(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶のスラスター用の油圧操舵装置であって、前記油圧操舵装置は、油圧オイルタンクと、少なくとも一つの油圧ポンプと、制御弁ブロックと、カウンターバランスブロック及び油圧オイルのためのポートを持つ少なくとも一つの油圧モータを有し、前記少なくとも一つの油圧モータは、前記スラスターの操舵に使用されるものであり、クロスオーバー安全ブロックが、操舵装置の他の部分よりより高い体積流量を可能とするような寸法とされ、前記スラスターの上端において少なくとも一つの前記油圧モータ上に又は前記油圧モータに近接して設けられ、少なくとも一つの油圧モータに近接して接続して設けらていることを特徴とする、
油圧操舵装置。
【請求項２】
前記クロスオーバー安全ブロックは、前記少なくとも一つの油圧モータのポートに接続されている油圧パイプと、前記油圧パイプによって前記少なくとも一つの油圧モータのポートに接続されている少なくとも一つの圧力逃し弁を有することを特徴とする、
請求項１に記載の油圧操舵装置。
【請求項３】
前記クロスオーバー安全ブロックは、前記油圧パイプによって前記少なくとも一つの油圧モータのポートに接続されている二つの圧力逃し弁を有することを特徴とする、
請求項１又は２に記載の油圧操舵装置。
【請求項４】
前記クロスオーバー安全ブロックは、４つの逆止弁を介して前記油圧パイプによって前記少なくとも一つの油圧モータのポートに接続されている圧力逃し弁を有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の油圧操舵装置。
【請求項５】
前記少なくとも一つの油圧モータのポートに接続されている前記油圧パイプには、前記少なくとも一つの油圧モータのポートと流体接続されてカウンターバランスブロックを設ける油圧パイプ部分が設けられていることを特徴とする、
請求項２乃至４のいずれかに記載の油圧操舵装置。
【請求項６】
前記少なくとも一つの油圧モータのポートに接続されている前記油圧パイプは、パイプ圧力を許容制限値内に保つため、前記油圧パイプ部分の一つの少なくとも５〜１０倍の流量能力を持つことを特徴とする、
請求項２乃至４のいずれかに記載の油圧操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船舶のスラスターのための油圧操舵装置に関する。本発明の油圧操舵装置は特に氷が存在する極寒環境で作動するようにされたスラスター用に設計されるものである。したがって、操舵装置の使用とそれに対する要求は、開放水域のみで作動するスラスター用の標準的な操舵装置とは非常に異なっている。
【背景技術】
【０００２】
ここでは、スラスターは、船舶の主として船体の下に設けられた操縦できる推進装置として理解される（図１参照）。スラスターはプロペラユニット（垂直軸の回りに回動可能/操縦可能）及び実質的に垂直なハウジングにより形成されている。この垂直ハウジングは船舶の船体の底の開口を通して船体内に延びている。この開口の周囲には、例えばベアリングのような船体内の垂直ハウジングの上端を保持する手段が設けられている。垂直ハウジングの上端部には第１ギア歯車が設けられており、この第１ギア歯車は、各々が油圧操舵モータによって回転する一又は複数の小さい第２ギア歯車と連結している。第１及び第２ギア歯車はギアトランスミッションアジマス操舵装置の機械要素を形成している。スラスターの垂直ハウジング自体は、第１ギア歯車と、船体の底の開口にスラスターを支持する非回転の支持フレームに固定された油圧操舵モータによって回動可能とされている。プロペラーの駆動装置は垂直ハウジングの内部空間内に設けられている。このように、この駆動装置は駆動シャフトとアンギュラギアと機械的に連結している。通常は、プロペラの駆動装置は油圧又は電気的装置とされる。
【０００３】
