JP3105400B2

JP3105400B2 - 船の船体の振動を軽減するモーメント補償器及びそのモーメント補償方法

Info

Publication number: JP3105400B2
Application number: JP06195268A
Authority: JP
Inventors: へニング・リンドクイスト
Original assignee: MAN B&W Diesel AS
Current assignee: MAN B&W Diesel AS
Priority date: 1993-08-19
Filing date: 1994-08-19
Publication date: 2000-10-30
Anticipated expiration: 2015-10-30
Also published as: DK174548B1; DK94593A; KR950005694A; DK94593D0; KR100310082B1; JPH0781688A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、細長く且つ垂直長手方
向の中間面を有し、大型の２行程低速の推進エンジンを
有する船の船体の振動を軽減するモーメント補償器(com
ensator)及びそのモーメント補償方法であって、該推進
エンジンの回転・往復運動質量が、船体に影響を及ぼし
且つ船体を振動させる一次的外部モーメントを発生さ
せ、その一次的外部モーメントを軽減するモーメント補
償器が、エンジンから相当な距離にて垂直長手方向の中
間面にて船体に取り付けられ、補償器が、不つり合い質
量を有し、駆動装置が該不つり合い質量をエンジンの一
次的外部モーメントに関して同期し且つ所定の位相で回
転させるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンを搭載した船の船体は、その船
体が質量−弾性系を形成し、この質量−弾性系におい
て、船体は、関係する固有振動数を有する各種の振動モ
ードを有する。エンジン内の回転・往復運動質量は、エ
ンジン内に内力を発生させ、又、船体に影響を与える外
力及び外部モーメントを発生させる。これらの外力及び
外部モーメントは、振幅、位相角度及び周期が異なる正
弦関数の合計値としてフーリエの分析法により求められ
る。エンジン中の質量が、エンジンの回転数に対応した
振動数で回転し且つ往復運動すると、フーリエ変換によ
る正弦関数の振動数は、エンジンの現下の回転数の整数
倍に等しくなる。エンジンの回転振動数に等しい振動数
を有する、調和成分とも称される正弦関数は、一次的成
分と称する一方、エンジンの回転振動数の２倍に等しい
振動数を有する成分は、二次的成分等と呼ばれる。この
ように、外部モーメントは、一次的モーメント、及び二
次的モーメント等と称される成分に分けられる。

【０００３】最小の固有振動数を有する船体の振動モー
ドは、２つの節を有する一方、二番目の最小固有振動数
の振動モードは、３つの節等を有する。これらの振動節
は、２節の振動モード及び３節の振動モード等と称され
ることが多い。船体の形状が細長であること、及び船体
の垂直長手方向の中間面を中心として通常、対称の構造
である結果、船体全体の主振動、即ち、船体を水平面及
び垂直面内で曲げる振動は、通常、水平方向及び垂直方
向にしか生じない。エンジンからの外部モーメントは、
エンジンの回転数により回転するが、これらのモーメン
トは、船体を水平方向及び垂直方向にしか振動させない
から、エンジンからの外力及び外部モーメントを水平方
向及び垂直方向への成分に分解し、それらの成分が船体
の水平方向及び垂直方向への振動にどのように影響する
かを調べることが普通である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】その外力又は外部モー
メントの成分の１つの振動数が船体の１つの振動モード
の固有振動数と一致するならば、いわゆる共振振動が生
じ、ここで、外力又は外部モーメントは、該当する船体
の振動に大きいエネルギを付与し、その結果、船体の振
動が許容し得ない程度にまで増大する。

