JP2003118691A - 水中航走体 - Google Patents

水中航走体

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JP2003118691A
JP2003118691A JP2001320246A JP2001320246A JP2003118691A JP 2003118691 A JP2003118691 A JP 2003118691A JP 2001320246 A JP2001320246 A JP 2001320246A JP 2001320246 A JP2001320246 A JP 2001320246A JP 2003118691 A JP2003118691 A JP 2003118691A
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propulsion
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Shinichi Yoshida
新一 吉田
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】内部の電気機器の耐電磁ノイズ性が高く誤作動
の発生しにくい水中航走体を提供しようとする。 【解決手段】従来の水中を航走する水中航走体にかわっ
て、船尾に設けられる推進器と、船尾に設けられる舵
と、操舵機構と操舵用電動機とを有する操舵装置と、操
舵用電動機に駆動電力を供給する操舵用駆動回路と、操
舵用駆動回路に制御信号を供給する操舵用信号処理回路
と、推進器を駆動する推進用電動機と、を備え、操舵用
信号処理回路が推進用電動機の前方に配置され、操舵装
置と操舵用駆動回路とが推進用電動機の後方に配置さ
れ、操舵用信号処理回路から操舵用駆動回路へ制御信号
を送る光ケーブルが推進用電動機の脇に配線されている
ものとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水中を推進する水
中航走体に係る。特に操舵装置と推進装置の配置に特徴
のある水中航走体に関する。
【0002】
【従来の技術】水中航走体が、水中での各種作業を行う
ために用いられる。水中航走体は、ペイロードを積んで
水中の所定のコースを進む。水中航走体は、流線型の船
体と水中を推進するための推進器(例えば、プロペラ)
とコースを変えるため旋回力を発生させる舵を備える。
推進器を駆動するための推進用電動機や舵を操作するた
めの操舵装置が船体の内部に設けられる。
【0003】水中航走体は、水に逆らって水中を進むた
めに、大きな出力をもつ推進用動力機関をもつ。動力源
が電池である場合には、推進用動力機関は電動機であ
る。電動機は、直流電動機または交流電動機が用いら
れ、プロペラ効率を最大にするために回転数制御され
る。軽量化のために、電動機は推進器をダイレクトドラ
イブするので、必要トルクを発生するために、電動機の
直径は大きい方が設計上好ましい。一般に、電動機の直
径は船体の圧力殻の内径に極めて近く、電動機の外周と
船体の内壁の間の隙間は狭い。電動機の前方に配置され
た電気機器と後方に配置された電動機を繋ぐ電線等は、
電動機の外周と船体の内壁にできたわずかな隙間を通っ
ている。
【0004】一方、水中航走体の船体は圧力殻となって
おり、すべての電気機器は圧力殻に中に納められる。推
進用電動機はその他の電気機器のとって大きな電磁ノイ
ズ源となる。圧力殻内での電気機器の配置には十分な注
意が必要とされる。
【0005】従来の水中航走体の構造を、図を基に、説
明する。図2は、従来の水中航走体の側面断面図であ
る。水中航走体は、船体10と電源系20と制御系30
と推進系40と操舵系50とを備える。水中航走体の前
部はペイロード2の搭載用空間である。電源系20は、
電池21と電源制御回路22とを有する。制御系30
は、管制制御回路31と操舵用信号処理回路32と操舵
用駆動回路33と推進用信号処理回路34と推進用駆動
回路35とを有する。管制制御回路31は水中航走体の
管制をおこない、操舵用信号処理回路32と推進用信号
処理回路34と電源制御回路22とに必要な制御信号を
与える。操舵用駆動回路33と推進用駆動回路35と
は、いわゆるドライバであり、電池の電力を基に電動機
を駆動する駆動電力を出力する。
【0006】推進系40は、推進用電動機41と駆動シ
ャフト42と推進器43(いわゆるプロペラ)とを有す
る。推進用電動機41と推進器43とが駆動シャフト4
2の両端に直結され、推進器43が回転し、周囲の水を
