JPS5848400B2 - ソウダソウチノパワ−ユニツトクドウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は船舶の操舵装置のパワーユニット駆動装置に
関し、特に舵の駆動方向を制御するパワースイッチの故
障を検知し舵が一方向に暴走偏倚したり、或いは操舵指
令を出したにもかかわらず操舵がされないようなことが
ないようにしようとするものである。

一般に船舶の操舵装置は第１図に示すように構威される
を普通とする。

即ち１は入力端子を示し、この入力端子１に操舵信号δ
。

が供給され、スイッチＳにて操舵信号δ。

は第１の制御系２ａと第２の制御系２ｂの倒れか一方に
供給され、これら第１又は第２の制御系２ａ，２ｂの倒
れかの出力によって舵取機３を制御し、舵角制限機構４
を介して舵５を駆動するようにしている。

スイッチＳは平素第１の制御系２ａに制御信号を供給す
る状態に切換られており、第１の制御系２ａが故障する
と第２の制御系２ｂに切換られるようにしている。

この第１及び第２の制御系２ａ，２ｂは構成は互に等し
く、操舵信号δ。

と帰還信号δｉを加算する加算器６と、この加算器６の
演算出力を増幅するプリアンプ７と、プリアンプ７の出
力によって１駆動される制御回路８と、制御回路８によ
って制御されるパワースイッチ９と、パワースイッチ９
０オン、オフ動作によって電磁ソレノイド又は可逆電動
機が制御され、これによって機賊的偏倚出力を発生する
パワーユニット１０と、パワーユニット１０の機械的な
出力を電気信号に変換し帰還信号δｉを発生させる帰還
信号発生器１１とにより構成される。

従って制御系２ ａ ｔ２ｂは共に操舵信号δ。

を機械的偏倚出力に変換し、この機械的偏倚出力によっ
て舵取機３を操作するものである。

第２図はパワースイッチ９と、パワーユニツｌ・１０を
更に詳細に説明する図である。

即ちパワースイッチ９には面舵用パワースイッチ９ａと
取舵用パワースイッチ９ｂを有し制御回路８によってこ
れらパワースイッチ９ａ，９ｂがオン、オフ制御される
。

即ち操舵信号δ。が面舵指令の場合は面舵用パワースイ
ッチ９ａがオンにされ、取舵指令の場合は取舵用パワー
スイッチ９ｂがオンに制御されるものとする。

これら一対のパワースイッチ９ａ ，９ｂによってパワ
ーユニット１０に設けた一対の電磁ソレノイド１０ａ
，１０ｂが制御され、電磁ソレノイド１０ａ ，１０ｂ
によって油圧系１０ｃ，１０ｄが切換えられ油圧シリン
ダ１０ｅが１駆動され、油圧・イリンダ１０ｅの出力軸
１０ｆが推動偏倚され舵取機３を操作するように構成さ
れる。

なお１２は電磁ソレノイド１ ０ ａ ，１ ０ ｂの
７駆動電源である。

第２図の例では電磁ソレノイド１０ａ，１０ｂを介して
油圧シリンダ１０ｅを制御した場合を説明したが、油圧
シリンダ１０ａ，１０ｂに代えて可逆電動機を使う場合
もある。

第３図はこの場合を示し、面舵用パワースイッチ９ａと
取舵用パワースイッチ９ｂに直列に可逆電動機Ｍの正相
巻線Ｌ１と逆相巻線Ｌ２を接続し、パワースイッチ９ａ
＋９ｂの倒れか一方がオンにされると電動機Ｍは正転又
は逆転駆動されるようにし、電動機Ｍによって出力軸１
０ｆを推動駆動するように構成する場合もある。

ところでパワースイッチ９ａ，９ｂは普通サイリスタ或
いはトライアツク等の半導体スイッチング素子を使う場
合が多く、これらのスイッチング素子がブレークダウン
によって常閉状態になると、舵５は面舵又は取舵の限界
位置まで暴走偏倚され危険である。