【０００５】上述のように、本発明は、エンジンの一次
的外部モーメントによって励起される振動に関する。４
シリンダエンジンの場合、その一次的外部モーメント
は、船体の２又は３節の振動モードによる共振を生じる
ことが公知である。当然、この場合、垂直方向への外部
モーメントは、船体に垂直方向への振動を生じさせるか
ら、エンジンのクランク軸に２組みのつり合い重りを追
加し、垂直方向への一次的外部モーメントの大きさが軽
減される一方、水平方向への一次的外部モーメントが増
大するようにすることで、この問題点を解決することが
公知である。一次的外部モーメントが船体に垂直方向及
び水平方向双方への振動を励起させる稀な場合、従来技
術は、クランク軸に締結され、チェーンを介してエンジ
ンのカムシャフトを駆動するチェーンホイールに配置さ
れた質量と、また、エンジンの端部に取り付けられ、チ
ェーンを締め付ける働きをする中間歯車上に配置された
質量という、反対方向に回転する２つの質量の形態によ
る独立的なモーメント補償器を利用している。これら２
つの質量は、チェーンホイールの回転によって発生され
た質量中の遠心力が、エンジンの回転中、その振幅及び
方向が変化する水平方向への補償力を発生させ得るよう
な相互の関係に配置されている。公知のつり合い重り、
及びチェーンホイールに取り付けられた独立的な補償器
は、１９８３年の「モータシップ（ＴｈｅＭｏｔｏｒ
Ｓｈｉｐ）」の３月号及び６月号に掲載された「ＭＡ
Ｎ−Ｂ＆Ｗ４シリンダ低速エンジンの一次の外部モーメ
ントをつり合わせる方法（Ｂａｌａｎｃｉｎｇｔｈｅ
ｆｉｒｓｔｏｒｄｅｒｅｘｔｅｒｎａｌｍｏｍ
ｅｎｔｏｆＭＡＮ−Ｂ＆Ｗｆｏｕｒｃｙｌｉｎ
ｄｅｒｌｏｗｓｐｅｅｄｅｎｇｉｎｅｓ）」とい
う表題の２件の論文に更に詳細に記載されている。

【０００６】チェーンホイールに取り付けられた重りの
形態による独立的な補償器を使用することは、幾つかの
欠点を伴う。第一に、こうした重りの場合、質量は、相
対的に小さくなければならないこと、及び質量をエンジ
ンの端部に配置しなければならないことから、一次的外
部モーメントを比較的僅かしか軽減することが出来ず、
その結果、補償する水平力と船体の水平方向への振動に
最も近い節との間の距離が制限される。第二に、ある型
式のエンジンは、チェーンホイール駆動によるクランク
軸が無いことである。後者の場合、一次的外部モーメン
トを小さくする目的のためにだけ、独立的なチェーンホ
イールをエンジンに配置することは極めてコスト高なこ
とである。

【０００７】エンジンの二次的外部モーメントを軽減す
る多数の異なる補償器が公知である。これらの補償器の
一部は、例えば、船の操舵室内に取り付けられる独立的
なユニットであるが、これは、エンジンに取り付けられ
るつり合い重りの場合と比較して、補償器と現下の振動
モードの節との間の距離が長くなる。その距離が長けれ
ば長い程、特定の補償力に対してより大きい補償モーメ
ントが発生する。これらの公知の二次的モーメント補償
器は、全て、垂直方向への異なる力を発生させ、又、水
平軸線を中心として反対方向に回転する２つの不つり合
い重りから成る構造とされている。該公知の二次的モー
メント補償器は、比較的複雑な設計であり、回転させ且
つエンジン速度と同期させることが困難であるという欠
点を伴う。十分な大きさの補償力を発生させるために
は、反対方向に回転する重りは、相当な質量でなければ
ならず、故に、最初の回転動作中に重りを持ち上げるた
め、大きなモーメントが必要とされる。この問題点を解
決するため、質量が完全に一回転し、回転速度を徐々に
増し、エンジンと同期する迄、その質量が依然、大きな
振動状態で動くにようにするため、幾つかの方法が開発
されている。このためには、複雑で且つ高価な制御装置
を必要とし、又、公知の二次的モーメント補償器は、極
めて高価となるため、絶対に必要とされる場合以外は使
用されない。

【０００８】回転する質量に対する遠心力は、回転速度
の２乗の関数であるから、同一の補償力を発生するため
には、一次的モーメント補償器の不つり合い質量は、二
次的モーメント補償器の質量の４倍の大きさでなければ
ならない。

