JPH0686818B2 - クランク軸伝導装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はクランク軸伝導装置に関するものであり、さ
らに詳しくは発電機の駆動用フランジ端部、送風機、ポ
ンプ、制御装置その他電流周波数定常化のための装置な
どのいわゆる駆動対象の主軸にジーゼルモーターなどの
主モーターのクランク軸を直接に連結するための伝導装
置の改良に関するものである。

（従来技術） 駆動対象の主軸におけるそのような平歯車装置（「自由
端装置」または「動力取出し装置」として知られてい
る）はその駆動軸が弾性的なクラッチを介してクランク
軸のフランジに連結されており、２個以上の装置ケース
がモーターのクランク軸ケースに固定されており、特別
の基台を具えていないのである。

またこれに代る従来の構造にあっては、歯車ケースが脚
台を具えた自立式構造上に好ましくは弾性的に配置され
ており、この脚台がモーターの基台または別設の基台に
固定されており、これにより本体の雑音の伝導を小さく
している。

この発明の概念においてはこのような伝導装置（一般に
は分岐装置としても知られている）はクランク軸機構の
カテゴリーに属すとされており、レンクタッケ社の刊行
物RTO13/.3.88-10eにより付属装置として知られてい
る。

この発明の目的は、クランク軸に直結するのではなく、
駆動歯車に設けられてかつ二重カルダン方式のスピンド
ルを介して回転モーメントを伝達するように従来の歯車
装置を改善して、これにより船舶機器などの駆動対象の
諸性能そのものは損ねることなしに、部品の検査や交換
に際してシステム全体を迅速に主モーターから分離する
ことを可能にすることにある。

このためのこの発明の構成は特許請求の範囲に詳記する
ところであるが、これを要約すると、主モーターのクラ
ンク軸と同軸上に二重カルダン方式の歯付スピンドルを
軸方向に変位可能に設け、このスピンドルと同心状に回
転振動吸収クラッチを回転可能に設けて駆動の主軸のた
めの駆動歯車に連結させ、歯付スピンドル上の２個の歯
輪のうち一方の歯輪をクランク軸に他方の歯輪をクラッ
チにそれぞれ係合せしめ、歯付スピンドルが第１の軸位
置にあるときはその一方の歯輪をクランク軸と係合させ
て主モーターのトルクを駆動対象に伝達させ、歯付スピ
ンドルが第２の軸位置にあるときは該歯輪をクランク軸
との係合から脱せしめて主モーターのトルクが駆動対象
とクラッチとに伝達しないように構成したものである。

かかる構成によって結果、歯付スピンドルをを第１の軸
位置から第２の軸位置に変位させれば、スピンドル、ク
ラッチおよび駆動対象は主モーターのクランク軸から切
り離される。したがって主モーター側を運転状態にした
ままで、その他の部分は自由に検査したり交換したりす
ることができるのである。

検査や交換が終わったら、歯付スピンドルを第１の軸位
置に戻せば、駆動対象を再び通常の運転状態に戻すろこ
とができる。このように駆動対象を主モーターから容易
に切り離せるということは、特に船舶などの場合には便
利である。

２または４ストロークのモーターのクランク軸はその大
きさ、出力、シリンダー数、ストロークおよび長さなど
に応じて大きな圧力変動を帯びることが知られており、
これは偏心角変位またはねじれ運動などの形で現れて焼
付きの原因ともなることがある。

そのような角変位があってもクランク軸側の外側ベアリ
ングの遊びと一緒になると、運転時には結局装置の芯が
合うようになる。

しかしケースの芯の狂いや若干の熱膨張はスクリュウー
側のモーターのスラストベアリングに起きることがあ
る。駆動に際してこのような芯の狂いが強くでるときに
は、基台の歪みに加えて船の運動や弾性的な支持が強く
影響するから、モーターと歯車は別設の基台または弾性
的に基台に固定されなければならない。

このようにクランク軸と歯車軸との間の芯出し面が複雑
だと、一重カルダン方式では荷が掛り過ぎるので、この
発明では二重カルダン方式を用いて復元力なしに角、平
行および軸移動を全て伝導し、かつ駆動対象の主軸に連
結された回転振動吸収クラッチによりモーターの交番モ
ーメントを吸収するのである。

さらにこの発明は交番モーメントおよび回転振動から派
生する許容以上の動的な力を低減して、連続運転状態に
おいても最高の動作信頼性を得んとすることを目的とす
る。

（実施態様） 第１図において歯車ケース１はそのフランジ２をネジ３
により図示しない主モーターのクランク軸ケース４に固
定されている。

好ましくはフランジ６を具えたクランク軸５はネジ７に
より歯輪８に固定されており、この歯輪を介して歯付ス
ピンドル９上の回転モーメントが回転振動を吸収するク
ラッチ10に伝導されるのである。

