JPH0634838B2 - 遠隔操作型放水銃 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般の消防車、あるいは化学消防車等に搭載
される遠隔操作型放水銃に関するものである。

（従来の技術） 従来、一般の消防車、あるいは化学消防車などに搭載さ
れ、火災現場において遠隔操作により消火対象物の方向
にノズルを旋回、及び俯仰させ、消火対象物に対して
水、あるいは化学消火剤を噴出させるための遠隔操作型
放水銃は、手動操作ハンドルを操作し、同手動操作ハン
ドルの操作に連動するリンクなどにより、機械的に油圧
回路の切り換えを行い、油圧駆動アクチュエータを作動
させてノズルの方向制御をしていた。また、ノズルを旋
回駆動、あるいは俯仰駆動させるための駆動アクチュエ
ータとして、電動機が用いられることがあった。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の油圧駆動アクチュエータによる遠隔操作型放
水銃は、手動操作ハンドルと前記リンクとが機械的に連
繋されているめ、構造が複雑になり、高価になるという
問題があった。更に、バックラッシュなどのためにノズ
ルを正確に消火対象物に向けることが困難であると言う
問題があった。

また、駆動アクチュエータとして電動機を用いた従来の
遠隔操作型放水銃の場合は、ノズルの作動が遅く、応答
性が悪いという問題があった。

そこで、本発明ではノズルを旋回駆動、及び俯仰駆動さ
せるために油圧、あるいはガス圧作動の駆動アクチュエ
ータを用い、かつ、駆動アクチュエータの位置制御を電
気的に行うことによって、遠隔操作型放水銃の構成を簡
単にすると共に、作動を速く、正確にすることを解決す
べき技術的課題とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題解決のための技術的手段は、台上に設置された
ノズルを遠隔操作により旋回駆動、及び俯仰駆動し、消
火対象物に対して水、あるいは消火剤を噴出させるため
の遠隔操作型放水銃を、油圧、あるいはガス圧を受けて
前記ノズルを旋回駆動させる旋回駆動用アクチュエータ
と、油圧、あるいはガス圧を受けて前記ノズルを俯仰駆
動させる俯仰駆動用アクチュエータと、前記旋回駆動用
アクチュエータの駆動量を検出して検出駆動量に対応し
た電気信号を出力する旋回駆動量検出器と、前記俯仰駆
動用アクチュエータの駆動量を検出して検出駆動量に対
応した電気信号を出力する俯仰駆動量検出器と、前記ノ
ズルを消火対象物の方向に旋回及び俯仰させるときに操
作される操作手段と、前記操作手段の旋回操作量を検出
して検出操作量に対応した電気信号を出力する旋回操作
量検出器と、前記操作手段の俯仰操作量を検出して検出
操作量に対応した電気信号を出力する俯仰操作量検出器
と、前記操作手段が操作され、前記旋回駆動用アクチュ
エータと前記俯仰駆動用アクチュエータとが駆動された
状態で、前記旋回駆動量検出器から出力された電気信号
と、前記旋回操作量検出器から出力された電気信号とを
入力して前記旋回駆動用アクチュエータの実際の駆動量
と、前記操作手段の旋回操作量との偏差を演算し、演算
された偏差をゼロにするような補正旋回駆動信号を前記
旋回駆動用アクチュエータに出力する旋回駆動制御手段
と、前記俯仰駆動量検出器から出力された電気信号と、
前記俯仰操作量検出器から出力された電気信号とを入力
して前記俯仰駆動用アクチュエータの実際の駆動量と、
前記操作手段の俯仰操作量との偏差を演算し、演算され
た偏差をゼロにするような補正俯仰駆動信号を前記俯仰
駆動用アクチュエータに出力する俯仰駆動制御手段とを
備えた構成にすることである。

