JPS62251297A - 舵取装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本光明は船舶の舵取装置に関する。

従来の技術 一般に、船舶における舵取装置としては、コンパクトで
、軽量、かつ安価な点で優れている油圧シリンダ一方式
が採用されている。この舵取装置を第１２図に基づいて
説明づる。この舵取装ｖ！！４１は、舵軸４２頂部に固
定されたボス部４３ｃとこのボス部４３ｃの１８０度対
称位置で左右に突出する突出部４３ａ、４３ｂを有する
舵柄４３と、この突出部４３ａ。

４３ｂに対応して配置された左右一対の油圧シリンダー
４４Ａ、　４４３と、ボス部４３ｃの回゛転移動吊を読
みとる舵角トランスミッタ５２と、油圧シリンダー４４
Ａ、　４４３を駆動する油圧装置（図示けず）とから構
成されている。また、上記一対の油圧シリンダー４４Ａ
、　４４３のシリンダ一本体４５Ａ、　１１５Ｂは支持
ピン４６を介して船体側に回動自在に軸支されるととも
に、そのピストンロッド４７Ａ、　４７Ｂの先端は取付
ピン４８を介して舵柄４３の端部に回動自在に連結され
、さらに舵の中立位置における両油圧シリンダー４４Ａ
、　４４Ｂの取付角度は、互いのピストンロッド４７Ａ
、　４７３軸心の延長＄５；ｌｃ、ｄが交差しないよう
に開き勝手あるいは平行となるようにされている。例え
ば、一方の油圧シリンダー４４Ａの油ボート４９Ａに圧
油が供給されるとそのピストンロッド４７Ａが突出して
舵柄４３を矢印Ｃ方向に回転させる。なお、この時、他
方の油圧シリンダー４４［３の油ポート５０３には、フ
レキシブルチューブ５１を介して圧油が供給されて、ピ
ストンロッド４７Ｂが退入方向に移動する。このように
して、舵が所定角度だけ回転すると、舵角トランスミッ
タ５２により回転角１腹が検出され、所定の角度に８３
いて油圧シリンダー４４Ａ、４４Ｂへの「油の供給が停
止され舵はその位置に保持される。逆に油ポート４９Ｂ
および５０Ａに圧油が供給されると舵柄４３は矢印り方
向に回転させられる。

発明が解決しようとする問題点 最近、船舶の操縦性能の向上が望まれ、舵角範囲が左右
にたとえば９Ｇ”づつあるいはそれ以上にもとれるよう
に要求されている。従来の上記舵取ｇ　Ｉａによると一
対の油圧シリンダー同士が〃■き勝手あるいは平行に配
置されているため、大きな舵角をとるのには不適当であ
った。例えば９０°づつ回転させようとすると、ロッド
自体が舵柄に接触するとともに、舵角が大ぎくなるほど
舵を動かすのに必要とされる回転モーメントが大きくな
るのに対し、ロッドと舵柄との交差角が小さくなるため
に油圧シリンダーによる舵柄を回転させる回転モーメン
トが小さくなり９０°付近でははと）υとなくなってし
まうという問題があった。

そこで、本発明は油圧シレンダ一方式の持つ問題点を解
決し得る船舶の舵取装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明の舵取装置は、舵柄を
舵軸の頂部に取付け、この舵軸近傍の甲板上に各油圧シ
リンダーを水平面内でＪ１勤自在になるように、その端
部を支持ピンを介して甲板上の架構に支持するとともに
、それぞれのピストンロッド先端部を上記舵柄にピンを
介して連結し、かつ、舵中立位置において上記各油圧シ
リンダーのピストン作用線がピストンロッド端側にＪ３
いて交差するように、かつ、所定の最大舵角においても
、各ピストンロッドが舵柄と接触干渉しないように各油
圧シリンダーを配置づるとともに、該油圧シリンダーの
いずれかが、舵軸を回転させる作用において死点に達し
たときは、その死点に達した油圧シリンダーのみに対し
て油の出入口を逆転させるようにしたものである。

作用 上記構成によると、舵柄に連結される各油圧シリンダー
を、舵中立位置においてそれぞれの油圧シリンダーのピ
ストン作用線がピストンロッド端側において交差するよ
うに、かつ、所定の最大舵角において・ｂ各ピストンロ
ッドが舵軸と接触干渉しないように取付け、また、舵柄
の回転過程において油圧シリンダーのいずれかが、舵軸
を回転させる作用において死点に達したときはその油圧
シリンダーに対して油の出入口を逆転させるようにした
ので、舵柄を介して舵軸を片舷９０°から反対舷９０°
まで、あるいはそれ以上の舵角まで支障なく回転させる
ことができるとともに、所定の最大舵角においても力学
的に有利に回転モーメントを得ることができる。