またパワースイッチ９ａ，９ｂが制御信号によってオン
にならなくなってしまった場合にも操舵が利かなくなり
事故につながる危険性がある。

この発明の第１の目的はこれらのパワースイッチ９ａ，
９ｂが導通事故を起したとき舵５が一方向に暴走しない
ようにした操舵装置のパワーユニット駆動装置を提供す
ることにある。

この発明の第２の目的はこれらのパワースイッチ９ａ
，９ｂが導通不能な状態に陥った場合にはとりあえずそ
の直後に出された操舵信号に基すいてその操舵方向に操
舵ができるようにした操舵装置のパワーユニット駆動装
置を提供することにある。

即ちこの発明ではパワースイッチ９ａ，９ｂに対し、そ
れぞれに直列と並列の関係に常閉リレー接点と常開リレ
ー接点を接続し、パワースイッチ９ａ，９ｂが導通事故
を起したときはこれを検知して直列接続した常閉リレー
接点をオフにし舵５が暴走しないようにすると共に、操
舵信号が供給されてもパワースイッチがオンにならない
ときはこれらパワースイッチ９ａ，９ｂに並列接続した
常開リレー接点をオンにし、操舵信号に基ずく方向に操
舵ができるようにし、応急的に事故が発生するのを回避
するようにしようとするものである。

以下この発明の一実施例を図面について詳細に説明する
。

第４図はこの発明の一実施例を示し、この図ではパワー
スイッチ９ａ，９ｂの何れか一方だけについて示してい
る。

とりあえずこＳでは面舵用パワースイッチ９ａ側だけを
説明することとする。

またこの例では面舵用パワースイッチ９ａとして交流ス
イッチング素子、所謂トライアツクを用いた場合を示し
、交流駆動電源１２に対し常閉リレー接点Ｒａと電磁ソ
レノイド１０ａと、パワースイッチ９ａとが直列接続さ
れ、パワースイッチ９ａに制御回路８よりｌ− ＩＪガ
信号が与えられるとこのパワースイッチ９ａが導通し、
電磁ソレノイド１０ａが励磁され面舵操作が行なわれる
ようになされている。

一方、パワースイッチ９ａにはこれと並列に常開リレー
接点Ｒｂが接続され、面舵信号が供給されているにもか
Ｓわらずパワースイッチ９ａがオンに制御されないとき
はこのリレー接点Ｒｂをオンにし強制的に面舵操作する
ようになすものである。

このためリレー接点ＲａとＲｂを制御する回路１３と１
４が設けられる。

常閉リレー接点Ｒａを制御する回路１３は面舵信号δ。

が供給されていないのに電磁ソレノイド１０ａが励磁さ
れる状態を検出する第１の検出回路を構成し、常開接点
Ｒｂを制御する回路１４は面舵信号δ。

が供給されているのに電磁ソレノイド１０ａが励磁され
ない状態を検出する第２の検出回路を構成する。

電磁ソレノイド１０ａが励磁されているか否かを検出す
る手段としてはこの例では発光ダイオードＤＰ１とＤＰ
２を電磁ソレノイド１０ａに並列接続し、発光状態をフ
オ｝ ｌ−ランジスタＴｒ１，Ｔｒ２にて検出するよう
にしたフオトカプラを用いた場合を示す。

即ち電磁ソレノイド１０ａにはこれと並列に整流用ダイ
オードＤ１と保護用抵抗器Ｒ１ と発光ダイオードＤＰ
１，ＤＰ２の直列回路を接続する。

なおコンデンサＣ２は平滑用コンデンサである。

発光ダイオードＤＰＩは第１の検出回路１３に属し、Ｄ
Ｐ２は第２の検出回路１４に属する。

第１及び第２の検出回路１３及び１４ではそれぞれリレ
ーＲＬａとＲＬｂがサイリスタＳＣＲ，とＳＣＲ２に直
列接続され、リセツ１・スイッチＳＷ１，ＳＷ２が直列
接続され、この直列回路が直流電源ＥＤｃにそれぞれ接
続される。