（作用） 上記構成の遠隔操作型放水銃によれば、操作手段が旋回
操作、及び俯仰操作され、旋回駆動制御手段、及び俯仰
駆動制御手段から旋回駆動アクチュエータと、俯仰駆動
アクチュエータとに対して駆動信号が出力されると、ノ
ズルの旋回駆動、及び俯仰駆動が開始される。ノズルの
旋回駆動、及び俯仰駆動が開始されると、旋回駆動量検
出器から旋回駆動制御手段に対して旋回駆動アクチュエ
ータの実際の駆動量に対応した電気信号が出力されると
ともに、俯仰駆動量検出器から俯仰駆動制御手段に対し
て俯仰駆動アクチュエータの実際の駆動量に対応した電
気信号が出力される。

一方、旋回操作量検出器から旋回駆動制御手段に対して
操作手段の旋回操作量に対応した電気信号が出力される
とともに、俯仰操作量検出器から俯仰駆動制御手段に対
して操作手段の制御操作量に対応した電気信号を出力さ
れる。

旋回駆動制御手段は、旋回駆動アクチュエータの実際の
駆動量に対応した電気信号と、操作手段の旋回操作量に
対応した電気信号とを入力すると、旋回駆動アクチュエ
ータの実際の駆動位置を認識するとともに、操作手段の
旋回操作量、すなわち、操作手段の旋回操作位置と旋回
駆動アクチュエータの実際の駆動位置との偏差を演算
し、この偏差をゼロにするような補正旋回駆動信号を旋
回駆動アクチュエータに出力して同旋回駆動アクチュエ
ータの駆動量を補正する。

また、俯仰駆動制御手段は、俯仰駆動アクチュエータの
実際の駆動量に対応した電気信号と、操作手段の俯仰操
作量に対応した電気信号とを入力すると、俯仰駆動アク
チュエータの実際の駆動位置を認識するとともに、操作
手段の俯仰操作量、すなわち、操作手段の俯仰操作位置
と、俯仰駆動アクチュエータの実際の駆動位置との偏差
を演算し、この偏差をゼロにするような補正俯仰駆動信
号を俯仰駆動アクチュエータに出力して同俯仰駆動アク
チュエータの駆動量を補正する。

その結果、操作手段の旋回操作、及び俯仰操作に基ずく
旋回駆動アクチュエータ、及び俯仰駆動アクチュエータ
の駆動がフィードバック制御により常時補正制御される
ため、ノズルを消火対象物の方向に正確に、かつ速い応
答で向けることができる。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。

図は、遠隔操作型放水銃の全体の構成を説明するための
構成系統図である。

図に示すように、本実施例の遠隔操作型放水銃１は、消
火対象物に対して水、あるいは化学消火剤を噴出させる
ためのノズル２が備えられ、ノズル２は、油圧モータ３
の駆動により回転される駆動歯車４と、同駆動歯車４と
噛み合う減速歯車５とを介して旋回駆動されるように、
減速歯車５の上端面に取り付けられた中空状の支柱６に
取り付けられている。また、ノズル２は、支柱６の取り
付け支点７を中心として俯仰作動可能に取り付けられて
いる。油圧シリンダ８はその基端部が前記支柱６の下端
部に取り付けられており、油圧シリンダ８に挿通された
ピストン９の先端部はノズル２に取り付けられているた
め、ピストン９を伸縮作動させることにより、ノズル２
を俯仰駆動させることができる。

以上のように、前記油圧モータ３と、駆動歯車４と、減
速歯車５とにより旋回駆動アクチュエータが構成されて
おり、油圧シリンダ８が俯仰駆動アクチュエータを構成
している。

また、図に示すように減速歯車５と噛み合う小歯車１０
が取り付けられており、更に小歯車１０の軸心部と多回
転型のポテンショメータ１１の回転軸が結合されてい
る。すなわち、前記油圧モータ３が回転され、駆動歯車
４が回動し、減速歯車５が駆動されることによりノズル
２が旋回駆動されたとき、上記ポテンショメータ１１
は、ノズル２の基準位置からの旋回駆動量に対応した電
気信号を出力する。

