KR20070086699A - Coupling and gear transmission device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 증기 터빈을 주 기관으로 하는 선박용 감속기의 기어 전동 장치 등에 적용되며, 입력측 회전축과 출력측 회전축을 연결하고, 상기 입력측 회전축의 회전력을 출력측 회전축에 전달하는 커플링 및 상기 커플링을 구비한 기어 전동 장치에 관한 것이다.Industrial Applicability The present invention is applied to a gear transmission of a ship speed reducer using a steam turbine as a main engine, and has a coupling for connecting an input side rotating shaft and an output side rotating shaft, and transmitting the rotational force of the input side rotating shaft to the output side rotating shaft, and the coupling. It relates to a gear transmission.
증기 터빈을 주 기관으로 하는 선박용 감속기는, 고속 회전하는 증기 터빈으로부터 100 RPM 이하의 초저속 회전까지 대(大) 감속비로의 감속을 행하므로, 맞물림의 평활화를 위해 헬리컬 기어(helical gear)가 사용되고 있다.A marine gear reducer whose main engine is a steam turbine decelerates to a large reduction ratio from a high speed steam turbine to an ultra low speed rotation of 100 RPM or less. Therefore, a helical gear is used to smooth the meshing. have.
상기 헬리컬 기어를 이용하는 경우에는, 상기 기어의 원주 방향의 토크 전달력(Ft)과 함께 기어의 축 방향의 스러스트력이 작용한다. 이 스러스트력(Fa)은, 헬리컬 각(helical angle)을 β라 하면,In the case of using the helical gear, the thrust force in the axial direction of the gear acts together with the torque transmission force Ft in the circumferential direction of the gear. This thrust force Fa is assumed to be helical angle β,
Fa = Ft·tanβ가 된다.Fa = Fttanβ.
증기 터빈을 주 기관으로 하는 선박용 감속기와 같은 용량이 큰 기어에서는 상기 스러스트력(Fa)이 커지므로, 종래부터 다양한 수단이 강구되어 왔고, 일반적으로는 상기 헬리컬 각(β)이 역방향이 되는 2개의 이(齒)를 조합하여 이루어지는 이중 헬리컬 기어(더블 헬리컬 기어)가 이용되고 있다.Since the thrust force Fa is large in a large-capacity gear, such as a ship speed reducer whose main engine is a steam turbine, various means have been taken conventionally, and generally two helical angles β are reversed. The double helical gear (double helical gear) which combines these is used.
도10은 이러한 이중 헬리컬 기어를 이용한 기어 전동 장치에 있어서의 축 방향 조심 기구(調心機構)의 원리 설명도이다.Fig. 10 is an explanatory view of the principle of the axial guard mechanism in the gear transmission using such a double helical gear.
도10(A)는 서로 맞물리는 2개의 기어(100)와 기어(101)가 축 방향 조심 기구를 구비하지 않아 축 방향으로 조심되어 있지 않은 경우를 도시하고, 도10(B)는 축 방향 조심 기구를 구비하여 축 방향으로 조심되어 있는 경우를 도시한다.Fig. 10 (A) shows a case where two
도10(A)에 도시되어 있는 축 방향 조심 기구를 구비하지 않는 경우에는, 서로 맞물리는 기어(100) 및 기어(101)의 좌측 열(列)의 이는 우측 열의 이보다도 이 접촉이 강하고, 그로 인해 맞물림 반력(이에 직각 방향의 힘)(F1 또는 F2), 토크 전달력[맞물림 반력(F)의 주위 방향 성분](FT1 또는 FT2), 스러스트력[맞물림 반력(F)의 축 방향 성분](FA1 또는 FA2) 모두 좌측 열의 이가 우측 열의 이보다도 커진다.In the case where the axial aligning mechanism shown in Fig. 10A is not provided, the contact of the
그 결과, 기어(100)에는 도10의 좌측을 향한 스러스트력(축 방향력)(FA = FA1 - FA2)이 작용한다. 한편, 기어(101)에는 이와 동일한 크기로 역방향의 스러스트력(축 방향력)(FA)이 작용한다.As a result, the thrust force (axial force) F A = F A1 -F A2 directed to the left side of FIG. 10 acts on the
이러한 힘의 작용 상태로부터, 기어(100) 혹은 기어(101)를 축 방향으로 이동 가능하게 한 축 방향 조심 기구를 구비하고 있으면, 도10(B)와 같이 기어(100) 및 기어(101)는 양측(좌측 및 우측)의 스러스트력(FA)이 균형이 맞는(FA1 = FA2) 위치로 조심된다.If the
도6은 상기한 바와 같은 축 방향 조심 기구를 구비한 증기 터빈을 주 기관으로 하는 선박용 2단 감속기의 외관 사시도이다.Fig. 6 is an external perspective view of a two-stage speed reducer for ships whose main engine is a steam turbine having an axial aligning mechanism as described above;
도6에 있어서, 부호 1은 증기 터빈의 고압 터빈(도시 생략)으로부터의 고압측 입력축, 2는 저압 터빈(도시 생략)으로부터의 저압측 입력축이다. 이 2단 감속기는, 선수측(船首側)에 제1단 맞물림부(A)가, 선미측(船尾側)에 제2단 맞물림부(B)가 각각 구성되어 있다.In Fig. 6,
이하의 설명은 저압측에 대해 행하지만, 고압측도 동일한 구성이다.Although the following description is given about the low pressure side, the high pressure side is also the same structure.
