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「乗り心地のよい低動揺型船体形状の調査研究」の報告書

 事業名 乗り心地のよい低動揺型船体形状の調査研究
 団体名 シップ・アンド・オーシャン財団  


■事業の内容

(1)乗り物酔いの生理的限界の解明
[1] 乗り物酔い、乗り心地に関する研究の実績・実態の調査
 1980年以降国内で公表された、本研究に密接に関係し、さらに医学的見地からの検討も加えた論文、解説等の前年度入手分と今年度新たに入手した論文の解題作業を実施し、著者、表題、出処、形態、取扱周波数、アプローチの手法、カテゴリー、内容、対象、キーワード、特記事項を明らかにした。
[2] 乗り物酔いのメカニズム解明に関する基礎研究
a.被験者の健康度を知るための精神的、身体的健康度のチェック
 精神的健康度のチェックは、被験者の平常時の精神的健康状態を知るために、a)ライフスタイル、b)性格行動尺度、c)ストレス度、d)乗り物酔いに対する耐性度の観点からアンケート方式により実施した。
 身体的健康度のチェックは、平常時の血液・尿検査、心電図及び平衡機能検査により実施した。
b.動揺刺激による心理的・生化学的・生理学的変化の計測
 心理的変化の計測は、船体動揺模擬装置を使って、平衡機能検査、心電図、血圧、脳波、呼吸、表情、顔面温度等の計測を実施。その計測結果を使って、心理的変化の解析手法として因子分折法により、線形重回帰モデルによる乗り心地の総合評価検討を行い、それに基づいてファジー積分による解析を行った。
生化学的変化の計測は、動揺暴露前後の採血、採尿によって行い、生理学的変化の計測は、脳波の計測を実施した。
c.動物実験の実施
 人間を被験者とした場合との比較を行うため、日本猿を用いて船体動揺模擬装置による実験で生理的変化の計測を実施した。
[3] 乗り物(実機)を用いた計測
 博多−福江、境港・七類−隠岐諸島、東京−八丈島の3航路で就航しているフェリー等に乗船し、実際の船体動揺と乗船者の生理的反応を計測した。計測には本実験用に前年度整備したポータブル型船体動揺計測装置及びポリグラフを使用。動揺模擬装置を使った実験の計測方法に準じて実施した。また、一般乗船客への乗り心地度調査も行った。
 上記3航路のうち博多−福江航路は、当初、鹿児島−屋久島航路を計画していたが、船酔いの解明に向け、より海象条件等に適した航路海域での実験を実施するという理由により変更。また、東京−大阪間の列車実験については、新幹線よりも横方向の揺れに対してフリーとなっている振り子型電車を選択し、その電車が運航されている天王寺−新宮間に路線を変更して実験を行った。
(2)動揺の少ない船型の開発
 本年度は前年度にフェリー船型で実施したのと同様に、単胴型高速艇について就役実績調査を参考として選定した原形船型に理論解析を加え、動揺の少ない乗り心地のよい船型の選定を行った。
 理論解析は、排水量一定、平行喫水の状態で、動揺上重要な要素であるL/B、1cb、船底傾斜角の3要素を系統的に変化させた9船型を対象として、船酔いとの関連が大きいと想像される向かい波中の上下加速度及び横波中の横揺れ角について実施した。
 計算は2次元特異点分布法を用いたストリップ法で実施した。
 高速船の運動は、チャインなど非線形要素の影響が大きいため、線形計算と非線形計算を実施し、計算法の相違による運動評価も明確にした。
(3)委員会の実施
[1] 第1回乗り心地のよい低動揺型船体形状の調査研究委員会
日 時  平成7年6月13日(火)14:00〜16:00
場 所  船舶振興ビル10階会議室
出席者  18名
議 題  a.平成7年度計画について
     b.具体的実施計画(案)について
[2] 第2回乗り心地のよい低動揺型船体形状の調査研究委員会
日 時  平成7年10月20日(金)14:00〜16:00
場 所  船舶振興ビル10階会議室
出席者  21名
議 題  a.調査研究中間報告について
     b.実船実験実施計画について
[3] 第3回乗り心地のよい低動揺型船体形状の調査研究委員会
日 時  平成8年2月23日(金)13:30〜16:00
場 所船舶振興ビル10階会議室
出席者  19名
議 題  a.平成7年度報告書(案)審議について
■事業の成果

本事業は、他の交通機関に対して乗り心地の改善が遅々としている船舶において、その理由の一つである低周波数の動揺による船酔いの現象を解明し、船酔いを避ける動揺限界の把握を行い、これを満足させるための経済的な船型の開発を行う目的で前年度に引き続き実施された。
 今年度は、船酔いや乗り心地に関する文献を調査し、その実績・実態を明らかにするとともに、乗り物酔いのメカニズム解明に関する基礎研究として船酔い現象を解明するための生理学的要因と動揺刺激を総合的に計測できる生体計測装置や船体動揺計測装置等を前年度同様使用し、これらを用いた船体動揺模擬装置による実験及び実船実験を実施した。
 実験を実施する前に、被験者の健康度を知るために精神的、身体的健康度のチェックを行った。その結果、比較的年齢の接近している男子学生の場合でも精神的健康度に多様性があること、ストレス度−クレアチニン、性格行動尺度−尿酸値、ストレス度−尿酸値のように要因間に相関関係が認められる例が存在することなどがわかった。
 また実験により、動揺刺激要因は生理的要因や心理的要因と複合すると相乗効果が働き、初めて重要度が大きくなることがわかり、乗り心地の評価とその要因との関係を明らかにするためには、相乗効果や相殺効果も考慮する必要があり、要因間の相互作用も考慮でき、ある量(ファジー速度)で重要度を表すことが有効であることなどもわかってきている。さらに生化学・生理学的変化の計測では、動揺刺激によって血液中の血糖値が下がる傾向があり、ノルアドレナリン、ドーバミンは増加傾向にあることや、実験中の被験者の姿勢、体動と脳波放射位置、パワーとの関係なども明らかになってきており、本研究において極めて貴重なデータを収集することができた。
 人間と比較するため日本猿を用いた動揺実験では、計測に際して予期できない問題を解決するため種々の工夫が必要であること、姿勢の変化・体動による影響が大きいことなどが確認され、今後の同実験に対する方針材料が整った。
 一方、動揺の少ない船型の開発では、単胴船型(全長28.5m、幅6.3m、喫水1.1m、排水量82トン、速力25ノット)を原型として動揺性能要素、L/B、1cb、船底傾斜角を変化させた理論解析の結果、原型船型が最も動揺の少ない船型であることが明確になってきた。
 以上、乗り物酔いの研究に関して、世界で初めての計測・解析により、動揺と心理的、生化学的、生理学的諸要因、さらにはそれらの相互関係が明らかになりつつあり、来年度へのまとめに大きな見通しを得ることができ、我が国の海運・造船産業の発展に大きく寄与するものと思料される。





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更新日: 2020年4月4日

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