JP2018184034A

JP2018184034A - エンジン支持構造

Info

Publication number: JP2018184034A
Application number: JP2017085455A
Authority: JP
Inventors: 展久冨田; Nobuhisa Tomita
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2018-11-22

Abstract

【課題】複数台のエンジンを支持し、反力による傾斜及び振動を簡単かつ安価な構成で防止可能なエンジン支持構造を提供する。【解決手段】エンジン支持構造３０は、防振装置３２と、連結部（連結板３３、連結棒）と、を備える。防振装置３２は、推進用エンジン４と船体２（詳細には船体２のエンジン設置面）との間に配置されており、推進用エンジン４を防振支持する。連結部は、複数の推進用エンジン４のうち隣接して配置される少なくとも２つの推進用エンジン４について、一方の推進用エンジン４又は当該推進用エンジン４とともに防振装置３２に支持される部材（支持板３１等）と、他方の推進用エンジン４又は当該推進用エンジン４とともに防振装置３２に支持される部材（支持板３１等）と、を連結する。【選択図】図４

Description

本発明は、主として、船舶用のエンジンを支持するエンジン支持構造に関する。

従来から、特許文献１等に示すように、防振装置を介して船体にエンジンを取り付ける構成が知られている。このようにエンジンを防振支持する場合、エンジンは、稼動中に受ける反力（反トルク）によりローリング方向に傾斜することがある。また、エンジンの停止時にはこの傾斜が元に戻るが、この際にエンジンがローリング方向に振動することがある（エンジンの始動時も同様）。

特許文献２は、作業車両に設けられる防振支持ユニットを開示する。この防振支持ユニットは、複数の振動吸収部材を備えている。この振動吸収部材は、作業車両の旋回時等に生じる、エンジンのローリング方向の振動を吸収する。

特開２０１６−１７５５２号公報特開２００７−５５２８０号公報

特許文献２のように複数の振動吸収部材を配置する場合、エンジン支持構造が複雑になるとともに、コストが高くなる。また、特許文献１及び２は、船舶及び作業車両が１台のエンジンを備える構成のみを開示し、複数台のエンジンを備える場合の防振構造については記載されていない。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、複数台のエンジンを支持し、反力による傾斜及び振動を簡単かつ安価な構成で防止可能なエンジン支持構造を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、船舶の推進用のエンジンを船体に複数支持するエンジン支持構造において、以下を備える構成が提供される。即ち、このエンジン支持構造は、防振装置と、連結部と、を備える。前記防振装置は、前記エンジンと前記船体との間に配置されており、前記エンジンを防振支持する。前記連結部は、複数の前記エンジンのうち隣接して配置される少なくとも２つの前記エンジンについて、一方の前記エンジン又は当該エンジンとともに前記防振装置に支持される部材と、他方の前記エンジン又は当該エンジンとともに前記防振装置に支持される部材と、を連結する。

エンジンは稼動中に反トルクを受けるため、エンジンが防振支持される場合は、稼動中にエンジンが傾斜したり停止時にエンジンがローリング方向に振動したりする可能性がある。この点、上記の連結部を備えることにより、簡単かつ安価な構成で傾斜及び振動を抑制できる。

前記のエンジン支持構造においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、平面視においてクランク軸方向に垂直な方向に並べて配置された複数の前記エンジンを支持している。前記防振装置は、前記エンジン毎に配置されている。

これにより、一般的なエンジン及び防振装置のレイアウトにおいて、連結部を追加するだけで、エンジンの傾斜及び振動を抑制できる。

前記のエンジン支持構造においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記防振装置は、前記エンジン毎に配置された支持板を介して前記エンジンを防振支持している。前記連結部は、複数の前記支持板のうち隣接して配置される少なくとも２つの前記支持板を連結している。

