JPS6313896A - 全没型水中翼船の操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、全没型水中翼船の操舵装置に関するものであ
る。

〔従来技術〕

全没型水中翼船は、船体底面の前後に下方へ突出するよ
うに脚をそれぞれ設け、これら前後の脚の一部または全
部を左右操舵自在な前舵と後舵にすると共に、下端部付
近に水平翼をそれぞれ設け、これら水平翼や舵を水面下
に没すると共に船体を水面上に押し上げて航行するよう
にしたものである。

このように全没型水中翼船は、前後の脚を介して翼だけ
を水中に没して航行するため、船体に波の衝撃を受ける
ことがなく、したがって船体を水中に没する船に比べて
格段に優れた乗心地を得ることができる。しかし、その
反面で、翼が水中に全没しているため、水面貫通型水中
翼船のように翼自体で船体の横安定を保つことができな
い。そのため、全没型水中翼船は、熟練した運転者の操
縦によって横安定性を保つようにするか、または自動安
定装置を搭載して横安定性を保つようにする必要がある
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、全没型水中翼船において単に操舵ハン
ドルによる方向操作だけすれば、横安定性が自動的に得
られ、しかも旋回時の乗心地を良好にすることができる
操舵装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成する本発明は、船体底面に下方へ突出す
る弾をそれぞれ前後に設け、これら前後の脚の一部また
は全部を左右に操舵自在な前舵と後舵にすると共に、上
端部付近に水平翼をそれぞれ設け、これら前後の水平翼
と前後舵とを水面下に没し、船体を水面上に押し上げて
航行する全没型水中翼船において、前記船体の横傾斜量
を検出する傾斜計と操舵ハンドルのハンドル角検出計と
を設け、前記前舵と後舵とを、前記ハンドル角検出計が
検出する中立位置からのハンドル角θがゼロのときは、
前記傾斜計が検出する中立位置からの横傾斜量に応じて
同方向に操舵制御し、ハンドル角θがゼロ以外のときは
、そのハンドル角θの大きさに応じて同方向に操舵制御
すると共に、その結果傾斜計に検出される横傾斜量に応
じて互いに異方向に操舵制御する構成にしたことを特徴
とするものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例により説明する。

第１図は本発明の実施例からなる操舵装置を有する全没
型水中翼船を概略的に示すもので、１は船体（ハル）で
、その底面には下方へ突出する＃２．３が前後に設けら
れている。前後の脚２，３の下端部には、それぞれ水平
翼４．５と、左右に操舵自在な前舵６と後舵７とが取り
付けられている。また、後脚３には、図示しないエンジ
ンによって駆動される推進器１０が設けられている。１
１は操舵ハンドルである。

前舵６は軸６ａに、また後舵７は軸７ａにそれぞれ−・
体回転するように固定されている。これら軸６ａ、７ａ
は船体１内を貫通し、それぞれ号−ボモータ８，９によ
って駆動され、この駆動により前舵６と後舵７とがそれ
ぞれ矢印Ａ。

Ｂのように操舵されるようになっている。

ハンドル１１にはハンドル角検出計１２が取り付けられ
、中立位置（直進時の状態）をＯとしたときの左右の回
動量（ハンドル角θ）を検出するようになっている。こ
のハンドル角θは、左右の操舵方向に応じて＋、−に区
別し７て検出されるようにしである。

また、船体１には船体の横傾斜量を検出する傾斜計１３
が取り付けられている。第１図は傾斜計１３を正面視で
示してあり、左右に揺動自在に吊り下げた重錘Ｗを基本
構造にして構成されている。この傾斜計１３は、正面視
の状態を船体１の正面視に合致させた状態に置き、かつ
その中立線りが船体直立時の鉛直方向と平行になるよう
に取り付けられ、その中立線りからの振れ角を横傾斜量
（傾斜角α）として検出するようになっている。この傾
斜角αも上記ハンドル角θと同様に、左右の傾斜方向に
応じて＋。

−に区別されて検出されるようにしである。

上記ハンドル角検出計１２が検出したハンドル角θの信
号と傾斜計１３が検出した傾斜角αの信号とは、第２図
に示すようにそれぞれマイクロコンピュータからなる制
御部１４に入力され、この制御部１４において第８図に
示すフしλ−チャートのように処理されてアクチュエー
？であるサーボモータ８．９を駆動する信号を出し、前
舵６および後舵７の左右の操ｉｔを出力するようになっ
ている。

