(57)【要約】【課題】本発明の目的は、船舶の減揺装置の破損を防止することである。【解決手段】船舶の減揺装置は、フライホイールと、フライホイールを回転可能に支持するジンバルと、フライホイールを駆動するモータ１３と、ジンバルを揺動可能に支持するジンバル支持部と、ジンバルの揺動を制動するダンパ１５Ａ、１５Ｂと、モータ１３に駆動電力を供給するモータドライバ２０と、安全装置４０を備える。安全装置４０は、ダンパ１５Ａ、１５Ｂの温度が所定の温度を超えた場合にモータドライバ２０に駆動電力の供給を遮断させる。【選択図】図１
2010256042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライホイールと、
前記フライホイールを回転可能に支持するジンバルと、
前記フライホイールを駆動するモータと、
前記ジンバルを揺動可能に支持するジンバル支持部と、
前記ジンバルの揺動を制動する第１ダンパと、
前記モータに駆動電力を供給するモータドライバと、
前記第１ダンパの温度が所定の温度を超えた場合に前記モータドライバに前記駆動電力の供給を遮断させる安全装置と
を具備する
船舶の減揺装置。
【請求項２】
前記安全装置は、前記第１ダンパに設けられた第１バイメタルスイッチを備え、
前記モータドライバは、
発電機に接続される入力端子と、
前記モータの動力ケーブルに接続される出力端子と、
第１端子と、
前記第１バイメタルスイッチを介して前記第１端子に接続される第２端子と、
前記入力端子と前記出力端子の間に設けられたリレーと
を備え、
前記リレーは、前記第１端子と前記第２端子の間がオフ状態になると前記入力端子と前記出力端子の間をオフ状態にする
請求項１の船舶の減揺装置。
【請求項３】
前記ジンバルの揺動を制動する第２ダンパを更に具備し、
前記安全装置は、前記第２ダンパに設けられた第２バイメタルスイッチを備え、
前記第１バイメタルスイッチと前記第２バイメタルスイッチは直列に接続され、
前記第２端子は、前記第１バイメタルスイッチ及び前記第２バイメタルスイッチを介して前記第１端子に接続される
請求項２の船舶の減揺装置。
【請求項４】
フライホイールと、
前記フライホイールを回転可能に支持するジンバルと、
前記フライホイールを駆動するモータと、
前記ジンバルを揺動可能に支持するジンバル支持部と、
前記ジンバルの揺動を制動する第１ダンパと、
前記ジンバルの揺動を制動する第２ダンパと、
前記モータに駆動電力を供給するモータドライバと、
前記第１ダンパ及び前記第２ダンパの少なくとも一方の温度が所定の温度を超えた場合に前記モータドライバに前記駆動電力の供給を遮断させる安全装置と
を具備する
船舶の減揺装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の減揺装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、船舶等の揺れを低減するための減揺装置を開示している。この減揺装置は、モータと、モータにより駆動されるフライホイールと、フライホイールを内蔵するジンバルと、ジンバルを揺動可能に支持するサポート部と、ジンバルの揺動を制動する摩擦式のダンパと、モータに電力を供給するモータ用電源と、制御部を備える。制御部は、ジンバルが所定の角度以上揺動した時にモータへの電力の供給を遮断することで、仕様制限を越えたジンバルの揺れによる減揺装置の破損を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５５６８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、船舶の減揺装置の破損を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００６】
