(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側を上向きに反らせた円弧状に形成されて海洋構造物に固定されたガイドと、該ガイドの上面に沿わせて円弧状に配置されたコイル軌道と、想定される海洋構造物の揺動周期より短い周期で前記ガイド上を受動的に往復運動し得るよう前記コイル軌道を跨いで配設され且つ往復運動方向に対し略直角となる向きに磁束を形成し得るよう前記コイル軌道を挟んで永久磁石を対向配置した可動マスと、海洋構造物の揺動を検出する揺動検出手段と、前記可動マスのガイドに対する移動位置を検出する位置検出手段と、前記可動マスが往復運動することにより前記コイル軌道に発生した誘導電流の通電量を調整する回生電流調整手段と、前記揺動検出手段からの揺動信号及び前記位置検出手段からの位置信号に基づいて前記可動マスの往復運動が海洋構造物の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるよう前記回生電流調整手段を制御して前記可動マスに適宜な回生制動を作用せしめる制御装置とを備えたことを特徴とする海洋構造物の減揺装置。
【請求項２】
回生電流調整手段を、コイル軌道に対し整流器を介して直列に接続された入力抵抗及びトランジスタにより構成したことを特徴とする請求項１に記載の海洋構造物の減揺装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶やバージ、その他の浮体等といった海洋構造物の揺動を抑制する為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】
船舶における従来の減揺装置としては、図５に示す如く、船舶ａの適宜位置に固定された円弧状のガイドｂに沿って可動マスｃが往復運動するようにしたものが知られており、想定される船舶ａの揺動と同じ周期で位相が約９０゜遅れをもつような設計とし、船舶ａの揺動に伴って可動マスｃを受動的に共振させるパッシブ方式としたり、或いは、可動マスｃに図示しないモータを設置して能動的な制御をかけながら往復運動させるハイブリッド方式として前記船舶ａの揺動を抑制するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可動マスｃを受動的に共振させるようにしたパッシブ方式の場合には、一度設計してしまうと固有周期が決まってしまう為、船舶ａの揺動の周期が積荷の積載状態や海洋の波高等により変化してしまうと、減揺効果が低減してしまうという不具合があった。
【０００４】
一方、可動マスｃに能動的な制御をかけて往復運動させるようにしたハイブリッド方式の場合には、船舶ａの揺動周期の変化に対応させることが可能であるものの、モータに対する突入電流が大きい為に電力消費量が増大するという不具合があった。
【０００５】
また、図中二点鎖線で示す如く、電力供給を行う為に電力ケーブルｄを可動マスｃに引き込む必要があるが、一般的に、この種の電力ケーブルｄは、カーブを描いて可動マスｃに引き込まれるよう外皮により抱持され、前記可動マスｃの移動に対し撓み位置を変化させながら追従するようになっていた為、前記電力ケーブルｄの劣化の進行が早く寿命が短いという不具合もあった。
【０００６】
更に、可動マスｃをモータにより機械的に往復運動させることは構造の複雑化を招き、これにより故障が発生し易くなってメンテナンス作業の負担が増大するという不具合もあった。
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、船舶等の海洋構造物の揺動周期の変化に対応させることが可能である上に、電力消費量も少なくてすみ、メンテナンス作業の負担が少ない海洋構造物の減揺装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、両側を上向きに反らせた円弧状に形成されて海洋構造物に固定されたガイドと、該ガイドの上面に沿わせて円弧状に配置されたコイル軌道と、想定される海洋構造物の揺動周期より短い周期で前記ガイド上を受動的に往復運動し得るよう前記コイル軌道を跨いで配設され且つ往復運動方向に対し略直角となる向きに磁束を形成し得るよう前記コイル軌道を挟んで永久磁石を対向配置した可動マスと、海洋構造物の揺動を検出する揺動検出手段と、前記可動マスのガイドに対する移動位置を検出する位置検出手段と、前記可動マスが往復運動することにより前記コイル軌道に発生した誘導電流の通電量を調整する回生電流調整手段と、前記揺動検出手段からの揺動信号及び前記位置検出手段からの位置信号に基づいて前記可動マスの往復運動が海洋構造物の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるよう前記回生電流調整手段を制御して前記可動マスに適宜な回生制動を作用せしめる制御装置とを備えたことを特徴とする海洋構造物の減揺装置、に係るものである。
