JPH0314680B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、作業船などの推進用に用いられる水
平面全周旋回式スラスタの操縦装置に関する。

（従来技術） 作業船に旋回式スラスタが装備されるようにな
つて操船性能が著しく改良されたが、従来の旋回
式スラスタの操縦装置に、第９図のように操作盤
にスラスタ100a・100bの舵角を操作する旋回操
作レバー１０１と左右のスラスタ駆動用エンジン
１０２ａ・１０２ｂの回転数制御レバーを各々操
作するための１対の出力操作レバー１０３ａ・１
０３ｂが設けられていた。

上記旋回操作レバー１０１は中立位置で直立す
る縦横自在傾倒式のいわゆる２次元傾倒式レバー
であり、操船上の要求に応じてこの旋回操作レバ
ー１０１で１対のスラスタ１００ａ・１００ｂの
舵角換言すれば旋回角、或いはスラスト方向の組
合せを調節して船の進行・旋回方向を決める一
方、各出力操作レバー１０３ａ・１０３ｂで各エ
ンジンの出力を調節するようになつていた。一
方、実公昭60−2080号公報には、１本の操作レバ
ーによりスラスタの旋回とスラスタの出力を制御
するようにした次のような船舶の操縦装置が記載
されている。

即ち、１本の操作レバーの傾倒角を直交状の２
本の軸の回動角に交換して、この回動角を２本の
軸に設けた発進器と位相判別器により旋回信号に
変換して旋回制御装置に送り、左右の両スラスタ
の旋回方向を制御するとともに、上記操作レバー
の押し引き操作により、その押し引き量を速度制
御およびクラツチ嵌脱制御発進器により速度制御
指令信号に変換してスラスタ駆動用エンジンの速
度調整器に送り、スラスタ出力を制御するように
構成されている。

しかも、上記出力制御においては、操作レバー
を最上限付近から所定途中部まで押し下げる操作
領域では最低速度になるようにエンジン出力が制
御され、この所定途中部から最下限まで押し下げ
る操作領域では、その押し下げ量に応じて最低速
度から全速に亙つてエンジン出力が増加するよう
に制御される。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、旋回操作レバーと２本の出力操
作レバーとを独立に設ける場合には、右手で旋回
操作レバーをまた左手で出力操作レバーを操作し
なければならないからこれだけで一人の操縦員が
かかりきることになる。よつて旋回式スラスタ以
外の各種装置、例えばウインチ、クレーン、消防
ポンプなどの装置を操作するためにはもう１人の
操縦員が必要となるだけでなく、旋回式スラスタ
の操作盤自体も旋回操作レバーと２本の出力操作
レバーを収容する必要から大形化し、その分だけ
操縦室の有効スペースも狭くなるなどの欠点があ
つた。上記公報の操縦装置では、操作レバーを中
立位置から境界円形枠までの間の中間領域に傾倒
させたときには、ほとんどの場合、両スラスタ操
作レバーの傾倒角と傾倒方向に応じた互いに平行
ではない位置関係になる。

このとき、操作レバーを所定途中部を越えて最
下限に向けて押し下げてゆくと、エンジン出力は
次第に増大していくので、左右のスラスタ推力の
互いに打消し合う成分によつて推進効率が低下す
るという問題がある。

加えて、操作レバーの傾倒と押し引きという
各々独立したレバー操作を同時並行的に行つてス
ラスタの旋回と出力を制御しなければならないの
で操作レバーの操作が煩雑になる。

