JP2023089755A - 船舶、操船システム及び船舶用ステアリング機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】スイッチのレイアウトの自由度を向上させ、さらに、スイッチの操作性も向上させる。【解決手段】船舶1は、船舶用ステアリング機構10及び操船システムを備え、操船システムは、ワイパー6、ホーン7、LED照明8、トリムタブ9、エレベータートランサム40及びMFD14を有し、船舶用ステアリング機構10はステアリングホイール16を有し、ステアリングホイール16は複数のスイッチ28~37を有し、MFD14において、ワイパー6、ホーン7、LED照明8、トリムタブ9及びエレベータートランサム40のいずれかと、スイッチ28~37のいずれかとの関連付けが可能である。【選択図】図4
Description
本発明は、船舶、操船システム及び船舶用ステアリング機構に関する。
従来、船舶では、航海用機器、例えば、ホーンや照明器具と対応するスイッチが配線によって一対一で接続されていたが、近年では、航海用機器間でのデータの共有や操船システムの構成の容易化を目的とし、CAN(Controller Area Network)において、各航海用機器と対応する各スイッチがノードとして共通のバスを介して接続される。そして、各スイッチはスイッチパネルにまとめられるか、タッチパネル機能を有するディスプレイに表示され、スイッチパネルやディスプレイは操船席のパネルに配置される(例えば、非特許文献1参照)が、さらに、操船席のパネルには、リモコンスイッチやジョイスティックも配置される。また、操船席にはステアリングホイールも配置される。
"2022 CZone Catalog"、61-62頁、[online]、ON BOARD MARINE GROUP LTD、[令和3年12月6日検索]、インターネット<URL: https://www.delzer.com/oneasg/czn_cat_003/>
したがって、操船席のパネルには場所的な余裕が無く、他のスイッチ等が配置しにくい等、スイッチのレイアウトの自由度の面では改善の余地がある。
また、通常、操船者はステアリングホイールを握っているが、ステアリングホイールは操船席のパネルから離れているため、操船者は操船席のパネルに配置されたスイッチパネルの各スイッチ等を操作するために手を伸ばす必要があり、場合によっては身体を操船席のパネルに向けて傾かせる必要がある等、スイッチの操作性の観点からも改善の余地がある。
本発明は、スイッチのレイアウトの自由度を向上させ、さらに、スイッチの操作性も向上させることを目的とする。
この発明の一態様による船舶は、操船システムを備える船舶であって、前記操船システムは少なくとも1つの航海用機器と、ステアリング機構と、ユーザの入力を受け付け可能な入力受付端末と、を有し、前記ステアリング機構はステアリングホイールを有し、前記ステアリングホイールは、前記少なくとも1つの航海用機器を操作するための操作スイッチを有し、前記入力受付端末において、前記航海用機器と前記操作スイッチの関連付けが可能である。
この構成によれば、ステアリング機構のステアリングホイールが航海用機器を操作するための操作スイッチを有するため、航海用機器を操作するための操作スイッチを操船席のパネルに配置する必要がなくなる。これにより、操船席のパネルへ他のスイッチを配置し易くなり、スイッチのレイアウトの自由度を向上させることができる。また、操船者はステアリングホイールから手を離すこと無く、航海用機器を操作するための操作スイッチを操作することができるため、航海用機器の操作のために手を伸ばす必要がなくなり、航海用機器を操作するための操作スイッチの操作性も向上させることができる。
