JPH06183394A - 海洋構造物の減揺装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造の簡素化、小型化を図る。 【構成】 海洋構造物上に、可動子４と固定子５とから
構成されるリニヤモータ６を配置する。固定子５を位置
固定し、可動子４に固体質量の機能をもたせる。海洋構
造物の動揺を検知する動揺検知センサーを設ける。動揺
検知センサーの信号を基に位相制御した信号を出力する
制御装置を設ける。制御装置の指令で可変ドライブ電源
を制御し、可動子４を海洋構造物の動揺に対して９０°
遅れて移動させることにより、海洋構造物の動揺を抑え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は船舶やバージ、その他浮
体等の海洋構造物の横揺れや縦揺れ等の動揺を制止する
ために用いる海洋構造物の減揺装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】船舶におけるこの種の減揺装置として
は、ＡＲＴ（ANTI ROLLING TANK ：減揺水槽）やフィン
スタビライザーが知られている。すなわち、ＡＲＴは、
水槽を利用して船舶の横揺れを制止しようとするもの
で、図９に概略を示す如く、主船体ａの重心より上方部
に、上端間が空気連通管ｂにて連絡されたＵチューブタ
イプの水槽ｃを設置し、主船体ａの横揺れに伴って水槽
ｃ内の水ｄがパッシブに共振して、位相が横揺れに対し
て９０°遅れをもつような設計としたものである。一
方、フィンスタビライザーは、図１０に概略を示す如
く、主船体ａの船首尾方向のほぼ中央部の水面下ビルジ
部に、駆動装置ｅによって動かされるようにした可動フ
ィンｆを設け、主船体ａの動揺の角度、角速度、角加速
度等をセンサーｇにより検知して可動フィンｆの迎角を
アクティブに変え、船速によって可動フィンｆに発生す
る揚力により主船体ａの横揺れを制止するようにしたも
のである。

【０００３】又、従来では、図１１に一例を示す如く、
固体質量を用いた減揺装置も提案されている。すなわ
ち、主船体ａの船底部あるいは甲板等にベースｈを配置
し、該ベースｈ上に敷設したレールｉ上に車輪ｊを介し
て固体質量としての錘りｋを載せ、該錘りｋに貫通螺合
させたボールネジｌの両端部を軸受ｍにて支承させると
共に、該ボールネジｌの一端に、減速機ｎ及びモータｏ
をカップリングｐを介して連結し、主船体ａに揺れが発
生したときに、モータｏを正、逆転することにより、錘
りｋを主船体ａに作用する外力に対して逆方向に移動さ
せて、主船体ａの揺れを減衰させるようにしたものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ＡＲＴ
を用いた場合には、 一般的に全重量が、小型船で船の排水量の３〜４％、
大型船で１〜２％必要であり、且つ制振質量が水のた
め、上甲板の上方位置に大きなスペースを確保しなけれ
ばならず、操船上、後部見通しが悪くなること、 小型船では、重心上昇が船の性能に影響を及ぼすこ
と、 波浪中は減揺効果が期待できるものの、静水中は自由
水の増加で逆に横傾斜を大きくしてしまうこと、 一度設計してしまうと減揺水槽の固有周期が決まって
しまうため、船の揺れ周期が設計時と異なると、減揺効
果が低減すること、 水の移動に伴って空気が連通管内を通るときの騒音あ
るいは水の移動音が発生するため、居住性に影響を与え
ることが多いこと、 等の問題がある。

【０００５】又、フィンスタビライザーを用いた場合に
は、 フィンの揚力が出る船速まで減揺効果が期待できない
（低速、停船中は効果がない）こと、 船体への艤装工事が複雑であること、 ＡＲＴに比べて非常に高価（５倍位）であること、 フィンの発生する流体雑音による水中音の機器への影
響が懸念されること、 船体付加物のため船速低下の要因となること、 等の問題がある。

【０００６】一方、固体質量を用いた場合には、駆動源
が回転体であるので、被駆動側を直線的に往復運動させ
るためには歯車やネジ（あるいはリンク機構等）を補助
システムとして使用する必要があって、構造が複雑化す
る問題があり、又、そのために、故障が発生し易く、メ
ンテナンスも大変であり、更に、全体の重量が重くなる
問題がある。

