JPS603040Y2 - 遠隔操舵装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は船舶等に用いる遠隔操舵装置に関する。

一般に船舶等の操舵においては、これを自動で行う場合
と手動で行う場合がある。

この考案は手動操舵の技術に関し、特に転舵用の制御回
路を含む主装置とは別体に構成される手動操舵用回路を
含む遠隔操舵装置に関するものである。

この種の遠隔操舵装置は一般に延長コード等によって主
装置に接続され、舵手がその操舵用ノブを操作して回路
出力を調節して操舵を行うものである。

従来の遠隔操舵装置にあっては、舵を駆動制御するため
の操舵用ノブしか取付されていなかった。

したがって操舵用ノブによって遠隔操舵をする場合、海
流、潮流、風等があると、操舵用ノブが基準点（舵が真
すぐの状態）を示しているにもかかわらず、船舶は流さ
れて真すぐ進まない。

また通常、船には船舶自体の操舵機構に特有のクセがあ
り、舵が中立軸（舵が真すぐの状態）にあるとき必ずし
も船舶が直進航行するときとは限らない。

以上二つのことから操舵用ノブが基準点に合わされてい
ても船舶が必ずしも直進航行しないのが普通である。

かかる不都合を回避するために従来は上記の諸条件（海
流、潮流、風および船自体の特有のクセ）に合わせて、
操舵用ノブが基準点にあるとき船舶が直進航行し得るよ
うに主装置が設置されているところまで舵手が足を運ん
でその度ごとに主装置の関連部分を補正していた。

上記したような遠隔操舵装置に設けられた操舵用ノブは
通常これに組合わされた手動操舵用可変抵抗の抵抗値を
設定するものであるが、かかる手動操舵用可変抵抗にお
いてブラシを零点（基準点）から偏位させて船舶の転舵
を設定した後は、ブラシを再び零点に戻してその設定し
た方向に船舶が直進するように（即ち舵が中立位置に戻
るように）してやらなければならず、特に小型船舶のよ
うに１人の舵手が種々雑多な判断と操作とを行わなけれ
ばならないような場合には不便である。

さらに後述するようにこの考案の遠隔操舵装置を使用し
た操舵方法では前記の諸条件に合わせてトリム用可変抵
抗を適宜操作することになるのであるが、前記諸条件は
頻繁に変化することは少なく、シたがって一旦補正した
らその遠隔操舵装置の調節された零点状態（手動操舵用
可変抵抗の調節点が基準位置にある状態）はあまり変ら
ないものである。

これらの諸点に鑑みこの考案においては、遠隔操舵装置
の手動操舵用回路内に、零点復帰構成の手動操舵用可変
抵抗と半固定構成のトリム用可変抵抗とを、接続配置し
たものである。

以下図面によって更に詳細に説明する。

第１図において舵Ｒの制御回路を含む主装置１は例えば
延長コード等によって遠隔操舵装置５（以下１ノモコン
装置ヨと略記する。

）に接続されている。尚、図において、各切換スイッチ
の接点中Ａとあるのは自動（操舵）用接点を、又Ｍとあ
るのは手動（操舵）用接点を示す。

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の一方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付モータ駆動回路１３
．１４を介してモータ１５に接続されている。

このフィルタは極めて短い時間に激しく変動する高周波
の偏差信号を濾過するものである。

モータ１５の出力端に接続されたポテンショ要素１６の
出力端は増幅器１７を介して前記した増幅器１２の他方
の入力端に接続されている。

ここでポテンション要素１６はモータ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への入力信号と増幅器１７から増幅器１２
への入力信号とは極性が逆（逆相）になっている。

舵Ｒはモータ１５の出力軸に作動連結されモータ１５の
回転角に応じてその中立軸（即ち船舶のトモ軸方向）に
ついて左右に振れるが、この振れ角はポテンショ要素１
６の中立軸に対する可動の程度と比例する。

