JPH05477Y2

JPH05477Y2 -

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Publication number: JPH05477Y2
Application number: JP1987078780U
Authority: JP
Priority date: 1986-06-06
Filing date: 1987-05-27
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2002-05-27
Also published as: JPS6379300U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は、舶用主機軸駆動発電設備に関するも
のである。

従来の技術舶用発電設備において、主機軸から発電機を駆
動する方式は、補機により発電機を駆動する場合
に比較して、発電費用が低廉となるという効果が
ある半面、船速により主機関軸の回転数が変動す
るので、一定回転速度で駆動されることを必要と
する交流発電機においては、適当な定周波駆動装
置を必要とするという問題がある。

今、ここで、従来公知のこの種の主機関から発
電機を駆動する場合に採用される典型的な定周波
駆動装置の１例を図に基づいて説明をすると、添
付図面の第６図に示すようになる。すなわち、図
に示すように、主機関１と、プロペラ２を駆動す
る推進軸３との間に中間軸４を接続し、この中間
軸４と一体に大歯車５を固着し、この大歯車５に
ピニオン６をかみ合わせることにより、大歯車５
とピニオン６とにより増速歯車装置を構成し、ま
た、ピニオン６と一体のピニオン軸７は、弾性継
手８を経て遊星歯車装置９の入力軸１０に接続
し、この遊星歯車装置９の出力軸１１には、発電
機１２が接続されている。更に、遊星歯車装置９
の入力軸１０には、歯車１３を固着し、これにか
み合う歯車１４を配置し、これらの歯車１３及び
１４のかみ合わせを介して可変式油圧ポンプ・モ
ータ１５が、入力軸１０により駆動されるように
なつている。一方、遊星歯車装置９の太陽歯車１
６は、出力軸１１に固着されると共にこれにかみ
合う多数の遊星歯車１７は、遊星ピン１８によ
り、それぞれ、自転自在に軸支されており、各遊
星ピン１８は、入力軸１０と一体のキヤリア１９
に支持されており、従つて、遊星歯車１７は、キ
ヤリア１９を介して太陽歯車１６の回りに公転さ
れるように入力軸１０に接続されている。

また、この遊星歯車装置９の太陽歯車１６と、
遊星歯車１７との間の差動を調整するための内歯
歯車２０が、遊星歯車１７にかみ合つており、こ
の内歯歯車２０には、これと一体に歯車２１が形
成されており、これとかみ合う歯車２２には、油
圧ポンプ・モータ２３が接続されており、内歯歯
車２０を駆動するようにされている。

更に、これらの可変式油圧ポンプ・モータ１５
及び油圧ポンプ・モータ２３は、循環油路２４及
び２５により相互に連結されており、一方がポン
プとして、また、他方がモータとして、それぞ
れ、作動することにより、相互に動力の伝達が行
われるようになつている。

また、遊星歯車装置９の出力軸１１には、回転
速度検出装置２６が設けられており、これが検出
した回転速度検出信号２７と、設定信号２８とを
制御装置２９において比較・演算し、調整し、増
幅した後、制御信号３０として可変式油圧ポン
プ・モータ１５の斜板３１の角度を調整するアク
チユエータ３２へ出力するようになつている。

このようにして、回転速度検出信号２７によ
り、可変式油圧ポンプ・モータ１５からの吐出油
量及び流れ方向が制御され、油圧ポンプ・モータ
２３の回転速度及び回転方向が変えられ、それに
歯車２２及び２１を介して接続されている内歯歯
車２０が回転され、遊星歯車装置９の入力軸１０
の回転速度が変動しても、その出力軸１１が、常
に、一定の回転速度を維持するように、制御され
るようになつている。

考案が解決しようとする問題点しかしながら、このような構成を有する油圧ポ
ンプ・モータにより差動歯車を回転制御する従来
の方式によつては、油圧ポンプと、油圧モータと
の間の高圧流体駆動による動力伝達の損失が大き
く、また、油圧ポンプ・モータの故障及び配管系
を含めた油漏れや、ごみの詰まりなどの防止ない
しは除去のための保守に手間が掛かるだけでは無
く、制御系の装置が複雑で且つ大形化するという
問題点をも有している。

