JPS6057087B2 - 船舶用発電機の回転数制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は推進機を駆動する船舶内原動機を主駆動源
とする船舶用発電機の回転数を、原動機軸の回転数が変
動した場合でも一定に保つようにした船舶用発電機の回
転数制御装置に関するものである。

〔発明の技術的背景〕 船舶用発電機であつて推進機と同一駆動源を共用する
ものにおいては、船舶の航行条件により原動機軸の回転
数が変動し、特に荒天時には、原動機にかかる推進機の
負荷が、スクリューの浸水深さの変動または海水面上へ
の露出などによつて激変するため、原動機軸の回転数変
動によつて発電機駆動回転数が変動する問題がある。

この発電機回転数の変動は、船舶の照明器具のフリッカ
−（ちらつき）、モータ等の電動機構によつて作動され
るポンプ、コンプレッサ、送風装置等の稼動状態の変動
、チルビジョン受像機やラジオ受信機の受信状態の悪化
、通信機及びレーダ装置の作動状態の悪化など、種々の
機器に影響を及ぼすことになり、この発電機回転数の変
動は、特に荒天時にＪおいて発生することから、発電機
回転数を原動機軸の回転数が変動しても常に一定に保つ
ようにすることは、航海の安全を期すためにもまた乗員
の心理的な問題からも重要な課題となつている。 そこ
で従来の船舶においては、発電機駆動軸にゝ油圧モータ
を連結し、原動機軸の回転数変化を検出してサーボ機構
によりこの回転数変化を補償するように油圧モータを駆
動することによつて発電機を一定回転数で駆動するよう
にしているが、これては回転数変化が検出されてから回
転数制御動作が開始されるために、回転数変動に対して
速やかに応答できず、従つて原動機軸の回転数が変動す
ると一時的にではあるが発電機の駆動回転数も変動する
ことになるから、発電機の駆動回転数を常に一定にする
ことはできなかつた。〔発明の目的〕 この発明は上記実情にかんがみてなされたものてあつて
、その目的とするところは、推進機を駆動する発電機を
発電機の駆動源として共用するものにおいて、原動機軸
の回転数に変動があつても発電機駆動軸の回転数は殆ん
ど変動しないようにして発電機の駆動回転数を一定回転
数に保つことができる船舶用発電機の回転数制御装置を
提供することにある。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明の船舶用発電機の回転数制御装置は、
船舶用原動機軸を第１の遊星歯車機構にその惑星ギヤの
公転中心軸として連結し、この第１遊星歯車機構の太陽
ギヤに発電機の駆動軸を連結すると共に、上記第１遊星
歯車機構の円輪ギヤに噛合する補助ギヤと第２の遊星歯
車機構の太陽ギヤを第１の変速機構を介して連結し、こ
の第２遊星歯車機構には、その惑星ギヤの公転中心に油
圧モータ軸を連結すると共に、その円輪ギヤと噛合する
補助ギヤに上記原動機軸と第２の変速機構を介して連動
回転する回転軸を連結し、さらに上記油圧モータには、
このモータに一定流量の油を送る定流量油圧ポンプと、
補助電源または上記発電機を電源とするポンプ駆動モー
タと、油流量調．節桟構を備えた油圧発生装置を接続し
て、上記油圧モータを一定回転数て駆動し、第２遊星歯
車機構の惑星ギヤを一定回転数で公転させておくことに
より、上記原動機軸の回転数変動に応じて第２遊星歯車
機構の太陽ギヤの回転数が変動し、第１遊星歯車機構の
円輪ギヤが惑星ギヤの公転数変動を補うように回転され
るようにして、その太陽ギヤと連結された発電機駆動軸
の回転数が原動機軸の回転数が変動した場合でも一定に
保たれるようにした構成のものであつて、原動機軸の回
転数検８出によるフィードバック制御によらずに発電機
駆動軸の回転数を一定に保つようにしたものてある。