제1단 맞물림부(A)는 상기 저압측 입력축(2)에 연결되는 제1 피니온(3)과, 이에 맞물리는 상하의 제1 휠(4, 4)로 이루어진다. 상기 제1 휠(4, 4)은 각각에 대응하는 제2단 맞물림부(B)의 제2 피니온(5, 5)을 구동한다.The first stage engagement portion (A) comprises a first pinion (3) connected to the low pressure side input shaft (2), and upper and lower first wheels (4, 4) engaged with it. The
상기 제2단 맞물림부(B)의 제2 피니온(5, 5)은 제2 휠(6)과 맞물린다. 상기 제2 휠(6)의 회전력은, 출력축(프로펠러축)(7)에 전달되고, 상기 제1단 맞물림부(A) 및 제2단 맞물림부(B)에 있어서 2단 감속된 회전력에 의해 출력축(프로펠러축)(7)이 구동된다.The
도7 내지 도8은 상기 선박용 2단 감속기(도6)에 있어서의 축 방향 조심 기구를 도시하는 것으로, 도7은 기어의 축선을 따른 단면도, 도8은 도7에 있어서의 Y부 확대 사시도이다.7 to 8 show an axial aligning mechanism in the two-stage speed reducer for ships, FIG. 7 is a sectional view along the axis of the gear, and FIG. 8 is an enlarged perspective view of the Y portion in FIG. .
도7 내지 도8에 있어서, 부호 4는 상기 제1 휠, 5는 상기 제2 피니온이며, 상기 제1 휠 및 제2 피니온은 중공의 기어 축(06) 및 기어 축(05)에 각각 고정되어 있다. 부호 8은 상기 기어 축(05) 및 기어 축(06)의 중공부에 삽입된 퀼(quill) 축이며, 선미측의 단부가 상기 기어 축(05)에 리지드 커플링(rigid coupling)(9)에 의해 연결되어 있다.7 to 8,
상기 퀼 축(8)은, 토크를 전달하는 동시에, 굽힘 강성 및 비틀림 강성을 작게 구성함으로써, 상기 제1 휠(4)과 제2 피니온(5)과의 사이에서의 얼라인먼트 오차 및 상하의 기어의 토크 분담의 평준화를 이루도록 하고 있다.The
부호 10은 기어 커플링이며, 상기 퀼 축(8)의 선수측 단부와 상기 제1 휠(4)측의 기어 축(06)을 연결하고 있다. 상기 기어 커플링(10)은, 상세를 도9에 도시한 바와 같이, 상기 퀼 축(8)의 선수측 단부에 수축 끼워 맞춤에 의해 고정된 클로(claw)(볼록 기어)(11)와, 상기 제1 휠(4)측의 기어 축(06)에 플랜지(13)를 통해 볼트(14)로 고정된 슬리브(오목 기어)(12)를 스플라인 결합하여 구성되어 있다.
따라서, 상기 제1 휠(4)의 회전력은 상기 기어 커플링(10)으로부터 퀼 축(8)에 전달되고, 상기 퀼 축(8)으로부터 리지드 커플링(9)을 통해 제2 피니온(5)에 전달되게 된다. 부호 16은 상기 클로(11)의 고정용 너트이다.Thus, the rotational force of the
이러한 선박용 2단 감속기에 있어서는, 축 방향으로 상대 이동 가능한 클로(볼록 기어)(11)와 슬리브(오목 기어)(12)를 조합한 상기 기어 커플링(10)을, 제1 휠(4)과 제2 피니온(5)과의 사이에 상기 퀼 축(8)을 통해 설치함으로써, 상기 제1 휠(4)측과 제2 피니온(5)측을 축 방향으로 이동 가능하게 한 축 방향 조심 기구를 구성하고 있다.In such a two-stage speed reducer for ships, the
또한, 일본 특허 출원 공개 제2004-138608호 공보에는, 상기한 바와 같은 축 방향 조심 작용을 필요로 하는 대 감속비의 선박용 감속기의 기어 전동 장치에 있 어서, 1단의 기어단에 대해 축 방향 전후에 2개 설치한 이동량 검출 수단에 의한 기어 축의 직경 방향 이동량의 검출치를 기초로 하여 산출한 기어단의 기울기량에 의해, 기어의 이 접촉을 포함하는 기어의 회전 상태의 양부를 판정함으로써, 기어의 회전 상태를 감시하는 기술이 제안되어 있다.Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-138608 discloses a gear transmission of a large reduction gear for a marine gear reducer which requires the axial caution as described above. Rotation of a gear by judging whether the rotation state of a gear including this contact of a gear is determined by the inclination amount of the gear stage computed based on the detected value of the radial movement amount of the gear shaft by the two movement amount detection means provided. A technique for monitoring the condition has been proposed.
