(57)【要約】【課題】模型船等の被測定物体について慣動半径を測定する際に、台座上の被測定物体の向きを容易に変換できるようにすることにより、慣動半径測定操作の大幅な簡略化を図れるようにした転動式慣動半径測定装置を提供する。【解決手段】水平な支持面11ａを具えるようにして基盤Ｇ上に固定されたベース部材11と、同ベース部材11上において左右に転動可能に支持されるように円弧状の転動面12ａを有する転動子12を介して載置された被測定物体搭載用台座13とを備え、台座13の上面にはターンテーブル14を介して模型船Ｓのごとき被測定物体が搭載され、転動子12が転動して揺動する左右方向へ模型船Ｓの船長方向を整合させることにより、同模型船Ｓを船長方向に沿う鉛直面内で揺動させて同模型船Ｓの慣動半径が求められる。模型船Ｓの船体横方向の慣動半径を求める際には、ターンテーブル14を９０度旋回させる操作が行われる。【選択図】  図１
2008058192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平な支持面を具えるようにして固定されたベース部材と、同ベース部材上において左右に転動可能に支持されるべく円弧状の転動面を有する転動子を介して載置された被測定物体搭載用台座とを備え、同台座が、被測定物体を搭載しない状態で予め同被測定物体を搭載すべき支持面を水平に保つための自己バランス型に構成されていることを特徴とする、転動式慣動半径測定装置。
【請求項２】
上記台座上に、上記被測定物体を搭載すべき支持面を有するターンテーブルが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の転動式慣動半径測定装置。
【請求項３】
上記台座に、移動用重錘と傾斜計とが装備されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の転動式慣動半径測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶や自動車，航空機等について、その模型などにより慣動半径を測定するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、船舶の波浪中での挙動（振舞）を推定する際の要素として慣動半径が求められている。
従来の模型船による慣動半径測定手段としては、図６に示すようなブランコ方式による自己バランス型のものが知られており、まず支点０を中心として揺動しうる台１により支点０とブランコ単体の重心Ｇ0との間の長さが求められる。また、台１の上に模型船２を搭載して、ブランコと模型船との複合体の重心Ｇ′と支点０との間の長さが求められるとともに、支点０と模型船単体の重心ＧMとの間の長さが求められる。
さらに、模型船について慣性モーメントＩMを求めた後、模型船の慣動半径ｋyyを［数１］式により求めることができる。
【数１】
2008058192.tif 000003
ただし、ＭM ：模型船の質量
ＬPP：模型船の垂線間長さ
ところで、上述のような慣動半径測定手段を実施するための従来の装置では、図５に示すように、支持枠３の上部の水平支軸４からアーム５を介し垂下されたブランコの台１に模型船２が搭載されるため、模型船２を船長方向に揺動させて慣動半径を求めた後、模型船２の向きを台１上で横方向に変えて、船体横方向の慣動半径を求める際には、一旦、模型船２を支持枠３の外へ抜き出してから、同支持枠３の横向きの開口を通じ模型船２を入れ直して台１上に搭載する必要があり、面倒な操作を伴うという不具合がある。
【特許文献１】特開平１０−１３２６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、模型船等の被測定物体について慣動半径を測定する際の従来の複雑な操作に鑑みて、台座周囲に障害物を無くし、台座上における被測定物体の向きを容易に変換できるようにすることにより、慣動半径測定操作の大幅な簡略化を図れるようにした転動式慣動半径測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前述の課題を解決するため、本発明の転動式慣動半径測定装置は、水平な支持面を具えるようにして固定されたベース部材と、同ベース部材上において左右に転動可能に支持されるべく円弧状の転動面を有する転動子を介して載置された被測定物体搭載用台座とを備え、同台座が、被測定物体を搭載しない状態で予め同被測定物体を搭載すべき支持面を水平に保つための自己バランス型に構成されていることを特徴としている。
【０００５】
また、本発明の転動式慣動半径測定装置は、上記台座上に、上記被測定物体を搭載すべき支持面を有するターンテーブルが設けられていることを特徴としている。
【０００６】
