JP6837819B2 - Underwater detector - Google Patents

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Description

本発明は、主として、制動力を付与する機構を備えた水中探知装置に関する。 The present invention mainly relates to an underwater detection device provided with a mechanism for applying a braking force.

特許文献1は、シャフトに制動力を付与するブレーキ機構を開示する。特許文献1のブレーキ機構は、転がり軸受けと、ワンウェイクラッチと、滑り軸受けと、を備える。転がり軸受けは、シャフトを回転可能に支持する。ワンウェイクラッチは、シャフトの外周に設けられている。滑り軸受けは、転がり軸受け及びワンウェイクラッチの両方の外周面に接触するようにハウジングに嵌装されている。 Patent Document 1 discloses a braking mechanism that applies a braking force to a shaft. The brake mechanism of Patent Document 1 includes a rolling bearing, a one-way clutch, and a sliding bearing. Rolling bearings rotatably support the shaft. The one-way clutch is provided on the outer circumference of the shaft. The sliding bearing is fitted in the housing so as to contact the outer peripheral surfaces of both the rolling bearing and the one-way clutch.

この構成により、シャフトが一方向に回転する場合は、ワンウェイクラッチがシャフトの回転トルクを伝達せずにシャフトが空転するため、シャフトに制動力が付与されない。これに対し、シャフトが他方向に回転する場合は、ワンウェイクラッチがシャフトの回転トルクを伝達するため、ワンウェイクラッチとシャフトが一体的に回転する。そのため、シャフトは、滑り軸受けとハウジングの間で発生する摩擦力を、ワンウェイクラッチを介して受けることとなる。これにより、シャフトに制動力が付与される。 With this configuration, when the shaft rotates in one direction, the one-way clutch does not transmit the rotational torque of the shaft and the shaft spins, so that no braking force is applied to the shaft. On the other hand, when the shaft rotates in the other direction, the one-way clutch transmits the rotational torque of the shaft, so that the one-way clutch and the shaft rotate integrally. Therefore, the shaft receives the frictional force generated between the sliding bearing and the housing via the one-way clutch. As a result, braking force is applied to the shaft.

特開2006−42465号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-42465

しかし、特許文献1の構成は、転がり軸受けの更に外側に滑り軸受けを配置する必要があるため、ブレーキ機構が大型かつ複雑となる。また、制動力に反してシャフトを回転させる場合は、滑り軸受けとハウジングの接触箇所が擦れるため、耐摩耗性が低くなり易い。また、特許文献1では、ブレーキ機構を水中探知装置に適用することは記載されていない。 However, in the configuration of Patent Document 1, since it is necessary to arrange the sliding bearing on the outer side of the rolling bearing, the brake mechanism becomes large and complicated. Further, when the shaft is rotated against the braking force, the contact portion between the sliding bearing and the housing is rubbed, so that the wear resistance tends to be low. Further, Patent Document 1 does not describe that the brake mechanism is applied to an underwater detection device.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、シンプルかつ耐摩耗性に優れた構成で制動力を付与する水中探知装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object thereof is to provide an underwater detection device that applies braking force in a simple and wear-resistant configuration.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects to solve problems

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem and its effect will be described.

本発明の観点によれば、以下の構成の水中探知装置が提供される。即ち、この水中探知装置は、送受波器と、ブレーキ機構と、駆動源と、駆動機構と、を備える。前記送受波器は、水中に超音波を送信するとともに水中からの超音波を受信する。前記駆動源は、駆動力を発生させる。前記駆動機構は、シャフトを含み、前記駆動源が発生させた駆動力を伝達することで前記送受波器を直線的に移動させるとともに、前記ブレーキ機構が発生させた制動力を受ける。前記ブレーキ機構は、転がり軸受けと、与圧付与部と、を備える。前記転がり軸受けは、内側に配置されるシャフトを回転可能に支持する。前記与圧付与部は、前記転がり軸受けに対してスラスト方向に予圧を付与する。前記与圧付与部が前記転がり軸受けに対して与圧を付与することにより、前記転がり軸受けが回転抵抗を持ち、当該回転抵抗に起因する制動力が前記シャフトに付与される。 According to the viewpoint of the present invention, an underwater detector having the following configuration is provided. That is, this underwater detector includes a transmitter / receiver, a brake mechanism, a drive source, and a drive mechanism. The transmitter / receiver transmits ultrasonic waves into water and receives ultrasonic waves from underwater. The driving source generates a driving force. The drive mechanism includes a shaft, and by transmitting the drive force generated by the drive source, the transmitter / receiver is linearly moved and receives the braking force generated by the brake mechanism. The brake mechanism includes a rolling bearing and a pressurization portion. The rolling bearing rotatably supports a shaft located inside. The pressurization section applies preload to the rolling bearing in the thrust direction. When the pressurization portion applies pressurization to the rolling bearing, the rolling bearing has rotational resistance, and braking force due to the rotational resistance is applied to the shaft.

これにより、転がり軸受けの外側に滑り軸受けを配置することで制動力を発生させる機構と比較して、シンプルな構成にすることができる。また、制動力が掛かっている状態でシャフトを回転させた場合であっても、転がり軸受けのボール又はコロが回転するため、耐摩耗性に優れた構成が実現できる。また、水中探知装置では、1度の航海で送受波器を複数回出し入れすることが多いため耐摩耗性が重要であり、更に、水中探知装置は部品交換が困難であるため耐摩耗性が重要である。従って、耐摩耗性に優れるという効果を有効に発揮させることができる。 As a result, the configuration can be simplified as compared with a mechanism that generates a braking force by arranging the sliding bearing on the outside of the rolling bearing. Further, even when the shaft is rotated while the braking force is applied, the ball or roller of the rolling bearing rotates, so that a configuration having excellent wear resistance can be realized. In addition, wear resistance is important for underwater detectors because the transmitter and receiver are often moved in and out multiple times in one voyage, and wear resistance is important for underwater detectors because it is difficult to replace parts. Is. Therefore, the effect of being excellent in wear resistance can be effectively exhibited.

本発明の一実施形態に係る水中探知装置の電気的及び機械的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electrical and mechanical structure of the underwater detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 駆動装置及び送受波器の側面図。Side view of the drive device and the transmitter / receiver. 駆動機構及びブレーキ機構の構成を示す断面図。The cross-sectional view which shows the structure of the drive mechanism and the brake mechanism.

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、水中探知装置10の電気的及び機械的構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、鉛直方向の上向き及び下向き等を、単に「上向き」及び「下向き」等と称することがある。また、以下の説明では、「平行」、「一致」等の用語には、完全に平行、一致という概念だけでなく、略平行、略一致という概念も含まれるものとする。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an electrical and mechanical configuration of the underwater detector 10. In the following description, the upward and downward directions in the vertical direction may be simply referred to as "upward" and "downward". Further, in the following description, terms such as "parallel" and "match" include not only the concept of completely parallel and coincidence but also the concept of substantially parallel and substantially match.

初めに、水中探知装置10の概要について説明する。水中探知装置10は、水中の所定の範囲(例えば方位方向に360度)に超音波を送信するとともに、当該超音波の反射波であるエコー信号を受信する。水中探知装置10は、このエコー信号に基づいて魚群及び海底等を示す水中探知映像を生成して表示する。 First, an outline of the underwater detection device 10 will be described. The underwater detection device 10 transmits ultrasonic waves to a predetermined range in water (for example, 360 degrees in the directional direction) and receives an echo signal which is a reflected wave of the ultrasonic waves. The underwater detection device 10 generates and displays an underwater detection image showing a school of fish, the seabed, and the like based on this echo signal.

図1に示すように、水中探知装置10は、制御装置11と、送受信装置12と、送受波器13と、駆動装置14と、表示部17と、操作部18と、を備える。 As shown in FIG. 1, the underwater detection device 10 includes a control device 11, a transmission / reception device 12, a transmitter / receiver 13, a drive device 14, a display unit 17, and an operation unit 18.