通常、スラスターの操舵装置はユニットのアジマス角を制御するようにされている。機械的なスラスター部の位置決めは一又は複数の油圧モータによって行われる。例えば、JP52-7739(川崎重工業)には、スラスターの油圧操舵装置について述べられている。比例方向弁が油圧ポンプから油圧操舵モータへのオイル流量を制御する。一旦、正しいアジマス角が到達されると、比例弁ブはポンプから油圧モータへの流路を閉じると同時に油圧モータからオイルタンクへの流路を閉じる。したがって、油圧モータからの両方の流路が閉じられ、したがって、モータが回転することができないため、スラスターのアジマス角は保たれる。
【０００４】
スラスターの油圧操舵装置のより詳細が図２に示されている。JP52-77397号公報に操舵装置と比較したときの主たる相違点は、パイロット作動比例方向弁とスラスターを回動させる油圧モータの間に設けられるカウンターバランスブロックである。このカウンターバランスブロックは安全弁装置と二つの、即ち、第１及び第２のカウンターバランスブロックを含んでいる。安全弁の目的は、油圧モータの一つのポートの圧力が所定の許容値を超えたとき、その油圧モータのポートからの流路を開にすることである。安全弁に流れる加圧オイルの流れは安全弁の所定の設定値で開弁し、より低圧となっている油圧モータのパイプへ供給するか、或いは、出口ポートからタンクへ戻す。
【０００５】
カウンターバランス弁装置は、安全弁装置より更に離れて、油圧モータのポートに接続されている油圧パイプに連結されてきた。このカウンターバランス弁装置は、一つの逆止弁と一つの油圧作動圧力逃し弁を含む。カウンターバランス弁装置の目的は、操舵をロックすること、即ち、油圧操舵モータの支援の下に前記比例弁によって回転された方向を維持することである。操舵フェーズにおいては、カウンターバランス弁装置は以下のように作動する。操舵モータの流入パイプに配置される第１弁装置は、加圧オイルを逆止弁を経由して操舵モータの流入口へ最小の圧力損失で流すことを可能にする。操舵モータの流出パイプにおける第２弁装置においては、帰還オイルの圧力が、比例方向弁と第１のカウンターバランス弁装置との間の圧力パイプからのパイロット圧力と共に圧力逃し弁に影響を与えてそれを開く。したがって、帰還オイルは一定のカウンター圧力を持つ、即ち、圧力損失は第２カウンターバランス弁装置内で生じる。スラスターをその位置に維持するために操舵動作が停止されると、比例方向弁はその中央位置に動かされ、それにより、比例方向弁はカウンターバランス弁とタンクとの接続を形成する。したがって、ポンプからカウンターバランス弁への接続は遮断される。このような場合には、操舵モータは内部負荷を受けることはない。しかしながら、スラスターは海からの外部負荷を受け、それにより、スラスターは操舵モータに作用し、それを回転しようとする。実際には、このことはモータがポンプとして作動することを開始することを意味する。モータは、安全弁とカウンターバランスブロックの一つのカウンターバランス弁の両方に作用する油圧を生成する。油圧モータが内部漏洩を持たない限り、、圧力が安全弁又はカウンターバランス弁を開にするのに必要な所定の値を超えるまで、スラスターは回ることができない。値を超えたときは、加圧オイルは、操舵モータの流出口から流入口又はタンクへ流れる。
【０００６】
しかしながら、現在、これらのスラスターは極寒の環境でも使用される船舶において受け入れられいるが、負荷、特に、氷がスラスターに与えるトルクは注意して考慮されなければならない。氷の負荷によりスラスターに与えられるトルクは、スラスターの構造又は操舵装置全体に対して許容できない大きさに達することもあり得る。上述のように、油圧操舵装置の先行技術は、限定された安全限界のみを持つ流体力学的負荷に関連してオイルの流れと圧力に留意することを目的とする安全弁を持つものであった。
【０００７】
しかしながら、先行技術の安全弁は、例えば、氷のような大きな固い対象物によって生じる突然の負荷の観点で設計され、配置されているものではない。氷に接触することによる負荷は難解な力学的特性を持つ。典型的な態様は、これらの負荷は極めて短時間に構造が収容できる値以上の操舵システム上に作用するトルクへと導かれる。また、スラスターを持つ船舶が、スラスターが氷に接触するとき、一定の速度で航行しているとすると、氷がスラスターを回転させようとする時の速度は簡単に通常の操舵速度の５乃至１０倍になる。スラスターへ作用する回転は油圧モータはポンプとして作用し、操舵の目的で必要とされるものより、５乃至１０倍の極めて大きい流量を発生する。
