(57)【要約】【課題】油圧ポンプユニットにおいて弁類と油圧ポンプ吐出口を接続する高圧油管配設をなくし、負トルクの状態においても油圧系統に大きな衝撃、振動、騒音を与えることなくアクチュエーターを円滑に作動させることができるようにすることを目的とする。【解決手段】一方向一定吐出量型油圧ポンプを持つロータリーベーン式舵取機において、バルブブロック１４を油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２と、その上に接続した方向切換弁４と、油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２の下に接続した綜合弁１３とで構成し、綜合弁１３をパイロット逆止弁６，７とオリフィス８，９の組み合わせで構成し、綜合弁１３をアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ，１０ｂに直接取り付け、油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２に油圧ポンプ１に接続する高圧油管１５と油タンク３に接続する無圧油管１６とをそれぞれ接続する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向一定吐出量型油圧ポンプを持つロータリーベーン式舵取機において、バルブブロックを油圧ポンプユニット配管用マニホールドと、その上に接続した方向切換弁と、油圧ポンプユニット配管用マニホールドの下に接続した綜合弁とで構成し、綜合弁をパイロット逆止弁とオリフィスの組み合わせで構成し、綜合弁をアクチュエーターの作動油流出入口に直接取り付け、油圧ポンプユニット配管用マニホールドに油圧ポンプに接続する高圧油管と油タンクに接続する無圧油管とをそれぞれ接続するようにしたことを特徴とするロータリーベーン式舵取機のバルブブロック構造。
【請求項２】
一方向一定吐出量型油圧ポンプを持つロータリーベーン式舵取機において、バルブブロックを油圧ポンプユニット配管用マニホールドと、その上に接続した流量調整弁と、流量調整弁の上に接続したパイロット逆止弁と、パイロット逆止弁の上に接続した方向切換弁とで構成し、油圧ポンプユニット配管用マニホールドをアクチュエーターの作動油流出入口に直接取り付け、油圧ポンプユニット配管用マニホールドに油圧ポンプに接続する高圧油管と油タンクに接続する無圧油管とをそれぞれ接続するようにしたことを特徴とするロータリーベーン式舵取機のバルブブロック構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロータリーベーン式舵取機のバルブブロック構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロータリーベーン式舵取機の油圧装置は、油圧ポンプの吐出量が約３００ｌ／ｍｉｎ以下の場合は、構成要素として市販の標準品を利用することが可能であるために、一般に次のようになっている。すなわち、油圧回路は図２１に示すようなものであり、主要構成要素は、一方向一定吐出量の油圧ポンプ１、方向切換弁５１およびそれを駆動する電磁弁５２、パイロット逆止弁５３、５４、流量調整弁５５、５６、油タンク５７および舵を作動させるアクチュエーター１０である。
【０００３】
方向切換弁５１は、油圧ポンプ１からの吐出油をアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂのいずれに導くか、あるいは中立位置において油圧ポンプ１の吐出油を油タンク５７に戻すかの三動作の切り換えを行う。なお、油圧ポンプ１の吐出油をアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂのどちらか一方の口に導く場合の他方の口から排出される作動油は方向切換弁５１によって油タンク５７に戻される。
【０００４】
パイロット逆止弁５３、５４はアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂのそれぞれに対応して設けられており、例えばパイロット逆止弁５３がアクチュエーター１０の作動油流入側となる場合は、流出側となるパイロット逆止弁５４は、パイロット逆止弁５３の入口油管の油圧をパイロット油圧として逆止作用を解除されてアクチュエーター１０からの作動油の流出を許すように構成されている。また、パイロット逆止弁５４がアクチュエーター１０への作動油の流入側となる場合は、逆に流出側となるパイロット逆止弁５３は、パイロット逆止弁５４の入口油圧をパイロット油圧として逆止作用を解除され、アクチュエーター１０からの作動油の流出を許す。かくて、方向切換弁５１が中立位置にあるとき、すなわちアクチュエーター１０を作動させる必要がなく油圧ポンプ１からの吐出油が方向切換弁５１を通って油タンク５７に戻されている間、アクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂはパイロット逆止弁５３、５４によって塞止され、従ってアクチュエーター１０はロックされる。
【０００５】