クラッチ10は駆動歯車13の内側の中空状の支材11、12、
ベアリング15、16およびケース14を介して歯車ケース１
に架設されている。

図示の例ではこのクラッチ10はネジ17、18により駆動歯
車13と一体に構成されており、主モーターのトルクがク
ラッチ10から駆動歯車と中間歯車18とを介して駆動対象
の主軸である従動軸20と一体の従動歯車19に伝導され
る。

また従動軸20により図示しない例えば発電機、送風機、
ポンプ、制御機器などの装置が駆動されるようになって
いる。

第２図にはこの装置をさらに詳細に拡大図示する。

歯付スピンドル９はその両端の外周面上に各１個の外歯
21、23を有している。球面状の外歯21は歯輪８の平内歯
22と噛合って動力伝導時に回転および軸方向移動可能に
その中心をMaに置いている。

スピンドル９の他端には外歯23が刻設されており、これ
が例えばクラッチ10の歯付き板バネ24と噛合っており、
これにより二重カルダン方式に必要な回転点Mbが与えら
れ、この領域においてスピンドル９によりクラッチ10と
外歯23と端板25とが保持されている。

両回転点Ma、Mb間の距離Ｅが比較的に大きいので、クラ
ンク軸５と歯車ケース10との間の平行および角移動が、
多くの場合組合わされて、著しく平均化されるのであ
る。

第３図にクランク軸５により駆動される自己保持式歯車
ケース26を示す。

このようなクランク軸装置は図示しない脚台を介してモ
ーターの基台に固定されるか、別設の基台を介して船舶
構造に固定されている。

特に本体の雑音による雑音発散の減少についての要求が
大きい場合には自己保持式伝導機構は弾性的ブロックお
よび吸振性要素を幾重にも介して基台に架設されてい
る。

二重カルダン式のスピンドル９は駆動対象のそような困
難な駆動駆動のために作用するものであり、駆動側と従
動側の半径および軸方向の運動を等しくしようとするも
のである。

その他第１図の駆動構造と第２〜３図の構造との差異は
シール28の領域において歯車ケース26から軸ケース27を
分離したことにあり、その他の点、例えば二重カルダン
式のスピンドル９、回転振動吸収クラッチ10および駆動
歯車13などの構成と作用とは同一のものとしてもよい。

勿論クラッチ10の構成態様は経済的な観点を主として決
定されるもので、このクラッチ10に連結されたスピンド
ル９の回転運動が最適のものになるように設定する。

第４図に示すのはクラッチ29、30の上下の半体であっ
て、そのカラー31、32の平内歯33と球面状外歯35とが、
またはその球面状内歯34と平外歯36とが噛合係合してお
り、これによりスピンドル37、38が上記の噛合い係合2
1、22とともに回転点Ma、Mb間で二重カルダン式に作用
するのである。これのカラー31、32は支材11、12間に保
持されており、そのバネ要素に付勢されて許容回転角度
だけ周方向に運動できるようになっている。

スピンドル37、38は軸方向一方では端板25により他方で
は押えリング39により保持されており、これらが噛合い
21、22、33、34、35および36からの反力を受ける。

基本的にはスピンドル９、37、38の構成は回転モーメン
ト、バネ特性、取り出された平行／角変位の大きさおよ
び経済性などにより決ってくる。

クラッチ10、29、30についていえばこれらは歯車ケース
１と、26とに内蔵されるように設計され、角度偏差が同
じならば同じ回転点Ma、Mb間距離Ｅについてはスピンド
ル９、37、38のコスト計算のためのパラメターは同一と
なる。

第１〜４図から明らかなように、連続した充分な給油が
必要であるから、スピンドル歯21、22およびクラッチ1
0、29、30中での噛合い23、33、34、35および36にはス
ピンドル９、37、38の軸孔40を経て潤滑油が供給される
ようになっている。

圧力油は導路41、42、43を経て外歯23、板バネ25および
クラッチ10に流れ、一方半径方向導路44〜46は図示しな
いポンプ機構からの圧力油を歯21、22、33〜36およびク
ラッチ29、30に供給する。

第１〜４図の上半分はスピンドル９、37が第１の軸位置
にあって、クランク軸５と圧力連結された状態を示した
ものである。

故障やこれによってトラッキングが起きた場合にはクラ
ンク軸５が第２の軸位置に置かれて、スピンドル９、3
7、38との間の力の流れが分離されて、これにより船は
調節可能となり装置を検査して静止状の関係部分を交換
できる。

