JPH0623519Y2 - 舶用フィンスタビライザ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、船体の動揺を軽減するための舶用フィンスタ
ビライザに関し、特にキャビティ崩壊音等による騒音を
防止できるようにした、舶用フィンスタビライザに関す
る。

〔従来の技術〕

従来の舶用フィンスタビライザにおいては、第４図に示
すように構成して、フィン１１のフィン角のフィードバ
ック制御が行なわれている。すなわち、風波（第４図中
の矢印１３）による船体１の動揺を、ジャイロスコープ
などの船体動揺検出器２で動揺角，動揺角速度、動揺角
加速度として検出し、これらの検出信号が制御パラメー
タとして演算回路３へ送られる。この演算回路３では、
制御パラメータをもとに、船体１の動揺を軽減するよう
に所要のフィン角を計算し、これを指令フィン角信号と
して制御ゲインアンプ５′に出力する。

制御ゲインアンプ５′は、激しい波で船体１が大きく動
揺する場合や低船速でフィン揚力が不足する場合に、フ
ィン揚力を増加させるように、演算回路３で算出された
指令フィン角信号を修正・増幅する機能をもち、フィン
角の上限、すなわち最大フィン角を定めるとともに、最
終的な最適指令フィン角信号を決定する。

そして、この制御ゲインアンプ５′から電磁式油圧制御
弁９に入力される最適指令フィン角信号は、この油圧制
御弁９において油圧信号に変換され、同油圧制御弁９に
より油圧ポンプ８から吐出される圧油の方向を制御して
油圧シリンダ１０の往復作動を制御し、フィン１１を駆
動して、そのフィン角を制御する。

このとき、フィン角を最適指令フィン角に一致させるた
めに、実フィン角検出器１２がそなえられ、この実フィ
ン角検出器１２により検出されるフィン角がフィードバ
ックされるようになっており、これによりフィン角フィ
ードバック系が構成される。

したがって、フィン１１は、最適指令フィン角となるよ
うに確実に駆動制御され、その最適指令フィン角におい
て揚力を発生して船体１を安定させることができる。

なお、第４図中の符号７は油圧ポンプ８を駆動するモー
タを示している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述のような従来の舶用フィンスタビラ
イザでは、激しい波浪状態や低船速航行時などに高揚力
が必要となり、最適指令フィン角が、第６図（フィン角
度αとフィン１１の揚力系数Ｃ_１との関係を示すグラ
フ）に示すように、フィン角度α_１から最大フィン角度
αmaxの領域Ｐの値まで大きくなると、第５図に示すよ
うに、フィン１１の前縁付近からキャビティ１４が発生
し、フィン１１の後縁付近で同キャビティ１４が崩壊
（第５図に符号１５で示す）する。

このようなキャビティ１４の崩壊が生じると、これと同
時に、キャビテーション音が発生し騒音となるばかりで
なく、フィン１１の表面に作用する衝撃圧のためフィン
１１の後縁近傍にキャビテーション・エロージョンが発
生するという問題点がある。

なお、第５図中の符号１６はフィン１１に対する水の流
れ方向を示す矢印である。

本考案は、上述の問題点の解決をはかろうとするもの
で、常時は船体の動揺を十分に抑制できるようにしなが
ら、必要に応じフィンにおけるキャビティの発生を抑制
して、同キャビティの崩壊による騒音とエロージョンと
を防止できるようにした、舶用フィンスタビライザを提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本考案の舶用フィンスタビライザは、船体の
動揺を軽減すべく、油圧式アクチュエータを介してフィ
ン角を調整できるように船体に装着されたフィンと、上
記アクチュエータへ供給される作動油を制御するための
電磁式油圧制御弁と、船体動揺検出器からの検出信号に
基づき所要のフィン角を演算する演算回路と、同演算回
路からの出力信号を増幅する制御ゲインアンプ系と、上
記フィンの実フィン角検出器からの検出信号と上記制御
ゲインアンプ系からの指令フィン角信号との差に応じて
上記電磁式油圧制御弁の制御を行なうフィン角フィード
バック系とをそなえ、上記制御ゲインアンプ系が、上記
フィンにおけるキャビテーションの発生防止よりも船体
の動揺の抑制を優先させて上記指令フィン角信号を発信
する通常制御ゲインアンプと、同アンプよりも増幅率を
低くして上記フィンにおけるキャビテーションの発生を
抑制すべく、フィン角と揚力係数との比例域におけるフ
ィン角最大値を上限としうるように上記指令フィン角制
御信号を発信する静粛制御ゲインアンプとを含むととも
に、上記の通常制御ゲインアンプと静粛制御ゲインアン
プとの切換えを行なう切換スイッチを構成されたことを
特徴としている。