本発明によれば、スイッチのレイアウトの自由度を向上させ、さらに、スイッチの操作性も向上させることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る船舶用ステアリング機構を備える船舶の斜視図である。この船舶1は、船体2と、船体2に搭載される船舶推進装置としての複数、例えば、2基の船外機3と、を備えている。各船外機3は動力源として内燃機関であるエンジン(不図示)を有し、対応するエンジンの駆動力によって回転されるプロペラ(不図示)によって推力を得る。なお、船舶1が備える船外機3の数は2基に限られず、1基又は3基以上であってもよく、また、各船外機3は動力源として電気モータを有してもよく、若しくは、動力源としてエンジン及び電気モータの両方を有してもよい。各船外機3は、船体2の船尾に並べて取り付けられるが、船外機用昇降機であるエレベータートランサム40によって船体2に対して上下方向に移動可能である。
船舶1において、船体2の前部である船首側には、操船席4が設けられ、操船席4の前方を覆うようにフロントウィンドウ5が設けられる。フロントウィンドウ5には、付着した飛沫を除去するためのワイパー6が設けられる。また、船体2の船首側には警告音を発するホーン7が設けられ、船体2の舷側には船体2をライトアップするための、例えば、LED灯を用いるLED照明8(照明器具)が設けられる。
さらに、船体2の船尾には、2つのトリムタブ9が設けられる。トリムタブ9は、航走時の姿勢を制御するための姿勢制御板であり、例えば、船舶1が滑走艇である場合、航走時にトリムタブ9の船尾側(前端)を中心にトリムタブ9の後端が下降するように回転し、揚力を発生させることによって船体2の船首側を下降させて船体2をハンプ状態からプレーニング状態へ移行させる。なお、ワイパー6、ホーン7、LED照明8、トリムタブ9やエレベータートランサム40は船舶1が航行する際に用いられるものであるため、航海用機器とも称される。
図2は、操船席4の要部の斜視図である。操船席4には、船舶用ステアリング機構10、リモコンスイッチ11、ジョイスティック12、メイン操作部13、MFD(Multi Function Display)14及び自動操縦パネル15が配置される。
船舶用ステアリング機構10は、操船者(ユーザ)が船舶1の針路を定めるための装置である。船舶用ステアリング機構10は回転操作可能なステアリングホイール16を有し、操船者は、ステアリングホイール16を左右に回転操作することで船舶1を左右に旋回させることができる。リモコンスイッチ11は、各船外機3に対応するレバー17を有し、操船者は、各レバー17を操作することによって対応する船外機3が発生する推力の方向を前進方向と後進方向とに切り換えると共に、対応する船外機3の出力を調整して船速を調整することができる。
ジョイスティック12は、前後左右に傾倒操作可能であり、且つ、軸周りの回動操作が可能である。操船者は、ジョイスティック12を操作することで、ジョイスティック12の傾倒方向に対応する針路とジョイスティック12の傾倒量に応じた推力とによって船舶1を操船することができる。通常モードでは、船外機3は、主として船舶用ステアリング機構10の操作とリモコンスイッチ11の操作に従って作動する一方、ジョイスティックモードでは、船外機3は、主としてジョイスティック12の操作に従って作動する。通常モードとジョイスティックモードとは、不図示の切換スイッチにより切り換え可能である。
メイン操作部13は、メインスイッチ18及びエンジンシャットオフスイッチ19を有する。メインスイッチ18は、各船外機3に共通にして1つ設けられる。メインスイッチ18は各船外機3のエンジンを一括起動及び一括停止するための操作子である。また、エンジンシャットオフスイッチ19は、各船外機3のエンジンを緊急停止させるためのスイッチである。
MFD14は、例えば、カラーLCDディスプレイであり、各種情報を表示するディスプレイとして機能するとともに、タッチパネル機能を有し、操船者の入力を受け付ける入力受付端末としても機能する。例えば、MFD14は、各船外機3のエンジンの回転数や船舶1の船速を表示し、さらに後述するように、ステアリングホイール16のスイッチ28~37のいずれかと、航海用機器との操作とを関連付けるための入力を受け付ける。
自動操縦パネル15は、船舶1を複数の自動操縦モードのうちのいずれかに移行させるための複数の移行スイッチが配置されたパネルであり、操船者は所望の移行スイッチを操作することにより、船舶1を所望の自動操縦モードへ移行させることができる。
