JPH0514960Y2 - - Google Patents

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JPH0514960Y2
JPH0514960Y2 JP1987061791U JP6179187U JPH0514960Y2 JP H0514960 Y2 JPH0514960 Y2 JP H0514960Y2 JP 1987061791 U JP1987061791 U JP 1987061791U JP 6179187 U JP6179187 U JP 6179187U JP H0514960 Y2 JPH0514960 Y2 JP H0514960Y2
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steering
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は舶用操舵装置に関するものである。[Detailed explanation of the idea] (Industrial application field) The present invention relates to a marine vessel steering system.

(従来の技術) 近時、特に船舶の出入港時などの低速状態での
操船能力を向上するために、大角度の操舵装置を
使用することが行われ始めた。
(Prior Art) Recently, the use of large-angle steering devices has begun to improve the ability to maneuver ships at low speeds, particularly when ships enter and exit ports.

第4図a,b,c,d,eは船体とプロペラ及
び舵との関係を示すそれぞれの平面図で、図aは
ごく普通の船舶で船体11に対し船尾に推進プロ
ペラ13と船板1がある。図bは推進プロペラ1
3を旋回式にし、船尾、船首に配置した現在考え
られる最も高度な操船能力を有するもの。図cは
船首にはサイドスラスタ14を設け船尾に旋回式
推進プロペラ13を配置したもの、また図dは図
aの状態に更に船首及び船尾にサイドスラスタ1
4を配置したものである。図a〜dは能力の差は
あるが、ほぼ水平面内任意の運動が実現出来る万
能の操船性能を備えた船舶である。これに対して
本考案は図eの状態を想定し、舵板1の操舵角範
囲を従来の±35°〜45°を±70°〜75°あるいはそれ
以上の大角度に拡大することによつて図dを上廻
り、図cに近い操船能力を付与することを意図し
たものである。
Figures 4a, b, c, d, and e are plan views showing the relationship between the hull, propeller, and rudder. There is. Figure b shows propulsion propeller 1
3 is swivel type and is located at the stern and bow, which has the most advanced ship maneuvering capabilities currently imaginable. Figure c shows a ship with a side thruster 14 at the bow and a rotating propeller 13 at the stern, and Figure d shows the state shown in Figure a with additional side thrusters 14 at the bow and stern.
4 is arranged. Although there are differences in ability, the vessels shown in Figures a to d have all-purpose maneuverability that allows arbitrary movement in a substantially horizontal plane. In contrast, the present invention assumes the situation shown in Figure e and expands the steering angle range of the steering plate 1 from the conventional ±35° to 45° to a large angle of ±70° to 75° or more. It is intended to provide a ship maneuverability that exceeds that shown in Figure d and is close to that shown in Figure C.

特開昭62−1693号には液圧作動装置として、特
に操舵ナツクル(ラダーストツク)の旋回運動用
液圧作動装置が記載され、円環状案内経路の内周
に固定ピストンを配置し、移動可能なピストンを
該固定ピストン間の空所に液圧を導入することに
よつて移動させ、中央のナツクルを旋回可能にす
るものがある。また、特開昭62−20796号にはア
クチユエータによつて舵板を回動させるものが記
載され、また文献には、1984年4月号
Shipbuilding&Marine Engineering
Internationalの120頁に舵の後端フラツプ及び前
端を回動させるアクチユエータの図が記載されて
いる。
JP-A-62-1693 describes a hydraulically actuated device, in particular a hydraulically actuated device for turning a steering knuckle (rudder stock), in which a fixed piston is disposed on the inner periphery of an annular guide path and is movable. Some pistons are moved by introducing hydraulic pressure into the space between the fixed pistons, allowing the central knuckle to pivot. Additionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-20796 describes a system in which the rudder plate is rotated by an actuator, and literature includes the April 1984 issue.
Shipbuilding & Marine Engineering
International, page 120, contains a diagram of the actuator that rotates the rear end flap and front end of the rudder.