【０００９】導入部分に記載した型式のモーメント補償
器は、当該出願人による欧州特許第００１０９７３号か
ら公知であり、ここでは、一次的及び二次的モーメント
補償器の組み合わせ体は、内燃機関に取り付けられたポ
ンプから液圧流体が供給される液圧モータで駆動され
る。このモーメント補償器をエンジンから相当の距離の
位置に配置する結果、補償力は、現下の船体の振動モー
ドの最も近い節から離れた距離で作用するから、比較的
小さい不つり合い質量によって所望の補償モーメントを
発生させることが出来るという利点が得られる。この補
償器の不つり合い質量は、水平方向シャフトを中心とし
て回転され、液圧モータは、その始動中、内燃機関から
より多くの力を得る。ポンプとモータとの間の液圧接続
部が長いため、モーメント補償器を十分に正確に制御す
ることが困難であることが判明しており、又、ポンプ及
びモータは、共に、大きい始動トルクが得られるような
寸法でなければならないから、駆動装置も又極めて高価
なものとなる。

【００１０】本発明の目的は、低速の内燃機関の水平方
向への一次的外部モーメントを軽減する、効率的に作用
する簡単な設計のモーメント補償器及びモーメント補償
方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の問題点に鑑みて、
本発明によるモーメント補償器は、略水平面内で回転す
る偏心状に固着した不つり合い質量を保持する、回転可
能に軸支された、単一の、略垂直なシャフトを備えるこ
とを特徴とする。

【００１２】略垂直軸線を中心として回転可能である、
単一のシャフト上に不つり合い質量が取り付けられるた
め、その不つり合い質量に対する重力の作用は、不つり
合い質量の回転面に対して略垂直に付与されるから、モ
ーメント補償器を始動させるときの従来から公知の問題
点は、完全に解消される。このため、実質的に重力によ
る影響を考慮せずに、始動させることが可能となり、こ
のため、振動を発生させることなく、不つり合い質量
は、簡単な方法でエンジン速度と同期するまで加速する
ことが出来る。その結果、モーメント補償器の制御装置
を著しく簡略化し、又、例えば、電気モータのような有
利な程度に小型の駆動モータを使用することが更に可能
となる。

【００１３】また、二次的モーメント補償器から公知で
ある、反対方向に回転する重りを２つ使用することに代
えて、不つり合いの質量を１つ使用すればよいから、モ
ーメント補償器は、一層著しく簡単なものとなる。しか
し、不つり合い質量を１つしか使用しないことは、船の
横方向に所望の異なる水平方向への力が生じることに加
えて、船の長手方向に異なる水平方向への力が生じるこ
とを意味するが、モーメント補償器は、その長手方向の
垂直中間面で船に取り付けられているため、船の長手方
向に振動するこの補償器の力は、船体の振動を励起する
いかなる顕著なモーメントをも発生させることはない。
一次的外部モーメントに対する位相に関して、補償器の
動きの位相を調節することにより、補償作用のあるモー
メントの位相を必要に応じて調節することが出来る。こ
のことは、実際上、不可避である理論的な振動計算にお
ける誤差を補正すべく、船の運航開始後に補償モーメン
トの精密な調節が可能であるという利点が得られる。

【００１４】実際上の理由のため、モーメント補償器を
船体の曲げ中心軸線から相当に離れた垂直位置に取り付
けなければならない場合、好適な実施例において、第一
のモーメント補償器を次のように配置することにより、
該補償器によって発生された船の長手方向への振動力
が、垂直方向への曲げモーメントになるのを防止するこ
とが出来る。即ち、船体の垂直方向振動に対する関連す
る振動モードの節から垂直方向への距離Ｌの位置であ
り、また、船体の垂直方向振動に対する関連する振動モ
ードの節から水平方向への距離Ｒとなる位置であり、補
償器の略垂直シャフトが垂線に関する角度が、ｔａｎα
＝Ｌ／Ｒとなるような位置に配置する。このようにし
て、長手方向への力は、節を通り、又は節から短い距離
の位置にあり、このため、曲げモーメントが生じること
はない。垂直シャフトは、上方及び下方のころ軸受に適
宜に軸止することが出来る一方、上方軸受は、下方軸受
よりも大きい荷重を吸収する。軸受の荷重の大きさは、
質量が回転するとき、不つり合い質量中の遠心力の吸引
力によって実質的に決まるが、不つり合い質量は、シャ
フトに偏心状に固着されているため、不つり合い質量に
対する重力の影響は、シャフトに曲げモーメントを加
え、このことは、下方軸受に加わる支承荷重を軽減す
る。

