JPH051695U - 高速艇用フインスタビライザー制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 船体がほぼ直進状態にあるときは通常のフィ
ンスタビライザーと同様に船体の横揺れを軽減できるよ
うにし、船体の旋回時には船体を適切に横傾斜させて釣
り合い旋回を行なえるようにした。 【構成】 船底部において両側に対をなして配設された
水中翼１と翼角調節機構６、船体の横傾斜角センサ２ａ
および船体の横傾斜角速度センサ２ｂからの検出信号
φ，dφ／dtに基づき、翼角調節機構６へ制御信号φ₁を
送る通常制御系７とをそなえ、船体10の旋回時にも、舵
角センサ４からの検出信号φ_Rに基づき船体の旋回時間
Ｔを演算する旋回時間演算器８ａと、旋回半径演算器８
ｂと、旋回半径Ｒと旋回時間Ｔとに基づき船体の横加速
度αを演算する横加速度演算器８ｃと、横加速度αに基
づき旋回時船体横傾斜角θを演算する旋回時船体横傾斜
角演算器８ｄと、旋回時船体横傾斜角演算器８ｄからの
出力信号θと通常制御系７からの制御信号φ₁との差を
演算して水中翼の指令信号演算器９とが設けられてい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、高速艇に用いて好適のフィンスタビライザー装置に関し、特に船体 がほぼ直進状態にあるときは通常のフィンスタビライザーと同様に船体の横揺れ を軽減できるようにしながら、船体の旋回時には船体を適切に横傾斜させて釣り 合い旋回を行なえるようにした高速艇用フィンスタビライザー制御装置に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、水中翼やその翼角の調節機構等から構成された横揺れ軽減用のフィン スタビライザーを有しない高速艇は、旋回時に船体に働く流体力、舵に働く舵力 、遠心力および重力の釣り合いから、ある傾斜角で船体が内傾斜する。この傾斜 角は、遠心力と重力との合成ベクトルが重力となす角度（釣り合い傾斜角）より は小さいが、上記傾斜角自体はかなり大きいので、上記のフィンスタビライザー を有しない高速艇では、乗員はある程度安定した旋回感覚を得ることができる。 一方、従来のフィンスタビライザー付きの高速艇では、船体がほぼ直進状態に あるときは、上記のフィンスタビライザーが通常の横揺れ軽減装置として働き、 傾斜した船体を正立状態へ復原する。すなわち、船底部両側に対をなして配設さ れた水中翼の翼角が、適切な制御系によって船体の横傾斜センサからの検出信号 に基づいて、油圧装置と翼角センサとで構成された翼角調節機構により制御され るようになっている。

【０００３】 そして船体の旋回時にも、上記フィンスタビライザーが作動して船体を正立（ 重力方向に対する傾斜がゼロの状態）させようとするため、船体の傾斜角、すな わち流体力、舵力、遠心力と重力の合成ベクトルが重力ベクトルとなす角度は著 しく小さくなるのである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 ところで、前述のように従来の高速艇用のフィンスタビライザー制御装置は、 船体の旋回時にも船体を直立させるべくフィンスタビライザーの水中翼の翼角の 制御を行なうため、内傾斜を打ち消す方向に上記水中翼の揚力が働いて、本来の 高速艇の特徴であった内傾斜状態で乗員が得られる安定した旋回感覚が損なわれ てしまうという問題点がある。実際には、この場合乗員は遠心力の影響で外向き に投げ出され、踏ん張ったり、物につかまったりする必要が生じて、乗心地を非 常に悪くしてしまう。

