JPH05105193A - 船舶用操舵装置 - Google Patents

船舶用操舵装置

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JPH05105193A
JPH05105193A JP27142391A JP27142391A JPH05105193A JP H05105193 A JPH05105193 A JP H05105193A JP 27142391 A JP27142391 A JP 27142391A JP 27142391 A JP27142391 A JP 27142391A JP H05105193 A JPH05105193 A JP H05105193A
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steering
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steering control
rudder
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JP27142391A
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Shozo Osugi
正三 大杉
Toshio Miyayama
俊雄 宮山
Mamoru Takahashi
護 高橋
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Tokimec Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】舵、舵柄、油圧シリンダ等に大きな衝撃力が加
わることのない船舶用操舵装置を提供することを目的と
する。 【構成】リミッタ19、時間カウント開始信号を出力す
るコンパレータ20、スイッチング回路21及び一定時
間後に舵機制御手段駆動信号を出力するタイマ22,2
3を有し、リミッタ19の入力信号として、増幅器2の
出力を使用する。 【効果】油圧シリンダ14への送油を切換える2ケの方
向制御弁9,9´を、同時に切換えるのではなく、増幅
された舵角偏差がコンパレータ20の設定レベルに到達
した時点を、2つの各々のタイマ22,23の起動時点
とすることにより、2ケの方向制御弁の切換時点に、時
間的ズレを生じさせる。さらにこの時間的ズレは、舵角
偏差の時間に対する変化量の相違により異なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、船舶用操舵装置に係わ
り、特に舵機を回動させるパワーユニットに、複数の油
圧ポンプから油圧を与えるための制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の船舶用操舵装置として
は、例えば図3に示すようなものがある。図3は、従来
の船舶用操舵装置の系統図である。指令舵角δoと実際
の舵角を示す実舵角δfとの差分δe(差分信号)が減算
手段1によりもとめられ、これは増幅器2により所望電
圧に増幅され、リミッタ3により一定の範囲内の電圧に
さらに増幅される。この増幅された電圧は、次段のスイ
ッチング回路5内でのバタついた動作を抑制するため、
ヒステリシス特性を有するシュミット回路4に入力され
る。シュミット回路4の出力は正・負の電圧レベル信号
であり、例えば正は取舵側、負は面舵側に舵を回動させ
るよう区分されてる。即ちスイッチング回路5内で、シ
ュミット回路からの電圧符号が判別され、アイソレーシ
ョン用の、取舵側用のフォトカプラ6または面舵側用の
フォトカプラ7を通して、No.1方向制御弁9(舵機
制御手段)を切換える信号となる。No.1方向制御弁
9が切換わり、油(舵制御信号)の流れが変わる。油圧
シリンダ14(舵駆動手段)の作動により舵16は、所
望側に回動する。
【0003】このような操舵装置は、バックアップ用並
びに船の入出港用又は水路の通過用として、図4に示す
ように図3の系統図に、No.2方向制御弁9′、N
o.2モータ10′、No.2ポンプ11′及びNo.
2油タンク12′を付加し、油圧シリンダ14への送油
を増加させ、舵の回動する速度を増加させる必要があ
る。このためδeの絶対値が或る設定値以上になったこ
とを、制御回路8が感知し、スイッチング回路5の出力
を制御回路8を通してフォトカプラ6´、7´に送られ
る。即ちδeの絶対値が或る設定値以上の時、δeの電圧
レベルが正であれば、油圧シリンダ14を取舵側に、負
であれば、油圧シリンダ14を面舵側に作動させるよう
に、No.2方向制御弁9′によって送油方向が切換わ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の船舶用操舵装置にあっては、図4で示した、
2台のポンプからの送油により、油圧シリンダ14は急
速な動作が可能になるが、舵には過大な外力が作用し、
また舵の慣性力が大きいことから、舵16、舵柄15、
油圧シリンダ14には大きな衝撃力が加わり、各種関連
部材の故障の原因となる。また舵の急速な回動により指
令舵角位置で舵が停止せずハンチング現象を生じること
もある。このような欠点を避けるため2台のポンプから
