JP3017938B2 - 小型船舶の転覆防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として、長さが
24ｍ未満の小型船舶及び総トン数20トン未満の小型漁船
の転覆防止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、船舶を傾けると、元に戻そうと
する力、即ち復原力が作用するが、この復原力は、喫水
が増加すると、急速に小さくなり、船体は風波又は転舵
による傾斜で容易に転覆するようになる。

【０００３】このため、国際ルールに基づいて満載喫水
線を設け、人員，貨物を積み過ぎないようにすると共
に、建造時にその船の横メタセンターの高さ及び復原力
曲線を作成して、適当な復原力を保持するように取り決
められており、この復原力曲線から喫水，釣合い状態が
変化したときの復原力を判定できるようにしている。

【０００４】しかし、船の長さが24ｍ未満の小型船舶及
び総トン数20トン未満の小型漁船に対しては、満載喫水
線規則（昭和43年運輸省令33号）及び船舶復原性規則
（昭和31年運輸省令76号）が適用されないため、喫水線
がどの位置になるまで積載するかは、船長の判断に任さ
れているが、その判断をするのは容易ではなく、特に、
漁船が大漁のときなど、つい積み過ぎて転覆する事故が
多い。このような事故防止のため、例えば、特公昭６３
−４５３６０号公報に記載されているようなＧＭ計測装
置を使用することも考えられる。この装置は、船舶の横
振れと縦振れの動揺角度を傾斜検出器によって検出し、
これを変換したデジタル動揺データが所定値Ａ°以上の
ときは、該動揺データに基づいて電子的に周期算出して
これを表示し、動揺データが上記Ａ°以内のときは電子
的に自己相関係数を算出しこれを２回周期演算してその
差が所定値α秒以内であればそのまま周期演算を表示
し、上記差がα秒以上あった場合には高速フーリエ変換
により周期スペクトル分析して周期表示するとともにマ
イクロコンピュータによって、演算した上記周期と環動
半径演算データに基づいてＧＭ値を演算し、これを表示
するＧＭ計測装置であり、ＧＭが規定値よりも小さくな
った場合にブザーを鳴らすようにしている。しかし乍
ら、ＧＭ計測装置は、データ計測から表示・警告までに
当然ＧＭ演算部又は軽荷状態における基準横揺れ周期演
算部のルーチンを必要とし、そのため装置全体が複雑・
高価なものとなって、零細な小型船舶又は小型漁船の船
主には購入困難なものとなる。

【０００５】ところで、船舶の横メタセンターの高さ
（一般に、船舶の重心位置Ｇと船を僅か横に傾けたとき
の浮力の作用線と直立平衡状態の船の浮力との交点Ｍと
の距離ＧＭで表す）と横揺れ周期Ｔrとの間には、 Ｔr(秒)≒２×π×√［(Ｃ×Ｂ)²／(ｇ×ＧＭ)] ・・・・式１ Ｃ：係数（一般に小型漁船では0.42、漁船以外の小型船
舶は0.33) Ｂ：船の幅（ｍ） ｇ：重力の加速度（9.8ｍ/ｓ²） ＧＭ：横メタセンターの高さ（ｍ）の関係があり（図２
参照）、初期復原力は、Ｗ×ＧＭ×sinθ（Ｗ：排水
量、θ：傾斜角）で表され、ＧＭは傾斜試験により簡単
に求めることができる。即ち、 ＧＭ＝ｗ×ｄ／(Ｗ×tanθ）・・・・・・・・・・・・・式２ ｗ：荷重（Ｗの0.2％程度） ｄ：荷重の水平移動距離（ｍ） Ｗ：排水量 θ：傾斜角（約３°が適当） で表され、式２のＷが軽荷又は空船状態のときのTrを基
準横揺れ周期Ｔsとする。而して、総トン数３トン以上2
0トン未満の小型漁船にあっては、傾斜試験式１に代
え、表１の基準横揺れ周期Ｔs(秒)によることができ
る。また、３トン未満の小型漁船は、Ｔs(秒)＝Ｂ＋２
とする。なお、新しい船体の材質の開発等によって、式
１のＣ値又は表１のＴs値が適当でなくなったときは、
これに適応するＣ値又はＴs値を使用する。

【０００６】

【表１】

【０００７】上記の式は早くから知られていたが、一般
的には、そのような関係にあるという知識だけに止ま
り、せいぜい、その知識がある船員がストップウオッチ
や時計の秒針によって、横揺れ周期をマニュアルで測定
し、過載防止に役立てていたに過ぎない。