〔作用〕

上述の本考案の舶用フィンスタビライザでは、制御ゲイ
ンアンプ系において、切換スイッチを用い、フィンによ
り高揚力を得て十分に船体の動揺を抑制したい場合には
通常制御ゲインアンプに切換える一方、キャビティの発
生を抑制し騒音を抑えたい場合には、静粛制御ゲインア
ンプに切換え、同静粛制御ゲインアンプにおいて、演算
回路からの出力信号を上記通常制御ゲインアンプよりも
低い増幅率で増幅し、フィン角と揚力係数との比例域に
おける最大値を上限として指令フィン角信号を電磁式油
圧制御弁へ出力する。

〔実施例〕

以下、図面により本考案の一実施例としての舶用フィン
スタビライザについて説明すると、第１図はその構成を
示す模式的なブロック線図、第２図はその通常制御ゲイ
ンアンプの使用時における船体動揺角の推移を示すグラ
フ、第３図はその静粛制御ゲインアンプの使用時におけ
る船体動揺角の推移を示すグラフである。

第１図に示すように、船体１には、フィン１１が油圧式
アクチュエータとしての油圧シリンダ１０を介してフィ
ン角を調整できるように装着されており、油圧シリンダ
１０は同油圧シリンダ１０へ供給される作動油を制御す
るための電磁式油圧制御弁９を介して、モータ７で駆動
される油圧ポンプ８に接続されている。

そして、船体１内には、船体１の動揺を動揺角，動揺角
速度，動揺角加速度として検出するジャイロスコープな
どの船体動揺検出器２と、同船体動揺検出器２からの検
出信号に基づき所要のフィン角を演算する演算回路３
と、フィン１１のフィン角を検出する実フィン角検出器
１２とがそなえられている。

さらに、船体１内には、演算回路３からの出力信号を増
幅する制御ゲインアンプ系Ａと、フィン１１の実フィン
角検出器１２からの検出信号と制御ゲインアンプ系Ａか
らの指令フィン角信号との差に応じて電磁式油圧制御弁
９の制御を行なうフィン角フィードバック系Ｆとがそな
えられている。

一方、制御ゲインアンプ系Ａは、演算回路３とフィン角
フィードバック系Ｆとの間に並列的に介装された通常制
御ゲインアンプ５と、この通常制御ゲインアンプ５より
も増幅率の低い静粛制御ゲインアンプ６とを含むととも
に、これらの通常制御ゲインアンプ５と静粛制御ゲイン
アンプ６との切換えを行なう切換スイッチ４を含んで構
成されている。そして、静粛制御ゲインアップ６は、後
述のように、フィン角と揚力係数との比例域における最
大値α_１（第６図参照）をフィン角の上限として、指令
フィン角制御信号を発信しうるように構成されている。

本考案の舶用フィンスタビライザは上述のごとく構成さ
れているので、風波（第１図中の矢印１３）による船体
１の動揺が、ジャイロスコープなどの船体動揺検出器２
で、動揺角，動揺角速度，動揺角加速度として検出さ
れ、こけらの検出信号が制御パラメータとして演算回路
３へ送られる。

そして、この演算回路３では、制御パラメータをもと
に、船体１の動揺を軽減するように、所要のフィン角を
計算し、これを制御ゲインアンプ系Ａに出力する。

制御ゲインアンプ系Ａは、激しい波浪で船体１が大きく
動揺する場合や低船速でフィン揚力が不足する場合に、
フィン揚力を増加させるように、演算回路３で算出され
た指令フィン角信号を修正・増幅する機能をもち、フィ
ン角の上限、すなわち最大フィン角を定めるとともに、
最終的な最適指令フィン角信号を決定する。

そして、この制御ゲインアンプ系Ａから電磁式油圧制御
弁９に入力される最適指令フィン角信号は、この油圧制
御系９において油圧信号に変換され、同油圧制御弁９に
より油圧ポンプ８から吐出される圧油の方向を制御して
油圧シリンダ１０の往復作動を制御し、フィン１１を駆
動してそのフィン角を制御する。

このとき、フィン角を最適指令フィン角に一致させるた
めに、フィン角フィードバック系Ｆにおいて、実フィン
角検出器１２により検出されるフィン角が、フィードバ
ックされ、これにより、フィン１１は、最適指令フィン
角となるように確実に駆動制御され、その最適指令フィ
ン角において揚力を発生して船体１を安定させることが
できる。

ところで、制御ゲインアンプ系Ａには、前述のように通
常制御ゲインアンプ５と静粛制御ゲインアンプ６との２
種類があり、通常制御ゲインアンプ５は、フィン１１に
おけるキャビテーションの発生防止よりも船体の動揺の
抑制を優先させて指令フィン角制御信号を発信するため
のものであるのに対し、静粛制御ゲインアンプ６は通常
制御ゲインアンプ５よりも増幅率を低くしてフィン１１
におけるキャビテーションの発生を防止しうるように指
令フィン角制御信号を発信するためのものであって、両
者の選択は切換スイッチ４で行なう。そして、通常制御
ゲインアンプ５を用いると、フィン１１、最大フィン角
αmax（第６図参照）まで回転駆動されるが、静粛制御
ゲインアンプ６を用いる場合には、極力船体動揺の軽減
をはかりながらキャビテーションの発生を防止するた
め、フィン角が、フィン角と揚力係数との比例域での最
大フィン角α_１（第６図参照）までに抑えられ同フィン
角α_１が上限となる。すなわち、本実施例では、静粛制
御ゲインアンプ６における増幅率は通常制御ゲインアン
プ５における増幅率の約半分となっている。