実施例 以下、本光明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図〜第３図において、１は船舶の船尾部に鉛直方向
で回転自在に支持された舵軸で、その下部には舵が取付
けられている。２はこの舵を回転させる舵取装置で、舵
軸１頂部に固定されるとともに、左右に突出する突出部
３ａ、３ｂを有する舵柄３と、この舵柄３の左右に配置
されるとともに舵柄３を介して舵軸１を回転させる一対
の第１および第２油圧シリンダー４Ａ、４Ｂと、これら
両独圧シリンダー４Ａ、４Ｂに吐出油を供給する油圧ユ
ニット５と、上記舵軸１に連＃ｈ連結された舵角トラン
スミツタロと、操舵室からの信号および上記舵角トラン
スミツタロからの（ｃｊ　ｆ’ｉにより上記油圧ユニッ
ト５に制御化ｑを送る制ｔｏｓ装置（図示せず）とから
構成されている。上記両油圧シリンダー４Ａ、４Ｂの各
シリンダ一本体７Ａ、７Ｂは甲板上に設けられた架構８
に鉛直方向の支持ピン９を介して水平面内で揺動自在に
支持されるとともに、各ピストンロッド１０Ａ、　１０
Ｂ先端部は舵柄３の両突出部３ａ、３ｂの先端部に鉛直
方向の取付ピン１１を介して連結され、さらに両油圧シ
リンダー４Ａ、４Ｂは、舵軸中立位置において、各ピス
トンロッド１０Ａ、　１０Ｂ軸心の延長Ｉ！！１なわち
ビス１−ン作用ＩＱａ、ｂのピストンロッド端側が互い
に交差するように、すなわら平面視への字状に配置され
ている。したがって、舵の中立位置において舵柄３の突
出部３ａ、３ｂが第４図の９０°および２７０°位置に
あるようにした場合、一方の突出部３ａは０°〜１８０
°の範囲あるいはピストンロッド１０Ａ、　ＩＯＢが舵
軸１と接触干渉しない範囲においてそれ以上の舵角範囲
（この時、他方の突出部３ｂは１８０°〜３６０°の範
囲あるいは同じくそれ以上の範囲）まで回転が可能とな
る。なお、上記油圧シリンダー４Ａ、４Ｂの配置は所定
の最大舵角においてピストンロッド１０Ａ、　１（ｌ［
３が舵軸１に接触しない範囲で、かつ、据１１面槓のル
リ約も加味して、最大舵角における回転モーメントかで
きるだけ大きくなるように−ｂ配慮がなされる。次に、
油圧ユニット５を第３図に基づき説明−する。

この油圧ユニット５は、油タンク１２と、この油タンク
１２と第１、第２油圧シリンダー４Ａ、４Ｂとの間に配
管された第１、第２油圧配管１３Ａ、　１３Ｂと、各油
圧配管１３Ａ、　１３Ｂの吐出管１４Ａ、　１４Ｂ側に
介装された油圧ポンプ１５Ａ、１５Ｂと、これら油圧ポ
ンプ１５Ａ、　１５Ｂを駆！ｌｌする電１１１１機１６
Ａ、　１６Ｂと、第１、第２油圧配管１３Ａ、　１３ｆ
３途中に介装された第１、第２電磁切換弁（以下、甲に
切換弁という）　１７Ａ、　１７３と、この第１、第２
切換弁１７Ａ。

１７Ｂと第１、第２油圧シリンダー４Ａ、４Ｂとの間の
第１、第２油圧配管１３Ａ、　１３Ｂ途中に介装された
第３、第４電磁切換弁（以下、１１１に切操弁という）
　１８Ａ、　１８３と、ポンプ１５Ａまたは１５Ｂのい
ずれか一方でもまた両方でも第１、第２油圧シリンダー
４Ａ、４Ｂの両方を同一油圧源で駆動できるようにする
ための連通管２０とから構成されている。なお、１９は
第１、第２油圧配管１３Ａ、　１３Ｂと吐出管１４Ａ、
　１４３の過圧を防止するリリーフ弁、２１は油逃し配
管、２２〜２７は各切換弁１７Ａ、　１７３゜１８Ａ、
　１８Ｂを作動させるソレノイドである。

