JPS5846000Y2 - 船舶自動操舵用風向センサ取付機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、例えばヨツト等の船舶の自動操舵に使用す
る風向センサの取付機構の改良された構造に関するもの
である。

ヨツト等０船舶の自動操舵系においては、舵角の決定に
影響を及ぼす諸要因の検出部の一要素とシテ風向センサ
が用いられる。

この風向センサは従来検出角度がせ捷いものであって、
ある一定の角度範囲をこえると検出不能となろので、自
動操舵航行中に角度の大きい方向転換を行う場合、せ１
い検出角度範囲で少しづ＼風向センサの検出信号を変化
させる様に風向センサの操作器具を操作へそれによって
自動操舵系を動かし船の進行方向を除々に変化させては
又風向センサの操作器具を操作し、目的の方向への設定
が行われていた。

従って、ヨツト等における大局的に向い風方向へジグザ
グ進行する所謂タッキング航行において、この様な風向
センサを有効に使おうとすれば、操作にて１が掛り、和
尚の熟練を必要とした。

そして、前述の様に風向センサの操作が何段階にもなさ
れるため、風向センサの操作器具の設定がちい瞥いにな
り、センサの精度がいくらよくても船の方向転換におけ
る正確さに欠けるという欠点があった。

更に従来の風向センサ取付機構は従来、船の舷側に設け
られたサク（パルピット）等に固定する形式のものが主
流を占め、簡単に脱着できるという利点はあるものの、
固定できる個所が制限され、必ずしも最適位置に設ける
訳にはいかないという不都合があった。

この考案は上記の点に鑑みなされたものでその目的は、
検出角度範囲が広い風向センサが最近開発されたのに伴
い風向センサの設定が極めて容易でしかも片手で操作が
でき、又、タッキングに際しても全んど熟練を必要とせ
ずに風向センサを利用し得るという操作性に富む風向セ
ンサ取付機構を提供することにある。

即ち、この考案の風向センサ取付機構においては、風向
センサ取付用固定部に対して回転部が組合わされており
、この回転部に一体的に回転すべき風向センサが固定支
持されており、固定部には回転部の固定部に対する回転
角度位置を示す目盛が設けられており、かつ、回転部の
回転角範囲が固定部に付設されたストッパ構造によって
規制される様になっているものである。

以下添附の図面によって更に詳細にこの考案の風向セン
サ取付機構について説明する。

第１図はこの考案の風向センサ取付機構を船体と共に示
した概略図であって船体２０の後部に設置したところが
示されている。

第２図はこの考案の風向センサ取付機構の詳細図であっ
て第１図と共に説明する。

船床直接にあるいは器具を介して間接的に固定された固
定軸１の上端には中空軸２が回転可能に嵌着されており
、この中空軸２と一体に半径方向下側に向けて操作用グ
リップ３が突出延設されている。

中空軸２と固定軸１との嵌着部の若干下側において、固
定軸１と一体にスリーブ状の目盛筒４が同軸状に設けら
れており、その外周面には角度目盛が付されている。

又、上記嵌着部とこの目盛筒４の間において固定軸１に
は半径方向に突出するストッパ６が回転自在に嵌着され
ている。

そして、目盛筒４の外周面上所定の位置にはこのストッ
パ６と係合するノック７が刻設されている。

このストッパ６とノック７とはタッキングのためのもの
であり、ストッパ６によって制約すべきグリップ３の回
転角範囲は適宜航行条件に合せて設定できるものである
が、例えば所定の航進方向について左右に４５度という
様に設定する。

むろんそれ以上に設定しても一向に差つかえない。

上記の中空軸２はその頂部に訃いて風向センサを支承す
るものである。

風向センサとしては種々のものがあり、この考案の取付
機構はいかなる風向センサにも組合せ使用され得るもの
であるカベ検出角度範囲の広いものが望普しい。

以下の説明では、斜截筒状の遮光マスクと光電変換系と
を組合せた風向センサ１０を例にとってその構造を概略
記述する。

上記した中空軸２の頂部には円盤状の基板１１が同芯状
に固定されており、その上面には光源１２ａ、１２ｂが
固定されている。

又、この光源１２ａ、１２ｂに対向して基板１１の１つ
の直径線上左右対称の位置には１対の受光素子１３ａ。

１３ｂが夫々固定されている。

基板１１はその周面をカバー１４によって覆われてかつ
このカバー１４に固定支持している。

基板１１上方には中空軸２と同軸状に回転軸１５が図示
しない軸受を介してカバー１４に回転自在に支承されて
いる。

この回転軸１５は上端においてウィンドベーン１７に連
結されており、ウインドベー７１７に当る風によってそ
の方向が定められる。

回転軸１５の下端には下端面を斜断開口された遮光マス
ク１６が同軸状に取つけられその周壁は光源１２ ａ、
１２ｂと夫々の受光素子１３ａ、１３ｂとの間に介在し
光源１２ａ、１２ｂから受光素子１３ａ、１３ｂへの入
射光量を遮光マスク１６の回転角度位置に応じて増減す
る。

