JPH0563357B2 - - Google Patents

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JPH0563357B2
JPH0563357B2 JP59122140A JP12214084A JPH0563357B2 JP H0563357 B2 JPH0563357 B2 JP H0563357B2 JP 59122140 A JP59122140 A JP 59122140A JP 12214084 A JP12214084 A JP 12214084A JP H0563357 B2 JPH0563357 B2 JP H0563357B2
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rudder
steering
hydraulic medium
hydraulic
ship
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JP59122140A
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Gyuntaa Eerusu Haintsu
Orudatsuha Uue
Uetsuseru Eeritsuhi
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Blohm and Voss GmbH
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Blohm and Voss GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • B63H25/04—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring automatic, e.g. reacting to compass
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0875—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted to water vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B63B39/06—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、舵を用いて横揺れ運動を減少させる
船の横揺れ安定の改良に関し、より詳細には、安
定及び操舵を行なう操舵機の操作のための液圧シ
ステムの改良に関する。
発明の背景 横揺れ運動は、しばしば、船体の側部に配設さ
れた可動安定フインによつて減衰もしくは減少さ
れる。このフインは横揺れセンサからの信号によ
つて制御される可逆液圧駆動装置により操作され
る。船の舵を安定のために利用することも既に考
えられている。しかし、通常の操舵装置では、操
舵に対する舵速度は比較的低いので、安定のため
に必要な舵運動を遂行するには適していない。船
の舵による横揺れ安定に必要な高い舵速度は、操
舵手段特に操舵ポンプとその駆動装置を増強する
ことにより達成することができる。しかしその最
大負荷はたまにしか又短時間しか必要でない。
従来技術 米国特許第4380206号公報（発明者Baitis及び
Woolaver）には、波及び風によつて起る船の横
揺れを減少させるための船の横揺れ安定システム
が記載されている。このシステムでは、操舵ポン
プは舵のための液圧操舵機に接続されている。該
ポンプを貫流する液の流量制御のために、流量制
御手段がポンプに取付けられている。該ポンプの
供給量は制水板によつて可変となつており、横揺
れ速度センサからの減少信号及び操舵命令に従つ
て変えられる。この液圧システムの欠点は、吐出
量可変ポンプは最高速度の舵運動に必要な高い流
量を出しうることが必要であり、また、この高い
流量に対する電気的エネルギーが船内で得られな
ければならず、その結果、少くとも吐出量を零か
低い値にする必要がある限りは効率が低くなると
いうことである。
発明の課題 本発明の課題は、船の横揺れが検知されたとき
に舵を高負荷で迅速に回動させて横揺れを安定化
させることができるような方法を提供することで
ある。
構成及び作用効果 本発明は、上記課題を解決するため、操舵機へ
の液圧媒体の供給を制御装置を介して圧力系から
行い、該圧力系には、該圧力系が完全作動圧力に
達するまで常時液圧媒体を供給し、且つ通常の操
舵の際に舵が静止している間、及び舵を一定の角