【０００８】
操舵システム内の最大圧力は、トルク負荷に関してスラスター又は操舵装置の最大機械的強度によって制限を受ける。より高い負荷は操舵システム又はスラスターにダメージを与える。操舵システムに対して最大許容トルク又は圧力が与えられると、配管内の圧力損失は安全弁のより低い設定が必要となる。即ち、スラスターのより高い回転速度は考慮されると、安全弁の開弁圧力はより低くなる。しかしながら、安全弁の開弁圧力を低くすると、通常の操舵操作と干渉を生じる。同様に、操舵モータの流入口においてポンプが生成するときの油圧モータの急激な回転は、圧力を減少させ、これにより制御不能はキャビテーションンを容易に生じ、油圧モータ流入口に通ずる配管がモータへオイルを十分に迅速に供給できなくなる。
【０００９】
一方、油圧パイプと安全弁が最大想定流量について設計され、また、圧力逃し弁が配置される油圧モータとカウンターバランスブロックとの間の距離が数メートルであると、油圧パイプラインは非常に大きな体積となる。それらの体積は、圧力パルスと時間遅延のような好ましくない動力学的挙動を生み出す。特に、例えば衝撃負荷のようなときに生じる非常に大きな外部負荷のような場合、望ましくない力学的現象が起きる。圧力パルスは、圧力逃し弁のチャタリンング、即ち、弁の開閉を非常に短い間隔で起こすことになるので、非常に望ましくない。これは圧力逃し弁をと油圧モータを破壊する結果を生じる。また、通常の操舵操作にとって、圧力パルスと時間遅延は操舵動作を非-smo（non-smo）となるような負の方向に影響を及ぼすことになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上述の問題点を解決することにある。
【００１１】
本発明の第２の目的は、スラスターの油圧操舵装置の改良を提供することである。油圧システムの主たる部分は変わることはなく（又はむしろ、より小型に簡略化して造ることができる）、このことは、通常の操舵の力学的挙動は変わることはないことを意味する。圧力逃し弁の位置は可能な限り油圧モータに近づけ、大きな負荷により生ずる高い圧力ができるだけ迅速に逃すようにして、圧力波の発生を阻止するための良好な手段としている。
【００１２】
本発明の第３の目的は、実際上可能な限り油圧モータの近くに配置した安全弁を備えるスラスターの油圧操舵装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の第４の目的は、油圧操舵モータに近接して設けたクロスオーバー安全弁のセットとカウンターバランス弁ブロックとの組み合わせを備えるスラスターの油圧操舵装置を提供することである。
【００１４】
本発明の第５の目的は、システム圧力を許容可能な範囲に維持しつつ操舵ユニットの高い回転速度を可能とするクロスオーバー安全弁の寸法を定めることにある。
【００１５】
本発明の第５の目的は、操舵装置に過度の負荷がかかっている間はブレーキとして機能する操舵モータを備えるスラスターの油圧操舵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の少なくとも一つの本発明の目的及び他の目的は、船舶のスラスターの油圧操舵装置によって達成され、前記操舵装置は、一つの油圧オイルタンクと、少なくとも一つの油圧モータと、一つの制御弁ブロックと、一つのカウンターバランスブロックと、油圧オイルのためのポートを二つ持ち、前記スラスターを操舵するために使用される少なくとも一つの油圧モータを有し、一つのクロスオーバー安全ブロックが前記少なくとも一つの油圧モータに近接して接続して設けられている。
【００１７】
本発明の他の特徴は添付の従属請求項から明らかになるであろう。
【００１８】