図3は、船舶用ステアリング機構10の構成を説明するための図であり、図3では、船舶用ステアリング機構10を操船者側から真向かいに眺めた場合を示す。なお、図3の上下方向及び左右方向は、船舶1の上下方向及び左右方向と一致し、図の奥行き側が船舶1の船首側であり、図の手前側が船舶1の船尾側である。
図3において、船舶用ステアリング機構10は、ステアリングホイール16と、ステアリングホイール16を回転可能に軸支するコラム部20と、を有する。ステアリングホイール16は、コラム部20に対して回転支点(ステアリング軸)21を中心に回転可能に支持された中央部22、環状のホイール部23、及び中央部22とホイール部23を接続する、例えば、3つのスポーク部24~26を有し、コラム部20の船尾側に設けられる。
スポーク部24は、ステアリングホイール16が船舶1を直進させる位置にあるとき、回転支点21を通り左右方向に平行な仮想面27より下に位置し、回転支点21から延長下方に延伸する。
また、スポーク部25は、ステアリングホイール16が船舶1を直進させる位置にあるとき、仮想面27より上に位置し、且つ、回転支点21を中心とする円周方向において仮想面27に対して時計回りに0°以上且つ60°以下の角度を成すように(図中においてθ1で示す角度の範囲内に)、好ましくは、仮想面27に対して時計回りに20°以上且つ40°以下の角度を成すように(図中においてθ2で示す角度の範囲内に)、回転支点21から延伸する。
さらに、スポーク部26は、ステアリングホイール16が船舶1を直進させる位置にあるとき、仮想面27より上に位置し、且つ、回転支点21を中心とする円周方向において仮想面27に対して反時計回りに0°以上且つ60°以下の角度を成すように(図中においてθ3で示す角度の範囲内に)、好ましくは、仮想面27に対して反時計回りに20°以上且つ40°以下の角度を成すように(図中においてθ4で示す角度の範囲内に)、回転支点21から延伸する。
また、ステアリングホイール16には、複数のスイッチ28~37(操作スイッチ)が配置される。具体的には、スイッチ28~31がスポーク部24に配置され、スイッチ32~34がスポーク部25に配置され、スイッチ35~37がスポーク部26に配置される。各スイッチ28~37は、例えば、操船者の押し下げによる操作入力を受け付けるプッシュスイッチからなる。本実施の形態では、各スイッチ28~37のいずれかが、ワイパー6、ホーン7、LED照明8、トリムタブ9又はエレベータートランサム40を操作するための操作スイッチとして機能する。
図4は、船舶1の操船システムの構成を概略的に説明するためのブロック図である。図4において、船舶1の操船システムは、上述した船外機3、船舶用ステアリング機構10やMFD14の他に、BCU(Boat Control Unit)38(制御部)、SCU(Steering Control Unit)39、ワイパー6、ホーン7、LED照明8、トリムタブ9、及びエレベータートランサム40を有する。
BCU38は、操船システムのメインコントローラであり、各種のプログラムに従って操船システムの各構成要素の動作を制御し、例えば、リモコンスイッチ11の各レバー17の操作に応じて各船外機3のエンジンを制御する。SCU39は各船外機3に対応して設けられ、対応する船外機3を船舶1の船体に対して水平に旋回させるステアリングユニット(操舵機構)を制御して各船外機3の推力の作用方向を変更する。
図4の操船システムにおいて、各構成要素は、バスに複数のノードが個別に接続されるネットワークであるCAN(Control Area Network)41によって互いに接続される。CAN41では、ステアリングホイール16の複数のスイッチ28~37への操作入力がデジタル信号としてバスを介してBCU38へ送信される。CAN41は、様々な規格に基づいて構築され、例えば、船舶1では、NEMA(National Marine Electronics Association)2000(登録商標)の規格に基づいてCAN41が構築される。
図4の操船システムでは、ステアリングホイール16の複数のスイッチ28~37のいずれかを任意にワイパー6、ホーン7、LED照明8、トリムタブ9又はエレベータートランサム40の操作へ関連付けることができる。具体的には、操船者は、MFD14において、複数のスイッチ28~37の1つを選択し、選択されたスイッチで操作したい航海用機器を選択する。このとき、BCU38は、操船者が選択したスイッチと航海用機器を関連付け、さらに、この関連付けを、自身が有するメモリ(記憶部)に記憶する。
