KR20220145362A - steering system - Google Patents
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Abstract
선박에 탑재되는 조타 시스템(1)은, 선저를 관통하는 타축(12)을 통해 타판(11)을 요동시키는 유압 액추에이터(2)와, 작동유를 토출하는 펌프(41)를 포함한다. 유압 액추에이터의 제1 작동실(22) 및 제2 작동실(23)은 한 쌍의 급배 라인(44, 45)에 의해 전환 밸브(3)와 접속되고, 전환 밸브(3)는 펌프 라인(42)에 의해 펌프(41)와 접속되어 있다. 전환 밸브(3)는 스풀(31)을 포함하고, 스풀(31)은 이동 기구(5)에 의해 이동된다. 이동 기구(5)는, 스풀(31)의 이동 속도가 전기적으로 변경 가능하게 구성되어 있다.The steering system 1 mounted on a ship contains the hydraulic actuator 2 which rock|fluctuates the rudder plate 11 via the rudder shaft 12 penetrating the ship bottom, and the pump 41 which discharges hydraulic oil. The first operating chamber 22 and the second operating chamber 23 of the hydraulic actuator are connected to the selector valve 3 by a pair of supply/discharge lines 44 and 45, and the selector valve 3 is connected to the pump line 42 ) is connected to the pump 41. The switching valve 3 includes a spool 31 , and the spool 31 is moved by a moving mechanism 5 . The moving mechanism 5 is configured such that the moving speed of the spool 31 is electrically changeable.
Description
본 발명은 선박에 탑재되는 조타(操舵) 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a steering system mounted on a ship.
종래부터, 선박에는, 유압에 의해 타판(舵板)을 조작하는 조타 시스템이 탑재되어 있다. 이러한 조타 시스템은, 선판을 관통하는 타축(舵軸)을 통해 타판을 요동시키는 유압 액추에이터를 포함한다. 유압 액추에이터는, 제1 작동실 및 제2 작동실을 포함하고, 제1 작동실과 제2 작동실 중 일방에 작동유가 공급되었을 때 타판을 좌현 방향으로 요동시키고, 제1 작동실과 제2 작동실의 타방에 작동유가 공급되었을 때 타판을 우현 방향으로 요동시킨다.BACKGROUND ART Conventionally, a steering system for operating a rudder plate by hydraulic pressure is mounted on a ship. Such a steering system includes a hydraulic actuator that swings the rudder plate through a rudder shaft penetrating the ship plate. The hydraulic actuator includes a first operation chamber and a second operation chamber, and when hydraulic oil is supplied to one of the first operation chamber and the second operation chamber, the rudder plate oscillates in the port direction, and When hydraulic oil is supplied to the other side, the rudder plate is oscillated in the starboard direction.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 유압 액추에이터로서 램의 양측에 제1 작동실 및 제2 작동실이 형성된 유압 실린더가 채용된 조타 시스템이 개시되어 있다. 이러한 조타 시스템에서는, 유압 실린더의 제1 작동실 및 제2 작동실이 한 쌍의 급배 라인에 의해 전환 밸브와 접속되어 있다. 전환 밸브는, 펌프 라인에 의해 펌프에 접속되는 동시에, 탱크 라인에 의해 탱크에 접속되어 있다. 전환 밸브는, 중립 위치에서는 한 쌍의 급배 라인을 블록(block)하고, 타판을 요동시킬 때에 한 쌍의 급배 라인 중 일방을 펌프 라인과 연통시키는 동시에 타방을 탱크 라인과 연통시킨다.For example,
더 상세하게는, 전환 밸브는 스풀(spool)을 포함하고, 이러한 스풀은 한 쌍의 전자기 밸브에 의해 구동된다. 전환 밸브에는, 스풀의 양단면에 파일럿압을 작용시키기 위한 한 쌍의 파일럿실이 형성되어 있고, 각각의 전자기 밸브는, 대응하는 파일럿실에 파일럿압을 도입할지 여부를 전환한다.More specifically, the switching valve includes a spool, which is driven by a pair of electromagnetic valves. The switching valve is provided with a pair of pilot chambers for applying pilot pressure to both end surfaces of the spool, and each electromagnetic valve switches whether or not to introduce pilot pressure into the corresponding pilot chamber.
그러나, 특허문헌 1에 개시된 조타 시스템에서는, 전자기 밸브가 단순한 온 오프 밸브이기 때문에, 전자기 밸브의 전자기 코일이 여자되면 스풀이 순간적으로 이동한다. 따라서, 플렉서블(flexible)한 운전이 곤란하다.However, in the steering system disclosed in
따라서, 본 발명은 플렉서블한 운전이 가능한 조타 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a steering system capable of flexible driving.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 조타 시스템은, 선박에 탑재되는 조타 시스템으로서, 선저를 관통하는 타축을 통해 타판을 요동시키고, 제1 작동실 및 제2 작동실을 포함하는 유압 액추에이터와, 작동유를 토출하는 펌프와, 한 쌍의 급배 라인에 의해 상기 제1 작동실 및 상기 제2 작동실과 접속됨과 동시에, 펌프 라인에 의해 상기 펌프와 접속되고, 스풀을 포함하는 전환 밸브와, 상기 스풀을 이동시키고, 상기 스풀의 이동 속도가 전기적으로 변경 가능하게 구성된 이동 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the steering system of the present invention is a steering system mounted on a ship, and a hydraulic actuator including a first operation chamber and a second operation chamber for swinging the rudder plate through a rudder shaft penetrating the ship bottom; a pump for discharging hydraulic oil, a switching valve connected to the first operating chamber and the second operating chamber by a pair of supply and discharge lines, and connected to the pump by a pump line, the switching valve including a spool; It is characterized in that it is provided with a moving mechanism configured such that the moving speed of the spool is electrically changeable.
상기 구성에 의하면, 스풀을 이동시키는 이동 기구가 스풀의 이동 속도가 전기적으로 변경 가능하게 구성되어 있으므로, 플렉서블한 운전이 가능하다.According to the above configuration, since the moving mechanism for moving the spool is configured such that the moving speed of the spool is electrically changeable, flexible operation is possible.
본 발명에 따르면, 플렉서블한 운전이 가능한 조타 시스템이 제공된다.According to the present invention, a steering system capable of flexible driving is provided.
[도 1] 본 발명의 제1 실시예에 따른 조타 시스템의 개략적인 구성도이다.
[도 2] 직동 기구의 단면도이다.
[도 3] (a)는 조타 지령의 일례를 도시하는 도면이고, (b)는 조타 지령에 따른 스풀 위치를 도시하는 도면이다.
[도 4] 도 1에 도시된 조타 시스템이 탑재된 선박의 일부의 단면도이다.
[도 5] 본 발명의 제2 실시예에 따른 조타 시스템의 개략적인 구성도이다.
[도 6] 본 발명의 제3 실시예에 따른 조타 시스템의 개략적인 구성도이다.
[도 7] 그 밖의 실시예에 따른 조타 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a steering system according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a cross-sectional view of the linear mechanism.
Fig. 3 (a) is a diagram showing an example of a steering command, and (b) is a diagram showing a spool position according to a steering command.
[FIG. 4] It is a sectional view of a part of a ship on which the steering system shown in FIG. 1 is mounted.
[FIG. 5] is a schematic configuration diagram of a steering system according to a second embodiment of the present invention.
6 is a schematic configuration diagram of a steering system according to a third embodiment of the present invention.
7 is a schematic configuration diagram of a steering system according to another embodiment.