アクチュエーター１０を油圧ポンプからの吐出油で作動させるとき、アクチュエーター１０が逆に舵からの力で回される負トルクの状態になった場合は、パイロット逆止弁５３または５４がこの負トルクを支える。すなわち、例えばアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａが流入側、流出入口１０ｂが流出側である場合、負トルクの状態になると流出入口１０ａの側の油圧が失われるため、その油圧をパイロット油圧として逆止作用が解除されていたパイロット逆止弁５４は逆止作用を行ってアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ｂからの流出を阻止し、これにより負トルクが支えられてアクチュエーター１０は作動を一時停止する。油圧ポンプ１は一定量を吐出し続けているため、パイロット逆止弁５４が逆止作用を行うとアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ側に油圧が発生する。するとその油圧がパイロット油圧となってパイロット逆止弁５４の逆止作用が解除され、作動油が流出入口１０ｂから流出してアクチュエーター１０は再び作動を始める。しかしアクチュエーター１０に作用する負トルクのため、直ちに作動油流出入口１０ａの側の油圧が失われ、従ってパイロット逆止弁５４は逆止作用を行い、アクチュエーター１０の作動を一時停止させ、負トルクを支える。すると油圧ポンプ１からの吐出油によりアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ側に油圧が発生し、これをパイロット油圧としてパイロット逆止弁５４は逆止作用を解除され、作動油はアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ｂから流出してアクチュエーター１０は再び作動を始める。負トルクの状態においては、このサイクルを短時間で繰り返しながらアクチュエーター１０は作動する。
【０００６】
流量調整弁５５、５６は、負トルクの状態になった場合に、この負トルクをパイロット逆止弁５３または５４で支えるに際して、パイロット逆止弁５３または５４に流入するアクチュエーター１０からの排出作動油の流量を絞るものであり、これにより、パイロット逆止弁５３または５４が急激な逆止作用を行わないようにして、衝撃と振動の発生を防ぐものである。
【０００７】
なお、流量調整弁５５、５６においては、それぞれバイパス逆止弁５５ａ、５６ａを併設しており、これにより、アクチュエーター１０への流入側となる作動油経路に対しては流量調整をバイパスして抵抗を与えないようになっている。
【０００８】
なお、図２１において、バルブブロック６１を含む油圧ポンプユニット６２は予備としてもう１組を設けるのが普通であり、この予備のユニットはアクチュエーター１０の他の作動油流出入口１０ａ’、１０ｂ’に独立して接続している。
この予備のユニットの構成と作用は常用のものと全く同じであるので、油圧系統図および概念図においては図示を省略し、また説明も省略する。以下も同様である。
【０００９】
上記の油圧回路各構成要素は従来、概念的には図２２〜図２３に示すように、また、詳細には図２４〜図２５に示すように配置されていた。すなわち、油圧ポンプ１とそれを駆動するモーター２、油タンク５７、および弁類として方向切換弁５１、一対のパイロット逆止弁５３、５４をセットにしたパイロット逆止弁セット５８、一対の流量調整弁５５、５６をセットにした流量調整弁セット５９をマニホールド６０の上に積み上げたバルブブロック６１を共通台板上に配置して油圧ポンプユニット６２として、アクチュエーター１０と別置していた。
【００１０】
バルブブロック６１においては、マニホールド６０に各油管を取り付けている。すなわち、油圧ポンプ接続口６０ａには油圧ポンプ１からの吐出管６３、油タンク接続口６０ｂには油タンク５７への戻り管６４、およびアクチュエーター接続口６０ｃ、６０ｄにはアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂにそれぞれ接続する高圧油管６５、６６をそれぞれ取り付けている。
【００１１】
図２６に模式的に示すように、バルブブロック６１内には、各バルブ胴体の遊び肉部分を利用して油圧ポンプ接続口６０ａから方向切換弁５１の入口５１ａに至る油路６７、および方向切換弁５１の出口５１ｂから油タンク接続口６０ｂに至る油路６８がそれぞれ穿孔連通されている。
【００１２】
なお、油圧ポンプユニット６２とアクチュエーター１０とを接続する油管６５、６６が破損した場合に備えるなどの理由で、アクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂにはそれぞれ遮断弁６９が取り付けられている。
【００１３】
油圧ポンプの吐出量が約３００ｌ／ｍｉｎ以上の油圧装置の場合は、容量的に構成要素として利用できる市販の標準品がないために、特別の設計品を用いて、一般に図２７に示すような油圧回路で、また、図２８〜図２９に示すような配置で油圧装置が構成されている。すなわち、油圧ポンプユニット７０においては、油タンク７１内にサブマージした立型の油圧ポンプ７２を油タンク７１の天板に取り付けたモーター７３で駆動するようにするとともに、方向切換弁７４を油タンク７１の天板上に配置している。油圧ポンプ７２の吐出口７２ａと方向切換弁７４の入口７４ａとの間を高圧の油圧ポンプ吐出管７５で接続する。アクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂに、一対のパイロット逆止弁７６、７７をセットにしたパイロット逆止弁セット７８を取り付け、方向切換弁７４とパイロット逆止弁セット７８との間を２本の高圧油管７９、８０で接続している。