【００１５】好適な実施例において、一次的モーメント
補償器は、二次的モーメント補償器と一体であり、該一
次的モーメント補償器は、少なくとも１本の水平方向に
伸長するシャフトに偏心状態に固着された２つの不つり
合い質量を備えており、該シャフトは、２つの補償器が
共通のモータで駆動することが出来るように、２：１の
変速比にて、垂直シャフトに駆動可能に接続されてい
る。この実施例は、一次的モーメント補償器に加えて、
二次的モーメント補償器を使用して、例えば、３、４又
は５節を示す船体の振動モードにて、望ましくない垂直
方向への振動を阻止しなければならない場合、特に有利
である。２つの補償器を一体にして１つのユニットにす
ることは、スペースの節約となり、また、両方のモーメ
ント補償器を単一のモータで駆動することを可能にす
る。これらのモーメント補償器は、一定の変速比で駆動
されるため、単一の制御装置があればよい。いずれにせ
よ、二次的モーメント補償器を使用しなければならない
場合、余分な多額のコストを必要とせずに、水平方向へ
の一次的外部モーメントを軽減し、又は解消することが
可能である。

【００１６】共通の駆動モータは、２段の切換え可能な
遊星歯車を介して水平シャフトに接続された交流サーボ
モータであり、この交流サーボモータの回転速度は、内
燃機関からの位置決め及び回転数信号によって制御する
ことが望ましい。該交流サーボモータは、内燃機関から
受け取った回転表示パルスに依存して、回転数及び補償
器の位相を正確に制御するのに十分に適している。この
２段の遊星歯車は、始動中、モータと補償器のシャフト
との第一の変速比を採用することを可能にし、このた
め、サーボモータは、振動を伴う始動動作が回避される
ような大きなトルクを発生させる。二次的モーメント補
償器の不つり合い質量がその最上方位置まで持上げられ
たならば、遊星歯車は、補償器の加速及び通常の作動に
採用される第二の変速比に切り換えることが出来る。こ
のように、始動中に遊星歯車を切り換えるだけでよいか
ら、この補償器の制御装置は、極めて簡単である。

【００１７】一次的及び二次的モーメント補償器のシャ
フトは、曲げ可撓性で且つ捩り可能な剛性継手を介して
適宜に相互に接続することが出来、該継手は、シャフト
の曲げ力が一次的モーメント補償器から二次的モーメン
ト補償器のシャフトに伝達されるのを阻止する。また、
この継手は、二次的モーメント補償器と独立的に、一次
的モーメント補償器の位相位置を調節することを可能に
する。

【００１８】公知の一次的モーメント補償器は、専ら、
４シリンダ型のインラインエンジン内で使用されてい
る。本発明による、一次的モーメントの補償器を備える
内燃機関は、許容可能な水平方向への一次的モーメント
に関してより自由に調節可能であり、このことは、その
シリンダがＶ字形に２列に配置されたエンジンで特に有
利である。この補償器は、６、８又は１０個のシリンダ
を有するエンジンのような多数シリンダを備えるエンジ
ンに使用することが可能である。かかるＶ字形エンジン
を本発明によるモーメント補償器と関係付けたとき、Ｖ
字形エンジン内で生ずるより大きい一次的外部モーメン
トは、構造的により簡単な方法で補償される。

【００１９】また、本発明は、船体が細長く且つ垂直長
手方向の中間面を有する船を推進する大型で低速のエン
ジンからの一次的外部モーメントを軽減する方法に関
し、ここで、船体は、エンジン内の回転・往復運動質量
により発生されるエンジンの一次的外部モーメントによ
り振動し、また、一次的外部モーメントの最大垂直成分
は、クランク軸と同一の振動数で回転するエンジン部品
に設けられた回転質量により適当な大きさに軽減され、
また、これにより、これと同時に最大の水平方向成分の
大きさが増す。本発明によれば、この方法は、モーメン
ト補償器により、クランク軸の回転と同一の振動数で略
水平面内で回転する、単一の力が発生することを特徴と
し、また、この補償器は、この単一の力により発生され
た回転モーメントがエンジンの一次的外部モーメントの
水平方向成分を軽減し、又は解消するようにエンジンか
ら所定の距離に配置されることを特徴とする。

【００２０】エンジンから独立させたモーメント補償器
は、エンジンの一次的外部モーメントの水平方向成分を
著しく小さくするが、また、外部モーメントの垂直方向
成分も小さくなり、このため、一次的モーメントの全体
が船体に望ましくない振動を励起させることが阻止され
る。