(제1 실시예)(Example 1)
도 1에, 본 발명의 제1 실시예에 따른 조타 시스템(1A)을 도시한다. 이 조타 시스템(1A)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 선박에 탑재되는 것이다.In Fig. 1, there is shown a
구체적으로, 조타 시스템(1A)은, 선저(10)를 연직 방향으로 관통하는 타축(12)을 통해 타판(11)을 요동시키는 유압 액추에이터(2)를 포함한다. 본 실시예에서는, 유압 액추에이터(2)는 타축(12)뿐만 아니라 선 내에 배치된 타병(舵柄)(13)을 통해 타판(11)을 요동시킨다.Concretely, the
유압 액추에이터(2)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 작동실(22) 및 제2 작동실(23)을 포함하고, 제1 작동실(22)과 제2 작동실(23) 중 일방(본 실시예에서는 제2 작동실(23))에 작동유가 공급되었을 때에 타판(11)을 좌현 방향(도 1에서는 우측 방향)으로 요동시키고, 제1 작동실(22)과 제2 작동실(23)의 타방(본 실시예에서는 제1 작동실(22))에 작동유가 공급되었을 때, 타판(11)을 우현 방향(도 1에서는 좌측 방향)으로 요동시킨다.As shown in FIG. 1 , the
본 실시예에서는, 유압 액추에이터(2)가, 램(21)의 양측에 제1 작동실(22) 및 제2 작동실(23)이 형성된 유압 실린더이다. 따라서, 제1 작동실(22)과 제2 작동실(23) 중 일방으로의 작동유의 공급 유량과 타방으로부터의 작동유의 배출 유량은 동일하다.In this embodiment, the
램(21)은 타축(12)의 축 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 막대 형상이다. 램(21)의 중앙에는 핀(24)이 설치되고, 이러한 핀(24)은 타병(13)과 계합되어 있다. 더 상세하게는, 타병(13)에는, 타축(12)으로부터 멀어지는 방향으로 개구하는 홈이 설치되어 있고, 이러한 홈에 핀(24)이 삽입되어 있다.The
여기서, 유압 액추에이터(2)의 수는 반드시 1개일 필요는 없고, 유압 실린더가 타축(12)을 사이에 두고 서로 평행이 되도록 2개라도 좋다. 또한, 유압 액추에이터(2)는, 반드시 램(21)의 양측에 제1 작동실(22) 및 제2 작동실(23)이 형성된 유압 실린더일 필요는 없고, 양단이 폐색된 튜브 내에 피스톤이 배치되고, 그 피스톤으로부터 로드가 연장되는 단일 로드의 유압 실린더라도 좋다.Here, the number of the
유압 액추에이터(2)가 단일 로드의 유압 실린더인 경우, 튜브의 내부가 피스톤에 의해 제1 작동실(22)과 제2 작동실(23)로 구획된다. 또한, 유압 액추에이터(2)가 단일 로드의 유압 실린더인 경우, 튜브가 요동 가능하게 지지되는 동시에, 로드의 선단이 타병(13)에 핀 연결된다.When the
나아가, 유압 액추에이터(2)는, 제1 작동실(22)과 제2 작동실(23)이 베인으로 구획된 유압 모터라도 좋다. 이 경우, 제1 작동실(22) 및 제2 작동실(23)이 각각 복수 설치되어도 좋다. 또한, 유압 액추에이터(2)가 유압 모터인 경우, 유압 모터의 회전축이 연결기에 의해 타축(12)에 연결된다. 한편, 유압 액추에이터(2)가 유압 모터인 경우에도, 제1 작동실(22)과 제2 작동실(23)의 일방으로의 작동유의 공급 유량과 타방으로부터의 작동유의 배출 유량은 동일하다.Further, the
유압 액추에이터(2)의 제1 작동실(22) 및 제2 작동실(23)은, 한 쌍의 급배 라인(44, 45)에 의해 전환 밸브(3)에 접속되어 있다. 전환 밸브(3)는, 펌프 라인(42)에 의해 작동유를 토출하는 펌프(41)의 토출구와 접속되어 있다. 본 실시예에서는, 전환 밸브(3)가 회수 라인(43)에 의해 펌프(41)의 흡입구와 접속되어 있다.The
그러나, 도시는 생략하지만, 전환 밸브(3)는 탱크 라인에 의해 탱크와 접속되어도 좋다. 이 경우, 펌프(41)의 흡입구도 흡입 라인에 의해 탱크와 접속된다. 여기서, 이러한 구성은, 상술한 바와 같이 유압 액추에이터(2)가 단일 로드의 유압 실린더인 경우에 더 채용된다.However, although not shown, the
본 실시예에서는, 펌프(41)가 고정 용량형의 펌프이다. 펌프(41)는, 도시 생략한 전동 모터에 의해 일정한 회전수로 구동된다. 그러나, 펌프(41)의 회전수는 반드시 일정할 필요는 없고, 변경되어도 좋다. 또한, 펌프(41)는 반드시 고정 용량형의 펌프일 필요는 없고, 예를 들어 경사각이 변경 가능한 가변 용량형의 펌프(예를 들어, 사판 펌프 또는 사축 펌프)라도 좋다.In this embodiment, the
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전환 밸브(3)는. 하우징(32)과, 이 하우징(32)에 접동(sliding) 가능하게 유지된 스풀(31)을 포함한다. 스풀(31)이 중립 위치에 위치할 때, 전환 밸브(3)는 급배 라인(44, 45)을 블록하는 동시에, 펌프 라인(42)을 회수 라인(43)과 연통시킨다. 한편, 스풀(31)이 중립 위치로부터 축 방향의 일방 또는 타방으로 이동하면, 전환 밸브(3)는 급배 라인(44, 45)의 일방을 펌프 라인(42)과 연통시키는 동시에, 타방을 회수 라인(43)과 연통시킨다.As shown in Figs. 1 and 2, the
스풀(31)은 이동 기구(5)에 의해 이동된다. 이동 기구(5)는, 스풀(31)의 이동 속도가 전기적으로 변경 가능하게 구성되어 있다. 이동 기구(5)는 제어 장치(6)에 의해 제어된다.The
본 실시예에서는, 이동 기구(5)가 직동 기구(5A)이다. 구체적으로, 직동 기구(5A)는, 스풀(31)의 축방향으로 연장되는 막대 형상의 연결 부재(51)와, 연결 부재(51)를 통해 스풀(31)과 연결된 너트(52)와, 너트(52)와 나사 결합하는 나사축(53)과, 나사축(53)을 회전시키는 전동 모터(54)를 포함한다. 연결 부재(51), 너트(52), 나사축(53) 및 전동 모터(54)는 스풀(31)과 동축(同軸) 상으로 배치되어 있다. 또한, 하우징(32)과 전동 모터(54) 사이에는 통 형상의 케이싱(55)이 개재되어 있고, 이 케이싱(55) 내에 연결 부재(51), 너트(52) 및 나사축(53)이 수용되어 있다.In this embodiment, the
예를 들어, 전동 모터(54)는 서보 모터이다. 전동 모터(54)가 나사축(53)을 일방향으로 회전시키면, 너트(52), 연결 부재(51) 및 스풀(31)이 스풀(31)의 축 방향의 일방으로 이동하고, 전동 모터(54)가 나사축(53)을 역방향으로 회전시키면, 너트(52), 연결 부재(51) 및 스풀(31)은 스풀(31)의 축 방향의 타방으로 이동한다.For example, the
이하, 도 2를 참조하여, 직동 기구(5A)의 구성을 상세히 설명한다. 여기서, 이하에서는, 설명의 편의 상, 스풀(31)의 축 방향의 일방(도 2의 우측)을 우측방, 타방(도 2의 좌측)을 좌측방이라고 부른다.Hereinafter, with reference to FIG. 2, the structure of 5 A of linear motion mechanisms is demonstrated in detail. Hereinafter, for convenience of explanation, one (right side in FIG. 2) of the