切換スイッチ３の出力側は後述する自動・手動切換スイ
ッチ６１に接続され、その一方の接点は基準回路Ｒｅｆ
に残余の接点は検出部４の各要素に夫々接続されている
。

基準回路Ｒｅｆ例えば抵抗等を含んだ回路であって操舵
制御回路に接続されたとき、所定の大きさの基準入力信
号、例えば所定の電圧を該制御回路に与えるものである
。

検出部４は方位・風向・海流（水流）など船舶の航行を
決定する諸要因に応じた信号を操舵制御回路に与え、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
。

次いでこの考案の構成部分について説明する。

リモコン装置５は自動・手動切換スイッチ５１及び手動
操舵用回路（以下１マニュアル回路ヨと略記する。

）５０を有している。この切換スイッチ５１の操作によ
って主装置１内のリレー６２に流れる電流を断続させる
。

マニュアル回路５０はノブを舵手が操作することにより
その抵抗値を適宜変えることのできる手動（操舵）用可
変抵抗５２とトリム用可変抵抗５３とを接続して含んで
いる。

このマニアル回路５０の両端子Ｘ、Ｚには夫々十Ｖ、−
Ｖの電圧がかけられており、両端子Ｘ、ｚには抵抗Ｒ工
、Ｒ２が直列に接続されている。

これら抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点は接地されているので、
手動操舵用可変抵抗５２上の任意の接触端子Ｙと接地点
との間にブリッジ出力が得られる。

このブリッジ出力が接触端子Ｙから切換スイッチ６１の
手動接点Ｍを介して増幅器１１の入力すなわち操舵制御
回路の入力制御信号となる。

ここで抵抗Ｒ□と抵抗Ｒ２との比および端子Ｚから端子
Ｙまでの抵抗Ｒ３と端子Ｙから端子Ｘまでの抵抗Ｒ４と
の比が等しい（Ｒ□／Ｒ２＝ Ｒ３／Ｒ４）ときはブリ
ッジ出力が零で出力されない。

このときの接触端子Ｙの位置を手動用可変抵抗５２の基
準点（中立位置）と定める。

そこで接触端子Ｙをこの中立位置から左または右にスラ
イドさせれば抵抗Ｒ１，Ｒ２およびマニル回路５０で構
成されるブリッジ回路の平衡がやぶれそれぞれ接地電位
に対して正または負の電位が接触端子Ｙに現われる。

この電圧により操舵制御回路を制御し、延いては舵Ｒを
駆動するものである。

ところでトリム用可変抵抗５３は接触端子Ｙを中立位置
に合わせたとしても前述した海流等の諸条件で船舶が真
すぐ進まない時に補正操作をするものであり、手動操舵
用可変抵抗の中立位置を前述した海流等の諸条件に左右
されず不変となしつつこのトリム用可変抵抗５３を操作
することにより前記ブリッジ回路の平衡がやぶられ、こ
れによって操舵制御回路に補正をうながし、舵Ｒをわず
かばかり曲げて船舶が真すぐ進むようにさせるものであ
る。

すなわち船舶の直進航行を与える舵角位置に対応するマ
ニュアル回路５０の零点を定め、その船舶についてはそ
の定められた零点を固定できる構成になっている。

第２図は、手動用可変抵抗５２は零点自動復帰構成にし
たものである。

即ち抵抗５２１に沿って摺動するブラシ５２２には摺動
方向両側にバネ５２３．５２４が付設されており、外力
が加わらないときにはこれらのバネ５２３，５２４のバ
ネ力が釣合ってブラシ５２２が抵抗５２１上の零点（舵
Ｒが中立位置にある事に対応する）に保たれる。

外力が外力が加えられれば、（即ち舵手がノブを回せば
）ブラシ５２２はバネ力に抗してこの零点から偏位する
が、その外力が除かれれば（即ち舵手がノブを離せば）
バネ力の作用により自動的に零点に復帰する。