〔発明の実施例〕

以下この発明の一実施例を図面に基いて説明する。

第１図において図中１は推進機、２はその原動機、３は
前記原動機２を主駆動源とする発電機である。

この装置は、上記原動機２の軸２ａと発電機３の駆動軸
３ａとを第１の遊星歯車機構４を介して連結すると共に
、油圧モータ６に連結された第２の遊星歯車機構５と上
記第１遊星歯車機構４とを第１の変速機構７を介して連
結し、さらに上記原動機軸２ａに第２の変速機構８を設
けてこれと前記第２遊星歯車機構５を連結すると共に、
上記油圧モータ６に、一定流量の油を送る油圧発生装置
９を接続してなるもので、上記油圧発生装置９は、上記
油圧モータ６に一定流量の油を送る定流量油圧ポンプ１
０と、減圧弁１１と、上記ポンプ１０の駆動モータ１２
と、送油管１３に接続された送油管内の油流量を測定検
出してあらかじめ設定した流量の値（その値は使用圧力
範囲に渉つて容積効率最少の点つまり最も圧力の高い点
の流量に基いて決定する）と比較しその差を制御弁１５
より放出する油流量調節機構１４とを備えており、また
上記ポンプ駆動モータ１２は、電源切換スイッチ１６の
切換により、前記発電機３または補助電源１７を電源と
して駆動されるようになつている。なお、図中１８は前
記送油管１３に接続された圧力インジケータ、１９は前
記油圧モータ６の排出側流量を調節する油流量調節機構
である。一方、前記第１及び第２の遊星歯車機構４，５
は、第２図に示すように、中心の太陽ギヤ２０と中間の
惑星ギヤ２１，２１と、外輪の円輪ギヤ２２とを互いに
噛合させ、さらに上記円輪ギヤ２２にこれを駆動する補
助ギヤ２３を噛合させたものて、上記惑星ギヤ２１，２
１は枠組２４によつて連結されており、枠組２４の回転
中心（太陽ギヤ及び円輪ギヤと同軸）を中心として公転
するようになつており、前記原動機軸２ａは、第１遊星
歯車機構４の枠組２４に惑星ギヤ２１，２１の公転中心
軸として連結され、また前記発電機３の駆動軸３ａは、
この第１遊星歯車機構４の太陽ギヤ２０に連結され、さ
らにその円輪ギヤ２２と噛合する補助ギヤ２３の回転軸
２５は、第２遊星歯車機構５の太陽ギヤ駆動軸２６に第
１変速機構７を介して連結されると共に、前記油圧モー
タ６の回転軸２６ａは、上記第２遊星歯車機構５の枠組
２４に惑星ギヤ２１，２１の公転中心軸として連結され
、またこの第２遊星歯車機構５の円輪ギヤ２２と噛合す
る補助ギヤ２３の回転軸２７は、上記原動機軸２ａと連
動回転するように第２変速機構８を介して連結されてい
る。この装置は上記のようにして油圧モータ６を一定回
転数の駆動源とし、回転数が変動する原動機軸２ａと上
記油圧モータ６とを２組の上記遊星歯車機構４，５て連
結することにより、上記油圧モータ６の回転数によつて
原動機軸２ａの回転数変動を補償し、常時発電機駆動軸
３ａの回転数を一定に保つようにしたものであり、その
ために上記両遊星歯車機構４，５の各ギヤは次のように
設定されている。

今、太陽ギヤ２０の回転数をＮＳｌ惑星ギヤ２１の公転
数をＮＣｌ円輪ギヤ２２の回転数をＮｒとし、円輪ギヤ
歯数をＺｒｌ太陽ギヤ歯数をＺｓとすると、この遊星歯
車機構の関係式は次式で表わされる。

１＋？＝α，？＝βとおくと、 ここで、第１遊星歯車機構は１Ｎｓ，１Ｎｃ，１Ｎｒ，
１Ｚｓ，１Ｚｒ，１α，１βで表わし、第２遊星歯車機
構は２Ｎｓ，２Ｎｃ，２Ｎｒ，２Ｚｓ，２Ｚｒ，２α，
２βで表わすと、また各々に直結する補助ギヤと円輪ギ
ヤとの間の変速分も含めた第１変速機構７の変速比をγ
、同じく第２変速桟構８の変速比をδとすれば、となり
、上記（１）式と（２）式からそこで１Ｎｃが変動して
も１Ｎｓが変動しない条件は、Δを変動分とすると、（
３）式より、Δ２Ｎｃ＝０（油圧モータは常に一定回転
数であるから変動分はＯ）であるから、 となる。

