JP3807892B2 - 魚釣用リール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、釣糸の繰出量及び巻取量を高精度に測定する魚釣用リールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スプールから繰出し及び巻取りされる釣糸の長さを測定することによって、仕掛けを投入した水深、あるいは遠投したときの到達点までの距離を測定できるような魚釣用リールが開発されている。
【０００３】
このような魚釣用リールのスプールから繰出し及び巻取りされる釣糸の長さを高精度に測定するには、スプール一回転あたりにどれだけの釣糸が繰出し及び巻取りされるかを測定する必要がある。しかし、釣糸の太さやスプールの巻数などにより、スプール一回転あたりの釣糸繰出量及び巻取量が異なるから、測定値に誤差を含んでしまう。
【０００４】
これらの誤差を無くすため従来からスプールに巻かれている釣糸を精度良く測定する手段として、半導体レーザーや発光ダイオード等の光学系などが用いられてきた（特開平１−３０７６１２号公報）。最近は、超音波センサーを用いた測定方法が盛んであり、主に２種類の測定方法がある。
【０００５】
１個の超音波センサーで送信と受信を行う送受信共用の測定方法では、超音波センサーから超音波をスプールに巻かれている釣糸に向けて送信し、釣糸表面で反射した超音波を再び超音波センサーで受信することによって、送信から受信までの超音波伝搬時間が測定可能になる（特開平３−２２３６１４号公報）。
【０００６】
一方、２個の超音波センサーを用いて送信用と受信用で送受信を個別に行う測定方法では、送信用超音波センサーから超音波をスプールに巻かれている釣糸に向け送信し、釣糸表面で反射した超音波を受信用超音波センサーで受信することによって、送信から受信までの超音波伝搬時間が測定可能になる（特開平８−２５４４１９号公報）。
【０００７】
そして、スプールの回転を検出するセンサーからの信号を、先に求めた超音波伝搬時間と演算処理することにより、スプールの回転に伴って釣糸の繰出量及び巻取量が計算される。
【０００８】
また、超音波の音速は気温によって変化し、超音波伝搬時間に誤差を生じるので、より高精度な測定を行うときは超音波の音速を補正するための温度センサーなどが追加されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１個の超音波センサーで送信と受信を行う送受共用の測定装置では、スプールに巻かれている釣糸表面と超音波センサー間の距離が短いときに、その距離の測定が非常に困難である。
【００１０】
その主たる理由は、超音波センサーにパルス信号である送信電圧を印加して超音波を発生させると、超音波センサーには振動が減衰して消滅するまでの一定時間は残響が残るため、近距離を測定するときには残響が存在している間に、スプールに巻かれている釣糸表面からの反射波が超音波センサーに戻ってきて、反射波と残響とが重なり、送信から受信までの超音波伝搬時間を正確に測定することが不可能になる、という問題による。
【００１１】
したがって、超音波センサーをスプールからある一定距離離して取付ける必要があり、超音波伝搬スペースを確保するために魚釣用リールの小型化に制限があった。
【００１２】
また、２個の超音波センサーで送信と受信を行う測定装置では、超音波センサーを２個必要とするため、センサー部の小型化，軽量化、コスト高などで問題となっている。
【００１３】
また、スプールに巻かれた釣糸表面の形状が円筒である為、超音波センサーから照射された超音波ビームは、ターゲットである釣糸表面での反射時に超音波ビームが拡散し、入射方向への反射エネルギーが減少してしまう。このため、超音波センサーに到達する反射波のレベルが低下し、検出ができなくなったり、測定精度が低下するなどの問題がある。
【００１４】
また、超音波の音速は気温によって変化し超音波伝搬に誤差を与える為、従来からより高精度な測定を行うときは超音波の音速を補正するための温度センサーなどが追加されているが、温度センサーを新たに追加することは、センサー部の小型，軽量化などの面からもマイナスになり、さらにコストアップにもつながってしまう問題があった。
【００１５】
また、超音波センサーの輻射面（送波面及び受波面）に汚れや水滴等が付着すると、超音波センサーから放射する、および超音波センサーに入射する超音波エネルギーが付着した水滴などに吸収もしくは反射されて、受信されるターゲットからの反射エコーレベルが低下する。この場合、超音波測定が出来なくなり、釣糸の繰出量、巻取量を測定することが出来なくなっていた。
【００１６】
本発明は上述のような問題点に鑑みて、スプールに巻かれている釣糸表面と超音波センサーとの間の距離が短い状況下においても、超音波伝搬時間の高精度な測定を１個の超音波センサーを用いて行うことができる魚釣用リールを提供することを目的とする。
【００１７】
また、送信波を収束させてスプールに巻かれた釣糸に照射させるとともに、釣糸表面からの反射波を超音波センサーにて効率よく捉えられるようにし、計測精度の向上を行うことができる魚釣用リール装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、超音波の音速を補正するための温度センサーを用いることなく、簡単な手段で音速補正を行うことができる魚釣用リール装置を提供することを目的とする。
【００１９】
また、汚れや水滴等の付着により、超音波センサーの反射エコーレベルが低下した場合に、正確な超音波測定を行わせるように、警告することができる魚釣用リール装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の魚釣用リールは、対向配置される側面の間に釣糸を巻くためのスプールを回転可能に支持するとともに、スプールに巻かれている釣糸の厚みを測定する送受信共用の超音波センサーを備えた魚釣用リールにおいて、
前記超音波センサーと前記スプールに巻かれている釣り糸との間の伝搬経路に配置され、前記超音波センサーからの送信波を前記スプールに巻かれている釣り糸に向けて反射し、前記スプールに巻かれている釣り糸からの反射波を前記超音波センサーへ向けて反射するように、回転放物面の一部を切り取った形状のパラボラ型反射板を設け、
前記伝搬経路に、前記送信波の一部を前記超音波センサーに向けて反射するように、且つ前記超音波センサーとの間で多重反射が発生しないように伝搬経路に対して直角から所定角度だけ傾けて配置されている、超音波の音速補正及び異物付着警告のための校正用ターゲットを設けたことを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載の魚釣用リールは、請求項１に記載の魚釣用リールにおいて、前記校正用ターゲットは、前記パラボラ型反射板の一部に設けられていることを特徴とする。
【００２２】
請求項３に記載の魚釣用リールは、請求項１または２に記載の魚釣用リールにおいて、前記校正用ターゲットからの反射波の送信からの遅延時間に基づいて超音波の音速補正を行うとともに、同じく前記校正用ターゲットからの反射波のレベルに基づいて前記超音波センサーもしくは校正用ターゲットへの異物の付着を警告することを特徴とする。
【００２３】
請求項４に記載の魚釣用リールは、対向配置される側面の間に釣糸を巻くためのスプールを回転可能に支持するとともに、スプールに巻かれている釣糸の厚みを測定する送受信共用の超音波センサーを備えた魚釣用リールにおいて、