도7 내지 도9에 도시된 바와 같은 선박용 감속기의 기어 전동 장치에 있어서는, 축 방향으로 상대 이동 가능한 클로(볼록 기어)(11)와 슬리브(오목 기어)(12)를 조합한 기어 커플링(10)을, 제1 휠(4)과 제2 피니온(5)과의 사이에 퀼 축(8)을 통해 설치함으로써, 상기 제1 휠(4)측과 제2 피니온(5)측을 축 방향으로 이동 가능하게 한 축 방향 조심 기구를 구성하고 있지만, 이러한 기어 커플링(10)에 의한 축 방향 조심 기구는 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.In the gear transmission of the ship reducer as shown in Figs. 7 to 9, a
즉, 감속기의 용량이 커져 기어 커플링(10)의 클로(11)와 슬리브(12)와의 맞물림 면압이 과대해지거나, 상기 클로(11) 및 슬리브(12)의 이의 형상이나 표면 마무리가 부적절한 경우에는, 상기 기어 커플링(10)의 이면(齒面)의 경시적인 마모 등에 의해 축 방향 마찰력이 과대해져, 상기 기어 커플링(10)의 클로(11)와 슬리브(12)와의 스플라인 결합부에 있어서의 축 방향의 이동, 즉 상기 제1 휠(4)과 제2 피니온(5)과의 축 방향의 이동이 원활하게 행해지지 않게 될 가능성이 있다.That is, when the capacity of the reducer becomes large and the engagement surface pressure between the
이로 인해, 이러한 종래 기술에 있어서는, 상기 제1 피니온(3)과 제1 휠(4)과의 제1 맞물림부(A) 및 제2 피니온(5)과 제2 휠(6)과의 제2 맞물림부(B)에 있어서의 축 방향 조심 작용이 원활하게 행해지지 않아, 상기 제1 맞물림부(A) 및 제2 맞물림부(B)에 있어서의 기어의 부하 분담에 불균등이 발생하고, 이면의 편측 접촉이나 기어의 손상이 유발될 우려가 있다.For this reason, in this conventional technique, the first engagement portion A of the
또한, 상기 일본 특허 출원 공개 제2004-138608호 공보의 기술은, 이러한 문제점을 해결하는 것은 아니다.In addition, the technique of Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-138608 does not solve this problem.
본 발명은 이러한 종래 기술의 과제에 비추어, 2개의 기어 축의 사이에 개재 장착되는 기어 축용 커플링 등의 커플링에 있어서, 상기 커플링에 연결되는 2개의 축의 사이의 축 방향 이동을 축 방향 조심 기능을 발휘하면서 원활하게 행하는 것을 가능하게 하여, 내구성 및 동력 전달의 신뢰성을 향상시킨 커플링 및 상기 커플링을 구비한 기어 전동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the problems of the prior art, the present invention relates to a axial movement between two axes connected to the coupling in a coupling such as a gear shaft coupling interposed between two gear shafts. It is an object of the present invention to provide a coupling and a gear transmission including the coupling, which can be performed smoothly while exhibiting the durability, and improve the durability and reliability of power transmission.
본 발명은 이러한 목적을 달성하는 것으로, 입력측 회전축과 출력측 회전축을 연결하고, 상기 입력측 회전축의 회전력을 출력측 회전축에 전달하는 커플링에 있어서, 상기 입력측 회전축과 출력측 회전축과의 사이에, 가요성 재료로 이루어지는 다이어프램을 상기 각 축의 축 방향으로 변형 가능하게 개재 장착하고, 상기 다이어프램을 통해 상기 입력측 회전축과 출력측 회전축을 축 방향 상대 이동 가능하게 연결한 것을 특징으로 한다.The present invention achieves this object, and in a coupling for connecting an input side rotating shaft and an output side rotating shaft and transmitting the rotational force of the input side rotating shaft to the output side rotating shaft, between the input side rotating shaft and the output side rotating shaft as a flexible material. The diaphragm formed is interposed so as to be deformable in the axial direction of each of the axes, and the input side rotation shaft and the output side rotation shaft are connected to each other in the axial direction so as to be movable relative to each other through the diaphragm.
이러한 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 다이어프램을 상기 각 축의 반경 방향으로 연장되는 판형체로 구성하고, 상기 판형체로 이루어지는 상기 다이어프램의 내주를 상기 입력측 회전축 혹은 출력측 회전축의 어느 한쪽의 외주에 고정하는 동시에, 상기 다이어프램의 외주를 상기 입력측 회전축 혹은 출력측 회전축의 다른 쪽의 내주에 고정한다.In this invention, Preferably, the said diaphragm is comprised by the plate-shaped body extended in the radial direction of each said axis | shaft, and the inner periphery of the said diaphragm which consists of said plate-shaped body is fixed to either the outer periphery of the said input side rotating shaft or the output side rotating shaft, The outer circumference of the diaphragm is fixed to the inner circumference of the input side rotation shaft or the other side of the output side rotation shaft.
또한, 상기 커플링을 구비한 기어 전동 장치의 발명은, 제1 기어 축에 연결된 제1 기어 열(列)과 제2 기어 축에 연결된 제2 기어 열을 상기 기어 축의 축 방향으로 병설하고, 상기 제1 기어 축과 제2 기어 축과의 사이에 상기 제1 기어 열과 제2 기어 열과의 사이의 축 방향 위치를 조정 가능하게 한 커플링을 개재 장착하여 이루어지는 기어 전동 장치에 있어서, 상기 커플링은 가요성 재료로 이루어지는 판형의 다이어프램의 내주를 상기 제1 기어 축에 고정하는 동시에, 상기 다이어프램의 외주를 제2 기어 축의 내주에 고정하고, 상기 다이어프램을 통해 상기 제1 기어 축과 제2 기어 축을 축 방향 상대 이동 가능하게 연결한 것을 특징으로 한다.In addition, the invention of the gear transmission including the coupling, the first gear train connected to the first gear shaft and the second gear train connected to the second gear shaft in parallel in the axial direction of the gear shaft, In the gear transmission which consists of a coupling which enables adjustment of the axial position between the said 1st gear train and the 2nd gear train between a 1st gear shaft and a 2nd gear shaft, The said coupling is a gear transmission. While fixing the inner circumference of the plate-shaped diaphragm made of a flexible material to the first gear shaft, the outer circumference of the diaphragm is fixed to the inner circumference of the second gear shaft, and the first gear shaft and the second gear shaft are shafted through the diaphragm. It is characterized by being connected so that the direction relative movement.