後方に吹きだして推進力を発生する。操舵系50は、操
舵用電動機51と操舵機構52とで構成される操作装置
と舵53とを有する。操舵機構52が操舵電動機51の
回転を直進運動に変換し、舵53に直結された軸につい
たレバーを押し引きして舵53を操作する。舵53が周
囲の水の流れを変えて旋回力を発生させる。
【0007】水中航走体1の船体20の中では、推進系
の推進用電動機41が船体の船尾側の直径がすぼまりか
ける位置に配置される。ペイロード2、電源系20及び
制御系30が、推進系の推進用電動機41の前方に配置
される。操舵系の操舵装置51,52が、推進系の推進
用電動機41の後方の船尾の外径がすぼまっている場所
に配置される。舵53と推進器43とが、船尾の外部に
配置される。
【0008】制御系30は、周囲をシールド筐体で囲
い、推進用電動機41からの電磁ノイズを遮断してい
る。操舵用信号処理回路32から操舵用電気信号線を介
して操舵用制御信号が操舵用駆動回路33に供給され
る。操舵用駆動回路33から操舵用動力線を介して操舵
用動力が操舵用電動機51に供給される。操舵用動力線
が、推進用電動機41の前方に配置された操舵用駆動回
路33から出て、推進用電動機41と船体10との隙間
を通過して、操舵用電動機51に配線されている。、推
進用信号処理回路34から推進用電気信号線を介して推
進用制御信号が推進用駆動回路35に供給される。推進
用駆動回路35から推進用動力線を介して推進用動力が
推進用電動機41に供給される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述の水中航走体1の
構造の場合、例えば、推進用電動機41が3相交流モー
タであり、交流インバータ制御されていると、推進用電
動機41が周囲に大きな電磁ノイズを放出するので、推
進用電動機41のすぐ脇を這っている操舵用動力線が電
磁誘導を受け、操舵用動力に看過しがたい電気ノイズが
乗ってしまうことがある。水中航走体は、寸法制約と重
量制約のため、内部に大きな空間を設けることや十分な
シールド筐体を設けることが困難であり、さらに、船体
の一部をFRPで製作することもあり、電気機器のアー
スも完全にできないという事情がある。従って、推進用
電動機の放射する電磁ノイズのために、操舵装置51,
52が誤作動して、舵53が予期しない動きをしたり、
指令どおりに作動しないという問題があった。
【0010】本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出さ
れたもので、従来の水中航走体にかわって、内部の電気
機器の耐電磁ノイズ性が高く誤作動の発生しにくい水中
航走体を提供しようとする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る水中を航走する水中航走体は、水中航
走体の船尾に設けられ水中航走体を推進させる推進力を
発生させる推進器と、水中航走体の船尾に設けられ水中
航走体を旋回させる旋回力を発生する舵と、前記舵を動
かす操舵機構と該操舵機構を駆動する操舵用電動機とを
有する操舵装置と、前記操舵用電動機に駆動電力を供給
する操舵用駆動回路と、前記操舵用駆動回路に制御信号
を供給する操舵用信号処理回路と、前記推進器を駆動す
る推進用電動機と、を備え、前記操舵用信号処理回路が
前記推進用電動機の前方に配置され、前記操舵装置と前
記操舵用駆動回路とが前記推進用電動機の後方に配置さ
れ、前記操舵用信号処理回路から前記操舵用駆動回路へ
制御信号を送る光ケーブルが前記推進用電動機の脇に配
線されているものとした。
【0012】上記本発明の構成により、推進力を発生さ
せる推進器が船尾に設けられ水中航走体を推進させ、操
舵用信号処理回路が推進用電動機の前方に配置され、操
舵装置と操舵用駆動回路とが推進用電動機の後方に配置
され、操舵用信号処理回路から操舵用駆動回路へ制御信
号を送る光ケーブルが推進用電動機の脇に配線され、操
舵用信号処理回路が操舵用駆動回路に制御信号を供給
し、操舵用駆動回路が操舵用電動機に駆動電力を供給
し、操舵用電動機が操舵機構を駆動し、操舵機構が操舵
装置が舵を動かし、舵が船尾に設けられ水中航走体を旋
回させ、推進用電動機が推進器を駆動し、推進器が船尾
に設けられ水中航走体を推進させるので、操舵装置と操
舵用駆動回路とを推進用電動機からその後方に遠ざけ、
操舵用信号処理回路を推進用電動機からその前方に遠ざ
け、操舵用信号処理回路と操舵用駆動回路とを繋ぐ光ケ
ーブルが推進用電動機の横を通り、推進用電動機の電磁