前記超音波センサーと前記スプールに巻かれている釣り糸との間の伝搬経路に配置され、前記超音波センサーからの送信波を前記スプールに巻かれている釣り糸に向けて反射し、前記スプールに巻かれている釣り糸からの反射波を前記超音波センサーへ向けて反射するように、平面状反射板を設け、
前記伝搬経路に、前記送信波の一部を前記超音波センサーに向けて反射するように、且つ前記超音波センサーとの間で多重反射が発生しないように伝搬経路に対して直角から所定角度だけ傾けて配置されている、超音波の音速補正及び異物付着警告のための校正用ターゲットを設けるとともに、
前記超音波センサーの超音波発射面は、前記平面状反射板と前記スプールの中心軸との間の距離と、前記超音波センサーと前記平面状反射板との間の距離との和を、半径とする円周の一部を切り取った形状であることを特徴とする。
【００２４】
請求項５に記載の魚釣用リールは、請求項４に記載の魚釣用リールにおいて、前記校正用ターゲットは、前記平面状反射板の一部に設けられていることを特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載の魚釣用リールは、請求項４または５に記載の魚釣用リールにおいて、前記校正用ターゲットからの反射波の送信からの遅延時間に基づいて超音波の音速補正を行うとともに、同じく前記校正用ターゲットからの反射波のレベルに基づいて前記超音波センサーもしくは校正用ターゲットへの異物の付着を警告することを特徴とする。
【００２６】
本願発明によれば、超音波センサーからターゲットである釣糸表面への送信波の伝搬及び釣糸表面から超音波センサーへの反射波の伝搬は、直接伝搬するのではなく、反射板を介して伝搬される。したがって、超音波伝搬スペースを直線的に取る必要がなくなり、残響時間範囲外までの伝搬距離を限られたスペースでも十分にとることができ、振動子の取り付け位置に自由度が増す。
【００２７】
また、残響時間範囲外までの超音波伝搬距離を反射板により十分に確保することができる為、振動子は送受信用別々に用意することなく１個の振動子で送受信することが可能になり、スプールに巻かれている釣糸面と超音波センサー間の距離が短い状況のときでも、反射板を用いることによって超音波伝搬距離の正確な測定が可能になるので、魚釣用リール全体の小型化、コスト低減につながる。
【００２８】
また、超音波センサーから照射された超音波ビームは、回転放物面の一部を切り取った形状のパラボラ型の反射板によって、反射時に位相の一定化が行われるので、超音波伝搬時に超音波ビームが拡散し減衰することが抑制される。よって、エコーレベルが増大するのでスプールに巻かれた釣糸表面からの反射波を超音波センサーにて確実に捕らえることが可能になり、計測精度が向上する。
【００２９】
また、円周面形状の超音波センサーから送信された超音波ビームは、収束されて釣糸表面に照射され、また、釣糸表面からの反射波も入射方向へ反射されるから、スプールに巻かれた釣糸表面からの反射波を曲面形状の超音波センサーにて確実に捕らえることが可能になり、計測精度が向上する。
【００３０】
また、超音波送信波が照射される所定の位置に設けられた校正用ターゲットからの反射波を、超音波センサーで受信することによって、既知の距離からの伝搬時間が測定できるから、超音波の音速を補正するための温度センサーをあらたに追加すること無く、音速補正を行うことができる。
【００３１】
また、反射板上に追加された校正用ターゲットからの反射波を、超音波センサーで受信することによって、既知の距離からの伝搬時間が測定できるから、超音波の音速を補正するための温度センサーをあらたに追加すること無く、音速補正を行うことができる。また、校正用ターゲットを反射板とともに形成できるから、構成がより簡単になる。
【００３２】
また、超音波センサーで得られる受信波形を監視してエコーレベルの低下などが発生した場合には、超音波センサー及び反射板に付着物があると判断し、魚釣用リールに設けた表示器などの警告手段を動作させて、警告する。したがって、この警告にしたがって、超音波センサー及び反射板を洗浄することにより、再び正常な測定が出来る。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３７】
図１〜図７は本発明の魚釣用リールの一実施形態を示すもので、図１は全体構造図を示し、図２は要部の概略斜視図を示し、図３は測定原理を説明する図、図４は凹曲面反射板の作用を説明する図、図５はパラボラ型反射面をもつ反射板の作用を説明する図、図６は処理部のブロック構成図、図７は信号のタイミングチャートである。
【００３８】
図１，図２において、魚釣用リール本体１は側板１ａ、１ｂを対向配置してなり、スプール２がこの側板１ａ，１ｂの間に回転可能な状態で配置されている。このスプール２には釣糸８が巻かれている。
【００３９】
このスプール２には回転センサー６ｂが内蔵されており、側板１ｂには対向して回転検出センサー６ａが設けられている。超音波センサー３が側板１ｂに配置されており、リール本体１の上面パネル部１ｃ内には、表示器５及び糸の繰出し量及び巻取り量を計算するための処理部及び電池（図示していない）が防水加工をされて内蔵されている。
【００４０】
また、凹曲面反射板４が側板１ａ，１ｂ間の支柱もしくはリール本体１に配置されており、この凹曲面反射板４に校正用ターゲット７が形成されている。なお、９は回転ハンドル部である。
【００４１】
さて、図３をも参照して、凹曲面反射板４は、金属または硬い樹脂製の平板で形成され、超音波センサー３から送信される超音波エネルギーを、できる限り釣糸８を巻いたスプール２に収束させ反射するように、超音波伝搬経路中に超音波の入射角に対して約４５度の角度をもって、スプール２の中心軸２ａから既知の距離ｄに固定配置される。
【００４２】
図４において、超音波センサー３から送信された超音波ビームは数度の指向角をもって空気中を伝搬していき、凹曲面反射板４で収束・反射されることによって、スプール２に巻かれた釣糸８の表面に照射される。なお、図４（ａ）は、斜めから見た状態、同図（ｂ）はスプール２の軸方向から見た状態、同図（ｃ）は側面及び上部から見た状態をそれぞれ示している。
【００４３】
この照射されるときの超音波ビームの形状は、凹局面反射板４で反射されるため、図４（ｂ）中のＸ方向が絞られた楕円形状をしている。このため円筒状であるスプール２に巻かれた釣糸８の表面で超音波ビームが反射した場合の、その反射される超音波ビームが拡散し減衰することを少なくできる。
【００４４】
これは、通常の平板反射板を用いたときには、スプール２に巻かれた釣糸８表面に照射されるときの超音波ビームの形状は、収束反射されていないため図４（ｂ）中のＸ方向が絞られていない楕円形状となり、釣糸８表面での反射時に拡散が発生しエコーレベルが減衰してしまう場合と比較すると、著しく改善されることが分かる。
【００４５】
凹曲面反射板４の凹形状は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、回転放物面（パラボラ形反射面）の一部を切取った形状のパラボラ形反射板４´とすることができる。このパラボラ型反射板４´は同図（ｂ）にも示されるように、超音波センサー３を仮に点音源と見なしたとき、この点音源から発射された超音波は反射面で反射されて平行な音波面で伝搬していくとともに、逆に並行に入射された音波は反射面で反射されて一点に収束する。したがって、反射板４´に照射された超音波は反射時にパラボラ開口面で位相が一定となるため、スプール２に巻かれた釣糸８表面に照射するとき平面波として伝搬する。このため、釣糸表面からの反射波もパラボラ形状の反射板４´にて効率良く捕らえられ、超音波センサー３に収束反射され、計測精度の向上を行うことができる。