이러한 발명에 따르면, 가요성 재료로 이루어지는 다이어프램을, 바람직하게는 축의 반경 방향으로 연장되는 판형체로 구성하여, 내주 혹은 외주를 입력측 회전축 혹은 출력측 회전축의 한쪽 혹은 다른 쪽에 각각 고정하여, 상기 다이어프램을 통해 상기 입력측 회전축과 출력측 회전축을 축 방향 상대 이동 가능하게 연결하였으므로, 입력측 회전축과 출력측 회전축이 상기 다이어프램의 변형능에 의해 축 방향으로 자유롭게 이동 가능해져, 입력측 회전축과 출력측 회전축과의 사이의 축 방향 조심을 용이하게 행할 수 있다.According to this invention, a diaphragm made of a flexible material is preferably composed of a plate-shaped body extending in the radial direction of the shaft, and the inner circumference or the outer circumference is fixed to one or the other of the input side rotation shaft or the output side rotation shaft, respectively, and through the diaphragm Since the input side rotation shaft and the output side rotation shaft are connected to each other in the axial direction, the input side rotation shaft and the output side rotation shaft can be freely moved in the axial direction by the deformability of the diaphragm, so that the axial direction between the input side rotation shaft and the output side rotation shaft can be easily moved. I can do it.
따라서, 이러한 발명에 따르면, 종래의 기어 커플링과 같은, 커플링의 이면의 경시적인 마모 등에 의해 축 방향 마찰력이 과대해져 스플라인 결합부에 있어서의 축 방향의 이동이 원활하게 행해지지 않게 된다고 하는 문제의 발생을 회피할 수 있어, 상기 기어 커플링에 비해 내구성이 향상되는 동시에, 동력 전달의 안정성, 신뢰성이 향상된 커플링이 얻어진다.Therefore, according to this invention, the problem that the axial frictional force becomes excessive due to the aging and wear of the back surface of the coupling, such as the conventional gear coupling, and the axial movement in the spline coupling portion is not smoothly performed. Generation can be avoided, and the coupling is improved, while the durability is improved as compared with the gear coupling, and the stability and the reliability of the power transmission are obtained.
또한, 이러한 발명에 따르면, 종래의 기어 커플링과 같은 커플링의 이면의 윤활이 일체 불필요해지므로, 윤활용 배관이 불필요해져 윤활 설비가 간단하고 또한 저비용이 되는 동시에 윤활유의 소비량을 저감할 수 있다.In addition, according to this invention, since the lubrication of the back surface of the coupling like the conventional gear coupling becomes unnecessary at all, lubrication piping is unnecessary, so that the lubrication equipment is simple and low cost, and the consumption of lubricating oil can be reduced.
따라서, 이상과 같이 구성된 커플링을 기어 전동 장치에 적용하면, 제1 기어 열을 구비한 제1 기어 축과 제2 기어 열을 구비한 제2 기어 축과의 사이에, 상기 다이어프램식의 커플링을 개재 장착함으로써, 제1 기어 축과 제2 기어 축이 상기 다이어프램의 변형능에 의해 축 방향으로 자유롭게 이동 가능해져, 기어 축의 축 방향 조심을 용이하게 행할 수 있다.Therefore, when the coupling configured as described above is applied to a gear transmission, the diaphragm coupling is provided between the first gear shaft having the first gear train and the second gear shaft having the second gear train. By interposed between the first gear shaft and the second gear shaft, the first gear shaft and the second gear shaft can be freely moved in the axial direction by the deforming capacity of the diaphragm, and the axial direction of the gear shaft can be easily performed.
이에 의해, 상기 각 기어 축에 설치되어 사로 맞물리는 기어의 부하 분담을 균등화할 수 있어, 상기 부하 분담의 불균등에 수반되는 이면의 편측 접촉이나 기어의 손상의 유발을 방지할 수 있고, 기어 전동 장치의 내구성이 향상되는 동시에 동력 전달의 안정성, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.This makes it possible to equalize the load sharing of the gears which are provided on the respective gear shafts and interlock with each other, thereby preventing the one-sided contact on the back surface caused by the uneven load sharing and the occurrence of damage to the gears. It is possible to improve the durability and reliability of power transmission while improving durability.
또한 본 발명은, 상기 다이어프램을 상기 각 축의 반경 방향으로 연장되는 판형체로 형성하는 동시에 상기 각 축의 축 방향으로 2개 병설하여 양 다이어프램의 내주부끼리를 연결하고, 상기 2개의 다이어프램의 한쪽의 외주부를 상기 입력측 회전축에 연결하는 동시에 다른 쪽의 외주부를 상기 출력측 회전축에 연결함으로써, 상기 입력측 회전축과 출력측 회전축과의 사이의 회전력 전달계에 상기 2개의 다이어프램을 직렬로 배치하여, 상기 입력측 회전축의 회전력을 상기 2개의 다이어프램을 통해 상기 출력측 회전축에 전달하도록 구성된 것을 특징으로 한다.Moreover, this invention forms the said diaphragm into the plate-shaped body extended in the radial direction of each said axis | shaft, and installs two in parallel in the axial direction of each said axis | shaft, connects the inner peripheral parts of both diaphragms, and one outer peripheral part of the said two diaphragms By connecting the two outer diaphragms to the output side rotation shaft while being connected to the input side rotation shaft, the two diaphragms are arranged in series in the rotational force transmission system between the input side rotation shaft and the output side rotation shaft, and the rotational force of the input side rotation shaft It is characterized in that it is configured to transmit to the output side rotating shaft through the diaphragm.
