JP6515171B1 - 操舵装置及び船舶 - Google Patents

操舵装置及び船舶 Download PDF

Info

Publication number
JP6515171B1
JP6515171B1 JP2017241902A JP2017241902A JP6515171B1 JP 6515171 B1 JP6515171 B1 JP 6515171B1 JP 2017241902 A JP2017241902 A JP 2017241902A JP 2017241902 A JP2017241902 A JP 2017241902A JP 6515171 B1 JP6515171 B1 JP 6515171B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
rudder
hydraulic cylinder
shaft
support shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017241902A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019107984A (ja
Inventor
栗林 定友
定友 栗林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kay Seven Co Ltd
Original Assignee
Kay Seven Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kay Seven Co Ltd filed Critical Kay Seven Co Ltd
Priority to JP2017241902A priority Critical patent/JP6515171B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6515171B1 publication Critical patent/JP6515171B1/ja
Publication of JP2019107984A publication Critical patent/JP2019107984A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

【課題】舵角の全域において舵板をスムーズに回動させることができる駆動手段を備える操舵装置を提供する。【解決手段】駆動手段を、舵板を支持する上下方向に延在する舵軸と、舵軸の径方向に延在する連結アームと、連結アームの先端部に上下方向に延在する支軸と、支軸にロッド先端部を回転自在に固定した一対の油圧シリンダで構成し、舵板が中立姿勢状態から最大舵角姿勢状態の間に、いずれか一方の油圧シリンダの長手方向の軸心が、舵軸を中心として回動する支軸の回転軌跡の接線に沿って設ける。【選択図】図3