【０００８】従って、小型船舶の操舵室内前面等に取付
け、基準となる横揺れ周期をセットしておいて、過載に
より復原力が低下し、転覆の危険がある場合に、これを
警告することのできる簡易かつ安価な転覆防止装置が開
発されれば、転覆による海難事故防止に極めて有用され
るものと考える。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
事情に鑑み、主として、長さが24ｍ未満の小型船舶及び
総トン数20トン未満の小型漁船の操舵室内前面等に取付
けて使用する簡易かつ安価な転覆防止装置を提供するこ
とを、その課題とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明小型船舶の転覆防止装置の
構成は、船の横揺れ周期を機械−電気的にカウントする
横揺れ周期カウント部と、ストップウォッチ機能と表示
機能とを備え前記横揺れ周期カウント部においてカウン
トされる横揺れ周期を計時し表示する周期計時部と、予
め求めたその船の基準横揺れ周期の値を入力しておきプ
ログラムにより横揺れ周期の警戒域及び危険域の下限値
を計算してメモリに自動入力し複雑なＧＭ演算をしない
で前記計時部において計時した横揺れ周期が前記メモリ
の警戒域又は危険域の下限値を超えたか否かを比較演算
して警戒信号又は危険信号を出力するマイクロコンピュ
ータから成る判別部と、該判別部において直接比較演算
して出力した信号に応じた警報を発する警報部とから成
ることを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図に
より説明する。図１は本発明装置の一例の系統図、図２
は船舶の復原力を説明するための模式図、図３は本発明
において船舶の横揺れ周期をカウントさせる横揺れ周期
カウント部の一例の正面図である。

【００１２】図１において、１は船の横揺れ周期カウン
ト部、２は周期計時部で、通常、デジタル・クォーツ時
計を用い、時計としての時刻表示機能と、1/10秒以下ま
で測定できるストップウォッチ機能及び簡単な所謂電卓
としての液晶表示板等による表示機能を備えており、ス
トップウォッチ機能は、前記横揺れ周期カウント部１に
よりカウントされる横揺れ周期Ｔr(秒)を計時して表示
板に表示する。なお、周期計時部２の電源は、船内電源
及び太陽電池又は乾電池から取り入れ、船内電源が停止
した場合には、瞬時に電池に切り換えることができるよ
うにし、加えて、乾電池の蓄電状態を表示板に表示し
て、乾電池の消耗による装置の作動不良が生じないよう
にする。

【００１３】３は判別部で、式１又は表１によるその船
の基準横揺れ周期の値Ｔs(秒)、例えば、漁船が必ず備
えている漁船登録票に記載されている幅Ｂが3.0ｍ、深
さＤが1.1ｍの小型漁船であれば、Ｔｓは4.0（秒）を入
力すれば、予め組み込んだプログラムにより、横揺れ周
期の警戒域の下限値ＴA及び危険域の下限値ＴD（上記例
の漁船であれば、ＴA＝4.0×120％〜130％＝4.8〜5.2
（秒）、ＴD＝4.0×140％＝5.6（秒）となる。）を計算
してメモリに自動入力するマイクロコンピュータから成
り、警戒域については、各船の事情により、設定範囲内
で微調整できるようにする。測定している横揺れ周期が
警戒域に入った（Ｔr＞ＴAとなった）場合は警戒信号
を、横揺れ周期が危険域に入った（Ｔr＞ＴDとなった）
場合は危険信号を、それぞれ出力するものとする。

【００１４】４は警報部で、判別部３から警戒信号が入
った場合は、周期計時部２の表示板の赤灯を点滅させる
と共にスピーカから警戒音（例えば、ピピ，ピピ……）
を発し、同じく判別部３から危険信号が入った場合は、
表示板の赤灯を連続点灯すると共に危険音（例えば、強
烈な連続音）を発するが、判別部３から警戒信号又は危
険信号が入らない場合は、周期計時部２の表示板の緑灯
が点灯しているようにする。

【００１５】また、横揺れ周期カウント部１は、一例と
して図３に示すように構成する。図３において、11は一
端部を閉塞して内部にボール12を転動自在に収容し他端
部は開放してバネ板13により開閉自在に閉塞される上向
き円弧状のチューブで、小型船舶の操舵室内前面等に船
首尾線に対し直角且つ水平に固定して取付け、船体が横
揺れにより傾けば、ボール12がチューブ11内を転動する
ようになっている。即ち、船体がバネ板13側に傾けば、
ボール12が該バネ板13側に移動し、傾きの度合いが大き
くなってボール12がバネ板13に当たれば、バネ板13はそ
の取付部14を支点として図の左方に撓み、チューブ11を
少し開きながら、その上部側を左方へ移動させ、また、
船体の傾きが上記と逆になれば、ボール12はバネ板13か
ら離れてバネ板13は復元し、チューブ11を閉塞するよう
になっている。なお、この横揺れ周期カウント部１は上
記の構成に限られることなく、例えば、振り子を用いて
もよい。この場合は、図示しないが、上記のチューブ11
に代え、案内溝を設けた案内部材を固定して取付け、前
記案内溝を設けた案内部材の一側を閉塞すると共に内部
に振り子を揺動自在に収容してその他端部をバネ板によ
り開閉可能に閉塞し、船体の揺れにより前記バネ板に振
り子が当たれば、バネ板が撓んで前記案内部材の他端部
を少し開きながら、その上端部を左方へ移動させ、船体
の傾きが上記と逆になれば、振り子はバネ板から離れて
該バネ板を復元させるようにすればよい。なお、バネ板
13は、10°又は舷端が水面に達するまでの横傾斜角より
も小さく、かつ、比較的大きい傾斜角において作動する
位置に設定する。