본 실시예에서는, 볼 조인트에 의해, 스풀(31)의 우측단과 연결 부재(51)의 좌측단이 연결되어 있다. 구체적으로는, 연결 부재(51)의 좌측단에 홈(51a)이 설치되어 있고, 이 홈(51a)에 볼(35)이 유지되어 있다. 한편, 스풀(31)의 우측단에는, 홈(51a) 내에 삽입되는 판 형상의 돌기(31a)가 설치되어 있고, 이 돌기(31a)에 볼(35)과 끼워 맞춤하는 구멍이 설치되어 있다.In this embodiment, the right end of the
다만, 본 실시예와는 반대로, 스풀(31)의 우측단에 볼(35)을 유지하는 홈(51a)이 설치되고, 연결 부재(51)의 좌측단에 홈(51a)에 삽입되는 돌기(31a)가 설치되어 있어도 좋다. 또는, 스풀(31)의 우측단과 연결 부재(51)의 좌측단은, 볼 조인트 이외의 조인트로 연결되어도 좋다.However, contrary to this embodiment, a
연결 부재(51)의 중심선 상에는, 우측방으로 개구하는 구멍(51b)이 설치되고, 너트(52)는 구멍(51b)에 삽입된 상태에서 연결 부재(51)에 고정되어 있다. 여기서, 연결 부재(51)는, 도시 생략된 가이드 기구에 의해, 좌우 방향으로만 이동 가능하게 되도록(즉, 회전이 금지되도록) 가이드되어 있다.A
나아가, 본 실시예에서는, 연결 부재(51)와 케이싱(55) 사이에, 전동 모터(54)에 전력이 공급되지 않을 때에 스풀(31)을 중립 위치로 유지하기 위한 기구가 설치되어 있다. 이러한 기구는 연결 부재(51)에 삽입된 코일 스프링(56)과, 코일 스프링(56)의 양단부를 지지하는 한 쌍의 스프링 받이(57, 58)를 포함한다.Furthermore, in this embodiment, between the connecting
코일 스프링(56)은, 스풀(31)을 중립 위치로 유지하기 위한 탄성력을 연결 부재(51)를 통해 스풀(31)에 부여한다. 스프링 받이(57, 58)의 각각은 링 형상이고, 연결 부재(51)와 접동 가능하게 끼워져 있다.The
연결 부재(51)의 우측단에는, 스프링 받이(58)과의 접촉을 위한 플랜지(51c)가 설치되어 있다. 또한, 플랜지(51c)로부터 좌측으로 이격되는 위치에서는, 스프링 받이(57)와의 접촉을 위한 스토퍼(59)가 연결 부재(51)에 장착되어 있다.A
나아가, 케이싱(55)의 내측면에는, 플랜지(51c)와 대응하는 위치에 단차부(55b)가 설치되어 있는 동시에, 스토퍼(59)에 대응하는 위치에 단차부(55a)가 설치되어 있다.Further, on the inner surface of the
이러한 구조에 의해, 전동 모터(54)에 전력이 공급되어 있지 않을 때는, 코일 스프링(56)의 탄성력에 의해 스프링 받이(58)가 플랜지(51c)와 단차부(55b)의 쌍방에 맞닿는 동시에, 스프링 받이(57)가 스토퍼(59)와 단차부(55a)의 쌍방에 맞닿는다. 이에 따라서, 스풀(31)이 중립 위치에 유지된다.With this structure, when electric power is not supplied to the
스풀(31)이 중립 위치에 위치하는 상태로부터 연결 부재(51)가 좌측방으로 이동했을 때는, 스프링 받이(58)가 플랜지(51c)에 눌러져 단차부(55b)로부터 이격하는 동시에, 스토퍼(59)가 스프링 받이(57)로부터 이격한다. 반대로, 스풀(31)이 중립 위치에 위치하는 상태로부터 연결 부재(51)가 우측으로 이동하였을 때는, 플랜지(51c)가 스프링 받이(58)로부터 이격되고, 스프링 받이(57)가 스토퍼(59)에 밀려서 단차부(55a)로부터 이격한다.When the connecting
다만, 스풀(31)에 해당 스풀(31)을 중립 위치로 유지하기 위한 탄성력을 부여하는 코일 스프링(56)은, 스풀(31)을 사이에 두고 직동 기구(5A)와 반대측에 설치되어도 좋다.However, the
다음으로, 제어 장치(6)가 수행하는 제어에 대하여 상세히 설명한다. 제어 장치(6)는, 예를 들어, ROM이나 RAM 등의 메모리와, HDD나 SSD 등의 스토리지와, CPU를 구비하는 컴퓨터이고, ROM 또는 스토리지에 기억된 프로그램이 CPU에 의해 실행된다.Next, the control performed by the
제어 장치(6)에는, 도 3(a)에 도시된 바와 같이 조타 지령이 입력된다. 조타 지령은, 타판(11)을 좌현 방향으로 요동시키는 좌현 방향 조타 지령과, 타판(11)을 정지시키는 정지 조타 지령과, 타판(11)을 우현 방향으로 요동시키는 우현 방향 조타 지령이다. 그러나, 조타 지령은, 반드시 이들 3개일 필요는 없고, 이들의 중간적인 조타 지령을 포함하여도 좋다. 즉, 조타 지령의 파형은 반드시 직각 펄스 형상일 필요는 없고, 매끄러운 곡선이라도 좋다.A steering command is input to the
제어 장치(6)는, 좌현 방향 조타 지령을 받았을 때, 다시 말해서 조타 지령이 정지 조타 지령으로부터 좌현 방향 조타 지령으로 바뀌었을 때에, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 스풀(31)의 이동 속도가 곡선(C1) 상을 추이하도록, 직동 기구(5A)를 제어한다. 이에 따라서, 스풀(31)이, 중립 위치로부터, 펌프 라인(42)과 급배 라인(45) 사이의 개구 면적이 최대가 되는 최대 개구 위치로 이동한다. 곡선(C1)은, 스풀(31)의 이동 속도가 점점 증가한 후에 점점 감소하는 S자 곡선이다.When the
그 후, 조타 지령이 좌현 방향 조타 지령으로부터 정지 조타 지령으로 바뀌었을 때에, 제어 장치(6)는, 스풀(31)의 이동 속도가 곡선(C2) 상을 추이하도록, 직동 기구(5A)를 제어한다. 이에 따라서, 스풀(31)은 최대 개구 위치로부터 중립 위치까지 이동한다. 곡선(C2)은, 스풀(31)의 이동 속도가 점점 증가한 후에 점점 감소하는 S자 곡선이다.After that, when the steering command is changed from the port steering command to the stop steering command, the
반대로, 제어 장치(6)는, 우현 방향 조타 지령을 받았을 때, 다시 말해서 조타 지령이 정지 조타 지령으로부터 우현 방향 조타 지령으로 바뀌었을 때에, 스풀(31)의 이동 속도가 곡선(C3) 상을 추이하도록, 직동 기구(5A)를 제어한다. 이에 따라서, 스풀(31)은 중립 위치로부터, 펌프 라인(42)과 급배 라인(44) 사이의 개구 면적이 최대가 되는 최대 개구 위치로 이동한다. 곡선(C3)은, 스풀(31)의 이동 속도가 점점 증가한 후에 점점 감소하는 S자 곡선이다.Conversely, when the
그 후, 조타 지령이 우현 방향 조타 지령으로부터 정지 조타 지령으로 바뀌었을 때에, 제어 장치(6)는, 스풀(31)의 이동 속도가 곡선(C4) 상을 추이하도록, 직동 기구(5A)를 제어한다. 이에 따라, 스풀(31)은 최대 개구 위치로부터 중립 위치로 이동한다. 곡선(C4)은, 스풀(31)의 이동 속도가 점점 증가한 후에 점점 감소하는 S자 곡선이다.After that, when the steering command is changed from the starboard steering command to the stop steering command, the
또한, 제어 장치(6)는, 스풀(31)의 위치를 검출하는 위치 검출기(7)에 전기적으로 접속되어 있다. 본 실시예에서는, 위치 검출기(7)가, 스풀(31)의 위치로서 전동 모터(54)의 회전량을 검출하는 로터리 인코더(7A)이다.Further, the
