JPH10119885A

JPH10119885A - 船体横傾斜防止装置

Info

Publication number: JPH10119885A
Application number: JP27212096A
Authority: JP
Inventors: Koji Tanida; 宏次谷田; Takeshi Ishiguro; 剛石黒; Takashi Manabe; 敬真鍋; Shigeki Nishiyama; 茂樹西山
Original assignee: MIKADO PROPELLER KK; Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: MIKADO PROPELLER KK; IHI Corp
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 1998-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】スクリューの回転の反力による船体の横傾斜
を防止し、船体を水平に保持させ得るようにする。【解決手段】船体４におけるスクリュー５の回転反力
により上方に向け傾動する側となる片舷部分７に、幅方
向移動機構８を介して船体４の幅方向９へ移動可能に付
加重錘１０を設けるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船体横傾斜防止装
置に関するものである。より詳しくは、スクリューの回
転の反力による船体の横傾斜を防止し、船体を水平に保
持させ得るようにした船体横傾斜防止装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】クルーザーや漁船などの小型船舶の分野
では、近年、高馬力化、高速化が進んでおり、その影響
で船体に比べて相対的に大型のスクリューが採用される
傾向にある。

【０００３】そのため、図７に示すように、船舶の高速
走行時に、スクリュー１の回転の反力が大きくなり、上
記反力によって、船体２が大きくスクリュー１の回転方
向３と逆の方向へ横傾斜するような事態が生じている。

【０００４】上記スクリュー１の回転の反力による船体
２の横傾斜は、角度にして７度から１０度にも及ぶ場合
がある。

【０００５】しかるに、上記大型のスクリュー１を採用
した船舶では、スクリュー１の回転の反力による船体２
の横傾斜を防止し、船体２を水平に保持させるための手
段がなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、スクリュ
ー１の回転の反力による船体２の横傾斜を防止し、船体
２を水平に保持させるための手段がなかったので、船舶
を高馬力化や高速化する場合の障害となっていた。

【０００７】本発明は、上述の実情に鑑み、スクリュー
の回転の反力による船体の横傾斜を防止し、船体を水平
に保持させ得るようにした船体横傾斜防止装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では以下の手段を用いた。

【０００９】即ち、本発明は、船体４におけるスクリュ
ー５の回転反力により上方に向け傾動する側となる片舷
部分７に、幅方向移動機構８を介して船体４の幅方向９
へ移動可能に付加重錘１０を設けたことを特徴とする船
体横傾斜防止装置にかかるものである。

【００１０】この場合において、幅方向移動機構８が手
動で操作されるようにしても良い。

【００１１】又、幅方向移動機構８が駆動装置１８，３
２によって駆動されるようにしても良い。

【００１２】更に、駆動装置１８，３２が、船体４の横
傾斜角度を検出する横傾斜量検出器１９からの横傾斜角
度信号２０を入力して、付加重錘１０の移動量を計算
し、得られた付加重錘移動量調整信号２１を前記駆動装
置１８，３２へ送る演算制御装置２３によって制御され
るようにしても良い。

【００１３】加えて、船体４の左右の底部にそれぞれス
タビライザフィン２５，２６を突設させ、スタビライザ
フィン２５，２６を、船体４が持上がる側では下向きに
配置させ、船体４が沈み込む側では上向きに配置させる
ようにしても良い。

【００１４】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１５】スクリュー５を回転させることにより、推
力が発生され、船体４は前進する。

【００１６】そして、高馬力化や高速化のため、船体４
に比べて相対的に大型のスクリュー５を採用している場
合、スクリュー５の回転の反力が大きくなるので、高速
走行時に、スクリュー５の回転の反力によって、船体４
が大きくスクリュー５の回転方向６と逆の方向へ横傾斜
することとなる。

【００１７】そこで、本発明では、船体４の中央に位置
させておいた付加重錘１０を、横傾斜で持上がった側の
舷方向へ横移動させることにより、船体４に横傾斜とは
反対方向へ向かう回転モーメントを発生させて、船体４
の横傾斜を防止させ、船体２を水平に保持させるように
する。