更に、トリム用可変抵抗５３は半固定式であると前述し
た海流等の諸条件は頻繁に変わらないので設定位置がず
れることはない。

主装置１の切換スイッチ６１は前記のように切換スイッ
チ３の出力側に接続され、リレー６２によって駆動され
るものであって、リレー６２が働いているときは自動用
接点Ａが閉じ、リレー６２が働いていないときは手動用
接点Ｍが閉じる様に構成されている。

自動操舵を行う時はリモコン装置５のスイッチ５１を自
動用接点Ａ側に入れる。

するとリレー６２が励起され、主装置１のスイッチ６１
が自動用接点Ａ側に入り検出部４の信号らスイッチ６１
を介して増幅器１１の入力に接続されて、通常の自動制
御動作が行なわれる。

以下にその動作を説明する。

目的の方向に設定された検出部４からの電圧信号は船舶
が目的の方向に航進していれば零電圧を示しているが、
船舶が目的の方向からずれて航進しているときには前記
検出部４からある値の電圧信号が出力される事になる。

そしてこの電圧信号は、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側に振らせ
るか）のいかんによって駆動回路１３．１４のいずれか
を作動させて、モータ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がこの回転角に比例
して動作して増幅器１７を介して増幅器１１からの信号
と逆相の電圧信号を増幅器１２に印加する。

舵Ｒが検出部４か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から増幅器１２への入力信号とは逆相でかつ絶対値
が等しくなるから、増幅器１２の出力は零となり、モー
タ１５は停止する。

即ちモータ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の舵角が決まる。

この動作と同時に船舶は旋回を始める。

旋回し始めると船舶の航進方向は目的の方向に徐々に近
づくので、検出部４からの信号の電圧も徐々に低下して
ゆく。

従って、増幅器１１の出力信号、即ち増幅器１２の一方
の入力信号の電圧が低下（又は上昇）してこの電圧とポ
テンション要素からのフィードバック信号が増幅器１７
を介して増幅器１２に入力される他方の入力信号電圧と
の平衡が崩れ、増幅器１２の出力側には電圧が現われ、
この電圧によってモータ駆動回路１４．１３（前述のモ
ータ駆動回路とは逆のもの）が作動されモータは前記と
は逆の方向に回転する。

これによってポテンショ要素１６からの出力電圧（フィ
ードバック電圧）が変化−この変化信号が増幅器１７を
介して増幅器１２に入力される。

そして、検出部４からの出力信号に見合った信号と逆相
かつ絶対値が等しい電圧の信号になる迄舵Ｒを動作させ
続ける。

即ち、検出部４の信号に追従する様に舵Ｒが動く。

従って、船舶が旋回するにつれて検出部４の信号が零に
近づくので、それに伴って舵Ｒも中立位置に近づいてい
く。

そして検出部４の信号が零となったとき、舵Ｒも中立位
置に一致する。

以上は自動操舵時の負帰還フィードバック動作である。

手動操舵を行なう時も手動操舵時の信号が増幅器１１に
入力されたあとの動作は上記の負帰還フィードバック動
作と同じである。

以下に手動操舵を行う場合について説明する。

手動操舵を行うに際しては前以って、前述した様にトリ
ム用可変抵抗５３の抵抗値を変えて、舵舵Ｒの中立位置
に対応するマニュアル回路５０の零点の設定を行う。

これは前述の海流等の諸条件が変るたびに行う。

手動操舵時にはリモコン装置５のスイッチ５１を手動用
接点Ｍ側に入れれば、リレー６２への電流は断たれ、こ
れに応じてスイッチ６１もＭ側に入る。

従って、主装置１の制御回路の増幅器１１は検出部４と
の接続を断たれ、リモコン装置５のマニュアル回路５０
に接続される。

操舵に際しては、舵手はノブを適当に回して可変抵抗５
２の接触点Ｙを中立位置からずらせるとブリッジの平衡
が破れ、ノブを回した量にみあった所定のプラスあるい
はマイナスの電圧がスイッチ６１を介して増幅器１１の
入力に導かれ、舵制御回路を駆動する。