したがって、第２図に示すように、通常制御ゲインアン
プ５を用いた場合には、フィン角を十分大きくすること
ができるので、船体１の安定化作用が極めてすぐれてい
る。

これに対し、第３図に示すように、必要に応じて静粛制
御ゲインアンプ６を用いた場合には、フィン角は、通常
制御ゲインアンプ５ほどの船体１の安定化作用を得られ
ないものの、フィン角と揚力係数との比例域における最
大値α_１まで適用されるので、船体動揺はかなり軽減さ
れる。特に、この静粛制御ゲインアンプ６を用いた場合
には、フィン１１の水の流れに対する迎角が抑えられる
ため、キャビティの発生が抑制されるようになり、従来
生じていたキャビティの崩壊による騒音およびエロージ
ョンが防止される利点がある。

このように、本実施例の舶用フィンスタビライザでは、
航行中にキャビテーション音やキャビテーション・エロ
ージョンを低減させたい場合、切換スイッチ４を用いる
簡便な操作で、制御ゲインアンプ系Ａにおいて、静粛制
御ゲインアンプ６を選択することによって、キャビティ
の発生を抑制することができ、防音効果が得られるとと
もに、フィン１１におけるエロージョンを防止すること
もできる。

〔考案の効果〕

以上詳述したように、本考案の舶用フィンスタビライザ
によれば、常時は通常制御ゲインアンプを用いることに
より船体の動揺を十分に軽減できるとともに、必要に応
じ切換スイッチによる簡便な操作で静粛制御ゲインアン
プに切換えることができ、この静粛制御ゲインアンプを
用いることにより、フィン角をフィン角と揚力係数との
比例域における最大値まで制御して船体の動揺をかなり
の程度まで抑制しながら、フィンにおけるキャビティの
発生を抑えて、キャビテーション音やキャビテーション
・エロージョンの発生を十分に防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本考案の一実施例としての舶用フィンスタ
ビライザを示すもので、第１図はその構成を示す模式的
なブロック線図、第２図はその通常制御ゲインアンプの
使用時における船体動揺角の推移を示すグラフ、第３図
はその静粛制御ゲインアンプの使用時における船体動揺
角の推移を示すグラフであり、第４〜６図は従来の舶用
フィンスタビライザを示すもので、第４図はその構成を
示す模式的なブロック線図、第５図はそのフィンにおけ
るキャビティの発生および崩壊の状態を示す模式的な断
面図、第６図はそのフィンにおけるフィン角度と揚力係
数との関係を示すグラフである。 １……船体、２……船体動揺検出器、３……演算回路、
４……切換スイッチ、５……通常制御ゲインアンプ、６
……静粛制御ゲインアンプ、７……モータ、８……油圧
ポンプ、９……電磁式油圧制御弁、１０……油圧式アク
チュエータとしての油圧シリンダ、１１……フィン、１
２……実フィン角検出器、１３……風波、Ａ……制御ゲ
インアンプ系、Ｆ……フィン角フィードバック系。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】船体の動揺を軽減すべく、油圧式アクチュ
   エータを介してフィン角を調整できるように船体に装着
   されたフィンと、上記アクチュエータへ供給される作動
   油を制御するための電磁式油圧制御弁と、船体動揺検出
   器からの検出信号に基づき所要のフィン角を演算する演
   算回路と、同演算回路からの出力信号を増幅する制御ゲ
   インアンプ系と、上記フィンの実フィン角検出器からの
   検出信号と上記制御ゲインアンプ系からの指令フィン角
   信号との差に応じて上記電磁式油圧制御弁の制御を行な
   うフィン角フィードバック系とをそなえ、上記制御ゲイ
   ンアンプ系が、上記フィンにおけるキャビテーションの
   発生防止よりも船体の動揺の抑制を優先させて上記指令
   フィン角信号を発信する通常制御ゲインアンプと、同ア
   ンプよりも増幅率を低くして上記フィンにおけるキャビ
   テーションの発生を抑制すべく、フィン角と揚力係数と
   の比例域におけるフィン角最大値を上限としうるように
   上記指令フィン角制御信号を発信する静粛制御ゲインア
   ンプとを含むとともに、上記の通常制御ゲインアンプと
   静粛制御ゲインアンプとの切換えを行なう切換スイッチ
   を含んで構成されたことを特徴とする、舶用フィンスタ
   ビライザ。