ノイズが、操舵用信号処理回路と操舵用信号処理回路と
操舵用駆動回路とに進入しにくく、水中航走体を推進中
の舵の誤作動を防止できる。
【0013】さらに、本発明に係る水中航走体は、前記
操舵装置専用の操舵用電池を備え、前記操舵用電池が前
記推進用電動機の後方に設けられているものとした。上
記本発明の構成により、操舵装置専用の操舵用電池が推
進用電動機の後方に設けられるので、操舵用電池を推進
用電動機から後方に遠ざけて、推進用電動機の電磁ノイ
ズが電源から進入しにくく、水中航走体を推進中の舵の
誤作動をさらに防止できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共
通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略
する。
【0015】本発明の実施形態に係る水中航走体の構造
を説明する。図1は、本発明の実施形態の側面断面図で
ある。
【0016】水中航走体は、船体10と電源系20と制
御系30と推進系40と操舵系50とを備える。水中航
走体の前部はペイロード2の搭載用空間である。電源系
20は、電池21と電源制御回路22と操舵専用電池2
3とを有する。制御系30は、管制制御回路31と操舵
用信号処理回路32と操舵用駆動回路22と推進用信号
処理回路34と推進用駆動回路35とを有する。管制制
御回路31は水中航走体の管制をおこない、操舵用信号
処理回路32と推進用信号処理回路34とに必要な制御
信号を与える。操舵用駆動回路33と推進用駆動回路3
5とは、いわゆるドライバであり、電池の電力を基に電
動機を駆動する駆動電力を出力する。
【0017】推進系40は、推進用電動機41と駆動シ
ャフト42と推進器43(いわゆるプロペラ)とを有す
る。推進用電動機41と推進器43とが駆動シャフト4
2の両端に直結され、推進器43が回転し、周囲の水を
後方に吹きだしで推進力を発生する。
【0018】操舵系50は、操舵用電動機51と操舵機
構52とで構成される操作装置と舵53とを有する。操
舵機構52が操舵電動機51の回転を直進運動に変換
し、舵53に直結された軸についたレバーを押し引きし
て舵53を操作する。舵53が周囲の水の流れを変えて
旋回力を発生させる。
【0019】水中航走体1の船体20の中では、推進系
の推進用電動機41が船体の船尾側の直径がすぼまりか
ける位置に配置される。ペイロード2、電源系20の電
池21と電源制御回路22及び制御系30の管制制御回
路31と操舵用信号処理回路32と推進用信号処理回路
34と推進用駆動回路35が、推進系40の推進用電動
機41の前方に配置される。制御系3の操舵用駆動回路
22、電源系20の操舵専用電池23、操舵系の操舵装
置51,52が、推進系の推進用電動機41の後方の船
尾の外径がすぼまっている場所に配置される。舵53と
推進器43とが、船尾の外部に配置される。
【0020】制御系30の管制制御回路31と操舵用信
号処理回路32と推進用信号処理回路34と推進用駆動
回路35とは、周囲をシールド筐体で囲い、推進用電動
機か41らの電磁ノイズを遮断している。制御系3の操
舵用駆動回路22と操舵系50の操舵装置51,52と
操舵専用電池23も、周囲をシールド筐体で囲い、推進
用電動機41からの電磁ノイズを遮断している。
【0021】操舵用信号処理回路32から操舵用光ケー
ブルを介して操舵用制御信号が操舵用駆動回路33に供
給される。操舵専用電池23から電力を受けた操舵用駆
動回路33から操舵用動力線を介して操舵用動力が操舵
用電動機51に供給される。操舵用光ケーブルが、推進
用電動機41の前方に配置された操舵用信号処理回路3
2から、推進用電動機41と船体10との隙間を通過し
て、操舵用駆動回路33に配線されている。推進用信号
処理回路34から推進用電気信号線を介して推進用制御
信号が推進用駆動回路35に供給される。推進用駆動回
路35から推進用動力線を介して推進用動力が推進用電
動機41に供給される。
【0022】次に、本発明の実施形態に係る水中航走体
の作用を説明する。管制制御回路31の指令を受けて、
電源制御回路22が電池21を適正に電力出力する用に
制御する。さらに、管制制御回路31の操舵指令を受け
て、操舵用信号処理回路32が操舵用制御信号を操舵用
駆動回路33におくり、操舵用駆動回路33が、操舵専
用電池から電気を受けて、操舵用動力を操舵用電動機5
1へ送る。操舵用電動機51は操舵用動力により回転力
を発生し、操舵用機構52により舵53を操作する。さ
らに、管制制御回路31の推進指令を受けて、推進用信