受光素子１３ａ、１３ｂとしては例えばＣｄｓ等の光電
素子や太陽電池等のように受光したときに受光々量に比
例した電気量を出力する機能を具えたものを用いる。

そしてこれら受光素子１３ａ。１３ｂは両者から出力さ
れた電気量を比較する要素、例えばブリッジ回路に接続
されている。

このブリッジ回路に釦いて、両受光素子１３ａ、１３ｂ
の出力電気量に差のないとき、即ち両者の受光々量に差
のないときは、回路は平衡状態を保ちその出力（差電圧
）は零であるが、両受光素子１３ａ。

１３ｂの出力電気量に差のあるときには回路の平衡状態
が崩れて差電圧を出力する。

遮光マスク１６は下端面が斜断されているから、その回
転角度位置の如何によっては両受光素子１３ａ、１３ｂ
への入射光量は等しくなる。

この状態を第３図Ａに示す。

尚、図面において分り易くする為、遮光マスクを斜線で
表わし、透光率の高低を輪郭の太細で表わす。

さて前記の様な導入射光量状態を与える遮光マスク１６
の１つの直径線Ｘ−Ｘを「マスクの中立軸」と呼び、光
源１２ａ。

１２ｂと両受光素子１３ａ、１３ｂを結ぶ直径線Ｙ−Ｙ
を「光電系の投光軸」と呼ぶ。

図示の状態ではマスク１６の中立軸Ｘ−Ｘと光量系の投
光軸ｙ−ｙ’とが合致し、両受光素子１３ａ、１３ｂの
受光量は等しく、従ってブリッジ回路は平衡状態を保ち
、その出力は零である。

ところで伺らかの原因、例えば風向の変化によってウィ
ンドベーン１７が回転した結果遮光マスク１６が回転し
たり、グリップ３を回転させた結果光電系を支承する基
板１１が回転したりすると、第３図Ｂに示すようにマス
クの中立軸Ｘ−Ｘと光電系の投光軸Ｙ−Ｙ’とがずれ、
両受光素子１３ａ。

１３ｂの受光々量に差が生じ、従ってブリッジ回路の平
衡状態が萌れ差電圧が偏差信号として出力される。

自動操舵系はこの偏差信号に応じて舵駆動機構１８を駆
動へ所定のもしくは必要な転舵が行われる。

次に取付機構の回転操作について説明する。

今ある風向きの下である方向に船が航進しており、風向
センサ１０はこれに応じた中立状態にあり、マスクの中
立軸と光電系の投光軸は一致し、両受光素子１３ａ、１
３ｂの受光々量が等しく、従つてブリッジ回路は平衡状
態を保っており、偏差信号の出力はないとする。

即ち舵はその方向に船を真すぐ航進させる位置にある。

今例等かの原因、例えば船体斜側方から大波を受けた場
合、船は上記ある方向からずれるべく旋 １回する事が
ある。

このとき、風向が変らない限り、ウィンドベーン、即ち
遮光マスクは回転しないのでマスクの中立軸は光電系の
投光軸からずれ、両受光素子１３ａ、１３ｂの受光々量
に差が生じ、ブリッジ回路の平衡状態は萌れて差電圧が
出力さ ｊれる。

そしてこの差電圧出力によって上記ある方向からずれた
分を補正する如く図示しない自動操舵系を動かし、舵駆
動装置１８を働かせて船を逆方向に旋回させ元の方向、
即ち上記ある方向に戻させるのである。

以上の動作は自動操舵が行われ 」た事を示すものであ
る。

次にこの考案の風向センサ取付機構によって、船の航路
変更を行う場合について述べる。

通常風向き一定であるのでウィンドベーン１７はある一
定の方向を向いている。

例えば第４保の様に北Ｎ こから風Ｗが吹いていると、
ウィンドベーン１７は南を向いている。

この時給は第５図中「Ａ」の状態にあり、グリップ３は
第４図のｒＱＪ状態にあるものとし、かつ風向センサ出
力は前記平衡状態ヲ保っているものとするＯ従って船は
風向センサ：による前述した軌道修正を受けながら北西
に航行を続ける。

