JPS6042077B2 - 舶用非常操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧舵取装置が破損した場合に使用する舶用
非常操舵装置に関する。

従来、２台以上のパワーユニット （ポンプ及びその
駆動モータより構成）を装備した２ラム４シリンダ型、
１ラム２シリンダ型、ロータリベーン型等のアクチュエ
ータより構成される舶用油圧舵取装置では、非常用の油
圧補充手段が装備されていないが、各アクチュエータに
連結する油圧配管、継手又はアクチュエータのパッキン
等に重大な破損が生じた場合、各アクチュエータや配管
中の油は勿論のこと、その破損に対する認知又は対応の
時間遅れによつては各パワーユニット用油タ ンク内の
油も空になり、完全な操舵下能に陥る危険がある。

しかも、このような破損は荒天の場合に発生すること
が考えられ、激しい波をまともに受けた舵は、舵取機内
の油の損失によつて、このアクチュエータ内で、油圧的
にロックされることもなく、完全に自由に奔弄される結
果となり、このような状況下でその破損を応急的に修理
し回復するには非常な危険を伴うので、その回復に手間
取つているとその船舶の本命に関する重大事故に発展す
る惧れがある。

本発明は、上述のような事故が発生した場合に極めて
短時間にその危険状態から脱することができるようにす
るとゝもに、取扱いが容易で、信頼性の高い舶用非常操
舵装置を提供することを目的とするもので、ポンプと油
圧シリンダとを連結する油路に直列に挿入された電磁切
換弁及びパイローツト式逆止弁と、事故時上記油圧シリ
ンダを充満すべき油を貯溜する補充油タンクと、上記補
充油タンクの油を逆止弁を介して上記油圧シリンダヘ送
給する油路と、上記油圧シリンダから排出される空気混
入油を収容する貯油タンクと、上記空気混入油を上記貯
油タンクヘ導く油路中に挿入され上記補充油タンクに付
設された油面検出器により制御され上記補充油タンクの
油面が低下したときは上記空気混入油を上記補充油タン
クヘ流入するように切換える電磁方向切換弁とを具えた
ことを特徴とする。

本発明を２ラム４シリンダ型舵取装置に適用した一実施
例を図面について説明すると、第１図はその油圧系統図
、第２図は第１図のポンプの吐出量と油圧との関係を示
す特性図である。

上図において、１，２，３，４，５，６，７，８はそれ
ぞれ正常運転時の油圧舵取装置の主操舵用油圧系統とは
別に非常事態に備えて後記するポンプ及びタンクから油
を各油圧シリンダに送給するために配設された非常用油
路で、油路１，４の一端はそれぞれストップバルブＶｌ
，Ｖ４を経て油圧シリンダＣｙＮＯ．ｌ，ＣｙＮＯ．４
に、油路２，３の一端はそれぞれストップバルブＶ２，
Ｖ３を経て油圧シリンダＣｙＮＯ．２，ＣｙＮＯ．３に
それぞれ接続されている。