本発明による船舶の減揺装置は、フライホイール（１１）と、前記フライホイールを回転可能に支持するジンバル（１２）と、前記フライホイールを駆動するモータ（１３）と、前記ジンバルを揺動可能に支持するジンバル支持部（１４）と、前記ジンバルの揺動を制動する第１ダンパ（１５Ａ）と、前記モータに駆動電力を供給するモータドライバ（２０）と、前記第１ダンパの温度が所定の温度を超えた場合に前記モータドライバに前記駆動電力の供給を遮断させる安全装置（４０、５０）とを具備する。
【０００７】
第１ダンパの温度が所定の温度を超えた場合にモータへの駆動電力の供給が自動的に遮断されるため、減揺装置の破損が防止される。
【０００８】
前記安全装置は、前記第１ダンパに設けられた第１バイメタルスイッチ（４１Ａ）を備えることが好ましい。前記モータドライバは、発電機（３０）に接続される入力端子（２１）と、前記モータの動力ケーブル（１３ａ）に接続される出力端子（２２）と、第１端子（２３）と、前記第１バイメタルスイッチを介して前記第１端子に接続される第２端子（２４）と、前記入力端子と前記出力端子の間に設けられたリレー（２５）とを備えることが好ましい。前記リレーは、前記第１端子と前記第２端子の間がオフ状態になると前記入力端子と前記出力端子の間をオフ状態にする。
【０００９】
バイメタルスイッチとリレーとを用いてモータへの駆動電力の供給を自動的に遮断するため、安全装置の製造コストが抑制される。
【００１０】
上記船舶の減揺装置は、前記ジンバルの揺動を制動する第２ダンパ（１５Ｂ）を更に具備することが好ましい。前記安全装置は、前記第２ダンパに設けられた第２バイメタルスイッチ（４１Ｂ）を備えることが好ましい。前記第１バイメタルスイッチと前記第２バイメタルスイッチは直列に接続される。前記第２端子は、前記第１バイメタルスイッチ及び前記第２バイメタルスイッチを介して前記第１端子に接続される。
【００１１】
第１バイメタルスイッチ及び第２バイメタルスイッチが直列に接続されているため、第１ダンパ及び第２ダンパの少なくとも一方の温度が所定の温度を超えた場合にモータへの駆動電力の供給が遮断される。
【００１２】
本発明による船舶の減揺装置は、フライホイール（１１）と、前記フライホイールを回転可能に支持するジンバル（１２）と、前記フライホイールを駆動するモータ（１３）と、前記ジンバルを揺動可能に支持するジンバル支持部（１４）と、前記ジンバルの揺動を制動する第１ダンパ（１５Ａ）と、前記ジンバルの揺動を制動する第２ダンパ（１５Ｂ）と、前記モータに駆動電力を供給するモータドライバ（１３）と、前記第１ダンパ及び前記第２ダンパの少なくとも一方の温度が所定の温度を超えた場合に前記モータドライバに前記駆動電力の供給を遮断させる安全装置（４０、５０）を具備する。
【００１３】
第１ダンパ及び第２ダンパの少なくとも一方の温度が所定の温度を超えた場合にモータへの駆動電力の供給が自動的に遮断されるため、減揺装置の破損が防止される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、船舶の減揺装置の破損が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る減揺装置の模式図である。
【図２】図２は、減揺装置本体の断面図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る減揺装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
添付図面を参照して、本発明による船舶の減揺装置を実施するための形態を以下に説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る船舶の減揺装置は、減揺装置本体１０と、モータドライバ２０と、発電機３０と、安全装置４０を備える。減揺装置本体１０は、モータ１３と、ダンパ１５Ａと、ダンパ１５Ｂを備える。発電機３０及びモータ１３は、それぞれ三相発電機及び三相モータである。モータドライバ２０は、入力端子２１と、出力端子２２と、ＣＭ端子２３と、Ｘ１端子２４と、リレー２５を備える。入力端子２１は、Ｒ端子と、Ｓ端子と、Ｔ端子を含む。出力端子２２は、Ｕ端子と、Ｖ端子と、Ｗ端子を含む。リレー２５は、入力端子２１と出力端子２２の間に設けられている。