これにより、１枚の支持板で複数のエンジンを支持する構成と比較して、支持板の大きさを抑えることができるので、製造工程を簡単にすることができる。

前記のエンジン支持構造においては、前記連結部は、複数の前記エンジンのうち隣接して配置される少なくとも２つの前記エンジンの上部同士を連結していることが好ましい。

これにより、エンジンの上部に加えて別の部分を連結する場合は、エンジン同士を強固に連結できるとともに、連結部に掛かる負荷を分散させることができる。また、エンジンの上部のみを連結する場合は、隣接して配置されるエンジン同士の間に比較的大きなスペースが形成される。従って、このスペースに別の部品を配置し易くなったり、作業者の通路として利用し易くなったりする。

各実施形態に係るエンジン支持構造が設けられる船舶の概略側面図。各実施形態に係るエンジンのレイアウトを示す平面図。比較例のエンジン支持構造の構成を示す正面図。第１実施形態のエンジン支持構造の構成を示す正面図。第２実施形態のエンジン支持構造の構成を示す正面図。第３実施形態のエンジン支持構造の構成を示す正面図。エンジン及び推進装置のレイアウトが異なる変形例を示す平面図。

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。初めに図１及び図２を参照して、各実施形態のエンジン支持構造３０が設けられる船舶１について説明する。図１は、船舶１の概略側面図である。図２は、推進用エンジン４のレイアウトを示す平面図である。なお、以下の説明では、船舶１が前進する方向を前として、船舶１の左右方向を定義する。また、以下の説明では、位置関係、大きさ、又は形状等を説明する用語は、その用語の意味が完全に成立している構成だけでなく、その用語の意味が略成立している構成も指すものとする。

図１に示すように、船舶１の船体２には、機関室３が設けられている。機関室３には、推進用エンジン４と、減速機５と、発電用エンジン８と、発電装置９と、が配置されている。

推進用エンジン４は、船舶１を移動させるための駆動力を発生させるディーゼルエンジンである。各実施形態では、図２に示すように、２つの推進用エンジン４が船体２に配置されている。それぞれの推進用エンジン４は、船舶１の左右方向に並べて配置されている。別の観点から説明すると、それぞれの推進用エンジン４は、平面視（図２）においてクランク軸方向（あるいは後述の回転駆動軸６の長手方向）と垂直な方向に並べて配置されている。更には、２つの推進用エンジン４は、同じ向きで（詳細には、２つともフライホイールが後方側になるように）配置されている。また、各実施形態では、推進用エンジン４の前後方向の位置は同じである。なお、詳細は後述するが、本発明のエンジン支持構造３０は、様々なレイアウトの推進用エンジン４に適用可能である。

減速機５は、左右一対で配置されており、左右一対の推進用エンジン４のそれぞれの出力軸に弾性継手４０を介して接続されている。弾性継手４０は、例えば推進用エンジン４の出力軸に掛かる径方向の力を弾性変形により吸収しつつ、減速機５へ動力を伝達する。この構成により、減速機５には推進用エンジン４からの振動が伝達されにくい。従って、本実施形態では、減速機５はエンジン支持構造３０に支持されておらず、船体２に直接取り付けられている。減速機５は、推進用エンジン４の出力軸の回転速度を減速させて（トルクを増大させて）、回転駆動軸６から出力する。なお、減速機５は推進用エンジン４とは離れた位置に配置されていても良い。このように、エンジン支持構造３０は、推進用エンジン４と減速機５のうち、推進用エンジン４のみを支持する構成であるが、エンジン支持構造３０が推進用エンジン４と減速機５の両方を支持する構成であっても良い。

回転駆動軸６には、推進装置７が接続されている。推進装置７は、船舶１を移動させるための推進力を発生させるスクリュー等である。図２に示すように、各実施形態では、左右一対の減速機５に対して、それぞれ回転駆動軸６及び推進装置７が配置されている。つまり、各実施形態では、２機２軸のレイアウトが採用されている。