上述の装置において、サーボモータ８．９からの出力は
、ハンドル角θに基づく前舵６．後舵７の操舵制御量と
傾斜角αに基づく操舵制御量との総和として現れるが、
これら前舵６と後舵７との制御は、次に説明するロール
モードとヨーモードとを基本にして行われている。

ロールモードは、第３図に示すように前舵６と後舵７を
進行方向Ｆに対し、それぞれ同方向に実質的同角度（β
−β”）に操舵させるもので、これによって水平翼４，
５の接水点を矢印りまたはＤ゛方向横移動（スウェイ）
させるロール制御（ｒｏｌｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ）を行う
ものである。

第３図に図示した実線は右側（矢印り方向）への横移動
を起こさせる場合を、また鎖線は左側（矢印Ｄ°力方向
への横移動を起こさせる場合をそれぞれ示している。

また、ヨーモードは、第４図に示すように前舵６と後舶
７を進行方向Ｆに対し互いに異方向に実質的同角度Ｃｒ
＃γ′）に操舵させるもので、これによって船体を矢印
ＣまたはＣ゛方向〜、旋回させるヨー制御（ｙａｗ　ｃ
ｏｎｔｒｏｌ）を行うものである。第４図に示す実線は
右旋回（矢印Ｃ方向）させる場合を、また鎖線は左旋回
（矢印Ｃ”方向）させる場合をそれぞれ示している。

北述した構成において、操舵装置に４よる制御層ニー第
８図のフローチャートに示すように次のようにして行わ
れる。

まず、直進航行時にはハンドル角θはゼロであり、第８
図のフローチャートにおける左側のルートに従って制御
される。この直進航行時に船体が横傾斜すると、傾斜計
１３が中立線りからの傾斜角αを検知し、その横傾斜量
に応じて前舵６と後舵７とがそれぞれ傾斜側向きに実質
的同角度に操舵される。

すなわち、第６図（船体を正面視で図示）に示すように
、直進航行時に船体が進行方向（紙面に対し手前方向）
に対し左側に傾斜したとすると、傾斜計１３は重錘Ｗが
重力によって鉛直方向を維持するため、中立線りに対し
て傾斜角αを出力する。この傾斜角αの信号は制御部１
４によって処理され、サーボモータ８．９を介して前舵
６と後舵７とを第３図の鎖線で示すように左向き同方向
に操舵制御し、前述したロールモードによって傾斜計１
３の傾斜角αがＯになるまで、すなわち船体の横安定性
が得られるまで水平翼４，５の接水点をＤ゛方向自動的
に横移動させる。

直進時に船体が右側に傾斜するときには、上記とは反対
方向に同様の前舵６．後舵７の操舵制御が行われる。

一方、操舵ハンドル１１を操作して旋回航行を行うとき
は、第８図のフローチャートにおける右側のルートに従
って制御が行われる。このときの制御は、例えば左旋回
の場合には、第５図に示すようなロールモードとヨーモ
ー・ドとが、（Ｉ）から（ｎ）の順序で行われ、両者の
総和の（ＩＩＩ）の状態になるように行われる。

すなわち、操舵ハンドル１１を操作したことによりハン
ドル角検出計１２が中立からのハンドル角θの変化を検
出すると、そのハンドル角θの大きさに応じて、ます前
舵６と後舵７とが第５図の（１）のようにそれぞれ右向
き同方向に操舵され、そのロールモードによって船体１
を第７図（船体を正面視で図示）に示すように左傾斜さ
せる。すなわち、ロールモードによって水平翼４，５の
接水点をＤ方向（右方向）に横移動させて船体を左傾斜
させる。

次いで、この左傾斜が傾斜計１３によって検出され、そ
の傾斜角αの大きさく横傾斜量）に基づき上記前舵６と
後舵７とが第５図の（ｎ）に示すように互いに異方向に
操舵され、前述の（Ｉ）との総和の（ＩＩＩ）の状態に
なり、船体１を左傾斜させたままヨーモードの左旋回を
発生させる。この左旋回により船体には遠心力が発生し
、この遠心力を、傾斜した船体にかかる重力の水平方向
分力と釣り合わせて船体の横安定性を発生させる。すな
わち、第７図ヲ参照すると、図示のように船体１が傾斜
した状態で、傾斜計１３の重錘Ｗが遠心力Ｆにより中立
線りに一致する（すなわち、α＝０になる）状態になる
ヨーモードの旋回を発生させ、船体を横安定させる。