発光ダイオードＤＰ１の光を受けるフォトトランジスタ
Ｔｒ１はサイリスタＳＣＲ，のゲート端子と直流電源Ｅ
Ｄｃの正極端子間に保護用抵抗器Ｒ２を介して接続され
、発光ダイオードＤＰ２と結合するフォトトランジスタ
Ｔｒ２はサイリスタＳＣＲ２のゲート端子と直流電源Ｅ
Ｄｃの負極端子間に接続される。

なおフォトトランジスタＴｒ２とサイリスタＳＣＲ２の
ゲート端子との間には実際には図示する如く抵抗器Ｒ３
とツエナダイオードＤｚ１が直列に挿入される。

一方、面舵信号の有無はプリアンプγの出力端子Ｔ１，
Ｔ２間に接続された発光ダイオードＤＰ３，ＤＰ４とこ
れと光学的に結合したフォトトランジスタＴｒ３，Ｔｒ
，によって検出される。

なおプリアンプ７の出力端子Ｔ，，Ｔ２間には発光ダイ
オードＤＰ３とＤＰ，に加えてもう一つの発光ダイオー
ドＤＰ，が直列接続され、この発光ダイオードＤＰ，と
結合したフォトトランジスタＴｒ５によって制御回路８
に設けられた点弧回路８ａが動作し面舵操舵用パワース
イッチ９ａがトリガされるように構成される。

そして発光ダイオードＤＰ３，ＤＰ４，ＤＰ５はそれぞ
れ面舵信号δ。

に対して順方向となるように直列接続され、面舵信号δ
。

が供給されたとき、これらの発光ダイオードＤＰ３，Ｄ
Ｐ４，ＤＰ５が全て発光する。

これらの発光ダイオードＤＰ３と結合するフォトトラン
ジスタＴｒ３はサイリスタＳＣＲ，のゲート端子と直流
電源ＥＤｏの負極端子間に接続され、発光ダイオードＤ
Ｐ４と結合したフォトトランジスタＴｒ４は保護用抵抗
器Ｒ６を介して直流電源ＥＤｃの正極端子と、フォトト
ランジスタＴｒ２と抵抗器Ｒ３との接続点間に接続する
。

このように構成することによって、今プリアンプ７の出
力に面舵信号δ。

が供給されると、発光ダイオードＤ Ｐ ３，Ｄ Ｐ
，ｉ ｔ Ｄ Ｐ ５が発光し、パワースイッチ９ａが
正常ならば、これが点弧回路８ａを通じてトリガされ、
また発光ダイオードＤＰ３，ＤＰ４０発光によりフォト
トランジスタＴｒ３，Ｔｒ，のインピーダンスが小とな
り、第１の検出回路１３ではサイリスタＳＣＲ１のゲー
ト端子は接地され、このとき電磁ソレノイド１０ａが励
磁されて発光ダイオードＤＰ１が発光してもサイリスタ
ＳＣＲ１はトリガされない。

一方、第２の検出回路１４では発光ダイオードＤＰ４が
発光しフオ｝｝ランジスタＴｒ４のインピーダンスが小
となってサイリスタＳＣＲ２をトリガしようとするけれ
ども、このときパワースイッチ９ａが正常ならば電磁ソ
レノイド１０ａが励磁されるから発光ダイオードＤＰ２
が発光し、フォトトランジスタＴｒ２のインピーダンス
が下り、結局抵抗器Ｒ３とフォトトランジスタＴｒ２と
の接続点の電位上昇は打消されサイリスタＳＣＲ２はト
リガされない。

従ってパワースイッチ９ａが正常ならば第４及び第２の
検出回路１３，１４のリレーＲＬａ，ＲＬｂは励磁され
ずパワースイッチ９ａのオン、オフによってのみ電磁ソ
レノイド１０ａが制御され、正常な面舵操舵が行なわれ
る。