さらに、本発明の転動式慣動半径測定装置は、上記台座に、移動用重錘と傾斜計とが装備されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
上述の本発明の転動式慣動半径測定装置では、被測定物体の慣動半径の測定に際し、重心位置を相互に同一鉛直線上に整合させるようにして同被測定物体を搭載する台座が、ベース部材の水平な支持面上で左右に転動可能に支持された状態とされ、同台座の周囲には従来のブランコ型支持枠のごとき障害物が存在しないので、細長い模型船等の被測定物体の長手方向の向きを同台座の上面で変える操作が著しく簡易化され、測定時間の大幅な短縮が可能になる。
しかも、上記被測定物体の慣動半径を算出する際には、上記台座が、静止状態では上記被測定物体を搭載する支持面を水平に保つための自己バランス型に構成されることにより、従来のブランコ方式の場合と同様にして、［数１］式による演算手段を採用することができる。
【０００８】
また、上記台座上に、上記被測定物体を搭載すべき支持面を有するターンテーブルが設けられていると、同被測定物体の長手方向に係る慣動半径を求めるための計測作業の終了後に、上記ターンテーブルを９０度回転させれば、同被測定物体の横方向に係る慣動半径を求めるための計測作業へ容易に移行することができるので、同被測定物体の慣動半径測定作業が全体として極めて能率よく且つ精確に行われるようになる。
【０００９】
さらに、上記台座に移動用重錘と傾斜計とが装備されていると、上記傾斜計による計測と上記重錘の移動調節とにより、上記台座における上記被測定物体の支持面を初期状態で水平に保つ操作が容易に行われるほか、被測定物体の搭載後における初期状態での水平保持の確認も簡便に行われる。
【００１０】
そして、上記傾斜計で求められる時間波形から、揺動の周期を求めることも可能になる。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の実施例１としての転動式慣動半径測定装置を模式的に示す正面図であり、図２は図１の装置について傾斜試験を行っている状態を示す正面図である。
図１に示すように、本装置は、水平な支持面11ａを具えるようにして基盤Ｇ上に固定されたベース部材11と、同ベース部材11上において左右に転動可能に支持されるように円弧状の転動面12ａを有する転動子12を介して載置された被測定物体搭載用台座13とを備えており、台座13の上面にはターンテーブル14を介して被測定物体としての模型船Ｓが搭載される。
【００１２】
なお、図１に示す模型船Ｓの載置状態では、転動子12が転動して揺動する左右方向へ模型船Ｓの船長方向を整合させることにより、同模型船Ｓを船長方向に沿う鉛直面内で揺動させて同模型船Ｓの慣動半径が求められるが、模型船Ｓの船体横方向の慣動半径を求める際には、ターンテーブル14を９０度旋回させることにより、模型船Ｓの揺動面を台座13上で船体横方向に沿わせるように変える操作が行われる。
【００１３】
また、図２に示すように、本装置では、移動用重錘15を用いることにより傾斜試験が行われる。
なお、図１および図２において、Ｐ，Ｐ’は転動面12ａの支持面11ａへの接触部を示している。
【００１４】
上述の転動式慣動半径測定装置を用いて行われる計測の原理について説明するための記号を整理して表示すると［表１］および同表１に引き続く記載のようになる。
【表１】
2008058192.tif 000004
ＩM：ＧMまわりの模型船の慣性モーメント
Ｏ：転動面の円弧の中心
ｇ：重力加速度
ｍ：移動用重錘の質量
ｄ：移動用重錘の移動距離
θ：傾斜角
【００１５】
まず、転動子単体についての試験の態様を説明すると、次のとおりである。
（１）傾斜試験
平衡方程式によりＯ点とＧ0点との間隔が［数２］式で求められる。
【数２】
2008058192.tif 000005
（２）揺動試験
運動方程式
【数３】
2008058192.tif 000006
θが微小とするとＩRCが［数４］式で求められる。
【数４】
2008058192.tif 000007
【００１６】
次に、全体系（転動子＋模型船）についての試験の態様を説明すると、次のとおりである。
（１）傾斜試験
平衡方程式により、Ｏ点とＧS点との間隔が［数５］式で求められる。
【数５】
2008058192.tif 000008
（２）揺動試験
運動方程式
【数６】
2008058192.tif 000009
θが微小とするとＩSCが［数７］式で求められる。
【数７】
2008058192.tif 000010
【００１７】
さらに、模型船単体についての試験の態様を説明すると、次のとおりである。
（１）重心位置
重心のバランス
【数８】
2008058192.tif 000011
よって、Ｏ点とＧM点との間隔が［数９］式で求められる。
【数９】
2008058192.tif 000012
