(57)【要約】【課題】  １つの装置で速度と前進／後進識別とができる船艇の速度検出装置を提供することを課題とする。【解決手段】  図（ａ）は８枚羽根パドル５０の側面図であり、前記パドルの羽根は、センサ３３で検出するパルスパターンが回転方向によって変わるように磁化羽根４２ａ〜４２ｃと非磁化羽根４３ａ〜４３ｅを配置する。（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ船艇の前進／後進時におけるパルスパターンであり、特定の磁化羽根により互いに異なるパルス間隔Ｔ、Ｔ１、Ｔ２のパルスを発生する。演算部４４は、パルス間隔Ｔと次のＴ１又はＴ２によって船艇の前進／後進を認識し、船艇の速度演算は、あるパルス間隔Ｔを基準にしてＴの発生周期Ｔ０を求め、Ｔ０に基づいてパドルの回転速度を算出し、船艇の速度を演算する。【効果】本発明方法は、パドルの回転によって速度を検出し、加えて、パドルの回転方向によって船艇の進行方向を判定することができる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船艇の航行に伴って発生する流水をパドルに導いて回転させ、このパドルの回転数をセンサで検出することで、船艇の速度を検出する船艇の速度検出装置において、
前記パドルの羽根は磁化羽根と非磁化羽根とで構成し、前記センサで検出するパルスパターンが回転方向によって変わるように磁化羽根と非磁化羽根を配置し、判別手段でパルスパターンからパドルの回転方向を判別するようにしたことを特徴とする船艇の速度検出装置。
【請求項２】
前記パドルの羽根は、パドル軸周りに、第１の磁化羽根グループ、第１の非磁化羽根グループ、第２の磁化羽根グループ、第２の非磁化羽根グループをこの順に配置し、第１の磁化羽根グループの羽根の数は第２の磁化羽根グループの羽根の数より多くし、第１の非磁化羽根グループの羽根の数は第２の非磁化羽根グループの羽根の数より多くしたことを特徴とする船艇の速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船艇の速度検出装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
船艇の速度検出装置に関し、航行に伴って発生する流水をパドルに導いて回転させ、このパドルの回転数をセンサで検出することで、船艇の速度を検出する装置が知られている（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】米国特許第５３６９３６０号明細書（ＦＩＧ．４）
【０００３】
特許文献１のＦＩＧ．４において、符号７はベースプレートハウジング、符号９はパドルホイール、符号２１はホール素子、符号２３、２４はパドルであり、パドル２３はＳ極、パドル２４はＮ極である。パドル２３、２４がホール素子２１の直前を通過するときにパルス電圧が発生するので、単位時間当たりのパルスの数を数えることで、速度を求めることができる。
【０００４】
ところで、近年、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した船艇位置確認システムが普及し、自艇の位置が容易に確認できるようになってきた。ただし、位置精度を高めるには、前進速度情報だけでなく、後進速度情報をシステムに入力することが望まれる。
【０００５】
特許文献１の速度検出装置では、速度だけを検出するため、別途、前進／後進識別手段が必要となる。前進／後進識別手段は、エンジンのクランク軸回転方向をモニターするセンサが考えられる。
【０００６】
また、ＰＷＣと称する小型船艇では、リバースバスケットを備え、ジェット水の噴射口にリバースバスケットを臨ませると後進が可能となり、リバースバスケットを待機位置へ戻すと前進が可能となる。リバースバスケットの軸にセンサを設けること等で、間接的ではあるが前進／後進を検出することができる。
【０００７】
何れの場合も、速度検出装置と前進／後進識別手段（センサ）との２つを船艇に装備する必要がある。
【０００８】