の送油を実施する時、増幅器2の利得を減少させる方法
も考えられるが、人手を要し、非常に煩わしいことにな
るという問題点があった。
【0005】本発明は、舵、舵柄、油圧シリンダ等に大
きな衝撃力が加わることのない船舶用操舵装置を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の問題点に着目してなされたもので、指令舵角と実舵
角との差に対応した差分信号を出力する減算手段と、上
記差分信号を受付けて、舵制御信号を出力する舵機制御
手段と、舵制御信号を受付けて、舵を駆動する舵駆動手
段とを有する船舶用操舵装置において、上記差分信号を
受付けて、差分信号が一定の大きさ以上になったとき、
時間カウント開始信号を出力する比較器と、上記時間カ
ウント開始信号を受付けて、時間をカウントし、一定時
間後に舵機制御手段駆動信号を出力する時間計数手段
と、上記舵機制御手段駆動信号を受付けて、舵制御信号
を出力する舵機制御手段とを有することとしたものであ
る。
【0007】
【作用】指令舵角と実舵角との差に対応した差分信号を
出力する減算手段と、上記差分信号を受付けて、舵制御
信号を出力する舵機制御手段と、舵制御信号を受付け
て、舵を駆動する舵駆動手段とを有する船舶用操舵装置
において、比較器は上記差分信号を受付けて、差分信号
が一定の大きさ以上になったとき、時間カウント開始信
号を出力する。時間計数手段は上記時間カウント開始信
号を受付けて、時間をカウントし、一定時間後に舵機制
御手段駆動信号を出力する。舵機制御手段は上記舵機制
御手段駆動信号を受付けて、舵制御信号を出力する。
【0008】
【実施例】本発明の一実施例においては、油圧シリンダ
への送油を切換える2ケの方向制御弁を、同時に切換え
るのではなく、増幅された舵角偏差がコンパレータ(比
較器)の設定レベルに到達した時点を、2つの各々のタ
イマ(時間計数手段)の起動時点とすることにより、2
ケの方向制御弁の切換時点に、時間的ズレを生じさせ
る。さらにこの時間的ズレは、舵角偏差の時間に対する
変化量の相違により異なる。即ち舵角偏差の時間に対す
る変化量が多いほど、この時間的ズレは小さくなる。し
かし時間的ズレが零になることはないようにすることに
より、上記の問題点を解決することを目的とする。
【0009】以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【0010】図1,2は本発明の一実施例を示す図であ
る。まず構成を説明すると、No.1方向制御弁9を切
換える信号は、図4で示す従来構成と同一で良く、N
o.2方向制御弁9′を切換える信号として、図4の制
御回路8の替わりに、リミッタ19、時間カウント開始
信号を出力するコンパレータ20、スイッチング回路2
1及び一定時間後に舵機制御手段駆動信号を出力するタ
イマ22,23を付加し、リミッタ19の入力信号とし
て、増幅器2の出力を使用する。
【0011】次に、上記の実施例の作用を説明する。
【0012】図1の動作を図2のタイミングチャートに
従って説明する。
【0013】前述したように舵角偏差δeの符号は取舵
側と面舵側との操舵を区別するもので、例えばδeの符
号が正の時を取舵側とし、取舵側の動作について述べ
る。
【0014】図1の動作を3種類の指令舵角、即ち小
さな指令舵角を与えた場合、大きい指令舵角を、時間
に関し緩やかに変化させた場合、大きい指令舵角を、
時間に関し速やかに変化させた場合の3状態について述
べる。
【0015】の小さな指令舵角を与えた場合、この時
舵角偏差は或る値まで大きくなるが、舵が目標値に近づ
くにつれ、舵角偏差は零に近づく、この一例の舵角偏差
として、一点鎖線で表わされてる。この場合、コンパレ
ータへの入力値δe′も、増幅器及びリミッタを通し
て、δeと同様な傾向を示し、一点鎖線で表わされる。
δe′はコンパレータの設定レベルより小さいため、タ
イマへ起動信号が与えられず、No.2方向制御弁は中
立位置であり、油圧シリンダへの送油は行なわない。し
かしδeは零でないため、No.1方向制御弁はONの
まま、δeが零になるまで油圧シリンダを取舵側に移動
させる側に油路を切換える。δeが零になった時点で、
No.1方向制御弁はOFFとなり、No.1方向制御
弁は中立位置となり、油圧シリンダへの送油を停止す
る。
【0016】の大きい指令舵角を、時間に関し緩やか
に変化させた場合、図2のタイミングチャートの破線で
表わされるように、δe′も増幅器及びリミッタを通し
て、δeと同様な電圧変化を示す。No.1方向制御弁
はδe′が零でない限り油圧シリンダを取舵側に移動さ
せる油路に切換わっている。δe′がコンパレータの設
定レベルに到達すると、スイッチング回路21によりタ
イマを駆動するのに適したレベルに変換される。取舵側
か面舵側かの区分は、既にスイッチング回路5の出力が
タイマに入力され決定されてる。即ち取舵側では、スイ
ッチング回路5の出力は、フォトカプラ6側のラインの
み選択されるので、タイマ22側のみ作動可能状態な
り、スイッチング回路21の出力として、取舵側/面舵
側の2種の信号は必要とせず、1種の信号のみで機能を
成す。
【0017】タイマ22が起動し、時間t経過後タイマ
設定値に到達し、タイムアップする。この時タイマ22