例えば、スイッチ32にホーン7の操作が関連付けられた場合、操船者がスイッチ32を押し下げると、ホーン7が警告音を発する。スイッチ33にワイパー6の操作が関連付けられた場合、操船者がスイッチ33を押し下げると、ワイパー6が作動する。スイッチ35にLED照明8の操作が関連付けられた場合、操船者がスイッチ35を押し下げると、LED照明8が点灯する。
また、複数の操作スイッチを1つの航海用機器の操作に関連付けることができる。例えば、トリムタブ9を操作するためのスイッチとしてスイッチ36とスイッチ37を選択し、スイッチ36にトリムタブ9の上昇を関連付け、スイッチ37にトリムタブ9の下降を関連付けることができる。また、エレベータートランサム40を操作するためのスイッチとしてスイッチ30とスイッチ31を選択し、スイッチ30に各船外機3の船体2に対する上方向の移動を関連付け、スイッチ31に各船外機3の船体2に対する下方向の移動を関連付けることができる。
さらに、操船者は、MFD14において、航海用機器の操作に関連付けられたスイッチの操作内容と、それに応じて航海用機器が実行する機能を詳細に設定することもできる。例えば、スイッチ32にホーン7の操作が関連付けられた場合、スイッチ32を長押しすれば、ホーン7から警告音が連続して発せられ、スイッチ32を繰り返して押し下げすれば、ホーン7が警告音を断続的に発するように、ホーン7が実行する機能を設定することができる。また、スイッチ36とスイッチ37にトリムタブ9の操作が関連付けられた場合、スイッチ36を強く押し込めば、トリムタブ9が最も高い位置まで一気に上昇し、スイッチ36を弱く押し込めば、その間だけトリムタブ9の上昇が継続する一方、スイッチ37を強く押し込めば、トリムタブ9が最も低い位置まで一気に下降し、スイッチ37を弱く押し込めば、その間だけトリムタブ9の下降が継続するように、トリムタブ9が実行する機能を設定することができる。
なお、上述した各スイッチへの航海用機器の操作の関連付けは一例であり、どのスイッチへどの航海用機器の操作を関連付けるかは任意である。例えば、ワイパー6、ホーン7、LED照明8やトリムタブ9は、船舶1の航行中に機能させるものであるため、これらの操作はホイール部23を握る操船者の親指が届く範囲に配置されるスイッチ(例えば、スイッチ32,33,35,36)へ関連付けられるのが好ましい。これにより、操船者は、航海用機器を操作するために、船舶1の航行中にホイール部23から手を離す必要を無くすことができ、船舶1の進路の保持を容易に行うことができる。また、各スイッチへの航海用機器の操作の関連付けを行うタイミングも任意であり、例えば、出航前に各スイッチへの航海用機器の操作の関連付けを行うこともでき、航行中に各スイッチへの航海用機器の操作の関連付けを行うこともできる。
さらに、近年、操船者がステアリングホイールを操作しなくても船舶1が進路を自動的に保持する自動操縦モードや船舶1が1つのポイント(所定の位置)に留まり続けるように停船中の船舶1の移動を自動制御する定点保持モードへ船舶1が移行可能に構成される。
そして、移行可能な自動操縦モードや定点保持モードには、それぞれ複数のバリエーションが存在する。船舶1では、自動操縦モードとして、例えば、コースホールド(進路保持モード)又はヘディングホールド(進行方向維持モード)に移行可能である。また、船舶1は、定点保持モードとして、例えば、フィッシュポイント(位置維持モード)、ドリフトポイント(船首方向維持モード)又はステーポイント(いずれも登録商標)に移行可能である。
