JP2002147547A - 遊星歯車式変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速段数の増加、クラッチの焼付き摩耗防
止、構成のシンプル化等を図る。 【解決手段】 本発明に係る遊星歯車式変速装置は、原
動機からの動力が入力される入力軸１と、太陽歯車１
２、複数の遊星歯車１３、これら遊星歯車１３を軸支す
るキャリア１４及び内歯車１５を有する遊星歯車機構１
１と、上記キャリア１４に接続された出力軸２と、上記
入力軸１から上記内歯車１５に選択的に動力を伝達する
ための入力クラッチ７と、上記内歯車１５を選択的に固
定するためのロッククラッチ１８と、上記太陽歯車１２
を駆動し、その正・逆転方向の回転又は停止を制御する
ための回転駆動装置１９とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば船舶用変速
装置として用いられる遊星歯車式変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、船舶用減速機或いは変速装置とし
て図５乃至図８に示すようなものが知られている。図５
及び図６に示す第一従来例は一段のみの減速を行う減速
機である。エンジンの動力が入力される入力軸１と、ス
クリュ等の推進装置に連結される出力軸２と、カウンタ
軸３とが設けられ、入力軸１に入力歯車４が取り付けら
れ、出力軸２に従動歯車５が取り付けられ、カウンタ軸
３に後進用入力歯車６が取り付けられ、後進用入力歯車
６は入力歯車４に噛合される。入力軸１とカウンタ軸３
とにそれぞれ前進用クラッチ７と後進用クラッチ８とが
設けられ、これらクラッチの入力側はそれぞれ入力歯車
４及び後進用入力歯車６で構成され、これらクラッチの
出力側には前進用駆動歯車９と後進用駆動歯車１０とが
それぞれ設けられ、これら駆動歯車９，１０は従動歯車
５に噛合される。

【０００３】これによれば、駆動歯車９，１０と従動歯
車５との歯数に基づいて減速比が決定される。前進のと
きは前進用クラッチ７が接、後進用クラッチ８が断とさ
れ、入力軸１の回転動力が出力軸２に伝達される。この
ときカウンタ軸３は入力軸１の回転が伝達されてその回
転方向と逆方向に空転している。一方後進のときは前進
用クラッチ７が断、後進用クラッチ８が接とされ、カウ
ンタ軸３の回転動力が出力軸２に伝達される。これによ
り出力軸２は前進時と逆方向に回転駆動される。こうし
て、前進、後進でそれぞれ一段ずつの減速がなされるこ
とになる。

【０００４】図７及び図８に示す第二従来例は前進、後
進二段ずつの減速を行える変速装置である。なお前記第
二従来例と同様の部分については図中同一符号を付し、
説明を省略する。

【０００５】これにおいては、前記従動歯車５が遊星歯
車機構１１に置き換えられる。遊星歯車機構１１は、中
心に位置して固定系に固定される太陽歯車１２と、太陽
歯車１２の外周側に噛合される複数（ここでは三つ）の
遊星歯車１３と、これら遊星歯車１３を遊転可能に軸支
するキャリア１４と、遊星歯車１３の外周側に噛合され
る内歯車１５とからなる。キャリア１４に出力軸２が接
続され、内歯車１５の外周部にも歯１５ａが設けられ、
これに前進用駆動歯車９と後進用駆動歯車１０とが噛合
されている。