【００４６】
また、このパラボラ形反射板４´のＺ軸方向の曲率を、ターゲットであるスプールの円筒形状に合わせて、変化させてもよい。このスプールの円筒形状に合わせてＺ軸方向の曲率を変化させた反射板４´で反射された超音波ビームは、Ｚ軸方向（スプールの軸方向に対して垂直方向）に超音波ビームの収束（楕円）が行われるので、ターゲットであるスプールの形状が円筒であってもエコーレベルの低下が抑制される、効果を得ることができる。
【００４７】
校正用ターゲット７は、金属または硬い樹脂製の平板で形成され、凹曲面反射板４，パラボラ形反射板４´に設けられる。この校正用ターゲット７の配置は、超音波センサー３から送信される超音波エネルギーの一部を超音波センサーへ反射するように行われ、超音波センサー３と校正用ターゲット７の間で多重反射が生じないように、超音波伝搬経路に対して直角から数度傾けることが望ましい。また、校正用ターゲット７は、必ずしも凹曲面反射板４などに設ける必要はなく、超音波ビームを超音波センサー３に反射できる位置であればよく、例えばリール本体とか支持部に設けても良い。
【００４８】
図３を参照して、本実施の形態に係る魚釣用リールの作用を説明する。超音波センサー３は、処理部１１で増幅された駆動信号によって励振され、凹曲面反射板４と超音波センサー３から既知の固定距離ｃに装着される校正用ターゲット７に向け超音波が送信される。一方、校正用ターゲット７及び釣糸８表面で反射した超音波を超音波センサー３にて受信すると処理部１１にて、回転検出センサー６ａ，回転センサー６ｂより得られるスプール２の回転状況及び回転方向と合わせて、信号処理され釣糸８の繰出し量及び巻取り量を算出し、表示器５に表示する。
【００４９】
つぎに、処理部１１で行われる信号処理及び釣糸の繰り出し量・巻き取り量の処理について、図６，図７を参照して説明する。
【００５０】
処理部１１のブロック構成図を示す図６において、中央演算処理回路（以下、ＣＰＵ）１９は、発振器２０の基準発振信号（４０ＭＨｚ）に基づき動作する。ＣＰＵ１９は、前記基準発振信号である４０ＭＨｚを１／２分周した基準信号及び、ある所定繰り返し周期Ｔ０のコントロール信号を送信トリガとして駆動信号発生回路１８に出力する。駆動信号発生回路１８は、カウンタを内蔵しており、前記送信トリガを受取るとある一定時間Ｔｗの間、基準信号を分周し本実施形態では８００ＫＨｚの信号を生成する。この周波数が超音波センサーから放射されるキャリア周波数になる。
【００５１】
この結果、駆動信号発生回路１８は図７に示す、キャリア周波数８００ＫＨｚ，送信パルス幅Ｔｗ，送信繰返し周期Ｔ０の駆動信号３１を生成する。この駆動信号３１は、駆動信号発生回路１８とともに送信回路を構成する電力増幅回路１７により増幅され、送受切替器１２を介して超音波センサー３を駆動する。超音波センサー３は増幅された駆動信号３１により励振され、凹曲面反射板４に向け超音波が放射される。
【００５２】
一方、校正用ターゲット７及び釣糸８表面で反射した超音波は、超音波センサー３に入射され、受信信号に変換される。超音波センサー３からの受信信号は、送受切替器１２を介してバンドパスフィルター１３、そして増幅回路１４に送られる。増幅回路１４で増幅された受信波形３２は、校正用ターゲット７及び釣糸８表面からの反射信号Ｒ１，Ｒ２の他に送信波の漏れ信号および残響信号Ｒ０を含んでいる。
【００５３】
この反射信号Ｒ１が得られるまでの時間Ｔ１は反射板４を設けたことにより稼いだ時間であり、もしこの時間Ｔ１がない場合には釣糸８表面からの反射信号Ｒ２は、送信波の漏れ信号および残響信号Ｒ０と重なり、或いは近接して判別が困難となる。しかし、反射板４を介して、超音波センサー４と釣糸８表面との間の超音波の伝搬を行うから、伝搬距離則ち伝搬時間を増大させ、反射信号Ｒ２の判別ができる。
【００５４】
さて、反射信号Ｒ１，Ｒ２を検波回路１５に入力し全波整流して直流検波信号３４に変換し、レベル比較回路１６において直流検波信号３４と基準電圧であるＶｒｅｆ３３を比較し受信ゲート信号３５をＣＰＵ１９に出力する。
【００５５】
ＣＰＵ１９内部では、２０ＭＨｚの基準信号に基づき、駆動信号３１の波形立ち上がりから受信ゲート信号３５の各立ち上がりまでの時間Ｔ１，Ｔ２を算出する。ここでＴ１は図３において、超音波が超音波センサー３と校正用ターゲット７の間（距離ｃ×２）を往復するのに要した時間である。またＴ２は、図３において超音波が超音波センサー３と釣糸８表面の間を、凹曲面反射板４を介して往復（距離（ａ＋ｂ）×２）するのに要した時間である。
【００５６】
処理部１１で行われるスプール２からの繰出し及び巻取り量の計算はつぎの方法によって行われる。
【００５７】
先ず、超音波センサー３とスプール２に巻かれた釣糸８表面の間の距離ａ＋ｂは、超音波が超音波センサー３と校正用ターゲット７の間（距離ｃ×２）を往復するのに要した時間Ｔ１及び、超音波が超音波センサー３と釣糸８表面の間を、凹曲面反射板４を介して往復（距離（ａ＋ｂ）×２）するのに要した時間Ｔ２の超音波伝搬時間に基づいて、超音波センサー３から既知の距離にある校正用ターゲット７の伝搬時間Ｔ１を基準として、音速補正された値Ｌとして以下のように算出される。
【００５８】
音速補正された値Ｌは、
Ｌ＝ ｃ×（Ｔ２−Ｔｏｆｓ）／（Ｔ１−Ｔｏｆｓ）
となる。（但し、Ｔｏｆｓ：超音波センサー及び受信回路の応答遅れ）
ここで、スプール２の半径ｒは、
ｒ＝ （ａ＋ｄ）−（Ｌ）
であり、
スプール２からの繰出し及び巻取り量Ｓは、Ｎを回転センサー６ａより検出されたスプールの回転数とすると、
【００５９】
【数１】
【００６０】
となる。
【００６１】
以上より算出された値を、処理部１１より出力し、スプール２からの釣糸８の繰出し或いは巻取り量Ｓとして表示器５に表示する。
【００６２】
図８は、本発明の他の実施形態に係る魚釣用リールの超音波センサー及び反射板を示す図である。この実施形態においては、反射板は平面状反射板４１とし、一方超音波センサーの超音波発射面（入射面）を曲面形状の超音波センサー３１としたものである。その他の構成及び信号の処理などは図１〜図７で説明した実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６３】
超音波センサー３１の曲面は、図８（ａ）に示すように、平面状反射板４１とスプール２の中心軸との間の距離をｒ１とし，超音波センサー３１と平面状反射板４１との距離をｒ２としたとき、半径Ｒ＝（ｒ１＋ｒ２）の円周の一部を切り取った形状とする。この状態を等価的に同図（ｂ）に示している。
【００６４】
平面状反射板４１では入射された超音波はそのまま反射されるから、曲面形状の超音波センサー３１から発射された超音波ビームは、収束されてスプール２の釣糸８表面に照射され、また、釣糸表面からの反射波も入射方向へ反射される。したがって、スプール２に巻かれた釣糸８表面からの反射波を曲面形状の超音波センサー３１にて確実に捕らえることが可能になり、計測精度が向上する。
【００６５】
この曲面形状の超音波センサー３１は、たとえば容易に曲面形状の超音波センサーを作ることが可能である高分子圧電膜のＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を用いて形成することができる。また、圧電ゴムや曲面形状のセラミックなどを曲面形状の超音波センサーに用いてもよい。このとき、平面状反射板４１は空気の音響インピーダンスと大きく異なる材質なら構わない為、プラスチック等でも十分利用可能である。