船舶が旋回して目的の方向に向く少し前にノブから手を
離すと前記したバネの復帰力により可変抵抗５２は直ち
にその零点（中立位置）に自動復帰する。

これにより増幅器１１の入力は低下するから舵制御回路
の平衡が破れ前記入力信号によってこの入力信号おポテ
ンショ要素１６からのフィードバック信号とが同じにな
るまで舵Ｒを中立位置へと回転させ、中立位置に戻った
ところで舵制御回路は平衡状態を維持する。

この様に可変抵抗５２の抵抗値設定は適当でよく、また
全んど瞬間的に行われ持続性を有しないが、転舵上何等
支障ないのである。

ノブを回すこと、すなわち可変抵抗５２の抵抗値を設定
することが適当でよいのは、ノブを大きく回せば（可変
抵抗５２の中立位置から大きくずらせば）舵が大きく曲
がるため船舶がこまわり（小旋回）シ、ノブを小さく回
せば船舶が大まわり（大旋回）するだけだからで、ノブ
を任意に回すことによって自在に旋回できるものである
。

また瞬間的に可変抵抗５２を適宜設定してよいのは船舶
の航進方向と舵との関係は舵機構の歯車部等が積分動作
をする。

即ち可変抵抗値の設定が瞬間であるのに対して蛇動の応
答が遅いために、船舶が航進している時に限り可変抵抗
の設定が時間に対して積分系となり、可変抵抗５２の抵
抗値を一旦設定すれば、これに対しである時間遅れを持
って舵Ｒがこの設定値に見合った角度だけ転舵するから
である。

以上詳述したようにこの考案によれば、トリム用可変抵
抗を遠隔操舵装置内に設けたので、海流、潮流、風およ
び船自体の特有のクセ等の諸条件に関係なくいかなる条
件下でも遠隔操舵装置の零点を不変とすること（船舶が
真すぐ進んでいるとき常に遠隔手動操舵用可変抵抗が基
準点〔中立位置〕にあること）ができる。

それゆえに遠隔操舵がきわめて容易となる。

また、手動操舵用可変抵抗を零点自動復帰構成にしたの
で手動操舵に際しては手動操舵用可変抵抗のノブを所定
角度回してあとは離してやれば自動的に抵抗の零点復帰
が行われるので、舵手がいちいち零点復帰操作をする必
要がなくリモートコントロールが一段と簡単になる。

しかもトリム用可変抵抗を半固定式にしたので、一旦補
正したらその補正内容がみだりに（予期せずに）乱され
ることはない。

このことは特に風波にもてあそばれて揺れが多くかつ激
しい小型船舶の場合には大きな利点となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案のリモコン装置及びその関連部分の構
成を示す回路図、第２図はその要部であるマニュアル回
路の構成を示す説明図である。 １・・・・・・主装置、３・・・・・・切換スイッチ、
４・・・・・・検出部、１５・・・・・・リモコン装置
、１１，１７・・・・・−増幅器、１５・・・・・・モ
ータ、１６・・・・・・ポテンショ要素、Ｒ・・・・・
・舵、５Ｌ６１・・・・・・マニュアル回路、５２・・
・・・・手動操舵用可変抵抗、５３・・・・・・トリム
用可変抵抗、６２・・・・・・リレー、Ｒｅｆ−・・・
・・基準回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 自動操舵用主装置内の自動／手動切換スイッチによって
   選択的に主装置内の舵制御フィードバック系に接続され
   る手動操舵用回路を有する形式であって、 該手動操舵用回路には、手装置内の上記した自動／手動
   スイッチと連動する自動／手動切換スイッチと、手動操
   作によってその抵抗値を調節できる手動操舵用可変抵抗
   およびこれに直列に接続されたトリム用可変抵抗とが、
   配置されており、しかも該手動操舵用可変抵抗がバネの
   釣合いにより外力が加えられない限りは常に舵の中立位
   置に相当する零点にブラシが保たれる零点復帰構成であ
   り、かつ、トリム用可変抵抗が外力が加えられない限り
   は設定位置にブラシが保たれる半固定構成であることを
   特徴とする遠隔操舵装置。