(考案が解決しようとする問題点) 従来の操舵装置はラプソンスライド式あるいは
トランクピストン式操舵機が一般的であるが、こ
れらの操舵機では大角度の操舵が困難になるか著
しく効率の低下が生じるという問題点がある。
(Problem that the invention aims to solve) Conventional steering devices are generally Rapson slide type or trunk piston type steering devices, but with these steering devices, large angle steering is difficult or the efficiency is significantly reduced. There are problems that arise.

ロータリーベーン式(アクチユエータ式)操舵
機は本考案の用途に適したものであるが、構造
上、従来は操舵機とラダーストツクとの相対位置
関係の寸法精度に対する余裕が少なく、その出力
軸とラダーストツクの軸心は十分な精度で一致さ
せなければならないための困難性があつた。その
ために、現実にはラダーストツクの軸心を決定す
る軸受のボーリングの環境問題や、軸受の隙間の
問題、これらを支える船体の歪問題など、多くの
問題を解決する場が船体への取付現場であるとい
う問題がある。
A rotary vane type (actuator type) steering gear is suitable for the application of the present invention, but due to its structure, conventionally there was little margin for dimensional accuracy in the relative positional relationship between the steering gear and the rudder stock, and the distance between the output shaft and rudder stock was limited. This was difficult because the axes had to be aligned with sufficient accuracy. Therefore, in reality, the place where many problems can be solved is at the installation site on the ship's hull, such as the environmental problem of boring the bearing that determines the axis of the rudder stock, the problem of the gap between the bearings, and the problem of distortion of the ship's hull that supports these. There is a problem.

また、特開昭51−64296号公報記載の油圧ベー
ンモータ付き舵取装置では、ラダーストツクと油
圧ベーンモータのロータとを単純にフランジ結合
しているが、ラダーストツクと船体の間に設けた
軸受の隙間とロータと船体に支持されているモー
タケーシングとの間の軸受の隙間は大きく異なる
(後者がはるかにシビアな寸法精度である)ため、
舵板に働く流体力を油圧ベーンモータの軸受で大
半ないし全部を支持しなければならない事態が発
生する。しかし、かかる油圧ベーンモータの軸受
では舵板に作用する流体力に基づく巨大なモーメ
ントおよび反力に耐えることはできない。
Furthermore, in the steering device with a hydraulic vane motor described in JP-A-51-64296, the rudder stock and the rotor of the hydraulic vane motor are simply connected by a flange, but the gap between the bearing provided between the rudder stock and the hull and the rotor and the motor casing supported by the hull are very different (the latter has much more severe dimensional accuracy), so
A situation arises in which most or all of the fluid force acting on the steering plate must be supported by the bearings of the hydraulic vane motor. However, the bearings of such hydraulic vane motors cannot withstand the huge moment and reaction force caused by the fluid force acting on the steering plate.

(問題を解決するための手段) かかる従来の課題を解決する目的の本考案は、
ラダーストツクの下部は舵板を固定し、上部はロ
ータリーベーン式サーボモータに係合した装置に
おいて、上記ラダーストツクと船体との間に該船
体に固定されるラダーキヤリヤを設け、該ラダー
ストツクを該ラダーキヤリヤに軸受を介して支持
するとともに、該ラダーキヤリヤに上記ロータリ
ーベーン式サーボモータを固着したことを特徴と
する舶用操舵装置である。
(Means for solving the problem) The present invention aims to solve the conventional problem.
The lower part of the rudder stock fixes a rudder plate, and the upper part engages a rotary vane type servo motor. A rudder carrier fixed to the hull is provided between the rudder stock and the hull, and a bearing is attached to the rudder carrier to connect the rudder stock. This is a marine vessel steering system characterized in that the rotary vane type servo motor is fixed to the rudder carrier.