一方、ノズル２の俯仰駆動中心となるノズル２の後端部
には歯車１２が取り付けられており、ノズル２が俯仰駆
動されると、歯車１２が回転する。また、歯車１２と噛
み合う小歯車１３が、支柱６に取付けられたブラケット
１４に軸支されており、更に、小歯車１３には同軸状に
多回転型のポテンショメータ１５の回転軸が結合されて
いる。

前記油圧モータ３、及び前記油圧シリンダ８に油圧を供
給するための油圧制御回路１６には、図示していない油
圧ポンプ、電磁制御弁などが収納されており、上記電磁
制御弁を制御することによって、油圧モータ３、油圧シ
リンダ８を駆動させ、前記ノズル２を旋回駆動、及び俯
仰駆動させるものである。

上記電磁制御弁を制御するために、電気制御回路１７が
設けられており、この電気制御回路１７の出力信号が油
圧制御回路１６の電磁制御弁を制御する。また、電気制
御回路１７には前記ポテンショメータ１１、及びポテン
ショメータ１５が電気的に接続されており、前記ノズル
２の旋回駆動量に対応した電気信号、及び同ノズル２の
俯仰駆動量に対応した電気信号が入力される。

上記ノズル２を旋回駆動、及び俯仰駆動させて同ノズル
２を消火対象物の方向に向けるための操作手段として遠
隔手動操作ハンドル１８が設けられている。この遠隔手
動操作ハンドル１８による旋回操作、及び俯仰操作の際
に、旋回操作量と俯仰操作量とを検出するためにポテン
ショメータ１９、及びポテンショメータ２０が設けられ
ており、ポテンショメータ１９、ポテンショメータ２０
のそれぞれの出力信号は前記電気制御回路１７に入力さ
れるように接続されている。すなわち、旋回操作量を検
出するポテンショメータ１９は、遠隔手動操作ハンドル
１８が旋回操作されたときに回転する歯車２１と噛み合
って回転する小歯車２２の軸心部に取り付けられてい
る。一方、俯仰操作量を検出するポテンショメータ２０
は、遠隔手動操作ハンドル１８が俯仰操作されたときに
回転する歯車２３と噛み合って回転する小歯車２４の軸
心部に取り付けられている。

以上のように構成された遠隔操作型放水銃１において、
遠隔手動操作ハンドル１８が旋回操作、及び俯仰操作さ
れ、ポテンショメータ１９、ポテンショメータ２０から
それぞれの操作量に対応した電気信号が電気制御回路１
７に出力されると、電気制御回路１７から前記油圧制御
回路１６の油圧モータ３、油圧シリンダ８を駆動させる
ためのそれぞれの電磁制御弁に対して駆動信号が出力さ
れる。その結果、油圧モータ３により駆動歯車４が回動
し、減速歯車５が駆動されることによりノズル２が旋回
駆動され、ポテンショメータ１１から、ノズル２の基準
位置からの旋回駆動量に対応した電気信号が出力され、
この電気信号は電気制御回路１７にフィードバック入力
される。また、油圧シリンダ８のピストン９が進出さ
れ、ノズル２が俯仰作動されると、ポテンショメータ２
０から、ノズル２の基準位置からの俯仰駆動量に対応し
た電気信号が出力され、この電気信号は電気制御回路１
７にフィードバック入力される。

電気制御回路１７は、ポテンショメータ１１から出力さ
れた電気信号と、ポテンショメータ１９から出力された
電気信号とを入力すると、遠隔手動操作ハンドル１８の
旋回操作量とノズル２の実際の旋回駆動量との偏差を演
算し、その演算をゼロにするための補正旋回駆動信号を
前記電磁制御弁に出力して油圧モータ３を補正駆動さ
せ、ノズル２の旋回駆動量を遠隔手動操作ハンドル１８
の旋回操作量に対応させる。また、電気制御回路１７
は、ポテンショメータ１５から出力された電気信号と、
ポテンショメータ２０から出力された電気信号とを入力
すると、遠隔手動操作ハンドル１８の俯仰操作量とノズ
ル２の実際の俯仰駆動量との偏差を演算し、その偏差を
ゼロにするための補正俯仰駆動信号を前記電磁制御弁に
出力して油圧シリンダ８を補正駆動させ、ノズル２の俯
仰駆動量を遠隔手動操作ハンドル１８の俯仰操作量に対
応させる。なお、上記制御において偏差が大である場合
は、最初、上記補正駆動信号の値を大きくして補正駆動
を速くする一方、偏差が小さくなった場合には補正駆動
信号の値を小さくして正確な補正駆動をさせる。