이러한 발명에 있어서, 상기 입력측 회전축과 출력측 회전축과의 사이에, 상기 다이어프램의 상기 각 축의 축 방향에 있어서의 이동량을 규제하는 스토퍼 장치를 설치하는 것이 좋다.In this invention, it is preferable to provide a stopper device for regulating the amount of movement in the axial direction of each of the axes of the diaphragm between the input side rotation shaft and the output side rotation shaft.
또한, 상기 커플링을 구비한 기어 전동 장치의 발명은, 제1 기어 축에 연결된 제1 기어 열과 제2 기어 축에 연결된 제2 기어 열을 상기 기어 축의 축 방향으로 병설하고, 상기 제1 기어 축과 제2 기어 축과의 사이에 상기 제1 기어 열과 제2 기어 열과의 사이의 축 방향 위치를 조정 가능하게 한 커플링을 개재 장착하여 이루어지는 기어 전동 장치에 있어서, 상기 커플링은 서로 연결된 입력측의 제1 다이어프램 및 출력측의 제2 다이어프램의 2개의 가요성 재료로 이루어지는 다이어프램을 구비하고, 상기 제1 다이어프램의 입력측 접속부를 상기 제1 기어 축에 연결하고 상기 제2 다이어프램의 출력측 접속부를 상기 제2 기어 축에 연결함으로써, 상기 제1 기어 축과 제2 기어 축과의 사이의 회전력 전달계에 상기 제1 다이어프램 및 제2 다이어프램을 직렬로 배치하여, 상기 제1 기어 축의 회전력을 상기 제1 다이어프램 및 제2 다이어프램을 이 순서로 통해 상기 제2 기어 축에 전달하도록 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, the invention of the gear transmission having the coupling, the first gear train connected to the first gear shaft and the second gear train connected to the second gear shaft in parallel in the axial direction of the gear shaft, the first gear shaft A gear transmission formed by interposing a coupling that enables adjustment of an axial position between the first gear train and the second gear train between the first gear train and the second gear shaft. A diaphragm made of two flexible materials of a first diaphragm and a second diaphragm on the output side, the input side connecting portion of the first diaphragm being connected to the first gear shaft, and the output side connecting portion of the second diaphragm being connected to the second gear. Connecting the shaft to the first diaphragm and the second diaphragm in series to the rotational force transmission system between the first gear shaft and the second gear shaft. To be the first gear axis rotational force of the first diaphragm and the second diaphragm characterized by configured to forward to the second gear axis in this order.
이러한 발명에 따르면, 가요성 재료로 이루어지는 다이어프램을 축의 반경 방향으로 연장되는 판형체로 구성하고 축 방향으로 2개 병설하여 양 다이어프램의 내주면끼리를 연결하고, 상기 2개의 다이어프램의 한쪽의 외주부를 입력측 회전축에 연결하는 동시에 다른 쪽의 외주부를 출력측 회전축에 연결함으로써, 상기 입력측 회전축과 출력측 회전축과의 사이의 회전력 전달계에 상기 2개의 다이어프램을 직렬로 배치하였으므로, 입력측 회전축과 출력측 회전축과의 사이에 직렬로 설치한 2개의 다이어프램의 변형능에 의해 입력측 회전축과 출력측 회전축과의 축 방향 상대 이동량을 크게 취할 수 있다.According to this invention, a diaphragm made of a flexible material is composed of a plate-shaped body extending in the radial direction of an axis, and two parallel diaphragms are connected to each other to connect inner circumferential surfaces of both diaphragms, and one outer circumferential portion of the two diaphragms is connected to an input side rotating shaft. The two diaphragms were arranged in series in the rotational force transmission system between the input side rotation shaft and the output side rotation shaft by connecting the outer peripheral portion of the other side to the output side rotation shaft. Therefore, the two diaphragms were arranged in series between the input side rotation shaft and the output side rotation shaft. By the deformability of the two diaphragms, the relative axial movement amount between the input side rotation shaft and the output side rotation shaft can be largely taken.
이에 의해, 이상과 같이 구성된 2개의 다이어프램을 구비한 커플링을 기어 전동 장치에 적용하면, 기어 축의 축 방향 조심의 조정 폭을 넓게 할 수 있다.Thereby, when the coupling provided with the two diaphragms comprised as mentioned above is applied to a gear transmission, the adjustment width | variety of the axial direction of a gear axis | shaft can be expanded.
또한, 입력측 회전축과 출력측 회전축과의 사이에 설치한 스토퍼 장치에 의해, 상기 2축의 과대한 상대 이동을 회피할 수 있다.In addition, an excessive relative movement of the two axes can be avoided by the stopper device provided between the input side rotation shaft and the output side rotation shaft.
본 발명에 따르면, 입력측 회전축과 출력측 회전축이 가요성 재료로 이루어지는 다이어프램의 변형능에 의해 축 방향으로 자유롭게 이동 가능해져, 입력측 회전축과 출력측 회전축과의 사이의 축 방향 조심, 즉 기어 전동 장치에 있어서의 기어 축의 축 방향 조심을 용이하게 행할 수 있다.According to the present invention, the input rotational shaft and the output rotational shaft can be freely moved in the axial direction by the deformability of the diaphragm made of a flexible material, so that the axial direction between the input rotational shaft and the output rotational shaft, that is, the gear in the gear transmission The axial direction of an axis | shaft can be performed easily.
따라서, 본 발명에 따르면 종래의 기어 커플링과 같은, 축 방향 마찰력이 과대해져 스플라인 결합부에 있어서의 축 방향의 이동이 원활하게 행해지지 않게 된다고 하는 문제의 발생을 회피할 수 있어, 상기 기어 커플링에 비해 내구성이 향상되는 동시에, 동력 전달의 안정성, 신뢰성이 향상된 커플링이 얻어진다.Therefore, according to the present invention, the occurrence of the problem that the axial frictional force, such as a conventional gear coupling, becomes excessively high and the axial movement in the spline coupling portion is not smoothly performed can be avoided, and the gear coupling A coupling is obtained that improves the durability and reliability of power transmission while improving durability compared to the ring.
