(57)【要約】【課題】必要とされる動力を舵軸に伝達可能な舵取機及びこれを備えた船舶を提供する。【解決手段】船舶の舵に連結された舵軸１を回動する舵取機１００は、舵軸１を回動するための第１動力を発生する第１油ポンプ１０ａと、第１油ポンプ１０ａが発生した第１動力を蓄積するアキュムレータ１０ｂと、入力される操舵指令に応じて、アキュムレータ１０ｂに蓄積された第１動力を舵軸１に伝達する第１切替弁１０ｄと、アキュムレータ１０ｂに蓄積されている第１動力の蓄積量を検知する圧力センサ１０ｃとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の舵に連結された舵軸を回動する舵取機であって、
前記舵軸を回動するための第１動力を発生する第１動力発生部と、
前記第１動力発生部が発生した前記第１動力を蓄積する蓄積部と、
入力される操舵指令に応じて、前記蓄積部に蓄積された前記第１動力を前記舵軸に伝達する第１伝達部と、
前記蓄積部に蓄積されている前記第１動力の蓄積量を検知する検知部と、
を備えることを特徴とする舵取機。
【請求項２】
前記舵軸を回動するための第２動力を発生し、前記第１動力発生部よりも最大動力が大きい第２動力発生部と、
前記操舵指令に応じて、前記第２動力発生部が発生した前記第２動力を前記舵軸に伝達する第２伝達部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の舵取機。
【請求項３】
操舵者の入力指示に基づいて、前記第１動力を前記舵軸に伝達する第１の前記操舵指令、または前記第２動力を前記舵軸に伝達する第２の前記操舵指令のいずれかを入力する入力部と、
前記検知部が検知する前記第１動力の蓄積量を前記操舵者に通知する通知部と、
前記入力部に前記第１の操舵指令が入力された場合は前記第１動力を前記舵軸に伝達するよう前記第１伝達部を制御し、前記入力部に前記第２の操舵指令が入力された場合は前記第２動力を前記舵軸に伝達するよう前記第２伝達部を制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項２に記載の舵取機。
【請求項４】
前記通知部が、前記蓄積量を示す情報を表示部に表示することにより前記蓄積量を通知することを特徴とする請求項３に記載の舵取機。
【請求項５】
前記検知部が検知する前記第１動力の蓄積量に応じて、前記第１伝達部および前記第２伝達部を制御する制御部を有することを特徴とする請求項２に記載の舵取機。
【請求項６】
前記操舵指令が目標舵角の指令を含み、
前記制御部が、前記目標舵角の指令と前記第１動力の蓄積量に応じて、前記第１伝達部および前記第２伝達部を制御することを特徴とする請求項５に記載の舵取機。
【請求項７】
前記制御部が、前記蓄積量が所定量よりも多い場合は前記第１動力を前記舵軸に伝達し、前記蓄積量が前記所定量よりも少ない場合は前記第２動力を前記舵軸に伝達するよう前記第１伝達部および前記第２伝達部を制御することを特徴とする請求項５に記載の舵取機。
【請求項８】
前記所定量が、予め定められた不変量であることを特徴とする請求項７に記載の舵取機。
【請求項９】
前記操舵指令の入力履歴を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶される前記入力履歴に基づいて、前記所定量を設定する閾値設定部と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の舵取機。
【請求項１０】
前記第１動力発生部が、作動流体を吸入し高圧で吐出するポンプであり、
前記蓄積部が、前記ポンプから吐出した前記作動流体を加圧状態で蓄積するアキュムレータであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の舵取機。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の舵取機を備えることを特徴とする船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舵取機及びこれを備えた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、船舶の舵を動作する舵取機として、油圧アクチュエータで駆動されるラプソンスライド型又はロータリーベーン型の舵取機が知られている。ラプソンスライド型の舵取機は、舵軸を旋回駆動するチラーに接続された油圧アクチュエータを駆動することで、舵軸を旋回させるものである（例えば、特許文献１参照。）。ロータリーベーン型の舵取機は、舵軸を囲むハウジングの内部に舵軸と一体の可動ベーンを備え、ハウジングと舵軸の間に可動ベーンで仕切られた複数の作動室を形成したものである（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０５２７７７号
【特許文献２】特開２０１１−７３５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の舵取機は、舵の操舵指令として入力され得る最大の操舵量に対応できるように、十分な能力を持った高価な油圧アクチュエータを用いている。しかしながら、舵の操舵指令として入力される操舵指令は、例えば１時間に１０〜１５回程度の頻度で入力されることが一般的である。また、操舵指令により入力される操舵量も最大の操舵量（例えば、−３５°から＋３５°に至る７０°の舵角範囲となる操舵量）に比べれば十分に少ないのが一般的である。
【０００５】
このような事情を鑑みれば、一般的な操舵指令の頻度や操舵量を考慮し、従来よりも能力の低い安価な油圧アクチュエータを舵取機の動力源として採用することが考えられる。しかしながら、油圧アクチュエータが発生する最大動力を超えた動力が必要とされる操舵指令が入力された場合に、その操舵指令に対応できないとなると、舵取機としての本来の性能が満たされなくなってしまう。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、舵軸を回動する動力を発生する動力発生部の最大動力よりも高い動力が必要とされる場合であっても必要とされる動力を舵軸に伝達可能な舵取機及びこれを備えた船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を採用する。