制御装置11は、FPGA、ASIC、又はCPU等の演算装置と、RAM等の記憶装置と、を備える。演算装置は、予め作成されたプログラムを実行することで、水中探知装置10に関する様々な処理(例えば、超音波を発生させるタイミング及び振幅等の制御)を実行可能に構成されている。記憶装置は、水中を探知することで得られたエコー信号を一時的に記憶する。 The control device 11 includes an arithmetic unit such as an FPGA, an ASIC, or a CPU, and a storage device such as a RAM. The arithmetic unit is configured to be able to execute various processes related to the underwater detection device 10 (for example, control of timing and amplitude of generating ultrasonic waves) by executing a program created in advance. The storage device temporarily stores the echo signal obtained by detecting underwater.

送受信装置12は、送信回路と、受信回路と、を備える。送信回路は、制御装置11からの指示に基づいて、外部に送信する送信信号を生成し、送受波器13へ出力する。受信回路は、送受波器13が受信したエコー信号に対して増幅及びA/D変換等の処理を行って制御装置11へ出力する。 The transmission / reception device 12 includes a transmission circuit and a reception circuit. The transmission circuit generates a transmission signal to be transmitted to the outside based on an instruction from the control device 11 and outputs the transmission signal to the transmitter / receiver 13. The receiving circuit performs processing such as amplification and A / D conversion on the echo signal received by the transmitter / receiver 13 and outputs the echo signal to the control device 11.

送受波器13は、送受信装置12から入力された送信信号に基づいて、水中に向けて超音波を送信する。送受波器13は、複数の振動子を備えており、所定の方位範囲に同時に超音波を送信することができる。送受波器13が送信した超音波は、例えば平面視でリング形状であり、放射状に広がるようにして進行する。また、送受波器13の振動子は、この超音波が魚や海底によって反射した反射波をエコー信号として受信する。 The transmitter / receiver 13 transmits ultrasonic waves into the water based on the transmission signal input from the transmitter / receiver 12. The transmitter / receiver 13 includes a plurality of oscillators, and can simultaneously transmit ultrasonic waves in a predetermined azimuth range. The ultrasonic waves transmitted by the transmitter / receiver 13 have, for example, a ring shape in a plan view, and travel so as to spread radially. Further, the oscillator of the transmitter / receiver 13 receives the reflected wave reflected by the fish or the seabed of the ultrasonic wave as an echo signal.

また、送受波器13は、船底等に取り付けられている。送受波器13は、上下方向に直線的に移動可能に構成されている。この構成により、船舶が移動しているときは送受波器13を船底の上方に格納することで、水の抵抗を軽減する。一方、水中探知装置10を使用する場合は、送受波器13を船底から下方に突出させることで、様々な方向に超音波を送信することができる。 Further, the transmitter / receiver 13 is attached to the bottom of the ship or the like. The transmitter / receiver 13 is configured to be linearly movable in the vertical direction. With this configuration, when the ship is moving, the transmitter / receiver 13 is stored above the bottom of the ship to reduce the resistance of water. On the other hand, when the underwater detector 10 is used, ultrasonic waves can be transmitted in various directions by projecting the transmitter / receiver 13 downward from the bottom of the ship.

なお、水中探知装置10が探知する方位は全方位に限られず、設定された方位範囲(例えば、前方の180度等)のみを探知し続ける構成であっても良い。また、水中探知装置10は、全方位範囲ではなく所定の方向のみに超音波を送信し、超音波を送信する方位を少しずつ変化させることで、探知を行う構成(PPIソナー、サーチライトソナー)であっても良い。 The directional direction detected by the underwater detection device 10 is not limited to all directions, and may be configured to continue to detect only a set directional range (for example, 180 degrees forward). Further, the underwater detection device 10 transmits ultrasonic waves only in a predetermined direction, not in an omnidirectional range, and gradually changes the direction in which the ultrasonic waves are transmitted to perform detection (PPI sonar, search light sonar). It may be.

駆動装置14は、送受波器13に機械的に接続されており、送受波器13を上下方向に移動させる。具体的には、駆動装置14は、駆動モータ20と、駆動機構30と、ブレーキ機構40と、を備える。駆動モータ20は、送受波器13を駆動する駆動力を発生させる。駆動機構30は、駆動モータ20が発生させた駆動力を送受波器13に伝達して送受波器13を上下方向に移動させる。ブレーキ機構40は、駆動機構30と機械的に接続されており、送受波器13の下向きの移動に対して制動力を付与する。なお、駆動装置14の詳細な構造は後述する。 The drive device 14 is mechanically connected to the transmitter / receiver 13 and moves the transmitter / receiver 13 in the vertical direction. Specifically, the drive device 14 includes a drive motor 20, a drive mechanism 30, and a brake mechanism 40. The drive motor 20 generates a driving force for driving the transmitter / receiver 13. The drive mechanism 30 transmits the driving force generated by the drive motor 20 to the transmitter / receiver 13 to move the transmitter / receiver 13 in the vertical direction. The brake mechanism 40 is mechanically connected to the drive mechanism 30 and applies a braking force to the downward movement of the transmitter / receiver 13. The detailed structure of the drive device 14 will be described later.

送受波器13が受信したエコー信号は、送受信装置12によって処理された後に、制御装置11へ出力される。制御装置11は、このエコー信号に基づいて水中探知映像を生成する。具体的には、制御装置11は、エコー信号を送信した方向に応じて物標の方向を取得し、超音波を送信してからエコー信号を受信するまでの時間に基づいて自船からの距離を求め、エコー信号の振幅に基づいて物標を描画する際の信号レベルを決定する。この処理を全方位(探知方位)について行うことで水中探知映像を生成する。制御装置11が生成した水中探知映像は、表示部17に表示される。 The echo signal received by the transmitter / receiver 13 is processed by the transmitter / receiver 12 and then output to the control device 11. The control device 11 generates an underwater detection image based on this echo signal. Specifically, the control device 11 acquires the direction of the target according to the direction in which the echo signal is transmitted, and the distance from the own ship based on the time from the transmission of the ultrasonic wave to the reception of the echo signal. Is obtained, and the signal level at the time of drawing the target is determined based on the amplitude of the echo signal. By performing this process in all directions (detection directions), an underwater detection image is generated. The underwater detection image generated by the control device 11 is displayed on the display unit 17.

操作部18は、オペレータが水中探知装置10に関する指示又は設定等を行うためのものである。例えばオペレータが操作部18を操作して送受波器13の上昇を指示した場合、制御装置11は、駆動モータ20を所定方向に回転させるための指示信号を生成し、送受信装置12を介して駆動モータ20に出力する。これにより、駆動モータ20が所定の方向に回転し、その駆動力が駆動機構30を介して伝達されることで、送受波器13が上昇する。 The operation unit 18 is for the operator to give an instruction or a setting regarding the underwater detection device 10. For example, when the operator operates the operation unit 18 to instruct the transmitter / receiver 13 to rise, the control device 11 generates an instruction signal for rotating the drive motor 20 in a predetermined direction and drives the drive motor 20 via the transmission / reception device 12. Output to the motor 20. As a result, the drive motor 20 rotates in a predetermined direction, and the driving force thereof is transmitted via the drive mechanism 30, so that the transmitter / receiver 13 rises.

次に、送受波器13を上下方向に移動させるための駆動装置14の詳細について図2及び図3を参照して説明する。図2は、駆動装置14及び送受波器13の側面図である。図3は、駆動機構30及びブレーキ機構40の構成を示す断面図である。なお、図2及び図3の説明において、一般的な機械要素である、シャフト、ギア、ナット等についてはハッチングの記載を省略する。 Next, the details of the drive device 14 for moving the transmitter / receiver 13 in the vertical direction will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a side view of the drive device 14 and the transmitter / receiver 13. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the drive mechanism 30 and the brake mechanism 40. In the description of FIGS. 2 and 3, hatching is omitted for shafts, gears, nuts, and the like, which are general mechanical elements.