の出力により、フォトカプラ6′が作動し、No.2方
向制御弁を、舵を取舵側に回動させる送油方向に切換え
る。
【0018】この段階はNo.1,No.2の2つの方
向制御弁が取舵側の油送に切換わってるので、No.1
方向制御弁のみが取舵側の油送に切換わっている前段階
に比べ単位時間の油送量は増加しており、油圧シリンダ
の移動速度も速く、結局舵の回動する速度が増加する。
その後δe′が減少し、コンパレータの設定レベルより
δe′が小さくなった時点で、スイッチング回路21の
出力はタイマ22の作動を停止させる。
【0019】この時点でNo.2方向制御弁はOFF状
態、即ち中立位置となり、No.2方向制御弁を通じて
の送油は停止し、舵を回動させるのはNo.1方向制御
弁を通じての送油のみとなる。従って舵の回動する速度
は減少する。
【0020】船舶は目的の方向に旋回することで、δe
は減少し、δeが零となった時点でスイッチング回路5
からフォトカプラ6への信号は無くなり、No.1方向
制御弁もOFF状態、即ち中立位置となり舵の回動は停
止する。
【0021】の大きい指令舵角を、時間に関し速やか
に変化させた場合、図2のタイミングチャートの実線で
表わされた状態となる。本状態はの場合と同様動作と
なるが、下記の点が異なる。
【0022】,の場合、同一指令舵角に対し、は
に比べ時間に関し、指令舵角を速やかに変化させ、舵
角偏差のタイミングチャートは実線で表わされるよう
に、破線に比べ傾斜が鋭くなっている。このためコンパ
レータの設定レベルに達する時間、従ってタイマ動作の
始まる時間もに比べ早いタイミングで作動している。
よってNo.1方向制御弁がONしてから、No.2方
向制御弁がONするまでの時間はに比べ早くなって
る。方向制御弁がOFFする時点は、はに比べ指令
舵角を速やかに変化させたので、δeが減少し始めるタ
イミングが早くなる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、舵、舵柄、油圧シリン
ダ等に大きな衝撃力が加わることのない船舶用操舵装置
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る船舶用操舵装置の一実施例のブロ
ック図である。
【図2】本発明に係る船舶用操舵装置の動作の説明図で
ある。
【図3】従来技術に係る船舶用操舵装置一実施例のブロ
ック図である。
【図4】従来技術に係る船舶用操舵装置一実施例のブロ
ック図である。
【符号の説明】
19…リミッタ、20…コンパレータ、21…スイッチ
ング回路、22,23…タイマ22,23。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】指令舵角と実舵角との差に対応した差分信
    号を出力する減算手段と、 上記差分信号を受付けて、舵制御信号を出力する舵機制
    御手段と、 舵制御信号を受付けて、舵を駆動する舵駆動手段とを有
    する船舶用操舵装置において、 時間をカウントし、一定時間経過したという情報と、差
    分信号が一定の大きさであるという情報とにより、舵機
    制御手段駆動信号を出力する舵機制御手段駆動信号出力
    手段と、 上記舵機制御手段駆動信号を受付けて、舵制御信号を出
    力する舵機制御手段とを有することを特徴とする船舶用
    操舵装置。
  2. 【請求項2】指令舵角と実舵角との差に対応した差分信
    号を出力する減算手段と、 上記差分信号を受付けて、舵制御信号を出力する舵機制
    御手段と、 舵制御信号を受付けて、舵を駆動する舵駆動手段とを有
    する船舶用操舵装置において、 上記差分信号を受付けて、差分信号が一定の大きさ以上
    になったとき、時間カウント開始信号を出力する比較器
    と、 上記時間カウント開始信号を受付けて、時間をカウント
    し、一定時間後に舵機制御手段駆動信号を出力する時間
    計数手段と、 上記舵機制御手段駆動信号を受付けて、舵制御信号を出
    力する舵機制御手段とを有することを特徴とする船舶用
    操舵装置。
  3. 【請求項3】指令舵角と実舵角との差に対応した差分信
    号を出力する減算手段と、 上記差分信号を受付けて、舵制御信号を出力する舵機制
    御手段と、 舵制御信号を受付けて、舵を駆動する舵駆動手段とを有
    する船舶用操舵装置において、 上記差分信号を受付けて、時間カウント開始信号を出力
    する比較器と、 上記時間カウント開始信号を受付けて、時間をカウント
    し、一定時間後に、差分信号が一定の大きさ以上になっ
    ているとき、舵機制御手段駆動信号を出力する時間計数
    手段と、 上記舵機制御手段駆動信号を受付けて、舵制御信号を出
    力する舵機制御手段とを有することを特徴とする船舶用
    操舵装置。
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8689715B2 (en) 2009-11-19 2014-04-08 Mactaggart, Scott (Holdings) Limited Actuator
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