本発明に係る舵取機は、船舶の舵に連結された舵軸を回動する舵取機であって、前記舵軸を回動するための第１動力を発生する第１動力発生部と、前記第１動力発生部が発生した前記第１動力を蓄積する蓄積部と、入力される操舵指令に応じて、前記蓄積部に蓄積された前記第１動力を前記舵軸に伝達する第１伝達部と、前記蓄積部に蓄積されている前記第１動力の蓄積量を検知する検知部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る舵取機は、船舶の舵に連結された舵軸を回動する舵取機であり、舵軸を回動するための第１動力を発生する第１動力発生部が発生した第１動力を、蓄積部により蓄積する。蓄積された第１動力は、入力される操舵指令に応じて第１伝達部により舵軸に伝達される。このようにすることで、第１動力発生部の最大動力よりも高い動力が必要とされるような操舵指令が入力される場合であっても、蓄積部に蓄積された第１動力を舵軸に適切に伝達することができる。また、本発明に係る舵取機は、蓄積部に蓄積されている第１動力の蓄積量を検知する検知部を備えるので、例えば、操舵者は、蓄積部に蓄積された第１動力の蓄積量を認識した上で、適切な操舵指令をすることができる。
【０００９】
また、本発明の第１態様の舵取機は、前記舵軸を回動するための第２動力を発生し、前記第１動力発生部よりも最大動力が大きい第２動力発生部と、前記操舵指令に応じて、前記第２動力発生部が発生した前記第２動力を前記舵軸に伝達する第２伝達部と、を備えることを特徴とする。このようにすることで、第１動力発生部が発生する第１動力を蓄積して舵軸に伝達することを可能としつつ、第１動力の蓄積量が少ない場合であっても、第１動力発生部よりも最大動力が大きい第２動力発生部が発生する第２動力を舵軸に伝達することができる。
【００１０】
また、本発明の第１態様の舵取機においては、操舵者の入力指示に基づいて、前記第１動力を前記舵軸に伝達する第１の前記操舵指令、または前記第２動力を前記舵軸に伝達する第２の前記操舵指令のいずれかを入力する入力部と、前記検知部が検知する前記第１動力の蓄積量を前記操舵者に通知する通知部と、前記入力部に前記第１の操舵指令が入力された場合は前記第１動力を前記舵軸に伝達するよう前記第１伝達部を制御し、前記入力部に前記第２の操舵指令が入力された場合は前記第２動力を前記舵軸に伝達するよう前記第２伝達部を制御する制御部とを備える構成としてもよい。
【００１１】
このようにすることで、操舵者が第１動力の蓄積量を認識した上で、蓄積部が蓄積する第１動力を舵軸に伝達する第１の操舵指令、または第２動力発生部が発生する第２動力を舵軸に伝達する第２の操舵指令のいずれかを適切に入力することができる。従って、第１動力の蓄積量が少ない場合には、第２動力発生部が発生する第２動力を舵軸に伝達する第２の操舵指令を入力するといった適切な操舵指令の入力が可能となる。
【００１２】
この構成において、前記通知部が、前記蓄積量を示す情報を表示部に表示することにより前記蓄積量を通知するようにしてもよい。このようにすることで、操舵者が第１動力の蓄積量を目視により認識した上で、蓄積部が蓄積する第１動力を舵軸に伝達する第１の操舵指令、または第２動力発生部が発生する第２動力を舵軸に伝達する第２の操舵指令のいずれかを適切に入力することができる。
【００１３】
また、本発明の第１態様の舵取機においては、前記検知部が検知する前記第１動力の蓄積量に応じて、前記第１伝達部および前記第２伝達部を制御する制御部を有する構成としてもよい。このようにすることで、第１動力の蓄積量に応じて、第１動力の舵軸への伝達と第２動力の舵軸への伝達が適切に制御される。
【００１４】
また、前述した構成においては、前記操舵指令は、目標舵角の指令を含み、前記制御部が、前記目標舵角の指令と前記第１動力の蓄積量に応じて、前記第１伝達部および前記第２伝達部を制御するようにしてもよい。このようにすることで、目標舵角の指令と第１動力の蓄積量に応じて、第１動力の舵軸への伝達と第２動力の舵軸への伝達が適切に制御される。
【００１５】
また、前述した構成においては、前記制御部が、前記蓄積量が所定量よりも多い場合は前記第１動力を前記舵軸に伝達し、前記蓄積量が前記所定量よりも少ない場合は前記第２動力を前記舵軸に伝達するよう前記第１伝達部および前記第２伝達部を制御するようにしてもよい。このようにすることで、蓄積量が所定量よりも大きい場合にはエネルギー消費の大きい第２動力発生部を動作させないようにし、舵取機のエネルギー消費を抑えることができる。この場合、前記所定量が、予め定められた不変量であってもよい。また、この場合、前記操舵指令の入力履歴を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶される前記入力履歴に基づいて、前記所定量を設定する閾値設定部とを備えるようにしてもよい。このようにすることで、操舵指令の入力履歴に応じて適切に、第１動力の舵軸への伝達と第２動力の舵軸への伝達を制御することができる。
【００１６】
また、本発明の第２態様の舵取機は、前記第１動力発生部が、作動流体を吸入し高圧で吐出するポンプであり、前記蓄積部が、前記ポンプから吐出した前記作動流体を加圧状態で蓄積するアキュムレータであることを特徴とする。このようにすることで、作動流体を用いて第１動力を蓄積し、舵軸の動力として利用することができる。
【００１７】
また、本発明に係る船舶は、前述した舵取機を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、舵軸を回動する動力を発生する動力発生部の最大動力よりも高い動力が必要とされる場合であっても必要とされる動力を舵軸に伝達可能な舵取機及びこれを備えた船舶を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の舵取機の構成図である。
【図２】アキュムレータの構造を示す部分縦断面図である。
