｃ線矢視図図、図４(ｄ)はシリンダブロックの概要断面図である。
【００２８】
本実施例のピストンポンプ２１が上記実施例と異なるところは、図４(ａ)に示すように、分配弁２２には中心線Ｓ−Ｓを挟んで右側に幅を広げた円弧状（長円形状）のＡポート２２ａを設け、左側にＡポート２２ａよりかなり幅が狭いが円周方向長さ（円周方向角度）の等しいＢポート２２ｂを形成するとともに、Ｂポート２２ｂの内側に幅が狭くかつ円周方向長さ（円周方向角度）の等しい円弧状（長円形状）のタンクポート２２ｃを形成している。またタンクポート２２ｃは、Ａポート２２ａの幅方向の範囲内に配置している。さらにシリンダブロック２３には、図４(ｃ)・図４(ｄ)に示すように本例では６つのシリンダ２４が円周方向に等間隔に設けられているが、図４(ｂ)に示すように６つのシリンダ２４のうちの３つにタンクポート２２ｃ（およびＡポート２２ａ）に連通する半径の短い小径円ｒ上に等間隔に設けられる開口（シリンダブロック２３の底面の開口、シリンダポートともいう）２５を、また残りの３つにＢポート２２ｂ（およびＡポート２２ａ）に連通する半径の長い大径円Ｒ上に等間隔に設けられる開口（シリンダブロック２３の底面の開口、シリンダポートともいう）２６をそれぞれ穿設している。なお、その他の構成については上記した第１実施例と共通するので，説明を省略する。
【００２９】
本実施例のポンプ２１によれば、左側のシリンダ３１ａ−Ｌに圧油を吐出する場合には、右側のシリンダ３１ａ−Ｒとの容積差分（余剰油）がタンクポート２２ｃからタンク８に排出されるので、遠隔操舵システム３０（図６）において、操舵ハンドル４０の必要な回転回数が左右どちらの方向も等しくなる。また、本実施例のポンプ２１の場合、図４(ａ)のＳ−Ｓ線上から円周方向に離れた角度の位置にＡポート２２ａ・Ｂポート２２ｂ・Ｃポート２２ｃの開口端が位置するので、上記実施例と違ってピストン７の移動方向が逆向きに変わる位置にポート２２ａ〜２２ｃの開口端がないので、上記実施例のように斜板９をケーシング内に固定するカム方式にする必要がなく、したがって、図示は省略するが斜板９を従来のポンプ（図８の符号７０参照）と同様のベアリング式斜板（図８の符号８０参照）にすることができるので、ピストン７の往復運動が一層円滑に行われるようになる。
【００３０】
図５は手動油圧ピストンポンプのさらに別の実施例を示すもので、図５(ａ)は分配弁の正面図、図５(ｂ)はシリンダブロックの底面を示す図５(ｄ)のｂ−ｂ線矢視図、図５(ｃ)はシリンダブロックの上面を示す図５(ｄ)のｃ−ｃ線矢視図、図５(ｄ)はシリンダブロックの概要断面図である。
【００３１】
本実施例のピストンポンプ５１が上記二つの実施例と異なるところは、図５（ａ）に示すように、分配弁５２には中心線Ｓ−Ｓを挟んで左側に、幅の狭い円弧状（長円形状）のＢポート５２ｂと、この内側にも幅の狭い円弧状（長円形状）のＢ’ポート５２ｄを設けるとともに、右側に幅の狭い円弧状（長円形状）のＡポート５２ａと、この内側にも幅の狭い円弧状（長円形状）のＡ’ポート５２ｃを、Ｂポート５２ｂおよびＢ’ポート５２ｄと左右対称に設けている。そして、Ｂ’ポート５２ｄを油タンク８に連通してタンクポートに構成している。
また、シリンダブロック５３には、図５(ｃ)・図５(ｄ)に示すように半径方向に間隔を設けた２重円上の外周側円Ｒ上にシリンダ５４を円周方向に間隔をあけて５つ設け、内周側円ｒ上にもシリンダ５５を円周方向に間隔をあけて５つ設けている。各シリンダ５４・５５にはそれぞれボールピストン７をそれぞれ嵌挿し、コイルスプリング１０によりベアリング式斜板（図示せず）に対しピストン７を押し付けている。図５(ｂ)に示すように、外周側の各シリンダ５４にはＡポート５２ａとＢポート５２ｂに連通する開口（シリンダブロック５３の底面の開口、シリンダポートともいう）５６を穿設し、また内周側の各シリンダ５５にはＡ’ポート５２ｃとＢ’ポート５２ｄに連通するその開口（シリンダブロック５３の底面の開口、シリンダポートともいう）５７を穿設している。本実施例の場合も、図４の実施例と同様に図５(ａ)の中心線Ｓ−Ｓからかなり離れた角度の位置に各ポートの開口端が位置するので、図示は省略するが斜板９を従来のポンプ（図８の符号７０参照）と同様のベアリング式斜板（図８の符号８０参照）にすることができる。その他の構成については上記した第１実施例と共通するので，説明を省略する。