【００６６】
以上の実施形態において、校正用ターゲット７は凹曲面反射板４、平面状反射板４１の上部に固定されたが、取り付け位置はこの箇所に限定されることはなく、超音波センサー３から既知の距離、例えば凹曲面反射板４とスプール２の間などに取付けても良い。また、凹曲面反射板４、平面状反射板４１は超音波伝搬経路に４５度の角度をもって配置されたが、反射板との兼ね合いで他の角度で固定しても良い。
【００６７】
また、超音波センサーの取り付け位置は側板１ｂとしたが、取り付け位置はこの箇所に限定されることはなく、魚釣用リール本体の上面パネル部１ｃなどに取付けても良い。
【００６８】
電源は魚釣用リール本体に内蔵型の電池としたが、内蔵型バッテリーや外付型バッテリーなどでもよい。
【００６９】
また、図１に示されるように、表示器５に超音波センサー３または反射器４表面の洗浄を促す警告ランプ５ａが配置されている。超音波センサー３から一定距離に設置された校正用ターゲット７での反射エコー（図７のＲ１）を高速にＡ／Ｄ変換して、ＣＰＵ１９に取り込み平均した値を、所定の一定レベルと比較する。反射エコーが、所定の一定レベルよりも大きい場合には正常状態にあると判定し、所定のレベルよりも下回った場合にはエラーと判定する。
【００７０】
エラーと判定された場合には、超音波センサーの３の表面や反射板７の表面に汚れや水滴が付着しているとして、それらを洗浄するように警告ランプ５ａを点灯する。魚釣リールの使用者は、警告ランプ５ａの点灯を受けて超音波センサーの３の表面や反射板７の表面を洗浄し、正常な状態に復帰させる。
【００７１】
以上の実施の形態では、監視測定するエコーを校正用ターゲット７からのものとしているが、これに限ることなく、超音波センサー３から一定距離をおいている物体からの反射エコーを利用してもよいし、またスプール２に巻かれている釣り糸表面からの反射エコーを用いてもよい。また、反射エコーの判定方法として、Ａ／Ｄ変換することなく、簡単に反射エコー波形を所定のレベルと比較して、下回った場合をエラーと判定しても良い。さらに、警告方法として警告ランプ５ａを点灯することに代えて、ブザーなど音響による警告方法を採ってもよく、また表示と音響の併用による警告としても良い。
【００７２】
【発明の効果】
本願発明によれば、超音波センサーからターゲットである釣糸表面への送信波の伝搬及び釣糸表面から超音波センサーへの反射波の伝搬は、直接伝搬するのではなく、反射板を介して伝搬される。したがって、超音波伝搬スペースを直線的に取る必要がなくなり、残響時間範囲外までの伝搬距離を限られたスペースでも十分にとることができ、振動子の取り付け位置に自由度が増す。
【００７３】
また、残響時間範囲外までの超音波伝搬距離を反射板により十分に確保することができる為、振動子は送受信用別々に用意することなく１個の振動子で送受信することが可能になり、スプールに巻かれている釣糸面と超音波センサー間の距離が短い状況のときでも、反射板を用いることによって超音波伝搬距離の正確な測定が可能になるので、魚釣用リール全体の小型化につながる。
【００７４】
また、超音波センサーから照射された超音波ビームは、回転放物面の一部を切り取った形状のパラボラ型の反射板によって、反射時に位相の一定化が行われるので、超音波伝搬時に超音波ビームが拡散し減衰することが抑制される。よって、エコーレベルが増大するのでスプールに巻かれた釣糸表面からの反射波を超音波センサーにて確実に捕らえることが可能になり、計測精度が向上する。
【００７５】
また、円周面形状の超音波センサーから送信された超音波ビームは、収束されて釣糸表面に照射され、また、釣糸表面からの反射波も入射方向へ反射されるから、スプールに巻かれた釣糸表面からの反射波を曲面形状の超音波センサーにて確実に捕らえることが可能になり、計測精度が向上する。
【００７６】
また、超音波送信波が照射される所定の位置に設けられた校正用ターゲットからの反射波を、超音波センサーで受信することによって、既知の距離からの伝搬時間が測定できるから、超音波の音速を補正するための温度センサーをあらたに追加すること無く、音速補正を行うことができる。
【００７７】
また、反射板上に追加された校正用ターゲットからの反射波を、超音波センサーで受信することによって、既知の距離からの伝搬時間が測定できるから、超音波の音速を補正するための温度センサーをあらたに追加すること無く、音速補正を行うことができる。また、校正用ターゲットを反射板とともに形成できるから、構成がより簡単になる。
【００７８】
また、超音波センサーで得られる受信波形を監視してエコーレベルの低下などが発生した場合には、超音波センサー及び反射板に付着物があると判断し、魚釣用リールに設けた表示器などの警告手段を動作させて、警告する。したがって、この警告にしたがって、超音波センサー及び反射板を洗浄することにより、再び正常な測定が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の魚釣用リールの一実施形態の全体構造図。
【図２】本発明の魚釣用リールの一実施形態の要部の概略斜視図。
【図３】本発明の魚釣用リールの一実施形態の測定原理を説明する図。
【図４】本発明の魚釣用リールの一実施形態の凹曲面反射板の作用を説明する図。
【図５】本発明の魚釣用リールの一実施形態のパラボラ型反射板の作用を説明する図。
【図６】本発明の魚釣用リールの一実施形態の処理部のブロック構成図。
【図７】本発明の魚釣用リールの一実施形態の信号のタイミングチャート。
【図８】本発明の他の実施形態に係る魚釣用リールの超音波センサー及び反射板を示す図。
【符号の説明】
１ リール本体
１ａ、１ｂ 側板
１ｃ パネル部
２ スプール
３ 超音波センサー
３１ 曲面形状の超音波センサー
４ 曲面形状反射板
４´ パラボラ型反射板
４１ 平面形状反射板
５ 表示器
５ａ 警告ランプ
６ａ 回転検出センサー
６ｂ 回転センサー
７ 校正用ターゲット
８ 釣糸
９ ハンドル部
【発明の属する技術分野】
本発明は、釣糸の繰出量及び巻取量を高精度に測定する魚釣用リールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スプールから繰出し及び巻取りされる釣糸の長さを測定することによって、仕掛けを投入した水深、あるいは遠投したときの到達点までの距離を測定できるような魚釣用リールが開発されている。
【０００３】
このような魚釣用リールのスプールから繰出し及び巻取りされる釣糸の長さを高精度に測定するには、スプール一回転あたりにどれだけの釣糸が繰出し及び巻取りされるかを測定する必要がある。しかし、釣糸の太さやスプールの巻数などにより、スプール一回転あたりの釣糸繰出量及び巻取量が異なるから、測定値に誤差を含んでしまう。
【０００４】
これらの誤差を無くすため従来からスプールに巻かれている釣糸を精度良く測定する手段として、半導体レーザーや発光ダイオード等の光学系などが用いられてきた（特開平１−３０７６１２号公報）。最近は、超音波センサーを用いた測定方法が盛んであり、主に２種類の測定方法がある。
【０００５】
１個の超音波センサーで送信と受信を行う送受信共用の測定方法では、超音波センサーから超音波をスプールに巻かれている釣糸に向けて送信し、釣糸表面で反射した超音波を再び超音波センサーで受信することによって、送信から受信までの超音波伝搬時間が測定可能になる（特開平３−２２３６１４号公報）。
【０００６】