リレー２５は、Ｒ端子とＵ端子の接続、Ｓ端子とＶ端子の接続、及び、Ｔ端子とＷ端子の接続を開閉する。入力端子２１は、ブレーカスイッチ３１を介して発電機３０に接続されている。出力端子２２は、モータ１３の動力ケーブル１３ａに接続されている。安全装置４０は、ダンパ１５Ａに設けられたバイメタルスイッチ４１Ａと、ダンパ１５Ｂに設けられたバイメタルスイッチ４１Ｂを備える。バイメタルスイッチ４１Ａ及び４１Ｂは、それぞれダンパ１５Ａ及び１５Ｂの温度をモニタする。バイメタルスイッチ４１Ａは、ダンパ１５Ａの温度が所定の温度を超えると開く。バイメタルスイッチ４１Ｂは、ダンパ１５Ｂの温度が所定の温度を超えると開く。ＣＭ端子２３は、バイメタルスイッチ４１Ａ及び４１Ｂを介してＸ１端子２４に接続されている。バイメタルスイッチ４１Ａ及び４１Ｂが直列に接続されているため、バイメタルスイッチ４１Ａ及び４１Ｂの両方が閉じている場合はＣＭ端子２３とＸ１端子２４の間がオン状態（導通状態）であり、バイメタルスイッチ４１Ａ及び４１Ｂの少なくとも一方が開くとＣＭ端子２３とＸ１端子２４の間がオフ状態（非導通状態）になる。リレー２５は、ＣＭ端子２３とＸ１端子２４の間がオン状態の場合に入力端子２１と出力端子２２の間をオン状態にし（入力端子２１と出力端子２２の接続を閉じ）、ＣＭ端子２３とＸ１端子２４の間がオフ状態になると入力端子２１と出力端子２２の間をオフ状態にする（入力端子２１と出力端子２２の接続を開く）。モータドライバ２０は、リレー２５が入力端子２１と出力端子２２の間をオン状態にしている場合にモータ１３に駆動電力を供給し、リレー２５が入力端子２１と出力端子２２の間をオフ状態にすると駆動電力の供給を遮断する。
【００１８】
図２に示すように、減揺装置本体１０は、フライホイール１１と、ジンバル１２と、モータ１３と、ジンバル支持部１４と、ダンパ１５Ａ及び１５Ｂを備える。ジンバル１２は、フライホイール１１が回転軸Ｓ１まわりに回転可能なようにフライホイール１１を支持する。モータ１３は、フライホイール１１を駆動する。ジンバル支持部１４は、ジンバル１２が揺動軸Ｓ２まわりに揺動可能なようにジンバル１２を支持する。ダンパ１５Ａ及び１５Ｂの各々は、作動油の流動抵抗によりジンバル１２の揺動を制動する。ダンパ１５Ａ及び１５Ｂは、例えば、ロータリーダンパである。揺動軸Ｓ２は回転軸Ｓ１に直交している。ジンバル支持部１４は、船体に固定されている。バイメタルスイッチ４１Ａ及び４１Ｂは、それぞれダンパ１５Ａ及び１５Ｂの外側に貼り付けられている。
【００１９】
船体の左右軸が揺動軸Ｓ２に平行な場合を例として、本実施形態に係る減揺装置が船舶の揺れを低減する原理を説明する。フライホイール１１は、モータ１３により駆動されて角運動量Ｈを有するように高速回転する。船体が横波を受けて角速度Ωでロールする場合、ジンバル１２には角運動量Ｈと角速度Ωの外積で表されるジャイロトルクＴ１が作用し、ジンバル１２が揺動軸Ｓ２まわりに揺動する。このとき、フライホイール１１が角運動量Ｈを維持しようとするため、船体にはジンバル支持部１４を介してカウンタトルクＴ２が作用する。ジンバル１２の揺動の角速度をωとすると、カウンタトルクＴ２は角運動量Ｈと角速度ωの外積で表される。カウンタトルクＴ２が船体のロール方向の逆方向に作用するため、船体のロール方向の揺れが低減される。
【００２０】
例えば、本実施形態に係る減揺装置を搭載した船舶が高波浪領域を航行する場合のように減揺装置が過負荷環境で使用される場合、ジンバル１２が激しく揺動するため、ダンパ１５Ａ及び１５Ｂが高温になって作動油をシールしているシール材が破損するおそれがある。作動油が漏れた場合、ジンバル１２が制動されなくなるため、減揺装置が破損するおそれがある。
【００２１】