Description

本発明は、船舶の操舵装置であって、舵角を従来の舵角限度70°を超えて舵軸を回転可能とするにあたり、最大舵角付近での必要操舵力を減じて低速時でもスラスター同様の操船能力を提供して、油圧シリンダの配置に特徴を有する操舵装置に関し、水上船舶に好適、機械設置スペースに制約のある小型船にも有利な操舵装置である。
従来、貨物船等の一般船舶の舵は、通常、操舵機の回転角度を左右±35°ずつ、合計70°とし、舵の舵角も同じく合計70°とされる。舵の舵角を拡げるには、ピストンロッド1本の往復動を回転動に変換する動力伝達手段では、ピストンロッドへの作用角であるクランク角が鋭角になりすぎるという問題がある。
特許文献1は、従来技術の典型であるラムおよびシリンダ方式のラプソンスライド型の駆動機構を開示している(特許文献1の図7参照)。
ここに、転舵角幅を特許文献1の図7の左右合計でΘラジアンとすれば、舵軸に作用するトルクTは、ひとつの油圧シリンダ力Fに対し、フォークの動径をRとして、
T=FRsin{(π−Θ)/2}・・・(1)
である。
レシプロ型内燃機関のピストンクランク機構に類似させ、次式2に示すクランク角θは式(2)によってあらわすことができる。
θ={(π−Θ)/2}・・・(2)
式(2)からわかるように、転舵角幅が70°をはるかに超え、例えば、140°となれば油圧シリンダ力は、従来比2.5倍の性能強化を要する。通常、ラプソンスライド型に用いる油圧シリンダは単動タイプであり、これに適用する油圧シリンダは大型化する。
使用可能な油圧に限度があることから、シリンダの大口径化を図れば高コストに繋がるし、特許文献1図6に示されるように、高出力化による付帯設備の大型化、あるいは、長ストロークによる設置面積の増加は、特に小型船で問題となる。
また、式(2)から明らかなように、ラプソンスライド型の場合に、広い舵角を実現しようとすると、動径R(特許文献1図6では動径30)を小とするか、油圧シリンダのストロークSを長くするか、少なくともいずれかを要する。そして、ストック中心軸線を中心として両端の最大舵角近傍では、操舵トルクは舵角範囲で最低となる。
しかるに、舵角限界付近では、流体抵抗も大となり、舵角を従来よりも大とするならば、より大きな操舵トルクを生成する必要がある。
一方、小型船では、スラスターを備えず、大型船に比べ主舵のみで小回りの効く操舵能力が求められる。低速時の操船においては、最大舵角付近でプロペラを高速回転し操船能力を増すことが望ましいというニーズもある。
トランクピストン型の駆動機構は、油圧シリンダ駆動機構を2セット使用し、同じ油圧シリンダを用いても発生操舵トルクを2倍にするが、操舵中立点から所望の舵角70°以上、例えば、140°以上の舵角を得ようとすれば、クランク角が鋭角になり過ぎる問題は上述のラプソンスライド型と変わらない。
このような従来装置では、最大舵角付近では、作用角が鋭角となって十分に舵力を発生できず、プロペラの高速回転が不可能となり大きな舵角をとって急旋回するに足る推力をプロペラスクリューに与えることができないという問題も発見された。
また、最大舵角付近では、不用意に舵板が回転する、水流に負けてしまい舵の制御を失うという安全性の課題も見出された。
他方、1軸推進に対して2舵の操船の船舶では、緊急時の急停止には、舵が船体に対して大きな舵角で回転させることが求められる。プロペラ後方に2枚の舵板を配し、2舵の共同によりプロペラ後方を遮蔽するように大きな舵角をとり、大きな制動力を提供することが可能となり、1軸推進2舵操船の採用を提案している。ある商用技術では、広い舵角を実現する仕組みとして、ロータリーベーン式の油圧駆動機構を提案している(特許文献2、非特許文献1,2)。しかし、経済的に実用的、保守性、耐久性に優れる適当なものは、なお、検討の余地がある。ロータリーベーン方式は、ロータリーベーン部位自体に様々な技術課題を伴うからである。
このように、1枚舵であっても2枚舵であっても、従来技術は、十分に実用的な操舵装置を提供できていない。
特開平9−150795号公報 特許第2968265号公報
新・舵取機械・舵システムの新しい概念―シリングラダ―、ロータリーベーン舵取機、ベクツィン・ラダーシステム(1)日本マリンエンジニアリング学会誌、第45巻 第2号 P93−99 新・舵取機械・舵システムの新しい概念―シリングラダ―、ロータリーベーン舵取機、ベクツィン・ラダーシステム(2)日本マリンエンジニアリング学会誌、第45巻 第3号 P97−104
そこで、本発明は、舵角の全域において舵板を船舶の操舵に十分な舵力を生成させ、船舶をよりスムーズに回動させることができる駆動手段を備える操舵装置を提供することにある。
<請求項1に係る発明>
舵板を回動する駆動手段を備えた操舵装置であって、
前記舵板を、スクリュー軸の左側に設けられる左舵板と、該スクリュー軸の右側に設けられる右舵板で形成し、