그리고, 제어 장치(6)는, 좌현 방향 조타 지령 또는 우현 방향 조타 지령을 받았을 때에, 위치 검출기(7)에서 검출된 스풀(31)의 위치(본 실시예에서는, 로터리 엔코더(7A)에 의해 검출된 전동 모터(54)의 회전량) 및 전동 모터(54)의 전류에 기초하여, 스풀(31)이 스틱(stick)되었는지 여부를 판정한다. 이에 따라서, 특별한 센서를 사용하지 않고 스풀(31)의 스틱을 검지할 수 있다. 직동 기구(5A)에는 전동 모터(54)의 제어를 위해 로터리 엔코더(7A)가 통상 사용되기 때문이다.Then, when the
스풀(31)이 스틱되어 있지 않은 정상 시에는, 스풀(31)이 목표 위치로 이동하기 위해 필요한 추력에 상당하는 전류가 전동 모터(54)에 흐른다. 한편, 스틱이 발생하면, 스풀(31)이 목표 위치에 도달하지 않기 때문에, 제어 장치(6)가 스풀(31)을 목표 위치에 도달시키기 위해 전동 모터(54)에 흐르는 전류를 최대화한다(즉, 전류값이 리미트에 교착되는 상태가 된다). 따라서, 제어 장치(6)는 스풀(31)의 위치가 변하지 않고, 또한, 전동 모터(54)의 전류값이 1초 정도 리미트에 교착되어 있으면, 스풀(31)이 스틱되었다고 판정한다. 한편, 상기 조건을 만족하지 않으면, 제어 장치(6)는 스풀(31)이 스틱되어 있지 않다고 판정한다.In the normal state in which the
제어 장치(6)는, 스풀(31)이 스틱되었다고 판정하였을 때, 에러 신호를 출력하여도 좋다. 예를 들어, 제어 장치(6)는, 조선실(操船室)에 배치된 도시 생략된 표시 장치에 에러 신호를 출력하고, 표시 장치의 화면 상에 스풀(31)이 스틱된 것을 표시하여도 좋다. 이에 따라서, 스풀(31)이 스틱된 것을 조선자에게 통지할 수 있다.When determining that the
또는, 제어 장치(6)는, 스풀(31)이 스틱되었다고 판정하였을 때에, 제어 장치(6)가 좌현 방향 조타 지령을 받았을 경우는 스풀(31)이 우현 방향 조타 지령에 대응하는 방향으로 이동한 후에 좌현 방향 조타 지령에 대응하는 방향으로 이동하고, 제어 장치(6)가 우현 방향 조타 지령을 받은 경우는 스풀(31)이 좌현 방향 조타 지령에 대응하는 방향으로 이동한 후에 우현 방향 조타 지령에 대응하는 방향으로 이동하도록 직동 기구(5A)를 제어하여도 좋다. 이러한 제어가 수행되면, 스풀(31)의 스틱이 해제될 수 있다. 한편, 스풀(31)이 진동하도록 역방향의 이동 및 정규 방향의 이동이 복수회 수행되어도 좋다Alternatively, when the
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 조타 시스템(1A)에서는, 스풀(31)을 이동시키는 이동 기구(5)가 스풀(31)의 이동 속도가 전기적으로 변경 가능하게 구성되어 있으므로, 플렉시블한 운전이 가능하다.As described above, in the
그런데, 종래의 조타 시스템과 같이 전자기 밸브의 전자기 코일의 여자에 의해 스풀(31)을 순간적으로 이동한 경우에는, 타축(12)이나 타판(11)의 운동에 급격한 변화가 발생하고, 큰 충격이 발생한다. 이에 반하여, 본 실시예와 같이, 스풀(31)의 이동 속도가 점점 증가한 후에 점점 감소하는 곡선(C1 또는 C3) 상을 추이하면, 이러한 충격을 완화할 수 있다.However, when the
한편, 제어 장치(6)는, 위치 검출기(7)에서 검출된 스풀(31)의 위치에 기초하여 제1 작동실(22) 또는 제2 작동실(23)으로의 작동유의 공급 유량을 산출하고, 산출된 공급 유량에 기초하여 타판(11)의 각도를 산출하여도 좋다. 이에 의해, 각도 센서를 사용하지 않고 타판(11)의 각도를 파악할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(6)는, 산출된 공급 유량을 적분하여, 제1 작동실(22) 또는 제2 작동실(23)으로의 작동유의 총 공급량을 산출하고, 이러한 총 공급량으로부터 타판(11)의 각도를 산출하여도 좋다.On the other hand, the
나아가, 제어 장치(6)는, 산출된 타판(11)의 각도가 허용 범위 밖에 있을 때, 에러 신호를 출력하여도 좋다. 예를 들어, 제어 장치(6)는 조선실에 배치된 도시 생략된 표시 장치에 에러 신호를 출력하고, 표시 장치의 화면 상에 타판이 조종한 대로 요동하지 않았음을 표시하여도 좋다. 이에 따라서, 타판(11)이 조종한 대로 요동하고 있지 않은 것을 조선자에게 통지할 수 있다.Furthermore, the
상기 허용 범위는, 예를 들어, 목표 타각(舵角)으로부터 산출 가능하다. 목표 타각은, 제어 장치(6)가 좌현 방향 조작 지령 또는 우현 방향 조작 지령을 받고 있는 시간으로부터 산출 가능하다. 예를 들어, 허용 범위의 하한은, 목표 타각으로부터 소정 값을 빼서 산출하여도 좋고, 목표 타각에 소정 비율(예를 들어, 50 ∼ 90 %)을 곱하여 산출하여도 좋다. 또한, 허용 범위의 상한은, 목표 타각에 소정 값을 모두 더하여 산출하여도 좋고, 목표 타각에 소정 비율(예를 들어, 110 ∼ 15 0%)을 곱하여 산출하여도 좋다.The said allowable range is computable from target rudder angle, for example. The target rudder angle is computable from the time during which the
(제2 실시예)(Second embodiment)
도 5에, 본 발명의 제2 실시예에 따른 조타 시스템(1B)을 도시한다. 한편, 본 실시예 및 후술하는 제3 실시예에서, 제1 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.Fig. 5 shows a
본 실시예에서는, 제2 작동실(23)로 이어지는 급배 라인(45)에는 제2 작동실(23)의 압력을 검출하는 압력 센서(8)가 설치되어 있다. 다만, 압력 센서(8)는 제2 작동실(23)에 설치되어도 좋다. 또는, 압력 센서(8)는 제1 작동실(22) 또는 급배 라인(44)에 설치되어, 제1 작동실(22)의 압력을 검출하여도 좋다.In the present embodiment, a
제어 장치(6)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 좌현 방향 조타 지령 또는 우현 방향 조타 지령을 받았을 때에, 스풀(31)의 이동 속도가 도 3(b)에 도시된 곡선(C1) 또는 곡선(C3) 상을 추이하도록, 직동 기구(5A)를 제어한다. 나아가, 본 실시예에서는, 제어 장치(6)가 압력 센서(8)에 의해 검출된 압력에 따라서, 곡선(C1, C3)을 보정한다.As in the first embodiment, when the
예를 들어, 제어 장치(6)는, 압력 센서(8)에서 검출되는 압력이 규정 값보다 낮은 경우에 곡선(C1, C3)의 기울기를 크게(급경사로) 하고, 반대로 높은 경우에는 곡선(C1, C3)의 기울기를 작게(완만하게) 한다. 이에 따라서, 압력 변동에 기인하는 작동유의 유속의 변동폭을 작게 억제할 수 있다.For example, the
본 실시예의 조타 시스템(1B)에서는, 곡선(C1, C3)이 압력에 따라 보정되기 때문에, 곡선(C1, C3)이 일정한 경우에 비해, 스풀(31)의 위치와 전환 밸브(3)를 통과하는 작동유의 유속과의 관계를 보다 안정화시킬 수 있다.In the
