JPS6021353Y2 - 舵取用制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は舵取機の駆動制御装置に関し、特に可変吐出
量ポンプの吐出量を制御して舵取機関を駆動する舵取用
制御装置に関する。

現用船舶の舵取機に用いられる電動油圧舵取機は、それ
以前の油圧舵取機における機構をそのまま世襲したもの
で、舵角指令を機械的な動きに変換するパイロット側パ
ワーユニットの制御部を電気的な制御系に置き換えたも
のである。

すなわち、第１図に平面図で示す如く、従来の電動油圧
舵取機の１例を図示するが、舵軸１に軸着された舵柄２
の先端Ｕ字溝に油圧シリンダ３で往復運動されるラム４
に固着されたピン５を嵌挿し、シリンダ３は可変吐出量
ポンプ６により制御吐出量でラム４を作動し、ラム４の
動きに応じて舵柄２が回動し、所望の舵角を舵軸１に伝
達している。

シリンダ３を作動する可変吐出量ポンプ６の吐出量制御
は、対向して配設された吐出量制御ピン７．８を浮動リ
ンク９の動きで出没させることで行なわれ、このため吐
出量制御ピン７．８は可変制御ストロークａを有する。

浮動リンク９は、その一端をスプリングを内蔵した追求
装置１０に連結されると共に、他端はパイロット側パワ
ーユニット１２の直１ＪｆＡｂｌｌに連結され、パイロ
ット側パワーユニット１２による舵角指令に応じた直動
軸１１の直線運動に応じ吐出量制御ピン７．８が操作さ
れる。

ここで浮動リンク９を作動する直線軸１１を有スルパイ
ロット側パワーユニット１２の配設ハ、シリンダ３で動
作されるラム４の軸線と平行な基準線Ｘ−Ｘ’に対し所
定の傾きαをもって設置されなければならない。

これはパワーユニット１２の機械的出力が直線運動であ
ることに起因するもので、傾きαをもって設置しなけれ
ば、浮動リンク９の動きによる吐出量制御ピン−７と８
との制御ストロークの各々が互いに異った値となり、舵
角指令に対する応答が左右で相違し、安定した制御がで
きない。

このようにパイロット側パワーユニット１２の機械的出
力が直線運動に限られているのは、過去の油圧駆動式の
パワーユニットにおいて実装が容易にシリンダ等による
直線運動出力機構による信頼性が定着していることに起
因するもので、電動式のパワーユニットが出現しても、
電動機の回転をわざわざ直線運動に変換する機構を設け
ており、この直線運動を機械的出力とする考え方に何ら
の疑問もいだかれていなかったのである。

ここで第１図に示す従来の舵取機におけるリンク機構の
各支点をＯ□、０゜、 ０１．０４として、このリンク
機構で作動される吐出量制御ピン７．８の操作を第２図
をもって説明する。

まず第２図ａにて直線軸１１が矢示の方向に移動すると
、支点Ｏ１の動きで浮動リンク９が傾向し、Ｐ点にて吐
出量制御ピン７を没入操作し、これにより第１図に示す
可変吐出量ポンプ６から左側のシリンダ３に油圧が供給
され、ラム４を右方向に移動させる。

即ち、第２図すに示される如く舵柄２の支点Ｃ２がＯ□
を中心に反時計回りに回転する。

吐出量制御ピン−７が最大制御ストローク３分没入され
た状態、即ち吐出量最大で直線軸１１は停止し、この状
態でも油圧シリンダへの供給は続けられているから舵柄
２は更に回転し、このため浮動リンク９は支点０．を中
心に回動するから第２図Ｃの如く、浮動リンク９のＰ点
は元の位置に戻され、同時に吐出量制御ピン７も復帰し
、舵柄２は直線軸１１の動きに応じた所望の舵角に維持
される。

第２図のリンク動作から明らかな如く、従来のリンク機
構は舵軸の中心となる支点Ｏ□と、浮動リンク９と直線
軸１１との連結点となる支点Ｏ１を結ぶ線分０１．０．
を固定リンク１３とする４節リンク機構であるが、直動
軸１１の直線運動で固定リンク１３そのものが移動する
ことから、予定するリンク動作を作り出すためには、各
機器の設置、特にパイロット側パワーユニットの直動軸
１１の据付けには相当の精度を必要とし、且つ吐出量制
御ピン７に対する浮動リンク９の位置決めにも高い精度
が要求され、組立作業に非常な困難を伴う。