【００１４】
この構成においては、アクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂとパイロット逆止弁７６、７７との間に流量調整弁を設けることが構成的に難しいため、パイロット逆止弁７６、７７の弁ストロークを調整ハンドル７６ａ、７７ａで制限することによって急激な逆止作用による衝撃、振動の発生を抑制している。なお、この調整ハンドル７６ａ、７７ａを閉め切ることによってパイロット逆止弁７６、７７を手動の塞止弁として兼用している。
【００１５】
上記のことを除いては、作用に関する限り、この構成における作用は油圧ポンプの吐出量が約３００ｌ／ｍｉｎ以下の油圧装置の場合と同様であるので、説明を省略する。
【００１６】
ロータリーベーン式舵取機の構造を示す先行技術文献としては例えば特許文献１がある。
【００１７】
【特許文献１】特開２０００−７２０９２公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の構成においては、先ず、油圧ポンプの吐出量が約３００ｌ／ｍｉｎ以下の場合の、市販の標準品を油圧装置の構成要素として利用することが可能な場合については、図２２〜図２４に示すように、油圧ポンプユニット６２において、油圧ポンプ１の吐出口１ａとバルブブロック６１のマニホールド６０とを接続する高圧の油圧ポンプ吐出管６３を取り付けるための空間が非常に狭いのが普通であり、従って、この油圧ポンプ吐出管６３を精度良く取り付けるのに大きな作業時間を要していた。さらに、この油圧ポンプ吐出管６３は長さが短いため、管内に作用する作動油の油圧力および作動油の温度変化による油圧ポンプ吐出管６３の膨張、収縮力が管を通じて直接にバルブブロック６１に力を及ぼし、バルブブロック６１に歪みを与える。このため、微細かつ精密なクリアランスによって成り立っている弁類の作動に影響を及ぼし、特に方向切換弁５１のスプールの固着という大きなトラブルを発生することがあった。
【００１９】
また、図２６に示すように、バルブブロック６１内には、マニホールド６０の油圧ポンプ接続口６０ａから方向切換弁５１の入口５１ａに至る油路６７、および方向切換弁５１の出口５１ｂからマニホールド６０の油タンク接続口６０ｂに至る油路６８がそれぞれ設けられねばならないが、これらの油路６７、６８は、穿孔が支障とならない各構成バルブの胴体遊び部分を選んで穿孔連通されるため、急激な曲がり、ジグザグを免れず、また、油路断面積も制限されるため、作動油の通過抵抗が大きく、圧力損失が大きくなるという問題があった。このために、有効油圧が減少するのみならず、作動油の油温が上昇し、従って放熱のために油タンク５７の容量を大きくせねばならないという問題があった。
【００２０】
さらに、図２１〜図２５に示すように、油圧ポンプユニット６２とアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂとをそれぞれ接続する油管６５、６６は両方とも高圧油管にせねばならず、取付工事の工数が大きくなるばかりでなく、コストが高くなるという問題があった。また、これら油管６５、６６が破損した場合などに備えて、アクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂにはそれぞれ遮断弁６９を設ける必要があるが、このためのコストが高くなるという問題があった。
【００２１】
次に、油圧ポンプの吐出量が約３００ｌ／ｍｉｎ以上の場合の、容量的に市販の標準品が油圧装置の構成要素として利用できない場合については、図２８〜図２９に示すように、油圧ポンプユニット７０においては、油圧ポンプ７２の吐出口７２ａと方向切換弁７４の入口７４ａとを接続する高圧の油圧ポンプ吐出管７５を取り付けるための空間が非常に狭いのが普通であり、従って、この油圧ポンプ吐出管７５を精度良く取り付けるのに大きな作業時間を要していた。さらに、この油圧ポンプ吐出管７５は長さが短いため、管内に作用する作動油の油圧力および作動油の温度変化による管の膨張、収縮力が油圧ポンプ吐出管７５を通じて直接、方向切換弁７４に力を及ぼし、歪みを与える。このため、微細かつ精密なクリアランスによって成り立っている方向切換弁７４のスプールの円滑な作動を妨げ、甚だしくは、スプールの固着という大きなトラブルを発生することがあった。
【００２２】
また、図２７〜図２９に示すように、油圧ポンプユニット７０とアクチュエーター１０との間を接続する２本の油管７９、８０は両方とも高圧油管にせねばならず、取付工事の工数が大きくなるばかりでなく、コストが高くなるという問題があった。
【００２３】
さらに、パイロット逆止弁セット７８をアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂに取り付けているために、両者の間に流量調整弁を設けることが難しく、また、容量的に市販の標準品が利用できず、そのため、アクチュエーター１０が負トルクの状態で作動するときのパイロット逆止弁７６、７７の急激な逆止作用を緩和するために、パイロット逆止弁７６、７７の弁ストロークを制限する方法をとっているが、負トルクが大きい場合には対応が困難であり、油圧系統に大きな衝撃、振動、騒音を与え、作業環境を害するという大きな問題があった。
【００２４】