そこで、本考案は、このような問題点を有する
ことが無い新規な舶用主機軸駆動発電設備を得る
ことを、その目的とするものである。

問題点を解決するための手段本考案は、この目的を達成するために、従来の
２台の油圧ポンプ・モータによる制御を、１台の
サイクロコンバータ式可変速電動／発電機を用い
た電気制御に換えたことを特徴とするものであ
る。

この可変速電動／発電機の回転速度及び回転方
向を、主機関の回転速度を検出した信号を用いて
サイクロコンバータを制御し、これから与えられ
る交流電流の周波数及びその出力方向により制御
するもので、可変速電動／発電機を主機関が低速
回転の時は、電動機として作動させ、高速回転の
時は、回転方向を逆転させ、発電機として作動さ
せ、発電機を駆動する遊星歯車装置の差動歯車
が、駆動、又は、制動され、発電機の回転速度が
一定に維持されるようにするものである。

このように、本考案においては、発電機を駆動
する遊星歯車装置の差動歯車の回転制御を可変速
電動／発電機により行うものであるが、主機関の
回転変動範囲の中間の回転速度において、差動歯
車の回転速度がゼロとなるように遊星歯車の増速
比を調整することは、従来の公知の一般の応用の
場合と同様である。しかしながら、本考案におい
ては、このゼロ点を中心として回転方向が変わる
ように、また、このゼロ点からのずれに比例した
回転速度を与えるように、差動歯車に増速歯車装
置を介して接続するサイクロコンバータ式可変速
電動／発電機により制御を行うようにした点にお
いて、従来公知の方式と、特に、相違するもので
ある。

実施例以下、本考案をその実施例を示す添付図面の第
１〜５図に基づいて詳細に説明をする。

まず、第１及び２図は、本考案の第一実施例を
示すものであるが、この実施例においては、第１
図に略図により示すように、弾性継手３３を介し
て主機関３４の出力軸３５に、また、継手３６を
介して推進軸３７に、それぞれ、接続されている
中間軸３８に大歯車３９を一体に設け、この大歯
車３９とかみ合うピニオン４０を、遊星歯車装置
４１の入力軸４２に回転自在に軸支し、更に、ピ
ニオン４０と一体に湿式多板クラツチ４３の入力
軸（ピニオン軸）４４を形成し、この多板クラツ
チ４３の出力軸４５を、同様に、遊星歯車装置４
１の入力軸４２に回転自在に軸支し、また、入力
軸４４と一体の内部円筒４６にスプラインかん合
した入力側クラツチ板４７と、出力軸４５と一体
の外部円筒４８にスプラインかん合した出力側ク
ラツチ板４９とが、油圧源（図示されていない）
から与えられる油圧によつて作動するピストン５
０と、バツキングプレート５１とにより相互に押
圧されて係合し、入力軸４４と出力軸４５との間
における動力伝達が行われるようになつている。
また、多板クラツチ４３の出力軸４５と、遊星歯
車装置４１の入力軸４２とは、弾性継手５２を介
して相互に接続されているが、この弾性継手５２
は、２組のゴム製の円筒体５３及び５４から成り
立つており、その一方を、出力軸４５と一体のフ
ランジ部５５に、また、他方を、入力軸４２と一
体のフランジ部５６に、それぞれ、接続してあ
り、主機関３４の回転変動に伴うねじり振動の発
生を防止する作用を行なわせるようになつてい
る。

一方、遊星歯車装置４１の入力軸４２には、そ
れと一体にキヤリア５７が設けられており、この
キヤリア５７には、複数個の遊星歯車５８を自転
自在に軸支する同個数のピン軸５９が固着されて
おり、このようにして、遊星歯車５８が、入力軸
４２の回りを公転するようにしてある。また、こ
れらの遊星歯車５８は、太陽歯車６０及び差動歯
車として作用をする内歯歯車６１とに同時にかみ
合つており、このようにして、入力軸４２から増
速された回転が伝達される太陽歯車６０は、遊星
歯車装置４１の出力軸６２に一体に固着してある
が、この出力軸６２は、継手６３を介して発電機
６４の駆動軸６５に結合されている。一方、内歯
歯車６１を内面に有している円筒歯車部材６６
は、その外周に外歯歯車６７を一体に有してお
り、更に、この外歯歯車６７は、増速歯車装置６
８の第一軸６９と一体のピニオン７０とかみ合つ
ており、次に、この第一軸６９と一体の大歯車７
１が、第一軸６９とほぼ同一の平面内において平
行に配置されている第二軸７２と一体のピニオン
７３をかみ合つており（第２図参照）、また、第
二軸７２と一体の大歯車７４が、増速歯車装置６
８の第一及び第二軸６９，７２と、ほぼ同一水平
面内において平行に配列されている出力軸７５と
一体のピニオン７６とかみ合い（第２図参照）、
増速された回転が、遊星歯車装置４１の外歯歯車
６７から、増速歯車装置６８の出力軸７５に伝達
されるようになつている。なお、この出力軸７５
は、継手７７を介して可変速電動／発電機７８の
駆動軸７９に結合されている。