【０００９】
また、前記回生電流調整手段は、コイル軌道に対し整流器を介して直列に接続された入力抵抗及びトランジスタにより構成すれば良い。
【００１０】
而して、海洋構造物が揺動している際には、該海洋構造物の揺動周期より短い周期で可動マスがガイド上を受動的に往復運動するが、このとき、揺動検出手段からの揺動信号及び位置検出手段からの位置信号に基づいて制御装置により回生電流調整手段が制御され、前記可動マスの往復運動が海洋構造物の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるように、コイル軌道に発生した誘導電流の通電量が調整される。
【００１１】
即ち、永久磁石により可動マスの往復運動方向に対し略直角となる向きに磁束が形成されている状態で前記可動マスがガイド上を往復運動すると、コイル軌道に誘導電流が発生することになり、このとき、誘導電流の通電量を調整して電流制御を行えば、誘導電流を制限することなく流した際に最大となる回生制動を、誘導電流の通電量を任意に減じて可動マスに作用させることが可能となるので、前記ガイド上を往復運動する可動マスに対し適宜な大きさで回生制動を作用させることによって、前記可動マスの往復運動を抑制して海洋構造物の揺動周期の変化に対応させることが可能となるのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１に示す如く、両側を上向きに反らせた円弧状に形成されたガイド１が、海洋構造物である船舶２の機関室等の適宜位置に固定されている。
【００１４】
前記ガイド１の上面には、該上面に沿う同心の円弧状に形成されたコイル軌道３が前記ガイド１と配置され、しかも、想定される船舶２の揺動周期より短い周期で前記ガイド１上を受動的に往復運動し得るよう前記コイル軌道３を跨いで可動マス４が配設されており、図２に示す如く、前記可動マス４の内部には、往復運動方向（図１中に矢印Ａで示す方向）に対し略直角となる向き（可動マス４の幅方向）に磁束を形成し得るよう互いに反対の磁極を向けた永久磁石５が前記コイル軌道３を挟んで対向配置されている。
【００１５】
更に、前記ガイド１の上面に沿って磁気スケール６が敷設されていると共に、該磁気スケール６に対する相対位置を検出可能な位置検出ヘッド７が前記可動マス４の下面に取り付けられており、前記磁気スケール６と位置検出ヘッド７とによって、可動マス４のガイド１に対する移動位置を検出する為の位置検出手段８が構成されている。
【００１６】
また、図３に示す如く、前記コイル軌道３は、可動マス４が往復運動することにより前記コイル軌道３に発生した誘導電流を回流し得る閉ループを構成しており、前記誘導電流の通電量が回生電流調整手段９により調整し得るようにしてある。
【００１７】
前記回生電流調整手段９は、コイル軌道３に対し例えばブリッジ形とした整流器１０を介して入力抵抗１１とトランジスタ１２とを直列に接続した構成となっており前記トランジスタ１２が制御装置１３からの制御信号１４により制御されて前記誘導電流の通電量が調整されるようになっている。
【００１８】
前記制御装置１３には、角速度計１５（揺動検出手段）からの角速度信号１６（揺動信号）と、前記位置検出手段８を構成する位置検出ヘッド７からの位置信号１７とが夫々入力されるようになっており、前記角速度信号１６と位置信号１７とに基づいて前記可動マス４の往復運動が、船舶２の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるよう前記回生電流調整手段９のトランジスタ１２を制御して前記可動マス４に適宜な回生制動を作用せしめるようになっている。
【００１９】
尚、本形態例においては、減揺対象である海洋構造物を船舶２とした場合を例示しているので、船舶２に備えられている既存の角速度計１５を揺動検出手段として利用しているが、揺動検出手段を別途設けるようにしても良いことは勿論である。
【００２０】
而して、船舶２が揺動している際には、該船舶２の揺動周期より短い周期で可動マス４がガイド１上を受動的に往復運動するが、このとき、角速度計１５からの角速度信号１６及び位置検出手段８を構成する位置検出ヘッド７からの位置信号１７に基づいて制御装置１３により回生電流調整手段９のトランジスタ１２が制御され、前記可動マス４の往復運動が船舶２の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるように、コイル軌道３に発生した誘導電流の通電量が調整される。
【００２１】