따라서, 이러한 커플링을 제공한 기어 전동 장치에 있어서는, 상호 맞물리는 기어의 부하 분담을 균등화할 수 있어, 상기 부하 분담의 불균등에 수반되는 이면의 편측 접촉이나 기어의 손상의 유발을 방지할 수 있고, 기어 전동 장치의 내구성이 향상되는 동시에, 동력 전달의 안정성, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the gear transmission provided with such a coupling, it is possible to equalize the load sharing of the gears engaged with each other, and to prevent the one-sided contact on the back surface caused by the uneven load sharing and the damage of the gear. The durability of the gear transmission can be improved, and the stability and reliability of power transmission can be improved.
또한, 커플링의 윤활이 일체 불필요해지므로, 윤활용 배관이 불필요해져 윤활 설비가 간단하고 또한 저비용이 되는 동시에 윤활유의 소비량을 저감할 수 있다.In addition, since the lubrication of the coupling is no longer necessary, lubrication piping is unnecessary, so that the lubrication equipment is simple and low cost, and the consumption of lubricating oil can be reduced.
또한, 본 발명에 따르면 입력측 회전축과 출력측 회전축과의 사이에 직렬로 설치한 2개의 다이어프램의 변형능에 의해 입력측 회전축과 출력측 회전축과의 축 방향 상대 이동량을 크게 취할 수 있다.Further, according to the present invention, the amount of axial relative movement between the input side rotating shaft and the output side rotating shaft can be greatly increased by the deformation capability of two diaphragms provided in series between the input rotating shaft and the output rotating shaft.
이에 의해, 상기한 바와 같이 구성된 2개의 다이어프램을 구비한 커플링을 기어 전동 장치에 적용하면, 기어 축의 축 방향 조심의 조정 폭을 넓게 할 수 있다.Thereby, when the coupling provided with the two diaphragms comprised as mentioned above is applied to a gear transmission, the adjustment width | variety of the axial direction of a gear axis | shaft can be expanded.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 선박용 감속기의 기어 전동 장치에 있어서의 다이어프램식 커플링의 축심선을 따른 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross sectional view along an axis line of a diaphragm coupling in a gear transmission of a marine gear reducer according to a first embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 도1 대응도이다.Fig. 2 is a diagram corresponding to Fig. 1 showing a second embodiment of the present invention.
도3은 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 도1 대응도이다.3 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.
도4는 상기 제3 실시예에 있어서의 도3의 Z부 확대도이다.Fig. 4 is an enlarged view of the portion Z in Fig. 3 in the third embodiment.
도5는 상기 제1 내지 제3 실시예에 있어서의 기어 축의 사시 단면도이다.Fig. 5 is a perspective cross-sectional view of the gear shaft in the first to third embodiments.
도6은 본 발명이 적용되는 선박용 감속기의 기어 전동 장치의 외관 사시도이다.6 is an external perspective view of a gear transmission of a ship speed reducer to which the present invention is applied.
도7은 종래 기술을 나타내는 도5 대응도이다.Fig. 7 is a diagram corresponding to Fig. 5 showing the prior art.
도8은 도7에 있어서의 Y부 확대 사시도이다.Fig. 8 is an enlarged perspective view of the Y portion in Fig. 7.
도9는 종래 기술에 있어서의 기어 커플링의 축심선을 따른 단면도이다.9 is a cross-sectional view along an axis of the gear coupling in the prior art.
도10a 및 도10b는 기어 전동 장치에 있어서의 축 방향 조심 기구의 원리 설 명도이다.10A and 10B are schematic diagrams illustrating the principle of the axial aligning mechanism in the gear transmission.
이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시예를 이용하여 상세하게 설명한다. 단, 본 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것만에 한정하는 취지는 아니며, 단순한 설명예에 불과하다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail using the Example shown in drawing. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those examples unless otherwise specified. .
도6은 본 발명이 적용되는 선박용 감속기의 기어 전동 장치의 외관 사시도이다.6 is an external perspective view of a gear transmission of a ship speed reducer to which the present invention is applied.
도6에 있어서, 부호 1은 증기 터빈의 고압 터빈(도시 생략)에 연결되는 고압측 입력축, 2는 저압 터빈(도시 생략)에 연결되는 저압측 입력축이다. 이 2단 감속기는, 선수측에 제1단 맞물림부(A)가, 선미측에 제2단 맞물림부(B)가 각각 구성되어 있다.In Fig. 6,
이하의 설명은 저압측에 대해 행하지만, 고압측도 동일한 구성이다.Although the following description is given about the low pressure side, the high pressure side is also the same structure.
제1단 맞물림부(A)는 상기 저압측 입력축(2)에 연결되는 제1 피니온(3)과, 이에 맞물리는 상하의 제1 휠(4, 4)로 이루어진다. 상기 제1 휠(4, 4)은 각각에 대응하는 제2단 맞물림부(B)의 제2 피니온(5, 5)을, 후술하는 퀼 축(8)(도5 참조)을 통해 구동한다.The first stage engagement portion (A) comprises a first pinion (3) connected to the low pressure side input shaft (2), and upper and lower first wheels (4, 4) engaged with it. The
상기 제2단 맞물림부(B)의 제2 피니온(5, 5)은 제2 휠(6)과 맞물린다. 상기 제2 휠(6)의 회전력은 출력축(프로펠러축)(7)에 전달되고, 상기 제1단 맞물림부(A) 및 제2단 맞물림부(B)에 있어서 2단 감속된 회전력에 의해 출력축(프로펠러축)(7) 이 구동된다.The second pinions 5, 5 of the second stage engagement portion B engage with the
본 발명은, 상기한 바와 같은 기어 전동 장치에 적용되는 축 방향 조심 기구를 구비한 커플링에 관한 것이다.The present invention relates to a coupling having an axial alignment mechanism applied to a gear transmission as described above.