また、発電機６４の入力側は、前述したよう
に、その駆動軸６５を継手６３を介して遊星歯車
装置４１の出力軸６２に結合させてあるが、第２
図に示すように、この出力軸６２は、軸受（図示
されていない）によりハウジング８０に軸支さ
れ、発電機６４のハウジングは、中間軸３８の上
方において、ハウジング８０に架台８１を介して
固定されている。

なお、可変速電動／発電機７８も、発電機６４
とほぼ同一水平面内で並列してハウジング８０に
架台８１を介して固定されている（第２図参照）。

このように、発電機６４及び可変速電動／発電
機７８は、ハウジング８０に固定された状態にお
いて船体に取り付けられるようにされており、船
体への設置時の組立作業や、心出し作業を不要と
し、設置が容易にできるという利点を有してい
る。

次に、第３図は、本考案の第二実施例を示すも
のであるが、この実施例によるものは、第１及び
２図に示した本考案の第一実施例のものと、遊星
歯車装置の入力側の遊星歯車と、差動歯車の内歯
歯車との取り付けを入れ換えた点において相違し
ているだけであり、その他の点においては、実質
的な相違は無い。

すなわち、この実施例においては、第３図に示
すように、遊星歯車装置４１₁の構成は、入力軸
４２₁と一体に内歯歯車６１₁を、また、太陽歯車
６０₁と一体に出力軸６２₁をそれぞれ設け、この
内歯歯車６１₁と、太陽歯車６０₁とにかみ合う遊
星歯車５８₁を差動歯車とし、この遊星歯車５８₁
のキヤリア５７₁の回転軸６６₁と一体の歯車６７
_１に、可変速電動／発電機７８に接続する増速歯
車装置６８の第一軸６９と一体のピニオン７０と
かみ合わせることにより構成されている。

この第二実施例の遊星歯車装置４１₁において
は、第一実施例のものに比べ、増速比が、差とし
て１だけ小さくなる。

更に、第４図は、本考案の第三実施例を示すも
のであるが、この実施例によるものは、第１及び
２図に示した本考案の第一実施例のものと、遊星
歯車装置の出力軸の太陽歯車と、差動歯車の内歯
歯車との取り付けを入れ換えた点において相違し
ているだけであり、その他の点においては、実質
的な相違は無いが、差動歯車としての太陽歯車６
０₂の軸６９₂が、内歯歯車６１₂と一体の出力軸
と同心であるので、第４図に示すように、遊星歯
車装置４１₂の出力側は、太陽歯車６０₂の軸６９
_２を、増速歯車装置６８の第一軸６９₂として一体
に構成され、発電機６４への出力軸６２₂を、こ
の第一軸６９₂に回転自在に軸支した内歯歯車６
１₂に、歯車６７₂及び７０₂を介してかみ合わせ
るようにしてある。

このように、出力軸６２₂と、遊星歯車装置４
１₂の出力軸６９₂とが、他の実施例におけるよう
に、同軸となつていないが、発電機６４の駆動軸
６５、増速歯車装置６８の第一軸６９₂及び第二
軸７２並びに可変速電動／発電機７８の駆動軸７
９の取り付け位置は、変わることが無い。

この本考案の第三実施例のものは、増速比が小
さいので、中速以上の主機関に適用することがで
きる。これに対し、第一及び第二実施例のものに
おいては、大きな増速比が得られるので、低速の
主機関に適しているものである。