【００２１】

【実施例】以下に、添付図面を参照しつつ、本発明の一
実施例について説明する。

【００２２】図１には、内燃機関２及び一次的外部モー
メントを軽減するモーメント補償器３を備える船の船体
１が示してある。このエンジンの一次的外部モーメント
は、Ｍ１Ｈで表示する。このモーメントは、一定の速度
のとき、船体の２又は３節振動モードに対する共振振動
を励起する。この船体振動の２つの節は、４で表示して
あり、線５は、一次的モーメントの補償器を使用しない
ときの水平面内の船体の曲げ形態を拡大して示すもので
ある。

【００２３】このモーメント補償器３は、水平面内で回
転する力を発生させ、この力の横方向成分は、Ｆ１Ｃで
示してある。共振振動が、エンジンのＭＣＲ点（最大の
連続速度点）又はそれよりも低速で生ずるとき、特に、
その共振振動がエンジンの連続運転点付近で生ずるとき
に、一次的外部モーメントを軽減することが必要とされ
る。

【００２４】補償器３は、エンジンから相当な距離に配
置し、操舵室内に設置することが望ましい。この場合、
補償器と最寄りの節４との間の距離Ｒが大きくなり、比
較的小さい力Ｆ１Ｃでも、Ｍ１Ｈと同程度の大きさのモ
ーメントを発生させるが、その方向が逆方向となる。こ
の操舵室の床は、船体の曲げ中心軸から垂直方向への距
離が短いことが多いため、この補償器３からの長手方向
への振動力が船体１に顕著な垂直方向への振動を励起す
ることはない。補償器を操舵室内に設置することに代え
て、この補償器は、２つの節４の間の略中間に配置する
ことも可能であるが、このためには、通常、支持プラッ
トフォームを船体の中間面付近に、及び曲げ中心軸付近
に配置することが必要となり、このため、その補償器の
設置がよりコスト高のものとなる。

【００２５】図２に示すように、補償器を船体の曲げ中
心軸Ａの上方、距離Ｌの位置に配置する場合、この補償
器は、長手方向への力Ｆ１Ｃが曲げ中心軸に対して角度
αを形成するように、垂線に対する角度αに配置するこ
とが出来る。これにより、力は、垂直方向への曲げモー
メントを生ずることなく、節４を通って伸長する。この
角度αは、式ｔａｎα＝Ｌ／Ｒから求めることが出来
る。

【００２６】図３には、一次的及び二次的モーメントの
双方を補償する補償器３が示してある。この一次的モー
メント補償器は、不つり合い質量６を有しており、この
質量は、一体にし、又は、図示するように、二つの部分
６ａ、６ｂに分けることも出来る。この不つり合い質量
６は、それぞれ、上方及び下方のころ軸受８、９を介し
て補償器のハウジングの上方及び下方カバー１０、１１
に軸支された垂直シャフト７に偏心状に固着されてい
る。これら２つの端部カバーは、円筒状の外壁１２によ
り互いに分離状態に維持され、下端のカバー１１は、図
示しないボルトにより、船体１内の図示しない基礎に締
結されている。

【００２７】シャフト７の曲がりを制限するため、該シ
ャフト７は、ジャーナル８、９の間に配置されたシャフ
ト部分にて大きい径に形成されている。ジャーナル８の
上方にて、シャフトの部分１３は、曲げ可撓性で且つ捩
り剛性である継手１４まで縮径し、両端部分１５、１６
は、２つの可撓性ディスク１７、１８及び管状の中間部
分１９を介して相互に接続されている。これらの両端部
分１５、１６は、各種の角度位置にて関係する可撓性デ
ィスク１７、１８に締結することが出来、これは、上端
部分１６に剛性に接続されて、モータ２２により駆動さ
れるベベルピニオン２１を支持するシャフト端部２０に
関してシャフト７の角度位置を調節することを可能にす
る。このシャフト端部２０に関する端部分１５の角度位
置を調節することにより、不つり合い質量６の運動の位
相をエンジンの一次的外部モーメントの位相に関して調
節することが可能となる。