一方、２個の超音波センサーを用いて送信用と受信用で送受信を個別に行う測定方法では、送信用超音波センサーから超音波をスプールに巻かれている釣糸に向け送信し、釣糸表面で反射した超音波を受信用超音波センサーで受信することによって、送信から受信までの超音波伝搬時間が測定可能になる（特開平８−２５４４１９号公報）。
【０００７】
そして、スプールの回転を検出するセンサーからの信号を、先に求めた超音波伝搬時間と演算処理することにより、スプールの回転に伴って釣糸の繰出量及び巻取量が計算される。
【０００８】
また、超音波の音速は気温によって変化し、超音波伝搬時間に誤差を生じるので、より高精度な測定を行うときは超音波の音速を補正するための温度センサーなどが追加されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１個の超音波センサーで送信と受信を行う送受共用の測定装置では、スプールに巻かれている釣糸表面と超音波センサー間の距離が短いときに、その距離の測定が非常に困難である。
【００１０】
その主たる理由は、超音波センサーにパルス信号である送信電圧を印加して超音波を発生させると、超音波センサーには振動が減衰して消滅するまでの一定時間は残響が残るため、近距離を測定するときには残響が存在している間に、スプールに巻かれている釣糸表面からの反射波が超音波センサーに戻ってきて、反射波と残響とが重なり、送信から受信までの超音波伝搬時間を正確に測定することが不可能になる、という問題による。
【００１１】
したがって、超音波センサーをスプールからある一定距離離して取付ける必要があり、超音波伝搬スペースを確保するために魚釣用リールの小型化に制限があった。
【００１２】
また、２個の超音波センサーで送信と受信を行う測定装置では、超音波センサーを２個必要とするため、センサー部の小型化，軽量化、コスト高などで問題となっている。
【００１３】
また、スプールに巻かれた釣糸表面の形状が円筒である為、超音波センサーから照射された超音波ビームは、ターゲットである釣糸表面での反射時に超音波ビームが拡散し、入射方向への反射エネルギーが減少してしまう。このため、超音波センサーに到達する反射波のレベルが低下し、検出ができなくなったり、測定精度が低下するなどの問題がある。
【００１４】
また、超音波の音速は気温によって変化し超音波伝搬に誤差を与える為、従来からより高精度な測定を行うときは超音波の音速を補正するための温度センサーなどが追加されているが、温度センサーを新たに追加することは、センサー部の小型，軽量化などの面からもマイナスになり、さらにコストアップにもつながってしまう問題があった。
【００１５】
また、超音波センサーの輻射面（送波面及び受波面）に汚れや水滴等が付着すると、超音波センサーから放射する、および超音波センサーに入射する超音波エネルギーが付着した水滴などに吸収もしくは反射されて、受信されるターゲットからの反射エコーレベルが低下する。この場合、超音波測定が出来なくなり、釣糸の繰出量、巻取量を測定することが出来なくなっていた。
【００１６】
本発明は上述のような問題点に鑑みて、スプールに巻かれている釣糸表面と超音波センサーとの間の距離が短い状況下においても、超音波伝搬時間の高精度な測定を１個の超音波センサーを用いて行うことができる魚釣用リールを提供することを目的とする。
【００１７】
また、送信波を収束させてスプールに巻かれた釣糸に照射させるとともに、釣糸表面からの反射波を超音波センサーにて効率よく捉えられるようにし、計測精度の向上を行うことができる魚釣用リール装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、超音波の音速を補正するための温度センサーを用いることなく、簡単な手段で音速補正を行うことができる魚釣用リール装置を提供することを目的とする。
【００１９】
また、汚れや水滴等の付着により、超音波センサーの反射エコーレベルが低下した場合に、正確な超音波測定を行わせるように、警告することができる魚釣用リール装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の魚釣用リールは、対向配置される側面の間に釣糸を巻くためのスプールを回転可能に支持するとともに、スプールに巻かれている釣糸の厚みを測定する送受信共用の超音波センサーを備えた魚釣用リールにおいて、
前記超音波センサーと前記スプールに巻かれている釣り糸との間の伝搬経路に配置され、前記超音波センサーからの送信波を前記スプールに巻かれている釣り糸に向けて反射し、前記スプールに巻かれている釣り糸からの反射波を前記超音波センサーへ向けて反射するように、回転放物面の一部を切り取った形状のパラボラ型反射板を設け、
前記伝搬経路に、前記送信波の一部を前記超音波センサーに向けて反射するように、且つ前記超音波センサーとの間で多重反射が発生しないように伝搬経路に対して直角から所定角度だけ傾けて配置されている、超音波の音速補正及び異物付着警告のための校正用ターゲットを設けたことを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載の魚釣用リールは、請求項１に記載の魚釣用リールにおいて、前記校正用ターゲットは、前記パラボラ型反射板の一部に設けられていることを特徴とする。
【００２２】
請求項３に記載の魚釣用リールは、請求項１または２に記載の魚釣用リールにおいて、前記校正用ターゲットからの反射波の送信からの遅延時間に基づいて超音波の音速補正を行うとともに、同じく前記校正用ターゲットからの反射波のレベルに基づいて前記超音波センサーもしくは校正用ターゲットへの異物の付着を警告することを特徴とする。
【００２３】
請求項４に記載の魚釣用リールは、対向配置される側面の間に釣糸を巻くためのスプールを回転可能に支持するとともに、スプールに巻かれている釣糸の厚みを測定する送受信共用の超音波センサーを備えた魚釣用リールにおいて、
前記超音波センサーと前記スプールに巻かれている釣り糸との間の伝搬経路に配置され、前記超音波センサーからの送信波を前記スプールに巻かれている釣り糸に向けて反射し、前記スプールに巻かれている釣り糸からの反射波を前記超音波センサーへ向けて反射するように、平面状反射板を設け、
前記伝搬経路に、前記送信波の一部を前記超音波センサーに向けて反射するように、且つ前記超音波センサーとの間で多重反射が発生しないように伝搬経路に対して直角から所定角度だけ傾けて配置されている、超音波の音速補正及び異物付着警告のための校正用ターゲットを設けるとともに、
前記超音波センサーの超音波発射面は、前記平面状反射板と前記スプールの中心軸との間の距離と、前記超音波センサーと前記平面状反射板との間の距離との和を、半径とする円周の一部を切り取った形状であることを特徴とする。
【００２４】
請求項５に記載の魚釣用リールは、請求項４に記載の魚釣用リールにおいて、前記校正用ターゲットは、前記平面状反射板の一部に設けられていることを特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載の魚釣用リールは、請求項４または５に記載の魚釣用リールにおいて、前記校正用ターゲットからの反射波の送信からの遅延時間に基づいて超音波の音速補正を行うとともに、同じく前記校正用ターゲットからの反射波のレベルに基づいて前記超音波センサーもしくは校正用ターゲットへの異物の付着を警告することを特徴とする。
【００２６】