また定格運転時に、２Ｎｓ＝１Ｎｒ＝０となし得ればエ
ネルギー消費を防ぎうる。

定格値をそれぞれ２Ｎｓ＊，１Ｎｃ＊，２Ｎｃ宋とすれ
ば、これは（３）式の２Ｎｓ末＝ー２βδ・１Ｎｃ来＋
２α・２Ｎｃ．＊＝０より〔なお、この（５）式中のＮ
の定格値には、１Ｎｓ来，２Ｎｓ来，１Ｎｃ＊，２Ｎｃ
＊，１Ｎｒ＊，２Ｎｒ来のうち任意の２つの組合せを用
い得る（もちろん係数の値は異なる）〕となり、（４）
式、（５）式よりとなる。

この式でγ，δの正負は入出力軸の回転方向の正逆に対
応し、γ，δミ１は増減速に対応する。次に、上記のよ
うにして決めたγ，δを用いて発電機回転数の制御がと
のようにして行なわれるかを説明する。

各部の回転数１Ｎｓ，２Ｎｓ，１Ｎｒ，２Ｎｒ，１Ｎｃ
，２Ｎｃを定格値（Ｎ来）と変動値（ΔＮ）に分けると
、となる。

また、前に求めたγ，δによつて（１）式と（２）式は
、となる。

この式は、Ｎが全てＮ木の場合にも成立し、それは定格
運転状態を示す。ここで第１図をみながら系に外乱とし
て原動機軸回転数の変動分Δ１Ｎｃが入つてきた場合を
考えると、このときは、となる。

この外乱Δ１Ｎｃは、以下に示すΔ１Ｎｒによつて相殺
されてΔ１Ｎｓ＝０となり、従つて発電機駆動軸の回転
数は外乱によつて変動することなく一定に保たれる。す
なわち、原動機定格回転数，Ｎｃ来がΔ１Ｎｃだけ増加
した場合を考えると、この場合は第２変速機構８によつ
て第２遊星歯車機構５の円輪ギヤ２２の回転数２Ｎｒを
Δ２Ｎｒ＝ン乙●？３本●Δ１Ｎｃだけ
β１Ｎｃ来増加させる。

一方、第２遊星歯車機構５の惑星ギヤ２１は、一定回転
する油圧モータ６に接続されており、従つてその公転数
の変動分は０（Δ２Ｎｃ＝０）てあるから、第２遊星歯
車機構５の出力軸である太陽ギヤ２５−？回転数の変動
分Δ２ＮＳはとなる。そして、これは第１変速機構７に
よつて第１遊星歯車機構４の円輪ギヤ２２の回転数１Ｎ
ｒを、たけ増加させる。

従つて第１遊星歯車機構４の出力軸である太陽ギヤ２０
の回転数１ＮＳは、原動機回転数の変動によつて惑星ギ
ヤ２１の公転数Δ１Ｎｃだけ増加しているにもかかわら
ずとなる。

つまり、Δ１Ｎｒはちようど外乱Δ１Ｎｃを相殺するこ
とになり、１Ｎｓ＝１Ｎｓ＊（またはΔ１ＮＳ＝０）と
なつて発電機３の駆動回転数を一定に保つことになる。
この相殺作用は歯車機構のバックラッシュが弾性よる伝
達おくれによつて妨げられるだけで極めて早く伝達され
るから、相殺の効果は瞬時に働き、発電機の駆動回転数
を常に一定に保つ。これは、上記の式によつて各遊星歯
車機構４，５の歯車比ｈ／Ｚｓを選択し、またこれによ
つて各変速機構７，８の変速比と回転方向を決定するこ
とによつてなし得るもので、これにより原動機軸２ａの
回転数が変動しても油圧モータ６の回転数が一定てある
限り、発電機駆動軸３ａの回転数は一定に保たれる。

一方、発電機よりバッテリ２８を経て（発電機にバッテ
リを並列接続した場合は直接に）、または補助電源１７
（バッテリ、補助発電機など）より給電されるポンプ駆
動モータ１２は、航海時には主として発電機３を、また
停泊時には主として補助電源１７を電源として定速回転
するようになつており、このポンプ駆動モータ１２の消
費電力は、上記油圧モータ６にかかる負荷によつて変化
する。