本発明は、少なくとも一つの上述の目的を解決するとき、特に氷が存在する極寒の海において船舶の操作性と信頼性を改善する。クロスオーバー安全ブロックは、操舵装置に作用するトルクが許容できなくなる前にスラスターの回転が始まることを確実にする。重要な態様は、操舵装置内に氷により発生した圧力の増加を、クロスオーバーブロックを油圧操舵装置にできるだけ近づけて設けることにより最小にすることである。更なる有利な点は、油圧システムにおける変更が少なくなることである。この利点は、本システムの通常運転の力学的特性が多少とも影響されずに維持されることである。
【００１９】
以下にスラスターの油圧操舵装置について添付図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の操舵装置を備えるスラスターの概略図を示す。
【図２】従来のスラスターの操舵装置を示す。
【図３】本発明による第１の好ましい操舵装置の実施例を示す。
【図４】本発明による第２の好ましい操舵装置の実施例を示す。
【図５】本発明による第３の好ましい操舵装置の実施例を示す。
【図６】本発明による第４の好ましい操舵装置の実施例を示す。
【図７】本発明による第５の好ましい操舵装置の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は先行技術のスラスター１を示し、スラスター１はここでは、主として船舶の船体（図示せず）の下に設けられる操舵可能の推進装置として理解される。スラスター１は船体及び実質的に垂直なハウジング３の下のプロペラユニット２（垂直軸の回りに回動可能/操舵可能）によって形成される。垂直ハウジング３は船体の底の開口４を通して船舶の船体内に延びている。垂直ハウジング３の上端は船体の底に開口４に嵌められて固定された丸い支持フレーム５内にベアリング手段により回動可能に設置される。垂直ハウジングの上端には第１ギア歯車６が設けられており、このギア歯車６は、支持フレーム５に固定された油圧操舵モータ８によって回転する一又は複数のより小さい第２歯車７と連結している。通常は、いくつかの油圧モータが予備用と寸法合わせのために存在している。第１及び第２ギア歯車６，７は、それぞれ、ギア伝達アジマス操舵装置の機械要素を形成している。スラスター１の垂直ハウジング３はそれ自体操舵モータ８によって回動可能とされている。プロペラ９の駆動装置は垂直ハウジング３の内部の空間を通して設けられている。したがって、プロペラの駆動装置は駆動シャフト１０，１０’及びアンギュラギア１１，１１’の機械的なものである。しかしながら、本発明の油圧操舵装置は油圧駆動や電気駆動とすることもできる。
【００２２】
図２は従来のスラスター１の操舵装置の油圧系統の概要を示す。前述の日本特許文献に記載された操舵装置と比較したときの主たる差異は、スラスター制御ブロック２０とスラスター１を回転させる油圧モータ８の間に設けられた安全及びカウンターバランスブロック３０である。したがって、制御ブロック２０は前記日本特許の比例弁と同じ機能を果たす。
【００２３】
スラスター１の制御ブロック２０は、比例方向弁２２（４個のポート、３個の位置）を備えている。作用する流量と圧力に応じて、弁の動作はパイロット動作弁により実行される。油圧操作装置は油圧オイルタンク２８内に貯蔵されているオイルを加圧するため少なくとも一つの油圧ポンプ２６を持っている。通常は、油圧ポンプの数は、例えば、安全性と予備目的のため少なくとも２個である。この場合、一つのポンプが全てのオイルの使用の必要性を満たすようにする、或いは、同時に二つのポンプが使用されることとなる。操舵していない状態においては、比例弁（及び選択的パイロット弁）は弁を通してオイルの流れを阻止するニュウトラル位置にあり、これによりポンプ２６によって生成されるオイル圧力は弁にのみ作用する。スラスター１の方向が変更される必要があるとき、比例弁は必要な方向へ移動される。ポンプ２６から操舵モータ８へ向けての流れが開にされると、その結果、操舵モータの回転とスラスター１の回動が行われる。操舵モータ８から戻るオイルオイルの流れは比例方向弁２２を通してオイルタンク２８に戻る。所望のスラスター１のアジマス角に到達すると、比例方向弁２２はそのニュウトラル位置に戻る。この機能はスラスターの操舵角をロックする（油圧モータから漏洩は無視する）。
【００２４】