本発明は、方向切換弁、パイロット逆止弁、オリフィスまたは流量調整弁およびマニホールドからなるバルブブロックをロータリーベーン式舵取機のアクチュエーター外壁の作動油流出入口に直接取り付けることによって、従来の、弁類と油圧ポンプ吐出口との間を接続する狭い空間の高圧油管配設をなくして、取付工事の難を解消するとともに、この高圧油管によって弁類が歪みを受けるという問題、特に方向切換弁のスプールの円滑な作動が妨げられるという問題をなくし、また、作動油のバルブブロック内通過抵抗が大きく圧力損失と油温上昇を来すという問題を最小限に抑え、従って油タンクの容量を最小限にすることができ、また、油圧ポンプユニットとアクチュエーターとを接続する油管２本は、一方のみを高圧油管にすればよく、かつその取付工事が容易であり、さらに、油管が破損した場合、アクチュエーターの作動油流出入口を自動的に塞止でき、アクチュエーターの作動油流出入口に独立した遮断弁を設ける必要がなく、さらに、負トルクの状態においても油圧系統に大きな衝撃、振動、騒音を与えることなくアクチュエーターを円滑に作動させることができるようにするロータリーベーン式舵取機のバルブブロック構造を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のロータリーベーン式舵取機のバルブブロック構造は、一方向一定吐出量型油圧ポンプを持つロータリーベーン式舵取機において、バルブブロックを油圧ポンプユニット配管用マニホールドと、その上に接続した方向切換弁と、油圧ポンプユニット配管用マニホールドの下に接続した綜合弁とで構成し、綜合弁をパイロット逆止弁とオリフィスの組み合わせで構成し、綜合弁をアクチュエーターの作動油流出入口に直接取り付け、油圧ポンプユニット配管用マニホールドに油圧ポンプに接続する高圧油管と油タンクに接続する無圧油管とをそれぞれ接続するようにしたものである。
【００２６】
上記した構成により、油圧ポンプ吐出口とバルブブロックとの間を接続する高圧油管を狭い空間内で取付工事を行うことがなくなるほか、この高圧油管に作用する油圧力および熱膨張収縮力によりバルブブロックが歪みを受け、微細精密なクリアランスのもとに作動する弁類、特に方向切換弁のスプールの円滑な作動を妨げることがなくなる。
【００２７】
さらに、バルブブロックの油圧ポンプ接続口から方向切換弁に至る油路および方向切換弁から油タンク接続口に至る油路が短く、経路も単純になるため、作動油のバルブブロック通過抵抗が減る。従って油温上昇が最小限となって、油タンクの容量を最小限にすることができる。
【００２８】
また、負トルクの状態においてもパイロット逆止弁に作用する作動油の流量がオリフィスにより絞られるため、逆止作用の衝撃、振動、騒音が抑制され、アクチュエーターを円滑に作動させることができる。
【００２９】
さらに、油圧ポンプユニットとアクチュエーターとを接続する油管は、従来２本とも高圧油管にする必要があったのに対して、油圧ポンプ吐出口に接続する油管のみを高圧油管にすればよく、コスト低減になるほか、十分な空間があって取付工事が容易になる。
【００３０】
さらに、油管が破損した場合、アクチュエーターの作動油流出入口は自動的に遮断され、従って舵が固定されるから、安全である。
請求項２に係る本発明のロータリーベーン式舵取機のバルブブロック構造は、一方向一定吐出量型油圧ポンプを持つロータリーベーン式舵取機において、バルブブロックを油圧ポンプユニット配管用マニホールドと、その上に接続した流量調整弁と、流量調整弁の上に接続したパイロット逆止弁と、パイロット逆止弁の上に接続した方向切換弁とで構成し、油圧ポンプユニット配管用マニホールドをアクチュエーターの作動油流出入口に直接取り付け、油圧ポンプユニット配管用マニホールドに油圧ポンプに接続する高圧油管と油タンクに接続する無圧油管とをそれぞれ接続するようにしたものである。
【００３１】
上記した構成により、油圧ポンプ吐出口とバルブブロックとの間を接続する高圧油管を狭い空間内で取付工事を行うことがなくなるほか、この高圧油管に作用する油圧力および熱膨張収縮力によりバルブブロックが歪みを受け、微細精密なクリアランスのもとに作動する弁類、特に方向切換弁のスプールの円滑な作動を妨げることがなくなる。
【００３２】
さらに、油圧ポンプユニットとアクチュエーターとを接続する油管は、従来２本とも高圧油管にする必要があったのに対して、油圧ポンプ吐出口に接続する油管のみを高圧油管にすればよく、コスト低減になるほか、十分な空間があって取付工事が容易になる。
【００３３】
さらに、油管が破損した場合、アクチュエーターの作動油流出入口は自動的に遮断され、従って舵が固定されるから、安全である。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
先ず、油圧ポンプの吐出量が約３００ｌ／ｍｉｎ以上の場合の本発明の実施の形態によるロータリーベーン式舵取機のバルブブロック構造について説明する。
【００３５】
図１はその油圧回路を示す。図１において、主要構成要素は、一方向一定吐出量の油圧ポンプ１とそれを駆動するモーター２、油タンク３、方向切換弁４およびそれを作動させる電磁弁５、パイロット逆止弁６、７、オリフィス８、９、および舵を作動させるアクチュエーター１０からなる。
【００３６】
方向切換弁４は、油圧ポンプ１からの吐出油をアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂのいずれに導くか、あるいは中立位置においてそのまま油タンク３に戻すかの三動作の切り換えを電磁弁５によって行う。なお、油圧ポンプ１の吐出油をアクチュエーター１０の例えば作動油流出入口１０ａに導く場合、作動油流出入口１０ｂから排出される作動油は方向切換弁４によって油タンク３に戻される。
