(57)【要約】【課題】大きな舵角を取ることを可能として、舵を船舶の制動に利用できるようにした操舵装置を提供する。【解決手段】船外に配置された舵板１８から上方向に突出した舵軸１８Ａの上端部にセンターギヤ２０が取付けられ、２つの油圧シリンダ２１、２２の両端部からシリンダ軸２１Ａ、２２Ａの両端が突出する。ブラケット２３、２４の両端部がシリンダ軸２１Ａ、２２Ａの両端部とそれぞれ連結され、２つ存在するラック２５、２６の基端部が、ブラケット２３、２４の上部に上側からネジ止められることで、ブラケット２３にラック２５が固定されるとともに、ブラケット２４にラック２６が固定される。ラック２５、２６の歯面とされる先端部は、センターギヤ２０と噛み合うように２つのラック２５、２６がセンターギヤ２０を挟んだ形で、センターギヤ２０と対向する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
舵板から突出した舵軸に取り付けられて回転とともに舵軸を回転し得るギヤと、
シリンダ軸を有し、駆動してシリンダ軸を往復動する油圧シリンダと、
ギヤと噛み合うとともにシリンダ軸に連結されて、シリンダ軸と一体的に往復動することで、ギヤの回転を介して舵板の舵角を全体的に変えるラックと、
を含む操舵装置。
【請求項２】
油圧シリンダおよびラックがギヤを挟んでそれぞれ２つ存在し、各ラックがギヤと噛み合わされる請求項１記載の操舵装置。
【請求項３】
駆動油を供給し得る送油駆動源が有り、２つの油圧シリンダがこの送油駆動源から送られた駆動油により相互に逆方向に沿ってシリンダ軸を往復動する請求項２記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大きな舵角を取ることを可能として、舵を船舶の制動に利用できるようにした操舵装置に関し、水上船舶に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、船舶は装備している舵により自由な方向への航行を可能としていることが知られているが、一般的に、大きな舵角を取ったときには、プロペラからの水流が舵の表面から剥がれて水流を十分に偏向できないことになる。このことから、単に船舶が旋回するためであれば、大きな舵角を必要としていなかった。また、舵角変更のためには、例えば２つのピストンである油圧シリンダ等を組み合わせた構造を一般的に採用し、これら２つの油圧シリンダ等の動力を舵に直接伝達することによって、左右３５度程度の計７０度の範囲で舵を回動するようにしていた。
【０００３】
他方、大きな舵角を取るための構造としてシリング・ラダーというものが知られているが、これは舵板を特殊な形状とするとともに舵板の上下端に整流板が取り付けた構造とされていて、舵に当ったプロペラからの水流を逃さずに偏向可能としている。また、このシリング・ラダーの採用に伴って、操舵のためにより大きな駆動範囲を得る必要があることから、ロータリーベーン式舵取り機構が採用されている。このような構造とした結果として、最大で左右７０度までの計１４０度の範囲での舵角が得られるので、最大の舵角ではほとんど前進力は失われ、船尾は横に移動することになる。
【０００４】
これとは別に、船舶は水上を航行することから緊急時においても、急停止することは困難であった。このことから、舵が船体に対して直角になるように舵角を左右最大９０度の計１８０度までの範囲で回動して、舵をブレーキとして使用することが考えられる。しかし、ロータリーベーン式舵取り機構であっても、構造的に計１８０度までの範囲で舵を回動することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００２−５１０２６３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上より、船舶を制動するために舵角を左右最大９０度の計１８０度までの範囲で回動することは考えられているが、操舵のために十分な動力を得ることは従来困難であった。なお、特許文献１のようにラダーフラップを有した舵に関しては、ラックとピニオンによりフラップを回動する構造が示唆されている。しかし、この特許文献１では、明細書における説明と図面の内容が一致してなく内容が不明瞭であるものの、例えばこの特許文献１の図３に関しては、後部ラダーフラップが符号６の位置から符号６Ａの位置との間で回動するように見える。ただし、このような構造であっても船舶を制動するための制動力を得ることはできない。
【０００７】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、大きな舵角を取ることを可能として、舵を船舶の制動に利用できるようにした操舵装置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】
【０００８】
上記課題を解決した請求項１記載の発明は、舵板から突出した舵軸に取り付けられて回転とともに舵軸を回転し得るギヤと、
シリンダ軸を有し、駆動してシリンダ軸を往復動する油圧シリンダと、
ギヤと噛み合うとともにシリンダ軸に連結されて、シリンダ軸と一体的に往復動することで、ギヤの回転を介して舵板の舵角を全体的に変えるラックと、
を含む操舵装置である。
【０００９】