本願発明によれば、超音波センサーからターゲットである釣糸表面への送信波の伝搬及び釣糸表面から超音波センサーへの反射波の伝搬は、直接伝搬するのではなく、反射板を介して伝搬される。したがって、超音波伝搬スペースを直線的に取る必要がなくなり、残響時間範囲外までの伝搬距離を限られたスペースでも十分にとることができ、振動子の取り付け位置に自由度が増す。
【００２７】
また、残響時間範囲外までの超音波伝搬距離を反射板により十分に確保することができる為、振動子は送受信用別々に用意することなく１個の振動子で送受信することが可能になり、スプールに巻かれている釣糸面と超音波センサー間の距離が短い状況のときでも、反射板を用いることによって超音波伝搬距離の正確な測定が可能になるので、魚釣用リール全体の小型化、コスト低減につながる。
【００２８】
また、超音波センサーから照射された超音波ビームは、回転放物面の一部を切り取った形状のパラボラ型の反射板によって、反射時に位相の一定化が行われるので、超音波伝搬時に超音波ビームが拡散し減衰することが抑制される。よって、エコーレベルが増大するのでスプールに巻かれた釣糸表面からの反射波を超音波センサーにて確実に捕らえることが可能になり、計測精度が向上する。
【００２９】
また、円周面形状の超音波センサーから送信された超音波ビームは、収束されて釣糸表面に照射され、また、釣糸表面からの反射波も入射方向へ反射されるから、スプールに巻かれた釣糸表面からの反射波を曲面形状の超音波センサーにて確実に捕らえることが可能になり、計測精度が向上する。
【００３０】
また、超音波送信波が照射される所定の位置に設けられた校正用ターゲットからの反射波を、超音波センサーで受信することによって、既知の距離からの伝搬時間が測定できるから、超音波の音速を補正するための温度センサーをあらたに追加すること無く、音速補正を行うことができる。
【００３１】
また、反射板上に追加された校正用ターゲットからの反射波を、超音波センサーで受信することによって、既知の距離からの伝搬時間が測定できるから、超音波の音速を補正するための温度センサーをあらたに追加すること無く、音速補正を行うことができる。また、校正用ターゲットを反射板とともに形成できるから、構成がより簡単になる。
【００３２】
また、超音波センサーで得られる受信波形を監視してエコーレベルの低下などが発生した場合には、超音波センサー及び反射板に付着物があると判断し、魚釣用リールに設けた表示器などの警告手段を動作させて、警告する。したがって、この警告にしたがって、超音波センサー及び反射板を洗浄することにより、再び正常な測定が出来る。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３７】
図１〜図７は本発明の魚釣用リールの一実施形態を示すもので、図１は全体構造図を示し、図２は要部の概略斜視図を示し、図３は測定原理を説明する図、図４は凹曲面反射板の作用を説明する図、図５はパラボラ型反射面をもつ反射板の作用を説明する図、図６は処理部のブロック構成図、図７は信号のタイミングチャートである。
【００３８】
図１，図２において、魚釣用リール本体１は側板１ａ、１ｂを対向配置してなり、スプール２がこの側板１ａ，１ｂの間に回転可能な状態で配置されている。このスプール２には釣糸８が巻かれている。
【００３９】
このスプール２には回転センサー６ｂが内蔵されており、側板１ｂには対向して回転検出センサー６ａが設けられている。超音波センサー３が側板１ｂに配置されており、リール本体１の上面パネル部１ｃ内には、表示器５及び糸の繰出し量及び巻取り量を計算するための処理部及び電池（図示していない）が防水加工をされて内蔵されている。
【００４０】
また、凹曲面反射板４が側板１ａ，１ｂ間の支柱もしくはリール本体１に配置されており、この凹曲面反射板４に校正用ターゲット７が形成されている。なお、９は回転ハンドル部である。
【００４１】
さて、図３をも参照して、凹曲面反射板４は、金属または硬い樹脂製の平板で形成され、超音波センサー３から送信される超音波エネルギーを、できる限り釣糸８を巻いたスプール２に収束させ反射するように、超音波伝搬経路中に超音波の入射角に対して約４５度の角度をもって、スプール２の中心軸２ａから既知の距離ｄに固定配置される。
【００４２】
図４において、超音波センサー３から送信された超音波ビームは数度の指向角をもって空気中を伝搬していき、凹曲面反射板４で収束・反射されることによって、スプール２に巻かれた釣糸８の表面に照射される。なお、図４（ａ）は、斜めから見た状態、同図（ｂ）はスプール２の軸方向から見た状態、同図（ｃ）は側面及び上部から見た状態をそれぞれ示している。
【００４３】
この照射されるときの超音波ビームの形状は、凹局面反射板４で反射されるため、図４（ｂ）中のＸ方向が絞られた楕円形状をしている。このため円筒状であるスプール２に巻かれた釣糸８の表面で超音波ビームが反射した場合の、その反射される超音波ビームが拡散し減衰することを少なくできる。
【００４４】
これは、通常の平板反射板を用いたときには、スプール２に巻かれた釣糸８表面に照射されるときの超音波ビームの形状は、収束反射されていないため図４（ｂ）中のＸ方向が絞られていない楕円形状となり、釣糸８表面での反射時に拡散が発生しエコーレベルが減衰してしまう場合と比較すると、著しく改善されることが分かる。
【００４５】
凹曲面反射板４の凹形状は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、回転放物面（パラボラ形反射面）の一部を切取った形状のパラボラ形反射板４´とすることができる。このパラボラ型反射板４´は同図（ｂ）にも示されるように、超音波センサー３を仮に点音源と見なしたとき、この点音源から発射された超音波は反射面で反射されて平行な音波面で伝搬していくとともに、逆に並行に入射された音波は反射面で反射されて一点に収束する。したがって、反射板４´に照射された超音波は反射時にパラボラ開口面で位相が一定となるため、スプール２に巻かれた釣糸８表面に照射するとき平面波として伝搬する。このため、釣糸表面からの反射波もパラボラ形状の反射板４´にて効率良く捕らえられ、超音波センサー３に収束反射され、計測精度の向上を行うことができる。
【００４６】
また、このパラボラ形反射板４´のＺ軸方向の曲率を、ターゲットであるスプールの円筒形状に合わせて、変化させてもよい。このスプールの円筒形状に合わせてＺ軸方向の曲率を変化させた反射板４´で反射された超音波ビームは、Ｚ軸方向（スプールの軸方向に対して垂直方向）に超音波ビームの収束（楕円）が行われるので、ターゲットであるスプールの形状が円筒であってもエコーレベルの低下が抑制される、効果を得ることができる。
【００４７】
校正用ターゲット７は、金属または硬い樹脂製の平板で形成され、凹曲面反射板４，パラボラ形反射板４´に設けられる。この校正用ターゲット７の配置は、超音波センサー３から送信される超音波エネルギーの一部を超音波センサーへ反射するように行われ、超音波センサー３と校正用ターゲット７の間で多重反射が生じないように、超音波伝搬経路に対して直角から数度傾けることが望ましい。また、校正用ターゲット７は、必ずしも凹曲面反射板４などに設ける必要はなく、超音波ビームを超音波センサー３に反射できる位置であればよく、例えばリール本体とか支持部に設けても良い。
【００４８】
図３を参照して、本実施の形態に係る魚釣用リールの作用を説明する。超音波センサー３は、処理部１１で増幅された駆動信号によって励振され、凹曲面反射板４と超音波センサー３から既知の固定距離ｃに装着される校正用ターゲット７に向け超音波が送信される。一方、校正用ターゲット７及び釣糸８表面で反射した超音波を超音波センサー３にて受信すると処理部１１にて、回転検出センサー６ａ，回転センサー６ｂより得られるスプール２の回転状況及び回転方向と合わせて、信号処理され釣糸８の繰出し量及び巻取り量を算出し、表示器５に表示する。
