JP2000320621A - 回転動力発生装置の低速回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転動力発生装置に滑らかに係合し、確実に
始動回転力を伝達でき、始動後、滑らかに解放回転装置
を提供すること。 【解決手段】 ターニングモータ（１５）が一定の回動
角度内を低速度で自動的に正逆に回動するインチング動
作を繰り返す。このモータのインチング動作は、ベベル
ギア（１４，１１）、伝動平歯ギア（１０，７）を経て
歯の嵌合用ギア（８）へ伝わる。この時、嵌合用ピスト
ン（９）が連動して伸ばし駆動され、斜歯の嵌合用ギア
は、歯先を斜歯のホイルギア（１）の歯先間に滑らかに
正逆に当たりながら円滑に歯溝内に噛み合い嵌合位置に
スムーズに移動する。嵌合したら、ターニングモータが
ホイルギアを回転駆動してタービンを低速回転させ、タ
ービン始動後タービンによる回転数がターニングモータ
の回転数を超えたら自動的に嵌合用ギア（８）はホイル
ギア（１）から解除される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転動力発生装置
を低速回転させる回転装置、特にタービンを低速回転さ
せる回転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くの種類の回転動力発生装置に回転装
置が使用されているが、タービン式の動力発生装置は電
動モータを利用したターニング装置と呼ばれる回転装置
を利用することが多い。

【０００３】ここで、ターニング装置は、始動に際し
て、タービンのロータ軸に取り付けられたギアに、ター
ニング装置側のギアを嵌合し、両ギアが互いに嵌合した
ら電動モータで回転力を与えてタービンを始動し、ター
ビンが始動して、その回転数が電動モータの回転数を超
えたならば、ギアの嵌合を解くことが必要であり、これ
ら一連の動作が、滑らかに、確実に行われることが要求
される。

【０００４】タービン起動用の自動嵌合型のターニング
装置の従来例が図５に示されている。図５において、１
は、タービンロータ２の中心軸３まわりに固定して設け
られたホイルギアである。ターニング装置は、前記ホイ
ルギア１に隣接して軸受４１に支持されたギア軸４２
と、ギア軸４２を回転駆動するターニングモータ４３
と、ギア軸４２上に軸線方向へスライド可能に非回転に
装着したウォームギア４４と、ギア軸４２及びウォーム
ギア４４を緩い速度で位相合わせ回転させる位相合わせ
用ピストン４５と、レバー４６を介してウォームギア４
４をギア軸４２上の非嵌合位置からホイルギア１との嵌
合位置へ押出し移動させるように配置された嵌合用ピス
トン４７とで構成されている。

【０００５】この装置は、ターニング装置をロータ２の
ホイルギア１に嵌合させるとき、図５の点線位置におい
て位相合わせ用ピストン４５によりウォームギア４４を
回転させてウォームギア４４先端をホイルギア１に位相
合わせし、それから位相合わせ用ピストン４５によるウ
ォームギア４４の回転と嵌合用ピストン４７及びレバー
４６によるウォームギア４４の押出しとを並行させてウ
ォームギア４４を実線で示す嵌合位置へ移動させ、しか
る後ターニングモータ４３を駆動することによってター
ビンロータ２を回転させる。ロータ２の回転数がターニ
ングモ−タ４３の回転数を越えて早くなると、ホイルギ
ア１はウォームギア４４を脱方向（図５の左方向）へ蹴
り出すように作用し、自動的に点線位置に送り返され，
この状態でターニングモータ４３を停止できる。

【０００６】ところが、この装置はターニング動力の伝
達経路はシンプルではあるが、高トルク部にウォームギ
ア４４を設けているため、ウォームギア４４歯面に摩耗
が生じ易い問題があり、また嵌合時にウォームギア４４
入口部の歯が変形し嵌合困難となり易い問題がある。

【０００７】自動嵌合型のターニング装置の別の従来例
が図６及び図７に示されており、図６はその側面図、図
７は図６のVII 〜VII 矢視の断面図である。図６及び図
７において、このターニング装置は、ロータ２のホイル
ギア１近くに軸平行に軸受４１に支持して配置したギア
軸５２上に伝動用平歯ギア５３を固定して設け、伝動用
平歯ギア５３の両側部に一対の平行なＬレバー５４を中
間部でギア軸５２上に回転可能に支持して設け、この一
対のＬレバー５４の先端部に前記伝動用平歯ギア５３と
噛み合う嵌合用平歯ギア５５を回転可能に支持して設
け、一対のＬレバー５４の他端を回動させるようにリン
ク５６及びレバー５７等を介して嵌合用ピストン５８に
接続し、ギア軸５２は回転減速機５９を介しターニング
モータ６０に接続して構成している。