前記左舵板を駆動する左駆動手段を、前記左舵板を支持する上下方向に延在する舵軸と、該左舵軸の径方向に延在する連結アームと、該左連結アームの先端部に上下方向に延在する支軸と、該左支軸にロッド先端部を回転自在に固定した第1左油圧シリンダと第2左油圧シリンダで構成し、
前記右舵板を駆動する右駆動手段を、前記右舵板を支持する上下方向に延在する右舵軸と、該右舵軸の径方向に延在する右連結アームと、該右連結アームの先端部に上下方向に延在する右支軸と、該右支軸にロッド先端部を回転自在に固定した第1右油圧シリンダと第2右油圧シリンダで構成し、
前記左舵軸の軸心視において、左側最大舵角姿勢時には、前記左舵軸を時計方向にα度回転し、右側最大舵角姿勢時には、前記左舵軸を反時計方向にβ度回転し、
前記右舵軸の軸心視において、左側最大舵角姿勢時には、前記右舵軸を時計方向にβ度回転し、右側最大舵角姿勢時には、前記右舵軸を反時計方向にα度回転し、
前記左側最大舵角姿勢時には、前記第2左油圧シリンダの長手方向の軸心が、前記左舵軸を中心として回動する左支軸の回転軌跡の接線に沿って設けられ、前記第1右油圧シリンダの長手方向の軸心が、前記右舵軸を中心として回動する右支軸の回転軌跡の接線に沿って設けられ、
前記右側最大舵角姿勢時には、前記第1左油圧シリンダの長手方向の軸心が、前記左舵軸を中心として回動する左支軸の回転軌跡の接線に沿って設けられ、前記第2右油圧シリンダの長手方向の軸心が、前記右舵軸を中心として回動する右支軸の回転軌跡の接線に沿って設けられることを特徴とする操舵装置
[作用効果]
圧シリンダは1舵軸あたり二本構成であって、従来、舵トルクが最小となる最大舵角時において、1対の油圧シリンダのうち、いずれか一方の油圧シリンダの長手方向の軸心が、舵軸を中心として回動する支軸の回転軌跡の接線に沿うように油圧シリンダが設けられるから、この場合において、油圧シリンダの往復動力線と、連結アームとは直交し、トルク生成は最大値を与え得る。油圧シリンダが同一の推力で運転されると生成舵トルクは最大舵角姿勢状態時に最大となる。このように、従来とは異なり、クランク角が最低となる最大舵角時でのトルク生成に最大値を与え得る。
<請求項に係る発明>
前記左最大舵角姿勢状態の直前において、前記舵軸と右舵軸の回転トルクが単調増加し、前記右最大舵角姿勢状態の直前において、前記舵軸と右舵軸の回転トルクが単調増加する構成とした請求項記載の操舵装置。
[作用効果]
右側舵角姿勢状態の直前において、前記舵軸の回転トルクが単調増加するから、油圧シリンダの油圧制御をより簡易に行うことができる。
<請求項3に係る発明>
前記α度が30度であり、前記β度が110度であり、
前記左舵板が中立姿勢状態時には、前記第1左油圧シリンダの長手方向の軸心が、前記左舵軸と左支軸の中心を結ぶ仮想線に沿って設け、
前記右舵板が中立姿勢状態時には、前記第1右油圧シリンダの長手方向の軸心が、前記右舵軸と右支軸の中心を結ぶ仮想線に沿って設けた請求項1又は2記載の操舵装置。
<請求項に係る発明>
前記連結アームの先端部に上下方向に延在する2本の支軸を近接して設け、前記第1左油圧シリンダと第2左油圧シリンダのロッド先端部をそれぞれ別の前記支軸に回転自在に固定し、
前記右連結アームの先端部に上下方向に延在する2本の右支軸を近接して設け、前記第1右油圧シリンダと第2右油圧シリンダのロッド先端部をそれぞれ別の前記右支軸に回転自在に固定した請求項1〜のいずれか1項に記載の操舵装置。
[作用効果]
舵板を舵角の全域である左側舵角姿勢状態から右側舵角姿勢状態の全域に亘って、より確実に回動するにあたり、高さ方向に省スペースとなる。
このように、連結アームにロッド先端部をそれぞれ別の前記支軸に回転自在に固定すれば、二つの油圧シリンダの設置高さに差を設ける必要がなく、油圧シリンダの収納高さを抑えることができる効果を与えより好適である。
左側最大舵角姿勢時から舵角右側最大舵角姿勢時の全域において舵板を効率良く回動することができる。
第1実施形態に係る操舵装置の斜視図である。 舵板を中立姿勢にした第1実施形態の操舵装置の油圧シリンダと連結アームの状態を説明する平面図である。 舵板の後部を反時計方向に回転させ右側最大舵角姿勢にした第1実施形態の操舵装置の油圧シリンダと連結アームの状態を説明する平面図である。 舵板の後部を時計方向に回転させ左側最大舵角姿勢にした第1実施形態の操舵装置の油圧シリンダと連結アームの状態を説明する平面図である。 第2実施形態に係る操舵装置の斜視図である。 左右一対の舵板を中立姿勢にした第2実施形態の操舵装置の油圧シリンダと連結アームの状態を説明する平面図である。 左右一対の舵板の後部を反時計方向に回転させ中立姿勢状態から右側最大舵角姿勢の間にした第2実施形態の操舵装置の油圧シリンダと連結アームの状態を説明する平面図である。 左右一対の舵板の後部を時計方向に回転させ中立姿勢状態から左側最大舵角姿勢の間にした第2実施形態の操舵装置の油圧シリンダと連結アームの状態を説明する平面図である。 操舵装置の一対の油圧シリンダの舵角と舵トルクの関係を示すグラフである。 左右一対の舵板を中立姿勢にした第2実施形態の変形例の操舵装置の油圧シリンダと連結アームの状態を説明する平面図である。 左右一対の舵板の後部を時計方向に回転させ中立姿勢状態から左側最大舵角姿勢の間にした第2実施形態の変形例の操舵装置の油圧シリンダと連結アームの状態を説明する平面図である。