Ｓ１及びＢ１はそれぞれ並列接続された安全弁及びバイ
パスバルブで、それぞれストップバルブＳ３及びＳ４を
経て油圧シリンダＣｙＮＯ．ｌ及びＣｙＮＯ．２に接続
されている安全装置、Ｓ２及びＢ２はそれぞれ並列接続
された安全弁及びバイパスバルブで、それぞれストップ
バルブＳ５及びＳ６を経て油圧シリンダＣｙＮＯ．３及
びＣｙＮＯ．４に接続されている安全装置、４２及び４
３はそれぞれ両端が油圧シリンダＣｙＮＯ．ｌ，ＣｙＮ
Ｏ．２及びＣｙＮＯ．３，ＣｙＮＯ．４に嵌挿された油
圧ラムで、それぞれ央部が舵柄・４１の両端に枢着され
た舵柄４１を介して舵ストック４０を回動するようにな
つている。ＰＣｌ及びＰＣ２はそれぞれ油路７，５間及
び油路８，６間に介挿され互いにパイロットライン１０
，９で油路８及び７によりパイロット圧を導入され、パ
イロット圧が働かないときは油路７から油路５へ及び油
路８から油路６への圧油の流れのみを許容するが、パイ
ロット圧が働くときは逆方向の圧油の流れをも許容する
パイロット式逆止弁、１１及び１３は逆止弁Ｃ１を介挿
した油路で後記する可変吐出ポンプＰ１の吐出口に接続
されている。Ｐ１は非常用モータＭにより駆動される可
変吐出ポンプでコンペンセータ１８を具えることにより
第２図に示すような圧力と流量の特性を有する。ＳＤは
非常操舵用の電磁切換弁で、ボートＡ，Ｂはそれぞれ油
路８，７に接続され、ボートＰ，Ｔはそれぞれ油路１１
，１２に接続されている。Ｄ１は油路１２，１４を介し
て電磁切換弁ＳＤのボートＴに接続された電磁方向切換
弁で後記する補充油タンク２０に付設された油面検知器
２４によりその切換動作が司掌される。１５は一端が電
磁方向切換弁Ｄ１のボートに接続すると）もに他端が空
気混入油を貯溜する貯油タンク１９に開口する油路、１
６は一端が電磁方向切換弁Ｄ１のボートに接続すると）
もに他端が補充油タンク２０に開口する油路、Ｄ２はパ
イロットライン２５，２３を介してポンプＰ１の吐出ラ
イン１３及びコンペンセータ１８により司掌される電磁
方向切換弁で、油路２１を経て補充油タンク２０に接続
すると）もに油路２２、逆弁Ｃ２，Ｃ３を径てそれぞれ
油路５，６に接続する。

Ｒ１は油路１３及び１４の間に介挿されたポンプＰ１の
ためのリリーフバルブ、１７は一端がポンプＰ１の吸込
口に接続すると）もに他端が補充油タンク２０に接続す
る油路、２０は補充油タンクで、ポンプＰ１及び油圧シ
リンダＣｙＮＯ．ｌ〜ＣｙＮＯ．４よりも高所に設置さ
れ重力により油を油路２２を経てポンプＰ１及び油圧シ
リンダＣｙＮＯ．ｌ〜ＣｙＮＯ．４に送給することがで
きるようになつている。次に、このような装置において
、各油圧シリンダＣｙＮＯ．ｌ〜ＣｙＮＯ．４に接続す
る図示せざる主操舵用油路に重大な損傷が発生し、各油
圧シリンダ、主操舵配管系、主油タンク内の油が油圧操
舵系外に流出し、そのために舵が無制御状態になつて波
浪に奔弄された場合にこの状態より非常操舵を行なうま
での作用について説明する。

すなわち、（１）舵取機室の損傷個所を確認した後損傷
個所を切離すために損傷個所に連通する関係配管のスト
ップバルブをすべて１閉ョにする。

（２）船橋又は舵取室から非常用モータＭを起動する。

このとき、ポンプＰ１より吐出される油は逆止弁Ｃ１に
よりパイロット圧が立つので、これにより電磁方向切換
弁Ｄ２が切換わり、補充油タンク２０の油が逆止弁Ｃ２
，Ｃ３を経て油圧シリンダＣｙＮＯ．ｌ〜ＣｙＮＯ．４
に送給される。（３）非常用モータＭの起動後直ちに船
の安全操船のために舵を取りたい方向に舵を一杯取る。
この操舵指令は船橋より遠隔制御するか又は舵機室にて
電磁切換弁ＳＤを切換えることにより行なうことができ
る。以下説明の便利のために舵を左舷一杯取つたとする
。（４）左舷への操舵命令により、ポンプＰ１より吐出
される油は電磁切換弁ＳＤのスプールＳＤ一１、油路７
、パイロット式逆止弁ＰＣｌ、油路５，１，４を経て油
圧シリンダＣｙＮＯ．ｌ〜ＣｙＮＯ．４に送給され、逆
止弁Ｃ２，Ｃ３から送給される補充油と協働して油圧シ
リンダＣｙＮＯ．ｌ及びＣｙＮＯ．４に油が満たされて
ゆく。

その際、逆止弁Ｃ２，Ｃ３を経て行なわれる油の補充は
、ラム４２，４３が急速に振れ動いている場合、この速
いラムの動きに追従して多量の油をラムに供給すること
ができるので、油圧シリンダへの油の充満には非常に有
効である。油圧シリンダが油で充満するまでの間は油圧
は低いので、油路２５より低油圧を受け定馬力コンペン
セータ１８の付設された可変吐出ポンプＰ１は最大油量
を吐出するから、油の充満作業は急ピッチで進行する。

その際、油路９のパイロット圧（油路７の油圧に同じ）
も低いので、パイロット式逆止弁ＰＣ２は閉じ、ラムの
動きによつて、油圧シリンダＣｙＮＯ．２，ＣｙＮＯ．
３内の油が流出すること−を防止し、油圧シリンダＣｙ
ＮＯ．ｌ及びＣｙＮＯ．４の油の充満作業をより効果的
に行なうとともに、油圧シリンダ内に閉込められた油に
よるダンパ効果によりラム４２，４３の動きのショック
を緩和する。

（５）油圧シリンダ内に満たされる油によつて、ラムの
自由な動きは徐々に拘束されてゆくと）もに、ポンプＰ
１より供給された油はラムを操舵方向に動かし始める。

このとき、ポンプＰ１の吐出油に圧力が立つので、この
油圧が油路９を．通つてパイロット式逆止弁ＰＣ２を開
き、その結果、油圧シリンダＣｙＮＯ．２，ＮＯ．３内
の空気混入油が油路２，３，６、パイロット式逆止弁Ｐ
２、油路８、電磁切換弁ＳＤｌ油路１２，１４、電磁方
向切換弁Ｄ１、油路１５を経て貯油．タンク１９へ排出
される。（６）舵が左舷一杯に達した後、今度は舵を右
舷一杯に操舵する。

このとき、電磁切換弁ＳＤのスプールがＳＤ−１よりＳ
Ｄ−２に切換わり、ポンプＰ１よりの−吐出油は油路１
１、電磁切換弁ＳＤのスプールＳＤ−２、パイロット式
逆止弁ＰＣ２、油路６，２，３を経て油圧シリンダＣｙ
ＮＯ．２，ＮＯ．３に送給されると）もにラム４２，４
３は右舷方向へ動き、油圧シリンダＣｙＮＯ．２，ＮＯ
．３は空気を含まない油で満たされてゆく。

また、油圧シリンダＣｙＮＯ．ｌ〜ＮＯ．４内の空気混
入油は油路１，４，５、パイロット式逆止弁ＰＣｌ、油
路７、電磁切換弁ＳＤ、油路１２，１４、電磁方向切換
弁Ｄ１、油路１５を経て貯油タン１９へ排出される。

（７）次に、再び舵を左舷一杯に取り、油圧シリンダＣ
ｙＮＯ．ｌ，ＮＯ．４に油を供給することにより、全部
の油圧シリンダＣｙＮＯ．ｌ〜ＮＯ．４が油で充満され
空気抜きが完了する。

（８）安全操船の都合上、前記（６），（７）の通り操
舵することができなくても、操舵してラム４２，４３を
動かすことにより、自動的に空気抜き作業が進行するの
で、操船を優先して船を安全な場所へ移動することがで
きる。

（９）油圧シリンダへの油の供給により、補充油タンク
２０内の油面が下がると補充油タンク内の油面検出器２
４が作動し、電磁方向切換弁Ｄ１をスプールＤ１−１か
らＤ１−２に切換え、油路１４を経て戻つてくる油を油
路１６を経て補充油タンク２０に戻すので、補充油タン
ク２０の油面は低下することなく操舵を続けることがで
きる。

ａｌ定馬カコンペンセータ１８の付設された可変吐出ポ
ンプＰ１は（４）で述べた通り、油路１３のポンプ吐出
油圧が低い場合、油を多量に吐出するが、油圧が上昇し
た場合、第２図の通り、モータＭに過普荷が作用しない
ように吐出油量を減少し、モータＭの負荷を一定に保ち
、モータの必要出力を最小にする。

なお、上記（１）〜［相］の要領は２ラム４シリンダ型
舵取機で１ラム２シリンダのみを使用して操舵する場合
、２ラム４シリンダ使用の場合に比べて、油圧が２倍に
なるが、吐出量は１１２でよいという条件を満足するの
で、モータ出力を最小のものとすることができる。

上記実施例を通して述べた通り、本発明は下記の効果を
奏することができる。

（１）ポンプと油圧シリンダ間の油路に電磁切換弁と直
列にパイロット式逆止弁を挿入したことにより、ｉ 主
操舵装置運転中（本装置停止中）このパイロット式逆止
弁が閉じ、ストップバルブの作用を行ない油圧シリンダ
内の油が本装置方向に流出することを防止する。

一方、本装置を運転するとこのパイロット式逆止弁は自
動的に開き、ポンプからの油が油圧シリンダに流れる、
すなわちこのパイロット式逆止弁の自動開閉により非常
操舵装置のバルブの手動切換操作を行なうことなく本非
常操舵装置を運転することができる。その結果、瞬時に
安全にミス操作なく、最小の運転員で非常操舵装置の運
転を行なうことができる。１１このパイロット式逆止弁
に作用するパイロット圧がある値以下に下がるとパイロ
ット式逆止弁は閉じ、いわゆる逆止弁としての作用を行
なう。

したがつて、事故発生時のように油圧シリンダ内に、
多量の空気が溜り、舵が波浪により奔弄されている場合
、油圧シリンダ内に満たされつ）ある油がラムの動きに
より排出されるのを防止して油圧シリンダの油充満効率
を上げ、また、排出が防止された油圧シリンダ内の油が
油圧ダンパとしての効果を発揮し、ラムの動きをショッ
クなく緩和しながら抑止する。

（２）補充油タンクと油圧シリンダ間に逆止弁を有する
油の供給ラインを設け、油圧シリンダ内が負圧になつた
場合、補充油タンクより油圧シリンダ入直接油が補充で
きる。これは、ラムが高速度で振り動かされ、油圧シリ
ンダ内に瞬時に多量の油が要求されるとき役立つ。

（３）前記１，ｉｉの相乗効果により、油圧シリンダへ
の油への油の充満、振り動いているラムに対する油圧的
ロックが非常にスムーズにできる。

また、油圧シリンダ内の空気抜きは、操舵によつてラム
を動かし、油圧シリンダ内の空気混入油を貯油タンクに
排出することによつて行なわれる。したがつて、事故が
発生したとき、船を回頭したい方向に、舵を一杯取り船
の安全操舵を図りながら、同時に、油圧シリンダへの油
の充満、ラムの振れの防止及び空気抜きを行なうことが
できる。

すなわち、事故による操舵不能時間を最少にし、安全操
舵を第一とした非常操舵ができる。

（４）油圧シリンダを充満する油を貯えた補充油タンク
と油圧シリンダ内の空気混入油を貯える貯油タンクを具
え、これらタンクと油圧シリンダ間の油路中に方向切換
弁を装着し、補充油タンクに取付けた油面検出器の作用
により油の流れを貯油タンクから補充油タンクに切換え
る。すなわち、油圧シリンダの空気抜きを必要とする運
転初期には、この方向切換弁にて油圧シリンダから排出
される空気混入油を貯油タンクに戻し、補充油タンクへ
の空気混入を防止するが、補充油タンク内の油面検出器
により、補充油タンク内の油面がある値まで低下したと
きは、電磁方向切換弁を作動させ自動的に油圧シリンダ
からの戻り油を補充油タンク側に切換え、補充油タンク
の油圧低下を防止し連続運転を行なうことができる。（
５）定馬カコンペンセータを付設した可変吐出ポンプを
採用し、圧力に応じて吐出油量を変えることにより最小
出力のモータで運転を可能とし、したがつて、発電機容
量も小さくすることができる。

すなわち、最小出力のモータで下記作業を行なうことが
できる。ｉ 負荷が小である油充満作業中には、ポンプ
は大油量を吐出し、油充満作業を迅速に行なうことがで
きる。

ｉ安全弁圧力までの高圧力にて舵取機の油圧ロックがで
きる。

ｉ操舵時万一舵に高負荷が作用しても舵の動きは遅くな
るが、船の回頭は可能となる。

Ｉｖ等に２ラム４シリンダ型舵取機で、１ラム２シリン
ダのみを使用して操舵をする場合、２ラム４シリンダを
使用す場合に比べ２倍の油圧を必要とするがポンプ吐出
油量は１１２でよいので、この要求は定馬カコンペンセ
ータ付の可変吐出ポンプの採用により実現される。

要するに、本発明によれば、ポンプと油圧シリンダとを
連結する油路に直列に挿入された電磁切換弁及びパイロ
ット式逆止弁と、事故時上記油圧シリンダを充満すべき
油を貯溜する補充油タンクと、上記補充油タンクの油を
逆止弁を介して上記油圧シリンダへ送給する油路と、上
記油圧シリンダから排出される空気混入油を収容する貯
油タンクと、上記空気混入油を上記貯油タンクへ導く油
路中に挿入され上記補充油タンクに付設された油面検出
器により制御され上記補充油タンクの油面が低下したと
きは上記空気混入油を上記補充油タンクへ流入するよう
に切換える電磁方向切換弁とを具えたことにより、事故
発生時瞬時に油圧シリンダに油を充満すると）もに油圧
シリンダの空気抜きを自動的に行ない、引続き所望の操
舵を行なうことを可能とする舶用非常操舵装置を得るか
ら、本発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を２ラム４シリンダ型舵取装置に適用し
た一実施例を示す油圧系統図、第２図は第１図の油圧ポ
ンプの吐出量と油圧との関係を示す特性図である。 １，２，３，４，５，６，７，８・・・油圧管路、９，
１０・・・パイロットライン、１１，１２，１３，１４
，１５，１６，１７・・・油路、１８・・・コンペンセ
ータ、１９・・・貯油タンク、２０・・・補充油タンク
、２１，２２・・・油路、２３・・・パイロットライン
、２４・・・油面検出器、２５・・・パイロットライン
、４０・・・舵ストック、４１・・・舵柄、４２，４３
・・油圧ラム、Ｂｌ，Ｂ２・・・バイパスバルブ、Ｃｌ
，Ｃ２，Ｃ３・・・逆止弁、ＣｙＮＯ．ｌ，ＣｙＮＯ．
２，ＣｙＮＯ．３，ＣｙＮＯ．４・・・油圧シリンダ、
Ｄｌ，Ｄ２・・・電磁方向切換弁、Ｍ・・・非常用モー
タ、Ｐ１・・・ポンプ、ＰＣｌ，ＰＣ２・・・パイロッ
ト式逆止弁、Ｒ１・・・リリーフバルブ、Ｓｌ，Ｓ２・
・・安全弁、Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６・・・ストップバ
ルブ、ＳＤ・・・電磁切換弁、■１，Ｖ２，■３，Ｖ４
・・・ストップバルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポンプと油圧シリンダとを連結する油路に直列に挿
   入された電磁切換弁及びパイロット式逆止弁と、事故時
   上記油圧シリンダを充満すべき油を貯溜する補充油タン
   クと、上記補充油タンクの油を逆止弁を介して上記油圧
   シリンダへ送給する油路と、上記油圧シリンダから排出
   される空気混入油を収容する貯油タンクと、上記空気混
   入油を上記貯油タンクへ導く油路中に挿入された上記補
   充油タンクに付設された油面検出器により制御され上記
   補充油タンクの油面が低下したときは上記空気混入油を
   上記補充油タンクへ流入するように切換える電磁方向切
   換弁とを具えたことを特徴とする舶用非常操舵装置。