도5는 본 발명의 실시예에 관한 축 방향 조심 기구를 구비한 기어 축의 사시 단면도이다.5 is a perspective cross-sectional view of a gear shaft provided with an axial aligning mechanism according to the embodiment of the present invention.
도5에 있어서, 부호 4는 상기 제1 휠, 4a는 외주에 상기 제1 휠(4)이 고정된 중공의 휠 기어 축, 5는 상기 제2 피니온, 5a는 외주에 상기 제2 피니온(5)이 고정된 중공의 피니온 기어 축이다.In Fig. 5,
부호 8은 상기 휠 기어 축(4a) 및 피니온 기어 축(5a)의 중공부에 삽입된 퀼 축이며, 선미측의 단부가 상기 피니온 기어 축(5a)에 리지드 커플링(9)에 의해 연결되어 있다.
상기 퀼 축(8)은 토크를 전달하는 동시에, 굽힘 강성 및 비틀림 강성을 작게 구성함으로써, 상기 제1 휠(4)과 제2 피니온(5)과의 사이에서의 얼라인먼트 오차 및 상하의 기어의 토크 분담의 평준화를 이루도록 하고 있다.The
부호 20은 본 발명에 관한 다이어프램식 커플링이며, 상기 퀼 축(8)의 선수측 단부와 상기 제1 휠(4)측의 휠 기어 축(4a)을 연결하고 있다.
따라서, 상기 제1 휠(4)의 회전력은 휠 기어 축(4a)으로부터 상기 다이어프램식 커플링(20)을 통해 퀼 축(8)에 전달되고, 상기 퀼 축(8)으로부터 리지드 커플링(9)을 통해 피니온 기어 축(5a) 및 제2 피니온(5)에 전달되게 된다.Accordingly, the rotational force of the
<제1 실시예><First Embodiment>
도1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 선박용 감속기의 기어 전동 장치에 있어서의 다이어프램식 커플링(20)의 축심선을 따른 단면도이다.1 is a cross-sectional view along an axis line of a
도1에 있어서, 부호 13은 상기 휠 기어 축(4a)의 전단부에 연결된 플랜지, 22는 상기 퀼 축(8)의 전단부에 고정된 연결 부재이다. 부호 26은 상기 연결 부재(22)의 빠짐 방지용 너트이다.In Fig. 1,
부호 21은 고무, 스테인레스 박판 등의 가요성 재료로 이루어지는 다이어프램이다. 상기 다이어프램(21)은 축의 반경 방향으로 연장되는 판형체로 구성되어 있고, 상기 다이어프램(21)의 외주부가 스페이서(24)를 통해 상기 플랜지(13)에 볼트(25)에 의해 고정되는 동시에, 내주부가 상기 연결 부재(22)에 볼트(23)에 의해 고정되어 있다.
이러한 제1 실시예에 있어서, 상기 제1 휠(4)의 회전력은 휠 기어 축(4a)으로부터 상기 다이어프램식 커플링(20)의 플랜지(13)에 전달되고, 상기 플랜지(13)로부터 스페이서(24)를 통해 다이어프램(21)에 전달된다. 또한 상기 회전력은, 상기 다이어프램(21) 및 연결 부재(22)를 통해 퀼 축(8)에 전달된다. 상기 퀼 축(8)의 회전력은, 상기한 바와 같이 상기 퀼 축(8)으로부터 리지드 커플링(9)을 통해 피니온 기어 축(5a) 및 제2 피니온(5)에 전달된다.In this first embodiment, the rotational force of the
이러한 회전력의 전달시에 있어서, 상기 휠 기어 축(4a) 및 제1 휠(4)측과 상기 퀼 축(8) 및 제2 피니온(5)측과의 사이에 가요성 재료로 이루어지는 다이어프램(20)을 구비한 상기 다이어프램식 커플링(20)을 개재 장착하고 있으므로, 상기 휠 기어 축(4a) 및 제1 휠(4)측과 퀼 축(8) 및 제2 피니온(5)측이, 상기 다이어프 램(21)의 변형능에 의해 축 방향으로 자유롭게 이동 가능해진다. 따라서, 상기 휠 기어 축(4a) 및 제1 휠(4)과 퀼 축(8) 및 제2 피니온(5)측과의 사이의 축 방향 조심을 용이하게 행할 수 있다.In the transmission of such rotational force, a diaphragm made of a flexible material between the
이에 의해, 상기 제1 휠(4)과 맞물리는 제1 피니온(3)(도6 참조), 혹은 제2 피니온(5)과 맞물리는 제2 휠(6)의 부하 분담을 균등화할 수 있어, 상기 부하 분담의 불균등에 수반되는 이면의 편측 접촉이나 기어의 손상의 유발을 방지할 수 있어 기어 전동 장치의 내구성이 향상된다.Thereby, load sharing of the 1st pinion 3 (refer FIG. 6) which meshes with the said
또한, 이러한 제1 실시예에 따르면, 상기 다이어프램식 커플링(20)을 구비함으로써, 도9에 도시되는 종래의 기어 커플링(10)과 같은, 커플링의 이면의 경시적인 마모 등에 의해 축 방향 마찰력이 과대해져 스플라인 결합부에 있어서의 축 방향의 이동이 원활하게 행해지지 않게 된다고 하는 문제의 발생을 회피할 수 있으므로, 상기 기어 커플링(10)에 비해 내구성이 향상되는 동시에, 동력 전달의 안정성, 신뢰성이 향상된 커플링이 얻어진다.Further, according to this first embodiment, by providing the
또한, 이러한 다이어프램식 커플링(20)은, 종래의 기어 커플링(10)과 같은 커플링의 이면의 윤활이 일체 불필요해지므로, 윤활용 배관이 불필요해진다.Moreover, since the lubrication of the back surface of the coupling like the
<제2 실시예>Second Embodiment
도2는 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 도1 대응도이다.Fig. 2 is a diagram corresponding to Fig. 1 showing a second embodiment of the present invention.
