JPS5919680Y2 - 自動操舵方式における舵角指示装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は船舶等の自動操舵方式において、舵駆動用モ
ーターの出力（フィードバック信号）をそのま・直接に
舵角指示に利用することにより、舵角指示のための回路
構成を簡略化すると共に、指示精度を向上させるように
したものである。

船舶等の自動操舵方式においては、舵の制御回路を方位
、風向、海流（水流）等の舵角設定要因の検出部に接続
して負帰還自動制御によって舵角の設定を行うが、この
際、制御系各部に異常があると舵は設定した舵角を正し
く取らない事がある。

従って、実際の舵角を指示する装置を設けて、これによ
って舵手が舵角設定の結果を確認する必要がある。

従来一般のこの種指示計にあっては、舵機槽に舵角発信
器を機械的に付設して、これによって別設した指示計駆
動用回路、例えばブリッジ回路の可変抵抗を変化させて
、指示計に舵角を表示させていた。

しかし、このような構成だと制御系の誤差に加えて舵角
発信器の機械的な誤差も入るため、指示精度が大巾に低
下しやすいばかりでなく、回路構成等も複雑になるとい
う欠点がある。

この考案の目的は、自動操舵方式において、制御精度と
同程度の舵角指示精度を得る事にある。

この考案の他の目的は、自動操舵方式において、回路構
成の簡単な舵角指示装置を提供する事にある。

即ちこの考案にあっては、舵の動きを制御する負帰還制
御回路のフィードバック信号ラインに指示計駆動回路を
接続して、制御回路のフィードバック信号を直接取出し
これを利用して指示計を駆動するようにしたものである
。

しかし、この場合、指示計駆動回路を付加することによ
って、制御動作に外乱や雑音が入ると制御系の精度が低
下する。

これを避けるため、この考案にあっては上記指示計の駆
動回路として高入力インピーダンスの回路を用いて駆動
回路そのものは極めて微弱な電流によって動作させ、以
ってフィードバック信号を実質上損うことなく舵角の指
示を行うように構成するものである。

以下、図面によって更に詳細に説明する。

舵Ｒの制御回路において、増幅器１１の出力端は差動増
幅器１２の−の入力端に接続され、増幅器１２の出力端
は互に並列に設けられたフィルター付モーター駆動回路
１３．１４を介してモーター１５に接続されている。

モーター１５の出力端に接続されたポテンショ要素１６
（この例では可変抵抗）の出力端は増幅器１７を介して
、前記した増幅器１２の他の入力端に接続されている。

こ・で、後に詳述するようにポテンショ要素１６（可変
抵抗）はモーター１５の回転角に比例して可動する。

又増幅器１７は負帰還を行うものであり、増幅器１１か
ら増幅器１２への人力信号とは逆相（極性が逆）になっ
ている。

舵Ｒはモーター１５の出力軸に作動連結されており、モ
ーター１５の回転角に応じてその中立軸（即ち舵の用い
られている船舶のトモ軸方向）について左右に角度θづ
つ振れるが、この振れの程度はポテンショ要素１６（可
変抵抗）の中立軸に対する上下の可動の程度（例えば±
Ｖづつ）と比例する。

増幅器１１の入力端は多接点切換スイッチ３１を介して
検出部４の各要素、例えば方位、風向、海流（水流）等
の検出要素に選択的に接続される。

この検出部４は上記したような船舶の航行を決定する諸
要因に応じた信号を制御回路に与え、設定されるべき舵
Ｒの舵角決定に影響を及ぼすものである。

通常の制御動作においては、検出部４がらの信号（電圧
）は増幅器１１から増幅器１２に入り、その極性（即ち
舵Ｒを中立軸のいずれの例に振らせるか）のいかんによ
って駆動回路１３．１４のいずれかの回路を作動させて
、モーター１５を正又は逆転させる。

すると上記したポテンショ要素１６（可変抵抗）がこれ
の回転角に比例して動作して増幅器１７を介して増幅器
１１がらの入力信号と逆相の電圧を増幅器１２に印加す
る。

舵Ｒが検出部４がらの信号に応じた角度だけ回転し終る
と、増幅器１２への増幅器１１からの入力信号と増幅器
１７がらの増幅器１２への入力信号とは逆相でがっ絶対
値が等しくなるから、増幅器１２の出力は零となり、モ
ーター１５は停止する。