図2及び図3に示すように、駆動機構30は、シャフト31と、第1ギア32と、第2ギア33と、ボールネジ34と、可動軸35と、を備える。 As shown in FIGS. 2 and 3, the drive mechanism 30 includes a shaft 31, a first gear 32, a second gear 33, a ball screw 34, and a movable shaft 35.

図3に示すように、シャフト31には、第1ギア32が取り付けられている。シャフト31と第1ギア32は一体的に回転するように構成されている。第1ギア32には、駆動モータ20が発生させた駆動力が伝達されている。また、第1ギア32には、第2ギア33が噛み合っており、第1ギア32に伝達された駆動力が第2ギア33へ伝達されている。 As shown in FIG. 3, a first gear 32 is attached to the shaft 31. The shaft 31 and the first gear 32 are configured to rotate integrally. The driving force generated by the driving motor 20 is transmitted to the first gear 32. Further, the second gear 33 is meshed with the first gear 32, and the driving force transmitted to the first gear 32 is transmitted to the second gear 33.

第2ギア33は、第1ギア32と噛み合うことで第1ギア32とともに回転する。なお、第1ギア32のギア径は、第2ギア33のギア径よりも小さい。また、第2ギア33は、第1ギア32から伝達された駆動力をボールネジ34に伝達する。 The second gear 33 rotates together with the first gear 32 by meshing with the first gear 32. The gear diameter of the first gear 32 is smaller than the gear diameter of the second gear 33. Further, the second gear 33 transmits the driving force transmitted from the first gear 32 to the ball screw 34.

ボールネジ34は、図2に示すように、ネジ軸34aと、可動部34bと、を備えている。ネジ軸34aには、第2ギア33が取り付けられており、第2ギア33と一体的に回転するように構成されている。可動部34bはナット等を有して構成されており、ネジ軸34aが回転することで可動部34bが上下方向に移動する。図2に示すように、可動部34bには、可動軸35が接続されている。可動軸35の下端部には、送受波器13が接続されている。なお、シャフト31、ネジ軸34a、及び可動軸35は、それぞれの軸方向が互いに平行となるように配置されている。 As shown in FIG. 2, the ball screw 34 includes a screw shaft 34a and a movable portion 34b. A second gear 33 is attached to the screw shaft 34a, and is configured to rotate integrally with the second gear 33. The movable portion 34b is configured to have a nut or the like, and the movable portion 34b moves in the vertical direction by rotating the screw shaft 34a. As shown in FIG. 2, a movable shaft 35 is connected to the movable portion 34b. A transmitter / receiver 13 is connected to the lower end of the movable shaft 35. The shaft 31, the screw shaft 34a, and the movable shaft 35 are arranged so that their axial directions are parallel to each other.

以上の構成により、駆動モータ20を所定の方向に回転させることで、第1ギア32、第2ギア33、及びネジ軸34aが回転し、可動部34b及び可動軸35が下方に移動する。これにより、送受波器13を下降させて、船底100(図2を参照)より下方に突出させることができる。なお、送受波器13を下降させる際のシャフト31の回転方向を第1方向と称する。一方、駆動モータ20を逆回転してシャフト31を第1方向と反対方向(以下、第2方向)に回転させることで、送受波器13を上昇させて、船底100より上方に収容することができる。 With the above configuration, by rotating the drive motor 20 in a predetermined direction, the first gear 32, the second gear 33, and the screw shaft 34a are rotated, and the movable portion 34b and the movable shaft 35 are moved downward. As a result, the transmitter / receiver 13 can be lowered so as to protrude below the bottom 100 (see FIG. 2). The direction of rotation of the shaft 31 when lowering the transmitter / receiver 13 is referred to as a first direction. On the other hand, by rotating the drive motor 20 in the reverse direction and rotating the shaft 31 in the direction opposite to the first direction (hereinafter, the second direction), the transmitter / receiver 13 can be raised and accommodated above the bottom 100 of the ship. it can.

なお、図1で示したように、送受信装置12と送受波器13とは電気的に接続されており、送信信号又はエコー信号等がやり取りされる。図2に示すケーブル71は、送受信装置12と送受波器13とを電気的に接続している。ケーブル71は、送受波器13とともに昇降する昇降部分と、送受波器13が昇降しても昇降しない固定部分と、に保持されている。そのため、ケーブル71は弛みを持たせた状態で、昇降部分と固定部分とに保持されている。 As shown in FIG. 1, the transmitter / receiver 12 and the transmitter / receiver 13 are electrically connected to each other, and a transmission signal, an echo signal, or the like is exchanged. The cable 71 shown in FIG. 2 electrically connects the transmitter / receiver 12 and the transmitter / receiver 13. The cable 71 is held by an elevating portion that moves up and down together with the transmitter / receiver 13 and a fixed portion that does not move up and down even if the transmitter / receiver 13 moves up and down. Therefore, the cable 71 is held in the elevating portion and the fixed portion in a loosened state.

図3に示すように、ブレーキ機構40は、第1転がり軸受け41と、第2転がり軸受け42と、ワンウェイクラッチ43と、外側筒部44と、予圧付与部45と、を備える。 As shown in FIG. 3, the brake mechanism 40 includes a first rolling bearing 41, a second rolling bearing 42, a one-way clutch 43, an outer cylinder portion 44, and a preload applying portion 45.

第1転がり軸受け41は、内側に配置されるシャフト31を回転可能に支持する。第1転がり軸受け41は、内輪41aと、ボール41bと、外輪41cと、を備える。第1転がり軸受け41は、内輪41aとボール41bの接触点と、外輪41cとボール41bの接触点と、を結ぶ仮想直線が、ラジアル方向に対してなす角度である接触角が0度ではない所定の値となっている。具体的には、この仮想直線は、ラジアル方向の外側に向かうに従って下方に向かうように傾斜している。第1転がり軸受け41は、アンギュラ玉軸受けである。第1転がり軸受け41は、スラスト方向が上下方向と一致するように配置されている。 The first rolling bearing 41 rotatably supports the shaft 31 arranged inside. The first rolling bearing 41 includes an inner ring 41a, a ball 41b, and an outer ring 41c. The first rolling bearing 41 has a predetermined contact angle that is not 0 degrees, which is an angle formed by a virtual straight line connecting the contact point between the inner ring 41a and the ball 41b and the contact point between the outer ring 41c and the ball 41b with respect to the radial direction. It is the value of. Specifically, this virtual straight line is inclined downward toward the outside in the radial direction. The first rolling bearing 41 is an angular ball bearing. The first rolling bearing 41 is arranged so that the thrust direction coincides with the vertical direction.

第2転がり軸受け42は、第1転がり軸受け41に対してスラスト方向に並べて配置されている。第2転がり軸受け42は、第1転がり軸受け41の下側に接触部材52を介して、配置されている。第2転がり軸受け42は、内輪42aと、ボール42bと、外輪42cと、を備え、第1転がり軸受け41と同様に、内側に配置されるシャフト31を回転可能に支持するアンギュラ玉軸受けである。なお、第1転がり軸受け41の仮想直線を、ラジアル方向を基準として反転させることで、第2転がり軸受け42の仮想直線となる。 The second rolling bearing 42 is arranged side by side in the thrust direction with respect to the first rolling bearing 41. The second rolling bearing 42 is arranged below the first rolling bearing 41 via a contact member 52. The second rolling bearing 42 is an angular ball bearing that includes an inner ring 42a, a ball 42b, and an outer ring 42c, and rotatably supports a shaft 31 arranged inside, like the first rolling bearing 41. By reversing the virtual straight line of the first rolling bearing 41 with reference to the radial direction, the virtual straight line of the second rolling bearing 42 is obtained.

