JPH0722398Y2 - トランクピストン形舵取機 - Google Patents

トランクピストン形舵取機

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JPH0722398Y2
JPH0722398Y2 JP1989038383U JP3838389U JPH0722398Y2 JP H0722398 Y2 JPH0722398 Y2 JP H0722398Y2 JP 1989038383 U JP1989038383 U JP 1989038383U JP 3838389 U JP3838389 U JP 3838389U JP H0722398 Y2 JPH0722398 Y2 JP H0722398Y2
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JP
Japan
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steering wheel
center
rotation
pair
cylinder devices
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JP1989038383U
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JPH02128698U (ja
Inventor
直志 篠原
明 鄙山
富雄 摺出寺
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Jukogyo KK
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案はトランクピストン形舵取機に関するものであ
る。
(従来の技術) 従来のトランクピストン形舵取機は、第5図のように、
縦軸芯回りに回動自在に支持された1対のシリンダ装置
31,32と、両端部にシリンダ装置31,32のピストンロッド
33,34の先端部が縦軸芯回りに相対回動自在に連結され
た舵柄35とを備えており、第4図のように、シリンダ装
置31,32の回動中心P1,P2を舵角θが零度の状態における
舵柄35の長手方向と平行な直線M1上でかつ舵柄回動中心
P3から互いに等距離の位置に設定し、ピストンロッド3
3,34と舵柄35との連結中心P4,P5を舵柄回動中心P3から
互いに等距離の位置に設定している。そしてシリンダ装
置31,32を駆動する油圧回路は、第5図のように、電動
機36により駆動されるポンプ37からの圧液を電磁弁38に
より切換え、ダブルパイロットチェック弁39を介してシ
リンダ装置31,32に供給する構成であった。なお第5図
において40はタンク、41はリリーフ弁である。
このトランクピストン形舵取機において、舵柄回動中心
P3からピストンロッド33,34と舵柄35との連結中心P4,P5
までの距離をR、1対のシリンダ装置31,32の回動中心P
1,P2間の距離を2Rb、舵柄回動中心P3から1対のシリン
ダ装置31,32の回動中心P1,P2間の中点P6までの距離を
L、1対のシリンダ装置31,32の回動中心P1,P2から舵角
が零度の状態におけるピストンロッド33,34と舵柄35と
の連結中心P4,P5までの距離をL0とすると、舵角θのと
き、シリンダ装置31のピストンロッド33のストローク量
S1は またシリンダ装置32のピストンロッド34のストローク量
S2は である。
一方、シリンダ装置31,32のピストン42,43のピストンロ
ッド33,34が固着されている側の面42a,43aの受圧面積を
Ar、反対側の面42b,43bの受圧面積をApとすると、シリ
ンダ装置31,32への圧油の流入量の合計Viは Vi=ApS1+ArS2 またシリンダ装置31,32からの圧油の流出量の合計Voは Vo=ArS1+ApS2 である。したがって Vi−Vo=(ApS1+ArS2)−(ArS1+ApS2) =(Ap−Ar)(S1−S2) ここでAp−Arは一定であるから、流入量と流出量との差
Vi−Voはストローク差S1−S2に比例している。
このように舵角をとると、押し側のシリンダ装置31のピ
ストンロッド33のストローク量S1と引き側のシリンダ装
置32のピストンロッド34のストローク量S2とに差を生
じ、このためシリンダ装置31,32に対する圧油の流入量
と流出量とに差を生じる。ところが従来のトランクピス
トン形舵取機では、R,Rb,Lの相互の関係に特別な考慮を
払わずに設計していたため、ストローク量の差が大き
く、したがって圧油の流入量と流出量との差が無視でき
ないくらいに大きいことから、第5図のように油圧回路
としてシリンダ装置31,32から流出した圧油をタンク40
に戻すオープン回路を採用していた。このような従来の
トランクピストン形舵取機は、例えば実開昭61-122200
号公報に記載されている。
(考案が解決しようとする課題) 上記従来のトランクピストン形舵取機においては、油圧
回路としてオープン回路を採用していたので、舵板の慣
性負荷や舵板に発生する負トルクに対処するために、ダ
