JPH0530560Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、油圧モータを制御して船舶の舵角を
操作する舶用舵取り装置の改良に関するものであ
る。

（従来技術及びその問題点） この種の舶用舵取り装置に関して従来から第５
図に示す特公昭58−42077号が知られている。

第５図中で、１はトルクモータ９、スプール弁
１０、傾転板制御式油圧ポンプ１１、サーボバル
ブ油圧ポンプ１２、リンク１４、１６及びセンタ
ースプリング１５等からなる舵取り機構である。

２は操舵輪（舵角命令手段）であり、指令信号
発生回路３で操舵輪２の動きを指令信号に変換
し、バツクアツプ回路３０、トルクモータ駆動回
路６、で前記トルクモータ９を駆動し、油圧ポン
プ１１からの圧油で舵軸駆動シリンダ２５を伸縮
し、舵軸７を回動し、ポテンシヨメータ８でフイ
ードバツク信号をバツクアツプ回路３０に入力し
ている。

この従来例では、操舵命令に対するフイードバ
ツクはポテンシヨメータ８からのフイードバツク
信号のみであり、トルクモータ９をその出力がセ
ンタースプリング１５のばね力と釣り合つた点で
停止している（力制御）。したがつて、トクルモ
ータ９の停止点がスプリング１５の精度（ばね定
数のバラツキ）で狂うという点で不十分であり、
油圧ポンプ１１の吐出量すなわち転舵速度の調整
が困難である。

トルクモータ９の停止点精度を高める必要から
ばね定数の高いセンタースプリング１５が必要
で、大出力のトルクモータ９が必要になる。

センタースプリングは性質上、中立状態で予圧
が与えられているため、与えられる制御信号が一
定値以上にならないとトルクモータ９は動作せ
ず、不感帯が発生し、電気的に不感帯を除くバツ
クアツプ回路３０が必要になる。

機側操縦の場合は、トルクモータ９の回動腕を
操作しなければならず、油圧ポンプ１１の吐出量
は不明で操舵が困難である。

ポテンシヨンメータ８からフイードバツク信号
を受けずに、トルクモータを直接駆動させて舵取
機を操舵するノンフオロー操舵では、トルクモー
タ９が中立に復帰した後に油圧ポンプ１１の制御
シリンダが中立になるので、油圧ポンプ１１の停
止命令が遅れて舵軸７が2°〜3°大きな舵角になる
（流舵現象）。したがつて、精度のよいノンフオロ
ー操舵が困難なばかりでなく、大舵角での操舵は
前述の流舵現象によつて操舵が困難である。

また、トルクモータ９とスプール弁１０、油圧
ポンプ制御シリンダ等とを一体にユニツト化する
技術については何等開示されていない。

（考案の目的） 本考案は、以上の不具合を解消するために、ト
ルクモータの停止点をセンタースプリングのばね
力に依存せず、電気的なフイードバツク手段でト
ルクモータの停止点を決定できる舶用舵取り装置
を提供することを目的としている。

（考案の構成） (1) 技術的手段 本考案は、船舶の舵角命令手段の動きに応じ船
の舵を駆動するため、前記舵角命令手段の指令信
号を受け、この指令信号により駆動される舵角の
舵角信号をフイードバツク信号として受けるサー
ボ増幅器と、このサーボ増幅器からの出力を受け
てトルクモータの制御信号を出力するトルクモー
タ駆動回路と、前記制御信号に応じた所定のトル
クで回動腕を駆動するトルクモータと、操舵駆動
シリンダへ作動圧油を供給する油圧ポンプと、こ
の油圧ポンプの制御シリンダへの制御圧油の供給
を制御するスプール弁とを備えた舶用舵取り装置
において、前記トルクモータの回動腕をスプール
弁のスプールに連結し、このスプールの動きを受
けてフイードバツク信号を、前記サーボ増幅器と
トルクモータ駆動回路との間の加算点に入力する
差動変圧器を設けたことを特徴とする舶用舵取り
装置である。