請求項１に係る操舵装置によれば、油圧シリンダが駆動するのに伴いシリンダ軸を往復動し、このシリンダ軸と一体的にラックが往復動することで、ラックと噛み合っているギヤの回転を介して舵板の舵角が変えられる。
【００１０】
以上より、本請求項に係る操舵装置によれば、油圧シリンダ等の動力を舵に直接伝達する構造を採用したり、あるいはロータリーベーン式舵取り機構等を採用したりする従来技術と異なって、ギヤとラックの動力伝達を利用することとしたので、可動範囲が増大して大きな舵角を取ることが可能となった。このことから、舵板を回動して例えば左右９０度ずつ以上の計１８０度以上の範囲とされる大きな舵角を取ることで、舵を船舶の制動に利用できるようにもなった。
【００１１】
請求項２の発明は、油圧シリンダおよびラックがギヤを挟んでそれぞれ２つ存在し、各ラックがギヤと噛み合わされる請求項１記載の操舵装置である。
【００１２】
油圧シリンダのシリンダ軸の往復動に伴い往復動されるラックがギヤを挟んで２つ有ることで、各ラックがギヤと噛み合わされて、より大きな動力がギヤおよび舵板に伝達されるようになる。
【００１３】
請求項３の発明は、駆動油を供給し得る送油駆動源が有り、２つの油圧シリンダがこの送油駆動源から送られた駆動油により相互に逆方向に沿ってシリンダ軸を往復動する請求項２記載の操舵装置である。
【００１４】
送油駆動源が２つの油圧シリンダに駆動油が供給されることになるが、この際に送油駆動源から送られた駆動油で相互に逆方向に２つの油圧シリンダが往復動することで、確実に大きな動力がギヤおよび舵板に伝達されるようになる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、大きな舵角を取ることを可能として、舵を船舶の制動に利用できるようにした操舵装置が提供されるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態が適用される船舶の船尾断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る操舵装置の背面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る操舵装置の平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る操舵装置の斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る操舵装置の分解斜視図である。
【図６】変形例に係る操舵装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る操舵装置の一実施の形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る操舵装置１０が適用される船舶１の船尾部分における船底１Ａ上には支持プレート１２が設置されていて、この支持プレート１２上の中央には図４に示す保持台１４が固定されている。これら船底１Ａ、支持プレート１２及び保持台１４を同軸上に貫通する穴部１６に、船外に配置された舵板１８から上方向に突出した舵軸１８Ａが挿入されている。この舵軸１８Ａの上端部に、図３及び図４に示すキー１９を介してセンターギヤ２０が取付けられることで、これらが一体的回転するように相互に固定されている。
【００１８】
したがって、センターギヤ２０の回転に合わせて舵軸１８Ａが回転することで、舵板１８の舵角が変えられるようになる。また、図１に示すように、この船舶１の船尾部分における舵板１８より前方箇所には、推進力を得るためのプロペラ４０が配置されている。このため、プロペラ４０の回転により送り出された水流が舵板１８に当たるので、舵角の変更に伴って船舶１の進行方向が変化することになる。
【００１９】
図２および図４に示すように、支持プレート１２上における保持台１４の両隣部分には、油圧により駆動される２つの油圧シリンダ２１、２２が相互に平行にそれぞれ配置されている。これら２つの油圧シリンダ２１、２２の両端部からは、油圧によって往復動されるシリンダ軸２１Ａ、２２Ａの両端がそれぞれ突出している。また、図５に示すようにこれら油圧シリンダ２１、２２の上部には、シリンダ軸２１Ａ、２２Ａの延びる方向に沿って溝部２１Ｂ、２２Ｂが形成されている。
【００２０】
これら溝部２１Ｂ、２２Ｂには、図４および図５に示すように逆Ｕ形に形成されたブラケット２３、２４の上部がそれぞれ嵌め合わされていて、このブラケット２３、２４の両端部に有る貫通穴２３Ａ、２４Ａがシリンダ軸２１Ａ、２２Ａの両端部とナットにより締結されてそれぞれ連結されて、ブラケット２３とシリンダ軸２１Ａとが相互に固定されるとともに、ブラケット２４とシリンダ軸２２Ａとが相互に固定されている。
【００２１】
そして、２つ存在するラック２５、２６の基端部が、ブラケット２３、２４の上部に上側から嵌め合わされるとともにネジ止められることで、ブラケット２３にラック２５が固定されるとともに、ブラケット２４にラック２６が固定されている。この結果として、２つのラック２５、２６が相互に平行に配置されているだけでなく、各ラック２５、２６の歯面とされる先端部は、センターギヤ２０と噛み合うように２つのラック２５、２６がセンターギヤ２０を挟んだ形で、このセンターギヤ２０とそれぞれ対向している。
以上より、シリンダ軸２１Ａ、２２Ａにそれぞれ連結されたラック２５、２６がシリンダ軸２１Ａ、２２Ａと一体的に往復動することで、センターギヤ２０の回転を介して舵板１８の舵角を変えることになる。