【００３７】
パイロット逆止弁６、７はアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂのそれぞれに対応して設けられる。例えばパイロット逆止弁６に対応するアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａが作動油の流入側となる場合は、流出側となるアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ｂに対応するパイロット逆止弁７は、パイロット逆止弁６の入口油管の油圧をパイロット油圧として逆止作用を解除されて、アクチュエーター１０の作動油流出入口１０ｂからの作動油の流出を許すように構成される。逆に、アクチュエーター１０の作動油流出入口１０ｂが作動油の流入側となる場合は、流出側となるアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａに対応するパイロット逆止弁６は、パイロット逆止弁７の入口油圧をパイロット油圧として逆止作用を解除され、アクチュエーター作動油流出入口１０ａからの作動油の流出を許すように構成される。
【００３８】
かくて、パイロット逆止弁６、７は、アクチュエーター１０が停止している時にアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂを自動的に塞止する機能を持つとともに、アクチュエーター１０が油圧ポンプ１からの吐出油の力によってではなく、逆に舵からの力で回されるような状態、すなわち負トルクの状態で作動するとき、この負トルクに対抗して支える機能を持つものである。
【００３９】
先ず、アクチュエーター１０が停止しているとき、方向切換弁４は中立位置にあって油圧ポンプ１からの吐出油は方向切換弁４の入口４ａから出口４ｂを通って油タンク３に戻されている。この状態では、パイロット逆止弁６、７に対するパイロット油圧が失われているので、アクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂはパイロット逆止弁６、７によって自動的に塞止され、従ってアクチュエーター１０はロックされる。
【００４０】
次に、アクチュエーター１０が逆に舵からの力で回されようとする負トルクの状態で作動するとき、例えばアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａが作動油流入側となっている場合、負トルクの状態になると、作動油流出入口１０ａの側の油圧が失われるので、パイロット逆止弁７が逆止作用を行い、アクチュエーター１０の作動油流入口１０ｂからの作動油の流出を阻止して、アクチュエーター１０に作用する負トルクを支え、アクチュエーター１０は一時停止する。油圧ポンプ１は一定量を吐出し続けているため、パイロット逆止弁７が逆止作用を行うとアクチュエーター１０の作動油出入口１０ａの側に油圧が発生する。そうすれば、その油圧がパイロット油圧となってパイロット逆止弁７の逆止作用が解除され、アクチュエーター１０の作動油流出入口１０ｂからの作動油の流出を許す。しかしその流出は直ちにアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａの側の油圧を喪失させることになるので、パイロット逆止弁７は逆止作用を回復し、アクチュエーター１０の作動油流出入口１０ｂからの作動油の流出を阻止してアクチュエーター１０を一時停止させ、アクチュエーター１０に作用する負トルクを支える。すると油圧ポンプ１からの吐出油によりアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ側に油圧が発生し、パイロット逆止弁７の逆止作用が解除されてアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ｂから作動油が流出する。
【００４１】
このサイクルを短時間に頻繁に繰り返すことによって、アクチュエーター１０は、負トルクの状態においてもこれを支えつつ作動することができる。
オリフィス８、９は、上記のようにアクチュエーター１０が負トルクの状態で作動するとき、パイロット逆止弁６、７に急激に逆止作用を行わせないようにする作用を行うものであり、油圧系統に衝撃、振動、騒音を与えないようにするためのものである。すなわち、アクチュエーター１０が負トルクで作動する状態において、パイロット逆止弁６または７が逆止作用の状態になったとき、パイロット逆止弁６または７に作用する作動油の流量がオリフィス８または９により絞られることにより、パイロット逆止弁６または７の逆止作用が急激になることが避けられる。従って、衝撃と振動と騒音を発生することが避けられる。
【００４２】
なお、負トルク状態においてパイロット逆止弁６または７の逆止作用により衝撃と振動と騒音が発生する現象は、これまでの資料データの解析から、作動油の流量に対してシステム抵抗が少ない場合に発生している。従って、油圧系統の抵抗が油圧ポンプ１の出力から算定される許容システム抵抗いっぱいになるようにオリフィス８、９の絞りを設定することによって、上記現象に対応することができる。
【００４３】