【００２８】二次的動作の補償器２３が端部カバー１０
の頂部に取り付けられている。この補償器は、それぞれ
関係するハウジング２６ａ、２６ｂに軸支されたそれぞ
れの水平シャフト２５ａ、２５ｂにそれ自体、公知の方
法で、偏心状態に締結された２つの不つり合い質量２４
ａ、２４ｂを備えている。コンソール２７は、それぞれ
のシャフト２５ａ、２５ｂに取り付けられた２つのベベ
ルピニヨン２９ａ、２９ｂとかみ合うベベルピニヨン２
１を受け入れる歯車ハウジング２８を支持している。

【００２９】遊星歯車３０を介して、モータ２２はシャ
フト２５ｂと駆動可能に接続され、また、３つのベベル
ピニオンを介して、シャフト７、２５ａに接続されてい
る。ベベルピニオン２１は、ベベルピニオン２９ａ、２
９ｂの歯数の２倍の歯数であり、このため、シャフト２
５及びシャフト７は、２：１の変速比で接続されてい
る。このベベルピニオンの接続により、モータ２２は、
シャフト２５ａ、２５ｂを反対の回転方向に回転させる
ことが理解される。

【００３０】駆動モータ２２は、例えば、シーメンス
（Ｓｉｅｍｅｎｓ）製のいわゆる標準型の交流サーボモ
ータとし、また、１ＦＴ５交流サーボモータ、又は１Ｐ
Ｈ５／１ＰＨ６交流サーボモータとする。これらのモー
タは、１分間当たりゼロ回転で完全なトルクを提供し、
また、これらのモータは、簡単な回転表示信号により制
御可能であるから、これらのモータは、モーメント補償
器の作用に十分に適したものである。この回転表示信号
は、内燃機関のガバナーにより、又は、例えば、ゼロパ
ルスエミッタを有するいわゆる「光学インクレメンタル
エンコーダ」である、クランク軸に接続された回転数検
出器により、供給することが出来る。

【００３１】遊星歯車３０は、例えば、被動シャフと駆
動シャフトとの間の変速比が１：５及び１：２０の２段
型とすることが出来る。かかる遊星歯車は、例えば、ド
イツ、イゲルシェイムのアルファゲテリエビュＧｍｂＨ
が製造する標準的な構成要素である。

【００３２】このモーメント補償器を始動させようとす
る場合、遊星歯車は、最初に、例えば、１：２０の大き
い変速比を提供し得るように設定され、このため、駆動
モータ２２は、その最初の半回転中、不つり合い質量２
４ａ、２４ｂを重力に抗して持ち上げたとき、シャフト
２５ａ、２６ｂに大きいモーメントを加える。不つり合
い質量がシャフト２５ａ、２５ｂを中心して連続的に回
転する間に、遊星歯車は、例えば、１：５の小さい変速
比に変化し、その結果、モータ２２は、２つのモーメン
ト補償器を内燃機関からの回転表示信号と同期した所望
の速度に加速する。

【００３３】二次的動作の補償器の不つり合い質量２４
ａ、２４ｂは、遠心力Ｆ２Ｃ／２によりその重心３１に
て影響を受け、これらの質量は、反対方向に回転し、こ
のため、２つの力の水平方向成分は、互いに反作用し合
って、最大値Ｆ２Ｃの垂直方向への振動力を発生させ
る。この力は、内燃機関の二次的外部モーメントに反作
用となる垂直方向モーメントを発生させる。

【００３４】一次的モーメント補償器の不つり合い質量
６は、略水平面内でシャフト７により回転され、このた
め、不つり合い質量は、水平方向の遠心力ＦＩＣによる
影響を受け、この遠心力は、不つり合い質量の重心３２
に作用する、更に、不つり合い質量は、重力Ｆ_ｇによる
影響を受け、この重力は、下方のころ軸受９に加わる負
荷を軽減する。ｔａｎα＝Ｌ／Ｒである場合、略水平面
は、水平線に対してα以内の角度を形成することの出来
る面であると理解することが出来る。これに対応して、
垂直方向に軸支されたシャフト７は、垂線に関して０°
±αの角度を形成する。