また、上記舵角トランスミツタロは、舵軸１頂部に取付
けられた第１ホイール２８にベルト２９を介して３Ｊ！
動された第２ホイール３０を有し、かつこの第２ホイー
ル３０の回転角度位置すなわち舵角を検出するとともに
その位置を電気信号に変換して上記制御装置に出力する
ものである。

次に、動作について説明する。

第４図実線にて示すように、舵が中立位置にある場合で
しかも油圧ポンプ１５Ａ、　１５Ｂが作動している状態
において、例えば右舷をとるように指令信号が出力され
ると、第１、第２切換弁１７Ａ。

１７Ｂは第５図のように切換わり、吐出油は第１油圧シ
リンダー４Ａのピストンヘッド側に、また第２油圧シリ
ンダー４Ｂのピストンロッド側に供給される。したがっ
て、舵柄３は矢印へ方向に回転される。この時、舵柄３
の回転位置は、舵角トランスミツタロを介して制御１Ｂ
ｉＨに入力されており、指令された右舵角度に一致する
と、信号が出力されて第１、第２切換弁１７Ａ、　１７
３が第３図に示す中立位置に戻り、舵はこの位置で固定
される。

次に、左舷の信号が出力されると、第１、第２切換弁１
７Ａ、１７Ｂは第６図のように切換ねり、吐出油は第２
油圧シリンダー４Ｂのピストンヘッド側に、また第１油
圧シリンダー４へのピストンロッド側に供給される。し
たがって、舵柄３は矢印Ｂ方向に回転される。そして、
指令された角度になると、第１、第２１７Ｊ換弁１７Ａ
、　１７Ｂは中立位置に戻り、舵はこの位置で固定８れ
る。

ところで、舵角範囲は１８０°あるいはぞれ以、［−で
あるため、各油圧シリンダー４Ａ、４［３のピストンロ
ッドＩＯＡ、　１０Ｂの軸心が舵軸１中心を通る位置−
リなわら、舵軸１を回転させる作用にＪ３いて死点とな
る位置が必ずある。第４図において、第１油圧シリンダ
ー４Ａについてはｍ点、第２油圧シリンダー４Ｂについ
てはｒ１点である。これらの点を境にして、たとえ舵柄
３の回転方向が一定であっ′ｉ′シ、ピストンロッド１
０Ａ、　１０１３のすＪＱが逆になる。このため、第３
、第４切換弁１８Ａ、　１８［３によって吐出油の供給
方向が切換えられるものである。づなわち、例えば右舷
の過程にａ３いて、第２油圧シリンダー４Ｂの位置が「
１点に達づると、舵角トランスミツタロの信号により、
第４り換弁１８Ｂが第７ａ図のように切換えられて、第
２油圧シリンター４［３に対しては吐出油の供給を逆方
向にザる。従ってｎ点を越えた範囲では、両油！■シリ
ンダー／ＩＡ、／１Ｂのビス１−ンロツドＩＯＡ、　１
０１３が突出し、両油圧シリンダー４Ａ、４Ｅ３が協動
じて舵軸１を右舷側に回転させる。

次に、この状態から、左舷の信号が出されると、第１、
第２切換弁１７Ａ、　１７Ｂは第７ｂ図のように切換え
られて舵柄３は矢印Ｂｈ向に回転される。

ぞして、第２油圧シリンダー／Ｉ［３が再びｎ点に達す
ると舵角トランスミツタロからの信号により、第４切換
弁１８Ｂが第６図の位置に戻り、第２油圧シリンダー４
Ｂに対しては吐出油の供給方向が切換えられて、引続い
て同方向の回転が行なわれる。

０らに、左舷が続いて、今度は第１油圧シリンダーＬ４
Ａの位置がｍ点に達すると、第３切換弁１８Ａが第８ａ
図に示すようにＦＪＪ換えられて、第１油圧シリンダー
４Ａに対しては吐出油の供給方向が逆になる。したがっ
て、両油圧シリンダー４Ａ、４ＢのピストンロッドＩＯ
Ａ、　１０Ｂが突出し、両油圧シリンダー４Ａ、４Ｂが
協働して舵軸１を左舷方向に回転させる。この状態から
、再び右舷に転舵すると、第１、第２切換弁１７Ａ、　
１７Ｂは第８ｂ図のように切換えられて両油圧シリンダ
ー４Ａ、４Ｂのピストンロッド１０Ａ、　１０Ｂは退入
し舵柄３を右舷方向に回転させる。そして、第１油圧シ
リンダー４Ａの位置がｍ点に戻ると、第３切換弁１８Ａ
が第５図の位置に戻り、第１油圧シリンダー４Ａに対し
ては吐出油の供給方向が切換えられで、引続いて同方向
への回転が行なわれる。