しかし、船艇が小型である場合には、スペース的に余裕が無く、且つ製造コストに制約があるため、１つの装置で速度と前進／後進識別とができることが望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、１つの装置で速度と前進／後進識別とができる船艇の速度検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、船艇の航行に伴って発生する流水をパドルに導いて回転させ、このパドルの回転数をセンサで検出することで、船艇の速度を検出する船艇の速度検出装置において、前記パドルの羽根は磁化羽根と非磁化羽根とで構成し、前記センサで検出するパルスパターンが回転方向によって変わるように磁化羽根と非磁化羽根を配置し、判別手段でパルスパターンからパドルの回転方向を判別するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明では、パドルの羽根は、パドル軸周りに、第１の磁化羽根グループ、第１の非磁化羽根グループ、第２の磁化羽根グループ、第２の非磁化羽根グループをこの順に配置し、第１の磁化羽根グループの羽根の数は第２の磁化羽根グループの羽根の数より多くし、第１の非磁化羽根グループの羽根の数は第２の非磁化羽根グループの羽根の数より多くしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、パドルの羽根を磁化羽根と非磁化羽根を組み合わせて配置し、センサで検出するパルスパターンが回転方向によって変わるように磁化羽根と非磁化羽根を配置したので、パルスパターンからパドルの回転方向を判別させることができる。並行してパルスパターンから速度を検出することできる。
したがって、請求項１によれば、１つの装置で速度と前進／後進識別とができる船艇の速度検出装置を提供することができ、特に小型船艇における製造コストの圧縮と艇内スペースの有効利用を促すことができる。
【００１３】
請求項２に係る発明では、パドル軸周りに第１の磁化羽根グループ、第１の非磁化羽根グループ、第２の磁化羽根グループ、第２の非磁化羽根グループをこの順に配置し、第１の磁化羽根グループの羽根の数は第２の磁化羽根グループの羽根の数より多くし、第２の非磁化羽根グループの羽根の数は第２の非磁化羽根グループの羽根の数より多くするごとくに、磁化羽根と非磁化羽根の配置ルールを明確にした。この配置ルールに基づいて羽根を容易に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る速度検出装置を備えた船艇の側面図であり、船艇１０は、艇体１１の前部１２に取付けた燃料タンク１３と、燃料タンク１３の上方に取付けた操舵ハンドル１４と、この操舵ハンドル１４の後方に取付けたシート１５と、シート１５の下方に設けたエンジン１６と、このエンジン１６の後方に設けた水ジェットポンプ１７と、水ジェットポンプ１７の下方に設けた船底プレート１８と、この船底プレート１８に取付けた速度検出装置３０とを備える。
【００１５】
水ジェットポンプ１７は、艇底１９の開口２１から後方へ延びたハウジング２２を有し、このハウジング２２内にインペラ２３を回転自在に取付け、インペラ２３をエンジン１６の駆動軸２４に連結したものである。なお、船底プレート１８に取付けた速度検出装置３０は、ハウジング２２の後端の下方に位置する。
【００１６】
水ジェットポンプ１７によれば、エンジン１６を駆動してインペラ２３を回転させることにより、艇底１９の開口２１から吸引した水をハウジング２２の後端開口を介して操舵管（操舵ノズル）２５から艇体１１の後方へ噴射することができる。
【００１７】
操舵管（操舵ノズル）２５は、ハウジング２２の後端に左右方向にスイング自在に取付けた部材である。この操舵ノズル２５は、操舵ハンドル１４の操作で左右方向にスイングすることにより艇体１１の操舵方向をコントロールする操舵用のノズルである。
【００１８】
この船艇１０によれば、燃料タンク１３からエンジン１６に燃料を供給してエンジン１６を駆動し、このエンジン１６の駆動力を駆動軸２４を介してインペラ２３に伝え、インペラ２３を回転することにより艇底１９の開口２１から水を吸引し、吸引した水をハウジング２２の後端を通して操舵ノズル２５から噴射して推進することができる。
【００１９】
図２は図１の２部拡大図であり、速度検出装置３０の断面図である。
速度検出装置３０は、船底プレート１８に取付けるケース３１と、このケース３１に支持させる支軸３２と、この支軸３２で支える６枚羽根パドル４０（詳細構造は後述）と、６枚羽根パドル４０の前方に配置するセンサ３３と、このセンサ３３から演算部（図３の符号４５）へ延ばすハーネス３４とからなる。３５はセンサ３３を収納するために船底プレート１８に設けた収納箱、３６はセンサ３３を埋める樹脂モールドである。
【００２０】
６枚羽根パドル４０は、円筒のボス４１に、例えばプラマグ（プラスチック磁石）などの磁気材料で形成した３枚の磁化羽根４２・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ）と非磁化羽根４３・・・とを放射状に形成したパドルであり、磁化羽根４２・・・と非磁化羽根４３・・・とで構成したこと及びそれらの配列に工夫を凝らしたことを特徴とする。
