特開 2024-153981 上下装置及び水中探知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024153981

(43)【公開日】2024-10-30

(54)【発明の名称】上下装置及び水中探知装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 25/20 20060101AFI20241023BHJP

   F16H 25/22 20060101ALI20241023BHJP

   F16D 41/08 20060101ALI20241023BHJP

【ＦＩ】

F16H25/20 H

F16H25/22 Z

F16D41/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067536

(22)【出願日】2023-04-18

(71)【出願人】

【識別番号】000166247

【氏名又は名称】古野電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125645

【弁理士】

【氏名又は名称】是枝 洋介

(74)【代理人】

【識別番号】100145609

【弁理士】

【氏名又は名称】楠屋 宏行

(74)【代理人】

【識別番号】100149490

【弁理士】

【氏名又は名称】羽柴 拓司

(72)【発明者】

【氏名】小森 大輔

(72)【発明者】

【氏名】岡村 公嗣

【テーマコード（参考）】

3J062

【Ｆターム（参考）】

3J062AB22

3J062AC07

3J062BA35

3J062CD04

3J062CD45

3J062CD79

(57)【要約】

【課題】簡易な構成でシャフトの自然下降を抑制することが可能な上下装置を提供する。
【解決手段】上下装置は、上下方向に延びたねじ軸と、ねじ軸に取り付けられたナットと、ねじ軸を回転させる電動モータと、上下方向に延び、下端に送受波器を保持し、ナットに連結され、ねじ軸の回転に応じて上下動するシャフトと、ねじ軸に取り付けられたロータリーダンパーと、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下方向に延びたねじ軸と、
前記ねじ軸に取り付けられたナットと、
前記ねじ軸を回転させる電動モータと、
上下方向に延び、下端に送受波器を保持し、前記ナットに連結され、前記ねじ軸の回転に応じて上下動するシャフトと、
前記ねじ軸に取り付けられたロータリーダンパーと、
を備える、上下装置。

【請求項2】

前記ねじ軸は、リード角が１５度以上である、
請求項１に記載の上下装置。

【請求項3】

前記ねじ軸は、多条ねじである、
請求項１に記載の上下装置。

【請求項4】

前記ねじ軸と前記ナットは、ボールねじである、
請求項１に記載の上下装置。

【請求項5】

前記電動モータの出力軸に設けられた駆動ギアと、前記ねじ軸に設けられた、前記駆動ギアと噛み合う従動ギアと、をさらに備え、
前記駆動ギアに対する前記従動ギアのギア比が１未満である、
請求項１に記載の上下装置。

【請求項6】

前記シャフトの下降時に前記ねじ軸の動力を前記ロータリーダンパーに伝達し、前記シャフトの上昇時に前記ねじ軸の動力を前記ロータリーダンパーに伝達しないワンウェイクラッチをさらに備える、
請求項１に記載の上下装置。

【請求項7】

請求項１に記載の上下装置を備える水中探知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、上下装置及び水中探知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、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送受波器に接続されるシャフトに制動力を付与する水中探知装置か開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６８３７８１９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

シャフトは非使用時に自然下降するおそれがあるため、シャフトの自然下降を抑制する構成が求められる。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、簡易な構成でシャフトの自然下降を抑制することが可能な上下装置及び水中探知装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明の一の態様の上下装置は、上下方向に延びたねじ軸と、前記ねじ軸に取り付けられたナットと、前記ねじ軸を回転させる電動モータと、上下方向に延び、下端に送受波器を保持し、前記ナットに連結され、前記ねじ軸の回転に応じて上下動するシャフトと、前記ねじ軸に取り付けられたロータリーダンパーと、を備える。これによれば、簡易な構成でシャフトの自然下降を抑制することが可能となる。

【0007】

上記態様において、前記ねじ軸は、リード角が１５度以上であってもよい。これによれば、ロータリーダンパーの制動力の増大を避けるためにねじ軸の回転速度を抑えても、シャフトの移動量を確保することが可能となる。

【0008】

上記態様において、前記ねじ軸は、多条ねじであってもよい。これによれば、ロータリーダンパーの制動力の増大を避けるためにねじ軸の回転速度を抑えても、シャフトの移動量を確保することが可能となる。また、高い負荷を受けることができる。

【0009】

上記態様において、前記ねじ軸と前記ナットは、ボールねじであってもよい。これによれば、摩擦力が小さいボールねじを採用しても、シャフトの自然下降を抑制することが可能となる。

【0010】

上記態様において、前記電動モータの出力軸に設けられた駆動ギアと、前記ねじ軸に設けられた、前記駆動ギアと噛み合う従動ギアと、をさらに備え、前記駆動ギアに対する前記従動ギアのギア比が１未満であってもよい。これによれば、ねじ軸の回転速度を抑えることが可能となる。

