JPS6012395A - 船の横揺れを安定化させるための方法 - Google Patents

船の横揺れを安定化させるための方法

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JPS6012395A
JPS6012395A JP59122140A JP12214084A JPS6012395A JP S6012395 A JPS6012395 A JP S6012395A JP 59122140 A JP59122140 A JP 59122140A JP 12214084 A JP12214084 A JP 12214084A JP S6012395 A JPS6012395 A JP S6012395A
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steering
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    • G05D1/0875—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted to water vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
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    • B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、舵を用いて横揺れ連動を減少させる船の崩揺
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
安定フィンによって減衰もしくは減少される。このフィ
ンは横揺れセンサからの信号によっ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
のために必要な舵駆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４．３８０．２０６号公報（発明者Ｂａｆｔ
１ｓ及びＷｏｏｌａｖｅｒ　）には、波及び風によって
起る船の満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
貫流する液の流鍬制御１ＩｌＩのために、流量制御計手
段がポンプに取付けられている。該ポンプの供給量は；
１ｉｌＪ水板によって可変となっており、横揺れ速度セ
ンサからの減少信号及び操舵命令に従って変えられる。
この液■システムの欠点は、吐出ｆｆｌ　、ｉＪ変ポン
プは最高速度の舵駆動に必要な高い滝川を出しうろこと
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。
発明の要旨 本発明の船の舵による横揺れ安定及び操舵のための液圧
システムは、最大急速舵運動及び最大１柁速度によるポ
ンプ手段の選択の問題を、アキュムレータで支援された
定吐出量ポンプと、舵を動かす操舵機との間の作動液の
流れを制御卸する弁機構とを設けることによって解決し
ている。舵を一定の位置に停止させるため弁機構が閉鎖
されている間、定吐出量ポンプから吐出される作動液は
アキュムレータに受け入れられる。
舵を動かすために弁機構が開放された場合は、定吐出量
ポンプとアキュムレータの双方から操舵機に作動液が供
給される。弁機構は、操舵命令信号及び／又は横揺れ減
小信号によって作動する。弁機構は、操舵機への作動液
供給の周期、方向及び流Ｉｕｋを制−することができる
。弁機構は、舵に影響を与える負荷に対する補償のため
に、操舵機からの戻り液の液溜り又はタンクへの流れを
制御する負荷補償装置を備えることが望ましい。
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ュムレータで
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
。舵頭材ろは所要の操舵角にしたがって往復回動するこ
とのできる回転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１
３に接続された定吐出量ポンプ１１を有する。ポンプ１
１はモータ３０で駆動される。タンク１５は大気■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１Ｆ力アキユムレータ１４に接続されている。ポ
ンプ１１とアキュムレータ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ット１７に供給管
１６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って
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ット及びドレンパイプ２
０内を導かれ、タンク１６に導入される。
弁機構ユニット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補
償装置２２とを有する。制御弁２１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、！１・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はアキュムレー
タで支援された定吐出量ポンプ１１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
、これによっ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っばらアキュムレータによって支援
されたポンプ１１により供給され比例制御ｊ１１弁２１
で制御される流れに従って補償される。
弁機構ユニット１７はさらに、チェック弁、分配弁と云
っ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町逆弁６４を
経て供給管路１５に供給する。もし、アキュムレータ１
４及びパイプ１５，１６．３１を含む系に最大使用圧力
がか一つだ場合は、圧力計６２がレリーズ弁６５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、それによって舵
の運動の初期には最大使用圧力例えば１５０バールがア
キュムレータ１４がら得られ、アキュムレータ１４がら
の供給に付加してポンプ１１からの供給によりこの肪用
圧力は（既ね保持される。舵の連動が終ると、アキュム
レータはポンプによって再充填される。
第６図に示す如く、（詑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っであ
る位置に保持されなければならない。
図におい−Ｃ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の開面ｉＲに従って横揺
れするものと推定される。この横揺れがって示された周
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、舵は右舷がら左舷に２００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
た後前は右舷へもどされ、これを繰返す。ｔｌとｔ２の
間の期間に、比例弁機構ユニット１７は開いてポンプ１
１及びアキュムレータ１４から操舵機４に作動液を流し
、Ｌ２の時点で舵が所要の位置で停止し、これによって
舵の回転速度は弁ユニット１７によって制御される流速
に従う。
ｔ２とＬ３の間の期間にアキュムレータはポンプ１１に
よっ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、６秒から６０秒の間でも差支えない。した