【０００８】この装置は、最初に嵌合用ピストン５８の
伸ばし駆動でＬレバー５４を介し嵌合用平歯ギア５５を
ホイルギア１に押付け、噛み合わない場合はターニング
モータ６０を駆動して嵌合用平歯ギア５５をホイルギア
１に嵌合し、しかる後ターニングモータ６０の駆動でタ
ービンロータ２を回転させる。ロータ２の回転数がター
ニングモ−タ６０の回転数を越えて早くなると、ホイル
ギア１は嵌合用平歯ギア５５を脱方向（図７の左上方
向）へ蹴り出すように作用して点線で示すようにターニ
ング脱状態になり、この状態でターニングモータ４３を
停止できる。

【０００９】ところが、この装置は不嵌合状態で嵌合用
平歯ギア５５がホイルギア１に押付けられたとき強制的
にターニングモータ６０を回し嵌合させるため、歯先損
傷の危険が大きい。またロータ回転数の変動で嵌合用平
歯ギア５５が予期しない時点で外れる可能性がある。ま
たターニングモータ６０がロータ軸方向に設けられてい
るため、発電機等の接続機器との軸間距離を小さく出来
ない等の問題がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題に鑑
み、回転動力発生装置に滑らかに係合し、確実に始動回
転力を伝達でき、始動後、滑らかに解放可能な回転装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、回転動力発生装置を低速回転装置であって、回転動
力発生装置に連結された軸まわりに設けられた斜歯の第
１ギアと、ホイルギアに係合可能な斜歯を有する第２ギ
アと、第２ギアを軸方向に移動せしめる第２ギア移動装
置と、第２ギアに回転力を与えることが可能な駆動モー
タと、第２ギア移動装置と駆動モータを制御する制御装
置を具備し、制御装置は、回転動力発生装置を低速回転
させるに際して、駆動モータを正逆両方向に寸動させる
ことが可能であり、また第２ギア移動装置で第１ギヤと
軸方向位置が離間した位置にある第２ギアを第１ギヤに
向けて押圧し、第２ギアが第１ギアに嵌合したら、駆動
モータを回転して回転動力発生装置を回転せしめ、この
間第１ギア及び第2 ギアの斜歯によって生ずる力によ
り、第２ギアを第1ギアに固定し、回転動力発生装置回
転数が駆動モータ回転数を超えたならば、第１ギア及び
第2 ギアの斜歯によって生ずる力により第２ギアを第１
ギアから解放するような回転装置が提供される。

【００１２】この様に構成された回転装置によれば、停
止している回転動力発生装置の低速回転に際して、駆動
モータを正逆両方向に寸動させながら、第２ギア移動装
置で第１ギヤと軸方向位置が離間した位置にある第２ギ
アを第１ギヤに向けて押圧されると第１ギアと第２ギア
は滑らかに嵌合する。第２ギアが第１ギアに嵌合した
ら、駆動モータを回転して回転動力発生装置が低速回転
せしめられる。この間第１ギア及び第２ギアの斜歯によ
って生ずる力により、第２ギアを第１ギアに固定し、回
転動力発生装置回転数が駆動モータ回転数を超えたなら
ば、第１ギアと第２ギアは、斜歯歯車であるのでスラス
ト力により滑らかに嵌合を解く。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
発明の実施の形態について説明する。先ず、図１、２を
参照して、第１の実施の形態について説明する。図１及
び図２において、１はロータ２の中心軸３まわりに設け
られたホイルギアである。ターニング装置は、ロータ軸
３と平行にホイルギア１と隣接しそれぞれ軸受４に支持
して設けた２本のギア軸５，６と、ギア軸５に固着して
設けた伝動用平歯ギア７と、同じくギア軸５に非回転に
且つ軸方向にスライド可能に装着されてホイルギア１と
着脱結合する嵌合用ギア８と、同嵌合用ギア８を着脱位
置に移動させる嵌合用ピストン９（図２）と、ギア軸６
上に固着されて前記ギア軸５上の伝動用平歯ギア７と噛
み合う伝動用平歯ギア１０と、伝動用平歯ギア１０から
離してギア軸６上に固着された伝動用ベベルギア１１
と、台１２上の軸受１３に軸部１４ａを支持されて前記
伝動用ベベルギア１１に噛み合う駆動側ベベルギア１４
と、出力軸１５ａを前記駆動側ベベルギア１４の軸部１
４ａに接続結合して台１２上に装着したターニングモー
タ１５と、前記ターニングモータ１５と交流電源１６間
の接続ライン１７上に配置された制御部１８（図１）と
で構成されている。ここで、ホイルギア１と嵌合用ギア
８は斜歯歯車である。