이러한 제2 실시예에 있어서는, 상기 제1 실시예와 동일한 다이어프램을 2개 설치하여 내주측을 볼트(23)에 의해 연결하고, 한쪽의 다이어프램(28)의 외주측을 상기 퀼 축(8) 및 제2 피니온(5)측에 연결되는 연결 부재(22)의 외주에 연결하고, 다른 쪽의 다이어프램(21)의 외주측을 상기 휠 기어 축(4a) 및 제1 휠(4)측에 연결되는 플랜지(13)의 외주에 연결하고 있다. 이에 의해, 상기 연결 부재(22)와 플랜지(13)와의 사이에, 볼트(29)를 통해 2개의 다이어프램(28, 21)을 직렬로 배치한 회전력 전달계가 된다.In this second embodiment, two diaphragms similar to those of the first embodiment are provided, and the inner circumferential side is connected by
이러한 제2 실시예에 따르면, 가요성 재료로 이루어지는 다이어프램(28, 21)을 축 방향으로 2개 병설하여 양 다이어프램(28, 21)의 내주부끼리를 연결하고, 상기 2개의 다이어프램 중 한쪽(28)의 외주부를 입력측인 상기 휠 기어 축(4a) 및 제1 휠(4)측에 연결되는 플랜지(13)의 외주에 연결하고, 다른 쪽(21)의 외주부를 출력측인 상기 퀼 축(8) 및 제2 피니온(5)측에 연결되는 연결 부재(22)의 외주에 연결함으로써, 상기 입력측과 출력측과의 사이의 회전력 전달계에 상기 2개의 다이어프램(28, 21)을 직렬로 배치하였으므로, 이러한 2개의 다이어프램(28, 21)의 변형능에 의해 상기 휠 기어 축(4a) 및 제1 휠(4)측과 퀼 축(8) 및 제2 피니온(5)측과의 사이의 축 방향 상대 이동량을 크게 취할 수 있다. 이에 의해, 기어 축의 축 방향 조심의 조정 폭을 넓게 할 수 있다.According to this second embodiment, two
그 밖의 구성은 도1에 도시되는 제1 실시예와 동일하며, 이와 동일한 부재는 동일한 부호로 나타낸다.Other configurations are the same as those in the first embodiment shown in Fig. 1, and the same members are denoted by the same reference numerals.
<제3 실시예>Third Embodiment
도3 내지 도4는 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 도1 대응도이다.3 to 4 are diagrams corresponding to Fig. 1 showing a third embodiment of the present invention.
이러한 제3 실시예에 있어서는, 상기 제2 실시예에 더하여 상기 다이어프램(28, 21)의 상기 축 방향에 있어서의 이동량을 규제하는 스토퍼 장치(200)를 설 치하고 있다. 즉, 도3 내지 도4에 있어서, 부호 30은 상기 연결 부재(22)의 외주부에 형성된 단차부(축 방향 스토퍼), 31은 상기 스페이서(24)의, 상기 연결 부재(22)의 단차부(30)에 대향하여 형성된 단차부(축 방향 스토퍼)이다. 상기 단차부(30)와 단차부(31)와의 간격(S) 및 상기 플랜지(13)와 연결 부재(22)와의 간격(S)은 상기 다이어프램(28, 21)의 허용 최대 변위로 설정되어 있다.In this third embodiment, in addition to the second embodiment, a
이러한 실시예에 있어서는, 상기 다이어프램(28, 21)이 허용 변위(S)를 초과하는 과대 변위를 일으키려고 하면, 상기 단차부(30)와 단차부(31)가 접촉 혹은 상기 플랜지(13)와 연결 부재(22)가 접촉함으로써, 상기 다이어프램(28, 21)의 상기 허용 변위(S) 이상의 과대한 상대 이동을 회피할 수 있다.In this embodiment, when the
그 밖의 구성은 도2에 도시되는 제2 실시예와 동일하며, 이와 동일한 부재는 동일한 부호로 나타낸다.Other configurations are the same as those in the second embodiment shown in Fig. 2, and the same members are denoted by the same reference numerals.
본 발명에 따르면, 2개의 기어 축의 사이에 개재 장착되는 기어 축용 커플링 등의 커플링에 있어서, 상기 커플링에 연결되는 2개의 축 사이의 축 방향 이동을, 축 방향 조심 기능을 발휘하면서 원활하게 행하는 것이 가능해져, 내구성 및 동력 전달의 신뢰성을 향상시킨 커플링 및 상기 커플링을 구비한 기어 전동 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, in a coupling such as a gear shaft coupling interposed between two gear shafts, the axial movement between two shafts connected to the coupling can be smoothly performed while exhibiting an axial caution function. It is possible to provide a coupling which improves durability and reliability of power transmission and a gear transmission provided with the coupling.
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