【図３】舵取機の制御構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態の舵取機の動作を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態の舵取機の動作を示すフローチャートである。
【図６】第３実施形態の舵取機の動作を示すフローチャートである。
【図７】アキュムレータの圧力の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態について、図１から図４を用いて説明する。図１は、第１実施形態の舵取機１００の構成図である。図２は、アキュムレータ１０ｂの構造を示す部分縦断面図である。図３は、舵取機１００の制御構成を示すブロック図である。
本実施形態の舵取機１００は、船舶の舵（不図示）に連結された舵軸１を油圧による動力を用いて回動することによって船舶を操舵する装置である。舵軸１は、下端部において舵と連結されており、上端部においてチラー２に連結されている。チラー２は舵軸１を中心に回転する部材であり、切欠部２ａが設けられている。
【００２１】
図１において、油圧アクチュエータ３０は、ラム３と、シリンダ４ａ，４ｂとを備え、油室５ａ，５ｂに供給される作動油（作動流体）の油圧によってラム３を移動させることにより舵軸１を回動する。
ラム３は、略円柱形状の軸部材であり、中心軸に沿った方向（図１の左右方向）に移動可能である。ラム３の中央部には中心軸に交差する方向に突出したラムピン３ａが設けられている。ラムピン３ａは、チラー２の切欠部２ａの挿入した状態で組み付けられている。ラム３は、後述するように、油圧により中心軸に沿って移動する。ラム３の移動に伴って、ラムピン３ａが、チラー２を舵軸１を中心とした時計回り方向または反時計回り方向に回動させる。ラムピン３ａは、ラム３の移動に伴ってチラー２の切欠部２ａをスライドするように移動する。
【００２２】
本実施形態の舵取機１００は、第１油圧系統１０と第２油圧系統２０を備え、これらの油圧系統から油室５ａ，５ｂに油が供給される。第１油圧系統１０は、第１油ポンプ１０ａ（第１動力発生部）と、アキュムレータ１０ｂ（蓄積部）と、圧力センサ１０ｃ（検知部）と、第１切替弁１０ｄ（第１伝達部）と、逆止弁１０ｅを備える。第２油圧系統２０は、第２油ポンプ２０ａ（第２動力発生部）と、第２切替弁２０ｂ（第２伝達部）と、逆止弁２０ｃとを備える。第１油圧系統１０にはアキュムレータ１０ｂと圧力センサ１０ｃが設けられているが、第２油圧系統２０にはこれらに対応する構成が設けられていない。第１油圧系統１０は、アキュムレータ１０ｂに第１油ポンプ１０ａから供給される作動油を蓄積し作動油の圧力（動力）を蓄積することができる。このようにアキュムレータ１０ｂに蓄積される圧力（動力）を用いることで、第１油ポンプ１０ａとして最大動力の小さい小型ポンプを用いることができる。
【００２３】
次に、第１油圧系統１０が作動油を油室５ａ，５ｂに供給する動作について説明する。
第１油圧系統１０の第１油ポンプ１０ａは、油タンク４０から作動油を汲み上げ、圧力を高めて高圧の作動油として吐出する。第１油ポンプ１０ａが吐出する作動油は、舵軸１を回動するための動力（第１動力）として用いられる。従って、第１油ポンプ１０ａは、舵軸１を回動するため動力（第１動力）を発生する装置である。第１油ポンプ１０ａから吐出された高圧の作動油は、逆止弁１０ｅを経由してアキュムレータ１０ｂに流入する。なお、逆止弁１０ｅの存在により、第１油ポンプ１０ａからアキュムレータ１０ｂに供給された作動油は、逆止弁１０ｅを経由して第１油ポンプ１０ａに戻ることはない。
【００２４】
図２には、アキュムレータ１０ｂの構造を示す部分縦断面図が示されている。図２のアキュムレータ１０ｂは、第１油ポンプ１０ａが発生した動力（第１動力）を加圧状態の作動油として蓄積し、舵軸１を回動する動力として出力する装置である。
アキュムレータ１０ｂは、ブラダ型アキュムレータであり、本体５０と、ブラダ５１と、ポペット５２と、スプリング５３と、ガスバルブ５４を備える。本体５０は、例えば金属により形成された中空の筐体であり、下端部が油路１０ｆに接続され、上端部にガスバルブ５４が配置されている。本体５０の内部にはゴム製の隔膜であるブラダ５１が配置されておりブラダ５１内にはガスバルブ５４を介して窒素ガス等の不活性ガスが封入可能となっている。
【００２５】
本体５０の内部の油室５５には、第１油ポンプ１０ａから供給される高圧の作動油が流入する。第１油ポンプ１０ａから高圧の作動油が供給されておらず、不活性ガスにより本体５０とブラダ５１が密着する状態となっている場合、ポペット５２はブラダ５１により下方に押し付けられた状態となる。この状態では、スプリング５３がポペット５２に付与する上向きの付勢力よりもブラダ５１がポペット５２を下方に押し付ける力が強く、ポペット５２により油室５５と油路１０ｆの流通が断たれた状態となる。油室５５には、油室５５内の作動油の圧力を検知するための圧力センサ１０ｃが配置されている。圧力センサ１０ｃは、油室５５内の圧力を検知し、検知した圧力に応じた出力信号（動力の蓄積量）を、後述する制御部６０に出力する。
【００２６】
第１油ポンプ１０ａが動作を開始し、高圧の作動油の油路１０ｆへの供給が開始されると、作動油の圧力により、ポペット５２を上方へ押し上げる力が徐々に大きくなる。作動油がポペット５２を上方へ押し上げる力と、スプリング５３がポペット５２を上方へ押し上げる付勢力の合力が、ブラダ５１がポペット５２を下方に押し付ける力に打ち勝つと、油路１０ｆから油室５５への作動油の流入が開始する。その後、第１油ポンプ１０ａからの作動油の供給が続くと油室５５に流入する作動油の量が多くなり、それに伴ってブラダ５１内の不活性ガスが圧縮される。アキュムレータ１０ｂの本体５０内では、ブラダ５１内の不活性ガスの圧力と、油室５５内の作動油の圧力が釣り合った状態となっている。従って、油室５５に流入する作動油の量が多くなるに従って、油室５５内の作動油の圧力が徐々に高くなっていく。このようにして第１油ポンプ１０ａが発生する圧力（第１動力）がアキュムレータ１０ｂに蓄積される。なお、アキュムレータ１０ｂに圧力を蓄積する段階では、第１切替弁１０ｄは、油路１０ｆ内の作動油を油圧アクチュエータ３０の油室５ａ，５ｂに供給しない状態となっている。