【００１６】周期計時部２は、上述したように、船体の
横揺れ周期（Ｔr）をストップウォッチ機能によりカウ
ントするが、そのために、ストップウォッチ機能のカウ
ント用の電気回路を、前記横揺れ周期カウント部１のバ
ネ板22に関連させてＯＮ，ＯＦＦするようにしている。
即ち、バネ板22をストップウォッチ機能の前記電気回路
に関連させると共に、該バネ板22を間に電磁石EMを介在
させてバネ板13に関連させてあり、バネ板22は常態（カ
ウント用の電気回路が閉状態）においては前記電気回路
の接点24に接触しており、船体に横揺れが生じ、ボール
12がチューブ11内を転動してバネ板13に当たると、該バ
ネ板13は点線で示したように外方へ撓み、その上端側が
電磁石EMの接点21に接触して電磁石EMを起動させ、該電
磁石EMがバネ板22をその取付部点23を支点として吸引
し、接点24から離脱させて、カウント用の電気回路を開
き、船体の横揺れが上記と逆になると、バネ板13と電磁
石EMの接点21が離れると、電磁石EMによるバネ板22の吸
引は解除されて、バネ板22は接点24に接触し、カウント
用の電気回路は閉じられるのである。即ち、バネ板13が
電磁石EMの接点21に接触して該電磁石EMによるバネ板22
の吸引から、次のバネ板22の吸引までの間が横揺れの１
周期となるわけで、この間におけるストップウォッチ機
能によるカウントが行われ、船体の喫水が増加すると、
横揺れ周期Ｔrが大きくなるが、このことは復原力が小
さくなったことを意味する。なお、バネ板22に関連させ
てストップウォッチ機能をＯＮ，ＯＦＦするようにした
理由は、船体の急激な横揺れにより、鉛直線上にあるべ
きボール12又は振り子が加速され、鉛直線を飛び越えて
バネ13に当たる場合を考慮し、ボール12又は振り子がバ
ネ13を離脱する瞬間にストップウォッチをＯＮ，ＯＦＦ
することにより、正確な横揺れ周期Ｔrを計時すること
を目的とするからである。従って、それほど正確な横揺
れ周期Ｔrを要求しない場合は、電磁石EM，バネ22，接
点24を省略して、バネ13が接点21に接触する瞬間にスト
ップウォッチをＯＮ，ＯＦＦすることにしても差し支え
ない。

【００１７】周期計時部２における横揺れ周期Ｔrの計
時値は、判別部３に入力されて該判別部３に予め入力し
た基準横揺れ周期Ｔsから計算してメモリーされた警戒
域の下限値ＴA及び危険域の下限値ＴDの値と比較演算さ
れ、横揺れ周期Ｔrが警戒域の下限値ＴAを超えれば警戒
信号を、横揺れ周期Ｔrが危険域の下限値ＴDを超えれば
危険信号を、それぞれ警報部４に伝えるようになってい
る。警報部４では、判別部３から警戒信号が入った場合
は、周期計時部２の表示板の赤灯を点滅させると共に警
戒音を発し、同じく判別部３から危険信号が入った場合
には、周期計時部２の表示板の赤灯を連続点灯すると共
に前記警戒音より強烈な危険音を発して、非常に危険な
状態にあることを知らせるのである。然し乍ら、判別部
３から警戒信号又は危険信号が入らない場合は、周期計
時部２の表示板の緑灯を点灯して安全状態にあることを
示す。なお、警報を徹底させるために、この警報部４に
スピーカを接続し所要位置に配置して、全船員が警報を
聞ける状態にしておけば極めて効果的である。

【００１８】なお、本発明においては、通常の小型船舶
の場合は、式１により（可能な限り、軽荷状態における
船体の傾斜試験により測定したＧＭ値から計算した横揺
れ周期Ｔrを、又は軽荷状態において本発明装置により
計時したＴrを基準横揺れ周期Ｔsとして使用する）、小
型漁船の場合は、表１により、船の幅Ｂと型深さＤとの
比により修正を加えた基準横揺れ周期を入力し、また、
警戒域の下限値ＴAは基準値Ｔsの20％増し、マニュアル
でこれを30％増しまで調整可能にする。一方、危険域の
下限値ＴDはの基準値Ｔsの40％増し以内とする。