すなわち、上記油圧モータ６の回転数は定格であるが、
原動機軸２ａが定格回転数で回転している場合には、第
２遊星歯車機構５の惑星ギヤ２１に負荷がかかることな
く発電機３が定格回転数で駆動されるから、上記油圧モ
ータ６は機構部分の摩擦損失を補うだけの非常にわずか
なトルクがあればよく、従つて上記ポンプ駆動モータ１
２は、このモータのトルクと油圧系の損失（油圧ポンプ
１０の摩擦損失及び作動油の圧力損失）を補つて油圧モ
ータ６を定格回転させるだけの働きをすればよいから、
その消費電力は非常にわずかな値となり、また原動機軸
２ａの回転数が変動した場合及び原動機２の始動時、停
止時には、原動機軸２ａの定格回転数と現回転数の差に
応じた負荷が前記惑星ギヤ２１にかかるから、それに応
じた油圧モータ６のトルク増加分だけ上記ポンプ駆動モ
ータ１２の消費電力が増加する。このポンプ駆動モータ
１２によつて駆動される上記油圧ポンプ１０は、吐出圧
力が変動しても略一定流量の作動油を送出するが、油圧
ポンプは容積効率によつて吐出圧力が高くなつた場合に
、作動油の体積弾性及び摺動部よりの油漏れなどが原因
となつて送出流量がわずかではあるが減少するから、そ
のために油圧モータ６への送油管に油流量調節機構１４
を設けて、作動油圧が高くなつても流量を一定に保つよ
うにしている。

以上の作用によソー定流量の作動油（圧力は変化する）
が上記油圧モータ６に送られると、この油圧モータ６は
、一定回転数で回転しながら作動油圧力に応じたトルク
を発生し、このトルクは、第２遊星歯車機構５の働きに
より自動的に原動機軸２ａの回転数と発電機駆動軸３ａ
の所要回転数の差に応じた値となり、この自己調整的な
作用によつて発電披３を駆動させるのに必要な動力は自
動的に原動機２側と油圧モータ６側にふり分けられ、何
らの制御装置を必要とせずに発電機駆動軸３ａを一定回
転数で駆動する。

しかして原動機軸２ａの回転数が変動すると、その変動
は第１遊星歯車機構４の惑星ギヤ２１，２１に伝達され
、、この惑星ギヤの公転数が変動するが、この原動機軸
回転数の変動は第２変速機構８を介して第２遊星歯車機
構５の補助ギヤ２３からその円輪ギヤ２２にも伝達され
ることになり、この第２遊星歯車機構５の惑星ギヤ２１
，２１が油圧モータ６によソー定回転数で公転されてい
るために、この回転数差によつて回転される太陽ギヤ２
０の回転が第１変速機構７を介して第１遊星歯車機構４
の補助ギヤ２３に伝達され、これによりその円輪ギヤ２
２の回転数が変動して、その太陽ギヤ２０に伝達される
上記原動機軸２ａの回転数変動をキャンセルすることに
より、上記第１遊星歯車機構４の太陽ギヤ２０は原動機
軸２ａの定格回転数で回転し、発電機３を一定回転数で
駆動する。

なおこの場合、原動機軸２ａの回転数が急激に変動する
と、歯車機構部分の伝達遅れ（数１０ミリ秒程度）によ
つて発電機駆動軸３ａの回転数が変動し、そのために発
電量が減少することがあるが、発電機３からの給電が断
たれてもバッテリ２８からポンプ駆動モータ１２に充分
な駆動電力が供給されるから、このモータ１２は一定回
転数で油圧ポンプ１０を駆動し続けることができ、従つ
て油圧モータ６の回転数は殆んど変動しないから、上記
歯車機構部分の伝達遅れ時間の後には発電機駆動軸３ａ
の回転数は定格回転数に回復されることになる。またこ
の場合、第２遊星歯車機構５の惑星ギヤ２２を公転駆動
する油圧モータ６の出力トルクが変化するために、それ
に応じて油圧回路の圧力（油圧ポンプ吐出力）が変化し
なければ油圧モータ６の回転数が変化することになるが
、油圧モータ６の出力トルク変動に対する油圧回路の圧
力応答は、作動油は非圧縮ｌてあり空気混入量は通常無
視できることから、流量と油圧モータ６内の過度的な内
容積変化による数１００ミリ秒以下の時間で応答し、こ
の高速応答により上記油圧モータ６は殆んど回転数変化
を生ずることなく駆動される。この装置は上記のような
作用により発電機駆動軸３ａの回転数を常時一定に制御
するものて、原動機２の各運転状況ごとにその作用を説
明すれば次のようになる。