【００２７】
第１切替弁１０ｄは、制御部６０の指示により、油路１０ｆを介してアキュムレータ１０ｂから供給される高圧の作動油を、油路１０ｇを経由して油圧アクチュエータ３０の油室５ｂへ供給するか、油路１０ｈを経由して油圧アクチュエータ３０の油室５ａへ供給するかを切り替えることができる。また、第１切替弁１０ｄは、制御部６０の指示により、油路１０ｆの作動油を他の油路へ供給しないように遮断することもできる。つまり、第１切替弁１０ｄは、制御部６０の指示により、油路１０ｆの作動油を、油路１０ｇ，１０ｈのいずれかに供給するか、いずれにも供給しないかの３つの状態を切り替えることができる。油路１０ｉは、油室５ａ,５ｂ内の作動油を油タンク４０に戻す際に用いられる。
【００２８】
制御部６０の指示は、入力部７０を介して入力される船舶の操舵者の操舵指令に応じたものであり、制御部６０から第１切替弁１０ｄに制御信号を出力することにより行われる。第１切替弁１０ｄは、入力部７０を介して入力される船舶の操舵者の操舵指令に応じて、アキュムレータ１０ｂに蓄積された作動油の圧力（動力）を油圧アクチュエータ３０を介して舵軸１に伝達する。
【００２９】
次に、第２油圧系統２０が作動油を油室５ａ，５ｂに供給する動作について説明する。
第２油圧系統２０の第２油ポンプ２０ａは、油タンク４０から作動油を汲み上げ、圧力を高めて高圧の作動油として吐出する。第２油ポンプ２０ａが吐出する作動油は、舵軸１を回動するための動力（第２動力）として用いられる。従って、第２油ポンプ２０ａは、舵軸１を回動するため動力（第２動力）を発生する装置である。第２油ポンプ２０ａから吐出された高圧の作動油は、逆止弁２０ｃを経由して第２切替弁２０ｂに流入する。なお、逆止弁２０ｃの存在により、第２油ポンプ２０ａから第２切替弁２０ｂに供給された作動油は、逆止弁２０ｃを経由して第２油ポンプ２０ａに戻ることはない。
【００３０】
制御部６０の指示により第２油ポンプ２０ａが動作を開始すると、高圧の作動油が第２切替弁２０ｂに供給される。第２切替弁２０ｂは、制御部６０の指示により、第２油ポンプ２０ａから供給される高圧の作動油を、油路２０ｄを経由して油圧アクチュエータ３０の油室５ｂへ供給するか、油路２０ｅを経由して油圧アクチュエータ３０の油室５ａへ供給するかを切り替えることができる。また、第２切替弁２０ｂは、制御部６０の指示により、第２油ポンプ２０ａから供給される作動油を油路２０ｆを経由して油タンク４０へ戻すこともできる。つまり、第２切替弁２０ｂは、制御部６０の指示により、第２油ポンプ２０ａから供給される作動油を、油路２０ｄ，２０ｅ，２０ｆのいずれかに供給する３つの状態を切り替えることができる。
【００３１】
制御部６０の指示は、入力部７０を介して入力される船舶の操舵者の操舵指令に応じたものであり、制御部６０から第２切替弁２０ｂに制御信号を出力することにより行われる。第２切替弁２０ｂは、入力部７０を介して入力される船舶の操舵者の操舵指令に応じて、第２油ポンプ２０ａが発生する作動油の圧力（動力）を油圧アクチュエータ３０を介して舵軸１に伝達する。
【００３２】
前述した様に、第１油圧系統１０にはアキュムレータ１０ｂと圧力センサ１０ｃが設けられているが、第２油圧系統２０にはこれらに対応する構成が設けられていない。第１油圧系統１０には、アキュムレータ１０ｂに蓄積される圧力（動力）を用いることで、第１油ポンプ１０ａとして最大動力の小さい小型ポンプを用いることができる。一方、第２油圧系統２０には、第１油ポンプ１０ａよりも最大動力が大きい第２油ポンプ２０ａが用いられる。第２油ポンプ２０ａの最大動力は、アキュムレータ１０ｂに蓄積される圧力が十分ではなく、第２油ポンプ２０ａの動力だけしか舵軸１の回動に用いることができない場合であっても、舵軸１を回動するのに十分な動力となっている。
【００３３】
次に、図３を用いて、第１実施形態の舵取機１００の制御構成について説明する。
図３に示されるように、第１実施形態の舵取機１００は制御部６０を備える。制御部６０は、入力部７０と、圧力センサ１０ｃと、表示部８０と、記憶部９０と、第１油ポンプ１０ａと、第１切替弁１０ｄと、第２油ポンプ２０ａと、第２切替弁２０ｂとの間で各種の信号の入出力を行う。
【００３４】
入力部７０は、船舶の操舵者の入力指示を受け付け、入力指示に応じた操舵指令を制御部６０に入力するものである。本実施形態においては、船舶の舵角の操舵指令と、第１油圧系統１０の動力を舵軸１に伝達する操舵指令（第１の操舵指令）と、第２油圧系統２０の動力を舵軸１に伝達する操舵指令（第２の操舵指令）とが、少なくとも入力部７０により入力される。
【００３５】
圧力センサ１０ｃは、アキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力を検知し、検知した圧力に応じた出力信号（第１動力の蓄積量）を、制御部６０に出力する。表示部８０は、操舵者に各種の情報を通知するために用いられ、液晶パネル等により構成されている。表示部８０には、圧力センサ１０ｃから制御部６０に出力された出力信号に基づいて、アキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力が表示される。表示部８０は、このようにして圧力センサ１０ｃが検知する圧力（第１動力の蓄積量）を操舵者に通知する。
【００３６】
記憶部９０は、制御部６０が船舶の操舵を行うための各種のデータを記憶するものである。記憶部９０には、船舶の操舵を行うための制御プログラムが記憶されており、制御部６０は記憶部９０に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより船舶の操舵を行う。また、記憶部９０は、操舵者が入力部７０を介して入力した操舵指令の入力履歴や、圧力センサ１０ｃから制御部６０に出力される出力信号の履歴を記憶する。
【００３７】