この発明によればクラッチ10、29、30などの重要な部分
の交換性が確保されており、これにより歯車クラッチ１
や、26の再据付が短期間に行わる。この結果船舶上にお
いて発生しなければならない各機器駆動用の電力を大幅
に低減できるので経済的な損害も限られたものとなる。

スピンドル９、37、38とクラッチ10、29、30と支材11、
12と駆動歯車13などはネジ連結17、18により一体構造に
構成されており、これが駆動時にはセンターリング47、
スペーサーリング48および端板49などにより歯車ケース
１、26中に固定されるのである。

このネジによる一体構造は鎖線で示された位置“s"に摺
動したときに、噛合い21、22中にあって静止状のモータ
ーの力の流れから分離されるのである。

まずスペーサーリング48が取出されスピンドル９、37、
38の外歯21がセンターリング47の円錐状の保持部50によ
り捕捉され、これによりスピンドル９、37、38はその外
径がセンターリング47の内径に当るのである。

第１〜４図に下半部には、移動位置“s"にある一体構造
およびスピンドル９、37、38のセンターリング47内径と
の当接状態を示されている。ここでストップリング51は
係止材52とともに振動、海の荒れ、船の傾斜などによる
予期しない再係合を防止している。

スピンドル９、37、38を歯輪８の内歯22から外すには支
材12に螺合するリング53に係止材52を架設する必要があ
る。

結合には端板49と係合する押ネジ54により一体構造を軸
方向に移動させてやる。これによりクランク軸上の歯2
1、22の噛合いが復帰するから、その後ストップリング5
1を取除く。

両歯21、22はそれぞれ前端に外側に向く角部55、56を有
しており、これにより結合が容易となる。

以上の説明においては、主モーターから駆動対象へのト
ルクの伝達をオンオフする機能を有するところから、要
素10を「クラッチ」と呼称した。しかしこの要素10は、
主モーターのクランク軸５を駆動対象の主軸である従動
軸20に切離し可能に連結していることからして、これを
「軸継手」と呼称してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はこの発明の装置の諸実施態様を示す一部断
面側面図である。 １……歯車ケース、５……クランク軸 ９……スピンドル、10……クラッチ 13……駆動歯車、19……従動歯車 20……従動軸、26……歯車ケース

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主モーターのクランク軸（５）がクランク
   軸ケース（４）内に設けられており、 該ケースに付設または別設された歯車ケース（1;26）内
   には駆動対象の主軸（20）を駆動する駆動歯車（13）が
   設けられており、 上記の歯車ケース（1;26）内にはベアリング（15）によ
   り回転振動吸収クラッチ（10;29、30）が回転可能に設
   けられており、 該クラッチ（10;29、30）の出力端が上記の駆動歯車（1
   3）に連結されており、 上記のクランク軸およびクラッチ（10;29、30）の同軸
   上に、二重カルダン方式の歯付スピンドル（9;37、38）
   が軸方向に変位可能に設けられており、 該歯付スピンドル（9;37、38）の外周面には２個の歯輪
   （21、23;21、35または36）が設けられていて、１個は
   歯付スピンドルの一端にもう１個は歯付スピンドルの他
   端に配置されており、 一端の歯輪（21）はクランク軸（５）上の内歯（22）と
   噛み合って、かつ該内歯に対して軸方向および回転方向
   に可動であり、 他端の歯輪（23;35または36）は上記のクラッチ（10;2
   9、30）のうち側部分を構成する部材（33、34、24な
   ど）と噛み合って、かつ駆動歯車（13）に対して回転可
   能であり、 歯付スピンドル（9;37、38）が第１の軸位置にあるとき
   は、その一端の歯輪（21）がクランク軸（５）上の内歯
   （22）と噛み合って、主モーターのトルクが駆動対象に
   伝達され、かつ 歯付スピンドル（9;37、38）が第２の軸位置にあるとき
   は、該一端の歯輪（21）が該内歯（22）との噛合いから
   脱して、主モーターのトルクがクラッチ（10;29、30）
   および駆動対象に伝達されない ことを特徴とするクランク軸伝導装置。
2. 【請求項２】クランク軸側において歯車ケース（26）に
   取り付けられたセンターリング（47）が内側に円錐状の
   保持部（50）を具え、かつ 歯付スピンドル（9;37、38）がこのセンターリングの内
   側に保持されている ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】歯付スピンドル（9;37、38）には軸孔（4
   0）およびこれに対応する半径孔（42〜46）が形成され
   ており、 これらを介して全ての歯車およびクラッチ（10;29、3
   0）に潤滑油が供給される ことを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載の装
   置。
4. 【請求項４】過負荷防止のためにクラッチ（10;29、3
   0）が回転モーメント制約構造に構成されている ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装
   置。