（１）定常時運転時（通常航海時） この場合は、第２遊星歯車桟構５の出力回転数（太陽ギ
ヤ回転数２Ｎｓ）がＯとなり、原動桟軸２ａの回転力の
みて発電機３が駆動される。

第３図はこのときの回転数制御装置の動作を示したもの
で、原動機２が定常運転状態（原動桟軸２ａが定格回転
数で回転している状態）にあるときは、第２遊星歯車機
構５の太陽ギヤ２０は回転しない状態にあり、従つて、
第２遊星歯車機構５の太陽ギヤ２０の回転により第１変
速機構７を介して回転される第１遊星歯車機構４の円輪
ギヤ２２も停止している。ここで、第２遊星歯車機構５
の惑星ギヤ２１が・油圧モータ６によつて太陽ギヤ２０
の回りを公転するように駆動されているにもかかわらず
第２遊星歯車機構５の太陽ギヤ２０が回転駆動されない
理由を説明すると、油圧モータ６は図に回転方向を矢印
で示したように時計方向に一定回転数で回転しており、
従つて第２遊星歯車機構５の惑星ギヤ２１は破線矢印で
示すように時計方向に一定公転数で公転している。そし
て、今仮に原動機２が停止しているとすれば、原動機軸
２ａの回転により第２変速機構８を介して回転される第
２遊星歯車機構５の円輪ギヤ２２も回転しない状態にあ
るから、このときは第７図に示すように第２遊星歯車機
構５の遊星ギヤ２１が円輪ギヤ２２との噛合いによつて
公転方向と逆方向（反時計方向）に自転し、遊星ギヤ２
１と噛合つている太陽ギヤ２０が遊星ギヤ２１の公転力
と自転力とを受けて時計方向に回転される。一方、原動
機２が運転されているときは、原動機軸２ａは第３図〜
第６図に示すように矢印方向（時計方向）に回転してお
り、従つてこのときは第２遊星歯車機構５の円輪ギヤ２
２が第２変速機構８を介して遊星ギヤ２１の公転方向と
同方向に回転されている。また、今第２遊星歯車機構５
の円輪ギヤ２２が遊星ギヤ２１の公転速度よりも速く回
転しているとすると、第２遊星歯車機構５の遊星ギヤ２
１は円輪ギヤ２２の回転によつて第７図に示した原動機
停止状態とは逆方向（公転方向と同方向）に自転するこ
とになり、このときは、遊星ギヤ２１の公転は太陽ギヤ
２０を時計方向に回転させるように作用するが、遊星ギ
ヤ２１の自転は太陽ギヤ２０を反時計方向一に回転させ
るように作用する。従つて、原動機軸２ａが定格回転数
て回転しているときに、第２遊星歯車機構５の太陽ギヤ
２０に作用する時計方向の回転力と反時計方向に回転力
とが等しくなるように第２変速機構８と第２遊星歯車機
構のギヤ比．を設定しておけば、原動機２が定常運転状
態にあるときは第２遊星歯車機構５の太陽ギヤ２０はい
ずれの方向にも回転せず、そのために、第１遊星歯車機
構４の円輪ギヤ２２も回転を停止している。そして、第
１遊早歯車機構４の円輪ギヤ２２が停止している場合は
、第３図に示すように、原動機軸２ａの回転により時計
方向に公転される第１遊星歯車機構４の遊星ギヤ２１が
円輪ギヤ２２との噛合いによつて公転方向と逆方向に自
転し、遊・星ギヤ２１と噛合つている太陽ギヤ２０が遊
星ギヤ２１の公転力と自転力とを受けて時計方向に回転
され、これによつて発電機３が回転駆動される。