安全及びカウンターバランスブロック３０は安全弁装置３２と二つの、即ち第１及び第２カウンターバランス弁装置４０’及び４０”を含む。安全弁装置３２の目的は、何らかの理由によりモータ８がポンプとしての作動を始め、そのポートの一つの圧力が高くなった場合に、油圧操舵モータ８の一つのポートからそれの他のポートへの流路を開にすることである。安全弁装置３２は４個の逆止弁３４’、３４”及び３６’、３６”及び一つの安全弁、即ち圧力逃し弁３８で形成される。モータ８がポンプとして作動し、オイル圧力が安全弁３８の所定の開弁圧力を超えると、油圧モータ８と安全弁３８の間の流路の第１の二つの逆止弁３４’、３４”のうちの一つ、即ち、二つの逆止弁３４’、３４”のうちの一つ（モータがどちらの方向に回転しているかにより）が開となり、その結果、安全弁３８を流れるオイルは第２の逆止弁３６’、３６”の一つを通り、より低い圧力状態の油圧モータ８のパイプ、即ち、油圧モータの流入通路として作用しているパイプに入る。  
第１及び第２カウンターバランス弁装置４０’及び４０”は、安全弁装置３８より遠く離れて油圧操舵モータのポートに接続されている油圧パイプ５０，５２へ連結されている。第１カウンターバランス弁装置４０’は逆止弁４２とパイロット作動圧力逃し弁４４を含み、第２カウンターバランス弁装置４０”は逆止弁４６とパイロット作動圧力逃し弁４８を含む。第１及び第２のカウンターバランス弁装置４０’、４０”の目的は、操舵をロックする、即ち、スラスター１を比例方向弁２２によって制御された油圧操舵モータ８により回動された方向に維持するこである。言い換えると、カウンターバランス弁装置４０’及び４０”は、油圧モータ８がポンプとして作動し始めると、圧力負荷を受け、これにより、比例方向弁２２が油圧モータ８からの圧力を受けなくなる。
【００２５】
操舵時において、カウンターバランス弁装置４０’及び４０”は、第１パイプ部分５０’及び第２パイプ部分５０”がオイルをモータへの流れを可能にし、また、その帰還流を受けるという仮定で、次のように作動する。
操舵モータ８の流入パイプ５０に配置された第１の弁装置４０’は加圧オイルを逆止弁４２を経由して操舵モータ８へ最小の圧力損失で流すことを可能にする。第２の弁装置４０”においては、比例方向弁２２とパイロット作動圧力逃し弁４４の間の圧力パイプ５０”からのパイロット圧力により支援されて、操舵モータ８の第１のパイプ部分５２’における帰還オイルの圧力がパイロット作動圧力逃し弁４８に影響を与え、それを開にする。したがって、帰還オイルはカウンター圧力を持つ、即ち、第２カウンターバランス弁装置４０”において圧力損失が生じる。
【００２６】
所望されるスラスター位置、即ち角度位置に達し、操舵動作が終わったとき、スラスターはその所望の位置に維持される。すでに前述したように、比例方向弁２２はニュウトラル位置に動かされ、それにより、供給側からモータ側への比例方向弁２２を通る流れは生じない。しかしながら、カウンターバランス弁装置が存在するため、操舵モータが回転するのを阻止するのは、上述の日本特許文献の操舵装置の場合のように比例方向弁ではなく、カウンターバランス弁装置４０’、４０”である。この場合、操舵モータは内部負荷を受けることはない。しかしながら、スラスター１は海又はそこにある物体から外部負荷を受けることがあり、これにより、スラスター１は操舵ギアトランスミッション（図１で述べた）を経て操舵モータ８に作用し、そのような物を回転しようとする。実際は、このことは、モータ８がポンプとして作用することを意味する。モータ８は、安全弁３８とパイロット作動圧力逃がし弁４４，４８の一つの双方に作用する圧力を生成する。油圧モータ８に内部漏洩がない限り、操舵モータ８が安全弁３８の前側で首尾よく生成した圧力が所定の開弁値を超えるまで、スラスター１は回動することができない。値を超えると、加圧オイルは操舵モータ８の出口ポートからその入口ポートへ二つの逆止弁と安全弁３８を経由して流れる。したがって、安全弁３８の開放圧はパイロット作動圧力逃し弁４４，４８よりも低い。パイロット作動圧力逃し弁４４，４８のパイロット圧力は無視できることを留意すべきである。（比例方向弁２２はニュウトラル位置にある。）    
