JPH01176828A - 舶用主機関用防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、クラッチ一体形主機関の底面と船体との間に
介装されて主機関から船体に伝わる振動を低減させる舶
用主機関用防振装置に関するものである。

（従来技術及びその問題点） 例えば漁船や高速客船等の中形の主機関を備えた船舶に
おいては、主機関を船体の底面にリジッドに固定するの
が一般的であったため、主機関の振動が直接船体に伝達
され、乗心地が悪いという不都合があった。

これを解決するため、主機関と船体との間に防振装置を
介装することが考えられるが、主機関にはプロペラの推
力が伝達されるので、防振装置として通常の防振ゴムを
用いたのでは、主機関がブロベラシャフトのスラスト力
によって船舶の前方側へ大きく移動し、スタンチューブ
の損傷等の不都合を生じる。またこれを解決しようとす
ると防振ゴムが巨大なものになって非現実的である。

そこで、主機関の減速機等を含むクラッチ部のみを防振
ゴムを介して船体の底壁に取付け、主機関の本体部は船
体の底壁にリジッドに取付けて、主機関の本体部とクラ
ッチ部とを中間軸やフレキシブルカップリング等を用い
て接続したいわゆるＶアングルドライブ方式が提案され
ている。しかしながらこのような方式では、中間軸が長
くなるのでプランマーブロックが必要であり、構造が複
雑で重量が重くかつコストが高価になり、しかもスペー
スも多く必要であるという不都合があった。

この問題を解決するため、主機関の本体部とクラッチ部
とを一体に構成したクラッチ一体形主機関の防振装置が
ＭＴＵ社により提案されている。

これは、主機関の前端部を支持する防振装置として、ゴ
ム筒を軸芯が鉛直方向に沿うような姿勢で使用し、主機
関の後端部を支持する防振装置として、金属筒の外周面
にゴム筒を嵌合させ、金属筒ノ内周にシャフトを嵌合さ
せ、ゴム筒の外周にブラケットを装着して、このブラケ
ットを主機関の後端部に固定し、前記シャフトを船体に
固定する構造のものを使用するものである。しかしなが
らこのような従来の構成では、特に主機関の後端部を支
持する防振装置が、船舶の前後方向の力に対してはばね
定数が大で都合がよいものの、ローリング振動に対して
は、鉛直方向のばね定数が大きすぎて防振効果が小さい
と考えられ、しかも高価でかつメンテナンスが非常に困
難である。また主機関の前端部と後端部とで異なる構造
の防振装置を用いていることからも、コスト的に不利で
ある。

一方、例えば自動車のエンジンをマウントするための支
持装置として、実公昭４９−１７０１９号公報に記載さ
れているように、振動体支持装置と取付枠との間に弾性
ゴムを介装し、この弾性ゴムの内部に剛性仕切板を設け
たものが提案されている。しかしながらこのような従来
装置を舶用主機関用防振装置として用いた場合、鉛直方
向のばね定数が極めて小さいので、スタンチューブの損
傷等の不都合が発生する。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、特許請求の範囲第１項にか
かる発明の舶用主機関用防振装置は、クラッチ一体形主
機関の底面と船体との間に介装されて主機関から船体に
伝わる振動を低減させる舶用主機関用防振装置において
、船舶の前後方向のばね定数を鉛直方向のばね定数の３
ないし６倍にし、かつ船舶の幅方向のばね定数を鉛直方
向のばね定数の０．３５ないし０，７倍にしたものであ
る。

また特許請求の範囲第２項にかかる発明の舶用主機関用
防振装置は、クラッチ一体形主機関の底面と船体との間
に介装されて主機関から船体に伝わる振動を低減させる
舶用主機関用防振装置において、船体に固定される第１
の剛体部と、主機関の底面に固定される第２の剛体部と
を設け、これら第１の剛体部と第２の剛体部とは、船舶
の前後方向に所定間隔をあけて第１の剛体部と第２の剛
体部とが相対向する対向面を少なくとも２対有し、かつ
これら各対向面は第１の剛体部側の面が第２の剛体部側
の面よりも下側に位置するように傾斜した構成とし、こ
れら対向面間に各々弾性ゴムを介装して弾性ゴムと対向
面との当接面を互いに固着したものである。

（作用） 特許請求の範囲第１項にかかる発明の舶用主機関用防振
装置においては、鉛直方向と船舶の前後方向と船舶の幅
方向とのばね定数の比率が理想的であるので、プロペラ
シャフトのスラスト力に対して強固に主機関を支持する
ことと、ローリング振動等に対して充分に防振を行なう
こととの、互いに相反する要求を、理想的なバランスで
実現することができる。

