(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海洋構造物に設置した支点に一端が枢支された揺動杆の他端に揺動マスを固定すると共に、前記揺動杆の近傍位置にクランク装置を設置し、一端が前記揺動杆の長手方向中間部に連結ピンを介して連結され他端が前記クランク装置のクランクピンに連結された駆動アームを配設し、前記クランク装置を一定方向に回転駆動する電動機を備え、更に、前記駆動アームの一端に備えた連結ピンを、揺動杆の長手方向に形成した長孔に対して移動可能に連結し、前記連結ピンを長孔に沿って移動調節するための連結位置調節装置を備えたことを特徴とする海洋構造物の減揺装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶やバージ、或いは橋梁等の揺動を抑制するために用いられる海洋構造物の減揺装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
船舶、バージ、或いは橋梁等のような海洋構造物に用いられる従来の減揺装置としては、図３に示す如く、海洋構造物である例えば船舶ａの船底或いは甲板等の適宜位置に固定された固定台ｂ上に、下向きに凸の円弧形状を有して船舶の揺動方向（ローリングを起こす左右方向）に延びるガイドｃを固定し、該ガイドｃに沿って車輪ｄを介して往復移動するようにした可動マスｅを載置したものが知られており、前記可動マスｅに電動機ｆを備えて前記車輪ｄを駆動し、図４に示すように船舶ａの揺動の周期に対応して可動マスｅが、船舶ａの揺動と同じ波長Ｌを有した同じ周期で且つ位相が９０゜遅れて往復移動するよう電動機ｆの駆動を制御することにより、船舶ａの揺れを減揺させるようにしている。図３中ｇは、前記可動マスｅの電動機ｆに電力を供給するための給電ケーブルであり、該給電ケーブルｇは、外被によって抱持されており、カーブを描いて可動マスｅに引き込まれ、前記可動マスｅの移動に対して撓み位置を変形させながら追従するようになっている。
【０００３】
図３の装置において、船舶ａに揺れが発生した時には、給電ケーブルｇから供給される電流の極性反転及び電流値の増減を行い、電動機ｆを正転、逆転させて可動マスｅの往復移動を行わせると共に、可動マスｅが船舶ａの揺動と同じ周期で且つ位相が約９０゜遅れをもって移動するように電動機ｆの駆動を制御することにより、船舶の揺れを減揺させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したように、船舶ａの揺動と同じ波長Ｌを有した同じ周期で且つ位相が９０゜遅れるように可動マスｅの移動を制御する際、可動マスｅに備えた電動機ｆは、図５のように正転方向の始動、停止、逆転方向の始動の作動を常時繰返し、このような正転、逆転の始動時に、電動機ｆに定格電流の５〜６倍という大きな始動電流が流れることになり、従って電動機ｆの発熱が大きくなって電動機ｆの負担が大きくなることにより耐久性に問題を生じていた。また、前記したように、電動機ｆに大電流が繰返し流れるために電力消費量も増加するという問題を有していた。
【０００５】
また、図３中二点鎖線で示す如く、可動マスｅの電動機ｆに電力を供給するために給電ケーブルｇを可動マスｅに引き込む必要があるが、可動マスｅは船舶ａの揺動に応じて常時移動するために給電ケーブルｇが常時変形を繰返すことになり、よって給電ケーブルｇの劣化の進行が早く寿命が短くなるという問題を生じていた。
【０００６】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、電動機の一定方向の回転によって揺動マスを往復揺動させることができ、且つ揺動マスの揺動を海洋構造物の揺動周期の変化に対応させることができる海洋構造物の減揺装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の海洋構造物の減揺装置は、海洋構造物に設置した支点に一端が枢支された揺動杆の他端に揺動マスを固定すると共に、前記揺動杆の近傍位置にクランク装置を設置し、一端が前記揺動杆の長手方向中間部に連結ピンを介して連結され他端が前記クランク装置のクランクピンに連結された駆動アームを配設し、前記クランク装置を一定方向に回転駆動する電動機を備え、更に、前記駆動アームの一端に備えた連結ピンを、揺動杆の長手方向に形成した長孔に対して移動可能に連結し、前記連結ピンを長孔に沿って移動調節するための連結位置調節装置を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明では、揺動マスを備えて支点を中心に揺動が可能な揺動杆を、電動機により回転されるクランク装置に駆動アームを介して連結した構成としているので、電動機を一定方向に回転させるのみで、クランク装置により揺動マスを支点を中心に揺動させることができ、よって電動機を安定な連続運転とすることができて、従来のように始動、停止、逆転による大きな始動電流での運転がなくなり、電動機の負担を軽減できると共に、電力消費量も低減できる。
