(57)【要約】【課題】  設置時に方角を調べることなく設置することができ、また、簡単かつ安価に構成することができる風向検出装置を提供する。【解決手段】  支持装置にシャフトが回動自在に取り付けられ、シャフト先端に風向指示器（羽）が取り付けられている。そして、シャフトの下端に地磁気を検出するＸ軸センサ１１と、Ｘ軸センサ１１の検出方向と直交する方向の地磁気を検出するＹ軸センサ１２が取り付けられている。Ｘ、Ｙ軸センサ１１、１２の出力が切換手段１３を介して増幅器１４に入力されて増幅され、Ａ／Ｄ変換器１５においてディジタルデータに変換され、インターフェイス回路１６を介して解析装置７へ出力される。解析装置７はそのデータから風向指示器が指示する方向を検出し、検出結果を表示装置９へ出力する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持装置に回動自在に取り付けられたシャフトと、
前記シャフトに取り付けられ、風を受けた時前記シャフトを回転させて風の方向を指示する風向指示器と、
前記シャフトに取り付けられ、地磁気を検出する磁気センサと、
前記磁気センサの出力に基づいて前記風向指示器が指示する方向を検出する検出回路と、
を具備することを特徴とする風向検出装置。
【請求項２】
前記磁気センサは、所定方向の磁界の成分を検出し、該成分に対応する第１の信号を出力する第１のセンサと、前記第１のセンサの検出方向と直交する方向の磁界の成分を検出し、該成分に対応する第２の信号を出力する第２のセンサとからなり、前記検出回路は、前記第１、第２の信号に基づいて前記風向指示器が指示する方向を検出することを特徴とする請求項１に記載の風向検出装置。
【請求項３】
前記検出回路は、前記第１、第２の信号を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力をディジタルデータに変換するアナログ／ディジタル変換器と、前記アナログ／ディジタル変換器の出力に対し演算を行って前記風向指示器が指示する方向を検出する演算手段とから構成されることを特徴とする請求項２に記載の風向検出装置。
【請求項４】
前記検出回路の出力を表示する表示装置を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載の風向検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地磁気センサを用いた風向検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、風向を検出する方式として、機械式、ロータリエンコーダ等を用いた電気式、光学式等が知られている。この内、光学式による風向検出装置として、特許文献１に記載された装置が知られている。この装置は、風向指示器（羽）の下部に該風向指示器と連動するコード穴付き回転板を設け、その回転板の穴を通過する光に基づいて風向指示器の回転角を検出するようになっている。
【特許文献１】特開2001-91531号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した特許文献１に記載される風向検出装置は、設置時に方角を正確に調べ、調べた方角に合わせて設置する必要があり、設置に手間がかかる欠点があった。また、光学センサ等の部品を含む構造が複雑であり、製造に手間がかかると共に、価格が高くなる欠点があった。また、機械式または電気式のものにも同様の問題があった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、設置時に方角を調べることなく設置することができ、また、簡単かつ安価に構成することができる風向検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、支持装置に回動自在に取り付けられたシャフトと、前記シャフトに取り付けられ、風を受けた時前記シャフトを回転させて風の方向を指示する風向指示器と、前記シャフトに取り付けられ、地磁気を検出する磁気センサと、前記磁気センサの出力に基づいて前記風向指示器が指示する方向を検出する検出回路とを具備することを特徴とする風向検出装置である。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の風向検出装置において、前記磁気センサは、所定方向の磁界の成分を検出し、該成分に対応する第１の信号を出力する第１のセンサと、前記第１のセンサの検出方向と直交する方向の磁界の成分を検出し、該成分に対応する第２の信号を出力する第２のセンサとからなり、前記検出回路は、前記第１、第２の信号に基づいて前記風向指示器が指示する方向を検出することを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の風向検出装置において、前記検出回路は、前記第１、第２の信号を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力をディジタルデータに変換するアナログ／ディジタル変換器と、前記アナログ／ディジタル変換器の出力に対し演算を行って前記風向指示器が指示する方向を検出する演算手段とから構成されることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載の風向検出装置において、前記検出回路の出力を表示する表示装置を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、設置時に方角を調べることなく設置することができる利点があり、また、簡単かつ安価に構成することができる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施の形態による風向検出装置の電気的構成を示すブロック図、図２は同風向検出装置の外観図である。図２において、符号１は矢羽根状の風向指示器であり、円柱状のシャフト２の上端に取り付けられている。シャフト２の下部にはフランジ２ａが形成され、フランジ２ａの下部が支持ボックス３の上面中央部に回動自在に取り付けられている。