【００２１】
図３は本発明に係るパドルの磁化羽根及び非磁化羽根の配置を示す側面図であり、本発明は、パドル軸（支軸３２）周りに、第１の磁化羽根グループＸｇ１、第１の非磁化羽根グループＹｇ１、第２の磁化羽根グループＸｇ２、第２の非磁化羽根グループＹｇ２をこの順に配置する。なお、Ｘｇ１におけるＸは磁化羽根、ｇはグループ、添字１は第１を表す。Ｙｇ１におけるＹは非磁化羽根を表し、Ｘｇ２の添字２は第２を表す。
【００２２】
そして、第１の磁化羽根グループＸｇ１の羽根の数は第２の磁化羽根グループＸｇ２の羽根の数より多くする。磁化羽根４２・・・を、便宜的に磁化羽根４２ａ、４２ｂ、４２ｃと呼ぶときに、磁化羽根４２ａ、４２ｂで第１の磁化羽根グループＸｇ１を構成し、磁化羽根４２ｃで第２の磁化羽根グループＸｇ２を構成する。第１の磁化羽根グループＸｇ１を構成する磁化羽根４２ａ、４２ｂの数は２であり、第２の磁化羽根グループＸｇ２を構成する磁化羽根４２ｃの数は１であるから、第１の磁化羽根グループＸｇ１の羽根の数は第２の磁化羽根グループＸｇ２の羽根の数より多くしたことになる。
【００２３】
同様に、第１の非磁化羽根グループＹｇ１の羽根の数は第２の非磁化羽根グループＹｇ２の羽根の数より多くする。非磁化羽根４３・・・を、便宜的に非磁化羽根４３ａ、４３ｂ、４３ｃと呼ぶときに、非磁化羽根４３ａ、４３ｂで第１の非磁化羽根グループＹｇ１を構成し、非磁化羽根４３ｃで第２の非磁化羽根グループＹｇ２を構成する。第１の非磁化羽根グループＹｇ１を構成する非磁化羽根４３ａ、４３ｂの数は２であり、第２の非磁化羽根グループＹｇ２を構成する磁化羽根４３ｃの数は１であるから、第１の非磁化羽根グループＹｇ１の羽根の数は第２の非磁化羽根グループＹｇ２の羽根の数より多くしたことになる。
【００２４】
支軸３２を中心に、６枚羽根パドル４０を矢印Ａ又はＢの通りに回転させると、磁化羽根４２ａ〜４２ｃがセンサ３３の前（付近）を通過することで、パルス電圧を発生させることができる。
センサ３３の検出信号は演算部４４に取り込み、演算部４４では判別部４５で前進／後進の判別を行い、速度演算部４６で速度を演算する。演算部４４から前後進情報と速度情報の２つを出力する。演算部４４での処理について次に説明する。
【００２５】
図４は本発明に係るパドルの回転時におけるパルスパターンを示すグラフである。
（ａ）は船艇の前進時におけるパルスパターンを示し、図３における６枚羽根パドル４０がＡ方向に回転するときにセンサ３３で検出するパルスパターンを示し、磁化羽根４２ａ、４２ｂ、４２ｃによって発生するパルスをそれぞれＰａ、Ｐｂ、Ｐｃとし、第１の磁化羽根グループＸｇ１の通過に伴ってパルスＰａ、Ｐｂがパルス間隔Ｔをおいて発生し、さらに、第２の磁化羽根グループＸｇ２の通過に伴ってパルスＰｃがパルス間隔Ｔ１をおいて発生していることを示す。なお、非磁化羽根４３のパルスはセンサ３３より検出されないが、便宜上破線で記載する（以下同様）。
【００２６】
（ｂ）は船艇の後進時におけるパルスパターンを示し、図３における６枚羽根パドル４０がＢ方向に回転するときにセンサ３３で検出するパルスパターンを示し、第１の磁化羽根グループＸｇ１の通過に伴ってパルスＰｂ、Ｐａがパルス間隔Ｔをおいて発生し、さらに、第２の磁化羽根グループＸｇ２の通過に伴ってパルスＰｃがパルス間隔Ｔ２をおいて発生していることを示す。
【００２７】
すなわち、パルス間隔Ｔの次に、この間隔Ｔの３倍の間隔のＴ１が出現すれば、前進であると認識し、また、パルス間隔Ｔの次に、この間隔Ｔの２倍の間隔のＴ２が出現すれば、後進であると認識することができる。
このように、本発明では、６枚羽根パドル４０の回転方向によりパルス間隔Ｔに対しパルス間隔Ｔ１、Ｔ２の時間が異なることにより、演算部４４に備える判別部４５によってパドルの回転方向を判別し、船艇の進行方向を判定することができる。
【００２８】
次に、速度演算の説明をする。
船艇１０の速度演算は、各種の方法で演算することができるが、その一例を説明すると、パルス間隔Ｔを基準にして、あるパルス間隔Ｔから次のパルス間隔Ｔが出現したときまでの時間Ｔ０を求め、この時間Ｔ０から回転速度を求め、この回転速度に基づいて船艇１０の速度を演算する。
【００２９】
６枚羽根パドルを例に本発明を説明したが、グループＸｇ１、Ｘｇ２、Ｙｇ１、Ｙｇ２を構成することができれば、羽根の数は限定しない。以下、８枚羽根パドルに本発明を適用した例を説明する。
【００３０】
図５は本発明に係るパドルの別実施例図及びパルスパターンを示すグラフである。