<第1実施形態>
図1〜4に示した第1実施形態の操舵装置の構成について説明する。
操舵装置は、舵板30と、舵板30の上面に連結された上下方向に延在する舵軸20と、舵軸20の上部から径方向に延在する連結アーム50と、連結アーム50の先端部に設けられた上下方向に延在する支軸60と、右舷側に配置された油圧シリン100と、左舷側に配置された油圧シリン110とから形成されている。また、舵軸20は、船体(図示省略)の下部に回転自在に支持されている。
油圧シリンダ100の基部、すなわち、シリンダチューブの基部は、連結部材102を介して船体に回転自在に連結され、油圧シリンダ100の先端部、すなわち、シリンダロッドの先端部は、連結部材103を介して支軸60に回転自在に連結されている。また、油圧シリンダ100は、油圧シリンダ100の基部から左舷側に傾斜して配置されている。
油圧シリンダ110の基部、すなわち、シリンダチューブの基部は、連結部材102を介して船体に回転自在に連結され、油圧シリンダ110の先端部、すなわち、シリンダロッドの先端部は、連結部材113を介して支軸60に回転自在に連結されている。また、油圧シリンダ110は、油圧シリンダ110の基部から右舷側に傾斜して配置されている。
図3に示すように、油圧シリンダ100の長手方向の軸心は、最大舵角δ/2時、すなわち、舵軸20を中心として舵板30の後部が反時計方向に最も回転した右側最大舵角姿勢時には、舵軸20を中心として回転する連結アーム50の先端部60に設けられた支軸60の回転軌跡の接線に沿って設けられている。すなわち、油圧シリンダ100の長手方向の軸心を、舵軸20と支軸60の中心を結んだ仮想線Xと直角になるように設けている。これにより、連結アーム50の先端部に設けられた支軸60に、舵軸20を中心に連結アーム50の先端部を反時計方向に回転させる最大のトルクを加えることができる。また、油圧シリンダ110は、油圧シリンダ110の基部から舵角が大きくなるに従って舷側への傾斜が大きくなる。
図4に示すように、油圧シリンダ110の長手方向の軸心は、最大舵角δ/2時、すなわち、舵軸20を中心として舵板30の後部が時計方向に最も回転した左側最大舵角姿勢時には、舵軸20を中心として回転する連結アーム50の先端部60に設けられた支軸60の回転軌跡の接線に沿って設けられている。すなわち、油圧シリンダ110の長手方向の軸心を、舵軸20と支軸60の中心を結んだ仮想線Xと直角になるように設けている。これにより、連結アーム50の先端部に設けられた支軸60に、舵軸20を中心に連結アーム50の先端部を時計方向に回転させる最大のトルクを加えることができる。また、油圧シリンダ100は、油圧シリンダ100の基部から舵角が大きくなるに従って舷側への傾斜が大きくなる。
したがって、右側最大舵角姿勢時には、油圧シリンダ100が主シリンダとして働き、油圧シリンダ110は補助油圧シリンダとして働く、左側最大舵角姿勢時には、油圧シリンダ110が主シリンダとして働き、油圧シリンダ100は補助油圧シリンダとして働く。
第1実施形態の操舵装置は、舵軸20の中心をとおる前後方向に延在する中心線に対して舵中立状態で油圧シリンダ100と油圧シリンダ110が左右対称になるように設けられ、図2に示す中立姿勢から図3に示す右側最大舵角姿勢の回転角度は70度に設定され(δ=140度の半分)、図2に示す中立姿勢から図4に示す左側最大舵角姿勢の回転角度は70度(δ=140度の半分)に設定されている。
第1実施形態の操舵装置は、舵軸20の中心と支軸60の中心をとおる仮想線Xが舵中立状態でスクリュー軸70方向に平行となるように連結アーム50、舵軸20、舵板30が一体に形成されている。
油圧シリンダ100と油圧シリンダ110の先端を支軸60に連結し、油圧シリンダ100と油圧シリンダ110として小型な油圧シリンダを採用する。こうして、汎用部品を用いて油圧回路を構成可能とすることになり、製造コスト上も、設置スペースの節約により船舶の積載能力上も有利であって、499トン以下の小型船においても有効である。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一部品、部材には同一符号を付して説明を省略する。図5〜8に示すように、第2実施形態は、プロペラ40を後端部に支持するスクリュー軸70の左側と右側にそれぞれ駆動手段を設けている。
