JP6716891B2 - ソナー装置 - Google Patents
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Description
例えば、小型高速船には喫水下の船首部にソナー装置が設けられ、安全に運行できるようにクジラや流木などのような前方の障害物を探索することが行われ、あるいは、漁船や海洋調査船では船底にソナー装置が設けられ、魚群探知や海底における各種計測が行われている。
ソナー装置は、水中に配置され開口部を有するソナー室形成用の筐体と、開口部を閉塞する音響窓と、ソナー室に配置され音響窓を通して音波の送受信を行う送受波器とを備えている。
音響窓は、音響透過性部材で構成され、音波が透過するように構成されている。
また、筐体の内部は、水あるいは油などの液体で満たされており、送受波器による音波の送受信が効率よく行われるように図られている。
ところで、音響窓と筐体との取り付けは、図6(A)、(B)に示すように、音響窓50に設けられた窓側取り付け部52を、筐体54に設けられた筐体側取り付け部56にボルト58を介して締結することでなされる。
すなわち、窓側取り付け部52に形成されたボルト挿通孔5202にボルト58を挿通し、そのボルト58を筐体側取り付け部56に形成されたねじ孔5602に結合する。
また、窓側取り付け部52の取り付け面5204および筐体側取り付け部56の取り付け面5604との間にOリング60などのシール材を介して取り付けることで、音響窓50と筐体54とが液密となるように組み付けられている。
そして、図6(B)に示すように、ボルト挿通孔5202およびねじ孔5602は、ボルト58の締結が完了し、Oリング60が圧縮された状態でボルト挿通孔5202およびねじ孔5602の軸心が一致するように設計されている。
しかしながら、図6(A)に示すように、ボルト締結作業の途中で、窓側取り付け部52の取り付け面5204と筐体側取り付け部56の取り付け面5604とが離間した状態では、ボルト挿通孔5202およびねじ孔5602の軸心にずれが生じることになる。これは、各取り付け面5204、5604が湾曲状を呈していることによる。
また、窓側取り付け部52の取り付け面5204をなす湾曲面と筐体側取り付け部56の取り付け面5604をなす湾曲面との形状を完全に一致させることは難しく、2つの湾曲面の間隔にばらつきが生じやすいため、シール性の向上を図る上でも改善の余地がある。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであり、その目的は、組立作業性の向上およびシール性の向上を図る上で有利なソナー装置を提供することにある。
また、本発明は、前記窓側取り付け面と前記筐体側取り付け面との間で前記複数のボルトの内側に前記窓側取り付け面の全周に沿って延在するシール部材が配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記シール部材は、前記窓側取り付け面に接合されていることを特徴とする。
そのため、ボルト挿通孔を挿通したボルトの先端をねじ孔に螺合し易く、複数のボルトにより窓側取り付け部を筐体側取り付け部に締結する際の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、窓側取り付け面および筐体側取り付け面がそれぞれ同一平面上に位置しているため、窓側取り付け面と筐体側取り付け面との間隔は、開口部の周囲に沿ってばらつきが生じにくく、シール性の向上を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、シールワッシャを設けることなく音響窓と筐体との間のシール性を確保する上で有利となる。
また、本発明によれば、音響窓の筐体への取り付け作業、取り外し作業の効率を高める上で有利となる。
次に、本実施の形態について図面を参照して説明する。
本実施の形態では、ソナー装置が船舶の船体に搭載される場合について説明する。
図1、図2に示すように、ソナー装置10は、筐体12と、ソナー室14と、音響窓16と、送受波器18とを含んで構成されている。
本実施の形態では、筐体12は水中に位置する船体の外板の部分で構成され、筐体12は水中にソナー室14を形成するためのものである。
筐体12は、鉛直方向に軸心を向けソナー室14の外側に凸の湾曲状の円筒壁部20と、円筒壁部20の上下を閉塞する不図示の上壁および底壁と、円筒壁部20に対向する不図示の背面壁とを含んで構成されている。
すなわち、ソナー室14は、円筒壁部20と、上壁と、底壁と、背面壁とで区画されており、ソナー室14の内部には、水、あるいは、油などの液体が満たされている。
この液体は、送受波器18による音波の送受信を良好に行うために必要な比重を有している。
開口部22の周囲の円筒壁部20の部分には、円筒壁部20の外面である円筒面よりも窪んだ箇所に筐体側取り付け部24が設けられており、筐体側取り付け部24は、開口部22の外側で開口部22の全周に沿って延在する筐体側取り付け面2402を備えている。