また特許請求の範囲第２項にかかる発明の舶用主機関用
防振装置においては、船舶の前後方向の力が作用したと
きには弾性ゴムに圧縮力が作用し、船舶の幅方向の力が
作用したときには弾性ゴムに剪断力が作用し、鉛直方向
の力が作用したときには弾性ゴムに圧縮力および剪断力
が作用するので、船舶の前後方向のばね定数が大きく、
船舶の幅方向のばね定数が小さく、鉛直方向のばね定数
がその中間の値になり、したがってプロペラシャフトの
スラスト力に対して充分強固に主機関を支持でき、しか
もローリング振動等に対して充分に防振効果を得ること
ができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図に基づいて説
明する。

第１図は本発明の一実施例における舶用主機関用防振装
置の平面図、第２図は同縦断正面図、第３図は同縦断側
面図で、１は図外のボルトにより船体２の底壁内面に固
定される第１の剛体部であり、この第１の剛体部１は、
ボルト孔３，４が形成された取付部５，６と、これら取
付部５．６上に一体に突設された枠状の枠状部７とによ
り構成されている。この第１の剛体部１は金属製で、前
記取付部５と取付部６とは前後方向に所定間隔をあけて
位置しており、前記ボルト孔３は取付部５の幅方向中央
部に位置し、前記ボルト孔４は取付。

部６の幅方向中央部に位置している。またボルト孔３は
幅方向に長い長孔に形成され、位置調整可能になされて
いる。なお、前後方向とは船舶の前後方向に沿う方向を
いい、幅方向とは船舶の幅方向に沿う方向をいう。

前記第１の剛体部１の枠状部７の中心部には金属製の第
２の剛体部９が配置されており、この第２の剛体部９は
雌ねじ１０に螺合する図外のボルトにより上側ストッパ
プレート１１を介してクラッチ一体形主機関１２の底面
に固定される。前記雌ねじ１０は第２の剛体部９の上面
の中心部に形成されており、前記上側ストッパプレート
１１は金属製で、第２の剛体部９の上面に当接している
。

第２の剛体部９の下面にはボルト１３により金属製の下
側ストッパプレート１４が取付けられており、ボルト１
３が螺合する雌ねじは第２の剛体部９の下面の中心部に
形成されている。また前記上側ストッパプレート１１は
前記雌ねじ１０の幅方向両側に位置するねじ１５．１６
により第２の剛体部９に連結されており、前記下側スト
ッパプレート１４は前記ボルト１３の幅方向両側に位置
するねじ１７．１８により第２の剛体部９に連結されて
いる。

前記第１の剛体部１の枠状部７内面の前端面１ａと第２
の剛体部９の前端面９ａとは、前後方向に所定間隔をあ
けて互いに平行に相対向しており、これら前端面１ａと
前端面９ａとは前端面１ａが前端面９ａの下側に位置す
るように傾斜している。

すなわち前端面１ａと前端面９ａとは前後方向に所定間
隔をあけて相対向する対向面を構成しており、これら前
端面１ａと前端面９ａとは上端から下端にかけて斜め後
向きに傾斜している。前記第１の剛体部１の枠状部７内
面の後端面１ｂと第２の剛体部９の後端面９ｂとは、前
後方向に所定間隔をあけて互いに平行に相対向しており
、これら後端面１ｂと後端面９ｂとは後端面１ｂが後端
面９ｂの下側に位置するように傾斜している。すなわち
後端面１ｂと後端面９ｂとは前後方向に所定間隔をあけ
て相対向する対向面を構成しており、これら後端面１ｂ
と後端面９ｂとは上端から下端にかけて斜め前向きに傾
斜している。前端面１ａと前端面９ａとの間には板状の
弾性ゴム２０が介装されており、この弾性ゴム２０の前
面は前端面１ａに例えば接着剤により固着され、弾性ゴ
ム２０の後面は前端面９ａに例えば接着剤により固着さ
れている。後端面１ｂと後端面９ｂとの間には板状の弾
性ゴム２１が介装されており、この弾性ゴム２１の後面
は後端面１ｂに例えば接着剤により固着され、弾性ゴム
２１の前面は後端面９ｂに例えば接着剤により固着され
ている。前記弾性ゴム２０の前後方向中央部には金属製
の補強板２２が挿入固着されており、前記弾性ゴム２１
の前後方向中央部には金属製の補強板２３が挿入固着さ
れている。前記弾性ゴム２０には、幅方向中央部に、前
記補強板２２の前面に沿う孔２４と、補強板２２の後面
に沿う孔２５とが形成されており、前記弾性ゴム２１に
は、幅方向中央部に、前記補強板２３の前面に沿う孔２
６と、補強板２３の後面に沿う孔２“７とが形成されて
いる。