つまり、原動桟２が定常運転状態にあるときは発電機３
は原動機２からの動力のみによつて駆動されるのであり
、原動機２が定常運転状態にあるときは原動機軸２ａの
回転数は一定であり、従つて第１遊星歯車機構４の遊星
ギヤ２１の公転数も一定てあるから、発電機３は一定回
転数（定格回転数）で駆動される。この場合、油圧モー
タ６に送給される作動軸は、機構部分の摩擦損失を補う
だけの圧力があればよく、油圧回路には低圧定流量の作
動油を送給すればよいからポンプ駆動モノータ１２の消
費電力は極めてわずかなものとなる。なお、この時は上
記モータ１２は発電機３からの電力により駆動される。
（２）変動時（荒天時に航海中や原動機始動時及ひ停止
時）荒天時の航海においてスクリューの浸水深さの変動
や海水面上への露出などにより原動機２にかかる推進機
１の負荷が変動し、これによつて原動機軸２ａの回転数
が変動した場合は、上記回転数制御装置は、原動機軸２
ａの回転数変動分を補うように動作して発電機３の駆動
回転数を一定に保つ。

第４図〜第６図はこの変動時の回転数制御装置の動作を
示したもので、第４図はスクリューに浸水深さが浅くな
つたスクリューが水面上に露出したりして原動機２の負
荷が小さくなり、これによつて原動機軸２ａの回転数が
増加したときの状態を示している。このように原動機軸
２ａの回転数が増加した場合は、これにともなつて第２
遊星歯車機構５の円輪ギヤ２２が上記定常運転時よりも
速く回転されるために第２遊星歯車機構５の惑星ギヤ２
１は円輪ギヤ２２の回転て自転を助長されて定常運転時
より速く自転する（油圧モータ６て駆動される惑星ギヤ
２１の公転数は一定）から、この場合は、第２遊星歯車
機構５の太陽ギヤ２０が惑星ギヤ２１の自転によつて与
えられる回転力を受けて反時計方向に回転し始める。そ
して、第２遊星歯車機構５の太陽ギヤ２０が反時計方向
に回転すると、この太陽ギヤ２０の回転により第１変速
機構７を介して回転される第１遊星歯車機構４の円輪ギ
ヤ２２が第４図に示すように惑星ギヤ２１の自転方向と
逆方向に回転する。一方、第１遊星歯車機構４の惑星ギ
ヤ２１の公転数は原動機軸２ａの回転数変動にともなつ
て変動するために、仮に第１遊星歯車機構４の円輪ギヤ
２２が回転しないとすれは、原動機軸２ａの回転数増加
にともなつて惑星ギヤ２１の公転数と自転数とがともに
増加して行くが、上記のように原動機軸２ａの回転数増
加にともなつて第１遊星歯車機構４の円輪ギヤ２２が惑
星ギヤ２１の自転方向と逆方向に回転すると、この円輪
ギヤ２２の回転によつて惑星ギヤ２１の自転数が減少さ
れる。従つて、原動披軸２ａの回転数が増加すると、惑
星ギヤ２１の公転数は増加するが、その自転数は逆に減
少することになるから、惑星ギヤ２１の公転数変動によ
る太陽ギヤ駆動装置の変動分を惑星ギヤ２１の自転数変
化て打消すように第１変速機構７と第１遊星歯車機構４
の各ギヤ比を設定しておけば、原動機軸２ａの回転数が
増加した場合でも、第１遊星歯車機構４の太陽ギヤ２０
は上記定常運転時と同じ回転数で回転されて発電機３を
一定回転数て駆動する。これは原動機軸２ａの回転数が
減少した場合も同じである。