右側に配置された駆動手段は、右舷側の舵板(請求項における「右舵板」)30Aを駆動する舵軸(請求項における「右舵軸」)20Aに対して、右側最大舵角姿勢状態時に、連結アーム(請求項における「右連結アーム」)50Aの支軸(請求項における「右支軸」)60Aの回転軌跡の接線Tに長手方向の軸心が沿うように、油圧シリンダ110Aが設けられており、左側最大舵角姿勢状態時に、連結アーム50Aの支軸60Aの回転軌跡の接線Tに長手方向の軸心が沿うように、油圧シリンダ100Aが設けられている。なお、第2実施形態においては、右側最大舵角姿勢は、舵軸20Aを中心として舵板30Aの後端部が上流側に30°(図中のαに対応)傾斜した姿勢をいい、左側最大舵角姿勢とは、舵軸20Aを中心として舵板30Aの後端部が下流側に110°(図中のβに対応)傾斜した姿勢をいい、舵板30Aは、中立姿勢から上流側に30°、下流側に110°で合計140°回動できる。
左側に配置された駆動手段は、左舷側の舵板(請求項における「左舵板」)30Bを駆動する舵軸(請求項における「左舵軸」)20Bに対して、右側最大舵角姿勢状態時に、連結アーム(請求項における「左連結アーム」)50Bの支軸(請求項における「左支軸」)60Bの回転軌跡の接線Tに長手方向の軸心が沿うように、油圧シリンダ100Bが設けられており、左側最大舵角姿勢状態時に、連結アーム50Bの支軸60Bの回転軌跡の接線Tに長手方向の軸心が沿うように、油圧シリンダ110Bが設けられている。なお、第2実施形態においては、右側最大舵角姿勢は、舵軸20Bを中心として舵板30Bの後端部が下流側に110°傾斜した姿勢をいい、左側最大舵角姿勢とは、舵軸20Bを中心として舵板30Aの後端部が上流側に30°傾斜した姿勢をいい、舵板30Bは、中立姿勢から上流側に30°、下流側に110°で後継140°回動できる。
第2実施形態では、舵軸20の中心と支軸60の仮想線Xが舵中立状態でスクリュー軸70と上流側最大舵角交叉するように連結アーム50、舵軸20、舵板30が一体に形成されいる。例えば、上流に30°、下流に110°旋回し、合計140°の範囲で旋回可能である場合、交叉角は30°である。この交叉角は、必ずしも上流側最大舵角である必要なく、例えば、船尾スペースとの関係、各油圧シリンダが干渉しないように設定されれば足りる。
巡航直進の保針操船、舵中央の場合には、両舵板30A,30Bは、プロペラ40の側方に船軸と平行、スクリュー軸70方向に保持されている。
低速時に右舷方向へスラスト流を生成する場合、舵板30Bは、油圧シリンダ100Bと110Bによって駆動される舵軸20Bの回転によりプロペラ40側方からプロペラ後方に110°まで右側最大舵角姿勢状態へ移動可能であり、同時にもう一方の舵板30Aは、油圧シリンダ(請求項における「第1右油圧シリンダ」)100Aと油圧シリンダ(請求項における「第2右油圧シリンダ」)110Aによって駆動される舵軸20Aの回転によりプロペラ40側方からプロペラ40上流側に最大舵角30°まで右側最大舵角姿勢状態へ移動するように構成されている。上流側へは右側最大舵角30°も旋回すれば十分に操舵の目的を達成するし、これ以上舵を切っても操船の効果はなく、むしろ船速を落とす元になる。
低速時に左舷方向へスラスト流を生成する場合、舵板30Aは、油圧シリンダ100Aと110Aによって駆動される舵軸20Aの回転によりプロペラ40側方からプロペラ後方に110°まで左側最大舵角姿勢状態へ移動可能であり、同時にもう一方の舵板30Bは、油圧シリンダ(請求項における「第1左油圧シリンダ」)100Bと油圧シリンダ(請求項における「第2左油圧シリンダ」)110Bによって駆動される舵軸20Bの回転によりプロペラ40側方からプロペラ40上流側に最大舵角30°まで左側最大舵角姿勢状態へ移動するように構成されている。上流側へは左側最大舵角30°も旋回すれば十分に操舵の目的を達成する。
2枚舵を備える船舶は、港湾接岸時等必要に応じサイドスラスター同様に強い横の流れを生成し、最大舵角付近でも十分な舵力に耐えて、プロペラの水流を旋回のために偏向整流させ、舵中立から船首側へ30°の舵角、あるいは、舵中立から90°を超える舵角で緊急制動しても十分な舵力を生成する点好ましく、あるいは、急停止減速時には、両方の舵板を各舵軸の回転によりプロペラ側方からプロペラ上流側へ船軸に線対称に30°程度旋回すれば、舵を船舶の制動に利用できるようにもなり、高い制動性能を確保できる点好ましい。
図9の舵板30の舵角が0°においては、左右一対に設けられた操舵装置の油圧シリンダ100(図9中の「A」が対応)の長手方向の軸心が、舵軸20と支軸60の中心を結んだ仮想線の延長線上に沿う。すなわち、舵軸20の中心と、支軸60の中心と、連結部材102の中心が一直線状に位置する。これにより、油圧シリンダ100の舵軸20を回動させる舵トルクは略0Nmとなる。一方、シリンダ110(図9中の「B」が対応)の長手方向の軸心は、舵軸20と支軸60の中心を結んだ仮想線と所定の交差角度をもって交差して油圧シリンダ110の舵軸20を回動させる舵トルクは略130Nmとなる。よって、油圧シリンダ100とシリンダ110によって舵軸20を回動させる舵トルクの総和は略130Nmとなる。したがって、一方の油圧シリンダの舵トルクが0Nmになった場合においても、他方の油圧シリンダによって舵板30を回動させることができる。