【００４９】
つぎに、処理部１１で行われる信号処理及び釣糸の繰り出し量・巻き取り量の処理について、図６，図７を参照して説明する。
【００５０】
処理部１１のブロック構成図を示す図６において、中央演算処理回路（以下、ＣＰＵ）１９は、発振器２０の基準発振信号（４０ＭＨｚ）に基づき動作する。ＣＰＵ１９は、前記基準発振信号である４０ＭＨｚを１／２分周した基準信号及び、ある所定繰り返し周期Ｔ０のコントロール信号を送信トリガとして駆動信号発生回路１８に出力する。駆動信号発生回路１８は、カウンタを内蔵しており、前記送信トリガを受取るとある一定時間Ｔｗの間、基準信号を分周し本実施形態では８００ＫＨｚの信号を生成する。この周波数が超音波センサーから放射されるキャリア周波数になる。
【００５１】
この結果、駆動信号発生回路１８は図７に示す、キャリア周波数８００ＫＨｚ，送信パルス幅Ｔｗ，送信繰返し周期Ｔ０の駆動信号３１を生成する。この駆動信号３１は、駆動信号発生回路１８とともに送信回路を構成する電力増幅回路１７により増幅され、送受切替器１２を介して超音波センサー３を駆動する。超音波センサー３は増幅された駆動信号３１により励振され、凹曲面反射板４に向け超音波が放射される。
【００５２】
一方、校正用ターゲット７及び釣糸８表面で反射した超音波は、超音波センサー３に入射され、受信信号に変換される。超音波センサー３からの受信信号は、送受切替器１２を介してバンドパスフィルター１３、そして増幅回路１４に送られる。増幅回路１４で増幅された受信波形３２は、校正用ターゲット７及び釣糸８表面からの反射信号Ｒ１，Ｒ２の他に送信波の漏れ信号および残響信号Ｒ０を含んでいる。
【００５３】
この反射信号Ｒ１が得られるまでの時間Ｔ１は反射板４を設けたことにより稼いだ時間であり、もしこの時間Ｔ１がない場合には釣糸８表面からの反射信号Ｒ２は、送信波の漏れ信号および残響信号Ｒ０と重なり、或いは近接して判別が困難となる。しかし、反射板４を介して、超音波センサー４と釣糸８表面との間の超音波の伝搬を行うから、伝搬距離則ち伝搬時間を増大させ、反射信号Ｒ２の判別ができる。
【００５４】
さて、反射信号Ｒ１，Ｒ２を検波回路１５に入力し全波整流して直流検波信号３４に変換し、レベル比較回路１６において直流検波信号３４と基準電圧であるＶｒｅｆ３３を比較し受信ゲート信号３５をＣＰＵ１９に出力する。
【００５５】
ＣＰＵ１９内部では、２０ＭＨｚの基準信号に基づき、駆動信号３１の波形立ち上がりから受信ゲート信号３５の各立ち上がりまでの時間Ｔ１，Ｔ２を算出する。ここでＴ１は図３において、超音波が超音波センサー３と校正用ターゲット７の間（距離ｃ×２）を往復するのに要した時間である。またＴ２は、図３において超音波が超音波センサー３と釣糸８表面の間を、凹曲面反射板４を介して往復（距離（ａ＋ｂ）×２）するのに要した時間である。
【００５６】
処理部１１で行われるスプール２からの繰出し及び巻取り量の計算はつぎの方法によって行われる。
【００５７】
先ず、超音波センサー３とスプール２に巻かれた釣糸８表面の間の距離ａ＋ｂは、超音波が超音波センサー３と校正用ターゲット７の間（距離ｃ×２）を往復するのに要した時間Ｔ１及び、超音波が超音波センサー３と釣糸８表面の間を、凹曲面反射板４を介して往復（距離（ａ＋ｂ）×２）するのに要した時間Ｔ２の超音波伝搬時間に基づいて、超音波センサー３から既知の距離にある校正用ターゲット７の伝搬時間Ｔ１を基準として、音速補正された値Ｌとして以下のように算出される。
【００５８】
音速補正された値Ｌは、
Ｌ＝ ｃ×（Ｔ２−Ｔｏｆｓ）／（Ｔ１−Ｔｏｆｓ）
となる。（但し、Ｔｏｆｓ：超音波センサー及び受信回路の応答遅れ）
ここで、スプール２の半径ｒは、
ｒ＝ （ａ＋ｄ）−（Ｌ）
であり、
スプール２からの繰出し及び巻取り量Ｓは、Ｎを回転センサー６ａより検出されたスプールの回転数とすると、
【００５９】
【数１】
となる。
【００６１】
以上より算出された値を、処理部１１より出力し、スプール２からの釣糸８の繰出し或いは巻取り量Ｓとして表示器５に表示する。
【００６２】
図８は、本発明の他の実施形態に係る魚釣用リールの超音波センサー及び反射板を示す図である。この実施形態においては、反射板は平面状反射板４１とし、一方超音波センサーの超音波発射面（入射面）を曲面形状の超音波センサー３１としたものである。その他の構成及び信号の処理などは図１〜図７で説明した実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６３】
超音波センサー３１の曲面は、図８（ａ）に示すように、平面状反射板４１とスプール２の中心軸との間の距離をｒ１とし，超音波センサー３１と平面状反射板４１との距離をｒ２としたとき、半径Ｒ＝（ｒ１＋ｒ２）の円周の一部を切り取った形状とする。この状態を等価的に同図（ｂ）に示している。
【００６４】
平面状反射板４１では入射された超音波はそのまま反射されるから、曲面形状の超音波センサー３１から発射された超音波ビームは、収束されてスプール２の釣糸８表面に照射され、また、釣糸表面からの反射波も入射方向へ反射される。したがって、スプール２に巻かれた釣糸８表面からの反射波を曲面形状の超音波センサー３１にて確実に捕らえることが可能になり、計測精度が向上する。
【００６５】
この曲面形状の超音波センサー３１は、たとえば容易に曲面形状の超音波センサーを作ることが可能である高分子圧電膜のＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を用いて形成することができる。また、圧電ゴムや曲面形状のセラミックなどを曲面形状の超音波センサーに用いてもよい。このとき、平面状反射板４１は空気の音響インピーダンスと大きく異なる材質なら構わない為、プラスチック等でも十分利用可能である。
【００６６】
以上の実施形態において、校正用ターゲット７は凹曲面反射板４、平面状反射板４１の上部に固定されたが、取り付け位置はこの箇所に限定されることはなく、超音波センサー３から既知の距離、例えば凹曲面反射板４とスプール２の間などに取付けても良い。また、凹曲面反射板４、平面状反射板４１は超音波伝搬経路に４５度の角度をもって配置されたが、反射板との兼ね合いで他の角度で固定しても良い。
【００６７】
また、超音波センサーの取り付け位置は側板１ｂとしたが、取り付け位置はこの箇所に限定されることはなく、魚釣用リール本体の上面パネル部１ｃなどに取付けても良い。
【００６８】
電源は魚釣用リール本体に内蔵型の電池としたが、内蔵型バッテリーや外付型バッテリーなどでもよい。
【００６９】
また、図１に示されるように、表示器５に超音波センサー３または反射器４表面の洗浄を促す警告ランプ５ａが配置されている。超音波センサー３から一定距離に設置された校正用ターゲット７での反射エコー（図７のＲ１）を高速にＡ／Ｄ変換して、ＣＰＵ１９に取り込み平均した値を、所定の一定レベルと比較する。反射エコーが、所定の一定レベルよりも大きい場合には正常状態にあると判定し、所定のレベルよりも下回った場合にはエラーと判定する。
【００７０】
エラーと判定された場合には、超音波センサーの３の表面や反射板７の表面に汚れや水滴が付着しているとして、それらを洗浄するように警告ランプ５ａを点灯する。魚釣リールの使用者は、警告ランプ５ａの点灯を受けて超音波センサーの３の表面や反射板７の表面を洗浄し、正常な状態に復帰させる。