ワンウェイクラッチ43は、シャフト31と、第1転がり軸受け41(第2転がり軸受け42)と、の間に配置されている。ワンウェイクラッチ43は、シャフト31が上記の第1方向に回転する場合は、シャフト31から回転トルクが伝達されることで、シャフト31と一体的に回転する。一方、ワンウェイクラッチ43は、シャフト31が第2方向に回転する場合はシャフト31からワンウェイクラッチ43へ回転トルクが伝達されないので、シャフト31を空転させる(ワンウェイクラッチ43に対してシャフト31が相対回転する)。 The one-way clutch 43 is arranged between the shaft 31 and the first rolling bearing 41 (second rolling bearing 42). When the shaft 31 rotates in the first direction, the one-way clutch 43 rotates integrally with the shaft 31 by transmitting rotational torque from the shaft 31. On the other hand, in the one-way clutch 43, when the shaft 31 rotates in the second direction, the rotational torque is not transmitted from the shaft 31 to the one-way clutch 43, so that the shaft 31 idles (the shaft 31 rotates relative to the one-way clutch 43). ).

外側筒部44は、第1転がり軸受け41の外輪41c及び第2転がり軸受け42の外輪42cの外側を覆うように配置されている。 The outer tubular portion 44 is arranged so as to cover the outer ring 41c of the first rolling bearing 41 and the outer ring 42c of the second rolling bearing 42.

予圧付与部45は、第1転がり軸受け41及び第2転がり軸受け42に対してスラスト方向に予圧を付与することで、シャフト31に制動力を付与する。図3に示すように、予圧付与部45は、内側筒部51と、接触部材52と、バネ53と、第1バネ連結部材54と、第2バネ連結部材55と、ナット(調整部)56とを備える。 The preload applying unit 45 applies a braking force to the shaft 31 by applying a preload to the first rolling bearing 41 and the second rolling bearing 42 in the thrust direction. As shown in FIG. 3, the preload applying portion 45 includes an inner cylinder portion 51, a contact member 52, a spring 53, a first spring connecting member 54, a second spring connecting member 55, and a nut (adjusting portion) 56. And.

内側筒部51は、シャフト31及びワンウェイクラッチ43の外側であって、第1転がり軸受け41及び第2転がり軸受け42の内側に配置されている。詳細には、内側筒部51は内側の面がワンウェイクラッチ43に接触するとともに、外側の面が第1転がり軸受け41及び第2転がり軸受け42に接触する。また、ワンウェイクラッチ43と内側筒部51の間には相対回転しない程度以上の摩擦力が発生している。同様に、内側筒部51と、第1転がり軸受け41及び第2転がり軸受け42と、の間にも相対回転しない程度以上の摩擦力が発生している。この構成により、シャフト31がワンウェイクラッチ43と一体的に回転する場合は、内側筒部51、内輪41a、ボール41b、内輪42a、及びボール42bも一体的に回転する。 The inner cylinder portion 51 is located outside the shaft 31 and the one-way clutch 43, and is arranged inside the first rolling bearing 41 and the second rolling bearing 42. Specifically, the inner surface of the inner cylinder portion 51 contacts the one-way clutch 43, and the outer surface contacts the first rolling bearing 41 and the second rolling bearing 42. Further, a frictional force is generated between the one-way clutch 43 and the inner cylinder portion 51 so as not to rotate relative to each other. Similarly, a frictional force of not more than a relative rotation is generated between the inner cylinder portion 51 and the first rolling bearing 41 and the second rolling bearing 42. With this configuration, when the shaft 31 rotates integrally with the one-way clutch 43, the inner cylinder portion 51, the inner ring 41a, the ball 41b, the inner ring 42a, and the ball 42b also rotate integrally.

図3に示すように、内側筒部51は、フランジ部51aと、ベース部51bと、ネジ溝部51cと、を有する。フランジ部51aは、内側筒部51の上端に形成されており、外形が径方向に大きくなっている部分である。フランジ部51aは、第1転がり軸受け41の内輪41aに接触している。ベース部51bは、フランジ部51aとネジ溝部51cの間に位置している部分である。ネジ溝部51cは、外表面にネジ溝が形成された部分である。ネジ溝部51cにはナット56が取り付けられている。なお、内側筒部51には、第1転がり軸受け41、第2転がり軸受け42、バネ53、第1バネ連結部材54、及び第2バネ連結部材55が、スラスト方向にスライド可能に配置されている。 As shown in FIG. 3, the inner tubular portion 51 has a flange portion 51a, a base portion 51b, and a threaded groove portion 51c. The flange portion 51a is formed at the upper end of the inner cylinder portion 51, and is a portion whose outer shape is larger in the radial direction. The flange portion 51a is in contact with the inner ring 41a of the first rolling bearing 41. The base portion 51b is a portion located between the flange portion 51a and the thread groove portion 51c. The thread groove portion 51c is a portion in which a thread groove is formed on the outer surface. A nut 56 is attached to the thread groove portion 51c. The first rolling bearing 41, the second rolling bearing 42, the spring 53, the first spring connecting member 54, and the second spring connecting member 55 are slidably arranged in the inner cylinder portion 51 in the thrust direction. ..

接触部材52は、第1転がり軸受け41と第2転がり軸受け42の間に配置されている。接触部材52は、第1転がり軸受け41の外輪41cと、第2転がり軸受け42の外輪42cと、の両方に接触している。 The contact member 52 is arranged between the first rolling bearing 41 and the second rolling bearing 42. The contact member 52 is in contact with both the outer ring 41c of the first rolling bearing 41 and the outer ring 42c of the second rolling bearing 42.

バネ53は、圧縮バネであり、スラスト方向において第1バネ連結部材54と第2バネ連結部材55に挟まれるように(かつ接触するように)配置されている。第1バネ連結部材54は、第2転がり軸受け42(特に内輪42a)の下端部に接触するように配置されている。また、第2バネ連結部材55は、ナット56の上端部に接触するように配置されている。 The spring 53 is a compression spring, and is arranged so as to be sandwiched (and in contact with) between the first spring connecting member 54 and the second spring connecting member 55 in the thrust direction. The first spring connecting member 54 is arranged so as to come into contact with the lower end portion of the second rolling bearing 42 (particularly the inner ring 42a). Further, the second spring connecting member 55 is arranged so as to come into contact with the upper end portion of the nut 56.

以上の構成により、ナット56を締め付けて上側に移動させることで、バネ53が圧縮される。バネ53の圧縮に伴う付勢力は、第1バネ連結部材54を介して、第2転がり軸受け42(特に内輪42a)を上方へ押圧する。この付勢力は、接触部材52を介して第1転がり軸受け41にも伝達される。また、第1転がり軸受け41(特に内輪41a)はフランジ部51aにより上方への移動が規制されている。これにより、内輪41a及び外輪42cには下方向の力が掛かるとともに、外輪41c及び内輪42aには上方向の力が掛かる。以上の構成により、第1転がり軸受け41及び第2転がり軸受け42のスラスト内部隙間を小さくする方向に予圧を付与することができる。 With the above configuration, the spring 53 is compressed by tightening the nut 56 and moving it upward. The urging force associated with the compression of the spring 53 presses the second rolling bearing 42 (particularly the inner ring 42a) upward via the first spring connecting member 54. This urging force is also transmitted to the first rolling bearing 41 via the contact member 52. Further, the first rolling bearing 41 (particularly the inner ring 41a) is restricted from moving upward by the flange portion 51a. As a result, a downward force is applied to the inner ring 41a and the outer ring 42c, and an upward force is applied to the outer ring 41c and the inner ring 42a. With the above configuration, preload can be applied in the direction of reducing the internal clearance of the thrust of the first rolling bearing 41 and the second rolling bearing 42.