한편, 제어 장치(6)는, 타판(11)의 요동을 정지할 때에, 압력 센서(8)에서 검출되는 압력에 따라서, 도 3(b)에 도시된 곡선(C2, C4)을 보정하여도 좋다.On the other hand, even if the
(제3 실시예)(Example 3)
도 6에, 본 발명의 제3 실시예에 따른 조타 시스템(1C)을 도시한다. 이러한 조타 시스템(1C)은, 제1 실시예에서 설명한 펌프(41), 펌프 라인(42), 회수 라인(43), 전환 밸브(3) 및 급배 라인(44, 45)으로 이루어지는 제1 회로를 포함하는 동시에, 나아가 제1 회로와 마찬가지로 구성된 제2 회로를 포함한다.6 shows a
즉, 본 실시예에서는, 제1 실시예에서 설명한 펌프(41), 전환 밸브(3), 이동 기구(5), 위치 검출기(7) 및 제어 장치(6)가 각각 제1 펌프(41), 제1 전환 밸브(3), 제1 이동 기구(5), 제1 위치 검출기(7) 및 제1 제어 장치(6)이다. 또한, 본 실시예에서는, 제1 실시예에서 설명한 전환 밸브(3)의 하우징(32) 및 스풀(31)이 각각 제1 하우징(32) 및 제1 스풀(31)이다.That is, in the present embodiment, the
제2 회로는, 제1 회로와 마찬가지로, 제2 펌프(41'), 펌프 라인(42'), 회수 라인(43'), 제2 전환 밸브(3') 및 한 쌍의 급배 라인(44', 45')으로 구성된다. 제2 전환 밸브(3')는 급배 라인(44', 45')에 의해 유압 액추에이터(2)의 제1 작동실(22) 및 제2 작동실(23)과 접속되어 있다. 또한, 제2 전환 밸브(3')는 펌프 라인(42') 및 회수 라인(43')에 의해 제2 펌프(41')에 접속되어 있다.The second circuit, like the first circuit, includes a second pump 41', a pump line 42', a return line 43', a second selector valve 3', and a pair of supply and
제2 펌프(41')는, 제1 펌프(41)와 마찬가지로, 고정 용량형의 펌프이고, 도시 생략된 전동 모터에 의해 일정한 회전수로 구동된다. 여기서, 제1 실시예에서 설명한 제1 펌프(41)의 변형예는 제2 펌프(41')에도 적용 가능하다.Like the
제2 전환 밸브(3')는, 제1 전환 밸브(3)와 마찬가지로, 제2 하우징(32')과, 제2 하우징(32')에 접동 가능하게 유지된 제2 스풀(31')을 포함한다. 제2 스풀(31')은 제2 이동 기구(5')에 의해 이동된다.The second selector valve 3', similarly to the
제2 이동 기구(5')는, 제1 이동 기구(5)와 마찬가지로, 제2 스풀(31')의 이동 속도를 전기적으로 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 제2 이동 기구(5')는 제어 장치(6)에 의해 제어된다. 본 실시예에서는, 제2 이동 기구(5')는 제1 이동 기구(5)와 마찬가지로 직동 기구(5A)이다.The 2nd moving mechanism 5' is comprised so that the moving speed of the 2nd spool 31' can be electrically changed similarly to the 1st moving
제2 제어 장치(6')는, 제2 스풀(31')의 위치를 검출하는 제2 위치 검출기(7')와 전기적으로 접속되어 있다. 본 실시예에서는, 제2 위치 검출기(7')가, 제1 위치 검출기(7)와 마찬가지로, 제2 스풀(31')의 위치로서 직동 기구(5A)의 전동 모터(54)의 회전량을 검출하는 로터리 엔코더(7A)이다.The second control device 6' is electrically connected to a second position detector 7' that detects the position of the second spool 31'. In the present embodiment, the second position detector 7', similarly to the
제2 제어 장치(6')는 제1 제어 장치(6)와 마찬가지로 구성되어 있다. 또한, 제2 제어 장치(6')는 제1 제어 장치(6)와 통신 가능하다.The
본 실시예에서는, 제1 제어 장치(6) 또는 제2 제어 장치(6')가, 제1 위치 검출기(7)에 의해 검출된 제1 스풀(31)의 위치(본 실시예에서는, 로터리 인코더(7A)에 의해 검출된 제1 이동 기구(5)인 직동 기구(5A)의 전동 모터(54)의 회전량)과, 제2 위치 검출기(7')에서 검출된 제2 스풀(31')의 위치(본 실시예에서는, 로터리 엔코더(7A)에서 검출된 제2 이동 기구(5')인 직동 기구(5A)의 전동 모터(54)의 회전량) 간의 위치 관계에 부정합이 생겼을 때, 에러 신호가 출력된다. 이에 따라서, 제1 전환 밸브(3)의 제1 스풀(31)과 제2 전환 밸브(3')의 제2 스풀(31')이 서로 다르게 작동하고 있음을 검지할 수 있다.In the present embodiment, the
예를 들어, 제1 제어 장치(6) 또는 제2 제어 장치(6')는 조선실에 배치된 도시 생략된 표시 장치에 에러 신호를 출력하고, 표시 장치의 화면에 제1 전환 밸브(3)의 제1 스풀(31)과 제2 전환 밸브(3')의 제2 스풀(31')이 서로 다르게 작동하고 있다는 것을 표시하여도 좋다.For example, the
제1 스풀(31)의 위치와 제2 스풀(31')의 위치 간의 위치 관계에 부정합이 생기는 예로는, 제1 스풀(31)의 위치와 제2 스풀(31')의 위치가 다른 경우나, 제1 스풀(31)과 제2 스풀(31')이 서로 역방향으로 이동하는 경우가 있다. 특히, 제1 스풀(31)과 제2 스풀(31')이 서로 역방향으로 이동하는 경우에 에러 신호가 출력되면, 제1 이동 기구(5) 및 제2 이동 기구(5')가 제어 장치(6)로부터 다른 지령을 받고 있다는 것을 검지할 수 있다.Examples of the mismatch in the positional relationship between the position of the
따라서, 제1 제어 장치(6) 또는 제2 제어 장치(6')는, 제1 스풀(31)의 위치와 제2 스풀(31')의 위치가 다른 경우, 또는 제1 스풀(31)의 이동 방향과 제2 스풀(31')의 이동 방향이 다른 경우(일방이 이동하고 타방이 이동하지 않는 경우를 포함)에, 제1 스풀(31)의 위치와 제2 스풀(31')의 위치 간의 위치 관계에 부정합이 발생하였다고 판정한다.Therefore, the
다만, 제1 제어 장치(6) 또는 제2 제어 장치(6')는, 제1 제어 장치(6)가 받은 조타 지령과 제2 제어 장치(6')가 받은 조타 지령이 다른 때에, 에러 신호를 출력하여도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 제1 스풀(31) 또는 제2 스풀(31')의 오작동을 방지할 수 있다.However, when the steering command received by the
한편, 제어 장치(6)는 제1 실시예 및 제2 실시예와 마찬가지의 제어를 제1 회로에 대해 수행하여도 좋다. 나아가, 제어 장치(6)는 제1 실시예 및 제2 실시예와 마찬가지의 제어를 제2 회로에 대해 수행하여도 좋다.On the other hand, the
(그 밖의 실시예)(Other Examples)
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention.