図３に本発明の好ましい実施例によるスラスター１の油圧操舵装置が示されている。この油圧操舵装置は、物理的に集合されている４つの主たる部分、即ち、油圧パワーブロック６０，カウンターバランスブロック７０，クロスオーバー安全ブロック８０及び油圧操舵モータ８から成る。油圧パワーブロック６０，カウンターバランスブロック７０及び油圧操舵モータ８の全体の構成及び機能は既に知られており、図２に関連してより前記に詳細に説明されている。
【００２７】
油圧パワーパック６０は、したがって、油圧ポンプ２６，オイルタンク２８及び主たる要素としての比例方向弁２２を含む制御ブロック（図２に関連して述べた）を含む。比例方向弁２２は少なくとも一つの比例方向電磁弁２４によって選択的に作動するようにすることができる。図２及び図３に示されている二つのポンプ２６は要求される流量の５０％の２倍、又は一つのポンプが実動し、他のポンプが予備とされることを意味する１００％の２倍の規模とすることができる。しかしながら、価値があると考えれば、油圧操舵装置の油圧ポンプの数が２を超えることも可能である。比例方向弁２２の位置に応じて油圧パワーパック６０により所定の流量が供給される。所定の負荷圧力はパワーパック６０の設定安全圧力になるまで自動的発生する（手段は示されていない）。
【００２８】
カウンターバランスブロック７０は、カウンターバランス弁、即ち、パイロット作動圧力逃し弁４４，４８、互いに協働する逆止弁４２，４６、圧力逃し弁、即ち逆止弁（３４’、３４”、３６’、３６”）を備える安全弁３８及び逆止弁３６’又は逆止弁３６”を使用するキャビテーション阻止システム７６を含む。
【００２９】
カウンターバランスブロック７０は三つの機能を持つ。主たる機能は、カウンターバランス弁、即ち、互いに協働するパイロット作動圧力逃し弁４４、４８及び逆止弁４２，４６によりもたらされる。例えば、油圧モータ８への通路は逆止弁４２を介して設けられ、このことは低い圧力損失をもたらす。しかしながら、比例方向弁２２へ戻る通路はパイロット作動圧力逃し弁４８を経由して設けられ、このことは大きな圧力損失をもたらす。事実、図３に示されているカウンターバランスブロック７０は二つのパイロット作動圧力逃し弁４４，４８を持っている。これらの弁は全ての油圧操舵モータ８と共に働くためのものである。換言すると、一つのカウンターバランスブロックは一つのスラスターに使用される、即ち、スラスターの全ての操舵モータへのオイルの流れを制御する。他の選択として、カウンターブロックを所定の数の操舵モータに対して設けることは可能であろう。例えば、６個の操舵モータを使用するスラスターに対して２又は３個のカウンターブロックを持たせ、それぞれに３又は２の操舵モータを受け持つようにすることもできる。パイロット作動圧力逃し弁４４を経由する帰還回路、即ち、上記の例では、パイロット作動圧力逃がし弁４８を経由する帰還通路を開にするためには比較的高い圧力が必要である。帰還通路を開にする圧力は、負荷圧力（帰還オイルの圧力）と前進通路（パイロット作動圧力逃し弁４４から操舵モータ８へ流れる通路）の圧力の合成であり、これはパイロット圧力と呼ばれる。目的が油圧モータ８を回転させるものであれば、このパイロット圧力は、負荷圧力と同様に、非常に高くなり、その結果、カウンターバランス弁、即ち、帰還オイル通路のパイロット作動圧力逃し弁が開となる。目的が油圧操舵モータ８を固定して保持する、即ち、スラスター１を回動させないものであれば、比例方向弁２２が中央位置、即ちニュウトラル位置にあるときは、比例方向弁２２を通してオイルタンク２８へ開通状態となるため、パイロット圧力は低くなる。その場合には、パイロット作動圧力逃し弁４４及び４８を開にするために負荷圧力のみが存在する。パイロット作動圧力逃し弁４４及び４８を開にできるようにするためには、パイロット圧力の助け無しで十分となる必要があるため、負荷圧力は非常に高くするなる必要がある。このコンセプトは油圧操舵モータ８の角度位置を維持するために使用される。この機能は、また、船級協会によって要求されており、パワーパック６０が故障したとき、スラスター１はその位置を維持しなければならない。