即ちモーター１５は増幅器１１からの入力信号に比例し
た回転角だけ回転し、これにより舵Ｒの舵角が定まる。

転舵が完了して船舶の軌道方向が検出部４がらの信号に
相当する方向に一致すると、検出部４がらの信号は零と
なり従って増幅器１１から増幅器１２への入力信号は零
（上記の具体例ではＶ）となる。

一方、その時点では舵Ｒは船舶の転舵後のトモ軸方向（
即ち中立軸）からずれているがら、ポテンショ要素１６
（可変抵抗）からはこのずれ（モーター１５の回転角に
比例している）に相当する信号が増幅器１７を介して増
幅器１２に入る。

先に述べた様にこの信号は極性が逆転しており、しがも
増幅器１１がらの入力信号は零（同じ＜Ｖ）であるがら
、モーター１５はこの増幅器１７からの入力信号に相当
した分だけ、転舵前とは逆方向に回転し、舵Ｒは中立軸
に向けて振れ、中立軸に至ってモーター１５は停止し、
舵Ｒもそこで停止する。

即ち、船舶は転舵後の設定方向に沿って直進航行する。

以上はごく一般の負帰還フィードバック動作である。

この考案は上記したポテンショ要素１６から増幅器１７
へのフィードバック信号ラインに高抵抗回路２０を接続
したものであって、この回路２０は一つの入力端を上記
信号ラインに接続しがっ他の入力端を零点設定（調整）
可変抵抗２４に接続した差動増幅器２１を有しており、
この増幅器２１は指示計の針の振れ設定（調整）用可変
抵抗２３を介して指示計５０にその出力端を接続してい
る。

指示計５０においては、舵Ｒが通常その中立軸について
左右にθずつ転舵する様に構成されている事から考えて
、舵Ｒが中立軸上にあるときには指示計５０の針が零点
として目盛の中央を指すように設定するのが望ましい。

勿論転舵方向が何らかの理由から中立軸の一方のみ偏っ
ているような場合にはそれに応じて針が零点として目盛
の中央からいずれかに偏った位置を指すようにしてもよ
いが、通常の船舶航行条件下ではこのようなケースは稀
と云える。

零点設定（調節）に際しては、制御回路を動作させない
状態で例えば端子Ａに−■の電圧を掛け、端子Ｂに■の
電圧を掛け、可変抵抗２４を動かして針が目盛の中央に
来るようにしてやる。

指示計２３に機構的なりセがなければ、可変抵抗２４の
全長をＬとして男の位置に設定すればよい訳であるが、
通常指示計５０には多少なりとも機構的なりセがあるの
で、実際の設定に当っては可変抵抗２４の設定位置は必
ずしも％とはならないのが通常である。

可変抵抗２３は制御信号によって指示計５０に印加され
る電圧の最大値を定め、即ち指示計５０の最大振れを定
める働きをする。

こ・で、指示計５０の針の振れ角は必ずしも舵Ｒの舵角
と一致するものではない。

振れ角は実際の舵角に比例するだけである。

従って最大振れ角が定まったら、これを以って最大舵角
に対応するべく、指示計５０の目盛を定めてやらなけれ
ばならない。

一例を与げると、最大舵角±９０度に対して最大振れ角
を±６０度に定めたり、指示計５０の針が振れ角±３０
度のときには実際の舵角は±４５度である。

この考案によれば、フィードバック信号を直接の入力と
して指示計を駆動しているので、制御精度と同じ精度で
舵角指示を行うことが出来、回路構成上も簡単である。

加えて高抵抗の回路を指示計駆動に用いているので、指
示動作のためにフィードバック信号を損うようなことも
ない。

【図面の簡単な説明】

添付の図面はこの考案の装置の回路構成を示すものであ
る。 １１．１７・・・・・・増幅器、１２・・・・・・差動
増幅器、１３，１４・・・・・・モーター駆動回路、１
５・・・・・・舵駆動用モーター、１６・・・・・・ポ
テンショ要素、Ｒ・・・・・・舵、３１・・・・・・多
接点切換スイッチ、４・・・・・・検出部、２０・・・
・・・指示計駆動回路、２１・・・・・・差動増幅器、
２３・・・・・・最大振れ設定用可変抵抗、２４・・・
・・・零点設定用可変抵抗、５０・・・・・・指示計、
Ａ、 Ｂ・・・・・・端子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 舵の動きを制御する負帰還制御電気回路のフィードバッ
   ク信号ラインに高入力インピーダンス電気回路を介して
   舵角指示計を接続した ことを特徴とする自動操舵方式における舵角指示装置。