JPH06104477B2 - 複数の機関を有する動力伝達系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は複数の機関を有する動力伝達系に係り、特にこ
れらの機関からの出力を減速機で集合させて出力軸に出
力する並列運転が可能なシステムにおいて、これら機関
と減速機との間に介設されるクラッチの接続を制御する
ことにより、振動の低減を図った複数の機関を有する動
力伝達系に関する。

［従来の技術］ 従来複数の機関を有する動力伝達系で機関の並列運転が
可能なシステム、例えば船用エンジンプラントにあって
は第３図に示すように、並設される機関a,bの出力は、
これらを集合させる減速機ｃを介して主軸ｄに出力され
て推進器ｅに伝達されるようになっている。またこれら
機関a,b各々と減速機ｃとの間には、運転状態に応じて
これら機関a,bからの出力伝達を切換制御するためにク
ラッチf,gが介設されている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで舶用エンジンプラント等にあっては一般にディ
ーゼル式等の内燃機関a,bが採用されており、このよう
な内燃機関a,bは夫々、吸気工程から排気工程に亙る過
程でクランク角度に従い一定の周期で振動を発生してい
る。

ここに一方の機関ａから減速機ｃを介して主軸ｄに動力
を伝達している際に、他方の機関側のクラッチｇを嵌合
させて他方の機関ｂからも動力を供給する場合、クラッ
チｇのミートの時点で各機関a,bのクランク角度が互い
にいかなる関係にあるか不明であるため、クラッチミー
トのタイミングによっては機関振動が同位相となって相
互に振動を増長させ、動力伝達系全体に亙って大きな捩
り振動等を発生させる場合があった。

［問題点に解決するための手段］ 本発明は、並列に設けられその出力軸の回転角度に規定
された周期で起振力が発生する複数の機関と、各出力軸
に対応した入力軸を有しこれらの機関からの出力を単一
の主軸に集合するための減速機と、入力軸と出力軸とを
適宜連結するためのクラッチと、出力軸のそれぞれの回
転角度を示すべくクラッチの入力側及び出力側の適宜箇
所に設置された符号体と、符号体を読み取って出力軸間
の相対回転角度を検出するためのセンサーと、機関によ
る振動が互いに相殺されるような出力軸間の相対回転角
度が予め設定値として記憶されていると共にセンサーに
よる検出相対回転角度と設定相対回転角度とを比較して
両者が一致するように機関の回転速度を制御する機関制
御手段と、機関制御手段による回転制御で相対回転角度
が一致したときにその出力軸のうち未連結のもののクラ
ッチを嵌合させるクラッチ制御手段とを備えたものであ
る。

［作 用］ 上記構成によって、まず機関個々の振動特性を試験等に
よりデータとして求め、この振動特性に基づいて、互い
の起振力が反対方向に作用して振動が相殺されるような
出力軸間の相対回転角度を設定する。この設定値を機関
制御手段に記憶させておく。そして機関のうちの一つが
既に減速機に連結されている場合は、例えば符号体を他
の機関と減速機との間のクラッチの入力側及び出力側に
設置し、センサーをこれらに対向させる。次に、他の機
関の出力を減速機に入力させるに際して、センサーは、
一方の機関の出力軸の回転角度を示すクラッチ入力側の
符号体と、他方の機関の出力軸の回転角度を示すクラッ
チ出力側の符号体とにより、そのときの出力軸間の相対
回転角度を検出し、機関制御手段に伝える。機関制御手
段は、この検出相対回転角度と設定相対回転角度とを比
較し、両者が一致するように、いずれか一方の或いは双
方の機関の回転速度を制御する。クラッチ手段は、この
回転制御によって相対回転角度が一致したタイミング
で、他方の機関のクラッチを嵌合させ、その出力軸と減
速機の入力軸とを連結させる。

［実施例］ 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従って詳述す
る。

第１図に示すように、1,2は並列に設けられた機関であ
り、これら機関1,2には、これらからの出力を集合して
主軸３に出力するための減速機４が連結される。そして
これら機関1,2夫々と減速機４との間には、動力伝達を
切換制御するためのクラッチ5,6が設けられる。これら
クラッチ5,6は、その入力側5a,6aが機関1,2の出力軸1a,
2aに連結されると共に、その出力側5b,6bが減速機４の
一対の入力軸4a,4bに連結される。本実施例にあっては
クラッチ5,6として、円錐式のものが示されている。

以下においては、常用時運転される機関１に対して、ク
ラッチ６の切換えにより断続的に運転される機関２側に
設備されたクラッチ６に本発明を適用した場合を例にと
って説明する。