ここで、一般的に予圧は、スラスト内部隙間を小さくすることで、シャフトの位置決めを正確にするとともに、軸受けの剛性を高めたり、共振による異音防止等を目的として行われる。これに対し、本実施形態では、一般的に付与される予圧よりも大きい予圧を第1転がり軸受け41及び第2転がり軸受け42に付与することで、ボール41b及びボール42bの回転抵抗を大きくして、シャフト31を回転しにくくする(シャフト31に制動力を付与する)ことを予圧の目的としている。 Here, the preload is generally performed for the purpose of making the shaft positioning accurate by reducing the internal clearance of the thrust, increasing the rigidity of the bearing, preventing abnormal noise due to resonance, and the like. On the other hand, in the present embodiment, the rotational resistance of the balls 41b and 42b is increased by applying a preload larger than the preload generally applied to the first rolling bearing 41 and the second rolling bearing 42. The purpose of preloading is to make the shaft 31 difficult to rotate (give a braking force to the shaft 31).

更に具体的に説明すると、シャフト31を第1方向に回転させる場合は、シャフト31、ワンウェイクラッチ43、内側筒部51、内輪41a、ボール41b、内輪42a、及びボール42bも一体的に回転する。しかし、予圧付与部45により第1転がり軸受け41及び第2転がり軸受け42に過剰な予圧が付与されているため、ボール41b及びボール42bの回転には回転抵抗が生じている。従って、シャフト31を第1方向に回転させる場合は、シャフト31に制動力が付与される。 More specifically, when the shaft 31 is rotated in the first direction, the shaft 31, the one-way clutch 43, the inner cylinder portion 51, the inner ring 41a, the ball 41b, the inner ring 42a, and the ball 42b are also rotated integrally. However, since the preload applying portion 45 applies an excessive preload to the first rolling bearing 41 and the second rolling bearing 42, rotational resistance is generated in the rotation of the balls 41b and the balls 42b. Therefore, when the shaft 31 is rotated in the first direction, a braking force is applied to the shaft 31.

ここで、シャフト31を所定以上のトルクで第1方向に回転させることで、回転抵抗より大きな力が掛かることで、ボール41b及びボール42bが回転するため、シャフト31を回転させることができる。これにより、第1ギア32、第2ギア33、ボールネジ34、及び可動軸35を介して、送受波器13を下降させることができる。なお、本実施形態では、ブレーキ機構40は、送受波器13の自重による落下を防止することを目的としているため、シャフト31に付与する制動力は送受波器13が自重により落下する力よりも若干強い(例えば、自重により落下する力の1.1倍以上2倍以下)程度であることが好ましい。従って、ネジ軸34a等に手動操作用のハンドルが付いていれば、オペレータが手動で送受波器13を下降させることも可能である。 Here, by rotating the shaft 31 in the first direction with a torque equal to or higher than a predetermined value, a force larger than the rotational resistance is applied to rotate the balls 41b and 42b, so that the shaft 31 can be rotated. As a result, the transmitter / receiver 13 can be lowered via the first gear 32, the second gear 33, the ball screw 34, and the movable shaft 35. In the present embodiment, since the brake mechanism 40 aims to prevent the transmitter / receiver 13 from falling due to its own weight, the braking force applied to the shaft 31 is larger than the force at which the transmitter / receiver 13 falls due to its own weight. It is preferably about slightly strong (for example, 1.1 times or more and 2 times or less the force of falling due to its own weight). Therefore, if the screw shaft 34a or the like has a handle for manual operation, the operator can manually lower the transmitter / receiver 13.

また、送受波器13の自重による落下を防止するために電磁ブレーキを用いる場合は抵抗が大きくなり易いため、当該抵抗に反して送受波器13を移動させることで、ブレーキ機構又は駆動機構が摩耗し易くなる。これに対し、本実施形態では、シャフト31を第1方向に回転させた場合であっても、ボール41b及びボール42bは回転するだけであり、ボール41b及びボール42bは摩耗しにくいため、耐摩耗性に優れたブレーキ機構40が実現できる。 Further, when an electromagnetic brake is used to prevent the transmitter / receiver 13 from falling due to its own weight, the resistance tends to increase. Therefore, by moving the transmitter / receiver 13 against the resistance, the brake mechanism or the drive mechanism is worn. It becomes easier to do. On the other hand, in the present embodiment, even when the shaft 31 is rotated in the first direction, the balls 41b and 42b only rotate, and the balls 41b and 42b are hard to wear, so that they are wear resistant. A brake mechanism 40 having excellent properties can be realized.

特に、本実施形態では、第1ギア32のギア径よりも第2ギア33のギア径の方が大きい、言い換えれば第1ギア32が1回転した場合においても、第2ギア33の回転量は1回転より少ない。従って、シャフト31に付与された制動力を増大させてネジ軸34aに伝達することができる。これにより、第1転がり軸受け41及び第2転がり軸受け42に付与する予圧の力を抑えつつ(つまり第1転がり軸受け41等の寿命を更に長くしつつ)、要求する大きさの制動力を実現することができる。 In particular, in the present embodiment, the gear diameter of the second gear 33 is larger than the gear diameter of the first gear 32, in other words, even when the first gear 32 makes one rotation, the rotation amount of the second gear 33 is large. Less than one revolution. Therefore, the braking force applied to the shaft 31 can be increased and transmitted to the screw shaft 34a. As a result, the required amount of braking force is realized while suppressing the preload force applied to the first rolling bearing 41 and the second rolling bearing 42 (that is, while further extending the life of the first rolling bearing 41 and the like). be able to.

一方で、シャフト31を第2方向に回転させる場合、シャフト31が回転してもワンウェイクラッチ43は回転しないため、シャフト31にはブレーキ機構40の制動力は付与されない。これにより、駆動モータ20が発生させた駆動力をブレーキ機構40が低下させることなく、送受波器13を上昇させることができる。このように、ブレーキ機構40の制動力が付与されないので、ネジ軸34a等に手動操作用のハンドルが付いていれば、オペレータが手動で送受波器13を上昇させることも可能である。 On the other hand, when the shaft 31 is rotated in the second direction, the one-way clutch 43 does not rotate even if the shaft 31 rotates, so that the braking force of the brake mechanism 40 is not applied to the shaft 31. As a result, the transmitter / receiver 13 can be raised without the brake mechanism 40 lowering the driving force generated by the drive motor 20. As described above, since the braking force of the brake mechanism 40 is not applied, the operator can manually raise the transmitter / receiver 13 if the screw shaft 34a or the like has a handle for manual operation.

このように、本実施形態では、シャフト31の第1方向の回転及び第2方向の回転の何れも想定されており、シャフト31を第1方向に回転させる場合にのみ制動力が付与される。 As described above, in the present embodiment, both the rotation of the shaft 31 in the first direction and the rotation in the second direction are assumed, and the braking force is applied only when the shaft 31 is rotated in the first direction.

なお、時間の経過により、ブレーキ機構40を構成する各部材の緩みにより予圧付与部45が付与する予圧の力が低下することが考えられる。あるいは、ボールネジ34又は送受波器13等を交換することにより、送受波器13の自重により落下する力が変化することが考えられる。以上を考慮し、本実施形態のブレーキ機構40は、第1転がり軸受け41及び第2転がり軸受け42に付与する予圧の力を変更させる調整部として、ナット56を備える。 With the passage of time, it is conceivable that the force of the preload applied by the preload applying unit 45 decreases due to the loosening of each member constituting the brake mechanism 40. Alternatively, by replacing the ball screw 34, the transmitter / receiver 13, or the like, it is conceivable that the falling force changes due to the weight of the transmitter / receiver 13. In consideration of the above, the brake mechanism 40 of the present embodiment includes a nut 56 as an adjusting unit for changing the preload force applied to the first rolling bearing 41 and the second rolling bearing 42.