【００３５】一次的モーメント補償器しか使用しない場
合、関係する１段の遊星歯車を有する駆動モータ２２
は、シャフト部分１３に直接、取り付けることが出来
る。

【００３６】一次的補償器の別の実施例は、ベベル歯車
をジャーナル８に極く隣接して略垂直シャフト７上に支
持する点で図３に示した補償器と異なる。このベベル歯
車は、補償器のハウジングから突出し、歯付きベルトプ
ーリーを支持するシャフトの端部に達する水平方向に伸
長する中間シャフト上の対応するベベルピンオンとかみ
合う。駆動シャフトの端部が水平方向の被動シャフトの
端部に対して平行に伸長する位置にて、駆動モータが上
方カバー１０の頂部に取り付けられている。歯付きベル
トは、シャフトの両端に設けられた歯付きベルトプーリ
ーに接続する。これらの２つの歯付きベルトプーリーの
間、及びベベル歯車とベベルピニオンとの変速比は、駆
動モータがシャフト７に対して適度なより高速度で回転
し得るように選択される。例えば、両者の変速比が１：
４となるように選択する。この場合、シャフト７が中間
シャフトよりも４倍、遅い速度で回転し、これにより、
中間シャフトが駆動モータのシャフトよりも４倍、遅い
速度で回転する。シャフト７の典型的な速度が７５ｒｐ
ｍであるとき、その結果、駆動モータの速度は、１２０
０ｒｐｍとなり、この速度は、電気モータに適したもの
である。

【００３７】一次的モーメント補償器に加えて、二次的
モーメント補償器を使用しなければならない場合、この
二次的モーメント補償器は、一次的モーメント補償器の
上方カバー１０上に取り付け、又は、歯付きベルトが駆
動モータのベルトプーリー上を進み、２つの補償器のシ
ャフト端部のベルトプーリー上を進む位置にて、一次的
モーメント補償器に並べて取り付けることも出来る。

【００３８】この選択例によれば、一次的及び二次的モ
ーメント補償器の双方は、独立的に又は共に、使用する
ことの出来る標準的な装置として製造することが可能で
あるという利点が得られる。

【００３９】また、二次的モーメント補償器は、単一の
不つり合い質量がシャフトの端部２０の片側に配置され
るような設計としてもよい。しかし、かかる構造の場
合、補償器は簡略になるが、これと同時に、水平方向へ
の振動力が発生する。従って、この解決手段は、水平方
向への力が船体に望ましくない振動を発生させない場合
にしか適用出来ない。

【００４０】上記の雑誌の論文から、クランク軸と同一
の振動数で回転するエンジン部品の上に適宜の方法で回
転質量を配置することにより、一次的外部モーメントの
垂直方向成分の大きさを小さくすることが出来ることが
公知である。従来技術において、これは、一次的外部モ
ーメントが船体に望ましくない振動を発生させない場合
にしか使用されていなかった。上述の一次的モーメント
補償器により、増大した水平方向成分は、力Ｆ１Ｃによ
り軽減し、又は完全に解消することが可能であり、ま
た、このため、本発明による方法は、一次的外部モーメ
ントが船体の振動を励起させる場合にも適用することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関を備え、また、本発明によるモーメン
ト補償器を備える船の船体の平面図である。