【００７１】
以上の実施の形態では、監視測定するエコーを校正用ターゲット７からのものとしているが、これに限ることなく、超音波センサー３から一定距離をおいている物体からの反射エコーを利用してもよいし、またスプール２に巻かれている釣り糸表面からの反射エコーを用いてもよい。また、反射エコーの判定方法として、Ａ／Ｄ変換することなく、簡単に反射エコー波形を所定のレベルと比較して、下回った場合をエラーと判定しても良い。さらに、警告方法として警告ランプ５ａを点灯することに代えて、ブザーなど音響による警告方法を採ってもよく、また表示と音響の併用による警告としても良い。
【００７２】
【発明の効果】
本願発明によれば、超音波センサーからターゲットである釣糸表面への送信波の伝搬及び釣糸表面から超音波センサーへの反射波の伝搬は、直接伝搬するのではなく、反射板を介して伝搬される。したがって、超音波伝搬スペースを直線的に取る必要がなくなり、残響時間範囲外までの伝搬距離を限られたスペースでも十分にとることができ、振動子の取り付け位置に自由度が増す。
【００７３】
また、残響時間範囲外までの超音波伝搬距離を反射板により十分に確保することができる為、振動子は送受信用別々に用意することなく１個の振動子で送受信することが可能になり、スプールに巻かれている釣糸面と超音波センサー間の距離が短い状況のときでも、反射板を用いることによって超音波伝搬距離の正確な測定が可能になるので、魚釣用リール全体の小型化につながる。
【００７４】
また、超音波センサーから照射された超音波ビームは、回転放物面の一部を切り取った形状のパラボラ型の反射板によって、反射時に位相の一定化が行われるので、超音波伝搬時に超音波ビームが拡散し減衰することが抑制される。よって、エコーレベルが増大するのでスプールに巻かれた釣糸表面からの反射波を超音波センサーにて確実に捕らえることが可能になり、計測精度が向上する。
【００７５】
また、円周面形状の超音波センサーから送信された超音波ビームは、収束されて釣糸表面に照射され、また、釣糸表面からの反射波も入射方向へ反射されるから、スプールに巻かれた釣糸表面からの反射波を曲面形状の超音波センサーにて確実に捕らえることが可能になり、計測精度が向上する。
【００７６】
また、超音波送信波が照射される所定の位置に設けられた校正用ターゲットからの反射波を、超音波センサーで受信することによって、既知の距離からの伝搬時間が測定できるから、超音波の音速を補正するための温度センサーをあらたに追加すること無く、音速補正を行うことができる。
【００７７】
また、反射板上に追加された校正用ターゲットからの反射波を、超音波センサーで受信することによって、既知の距離からの伝搬時間が測定できるから、超音波の音速を補正するための温度センサーをあらたに追加すること無く、音速補正を行うことができる。また、校正用ターゲットを反射板とともに形成できるから、構成がより簡単になる。
【００７８】
また、超音波センサーで得られる受信波形を監視してエコーレベルの低下などが発生した場合には、超音波センサー及び反射板に付着物があると判断し、魚釣用リールに設けた表示器などの警告手段を動作させて、警告する。したがって、この警告にしたがって、超音波センサー及び反射板を洗浄することにより、再び正常な測定が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の魚釣用リールの一実施形態の全体構造図。
【図２】本発明の魚釣用リールの一実施形態の要部の概略斜視図。
【図３】本発明の魚釣用リールの一実施形態の測定原理を説明する図。
【図４】本発明の魚釣用リールの一実施形態の凹曲面反射板の作用を説明する図。
【図５】本発明の魚釣用リールの一実施形態のパラボラ型反射板の作用を説明する図。
【図６】本発明の魚釣用リールの一実施形態の処理部のブロック構成図。
【図７】本発明の魚釣用リールの一実施形態の信号のタイミングチャート。
【図８】本発明の他の実施形態に係る魚釣用リールの超音波センサー及び反射板を示す図。
【符号の説明】
１ リール本体
１ａ、１ｂ 側板
１ｃ パネル部
２ スプール
３ 超音波センサー
３１ 曲面形状の超音波センサー
４ 曲面形状反射板
４´ パラボラ型反射板
４１ 平面形状反射板
５ 表示器
５ａ 警告ランプ
６ａ 回転検出センサー
６ｂ 回転センサー
７ 校正用ターゲット
８ 釣糸
９ ハンドル部
Claims (6)
- 対向配置される側面の間に釣糸を巻くためのスプールを回転可能に支持するとともに、スプールに巻かれている釣糸の厚みを測定する送受信共用の超音波センサーを備えた魚釣用リールにおいて、
前記超音波センサーと前記スプールに巻かれている釣り糸との間の伝搬経路に配置され、前記超音波センサーからの送信波を前記スプールに巻かれている釣り糸に向けて反射し、前記スプールに巻かれている釣り糸からの反射波を前記超音波センサーへ向けて反射するように、回転放物面の一部を切り取った形状のパラボラ型反射板を設け、
前記伝搬経路に、前記送信波の一部を前記超音波センサーに向けて反射するように、且つ前記超音波センサーとの間で多重反射が発生しないように伝搬経路に対して直角から所定角度だけ傾けて配置されている、超音波の音速補正及び異物付着警告のための校正用ターゲットを設けたことを特徴とする、魚釣用リール。 - 前記校正用ターゲットは、前記パラボラ型反射板の一部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の魚釣用リール。
- 前記校正用ターゲットからの反射波の送信からの遅延時間に基づいて超音波の音速補正を行うとともに、同じく前記校正用ターゲットからの反射波のレベルに基づいて前記超音波センサーもしくは校正用ターゲットへの異物の付着を警告することを特徴とする、請求項１または２に記載の魚釣用リール。
- 対向配置される側面の間に釣糸を巻くためのスプールを回転可能に支持するとともに、スプールに巻かれている釣糸の厚みを測定する送受信共用の超音波センサーを備えた魚釣用リールにおいて、
前記超音波センサーと前記スプールに巻かれている釣り糸との間の伝搬経路に配置され、前記超音波センサーからの送信波を前記スプールに巻かれている釣り糸に向けて反射し、前記スプールに巻かれている釣り糸からの反射波を前記超音波センサーへ向けて反射するように、平面状反射板を設け、
前記伝搬経路に、前記送信波の一部を前記超音波センサーに向けて反射するように、且つ前記超音波センサーとの間で多重反射が発生しないように伝搬経路に対して直角から所定角度だけ傾けて配置されている、超音波の音速補正及び異物付着警告のための校正用ターゲットを設けるとともに、
前記超音波センサーの超音波発射面は、前記平面状反射板と前記スプールの中心軸との間の距離と、前記超音波センサーと前記平面状反射板との間の距離との和を、半径とする円周の一部を切り取った形状であることを特徴とする、魚釣用リール。 - 前記校正用ターゲットは、前記平面状反射板の一部に設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の魚釣用リール。
- 前記校正用ターゲットからの反射波の送信からの遅延時間に基づいて超音波の音速補正を行うとともに、同じく前記校正用ターゲットからの反射波のレベルに基づいて前記超音波センサーもしくは校正用ターゲットへの異物の付着を警告することを特徴とする、請求項４または５に記載の魚釣用リール。
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