また、パイロット側パワーユニット１２は回転運動を直
線運動に変換するためピニオンに噛合するラックを直動
軸に刻設するが、長期間の使用後のバックラッシュによ
り作動誤差を生ずるに至っている。

この結果、舵取機装置、特にパイロット側パワーユニッ
トにおける製造コストの高騰を招き、直線運動部を有す
るが故にパイロット側パワーユニットの小型化を遠戚す
ることは困難であった。

本考案は叙上の如き直線運動指令を与えるパイロット側
パワーユニットを用いた従来の舵取機における問題を解
決すべく創案されたもので、機械的な舵角指令を与える
パイロット側パワーユニットの機械的出力を回転運動で
与えることにより、パイロット側パワーユニットの据付
は及びリンク機構の調整が容易にでき、パイロット側パ
ワーユニットの小型化に伴い装置全体をコンパクト化で
き、結果的に製造コストの大巾な低減を遠戚する舵取用
制御装置を提供することを目的とする。

以下図面に基づいて本考案の望ましい実施例を説明する
。

第３図は本考案の舵取用制御装置の実施例を平面的に示
す説明図である。

第３図にて、可変吐出量ポンプ６よりの給油で駆動され
る舵軸１に固着された舵柄２、舵柄２のＵ字溝に嵌挿さ
れたピン５を備えたラム４、ラム４を往復運動させるシ
リンダ３よりなる舵取機は従来と同様なものが用いられ
、また可変吐出量ポンプ６の吐出量制御ピン７．８を操
作する浮動リンク９、浮動リンク９に舵軸１の作動量を
伝える追求装置１０も従来同様なものが用いられる。

一方、本考案のパイロット側パワーユニット１５は、舵
角制御器（図示せず）よりの電気量に応じて回動される
電動機の回転出力を所望の歯車列を介して平歯車１７に
伝え、この平歯車１７の回転軸１８には揺動クランクア
ーム１６が軸着され、揺動クランクアーム１６と浮動リ
ンク９は調整機構付のリンク部材１４にて連結されてい
る。

第３図に示すリンク機構の各支点０１〜０６として第４
図にそのリンク構成を示す。

第４図ａから明らかな如く舵柄２が中立位置にあり且つ
クランクアーム１６を回動されていないとき、即ち据付
は状態で、各リンク節の配置は、相互に隣合うリンク節
に対して直角であり且つ相対するリンク節に対して平行
となる。

特にパワーユニットで回動されるクランクアーム１６は
、浮動リンク９に対して平行で、且つ追求装置１０に対
して直角関係である。

それ故、第３図におけるパワーユニット１５の据付けに
従来の如く所定の傾きをつける必要はなく、組立て作業
が非常に簡便になる。

また第４図から明らかな如く、パイロット側パワーユニ
ット１５で回動されるクランクアーム１６を原動リンク
とするリンク機構は、６節リンク機構であり、支点０１
と０６を結ぶ線分０１，０６が見かけ上固定リンク１９
となり、固定リンク１９はクランクアーム１６が回動し
ても従来の如く移動することはないから、リンク機構の
調整は、第４図ａの中立位置のみならず任意の舵角操作
位置にて可能である。

第４図すはクランクアーム１６を矢示の方向に回転した
ときのリンク機構の位置を示すもので、浮動リンク９の
動きによって吐出量制御ピン７又は８が操作され、これ
により舵柄２が回動され、この作動量が追求装置１０を
介して浮動リンク９に帰還され、吐出量制御ピン７又は
８を復帰させて所望舵角を維持するものである。