【００３２】
本実施例のポンプ５１を使用した場合、左側のシリンダ３１ａ−Ｌへの圧油の吐出は、右側のシリンダ３１ａ−Ｒとの容積差分（余剰油）がタンクポートであるＢ’ポート５２ｄからタンク８に排出されるので、遠隔操舵システム３０（図５）において、操舵ハンドル４０の必要な回転回数が左右どちらの方向も等しくなる。ただし、シリンダおよびピストンの本数が増えるので、構造が複雑で製作費がやや高くなる。
【００３３】
上記に油圧ピストンポンプの３つの実施例を示したが、下記のように実施することができる。
▲１▼ 斜板式に限らず、斜軸式のピストンポンプについても同様に実施できる。
▲２▼ 上記実施例で示したボールピストン型側板式油圧ポンプだけでなく、プランジャー型ピントル式油圧ポンプについても適用できることは言うまでもない。
▲３▼ 本発明の油圧ピストンポンプは、上記した遠隔操舵システム以外にも、ポンプの回転方向で吐出する圧油の量に差異が要求されるシステムに適用できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明の油圧ピストンポンプおよび片ロッドシリンダを備えた遠隔操舵システムには、次のような優れた効果がある。
【００３５】
(1) 請求項１〜５のいずれか記載の油圧ピストンポンプを用いれば、片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムにおいて操舵ハンドルをいずれの方向に回転操作してもピストンロッドの突出長さ（移動長さ）が等しくなるため、操舵が容易で経験や練習等を要しない。
【００３６】
(2) 請求項１〜５のいずれか記載の油圧ピストンポンプを用いた請求項６記載の遠隔操舵システムでは、ピストンロッドのピストンを挟んで右側のシリンダ容積が左側のシリンダ容積に比べて大きく、両者に容積差があっても、左右のシリンダ間の容積差分（余剰油）がタンクポートからタンクへ排出され、操舵ハンドルの必要な回転数が左右どちらの方向にも等しくなる。
【００３７】
(3) 請求項１記載の油圧ピストンポンプは、片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムに好適で、構造が複雑にならず、製作が容易で、安価に最新の遠隔操舵システムが達成できる。
【００３８】
(4) 請求項２記載の油圧ピストンポンプは、請求項１のポンプと同様に片ロッドシリンダの左右のシリンダ間の容積差分（余剰油）がタンクポートからタンクに排出されるので、操舵ハンドルの必要な回転回数が左右どちらの方向も等しくなる。特に斜板の内面にピストンストロークを従来のそれと変更するためのカム面を形成しなくても、ピストンの移動が連続してスムーズに行われる。
【００３９】
(5) 請求項３記載の油圧ピストンポンプでは、請求項１および２のポンプとほぼ同様な効果が達成されるほか、それらのポンプに比べて構造がやや複雑になる反面、特に斜板の内面にピストンストロークを従来のそれと変更するためのカム面を形成しなくても、ピストンの移動が連続してスムーズに行われる。
【００４０】
(6) 請求項４記載の油圧ピストンポンプでは、請求項１の油圧ピストンポンプにおいてピストンストロークが従来のそれから変更されることによって、ピストンの移動方向が逆に変わる位置の近傍における一定の領域でのシリンダポート間での切り替わりが防止されるので、ピストンの移動が連続してスムーズに行われる。
【００４１】
(7) 請求項５記載の油圧ピストンポンプでは、請求項１又は３の油圧ピストンポンプにおいてピストンをシリンダに沿って移動させる斜板をベアリング式斜板にすることにより、ピストンの円周方向への回転が円滑になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる油圧ピストンポンプで、図１(ａ)は中央縦断面図、図１(ｂ)は図１(ａ)のｂ−ｂ線断面図である。
【図２】図１に示す油圧ピストンポンプを備えた片ロッドシリンダ方式の遠隔操舵システムの油圧系統図である。