なお、図１において、油圧ポンプユニット１１およびバルブブロック１４は予備としてもう１組を設けるのが普通であり、その場合、予備の組はアクチュエーター１０の他の作動油流出入口１０ａ’、１０ｂ’に独立して接続する。この予備の組の構成と作用は常用のものと全く同じであるので、図示および説明を省略する。
【００４４】
図２〜図３は油圧装置の概略の配置を概念的に示したものである。なお、実際には、油圧ポンプユニット１１およびバルブブロック１４は予備としてもう１組を設け、アクチュエーター１０の他の作動油流出入口１０ａ’、１０ｂ’に独立して接続するが、上記の通り、図示および説明は省略する。
【００４５】
図４はバルブロックの内部構造を模式的に示したものである。
図５〜図７はバルブブロック１４をアクチュエーター１０に取り付けた配置の詳細設計例を示すものであり、また、図８〜図１０はバルブブロック１４の組立の詳細設計例を示すものである。
【００４６】
図２〜図１０において、油圧ポンプ１とそれを駆動するモーター２および油タンク３は油圧ポンプユニット１１として、アクチュエーター１０から別置して設け、方向切換弁４、油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２、およびパイロット逆止弁６、７とオリフィス８、９を綜合させた綜合弁１３でバルブブロック１４を形成して、このバルブブロック１４を綜合弁１３の部位においてアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂに直接取り付ける。油圧ポンプユニット１１の油圧ポンプ１の吐出口１ａとバルブブロック１４の油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２の油圧ポンプ接続口１２ａとを高圧油管１５で、また、バルブブロック１４の油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２の油タンク接続口１２ｂと油タンク３とを無圧油管１６でそれぞれ接続する。
【００４７】
なお、方向切換弁４を電磁弁５によって切り換えるためのパイロット油圧系として、図１に示すように、油圧ポンプ１の内部に併設したパイロット油圧ポンプ１ｃのパイロット油圧取出口１ｄからパイロット油圧管１ｂをバルブブロック１４に導く。パイロット油圧管１ｂは、バルブブロック１４においては、図５、図８に示すように、油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２に接続する。
【００４８】
バルブブロック１４においては、アクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂに綜合弁１３を直接接続し、この綜合弁１３の上に油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２および方向切換弁４を、各弁の流出入口がそれぞれ連通するようにして順次積み上げて取り付ける。
【００４９】
方向切換弁４の胴体遊び肉部分には、図４に示すように、油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２の油圧ポンプ接続口１２ａから方向切換弁４の入口４ａに連通する油路１７、および方向切換弁４の出口４ｂから油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２の油タンク接続口１２ｂに連通する油路１８をそれぞれ穿孔する。
【００５０】
以下、上記構成における作用を説明する。
舵すなわちアクチュエーター１０を作動させないときは、バルブブロック１４の方向切換弁４は中立位置にある。油圧ポンプ１からの吐出油は高圧油管１５を経て油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２の油圧ポンプ接続口１２ａに入り、方向切換弁４胴体部分の油路１７を通って方向切換弁４の入口４ａに入る。
方向切換弁４は中立位置においてはバイパスするので、作動油はそのまま出口４ｂから方向切換弁４胴体部分の油路１８に入り、油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２の油タンク接続口１２ｂから無圧油管１６を通って油圧ポンプユニット１１の油タンク３に戻る。この間、アクチュエーター１０内の作動油はパイロット逆止弁６、７によりロックされる。
【００５１】
アクチュエーター１０を例えば取舵方向に作動させるとき、すなわち、アクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａが作動油流入側となるときは、方向切換弁４を取舵方向に電磁弁５により切り換える。油圧ポンプ１からの吐出油は高圧油管１５から油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２の油圧ポンプ接続口１２ａに入り、油路１７を通って方向切換弁４の入口４ａに入る。そして方向切換弁４において取舵方向への流路を通って綜合弁１３に入る。綜合弁１３においては、作動油はまずパイロット逆止弁６に入り、パイロット逆止弁６において、作動油は弁を押し上げてオリフィス８に入る。それからアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａに流入し、アクチュエーター１０を取舵方向に回転させる。