予圧の力を大きくして制動力を大きくする場合は、ナット56を回転させて上方に移動させる。これにより、バネ53の圧縮量が大きくなり、付勢力が大きくなるため、予圧の力が大きくなる。一方で、予圧の力小さくして制動力を小さくする場合は、ナット56を回転させて下方に移動させる。これにより、バネ53の圧縮量が小さくなり、付勢力が小さくなるため、予圧の力が小さくなる。このように、ナット56の位置を変化させることで、シャフト31に付与される制動力を調整できる。 When increasing the preload force to increase the braking force, the nut 56 is rotated to move it upward. As a result, the amount of compression of the spring 53 is increased and the urging force is increased, so that the preloading force is increased. On the other hand, when the preload force is reduced to reduce the braking force, the nut 56 is rotated to move it downward. As a result, the amount of compression of the spring 53 is reduced, and the urging force is reduced, so that the preloading force is reduced. By changing the position of the nut 56 in this way, the braking force applied to the shaft 31 can be adjusted.

以上に説明したように、上記実施形態の水中探知装置10は、送受波器13と、転がり軸受け(第1転がり軸受け41及び第2転がり軸受け42、以下同様)と、予圧付与部45と、駆動モータ20と、駆動機構30と、を備える。送受波器13は、水中に超音波を送信するとともに水中からの超音波を受信する。転がり軸受けは、内側に配置されるシャフト31を回転可能に支持する。予圧付与部45は、転がり軸受けに対してスラスト方向に予圧を付与することで、転がり軸受けに回転抵抗を持たせてシャフト31に制動力を付与する。駆動モータ20は、駆動力を発生させる。駆動機構30は、駆動モータ20が発生させた駆動力を伝達することで送受波器13を直線的に移動させるとともに、予圧付与部45が発生させた制動力を受ける。 As described above, the underwater detection device 10 of the above embodiment includes a transmitter / receiver 13, a rolling bearing (first rolling bearing 41 and a second rolling bearing 42, the same applies hereinafter), a preload applying portion 45, and a drive. A motor 20 and a drive mechanism 30 are provided. The transmitter / receiver 13 transmits ultrasonic waves into water and receives ultrasonic waves from underwater. The rolling bearing rotatably supports the shaft 31 arranged inside. The preload applying unit 45 applies a preload to the rolling bearing in the thrust direction to give the rolling bearing a rotational resistance and apply a braking force to the shaft 31. The drive motor 20 generates a driving force. The drive mechanism 30 linearly moves the transmitter / receiver 13 by transmitting the driving force generated by the drive motor 20, and also receives the braking force generated by the preload applying unit 45.

これにより、転がり軸受けの外側に滑り軸受けを配置することで制動力を発生させる機構と比較して、シンプルな構成にすることができる。また、制動力が掛かっている状態でシャフト31を回転させた場合であっても、転がり軸受けのボール又はコロが回転するため、耐摩耗性に優れたブレーキ機構40が実現できる。また、水中探知装置10では、1度の航海で送受波器13を複数回出し入れすることが多いため耐摩耗性が重要であり、更に、水中探知装置は部品交換が困難であるため耐摩耗性が重要である。従って、耐摩耗性に優れるという効果を有効に発揮させることができる。 As a result, the configuration can be simplified as compared with a mechanism that generates a braking force by arranging the sliding bearing on the outside of the rolling bearing. Further, even when the shaft 31 is rotated while the braking force is applied, the ball or roller of the rolling bearing rotates, so that the brake mechanism 40 having excellent wear resistance can be realized. Further, in the underwater detector 10, wear resistance is important because the transmitter / receiver 13 is often moved in and out a plurality of times in one voyage, and further, the underwater detector is wear resistant because it is difficult to replace parts. is important. Therefore, the effect of being excellent in wear resistance can be effectively exhibited.

また、上記実施形態の水中探知装置10において、予圧付与部45は、転がり軸受けに付与する予圧の大きさを変化させて制動力の大きさを調整するナット56を有する。 Further, in the underwater detection device 10 of the above embodiment, the preload applying portion 45 has a nut 56 that adjusts the magnitude of the braking force by changing the magnitude of the preload applied to the rolling bearing.

これにより、シャフト31に付与する制動力の大きさを調整できる。また、時間経過等により予圧付与部45が付与する予圧の大きさが変化した場合であっても、以前と同じ大きさの予圧が付与されるように調整できる。 Thereby, the magnitude of the braking force applied to the shaft 31 can be adjusted. Further, even when the magnitude of the preload applied by the preload applying unit 45 changes due to the passage of time or the like, it can be adjusted so that the preload of the same magnitude as before is applied.

また、上記実施形態の水中探知装置10は、シャフト31と転がり軸受けとの間に配置されるワンウェイクラッチ43を備える。ワンウェイクラッチ43は、シャフト31が第1方向に回転する場合は当該シャフトと一体的に回転し、シャフト31が第2方向に回転する場合は当該シャフト31を空転させる。 Further, the underwater detection device 10 of the above embodiment includes a one-way clutch 43 arranged between the shaft 31 and the rolling bearing. The one-way clutch 43 rotates integrally with the shaft when the shaft 31 rotates in the first direction, and idles the shaft 31 when the shaft 31 rotates in the second direction.

これにより、シャフト31が一方向(第1方向)へ回転する場合にのみ制動力を付与し、シャフト31が他方向へ回転する場合には制動力を付与しない構成が実現できる。 As a result, it is possible to realize a configuration in which the braking force is applied only when the shaft 31 rotates in one direction (first direction), and no braking force is applied when the shaft 31 rotates in the other direction.

更に、上記実施形態の水中探知装置10において、送受波器13は、駆動モータ20が発生させた駆動力により、鉛直方向上向き及び下向きに移動する。 Further, in the underwater detector 10 of the above embodiment, the transmitter / receiver 13 moves vertically upward and downward by the driving force generated by the drive motor 20.

これにより、送受波器13が鉛直方向に移動する場合は、送受波器13の自重により落下する力が存在するため、送受波器13を上向きに移動させる場合と下向きに移動させる場合とで必要な力が異なる。この点、上記のように下向きの移動にのみ制動力を付与することで、必要な力のバランスを取ることができる。 As a result, when the transmitter / receiver 13 moves in the vertical direction, there is a force to drop due to the weight of the transmitter / receiver 13, so it is necessary to move the transmitter / receiver 13 upward and downward. Power is different. In this respect, by applying the braking force only to the downward movement as described above, the necessary force can be balanced.

また、上記実施形態の水中探知装置10は、駆動モータ20が発生させた駆動力により回転することで、送受波器13を鉛直方向上向き及び下向きに移動させるボールネジ34を備える。ブレーキ機構40は、送受波器13が自重で落下する力よりも強い制動力を発生させる。 Further, the underwater detection device 10 of the above embodiment includes a ball screw 34 that moves the transmitter / receiver 13 vertically upward and downward by rotating with a driving force generated by the drive motor 20. The brake mechanism 40 generates a braking force stronger than the force by which the transmitter / receiver 13 falls under its own weight.

これにより、送受波器13が自重で落下することを機械的な構成で防止できるので、電源を入れていない状態においても、送受波器13の落下を防止できる。また、電源が入れていない状態で送受波器13を下降させる場合においても、ボール41b及びボール42bが回転するだけであるため、駆動装置14に対する負荷を小さくすることができる。 As a result, it is possible to prevent the transmitter / receiver 13 from falling due to its own weight by a mechanical configuration, so that the transmitter / receiver 13 can be prevented from falling even when the power is not turned on. Further, even when the transmitter / receiver 13 is lowered while the power is not turned on, the load on the drive device 14 can be reduced because the balls 41b and 42b only rotate.