前記第２の剛体部９の両側面９ｃ、９ｄにはゴム状弾性
体からなる緩衝板２８．２９が固着されており、これら
緩衝板２８．２９の表面と前記第１の剛体部１の枠状部
７内面の両側面１ｃ、ｌｄとは所定の間隔をあけて相対
向している。

上記舶用主機関用防振装置は、前後方向のばね定数をに
１１幅方向のばね定数をＫｙ１鉛直方向のばね定数をＫ
ｚとしたときに、 Ｋｘ　：　Ｋｙ　：　Ｋｚ　−（３〜Ｂ）　：　（０，
１５〜０．７０）　　：　１なる関係を満足するように
構成されている。すなわち、ＫＸをＫｚの３ないし６倍
に設定し、ＫｙをＫｚの０．３５ないし０．７倍に設定
しているのであって、以下その理由について説明する。

舶用主機関の機関出力およびプロペラシャフトのスラス
ト力と機関重量との間には第４図のような関係がある。

第４図において、縦軸は機関出力およびプロペラシャフ
トのスラスト力、横軸は機関重量であり、実線イは機関
出力、破線口はプロペラシャフトのスラスト力を各々示
している。この図から判るように、機関出力は機関重量
のほぼ０６３倍であり、プロペラシャフトのスラスト力
は機関ｆｆｉ量のほぼ１．２倍である。さらに、舶用主
機関では、６気筒機関が一般的で、最も問題となる振動
は低速時のトルク変動に起因するローリング振動である
。したがって、舶用主機関用防振装置のローリング固有
振動数は、機関のローアイドル回転数の３次成分の１／
ｖ／Ｔ以下に設定するのが好ましい。ところで一般に、
舶用主機関のローアイドル回転数は５００〜５５０ｒｐ
−なので、上記条件を満足するためには、ローリング共
振は３７０ｒｐｍ以下でなければならない。そこでロー
リング共振に影響あるＫｙ、　Ｋｚについて、３次ロー
リング共振回転数ｆ’ｏ＝３７０ｒｐｍを満足するＫｙ
、　Ｋｚを計算すると第５図の実線ハのようになる。

ここで、ゴムの耐久性の面から、静撓み率は１５％以内
とすべきであり、次のような結果が得られる。

静撓み率−〇、［１２４Ｗ／（４ＫＺ）０、［１２４Ｗ
／（４ＫＺ）≦０．１５、’、Ｋｚ≧１　、０４ｗ このように鉛直方向のばね定数Ｋｚが計算できる。

なおこの式において０．８２４は舶用主機関用防振装置
の形状による比例係数である。

また、Ｋｙについては、第５図の実線ハの条件を満たせ
ばよいが、あまりばね定数ＫＦが小さいと、前部から発
電機等を駆動した場合や、急旋回をしたときの遠心力に
より、主機関が傾斜することになる。一般に、船舶のプ
ロペラ軸とスタンチューブベアリングとの間には約１ｍ
＋ｓの隙間があり、水が潤滑油の役目をするようになっ
ており、この隙間がなくなると、プロペラ軸とスタンチ
ューブベアリングとが直接接触することになり、スタン
チュ・−ブベアリングの摩耗を早めることになる。そこ
でＫＹは、このような外力が作用してもプロペラ軸とス
タンチューブベアリングとが接触しないように次のよう
に定めた。すなわち、主機関の前端部の幅方向変位を１
ｍ＋ｓ以内にするとして、主機関の前端部を支持する舶
用主機関用防振装置の幅方向の撓みは、 幅方向撓ミー０．１３Ｘ０．３　ＸＷ　Ｘｌ、８５／（
２Ｋｙ）０．１１Ｘ０．３　ＸＶ　Ｘｌ、８５／（２Ｋ
ｙ）≦０．１、’、Ｋ）ｌ≧０．３８Ｗ　−０，３５ｋ
ｚなおこの式において、０．１３は前部動力算出係数、
１．８５はプーリー径やベルト数等により決定される張
力算出係数である。一方、第５図の実線ハ上におイテ、
ｋｚ−１，０４Ｗ　（７）場合ノＫｙは０．７３Ｗであ
るから、 ｘｙ≦０．７３Ｗ　−０，７０Ｋｚ したがって、 ０．３５ｋｚ≦Ｋｙ≦０．７０Ｋｚ　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・■なる関係
が得られる。