筐体側取り付け面2402は、同一面上に位置する平面で形成されており、筐体側取り付け面2402の全周に沿って間隔をおいた複数箇所にねじ孔2404が形成されている。
各ねじ孔2404の軸心2404Xは、筐体側取り付け面2402と直交している。
音響窓16は、窓側取り付け部26と、音響透過性部材28とを備えている。
窓側取り付け部26は、開口部22の周囲の筐体側取り付け部24に取着され、矩形枠状を呈している。
窓側取り付け部26は強度を確保するため、金属材料で構成されている。
音響透過性部材28は、窓側取り付け部26の内側に配置され、音響透過性に優れた材料で形成されている。
このような材料として、ゴムやポリウレタンなどの粘弾性体、プラスチック、繊維強化プラスチック、あるいは、それらから選択された2つ以上の材料を組み合わせた材料など、従来公知の様々な材料が使用可能である。
また、窓側取り付け部26には複数のねじ孔2404に対応して複数の座ぐり孔2604、ボルト挿通孔2606が形成され、各ボルト挿通孔2606の軸心2606Xは、窓側取り付け面2602と直交している。
したがって、筐体12の筐体側取り付け部24の筐体側取り付け面2402に窓側取り付け部26の窓側取り付け面2602が当て付けられ、複数のボルト30がボルト挿通孔2606を挿通してねじ孔2404に結合され、複数のボルト30により窓側取り付け部26が筐体側取り付け部24に締結される。
本実施の形態では、窓側取り付け面2602にその全周に沿って溝部2610が形成され、溝部2610にシール部材32を構成するOリング3202が配置されている。
本実施の形態では、Oリング3202は溝部2610に加硫接着されることで、窓側取り付け部26にOリング3202が接合され、音響窓16の筐体12への取り付け、取り外し時における操作性が高められている。
複数のボルト30により窓側取り付け部26が筐体側取り付け部24に締結されることで、筐体側取り付け面2402に窓側取り付け面2602が当て付けられ、筐体側取り付け面2402と窓側取り付け面2602との間でOリング3202が圧縮されることで音響窓16と筐体12とが液密に組み付けられる。
なお、複数のボルト30により音響窓16が筐体12に取着されたのちは、座ぐり孔2604にポッティング材34が充填される。
送受波器18は、音響窓16を通して物体に対して音波を発射し、その反射波を受信することで船体と物体との位置関係を検出するものである。
したがって、図3(A)、(B)に示すように、複数のボルト30により窓側取り付け部26が筐体側取り付け部24に締結される際に、筐体側取り付け面2402と窓側取り付け面2602とが離間した状態であっても、ボルト挿通孔2606の軸心2606Xおよびねじ孔2404の軸心2404Xが合致し、それらの軸心2606X、2404Xの間にずれが生じない。
そのため、ボルト挿通孔2606を挿通したボルト30の先端をねじ孔2404に螺合し易く、複数のボルト30により窓側取り付け部26を筐体側取り付け部24に締結する際の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、窓側取り付け面2602および筐体側取り付け面2402がそれぞれ同一平面上に位置しているため、窓側取り付け面2602と筐体側取り付け面2402との間隔は、開口部22の周囲に沿ってばらつきが生じにくく、シール性の向上を図る上で有利となる。
したがって、音響窓16と筐体12との間のシール性を確保する上で有利となる。
なお、シール部材32を、窓側取り付け面2602と筐体側取り付け面2402との間で複数のボルト30の外側に窓側取り付け面2602の全周に沿って延在するようにしてもよい。その場合は、シール性を確保するために、ボルト30とボルト挿通孔2606との間にシールワッシャを介在させる必要があるため、本実施の形態のようにすると、シールワッシャを省略できるため、コストダウンを図る上で有利となる。
次に第2の実施の形態について図4、図5を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では、第1の実施の形態と同様の部分、部材については第1の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について重点的に説明する。
第1の実施の形態では、筐体12の開口部22が円筒壁部20に設けられている場合について説明したが、第2の実施の形態では、筐体12の開口部22が球面状の壁部38に設けられている点が第1の実施の形態と異なっている。
すなわち、図4、図5に示すように、筐体12は、水中に位置する船体の外板の部分で構成され、筐体12は、軸心を水平方向に向けた球面状の壁部38と、球面状の壁部38に対向する不図示の背面壁とを含んで構成されている。