そこで「Ｂ点」に達したところで目盛筒４上の目盛を確
認しながらグリップ３をＰの方向に回す。

すると中空軸２を介してこれと一体の基板１１も回転す
るから、風向センサ１０は希望の方向に設定される。

ヨツトにおけるタッキングの際は略９０度グリップ３を
回転させるのである。

この様にして方向が設定されると光電系の投光軸はマス
クの中立軸からはずれ、両受光素子１３ａ。

１３ｂの受光々量に差が生じ、ブリッジ回路の平衡状態
が萌れて差電圧が出力され、これによって自動操舵系を
働かし、舵駆動装置１８を駆動させ舵が転舵され、船は
希望の方向に沿って航進すべく旋回する。

旋回が進んで船が希望の方向と完全に一致するとブリッ
ジ回路は平衡状態に戻り差電圧はなくなり、舵は船がそ
の希望の方向に真すぐ航進する様な位置をとる。

第５図においてはに」状態がこれに相当する。

そうして、前記希望の方向、例えば北東に航行を続け、
適当な頃合を見はからって「Ｃ」状態で示される様に、
前記操作とは逆の操作を行う。

即ち、グリップ３をＰの位置からＱの位置へ回すと両受
光素子１３ａ、１３ｂを介してブリッジ回路に前記とは
極性が逆の差電圧が出力され、これによって自動操舵系
を動かし舵駆動装置１８を駆動させ、舵が転舵されて、
船は再び北西の方向に設定される。

この一連の動作を行う事により、タッキング航行が行わ
れる。

ところでこの考案の風向センサ取付機構にはタッキング
航行操作を容易にする為グリップ３のストップ機構とし
てストッパ６．６′が設けられ、風向に相当する目盛筒
４上の位置（グリップ３をこの位置に設定すると船の進
行方向が風向と一致する）に対して左右略４５度（θ−
４ヂ） 即ち全体としてグリップ３の回転角範囲を９０度に制約
する様に設定されるものである。

従って前述した様にタッキングを行うには、１ずグリッ
プ３をＰ又はＱの位置から回してストッパ６又はげに当
る新進、即ち９０度回してＱの位置ニ持って来るだけで
よい。

これによって前記した希望の方向）の設定が行われ、あ
との操作は全て自動的に行わせる事ができる。

尚、ストッパは別体に２個ある必要はなく、一体構成に
してストップ機構を２ケ所設けてもよい。

この考案によればグリップを握って回すだけで風向セン
サの設定が出来、これによって船の進路変更にはタッキ
ング航行が可能となる。

又、ストッパとノックを組合せて用いているので、タッ
キングに際してはグリップを左右にストッパに当る迄回
してやるだけでよいから、正確にしてしかも迅速なタッ
キングが可能とｉる。

又クツキングの際の操舵が不必要となるので、操作者は
帆の調整やその他の作業に移る事かで・きるので省力化
も可能となる。

尚、風向センサの検出角度範囲が±９０度、即ち１８０
度あるものを用いれば、グリップを急にストッパの位置
迄移動させても即座に自動操舵系を働かせる事ができ、
極めて操作性に富む操舵装置が実現し得、その効果は犬
々るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の風向センサ取付機構を船体に設置し
た一ｆｌを示す斜視図、第２図はこの考案の風向センサ
取付機構を示す側断面図、第３図Ａ１Ｂは風向センサの
動作原理説明図、第４図はグリツブの回転操作を示す説
明図、第５図はタッキング航行を示す説明図である。 １・・・固定軸、１３ａ、１３ｂ・・・受光素子、２・
・・中空軸、１５・・・回転軸、３・・・グリップ、１
６・・・遮光マスク、４・・・目盛筒、Ｘ−Ｘ’−・・
マスクの中立軸、６・・・ストツバ、Ｙ−Ｙ・・・光電
系の投光軸、７・・・ノック、Ｗ・・・風向、１０・・
・風向センサ、１７・・・ウィンドベーン、１１・・・
基板、１２．ａ、１２ｂ・・・光源、２０・・・船体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 頂部に風向センサを固定した中空軸の下端部が固定軸に
   回動可能に装着されて回転部を横取しており、 該回転部を支承する固定部の固定軸には回転部の回転角
   度位置を示す目盛が備えられており、かつ、 上記回転部の回転角範囲を規制するストッパ機構が上記
   固定部に付設されている ことを特徴とする船舶自動操舵用風向センサ取付機構。