(作用) 工場において、ラダーキヤリヤにロータリー式
サーボモータを固着し、該サーボモータのロータ
ー軸とラダーストツクを同一部材として製作して
おき、現場において船体に充填材を介してラダー
キヤリヤを固定し、船体からラダーストツクの下
部を突出させ、現場において舵板とラダーシヤフ
トを固定するので、操舵機自体は工場の環境内で
一式完成することが出来る。
(Function) At a factory, a rotary servo motor is fixed to the rudder carrier, and the rotor shaft of the servo motor and the rudder stock are manufactured as the same member.The rudder carrier is fixed to the ship's hull via filler material at the site, and the rudder stock is removed from the ship's hull. Since the lower part of the steering gear is made to protrude and the rudder plate and rudder shaft are fixed on site, the steering gear itself can be completed as a complete set within the factory environment.

また、舵板に働く流体力による大きなモーメン
トおよび反力はラダーキヤリヤを介して船体に支
持されるようになる。
Further, the large moment and reaction force due to the fluid force acting on the rudder plate are supported by the hull via the rudder carrier.

(実施例) 本考案の実施例を図によつて説明すると、第1
図は本考案の側断面図、第2図aは第1図のA−
A断面図、第2図bは第1図のB−B断面図で舵
板の断面形状を示す。舵板1は水中にあつて水流
と係合して推力(揚力)を発生する。ラダースト
ツク2はテーパー面2aの摩擦および必要に応じ
てキーなどにより舵板1を一体的に固定し、舵板
1を支持、駆動する。又、ラダーストツク2の上
部にはスプラインキー2bを形成しロータリーベ
ーン式サーボモータ9のローター8と係合してい
る。この係合状態は回転トルクは伝達するが軸方
向には高速しないようにして軸方向寸法精度に余
裕を与える。3はラダーストツク2の軸封装置で
船体内外を水封する。ラダーストツク2はテーパ
ーローラベアリング4,5によつてラダーキヤリ
ヤ7に支持される。テーパーローラベアリング
4,5は軸受スキマの少ない高精度で剛性の高い
支持が出来、軸方向の拘束が行われるため、この
ような用途に好適である。このようにラダースト
ツク2と船体との間にはラダーキヤリヤ7を介装
することによつて、舵板1に働く流体力による大
きなモーメントおよび反力をラダーキヤリヤ7に
介して船体に支持させることができる。ロータリ
ーベーン式サーボモータ9の上部のベアリング6
はロータリーベーン式サーボモータ9の横推力の
一部を支持し軸方向には拘束しない。
(Example) To explain an example of the present invention using figures, the first example is as follows.
The figure is a side sectional view of the present invention, and Figure 2 a is A-A in Figure 1.
A cross-sectional view and FIG. 2b are cross-sectional views taken along line B-B in FIG. 1, showing the cross-sectional shape of the rudder plate. The rudder plate 1 is underwater and engages with the water flow to generate thrust (lift). The rudder stock 2 supports and drives the rudder plate 1 by integrally fixing the rudder plate 1 with the friction of the tapered surface 2a and, if necessary, with a key or the like. Further, a spline key 2b is formed on the upper part of the rudder stock 2 and engages with a rotor 8 of a rotary vane type servo motor 9. In this engaged state, rotational torque is transmitted but the speed is not high in the axial direction, thereby providing a margin for dimensional accuracy in the axial direction. 3 is a shaft sealing device of the rudder stock 2 that seals water inside and outside the hull. The rudder stock 2 is supported on the rudder carrier 7 by tapered roller bearings 4,5. The tapered roller bearings 4 and 5 are suitable for such uses because they can support with high precision and high rigidity with little bearing clearance, and are constrained in the axial direction. By interposing the rudder carrier 7 between the rudder stock 2 and the hull in this way, the large moment and reaction force caused by the fluid force acting on the rudder plate 1 can be supported by the hull via the rudder carrier 7. Upper bearing 6 of rotary vane type servo motor 9
supports a part of the lateral thrust of the rotary vane type servo motor 9 and does not restrict it in the axial direction.