【００１８】付加重錘１０の移動は、幅方向移動機構８
を、手動で操作して行わせても良い。

【００１９】或いは、幅方向移動機構８を、モータなど
の駆動装置１８で駆動させるようにしても良い。

【００２０】この際、横傾斜量検出器１９によって船体
４の横傾斜を検出させ、横傾斜量検出器１９が検出した
横傾斜角度信号２０を演算制御装置２３へ送り、演算制
御装置２３で付加重錘１０の移動量を計算し、得られた
付加重錘移動量調整信号２１を基に前記駆動装置１８を
駆動させるようにすることにより、付加重錘１０の移動
を自動制御させても良い。

【００２１】更に、船体４の左右の底部からそれぞれス
タビライザフィン２５，２６を突設させ、スタビライザ
フィン２５，２６を、船体４が持上がる側では下向きに
配置して船体４が沈む方向の力を発生させ、船体４が沈
み込む側では上向きに配置して船体４が持上がる方向の
力を発生させるようにすることにより、船体４が水平と
なるように付勢し、付加重錘１０による効果を補助させ
るようにしても良い。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００２３】図１〜図３は、本発明の第一の実施の形態
である。

【００２４】図中、４は船体、５は船体４の尾部に回転
可能に取付けられたスクリュー、６はスクリュー５の回
転方向である。

【００２５】本発明では、船体４におけるスクリュー５
の回転反力により上方に向け傾動する側となる片舷部分
７（図ではスクリュー５が時計回りとなっているので、
右舷となっているが、スクリュー５が反時計回りとなる
場合、左舷となるのは言うまでもない）に、幅方向移動
機構８を介して船体４の幅方向９へ移動可能に、付加重
錘１０を設ける。

【００２６】付加重錘１０の設置位置は、船体４の上甲
板や船底部や居住区ルーフ上など任意の位置で良いが、
船体４の前半部１１よりは後半部１２に設置するのが好
ましい。

【００２７】そして、前記幅方向移動機構８を、例え
ば、図１に示すように、付加重錘１０を船体４の幅方向
９へ案内するガイド１３と、付加重錘１０の前記幅方向
９への移動量を規制するための一対のストッパ１４，１
５と、一対のストッパ１４，１５間に回転自在に枢支さ
れた船体４の幅方向９へ延びるボールネジ１６と、付加
重錘１０に形成された前記ボールネジ１６に対して螺着
可能なネジ孔１７とで構成する。

【００２８】そして、ボールネジ１６は、図示しないハ
ンドルによって手動で回転させるようにしても良いが、
好ましくは、図１に示すように、ボールネジ１６にモー
タなどの駆動装置１８を接続するようにする。

【００２９】更に、スクリュー５の回転数を検出する回
転数計１９などの横傾斜量検出器からのスクリュー回転
数信号２０などの横傾斜角度信号を入力して、付加重錘
１０の移動量を計算し、得られた付加重錘移動量調整信
号２１を前記駆動装置１８の電源系統２２へ送る演算制
御装置２３を設けるようにしても良い。

【００３０】尚、図中、２４は電源系統２２から駆動装
置１８へ送られる制御電力である。

【００３１】更に、補助的に、船体４の左右の底部にそ
れぞれスタビライザフィン２５，２６を突設させ、スタ
ビライザフィン２５，２６を、図２に示すように、船体
４が持上がる側では下向き（スタビライザフィン２５）
に配置させ、図３に示すように、船体４が沈み込む側で
は上向き（スタビライザフィン２６）に配置させるよう
にしても良い。

【００３２】尚、スタビライザフィン２５，２６の上向
きや下向きの角度は、固定としても、図示しない角度調
整機構によって変更可能としても良い。スタビライザフ
ィン２５，２６の角度を可変とする際には、更に、スタ
ビライザフィン２５，２６の上向きや下向きの角度を演
算制御装置２３からの角度調整信号によって変更可能と
なるようにしても良い。

