JPH0834390A - 流体制御式フィンスタビライザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械的な駆動装置やそのための大きな動力源
を要しないで、小型でかつ信頼性の高いフィンスタビラ
イザを提供する。 【構成】 前部フィン１１（後部フィン）の表面に開口
する多数の空気吹き出し孔１７を設け、船体内に設置さ
れた圧力調整装置からの空気を管路で導いて、上記の空
気吹き出し孔から噴出させるようにした。図の（ｂ）の
ようにフィンの下面１１L 側の空気吹き出し孔から空気
を噴出すると、下面側の圧力が増大して上向き揚力Ｌが
発生し、（ａ）に示すように迎え角αを角度調整して揚
力を変化させる従来のものと同等作用が得られる。これ
により、フィンの角度を変化させなくてもフィンの揚力
が変化できるから、大規模の機械的な駆動装置や動力源
を要せず、有効なスペースが拡大するとともに、機械的
な作動部分がないから故障などのおそれもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、船体の揺動を抑さえる
ための流体制御式フィンスタビライザに関する。

【０００２】

【従来の技術】船舶の横揺れを制御的に抑さえ、安定し
た航行ができるようにする装置として、従来、船体から
水中へ断面翼形をしたフィンを突出させるようにしたフ
ィンスタビライザがある。これは、図７に示すように、
フィン３６が船体３０の側壁３１内側に設けられた駆動
装置３３に支持されて船体外部へ張り出されているもの
で、駆動装置３３にはフィン３６の角度を変化させる傾
斜機構３４とフィンに発生した揚力を電気信号に変換す
る揚力変換器３５が備えられている。

【０００３】船体３０の中央部に設置した図示しないレ
ートジャイロや加速度計からのローリング信号、加速度
信号等を基に、演算装置３８が必要揚力を演算してその
ためのフィン３６の角度制御指令を駆動装置３３へ出力
するようになっている。このようなフィン３６Ａ、３６
Ｂを図８のように船体３０の左右両舷側に突出させて設
けることにより、船の横揺れ（ローリング）を引き起こ
す波の力に対向する力を各フィンに発生させて横揺れを
減少させる。

【０００４】具体的には、船体３０が進行方向右側に傾
いたときは、右側のフィン３６Ａは図９に示すように進
行方向に対して上向きに角度調整して上向き揚力ＬA を
発生するようにし、同時に左側のフィン３６Ｂは進行方
向に対して下向きに逆位相にして下向き揚力ＬB を発生
させる。その際、実際のローリングは時々刻々変化する
ので、各フィン３６Ａ、３６Ｂの揚力を必要に応じて変
化させるようにしている。

【０００５】このため、駆動装置３３は上述のようにそ
の傾斜機構３４によりフィン３６の角度を変化させる。
また、揚力変換器３５は例えばフィンの撓みを検出して
その変位量からフィンが発生している揚力を示す信号を
得る。この信号をフィードバックしながら適正な揚力を
発生するようにして、演算装置３８は角度制御指令を駆
動装置３３へ出力する。なお、必要な揚力発生のためフ
ィン３６の傾斜角度を変化させるだけでなく、さらにフ
ィン後端にフラップを設けて、このフラップを作動させ
ることにより翼形を変化させて揚力を増大させることも
行なわれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のフィンスタビライザは、波から大きな力を
受けるフィンの角度を傾斜機構で変化させるように、比
較的規模の大きい機械的な駆動装置を要し、そのためス
ペースをとること、大きな動力源が必要になること、さ
らには機械的な作動部分を有するため故障などのおそれ
があるという問題がある。これらの問題はフラップにつ
いても同様に存在する。したがって本発明は、上記従来
の問題点に鑑み、機械的な駆動装置やそのための大きな
動力源を要しないで、小型でかつ信頼性の高い、船舶の
ためのフィンスタビライザを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、船体
に支持されるとともに水中に位置させたフィンを備え、
該フィンに生じる揚力により船体の動揺を低減するフィ
ンスタビライザであって、フィンの表面の所定部位には
吹き出し孔が設けられるとともに、吹き出し孔に接続さ
れ制御された流体をその吹き出し孔へ供給する流体制御
手段を有して、吹き出し孔から流体を噴出させることに
よりフィンの揚力が制御されるように構成されたものと
した。