このように、どのような舵角においても、常に両油圧シ
リンダー４Ａ、４Ｂは協働して舵軸１を回転させること
ができる。

木光明の舵取装置は、舵から与えられる回転モーメント
特性との関連において特別の作用効果を光揮する。これ
を以下に説明する。

木光明の舵取装置において油圧シリンダー４Ａ。

４Ｂが舵軸１を回転させる回転モーメントの大きさの、
角度〈舵角）に対する変化は、該油圧シリンダーの舵柄
３に対する取付角度および該油圧シリンダーの支持ピン
９の位置に依存Ｍるが、−例どして該両油圧シリンダー
のビス！−ンロツド１０Ａ。

１０Ｂの中心線の交差角度が１００°になるように取イ
・１けた県会、ピストンに顕く油圧を一定、すなわちピ
ストン押力を一定とＪ−れば、油圧シリンダー４Δ、４
Ｂが舵軸１に与える回転モーメントは、ピストンロッド
断面積を考慮しないと寸れば、角度（舵角）に対して第
１３図の（Ａ）に示づように変化する。これに対して、
従来の油圧シリンダー平行配置の舵取装置の場合は第１
３図の（Ｂ）に示ずように変化する。

一方、ビスｌ〜ンにかかる油圧は舵軸１に動く舵からの
回転モーメントによって生ずるものであり、舵軸１に鋤
く回転モーメントは、舵の形状によるが、一般に、舵角
に対して、第１４図に示ずごとく、５ｉｎ（舵角）に比
例して大きくなる。従って、舵取装置の定格出力は最大
舵角において舵軸１にかかる回転モーメントによって決
められることになり、最大舵角において油圧シリンダー
４Ａ、４Ｂが力学的に４１も有利に舵軸１に回転モーメ
ントを与えるように、すなわち、舵柄３に対重る取付ピ
ン１１の回転円の接線方向の分力が大ぎくなるようにす
れば、油圧シリンダー４Ａ、４Ｂのピストン直径を最小
にでき、あるいは定格油圧を最低にでき、舵取機をコン
パクト、軒昂、従って安価にすることができるわけであ
る。

第１３図から明らかなごとく、従来の舵取装置は、必要
な回転モーメントがピロに近い舵角ぜ口のときに油圧シ
リンダーが力学的に最も有効に動き、必要な回転モーメ
ントが大きくなる大舵角になるにつれて力学的効果が減
する。

一方、本発明の舵取装置は、必要回転モーメントの大き
い大舵角において力学的有効性が大となるので、従来に
比べて、油圧シリンダーのピストン直径を小さくできる
か、あるいは定格油圧を低くＪることができ、舵取機を
コンパクト、軽量、従って安価にすることができる。

次に、他の実施例を第９図および第１０図に基づき説明
覆る。上記実施例においては、舵柄３両側に突出部３ａ
、３ｂを形成して、この突出部３ａ。

３ｂの先端部に油圧シリンダー４Ａ、／Ｉ［３を連結１
Ｊるようにしたが、この他の実施例においては、突出δ
１（召・１門にして、この先端部に、両方の油圧シリン
ダー４Ａ、４Ｂのピストンロッド１０Ａ　。

１０Ｂ先端部を、同一の取付ピン１１により連結したも
のＣある。この構成によっても、上記実施例と同一の作
用効果が冑られる。

８らに、上記他の実施例の構成を、第１１図に示づよう
に、舵柄３の両側に設けるようにしてもよい。

ざを明の効果 上記本発明の構成によると、舵柄に連結される各油圧シ
リンダーを、舵中立位置に於てそれぞれの油珪シリンダ
ーのピストン作用線がピストンロッド端側にｊＪｊいて
互いに交差するようにかつ、所定の最大舵角においても
各ビスミーンロッドが舵軸と接触干渉しないように取付
けまた、舵柄の回転過程にａ３いて油圧シリンダーのい
ずれかが死点に達したときはその油圧シリンダーに対し
て油の出入口を逆転させるようにしたので、舵柄を介し
て舵軸を片舷９０°から反対前９０°まで、あるいはそ
れ以上の舵角まで支障なく回転させることができるとと
もに、所定の最大舵角においても力学的に有利に回転モ
ーメントを得ることができるため、油圧シリンダーのピ
ストン直径を小さく、あるいは定格油圧を低くすること
がでさ・、舵取機をコンパクト、軒昂、従って安価にす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