예를 들어, 제1 ~ 제3 실시예에서 이동 기구(5)는(제3 실시예에서 제2 이동 기구(5') 역시), 반드시 직동 기구(5A)일 필요는 없고, 도 7에 도시된 변형예의 조타 시스템(1D)과 같이, 한 쌍의 전자기 비례 밸브(61, 62)라도 좋다. 이 경우, 전환 밸브(3)에는 한 쌍의 파일럿실(33, 34)이 형성되고, 이들 파일럿실(33, 34)에는 전자기 비례 밸브(61, 62)가 접속되어 있다. 전자기 비례 밸브(61, 62)는 일차 압력 라인(63)에 의해 서브 펌프(64)에 접속된다.For example, the moving
전자기 비례 밸브(61, 66)에는, 제어 장치(6)로부터 지령 전류가 송급된다. 전자기 비례 밸브(61, 62)는, 지령 전류에 따른 이차 압력을 파일럿실(33, 34)에 각각 출력한다. 도시된 예에서는, 전자기 비례 밸브(61, 62)가 지령 전류와 이차 압력이 양(+)의 상관을 나타내는 정비례 형이지만, 전자기 비례 밸브(61, 62)가 지령 전류와 이차 압력이 음(-)의 상관을 나타내는 역비례 형이라도 좋다.A command current is supplied from the
도 7에 도시된 바와 같이, 이동 기구(5)가 한 쌍의 전자기 비례 밸브(61, 62)인 경우, 스풀(31)의 위치를 검출하는 위치 검출기(7)로서, 예를 들어 스트로크 센서(7B) 등을 전환 밸브(3)에 설치할 필요가 있다. 이에 반해서, 이동 기구(5)가 직동 기구(5A)이고 위치 검출기(7)가 직동 기구(5A)에 포함되는 전동 모터(54)의 회전량을 검출하는 로터리 엔코더(7A)이면, 전환 밸브(3)에 센서를 설치할 필요가 없다.As shown in Fig. 7, when the moving
(정리)(organize)
본 발명의 조타 시스템은, 선박에 탑재되는 조타 시스템으로서, 선저를 관통하는 타축을 통해 타판을 요동시키고, 제1 작동실 및 제2 작동실을 포함하는 유압 액추에이터와, 작동유를 토출하는 펌프와, 한 쌍의 급배 라인에 의해 상기 제1 작동실 및 상기 제2 작동실과 접속되는 동시에, 펌프 라인에 의해 상기 펌프와 접속되고, 스풀을 포함하는 전환 밸브와, 상기 스풀을 이동시키고, 상기 스풀의 이동 속도가 전기적으로 변경 가능하게 구성된 이동 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다. The steering system of the present invention is a steering system mounted on a ship, and includes: a hydraulic actuator for oscillating a rudder plate through a rudder shaft penetrating a ship bottom and including a first operation chamber and a second operation chamber; and a pump for discharging hydraulic oil; A switching valve connected to the first operating chamber and the second operating chamber by a pair of supply and discharge lines and connected to the pump by a pump line, the switching valve including a spool, moves the spool, and moves the spool and a movement mechanism configured to be electrically changeable in speed.
상기 구성에 의하면, 스풀을 이동시키는 이동 기구가 스풀의 이동 속도가 전기적으로 변경 가능하게 구성되어 있으므로, 플렉서블한 운전이 가능하다.According to the above configuration, since the moving mechanism for moving the spool is configured such that the moving speed of the spool is electrically changeable, flexible operation is possible.
상기 조타 시스템은, 상기 이동 기구를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 타판을 요동시키는 조타 지령을 받았을 때에, 상기 스풀의 이동 속도가 점점 증가한 후에 점점 감소하는 곡선 상을 추이하도록 상기 이동 기구를 제어하여도 좋다. 종래의 조타 시스템과 같이 전자기 밸브의 전자기 코일의 여자에 의해 스풀을 순간적으로 이동하는 경우에는, 타축이나 타판의 운동에 급격한 변화가 발생하여, 큰 충격이 발생한다. 이에 반하여, 상기 구성과 같이, 스풀의 이동 속도가 점점 증가한 후에 점점 감소하는 곡선 상을 추이하면, 이러한 충격을 완화할 수 있다.The steering system includes a control device for controlling the movement mechanism, and the control device, when receiving a steering command for oscillating the rudder plate, causes the spool to move on a gradually decreasing curve after the moving speed gradually increases. The moving mechanism may be controlled. When the spool is momentarily moved by the excitation of the electromagnetic coil of the electromagnetic valve as in the conventional steering system, a sudden change occurs in the motion of the rudder shaft or the rudder plate, resulting in a large impact. On the other hand, as in the above configuration, if the moving speed of the spool gradually increases and then moves on a gradually decreasing curve, such an impact can be alleviated.
상기 조타 시스템은, 상기 제1 작동실 또는 상기 제2 작동실의 압력을 검출하는 압력 센서를 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 압력 센서에 의해 검출된 압력에 따라 상기 곡선을 보정하여도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 곡선이 일정한 경우에 비해, 스풀의 위치와 전환 밸브를 통과하는 작동유의 유속과의 관계를 보다 안정화시킬 수 있다.The steering system may include a pressure sensor for detecting a pressure in the first operating chamber or the second operating chamber, and the control device may correct the curve according to the pressure detected by the pressure sensor. According to this structure, compared with the case where a curve is constant, the relationship between the position of a spool and the flow velocity of the hydraulic oil which passes through a switching valve can be stabilized more.
예를 들어, 상기 조타 시스템은, 상기 이동 기구를 제어하는 제어 장치와, 상기 스풀의 위치를 검출하는 위치 검출기를 구비하여도 좋다. For example, the said steering system may be provided with the control apparatus which controls the said moving mechanism, and the position detector which detects the position of the said spool.
상기 이동 기구는, 상기 스풀과 연결된 너트, 상기 너트와 나사 결합하는 나사축, 및 상기 나사축을 회전시키는 전동 모터를 포함하는 직동 기구이고, 상기 위치 검출기는, 상기 스풀의 위치로서 상기 전동 모터의 회전량을 검출하는 로터리 엔코더라도 좋다. 이동 기구가 한 쌍의 전자기 비례 밸브인 경우에는, 스풀의 위치를 검출하는 위치 검출기로서 예를 들어 스트로크 센서 등을 전환 밸브에 설치할 필요가 있다. 이에 반해서, 이동 기구가 직동 기구이고 위치 검출기가 직동 기구에 포함되는 전동 모터의 회전량을 검출하는 로터리 엔코더이면, 전환 밸브에 센서를 설치할 필요가 없다.The moving mechanism is a linear mechanism including a nut connected to the spool, a screw shaft screwed with the nut, and an electric motor rotating the screw shaft, and the position detector is a rotation of the electric motor as a position of the spool. A rotary encoder that detects the whole quantity may be used. When the moving mechanism is a pair of electromagnetic proportional valves, it is necessary to provide, for example, a stroke sensor or the like in the switching valve as a position detector for detecting the position of the spool. On the other hand, if the movement mechanism is a linear mechanism and the position detector is a rotary encoder that detects the rotation amount of the electric motor included in the linear mechanism, there is no need to provide a sensor in the switching valve.
상기 제어 장치는, 상기 타판을 요동시키는 조타 지령을 받았을 때에, 검출된 상기 스풀의 위치 및 상기 전동 모터의 전류에 기초하여 상기 스풀이 스틱되었는지 여부를 판정하여도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 특별한 센서를 사용하지 않고, 스풀의 스틱을 검지할 수 있다.The control device may determine whether or not the spool is stuck based on the detected position of the spool and the current of the electric motor, when receiving a steering command for rocking the rudder plate. According to this configuration, the stick of the spool can be detected without using a special sensor.
상기 제어 장치는, 상기 스풀이 스틱되었다고 판정한 때에, 에러 신호를 출력하여도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 스풀이 스틱된 것을 조선자에게 통지할 수 있다.The control device may output an error signal when determining that the spool is stuck. According to this configuration, it is possible to notify the shipbuilder that the spool is stuck.
상기 제어 장치는, 상기 스풀이 스틱되었다고 판정한 때에, 상기 스풀이 상기 조타 지령에 대응하는 방향과 역방향으로 이동한 후에 상기 조타 지령에 대응하는 방향으로 이동하도록 상기 이동 기구를 제어하여도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 스풀의 스틱을 해제할 수 있다.When it is determined that the spool is stuck, the control device may control the moving mechanism to move in a direction corresponding to the steering command after the spool moves in a direction opposite to that corresponding to the steering command. According to this configuration, the stick of the spool can be released.