【０００５】 本考案は、このような問題点の解決をはかろうとするもので、従来の通常制御 系に加えて船体の旋回時には、舵角信号と船速信号とから旋回時の遠心力による 横加速度を求めるとともに、同横加速度と重力加速度との合成方向と鉛直方向（ 重力加速度の方向）とのなす角を演算して、その角度信号に基づいて船体を所要 の内傾斜状態に傾斜させるように水中翼を制御することにより、乗員が安定した 旋回感覚を得られるようにした、高速艇用フィンスタビライザー制御装置を提供 することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するため、本考案の高速艇用フィンスタビライザー制御装置 は、船底部において両側に対をなして配設された水中翼と、同水中翼の翼角を調 節しうる翼角調節機構と、船体の横傾斜角センサおよび船体の横傾斜角速度セン サからの検出信号に基づき、傾斜した船体を正立状態へ復原しうるように上記翼 角調節機構へ制御信号を送る通常制御系とをそなえ、船体の旋回時にも船体横断 面内において船内搭載物が船体中心線と平行な方向に力を受けるべく、舵角セン サからの検出信号に基づき船体の旋回時間を演算する旋回時間演算器と、船速計 からの検出信号と上記旋回時間演算器からの出力信号とに基づき船体の旋回半径 を演算する旋回半径演算器と、同旋回半径演算器からの出力信号と上記旋回時間 演算器からの出力信号とに基づき船体の横加速度を演算する横加速度演算器と、 同横加速度演算器からの出力信号に基づき旋回時船体横傾斜角を演算する旋回時 船体横傾斜角演算器と、同旋回時船体横傾斜角演算器からの出力信号と上記通常 制御系からの制御信号との差を演算して上記水中翼の翼角調節機構へ指令信号を 出力する指令信号演算器とが設けられたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】

上述の本考案の高速艇用フィンスタビライザー制御装置では、船底部の両側に 対をなして配設された水中翼の翼角調節機構に、舵角信号と船速信号とから演算 された旋回時船体横傾斜角信号に基づいて指令信号を送ることにより、船体の旋 回時に、船体横断面内において船内搭載物が船体中心線と平行な方向に力を受け るように、船体を所要の内傾斜状態に傾斜させる作用が行なわれる。

【０００８】

【実施例】

以下、図面により本考案の一実施例としての高速艇用フィンスタビライザー制 御装置について説明すると、図１はそのシステム構成図、図２は図１の各パラメ ータの関係を示す説明図、図３は旋回時船体横傾斜角を示す説明図である。

【０００９】 図１〜３に示すように、本実施例では、船体10の底部両側に水中翼１が対をな して配設されるとともに、水中翼１の翼角を調節する機構としての油圧駆動装置 ６が設けられている。

【００１０】 そして本高速艇用フィンスタビライザー制御装置５では、横傾斜角(φ)センサ ２ａおよび横傾斜角速度（dφ／dt）センサ２ｂからの検出信号φ、dφ／dｔに 基づき、傾斜した船体を正立状態へ復原しうるように油圧駆動装置６へ制御信号 φ₁を送る通常制御系として減揺演算回路７がそなえられている。さらに、本制 御装置５では舵角センサ４からの検出信号φ_Rに基づき船体の旋回時間Ｔを演算 する旋回時間演算器８ａと、船速計３からの検出信号ｖと旋回時間Ｔとにより船 体の旋回半径Ｒを演算する旋回半径演算器８ｂと、旋回半径Ｒと旋回時間Ｔとに より船体の横加速度αを演算する横加速度演算器８ｃと、横加速度αに基づき旋 回時船体横傾斜角θを演算する旋回時船体横傾斜角演算器８ｄとで構成された旋 回時演算系８が設けられている。

【００１１】 また旋回時船体横傾斜角演算器８ｄからの出力信号（旋回時船体横傾斜角）θ と減揺演算回路７からの制御信号φ₁との差θ₁を演算して水中翼１の油圧駆動装 置６へ指令信号θ₁を出力する指令信号演算器９も設けられている。