【００３０】
カウンターバランスブロック７０の他の機能は、操舵モータ８から来るパイプ部分５０’又は５２’の一つに高すぎる圧力がかかった場合に圧力を逃すことにある。一定の圧力が圧力逃し弁、即ち安全弁３８を開にしてオイルがオイルタンク２８又は他のパイプ部分５２’又は５０’に流れるようにする。
【００３１】
第３の主たる部分は、油圧操舵モータ８で、ギアトランスミッションに連結され、支持フレーム（図１に図示）上に設けられている。通常は、複数の油圧操舵モータ８が予備のためとサイズ合わせのためにに存在する。三つの部分、６０，７０及び８はオイルパイプにより連結されている。通常、カウンターバランスブロック７０の後に、オイルパイプは油圧モータ８への複数のパイプ部分がある、即ち、一つのスラスター１に対して一つのカウンターブロックが存在する。油圧パワーパック６０及びカウンターバランスブロック７０は必ずしもスラスター１の上に設けられる必要はなく、それらは、好ましくは、離れて配置される。油圧操舵モータ８はオイル流をシャフトの回転速度に変換する。
【００３２】
油圧パワーパック６０及びカウンターブロック７０は約２rpmの所望のスラスター操舵速度に対応する流れを処理する大きさに合わされる（油圧モータ８は操舵ギアトランスミッションによって当然のことながら早く回転する）。スラスター操舵速度が氷ブロック又は他の固い物体により押しつけられ、また、その速度は設計操舵速度よりかなり早いため、本発明の操舵装置にはクロスオーバー安全ブロック８０が設けられている。この安全ブロック８０は圧力逃し弁８２，８４を備え、これらは、好ましくは、物理的に可能な限り操舵モータ８に近接して設けられる。換言すれば、クロスオーバー安全ブロック８０は、好ましくは油圧モータ８に取り付けられる。一つの安全ブロック８０が複数の油圧モータに接続される場合、安全ブロックは、モータとブロックとの間のパイプの長さが最小となるように設けられるのが好ましい。圧力逃し弁８２，８４は、カウンターバランスブロック７０の圧力逃し弁３８，４４及び４８に対応するものよりもより大きな流量を処理できるような規模とされる。このような規模とする主たる理由は、油圧装置全体の許容できるレベルの油圧オイル圧を維持すること、及び油圧操舵装置内で圧力パルス及びそれらの負の効果を阻止するこを目標としているためである。
【００３３】
クロスオーバー安全ブロック８０は、更に二つのパイプ５４，５６を有し、これらはその端部において油圧モータ８のポートに接続され、その反対側の端部で圧力逃し弁８２，８４に接続されている。パイプ５４，５６は油圧モータ８から圧力逃し弁８２，８４へ、及び３個の弁からモータ８へ、高いを体積流量を流すことを可能とする径とされる。パイプ５４，５６のサイズ合わせは、パイプ５４，５６からの分岐し、クロスオーバー安全ブロックをカウンターバランスブロック７０に接続する油圧パイプ部分５０’，５２’に比較して５−１０倍の極めて高い流量能力に基づいてなされる。したがって、油圧パイプ部分５０’、５２’は従来の油圧操舵装置におけるものと同様のサイズとされる。パイプ５４，５６のより高い流量能力はそのパイプ内のパイプ圧力が許容レベル内に維持されることを保証する。
【００３４】
クロスオーバー安全ブロック８０は以下のように機能する：
一旦、油圧操舵装置が許容できない負荷、通常はスラスターを回動させるような氷又は他の固い物体、に遭遇し、これにより、油圧操舵モータ８がその負荷により駆動され、回動される、即ち、油圧操舵モータ８がポンプとして作動し始めると、クロスオーバー安全弁の一つ、例えば、圧力逃し弁８２が開となる。したがって、油圧操舵モータ８によって生成された流れはクロスオーバー安全弁８２，８４の一つを通して流れる。油圧モータ８が機械的に駆動される、即ちスラスター１により駆動されるとき、可能な操舵速度は、通常は油圧モータ８によって支配される操舵速度より簡単に高くなる。そのような速度は、通常の操舵速度と比較して、簡単に５倍、時には１０倍となる。