図9の舵板30の舵角が上流側に30°(上流側最大舵角)においては、左右一対に設けられた操舵装置の油圧シリンダ100の長手方向の軸心は、舵軸20と支軸60の中心を結んだ仮想線と所定の交差角度をもって交差して油圧シリンダ100の舵軸20を回動させる一方の舵トルクは略50Nmとなる。同様に、シリンダ110の長手方向の軸心は、舵軸20と支軸60の中心を結んだ仮想線と所定の交差角度をもって交差して油圧シリンダ110の舵軸20を回動させるもう一方の舵トルクは略150Nmとなる、よって、油圧シリンダ100とシリンダ110によって舵軸20を回動させる舵トルクの総和は略200Nmとなりこの近傍の最大舵トルクとなる。そして、上流側最大舵角付近において、その近傍で上流側最大舵角に向け舵トルクは単調増加し、局所的に最大舵トルクを発生する。
図9の舵板30の舵角が下流側に80°においては、左右一対に設けられた操舵装置の油圧シリンダ110の長手方向の軸心が、舵軸20と支軸60の中心を結んだ仮想線の延長線上に沿う。すなわち、舵軸20の中心と、支軸60の中心と、連結部材112の中心が一直線状に位置する。これにより、油圧シリンダ110の舵軸20を回動させる一方の舵トルクは略0Nmとなる。一方、シリンダ100の長手方向の軸心は、舵軸20と支軸60の中心を結んだ仮想線と所定の交差角度をもって交差して油圧シリンダ100の舵軸20を回動させる舵トルクの総和は略180Nmとなる。したがって、一方の油圧シリンダの舵トルクが0Nmになった場合においても、他方の油圧シリンダによって舵板30を回動させることができる。
図9の舵板30の舵角が下流側に110°(下流側最大舵角)においては、左右一対に設けられた操舵装置の油圧シリンダ100の長手方向の軸心は、舵軸20と支軸60の中心を結んだ仮想線と所定の交差角度をもって交差して油圧シリンダ100の舵軸20を回動させる一方の舵トルクは略200Nmとなる。同様に、シリンダ110の長手方向の軸心は、舵軸20と支軸60の中心を結んだ仮想線と所定の交差角度をもって交差して油圧シリンダ110の舵軸20を回動させるもう一方の舵トルクは略80Nmとなる、よって、油圧シリンダ100とシリンダ110によって舵軸20を回動させる舵トルクは略280Nmとなり最大舵トルクの総和となる。そして、下流側最大舵角付近において、その近傍で下流側最大舵角に向け舵トルクは単調増加し、局所的に最大舵トルクを発生する。
このように、第2の実施形態に係る操舵装置モデルの舵角に対する舵トルクは、図9のグラフに示されているように、油圧シリンダAとBが互いに最大舵角付近で補完し合い、総和Cは、上流最大舵角で略180Nm、下流最大舵角で略280Nmである。通常の舵では、舵角70°では、舵トルクは最大舵角では最大から1/4以下となる。最大舵角70°ではクランク角が20°となり、舵トルクがsin20°的に低下する。これは、図9で、50Nm以下に相当する。これに対して、本構成は最大舵角でも略180Nmの舵トルクを生成する。すなわち、本構成は、従来技術の略2倍の性能を発揮する。逆に言えば、1油圧シリンダの能力は、従来技術に比し、半分の能力でも十分足りる。
<第2実施形態の変形例>
次に、第2実施形態の変形例について説明する。なお、第2実施形態と同一部品、部材には同一符号を付して説明を省略する。図11,12に示すように、第2実施形態の変形例は、油圧シリンダ100のロッド先端部を回転自在に支持する支軸61と、油圧シリンダ110のロッド先端部を回転自在に支持する支軸62を別体として形成している。これにより、油圧シリンダ100,110を配置に左右で段差を設ける必要がないという設置スペース上の利点があり、好ましい。少なくとも段差解消の特別な機構を不要とし製造コスト・保守コストを下げる利点があり好ましい。
支軸61の中心と支軸62を結ぶ仮想線の中心が、第2実施形態の支軸60に対応し、支軸61の中心と支軸62を結ぶ仮想線の中心の回転軌跡が、第2実施形態の支軸60の回転軌跡に対応する。
本発明は、水上船舶の舵板の操舵部分に適用可能なものである。
20 舵軸
20A 舵軸(右舵軸)
20B 舵軸(左舵軸)
30 舵板
30A 舵板(右舵板)
30B 舵板(左舵板)
40 プロペラ
50 連結アーム
50A 連結アーム(右連結アーム)
50B 連結アーム(左連結アーム)
60 支軸
60A 支軸(右支軸)
60B 支軸(左支軸)
61 支軸
62 支軸
70 スクリュー軸
100 油圧シリン
100A 油圧シリンダ(第1右油圧シリンダ)
100B 油圧シリンダ(第1左油圧シリンダ)
110 油圧シリン
110A 油圧シリンダ(第2右油圧シリンダ)
110B 油圧シリンダ(第2左油圧シリンダ)
T 接線