【００１４】図２において、嵌合用ギア８は、側部に張
出したボス部８ａから直角に突出したアーム部８ｂを備
え、このアーム部８ｂの先端に嵌合用ピストン９の伸縮
ロッド端を連結し、嵌合用ピストン９の伸縮で、嵌合用
ギア８を実線で示すホイルギア１との嵌合位置と鎖線で
示す脱位置間に移動させるようにしている。

【００１５】図１において、制御部１８は、並列に並ん
だ、嵌合用斜歯ギア８がホイルギア１と嵌合した後にタ
ービンを始動させるために嵌合用斜歯ギア８を回転せし
めるターニング制御回路１９と、嵌合用ギア８をホイル
ギア１と嵌合せしめるために正逆両方向に寸動せしめる
インチング制御回路２０を備え、ターニング制御回路１
９上には図示されない制御装置からの制御信号でＯＮ、
ＯＦＦされるスイッチ２１が設けられ、インチング制御
回路２０上には電源１６側から順にＦ／Ｆ変換器（イン
バータ）２２、抵抗器２３、嵌合用スイッチ２４が設け
られている。

【００１６】また、ターニングモータ１５には、図１、
図２中で符号２５で示すように、モータ１５の出力軸１
５ａを手動で回動するための手動ハンドル嵌合部２５を
備えておくこともできる。なお、上記のターニング駆動
系において、駆動側ベベルギア１４から嵌合用斜歯ギア
８までの伝動ギアとギア軸の数、及び配列は図示のほか
適宜に設けられてよいものである。

【００１７】タービンの停止中は、図２中に示す嵌合用
ピストン９は縮動され、嵌合用斜歯ギア８は点線で示す
脱位置に保持されている。タービンの起動は、この状態
から図１中の制御部１８のインチング制御回路２０の嵌
合用スイッチ２４をＯＮ操作することで行う。

【００１８】制御部１８では、インチング制御回路２０
上のＦ／Ｆ変換器（インバータ）２２が電源１６から送
られる交流電力を周波数変換してターニングモ−タ１５
を低速回転できるようにし、また同時にターニングモ−
タ１５を正逆に回動できるようにしてある。次いで抵抗
器２３がターニングモ−タ１５に過大な回転力が発生し
ないように回転力を低減する。そしてこの回路上の嵌合
用スイッチ２４がＯＮされた時、ターニングモータ１５
が一定の回動角度内を低速度で自動的に正逆に回動する
インチング動作を繰り返す。このモータ１５のインチン
グ動作は、ベベルギア１４，１１から伝動平歯ギア１
０，７を経て嵌合用ギア８へ伝わる。

【００１９】この状態のもとで、図２の嵌合用ピストン
９が連動して伸ばし駆動される。したがって、嵌合用ギ
ア８は、歯先をホイルギア１の歯先間に滑らかに正逆に
当たりながら円滑に歯溝内に噛み合い、実線で示す嵌合
位置にスムーズに移動できるようになる。嵌合用ギア８
が実線で示すホイルギア１との嵌合位置に移動したこと
が、リミットスイッチ等により検出され、この信号によ
りインチング制御回路２０の嵌合用スイッチ２４が自動
でＯＦＦされ、同時に嵌合用ピストン９が停止され無負
荷状態に保持されて、インチング制御が終了する。