【０００８】上記の吹き出し孔は、フィン内に設けられ
た管路から開口しフィンの前縁側にその前縁に略平行に
並ぶ複数個の小孔とすることができ、また、その管路は
複数本設けられ、該管路に対応して吹き出し孔が複数列
形成されたものとすることができる。また、フィンは船
体から延びる取付脚に取り付けられて支持され、吹き出
し孔はこの取付脚内に配置された配管を介して流体制御
手段に接続することができる。吹き出し孔から噴出させ
る流体としては、空気や海水などが用いられる。

【０００９】

【作用】流体制御手段でその吹き出し量が制御された流
体が、吹き出し孔によりフィンの表面から噴出される。
これにより、フィンの迎え角を変化させなくてもフィン
の揚力が変化でき、船体の動揺に対抗させることにより
その動揺が低減される。とくに、フィンを左側部分およ
び右側部分に区分し、左側部分および右側部分の吹き出
し孔をそれぞれ独立に上記の流体制御手段に接続すれ
ば、左右のフィンの揚力を異ならせて、船体の横揺れを
効果的に抑さえることができる。

【００１０】また、吹き出し孔をフィンの上面および下
面に設け、それぞれ独立に流体制御手段に接続すれば、
流体をフィンの上面あるいは下面に選択的に噴出させる
ことにより効率的にフィンの揚力を変化させることがで
きる。さらに、上記のフィンを船体の前部および後部に
設けることにより、船体の縦揺れも効果的に抑さえるこ
とができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例の全体レイアウトを
示す側面図、図２はその正面図である。 船体１の前部
には前部フィン１１が船体底壁２から下方へ延びて設け
られた取付脚１２、１３に支持されて前部フィンスタビ
ライザ１０を形成し、船体後部には後部フィン２１が同
じく取付脚２２、２３に支持されて後部フィンスタビラ
イザ２０を形成している。とくに図２に示されるよう
に、取付脚１２は底壁２の中心線から延びて前部フィン
１１の中央部を支持している。前部フィン１１は船体の
底壁２断面に添って上反角を有し、左右端部は中央部よ
り高くなっている。そして、取付脚１３、１３は取付脚
１２の左右両側で前部フィン１１の側方部を支持してい
る。

【００１２】また前部フィン１１は図３に示すように平
面形状が左右端の短くなったテーパ翼となっている。船
体１内部には空気ポンプ５で生成される圧縮空気の圧力
を調整する圧力調整装置６が設置され、中央の取付脚１
２には圧力調整装置６に接続された空気配管７が通され
て、前部フィン１１へ圧縮空気を導くようになってい
る。上記圧力調整により後述する空気吹き出し量が制御
される。前部フィンの縦断面を示す図４も参照して、前
部フィン１１には、上記空気配管７に接続された管路１
４U 、１４L 、１５U 、１５L 、１６U 、１６L が設け
られている。すなわち、前部フィン１１の上下両面１１
U 、１１L に対応して、中央の取付脚１２からそれぞれ
３本の管路がフィン前縁１１ａに略平行に左右側方へ延
びている。

【００１３】最前側および最後側に位置する第１、第３
の管路１４U 、１４L 、１６U 、１６L は取付脚１３近
傍まで延びて前部フィン１１の片幅の略２／３の長さを
有し、これらの間に挟まれた第２の管路１５U 、１５L
は取付脚１３部を越えて前部フィンの側端まで延びてい
る。そして、各管路には前部フィンの表面に開口する多
数の空気吹き出し孔１７が所定間隔で設けられている。
なお、第２の管路１５には取付脚１３部より外側におい
て空気吹き出し孔１７が設定されている。なお図３に
は、前部フィン１１上面１１U に対応する管路１４U 、
１５U 、１６U および空気吹き出し孔１７のみが示され
ている。後部フィンスタビライザ２０の構造も同様であ
る。

【００１４】上記構成になるフィンスタビライザの作用
について次に説明する。進行方向Ｄに対して所定角度の
範囲内で取付けられたフィンの周囲にはベルヌーイの法
則に従い低（負）圧力領域が生成されこれにより揚力が
発生する。図５の（ａ）に示すように、従来のフィンス
タビライザでは失速しない範囲でフィンの角度（迎え角
α）を上向きにすることで上向き揚力Ｌを得、下向きに
して逆方向の揚力を発生させるようにしている。