図１を参照して、ダンパ１５Ａが所定の温度より高温になるとバイメタルスイッチ４１Ａが開き、ＣＭ端子２３とＸ１端子２４の間がオフ状態になる。すると、リレー２５が入力端子２１と出力端子２２の間をオフ状態にするため、モータドライバ２０は駆動電力の供給を自動的に遮断する。ダンパ１５Ｂが所定の温度より高温になった場合についても、ダンパ１５Ａの場合と同様に、モータドライバ２０は駆動電力の供給を自動的に遮断する。すなわち、安全装置４０は、ダンパ１５Ａ及び１５Ｂの少なくとも一方の温度が所定の温度を超えた場合に、モータドライバ２０に駆動電力の供給を遮断させる。これにより揺動装置本体１０が安全に停止し、ダンパ１５Ａ及び１５Ｂの破損が防止される。
【００２２】
また、ダンパ１５Ａ又は１５Ｂに異常が発生した場合にもダンパ１５Ａ又は１５Ｂが高温になる。本実施形態によれば、ダンパ１５Ａ又は１５Ｂに異常が発生した状態で減揺装置が作動し続けることが防止される。その結果、ダンパ１５Ａ又は１５Ｂの破損が防止され、減揺装置本体１０の破損が防止される。
【００２３】
更に、減揺装置本体１０の雰囲気温度が高いと、ダンパ１５Ａ及び１５Ｂが熱を周囲に放出することができないため、ダンパ１５Ａ及１５Ｂの制動力が低下する。ダンパ１５Ａ及１５Ｂの制動力が低下した状態で減揺装置が作動し続けると、減揺装置本体１０が破損するおそれがある。本実施形態によれば、雰囲気温度が高い場合に減揺装置が停止されるため、減揺装置本体１０の破損が防止される。
【００２４】
バイメタルスイッチ４１Ａ及び４１Ｂがそれぞれダンパ１５Ａ及び１５Ｂの外側に配置されているため、減揺装置の組み立てが容易である。なお、バイメタルスイッチ４１Ａ及び４１Ｂはそれぞれダンパ１５Ａ及び１５Ｂの中に配置されてもよい。
【００２５】
（第２の実施形態）
図３を参照して、本発明の第２の実施形態に係る船舶の減揺装置を説明する。本実施形態に係る減揺装置は、第１の実施形態に係る減揺装置の安全装置４０が安全装置５０で置き換えられたものである。安全装置５０は、熱電対やサーミスタのような温度センサ５１Ａ及び５１Ｂと、判定部５２を備える。温度センサ５１Ａ及び５１Ｂは、それぞれダンパ１５Ａ及び１５Ｂに設けられている。温度センサ５１Ａは、ダンパ１５Ａの温度をモニタし、ダンパ１５Ａの温度を示す信号を判定部５２に出力する。温度センサ５１Ｂは、ダンパ１５Ｂの温度をモニタし、ダンパ１５Ｂの温度を示す信号を判定部５２に出力する。判定部５２は、ＣＭ端子２３及びＸ１端子２４にそれぞれ接続されている。判定部５２は、温度センサ５１Ａ及び１５Ｂからの信号が示す温度が所定の温度より高いかどうか判定する。判定部５２は、温度センサ５１Ａからの信号及び温度センサ５１Ｂからの信号の両方が所定の温度より低い温度を示す場合、ＣＭ端子２３とＸ１端子２４の間をオン状態にする。判定部５２は、温度センサ５１Ａからの信号及び温度センサ５１Ｂからの信号の少なくとも一方が示す温度が所定の温度を超えた場合、ＣＭ端子２３とＸ１端子２４の間をオフ状態にする。したがって、安全装置５０は、ダンパ１５Ａ及び１５Ｂの少なくとも一方の温度が所定の温度を超えた場合に、モータ１３への駆動電力の供給を遮断する。
【００２６】
温度センサ５１Ａ及び５１Ｂがそれぞれダンパ１５Ａ及び１５Ｂの外側に配置されている場合、減揺装置の組み立てが容易である。なお、温度センサ５１Ａ及び５１Ｂはそれぞれダンパ１５Ａ及び１５Ｂの中に配置されてもよい。
【００２７】
上記各実施形態において、発電機３０及びモータ１３は、それぞれ単相発電機及び単相モータであってもよい。また、ダンパ１５Ａ及び１５Ｂは、摩擦ダンパ、リニアダンパ、油圧ポンプ等であってもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０…減揺装置本体
１１…フライホイール
１２…ジンバル
１３…モータ
１３ａ…動力ケーブル
１４…ジンバル支持部
１５Ａ、１５Ｂ…ダンパ
２０…モータドライバ
２１…入力端子
２２…出力端子
２３…ＣＭ端子
２４…Ｘ１端子
２５…リレー
３０…発電機
３１…ブレーカスイッチ
４０…安全装置
４１Ａ、４１Ｂ…バイメタルスイッチ
５０…安全装置
５１Ａ、５１Ｂ…温度センサ
５２…判定部
Ｓ１…回転軸
Ｓ２…揺動軸
【図１】
2010256042.tif 000003
【図２】
2010256042.tif 000004
【図３】
2010256042.tif 000005