度に維持しているときに舵を回動させた後に、圧
力系に液圧媒体を蓄積させること、舵を回動させ
るため、液圧媒体蓄積部と液圧媒体常時搬送部と
から同時に液圧媒体を、開いた制御装置を介して
操舵機へ供給し、その際舵の安定化回動運動をも
実施することができる操舵範囲は、舵現在位置を
起点に設定可能な最大操舵範囲であつて船を操縦
するために必要な最大操舵範囲よりも小さいこと
を特徴とするものである。
本発明によれば、船の横揺れが検知されたとき
に舵を回動させて横揺れを減少させるため、操舵
機へ常時液圧媒体を供給している液圧媒体常時搬
送部のほかに液圧媒体蓄積部からも同時に液圧媒
体が操舵機へ供給されるので、舵を高負荷で迅速
に回動させることができ、よつて横揺れに即座に
対応することができる。
また、通常の操舵の際に舵が静止している間、
及び舵を一定を角度に維持しているときに舵を回
動させた後に、圧力系に液圧媒体を蓄積させる構
成なので、横揺れが検知されたときに舵を高負荷
で迅速に回動させる態勢が常に準備されており、
いつでも横揺れに対処することができる。
もし、安全のために船に、１つの舵に対して２
台の操舵ポンプと弁機構が設けられる場合は、本
発明の液圧システムは横揺の安定のみならず操舵
にも利用できるので、このシステムをこれらの２
つのシステムのうちの１つとすることができる。
２枚の舵と別々の液圧操舵システムを夫々の舵
に対して備えている船に対しては、本発明による
追加の液圧システムは夫々の操舵機に対して独立
に作用する２つの弁機構を備えている。しかし、
両方の弁機構に対して単一のアキユムレータで支
援された定吐出量ポンプしか接続されない。
実施例 第１図には、舵１はその一部のみが鎖線で示さ
れている。舵頭材３は所要の操舵角にしたがつて
往復回動することのできる回動液圧モータ式の操
舵機４に取付けられている。
本発明の液圧システムは、吸入管１２を介して
タンク１３に接続された定吐出量ポンプ１１を有
する。ポンプ１１はモータ３０で駆動される。タ
ンク１３は大気圧下で作動液を貯溜している。供
給管路１５は接続パイプ３１を経て圧力アキユム
レータ１４に接続されている。ポンプ１１とアキ
ユムレータ１４は、管１８，１９を経て操舵機４
に接続されている弁機構ユニツト１７に供給管１
６を経て作動液を供給する。操舵機４が操作され
ている時、舵の運動の方向に従つて管１８，１９
の一方は供給管となり、他方は排液管となる。戻
りの作動液は弁機構ユニツト及びドレンパイプ２
０内を導かれ、タンク１３に導入される。
弁機構ユニツト１７は、比例制御弁２１及び液
体媒体の流れを制御するための、原理はこの分野
で公知の負荷保償装置２２とを有する。制御弁２
１は図示せぬ電気回路より発信され、操舵命令信
号及び横揺れ減少信号に従う電気信号により作動
される。制御弁２１に組込まれた液圧サーボモー
タにより、制御弁は閉鎖される位置、作動液があ
る方向又は逆の方向に流れることを許容する位
置、及び電気的信号に比例して流量を制御するよ
うに開度を大きくしたり小さくしたりする位置に
もたらされる。このようにして、比例制御弁２１
はアキユムレータで支援された定吐出量ポンプ１
１から操舵機４の一方の室への作動液の流れ、及
び操舵機４の他方の室から荷重補償装置２２へ、
更にドレンパイプ２０への作動液の流れの方向、
周期及び流速を制御することが可能となる。荷重
補償装置２２は操舵機４からドレンパイプ２０へ
戻る作動液の流速及び圧力の付加的制御が可能で
あり、これによつて波又は突風により舵に作用す
る変動荷重に対して舵速度がもつぱらアキユムレ
ータによつて支援されたポンプ１１により供給さ
れ比例制御弁２１で制御される流れに従つて補償
される。
弁機構ユニツト１７はさらに、チエツク弁、分
配弁と云つた異る種類の弁及び動力供給が中断し
た場合に制御弁２１を中立位置に戻すための安全
手段を有する（これらの弁及び部品はすべて図示
されていない）。
定吐出量ポンプ１１は継続的に作動液を不可逆
弁３４を経て供給管路１５に供給する。もし、ア
キユムレータ１４及びパイプ１５，１６，３１を
含む系に最大使用圧力がかゝつた場合は、圧力計
３２がレリーズ弁３３を開いて逆圧が生ずること
なく、吐出された液はタンク１３に戻される。
舵１の回転のために比例制御弁２１が開かれた
場合、作動液は操舵機４の一つの室に流れ込み、
それによつて舵の運動の初期には最大使用圧力例
えば150バールがアキユムレータ１４から得られ、
アキユムレータ１４からの供給に付加してポンプ
１１からの供給によりこの使用圧力は概ね保持さ
れる。舵の運動が終ると、アキユムレータはポン
プによつて再充填される。
第３図に示す如く、舵の回転は船の横揺れ傾向
に先行しなければならないが、舵はその次の運動