そして、ソナー室14は、ソナー室14の外側に凸の球面状の壁部38と、背面壁とで区画されており、ソナー室14の内部には、第1の実施の形態と同様に、水、あるいは、油などの液体が満たされている。
開口部22の周囲の球面状の壁部38の端面部分は筐体側取り付け部40となっており、筐体側取り付け部40は、開口部22の外側で開口部22の全周に沿って延在する環状の筐体側取り付け面4002を有している。
筐体側取り付け面4002は、同一面上に位置する平面で形成されており、筐体側取り付け面4002の全周に沿って間隔をおいた複数箇所にねじ孔4004が形成されている。
各ねじ孔4004の軸心は、筐体側取り付け面4002と直交している。
音響窓16は、窓側取り付け部42と、音響透過性部材28とを備えている。
窓側取り付け部42は、円環状を呈し、開口部22の周囲の筐体側取り付け部40に取着されている。
窓側取り付け部42は、筐体側取り付け面4002に当て付けられる円環状の窓側取り付け面4202を有し、窓側取り付け面4202は同一平面上に位置する平面で形成されている。
したがって、第1の実施の形態と同様に、筐体12の筐体側取り付け部40の筐体側取り付け面4002に窓側取り付け部42の窓側取り付け面4202が当て付けられ、複数のボルト30がボルト挿通孔4206を挿通してねじ孔4004に結合され、複数のボルト30により窓側取り付け部42が筐体側取り付け部40に締結される。
なお、複数のボルト30により音響窓16が筐体12に取着されたのちは、座ぐり孔4204にポッティング材34が充填される。
Oリング3202は溝部2610に加硫接着されることで、窓側取り付け部42にOリング3202が一体的に接合され、音響窓16の筐体12への取り付け、取り外し時における操作性が高められている。
送受波器18は、フレーム36を介してソナー室14に配置されている。
そのため、ボルト挿通孔4206を挿通したボルト30の先端をねじ孔4004に螺合し易く、複数のボルト30により窓側取り付け部42を筐体側取り付け部40に締結する際の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、第1の実施の形態と同様に、窓側取り付け面4202と筐体側取り付け面4002との間で複数のボルト30の内側に窓側取り付け面4202の全周に沿って延在するシール部材32が配置されているので、音響窓16と筐体12との間のシール性を確保する上で有利となる。
12 筐体
14 ソナー室
16 音響窓
18 送受波器
20 円筒壁部
22 開口部
24 筐体側取り付け部
2402 筐体側取り付け面
26 窓側取り付け部
2602 窓側取り付け面
28 音響透過性部材
30 ボルト
32 シール部材
3202 Oリング
38 球面状の壁部
40 筐体側取り付け部
4002 筐体側取り付け面
42 窓側取り付け部
4202 窓側取り付け面
Claims (3)
- 湾曲状の壁部を有し内部にソナー室が形成され水中に配置される筐体と、
前記湾曲状の壁部に設けられた開口部と、
前記開口部の周囲の前記湾曲状の壁部の箇所に設けられた枠状の筐体側取り付け部と、
前記筐体側取り付け部に取着されて前記開口部を閉塞する湾曲状の音響窓と、
前記ソナー室に配置され前記音響窓を通して音波の送受信を行う送波器部とを備え、
前記音響窓は、前記筐体側取り付け部に取着される枠状の窓側取り付け部と、前記窓側取り付け部の内側に配置された音響透過性部材とを有し、
前記筐体側取り付け部の筐体側取り付け面に前記窓側取り付け部の窓側取り付け面が当て付けられ、複数のボルトにより前記窓側取り付け部が前記筐体側取り付け部に締結されるソナー装置であって、
前記壁部と前記音響窓は球面状を呈し、
前記複数のボルトにより前記窓側取り付け部が前記筐体側取り付け部に締結された状態で、前記窓側取り付け部の内面と、前記音響透過性部材の内面と、前記壁部の内面とは、それらの内面に突起部を有さない連続した球面となっていると共に、前記窓側取り付け部の外面と、前記音響透過性部材の外面と、前記壁部の外面とは、それらの外面に突起部を有さない連続した球面となっており、
前記窓側取り付け部に前記ボルトの頭部を収容する座ぐり孔が設けられ、
前記複数のボルトにより前記窓側取り付け部が前記筐体側取り付け部に締結された状態で前記座ぐり孔にポッティング材が充填され、前記座ぐり孔の箇所は前記ポッティング材により前記窓側取り付け部の外面と連続した球面に形成され、
前記窓側取り付け面および前記筐体側取り付け面は、それぞれ同一平面上に位置する平面で形成されている、
ことを特徴とするソナー装置。 - 前記窓側取り付け面と前記筐体側取り付け面との間で前記複数のボルトの内側に前記窓側取り付け面の全周に沿って延在するシール部材が配置されている、
ことを特徴とする請求項1記載のソナー装置。 - 前記シール部材は、前記窓側取り付け面に接合されている、
ことを特徴とする請求項2記載のソナー装置。
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