ブルパイロットチェック弁39あるいはカウンターバラン
ス弁等のカウンターバランス機能を有する弁を油圧回路
に付加する必要があり、回路構成が複雑になって生産コ
ストが高価であった。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するため、本考案のトランクピストン形
舵取機は、縦軸芯回りに回動自在に支持された1対のシ
リンダ装置と、両端部に前記シリンダ装置のピストンロ
ッドの先端部が縦軸芯回りに相対回動自在に連結された
舵柄とを備え、前記シリンダ装置の回動中心を舵角が零
度の状態における前記舵柄の長手方向と平行な直線上で
かつ舵柄回動中心から互いに等距離の位置に設定し、前
記ピストンロッドと舵柄との連結中心を舵柄回動中心か
ら互いに等距離の位置に設定したトランクピストン形舵
取機において、舵柄回動中心から前記ピストンロッドと
舵柄との連結中心までの距離をR、前記1対のシリンダ
装置の回動中心間の距離を2Rb、舵柄回動中心から前記
1対のシリンダ装置の回動中心間の中点までの距離をL
としたときに、L/Rを3以上に設定し、かつRb/Rをほぼ
0.9に設定するとともに、前記1対のシリンダ装置を駆
動する油圧回路をクローズド回路で構成したものであ
る。
(作用) 舵柄回動中心からピストンロッドと舵柄との連結中心ま
での距離をR、1対のシリンダ装置の回動中心間の距離
を2Rb、舵柄回動中心から1対のシリンダ装置の回動中
心間の中点までの距離をLとしたときに、L/Rを3以上
に設定し、かつRb/Rをほぼ0.9に設定したので、操舵時
におけるピストンロッドのストローク差はほぼ最小にな
り、通常操舵範囲内(−45°〜45°)にて圧油の流入量
と流出量との差は無視し得る程に小さくなる。従って、
油圧回路としてクローズド回路の採用が可能となる。ま
た、クローズド回路を採用したので、オープン回路によ
る場合の上記問題点は解決される。
(実施例) 以下、本考案の一実施例を第1図〜第4図に基づいて説
明する。
第1図は本考案の一実施例におけるトランクピストン形
舵取機の全体構成図で、舵板(図示せず)を支持する舵
軸1には舵柄2が嵌合固定されており、舵柄2の両端部
にはシリンダ装置3,4のピストンロッド5,6の先端部がピ
ン7,8により縦軸芯回りに相対回動自在に連結されてい
る。シリンダ装置3,4は船体側にピン9,10により縦軸芯
回りに回動自在に支持されている。シリンダ装置3の内
部はピストン11により油室12aと油室12bとに区画されて
おり、シリンダ装置4の内部はピストン13により油室14
aと油室14bとに区画されている。油室12a,14bは配管15
により電磁弁16のポート16aに接続されており、油室12
b,14aは配管17により電磁弁16のポート16bに接続されて
いる。電磁弁16のポート16cは電動機18により駆動され
るポンプ19の吐出口19aに接続されており、ポンプ19の
吸入口19bはチェック弁20を介してタンク21に接続され
ている。電磁弁16のポート16dはポンプ19の吸入口19b側
に接続されており、ポンプ19の吐出口19a側には安全弁2
2が接続されている。
第4図のように、シリンダ装置3,4の回動中心P1,P2は、
舵角θが零度の状態における舵柄2の長手方向と平行な
直線M1上でかつ舵柄回動中心P3から互いに等距離の位置
に設定されており、ピストンロッド5,6と舵柄2との連
結中心P4,P5は、舵柄回動中心P3から互いに等距離の位
置に設定されている。この関係は第5図に示す従来例と
同様である。従来装置との相違は、舵柄回動中心P3から
ピストンロッド5,6と舵柄2との連結中心P4,P5までの距
離をR、シリンダ装置3,4の回動中心P1,P2間の距離を2R
b、舵柄回動中心P3からシリンダ装置3,4の回動中心P1,P
2間の中点P6までの距離をLとしたときに、L/Rを3以上
に設定し、かつRb/Rをほぼ0.9に設定したことである。
次に動作を説明する。電磁弁16がニュートラルの状態で
は油室12a,12b,14a,14bの圧油の流入および流出はな
く、ピストンロッド5,6は移動しない。電磁弁16が切替
わってポート16aとポート16cとが連通すると、配管15を
介して油室12a,14bに圧油が供給され、ピストンロッド
5が縮退してピストンロッド6が伸展する。したがって
舵柄2が第1図の時計回りに回動し、舵角θが負の値に
なる。このとき油室12b,14aの圧油は、電磁弁16のポー
ト16bとポート16dとが連通しているので、配管17を介し
てポンプ19の吸入口19bに戻される。電磁弁16が切替わ
ってポート16bとポート16cとが連通すると、配管17を介
して油室12b,14aに圧油が供給され、ピストンロッド5
が伸展してピストンロッド6が縮退する。したがって舵
柄2が第1図の反時計回りに回動し、舵角θが正の値に
なる。このとき油室12a,14bの圧油は、電磁弁16のポー
ト16aとポート16dとが連通しているので、配管15を介し
てポンプ19の吸入口19bに戻される。
ところで、上記式の両辺をRで除して無次元化する
ストローク量の差の絶対値を△Sとすると ここで であるから であり、△S/Rはθ,L/R,Rb/Rの関数であることがわか