【０００７】そこで、本発明は、上記ＡＲＴ、フィンス
タビライザー、固体質量方式による諸問題点を解決し、
構造が簡単でしかも全体の重量が軽量である海洋構造物
の減揺装置を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、可動子と固定子を備えたリニヤモータの
上記固定子を海洋構造物上に固定すると共に、上記可動
子に固体質量としての機能をもたせ、且つ上記海洋構造
物の動揺を検知する動揺検知センサーと、該動揺検知セ
ンサーの信号を位相制御して上記リニヤモータへ駆動指
令を送る制御装置とを備えた構成とする。

【０００９】

【作用】海洋構造物の動揺が動揺検知センサーによって
検知されると、その信号は制御装置により位相制御され
てからリニヤモータへ出力される。これにより、リニヤ
モータの可動子が海洋構造物の動揺に対して９０°遅れ
て移動させられるため、リニヤモータの可動子を固体質
量とすることができて減揺効果が得られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１１】図１乃至図４は本発明の一実施例を示すも
ので、海洋構造物としての船舶１の機関室２内の船底部
にベース３を設け、該ベース３上に敷設したレール７上
に、可動子４と固定子５とから構成されるリニヤモータ
６の上記可動子４を車輪８を介して載置し、且つ該リニ
ヤモータ６の固定子５を、上記ガイドレール７間に、可
動子４との間に所定の隙間が形成されるようにしてガイ
ドレール７と平行に位置固定し、更に、上記固定子５に
は図示しない励磁用電源を接続し、上記可動子４には可
変ドライブ電源１５を接続し、可動子４に電流を流すこ
とにより可動子４と固定子５の間に誘電起電力を発生さ
せて可動子４が固定子５に沿って固体質量として直線的
に移動させられるようにする。

【００１２】上記リニヤモータ６は、図３に示す如く、
可動子４を、三相巻線９を備えた一次鉄心とし、固定子
５を、かご形巻線１０を備えた二次鉄心とし、固定子５
の片面側に可動子４を配置するようにした構成としてあ
る。

【００１３】更に、船舶１の操舵室１１に、動揺検知セ
ンサー１２と制御装置１３を設置し、上記動揺検知セン
サー１２からの信号を基にして制御装置１３から出力さ
れる制御信号で、上記可動子４の可変ドライブ電源１５
を操作させるようにし、可変ドライブ電源を操作するこ
とによって船舶１の動揺に対する可動子４の移動を任意
に制御することにより、船舶１の動揺エネルギーを消費
させるよう構成する。上記制御装置１３は、図４に示す
如く、動揺検知センサー１２にて検知した船舶１の動揺
信号を演算し、船舶１の揺れに対して９０°の遅れ位相
及び変位信号を可変ドライブ電源１５に発するように
し、且つ可動子４の変位信号をフィードバックさせられ
るようにしてある。なお、上記動揺検知センサー１２は
他の場所に設置してもよい。なお又、本実施例では、動
揺検知センサー１２として加速度センサーを使用し、制
御装置１３では加速度を２回積分して変位信号を作るよ
うにしてあるが、１回積分して速度信号を作り、その速
度信号を反転信号として可動子４の変位信号としてもよ
い。

【００１４】今、リニヤモータ６の一次鉄心である可動
子４に電流を流すと、二次鉄心である固定子５と上記可
動子４の間に誘電起電力が発生するため、可動子４はガ
イドレール７上を走行移動させられることになる。した
がって、船舶１の動揺が動揺検知センサー１２にて検知
されると、その信号に基づいて位相制御された制御信号
が制御装置１３から可動子４の可変ドライブ電源に送ら
れることにより、可動子４は船舶１に作用する外力に対
し左右逆方向へ移動させられるため、該可動子４が固体
質量として機能することによって船舶１の揺れが速かに
抑えられる。なお、可動子４の左右への移動は多相交流
の変相により、又、移動速度、加速度は周波数の変更に
より簡単に制御することができる。

【００１５】上記において、船舶１の揺れを抑える固体
質量の機能をリニヤモータ６の一部である可動子４にも
たせてあるため、固体質量の直線的な運動を、歯車やネ
ジ等を機構を用いることなく簡単な構造で容易に得るこ
とができる。

【００１６】次に、図５の（イ）（ロ）は本発明の他の
実施例を示すもので、上記図２の（イ）（ロ）に示すリ
ニヤモータ６を円筒型に構成したものである。すなわ
ち、固体質量となる可動子４を中空円筒状とし、該可動
子４を、棒状の固定子５に移動自在に貫通させて、該固
定子５の両端部を位置固定したものである。