ロータリーベーン式サーボモータ9はラダーキ
ヤリヤ7の上部に係合し一体に固定されており、
下部端板9aと胴9bと上端板9cと、内側にロ
ーター8とによつて構成される。胴9bとロータ
ー8との間に圧液室を構成し胴9bからはフオロ
ア(follower)9dが突出し(第2図a)、ロータ
ー8の外周に接触し、ローター8の外周からはフ
オロア8aが突出し、内周側からバネまたは圧油
(図示せず)によつて押し出すように構成されサ
ーボモータ胴9bと接触させ封油を行う。ラダー
ストツク2とサーボモータ9の若干の軸心のズレ
は、上記フオロア8a,9dのバネまたは圧油な
どの調整作用により吸収する。10は舵角発信器
で例えばポテンシヨメータにより舵角を電気信号
に変換して、所要箇所に指示したり、油圧回路の
制御などに使用される。12はプラステイツク充
填材で船体11とラダーキヤリヤ7との間にあつ
て、操舵システム全体の重量、トルク、スラスト
反力を伝達する。この充填材12は充填前は流動
性があり、注入後固化する。
The rotary vane type servo motor 9 engages with and is fixed integrally with the upper part of the rudder carrier 7.
It is composed of a lower end plate 9a, a body 9b, an upper end plate 9c, and a rotor 8 inside. A pressure liquid chamber is formed between the cylinder 9b and the rotor 8, and a follower 9d protrudes from the cylinder 9b (Fig. 2a) and contacts the outer periphery of the rotor 8. A follower 8a is formed from the outer periphery of the rotor 8. It protrudes and is configured to be pushed out from the inner peripheral side by a spring or pressure oil (not shown), and is brought into contact with the servo motor cylinder 9b to perform oil sealing. A slight misalignment between the axes of the rudder stock 2 and the servo motor 9 is absorbed by the adjusting action of the springs or pressure oil of the followers 8a and 9d. Reference numeral 10 denotes a steering angle transmitter, which converts the steering angle into an electrical signal using, for example, a potentiometer, and is used to instruct a required location or control a hydraulic circuit. A plastic filler 12 is located between the hull 11 and the rudder carrier 7, and transmits the weight, torque, and thrust reaction force of the entire steering system. This filler 12 has fluidity before being filled, and solidifies after being poured.

船体11の操舵機の取り付けは、工場にて完成
した全体を、ラダーキヤリヤ7を船体に前記充填
材12を注入、固着することによつてなされる。
その後舵板1をラダーストツク2に取り付けて完
成する。
The steering gear is attached to the hull 11 by injecting the filling material 12 into the rudder carrier 7 and fixing the entire assembly completed at a factory to the hull.
After that, the rudder plate 1 is attached to the rudder stock 2 to complete the process.

ラダーキヤリヤの取付は、ラダーキヤリヤに掛
る操舵トルク反力を船体との間で摩擦力によつて
対抗するよう締付ボルト7aで船体に円錐面を押
し付けるようにしているが、この摩擦力が不足す
るときにはラダーキヤリヤ7を第3図に示す如く
それぞれ一端を船体に固着したタンバツクル1
5,15によつて維持するようにすれば良い。油
圧源(図示せず)から油圧をサーボモータ9の油
室PまたはQに送りこむとロータリーベーン8に
トルクが発生し、ロータリーベーン8を右あるい
は左に回動することができる。ロータリーベーン
8が回動するとスプラインキー2bによつて回転
トルクがラダーストツクに伝達され舵板1を操作
することができる。
The rudder carrier is attached by pressing a conical surface against the hull with a fastening bolt 7a so that the steering torque reaction force acting on the rudder carrier is countered by friction between the hull and the rudder carrier. When this friction force is insufficient, the rudder carrier 7 is attached to a tubular frame 1 with one end fixed to the hull as shown in FIG.
5, 15. When hydraulic pressure is sent from a hydraulic source (not shown) to the oil chamber P or Q of the servo motor 9, torque is generated in the rotary vane 8, and the rotary vane 8 can be rotated to the right or left. When the rotary vane 8 rotates, the rotational torque is transmitted to the rudder stock by the spline key 2b, and the rudder blade 1 can be operated.