号処理回路34が推進用制御信号を推進用駆動回路35
におくり、推進用駆動回路35が推進用動力を推進用電
動機41へ送る。推進用電動機41は操舵用動力により
回転力を発生し、駆動シャフト42により推進器43を
回転させる。
【0023】推進用電動機41から出た電磁ノイズが、
推進用電動機の周囲雰囲気に充満する。制御系30の管
制制御回路31と操舵用信号処理回路32と推進用信号
処理回路34と推進用駆動回路35とは、周囲をシール
ド筐体で囲い、推進用電動機か41らの電磁ノイズによ
る誤作動を防止する。また、推進用電動機41の外周と
船体の内壁の隙間を配線された操舵用光ケーブルに、電
磁誘導現象が起きない。操舵用駆動回路22と操舵系の
操舵装置51,52も、周囲をシールド筐体で囲い、推
進用電動機か41らの電磁ノイズによる誤作動を防止す
る。
【0024】上述の実施形態の水中航走体を用いれば、
操舵系と制御系にノイズが進入しないので、舵が誤作動
するおそれがない。また、操舵専用の電池を設けたの
で、動力線から操舵系にノイズが進入しないので、さら
に舵が誤作動するおそれがない。
【0025】本発明は以上に述べた実施形態に限られる
ものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変
更が可能である。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明の水中を航走
する水中航走体は、その構成により、以下の効果を有す
る。操舵装置と操舵用駆動回路とを推進用電動機の後方
に遠ざけ、操舵用信号処理回路を推進用電動機の前方に
遠ざけ、操舵用信号処理回路と操舵用駆動回路とを繋ぐ
光ケーブルが推進用電動機の横を通り、推進用電動機の
電磁ノイズが、操舵用信号処理回路と操舵用信号処理回
路と操舵用駆動回路に進入しにくく、水中航走体を推進
中の舵の誤作動を防止できる。また、操舵用電池を推進
用電動機から後方に遠ざけて、推進用電動機の電磁ノイ
ズが電源系から進入しにくく、水中航走体を推進中の舵
の誤作動をさらに防止できる。従って、内部の電気機器
の耐電磁ノイズ性が高く誤作動の発生しにくい水中航走
体を提供できる。
【0027】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の側面断面図である。
【図2】従来の側面断面図である。
【符号の説明】
1 水中航走体 2 ペイロード 10 船体 20 電源系 21 電池 22 電源制御回路 23 操舵専用電源 30 制御系 31 管制制御回路 32 操舵用信号処理回路 33 操舵用駆動回路 34 推進用信号処理回路 35 推進用駆動回路 40 推進系 41 推進用電動機 42 駆動シャフト 43 推進器 50 操舵系 51 操舵用電動機 52 操舵機構 53 舵

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水中を航走する水中航走体であって、水中
    航走体の船尾に設けられ水中航走体を推進させる推進力
    を発生させる推進器と、水中航走体の船尾に設けられ水
    中航走体を旋回させる旋回力を発生する舵と、前記舵を
    動かす操舵機構と該操舵機構を駆動する操舵用電動機と
    を有する操舵装置と、前記操舵用電動機に駆動電力を供
    給する操舵用駆動回路と、前記操舵用駆動回路に制御信
    号を供給する操舵用信号処理回路と、前記推進器を駆動
    する推進用電動機と、を備え、前記操舵用信号処理回路
    が前記推進用電動機の前方に配置され、前記操舵装置と
    前記操舵用駆動回路とが前記推進用電動機の後方に配置
    され、前記操舵用信号処理回路から前記操舵用駆動回路
    へ制御信号を送る光ケーブルが前記推進用電動機の脇に
    配線されていることを特徴とする水中航走体。
  2. 【請求項2】前記操舵装置専用の操舵用電池を備え、前
    記操舵用電池が前記推進用電動機の後方に設けられてい
    ることを特徴とする請求項1に記載の水中航走体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019069689A (ja) * 2017-10-10 2019-05-09 株式会社Ihi 水中推進装置
CN114397006A (zh) * 2022-02-15 2022-04-26 西南交通大学 一种振荡和操舵运动下的螺旋桨流噪声测量系统

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