発電用エンジン８は、船内で発電を行うための駆動力を発生させるディーゼルエンジンである。発電装置９は、発電用エンジン８が発生させた駆動力を用いて発電を行う。発電用エンジン８は、船舶１に１台だけ搭載されていても良いし、複数台搭載されていても良い。なお、推進用エンジン４及び発電用エンジン８の少なくとも一方は、ディーゼルエンジンとは異なる構成のエンジン（例えばガソリンエンジン）であっても良い。

次に、図２から図４を参照して、第１実施形態のエンジン支持構造３０について、比較例のエンジン支持構造９０と比較して説明する。図３は、第１実施形態のエンジン支持構造３０の構成を示す正面図である。

初めに、反力の変化に基づいて推進用エンジン４が振動することについて比較例のエンジン支持構造９０（図３）を参照して説明する。エンジン支持構造９０は、推進用エンジン４を支持する支持板９１と、推進用エンジン４を防振する防振装置９２と、を備える。推進用エンジン４の稼動中は、クランク軸４ａから反力（反トルク）を受けるため、推進用エンジン４は、クランク軸４ａの回転方向とは反対側に力を受ける。

推進用エンジン４は、防振装置９２により防振支持されているため、この反力により推進用エンジン４が傾斜する。具体的には、推進用エンジン４は、クランク軸４ａを回転軸として、クランク軸４ａの回転方向と反対方向に傾斜する。

その後、推進用エンジン４が停止した場合、反力が働かなくなるため、推進用エンジン４は傾斜角度を０に近づける方向に傾斜して元の水平位置に戻ろうとする。しかし、水平位置に戻るまでに勢いが付いているため、水平位置を通過して、稼動中の傾斜方向とは反対方向へ更に傾斜する。その後、防振装置３２の復元力により、推進用エンジン４は再び水平位置を通過して傾斜する。この動作が繰り返されることで、推進用エンジン４がローリング方向に振動する。

ここで、推進用エンジン４には排気管等の複数の配管が接続されている。従って、これらの配管は、エンジン稼動中の傾斜姿勢、及び、ローリング方向の振動に耐性を持たせる必要がある。例えば、図３に示すように、排気管の一部をフレキ管９３にする必要がある。また、フレキ管９３を備えるだけでは、ローリング方向の振動を軽減することはできないので、更にダンパ９４等を設ける必要がある。しかし、排気管の一部をフレキ管９３にした場合であっても、ローリング方向の振動時にフレキ管９３に負担が掛かる。また、ダンパ９４も複数必要になる場合があるとともに、防振装置９２の防振性能を低下させないようにレイアウトを工夫する必要がある。更には、フレキ管９３及びダンパ９４が必要となることで、エンジン支持構造９０が複雑になるとともにコストが増大する。

これに対し、第１実施形態のエンジン支持構造３０は、簡単かつ安価な構成で、エンジン稼動中の傾斜及びローリング方向の振動を抑制することが可能である。以下、詳細に説明する。図２及び図４に示すように、第１実施形態のエンジン支持構造３０は、支持板３１と、防振装置３２と、連結板（連結部）３３と、を備える。

支持板３１は、推進用エンジン４を支持する（推進用エンジン４が相対移動不能に固定される）金属製の板状の部材である。支持板３１は、平板であり、推進用エンジン４を取り付けるための部材が固定されている。また、支持板３１は、推進用エンジン４毎に設けられている。言い換えれば、それぞれの支持板３１は、推進用エンジン４を個別に支持している。また、上述のように支持板３１は、推進用エンジン４に加えて減速機５を支持していても良い。