次に、図３に示す制御構成を備える舵取機１００が実行する動作について図４を用いて説明する。前述したように、舵取機１００の制御部６０は、記憶部９０に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、図４に示される動作を実行する。
図４に示される処理が開始されると、ステップＳ４０１で、制御部６０は、圧力センサ１０ｃに圧力を検知するように制御指令を出力する。この制御指令に応答して、圧力センサ１０ｃは、アキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力を検知し、検知した圧力に応じた出力信号を、制御部６０に出力する。
【００３８】
ステップＳ４０２で、制御部６０は、圧力センサ１０ｃから出力された出力信号を解析してアキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力を示す数値を算出し、算出した数値に応じた表示データを表示部８０に出力する。表示部８０は、制御部６０から入力される表示データを表示することにより、操舵者にアキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力を通知する。
【００３９】
ステップＳ４０３で、制御部６０は、入力部７０が操舵者の入力指示を受け付けて入力指示に応じた操舵指令を制御部６０に出力したかどうかを判断する。制御部６０は、入力部７０から操舵指令が入力された場合にはステップＳ４０４に処理を進める。前述したとおり、操舵指令には、船舶の舵角の操舵指令と、第１油圧系統１０の動力を舵軸１に伝達する操舵指令（第１の操舵指令）と、第２油圧系統２０の動力を舵軸１に伝達する操舵指令（第２の操舵指令）とが少なくとも含まれる。例えば、舵角の操舵指令と第１の操舵指令が入力される場合とは、第１油圧系統１０の動力を舵軸１を回動するための動力として用い、入力指示された舵角となるように舵軸１を回動させる場合をいう。また、例えば、舵角の操舵指令と第２の操舵指令が入力される場合とは、第２油圧系統２０の動力を舵軸１を回動するための動力として用い、入力指示された舵角となるように舵軸１を回動させる場合をいう。
【００４０】
ステップＳ４０４で、制御部６０は、入力部７０から入力された操舵指令が第１油圧系統１０への指令であるかどうかを判断し、第１油圧系統１０への指令であればステップＳ４０５へ処理を進め、第２油圧系統２０への指令であればステップＳ４０６へ処理を進める。
ステップＳ４０５で、制御部６０は、第１切替弁１０ｄへの制御指令を送信する。具体的には、油路１０ｆを介してアキュムレータ１０ｂから供給される高圧の作動油を、油路１０ｇを経由して油圧アクチュエータ３０の油室５ｂへ供給するか、油路１０ｈを経由して油圧アクチュエータ３０の油室５ａへ供給するかのいずれかを第１切替弁１０ｄに実行させる制御指令を送信する。作動油の供給先を、油圧アクチュエータ３０の油室５ｂとするか油室５ａとするかは、ステップＳ４０３で入力された舵角の操舵指令により決定される。つまり、制御部６０は、現在の舵角とステップＳ４０３で入力された舵角の操舵指令とを比較し、舵軸１をいずれの回転方向に回動させるかによって作動油の供給先を決定する。なお、現在の舵角は舵角検知センサ（不図示）により検知されるものとする。
【００４１】
ステップＳ４０６で、制御部６０は、第２切替弁２０ｂへの制御指令を送信する。具体的には、制御部６０は、第２油ポンプ２０ａから供給される高圧の作動油を、油路２０ｄを経由して油圧アクチュエータ３０の油室５ｂへ供給するか、油路２０ｅを経由して油圧アクチュエータ３０の油室５ａへ供給するかのいずれかを第２切替弁２０ｂが切り替える制御指令を送信する。作動油の供給先を、油圧アクチュエータ３０の油室５ｂとするか油室５ａとするかは、ステップＳ４０３で入力された舵角の操舵指令により決定される。
【００４２】
ステップＳ４０７で、制御部６０は、現在の舵角が目標舵角に到達したかどうかを判断し、目標舵角に到達したと判断した場合はステップＳ４０８に処理を進める。制御部６０は、舵角検知センサ（不図示）が検知する現在の舵角がステップＳ４０３で入力された操舵指令により指示された舵角と一致した場合に、現在の舵角が目標舵角に到達したと判断する。
【００４３】
ステップＳ４０８で、制御部６０は、現在の舵角が目標舵角に到達したことから、舵角を現在位置にて保持するため、第１切替弁１０ｄ又は第２切替弁２０ｂに油圧アクチュエータ３０への作動油の供給を停止するように指示する。制御部６０は、ステップＳ４０３で入力された操舵指令が第１油圧系統１０への指令である場合は、第１切替弁１０ｄに作動油の供給を停止するよう指示する。また、制御部６０は、ステップＳ４０３で入力された操舵指令が第２油圧系統２０への指令である場合は、第２切替弁２０ｂに作動油の供給を停止するよう指示する。
ステップＳ４０８が実行された後、制御部６０は、図４に示される処理を終了する。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の舵取機１００は、船舶の舵に連結された舵軸１を回動し、舵軸１を回動するための第１動力を発生する第１油ポンプ１０ａ（第１動力発生部）が発生した圧力（第１動力）を、アキュムレータ１０ｂ（蓄積部）により加圧状態の作動油として蓄積する。蓄積された圧力は、入力される操舵指令に応じて第１切替弁１０ｄ（第１伝達部）により舵軸１に伝達される。このようにすることで、第１油ポンプ１０ａの最大動力よりも高い動力が必要とされるような操舵指令が入力される場合であっても、アキュムレータ１０ｂに蓄積された圧力を舵軸１に適切に伝達することができる。また、本実施形態の舵取機１００は、アキュムレータ１０ｂに蓄積されている作動油の圧力（第１動力の蓄積量）を検知する圧力センサ１０ｃ（検知部）を備えるので、例えば、操舵者は、アキュムレータ１０ｂに蓄積された作動油の圧力を表示部８０により認識した上で、適切な操舵指令をすることができる。
【００４５】