【００５２】
アクチュエーター１０の作動油流出入口１０ｂから排出される作動油は、オリフィス９を通ってパイロット逆止弁７に入る。
アクチュエーター１０が負トルクの状態でない限り、この逆止弁７は、パイロット逆止弁６の流入側の油圧、すなわちアクチュエーター１０への流入側の油路の油圧によって逆止作用が殺されているので、作動油はパイロット逆止弁７を自由に通過して、方向切換弁４に戻る。作動油は、方向切換弁４の取舵戻り流路を通って油圧ポンプユニット配管用マニホールド１２に入り、その油タンク接続口１２ｂから無圧油管１６を通って油タンク３に戻る。
【００５３】
アクチュエーター１０が逆に舵からの力によって回転させられる負トルクの状態になった場合は、アクチュエーター１０の流入側の油圧、すなわちパイロット逆止弁７に対するパイロット油圧の喪失と回復によるパイロット逆止弁７の逆止作用の繰り返しによって、この負トルクを断続的に支えるが、それに際して、パイロット逆止弁７に流入する作動油の流量がオリフィス９により絞られることでパイロット逆止弁７の逆止作動において発生する衝撃が緩和される。
【００５４】
アクチュエーター１０を逆に面舵方向に作動させるときは、方向切換弁４を面舵方向に電磁弁５により切り換える。そうすれば、方向切換弁４とアクチュエーター１０との間の作動油経路が逆になるだけで、作用は取舵方向の場合と全く同じである。
【００５５】
次に、油圧ポンプの吐出量が約３００ｌ／ｍｉｎ以下の場合の本発明の他の実施の形態によるロータリーベーン式舵取機のバルブブロック構造について説明する。
【００５６】
バルブブロックを構成する各バルブの胴体遊び肉部分に通過抵抗の少ない油路を穿孔連通させることが可能な場合に適用できる。
図１１はその油圧回路を示し、図１２はバルブブロック３１の構造を模式的に示すものである。また、図１３〜図１４は油圧装置の配置の詳細設計例を示すものである。図１５〜図１７はバルブブロック３１をアクチュエーター１０に取り付けた配置の詳細設計例を、また、図１８〜図２０はバルブブロック３１の組立の詳細設計例をそれぞれ示すものである。
【００５７】
バルブブロック３１の油圧ポンプユニット配管用マニホールド３２をアクチュエーター１０の作動油流出入口１０ａ、１０ｂに直接接続し、油圧ポンプユニット配管用マニホールド３２の上に、流量調整弁３３、３４およびそのバイパス逆止弁３３ａ、３４ａをセットにした流量調整弁セット３５を接続し、流量調整弁セット３５の上にパイロット逆止弁３６、３７をセットにしたパイロット逆止弁セット３８を接続し、パイロット逆止弁セット３８の上に方向切換弁３９を接続する。各弁の流出入口がそれぞれ連通するようにして順次積み上げて取り付ける。
【００５８】
油圧ポンプユニット配管用マニホールド３２には油圧ポンプ接続口３２ａおよび油タンク接続口３２ｂを設け、油圧ポンプ接続口３２ａから方向切換弁３９の入口３９ａまで、各弁の胴体遊び肉部分を連通して油路４０を穿孔し、また、油タンク接続口３２ｂから方向切換弁３９の出口３９ｂまで、各弁の胴体遊び肉部分を連通して油路４１を穿孔する。
【００５９】
油圧ポンプユニット配管用マニホールド３２の油圧ポンプ接続口３２ａと油圧ポンプユニット１１の油圧ポンプ１の吐出口１ａとの間を高圧油管１５で、また、油圧ポンプユニット配管用マニホールド３２の油タンク接続口３２ｂと油圧ポンプユニット１１の油タンク３との間を無圧油管１６でそれぞれ接続する。
なお、方向切換弁３９を電磁弁４２によって切り換えるためのパイロット油圧系として、図１１に示すように、油圧ポンプ１の内部に併設したパイロット油圧ポンプ１ｃのパイロット油圧取出口１ｄからパイロット油圧管１ｂをバルブブロック３１に導く。パイロット油圧管１ｂは、バルブブロック３１においては、図１３〜図１６、図１８に示すように、油圧ポンプユニット配管用マニホールド３２に接続する。
【００６０】
先に説明した本発明の実施の形態におけるオリフィス８、９が本発明の他の実施の形態においては流量調整弁３３、３４になっていることを除いて、作用に関する限り、両者は同じであり、また、オリフィス８、９の作用と流量調整弁３３、３４の作用も類似したものであるので、本発明の他の実施の形態におけるバルブブロック３１の作用については説明を省略する。
【００６１】
【発明の効果】
本発明は、一方向一定吐出量型の油圧ポンプを採用したロータリーベーン式舵取機の油圧装置において、方向切換弁、パイロット逆止弁、オリフィスまたは流量調整弁、およびマニホールドからなるバルブブロックをロータリーベーン式舵取機のアクチュエーターの作動油流出入口に直接取り付けることによって、従来の油圧ポンプ吐出口と弁類との間を接続する狭い空間の高圧油管配設がなくなり、これにより、狭い空間内でこの高圧油管を正確に取り付けるという困難性がなくなるほか、この高圧油管に作用する力により、微細精密なクリアランスのもとに作動する弁類が歪みを受けて、特に方向切換弁のスプールの円滑な作動が妨げられることがなくなり、また、バルブブロックにおいて油圧ポンプ接続口から方向切換弁入口まで、および方向切換弁出口からバルブブロックの油タンク接続口までバルブブロックの胴体遊び肉部分を連通して設ける油路の通過抵抗が減ることにより、油温上昇を、従って油タンク容量を最小限にすることができ、また、油圧ポンプユニットとアクチュエーターとを接続する油管を、従来は２本とも高圧油管にする必要があったのに対し、１本のみを高圧油管にすればよくなり、また、高圧油管の配管工事を容易にするスペースも十分に確保でき、従ってコスト削減ができ、また、従来アクチュエーターの作動油流出入口に取り付けていた遮断弁をなくすることができ、さらに、油管が破損した場合、アクチュエーターの作動油流出入口は自動的に塞止されるので安全であり、また、負トルクの状態においても油圧系統に衝撃と振動を与えることなくアクチュエーターを円滑に作動させることができるなど卓越した効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるロータリーベーン式舵取機のバルブブロックを含むロータリーベーン式舵取機の油圧回路を示す説明図である。