コースホールドは、船舶1が航行する際、風や水流等の外乱を受けても、船舶1が設定されたコースを辿るように、各船外機3の推力や推力の作用方向が制御されるモードである。ヘディングホールドは、船舶1が航行する際、上記外乱を受けても、船首の向きが設定された方位(所定の方向)を維持するように、各船外機3の推力や推力の作用方向が制御されるモードである。フィッシュポイントは、船舶1が停船している際、上記外乱を受けても、船舶1を1つのポイントに留めるように、各船外機3の推力や推力の作用方向が制御されるモードである。ドリフトポイントは、船舶1が停船している際、上記外乱を受けても、船首の向きが設定された方位を維持するように、各船外機3の推力や推力の作用方向が制御されるモードである。ステーポイントは、船舶1が停船している際、上記外乱を受けても、船首の向きが設定された方位を維持し、且つ船舶1を1つのポイントに留めるように、各船外機3の推力や推力の作用方向が制御されるモードである。なお、各モードは、BCU38が所定のプログラムに沿って各船外機3や各SCU39を制御することによって実現される。
本実施の形態では、ステアリングホイール16の各スイッチ28~37へ各モードに移行するモード移行機能が関連付けられる。例えば、スイッチ28にはドリフトポイントへのモード移行機能が関連付けられ、スイッチ29にはステーポイントへのモード移行機能が関連付けられ、スイッチ30にはフィッシュポイントへのモード移行機能が関連付けられ、スイッチ33にはヘディングホールドへのモード移行機能が関連付けられ、スイッチ36にはコースホールドへのモード移行機能が関連付けられる。
ところで、上述したように、どのスイッチへどの航海用機器の操作を関連付けるかは任意であるため、モード移行機能が関連付けられたスイッチへ航海用機器の操作が関連付けられることがある。この場合、当該スイッチの操作に応じて関連付けられたモード移行機能を実行するか、関連付けられた航海用機器の操作を行うかは、例えば、切り替えスイッチへの操作入力に応じて切り換えられる。切り替えスイッチとしては、スイッチ28~37のうち、モード移行機能や航海用機器の操作が関連付けられていないスイッチ、例えば、スイッチ31が用いられる。なお、MFD14が、関連付けられたモード移行機能が実行されるか、関連付けられた航海用機器の操作が行われるかを表示するのが好ましい。
本実施の形態によれば、船舶用ステアリング機構10のステアリングホイール16が有する各スイッチ28~37へ航海用機器の操作が関連付けられる。これにより、航海用機器を操作するためのスイッチを操船席4のパネルに配置する必要を無くすことができ、他のスイッチを操船席4のパネルに配置することができる。これにより、他のスイッチのレイアウトの自由度を向上させることができる。また、本実施の形態では、どのスイッチへどの航海用機器の操作を関連付けるかは任意であるため、航海用機器の使用頻度に応じて、関連付けるスイッチを変更することができる。したがって、使用頻度の高い航海用機器の操作を、ホイール部23を握る操船者の親指が届く範囲に配置されるスイッチへ関連付けることにより、操船者に対する航海用機器の利便性を向上することができる。
さらに、本実施の形態では、ステアリングホイール16が有する各スイッチ28~37へ航海用機器の操作が関連付けられるため、操船者はステアリングホイール16から手を離すこと無く航海用機器を操作することができる。これにより、操船者は航海用機器を操作するために操船席4のパネルに配置されたスイッチへ手を伸ばす必要がなくなる。その結果、航海用機器を操作するためのスイッチの操作性を向上させることができる。
また、航海用機器を操作するためのスイッチを操船席4のパネルに配置することなく、各スイッチ28~37を有するステアリングホイール16を船舶1に配置するだけで、図4の操船システムを船舶1で構築することができるため、航海用機器の操作のスイッチによる制御を容易に実現することができる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
上述したように、本実施の形態では、MFD14において、操船者が、航海用機器の操作を所望のスイッチへ関連付けたが、例えば、図5に示すように、船舶1の操船システムを近距離無線通信(例えば、Wi-FiやBluetooth)によって外部のモバイル機器、例えば、スマートフォン42(入力受付端末)を接続可能に構成し、スマートフォン42において操船者が航海用機器の操作を所望のスイッチへ関連付けできるように構成してもよい。
なお、本実施の形態に係る船舶用ステアリング機構10は、2つの船外機3を備える船舶1に適用されたが、適用される船舶の形式に制限はなく、船内外機や船内機を備える船舶に適用されてもよい。