ところでパワースイッチ９ａが導通事故を起した場合に
は発光夕“イオードＤＰ３が発光しない状態において発
光ダイオードＤＰ１が発光するからサイリスタＳＣＲ，
がトリガされリレーＲＬａが附勢され、その接点Ｒａが
開放され電磁ンレノイド１０ａの励磁を解き、蛇５が面
舵側に暴走するのを防止する。

なおこのとき第２の検出回路１４ではフォトトランジス
タＴｒ２だげがインピーダンスの低下を来すからサイリ
スタＳＣＲ２はトリガされない。

またパワースイッチ９ａが面舵信号δ。

の供給にもかかわらず導通しない場合には発光ダイオー
ドＤＰ４，が発光しフォトトランジスタＴｒ４がインピ
ーダンスの低下を来し、このとき発光ダイオードＤＰ２
は発光しないのでサイリスタｓＣＲ２はトリガされリレ
ーＲＬｂを附勢し並列接点Ｒｂをオンにし電磁ソレノイ
ド１０ａを励磁することができる。

従って危険を回避するために操舵したにもかかわらずパ
ワースイッチ９ａが導通しないために衝突事故を起して
しまうような不都合を回避することができる。

なおこのようにリレーＲＬａ，ＲＬｂが動作した後はリ
セットスイッチＳＷ１，ＳＷ２をそれぞれ一旦オフに操
作すればサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２をオフに戻すこ
とができる。

よってこのようにリレーＲＬａ ，ＲＬｂ が動作した
ときは予備の制御系、例えば２ｂに切換えれば正常な操
舵状態に復旧させることができる。

以上説明した如くこの発明によれば操舵装置の安全性が
向上し実用上においてその効果は頗る犬である。

なお上述においては電磁ソレノイド１０ａを用いたパワ
ースイッチについて説明したが、第３図で説明した可逆
電動機Ｍの励磁コイルＬ１，Ｌ２にも同様にこの発明を
適用できること容易に理解できよう。

また電磁ソレノイドの励磁、無励磁状態と、操舵信号の
有無をフオトカプラにて検出するようにしたが、他の方
法として論理回路或いはリレー等を使うこともできる。

またパワースイッチ９ａ，９ｂとしては半導体スイッチ
ング素子に限らずリレー接点を用いる場合でも上述の本
発明を適用し得ること明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は操舵装置の概要を説明するための系統図、第２
図はこの発明を適用する操舵装置の要部の構或を説明す
る系統図、第３図は同様の要部の構成の他の例を示す系
統図、第４図はこの発明の一実施例を示す接続図である
。 ９ａ，９ｂ：パワースイッチ、１０：パワーユニット、
１０ａ ，１０ｂ ：電磁ソレノイド、Ｍ：可逆電動機
、１３：第１の検出回路、１４：第２の検出回路、Ｒａ
：常閉接点、Ｒｂ ：常開接点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 操舵信号が制御回路に供給され該制御回路の出力に
   よりパワースイッチが制御され、該パワースイッチによ
   りパワーユニットの電磁ソレノイド又は可逆電動機が，
   駆動されて舵が操舵される操舵装置において、上記パワ
   ーユニット内の電磁ソレノイド又は可逆電動機に流れる
   電流の有無と上記パワースイッチを制御する制御回路の
   入力信号の有無を監視することによって操舵信号がない
   ときに上記パワースイッチがオンになっていることを検
   出する第１の検出回路と、上記パワースイッチと直列接
   続され上記第１の検出回路において上記パワースイッチ
   が常閉状態となる故障が発生したことを検出したときオ
   フに制御される常閉接点と、操舵信号があって上記パワ
   ースイッチがオフとなっている状態を検出する第２の検
   出回路と、上記パワースイッチと並列接続され上記第２
   の検出回路において上記パワースイッチが常開状態とな
   る故障が発生したことを検出したときオンに制御される
   常開接点とを設けて成る操舵装置のパワーユニット１駆
   動装置。