【図２】同ロータリーベーン式舵取機のバルブブロックを含むロータリーベーン式舵取機の油圧ポンプユニットとアクチュエーター取付バルブブロックの配置を概念的に示す平面図である。
【図３】同、図２におけるａ−ａ矢視側面図である。
【図４】同ロータリーベーン式舵取機のバルブブロックの構成を模式的に示す説明図である。
【図５】同ロータリーベーン式舵取機のバルブブロックをアクチュエーターに取り付けた配置の詳細設計例を示す平面図である。
【図６】同側面図である。
【図７】同正面図である。
【図８】同ロータリーベーン式舵取機のバルブブロックの組立の詳細設計例を示す平面図である。
【図９】同側面図である。
【図１０】同正面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態におけるロータリーベーン式舵取機のバルブブロックを含むロータリーベーン式舵取機の油圧回路を示す説明図である。
【図１２】同ロータリーベーン式舵取機のバルブブロックの構成を模式的に示す説明図である。
【図１３】同ロータリーベーン式舵取機の油圧装置の配置の詳細設計例を示す平面図である。
【図１４】同側面図である。
【図１５】同ロータリーベーン式舵取機のバルブブロックをアクチュエーターに取り付けた配置の詳細設計例を示す平面図である。
【図１６】同側面図である。
【図１７】同正面図である。
【図１８】同ロータリーベーン式舵取機のバルブブロックの組立の詳細設計例を示す平面図である。
【図１９】同側面図である。
【図２０】同正面図である。
【図２１】油圧ポンプの吐出量が約３００ｌ／ｍｉｎ以下の場合の従来のロータリーベーン式舵取機の油圧回路を示す説明図である。
【図２２】同従来のロータリーベーン式舵取機の油圧ポンプユニットとアクチュエーターの配置を概念的に示す平面図である。
【図２３】同、図２２におけるｂ−ｂ矢視側面図である。
【図２４】同従来のロータリーベーン式舵取機の油圧装置の配置の詳細設計例を示す平面図である。
【図２５】同側面図である。
【図２６】同従来のロータリーベーン式舵取機のバルブブロックの構成を模式的に示す説明図である。
【図２７】油圧ポンプの吐出量が約３００ｌ／ｍｉｎ以上の場合の従来のロータリーベーン式舵取機の油圧回路を示す説明図である。
【図２８】同従来のロータリーベーン式舵取機の油圧ポンプユニットとアクチュエーターの配置を概念的に示す平面図である。
【図２９】同、図２８におけるｃ−ｃ矢視側面図である。
【符号の説明】
１  油圧ポンプ
１ａ  吐出口
１ｂ  パイロット油圧管
１ｃ  パイロット油圧ポンプ
１ｄ  パイロット油圧取出口
２  モーター
３  油タンク
４  方向切換弁
４ａ  入口
４ｂ  出口
５  電磁弁
６、７  パイロット逆止弁
８、９  オリフィス
１０  アクチュエーター
１０ａ、１０ｂ  作動油流出入口
１１  油圧ポンプユニット
１２  油圧ポンプユニット配管用マニホールド
１２ａ  油圧ポンプ接続口
１２ｂ  油タンク接続口
１３  綜合弁
１４  バルブブロック
１５  高圧油管
１６  無圧油管
１７、１８  油路（バルブブロック胴体）
３１  バルブブロック
３２  油圧ポンプユニット配管用マニホールド
３２ａ  油圧ポンプ接続口
３２ｂ  油タンク接続口
３３、３４  流量調整弁
３３ａ、３４ａ  バイパス逆止弁
３５  流量調整弁セット
３６、３７  パイロット逆止弁
３８  パイロット逆止弁セット
３９  方向切換弁
３９ａ  入口
３９ｂ  出口
４０、４１  油路（バルブブロック胴体）
５１  方向切換弁
５１ａ  入口
５１ｂ  出口
５２  電磁弁
５３、５４  パイロット逆止弁
５５、５６  流量調整弁
５５ａ、５６ａ  バイパス逆止弁
５７  油タンク
５８  パイロット逆止弁セット
５９  流量調整弁セット
６０  マニホールド
６０ａ  油圧ポンプ接続口
６０ｂ  油タンク接続口
６０ｃ、６０ｄ  アクチュエーター接続口
６１  バルブブロック
６２  油圧ポンプユニット
６３  吐出管（油圧ポンプ）
６４  戻り管（油圧ポンプ）
６５、６６  高圧油管
６７、６８  油路（バルブブロック胴体）
６９  遮断弁（アクチュエーター）
７０  油圧ポンプユニット
７１  油タンク
７２  油圧ポンプ
７２ａ  吐出口
７３  モーター
７４  方向切換弁
７４ａ  入口
７４ｂ  出口
７５  吐出管（油圧ポンプ）
７６、７７  パイロット逆止弁
７６ａ、７７ａ  調節ハンドル
７８  パイロット逆止弁セット
７９、８０  高圧油管
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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