【0011】

上記態様において、前記シャフトの下降時に前記ねじ軸の動力を前記ロータリーダンパーに伝達し、前記シャフトの上昇時に前記ねじ軸の動力を前記ロータリーダンパーに伝達しないワンウェイクラッチをさらに備えてもよい。これによれば、シャフトの自然下降を抑制しつつ、シャフトの上昇時にロータリーダンパーの制動力を作用させないことが可能となる。

【0012】

また、本発明の他の態様の水中探知装置は、上記上下装置を備える。これによれば、簡易な構成でシャフトの自然下降を抑制した上下装置を備えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】水中探知装置の構成例を示す図である。

【図2】上下装置の構成例を示す斜視図である。

【図3】上下装置の構成例を示す平面図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線で切断したときの断面図である。

【図5】図３のＶ－Ｖ線で切断したときの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0015】

図１は、水中探知装置１００の構成例を示す図である。水中探知装置１００は、超音波を利用して水中の物体を探知するソナーである。水中探知装置１００は、制御部１０１、送受信装置１０２、送受波器１０３、表示部１０４、操作部１０５、及び上下装置１を備えている。

【0016】

制御部１０１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ、及び入出力インターフェース等を含むコンピュータである。

【0017】

送受信装置１０２は、送信回路及び受信回路を備えている。送信回路は、送信信号を生成して送受波器１０３に出力する。受信回路は、送受波器１０３からのエコー信号を増幅及びＡ／Ｄ変換して制御部１０１に出力する。

【0018】

送受波器１０３は、振動子を備えており、送受信装置１０２からの送信信号に基づく超音波を水中に発射するとともに、その反射波に基づくエコー信号を送受信装置１０２へ出力する。

【0019】

水中探知装置１００は、送受波器１０３から一部又は全部の方位に超音波を一斉に発射するスキャニングソナーであってもよいし、送受波器１０３から超音波を発射する方向を順次変化させるサーチライトソナーであってもよい。

【0020】

上下装置１は、送受波器１０３を上下動させる。上下装置１は、水中探知装置１００の使用時に送受波器１０３を船底から下方に突出させ、水中探知装置１００の非使用時には送受波器１０３を船底よりも上方に格納する。

【0021】

図２及び図３は、上下装置１の構成例を示す斜視図及び平面図である。図２では、送受波器１０３を囲むタンク９０（図１参照）の図示を省略している。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線で切断したときの断面図である。図５は、図３のＶ－Ｖ線で切断したときの断面図である。図中の矢印Ｕは上方向を表し、矢印Ｄは下方向を表す。

【0022】

上下装置１は、上下方向に延びたシャフト２を備えている。シャフト２は、上下動可能に構成されている。シャフト２の下端には、送受波器１０３が保持される。シャフト２は、フランジ９２を貫通しており、フランジ９２に対して上下動する。

【0023】

シャフト２は、送受波器１０３を送受信装置１０２（図１参照）と電気的に接続するためのケーブル２８を収容している。ケーブル２８は、シャフト２の上端から外部に延出している。

【0024】

フランジ９２上には、上下方向に延びた箱型のフレーム４０が配置されている。また、フレーム４０の側方にはモータカバー５０が配置されており、フレーム４０とモータカバー５０の上方にはギアカバー６０が配置されている。

【0025】

フレーム４０には、上下方向に延びたねじ軸３が収容されている。ねじ軸３は、軸受９４によって回転可能に支持されている。ねじ軸３の上端部は、ギアカバー６０の内側に進入している。ねじ軸３にはナット４が取り付けられている。

【0026】

シャフト２とナット４は、連結部材２１によって互いに連結されている。フレーム４０には、連結部材２１を通すためのスリット４ａが形成されている。シャフト２は、ねじ軸３の回転に応じてナット４とともに上下動する。

【0027】

本実施形態では、ねじ軸３は、大リードのねじ軸である。ねじ軸３のリード角は、例えば１５度以上、さらには３０度以上であることが好ましい。ねじ軸３のリードは、ねじ軸３の直径より大きくてもよい。ねじ軸３のリード角β、リードＬ、直径Ｄの関係は、ｔａｎβ＝Ｌ／πＤで表される。

【0028】

また、ねじ軸３は、リードがピッチよりも大きい。リードは、１回転したときに軸方向に進む距離である。ピッチは、隣り合うねじ山の間隔である。具体的には、ねじ軸３は、多条ねじである。例えば、ねじ軸３は、リードがピッチの２倍である二条ねじである。

【0029】

また、ねじ軸３とナット４は、ボールねじである。すなわち、ねじ軸３とナット４の間に複数のボール（不図示）が配置されており、ねじ軸３、ナット４及びボールが、ボールねじを構成している。

【0030】

モータカバー５０には、ねじ軸３を回転させるための電動モータ５が収容されている。電動モータ５は、上方に突出した出力軸５４を有している。出力軸５４は、ギアカバー６０の内側に進入している。