以上のようなノズル２に対する旋回補正駆動、及び俯仰
補正駆動は、ノズル２を消火対象物の方向に向ける過程
で極めて短い周期で行なうことが可能であるため、ノズ
ル２の駆動が正確になり、かつ、速い応答で補正制御さ
れる。

なお、上記実施例ではノズル２を駆動させるために油圧
式のアクチュエータの例を示したが、ガス圧式のアクチ
ュエータを用しても同様の作用効果を得ることができ
る。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、ノズルを旋回駆動、及び
俯仰駆動させるために、油圧式のアクチュエータ、ある
いはガス圧式のアクチュエータを用い、電気的に上記そ
れぞれのアクチュエータを制御するとともに、それぞれ
のアクチュエータの駆動量を検出してそれぞれの駆動制
御手段にフィードバックすることによりノズルの駆動量
を補正しているため、ノズルの作動が正確になり、かつ
応答性が向上するという効果がある。更に操作手段とそ
れぞれのアクチュエータとは電気回路で接続されてお
り、機械的な連繋が無いため、構造が簡単になるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の全体的な構成を示した構成系統
図である。 １……遠隔操作型放水銃 ２……ノズル ３……油圧モータ ８……油圧シリンダ １１……ポテンショメータ １５……ポテンショメータ １６……油圧制御回路 １７……電気制御回路 １８……遠隔手動操作ハンドル １９……ポテンショメータ ２０……ポテンショメータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】遠隔操作によりノズルを旋回駆動、及び俯
   仰駆動し、消火対象物に対して水、あるいは消火剤を噴
   出させるための遠隔操作型放水銃であって、油圧、ある
   いはガス圧を受けて前記ノズルを旋回駆動させる旋回駆
   動用アクチュエータと、 油圧、あるいはガス圧を受けて前記ノズルを俯仰駆動さ
   せる俯仰駆動用アクチュエータと、 前記旋回駆動用アクチュエータの駆動量を検出して検出
   駆動量に対応した電気信号を出力する旋回駆動量検出器
   と、 前記俯仰駆動用アクチュエータの駆動量を検出して検出
   駆動量に対応した電気信号を出力する俯仰駆動量検出器
   と、 前記ノズルを消火対象物の方向に旋回及び俯仰させると
   きに操作される操作手段と、 前記操作手段の旋回操作量を検出して検出操作量に対応
   した電気信号を出力する旋回操作量検出器と、 前記操作手段の俯仰操作量を検出して検出操作量に対応
   した電気信号を出力する俯仰操作量検出器と、 前記操作手段が操作され、前記旋回駆動用アクチュエー
   タと前記俯仰駆動用アクチュエータとが駆動された状態
   で、前記旋回駆動量検出器から出力された電気信号と、
   前記旋回操作量検出器から出力された電気信号とを入力
   して前記旋回駆動用アクチュエータの実際の駆動量と、
   前記操作手段の旋回操作量との偏差を演算し、演算され
   た偏差をゼロにするような補正旋回駆動信号を前記旋回
   駆動用アクチュエータに出力する旋回駆動制御手段と、 前記俯仰駆動量検出器から出力された電気信号と、前記
   俯仰操作量検出器から出力された電気信号とを入力して
   前記俯仰駆動用アクチュエータの実際の駆動量と、前記
   操作手段の俯仰操作量との偏差を演算し、演算された偏
   差をゼロにするような補正俯仰駆動信号を前記俯仰駆動
   用アクチュエータに出力する俯仰駆動制御手段とを備え
   たことを特徴とする遠隔操作型放水銃。