また、上記実施形態の水中探知装置10において、駆動機構30は、駆動モータ20が発生させた駆動力を送受波器13に伝達する第1ギア及び第2ギアを有する。第1ギアは、シャフト31と一体的に回転する。第2ギアは、第1ギアと噛み合うとともに、第1ギアを介して伝達された駆動力を送受波器13に向けて伝達する。第1ギアのギア径が第2ギアのギア径よりも小さい。 Further, in the underwater detection device 10 of the above embodiment, the drive mechanism 30 has a first gear and a second gear that transmit the driving force generated by the drive motor 20 to the transmitter / receiver 13. The first gear rotates integrally with the shaft 31. The second gear meshes with the first gear and transmits the driving force transmitted via the first gear toward the transmitter / receiver 13. The gear diameter of the first gear is smaller than the gear diameter of the second gear.

これにより、上記のギア比を採用することで、駆動機構30が受ける制動力を増大させることができる。 Thereby, by adopting the above gear ratio, the braking force received by the drive mechanism 30 can be increased.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be changed as follows, for example.

上記実施形態では、転がり軸受けとしてアンギュラ玉軸受けを用いたが、スラスト方向に予圧を加えることで回転抵抗が発生する構成であれば、別の転がり軸受けを用いることができる。例えば、アンギュラ玉軸受け以外の玉軸受けを用いても良いし、コロ軸受け(例えば円錐コロ軸受け)を用いても良い。また、上記実施形態では、2つの転がり軸受けをセットで用いたが、予圧を付与する転がり軸受けは1つであっても良いし、3つ以上であっても良い。 In the above embodiment, an angular ball bearing is used as the rolling bearing, but another rolling bearing can be used as long as a configuration in which rotational resistance is generated by applying a preload in the thrust direction. For example, a ball bearing other than the angular ball bearing may be used, or a roller bearing (for example, a conical roller bearing) may be used. Further, in the above embodiment, two rolling bearings are used as a set, but the number of rolling bearings to which the preload is applied may be one or three or more.

上記実施形態では、バネ53及びナット56を用いて予圧を付与したが、別の弾性部材を用いて予圧を付与しても良い。また、バネを用いる場合は、転がり軸受けの位置が変化しても予圧の大きさが略一定となる定圧予圧になるが、定位置予圧を用いることもできる。定位置予圧としては、例えば、バネ53を介さずにナット56が直接的に転がり軸受けを押圧する構成を挙げることができる。なお、予圧を付与する方法・構成は任意であり、ソレノイドアクチュエータ又はシリンダ等で予圧を付与することも可能であるが、機械的な方法で予圧を付与することが好ましい。機械的な方法で予圧を付与することで、電源が入っていない状態でも予圧が維持されるため、シャフト31に付与する制動力を維持できる。 In the above embodiment, the preload is applied by using the spring 53 and the nut 56, but the preload may be applied by using another elastic member. Further, when a spring is used, the constant pressure preload is such that the magnitude of the preload is substantially constant even if the position of the rolling bearing changes, but a fixed position preload can also be used. Examples of the fixed position preload include a configuration in which the nut 56 directly presses the rolling bearing without using the spring 53. The method and configuration for applying the preload are arbitrary, and although it is possible to apply the preload with a solenoid actuator, a cylinder, or the like, it is preferable to apply the preload by a mechanical method. By applying the preload by a mechanical method, the preload is maintained even when the power is not turned on, so that the braking force applied to the shaft 31 can be maintained.

上記実施形態では、制動力が付与されるシャフト31と、ボールネジ34と、が異なる軸であるが、この2つを同じ軸にすることができる。例えば、シャフト31を下方に延伸してネジ溝を設けることで、ネジ軸34aを省略できる。また、上記実施形態では、シャフト31の軸方向は鉛直方向と同じであるが、シャフト31の軸方向が鉛直方向に対して傾斜(例えば垂直)していても良い。 In the above embodiment, the shaft 31 to which the braking force is applied and the ball screw 34 are different shafts, but these two shafts can be the same shaft. For example, the screw shaft 34a can be omitted by extending the shaft 31 downward to provide a screw groove. Further, in the above embodiment, the axial direction of the shaft 31 is the same as the vertical direction, but the axial direction of the shaft 31 may be inclined (for example, vertical) with respect to the vertical direction.

上記実施形態では、ワンウェイクラッチ43を備えることで、シャフト31の回転方向の一方のみに制動力を付与する構成であるが、ワンウェイクラッチ43を省略しても良い。この場合、シャフト31を何れの方向に回転させる場合であっても制動力が付与されることとなる。また、上記実施形態では、送受波器13が下降する場合のみに制動力が付与される構成であるが、送受波器13が上昇する場合のみに制動力が付与される構成としても良い。 In the above embodiment, the one-way clutch 43 is provided to apply the braking force to only one of the rotation directions of the shaft 31, but the one-way clutch 43 may be omitted. In this case, braking force is applied regardless of the direction in which the shaft 31 is rotated. Further, in the above embodiment, the braking force is applied only when the transmitter / receiver 13 is lowered, but the braking force may be applied only when the transmitter / receiver 13 is raised.

上記実施形態では、送受波器13を鉛直方向の上向き及び下向きに移動させる構成であるが、送受波器13を別の方向(例えば鉛直方向に対して傾斜した方向)に移動させる構成であっても良い。 In the above embodiment, the transmitter / receiver 13 is moved upward and downward in the vertical direction, but the transmitter / receiver 13 is moved in another direction (for example, a direction inclined with respect to the vertical direction). Is also good.

上記実施形態では、駆動源として駆動モータ20を例に挙げて説明したが、ブレーキ機構を適用する装置に応じて、モータではなく別の駆動源(例えばエンジン)を用いることもできる。 In the above embodiment, the drive motor 20 has been described as an example of the drive source, but another drive source (for example, an engine) may be used instead of the motor depending on the device to which the brake mechanism is applied.

上記実施形態では、第1ギア32のギア径が第2ギア33のギア径よりも小さい構成であるが、要求される制動力に応じて、第1ギア32と第2ギア33のギア径を同じにしても良いし、第1ギア32のギア径を第2ギア33のギア径よりも大きくしても良い。 In the above embodiment, the gear diameter of the first gear 32 is smaller than the gear diameter of the second gear 33, but the gear diameters of the first gear 32 and the second gear 33 are adjusted according to the required braking force. It may be the same, or the gear diameter of the first gear 32 may be larger than the gear diameter of the second gear 33.

上記実施形態では、送受波器13を手動で操作することを考慮し、送受波器13の自重により落下する力よりも若干大きい力を制動力としたが、手動の操作が想定されない場合等においては、送受波器13の自重により落下する力よりもかなり大きい力を制動力としても良い。また、別のブレーキ機構を更に備える場合は、送受波器13の自重により落下する力よりも小さい力を制動力としても良い。 In the above embodiment, in consideration of manually operating the transmitter / receiver 13, a force slightly larger than the force of falling due to the weight of the transmitter / receiver 13 is set as the braking force, but in cases where manual operation is not assumed, etc. May use a force considerably larger than the force of falling due to the weight of the transmitter / receiver 13 as the braking force. Further, when another braking mechanism is further provided, a force smaller than the falling force due to the weight of the transmitter / receiver 13 may be used as the braking force.

上記実施形態では、駆動モータ20が発生させた回転運動をボールネジ34により直線運動に変換しているが、別の機構(例えばラックピニオン機構)により回転運動を直線運動に変換しても良い。 In the above embodiment, the rotary motion generated by the drive motor 20 is converted into a linear motion by the ball screw 34, but the rotary motion may be converted into a linear motion by another mechanism (for example, a rack and pinion mechanism).