1 船舶、3 船外機、4 操船席、6 ワイパー、7 ホーン、8 LED照明、9 トリムタブ、10 船舶用ステアリング機構、14 MFD、16 ステアリングホイール、24~26 スポーク部、27 仮想面、28~37 スイッチ、38 BCU、40 エレベータートランサム、41 CAN、42 スマートフォン
Claims (12)
- 操船システムを備える船舶であって、
前記操船システムは少なくとも1つの航海用機器と、ステアリング機構と、ユーザの入力を受け付け可能な入力受付端末と、を有し、
前記ステアリング機構はステアリングホイールを有し、
前記ステアリングホイールは、前記少なくとも1つの航海用機器を操作するための操作スイッチを有し、
前記入力受付端末において、前記航海用機器と前記操作スイッチの関連付けが可能である、船舶。 - 前記操船システムにおいて、前記航海用機器と前記操作スイッチはCAN(Control Area Network)によって接続される、請求項1に記載の船舶。
- 前記入力受付端末はディスプレイである、請求項1又は2に記載の船舶。
- 前記入力受付端末はモバイル機器である、請求項1又は2に記載の船舶。
- 前記操船システムは制御部を有し、
前記制御部が前記ユーザの入力に応じて前記航海用機器と前記操作スイッチを関連付ける、請求項3又は4に記載の船舶。 - 前記操船システムは記憶部を有し、
前記記憶部は前記航海用機器と前記操作スイッチの関連付けを記憶する、請求項5に記載の船舶。 - 前記ステアリングホイールは、前記船舶の船体に対し、回転支点を中心に回転可能に支持された中央部と、環状のホイール部と、前記中央部と前記ホイール部を接続する少なくとも2つのスポーク部と、を有し、
前記操作スイッチは前記少なくとも2つのスポーク部に配置される、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の船舶。 - 前記少なくとも2つのスポーク部は、前記回転支点を通り左右方向に平行な仮想面より上に位置し且つ、前記回転支点を中心とする円周方向において前記仮想面に対し0°以上60°以下の角度を成す範囲に位置し、
前記少なくとも2つのスポーク部に配置される前記操作スイッチには、前記船舶の航行中に機能させる航海用機器が関連付けられる、請求項7に記載の船舶。 - 前記操作スイッチには、所定の位置に前記船舶を留まらせる位置維持モード、前記船舶の船首の向きを所定の方向に維持する船首方向維持モード又は前記所定の位置に前記船舶を留まらせ、且つ前記船舶の船首の向きを前記所定の方向に維持する定点保持モードへ前記船舶を移行させるモード移行機能が関連付けられ、
前記ステアリングホイールは、前記操作スイッチの操作に応じて前記航海用機器を機能させるか、若しくは、前記操作スイッチの操作に応じて前記モード移行機能を実行するかを切り換えるための切り替えスイッチをさらに有する、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の船舶。 - 前記航海用機器は、ホーン、ワイパー、照明器具、姿勢制御板及び船外機用昇降機の少なくとも1つである、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の船舶。
- 少なくとも1つの航海用機器と、ステアリング機構と、ユーザの入力を受け付け可能な入力受付端末と、を有する操船システムであって、
前記ステアリング機構はステアリングホイールを有し、
前記ステアリングホイールは、前記少なくとも1つの航海用機器を操作するための操作スイッチを有し、
前記入力受付端末において、前記航海用機器と前記操作スイッチの関連付けが可能である、操船システム。 - ステアリングホイールを有する船舶用ステアリング機構であって、
前記ステアリングホイールは、航海用機器を操作するための操作スイッチを有し、
ユーザの入力を受け付け可能な入力受付端末において、前記航海用機器と前記操作スイッチの関連付けが可能である、船舶用ステアリング機構。
Priority Applications (3)
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