以上のように、第一、第二及び第三実施例にお
いては、可変速電動／発電機７８の増速歯車装置
６８は、多段の円筒歯車から構成されているもの
であるが、増速歯車装置として、第一実施例の変
更である第四実施例として、第５図に示すよう
に、遊星歯車装置８３を用い、この遊星歯車装置
８３の入力軸８４のピニオン８５と、発電機６４
の遊星歯車装置４１の内歯歯車６１を有する円筒
歯車６６の外周部に設けた外歯歯車６７とにかみ
合う２組の中間歯車９０₁，９０₂を設けるように
した実施例も可能である。この実施例において
は、第１，２，３及び４図に示した実施例の場合
と同様に、中間軸３８の上方に、発電機６４と可
変速電動／発電機７８とを、ほぼ同一水平面内に
おいて、中間軸３８に固着された大歯車３９の中
心を含む垂直面から線対称的な位置に並列させて
設け、中間歯車９０₁及び９０₂の軸９３₁及び９
３₂を、遊星歯車装置８３の入力軸８４及び発電
機６４への出力軸６２とを、ほぼ同一水平面内に
設け、発電機６４及び可変速電動／発電機７８を
船尾側のハウジングに固定し、前記の実施例の場
合と同様に、小形にまとめることができる。同様
な変形が、第３及び４図に示す第二及び第三実施
例の場合にも可能であるが、これについては、詳
細には説明をしない。

なお、上記の第四実施例においては、遊星歯車
装置４１と、増速用遊星歯車装置８３とを、２個
の中間歯車９０₁，９０₂及びピニオン８５とから
成る歯車列を介して連結することにより可変速電
動／発電機７８に対する増速歯車装置を形成する
ものとしてあるが、この中間歯車９０₁，９０₂の
代わりに、適当な歯車列から成る増速歯車装置を
使用することも、当然可能なところであり、これ
により、一層大きな増速比を達成することができ
る。

本考案は、上記のようにして実施されるが、発
電機６４の定速回転制御は、遊星歯車装置４１，
４１₁ないしは４１₂の差動歯車６１，５８₁ない
しは６０₂を、可変速電動／発電機７８により制
御することにより達成するものであるが、可変速
電動／発電機７８の制御、すなわち、その回転速
度及び回転方向の制御は、前に述べてあるよう
に、主機関の回転速度を、その出力軸側に設けた
回転検出装置などにより検出し、その信号を用い
てサイクロコンバータを制御し、これから与えら
れる交流電流の周波数及びその出力方向により制
御するものである。

可変速電動／発電機７８は、主機関３４の回転
速度により回転方向を変換し、一方向の低速回転
の時には、電動機として作用し、差動歯車装置を
駆動し、他方向の高速回転の時には、発電機とし
て作用し、差動歯車装置を制動する。