上記とは反対に右側へ旋回するときは、上述の場合と反
対方向に前舵６．後舵７が同様に操舵制御される。

上述したように、上記操舵装置では運転者はハンドル１
１を操作して船体の進行方向だけを決めればよく、船体
の横安定性は、ハンドル角検出計１２と傾斜計１３とが
検出したハンドル角θと傾斜角αに応じて前舵６と後前
７とがロールモード、またはロールモードとヨーモード
との組み合わせによって自動的に発生させる。

したがって、運転者は通常の船を運転するような感覚で
ハンドルの操舵をすればよい。特に、旋回航行時には、
船体を予め横領斜させてから旋回させる制御を行うため
、運転者に無理な姿勢を与えることがな（、極めて良好
な乗心地を得ることができる。

なお、上述した実施例では船体の横傾斜量を検出する傾
斜計として、重錘を利用した検出計を使用したが、これ
に限定されることなく、横傾斜量を検出できるものであ
れば、例えば横方向の加速度計などのような他の検出器
を使用するようにしてもよい。

また、上述の実施例では、前舵、後前とも脚の横断面の
うちの一部が左右に回動する構成になっているが、脚の
横断面の全体がが左右に回動するような構造であっても
よい。

〔発明の効果〕

上述したように本発明による操舵装置は、全没型水中翼
船において、船体の横傾斜量を検出する傾斜計と操舵ハ
ンドルのハンドル角検出計とを設け、前舵と後前とを、
前記ハンドル角検出計が検出する中立位・置からのハン
ドル角θがゼロのときは、前記傾斜計が検出する中立位
置からの横傾斜量に応じて同方向に操舵制御し、ハンド
ル角θがゼロ以外のときは、そのハンドル角θの大きさ
に応じて同方向に操舵制御すると共に、その結果傾斜計
に検出される横傾斜量に応じて互いに異方向に操舵制御
する構成にしたハンドル操作にかかわらず、船体の横安
定性は上記前舵と後前のロールモードまたはロールモー
ドとヨーモードとの組み合わせによって自動的に行われ
る。

したがって、運転者は単に操舵ハンドルによる操向だけ
をすればよ（、運転を容易にする。

また、旋回時には、船体を予め横領斜させてから旋回制
御を行うため、運転者に無理な姿勢を与えることがなく
、極めて良好な乗心地を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例からなる操舵装置を設けた全段
木型水中翼船の概略図、第２図は同操舵装置の制御フロ
ーを示すブロック図、第３図は同操舵装置によるロール
制御を前後舵の平面図で示す説明図、第４図は同操舵装
置によるヨー制御を前後舵の平面図で示す説明図、第５
図は同操舵装置による左旋回をするときの前後舵の制御
状況を説明する説明図、第６図は直進時のロール制御を
船体の正面視で示す説明図、第７図は旋回時のロール制
御を船体の正面視で示す説明図、第８図は同操舵装置の
制御部によるフローチャート図である。 １−船体、　２．３−脚、　４．５−水平翼、６−前舵
、　７−・・後前、　８，９−・−サーボモータ、　１
１−ハンドル、　１２−・−ハンドル角検出計、　１３
・−・傾斜計、　１４−制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 船体底面に下方へ突出する脚をそれぞれ前後に設け、こ
   れら前後の脚の一部または全部を左右に操舵自在な前舵
   と後舵にすると共に、下端部付近に水平翼をそれぞれ設
   け、これら前後の水平翼と前後舵とを水面下に没し、船
   体を水面上に押し上げて航行する全没型水中翼間におい
   て、前記船体の横傾斜量を検出する傾斜計と操舵ハンド
   ルのハンドル角検出計とを設け、前記前舵と後舵とを、
   前記ハンドル角検出計が検出する中立位置からのハンド
   ル角θがゼロのときは、前記傾斜計が検出する中立位置
   からの横傾斜量に応じて同方向に操舵制御し、ハンドル
   角θがゼロ以外のときは、そのハンドル角θの大きさに
   応じて同方向に操舵制御すると共に、その結果傾斜計に
   検出される横傾斜量に応じて互いに異方向に操舵制御す
   る構成にした全没型水中翼船の操舵装置。