防振装置３２は、金属製のコイルバネと、このコイルバネを支持板３１及び船体２に取り付けるための取付部と、を含んで構成されている。防振装置３２は、推進用エンジン４の振動を船体２に伝達しにくくする機能と、船体２の振動を推進用エンジン４に伝達しにくくする機能と、の少なくとも一方を目的として設けられている。また、防振装置３２は、推進用エンジン４毎に設けられている。例えば、一方の推進用エンジン４に対して所定の配置で複数の防振装置３２が設けられているとともに、他方の推進用エンジン４に対しても同様の配置で防振装置３２が設けられている。なお、コイルバネに代えて防振ゴムを用いる構成であっても良い。ただし、金属製のコイルバネは振動の内部減衰が小さいため、防振ゴム等と比較して、推進用エンジン４の稼動時の傾斜及び、推進用エンジン４の始動時及び停止時の振動が発生し易い。そのため、コイルバネを用いる方が、本発明の効果を有効に活用できる。

この構成により、それぞれの推進用エンジン４は、個別に設けられた支持板３１及び防振装置３２により個別に防振支持されていることとなる。また、推進用エンジン４は支持板３１に固定されているため、支持板３１は推進用エンジン４とともに傾斜及び振動する。

連結板３３は、左右一対の支持板３１同士を連結する板状の部材である。図２に示すように、連結板３３は、複数設けられている。具体的には、連結板３３は、前後方向の４箇所において、支持板３１同士を連結している。支持板３１と連結板３３は、第１実施形態では溶接により接続されているが、ボルト又はリベット等により固定されていても良い。この構成により、左右一対の推進用エンジン４及び支持板３１は、一体的に姿勢を変化させる（振動する）こととなる。

これにより、連結板３３は、推進用エンジン４の稼動中の傾斜及び、推進用エンジン４の始動時及び停止時のローリング方向の振動を抑制できる。具体的に説明すると、第１実施形態では、２つの推進用エンジン４は、同じ向きで左右に並べて配置されている。また、２つの推進用エンジン４は、クランク軸４ａの回転方向が同じである。従って、２つの推進用エンジン４は、エンジンの稼動中に同じ方向に（図４において時計回りに）傾斜するように力を受ける。つまり、図４において、左側に配置された支持板３１の右端は下方に移動しようとするが、右側に配置された支持板３１の左端は上方に移動しようとする。しかし、２つの支持板３１は連結板３３により相対移動不能に連結（固定）されているため、傾斜することができない。また、仮に一方の推進用エンジン４のみを稼動している場合においても、当該一方の推進用エンジン４が傾斜するためには、他方の推進用エンジン４及び支持板３１を傾斜させる（つまり、他方の推進用エンジン４を支持する防振装置３２を変位させる）必要がある。従って、一方の推進用エンジン４のみを稼動させる場合においても、推進用エンジン４の傾斜を大幅に軽減して殆どゼロにすることができる。このように、第１実施形態のエンジン支持構造３０を備えることで、推進用エンジン４の稼動中においても、推進用エンジン４が殆ど傾斜しないため、始動時及び停止時のローリング方向の振動についても抑制できる。

また、連結板３３は、推進用エンジン４を傾斜させる力に耐え得る強度を持っていれば、単なる平板であっても良いため、フレキ管９３及びダンパ９４等と比較して、コストを大幅に低減することができる。

このように、第１実施形態は、支持板３１同士（言い換えれば、推進用エンジン４とともに防振支持される部材同士）を連結する構成である。

次に、図５を参照して第２実施形態を説明する。図５は、第２実施形態のエンジン支持構造３０の構成を示す正面図である。なお、第２実施形態以降の説明においては、第１実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

上記の第１実施形態は支持板３１同士を連結する構成であるが、第２実施形態は推進用エンジン４同士を連結する構成である。具体的には、推進用エンジン４の上部同士が連結棒３４で連結されている。なお、推進用エンジン４の上部とは、推進用エンジン４の上端だけでなくその近傍（例えば、推進用エンジン４の高さ方向の中央よりも上側）を含む概念である。連結棒３４は、推進用エンジン４側の取付部材と、２つの連結部材を接続する棒状の部材と、で構成されている。また、推進用エンジン４と連結棒３４とは、相対移動不能かつ相対回転不能に連結されることが好ましい。