【図３】図３(ａ)はピストンストロークと分配弁圧油通路の関係を示す模式図、図３(ｂ)は図１(ａ)の分配弁のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明にかかる手動油圧ピストンポンプの第２実施例を示すもので、図４(ａ)は分配弁の正面図、図４(ｂ)はシリンダブロックの底面を示す図４(ｄ)のｂ−ｂ線矢視図、図４(ｃ)はシリンダブロックの上面を示す図４(ｄ)のｃ−ｃ線矢視図図、図４(ｄ)はシリンダブロックの概要断面図である。
【図５】本発明にかかる手動油圧ピストンポンプの第３実施例を示すもので、図５(ａ)は分配弁の正面図、図５(ｂ)はシリンダブロックの底面を示す図５(ｄ)のｂ−ｂ線矢視図、図５(ｃ)はシリンダブロックの上面を示す図５(ｄ)のｃ−ｃ線矢視図、図５(ｄ)はシリンダブロックの概要断面図である。
【図６】本発明の手動油圧ピストンポンプを備えた片ロッドシリンダ方式の一般的な遠隔操舵システムを示す摸式図である。
【図７】両ロッドシリンダ方式の一般的な遠隔操舵システムを示す摸式図である。
【図８】従来の一般的な油圧ピストンポンプを示す中央縦断面図である。
【図９】図９(ａ)は図８のポンプのピストンストロークと分配弁圧油通路の関係を示す模式図、図９(ｂ)は図８のポンプの分配弁のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１・２１・５１ 油圧ピストンポンプ
３ シリンダブロック
５ 駆動軸
６ シリンダ
７ ピストン
８ 油タンク
９ 斜板
９ａカム面
１０ コイルスプリング
１１・２２・５２ 分配弁
１１ａ〜１１ｄ・１５・１６・３２・３３ ポート
１４ 出口弁
３０ 遠隔操舵システム
３１ 片ロッドシリンダ
４０ 操舵ハンドル
Claims (6)
- シリンダブロックの円周方向に間隔をあけて設けた複数のシリンダ内にそれぞれ往復移動自在にピストンをスプリングを介在させて嵌挿するとともに、前記スプリングの付勢方向に配した斜板に前記各ピストンを摺接させ、前記斜板に対し前記シリンダブロックを相対回転させることにより前記ピストンを移動させ、分配弁およびパイロット付き流量制御弁を介して前記シリンダ内の圧油を吐出する一方、前記シリンダ又はタンク内に圧油を吸い込む油圧ピストンポンプにおいて、
前記分配弁の一対の円弧形状ポートのうちの一方のポートの円周方向の長さを他方に比べて短くして吐出圧油量を所定量制御するとともに、その制御するポートの円周方向の両側に前記所定量に相応する大きさのタンクポートを設けたことを特徴とする手動油圧ピストンポンプ。 - 前記分配弁の一対の円弧状ポートのうちの一方のポートの幅を狭くして吐出圧油量を制御するとともに、その制御するポートの半径方向の内側又は外側に前記制御量に相応する大きさの円弧状タンクポートを設け、他方の円弧状ポートの幅方向の範囲内にあって前記幅狭のポートに連通する圧油通路の開口と前記タンクポートに連通する圧油通路の開口を、前記シリンダブロックの底端に設けたことを特徴とする請求項１記載の手動油圧ピストンポンプ。
- シリンダブロックの円周方向に間隔をあけて設けた複数のシリンダ内にそれぞれ往復移動自在にピストンをスプリングを介在させて嵌挿するとともに、前記スプリングの付勢方向に配した斜板に前記各ピストンを摺接させ、前記斜板に対し前記シリンダブロックを相対回転させることにより前記ピストンを移動させ、分配弁およびパイロット付き流量制御弁を介して前記シリンダ内の圧油を吐出する一方、前記シリンダ又はタンク内に圧油を吸い込む油圧ピストンポンプにおいて、
前記シリンダブロックの円周方向のシリンダの内側に複数の第２シリンダを円周方向に間隔をあけて設け各第２シリンダ内にそれぞれ往復移動自在にピストンをスプリングを介在させて嵌挿するとともに、前記スプリングの付勢方向に配した斜板に前記各ピストンを摺接させ、前記分配弁の一対の円弧状ポートの内側又は外側で前記各第２シリンダに連通する位置に円弧状幅狭ポートをそれぞれ設け、それらの幅狭ポートの一方をタンクポートにしたことを特徴とする手動油圧ピストンポンプ。 - 前記斜板を非軸受方式とし、そのピストン摺接面を、ピストンの移動方向が反対方向に変わる回転位置付近の一定の領域でピストンの移動量が０又は０に近くなるカム面に形成したことを特徴とする請求項１記載の手動油圧ピストンポンプ。
- 前記斜板をベアリング式斜板にしたことを特徴とする請求項１又は３記載の手動油圧ピストンポンプ。