ｂ 第１図〜第赫図は本発明の一実施例を示ずもので、第１
図は平面図、第２図は第１図の１−Ｉ矢視図、第３図は
油圧ユニットの概略構成およびその油圧回路を示す図、
第４図は動作説明図、第５図、第６図、ｍＶａ図、第７
ｂ図、ｍ　ａ　ａ　図Ｊ３　ヨび第８ｂ図は動作時の切
換弁の状態を説明覆る図、第９図、１３よび第１１図は
他の実施例の平面図、第１０図は第９図の■−■矢視図
、第１２図は従来例の平面図、第１３図は舵取装置の出
力回転モーメントと角度（舵角）との関係を承りグラフ
、第１４図は舵軸に鋤く回転モーメントと舵角との関係
を示すグラフである。 １・・・舵軸、２・・・舵取ｇ置、３・・・舵柄、３ａ
。 ３ｂ・・・突出部、４Ａ、４Ｂ・・・油圧シリンダー、
５・・・油圧ユニット、６・・・舵角トランスミッタ、
７Ａ。 ７Ｂ・・・シリンダ一本体、９・・・支持ピン、１０Ａ
。 １０Ｂ・・・ピストンロッド、１１・・・取イ４ピン、
１７Ａ。 １７Ｆ３・・・電磁ｌ、ｌＪ換弁、１８Ａ、　１８Ｂ・
・・電磁切換弁代理人　　　森　　本　　義　　弘 第Ｓ図 第２図 第７１図 Ａ 第１ａ図 第２図 第１２図 椀壜Ｊ番Ｔ出、力回転モーメント 手続補正書（自発） 昭和６１年６月４日 昭和　６１　年特　許　願第　　９４２８９　　　号２
、発明の名称 舵取装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　ジャパン・ハムワージ株式会社４、代　理　人 ］ 昭和　　年　　月　　日 ６、補正により増加する発明の数 ８、補正の内容 Ｏ明細書の発明の詳細な説明の欄 ■第４頁第１１行目 「油圧シレンダー」とある全「油圧シリンダー」と訂正
する。 ■第５頁第１５行目および第１６頁第３行目「舵軸」と
あるを「舵柄」と訂正する。 ■第７頁第１６行目および第８頁第１〜第２行目「舵軸
１」とあるを「舵柄３」と訂正する。 ■第８頁第３行目 「最大舵角における」とあるを「舵特性によって定まる
最大舵モーメントを生じる舵角において舵取機の出力」
と訂正する。 ■第１５頁第４行目と第５行目との間に下記文を加入す
る。 「このほかにも、舵￥＠１に働く回転モーメントの大き
さおよびパターンは舵特性により様々であるが、本発明
の舵取機では、舵特性に対応して舵の必要回転モーメン
トが大きい角度において舵取機として最も大きい回転モ
ーメントを出力できるように、油圧シリンダ−４Ａ、４
Ｂの、舵柄３に対する取付角度およびこの油圧シリンダ
ーの支持ピン９の位置を選定することができる。 また、本発明の舵取機は大舵角がとれる舵取機ではある
ものの、通常航海時の転舵は一般に片舷３５°から反対
舷３５°″！でかほとんどであるため、その転舵範囲内
では油圧シリンダー４Ａ、４Ｂに対して油出入口を切替
える必要のないように、すなわち、死点ｍ、ｎが上記通
常転舵角度範囲の外にくるように、油圧シリンダー４Ａ
　、４Ｂの舵柄３に対する取付角度金定めることが望ま
しい。」 ■第１６頁第４行目 「収付けま友、」とあるを「取付け、また」と訂正する
。 ■第１６頁第１０行目 「所定の最大」とあるを「舵から要求される回転モーメ
ントが大きい」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、舵軸の頂部に舵柄を取付け、この舵軸近傍の甲板上
   に一対の油圧シリンダーを水平面内で揺動自在になるよ
   うに、その端部を支持ピンを介して甲板上の架構に支持
   するとともに、それぞれのピストンロッド先端部を上記
   舵柄にピンを介して連結し、かつ、舵中立位置において
   上記各油圧シリンダーのピストン作用線がピストンロッ
   ド端側において交差するように、かつ、所定の最大舵角
   においても、各ピストンロッドが舵柄と接触干渉しない
   ように各油圧シリンダーを配置するとともに、上記油圧
   シリンダーのいずれかが、舵軸を回転させる作用におい
   て死点に達したときは、その死点に達した油圧シリンダ
   ーに対して油の出入口を逆転させるようにしたことを特
   徴とする舵取装置。