本発明の目的は、１本の操作レバーの傾倒操作
のみで１対のスラスタ旋回方向及び出力を操作で
き且つ推進効率の低下を防止し得るような旋回式
スラスタの操縦装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の旋回式スラスタの操縦装置は、船体に
左右対称に並設された少なくとも１対の旋回式ス
ラスタを操縦する操縦装置であつて、中立位置で
直立する２次元傾倒式操作レバーと、この操作レ
バーの船体に対する縦方向傾倒角と横方向傾倒角
とを各々検出して各スラスタ旋回制御装置へ出力
する縦方向傾倒角検出器及び横方向傾倒角検出器
とを備え、上記操作レバーが中立位置にあるとき
には両スラスタが横方向向きで且つ互いに反対向
きに向き、操作レバーを縦方向及び横方向へ傾倒
させると両スラスタが反対方向及び同方向へ旋回
し、また操作レバーを船首方向と船尾方向及び左
舷方向と右舷方向へ操作する際には中立位置を境
にして旋回方向が逆転するように構成し、上記操
作レバーによつて各スラスタ駆動用エンジンの制
御装置を介してスラスタの出力を調節可能に構成
した旋回式スラスタの操縦装置において、上記縦
方向傾倒角検出器と横方向傾倒角検出器からの検
出信号を各スラスタ駆動用エンジンの制御装置へ
出力し、操作レバーを中立位置から縦方向に船首
側及び船尾側へ傾倒させて両スラスタが縦方向に
向きその推力が各々前進及び後退となる点と、操
作レバーを中立位置から横方向に左舷側及び右舷
側へ傾倒させて両スラスタが縦方向に向きその一
方の推力が前進で他方の推力が後退となる点と、
操作レバーを中立位置から縦方向と横方向との中
間斜めの４方向へ傾倒させて両スラスタが共に横
方向に同じ向きとなる点との合計８点を連ねて得
られる境界線を、操作レバーが装着される操作盤
の盤面に印し、両スラスタ推力の打消し合う成分
が比較的大きい中立位置から上記境界線までの領
域では、操作レバーの傾倒角に応じてスラスタの
旋回角が制御されるとともに上記エンジンの出力
が略アイドル出力となるように制御され、また両
スラスタ推力の打ち消し合う成分が比較的小さく
なる上記境界線よりも外側の領域では、スラスタ
の旋回角が変動せずに保持されるとともに、操作
レバーの上記境界線付近から外側への傾倒角の増
加に応じて上記エンジンの出力が増大するように
制御されるように構成したものである。

（作用） 本発明は、以上のように構成されるから、操作
レバーを傾倒させた方向と傾倒角とに応じた検出
信号がスラスタの旋回制御装置へ出力され、これ
により左右一対のスラスタの固々の方向が任意の
組合せで調節されることになる。

そして、操作レバーの傾射角の検出信号がスラ
スタ駆動用エンジンの制御装置へも出力され、操
作レバーの中立位置からの傾倒角との関係におい
てスラスタ駆動用エンジンの出力が調節されるこ
とになる。

このように、一本の操作レバーを介してスラス
タの舵角、舵力及び推力が操作される。

即ち、左右舷の旋回式スラスタの個々のスラス
ト（推力）の大きさはそのスラスタを駆動するエ
ンジンの出力で決り、このスラストの向きは旋回
角で決り、両舷の旋回式スラスタの各々のスラス
トの大きさと向きのベクトル和が船体に装着され
たスラスタ装置のスラスタ出力及び出力の向き
（舵角）となる。この場合、操作レバーの操作領
域内に境界線を印し、操作レバーの中立位置から
境界線までの領域では、両スラスタ推力の打消し
合う成分が比較的大きくなるので、左右のスラス
タ駆動用エンジンの出力を略アイドル状態に保持
するとともに、上記境界線よりも外側の領域では
両スラスタが同方向又は反対方向になつて両スラ
スタ推力の打消し合う成分が比較的小さくなるの
で、両スラスタの旋回角を保持したまま操作レバ
ーの境界線付近から外側への傾倒角の増加に応じ
てエンジンの出力が増大するようになつている。

従つて、両スラスタの推力の相殺を極力防止し
て推進効率の低下を招くような操縦を防ぐことが
出来る。

加えて、操作レバーの傾倒操作のみで１対のス
ラスタの旋回方向及び出力を操作し得るので操作
性に優れる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図に示すように、船体１の船尾部下側に左
右対称に１対の旋回式スラスタ２ａ，２ｂが装備
され、旋回装置３ａ，３ｂにより360゜全方向に旋
回可能になつていて、左右の第１・第２スラスタ
２ａ，２ｂの各プロペラは各々第１エンジン４
ａ・第２エンジン４ｂで駆動される。ここで、符
号３Ａと３Ｂは各々第１・第２旋回制御装置であ
り、符号４Ａと４Ｂは各々第１・第２エンジン４
ａ・４ｂの回転数と出力を制御する第１・第２エ
ンジン制御装置である。

船体１上の操縦室には旋回式スラスタ２ａ・２
ｂを操縦するための操作盤５が設けられ、この操
作盤５にはスラスタ２ａ，２ｂの旋回角度と旋回
方向及びエンジンの出力を操作する１本の操作レ
バー６が第６図に示すようにジンバル６ａを介し
て設けられている。