連結棒３４が設けられることで、２つの推進用エンジン４は一体的に傾斜及び振動することとなるので、稼動中の傾斜を抑制できるとともに、始動時及び停止時の振動を抑制できる。

上記の第１実施形態は支持板３１同士を連結する構成であるが、第２実施形態は推進用エンジン４同士を連結する構成である。具体的には、推進用エンジン４の上部同士が連結棒（連結部）３４で連結されている。なお、推進用エンジン４の上部とは、推進用エンジン４の上端だけでなくその近傍（例えば、推進用エンジン４の高さ方向の中央よりも上側）を含む概念である。連結棒３４は、推進用エンジン４側の取付部材と、２つの連結部材を接続する棒状の部材と、で構成されている。また、推進用エンジン４と連結棒３４とは、相対移動不能かつ相対回転不能に連結されることが好ましい。また、連結棒３４は、連結板３３と同様に、前後方向において１又は複数設けられる。なお、連結棒３４は、推進用エンジン４と船体２とを接続するトップブレーシングと称される構成を転用することができる。

次に、図６を参照して第３実施形態を説明する。図６は、第３実施形態のエンジン支持構造３０の構成を示す正面図である。

第３実施形態のエンジン支持構造３０は、第１実施形態の連結板３３と、第２実施形態の連結棒３４と、の両方を備える。つまり、第３実施形態のエンジン支持構造３０は、高さ方向の複数箇所において、連結部を備えることとなる。

次に、各実施形態のメリットを説明する。一般的なエンジン支持構造は、支持板を備えるため、それらを連結板３３で連結する第１実施形態のエンジン支持構造３０は、安価であるとともに、導入が容易である。また、第２実施形態のエンジン支持構造３０は、支持板３１同士の間にスペースが形成されることとなるので、このスペースに別の部材を配置したり、このスペースを作業者の通路として利用することができる。また、第３実施形態のエンジン支持構造３０は、高さ方向の複数箇所で連結されることとなるので、推進用エンジン４を強固に連結できるとともに、連結板３３及び連結棒３４に掛かる負荷を分散させることができる。

以上に説明したように、エンジン支持構造３０は、防振装置３２と、連結部（連結板３３、連結棒３４）と、を備える。防振装置３２は、推進用エンジン４と船体２（詳細には船体２のエンジン設置面）との間に配置されており、推進用エンジン４を防振支持する。連結部は、複数の推進用エンジン４のうち隣接して配置される少なくとも２つの推進用エンジン４について、一方の推進用エンジン４又は当該推進用エンジン４とともに防振装置３２に支持される部材（支持板３１等）と、他方の推進用エンジン４又は当該推進用エンジン４とともに防振装置３２に支持される部材（支持板３１等）と、を連結する。

推進用エンジン４は稼動中に反トルクを受けるため、推進用エンジン４が防振支持される場合は、稼動中に推進用エンジン４が傾斜したり停止時に推進用エンジン４がローリング方向に振動したりする可能性がある。この点、上記の連結部を備えることにより、簡単かつ安価な構成で傾斜及び振動を抑制できる。

また、上記実施形態のエンジン支持構造３０は、平面視においてクランク軸方向に垂直な方向に並べて配置された複数の推進用エンジン４を支持している。防振装置３２は、推進用エンジン４毎に配置されている。

これにより、一般的な推進用エンジン４及び防振装置３２のレイアウトにおいて、連結部を追加するだけで、推進用エンジン４の傾斜及び振動を抑制できる。

また、第１及び第３実施形態のエンジン支持構造３０において、防振装置３２は、推進用エンジン４毎に配置された支持板３１を介して推進用エンジン４を防振支持している。連結板３３は、複数の支持板３１のうち隣接して配置される少なくとも２つの支持板３１を連結している。