【００１９】本発明転覆防止装置は、これを小型船舶の
操舵室内前面等に取付け、上記のように判別部３に基準
横揺れ周期Ｔsをセットしておけば、過載により船体の
復原力が低下して転覆の危険がある場合、警報部４から
警報が発せられるので、この警報が停止するようになる
まで、人員，貨物，漁獲物等を他の船に移したり、漁獲
物はこれを漁網ごと船外に吊り下げたり、やむを得ない
場合はこれを投棄するなどして、危険状態から脱し安全
状態に戻すことができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上述のとおりであって、簡単な
構成の横揺れ周期カウント部と、ストップウォッチ機能
と表示機能とを備え前記横揺れ周期カウント部において
カウントされる横揺れ周期を計時する周期計時部と、船
の基準横揺れ周期の値を入力すれば、予め組み込んだプ
ログラムにより、横揺れ周期の警戒域及び危険域の下限
値を計算してメモリに自動入力するマイクロコンピュー
タから成る判別部と、前記周期計時部において計時した
横揺れ周期が前記プログラムによる警戒域，危険域に入
った場合には、それらに応じた警報を発する警報部とか
ら成るものであり、簡単な構造で安価に製造できるため
零細な小型船舶又は小型漁船の船主にも購入が可能とな
るから、これを上述のように配備しておけば、式１又は
表１を知らない船員でも警報により容易に船の復原力が
低下したことを察知して安全状態まで戻すことができる
ので、過失又は誤った判断による貨物や漁獲物の積み過
ぎがなくなり、小型船舶の転覆による海難を防止するこ
とができる。

【００２１】また、式１又は表１を知っている船員であ
っても、ストップウォッチにより正確に横揺れの周期を
測定することは難しく、転覆の危険が近づいているのに
気づかないで横揺れ周期Ｔrを測定しないこともあり、
また、たとえ危険を察知しても、取り除く積み荷の量を
正確に判定することは極めて困難であるから、本発明装
置はこのような船員に対しても横揺れによる転覆の危険
を知らせる効果が大きいばかりでなく、小型船舶以外の
船舶でも、その船の復原力の変化を容易に知ることがで
きるので、転覆による海難事故防止上、極めて有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一例の系統図。

【図２】船舶の復原力を説明するための模式図。

【図３】本発明において船舶の横揺れ周期をカウントさ
せる横揺れ周期カウント部の一例の正面図。

【符号の説明】

１ 横揺れ周期カウント部 11 円弧状チューブ 12 ボール 13 バネ板 14 バネ板の取付部 ２ 周期計時部 EM 電磁石 21 電磁石の接点 22 バネ板 23 バネ板の取付部 24 時計部の電気回路の接点 ３ 判別部 ４ 警報部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船の横揺れ周期を機械−電気的にカウン
   トする横揺れ周期カウント部と、ストップウォッチ機能
   と表示機能とを備え前記横揺れ周期カウント部において
   カウントされる横揺れ周期を計時し表示する周期計時部
   と、予め求めたその船の基準横揺れ周期の値を入力して
   おきプログラムにより横揺れ周期の警戒域及び危険域の
   下限値を計算してメモリに自動入力し前記計時部におい
   て計時した横揺れ周期が前記メモリの警戒域又は危険域
   の下限値を超えたか否かを比較演算して警戒信号又は危
   険信号を出力するマイクロコンピュータから成る判別部
   と、該判別部において直接比較演算して出力した信号に
   応じた警報を発する警報部とから成ることを特徴とする
   小型船舶の転覆防止装置。
2. 【請求項２】 横揺れ周期カウント部は、操舵室内前面
   等船体の船首尾線に対し直角且つ水平にして、上向き円
   弧状の一端部を閉塞したチューブから成る案内部材又は
   案内溝を設けた案内部材を固定して取付け、前記チュー
   ブにボールを転動自在に収容してその他端部をバネ板に
   より開閉可能に閉塞するか、前記案内溝を設けた案内部
   材の一側を閉塞すると共に内部に振り子を揺動自在に収
   容してその他端部をバネ板により開閉可能に閉塞し、船
   体の揺れにより前記バネ板にボール又は振り子が当たれ
   ば、バネ板が撓んでその上端側が外方へ移動し、前記案
   内部材の他端部が少し開かれるようにして、バネ板の上
   端の移動時に周期計時部の横揺れ周期をカウントする電
   気回路を作動させるようにした請求項１に記載の転覆防
   止装置。