(考案の効果) 本考案はロータリーベーン式サーボモータの軸
とラダーストツクを同一部材として製作し、軸心
を完全に一致させ、かつこれをサポートするため
にラダーストツクを支持するラダーキヤリヤと前
記サーボモータを一体的に固定したものであるの
で、操舵装置一式を工場の環境の中で完成するの
ができるので、精度のよい舵取機が製造され、船
体に取り付けられた後はラダーキヤリヤが操舵機
の台板として取り付けられ、確実な舵板の支持が
でき、これらの工事に掛かる工数が低減される。
という効果がある。
(Effects of the invention) The present invention manufactures the shaft and rudder stock of a rotary vane type servo motor as the same member, aligns the axis completely, and integrates the rudder carrier that supports the rudder stock with the servo motor. Since the steering gear is fixed in place, a complete steering gear set can be completed in a factory environment.The steering gear can be manufactured with high precision, and after it is installed on the hull, the rudder carrier is attached to the base plate of the steering gear. This enables reliable support of the rudder plate and reduces the number of man-hours required for these works.
There is an effect.

また、流体力による大きなモーメントおよび反
力はラダーキヤリヤを介して船体に支持させるこ
とができる結果、大舵角を必要とする船舶におい
て、その操舵装置の実用化を果たすことができ
る。
Moreover, the large moment and reaction force caused by the fluid force can be supported by the ship body via the rudder carrier, and as a result, the steering system can be put to practical use in ships that require a large rudder angle.

本考案によつて舵角70°〜75°あるいはそれ以上
の舵角がとれることにより、船舶の出入港時に低
速状態で操船能力を向上させることが出来る。
With the present invention, a rudder angle of 70° to 75° or more can be achieved, thereby improving the ability to maneuver the ship at low speeds when entering or exiting port.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案に係る操舵機の側断面図、第2
図aは第1図のA−A断面図、第2図bは第1図
のB−B断面図、第3図はラダーキヤリヤ部の平
面図、第4図a,b,c,d,eは船体と推進器
と舵との関係を示した平面図である。 1……舵板、2……ラダーストツク、3……軸
封装置、4,5……テーパーローラベアリング、
6……ベアリング、7……ラダーキヤリヤ、8…
…ローター、9……ロータリーベーン式サーボモ
ータ、10……舵角発信器、11……船体、12
……プラスチツク充填材、13……推進プロペ
ラ、14……サイドスラスタ、15……タンバツ
クル。
Figure 1 is a side sectional view of the steering gear according to the present invention;
Figure a is a sectional view taken along line AA in Figure 1, Figure 2 b is a sectional view taken along line B-B in Figure 1, Figure 3 is a plan view of the rudder carrier section, Figures 4 a, b, c, d, and e. FIG. 2 is a plan view showing the relationship between the hull, the propulsion device, and the rudder. 1... Rudder plate, 2... Rudder stock, 3... Shaft sealing device, 4, 5... Taper roller bearing,
6...Bearing, 7...Rudder carrier, 8...
... Rotor, 9 ... Rotary vane type servo motor, 10 ... Rudder angle transmitter, 11 ... Hull, 12
... plastic filler, 13 ... propulsion propeller, 14 ... side thruster, 15 ... tumbler.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 ラダーストツクの下部は舵板を固定し、上部は
ロータリーベーン式サーボモータに係合した装置
において、 上記ラダーストツクと船体との間に該船体に固
定されるラダーキヤリヤを設け、該ラダーストツ
クを該ラダーキヤリヤに軸受を介して支持すると
ともに、該ラダーキヤリヤに上記ロータリーベー
ン式サーボモータを固着したことを特徴とする舶
用操舵装置。
[Scope of Claim for Utility Model Registration] A device in which a rudder plate is fixed to the lower part of the rudder stock, and a rudder plate is fixed to the upper part of the rudder stock, and a rudder carrier fixed to the hull is provided between the rudder stock and the hull, A marine vessel steering system characterized in that the rudder stock is supported by the rudder carrier via a bearing, and the rotary vane type servo motor is fixed to the rudder carrier.
JP1987061791U 1987-04-23 1987-04-23 Expired - Lifetime JPH0514960Y2 (en)

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