【図２】図１の船の側面図である。

【図３】図１のモーメント補償器の縦断面図である。

【符号の説明】

１船体２内燃機関３一次的モーメント補償器４振動モード
の節７シャフト８上方軸受９下方軸受１０ハウジン
グの上方カバー１１ハウジングの下方カバー１２外壁１３シャフトの部分１４継手１５、１６両端部分１７、１８デ
ィスク２０シャフト端部２１ベベルピ
ニオン２２サーボモータ２５ａ、２５ｂ
シャフト２６ａ、２６ｂハウジング２７コンソー
ル２８歯車ハウジング２９ａ、２９ｂ
ベベルピニオン３０遊星歯車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 594140904 ＣｅｎｔｅｒＳｙｄ，161 Ｓｔａｍｈｏｌｍｅｎ，ＤＫ−2650 ＨＶＩＤＯＶＲＥ，Ｄｅｎｍａｒｋ (56)参考文献特開昭60−237240（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−37353（ＪＰ，Ａ) 特開平４−272542（ＪＰ，Ａ) 特開平２−209648（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−20747（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B63H 21/30 B63J 5/00 F16F 15/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】船体（１）が細長く且つ垂直長手方向の
中間面を有し、大型の２行程低速の推進エンジン（２）
を有する船の船体の振動を軽減するモーメント補償器
（３）であって、該エンジンの回転・往復運動質量が、
船体に影響を及ぼす一次的外部モーメントを発生させ、
該船体の内部に振動を発生させ、その一次的外部モーメ
ントを軽減するモーメント補償器（３）が、前記エンジ
ン（２）から相当な距離にてその長手方向の垂直の中間
面にて前記船体（１）に取り付けられ、該補償器が、不
つり合い質量を有し、駆動装置（２２）が、該不つり合
い質量をエンジンの一次的外部モーメントに関して同期
し且つ所定の位相で回転させることができる、モーメン
ト補償器にして、略水平面内で回転する、偏心状に固着された不つり合い
質量（６）を支持する、単一の、略垂直で回転可能に軸
支されたシャフト（７）を備えることを特徴とするモー
メント補償器。
【請求項２】請求項１に記載のモーメント補償器にし
て、前記一次的モーメント補償器（３）が、前記船体の
曲げ中心軸から垂直方向に距離Ｌの位置に、及び船体の
垂直方向振動に対する関係する振動モードの節（４）か
ら水平方向への距離Ｒの位置に配置され、前記補償器の
略垂直シャフトが垂線に対してｔａｎα＝Ｌ／Ｒの角度
を形成することを特徴とするモーメント補償器。
【請求項３】請求項１又は２に記載のモーメント補償
器にして、垂直シャフト（７）が上方及び下方ころ軸受
（８、９）に軸支され、前記上方軸受（８）が、前記下
方軸受（９）よりも大きい荷重を吸収可能であることを
特徴とするモーメント補償器。
【請求項４】請求項に１乃至３の何れかに記載のにモ
ーメント補償器にして、前記一次的モーメント補償器
が、二次的モーメント補償器（２３）と一体であり、該
二次的モーメント補償器が、少なくとも一つの水平方向
に伸長するシャフト（２５ａ、２５ｂ）に偏心状に固着
された少なくとも１つの不釣り合い質量（２４ａ、２４
ｂ）を備え、該シャフト（２５ａ、２５ｂ）が、前記２
つの補償器が共通のモータ（２２）により駆動されるよ
うに、２：１の変速比で垂直シャフト（７）に駆動可能
に接続されることを特徴とするモーメント補償器。
【請求項５】請求項４に記載のモーメント補償器にし
て、前記駆動モータが、２段型の切り換え可能な遊星歯
車（３０）を介して前記水平シャフト（２５ｂ）に接続
された交流サーボモータ（２２）であり、該交流サーボ
モータの回転速度が、内燃機関（２）からの位置決め及
び回転数信号により制御されることを特徴とするモーメ
ント補償器。
【請求項６】請求項４又は５に記載のモーメント補償
器にして、前記一次的及び二次的モーメント補償器のシ
ャフト（７、２５ａ、２５ｂ）が、曲げ可撓性で且つ捩
れ剛性な継手を介して相互に接続されることを特徴とす
るモーメント補償器。
【請求項７】請求項１又は６項の何れかに記載のモー
メント補償器を備える、大型の２行程低速の内燃機関に
して、該エンジン（２）のシリンダがＶ字形で２列に配
置されることを特徴とする内燃機関。
【請求項８】細長い船体（１）を有し、その中間面が
垂直長手方向に伸長する船を推進する、大型で低速の内
燃機関（２）からの一次的外部モーメント（Ｍ１Ｈ）を
軽減する方法であって、前記船体が、エンジン内の回転
・往復運動質量により発生されるエンジンの一次的外部
モーメントにより振動させることが出来、クランク軸と
同一の振動数で回転する、エンジン部品上に設けられた
回転質量により、一次的外部モーメントの最大垂直成分
が適当な程度まで軽減され、これにより、これと同時
に、最大の水平方向成分の大きさが増す方法にして、モーメント補償器（３）により、クランク軸の回転動作
と同一の振動数にて略水平面内で回転する、単一の力
（Ｆ１Ｃ）が発生され、前記補償器が、前記単一の力に
より発生される回転モーメントがエンジンの一次的外部
モーメントの水平方向成分を軽減し、又は解消するよう
に、前記エンジン（２）から所定の距離に配置されるよ
うにしたことを特徴とする方法。