Claims (4)

  1. 舵板を回動する駆動手段を備えた操舵装置であって、
    前記舵板を、スクリュー軸の左側に設けられる左舵板と、該スクリュー軸の右側に設けられる右舵板で形成し、
    前記左舵板を駆動する左駆動手段を、前記左舵板を支持する上下方向に延在する舵軸と、該左舵軸の径方向に延在する連結アームと、該左連結アームの先端部に上下方向に延在する支軸と、該左支軸にロッド先端部を回転自在に固定した第1左油圧シリンダと第2左油圧シリンダで構成し、
    前記右舵板を駆動する右駆動手段を、前記右舵板を支持する上下方向に延在する右舵軸と、該右舵軸の径方向に延在する右連結アームと、該右連結アームの先端部に上下方向に延在する右支軸と、該右支軸にロッド先端部を回転自在に固定した第1右油圧シリンダと第2右油圧シリンダで構成し、
    前記左舵軸の軸心視において、左側最大舵角姿勢時には、前記左舵軸を時計方向にα度回転し、右側最大舵角姿勢時には、前記左舵軸を反時計方向にβ度回転し、
    前記右舵軸の軸心視において、左側最大舵角姿勢時には、前記右舵軸を時計方向にβ度回転し、右側最大舵角姿勢時には、前記右舵軸を反時計方向にα度回転し、
    前記左側最大舵角姿勢時には、前記第2左油圧シリンダの長手方向の軸心が、前記左舵軸を中心として回動する左支軸の回転軌跡の接線に沿って設けられ、前記第1右油圧シリンダの長手方向の軸心が、前記右舵軸を中心として回動する右支軸の回転軌跡の接線に沿って設けられ、
    前記右側最大舵角姿勢時には、前記第1左油圧シリンダの長手方向の軸心が、前記左舵軸を中心として回動する左支軸の回転軌跡の接線に沿って設けられ、前記第2右油圧シリンダの長手方向の軸心が、前記右舵軸を中心として回動する右支軸の回転軌跡の接線に沿って設けられることを特徴とする操舵装置。
  2. 前記左最大舵角姿勢状態の直前において、前記舵軸と右舵軸の回転トルクが単調増加し、前記右最大舵角姿勢状態の直前において、前記舵軸と右舵軸の回転トルクが単調増加する構成とした請求項記載の操舵装置。
  3. 前記α度が30度であり、前記β度が110度であり、
    前記左舵板が中立姿勢状態時には、前記第1左油圧シリンダの長手方向の軸心が、前記左舵軸と左支軸の中心を結ぶ仮想線に沿って設け、
    前記右舵板が中立姿勢状態時には、前記第1右油圧シリンダの長手方向の軸心が、前記右舵軸と右支軸の中心を結ぶ仮想線に沿って設けた請求項1又は2記載の操舵装置。
  4. 前記連結アームの先端部に上下方向に延在する2本の支軸を近接して設け、前記第1左油圧シリンダと第2左油圧シリンダのロッド先端部をそれぞれ別の前記支軸に回転自在に固定し、
    前記右連結アームの先端部に上下方向に延在する2本の右支軸を近接して設け、前記第1右油圧シリンダと第2右油圧シリンダのロッド先端部をそれぞれ別の前記右支軸に回転自在に固定した請求項1〜のいずれか1項に記載の操舵装置。
JP2017241902A 2017-12-18 2017-12-18 操舵装置及び船舶 Active JP6515171B1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017241902A JP6515171B1 (ja) 2017-12-18 2017-12-18 操舵装置及び船舶