(2) 作用 差動変圧器でトルクモータの回動を検出し、作
動変圧器の信号をトルクモータ駆動回路にフイー
ドバツクしてトルクモータの停止点を正確に制御
する。

（実施例） 本考案を採用した舶用舵取り装置を示す第１図
において、第５図と同一の符号で示した部分は同
一または相当部分を示す。

第１図中で、トルクモータ９の回動アーム１３
はスプール弁１０のスプール４０に直接に連結し
ており、スプール４０はスリーブ４２内で摺動自
在である。スプール４０には従来のセンタースプ
リング１５より大巾にばね力の弱いリターンスプ
リング４４が設けられている。スプール弁１０は
傾転板制御式の油圧ポンプ１１の制御シリンダ２
４に繋がる通路４５、４６を切換えて、制御シリ
ンダ２４を駆動するようになつている。なお、油
圧ポンプ１１は斜軸ポンプ等の他の可変流量ポン
プでもよい。

また、スリーブ４２、制御シリンダ２４には詳
しくは後述するフイードバツクレバー４８が連結
しており、フイードバツクレバー４８の一端部は
支点４９に軸支してある。

前記スプール４０の下端部には、スプール４０
の摺動すなわちトルクモータ９の回動アーム１３
の回動をフイードバツク信号５０ａに変換する差
動変圧器５０が連結している。差動変圧器５０の
フイードバツク信号５０ａはサーボ増幅器５とト
ルクモータ駆動回路６の間の加算点５２に入力し
ている。

以上のように、制御シリンダ２４に相当するパ
ワー部とスプール弁１０に相当するサーボ部等は
第２図に示すように一体化されてレギユレータ５
４を構成している。第２図中で、レギユレータ５
４のケーシング５６には、スプール弁１０、制御
シリンダ２４を内蔵し、通路４５，４６がケーシ
ング５６の肉厚内に形成されている。ケーシング
５６の上端面にはトルクモータ９が固定されてい
る。トルクモータ９の回動アーム１３（第１図）
に繋がるピン５８はスプール４０に連結してい
る。

スプール４０の第２図中の左端部には差動変圧
器５０のコア６０が連結し、このコア６０の先端
部の周囲にコイルが設けられており、コア６０の
中立位置からの変位量をフイードバツク信号５０
ａに変換するようになつている。

フイードバツクレバー４８は支点４９（ピン）
でケーシング５６に軸支され、第３図に示すよう
に、ピン６４，６６でスプール４０と制御シリン
ダ２４のサーボピストン６８に連結している。第
３図中で７０はケーシング５６を覆うフロントカ
バーである。

第２図のａ矢視図である第２ａ図に示すよう
に、トルクモータ９の回動アーム１３の回動角を
指示する指針７２と目盛り７４を設け、機側操縦
の場合には目盛り７４を見ながらノブ７６でトル
クモータ９を操作するようになつている。なお、
トルクモータ９に機械的な最大回動角規制ストツ
パーを設けることもできる。

次に作用を説明する。トルクモータ９の回動ア
ーム１３の回動角に対する舵取り機構１の動作を
示す第４図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで、第４図Ａは指令信
号が零レベルすなわち舵が停止している状態を図
示している。

指令信号によりトルクモータ９が矢印の方向に
回動すると、フイードバツクレバー４８は４９を
中心に回動し、第４図Ｂの状態になる。この状態
では１２よりスプール弁１０を通つて油圧ポンプ
１１の制御シリンダ２４に制御圧油が入り、サー
ボピストン６８が押し下げられて油圧ポンプ１１
が所定吐出量で作動油を吐出し、フイードバツク
レバー４８は４９を中心に第４図Ｃの位置まで移
動し、第１図に図示する舵軸駆動シリンダ２５に
油圧をかけて舵軸７を駆動する。

この時第４図Ｂに図示するスプール４０の摺動
を差動変圧器５０で検出してフイードバツク信号
５０ａ（第１図）を加算点５２に出力し、トルク
モータ駆動回路６でトルクモータ９の回動を停止
する。このトルクモータ９の停止点はトルクモー
タ９の回動アーム１３に直接に連結した差動変圧
器５０で決定するので、従来のように第５図のセ
ンタースプリング１５のばね力が介在せず、差動
変圧器５０の停止点は正確である。