【０００６】例えば前進のとき、前進用クラッチ７が
接、後進用クラッチ８が断とされ、入力軸１の回転動力
が内歯車１５に伝達される。こうなると内歯車１５が回
転されると共に、キャリア１４及び出力軸２が内歯車１
５より高速で同方向に回転される。よって出力軸２から
回転を取り出すか、内歯車１５から回転を取り出すかに
よってＨｉ／Ｌｏ二段の出力速度が得られる。後進のと
きも回転方向が逆になるだけで同様である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これら従来
例だと以下のような欠点がある。即ち、第一従来例によ
れば一段の減速比しか得られないため、各船舶の仕様に
よって二種類以上の減速比を設定しようとすると、その
数だけ減速機を設けなければならず、コストが増加す
る。また、第二従来例によるとＨｉ／Ｌｏ切換えのとき
変速ショックが発生する。さらに、スクリュを回転しな
がら船を一定位置に停止させるホバリング時や、微航速
で進行するトローリング時に、クラッチを滑らせて出力
回転数を低速にするため、クラッチの焼付きや摩耗が発
生する虞がある。また前後進切換え時にショックが発生
したり、クラッチの焼付き、摩耗が発生する虞がある。
そして後進のためには入力軸１の回転を逆にするための
機構、即ちカウンタ軸３、後進用入力歯車６、後進用ク
ラッチ８及び後進用駆動歯車１０が必要となり、構造が
複雑となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る遊星歯車式
変速装置は、原動機からの動力が入力される入力軸と、
太陽歯車、複数の遊星歯車、これら遊星歯車を軸支する
キャリア及び内歯車を有する遊星歯車機構と、上記キャ
リアに接続された出力軸と、上記入力軸から上記内歯車
に選択的に動力を伝達するための入力クラッチと、上記
内歯車を選択的に固定するためのロッククラッチと、上
記太陽歯車を駆動し、その正・逆転方向の回転又は停止
を制御するための回転駆動装置とを備えたものである。

【０００９】ここで、上記入力軸によってその回転方向
と逆方向に回転駆動されるカウンタ軸と、カウンタ軸か
ら上記内歯車に選択的に動力を伝達するためのカウンタ
クラッチとをさらに備えてもよい。

【００１０】また、上記回転駆動装置が可変可逆油圧モ
ータからなり、油圧モータに油圧を供給するための油圧
ポンプが上記入力軸によって駆動されてもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。本実施形態に係る遊星
歯車式変速装置も従来例同様に船舶用変速装置として用
いられる。

【００１２】図１及び図２に本発明の第一実施形態を示
す。前記第一及び第二従来例と同様の部分については図
中同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

【００１３】本実施形態は、その基本構成が前記第二従
来例と同様だが以下の点が異なる。即ち、内歯車１５
に、固定軸１６回りに回転可能なロック歯車１７が噛合
される。ロック歯車１７はロッククラッチ１８の入力側
に設けられ、ロッククラッチ１８の出力側は固定系に固
定されている。ロッククラッチ１８は内歯車１５を選択
的に固定するためのもので、ロッククラッチ１８を接と
すれば内歯車１５を固定（ロック）でき、ロッククラッ
チ１８を断とすれば内歯車１５を自由に回転させること
ができる。

【００１４】また、太陽歯車１２が、回転駆動装置とし
ての可変可逆油圧モータ１９により回転駆動制御される
ようになっている。即ち、油圧モータ１９のモータ軸に
モータ駆動歯車２０が取り付けられ、モータ駆動歯車２
０にはモータ中間歯車２１が噛合され、モータ中間歯車
２１にはモータ従動歯車２２が噛合される。モータ従動
歯車２２は連結軸２３を介して太陽歯車１２と同軸に連
結される。油圧モータ１９が可変可逆式であり、回転速
度を停止も含めて無段階に変更でき、正・逆転可能なの
で、このような油圧モータ１９の回転速度及び回転方向
の変化に応じて、太陽歯車１２の回転速度及び回転方向
を自由に制御できる。

【００１５】この油圧モータ１９を含めた油圧装置とし
ては、油圧ポンプ２４及びこれと油圧モータ１９とを相
互に接続して双方向にオイル循環可能な油圧配管２５か
ら構成される。油圧ポンプ２４のポンプ軸２６にポンプ
歯車２７が取り付けられ、ポンプ歯車２７が入力歯車４
に噛合される。これにより油圧ポンプ２４が入力歯車４
及びポンプ歯車２７を介して入力軸１によって駆動さ
れ、オイルを圧送可能となる。油圧ポンプ２４も可変可
逆式が採用される。なおここでは油圧モータ１９、油圧
ポンプ２４ともにアキシャル型が採用される。