また、本実施形態の舵取機１００は、舵軸１を回動するための第２動力を発生し、第１油ポンプ１０ａ（第１動力発生部）よりも最大動力が大きい第２油ポンプ２０ａ（第２動力発生部）と、操舵指令に応じて、第２油ポンプ２０ａ（第２動力発生部）が発生した圧力（第２動力）を舵軸１に伝達する第２切替弁２０ｂ（第２伝達部）と、を備える。このようにすることで、第１油ポンプ１０ａ（第１動力発生部）が発生する圧力（第１動力）を蓄積して舵軸１に伝達することを可能としつつ、アキュムレータ１０ｂに蓄積されている作動油の圧力（第１動力の蓄積量）が少ない場合であっても、第１油ポンプ１０ａ（第１動力発生部）よりも最大動力が大きい第２油ポンプ２０ａ（第２動力発生部）が発生する圧力（第２動力）を舵軸１に伝達することができる。
【００４６】
また、本実施形態の舵取機１００は、操舵者の入力指示に基づいて、第１油ポンプ１０ａが発生する圧力（第１動力）を舵軸１に伝達する第１の操舵指令、または第２油ポンプ２０ａが発生する圧力（第２動力）を舵軸１に伝達する第２の操舵指令のいずれかを入力する入力部７０と、圧力センサ１０ｃが検知する作動油の圧力（第１動力の蓄積量）を操舵者に表示することにより通知する表示部（通知部）８０と、入力部７０に第１の操舵指令が入力された場合は第１動力を舵軸１に伝達するよう第１切替弁１０ｄ（第１伝達部）を制御し、入力部７０に第２の操舵指令が入力された場合は第２油ポンプ２０ａが発生する圧力（第２動力）を舵軸１に伝達するよう第２切替弁２０ｂ（第２伝達部）を制御する制御部６０とを備える。
【００４７】
このようにすることで、操舵者がアキュムレータ１０ｂに蓄積されている作動油の圧力（第１動力の蓄積量）を認識した上で、アキュムレータ１０ｂが蓄積する第１動力を舵軸１に伝達する第１の操舵指令、または第２油ポンプ２０ａ（第２動力発生部）が発生する圧力（第２動力）を舵軸１に伝達する第２の操舵指令のいずれかを適切に入力することができる。従って、アキュムレータ１０ｂに蓄積されている作動油の圧力（第１動力の蓄積量）が少ない場合には、第２油ポンプ２０ａ（第２動力発生部）が発生する圧力（第２動力）を舵軸１に伝達する第２の操舵指令を入力するといった適切な操舵指令の入力が可能となる。
【００４８】
また、本実施形態の舵取機１００は、アキュムレータ１０ｂに蓄積されている作動油の圧力を示す情報を表示部８０に表示することにより作動油の圧力を通知する。このようにすることで、操舵者がアキュムレータ１０ｂに蓄積されている作動油の圧力（第１動力の蓄積量）を目視により認識した上で、アキュムレータ１０ｂが蓄積する圧力（第１動力）を舵軸１に伝達する第１の操舵指令、または第２油ポンプ２０ａ（第２動力発生部）が発生する圧力（第２動力）を舵軸１に伝達する第２の操舵指令のいずれかを適切に入力することができる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図５を用いて説明する。図５は、第２実施形態の舵取機の動作を示すフローチャートである。
第１実施形態は、操舵指令として、舵角の操舵指令と、第１油圧系統１０への指令または第２油圧系統２０のいずれかへの指令を入力するものであった。すなわち、第１油圧系統１０を用いて舵軸１を回動させるか、第２油圧系統２０を用いて舵軸１を回動させるかは、操舵者が決定するものであった。それに対して第２実施形態は、第１油圧系統１０を用いて舵軸１を回動させるか、第２油圧系統２０を用いて舵軸１を回動させるかを、アキュムレータ１０ｂに蓄積されている作動油の圧力（第１動力の蓄積量）により舵取機の制御部６０が自動的に決定するものである。
なお、第２実施形態は、第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、他の構成は第１実施形態と同様であるので、以下での説明を省略する。
【００５０】
図３に示す制御構成を備える舵取機が実行する動作について図５を用いて説明する。前述したように、舵取機の制御部６０は、記憶部９０に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、図５に示される動作を実行する。
図５に示される処理が開始されると、ステップＳ５０１で、制御部６０は、圧力センサ１０ｃに圧力を検知するように制御指令を出力する。この制御指令に応答して、圧力センサ１０ｃは、アキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力を検知し、検知した圧力に応じた出力信号を、制御部６０に出力する。
【００５１】
ステップＳ５０２で、制御部６０は、圧力センサ１０ｃから出力された出力信号を解析してアキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力を示す数値を算出し、算出した数値に応じた表示データを表示部８０に出力する。表示部８０は、制御部６０から入力される表示データを表示することにより、操舵者にアキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力を通知する。
【００５２】
ステップＳ５０３で、制御部６０は、入力部７０が操舵者の入力指示を受け付けて入力指示に応じた操舵指令を制御部６０に出力したかどうかを判断する。制御部６０は、入力部７０から操舵指令が入力された場合にはステップＳ５０４に処理を進める。なお、第２実施形態では、操舵指令には、船舶の舵角の操舵指令が少なくとも含まれる。
【００５３】
ステップＳ５０４で、制御部６０は、ステップＳ５０１にて検知されたアキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力が、ステップＳ５０３にて入力された舵角の操舵指令を行うのに十分であるかどうかを判断する。具体的に、制御部６０は、現在の舵角と操舵指令の舵角との差分の角度を算出し、算出した角度の分だけ舵軸１を回動させるのにアキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力が十分であるかどうかを判断する。舵角を回動させる角度と、その角度を回動させるために必要な油室５５内の圧力との関係を示す関係情報は、記憶部９０に記憶させておくものとする。制御部６０は、記憶部９０に記憶された関係情報を読み出すことによりステップＳ５０４の判断を行う。制御部６０は、油室５５内の圧力が、現在の舵角を操舵指令の舵角に一致させるのに十分であると判断した場合はステップＳ５０５に処理を進め、そうでなければステップＳ５０６へ処理を進める。