第５図は第３図の実施例に示すパイロット側パワーユニ
ット１５に対する舵角制御器の一例を示すブロック図で
ある。

同図にて、舵角制御器１６にはオートパイロットもしく
は操舵輪等より与えられる舵角指令信号Ｅ。

が与えられ、この舵角指令信号Ｅ。

に応じパワーユニット内の電動機２２が駆動される。

電動機２２の回転力はユニット内の歯車列２３に伝達さ
れて揺動クランクアーム１６を回転させる。

この揺動クランクアーム１６の回転量はポテンショメー
タ２４で検知されて、舵角制御器２０の入力側の加算点
２１ヘフイードバツクされ、帰還信号が舵角指令信号Ｅ
。

に一致するとパワーユニットは停止される。

この様なフィードバック制御系を形成する舵角制御器２
０はＰＩ動作もしくはＰＩＤ動作の機能を備える。

一方、歯車列２３は少なくとも１組のウオームとウオー
ム歯車の噛合せを備えた所望速度比およびトルクを与え
る平歯車列であれば良い。

ウオームとウオーム歯車の組合せを備える理由は、リン
ク機構を介して舵角機より伝達されるトルクに対しブレ
ーキ力を作り出すためである。

またこのウオーム、ウオーム歯車の後には滑りクラッチ
を設は設定トルク以上の力に対し、機械的な保護を施し
である。

なお、舵角を所定の範囲内に規制するさめ、クランクア
ームの最大回転角に対応してパワーユニット内にはリミ
ットスイッチが設けられ、このリミットスイッチの作動
で電動機は強制停止される。

以上説明した如く本考案の舵取用制御装置は、そのパワ
ーユニットの舵角指令に応じた機械的な出力を回転力と
してリンク機構に伝達することで、パイロット側パワー
ユニット自体の動力機構が簡略比丘小型化でき、またリ
ンク機構および舵取機関に対するパイロット側パワーユ
ニットの据え付けが容易にでき、組立て精度を向上する
ことができた。

さらに電動機の回転力を直線運動に変換する必要がない
からパイロット側パワーユニットにおける動力機構の伝
達効率が高く電動機の定格出力が小さくて済み、結果的
に舵取用制御装置の製造コストの大巾な低減を達威し得
るものである。

また、従来の舵取機に対しても本考案のパワーユニット
とリンク機構の原動リンク側を取り替えるだけで、その
まま改造可能でありその適用範囲は広範にわたる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の舵取機の１例を平面的に示す説明図、第
２図は第１図の従来例における動作をリンク機構をもっ
て示す説明図、第３図は本考案の実施例を示す説明図、
第４図は第３図に示す本考案のリンク機構とその動作を
示す説明図、第５図は本考案のパイロット側パワーユニ
ットを制御する舵角制御器の１例を示すブロック図であ
る。 １・・・・・・舵軸、２・・・・・・舵柄、３・・・・
・・シリンダ、４・・・・・・ラム、５・・・・・ゼン
、６・・・・・・可変吐出量ポンプ、７．訃・・・・・
吐出量制御ピン、９・・・・・・浮動リンク、４０・・
・・・・追求装置、１１・・・・・・直線軸、１２・・
・・・・パワーユニット、１３・・・・・・［ＩＪンク
、１４・・・・・・リンク、１５・・・・・・パワーユ
ニット、１６・・・・・・揺動クランクアーム、１７・
・・・・・平歯車、１８・・・・・・歯車軸、１９・・
・・・・固定リンク、２０・・・・・・舵角制御器、２
１・・・・・・加算点、２２・・・・・・電動機、２３
・・・・・・歯車列、２４・・・・・・ポテンショメー
タ。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）正逆回転可能な電動機、少なくとも１組のウオー
   ム、ウオーム歯車およびクラッチから構成されるパイロ
   ット側パワーユニットと、舵角指令信号に応じてパイロ
   ット側パワーユニットの電動機を回転させる舵角制御器
   と、パイロット側パワーユニットの回転出力が揺動アー
   ムおよび調整機構付リンク部材を介して伝達されること
   により作動する浮動リンクと、浮動リンクの作動により
   吐出量制御ピンが作動される可変吐出量ポンプと、可変
   吐出量ポンプによって駆動される舵取機と、前記パイロ
   ット側パワーユニットの回転出力を電機量に変換して前
   記制御器に帰還する電気的なフィードバックループと、
   前記舵取機の作動量を伝達する追求装置および前記浮動
   リンクを介して前記吐出量制御ピンに前記舵取機の作動
   量を帰還する機械的なフィードバックループとを備えた
   ことを特徴とする舵取用制御装置。
2. （２）揺動アームの回転中心部分、揺動アームと調整機
   構付リンク部材のリンク部撫、調整機構付リンク部材と
   浮動リンクのリンク部分、浮動リンクの追求装置のリン
   ク部分、追求装置と舵取機のリンク部分および舵取機回
   転中心部分は、揺動アームの回転中心部分と舵取機の回
   転中心部分とを結ぶリンク節を固定側とする６節リンク
   機構を構成する実用新案登録請求の範囲第（１）項記載
   の舵取用制御装置。