【００１２】 なお、それぞれの演算器８ａ〜８ｄ，９では次のような演算が行なわれる。

【００１３】 旋回時間演算器８ａ：Ｔ＝ａ／φ_R（ａは船型等から決まる定数） 旋回半径演算器８ｂ：Ｒ＝ｖ・Ｔ／２π （π：円周率） 横加速度演算器８ｃ：α＝Ｒ・（２π／Ｔ)² 旋回時船体横傾斜角演算器８ｄ：θ＝tan^-1（α／g） ≒α／g（α≪g） （g：重力加速度） 指令信号演算器９：θ₁＝φ₁−θ 以上のような構成により、本実施例では、指令信号演算器９から出力される指 令信号θ₁に基づいて翼角調節機構としての油圧駆動装置６により水中翼１を制 御して、船体の旋回時には、船体を横傾斜角度θで内傾斜状態に傾斜させる作用 が行なわれる。

【００１４】 これにより、乗船者は船体横断面内において船体中心線と平行な方向に力を受 けるのみで、横加速度は感じないため、乗心地は大幅に改善される。また、旋回 中にも通常航行時と同様に減揺を行なうことができるという利点も得られる。

【００１５】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案の高速艇用フィンスタビライザー制御装置によれ ば、従来から装備されている舵角センサや船速計からの出力信号に基づいて旋回 時の制御を行なうという簡便な手段で、次のような効果ないし利点が得られる。 (1) 乗船者が旋回時の横加速度を感じなくなるので、乗心地が改善される。 (2) 旋回中も直進時と同様に減揺制御を行なうことができる。 (3) 一般のフィンスタビライザーに比べてもコストはあまりアップさせることな く、旋回時制御系が設けられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての高速艇用フィンスタ
ビライザー制御装置を示すシステム構成図である。

【図２】図１の各パラメータの関係を示す説明図であ
る。

【図３】図１の旋回時船体横傾斜角θを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 水中翼 ２ａ 横傾斜角センサ ２ｂ 横傾斜角速度センサ ３ 船速計 ４ 舵角センサ ５ 高速艇用フィンスタビライザー制御装置 ６ 油圧駆動装置（翼角調節機構） ７ 減揺演算回路７（通常制御系） ８ 旋回時演算系 ８ａ 旋回時間演算器 ８ｂ 旋回半径演算器 ８ｃ 横加速度演算器 ８ｄ 旋回時船体横傾斜角演算器 ９ 指令信号演算器 10 船体 11 舵 φ 横傾斜角 dφ／dt 横傾斜角速度 φ_R 舵角 ｖ 船速 φ₁ 制御信号 Ｔ 旋回時間 Ｒ 旋回半径 α 横加速度 θ 旋回時船体横傾斜角 θ₁ 指令信号 ｇ 重力加速度

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 船底部において両側に対をなして配設さ
   れた水中翼と、同水中翼の翼角を調節しうる翼角調節機
   構と、船体の横傾斜角センサおよび船体の横傾斜角速度
   センサからの検出信号に基づき、傾斜した船体を正立状
   態へ復原しうるように上記翼角調節機構へ制御信号を送
   る通常制御系とをそなえ、船体の旋回時にも船体横断面
   内において船内搭載物が船体中心線と平行な方向に力を
   受けるべく、舵角センサからの検出信号に基づき船体の
   旋回時間を演算する旋回時間演算器と、船速計からの検
   出信号と上記旋回時間演算器からの出力信号とに基づき
   船体の旋回半径を演算する旋回半径演算器と、同旋回半
   径演算器からの出力信号と上記旋回時間演算器からの出
   力信号とに基づき船体の横加速度を演算する横加速度演
   算器と、同横加速度演算器からの出力信号に基づき旋回
   時船体横傾斜角を演算する旋回時船体横傾斜角演算器
   と、同旋回時船体横傾斜角演算器からの出力信号と上記
   通常制御系からの制御信号との差を演算して上記水中翼
   の翼角調節機構へ指令信号を出力する指令信号演算器と
   が設けられたことを特徴とする、高速艇用フィンスタビ
   ライザー制御装置。