- 操舵ハンドルの回転方向および回転数に応じて油圧ピストンポンプ、油圧配管およびこれに接続された油圧シリンダを介して舵を遠隔操作する遠隔操舵システムにおいて、
前記油圧シリンダとして片ロッドシリンダを使用するとともに、前記油圧ピストンポンプとして前記請求項１〜５のいずれか記載の手動油圧ピストンポンプを使用し、
前記片ロッドシリンダの一方のポートと前記手動油圧ピストンポンプの一方のポートとを油圧配管で接続するとともに、前記片ロッドシリンダの他方のポートと前記手動油圧ピストンポンプの他方のポートとを別の油圧配管で接続し、前記操舵ハンドルをいずれの方向に回転させてもハンドルの回転数に応じて前記ピストンロッドが左右等長移動するように構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の手動油圧ピストンポンプを備えた遠隔操舵システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02809698A JP3989607B2 (ja) | 1997-02-18 | 1998-02-10 | 片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムと同システムに使用する手動油圧ピストンポンプ |
| US09/024,261 US6055809A (en) | 1998-02-10 | 1998-02-17 | Remote steering system with a single rod cylinder and manual hydraulic piston pump for such a system |
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| JP3384297 | 1997-02-18 | ||
| JP9-33842 | 1997-02-18 | ||
| JP02809698A JP3989607B2 (ja) | 1997-02-18 | 1998-02-10 | 片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムと同システムに使用する手動油圧ピストンポンプ |
| US09/024,261 US6055809A (en) | 1998-02-10 | 1998-02-17 | Remote steering system with a single rod cylinder and manual hydraulic piston pump for such a system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10291497A JPH10291497A (ja) | 1998-11-04 |
| JP3989607B2 true JP3989607B2 (ja) | 2007-10-10 |
Family
ID=27286078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02809698A Expired - Lifetime JP3989607B2 (ja) | 1997-02-18 | 1998-02-10 | 片ロッドシリンダを用いた遠隔操舵システムと同システムに使用する手動油圧ピストンポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3989607B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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| KR101468999B1 (ko) * | 2013-05-28 | 2014-12-04 | 김세진 | 헬름 펌프 |
-
1998
- 1998-02-10 JP JP02809698A patent/JP3989607B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10291497A (ja) | 1998-11-04 |
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