次にＫｘについて説明する。Ｋｘは、ダイヤフラム式ス
タンチューブベアリングの許容移動量が、安全率を見込
んで約１ｍｍ以内であることから、次の関係が得られる
。

スラスト方向変位量−１，４Ｖ／（４Ｋｘ）１．２ｗバ
４Ｋｘ）≦０．１ 、’、Ｋｘ≧３．１ｗ　−３，ＯＫｚ 但し、設計上ＫＸ＞６．０ＫＺは困難である。

、’、Ｋｘ≦８．ＯＫｚ したがって、 ３、ＯＫｚ　≦Ｋｘ≦６．ＯＫｚ　　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・■なる関係
が得られる。

すなわち、上記００式より、 Ｋｘ　：　Ｋｙ　：　Ｋｚ　−（３〜１３）　：　（Ｏ
４０〜０．７０）　　：　１なる関係が得られ、舶用主
機関用防振装置の各方向のばね定数の比率が決定される
のである。

なお第１図において、３０．３１は、各々クラッチ一体
形主機関１２を上側ストッパプレート１１上に載置した
ままで、取付部５．６からその上部全体をジヤツキアッ
プするための貫通ねじ孔である。この貫通ねじ孔３０．
３１は取付部５，６に貫設されているので、弾性ゴム２
０．２１が圧縮されたまま取付部５．６からその上部全
体をジヤツキアップでき、ジヤツキアップねじ孔を機関
取付足に設ける場合に比べて、ゴムの圧縮長さ分だけジ
ヤツキアップ量を少なくすることができる。

上記舶用主機関用防振装置は、例えばクラッチ一体形主
機関の底面の４隅に各々配置されるものであって、以下
、その作用を説明する。プロペラ軸のスラスト力等、主
機関に前後方向の力が作用した場合、弾性ゴム２０ある
いは弾性ゴム２１に圧縮力が作用する。弾性ゴム２０．
２１は圧縮力に対しては大きな耐力を有しているので、
前後方向の力による主機関の変位量は小さい。一方、ロ
ーリング振動等、主機関に幅方向の力が作用した場合、
弾性ゴム２０．２１に剪断力が作用する。

弾性ゴム２０．２１は剪断力に対しては耐力が小さく、
大きく変形するので、幅方向の力に対する主機関の変位
量は大きい。またローリング振動等、主機関に鉛直方向
の力が作用した場合、前端面１ａ、９ａおよび後端面１
ｂ、９ｂが傾斜していることから、弾性ゴム２０．２１
に圧縮力と剪断力とが同時に作用する。弾性ゴム２０．
２１は圧縮力に対しては耐力が大きく、剪断力に対して
は耐力が小さいので、鉛直方向の力に対する主機関の変
位量は前後方向の力の場合と幅方向の力の場合との中間
である。すなわち、船舶の前後方向のばね定数が大きく
、船舶の幅方向のばね定数が小さく、鉛直方向のばね定
数がその中間の値になり、したがってプロペラシャフト
のスラスト力に対して充分強固に主機関を支持でき、し
かもローリング振動等に対して充分に防振効果が得られ
る。さらには、船舶の前後方向のばね定数を鉛直方向の
ばね定数の３ないし６倍にし、かつ船舶の幅方向のばね
定数を鉛直方向のばね定数の０．３５ないし０．７倍に
したことから、鉛直方向と船舶の前後方向と船舶の幅方
向とのばね定数の比率が理想的であるの“で、プロペラ
シャフトのスラスト力に対して強固に主機関を支持する
ことと、ローリング振動等に対して充分に防振を行なう
こととの、互いに相反する要求を、理想的なバランスで
実現することができる。したがって、船舶の乗心地を大
幅に向上できると同時に、スタンチューブや舶用主機関
用防振装置自身の寿命を大幅に伸ばすことができる。ま
た、全て同じ舶用主機関用防振装置を複数個用いること
により主機関を支持できるので、量産効果を期待でき、
コストの低減を図ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、特許請求の範囲第１項にかかる発
明の舶用主機関用防振装置によれば、クラッチ一体形主
機関の底面と船体との間に介装されて主機関から船体に
伝わる振動を低減させる舶用主機関用防振装置において
、船舶の前後方向のばね定数を鉛直方向のばね定数の３
ないし６倍にし、かつ船舶の幅方向のばね定数を鉛直方
向のばね定数の０．３５ないし０．７倍にしたので、鉛
直方向と船舶の前後方向と船舶の幅方向とのばね定数の
比率が理想的であることから、プロペラシャフトのスラ
スト力に対して強固に主機関を支持することと、ローリ
ング振動等に対して充分に防振を行なうこととの、互い
に相反する要求を、理想的なバランスで実現することが
できる。したがって、船舶の乗心地を大幅に向上できる
と同時に、スタンチューブや舶用主機関用防振装置自身
の寿命を大幅に延ばすことができる。また、全て同じ舶
用主機関用防振装置を複数個用いることにより主機関を
支持できるので、量産効果を期待でき、コストの低減を
図ることができる。