【００１０】
また、揺動マスの揺動の周期と位相の調節は、固定側に備えられた電源の周波数を調節するのみで行うことができ、よって制御が容易になると共に、給電ケーブルが変形して寿命が短縮されるようなこともない。
【００１１】
更に、揺動杆に備えた連結位置調節装置を作動させて、駆動アームの連結ピンの位置を移動させることにより、連結ピンと支点との間の距離を変化させて、揺動マスによる減揺の力の大きさを変化させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、海洋構造物である例えば船舶ａの船底或いは甲板等に支点１を設置し、該支点１に船舶ａの揺動方向と平行な方向に揺動可能に一端を枢支した揺動杆２を設け、該揺動杆２の他端に所要の重量を有した揺動マス３を固定する。
【００１４】
また、前記揺動杆２の近傍位置に、軸４を中心に前記揺動杆２の揺動方向と平行に回転できるクランク装置５を設置し、前記揺動杆２の長手方向中間部に連結ピン６を介して一端を連結した駆動アーム７の他端を、前記クランク装置５に偏心して備えられているクランクピン８に連結する。この時、図１に示すようにクランクピン８が最上部或いは最下部に来た時に、揺動杆２が垂直の姿勢になるように連結している。
【００１５】
更に、前記クランク装置５をピニオン９等を介して一定方向に回転駆動するようにした電動機１０を配設する。電動機１０には、インバータ１１を介して電源１２が接続されており、インバータ１１は制御装置１３からの制御信号１４により電源１２から電動機１０に供給される周波数を増減して、電動機１０にて回転駆動されるクランク装置５の回転速度と位相とを調節できるようになっている。
【００１６】
前記制御装置１３には、ジャイロコンパス１５（揺動検出手段）からの加速度信号１６（揺動信号）と、例えばクランク装置５の軸４の回転を検出することにより揺動マス３の位置を検出する回転計１７（マス位置検出手段）からのマス位置信号１８とが夫々入力されており、前記加速度信号１６とマス位置信号１８とに基づいて前記揺動マス３の揺動が船舶ａの揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるよう前記インバータ１１に制御信号１４を出力するようになっている。
【００１７】
更に、前記図１においては、駆動アーム７の一端を揺動杆２に連結している連結ピン６の位置を、揺動杆２の長手方向に沿って調節できるようにしている。
【００１８】
即ち、揺動杆２に、該揺動杆２の長手方向に長い長孔１９を形成すると共に、該長孔１９に沿って移動できるようにした移動駒２０を設け、該移動駒２０に前記駆動アーム７の連結ピン６を取付けると共に、揺動杆２に取付けたシリンダ等からなる連結位置調節装置２１のロッド２２先端を前記移動駒２０に連結し、前記連結位置調節装置２１の伸縮作動により、前記移動駒２０を長孔１９に沿って所要の位置に移動させることができるようにしている。
【００１９】
尚、本形態例においては、減揺対象である海洋構造物を船舶ａとした場合を例示しているので、船舶ａに備えられている既存のジャイロコンパス１５を揺動検出手段として利用しているが、揺動検出手段は別途に設けられるものでも良いことは勿論である。
【００２０】
以下に上記実施の形態例の作用を説明する。
【００２１】
図１中矢印で示すように、電動機１０を一定方向に回転駆動すると、ピニオン９を介してクランク装置５が一定方向に回転し、この時、クランク装置５の偏心したクランクピン８と揺動杆２との間が駆動アーム７によって連結されていることにより、先端に揺動マス３を備えた揺動杆２は、前記クランク装置５の回転と連動して矢印で示すように支点１を中心に所要の幅で往復揺動するようになる。
【００２２】
制御装置１３には、ジャイロコンパス１５からの加速度信号１６と、回転計１７からのマス位置信号１８とが入力されているので、船舶ａが揺動している際には、制御装置１３は前記加速度信号１６とマス位置信号１８とに基づいて、図４に示したように揺動マス３の揺動が船舶ａの揺動の周期と対応し、且つ約９０゜の位相遅れとなるように指令する制御信号１４をインバータ１１に出力する。
【００２３】