すなわち、第５図は原動機軸２ａの回転数が減少したと
きの状態を示したもので、原動機軸２ａの回転数が減少
した場合は、第２遊星歯車機構５の円輪ギヤ２２の回転
が上記定常運転時よりも遅くなるために第２遊星歯車機
構５の惑星ギヤ２１の自転も定常運転時より遅くなるが
、惑星ギヤ２１の公転数は変わらないから、この場合は
、第２遊星歯車桜構５の太陽ギヤ２０が惑星ギヤ２１の
公転によつて与えられる回転力を受けて時計方向に回転
し始める。そして、第２遊星歯車機構５の太陽ギヤ２０
が時計方向に回転すると、第１遊星歯車機構４の円輪ギ
ヤ２２が第５図に示すように惑星ギヤ２１の自転方向と
同方向に回転するために、第１遊星歯車機構４の惑星ギ
ヤ２１が円輪ギヤ２２の回転で自転を助長され、この惑
星ギヤの自転数が増加する。従つて原動機軸２ａの回転
数が減少した場合は、第１遊星歯車機構４の惑星ギヤ２
１の公転数は減少するが、その自転数は逆に増加するこ
とになり、その結果、原動機軸２ａの回転数が減少した
場合でも第１遊星歯車機構４の太陽ギヤ２０を定常運転
時と同じ回転数て回転させて発電機３を一定回転数て駆
動することができる。なお、上記回転数制御装置は、原
動機軸２ａの回転数変動を油圧モータ６によつて補うも
のであるために、油圧モータ６の出力トルクが変化して
も油圧モータ６を常に一定回転数て駆動しておく必要が
あるが、油圧モータ６の出力トルク変化に対する油圧回
路の圧力変化は極めてわすかな遅れをもつだけであるか
ら、油圧回路の作動油流量は殆んど変化せず、また油圧
モータ６及び油圧ポンプ１０の容積効率による流量変動
も油流量調節機構１４によつて調整されるから、油圧モ
ータ６は一定回転数て駆動され、発電機３は一定回転数
で駆動される。

なお、この時のポンプ駆動モータ１２の駆動電力は、原
動機軸２ａの回転数が急激に変動して発電機回転数が瞬
間的に低下した場合でも、発電機３に接続したバッテリ
２８から安定供給され、また発電機駆動軸３ａの回転数
は歯車機構部分の伝達遅れと油圧系の応答遅れがあるだ
けで速やかに定格回転数に回復されるから、上記ポンプ
駆動モータ１２には常時所要の駆動電力が供給されるこ
とになる。次に、原動機２の始動時及び停止時について
説明すると、第６図は原動機２を停止させる際の原動機
減速にともない原動機軸２ａの回転数が第５図の状態よ
りもさらに減少して第２遊星歯車機構５の円輪ギヤ２２
の回転数が惑星ギヤ２１の公転数（油圧モータ６の回転
数）よりも低くなつた状態を示しており、この状態では
、第２遊星歯車機構５の惑星ギヤ２１は第５図の状態と
は逆に公転方向と逆方向に自転する。

すなわち、原動機軸２ａの回転数減少にともなつて第２
遊星歯車機構５の円輪ギヤ２２の回転数が減少して行く
と、これにともなつて第２遊星歯車機構５の惑星ギヤ２
１の自転数も減少して行き、円輪ギヤ２２の回転数・が
惑星ギヤ２１の公転数と等しくなると惑星ギヤ２１の自
転数はＯになる。そしてこの状態からさらに円輪ギヤ２
２の回転数が減少すると、惑星ギヤ２１は第５図の状態
とは逆に反時計方向に自転し始め、以下惑星ギヤ２１の
自転数減少にともなつて自転数を上げて行く。そして、
このように第２遊星歯車機構５の惑星ギヤ２１が反時計
方向に自転し始めると、第２遊星歯車機構５の太陽ギヤ
２０は惑星ギヤ２１の自転によつてさらに時計方向の回
転を助長され、その結果、第１遊星歯車機゛構４の円輪
ギヤ２２の回転数がさらに増加し、第１遊星歯車機構４
の惑星ギヤ２１の自転数がさらに増加して発電機３を一
定回転数て駆動する。これは、原動機２の始動初期にお
いても同様であり、上記のように原動機軸２ａの回転数
が非常に低い状態ては、発電機３は主に油圧モータ６に
よつて駆動される。つまり、原動機２の始動初期は原動
機軸２ａの回転数が低いために、この時期に発電機３を
一定回転数て駆動しようとすると油圧モータ６に大きな
負担がかかることになり、この油圧モータ６にかかる負
担は原動機軸２ａの回転数が定格回転数に近くなるのに
ともなつて小さくなつて行く。また、原動機２の停止時
は原動機軸２ａの回転数が下がつて行くのにともなつて
油圧モータ６にかかる負担が大きくなつて行き、原動機
２が完全に停止すると発電機３は油圧モータ６のみによ
つて駆動されることになる。第７図は原動機２が完全に
停止したときの状態を示しており、この状態では発電機
３は油圧モータ６の回転力だけて第２遊星歯車機構５と
第１変速機構７及び第１遊星歯車機構４を介して駆動さ
れるが、このときは上述したように第２遊星歯車機構５
の円輪ギヤ２２か停止しているために、第２遊星歯車機
構５の太陽ギヤ２０は第６図の状態よりもさらに速く回
転して第１遊星歯車機構４の円輪ギヤ２２の回転数をさ
らに増加させるから、発電機３は一定回転数で駆動され
る。なお、上記回転数制御装置においては、油圧モータ
６の出力は発電機３だけでなく原動機軸２ａにも加わる
が、原動機２に拘束されている原動機一軸２ａを回転さ
せるのに要する力に比べれは発電機３を駆動させるのに
要する力ははるかに小さいから、油圧モータ６の出力は
全て発電機駆動力として消費されることになり、従つて
油圧モータ６の出力が原動桟軸２ａ（７）駆動力として
無駄に消費．されることはない。