【００１５】本実施例においては、上記の空気吹き出し
孔１７から空気を噴出することにより、その噴出した部
位の圧力が高められる。したがって、図５の（ｂ）に示
すように、前部フィン１１（後部フィン２１）の下面１
１L 側の空気吹き出し孔から空気を噴出すると、下面側
の圧力が増大して上向き揚力Ｌが発生し、従来の上向き
角度調整と同等作用が得られる。

【００１６】こうして、図６に示すように、空気吹き出
し量に応じて翼としての変化する揚力係数が得られる。
同様に、前部フィン（後部フィン）の上面１１U 側の
空気吹き出し孔からの空気噴出は下向き角度調整に対応
する。ここで、上記揚力係数Ｃは、次式で表わされる。 Ｃ＝２Ｆ／ρＳＶ² ただし、Ｆ：揚力 ρ：流れの密度 ｓ：フィンの翼面積 Ｖ：流れの速度 である。

【００１７】なお、図６中、空気吹き出し量は、それ以
上送風量を増しても揚力が変化しない最大吹き出し量を
１００％として、この最大吹き出し量に対する割合で示
してある。図６の例では、フィンの角度を固定したまま
空気吹き出しによって、従来のフィン角度を変化させる
方式における迎え角α＝７゜までに相当する揚力係数の
変化が得られた。これにより、前部フィン１１（後部フ
ィン２１）の角度を変化させることなく、それぞれの揚
力を変化させることができる。

【００１８】すなわち、ローリングに対しては、前部フ
ィンおよび後部フィンの左右片側で上面側の空気吹き出
し孔から空気を噴出させる一方、他方の側では下面側の
空気吹き出し孔から空気を噴出させることにより左右の
揚力差を発生させて動揺を低減させる。また本実施例で
は前部フィンと後部フィンを備えているから、縦揺れ
（ピッチング）の制御も行なうことができる。すなわち
この場合には、前部フィンと後部フィンはそれぞれ左右
一体の制御を行ない、例えば前部フィンは上面側の空気
吹き出し孔から空気を噴出させて揚力を低減させ、後部
フィンは下面側の空気吹き出し孔から空気を噴出させて
揚力を増大させるようにしてピッチングに対抗させるこ
とができる。

【００１９】これら船体の動揺を抑さえるための制御に
あたっては、従来と同様に例えば揚力変換器等によりフ
ィンの撓みを検出してその変位量からフィンが発生して
いる揚力を示す信号を得るようにし、この信号をフィー
ドバックしながら適正な揚力を発生するように圧力調整
装置６で空気吹き出し量が制御される。

【００２０】以上のように本実施例によれば、前部フィ
ンあるいは後部フィンの角度を変えなくてもその揚力を
変化させることができるので、大規模の機械的な駆動装
置を設置することなく船体の動揺を抑さえることがで
き、またその分だけ船体内部スペースが確保されペイロ
ードが向上するという効果を有する。同じくまた、可動
部分がないために故障などの心配がなく信頼性が向上す
るとともに、機械的な駆動装置のための大きな動力源が
不要となるので低コストとなる。

【００２１】なお、前部フィンの上下面ならびに左右に
対応して設けられた複数の各管路を、上記した空気配管
によりそれぞれ個別に圧力調整装置に接続し、各管路に
供給される空気圧力を独立に制御することにより、さら
にきめ細かい揚力調整を行なうことができる。そのほ
か、もちろん共通の空気配管で圧力空気を各管路まで導
き、各管路に制御弁等を付設するようにしてもよい。

【００２２】また、実施例では前部、後部の両フィンス
タビライザとも、フィンを取付脚に支持した形式のもの
を示したが、これに限らず、前後いずれかあるいは前後
とも従来例と同様に船体からフィンを直接張り出させた
ものとしてもよい。さらに実施例では空気吹き出しとし
たが、これに限定されることなく、海水を取り込んでこ
れをポンプで吹き出し孔へ供給する方式とすることもで
きる。とくに、後部フィンスタビライザ２０の場合、船
体後端部にフィンを設置してプロペラ９と近接したレイ
アウトとなるときには、空気噴出式では空気泡がプロペ
ラに対してキャビテーション類似の悪影響を及ぼすおそ
れもあるので、海水噴出の方が望ましい。