に先立つてある位置に保持されなければならな
い。図において鎖線は、安定が行なわれない船の
想定傾斜角Ｂを示し、ある一定の周期Ｔの間曲線
Ｒに従つて横揺れするものと推定される。この横
揺れ傾向の補正を舵による安定により行なうため
に、舵はある舵角Ａ迄回転され、実線で示す曲線
Ｓにしたがつて示された周期で運動及び停止され
なければならないことを示している。
ある時点t1で、舵は右舵から左舵に20゜の角度
を、t2の時点でその角度に達するような舵速度で
操舵されなければならない。この位置で舵はt3の
時点迄停止した後舵は右舵へもどされ、これを繰
返す。t1とt2の間の期間に、比例弁機構ユニツト
１７は開いてポンプ１１及びアキユムレータ１４
から操舵機４に作動液を流し、t2の時点で舵が所
要の位置で停止し、これによつて舵の回転速度は
弁ユニツト１７によつて制御される流速に従う。
t2とt3の間の期間にアキユムレータはポンプ１１
によつて最大使用圧力に迄再充填される。
横揺れ安定を望ましくする横揺れ周期は通常８
乃至10秒であるが、３秒から30秒の間でも差支え
ない。したがつて、舵角は舵の回動中高い舵回動
モーメントと高いエネルギー消費とをもたらす毎
秒45゜迄の舵速度で比較的短かい周期で変えなけ
ればならない。舵を回動させるための期間は一般
に舵をある定位置に保持する期間よりも長くては
ならないことが見出された。定吐出量ポンプ１１
とアキユムレータ１４との組合せにより、操舵機
が最大舵変位を行なうのに必要な供給量の50％は
それに合せて容量が選択されたアキユムレータか
ら供給されるのでポンプの吐出量は所要最大流量
の50％で済む。
横揺れ安定のための最大舵角を各側に25゜ずつ
に制限することは利点がある。それというのは、
より大きな舵角では舵を動かすのに必要なエネル
ギーがはなはだしく増大し、舵に沿う水の流れが
船の通常の速力で撹乱されるからである。
第２図には２枚舵に対する本発明の液圧システ
ムが示されている。構成部材は本質的には前述の
一枚舵に対するものと同様であるが、第２の舵に
のみ使用される部材に対しては、符号に「′」を
付して示される。例えば、舵は１′、操舵機は
４′、弁機構ユニツトは１７′という具合である。
第２図に見られる如く、各舵の夫々に対して別々
の弁機構ユニツト１７，１７′を設けることが望
ましいが、作動液は１台のアキユムレータ１４に
支援された１台の定吐出量ポンプ１１より供給す
ることが可能である。
ポンプ１１、アキユムレータ１４及び弁機構ユ
ニツト１７，１７′は、第１供給手段と見なすこ
とができ、そして独立の第２供給手段を安全の理
由から備えることができる。このような第２供給
手段は操舵だけに利用される。すなわち、遅い舵
速度、例えば毎秒5゜で充分であるが最大舵角は各
側35゜乃至40゜が可能でなければならない。
２枚舵に対しては、第２図に示す如く、従来の
方式の第２供給手段に操舵ポンプ５，５′、電動
スライド弁６，６′が操舵機４，４′への、及び操
舵機４，４′からの管７，７′及び８，８′内の作
動液の流れの周期と方向を制御するために設けら
れている。上記の管７，７′及び８，８′は夫々操
舵機４，４′の近傍で管１８，１８′及び１９，１
９′に接続されている。これらの管には図示しな
い種々の弁を配設することができる。ポンプ５，
５′はモータ５０，５０′により駆動され、これら
のポンプにはタンク５２，５２′からの吸込管５
１，５１′が設けられている。又、ドレン管５３，
５３′が弁６，６′に接続されている。この第２供
給手段は、例えば安定操作が不必要な場合は、第
１供給手段と交替に使用される。
第２図には操舵機４のさらに詳細が示されてい
る。望ましい回転式操舵機は内部で夫々１つの翼
あるいは旋回ピストン４３，４４が往復動しうる
少くとも２つの室４１，４２を備えている。舵頭
材３に取付けられた回転部材４５を横断してダク
ト４６，４７が貫通して一方の室、例えば４１の
ピストン４３の前側の部分と、他方の室４２のピ
ストン４４の後側の部分とを連結しており、それ
によつて加圧された作動液が管１９より室４１の
ピストン４３の前側の部分と室４２のピストン４
４の後側の部分に供給され、舵を反時計方向に旋
回させ、それによつて作動液は各室の他の側から
管１８を経て外へ戻される。第２図に示す舵１，
１′は舵板の後端に鉛直軸のまわりに回動可能な
フイン２，２′を備えており、各フインは舵と機
械的に結合されている。フインの追加の運動は主
舵板の一定の角度に対して舵モーメントを増大
し、逆に云えば、一定の舵モーメントに対して操
舵機の旋回角度を減少させる。
ある船についての一例として計算された２枚舵
を持つた装置では、各操舵ポンプ５，５′に対し
て20.4KWの電気的エネルギー供給が必要と思わ