インバータ１１は、前記制御装置１３からの制御信号１４に基づいて電源１２から電動機１０に供給される周波数を制御し、これによって電動機１０及びクランク装置５の回転速度と位相が制御され、これにより揺動マス３の揺動が船舶ａの揺動の周期と対応し、且つ約９０゜の位相遅れとなるように制御されて、船舶ａの揺れは減揺される。
【００２４】
従って上記形態例によれば、船舶ａの揺動の周期が積荷の積載状態や海洋の波高等により変化しても、常に揺動マス３の揺動が船舶ａの揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるよう自動的に制御することができ、常に最大の減揺効果を得ることができる。
【００２５】
前記したように、揺動マス３を備えて支点１を中心に揺動が可能な揺動杆２を、電動機１０により回転駆動されるクランク装置５に駆動アーム７を介して連結した構成としたので、電動機１０を一定方向に回転させるのみで、揺動マス３を支点１を中心として揺動させることができ、よって電動機１０を図２に示すように比較的小さな安定した電流値で連続運転することができて、従来のように始動、停止、逆転による大きな始動電流（図５）での運転がなくなり、電動機１０の負担を軽減できると共に、電力消費量も低減できる。
【００２６】
また、揺動マス３の揺動の周期と位相の調節は、固定側に備えられた電動機１０へ供給する電源の周波数を調節するのみで行うことができ、よって制御が容易になると共に、図３に示した従来装置のように給電ケーブルが変形して寿命が短縮されるといった問題もない。
【００２７】
また、揺動杆２に備えた連結位置調節装置２１を伸縮させて、移動駒２０を長孔１９に沿って移動させるようにすると、移動駒２０に取付けられた駆動アーム７の連結ピン６と支点１との間の距離Ｓが変化し、これにより揺動マス３の揺動角度範囲及び揺動速度を変化させて、減揺を行う力の大きさを変化させることができるようになる。
【００２８】
尚、本発明の海洋構造物の減揺装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、揺動マス、揺動杆、クランク装置、連結位置調節装置等は種々の形状、方式のものに変更できること、船舶以外のバージ、橋梁などにも適用できること、海洋構造物の左右の揺動に対して揺動マスを支点の上部で左右に揺動させる場合について説明したが、支点の下部で揺動マスを左右に揺動させるようにしても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること等は勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明では、揺動マスを備えて支点を中心に揺動が可能な揺動杆を、電動機により回転されるクランク装置に駆動アームを介して連結した構成としているので、電動機を一定方向に回転させるのみで、揺動マスを支点を中心に揺動させることができ、よって電動機を安定な連続運転とすることができて、従来のように始動、停止、逆転による大きな始動電流での運転がなくなり、電動機の負担を軽減できると共に、電力消費量も低減できる。
【００３０】
また、揺動マスの揺動の周期と位相の調節は、固定側に備えられた電動機へ供給する電源の周波数を調節するのみで行うことができ、よって制御が容易になると共に、給電ケーブルが変形して寿命が短縮されるようなこともない。
【００３１】
更に、揺動杆に備えた連結位置調節装置を作動させて、駆動アームの連結ピンの位置を移動させることにより、連結ピンと支点との間の距離を変化させて、揺動マスによる減揺の力の大きさを変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す側面図である。
【図２】図１の電動機の電流値を示す線図である。
【図３】従来の海洋構造物の減揺装置の一例を示す側面図である。
【図４】周期的な揺動を減揺するための原理を示す線図である。
【図５】図３の電動機の回転方向と電流値を示す線図である。
【符号の説明】
１          支点
２          揺動杆
３          揺動マス
５          クランク装置
６          連結ピン
７          駆動アーム
８          クランクピン
１０          電動機
１９          長孔
２１          連結位置調節装置
ａ          海洋構造物（船舶）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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