【００２３】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は船体から水中に
フィンを張り出させ、そのフィンに生じる揚力により船
体の動揺を低減するフィンスタビライザにおいて、流体
制御手段でその吹き出し量が制御された流体をフィンの
表面に設けた吹き出し孔から噴出するようにしたので、
フィンの迎え角を変化させなくてもフィンの揚力が変化
できるという効果を有する。したがって、従来のような
比較的大規模の機械的な駆動装置や動力源を要せず、か
わりに簡単なポンプを備えるだけで済むから、有効なス
ペースが拡大するとともに、フィンの角度を変えるため
の機械的な作動部分がないから故障などのおそれもな
く、小型でかつ信頼性の高いフィンスタビライザが得ら
れる。

【００２４】とくに、フィンを左側部分および右側部分
に区分し、左側部分および右側部分の吹き出し孔をそれ
ぞれ独立に上記の流体制御手段に接続すれば、左右のフ
ィンの揚力を異ならせて、船体の横揺れを効果的に抑さ
えることができる。そしてその際、吹き出し孔をフィン
の上面および下面に設け、それぞれ独立に流体制御手段
に接続すれば、流体をフィンの上面あるいは下面に選択
的に噴出させることにより効率的にフィンの揚力を変化
させることができ、さらに、上記のフィンを船体の前部
および後部に設けることにより、船体の縦揺れも効果的
に抑さえることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体レイアウトを示す側面
図である。

【図２】実施例を示す正面図である。

【図３】前部フィンの詳細を示す平面図である。

【図４】前部フィンの縦断面図である。

【図５】実施例のフィンスタビライザの作用を従来例と
比較して示す説明図である。

【図６】空気吹き出し量に対するフィンの揚力係数の変
化を示す図である。

【図７】従来例を示す図である。

【図８】従来例を示す図である。

【図９】横揺れに対するフィンスタビライザの作用を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ 船体 ２ 底壁 ５ 空気ポンプ ６ 圧力調整装置 ７ 空気配管 １０ 前部フィンスタビライザ １１ 前部フィン １１ａ 前縁 １１U 上面 １１L 下面 １２、１３ 取付脚 １４U 、１４L 、１５U 、１５L 、１６U 、１６L
管路 １７ 空気吹き出し孔 ２０ 後部フィンスタビライザ ２１ 後部フィン ２２、２３ 取付脚 ３０ 船体 ３１ 側壁 ３３ 駆動装置 ３４ 傾斜機構 ３５ 揚力変換器 ３６，３６Ａ、３６Ｂ フィン ３８ 演算装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船体に支持されるとともに水中に位置さ
   せたフィンを備え、該フィンに生じる揚力により船体の
   動揺を低減するフィンスタビライザであって、前記フィ
   ンの表面の所定部位には吹き出し孔が設けられるととも
   に、該吹き出し孔に接続され制御された流体を該吹き出
   し孔へ供給する流体制御手段を有して、前記吹き出し孔
   から前記流体を噴出させることにより前記フィンの揚力
   が制御されるように構成されたことを特徴とする流体制
   御式フィンスタビライザ。
2. 【請求項２】 前記フィンは左側部分および右側部分に
   区分され、左側部分および右側部分の前記吹き出し孔は
   それぞれ独立に前記流体制御手段に接続されていること
   を特徴とする請求項１記載の流体制御式フィンスタビラ
   イザ。
3. 【請求項３】 前記吹き出し孔が前記フィンの上面およ
   び下面に設けられ、それぞれ独立に前記流体制御手段に
   接続されていることを特徴とする請求項１または２記載
   の流体制御式フィンスタビライザ。
4. 【請求項４】 前記吹き出し孔は前記フィン内に設けら
   れた管路から開口しフィンの前縁側に該前縁に略平行に
   並ぶ複数個の小孔からなることを特徴とする請求項１、
   ２または３記載の流体制御式フィンスタビライザ。
5. 【請求項５】 前記管路が複数本設けられ、該管路に対
   応して前記吹き出し孔が複数列形成されていることを特
   徴とする請求項４記載の流体制御式フィンスタビライ
   ザ。
6. 【請求項６】 前記フィンは船体から延びる取付脚に取
   り付けられて支持され、前記吹き出し孔は前記取付脚内
   に配置された配管を介して前記流体制御手段に接続され
   ていることを特徴とする請求項１、２、３、４または５
   記載の流体制御式フィンスタビライザ。
7. 【請求項７】 前記フィンが船体の前部および後部に設
   けられていることを特徴とする請求項１、２、３、４、
   ５または６記載の流体制御式フィンスタビライザ。
8. 【請求項８】 前記流体が空気であることを特徴とする
   請求項１、２、３、４、５、６または７記載の流体制御
   式フィンスタビライザ。