また、特許請求の範囲第２項にかかる発明の舶用主機関
用防振装置によれば、クラッチ一体形主機関の底面と船
体との間に介装されて主機関から船体に伝わる振動を低
減させる舶用主機関用防振装置において、船体に固定さ
れる第１の剛体部と、主機関の底面に固定される第２の
剛体部とを設け、これら第１の剛体部と第２の剛体部と
は、船舶の前後方向に所定間隔をあけて第１の剛体部と
第２の剛体部とが相対向する対向面を少なくとも２対有
し、かつこれら各対向面は第１の剛体部側の面が第２の
剛体部側の面よりも下側に位置するように傾斜した構成
とし、これら対向面間に各々弾性ゴムを介装して弾性ゴ
ムと対向面との当接面を互いに固着したので、船舶の前
後方向の力が作用したときには弾性ゴムに圧縮力が作用
し、船舶の幅方向の力が作用したときには弾性ゴムに剪
断力が作用し、鉛直方向の力が作用したときには弾性ゴ
ムに圧縮力および剪断力が作用することから、船舶の前
後方向のばね定数が大きく、船舶の幅方向のばね定数が
小さく、鉛直方向のばね定数がその中間の値になり、こ
の結果、プロペラシャフトのスラスト力に対して充分強
固に主機関を支持でき、しかもローリング振動等に対し
て充分に防振効果を得ることができる。したがって、船
舶の乗心地を向上できると同時に、スタンチューブや舶
用主機関用防振装置自身の寿命を延ばすことができる。

また、全て同じ舶用主機関用防振装置を複数個用いるこ
とにより主機関を支持できるので、量産効果を期待でき
、コストの低減を図ることができる。

また、特許請求の範囲第１項にかかる発明の舶用主機関
用防振装置を容易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における舶用主機関用防振装
置の平面図、第２図は同縦断正面図、第３図は同縦断側
面図、第４図は舶用主機関の機関出力およびプロペラシ
ャフトのスラスト力と機関重量との関係の説明図、第５
図は幅方向のばね定数と鉛直方向のばね定数との関係の
説明図である。 １・・・第１の剛体部、１ａ・・・前端面（対向面）、
１ｂ・・・後端面（対向面）、２・・・船体、９・・・
第２の剛体部、９ａ・・・前端面（対向面）、９ｂ・・
・後端面（対向面）、１２・・・クラッチ一体形主機関
、２０゜２１・・・弾性ゴム 特許出願人　ヤンマーディーゼル株式会社第３図 第４図 代関１１１４’

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）クラッチ一体形主機関の底面と船体との間に介装
   されて主機関から船体に伝わる振動を低減させる舶用主
   機関用防振装置において、船舶の前後方向のばね定数を
   鉛直方向のばね定数の３ないし６倍にし、かつ船舶の幅
   方向のばね定数を鉛直方向のばね定数の０．３５ないし
   ０．７倍にしたことを特徴とする舶用主機関用防振装置
   。
2. （２）クラッチ一体形主機関の底面と船体との間に介装
   されて主機関から船体に伝わる振動を低減させる舶用主
   機関用防振装置において、船体に固定される第１の剛体
   部と、主機関の底面に固定される第２の剛体部とを設け
   、これら第１の剛体部と第２の剛体部とは、船舶の前後
   方向に所定間隔をあけて第１の剛体部と第２の剛体部と
   が相対向する対向面を少なくとも２対有し、かつこれら
   各対向面は第１の剛体部側の面が第２の剛体部側の面よ
   りも下側に位置するように傾斜した構成とし、これら対
   向面間に各々弾性ゴムを介装して弾性ゴムと対向面との
   当接面を互いに固着したことを特徴とする舶用主機関用
   防振装置。