【００１７】図５の実施例の場合にも上記の実施例の場
合と同様な作用効果が奏し得られる。

【００１８】又、図６及び図７はそれぞれ図２及び図５
の実施例を変形させた本発明の更に他の実施例を示すも
ので、図６は、片面式のリニヤモータ６の可動子４と固
定子５を同心状に湾曲配置し、且つ上記可動子４を左右
の支持ローラ１４上に支持させた場合を示し、図７は、
円筒状のリニヤモータ６を、全体的に湾曲形状に構成し
た場合を示すものである。

【００１９】これら図６及び図７に示すいずれの実施例
の場合も、可動子４を振り子の如く運動（単弦振動）さ
せることによって船舶１の揺れを抑えることができる。

【００２０】なお、上記実施例では、可動子４を左右方
向へ移動させるよう配置して横揺れに対応させるように
した場合を示したが、前後方向へ移動させるように配置
すれば縦揺れに対応させることができ、前後、左右方向
へ移動するよう２台配置したり、２台を直交する方向で
重ねて親亀、子亀方式としたりすれば、縦横の動揺に対
応させることができること、又、図２、図６の実施例で
は片面式のリニヤモータ６を採用した場合を示したが、
たとえば、図８に示す如く、固定子５の両側に可動子４
を配置するようにした両面式のリニヤモータを採用して
もよいこと、可動子４及び固定子５となる一次鉄心及び
二次鉄心の関係は逆でもよいこと、更に、実施例では、
走行部は車輪を使用しているが、リニヤガイド、滑り軸
受、磁力、空圧、油圧浮上等走行可能な機構であれば、
いずれを採用してもよいこと、更に又、実施例では船舶
への採用例を示したが、他の海洋構造物に対しても同様
に採用できること、その他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。

【００２１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の海洋構造物の
減揺装置によれば、可動子と固定子とを備えたリニヤモ
ータの上記可動子に固体質量の機能をもたせると共に、
上記固定子を海洋構造物側に固定するようにし、且つ上
記リニヤモータに、動揺検知センサーの信号を基に位相
制御した指令を制御装置から与えられるようにしたの
で、次の如き優れた効果を発揮する。 リニヤモータの利用により、歯車やネジなどの補助シ
ステムを用いることなく固体質量としての可動子に直接
往復運動を与えることができ、海洋構造物の動揺に素早
く対応することができて優れた減揺効果が得られる。 固体質量を用いたことにより、減揺水槽に比して設置
スペースを小さくすることができ（約１／３以下）、船
舶に採用する場合、主船体内部への設置が可能となる。
これにより操船上の改善、復原性能の向上、主船体内ス
ペースの有効利用を図ることができる。 最適位置への固定、あるいは、駆動装置により固体質
量を移動させることにより、平水中での海洋構造物の横
傾斜を防止することができる。 構造が簡単で小型、コンパクトな設計が可能であるた
め、安価に製作することができ、又、リニヤモータを利
用したことから摩擦が少なく、小駆動力で作動させるこ
とができてランニングコストを低減することができる。 設置台数及び設置数を選定することにより、あらゆる
方向の動揺に対して対処することができる。 歯車、ネジ、リンク機構等がないことから、静粛な装
置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の海洋構造物の減揺装置の一実施例を示
す船舶への配置概要図で、（イ）は側面図、（ロ）は
（イ）の中央縦断面図である。

【図２】減揺装置の一実施例を示すもので、（イ）は正
面図、（ロ）は側面図である。

【図３】リニヤモータの拡大断面図である。

【図４】リニヤモータの制御ブロック図である。

【図５】本発明の他の実施例を示すもので、（イ）は正
面図、（ロ）は側面図である。

【図６】本発明の更に他の実施例を示す概略図である。

【図７】本発明の更に他の実施例を示す概略図である。

【図８】リニヤモータの別の構造例を示す拡大断面図で
ある。

【図９】従来の減揺装置の一例を示す概略図である。

【図１０】従来の減揺装置の他の例を示す概略図であ
る。

【図１１】従来の減揺装置の更に他の例を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１ 船舶（海洋構造物） ４ 可動子 ５ 固定子 ６ リニヤモータ １２ 動揺検知センサー １３ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動子と固定子を備えたリニヤモータの
   上記固定子を海洋構造物上に固定すると共に、上記可動
   子に固体質量としての機能をもたせ、且つ上記海洋構造
   物の動揺を検知する動揺検知センサーと、該動揺検知セ
   ンサーの信号を位相制御して上記リニヤモータへ駆動指
   令を送る制御装置とを備えた構成を有することを特徴と
   する海洋構造物の減揺装置。