상기 제어 장치는, 검출된 상기 스풀의 위치에 기초하여 상기 제1 작동실 또는 상기 제2 작동실로의 작동유의 공급 유량을 산출하고, 산출된 공급 유량에 기초하여 상기 타판의 각도를 산출하여도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 각도 센서를 사용하지 않고 타판의 각도를 파악할 수 있다.The control device may calculate a supply flow rate of hydraulic oil to the first operating chamber or the second operating chamber based on the detected position of the spool, and calculate the angle of the rudder plate based on the calculated supply flow rate. . According to such a structure, the angle of a rudder board can be grasped|ascertained without using an angle sensor.
상기 제어 장치는, 산출된 상기 타판의 각도가 허용 범위 밖에 있을 때, 에러 신호를 출력하여도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 조타판이 조종하는 대로 요동하고 있지 않은 것을 조선자에게 통지할 수 있다.The control device may output an error signal when the calculated angle of the rudder plate is outside the allowable range. According to this configuration, it is possible to notify the shipbuilder that the steering wheel is not oscillating as it is steered.
상기 펌프는 제1 펌프, 상기 스풀은 제1 스풀, 상기 전환 밸브는 제1 전환 밸브, 상기 이동 기구는 제1 이동 기구, 상기 위치 검출기는 제1 위치 검출기, 상기 제어 장치는 제1 제어 장치이고, 작동유를 토출하는 제2 펌프와, 한 쌍의 급배 라인에 의해 상기 제1 작동실 및 상기 제2 작동실과 접속되는 동시에, 펌프 라인에 의해 상기 제2 펌프와 접속되고, 제2 스풀을 포함하는 제2 전환 밸브와, 상기 제2 스풀을 이동시키고, 상기 제2 스풀의 이동 속도가 전기적으로 변경 가능하게 구성된 제2 이동 기구와, 상기 제2 이동 기구를 제어하고, 상기 제1 제어 장치와 통신 가능한 제2 제어 장치와, 상기 제2 스풀의 위치를 검출하는 제2 위치 검출기를 구비하고, 상기 제1 제어 장치 또는 상기 제2 제어 장치는, 상기 제1 위치 검출기에서 검출되는 상기 제1 스풀의 위치와, 상기 제2 위치 검출기에서 검출되는 상기 제2 스풀의 위치 사이의 위치 관계에 부정합이 생겼을 때, 에러 신호를 출력하여도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 제1 전환 밸브의 제1 스풀과 제2 전환 밸브의 제2 스풀이 서로 다르게 작동하고 있는 것을 검지할 수 있다.wherein the pump is a first pump, the spool is a first spool, the selector valve is a first selector valve, the moving mechanism is a first moving mechanism, the position detector is a first position detector, the control device is a first control device, , a second pump for discharging hydraulic oil, connected to the first and second operating chambers by a pair of supply and discharge lines, and connected to the second pump by a pump line, including a second spool A second switching valve, a second movement mechanism configured to move the second spool so that the movement speed of the second spool is electrically changeable, and a second movement mechanism that controls the second movement mechanism and communicates with the first control device a second possible control device and a second position detector for detecting a position of the second spool, wherein the first control device or the second control device is configured to determine the position of the first spool detected by the first position detector. When a mismatch occurs in the positional relationship between the position and the position of the second spool detected by the second position detector, an error signal may be output. According to such a structure, it can detect that the 1st spool of a 1st selector valve and the 2nd spool of a 2nd selector valve are mutually act|operating differently.
상기 펌프는 제1 펌프, 상기 스풀은 제1 스풀, 상기 전환 밸브는 제1 전환 밸브, 상기 이동 기구는 제1 이동 기구이고, 상기 제1 이동 기구를 제어하는 제1 제어 장치와, 작동유를 토출하는 제2 펌프와, 한 쌍의 급배 라인에 의해 상기 제1 작동실 및 상기 제2 작동실과 접속되는 동시에, 펌프 라인에 의해 상기 제2 펌프와 접속되고, 제2 스풀을 포함하는 제2 전환 밸브와, 상기 제2 스풀을 이동시키고, 상기 제2 스풀의 이동 속도가 전기적으로 변경 가능하게 구성된 제2 이동 기구와, 상기 제2 이동 기구를 제어하고, 상기 제1 제어 장치와 통신 가능한 제2 제어 장치를 구비하고, 상기 제1 제어 장치 또는 상기 제2 제어 장치는, 상기 제1 제어 장치가 받은 조타 지령과 상기 제2 제어 장치가 받은 조타 지령이 다른 때에, 에러 신호를 출력하여도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 제1 스풀 또는 제2 스풀의 오작동을 방지할 수 있다.The said pump is a 1st pump, the said spool is a 1st spool, the said selector valve is a 1st selector valve, and the said moving mechanism is a 1st moving mechanism, The 1st control apparatus which controls the said 1st moving mechanism, and hydraulic oil are discharged and a second selector valve connected to the first operation chamber and the second operation chamber by a pair of supply and discharge lines, and connected to the second pump by a pump line, and including a second spool. and a second moving mechanism configured to move the second spool so that the moving speed of the second spool is electrically changeable, and a second control configured to control the second moving mechanism and communicate with the first control device A device may be provided, and the first control device or the second control device may output an error signal when the steering command received by the first control device is different from the steering command received by the second control device. According to this configuration, it is possible to prevent malfunction of the first spool or the second spool.
예를 들어, 상기 전환 밸브는 회수 라인에 의해 상기 펌프와 접속되어도 좋다. For example, the switching valve may be connected to the pump by a return line.
1A ~ 1D: 조타 시스템
10: 선저
11: 타판
2: 유압 액추에이터
22: 제1 작동실
23: 제2 작동실
33: 전환 밸브
31: 스풀(제1 스풀)
31': 제2 스풀
41: 펌프(제1 펌프)
41': 제2 펌프
42, 42': 펌프 라인
43, 43': 회수 라인
44, 45, 44', 45': 급배 라인
5: 이동 기구(제1 이동 기구)
5': 제2 이동 기구
5A: 직동 기구
52: 너트
53: 나사축
54: 전동 모터
6: 제어 장치(제1 제어 장치)
6': 제2 제어 장치
7: 위치 검출기(제1 위치 검출기)
7': 제2 위치 검출기
7A: 로터리 엔코더
8: 압력 센서1A to 1D: steering system
10: bottom
11: Tapan
2: hydraulic actuator
22: first operating room
23: second operating room
33: switching valve
31: spool (first spool)
31': second spool
41: pump (first pump)
41': second pump
42, 42': pump line
43, 43': recovery line
44, 45, 44', 45': delivery line
5: Movement mechanism (first movement mechanism)
5': second moving mechanism
5A: linear mechanism
52: nut
53: screw shaft
54: electric motor
6: control device (first control device)
6': second control device
7: position detector (first position detector)
7': second position detector
7A: Rotary Encoder
8: pressure sensor
Claims (13)
선저를 관통하는 타축을 통해 타판을 요동시키는, 제1 작동실 및 제2 작동실을 포함하는 유압 액추에이터와,
작동유를 토출하는 펌프와,
한 쌍의 급배 라인에 의해 상기 제1 작동실 및 상기 제2 작동실과 접속되는 동시에, 펌프 라인에 의해 상기 펌프와 접속되는, 스풀을 포함하는 전환 밸브와,
상기 스풀을 이동시키며, 상기 스풀의 이동 속도가 전기적으로 변경 가능하게 구성된 이동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 조타 시스템.A steering system mounted on a ship, comprising:
A hydraulic actuator comprising a first operation chamber and a second operation chamber for swinging the rudder plate through the rudder shaft penetrating the ship bottom;
a pump for discharging hydraulic oil;
a switching valve including a spool connected to the first operating chamber and the second operating chamber by a pair of supply/discharge lines and connected to the pump by a pump line;
and a moving mechanism configured to move the spool, the moving speed of the spool being electrically changeable.