【００１６】この構成においては出力軸２からのみ動力
を取り出す。そして油圧モータ１９で太陽歯車１２の回
転速度を変化させると、これに応じて出力軸２の回転速
度ないし回転数も変化する。油圧モータ１９及び太陽歯
車１２を停止させると、これは第二従来例同様に太陽歯
車１２が固定された状態となる。この状態を基準状態と
して、油圧モータ１９及び太陽歯車１２を正転側に回転
させると、出力軸回転数は基準状態より高速となり、太
陽歯車１２の回転数を増加するほど出力軸回転数も増加
する。逆に油圧モータ１９及び太陽歯車１２を逆転側に
回転させると、出力軸回転数は基準状態より低速とな
り、太陽歯車１２の回転数を逆転側に増加するほど出力
軸回転数も低下する。

【００１７】油圧モータ１９が可変式であり、太陽歯車
１２の回転速度を無段階で変更できるので、これに応じ
て出力軸回転数も無段階で変更でき、無段変速を達成で
きる。

【００１８】以上は前進側でも後進側でも同様である。
本実施形態では後進用駆動機構Ｂ、即ちカウンタ軸３、
後進用入力歯車６、後進用クラッチ８及び後進用駆動歯
車１０を備えており、第二従来例同様、前進用クラッチ
７と後進用クラッチ８との断接切換えによって前進又は
後進を選択する。

【００１９】一方、本実施形態では駆動方式をエンジン
駆動から油圧駆動に切換え、油圧駆動による航行を可能
にした点も特徴の一つである。即ち、このときはロック
クラッチ１８を接として内歯車１５をロックし、前進用
クラッチ７を断、後進用クラッチ８も断としてエンジン
入力を断つ。そして油圧モータ１９を回転させ、太陽歯
車１２を回転駆動する。するとこれにより遊星歯車１３
及びキャリア１４が回転し、出力軸２を回転させること
ができる。油圧モータ１９の正転・逆転を切り換えるこ
とにより前進・後進を切り換えることができる。特にこ
の駆動方法は、クラッチ７又は８を滑らせずに微速或い
は低速航行できる点で有益である。

【００２０】レイアウトとしては、遊星歯車機構１１の
上方に入力軸１が配置され、さらにその上方に油圧ポン
プ２４が配置される。そして遊星歯車機構１１の下方に
油圧モータ１９が配置される。これら入力軸１、油圧ポ
ンプ２４及び油圧モータ１９の中心が、図２に示される
ように、遊星歯車機構１１の上下に延びる同一直径線Ｙ
上にそれぞれ位置される。油圧ポンプ２４とポンプ歯車
２７、油圧モータ１９とモータ駆動歯車２０がそれぞれ
同軸配置されるので、図２では油圧ポンプ２４及び油圧
モータ１９の位置をそれぞれポンプ歯車２７及びモータ
駆動歯車２０で代表して示してある。カウンタ軸３は直
径線Ｙに対し遊星歯車機構１１の周方向に位相がずらさ
れる。固定軸１６ないしロッククラッチ１８は遊星歯車
機構１１の左方に位置され、その中心が直径線Ｙと直交
する直径線Ｘ上に位置される。

【００２１】次に第二実施形態について説明する。なお
前記第一及び第二従来例並びに第一実施形態と同様の部
分については図中同一符号を付し、詳細な説明を省略す
る。

【００２２】図３及び図４に示すように、この第二実施
形態では前記第一実施形態から後進用駆動機構Ｂが省略
されている。後進は、前記第一実施形態で述べた油圧駆
動の方法によって行う。即ち、ロッククラッチ１８を接
として内歯車１５をロックし、前進用クラッチ７を断と
してエンジン入力を断ち、油圧モータ１９により太陽歯
車１２を逆転駆動する。これによって出力軸２が低速で
逆転し、後進が可能となる。レイアウトとしてはカウン
タ軸３のあった位置に固定軸１６が移動される。