【0031】

ギアカバー６０には、電動モータ５の動力をねじ軸３に伝達するための駆動ギア６１及び従動ギア６２が収容されている。駆動ギア６１は、電動モータ５の出力軸５４に設けられており、従動ギア６２は、ねじ軸３の上端部に設けられている。

【0032】

本実施形態では、駆動ギア６１に対する従動ギア６２のギア比は１未満である。ギア比は、駆動ギア６１が１回転するときに従動ギア６２が何回転するかを表す。言い換えると、駆動ギア６１の歯数は、従動ギア６２の歯数よりも少ない。

【0033】

ギアカバー６０には、ねじ軸３の先端軸３４に取り付けられたロータリーダンパー７も収容されている。ねじ軸３の先端軸３４とロータリーダンパー７の間には、ワンウェイクラッチ８が介在している。

【0034】

ロータリーダンパー７は、オイル内でローターを回転させることで制動力を発揮するダンパーである。ロータリーダンパー７は、ディスクダンパーともいう。

【0035】

ワンウェイクラッチ８は、シャフト２の下降時にねじ軸３の動力をロータリーダンパー７に伝達し、シャフト２の上昇時にはねじ軸３の動力をロータリーダンパー７に伝達しない、すなわち空転させる。

【0036】

言い換えると、ワンウェイクラッチ８は、シャフト２の下降時にはねじ軸３にロータリーダンパー７の制動力を作用させ、シャフト２の上昇時にはねじ軸３にロータリーダンパー７に制動力を作用させない。

【0037】

以上に説明した本実施形態では、ねじ軸３にロータリーダンパー７を設けることで、水中探知装置１００の非使用時におけるシャフト２の自然下降を抑制することを可能としている。

【0038】

ロータリーダンパー７の制動力は、水中探知装置１００の使用時にもねじ軸３に作用し、ねじ軸３の回転速度が高くなるほど増大する。このような制動力の増大を避けるためには、ねじ軸３の回転速度を抑えることが好ましい。

【0039】

そこで、本実施形態では、ねじ軸３のリードをピッチよりも大きくすること、すなわちねじ軸３を多条ねじとすることで、ねじ軸３の回転速度を抑えてもシャフト２の移動量を確保することを可能としている。

【0040】

また、本実施形態では、駆動ギア６１に対する従動ギア６２のギア比を１未満とすることで、ねじ軸３の回転速度を抑えることを可能としている。

【0041】

また、本実施形態では、ワンウェイクラッチ８を設けることで、水中探知装置１００の非使用時におけるシャフト２の自然下降を抑制しつつ、水中探知装置１００の使用時におけるシャフト２の上昇時にロータリーダンパー７の制動力を作用させないことを可能としている。

【0042】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が当業者にとって可能であることはもちろんである。

【0043】

以下、本発明の代表的な実施形態を列挙する。

【0044】

（１）
上下方向に延びたねじ軸と、
前記ねじ軸に取り付けられたナットと、
前記ねじ軸を回転させる電動モータと、
上下方向に延び、下端に送受波器を保持し、前記ナットに連結され、前記ねじ軸の回転に応じて上下動するシャフトと、
前記ねじ軸に取り付けられたロータリーダンパーと、
を備える、上下装置。

【0045】

（２）
前記ねじ軸は、リード角が１５度以上である、
（１）に記載の上下装置。

【0046】

（３）
前記ねじ軸は、多条ねじである、
（１）または（２）に記載の上下装置。

【0047】

（４）
前記ねじ軸と前記ナットは、ボールねじである、
（１）ないし（３）の何れかに記載の上下装置。

【0048】

（５）
前記電動モータの出力軸に設けられた駆動ギアと、前記ねじ軸に設けられた、前記駆動ギアと噛み合う従動ギアと、をさらに備え、
前記駆動ギアと前記従動ギアのギア比が１未満である、
（１）ないし（４）の何れかに記載の上下装置。

【0049】

（６）
前記シャフトの下降時に前記ねじ軸の動力を前記ロータリーダンパーに伝達し、前記シャフトの上昇時に前記ねじ軸の動力を前記ロータリーダンパーに伝達しないワンウェイクラッチをさらに備える、
（１）ないし（５）の何れかに記載の上下装置。

【0050】

（７）
（１）ないし（６）の何れかに記載の上下装置を備える水中探知装置。

【符号の説明】

【0051】

１ 上下装置、２ シャフト、２１ 連結部材、２８ ケーブル、３ ねじ軸、３４ 先端軸、４ ナット、４０ フレーム、４ａ スリット、５ 電動モータ、５０ モータカバー、５４ 出力軸、６０ ギアカバー、６１ 駆動ギア、６２ 従動ギア、７ ロータリーダンパー、８ ワンウェイクラッチ、９０ タンク、９２ フランジ、９４ 軸受、１００ 水中探知装置、１０１ 制御部、１０２ 送受信装置、１０３ 送受波器、１０４ 表示部、１０５ 操作部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】