【００５４】
ステップＳ５０５で、制御部６０は、第１切替弁１０ｄへの制御指令を送信する。具体的には、油路１０ｆを介してアキュムレータ１０ｂから供給される高圧の作動油を、油路１０ｇを経由して油圧アクチュエータ３０の油室５ｂへ供給するか、油路１０ｈを経由して油圧アクチュエータ３０の油室５ａへ供給するかのいずれかを第１切替弁１０ｄに実行させる制御指令を送信する。作動油の供給先を、油圧アクチュエータ３０の油室５ｂとするか油室５ａとするかは、ステップＳ５０３で入力された舵角の操舵指令により決定される。つまり、制御部６０は、現在の舵角とステップＳ５０３で入力された舵角の操舵指令とを比較し、舵軸１をいずれの回転方向に回動させるかによって作動油の供給先を決定する。なお、現在の舵角は舵角検知センサ（不図示）により検知されるものとする。
【００５５】
ステップＳ５０６で、制御部６０は、第２切替弁２０ｂへの制御指令を送信する。具体的には、制御部６０は、第２油ポンプ２０ａから供給される高圧の作動油を、油路２０ｄを経由して油圧アクチュエータ３０の油室５ｂへ供給するか、油路２０ｅを経由して油圧アクチュエータ３０の油室５ａへ供給するかのいずれかを第２切替弁２０ｂが切り替える制御指令を送信する。作動油の供給先を、油圧アクチュエータ３０の油室５ｂとするか油室５ａとするかは、ステップＳ５０３で入力された舵角の操舵指令により決定される。
【００５６】
ステップＳ５０７で、制御部６０は、現在の舵角が目標舵角に到達したかどうかを判断し、目標舵角に到達したと判断した場合はステップＳ５０８に処理を進める。制御部６０は、舵角検知センサ（不図示）が検知する現在の舵角がステップＳ５０３で入力された操舵指令により指示された舵角と一致した場合に、現在の舵角が目標舵角に到達したと判断する。
【００５７】
ステップＳ５０８で、制御部６０は、現在の舵角が目標舵角に到達したことから、舵角を現在位置にて保持するため、第１切替弁１０ｄ又は第２切替弁２０ｂに油圧アクチュエータ３０への作動油の供給を停止するように指示する。制御部６０は、ステップＳ５０５で第１切替弁１０ｄへ制御指令が送信された場合は、第１切替弁１０ｄに作動油の供給を停止するよう指示する。また、制御部６０は、ステップＳ５０６で第２切替弁２０ｂへ制御指令が送信された場合は、第２切替弁２０ｂに作動油の供給を停止するよう指示する。
ステップＳ５０８が実行された後、制御部６０は、図５に示される処理を終了する。
【００５８】
以上説明したように、第２実施形態の舵取機は、圧力センサ（検知部）１０ｃが検知するアキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力（第１動力の蓄積量）に応じて、第１切替弁１０ｄ（第１伝達部）および第２切替弁２０ｂ（第２伝達部）を制御する制御部６０を有する。このようにすることで、アキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力（第１動力の蓄積量）に応じて、第１油ポンプ１０ａが発生する圧力（第１動力）の舵軸１への伝達と第２油ポンプ２０ａが発生する圧力（第２動力）の舵軸１への伝達が適切に制御される。
【００５９】
また、第２実施形態の舵取機は、操舵指令が目標舵角の指令を含み、制御部６０が、目標舵角の指令とアキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力（第１動力の蓄積量）に応じて、第１切替弁１０ｄ（第１伝達部）および第２切替弁２０ｂ（第２伝達部）を制御する。このようにすることで、目標舵角の指令とアキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力（第１動力の蓄積量）に応じて、第１油ポンプ１０ａが発生する圧力（第１動力）の舵軸１への伝達と第２油ポンプ２０ａが発生する圧力（第２動力）の舵軸１への伝達が適切に制御される。
【００６０】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について、図６を用いて説明する。図６は、第３実施形態の舵取機の動作を示すフローチャートである。
第２実施形態は、第１油圧系統１０を用いて舵軸１を回動させるか、第２油圧系統２０を用いて舵軸１を回動させるかを、アキュムレータ１０ｂに蓄積されている作動油の圧力（第１動力の蓄積量）が目標舵角に対して十分かどうかにより決定するものであった。それに対して第３実施形態は、アキュムレータ１０ｂに蓄積されている作動油の圧力が所定量以上であるかどうかにより決定するものである。
なお、第３実施形態は、第２実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、他の構成は第２実施形態と同様であるので、以下での説明を省略する。
【００６１】
図３に示す制御構成を備える舵取機が実行する動作について図６を用いて説明する。前述したように、舵取機の制御部６０は、記憶部９０に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、図６に示される動作を実行する。
なお、図６に示される動作のうち、ステップＳ６０１，Ｓ６０２，Ｓ６０３，Ｓ６０５，Ｓ６０６，Ｓ６０８の動作は、図５に示されるステップＳ５０１，Ｓ５０２，Ｓ５０３，Ｓ５０５，Ｓ５０６，Ｓ５０８の動作と同様であるので、以下での説明を省略する。
以下では、図６に示される動作のうちステップＳ６０４およびＳ６０７の動作について説明する。
【００６２】
ステップＳ６０４で、制御部６０は、ステップＳ６０１にて検知されたアキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力が、所定値以上であるかどうかを判断する。制御部６０は、アキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力が所定値以上である（第１動力の蓄積量が所定量以上である）と判断した場合はステップＳ６０５へ処理を進め、そうでなければステップＳ６０６へ処理を進める。