【００３３】次に、作動について説明する。

【００３４】図示しないエンジンを駆動してスクリュー
５を回転させることにより、推力が発生され、船体４は
前進する。

【００３５】そして、高馬力化や高速化のため、船体４
に比べて相対的に大型のスクリュー５を採用している場
合、スクリュー５の回転の反力が大きくなるので、高速
走行時に、スクリュー５の回転の反力により、船体４が
大きくスクリュー５の回転方向６と逆の方向へ横傾斜す
ることとなる。

【００３６】そこで、本発明では、付加重錘１０を、船
体４の中央から持上がった側の舷方向へ横移動させるこ
とにより、船体４に横傾斜とは反対方向へ向かう回転モ
ーメントを発生させて、船体４の横傾斜を防止させ、船
体２を水平に保持させるようにする。

【００３７】付加重錘１０の移動は、幅方向移動機構８
を構成するボールネジ１６を、図示しないハンドルによ
って手動で回転させるようにして行わせても良い。

【００３８】或いは、幅方向移動機構８を構成するボー
ルネジ１６を、モータなどの駆動装置１８で回転駆動さ
せるようにしても良い。

【００３９】この際、回転数計１９など横傾斜量検出器
によってスクリュー５の回転数を検出させ、回転数計１
９が検出したスクリュー回転数信号２０などの横傾斜角
度信号を演算制御装置２３へ送り、演算制御装置２３で
付加重錘１０の移動量を計算し、得られた付加重錘移動
量調整信号２１を前記駆動装置１８の電源系統２２へ送
って、電源系統２２から駆動装置１８へ制御電力２４を
送らせるようにすることにより、付加重錘１０の移動を
自動制御させても良い。

【００４０】尚、上記船体２を水平に保持させるための
付加重錘１０の移動量は、付加重錘１０の移動によって
生じる船体４の回転モーメントと、横傾斜された船体４
に作用する復元力との和が、スクリュー５の回転の反力
とつり合うという式を立てれば、計算で簡単に求めるこ
とができる。

【００４１】具体的な計算式は、以下のようになる。

【００４２】先ず、付加重錘１０の移動によって生じる
船体４の回転モーメントは、付加重錘１０の質量をｍ、
重力加速度をｇ、付加重錘１０の移動距離をｌ、船体４
の傾斜角をθとすると、ｍｇｌｃｏｓθとなる。

【００４３】次に、横傾斜された船体４に作用する復元
力は、船体４の重量をＷ、船体４の回転中心（重心）Ｇ
とメタセンタＭとの間の距離をＬとすると、Ｗ・Ｌ・ｓ
ｉｎθとなる。尚、ここで、船体４のメタセンタとは、
船体４が横傾斜された時に船体４の浮心が描く曲線の曲
率中心のことである。

【００４４】更に、スクリュー５の回転の反力は、トル
ク定数をＫ、海水の粘度をρ、スクリュー５の回転数を
ｎ、スクリュー５の直径をＤとすると、Ｋ・ρ・ｎ²・
Ｄ⁵となる。

【００４５】そこで、ｍｇｌｃｏｓθ＋Ｗ・Ｌ・ｓｉｎ
θ＝Ｋ・ρ・ｎ²・Ｄ⁵の等式が成立する。

【００４６】ここで、付加重錘１０がない場合を考える
と、付加重錘１０の質量ｍと、付加重錘１０の移動距離
ｌが、ｍ＝ｌ＝０となるので、付加重錘１０がない場合
の船体４の傾斜角θ₀は、θ₀＝ｓｉｎ^-1（Ｋ・ρ・ｎ²
・Ｄ⁵）／（Ｗ・Ｌ）となる。

【００４７】そして、上記より、装置作動時に船体４の
傾斜角θを０とするために必要な付加重錘１０の移動距
離ｌは、θに０を代入して、ｌ＝（Ｋ・ρ・ｎ²・Ｄ⁵）
／ｍｇとなり、この式から付加重錘１０の移動距離ｌが
算出できる。