れるのに反して、アキユムレータで支援された定
吐出量ポンプ１１に対して122KWの電気的エネ
ルギー供給が要求された。この計算は舵による横
揺れ安定は舵を回すために利用できるエネルギー
が操舵のための通常のエネルギーに比べて増大す
ることになることを示している。アキユムレータ
による供給ポンプへの支援は、したがつて横揺れ
安定システムを有する船舶の船内の電気的ピーク
ロードの減少に重要である。
【図面の簡単な説明】
第１図は操舵兼横揺れ安定操作に用いられる１
枚の舵を有する船舶に対す本発明の液圧システム
の単純化された図式図、第２図は２枚の舵と各舵
の操舵機に操舵のために作動液を供給する付加的
独立供給手段を持つた船の横揺れ安定及び操舵に
対する本発明の液圧システムの単純化された図式
図、第３図は安定操作が行なわれていない船の横
揺れ運動とこれらの運動に対して補償する舵の動
きとの間の関係を示す図表である。 １，１′……舵、４，４′……操舵機、５，５′，
６，６′，７，７′，８，８′……第２供給手段、
１１……定吐出量ポンプ、１４……圧力アキユム
レータ、１７，１７′……弁機構ユニツト、２１
……比例制御弁、２２……負荷補償装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 液圧式の操乾舵機４により舵１を回動させて
    船の横揺れを安定化させるための方法であつて、
    横揺れを安定化させるための舵１の回動運動を通
    常の操舵の場合よりも高速で行い、舵１の回動運
    動の制御と舵角の調整を、操舵機４に液圧媒体を
    制御可能に供給することによつて行い、操舵機４
    に供給される液圧媒体の制御を、舵現在位置にお
    いて船の進路を維持するために選定された舵位置
    と、検出された横揺れ運動とに依存して行うよう
    にした前記方法において、 操舵機４への液圧媒体の供給を制御装置１７を
    介して圧力系から行い、該圧力系には、該圧力系
    が完全作動圧力に達するまで常時液圧媒体を供給
    し、且つ通常の操舵の際に舵１が静止している
    間、及び舵１を一定の角度に維持しているときに
    舵１を回動させた後に、圧力系に液圧媒体を蓄積
    させること、 舵１を回動させるため、液圧媒体蓄積部１４と
    液圧媒体常時搬送部とから同時に液圧媒体を、開
    いた制御装置１７を介して操舵機４へ供給し、そ
    の際舵１の安定化回動運動をも実施することがで
    きる操舵範囲は、舵現在位置を起点に設定可能な
    最大操舵範囲であつて船を操縦するために必要な
    最大操舵範囲よりも小さいこと、 を特徴とする方法。 ２ 舵１の回動速度及び回動角を調整するため、
    圧力系からの圧力媒体の供給を、制御装置１７内
    での液圧媒体の流動時間、流量、流動方向に関し
    て制御することを特徴とする、特許請求の範囲第
    １項に記載の方法。 ３ 舵１の位置に応じて変位可能で舵板１に機械
    的に連結されているフイン２を後端に設けた舵板
    １を使用することを特徴とする、特許請求の範囲
    第１項または第２項に記載の方法。
JP59122140A 1983-06-23 1984-06-15 船の横揺れを安定化させるための方法 Granted JPS6012395A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE3322505.2 1983-06-23

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Publication Number Publication Date
JPS6012395A JPS6012395A (ja) 1985-01-22
JPH0563357B2 true JPH0563357B2 (ja) 1993-09-10

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JP59122140A Granted JPS6012395A (ja) 1983-06-23 1984-06-15 船の横揺れを安定化させるための方法

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US (1) US4919064A (ja)
EP (1) EP0129810B1 (ja)
JP (1) JPS6012395A (ja)
KR (1) KR910005300B1 (ja)
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