【００６３】
ステップＳ６０７で、制御部６０は、現在の舵角が目標舵角に到達したかどうかを判断し、目標舵角に到達したと判断した場合はステップＳ６０８に処理を進める。制御部６０は、舵角検知センサ（不図示）が検知する現在の舵角がステップＳ６０３で入力された操舵指令により指示された舵角と一致した場合に、現在の舵角が目標舵角に到達したと判断する。なお、ステップＳ６０７で現在の舵角が目標舵角に到達していないと判断される場合、ステップＳ６０４を再び実行する。この点は、第２実施形態と異なる点であり、現在の舵角が目標舵角に到達するまでは、ステップＳ６０４の判断が繰り返し実行される。つまり、転舵中にアキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力が所定値以上であれば、アキュムレータ１０ｂが転舵（舵軸１の回動）の動力として用いられるが、アキュムレータ１０ｂの油室５５内の圧力が所定値を下回れば転舵の動力として第２油ポンプ２０ａが用いられることとなる。
【００６４】
なお、前述した圧力の所定値として、予め定められた不変値を用いることができる。また、例えば、前述した圧力の所定値として、可変値を設定することも可能である。例えば、以下の方法により可変値を設定することができる。
図７は、アキュムレータの圧力の変化を示す図である。現在時刻がｔであり、過去の操舵指令の入力履歴に応じたアキュムレータ１０ｂの圧力が実線で示されている。アキュムレータ１０ｂの圧力は、転舵を行うのに応じて減少し、転舵を停止するのに応じて上昇する。
【００６５】
例えば、転舵を行っていたのを停止した時刻と、その時刻におけるアキュムレータ１０ｂの圧力を入力履歴として記憶部９０に記憶しておく。そして、複数の入力履歴に基づいてアキュムレータ１０ｂの圧力が所定値（例えば、大気圧を示す値）となる時刻Ｔを予測する。予測の方法は種々のものが採用可能であるが、例えば図７の点線で示されるように、入力履歴の２箇所を直線で結び、時間を変数とした圧力の１次関数を算出するようにすればよい。そして、算出した１次関数に現在時刻ｔを代入することで、所定値を示す圧力Ｐが求められる。この場合、圧力Ｐを前述した所定値（閾値）とすることで、ステップＳ６０４における判断を可変値を用いて行うことができる。この場合、１次関数の算出と圧力Ｐの設定は制御部（閾値設定部）６０により行われる。
【００６６】
以上説明したように、第３実施形態の舵取機によれば、制御部６０が、アキュムレータ１０ｂの圧力（蓄積量）が所定値（所定量）よりも多い場合は第１油ポンプ１０ａが発生する圧力（第１動力）を舵軸１に伝達し、アキュムレータ１０ｂの圧力（蓄積量）が所定値（所定量）よりも少ない場合は第２油ポンプ２０ａが発生する圧力（第２動力）を舵軸１に伝達するよう第１切替弁１０ｄ（第１伝達部）および第２切替弁２０ｂ（第２伝達部）を制御する。このようにすることで、アキュムレータ１０ｂの圧力（蓄積量）が所定値（所定量）よりも大きい場合にはエネルギー消費の大きい第２油ポンプ２０ａ（第２動力発生部）を動作させないようにし、舵取機のエネルギー消費を抑えることができる。この場合、所定値（所定量）が、予め定められた不変量であってもよい。また、この場合、操舵指令の入力履歴を記憶部９０に記憶しておき、記憶部９０に記憶される入力履歴に基づいて、所定量を設定してもよい。このようにすることで、操舵指令の入力履歴に応じて適切に、第１油ポンプ１０ａが発生する圧力（第１動力）の舵軸１への伝達と第２油ポンプ２０ａが発生する圧力（第２動力）の舵軸１への伝達を制御することができる。
【００６７】
〔他の実施形態〕
第１実施形態においては、制御部６０が、圧力センサ１０ｃが検知する圧力を示す数値に応じた表示データを表示部８０に表示させるものであったが、他の態様であってもよい。例えば、圧力センサ１０ｃが検知する圧力そのものではなく、アキュムレータ１０ｂに蓄積可能な最大圧力（最大動力）を１００とし、それに対する圧力センサ１０ｃが検知する圧力の割合を表示するようにしてもよい。このようにすることで、操舵者は、最大動力に対してどの程度の圧力（動力）が蓄積されているのかを容易に認識することができる。
【００６８】
また、以上で説明した実施形態においては、圧力センサ１０ｃを図３に示す油室５５内に設けることとしたが、ブラダ５１の内部に設けるようにしてもよい。この場合、圧力センサ１０ｃは作動油の圧力ではなく、ブラダ５１内の不活性ガスの圧力を検知することとなる。この不活性ガスの圧力と油室５５の作動油の圧力とは、一致しているので、圧力センサ１０ｃをブラダ５１の内部に設けても、以上で説明した実施形態と同様となる。
【００６９】
また、以上で説明した実施形態においては、第１油圧系統１０から動力が供給されている場合には、第２油圧系統２０からの動力は油圧アクチュエータ３０に供給されないものとして説明したが、他の態様であってもよい。例えば、第１油圧系統１０から動力が供給される際に、第１油圧系統１０の動力を補うように、第２油圧系統２０からの動力を供給するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１      舵軸
２      チラー
３      ラム
５ａ，５ｂ  油室
１０    第１油圧系統
１０ａ  第１油ポンプ
１０ｂ  アキュムレータ
１０ｃ  圧力センサ
１０ｄ  第１切替弁
１０ｅ  逆止弁
２０    第２油圧系統
２０ａ  第２油ポンプ
２０ｂ  第２切替弁
２０ｃ  逆止弁
６０    制御部
７０    入力部
８０    表示部
９０    記憶部
１００  舵取機
【図１】
2014080155.tif 000003
【図２】
2014080155.tif 000004
【図３】
2014080155.tif 000005
【図４】
2014080155.tif 000006
【図５】
2014080155.tif 000007
【図６】
2014080155.tif 000008
【図７】
2014080155.tif 000009