【００４８】又、スクリュー５の回転数以外にも、船体
４の傾斜角度や、船体４の速度を検知して付加重錘１０
の移動量を求めるようにすることも十分可能ではある
が、この場合には、船体４が旋回航行する時に生じる傾
斜の分を補正する必要が出てくるため、このような補正
のいらないスクリュー５の回転数によって制御するよう
にするのが最も単純で且つ便宜が良い。

【００４９】尚、付加重錘１０の設置位置を、船体４の
前半部１１よりも後半部１２に設置するのが好ましい理
由は、付加重錘１０を船体４の前半部１１に設けると、
船体４の前半部１１がその分だけ沈み込み易くなり、航
行時の抵抗が増えるおそれがあるからである。

【００５０】更に、船体４の左右の底部からそれぞれス
タビライザフィン２５，２６を突設させ、スタビライザ
フィン２５，２６を、図２に示すように、船体４が持上
がる側では下向き（スタビライザフィン２５）に配置し
て沈む方向の力を発生させ、図３に示すように、船体４
が沈み込む側では上向き（スタビライザフィン２６）に
配置して持上がる方向の力を発生させるようにすること
により、船体４が水平となるように付勢させ、付加重錘
１０による効果を補助させるようにしても良い。

【００５１】尚、スタビライザフィン２５，２６の上向
きや下向きの角度は、固定としても、図示しない角度調
整機構によって変更可能としても良い。スタビライザフ
ィン２５，２６の角度を可変とする際には、更に、スタ
ビライザフィン２５，２６の上向きや下向きの角度は演
算制御装置２３からの角度調整信号によって変更可能と
なるようにしても良い。

【００５２】図４は、本発明の第二の実施の形態であ
り、幅方向移動機構８をラック２７とピニオン２８によ
って構成し、ピニオン２８を回転することによりラック
２７を介して付加重錘１０を幅方向９へ移動させ得るよ
うにしたものである。

【００５３】上記以外については、前記実施の形態と同
様の構成を備えており、同様の作用・効果を得ることが
できる。

【００５４】尚、本実施の形態では、幅方向移動機構８
のピニオン２８を手動で操作したり、ピニオン２８を駆
動装置１８を使って駆動させたり、演算制御装置２３で
駆動装置１８を自動制御させたりすることや、スタビラ
イザフィン２５，２６によって付加重錘１０の機能を補
助させたりすることも可能であることは勿論である。

【００５５】図５は、本発明の第三の実施の形態であ
り、幅方向移動機構８をタイミングベルト２９と一対の
タイミングギヤ３０，３１によって構成し、タイミング
ベルト２９を移動させることにより付加重錘１０を幅方
向９へ移動させ得るようにしたものである。

【００５６】上記以外については、前記実施の形態と同
様の構成を備えており、同様の作用・効果を得ることが
できる。

【００５７】尚、本実施の形態では、幅方向移動機構８
のタイミングギヤ３１を手動で操作したり、タイミング
ギヤ３１を駆動装置１８を使って駆動させたり、演算制
御装置２３で駆動装置１８を自動制御させたりすること
や、スタビライザフィン２５，２６によって付加重錘１
０の機能を補助させたりすることも可能であることは勿
論である。

【００５８】図６は、本発明の第四の実施の形態であ
り、幅方向移動機構８として、シリンダなどの駆動装置
３２を用い、シリンダの伸縮動により付加重錘１０を幅
方向９へ移動させ得るようにしたものである。

【００５９】上記以外については、前記実施の形態と同
様の構成を備えており、同様の作用・効果を得ることが
できる。

【００６０】尚、図中、３３はシリンダを駆動するため
の流体圧系統、３４，３５は流体圧系統３３とシリンダ
とを接続する流体給排経路である。

【００６１】又、本実施の形態では、シリンダなどの駆
動装置３２を手動操作して付加重錘１０を移動させた
り、演算制御装置２３でシリンダなどの駆動装置３２を
自動制御させたりすることや、スタビライザフィン２
５，２６によって付加重錘１０の機能を補助させたりす
ることも可能であることは勿論である。