（２）慣性モーメント
模型船の重心まわりの慣性モーメントＩMは、平行軸の定理を用いて、以下のように求められる。
【数１０】
2008058192.tif 000013
（３）慣動半径
慣動半径ｋyyは［数１］式により求められる。
【実施例２】
【００１８】
図３は本発明の実施例２としての転動式慣動半径測定装置を示す斜視図であり、図４は図３の装置において傾斜計により求められた揺動の時間波形を示すグラフである。
図３に示す装置も、被測定物体搭載用台座13の中央部が、円弧状の転動子12を介して、水平な支持面11ａを有するベース部材11上に転動可能に支持されるが、ベース部材11と転動子12との間には、同ベース部材11に固定されたレールＲが介在しており、同レールＲにより転動子12の転動が精密に行われるように配慮されている。
【００１９】
そして、台座13の傾斜を計測するため、同台座13には、転動子12を介し傾斜計16が装着されていて、同傾斜計16は演算装置17に接続される。また、台座13上には、複数の移動用重錘15が装着される。
【００２０】
本装置では、転動子12による転動面の円弧の半径を大きくとることで、円弧中心点（図１，２のＯ点参照）を高い位置に設定することができる。
また、上記Ｏ点が全体の重心位置よりも高ければ、復原力の喪失による転倒を生じることはない。
【００２１】
上述の実施例２の装置においても、前述の実施例１の装置の場合と同様に用いて模型船の慣動半径を計測することができる。
すなわち、台座13上に模型船を載せ、傾斜試験による傾斜角計測から重心位置を求めるとともに、揺動試験による周期計測から慣性モーメントを求めることにより、これらから模型船の慣動半径を求めることができる。
さらに、演算装置17において、傾斜計16で求められる時間波形（図４参照）から、揺動の周期を求めることも可能になる。
【００２２】
上述の各実施例の転動式慣動半径測定装置では、被測定物体としての模型船Ｓの慣動半径の測定に際し、重心位置を相互に同一鉛直線上に整合させるようにして同模型船Ｓを搭載する台座３が、ベース部材11の水平な支持面11ａ上で左右に転動可能に支持された状態とされ、同台座13の周囲には従来のブランコ型支持枠のごとき障害物が存在しないので、細長い模型船Ｓの船長方向の向きを同台座13の上面で変える操作が著しく簡易化され、測定時間の大幅な短縮が可能になる。
しかも、模型船Ｓの慣動半径を算出する際には、台座13が、静止状態では模型船Ｓを搭載する支持面を水平に保つための自己バランス型に構成されることにより、従来のブランコ方式の場合と同様にして、［数１］式による演算手段を採用することができる。
【００２３】
また、台座13上に、模型船Ｓを搭載すべき支持面を有するターンテーブル14が設けられていると、同模型船Ｓの船長方向に係る慣動半径を求めるための計測作業の終了後に、ターンテーブル14を９０度回転させれば、同模型船Ｓの横方向に係る慣動半径を求めるための計測作業へ容易に移行することができるので、同模型船Ｓの慣動半径測定作業が全体として極めて能率よく且つ精確に行われるようになる。
【００２４】
さらに、台座13に移動用重錘15と傾斜計16とが装備されていると、傾斜計16による計測と重錘15の移動調節とにより、台座13における模型船Ｓの支持面を初期状態で水平に保つ操作が容易に行われるほか、模型船Ｓの搭載後における初期状態での水平保持の確認も簡便に行われる。
【００２５】
そして、傾斜計16で求められる時間波形から、揺動の周期を求めることも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１としての転動式慣動半径測定装置を模式的に示す正面図である。
【図２】図１の装置について傾斜試験を行っている状態を示す正面図である。
【図３】本発明の実施例２としての転動式慣動半径測定装置を示す斜視図である。
【図４】図３の装置において傾斜計により求められた揺動の時間波形を示すグラフである。
【図５】従来の模型船用慣動半径測定装置を示す斜視図である。
【図６】ブランコ方式による模型船の慣動半径測定手段を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
11  ベース部材
11ａ  支持面
12  転動子
12ａ  転動面
13  台座
14  ターンテーブル
15  移動用重錘
16  傾斜計
17  演算装置
Ｒ  レール
Ｓ  模型船
【図１】
2008058192.tif 000014
【図２】
2008058192.tif 000015
【図３】
2008058192.tif 000016
【図４】
2008058192.tif 000017
【図５】
2008058192.tif 000018
【図６】
2008058192.tif 000019