このようにして、本考案装置によると、可変速
電動／発電機７８の作用により、発電機６４の回
転速度は、一定に維持される。

考案の効果本考案は、上記のような構成及び作用を有して
いるので、舶用主機軸駆動発電設備における発電
機の回転制御方式として、従来公知の油圧ポン
プ・モータの代わりに、サイクロコンバータによ
り制御される可変速電動／発電機による電気制御
方式を採用したので、従来公知のものにおける
種々の問題点を解決し、作動が確実であり、主機
関の回転の変動に対する応答の速い且つ高精度の
制御を行うことができる他、故障が少ないので、
保守が容易であり、しかも、増速歯車装置、遊星
歯車装置、発電機、可変速電動／発電機を同一の
ハウジング内に一体に構成したので、装置全体を
小形化することができると共に設置が容易である
などという優れた各種の効果を発揮するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の第一実施例を示す第２図の
−線により切断して示す略図、第２図は、第
１図のやや実際的な形状を示す側面図、第３図
は、本考案の第二実施例を示す略図、第４図は、
本考案の第三実施例を示す略図、第５図は、本考
案の第四実施例を示す略図、第６図は、従来公知
の装置の１例を示す略図である。３４……主機関、３８……中間軸、３９……大
歯車、４０……ピニオン、４１，４１₁，４１₂，
８３……遊星歯車装置、４４……ピニオン軸、４
２，４２₁，４２₂……入力軸、４３……湿式多板
クラツチ、５２……弾性継手、５７，５７₁，５
７₂……キヤリア、５８，５８₁，５８₂……遊星
歯車、５９，５９₁，５９₂……ピン、６０，６０
_１，６０₂……太陽歯車、６１，６１₁，６１₂……
内歯歯車、６２，６２₁，６２₂，７５，８６……
出力軸、６４……発電機、６５，７９……駆動
軸、６７……外歯歯車、６７₁，６７₂，７０₂…
…歯車、６８，８３……増速歯車装置、６９，６
９₂，７２，９３₁，９３₂……軸、７１，７３，
７４，７６，９０₁，９０₂……歯車列、７８……
可変速電動／発電機、７９……駆動軸、８０……
ハウジング、８１……架台。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１舶用主機軸の中間軸３８に大歯車３９を一体
に取り付け、この大歯車３９にかみ合うピニオ
ン４０と一体のピニオン軸４４を、このピニオ
ン軸４４と同心の遊星歯車装置４１，４１₁，
４１₂の入力軸４２，４２₁，４２₂に回転自在
に軸支すると共にこの遊星歯車装置４１，４１
_１，４１₂の入力軸４２，４２₁，４２₂にクラツ
チ４３及び弾性継手５２を介して接続可能と
し、遊星歯車装置４１，４１₁，４１₂の出力軸
６２，６２₁，６２₂を発電機６４の駆動軸６５
に接続し、遊星歯車装置４１，４１₁，４１₂の
差動歯車５８，５８₁，５８₂にかみ合う増速歯
車装置６８，８３の出力軸７５，８６に、主機
関３４の回転変動範囲の中間の回転速度を境に
して回転方向を正逆に制御するサイクロコンバ
ータ式の可変速電動／発電機７８の駆動軸７９
に接続し、前記増速歯車装置６８，８３の出力
軸７５，８６と、遊星歯車装置４１，４１₁，
４１₂の発電機６４への出力軸６２，６２₁，６
２₂とを、中間軸３８の上方において、これに
固着された大歯車３９の垂直中心線に対してほ
ぼ対称的に設けると共にハウジング８０の上部
に発電機６４及び可変速電動／発電機７８を主
軸方向に固定して成る舶用主機軸駆動発電設
備。２遊星歯車装置４１が、入力軸４２と一体のキ
ヤリア５７と、キヤリア５７に固着した複数個
のピン５９のそれぞれに回転自在に軸支した多
数の遊星歯車５８と、一体の出力軸６２を有す
ると共にこれらの遊星歯車５８とかみ合つて駆
動される太陽歯車６０と、遊星歯車５８とかみ
合つて太陽歯車６０を駆動する差動歯車として
の内歯歯車６１とから構成され、内歯歯車６１
の外周に設けた外歯歯車６７を増速歯車装置６
８，８３にかみ合わせるようにした実用新案登
録請求の範囲第１項記載の舶用主機軸駆動発電
設備。３遊星歯車装置４１₁が、入力軸４２₁と一体の
内歯歯車６１₁と、出力軸６２₁と一体の太陽歯
車６０₁と、内歯歯車６１₁及び太陽歯車６０₁
に相互にかみ合う差動歯車５８₁としての複数
個の遊星歯車５８₁と、各遊星歯車５８₁をピン
５９₁を介して回転自在に軸支すると共に回転
軸６６₁と一体の歯車６７₁を有するキヤリア５
７₁とから構成し、キヤリア５７₁と一体の歯車
６７₁を増速歯車装置６８，８３にかみ合わせ
るようにした実用新案登録請求の範囲第１項記
載の舶用主機軸駆動発電設備。４遊星歯車装置４１₂が、入力軸４２₂と一体の
キヤリア５７₂と、キヤリア５７₂と一体の複数
本のピン５９₂に回転自在に軸支した複数個の
遊星歯車軸５８₂と遊星歯車５８₂にかみ合う外
歯歯車６１₂と、内歯歯車６１₂に遊星歯車５８
_２を介してかみ合う太陽歯車６０₂とから構成
し、内歯歯車６１₂には、出力軸６２₂に取り付
けられた歯車６７₂とかみ合うように歯車７０₂
を一体に取り付け、太陽歯車６０₂には、歯車
７０₂を貫いて軸６９₂を一体に取り付け、この
軸６９₂に増速歯車装置６８，８３を連結した
実用新案登録請求の範囲第１項記載の舶用主機
軸駆動発電設備。５ピニオン軸４４を、遊星歯車装置４１，４１
_１，４１₂の入力軸４２，４２₁，４２₂に、湿式
多板クラツチ４３を介して接続するようにした
実用新案登録請求の範囲第１，２，３又は４項
記載の舶用主機軸駆動発電設備。