【０００９】
支持ボックス３は直方体の箱状に形成されている。図３は支持ボックス３の構成を示す断面図であり、その上面中央部には孔が形成され、その孔に軸受け４が取り付けられ、シャフト２の下部がその軸受け４を介して支持ボックス３に取り付けられている。シャフト２の下端部には、磁気センサモジュール５が取り付けられ、磁気センサモジュール５の出力端子にワイヤ６の一端が取り付けられ、ワイヤ６の他端が支持ボックス３内に設けられた解析装置７に接続されている。そして、解析装置７の出力端子にワイヤ８の一端が接続され、ワイヤ８の他端が図２に示す表示装置９に接続されている。
【００１０】
上述した磁気センサモジュール５は、地磁気を検出して信号を出力するモジュールであり、図１に示すように、Ｘ軸センサ１１、Ｙ軸センサ１２、切換手段１３、増幅器１４、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器１５、インターフェイス回路１６から構成されている。Ｘ軸センサ１１、Ｙ軸センサ１２は各々ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果素子）またはホール素子によって構成された磁気センサであり、Ｙ軸センサ１２は、図４に示すように、風向指示器１の方向（すなわち、風の方向）における磁界の成分に対応する信号を出力し、Ｘ軸センサ１１は風向指示器１の方向に直交する方向における磁界の成分に対応する信号を出力する。
【００１１】
切換手段１３は、Ｘ軸センサ１１およびＹ軸センサ１２の出力を一定周期で交互に選択し、増幅器１４へ出力する。増幅器１４は切換手段１３から出力される信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器１５へ出力する。Ａ／Ｄ変換器１５は上述した一定周期で増幅器１５の出力をディジタルデータに変換し、インタフェイス回路１６へ出力する。インターフェイス回路１６はＡ／Ｄ変換器１５の出力データを一時記憶し、解析装置７へ出力する。
【００１２】
解析装置７はインターフェイス回路１６から出力される、Ｘ軸センサ１１の出力信号に対応するデータ（以下、データＳｘという）およびＹ軸センサ１２の出力信号に対応するデータ（以下、データＳｙという）に基づいて風向指示器１の方向を検出し、検出結果を示すデータを表示装置９へ出力する。すなわち、例えば、風向指示器１が北方向を指している時は、データＳｙが最大値をとり、一方、データＳｘは「０」となる。これより、風向が北方向であると検出することができる。また、風向指示器１が南方向を指している時は、データＳｙが負の最大値をとり、一方、データＳｘは「０」となる。これより、風向が南方向であると検出することができる。
【００１３】
また、風向指示器１が東方向を指している時は、データＳｙが「０」となり、一方、データＳｘが負の最大値となる。これより、風向が東方向であると検出することができる。また、風向指示器１が西方向を指している時は、データＳｙが「０」となり、一方、データＳｘが最大値となる。これより、風向が西方向であると検出することができる。風向指示器１が中間の方位を指している場合もデータＳｘ、Ｓｙから計算によって求めることができる。図５に示すように、データＳｘ、Ｓｙを横軸、縦軸としたグラフにプロットすると、方位円を描くことができ、この円上の各点と中心Ｏを結ぶ線が横軸となす角度を演算によって求めることにより中間の方位を求めることができる。
上述した解析装置７から出力された方位を示すデータは表示装置９へ出力され、この表示装置９において風向きが表示される。なお、解析装置７から出力された方位を示すデータを表示装置９に出力することに代えて、パーソナルコンピュータ等へ出力し、データの蓄積、演算処理等を行ってもよい。
【００１４】
以上説明したように、上位実施形態によれば、地磁気に基づいて風の方向を検出するようになっている。これにより、支持ボックス３をどのような方向に向けて置いても、常に、風向を正確に検出することができる。また、磁気センサのコストが低いことから、装置を安価に構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
この発明は、設置が容易であるという利点があり、持ち運び可能な風向計等に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の第１の実施形態による風向検出装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】同風向検出装置の外観図である。
【図３】同風向検出装置における支持ボックス３の断面図である。
【図４】同風向検出装置における風向指示器１とＸ軸センサ１１、Ｙ軸センサ１２との関係を示す図である。
【図５】同風向検出装置における解析装置７の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１７】
１…風向指示器、２…シャフト、３…支持ボックス、４…軸受け、５…磁気センサモジュール、７…解析装置、９…表示装置、１１…Ｘ軸センサ、１２…Ｙ軸センサ、１３…切換手段、１４…増幅器、１５…Ａ／Ｄ変換器、１６…インターフェイス回路。
【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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