【００２０】ターニング制御回路１９のターニングスイ
ッチ２１は、インチング制御回路２０の作動中は自動的
にＯＦＦにロックされており、このターニングスイッチ
２１は、前記インチング制御回路２０の嵌合用スイッチ
２４のＯＦＦに連動して、ＯＮに切換わるようにするこ
とができる。またインチング制御回路２０の嵌合用スイ
ッチ２４のＯＦＦ時に選択的にターニングスイッチ２１
をＯＮ、ＯＦＦできるようにすることもできる。

【００２１】ターニングスイッチ２１がＯＮにされて、
タービンロータ２が回転せしめられ、やがてタービンが
始動して、タービンロータ２の回転速度がモータ１５の
回転速度を超えると、ホイルギア１と嵌合用ギア８が斜
歯歯車であることからホイルギア１から嵌合用ギア８
へ、嵌合用ギア８を脱位置（点線位置）へ蹴り出すスラ
スト力が加わり、嵌合用ギア８が自動的にホイルギア１
から外れて脱位置（点線位置）へ移動する。この嵌合用
ギア８の脱位置への移動がリミットスイッチ等により検
出され、この信号によりターニングスイッチ２１がＯＦ
Ｆされてターニング装置の運転が自動終了する。

【００２２】次に、図３、４を参照して、第２の実施の
形態について説明する。この第２の実施の形態は、第１
の実施の形態（図１、図２）におけるターニングモ−タ
１５の向きをロータ２と同軸方向に変更し、第１の実施
の形態（図１、図２）におけるギア軸６上の伝動用ベベ
ルギア１１と、ターニングモータ１５の出力軸１５ａ端
の駆動側ベベルギア１４とを、それぞれ伝動用平歯ギア
３１と３４に変更して構成した場合である。その他の構
成は第１の実施の形態（図１、図２）と同様である。

【００２３】この第２の実施の形態では、ターニングモ
−タ１５をロータ２と同軸方向に設けるため、ターニン
グ装置の全体が、第１の実施の形態の場合よりもロータ
２軸方向に若干大きいスペースを占めるようになるが、
ベベルギアを用いないため、構成が簡易になる効果が得
られる。他の作用・効果は、第１の実施の形態の場合と
同様であるので省略する。

【００２４】

【発明の効果】第２ギアが正逆方向に寸動されながら第
１ギアに押しつけられるので両者は滑らかに係合する、
また回転動力発生装置が始動してその回転数が駆動モー
タの回転数を超えた場合は第１ギアと第２ギアか斜歯ギ
アであることから、そのスラスト力で容易にギア連結が
解除される。その結果、ギアの歯面摩耗、あるいは、歯
先の損傷、等が防止され、耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるターニング装置の実施例の概略
の正面図である。

【図２】図１のII〜II矢視の平面図である。

【図３】本発明にかかるターニング装置の他の実施例の
概略の正面図である。

【図４】図３のIV〜IV矢視の平面図である。

【図５】従来技術のターニング装置を示す図である。

【図６】別の従来技術のターニング装置の側面図であ
る。

【図７】図６のVII〜VII矢視の断面図である。

【符号の説明】

１…ホイルギア（斜歯ギア） ２…ロータ ８…嵌合用斜歯ギア ９…嵌合用ピストン １５…ターニングモータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転動力発生装置を低速回転させる回転
   装置であって、 回転動力発生装置に連結された軸まわりに設けられた斜
   歯の第１ギアと、 ホイルギアに嵌合可能な斜歯を有する第２ギアと、 第２ギアを軸方向に移動せしめる第２ギア移動装置と、 第２ギアに回転力を与えることが可能な駆動モータと、 第２ギア移動装置と駆動モータを制御する制御装置を具
   備し、 制御装置は、回転動力発生装置を低速回転させるに際し
   て、 駆動モータを正逆両方向に寸動させることが可能であ
   り、 また第２ギア移動装置で第１ギヤと軸方向位置が離間し
   た位置にある第２ギアを第１ギヤに向けて押圧し、第２
   ギアが第１ギアに嵌合したら、駆動モータを回転して回
   転動力発生装置を回転せしめ、 この間第１ギア及び第２ギアの斜歯によって生ずる力に
   より、第２ギアを第１ギアに固定し、 回転動力発生装置回転数が駆動モータ回転数を超えたな
   らば、第１ギア及び第２ギアの斜歯によって生ずる力に
   より第２ギアを第１ギアから解放するような特徴を有す
   る回転装置。