がって、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とアキュムレータ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爪の５゜％はそれ
に合せて容量が嶺択されたアキュ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「（すに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。構成部例は本質的には前述の一枚舵にス・１
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′、弁機構ユニットは１７′
という具合である。第２図に見られる如く、各館の夫々
に対して別々の弁機構ユニット１７．１７’を設けるこ
とが望ましいが、作動液は１台のアキュムレータ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、アキュムレータ１４及び弁機構ユニット１
７．１７’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１ｉｉｔ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！υ大舵角は各ｆｌｉｌ１３５°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’、□、Ｕ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゜１９′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５１
．５１’が設けられている。又、ドレン管５３．５１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のさらに詳絹が示されている。望ま
しい回転式操舵機は内部で夫々１つのチヌあるいは旋回
ピストン４３．４４が往復動しうる少くとも２つの室４
１．４２を備えている。舵頭利３に取（＝Ｊ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４６の１ｉｆＪ　Ｉｌｌ！
ｌの部分と、他方の室４′２のピストン４４の後側の部
分とを連結しており、それによって加１１：、された作
動液が管１９より室４１のピストン４６の前側の部分と
室４２のピストン４４のｔ＆　１１１１の部分に供給さ
れ、舵を反時計方向に旋回させ、それによって作動液は
各室の他の側から管１Ｂ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１α＃１１のまわりに
回動可能なフィン２，２′を！＋ｉｉｆえており、各フ
ィンは舵と機械的に結合されている。フィンの追加の運
動は主１１ｅ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枚舵を持った
装置では、各操舵′ポンプ５，５′に対して２０．４Ｋ
Ｗの電気的エネルギー供給が必要と思われるのに反して
、アキュ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ボ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。アキュムレー
タによる供給ポンプへの支援は、したがって措揺れ安定
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６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った船の横
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
船の満揺れ運動とこれらの運動に対してｈＩｉ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・・・圧力アキュムレータ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）船の舵による横揺れ安定及び操舵のための液圧シ
    ステムにおいて、 舵の位置制呻のための液圧で操作される操舵機、 上記液圧システムに加圧作動液を供給するための定吐出
    量ポンプ、 上記操舵機への作動液の流れが中断した場合、上記ポン
    プにより供給された作動液を受け入れ、上記操舵機の作
    動時該操舵機への作動液の供給に対して」二記ポンプを
    支援するための圧力アキュムレータ、及び 上記操舵機への、及び上記操舵機からの作動液の流れを
    制御するため、上記操舵機と、上記アキュムレータによ
    り支援されたポンプとの間に配設され、操舵命令信号と
    横揺れ減少信号とにより作動する弁機構ユニットを有す
    ることを特徴とする液圧システム。
  2. （２）　上記の定吐出量ポンプは上記液圧システムへの
    作動液供給量として、舵の最大行程をあらかじめ設定さ
    れた最高舵速度で操舵するに要する作動液の最大供給量
    の５０％の吐出量を有するとともに、上記のアキュムレ
    ータの容量は該アキュムレータが上記定吐出量ポンプの
    一定のｇ（給量に追加すべき、作動液の最大附の５０％
    以上を供給することが出来るような散であることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項に記載の液圧システム。
  3. （３）　上記の定吐出量ポンプは、上記アキュムレータ
    内圧力が予め設定された最大圧力になっている限りは、
    逆圧が働くことなく無負荷運転にセ。 ツトされることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
    載の液圧システム。
  4. （４）　上記の弁機構ユニットは操舵機への作動液の流
    れの周期、方向及び流速を制御するための比例制御弁と
    、舵に対して影響を及ぼす負荷に対する補償を行なうべ
    く操舵機がら戻される流れを制可１するだめの負荷補償
    装詩とを有することを特徴とする妨３１°請求の範囲第
    １項に記載の液圧システム。
  5. （５）船舶の舵による横揺れ安定及び操舵のための液圧
    システムにおいて、 舵の位置制御のための液圧で操作される操舵機、 定吐出流ポンプと、該ポンプに接続された圧力アキュム
    レータと、操舵機への又は操舵機がらの作動液の流れの
    周期、方向及び速度を制御するための弁機構を有し、操
    舵機への作動液を供給するための第１供給手段、及び 操舵ポンプと、操舵機への及び操舵機からのるための第
    ２供給手段を有し、 上記第１共給手段と第一２供給手段とは交互に使用され
    、かつ、第１供給手段は制限舵角を越して舵を急速に動
    かすことができ、上記第２供給手段は通常の舵速度で全
    舵角を越して舵を動かすことが出来ることを特徴とする
    ／ｆｉｉｌＥシステム
  6. （６）　夫々に操舵機をＯＮえた２枚の舵をイｒする船
    ノｆ（ｔに対する特許請求のＦＩＧ囲＠５項に記載のイ
    （ダ１１モジステムにおいて、さらに ６舵の夫々に操舵のために設けられた第２供給手段と、
    定吐出量ポンプと圧力アキュムレータを有する操〕柁と
    横揺れ安定のためのｇ１１共給手段とを有し、夫々の操
    舵機に対して第１及び第２供給手段が交互に使用される
    別々の弁機構ユニットが設けられていることを特徴とす
    る液１王システム。
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)

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

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