即ち、永久磁石５により可動マス４の往復運動方向に対し略直角となる向きに磁束が形成されている状態で前記可動マス４がガイド１上を往復運動すると、コイル軌道３に誘導電流が発生することになり、このとき、誘導電流の通電量を調整して電流制御を行えば、誘導電流を制限することなく流した際に最大となる回生制動を、誘導電流の通電量を任意に減じて可動マス４に作用させることが可能となるので、前記ガイド１上を往復運動する可動マス４に対し適宜な大きさで回生制動を作用させることによって、前記可動マス４の往復運動を抑制して船舶２の揺動周期の変化に対応させることが可能となるのである。
【００２２】
従って上記形態例によれば、船舶２の揺動の周期が積荷の積載状態や海洋の波高等により変化しても、可動マス４の往復運動が船舶２の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるよう制御することができるので、常に最大の減揺効果を得ることができる。
【００２３】
また、可動マス４の往復運動は、基本的に船舶２の揺動によって受動的に行われ、これを回生制動により抑制して船舶２の揺動周期の変化に対応させるようにしているにすぎないので、前記可動マス４の往復運動に関し電力を殆ど必要とせず、しかも、モータ等を使用した場合の如き大きな突入電流も必要としないので、電力消費量を著しく低減することができる。
【００２４】
更に、可動マス４をモータ等により機械的に往復運動させる必要がなく、電力供給を行う為に電力ケーブルを可動マス４に引き込む必要もなくなるので、故障発生の少ない極めてシンプルな構造とすることができ、長期間にわたる連続使用を可能としてメンテナンス作業の負担を著しく軽減することができる。
【００２５】
図４は本発明の他の形態例を示すもので、コイル軌道３を二本とし、両コイル軌道３を挟んで対向するよう三つの永久磁石５を可動マス４の内部に配置したものであり、このようにしても、先に述べた形態例と同様の作用効果を奏することができ、また、これと同様にしてコイル軌道３を三本以上とすることも可能である。
【００２６】
尚、本発明の海洋構造物の減揺装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、海洋構造物は船舶以外のものでも良いこと、また、揺動検出手段、位置検出手段、回生電流調整手段は図示する例に限定されないこと、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。
【００２７】
【発明の効果】
上記した本発明の海洋構造物の減揺装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００２８】
（Ｉ）海洋構造物の揺動の周期が積荷の積載状態や海洋の波高等により変化しても、可動マスの往復運動が海洋構造物の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるよう制御することができるので、常に最大の減揺効果を得ることができる。
【００２９】
（ＩＩ）可動マスの往復運動は、基本的に海洋構造物の揺動によって受動的に行われ、これを回生制動により抑制して海洋構造物の揺動周期の変化に対応させるようにしているにすぎないので、前記可動マスの往復運動に関し電力を殆ど必要とせず、しかも、モータ等を使用した場合の如き大きな突入電流も必要としないので、電力消費量を著しく低減することができる。
【００３０】
（ＩＩＩ）可動マスをモータ等により機械的に往復運動させる必要がなく、電力供給を行う為に電力ケーブルを可動マスに引き込む必要もなくなるので、故障発生の少ない極めてシンプルな構造とすることができ、長期間にわたる連続使用を可能としてメンテナンス作業の負担を著しく軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１の可動マス及びコイル軌道の横断面図である。
【図３】本発明を実施する形態の一例における制御系を示す概念図である。
【図４】本発明を実施する形態の他の例を示す断面図である。
【図５】従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
１          ガイド
２          船舶（海洋構造物）
３          コイル軌道
４          可動マス
５          永久磁石
８          位置検出手段
９          回生電流調整手段
１３          制御装置
１５          角速度計（揺動検出手段）
１６          角速度信号（揺動信号）
１７          位置信号
【図１】
0003709605.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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