【００２２】
他方、支持プレート１２に隣り合った船底１Ａの部分には、２つの油圧シリンダ２１、２２に駆動油を供給し得るとともに、これら２つの油圧シリンダ２１、２２から駆動油を回収するための送油駆動源３０が配置されている。また、この送油駆動源３０には、送油ポンプ及び駆動油を貯めるためのタンク等が図示しないものの内蔵されている。
【００２３】
これに対応して２つの油圧シリンダ２１、２２の両端側には、送油駆動源３０から延びる配管３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂがそれぞれ接続されている。具体的には、図３における右側の油圧シリンダ２１の上端側に配管３１Ａが接続され、下端側に配管３１Ｂが接続されている。同じく図３における左側の油圧シリンダ２２の上端側に配管３２Ａが接続され、下端側に配管３２Ｂが接続されている。
【００２４】
次に、本実施の形態に係る操舵装置１０の作用を以下に説明する。
本実施の形態に係る操舵装置１０によれば、送油駆動源３０から駆動油が供給されることで、２つの油圧シリンダ２１、２２の各シリンダ軸２１Ａ、２２Ａが往復動され、これに伴い往復動される２つのラック２５、２６が噛み合わされつつセンターギヤ２０を挟んで存在している。したがって、油圧シリンダ２１、２２が駆動するのに伴いシリンダ軸２１Ａ、２２Ａを往復動し、このシリンダ軸２１Ａ、２２Ａと一体的にラック２５、２６が往復動することで、ラック２５、２６と噛み合っているセンターギヤ２０の回転を介して舵板１８の舵角が変えられる。
【００２５】
以上より、本実施の形態に係る操舵装置１０によれば、従来技術と異なってセンターギヤ２０とラック２５、２６の動力伝達を利用することとしたので、可動範囲が増大して大きな舵角を取ることが可能となった。このことから、舵板１８を回動して例えば左右９０度ずつ以上の計１８０度以上の範囲とされる大きな舵角を取ることで、図１および図２に示す二点鎖線のように舵板１８の姿勢が例えば９０度だけ変わって、舵を船舶１の制動に利用できるようにもなった。
【００２６】
このように舵を船舶１の制動に利用するには大きな力が必要となるが、上記のようにラック２５、２６がセンターギヤ２０を挟んで２つ有るのに伴い、各ラック２５、２６がセンターギヤ２０と噛み合わされて、より大きな動力がセンターギヤ２０および舵板１８に伝達できるようになる。
【００２７】
また、操舵の際には、送油駆動源３０から２つの油圧シリンダ２１、２２に駆動油が供給されることになるが、この際に送油駆動源３０から送られた駆動油で相互に逆方向に２つの油圧シリンダ２１、２２が往復動することで、確実に大きな動力がセンターギヤ２０および舵板１８に伝達されるようになる。
【００２８】
具体的には、図３における右側の油圧シリンダ２１の上端側の配管３１Ａに駆動油が送り込まれるとともに、左側の油圧シリンダ２２の下端側の配管３２Ｂに同一量の駆動油が送り込まれる。これに伴い、右側の油圧シリンダ２１の下端側の配管３１Ｂ及び左側の油圧シリンダ２２の上端側の配管３２Ａから駆動油が排出される。この結果として、図３における右側のシリンダ軸２１Ａ及びラック２５が矢印のように下方に移動するとともに、左側のシリンダ軸２２Ａ及びラック２６が矢印のように上方に移動することで、センターギヤ２０が時計回転方向に回転して、舵板１８の舵角が変えられる。なお、センターギヤ２０を反時計回転方向に回転する場合には上記と逆の配管に駆動油を送り込むとともに、上記と逆の配管から駆動油を排出することになる。
【００２９】
次に、上記実施の形態の変形例に係る操舵装置１０について、図６に基づき説明する。
上記実施の形態では、油圧シリンダ、ブラケットおよびラックがそれぞれ２つずつ存在しているが、本変形例では、一つの油圧シリンダ２１、一つのブラケット２３および一つのラック２５のみの構造とされている。つまり、必要とされる動力がえられるのであれば、本変形例のように油圧シリンダ、ブラケットおよびラックは各１のみであっても良い。
【００３０】
なお、上記実施の形態においては、油圧シリンダのシリンダ軸とラックとの間にブラケットが介在されているが、シリンダ軸とラックとの間を直接連結できるのであれば、ブラケットは無くとも良い。さらに、このブラケットの両端部に有る貫通穴の替りにＵ字状の凹部としても良い。このようにＵ字状の凹部を採用することで、操舵装置の組立て性が向上することになる。
以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、本発明は係る実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、水上艦艇等の船舶の操舵部分に適用可能なものである。
【符号の説明】
【００３２】
１０    操舵装置
１８    舵板
１８Ａ  舵軸
２０    センターギヤ（ギヤ）
２１    油圧シリンダ
２２    油圧シリンダ
２１Ａ  シリンダ軸
２２Ａ  シリンダ軸
２５    ラック
２６    ラック
３０    送油駆動源
【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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