このクラッチ６には、一方の機関２側となる入力側6aと
減速機４を介して他方の機関１側となる出力側6bとの相
対回転角度θを検出するための角度検出手段７が設備さ
れる。本実施例にあっては角度検出手段７として、符号
化形のエンコーダが示されている。これは、クラッチ６
の入力側6a及び出力側6b夫々の回転する外周面に取り付
けた符号板（符号体）８の光学パターンを、一対のセン
サーたる光電素子９で読み取るようになっている。

このように構成された角度検出手段７、具体的には光電
素子９には、制御装置10が接続される。この制御装置10
は主に、機関制御手段11とクラッチ制御手段12とから構
成される。

機関制御手段11は主に、機関1,2がその出力軸1a,1bの回
転角度に規定された周期で発生する起振力による振動が
互いに相殺されるような出力軸1a,2a間の相対回転角度
φが予め設定値として記憶されていると共に、この設定
角度φと検出される相対回転角度θとを比較演算する制
御部11aと、この制御部11aから出力される演算結果に基
づいて設定角度φと相対回転角度θとを一致させるため
にいずれか一方の機関1,2若しくは双方の機関1,2の回転
速度を制御するガバナ等の調速手段（図示せず）とから
構成される。更に詳述すると、制御部11aは次のように
作動する。先ず、クラッチ６の符号板８が夫々任意の基
準回転位置（これは任意に設定でき、例えば一方の機関
２側となるクラッチ６の入力側6a及び減速機４を介して
他方の機関１側となるクラッチ６の出力側6b夫々に関し
て、各機関1,2のクランク角度がある気筒の燃焼工程の
上死点位置（T.D.C）に設定され得る。）に取り付けら
れる場合がある。この場合には、機関1,2相互の振動が
互いに打ち消し合う角度関係は一般に、ある相対的な回
転角度φとなる。制御部11aには、このような角度が設
定角度φとして予め記憶される。他方制御部11aは、角
度検出手段７の各光電素子９で読み取られた基準回転位
置からの機関1,2のクランク角度に演算を施し、次いで
これら角度の差即ち相対回転角度θと設定角度φとを比
較する。そして制御部11aは更に、これら機関1,2が設定
角度φに一致した相対回転角度θで等速運転に移行する
ように、調速手段に制御信号を出力するようになってい
る。

他方クラッチ６の符号板８が、機関1,2相互の振動を相
殺するような角度を示す位置に取り付けられる場合があ
る。これは、制御部11aの制御情報たる設定角度φが予
め符号板８の取付位置として与えられている場合であ
る。この場合には振動相互を相殺する相対角度φは０で
あり、制御部11aは各光電素子９からの読取角度が一致
して相対回転角度θが０（＝φ）となるように機関1,2
を速度制御することになる。

またクラッチ制御手段12は、角度検出手段７又は機関制
御手段11に接続されこれらから入力される信号により設
定角度φと相対回転角度θとが一致したことを検出する
検出部12aと、これら角度θ，φが一致したことに応じ
て検出部12aから出力される制御信号に従ってクラッチ
６を嵌合すべく切り換えられる制御弁12bとから構成さ
れる。制御弁12bは、クラッチ６を作動させるべく油圧
若しくは空気圧等の作動圧力を伝達するための送給管13
の途中に介設され、検出部12aからの制御信号により送
給管13を全開とし、作動圧力を伝達させてクラッチ６を
嵌合させるようになっている。

次に本実施例の作用について述べる。

一方の機関１が運転されている際には、その機関出力は
減速機４を介して出力軸３に伝達されている。このと
き、運転されていない機関２側のクラッチ６の出力側6b
は、減速機４の入力軸4bにより相当の回転速度で駆動さ
れている。これに対して、このクラッチ６の力側6aは切
り離されて、停止している。

クラッチ６を嵌合させる際には、停止されている機関２
を起動させてクラッチ６の入力側6aを回転駆動させつ
つ、角度検出手段７により入力側6aと出力側6bとの相対
回転角度θを検出する。この際、設定角度φと相対回転
角度θとが一致していない場合には機関制御手段11によ
って機関1,2を速度制御する。そして機関1,2相互が等速
回転下でこれら角度θ，φが一致したならば、検出部12
aは制御弁12bに制御信号を出力して送給管13を全開させ
ることになり、クラッチ６は伝達される作動圧力で嵌合
することになる。

殊に、クラッチ６の嵌合に際して、運転されている機関
１を一旦停止させることなく、速度制御により設定角度
φと相対回転角度θを一致させることができ、運転効率
を低下させることなくクラッチ６の接続を可能として、
継続的に並列運転に移行させることができる。