この操作レバー６は中立位置で直立するような
２次元傾倒式操作レバーであつて、この操作レバ
ー６のジンバル６ａの２軸は直交してそれぞれ船
体１に対する縦方向（船体長手方向と平行）成分
及び横方向成分の傾倒角を各々検出する縦方向傾
倒角検出器７ａ（以下、縦傾検出器という）及び
横方向傾倒角検出器７ｂ（以下、横傾検出器とい
う）が連係作動するように組込まれ、この縦傾検
出器７ａと横傾検出器７ｂからの検出信号が各旋
回制御装置３Ａ，３Ｂ及び各エンジン制御装置４
Ａ，４Ｂへ出力されるようになつている。

以上説明したことをブロツク図で示すと、第２
図のようになる。

次に、上記操作盤５と操作レバー６について、
第１図と第５図により詳しく説明する。

第１図に示すように操作盤５の盤面中央の操作
レバー６のジルバル６ａの軸心を中心として旋回
限界境界線Ｌとしての正方形ABCDEFGHが印
してあり、AEは船体１の縦方向に平行でCGは船
体１の横方向に平行であり、これらAE、CG及び
対角線BFとDHの共通の交点が中立位置を示す
Ｏ点である。

ここで、Ｏ点を原点、EAをＹ軸またGCをＸ軸
であると想定し、Ｏ点からＡ点への方向及びＯ点
からＣ点への方向をそれぞれプラス方向、Ｏ点か
らＥ点への方向及びＯ点からＧ点への方向をそれ
ぞれマイナス方向とするとたとえばＢ点は（２，
２）となり、以下同様に、各点の座標はＯ（０，
０）、Ａ（０，２）、Ｂ（２，２）、Ｃ（２，０）、Ｄ
（２，−２）、Ｅ（０，−２）、Ｆ（−２，−２）、Ｇ
（−
２，０）Ｈ（−２，２）となる。

上記操作レバー６を中立位置Ｏ点から各方向へ
傾倒させて行く場合において、操作レバー６の上
端を上記各点の真上又はＯ点から各点へ至る中間
位置の各点の真上へ移動させた場合におけるスラ
スタ２ａ，２ｂの方向と向きとが上記座標と共に
第５図〜〓〓に図示してあり、符号１は船体、符
号８は操作盤５に印された旋回限界境界線Ｌと放
射状線とからなるマーク、符号２ａ，２ｂはスラ
スタであり、操作レバー６の位置を黒丸で印して
ある。

つまり、操作レバー６を第５図の各々の位置へ
操作したときには、縦傾検出器７ａと横傾検出器
７ｂとからの検出信号により各旋回制御装置３
Ａ，３Ｂを介してスラスタ２ａ，２ｂが図示の各
方向と向きになるように旋回制御されるようにな
つている。

上記第５図からも明らかなように、操作レバー
６を中立位置Ｏ点にしたときには両スラスタ２
ａ，２ｂが横方向外向きに向き且つ互いに反対向
きになつて推進を打ち消し、操作レバー６を縦方
向（Ａ方向又はＥ方向）へ傾倒させるとそれに比
例して両スラスタ２ａ，２ｂが相反対回転方向に
互いに同角度旋回し、操作レバー６を横方向（Ｃ
方向又はＧ方向）へ旋回させるとそれに比例して
両スラスタ２ａ，２ｂが相同回転方向に互いに同
角度旋回する。

また、中立位置Ｏ点からＡ点へ操作するときの
旋回方向と中立位置Ｏ点からＥ点へ操作するとき
の旋回方向とは互いに逆になつており、また中立
位置Ｏ点から左舷側のＧ点へ操作するときの旋回
方向と中立位置Ｏ点から右舷側のＣ点へ操作する
ときの旋回方向とは互いに逆になつている。

更に、操作レバー６をＡ点の方向へ操作しＡ点
に達したときには、両スラスタ２ａ，２ｂが共に
完全に縦方向に向き且つ両者の推力が前進推力と
なり、操作レバー６をＥ点の方向へ操作しＥ点に
達したときには、両スラスタ２ａ，２ｂが共に完
全に縦方向に向き且つ両者の推力が後進推力とな
り、また操作レバー６をＣ点又はＧ点の方向へ操
作し、Ｃ点又はＧ点に達したときには両スラスタ
２ａ，２ｂがそれぞれ共に完全に縦方向に向き、
その一方の推力が前進推力で他方の推力が後進推
力となる。

更に、操作レバー６をＢ点又はＦ点へ操作した
ときには両スラスタ２ａ，２ｂが共に完全に横方
向に向き両者の推力が左進推力となり、また操作
レバー６をＤ点又はＨ点へ操作したときには両者
スラスタ２ａ，２ｂが共に横方向に向き両者のス
ラスタが右進推力となる。