したがって、両方の圧力逃し弁８２，８４は、クロスオーバー安全ブロック８０の油圧パイプ５４，５６と同様に、例えば、クロスオーバー安全ブロック８０からカウンターバランスブロック７０へ連なるパイプ５０’、５２’と比較して、５倍、好ましくは１０倍のサイズとされる。カウンターバランスブロック７０内の安全弁３８は選択的である。完全な油圧システムが氷と接触している間に必要とされる流量能力は、弁を増加することにより増やすことができる。弁の設定は、操舵モータ上のクロスオーバー安全弁８２，８４よりやや高くされる。クロスオーバー安全弁、即ち、油圧モータ８に近接した圧力逃し弁８２，８４及びカウンターバランスブロック内の選択的な安全弁３８、のサイズは、油圧操舵装置内の圧力増加は限定された弁に制限されるようにして決められる。
【００３５】
圧力逃し弁８２，８４について圧力の設定が行われると、油圧モータ８は、その弁の一つを開にできるようにし、弁を通してオイルを流すようにするために、非常に大きな圧力を発生する必要がある。有利な結果として、油圧モータ８は回動を可能にする非常に大きな負荷モーメントによって回転される必要がある。油圧モータは外部の氷の負荷に対抗するトルクを依然として発生する。したがって、油圧モータ８は、ブレーキとして作動する。その結果、装置のアジマス回転速度は所定の値に制限される。
【００３６】
図４に、本発明の第２実施例によるスラスターの油圧操舵装置が示されている。この実施例においては、クロスオーバー安全ブロック８０は図３に記載して実施例と比較して変更されている。それ以外は第１実施例、即ち図３に示されたものに対応している。ここでは、クロスオーバー安全弁ブロック８０は、一つの安全弁８６と、４個の逆止弁８８を有し、これらにより、油圧モータ８からの加圧オイルは安全弁８６に向けられ、そして、安全弁８６から、油圧モータ８の回転方向に関係なく油圧モータ８へ戻される。
【００３７】
図５においては、本発明の第３の実施例による油圧操舵装置が示されている。この実施例の操舵装置は図４に記載した本発明の第２実施例と類似するものとして示されている。この実施例の基本的アイディアは、安全弁８６が油圧モータ８に近接した安全弁ブロック８０内に設けられているため、カウンターバランス弁ブロック７０がもはや安全弁３８（図３に示され、また、図４の実施例にも存在している）を必要としていないことである。
【００３８】
図６においては、本発明の第４の実施例による油圧操舵装置が示されている。この実施例の操舵装置は図３に示される第３の実施例に類似するものとして示される。本実施例の基本的アイディアは、図３の二つの安全弁８２，８４が油圧モータ８に近接した安全弁ブロック８０内に設けられているため、カウンターバランスブロック７０はもはや安全弁３８（図３に示される）を必要としていない。
【００３９】
図７においては、本発明の第５の実施例による油圧操舵装置が示されている。ここでは、スラスターを回動させるための多数の油圧モータに、二つの安全弁８２，８４有する単一のクロスオーバー安全弁ブロック８０がどのように設けられているかを示している。したがって、安全弁ブロック８０当たり一又は複数の油圧モータ８が存在している。当然に、安全弁ブロック８０は図５に示すように、即ち、単一の安全弁と複数の逆止弁を持つものとして構成することができる。また、カウンターバランスブロックの逆止弁は、図５及び６に示されるように除くこともできる。
【００４０】
上記の記載はスラスターの新規で進歩性のある油圧操舵装置と装置の方法を例示的に示すものである。上記の記載は本発明を記載した実施例とその詳細に限定することなしに本発明の好ましいいくつかの実施例のみを記載したものと理解されるべきである。したがって、上記の説明は、本発明をいかなる手段によっても限定するものと理解されるべきでなく、本発明の全体の範囲は添付の特許請求の範囲によって定められるべきである。上記の記載から、たとえ、組み合わせが説明及び図面に記載されていなくても、本発明の個別の特徴は他の個別の特徴と関連して使用することができるものと理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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