尚、クラッチ嵌合作業は、起動時においても行なうこと
ができることは勿論である。即ち、嵌合前互いに切り離
されているクラッチ６の入力側6aと出力側6bのうち、既
知のターニング装置（図示せず）により機関２の出力軸
2aを駆動して入力側6aを回しつつ、角度検出手段７によ
り入力側6aと出力側6bとの相対回転角度θを検出する。
そして、検出される相対回転角度θが設定角度φに一致
したならば、出力軸2aの回転を止める。このとき検出部
12aは、制御弁12bに制御信号を出力して送給管13を全開
させることになり、クラッチ６は伝達される作動圧力で
嵌合することになる。

また、このようなクラッチ６の嵌合作業は、角度検出手
段７並びに機関制御手段11で取り扱われるクランク角
度、設定角度φ及び相対回転角度θ等を運転室等のディ
スプレイに表示させながら、遠隔操作することもでき
る。

また角度検出手段７等は、常用運転される機関１側のク
ラッチ５に対しても更に１セット設けても良い。

更に機関は実施例に限定されることなく、二基以上であ
っても良い。

尚、角度検出手段７の符号板８は、クラッチ６自体では
なく、クラッチ６に連結された機関２の出力軸2a、減速
機４の入力軸4b等に設けても良い。

他方第２図には、角度検出手段７の設備に関して変形例
が示されている。

この変形例にあっては、機関1,2の出力軸1a,2aに夫々符
号板8,8が設けられている。すなわち各機関1,2の出力軸
1a,2aの相対回転角度θを、それぞれの符号板８に対向
させて設けた光電素子９により直接検出するようになっ
ている。またクラッチ制御手段12は両方のクラッチ5,6
を作動させるようになっており、例えば起動時におい
て、機関制御手段11により相対回転角度θと設定角度φ
とが一致させられたときに、これらを同時に嵌合させて
もよい。

このように構成すれば、１セットで双方のクラッチ5,6
の嵌合制御を達成でき、各クラッチ5,6に１セットずつ
設備する場合に比してコストダウンを図ることができ
る。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次のような優れた効果を発
揮する。

複数の機関の出力軸の減速機の入力軸との間にクラッチ
を設けると共に、クラッチの入力側及び出力側の適宜箇
所に符号体を設けて、これらを読み取るセンサーにより
出力軸間の相対回転角度を検出し、その検出値に基づい
て機関を制御する機関制御手段が出力軸を設定相対回転
角度にしたタイミングで、クラッチ制御手段によりクラ
ッチを嵌合させるようにしたので、個々の機関により発
生する振動を適宜相殺させることができ、クラッチミー
ト時に機関振動が同位相となって増長されるのを未然に
防いで、有害な振動が発生するのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適一実施例を示す構成図、第２図は
本発明に採用される角度検出手段の配置の変形例を示す
構成図、第３図は従来例を示す構成図である。 図中1,2は機関、３は主軸、４は減速機、5,6はクラッ
チ、5a,6aはその入力側、5b,6bはその出力側、８は符号
体たる符号板、９はセンサーたる光電素子、11は機関制
御手段、12はクラッチ制御手段、θは検出相対回転角
度、φは設定相対回転角度である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 修 東京都千代田区丸の内１丁目６番２号 石 川島播磨重工業株式会社本社別館内 (72)発明者 桑原 紘一郎 東京都田無市向台町３丁目５番１号 石川 島播磨重工業株式会社田無工場内 (56)参考文献 特開 昭48−18992（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−162239（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−2295（ＪＰ，Ａ) 特公 昭24−2758（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】並列に設けられその出力軸の回転角度に規
   定された周期で起振力が発生する複数の機関と、上記各
   出力軸に対応した入力軸を有しこれら機関からの出力を
   単一の主軸に集合するための減速機と、上記入力軸と上
   記出力軸とを適宜連結するためのクラッチと、上記出力
   軸のそれぞれの回転角度を示すべく上記クラッチの入力
   側及び出力側の適宜箇所に設置された符号体と、該符号
   体を読み取って上記出力軸間の相対回転角度を検出する
   ためのセンサーと、上記機関による振動が相殺されるよ
   うな出力軸間の相対回転角度が予め設定値として記憶さ
   れていると共に上記センサーによる検出相対回転角度と
   上記設定相対回転角度とを比較して両者が一致するよう
   に上記機関の回転速度を制御する機関制御手段と、該機
   関制御手段による回転制御で上記相対回転角度が一致し
   たときにその出力軸のうち未連結のもののクラッチを嵌
   合させるクラッチ制御手段とを備えたことを特徴とする
   複数の機関を有する動力伝達系。