そして、上記正方形ABCDEFGHで画される
旋回限界境界線Ｌ内の任意の点へ操作レバー６を
操作し得るから、必要な全ての旋回操作が実現さ
れる。

そのうち、特に旋回限界境界線Ｌ上の、
ABDEFH上にあるときは両スラスタ２ａ，２ｂ
は互いに平行で同方向に向いており、両方の推力
が打消し合う成分がなく、推進上の効率が最も高
い点となる。

ところで、この操縦装置においては、１本の操
作レバー６でスラスタ２ａ，２ｂの旋回角（舵
角）及び旋回方向とスラスタ出力とを調節操作す
る関係上、前記操作盤５の盤面には正方形
ABCDEFGHの各点に対応する更に拡大した正
方形A′B′C′D′E′F′G′H′がスラスタ２ａ，２ｂの
出力限界境界線Ｍとして印してあり、スラスタ出
力は次のように調節操作される。

先ず、操作レバー６が旋回限界境界線Ｌ内にあ
るときには両エンジン４ａ，４ｂの出力はアイド
ル出力となるように制御され、操作レバー６を旋
回限界境界線Ｌを越えて出力限界境界線Ｍに接近
させるにつれてエンジン出力がアイドル出力から
100％出力まで増大するように制御される。

第３図は縦方向を例にして上記のことを図示し
てある。

スラスタ出力は両スラスタ推力のベクトル和で
あるから、両推力方向が平行でないときにはすな
わち、操作レバー６がＡ点へ到達するまでは常に
両スラスタ２ａ，２ｂの推力の余弦成分のみが前
進に有効活用され、推力の正弦成分は互いに打消
し合つて無駄になつていることから、操作レバー
６がＡ点に達し両スラスタ２ａ，２ｂが共に縦方
向に揃うまではエンジン出力をアイドル出力に止
めるものとする。

このことは、操作レバー６の他の操作方向につ
いても事情は同じである。

つまり、操作レバー６を中立位置のＯ点からＡ
点へ操作するときには、両スラスタ２ａ，２ｂの
推力方向が傾倒角に従つて既述の如く変化するの
みであるがエンジン出力はアイドル状態に保た
れ、操作レバー６をＡ点からA′点へ操作すると
きには両スラスタ２ａ，２ｂは旋回せずにＡ点の
状態を保持し、操作レバー６の点Ａからの傾倒角
に応じてエンジン出力がアイドル状態から100％
出力（最大出力）へ増加するようになつている。

尚、Ｏ点からＡ点、A′点へ向う方向以外の方
向についても上記と同様である。但し、上記にお
いて、操作レバー６がＡ点近傍（つまり旋回限界
境界線Ｌの近傍）に操作された時点では推力の正
弦成分は数％程度に小さくなることから、この時
点から即ち、境界線Ｌに達する手前からエンジン
出力が増加するようにすることもできる。これを
図示したのが第４図である。

即ち、境界線Ｌ内ではスラスタ２ａ，２ｂの旋
回角の操作がなされ、境界線Ｌの内側付近からエ
ンジン出力が増大し、境界線Ｍに達すると100％
フル出力となる。

次に、前記縦傾検出器７ａと横傾検出器７ｂ
は、例えば第６図に示したような縦方向ポテンシ
ヨメータと横方向ポテンシヨメータとで構成する
ことが出来る また、縦傾検出器７ａと横傾検出器７ｂは、第
７図のような１対のポテンシヨメータで構成して
もよい。

即ち、第１半円状抵抗体１３を回動自在に枢支
し、これに直交する第２半円状抵抗体１４を固定
し、第１半円状抵抗体１３と第２半円状抵抗体１
４とを摺接させ、操作レバー６の下部６ｂの下端
を第１半円状抵抗体１３に摺接させ、Ｖ端子とＷ
端子間の抵抗より縦方向傾斜角を検出し、この抵
抗及びＸ端子とＹ端子間の抵抗より横方向傾斜角
を検出するものである。

そして、第７図の検出器を用いる場合には、第
８図に示すような円形の旋回限界境界線Ｌと出力
限界境界線Ｍとを操作盤５の盤面にマークするの
が望ましい。

尚、上記実施例においては、スラスタ２ａ，２
ｂの推進器が固定ピツチプロペラとの前提で説明
したけれども、可変ピツチプロペラを有する旋回
式スラスタの場合には縦傾検出器７ａと横傾検出
器７ｂからの検出信号をプロペラピツチ制御装置
へ出力することにより操作レバー６でプロペラピ
ツチをも調節操作し得るようにも構成できる。