これにより、１枚の支持板３１で複数の推進用エンジン４を支持する構成と比較して、支持板３１の大きさを抑えることができるので、製造工程を簡単にすることができる。

また、第２及び第３実施形態のエンジン支持構造３０において、連結棒３４は、複数の推進用エンジン４のうち隣接して配置される少なくとも２つの推進用エンジン４の上部同士を連結している。

これにより、推進用エンジン４の上部に加えて別の部分を連結板３３で連結する場合（第３実施形態）は、推進用エンジン４同士を強固に連結できるとともに、連結部に掛かる負荷を分散させることができる。また、推進用エンジン４の上部のみを連結する場合（第２実施形態）は、隣接して配置される推進用エンジン４同士の間に比較的大きなスペースが形成される。従って、このスペースに別の部品を配置し易くなったり、作業者の通路として利用し易くなったりする。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態では、２機２軸のレイアウトに本発明を適用する例を説明したが、図７に示すように、異なるレイアウトであっても本発明を適用できる。図７は、２機１軸の例である。また、図７では、エンジン支持構造３０が減速機５を支持していない（推進用エンジン４のみを支持している）例を示している。また、図７では、１枚の連結支持板（連結部）３５で２つの推進用エンジン４を支持している。つまり、連結支持板３５は、推進用エンジン４を支持するとともに、推進用エンジン４同士を連結する機能を有する。この構成であっても同様の効果を発揮できる。図７で示した特徴は、上記の第１から第３実施形態のエンジン支持構造３０に適用することもできる。

また、第１実施形態では支持板３１同士を連結する構成であるが、推進用エンジン４とともに防振装置３２に防振されている部材（言い換えれば、推進用エンジン４と一体的に振動する部材）であれば、支持板３１とは異なる部材同士が連結されていても良い。また、２つの推進用エンジン４において、一方の推進用エンジン４と、他方の推進用エンジン４を支持する支持板３１（つまり、他方の推進用エンジン４とともに防振装置３２に防振されている部材）と、を連結する構成であっても良い。

上記では、左右に並べて配置されるとともに前後方向の位置が同じである推進用エンジン４に本発明を適用したが、推進用エンジン４は、前後に並べて配置されていても良いし、前後方向の位置が異なっていても良い。また、３つ以上配置される推進用エンジン４のうち、２つ以下の推進用エンジン４のみに本発明が適用されていても良い。

２船体
４推進用エンジン（エンジン）
７推進装置
３０エンジン支持構造
３１支持板
３２防振装置
３３連結板（連結部）
３４連結棒（連結部）
３５連結支持板（連結部）

Claims

船舶の推進用のエンジンを船体に複数支持するエンジン支持構造において、
前記エンジンと前記船体との間に配置されており、前記エンジンを防振支持する防振装置と、
複数の前記エンジンのうち隣接して配置される少なくとも２つの前記エンジンについて、一方の前記エンジン又は当該エンジンとともに前記防振装置に支持される部材と、他方の前記エンジン又は当該エンジンとともに前記防振装置に支持される部材と、を連結する連結部と、
を備えることを特徴とするエンジン支持構造。
請求項１に記載のエンジン支持構造であって、
平面視においてクランク軸方向に垂直な方向に並べて配置された複数の前記エンジンを支持しており、
前記防振装置は、前記エンジン毎に配置されていることを特徴とするエンジン支持構造。
請求項１又は２に記載のエンジン支持構造であって、
前記防振装置は、前記エンジン毎に配置された支持板を介して前記エンジンを防振支持しており、
前記連結部は、複数の前記支持板のうち隣接して配置される少なくとも２つの前記支持板を連結していることを特徴とするエンジン支持構造。
請求項１から３までの何れか一項に記載のエンジン支持構造であって、
前記連結部は、複数の前記エンジンのうち隣接して配置される少なくとも２つの前記エンジンの上部同士を連結していることを特徴とするエンジン支持構造。