【００２３】以上のように、これら実施形態によれば、
減速比を無段階で可変とし、無段変速可能なので、各船
舶の仕様によって複数種の減速比が必要となっても、一
つの変速装置で賄うことができ、コストを大幅に抑制で
きる。また、無断階変速なので当然に変速ショックもな
い。さらに、油圧駆動による微速航行が可能なので、ホ
バリング時やトローリング時にクラッチを滑らせる必要
がなく、クラッチの焼付き、摩耗を防止し、信頼耐久性
を向上できる。そして第二実施形態によれば、前後進切
換え時にクラッチの切換えを行わないので、ショックが
発生せず、クラッチの焼付き、摩耗も防止できる。さら
に第二実施形態によれば、後進用駆動機構Ｂが省略され
るので、構造がシンプルとなり、低コスト化が図れる。

【００２４】なお、上記実施形態においては、前進用ク
ラッチ７が本発明にいう入力クラッチに相当し、後進用
クラッチ８が本発明にいうカウンタクラッチに相当す
る。

【００２５】以上、本発明の実施の形態は上述のものに
限られない。例えば、上記実施形態では回転駆動装置と
して可変可逆式油圧モータを用いたが、これは電動モー
タ等に置換することもできる。また本発明は船舶用のほ
かあらゆる回転機械に適用できる。上記実施形態では原
動機としてエンジンを用いたが、これに代わって電気モ
ータ等を用いることも可能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００２７】（１） 無段階変速が可能となり、変速段
数の実質的増加や変速ショック防止等が図れる。

【００２８】（２） クラッチを滑らさなくても微速出
力が取出せるようになり、クラッチの焼付き、摩耗等を
防止できる。

【００２９】（３） 後進用駆動機構を省略でき、シン
プル化、低コスト化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態を示すスケルトン図であ
る。

【図２】同レイアウト図である。

【図３】本発明の第二実施形態を示すスケルトン図であ
る。

【図４】同レイアウト図である。

【図５】第一従来例を示すスケルトン図である。

【図６】同レイアウト図である。

【図７】第二従来例を示すスケルトン図である。

【図８】同レイアウト図である。

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 出力軸 ３ カウンタ軸 ７ 前進用クラッチ ８ 後進用クラッチ １１ 遊星歯車機構 １２ 太陽歯車 １３ 遊星歯車 １４ キャリア １５ 内歯車 １８ ロッククラッチ １９ 可変可逆油圧モータ ２４ 油圧ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮川 秋吉 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車 株式会社藤沢工場内 (72)発明者 栃澤 良一 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車 株式会社藤沢工場内 (72)発明者 井上 順之 東京都品川区南大井６丁目26番１号 い すゞ自動車株式会社内 (72)発明者 中田 恒和 大阪府大阪狭山市東池尻４丁目1402番地の １ 株式会社浅野歯車工作所内 (72)発明者 岸岡 健二郎 東京都板橋区大和町18番地 内田油圧機器 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J028 EA09 EA15 EA21 EB10 EB16 EB23 EB35 EB37 EB53 EB62 FA06 FB05 FC13 FC23 FC32 FC42 FC67 GA22

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機からの動力が入力される入力軸
   と、太陽歯車、複数の遊星歯車、これら遊星歯車を軸支
   するキャリア及び内歯車を有する遊星歯車機構と、上記
   キャリアに接続された出力軸と、上記入力軸から上記内
   歯車に選択的に動力を伝達するための入力クラッチと、
   上記内歯車を選択的に固定するためのロッククラッチ
   と、上記太陽歯車を駆動し、その正・逆転方向の回転又
   は停止を制御するための回転駆動装置とを備えたことを
   特徴とする遊星歯車式変速装置。
2. 【請求項２】 上記入力軸によってその回転方向と逆方
   向に回転駆動されるカウンタ軸と、該カウンタ軸から上
   記内歯車に選択的に動力を伝達するためのカウンタクラ
   ッチとをさらに備えた請求項１記載の遊星歯車式変速装
   置。
3. 【請求項３】 上記回転駆動装置が可変可逆油圧モータ
   からなり、該油圧モータに油圧を供給するための油圧ポ
   ンプが上記入力軸によって駆動される請求項１又は２記
   載の遊星歯車式変速装置。