尚、上記実施例では操作レバー６で１対の旋回
式スラスタ２ａ，２ｂを操縦するようにしたけれ
ども、同様の技術思想により操作レバー６で複数
対の旋回式スラスタを操縦するように構成するこ
とが出来る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の操作装置によれ
ば、１本の操作レバーの傾倒操作のみで左右のス
ラスタの方向と向き及びスラスタ出力を操作する
ことが出来るので、従来の操縦装置のように操作
レバーの傾倒操作と押し引き操作を同時並行的に
行なう煩雑さが解消し、旋回式スラスタの操縦が
非常に簡単化し、且つ操縦の習熟も容易になる。

加えて、両スラスタの旋回角に応じて両スラス
タ推力の相殺成分の多い状態のときにはエンジン
を略アイドル出力状態に保持し、また相殺成分の
少ない状態のときには操作レバーの境界線付近か
ら外側への傾倒角の増加に応じてエンジン出力が
増大するようになつているので、両スラスタ推力
を無駄に相殺させるような操縦を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面のうち第１図〜第８図は本発明の実施例を
示すもので、第１図は旋回式スラスタの操縦装置
とその関連機器の全体構成図、第２図は同ブロツ
ク図、第３図と第４図は舵角とスラスタ出力の制
御特性を示す線図、第５図〜〓〓は操作レバーを
各位置へ操作した場合におけるスラスタの方向と
向きを示す説明図、第６図は縦方向傾倒角検出器
と横方向傾倒角検出器としてのポテンシヨメータ
の斜視図、第７図は縦方向傾倒角検出器と横方向
傾倒角検出器としてのポテンシヨメータの変形例
の概略斜視図、第８図は変形例の操作盤の平面
図、第９図は従来装置の第１図相当図である。 ２ａ，２ｂ……旋回式スラスタ、２Ａ，２Ｂ…
…第１・第２旋回制御装置、４Ａ，４Ｂ……第
１・第２エンジン制御装置、５……操作盤、６…
…操作レバー、６ａ……ボールジヨイント部、６
ｂ……脚部、６ｃ……操作部、７ａ……縦方向傾
倒角検出器、７ｂ……横方向傾倒角検出器、Ｌ…
…旋回限界境界線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 船体に左右対称に並設された少なくとも１対
   の旋回式スラスタを操縦する操縦装置であつて、
   中立位置で直立する２次元傾倒式操作レバーと、
   操作レバーの船体に対する縦方向傾倒角と横方向
   傾倒角とを各々検出して各スラスタ旋回制御装置
   へ出力する縦方向傾倒角検出器及び横方向傾倒角
   検出器とを備え、上記操作レバーが中立位置にあ
   るときには両スラスタが横方向向きで且つ互い反
   対向きに向き、操作レバーを縦方向及び横方向へ
   傾倒させると各々両スラスタが反対方向及び同方
   向へ旋回し、また操作レバーを船首方向と船尾方
   向及び左舷方向と右舷方向へ操作する際には中立
   位置を境にして旋回方向が逆転するように構成
   し、 上記操作レバーによつて各スラスタ駆動用エン
   ジンの制御装置を介してスラスタの出力を調節可
   能に構成した旋回式スラスタの操縦装置におい
   て、 上記縦方向傾倒角検出器と横方向傾倒角検出器
   からの検出信号を各スラスタ駆動用エンジンの制
   御装置へ出力し、 操作レバーを中立位置から縦方向に船首側及び
   船尾側へ傾倒させて両スラスタが縦方向に向きそ
   の推力が各々前進及び後退となる点と、操作レバ
   ーを中立位置から横方向に左舷側及び右舷側へ傾
   倒させて両スラスタが縦方向に向きその一方の推
   力が前進で他方の推力が後退となる点と、操作レ
   バーを中立位置から縦方向と横方向との中間斜め
   の４方向へ傾倒させて両スラスタが共に横方向に
   同じ向きとなる点との合計８点を連ねて得られる
   境界線を操作レバーが装着される操作盤の盤面に
   印し、 両スラスタ推力の打消し合う成分が比較的大き
   い中立位置から上記境界線までの領域では、操作
   レバーの傾倒角に応じてスラスタの旋回角が制御
   されるとともに前記エンジンの出力が略アイドル
   出力となるように制御され、 また両スラスタ推力の打消し合う成分が比較的
   小さくなる上記境界線よりも外側の領域では、ス
   ラスタの旋回角は変動せずに保持されるとともに
   操作レバーの上記境界線付近から外側への傾倒角
   の増加に応じて前記エンジンの出力が増大するよ
   うに制御されるように構成したことを特徴とする
   旋回式スラスタの操縦装置。