ただし、停泊時など原動機２が完全に停止しているとき
に発電機３を駆動しようとするには、発電機３を油圧モ
ータ６のみて駆動しなけれはならす、従つて油圧ポンプ
１０を駆動するポンプ駆動モータ１２の消費電力すなわ
ち補助電源１７からの供給電力が発電機駆動力に相当す
ることになつて発電機３による発電のメリットがなくな
るし、また原動機２の始動初期や停止末期などのように
原動機軸２ａの回転数がかなり低くなつたときにも同様
なことがいえるから、このようなときには前記制御装置
による発電機の回転数制御を休止し、必要な電力は補助
電源１７から供給してやるのが望ましい。〔発明の効果
］ この発明によれば、推進機を駆動する原動機２を発電機
３の駆動源として共用する場合に、原動機軸２ａの回転
数が変動しても発電機駆動軸３ａの回転数は殆んど変動
せず、従つて発電機３の駆動回転数を一定回転数に保つ
ことができ、安定な発電を行うことができると共に、こ
の制御に要する電力は原動機軸２ａの回転数に変動があ
つた場合と原動機の始動及ひ１停止時に消費量が上がる
だけであるから、エネルギーの節減にも大きな効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成原理図、第２図
は遊星歯車機構の側面図、第３図〜第７図は遊星歯車桟
構の動作説明図てある。 ２・・・・・・原動機、２ａ・・・・・・原動機軸、３
・・・・・・発電機、３ａ・・・・・・発電機駆動軸、
４・・・・・・第１遊星歯車機構、５・・・・・・第２
遊星歯車機構、６・・・・・・油圧モータ、７・・・・
・・第１変速機構、８・・・・・・第２変速機構、９・
・・・・・油圧発生装置、１０・・・・・・油圧ポンプ
、１２・・・・ポンプ駆動モータ、１４・・・・・・油
流量調節機構、１７・・・・・・補助電源、２０・・・
・・太陽ギヤ、２１・・・・惑星ギヤ、２２・・・・・
円輪ギヤ、２３・・・・・・補助ギヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 船舶用原動機軸を第１の遊星歯車機構にその惑星ギ
   ヤの公転中心軸として連結し、この第１遊星歯車機構の
   太陽ギヤに発電機の駆動軸を連結すると共に、上記第１
   遊星歯車機構の円輪ギヤに噛合する補助ギヤと第２の遊
   星歯車機構の太陽ギヤを第１の変速機構を介して連結し
   、この第２遊星歯車機構には、その惑星ギヤの公転中心
   に油圧モータ軸を連結すると共に、その円輪ギヤと噛合
   する補助ギヤに上記原動機軸と第２の変速機構を介して
   連動回転する回転軸を連結し、さらに上記油圧モータに
   は、このモータに一定流量の油を送る定流量油圧ポンプ
   と、補助電源または上記発電機を電源とするポンプ駆動
   モータと、油流量調節機構を備えた油圧発生装置を接続
   して、上記油圧モータを一定回転数で駆動し、第２遊星
   歯車機構の惑星ギヤを一定回転数で公転させておくこと
   により、上記原動機軸の回転数変動に応じて第２遊星歯
   車機構の太陽ギヤの回転数が変動し、第１遊星歯車機構
   の円輪ギヤが惑星ギヤの公転数変動を補うように回転さ
   れるようにして、その太陽ギヤと連結された発電機駆動
   軸の回転数が原動機軸の回転数が変動した場合でも一定
   に保たれるようにしたことを特徴とする船舶用発電機の
   回転数制御装置。