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017241902A JP6515171B1 (ja) 2017-12-18 2017-12-18 操舵装置及び船舶

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6515171B1 true JP6515171B1 (ja) 2019-05-15
JP2019107984A JP2019107984A (ja) 2019-07-04

Family

ID=66530813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017241902A Active JP6515171B1 (ja) 2017-12-18 2017-12-18 操舵装置及び船舶

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6515171B1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021177213A1 (ja) * 2020-03-02 2021-09-10 東京計器株式会社 操舵装置
CN115298089A (zh) * 2020-03-19 2022-11-04 株式会社凯塞文 具有配置在船的螺旋桨的两侧的左舵和右舵的门舵

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6860642B1 (ja) * 2019-11-26 2021-04-21 株式会社ケイセブン 操舵装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62251297A (ja) * 1986-04-23 1987-11-02 Japan Hamuwaaji Kk 舵取装置
JP2016188033A (ja) * 2015-03-30 2016-11-04 株式会社ケイセブン 操舵装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021177213A1 (ja) * 2020-03-02 2021-09-10 東京計器株式会社 操舵装置
CN115298089A (zh) * 2020-03-19 2022-11-04 株式会社凯塞文 具有配置在船的螺旋桨的两侧的左舵和右舵的门舵

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019107984A (ja) 2019-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7398742B1 (en) Method for assisting a steering system with the use of differential thrusts
JP6515171B1 (ja) 操舵装置及び船舶
US11014643B2 (en) Steering mechanism for a boat having a planing hull
EP3817976B1 (en) Boat stabilization system
JP5324053B2 (ja) 水上輸送用船舶のための推進および操舵ユニット
US20060258233A1 (en) Marine drive system
US20180334235A1 (en) System for controlling marine craft with steerable propellers
KR970010830B1 (ko) 키 및 프로펠러 결합장치
EP2074023B1 (en) Steering system and an associated vessel
JP2014040169A (ja) 二重反転プロペラ推進方式の船舶
KR100506429B1 (ko) 고속 방향키
KR101261867B1 (ko) 포드형 추진기 및 이를 구비하는 선박
WO2021106268A1 (ja) 操舵装置
JP6971797B2 (ja) 操舵装置
WO2017098595A1 (ja) 船舶用舵、操舵方法及び船舶
KR20120046324A (ko) 러더 장치
KR20120138439A (ko) 선박용 러더 및 이를 구비한 선박
EP0640052B1 (en) Propeller drive for boats
JP6226241B2 (ja) シャフトブラケットを有する近接二軸船の推進装置、船舶
JPH0230920B2 (ja) Hakuyopuroperasochi
JP7422839B2 (ja)
US20040206287A1 (en) CBTF sailing yacht appendage retraction system
JP6554743B2 (ja) 近接二軸船のフィン付舵、船舶
JP2005239083A (ja) ポッド型推進器およびこれを備えた船舶
JP2022141345A (ja) 操舵装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180914

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181109

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190405

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190415

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6515171

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250