（ａ）は８枚羽根パドル５０の側面図であり、８枚羽根パドル５０はボス５１の軸周りに、第１の磁化羽根グループＸｇ１、第１の非磁化羽根グループＹｇ１、第２の磁化羽根グループＸｇ２、第２の非磁化羽根グループＹｇ２の順に配置する。第１の磁化羽根グループＸｇ１の羽根の数は第２の磁化羽根グループＸｇ２の羽根の数より多くする。磁化羽根４２・・・を便宜上４２ａ、４２ｂ、４２ｃと呼ぶときに、磁化羽根４２ａ、４２ｂで第１の磁化羽根グループＸｇ１を構成し、磁化羽根４２ｃで第２の磁化羽根グループＸｇ２を構成する。第１の磁化羽根グループＸｇ１を構成する磁化羽根４２ａ、４２ｂの数は２であり、第２の磁化羽根グループＸｇ２を構成する磁化羽根４２ｃの数は１であるから、第１の磁化羽根グループＸｇ１の羽根の数は第２の磁化羽根グループＸｇ２の羽根の数より多くしたといえる。
【００３１】
同様にして、非磁化羽根４３・・・を便宜上４３ａ〜４３ｅと呼ぶときに、非磁化羽根４３ａ、４３ｂ、４３ｃで第１の非磁化羽根グループＹｇ１を構成し、非磁化羽根４３ｄ、４３ｅで第２の非磁化羽根グループＹｇ２を構成する。第１の非磁化羽根グループＹｇ１を構成する非磁化羽根４３ａ、４３ｂ、４３ｃの数は３であり、第２の非磁化羽根グループＹｇ２を構成する磁化羽根４３ｄ、４３ｅの数は２であるから、第１の非磁化羽根グループＹｇ１の羽根の数は第２の非磁化羽根グループＹｇ２の羽根の数より多くしたといえる。
【００３２】
（ｂ）は船艇の前進時におけるパルスパターンを示し、８枚羽根パドルがＡ方向に回転するときにセンサ３３で検出するパルスパターンを示す。磁化羽根４２ａ、４２ｂ、４２ｃによって発生するパルスをそれぞれＰａ、Ｐｂ、Ｐｃとする。２つのパルスＰａ、Ｐｂの合計パルス間隔をＴとし、さらに、パルスＰｂとパルスＰｃとのパルス間隔をＴ１とする。ただし、パルス間隔Ｔ１とパルス間隔Ｔとは等しくない。
【００３３】
（ｃ）は船艇の後進時におけるパルスパターンを示し、８枚羽根パドルがＢ方向に回転するときにセンサ３３で検出するパルスパターンを示す。
２つのパルスＰｂ、Ｐａの合計パルス間隔をＴとし、さらに、パルスＰａとパルスＰｃとのパルス間隔をＴ２とする。ただし、パルス間隔Ｔ２は（ｂ）に示すパルス間隔Ｔ１及びパルス間隔Ｔとは等しくない。
【００３４】
すなわち、パルス間隔Ｔの次に、この３倍の間隔のＴ１が出現すれば前進であると認識し、また、パルス間隔Ｔの次に、この４倍の間隔のＴ２が出現すれば後進であると認識することができる。
このように、本発明では、８枚羽根パドル５０の回転方向によりパルス間隔Ｔに対しパルス間隔Ｔ１、Ｔ２の時間が異なることにより、演算部４４に備える判別部４５によってパドルの回転方向を判別し、船艇の進行方向を判定することができる。
【００３５】
また、船艇の速度演算はパルス間隔Ｔを基準にして、あるパルス間隔Ｔから次のパルス間隔Ｔが出現したときまでの時間Ｔ０を求め、この時間Ｔ０から回転速度を求め、この回転速度に基づいて船艇の速度を演算する。
【００３６】
尚、磁化羽根４２はプラマグ以外の磁気材料で製造することも可能である。また、磁化羽根４２及び非磁化羽根４３の数は、それぞれ任意に設定することができる。
【００３７】
また、図４，図５で説明したパターンの判定は、好ましい例を示しただけであり、要は、前進と後進とのパターンが差別化できるものであれば判定方法は任意である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は船艇の進行方向を判定するときの船艇の速度検出装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る速度検出装置を備えた船艇の側面図である。
【図２】図１の２部拡大図である。
【図３】本発明に係るパドルの磁化羽根及び非磁化羽根の配置を示す側面図である。
【図４】本発明に係るパドルの回転時におけるパルスパターンを示すグラフである。
【図５】本発明に係るパドルの別実施例図及びパルスパターンを示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１０…船艇、３０…速度検出装置、３３…センサ、４０…６枚羽根パドル、４２…磁化羽根、４３…非磁化羽根、４５…判別部、Ｘｇ１…第１の磁化羽根グループ、Ｘｇ２…第２の磁化羽根グループ、Ｙ１…第１の非磁化羽根グループ、Ｙ２…第２の非磁化羽根グループ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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