상기 이동 기구를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 타판을 요동시키는 조타 지령을 받았을 때에, 상기 스풀의 이동 속도가 점점 증가한 후에 점점 감소하는 곡선 상을 추이하도록 상기 이동 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 조타 시스템.According to claim 1,
a control device for controlling the moving mechanism;
The steering system, characterized in that when the control device receives a steering command for oscillating the rudder plate, the movement mechanism is controlled such that the movement speed of the spool gradually increases and then transitions on a gradually decreasing curve.
상기 제1 작동실 또는 상기 제2 작동실의 압력을 검출하는 압력 센서를 구비하고,
상기 제어 장치는 상기 압력 센서에 의해 검출되는 압력에 따라 상기 곡선을 보정하는 것을 특징으로 하는 조타 시스템.3. The method of claim 2,
a pressure sensor for detecting the pressure in the first operating chamber or the second operating chamber;
and the control device corrects the curve according to the pressure detected by the pressure sensor.
상기 이동 기구를 제어하는 제어 장치와,
상기 스풀의 위치를 검출하는 위치 검출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 조타 시스템.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
a control device for controlling the moving mechanism;
and a position detector for detecting the position of the spool.
상기 이동 기구는, 상기 스풀과 연결된 너트, 상기 너트와 나사 결합하는 나사축, 및 상기 나사축을 회전시키는 전동 모터를 포함하는 직동 기구이고,
상기 위치 검출기는, 상기 스풀의 위치로서 상기 전동 모터의 회전량을 검출하는 로터리 엔코더인 것을 특징으로 하는 조타 시스템.5. The method of claim 4,
The moving mechanism is a linear mechanism including a nut connected to the spool, a screw shaft screwed with the nut, and an electric motor for rotating the screw shaft,
The said position detector is a rotary encoder which detects the rotation amount of the said electric motor as a position of the said spool, The steering system characterized by the above-mentioned.
상기 제어 장치는, 상기 타판을 요동시키는 조타 지령을 받았을 때에, 검출된 상기 스풀의 위치 및 상기 전동 모터의 전류에 기초하여 상기 스풀이 스틱되었는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 조타 시스템.6. The method of claim 5,
The said control apparatus determines whether the said spool is sticked based on the detected position of the said spool, and the electric current of the said electric motor, when receiving the steering command which rock|fluctuates the said rudder board, The steering system characterized by the above-mentioned.
상기 제어 장치는, 상기 스풀이 스틱되었다고 판정한 때에, 에러 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 조타 시스템.7. The method of claim 6,
The control device outputs an error signal when it is determined that the spool is stuck.
상기 제어 장치는, 상기 스풀이 스틱되었다고 판정한 때에, 상기 스풀이 상기 조타 지령에 대응하는 방향과 역방향으로 이동한 후에 상기 조타 지령에 대응하는 방향으로 이동하도록 상기 이동 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 조타 시스템.8. The method of claim 6 or 7,
The control device, when it is determined that the spool is stuck, controls the moving mechanism to move in a direction corresponding to the steering command after the spool moves in a direction opposite to that corresponding to the steering command. steering system.
상기 제어 장치는, 검출된 상기 스풀의 위치에 기초하여 상기 제1 작동실 또는 상기 제2 작동실로의 작동유의 공급 유량을 산출하고, 산출된 공급 유량에 기초하여 상기 타판의 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 조타 시스템.9. The method according to any one of claims 4 to 8,
The control device calculates a supply flow rate of the hydraulic oil to the first operating chamber or the second operating chamber based on the detected position of the spool, and calculates the angle of the rudder plate based on the calculated supply flow rate. steering system with
상기 제어 장치는, 산출된 상기 타판의 각도가 허용 범위 밖에 있을 때, 에러 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 조타 시스템.10. The method of claim 9,
The control device, when the calculated angle of the rudder plate is outside the allowable range, the steering system, characterized in that outputting an error signal.
상기 펌프는 제1 펌프, 상기 스풀은 제1 스풀, 상기 전환 밸브는 제1 전환 밸브, 상기 이동 기구는 제1 이동 기구, 상기 위치 검출기는 제1 위치 검출기, 상기 제어 장치는 제1 제어 장치이고,
작동유를 토출하는 제2 펌프와,
한 쌍의 급배 라인에 의해 상기 제1 작동실 및 상기 제2 작동실과 접속되는 동시에, 펌프 라인에 의해 상기 제2 펌프와 접속되는, 제2 스풀을 포함하는 제2 전환 밸브와,
상기 제2 스풀을 이동시키며, 상기 제2 스풀의 이동 속도가 전기적으로 변경 가능하게 구성된 제2 이동 기구와,
상기 제2 이동 기구를 제어하고, 상기 제1 제어 장치와 통신 가능한 제2 제어 장치와,
상기 제2 스풀의 위치를 검출하는 제2 위치 검출기를 구비하고,
상기 제1 제어 장치 또는 상기 제2 제어 장치는, 상기 제1 위치 검출기에서 검출되는 상기 제1 스풀의 위치와, 상기 제2 위치 검출기에서 검출되는 상기 제2 스풀의 위치 사이의 위치 관계에 부정합이 생겼을 때, 에러 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 조타 시스템.11. The method according to any one of claims 4 to 10,
wherein the pump is a first pump, the spool is a first spool, the selector valve is a first selector valve, the moving mechanism is a first moving mechanism, the position detector is a first position detector, the control device is a first control device, ,
a second pump for discharging hydraulic oil;
a second switching valve including a second spool connected to the first operating chamber and the second operating chamber by a pair of supply/discharge lines and connected to the second pump by a pump line;
a second moving mechanism configured to move the second spool, the moving speed of the second spool being electrically changeable;
a second control device that controls the second movement mechanism and is capable of communicating with the first control device;
a second position detector for detecting the position of the second spool;
The first control device or the second control device has a positional relationship between the position of the first spool detected by the first position detector and the position of the second spool detected by the second position detector. When an error occurs, the steering system characterized in that it outputs an error signal.
상기 펌프는 제1 펌프, 상기 스풀은 제1 스풀, 상기 전환 밸브는 제1 전환 밸브, 상기 이동 기구는 제1 이동 기구이고,
상기 제1 이동 기구를 제어하는 제1 제어 장치와,
작동유를 토출하는 제2 펌프와,
한 쌍의 급배 라인에 의해 상기 제1 작동실 및 상기 제2 작동실과 접속되는 동시에, 펌프 라인에 의해 상기 제2 펌프와 접속되는, 제2 스풀을 포함하는 제2 전환 밸브와,
상기 제2 스풀을 이동시키며, 상기 제2 스풀의 이동 속도가 전기적으로 변경 가능하게 구성된 제2 이동 기구와,
상기 제2 이동 기구를 제어하고, 상기 제1 제어 장치와 통신 가능한 제2 제어 장치를 구비하고,
상기 제1 제어 장치 또는 상기 제2 제어 장치는, 상기 제1 제어 장치가 받은 조타 지령과 상기 제2 제어 장치가 받은 조타 지령이 다른 때에, 에러 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 조타 시스템.12. The method according to any one of claims 1 to 11,
the pump is a first pump, the spool is a first spool, the selector valve is a first selector valve, and the moving mechanism is a first moving mechanism;
a first control device for controlling the first moving mechanism;
a second pump for discharging hydraulic oil;
a second switching valve including a second spool connected to the first operating chamber and the second operating chamber by a pair of supply/discharge lines and connected to the second pump by a pump line;
a second moving mechanism configured to move the second spool, the moving speed of the second spool being electrically changeable;
a second control device that controls the second movement mechanism and is capable of communicating with the first control device;
The first control device or the second control device outputs an error signal when the steering command received by the first control device is different from the steering command received by the second control device.
상기 전환 밸브는 회수 라인에 의해 상기 펌프와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 조타 시스템.11. The method according to any one of claims 1 to 10,
The switching valve is connected to the pump by a return line.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal |