エネルギ蓄積型舵取装置
【課題】舵取装置の舵軸駆動装置を小容量化かつ小型化し、舵軸駆動装置を省スペース化、省エネ化及び低コスト化する。
【解決手段】油ポンプ２８を常時作動させ、油タンク２４から作動油ｏを吸入し、アキュムレータ３０内で作動油ｏが加圧状態となるように蓄積する。操舵時にアキュムレータ３０から切換弁３６を介して油室２２ａ又は２２ｂに作動油ｏを供給し、舵軸１２を旋回させる。油ポンプ２８によって舵軸１２を直接旋回させず、アキュムレータ３０に蓄積された高圧の作動油ｏで舵軸１２を旋回させるので、油ポンプ２８を省容量化、小型化できる。そのため、舵軸駆動装置を省スペース化、省エネ化及び低コスト化できる。
【解決手段】油ポンプ２８を常時作動させ、油タンク２４から作動油ｏを吸入し、アキュムレータ３０内で作動油ｏが加圧状態となるように蓄積する。操舵時にアキュムレータ３０から切換弁３６を介して油室２２ａ又は２２ｂに作動油ｏを供給し、舵軸１２を旋回させる。油ポンプ２８によって舵軸１２を直接旋回させず、アキュムレータ３０に蓄積された高圧の作動油ｏで舵軸１２を旋回させるので、油ポンプ２８を省容量化、小型化できる。そのため、舵軸駆動装置を省スペース化、省エネ化及び低コスト化できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舵軸回動エネルギを蓄積することで、小容量の駆動装置で舵軸を駆動可能にしたエネルギ蓄積型舵取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の船舶用舵取装置は、油圧アクチュエータで駆動される油圧式が主流であり、油圧式はラプソンスライド型とロータリーベーン型の２つに分類される。ラプソンスライド型は、特許文献１に開示されているように、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。ロータリーベーン型は、特許文献２に開示されているように、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ている。複数の作動室のひとつに作動油を供給して、ロータを回動させるようにしている。
【０００３】
油圧式は船内への油漏れのリスクがある。そのため、近年、環境への配慮の観点から、作動油を使用しない電動式舵取装置に対するニーズが高まっている。特許文献３には、電動式舵取装置が提案されている。この舵取装置は、舵軸の上部に旋回環を装着し、該旋回環の外輪を大歯車に形成し、この大歯車に２個のピニオンを噛合させ、この２個のピニオンを互いに逆方向に回転する電動モータで、選択的に回転させるように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１０／０５２７７７Ａ１公報
【特許文献２】特開２０１１−７３５２６号公報
【特許文献３】特開２００７−８１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
舵取装置は、４００〜６００ｔ・ｍの大トルクを発生させる必要がある。そのため、電動式舵取装置は大容量の電動モータと大型の減速機を備える必要があり、舵軸上部に大型の構造物を設ける必要がある。従って、コスト面及び設置スペースの面から、現状、実用化が困難な状況にある。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、舵取装置の舵軸駆動装置を小容量化かつ小型化し、舵取装置の省スペース化、省エネ化及び低コスト化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するため、本発明のエネルギ蓄積型舵取装置は、舵軸回動エネルギを発生する動力発生装置と、舵軸回動エネルギを蓄積するエネルギ蓄積装置と、エネルギ蓄積装置に蓄積された舵軸回動エネルギを操舵量に応じて舵軸に伝達する動力伝達装置と、動力伝達装置から舵軸に伝達される舵軸回動エネルギの舵軸に対する旋回方向を切り換えることで、舵軸の旋回方向を切り換える切換装置とを備えているものである。
【０００８】
前記構成において、動力発生装置を稼働させ、動力発生装置で発生させた動力をエネルギ蓄積装置に蓄積しておき、この蓄積された舵軸回動エネルギで舵軸を旋回させる。舵取装置は、１時間に１０数回小舵角で転舵するだけなので、時間平均すると、必要仕事量は少ない。従って、本発明では、小容量で小型の動力発生装置を常時稼働させることで、十分な舵軸回動エネルギを蓄積できる。そのため、動力発生装置を小型化できるので、舵軸駆動装置の省スペース化、省エネ化及び低コスト化を可能にする。
【０００９】
本発明において、動力発生装置が、作動流体を吸入し高圧で吐出するポンプであり、エネルギ蓄積装置が、該ポンプから吐出した作動流体を受け入れ加圧状態で蓄積するアキュムレータであり、動力伝達装置が、舵軸に連結され舵軸を回動する流体圧アクチュエータであり、切換装置が、アキュムレータと流体圧アクチュエータとを結ぶ作動流体給排路の給排方向を切り換える切換弁であるとよい。ポンプを長時間稼働させて作動流体をアキュムレータに蓄積するので、ポンプの容量を大きくする必要はない。そのため、ポンプを小型化でき、舵軸駆動装置の省スペース化、省エネ化及び低コスト化を可能とする。作動流体は潤滑油等の作動油又は空気等の不活性気体を用いることができる。
【００１０】
本発明において、動力発生装置が電動モータであり、エネルギ蓄積装置が、電動モータの出力軸に連結され、電動モータの回転により舵軸回動エネルギを蓄積するバネ装置であり、動力伝達装置が、舵軸の上端に結合された大径歯車と、大径歯車と噛合し、バネ装置に連結され、バネ装置の反力により回転されるピニオンとで構成され、切換装置が、バネ装置とピニオンとを連結又は遮断するクラッチであり、かかる構成の舵軸駆動装置が２組設けられ、一方の舵軸駆動装置で舵軸を正方向へ旋回し、他方の舵軸駆動装置で舵軸を逆方向へ旋回させるように構成されているとよい。
【００１１】
前記構成では、電動モータを回転させ、バネ装置に歪エネルギとして舵軸回動エネルギが蓄積される。バネ装置に蓄積された歪エネルギは、操舵時にバネ装置の反力として放出され、クラッチを介してピニオンを回転させ、ピニオン介して大径歯車を回転させる。電動モータの駆動速度は遅くても、電動モータを常時稼働させることで、バネ装置に十分な量の歪エネルギを蓄積できる。そのため、十分に減速された小型電動モータで舵軸を操舵可能になる。従って、舵軸駆動装置の省スペース化、省エネ化及び低コスト化を達成できる。
【００１２】
本発明の舵取装置は、舵軸の主駆動装置又は補助用の駆動装置として用いることができる。本発明の舵取装置は、設置スペースを大きく取らないので、補助用として用いた場合でも、設置スペースを十分確保できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、動力発生装置で直接舵軸を駆動するのではなく、発生させた舵軸回動エネルギをエネルギ蓄積装置に蓄積しておき、舵軸を操舵する時、蓄積されたエネルギで舵軸を旋回させるので、小容量で小型の動力発生装置で舵軸を操舵可能になる。そのため、舵軸駆動機構の省スペース化、省エネ化及び低コスト化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明装置の第１実施形態に係る油圧式舵取装置の構成図である。
【図２】本発明装置の第２実施形態に係る電動式舵取装置の斜視図である。
【図３】前記第２実施形態の操作手順を示す図表である。
【図４】本発明装置を補助装置として用いた第３実施形態に係る電動式舵取装置の構成図である。
【図５】本発明装置を補助装置として用いた第４実施形態に係る電動式舵取装置の構成図である。
【図６】第４実施形態の変形例に係る電動式舵取装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００１６】
（実施形態１）
本発明装置の第１実施形態に係る油圧式船舶用舵取装置１０Ａを図１に基づいて説明する。舵軸１２は旋回駆動用チラー１４を介して油圧アクチュエータ１６によって旋回される。油圧アクチュエータ１６は、ラム１８と、ラム１８の両端に設けられたシリンダ２０ａ及び２０ｂとからなる。シリンダ２０ａ、２０ｂはラム１８との間に油室２２ａ、２２ｂを形成している。舵軸１２の近傍に油タンク２４が設けられ、油タンク２４と油圧アクチュエータ１６の油室２２ａ、２２ｂとを結ぶ油路２６ａ、２６ｂが配設されている。
【００１７】
油路２６ａには、油タンク２４から作動油ｏを汲み上げ高圧で吐出する油ポンプ２８が設けられている。油ポンプ２８の下流側にはアキュムレータ３０が設けられ、油ポンプ２８から吐出された作動油ｏがアキュムレータ３０の内部に高圧で供給される。作動油ｏが高圧で供給されることで、アキュムレータ３０の内部空気が加圧され、加圧空気ａとなって、作動油ｏの液面上方に加圧空気領域が形成される。アキュムレータ３０の上流側に逆止弁３２が設けられ、作動油ｏが油ポンプ２８側へ逆流するのを防止している。アキュムレータ３０の下流側油路２６ａに圧力センサー３４が設けられ、アキュムレータ３０内の圧力が許容値を超えないように監視している。圧力センサー３４の下流側に、油室２２ａ又は２２ｂに作動油を送る切換弁３６が設けられている。
【００１８】
かかる構成において、油ポンプ２８を稼働し、アキュムレータ３０内に作動油ｏを供給し、アキュムレータ３０に作動油ｏを高圧状態で蓄積する。アキュムレータ３０内の圧力が設定圧力となったら、油ポンプ２８を停止する。舵軸１２を操舵する時、切換弁３６によってアキュムレータ３０に蓄積された作動油ｏを油室２２ａ又は２２ｂに送り、ラム１８を矢印ａ方向又は矢印ｂ方向に移動させ、舵軸１２を矢印ａ方向又は矢印ｂ方向へ旋回させる。例えば、作動油を油室２２ａに送ることで、ラム１８を矢印ｂ方向へ移動させ、舵軸１２を矢印ｂ方向へ旋回させる。同時に、油室２２ｂの作動油は油路２６ｂを介して油タンク２４に戻る。圧力センサー３４の検出値が設定値より低下したら、油ポンプ２８を稼働させてアキュムレータ３０内に作動油ｏを供給し、アキュムレータ３０内の圧力を設定値に戻す。
【００１９】
本実施形態によれば、油ポンプ２８を舵軸１２を直接駆動するために用いるのではなく、作動油をアキュムレータ３０に加圧状態で蓄積するために用いているので、油ポンプ２８の容量を大きくする必要がない。そのため、油ポンプ２８を小型化できる。また、圧力センサー３４でアキュムレータ３０内の圧力を監視し、アキュムレータ３０内の圧力が設定値に達したら、油ポンプ２８を停止させる。これによって、油ポンプ２８を余分に稼働させることがなくなり、省エネが可能になる。これによって、舵軸駆動装置の省スペース化、省エネ化及び低コスト化を達成できる。
【００２０】
（実施形態２）
次に、本発明装置の第２実施形態に係る電動式舵取装置１０Ｂを図２及び図３により説明する。図２において、舵軸１２の上端に大径歯車３８が一体に装着され、大径歯車３８の両側に舵軸駆動装置４０Ａ及び４０Ｂが設けられている。舵軸駆動装置４０Ａ及び４０Ｂはほぼ同一の構成を有し、まず、舵軸駆動装置４０Ａを例に取ってその構成を説明する。上端に電動モータ４２ａが設けられ、電動モータ４２ａの出力軸４４ａは右回転し、つるまきバネ４６ａの中心側に位置した端部に接続されている。つるまきバネ４６ａの外周側に位置する他端４８ａは、つるまきバネ４６ａの下方に設けられた円盤５０ａに接続されている。
【００２１】
円盤５０ａの下面中心部には軸５２ａが固着され、軸５２ａはクラッチ５４ａに接続されている。軸５２ａとクラッチ５４ａの下部に接続された軸５６ａとは、クラッチ５４ａによって連結し又は連結状態が解除される。軸５６ａはピニオン６０ａに結合しており、ピニオン６０ａは大径歯車３８と噛合している。円盤５０ａの外側に、舵軸１２を旋回させない時円盤５０ａの回転を停止させるブレーキ６０ａが設けられている。
【００２２】
電動モータ４２ａは、矢印方向に右回転し、つるまきバネ４６ａの中心側端部を巻いていく。これによって、つるまきバネ４６ａにつるまきバネ４６ａの反力としての舵軸回動エネルギが蓄積されていく。舵軸回動エネルギを設定量蓄積したら、電動モータ４２ａを停止させる。操舵が必要な時、ブレーキ６０ａを解除すると共に、クラッチ５４ａによって軸５２ａと軸５６ａとを接続する。これによって、円盤５０ａがつるまきバネ４６ａの反力によって左方向に回転し、円盤５０ａの回転は、クラッチ５４ａを介してピニオン５８ａに伝達され、ピニオン５８ａを左方向へ回転させる。ピニオン５８ａが左方向（矢印ｃ方向）へ回転することで、大径歯車３８を右方向へ回転させる。
【００２３】
舵軸駆動装置４０Ｂも舵軸駆動装置４０Ａと同様な構成を有する。電動モータ４２ｂの出力軸４４ｂはつるまきバネ４６ｂの中心側端部に接続されている。電動モータ４２ｂは矢印方向へ左回転し、つるまきバネ４６ｂに舵軸回動エネルギを蓄積させる。つるまきバネ４６ｂの外周側端部が円盤５０ｂに接続されている。操舵が必要な時、円盤５０ｂに対するブレーキ６０ｂのブレーキ力を解除すると共に、クラッチ５４ｂによって軸５２ｂと軸５６ｂとを接続する。これによって、円盤５０ｂがつるまきバネ４６ｂの反力によって右方向に回転し、円盤５０ｂの回転は、クラッチ５４ｂを介してピニオン５８ｂに伝達され、ピニオン５８ｂを右方向（矢印ｄ方向）へ回転させる。ピニオン５８ｂが右方向へ回転することで、大径歯車３８を左方向へ回転させる。
【００２４】
このように、本実施形態では、舵軸駆動装置４０Ａによって舵軸１２を右回転させ、舵軸駆動装置４０Ｂによって舵軸１２を左回転させるように、役割を分担している。
【００２５】
図３に、操作手順を示している。舵軸１２を右回転させる時、円盤５０ａに対するブレーキ６０ａのブレーキ力を開放し、かつクラッチ５４ａを接続する。逆に、円盤５０ｂに対するブレーキ６０ｂのブレーキ力を保持し、かつクラッチ５４ｂを開放（非接続）する。舵軸１２を左回転させる時、ブレーキ６０ａの円盤５０ａに対するブレーキ力を保持し、かつクラッチ５４ａを開放（非接続）する。逆に、ブレーキ６０ｂを開放し、クラッチ５４ｂを接続する。舵軸１２を操舵せずに固定する時、ブレーキ６０ａ及び６０ｂの円盤５０ａ及び５０ｂに対するブレーキ力を保持し、かつクラッチ５４ａ及び５４ｂを接続状態とする。
【００２６】
舵軸１２の操舵は、１時間に１０数回であり、かつ小舵角で転舵するだけであるので、時間平均すると、電動モータ４２ａ、４２ｂの必要仕事量は小さい。また、電動モータ４２ａ、４２ｂで直接舵軸１２を駆動するわけではないので、電動モータ４２ａ、４２ｂは大容量を必要としない。本実施形態によれば、電動モータ４２ａ、４２ｂを常時稼働させることで、つるまきバネ４６ａ、４６ｂに十分舵軸回動エネルギを蓄積できるので、電動モータ４２ａ、４２ｂの容量を小さくできる。そのため、電動モータ４２ａ、４２ｂを小型化でき、従って、舵軸駆動装置の省スペース化、省エネ化及び低コスト化を達成できる。また、電動モータ４２ａ、４２ｂの回転速度は遅くてもよいので、十分に減速された小型電動モータでも用いることができる。
【００２７】
なお、本実施形態において、電動モータ４２ａ、４２ｂとつるまきバネ４６ａ、４６ｂとの間、円盤５０ａ、５０ｂとクラッチ５４ａ、５４ｂとの間、クラッチ５４ａ、５４ｂとピニオン５８ａ、５８ｂとの間のいずれかに、減速機を追設するようにしてもよい。
【００２８】
（実施形態３）
次に、本発明装置を補助装置として用いた第３実施形態に係る電動式舵取装置１０Ｃを図４により説明する。電動式舵取装置１０Ｃは、舵軸１２の上端に旋回駆動用チラー１４が舵軸１２と一体に設けられ、チラー１４の下方に大径歯車３８が舵軸１２と一体に設けられている。大径歯車３８の両側に、大径歯車３８と噛合するピニオン６２ａ及び６２ｂが設けられている。ピニオン６２ａ、６２ｂは、これらピニオンの下方に配置された電動モータ６４ａ、６４ｂの出力軸と接続され、該電動モータによって回転される。ピニオン６４ａとピニオン６４ｂとは、互いに逆方向に回転し、一方のピニオンで大径歯車３８を右回転させ、他方のピニオンで大径歯車３８を左回転させる役割分担となっている。
【００２９】
大径歯車３８には、舵軸１２の操舵を停止させる時、大径歯車３８の動きを止める空気駆動ブレーキ６６が設けられている。大径歯車３８、ピニオン６２ａ、６２ｂ及び電動モータ６４ａ、６４ｂ等で、舵軸１２を駆動する主駆動装置を構成している。また、舵軸１２を補助的に駆動する装置として、補助駆動装置７０が設けられている。以下、補助駆動装置７０の構成を説明する。空気シリンダ７２のピストン７４は、連結棒７６を介してチラー１４に連結され、ピストン７４の往復動によってチラー１４を左右両方向へ旋回可能になっている。
【００３０】
空気シリンダ７２の左右空気室には、空気路７８ａ及び７８ｂが接続されている。空気路７８ａの入口空気ポンプ８０が設けられ、空気ポンプ８０は、空気取入口８２から空気を取入れ、加圧空気を空気路７８ａに吐出する。アキュムレータ８４は、加圧空気ａを取入れ蓄圧する。アキュムレータ近傍の空気路７８ａに設けられた圧力センサー８６でアキュムレータ８４の圧力を監視し、それが設定値となったら、空気ポンプ８０を停止する。空気ポンプ８０とアキュムレータ８４との間に逆止弁８８を設けており、逆止弁８８によって加圧空気が空気ポンプ８０に逆流するのを防止している。
【００３１】
空気路７８ａ、７８ｂには切換弁９０が設けられ、切換弁９０によって空気路７８ａから供給される加圧空気ａを空気シリンダ７２の左右空気室のどちらかに切り換え供給する。加圧空気ａの供給と共に、空気シリンダ７２の左右空気室のどちらかから排出された空気は、空気路７８ｂを通り、空気排出口９２から外部へ排出される。空気ポンプ８０の駆動装置は、船舶の推進器９４の駆動装置９６と回転力伝達装置９８を介して接続されている。これによって、空気ポンプ８０には推進器９４の回転が伝達され、その回転を利用して駆動される。また、空気駆動ブレーキ６６も、推進器９４の回転を利用して空気を蓄圧し、蓄圧した加圧空気でブレーキ力を発揮させることができる。
【００３２】
かかる構成において、通常の舵軸１２の操舵は、大径歯車３８及びピニオン６２ａ、６２ｂ、電動モータ６４ａ、６４ｂ等で構成される主駆動装置を用いる。補助駆動装置７０は、主駆動装置を構成する電動モータ６４ａ、６４ｂの出力時又は舵軸停止時のブレーキ力を補助するために用いられる。即ち、操舵開始時に主駆動装置の負荷トルクを補助し、あるいは操舵角固定時に舵軸１２に作用するブレーキ力を補助するためなどに稼働される。これによって、電動モータ６４ａ、６４ｂの必要トルクを軽減できるため、電動モータ６４ａ、６４ｂの小容量化及び小型化が可能になる。
【００３３】
なお、本実施形態において、大径歯車３８とブレーキデスクを兼用するようにしてもよい。これによって、設備費を軽減できる。
【００３４】
（実施形態４）
次に、本発明装置を補助装置として用いた第４実施形態に係る電動式舵取装置１０Ｄを図５により説明する。電動式舵取装置１０Ｄは、ボールネジ１００が設けられ、ボールネジ１００は、チラー１４に設けられたナット（図示省略）と噛合し、回転してチラー１４を左右に旋回可能にしている。ボールネジ１００の先端に歯車１０２が取り付けられ、歯車１０２は電動モータ１０４の出力軸１０４ａに取り付けられた歯車１０６と噛合している。電動モータ１０４が稼働すると、歯車１０６及び１０２を介してボールネジ１００を回動させる。ボールネジ１００の回転によりチラー１４を右回転又は左回転する。電動モータ１０４は双方向回転の電動モータを用いる。前記構成の舵軸駆動機構を主駆動装置として用いている。
【００３５】
舵軸１２には、舵軸１２の旋回を停止させるためのブレーキ装置として、ブレーキデスク１０８と、空気駆動ブレーキ６６とが設けられている。また、前記主駆動装置のほかに、補助駆動装置７０が設けられている。補助駆動装置７０は前記第３実施形態で用いられた補助駆動装置７０と同一構成を有している。空気シリンダ７２のピストン７４は連結棒７６を介してチラー１４に接続されている。第３実施形態と同等に、補助駆動装置７０は、主駆動装置の出力時又は舵軸停止時のブレーキ力を補助するために用いられる。
【００３６】
即ち、操舵開始時の電動モータ１０４の負荷トルクを補助し、あるいは操舵角固定時のブレーキ力を補助するためなどに稼働される。これによって、電動モータ１０４の必要トルクを軽減できるため、電動モータ１０４の小容量化及び小型化が可能になる。
【００３７】
次に、前記第４実施形態の変形例を図６により説明する。この電動式舵取装置１０Ｄ´は、第４実施形態の構成と比べて、ブレーキデスク１０８と空気駆動ブレーキ６６とからなるブレーキ装置の代わりに、パッド方式の空気駆動ブレーキ１１０を設けている。空気駆動ブレーキ１１０は、推進器の回転を利用して空気を蓄圧し、蓄圧した加圧空気でブレーキ力を発揮させることができる。その他の構成は第４実施形態と同一である。本変形例の作用効果は第４実施形態と同一である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、舵取装置の舵軸駆動装置を小容量化かつ小型化でき、舵軸駆動装置を省スペース化、省エネ化及び低コスト化できる。
【符号の説明】
【００３９】
１０Ａ 油圧式舵取装置
１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｄ´ 電動式舵取装置
１２ 舵軸
１４ チラー
１６ 油圧アクチュエータ
１８ ラム
２０ａ、２０ｂ シリンダ
２２ａ、２２ｂ 油室
２４ 油タンク
２６ａ、２６ｂ 油路
２８ 油ポンプ
３０、８４ アキュムレータ
３２、８８ 逆止弁
３４、８６ 圧力センサー
３６、９０ 切換弁
３８ 大径歯車
４０Ａ、４０Ｂ 舵軸駆動装置
４２ａ、４２ｂ、６４ａ、６４ｂ、１０４ 電動モータ
４４ａ、４４ｂ、１０４ａ 出力軸
４６ａ、４６ｂ つるまきバネ
４８ａ、４８ｂ 他端
５０ａ、５０ｂ 円盤
５２ａ、５２ｂ、５６ａ、５６ｂ 軸
５４ａ、５４ｂ クラッチ
５８ａ、５８ｂ、６４ａ、６４ｂ ピニオン
６０ａ、６０ｂ ブレーキ
６６，１１０ 空気駆動ブレーキ
７０ 補助駆動装置
７２ 空気シリンダ
７４ ピストン
７６ 連結棒
７８ａ、７８ｂ 空気路
８０ 空気ポンプ
８２ 空気取入口
９２ 空気排出口
９４ 推進器
９６ 駆動装置
９８ 回転力伝達装置
１００ ボールネジ
１０２、１０６ 歯車
１０８ ブレーキデスク
ａ 加圧空気
ｏ 作動油
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舵軸回動エネルギを蓄積することで、小容量の駆動装置で舵軸を駆動可能にしたエネルギ蓄積型舵取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の船舶用舵取装置は、油圧アクチュエータで駆動される油圧式が主流であり、油圧式はラプソンスライド型とロータリーベーン型の２つに分類される。ラプソンスライド型は、特許文献１に開示されているように、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。ロータリーベーン型は、特許文献２に開示されているように、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ている。複数の作動室のひとつに作動油を供給して、ロータを回動させるようにしている。
【０００３】
油圧式は船内への油漏れのリスクがある。そのため、近年、環境への配慮の観点から、作動油を使用しない電動式舵取装置に対するニーズが高まっている。特許文献３には、電動式舵取装置が提案されている。この舵取装置は、舵軸の上部に旋回環を装着し、該旋回環の外輪を大歯車に形成し、この大歯車に２個のピニオンを噛合させ、この２個のピニオンを互いに逆方向に回転する電動モータで、選択的に回転させるように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１０／０５２７７７Ａ１公報
【特許文献２】特開２０１１−７３５２６号公報
【特許文献３】特開２００７−８１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
舵取装置は、４００〜６００ｔ・ｍの大トルクを発生させる必要がある。そのため、電動式舵取装置は大容量の電動モータと大型の減速機を備える必要があり、舵軸上部に大型の構造物を設ける必要がある。従って、コスト面及び設置スペースの面から、現状、実用化が困難な状況にある。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、舵取装置の舵軸駆動装置を小容量化かつ小型化し、舵取装置の省スペース化、省エネ化及び低コスト化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するため、本発明のエネルギ蓄積型舵取装置は、舵軸回動エネルギを発生する動力発生装置と、舵軸回動エネルギを蓄積するエネルギ蓄積装置と、エネルギ蓄積装置に蓄積された舵軸回動エネルギを操舵量に応じて舵軸に伝達する動力伝達装置と、動力伝達装置から舵軸に伝達される舵軸回動エネルギの舵軸に対する旋回方向を切り換えることで、舵軸の旋回方向を切り換える切換装置とを備えているものである。
【０００８】
前記構成において、動力発生装置を稼働させ、動力発生装置で発生させた動力をエネルギ蓄積装置に蓄積しておき、この蓄積された舵軸回動エネルギで舵軸を旋回させる。舵取装置は、１時間に１０数回小舵角で転舵するだけなので、時間平均すると、必要仕事量は少ない。従って、本発明では、小容量で小型の動力発生装置を常時稼働させることで、十分な舵軸回動エネルギを蓄積できる。そのため、動力発生装置を小型化できるので、舵軸駆動装置の省スペース化、省エネ化及び低コスト化を可能にする。
【０００９】
本発明において、動力発生装置が、作動流体を吸入し高圧で吐出するポンプであり、エネルギ蓄積装置が、該ポンプから吐出した作動流体を受け入れ加圧状態で蓄積するアキュムレータであり、動力伝達装置が、舵軸に連結され舵軸を回動する流体圧アクチュエータであり、切換装置が、アキュムレータと流体圧アクチュエータとを結ぶ作動流体給排路の給排方向を切り換える切換弁であるとよい。ポンプを長時間稼働させて作動流体をアキュムレータに蓄積するので、ポンプの容量を大きくする必要はない。そのため、ポンプを小型化でき、舵軸駆動装置の省スペース化、省エネ化及び低コスト化を可能とする。作動流体は潤滑油等の作動油又は空気等の不活性気体を用いることができる。
【００１０】
本発明において、動力発生装置が電動モータであり、エネルギ蓄積装置が、電動モータの出力軸に連結され、電動モータの回転により舵軸回動エネルギを蓄積するバネ装置であり、動力伝達装置が、舵軸の上端に結合された大径歯車と、大径歯車と噛合し、バネ装置に連結され、バネ装置の反力により回転されるピニオンとで構成され、切換装置が、バネ装置とピニオンとを連結又は遮断するクラッチであり、かかる構成の舵軸駆動装置が２組設けられ、一方の舵軸駆動装置で舵軸を正方向へ旋回し、他方の舵軸駆動装置で舵軸を逆方向へ旋回させるように構成されているとよい。
【００１１】
前記構成では、電動モータを回転させ、バネ装置に歪エネルギとして舵軸回動エネルギが蓄積される。バネ装置に蓄積された歪エネルギは、操舵時にバネ装置の反力として放出され、クラッチを介してピニオンを回転させ、ピニオン介して大径歯車を回転させる。電動モータの駆動速度は遅くても、電動モータを常時稼働させることで、バネ装置に十分な量の歪エネルギを蓄積できる。そのため、十分に減速された小型電動モータで舵軸を操舵可能になる。従って、舵軸駆動装置の省スペース化、省エネ化及び低コスト化を達成できる。
【００１２】
本発明の舵取装置は、舵軸の主駆動装置又は補助用の駆動装置として用いることができる。本発明の舵取装置は、設置スペースを大きく取らないので、補助用として用いた場合でも、設置スペースを十分確保できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、動力発生装置で直接舵軸を駆動するのではなく、発生させた舵軸回動エネルギをエネルギ蓄積装置に蓄積しておき、舵軸を操舵する時、蓄積されたエネルギで舵軸を旋回させるので、小容量で小型の動力発生装置で舵軸を操舵可能になる。そのため、舵軸駆動機構の省スペース化、省エネ化及び低コスト化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明装置の第１実施形態に係る油圧式舵取装置の構成図である。
【図２】本発明装置の第２実施形態に係る電動式舵取装置の斜視図である。
【図３】前記第２実施形態の操作手順を示す図表である。
【図４】本発明装置を補助装置として用いた第３実施形態に係る電動式舵取装置の構成図である。
【図５】本発明装置を補助装置として用いた第４実施形態に係る電動式舵取装置の構成図である。
【図６】第４実施形態の変形例に係る電動式舵取装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００１６】
（実施形態１）
本発明装置の第１実施形態に係る油圧式船舶用舵取装置１０Ａを図１に基づいて説明する。舵軸１２は旋回駆動用チラー１４を介して油圧アクチュエータ１６によって旋回される。油圧アクチュエータ１６は、ラム１８と、ラム１８の両端に設けられたシリンダ２０ａ及び２０ｂとからなる。シリンダ２０ａ、２０ｂはラム１８との間に油室２２ａ、２２ｂを形成している。舵軸１２の近傍に油タンク２４が設けられ、油タンク２４と油圧アクチュエータ１６の油室２２ａ、２２ｂとを結ぶ油路２６ａ、２６ｂが配設されている。
【００１７】
油路２６ａには、油タンク２４から作動油ｏを汲み上げ高圧で吐出する油ポンプ２８が設けられている。油ポンプ２８の下流側にはアキュムレータ３０が設けられ、油ポンプ２８から吐出された作動油ｏがアキュムレータ３０の内部に高圧で供給される。作動油ｏが高圧で供給されることで、アキュムレータ３０の内部空気が加圧され、加圧空気ａとなって、作動油ｏの液面上方に加圧空気領域が形成される。アキュムレータ３０の上流側に逆止弁３２が設けられ、作動油ｏが油ポンプ２８側へ逆流するのを防止している。アキュムレータ３０の下流側油路２６ａに圧力センサー３４が設けられ、アキュムレータ３０内の圧力が許容値を超えないように監視している。圧力センサー３４の下流側に、油室２２ａ又は２２ｂに作動油を送る切換弁３６が設けられている。
【００１８】
かかる構成において、油ポンプ２８を稼働し、アキュムレータ３０内に作動油ｏを供給し、アキュムレータ３０に作動油ｏを高圧状態で蓄積する。アキュムレータ３０内の圧力が設定圧力となったら、油ポンプ２８を停止する。舵軸１２を操舵する時、切換弁３６によってアキュムレータ３０に蓄積された作動油ｏを油室２２ａ又は２２ｂに送り、ラム１８を矢印ａ方向又は矢印ｂ方向に移動させ、舵軸１２を矢印ａ方向又は矢印ｂ方向へ旋回させる。例えば、作動油を油室２２ａに送ることで、ラム１８を矢印ｂ方向へ移動させ、舵軸１２を矢印ｂ方向へ旋回させる。同時に、油室２２ｂの作動油は油路２６ｂを介して油タンク２４に戻る。圧力センサー３４の検出値が設定値より低下したら、油ポンプ２８を稼働させてアキュムレータ３０内に作動油ｏを供給し、アキュムレータ３０内の圧力を設定値に戻す。
【００１９】
本実施形態によれば、油ポンプ２８を舵軸１２を直接駆動するために用いるのではなく、作動油をアキュムレータ３０に加圧状態で蓄積するために用いているので、油ポンプ２８の容量を大きくする必要がない。そのため、油ポンプ２８を小型化できる。また、圧力センサー３４でアキュムレータ３０内の圧力を監視し、アキュムレータ３０内の圧力が設定値に達したら、油ポンプ２８を停止させる。これによって、油ポンプ２８を余分に稼働させることがなくなり、省エネが可能になる。これによって、舵軸駆動装置の省スペース化、省エネ化及び低コスト化を達成できる。
【００２０】
（実施形態２）
次に、本発明装置の第２実施形態に係る電動式舵取装置１０Ｂを図２及び図３により説明する。図２において、舵軸１２の上端に大径歯車３８が一体に装着され、大径歯車３８の両側に舵軸駆動装置４０Ａ及び４０Ｂが設けられている。舵軸駆動装置４０Ａ及び４０Ｂはほぼ同一の構成を有し、まず、舵軸駆動装置４０Ａを例に取ってその構成を説明する。上端に電動モータ４２ａが設けられ、電動モータ４２ａの出力軸４４ａは右回転し、つるまきバネ４６ａの中心側に位置した端部に接続されている。つるまきバネ４６ａの外周側に位置する他端４８ａは、つるまきバネ４６ａの下方に設けられた円盤５０ａに接続されている。
【００２１】
円盤５０ａの下面中心部には軸５２ａが固着され、軸５２ａはクラッチ５４ａに接続されている。軸５２ａとクラッチ５４ａの下部に接続された軸５６ａとは、クラッチ５４ａによって連結し又は連結状態が解除される。軸５６ａはピニオン６０ａに結合しており、ピニオン６０ａは大径歯車３８と噛合している。円盤５０ａの外側に、舵軸１２を旋回させない時円盤５０ａの回転を停止させるブレーキ６０ａが設けられている。
【００２２】
電動モータ４２ａは、矢印方向に右回転し、つるまきバネ４６ａの中心側端部を巻いていく。これによって、つるまきバネ４６ａにつるまきバネ４６ａの反力としての舵軸回動エネルギが蓄積されていく。舵軸回動エネルギを設定量蓄積したら、電動モータ４２ａを停止させる。操舵が必要な時、ブレーキ６０ａを解除すると共に、クラッチ５４ａによって軸５２ａと軸５６ａとを接続する。これによって、円盤５０ａがつるまきバネ４６ａの反力によって左方向に回転し、円盤５０ａの回転は、クラッチ５４ａを介してピニオン５８ａに伝達され、ピニオン５８ａを左方向へ回転させる。ピニオン５８ａが左方向（矢印ｃ方向）へ回転することで、大径歯車３８を右方向へ回転させる。
【００２３】
舵軸駆動装置４０Ｂも舵軸駆動装置４０Ａと同様な構成を有する。電動モータ４２ｂの出力軸４４ｂはつるまきバネ４６ｂの中心側端部に接続されている。電動モータ４２ｂは矢印方向へ左回転し、つるまきバネ４６ｂに舵軸回動エネルギを蓄積させる。つるまきバネ４６ｂの外周側端部が円盤５０ｂに接続されている。操舵が必要な時、円盤５０ｂに対するブレーキ６０ｂのブレーキ力を解除すると共に、クラッチ５４ｂによって軸５２ｂと軸５６ｂとを接続する。これによって、円盤５０ｂがつるまきバネ４６ｂの反力によって右方向に回転し、円盤５０ｂの回転は、クラッチ５４ｂを介してピニオン５８ｂに伝達され、ピニオン５８ｂを右方向（矢印ｄ方向）へ回転させる。ピニオン５８ｂが右方向へ回転することで、大径歯車３８を左方向へ回転させる。
【００２４】
このように、本実施形態では、舵軸駆動装置４０Ａによって舵軸１２を右回転させ、舵軸駆動装置４０Ｂによって舵軸１２を左回転させるように、役割を分担している。
【００２５】
図３に、操作手順を示している。舵軸１２を右回転させる時、円盤５０ａに対するブレーキ６０ａのブレーキ力を開放し、かつクラッチ５４ａを接続する。逆に、円盤５０ｂに対するブレーキ６０ｂのブレーキ力を保持し、かつクラッチ５４ｂを開放（非接続）する。舵軸１２を左回転させる時、ブレーキ６０ａの円盤５０ａに対するブレーキ力を保持し、かつクラッチ５４ａを開放（非接続）する。逆に、ブレーキ６０ｂを開放し、クラッチ５４ｂを接続する。舵軸１２を操舵せずに固定する時、ブレーキ６０ａ及び６０ｂの円盤５０ａ及び５０ｂに対するブレーキ力を保持し、かつクラッチ５４ａ及び５４ｂを接続状態とする。
【００２６】
舵軸１２の操舵は、１時間に１０数回であり、かつ小舵角で転舵するだけであるので、時間平均すると、電動モータ４２ａ、４２ｂの必要仕事量は小さい。また、電動モータ４２ａ、４２ｂで直接舵軸１２を駆動するわけではないので、電動モータ４２ａ、４２ｂは大容量を必要としない。本実施形態によれば、電動モータ４２ａ、４２ｂを常時稼働させることで、つるまきバネ４６ａ、４６ｂに十分舵軸回動エネルギを蓄積できるので、電動モータ４２ａ、４２ｂの容量を小さくできる。そのため、電動モータ４２ａ、４２ｂを小型化でき、従って、舵軸駆動装置の省スペース化、省エネ化及び低コスト化を達成できる。また、電動モータ４２ａ、４２ｂの回転速度は遅くてもよいので、十分に減速された小型電動モータでも用いることができる。
【００２７】
なお、本実施形態において、電動モータ４２ａ、４２ｂとつるまきバネ４６ａ、４６ｂとの間、円盤５０ａ、５０ｂとクラッチ５４ａ、５４ｂとの間、クラッチ５４ａ、５４ｂとピニオン５８ａ、５８ｂとの間のいずれかに、減速機を追設するようにしてもよい。
【００２８】
（実施形態３）
次に、本発明装置を補助装置として用いた第３実施形態に係る電動式舵取装置１０Ｃを図４により説明する。電動式舵取装置１０Ｃは、舵軸１２の上端に旋回駆動用チラー１４が舵軸１２と一体に設けられ、チラー１４の下方に大径歯車３８が舵軸１２と一体に設けられている。大径歯車３８の両側に、大径歯車３８と噛合するピニオン６２ａ及び６２ｂが設けられている。ピニオン６２ａ、６２ｂは、これらピニオンの下方に配置された電動モータ６４ａ、６４ｂの出力軸と接続され、該電動モータによって回転される。ピニオン６４ａとピニオン６４ｂとは、互いに逆方向に回転し、一方のピニオンで大径歯車３８を右回転させ、他方のピニオンで大径歯車３８を左回転させる役割分担となっている。
【００２９】
大径歯車３８には、舵軸１２の操舵を停止させる時、大径歯車３８の動きを止める空気駆動ブレーキ６６が設けられている。大径歯車３８、ピニオン６２ａ、６２ｂ及び電動モータ６４ａ、６４ｂ等で、舵軸１２を駆動する主駆動装置を構成している。また、舵軸１２を補助的に駆動する装置として、補助駆動装置７０が設けられている。以下、補助駆動装置７０の構成を説明する。空気シリンダ７２のピストン７４は、連結棒７６を介してチラー１４に連結され、ピストン７４の往復動によってチラー１４を左右両方向へ旋回可能になっている。
【００３０】
空気シリンダ７２の左右空気室には、空気路７８ａ及び７８ｂが接続されている。空気路７８ａの入口空気ポンプ８０が設けられ、空気ポンプ８０は、空気取入口８２から空気を取入れ、加圧空気を空気路７８ａに吐出する。アキュムレータ８４は、加圧空気ａを取入れ蓄圧する。アキュムレータ近傍の空気路７８ａに設けられた圧力センサー８６でアキュムレータ８４の圧力を監視し、それが設定値となったら、空気ポンプ８０を停止する。空気ポンプ８０とアキュムレータ８４との間に逆止弁８８を設けており、逆止弁８８によって加圧空気が空気ポンプ８０に逆流するのを防止している。
【００３１】
空気路７８ａ、７８ｂには切換弁９０が設けられ、切換弁９０によって空気路７８ａから供給される加圧空気ａを空気シリンダ７２の左右空気室のどちらかに切り換え供給する。加圧空気ａの供給と共に、空気シリンダ７２の左右空気室のどちらかから排出された空気は、空気路７８ｂを通り、空気排出口９２から外部へ排出される。空気ポンプ８０の駆動装置は、船舶の推進器９４の駆動装置９６と回転力伝達装置９８を介して接続されている。これによって、空気ポンプ８０には推進器９４の回転が伝達され、その回転を利用して駆動される。また、空気駆動ブレーキ６６も、推進器９４の回転を利用して空気を蓄圧し、蓄圧した加圧空気でブレーキ力を発揮させることができる。
【００３２】
かかる構成において、通常の舵軸１２の操舵は、大径歯車３８及びピニオン６２ａ、６２ｂ、電動モータ６４ａ、６４ｂ等で構成される主駆動装置を用いる。補助駆動装置７０は、主駆動装置を構成する電動モータ６４ａ、６４ｂの出力時又は舵軸停止時のブレーキ力を補助するために用いられる。即ち、操舵開始時に主駆動装置の負荷トルクを補助し、あるいは操舵角固定時に舵軸１２に作用するブレーキ力を補助するためなどに稼働される。これによって、電動モータ６４ａ、６４ｂの必要トルクを軽減できるため、電動モータ６４ａ、６４ｂの小容量化及び小型化が可能になる。
【００３３】
なお、本実施形態において、大径歯車３８とブレーキデスクを兼用するようにしてもよい。これによって、設備費を軽減できる。
【００３４】
（実施形態４）
次に、本発明装置を補助装置として用いた第４実施形態に係る電動式舵取装置１０Ｄを図５により説明する。電動式舵取装置１０Ｄは、ボールネジ１００が設けられ、ボールネジ１００は、チラー１４に設けられたナット（図示省略）と噛合し、回転してチラー１４を左右に旋回可能にしている。ボールネジ１００の先端に歯車１０２が取り付けられ、歯車１０２は電動モータ１０４の出力軸１０４ａに取り付けられた歯車１０６と噛合している。電動モータ１０４が稼働すると、歯車１０６及び１０２を介してボールネジ１００を回動させる。ボールネジ１００の回転によりチラー１４を右回転又は左回転する。電動モータ１０４は双方向回転の電動モータを用いる。前記構成の舵軸駆動機構を主駆動装置として用いている。
【００３５】
舵軸１２には、舵軸１２の旋回を停止させるためのブレーキ装置として、ブレーキデスク１０８と、空気駆動ブレーキ６６とが設けられている。また、前記主駆動装置のほかに、補助駆動装置７０が設けられている。補助駆動装置７０は前記第３実施形態で用いられた補助駆動装置７０と同一構成を有している。空気シリンダ７２のピストン７４は連結棒７６を介してチラー１４に接続されている。第３実施形態と同等に、補助駆動装置７０は、主駆動装置の出力時又は舵軸停止時のブレーキ力を補助するために用いられる。
【００３６】
即ち、操舵開始時の電動モータ１０４の負荷トルクを補助し、あるいは操舵角固定時のブレーキ力を補助するためなどに稼働される。これによって、電動モータ１０４の必要トルクを軽減できるため、電動モータ１０４の小容量化及び小型化が可能になる。
【００３７】
次に、前記第４実施形態の変形例を図６により説明する。この電動式舵取装置１０Ｄ´は、第４実施形態の構成と比べて、ブレーキデスク１０８と空気駆動ブレーキ６６とからなるブレーキ装置の代わりに、パッド方式の空気駆動ブレーキ１１０を設けている。空気駆動ブレーキ１１０は、推進器の回転を利用して空気を蓄圧し、蓄圧した加圧空気でブレーキ力を発揮させることができる。その他の構成は第４実施形態と同一である。本変形例の作用効果は第４実施形態と同一である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、舵取装置の舵軸駆動装置を小容量化かつ小型化でき、舵軸駆動装置を省スペース化、省エネ化及び低コスト化できる。
【符号の説明】
【００３９】
１０Ａ 油圧式舵取装置
１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｄ´ 電動式舵取装置
１２ 舵軸
１４ チラー
１６ 油圧アクチュエータ
１８ ラム
２０ａ、２０ｂ シリンダ
２２ａ、２２ｂ 油室
２４ 油タンク
２６ａ、２６ｂ 油路
２８ 油ポンプ
３０、８４ アキュムレータ
３２、８８ 逆止弁
３４、８６ 圧力センサー
３６、９０ 切換弁
３８ 大径歯車
４０Ａ、４０Ｂ 舵軸駆動装置
４２ａ、４２ｂ、６４ａ、６４ｂ、１０４ 電動モータ
４４ａ、４４ｂ、１０４ａ 出力軸
４６ａ、４６ｂ つるまきバネ
４８ａ、４８ｂ 他端
５０ａ、５０ｂ 円盤
５２ａ、５２ｂ、５６ａ、５６ｂ 軸
５４ａ、５４ｂ クラッチ
５８ａ、５８ｂ、６４ａ、６４ｂ ピニオン
６０ａ、６０ｂ ブレーキ
６６，１１０ 空気駆動ブレーキ
７０ 補助駆動装置
７２ 空気シリンダ
７４ ピストン
７６ 連結棒
７８ａ、７８ｂ 空気路
８０ 空気ポンプ
８２ 空気取入口
９２ 空気排出口
９４ 推進器
９６ 駆動装置
９８ 回転力伝達装置
１００ ボールネジ
１０２、１０６ 歯車
１０８ ブレーキデスク
ａ 加圧空気
ｏ 作動油
【特許請求の範囲】
【請求項１】
舵軸回動エネルギを発生する動力発生装置と、
該舵軸回動エネルギを蓄積するエネルギ蓄積装置と、
該エネルギ蓄積装置に蓄積された舵軸回動エネルギを操舵量に応じて舵軸に伝達する動力伝達装置と、
該動力伝達装置から舵軸に伝達される舵軸回動エネルギの舵軸に対する旋回方向を切り換え、舵軸の旋回方向を切り換える切換装置とを備えていることを特徴とするエネルギ蓄積型舵取装置。
【請求項２】
前記動力発生装置が、作動流体を吸入し高圧で吐出するポンプであり、
前記エネルギ蓄積装置が、前記ポンプから吐出した作動流体を受け入れ加圧状態で蓄積するアキュムレータであり、
前記動力伝達装置が、舵軸に連結され舵軸を回動する流体圧アクチュエータであり、
前記切換装置が、前記アキュムレータと前記流体圧アクチュエータとを結ぶ作動流体給排路の給排方向を切り換える切換弁であることを特徴とする請求項１に記載のエネルギ蓄積型舵取装置。
【請求項３】
前記作動流体が作動油又は不活性気体であることを特徴とする請求項２に記載のエネルギ蓄積型舵取装置。
【請求項４】
前記動力発生装置が電動モータであり、
前記エネルギ蓄積装置が、前記電動モータの出力軸に連結され、該電動モータの回転により舵軸回動エネルギを蓄積するバネ装置であり、
前記動力伝達装置が、舵軸の上端に結合された大径歯車と、該大径歯車と噛合し、前記バネ装置に連結され、バネ装置の反力により回転されるピニオンとで構成され、
前記切換装置が、前記バネ装置と前記ピニオンとを連結又は遮断するクラッチであり、
前記構成の舵軸駆動装置が２組設けられ、一方の舵軸駆動装置で舵軸を正方向へ旋回し、他方の舵軸駆動装置で舵軸を逆方向へ旋回させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギ蓄積型舵取装置。
【請求項５】
前記エネルギ蓄積型舵取装置が舵軸を駆動するための補助動力装置として設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載のエネルギ蓄積型舵取装置。
【請求項１】
舵軸回動エネルギを発生する動力発生装置と、
該舵軸回動エネルギを蓄積するエネルギ蓄積装置と、
該エネルギ蓄積装置に蓄積された舵軸回動エネルギを操舵量に応じて舵軸に伝達する動力伝達装置と、
該動力伝達装置から舵軸に伝達される舵軸回動エネルギの舵軸に対する旋回方向を切り換え、舵軸の旋回方向を切り換える切換装置とを備えていることを特徴とするエネルギ蓄積型舵取装置。
【請求項２】
前記動力発生装置が、作動流体を吸入し高圧で吐出するポンプであり、
前記エネルギ蓄積装置が、前記ポンプから吐出した作動流体を受け入れ加圧状態で蓄積するアキュムレータであり、
前記動力伝達装置が、舵軸に連結され舵軸を回動する流体圧アクチュエータであり、
前記切換装置が、前記アキュムレータと前記流体圧アクチュエータとを結ぶ作動流体給排路の給排方向を切り換える切換弁であることを特徴とする請求項１に記載のエネルギ蓄積型舵取装置。
【請求項３】
前記作動流体が作動油又は不活性気体であることを特徴とする請求項２に記載のエネルギ蓄積型舵取装置。
【請求項４】
前記動力発生装置が電動モータであり、
前記エネルギ蓄積装置が、前記電動モータの出力軸に連結され、該電動モータの回転により舵軸回動エネルギを蓄積するバネ装置であり、
前記動力伝達装置が、舵軸の上端に結合された大径歯車と、該大径歯車と噛合し、前記バネ装置に連結され、バネ装置の反力により回転されるピニオンとで構成され、
前記切換装置が、前記バネ装置と前記ピニオンとを連結又は遮断するクラッチであり、
前記構成の舵軸駆動装置が２組設けられ、一方の舵軸駆動装置で舵軸を正方向へ旋回し、他方の舵軸駆動装置で舵軸を逆方向へ旋回させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギ蓄積型舵取装置。
【請求項５】
前記エネルギ蓄積型舵取装置が舵軸を駆動するための補助動力装置として設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載のエネルギ蓄積型舵取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１２０９０（Ｐ２０１３−１１２０９０Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８４７０（Ｐ２０１１−２５８４７０）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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