る。したがって、各種の制約条件を満足する範囲内にお
いて△S/Rを最小にするR,Rb,Lの関係を求めることがで
きる。
舵取機では、一般的に、舵角θは片舷35度あるいは45
度、すなわち|θ|≦45度である。またL/Rは舵柄2お
よびシリンダ装置3,4の動きによる機械的制約条件からL
/R≧3である。またRb/Rは舵取機のスペース上の制約あ
るいは力の伝達効率の面より0.5≦Rb/R≦1.5である。こ
れらの制約条件から上記式を計算すると、Rb/Rと△S/
Rとの関係は第2図のようになり、θと△S/Rとの関係は
第3図のようになる。なお第3図はL/R=3の場合を示
している。そしてこれら第2図および第3図から、Rb/R
=0.9の付近で△S/Rが最小になることがわかる。
このように、L/Rを3以上に設定し、かつRb/Rをほぼ0.9
に設定したので、△S/Rをほぼ最小にできる。例えばト
ランクピストン形舵取機のRはせいぜい600mm程度であ
るから、|θ|≦45度で△Sを数mm程度に抑えることが
できる。したがって、シリンダ装置3,4に対する圧油の
流入量と流出量との差が無視できる程度に小さくなるの
で、油圧回路を第1図のようにクローズド回路にするこ
とができ、従来のように油圧回路にカウンターバランス
機能を有する弁を付加する必要がないことから、回路構
成が簡単になって製作コストの低減を図ることができ
る。
(考案の効果) 以上説明したように本考案によれば、舵柄回動中心から
ピストンロッドと舵柄との連結中心までの距離をR、1
対のシリンダ装置の回動中心間の距離を2Rb、舵柄回動
中心から1対のシリンダ装置の回動中心間の中点までの
距離をLとしたときに、L/Rを3以上に設定し、かRb/R
をほぼ0.9に設定したので、操舵時における1対のシリ
ンダ装置のピストンロッドのストローク量の差△Sをほ
ぼ最小にできる。したがってシリンダ装置に対する圧油
の流入量と流出量との差が無視できる程度に小さくなる
ので、油圧回路をクローズド回路にすることができる。
そして、本考案によれば、油圧回路をクローズド回路に
したので、オープン回路の場合のように油圧回路にカウ
ンターバランス機能を有する弁を付加する必要がないこ
とから、回路構成が簡単になって製作コストの低減を図
ることができ、構成機器を小さくでき、機器の据付を容
易なものにでき、舵取機全体のコンパクト化を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例におけるトランクピストン形
舵取機の全体構成図、第2図はRb/Rと△S/Rとの関係の
説明図、第3図はθと△S/Rとの関係の説明図、第4図
は舵柄とシリンダ装置との配置関係の説明図、第5図は
従来のトランクピストン形舵取機の全体構成図である。 2……舵柄、3,4……シリンダ装置、5,6……ピストンロ
ッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−251297(JP,A) 実開 昭63−48699(JP,U) 特許133259(JP,C2)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】縦軸芯回りに回動自在に支持された1対の
    シリンダ装置と、両端部に前記シリンダ装置のピストン
    ロッドの先端部が縦軸芯回りに相対回動自在に連結され
    た舵柄とを備え、前記シリンダ装置の回動中心を舵角が
    零度の状態における前記舵柄の長手方向と平行な直線上
    でかつ舵柄回動中心から互いに等距離の位置に設定し、
    前記ピストンロッドと舵柄との連結中心を舵柄回動中心
    から互いに等距離の位置に設定したトランクピストン形
    舵取機において、舵柄回動中心から前記ピストンロッド
    と舵柄との連結中心までの距離をR、前記1対のシリン
    ダ装置の回動中心間の距離を2Rb、舵柄回動中心から前
    記1対のシリンダ装置の回動中心間の中点までの距離を
    Lとしたときに、L/Rを3以上に設定し、かつRb/Rをほ
    ぼ0.9に設定するとともに、前記1対のシリンダ装置を
    駆動する油圧回路をクローズド回路で構成したことを特
    徴とするトランクピストン形舵取機。
JP1989038383U 1989-03-31 1989-03-31 トランクピストン形舵取機 Expired - Lifetime JPH0722398Y2 (ja)

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JPH02128698U JPH02128698U (ja) 1990-10-23
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62251297A (ja) * 1986-04-23 1987-11-02 Japan Hamuwaaji Kk 舵取装置
JP2516462Y2 (ja) * 1986-09-18 1996-11-06 ジャパン・ハムワージ 株式会社 船舶の舵取装置

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