舵軸７が所定の位置まで駆動されると、ポテン
シヨメータ８からのフイードバツク信号でサーボ
増幅器５の出力は零レベルになり、フイードバツ
ク信号５０ａにより加算点５２での出力は負とな
り、トルクモータを反対方向に回動させ、第４図
Ｄの位置になる。

続いて、スプール弁１０の切換えによりサーボ
ピストン６８が上つて油圧ポンプ１１の吐出量が
零になり、フイードバツクレバー４８は支点４９
を中心に回動し第４図Ａの位置に戻る。このよう
に１つの指令信号に対して舵取り機構１は第４図
Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａの順で舵軸７を操作する。

スプール弁１０のリターンスプリング４４は電
源が故障した場合にスプール４０を中立位置に戻
すために設けられているが、リターンスプリング
４４はばね力が弱くトルクモータ９の作動に影響
を及ぼすことは殆んどない。

ノンフオローアツプ操舵時は、油圧回路内のス
プール弁５１に形成されたポンプバイパス５１ａ
と命令信号とが連動するようにしているため、命
令終了とともにポンプバイパスが作動し、油圧ポ
ンプ１１はトルクモータ９より遅れて中立になる
が、油圧ポンプ１１からの圧油はシリンダ２５に
流入せず、舵は命令舵角で停止し、従来のような
流舵現象がなく、大舵角でも安全に操舵可能であ
る。

第２図、第３図に示すようにトルクモータ９、
スプール弁１０、制御シリンダ２４、差動変圧器
５０等はケーシング５６に一体化されているの
で、コンパクトな構造になり、従来のように造船
所でのトルクモータの据付、調整作業が不要にな
る。なお、電気的な調整は従来と同様である。

（考案の効果） 以上説明したように本考案による舶用舵取り装
置では、トルクモータ９の停止点を検出する差動
変圧器５０を設け、差動変圧器５０のフイードバ
ツク信号５０ａを加算点５２にフイードバツクす
るようにしたので、従来のセンタースプリング１
５のばね精度に起因するトルクモータ９の停止点
の誤差が発生せず、電気的なバツクアツプ回路３
０がなくても安定した精度のよい操舵が可能にな
る。

トルクモータ９に働くリターンスプリング４４
のばね力は極弱いので、トルクモータ９の出力は
小さくて済み、トルクモータ９を小型化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を採用した装置の構造略図、第
２図はレギユレータの正面図、第２ａ図は第２図
のａ矢視図、第３図は第２図の矢視図、第４図
は装置の作動を示す構造略図、第５図は従来例を
示す構造略図である。 ９……トルクモータ、１０……スプール弁、１
１……油圧ポンプ、４０……スプール、４２……
スリーブ、５０……差動変圧器、５２……加算
点。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 船舶の舵角命令手段の動きに応じ船の舵を駆
   動するため、前記舵角命令手段の指令信号を受
   け、この指令信号により駆動される舵角の舵角
   信号をフイードバツク信号として受けるサーボ
   増幅器と、このサーボ増幅器からの出力を受け
   てトルクモータの制御信号を出力するトルクモ
   ータ駆動回路と、前記制御信号に応じた所定の
   トルクで回動腕を駆動するトルクモータと、操
   舵駆動シリンダへ作動圧油を供給する油圧ポン
   プと、この油圧ポンプの制御シリンダへの制御
   圧油の供給を制御するスプール弁とを備えた舶
   用舵取り装置において、前記トルクモータの回
   動腕をスプール弁のスプールに連結し、このス
   プールの動きを受けてフイードバツク信号を、
   前記サーボ増幅器とトルクモータ駆動回路との
   間の加算点に入力する差動変圧器を設けたこと
   を特徴とする舶用舵取り装置。 (2) 前記スプール弁には、トルクモータを中立に
   戻す弱いリターンスプリングを設けてある実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の舶用舵取り装
   置。