【００６２】

【実施例】本発明の効果を確認するために実験を行っ
た。

【００６３】実験によれば、全長１０ｍ、排水量４．５
ｔｏｎ、スクリューの直径が０．７４ｍの船舶を時速３
５．５ノットの速度で航行させた場合、船体は、約７．
２度横傾斜した。

【００６４】そこで、重量約２３５Ｋｇの付加重錘を設
け、船体が約７．２度横傾斜したときに、付加重錘を船
体幅中心から１．４５ｍ横移動させることにより、船体
が水平状態に戻ることが確認された。

【００６５】以上により、付加重錘は比較的軽量で済
み、且つ、付加重錘の横移動も小さくて済むことがわか
ったので、付加重錘及び幅方向移動機構を無理なく船体
に実装して作動させ得ることが確認された。

【００６６】又、上記と同様の、全長１０ｍ、排水量
４．５ｔｏｎ、スクリューの直径が０．７４ｍの船舶の
両舷に対しスタビライザフィンをそれぞれ取付けて実験
を行った。

【００６７】スタビライザフィンとして、幅（船体前後
方向の寸法）が７ｃｍ、長さ（舷方向の寸法）が２１ｃ
ｍのものを使用し、船舶を時速３５．５ノットの速度で
航行させた。

【００６８】このとき船体を水平状態に戻すのに必要な
付加重錘の重量は、上記と同様に船体幅中心からの横移
動量を１．４５ｍとした場合、１２０Ｋｇで済み、スタ
ビライザフィンによって付加重錘の重量をほぼ半減でき
ることが確認された。

【００６９】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の船体横傾
斜防止装置によれば、スクリュー５の回転の反力による
船体４の横傾斜を防止し、船体４を水平に保持させるこ
とができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態の概略背面図であ
る。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。

【図４】本発明の第二の実施の形態にかかる幅方向移動
機構の側面図である。

【図５】本発明の第三の実施の形態にかかる幅方向移動
機構の側面図である。

【図６】本発明の第四の実施の形態の概略背面図であ
る。

【図７】船体が横傾斜する状態を示す背面図である。

【符号の説明】

４船体５スクリュー６回転方向７片舷部分８幅方向移動機構９幅方向１０付加重錘１８，３２駆動装置１９回転数計（横傾斜量検出器）２０スクリュー回転数信号（横傾斜角度信号）２１付加重錘移動量調整信号２３演算制御装置２５，２６スタビライザフィン

フロントページの続き (72)発明者真鍋敬神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地石川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者西山茂樹三重県名張市八幡字口入野1300番地の２ミカドプロペラ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】船体（４）におけるスクリュー（５）の
回転反力により上方に向け傾動する側となる片舷部分
（７）に、幅方向移動機構（８）を介して船体（４）の
幅方向（９）へ移動可能に付加重錘（１０）を設けたこ
とを特徴とする船体横傾斜防止装置。
【請求項２】幅方向移動機構（８）が手動で操作され
る請求項１記載の船体横傾斜防止装置。
【請求項３】幅方向移動機構（８）が駆動装置（１
８）（３２）によって駆動される請求項１記載の船体横
傾斜防止装置。
【請求項４】船体（４）の横傾斜角度を検出する横傾
斜量検出器（１９）からの横傾斜角度信号（２０）を入
力して付加重錘（１０）の移動量を計算し、且つ得られ
た付加重錘移動量調整信号（２１）を前記駆動装置（１
８）（３２）へ送る演算制御装置（２３）によって駆動
装置（１８）（３２）が制御されるようにした請求項３
記載の船体横傾斜防止装置。
【請求項５】船体（４）の左右の底部にそれぞれスタ
ビライザフィン（２５）（２６）を突設させ、スタビラ
イザフィン（２５）（２６）を、船体（４）が持上がる
側では下向きに配置させ、船体（４）が沈み込む側では
上向きに配置させるようにした請求項１〜４記載の船体
横傾斜防止装置。