上記実施形態では、水中探知装置10に、上記の構成の駆動装置14及びブレーキ機構40を適用する例を説明したが、駆動装置14及びブレーキ機構40は、被駆動物(送受波器13に相当)を駆動する別の装置にも適用することができる。この場合、上述のシャフト31を何れの方向に回転させる場合であっても制動力が付与される構成は、所定以上の力が掛からないと被駆動物が駆動しない装置に採用できる。また、被駆動物を直線的に移動させる構成に限られず、例えば被駆動物を回転させる構成であっても良い。また、被駆動物を回転させる構成の場合、被駆動物を一方向のみに回転させる構成であっても良いし、一方向と他方向の両方に回転させる構成であっても良い。 In the above embodiment, an example in which the drive device 14 and the brake mechanism 40 having the above configuration are applied to the underwater detection device 10 has been described, but the drive device 14 and the brake mechanism 40 correspond to a driven object (corresponding to the transmitter / receiver 13). ) Can also be applied to another device. In this case, the configuration in which the braking force is applied regardless of the direction in which the shaft 31 is rotated can be adopted in a device in which the driven object is not driven unless a force equal to or higher than a predetermined value is applied. Further, the configuration is not limited to the configuration in which the driven object is linearly moved, and for example, the configuration in which the driven object is rotated may be used. Further, in the case of the configuration in which the driven object is rotated, the driven object may be rotated in only one direction, or may be rotated in both one direction and the other direction.

10 水中探知装置
13 送受波器
14 駆動装置
20 駆動モータ(駆動源)
30 駆動機構
31 シャフト
32 第1ギア
33 第2ギア
34 ボールネジ
35 可動軸
40 ブレーキ機構
41 第1転がり軸受け(転がり軸受け)
42 第2転がり軸受け(転がり軸受け)
43 ワンウェイクラッチ
44 外側筒部
45 予圧付与部
51 内側筒部
52 接触部材
53 バネ
54 第1バネ連結部材
55 第2バネ連結部材
56 ナット(調整部)
10 Underwater detector 13 Transmitter / receiver 14 Drive device 20 Drive motor (drive source)
30 Drive mechanism 31 Shaft 32 1st gear 33 2nd gear 34 Ball screw 35 Movable shaft 40 Brake mechanism 41 1st rolling bearing (rolling bearing)
42 Second rolling bearing (rolling bearing)
43 One-way clutch 44 Outer cylinder 45 Preload application 51 Inner cylinder 52 Contact member 53 Spring 54 1st spring connecting member 55 2nd spring connecting member 56 Nut (adjustment part)

Claims (7)

水中に超音波を送信するとともに水中からの超音波を受信する送受波器と、
制動力を発生させるブレーキ機構と、
駆動力を発生させる駆動源と、
シャフトを含み、前記駆動源が発生させた駆動力を伝達することで前記送受波器を直線的に移動させるとともに、前記ブレーキ機構が発生させた制動力を受ける駆動機構と、
を備え、
前記ブレーキ機構は、
内側に配置される前記シャフトを回転可能に支持する転がり軸受けと、
前記転がり軸受けに対してスラスト方向に予圧を付与する予圧付与部と、
を備え、
前記与圧付与部が前記転がり軸受けに対して与圧を付与することにより、前記転がり軸受けが回転抵抗を持ち、当該回転抵抗に起因する制動力が前記シャフトに付与されることを特徴とする水中探知装置。
A transmitter / receiver that transmits ultrasonic waves into the water and receives ultrasonic waves from the water,
A braking mechanism that generates braking force and
The driving source that generates the driving force and
A drive mechanism including a shaft that linearly moves the transmitter / receiver by transmitting the driving force generated by the drive source and receives the braking force generated by the brake mechanism.
With
The brake mechanism
A rolling bearing that rotatably supports the shaft arranged inside,
A preload applying portion that applies preload to the rolling bearing in the thrust direction,
With
Underwater, wherein the pressurizing portion applies a pressurization to the rolling bearing, so that the rolling bearing has a rotational resistance and a braking force due to the rotational resistance is applied to the shaft. Detecting device.
請求項1に記載の水中探知装置であって、
前記予圧付与部は、前記転がり軸受けに付与する予圧の大きさを変化させて制動力の大きさを調整する調整部を有することを特徴とする水中探知装置。
The underwater detection device according to claim 1.
The underwater detection device includes an adjusting unit for adjusting the magnitude of braking force by changing the magnitude of preload applied to the rolling bearing.
請求項1又は2に記載の水中探知装置であって、
前記シャフトと前記転がり軸受けとの間に配置されるワンウェイクラッチを備え、
前記シャフトが一方向に回転する場合は当該シャフトと一体的に回転し、前記シャフトが他方向に回転する場合は当該シャフトを空転させることを特徴とする水中探知装置。
The underwater detection device according to claim 1 or 2.
A one-way clutch arranged between the shaft and the rolling bearing
An underwater detection device characterized in that when the shaft rotates in one direction, it rotates integrally with the shaft, and when the shaft rotates in the other direction, the shaft spins idly.
請求項1から3までの何れか一項に記載の水中探知装置であって、
前記送受波器は、前記駆動源が発生させた駆動力により、鉛直方向上向き及び下向きに移動することを特徴とする水中探知装置。
The underwater detection device according to any one of claims 1 to 3.
The underwater detector is an underwater detector that moves vertically upward and downward by a driving force generated by the driving source.
請求項3に記載の水中探知装置であって、
前記送受波器は、前記駆動源が発生させた駆動力により、鉛直方向上向き及び下向きに移動し、
前記ワンウェイクラッチは、前記送受波器が鉛直方向下向きに移動する場合は前記シャフトと一体的に回転し、前記送受波器が鉛直方向上向きに移動する場合は前記シャフトを空転させることを特徴とする水中探知装置。
The underwater detection device according to claim 3.
The transmitter / receiver moves vertically upward and downward by the driving force generated by the driving source.
The one-way clutch is characterized in that it rotates integrally with the shaft when the transmitter / receiver moves downward in the vertical direction, and idles the shaft when the transmitter / receiver moves upward in the vertical direction. Underwater detector.
請求項4又は5に記載の水中探知装置であって、
前記駆動機構は、前記駆動源が発生させた駆動力により回転することで、前記送受波器を鉛直方向上向き及び下向きに移動させるボールネジを備え、
前記予圧付与部は、前記送受波器が自重で落下する力よりも強い制動力を発生させることを特徴とする水中探知装置。
The underwater detection device according to claim 4 or 5.
The drive mechanism includes a ball screw that moves the transmitter / receiver vertically upward and downward by rotating with a driving force generated by the drive source.
The preload applying unit is an underwater detection device characterized in that the transmitter / receiver generates a braking force stronger than a force of falling by its own weight.
請求項1から6までの何れか一項に記載の水中探知装置であって、
前記駆動機構は、前記駆動源が発生させた駆動力を前記送受波器に伝達する第1ギア及び第2ギアを有し、
前記第1ギアは、前記シャフトと一体的に回転し、
前記第2ギアは、前記第1ギアと噛み合うとともに、前記第1ギアを介して伝達された駆動力を前記送受波器に向けて伝達し、
前記第1ギアのギア径が前記第2ギアのギア径よりも小さいことを特徴とする水中探知装置。
The underwater detection device according to any one of claims 1 to 6.
The drive mechanism has a first gear and a second gear that transmit the driving force generated by the drive source to the transmitter / receiver.
The first gear rotates integrally with the shaft and
The second gear meshes with the first gear and transmits the driving force transmitted through the first gear toward the transmitter / receiver.
An underwater detection device characterized in that the gear diameter of the first gear is smaller than the gear diameter of the second gear.
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