JPH0536659B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は遊星歯車機構に係り、特に太陽歯車と
これを支持しつつ一体的に回転される歯車軸の回
転の安定化を向上させて振動・騒音等の低減を図
ることができ、信頼性を高め得る遊星歯車機構に
関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 遊星歯車機構は一般に第３図に示すように、内
歯歯車ａと、この内歯歯車ａの略中央に配置され
る太陽歯車ｂと、これら歯車ａ，ｂに噛合されて
自転しつつ太陽歯車ｂの回りに公転する複数の遊
星歯車ｃとを備えて構成され、例えば動力が遊星
歯車ｃ側から入力される場合、各遊星歯車ｃは動
力を等配分して太陽歯車ｂに伝達し出力させるよ
うになつている。

従来この太陽歯車ｂを支持しつつ一体的に回転
駆動され動力を伝達する歯車軸ｄは略フローテイ
ング状態で支持されている。具体的には一般に、
動力を伝達する歯車軸ｄと被駆動物との間にクラ
ツチ等が介設されることから、歯車軸ｄの一端は
クラツチ等の接続により被駆動物側に、太陽歯車
ｂを有する他端はその回りに公転する遊星歯車ｃ
に支持されている。このような歯車軸ｄの略フロ
ーテイング状態での支持は、動力を被駆動物へ出
力するに際し太陽歯車ｂと各遊星歯車ｃとの歯面
圧力を均等化させて各遊星歯車ｃから太陽歯車ｂ
に均等な動力伝達を可能とするのに必要な構成で
ある。即ち一つの遊星歯車ｃとの歯面圧力が高く
他の遊星歯車ｃとの歯面圧力が低い場合には太陽
歯車ｂを歯面圧力の高い方から低い方へ逃がすよ
うに移動を可能として各遊星歯車ｃと太陽歯車ｂ
との荷重等配分を達成するものである。

しかしながら従来にあつては次のような問題が
あつた。

歯車軸ｄを被駆動物と遊星歯車ｃとの間で略
フローテイング状態で支持しているため、クラ
ツチ等を切つた場合歯車軸ｄはフリーとなる。
このクラツチ等の断状態では歯車軸ｄは、太陽
歯車ｂが遊星歯車ｃの歯に送られることで無負
荷状態で空転されることにより、位置決めもな
くガタついて振動・騒音を発生させる虞れがあ
つた。

また歯車軸ｄをフローテイング支持すること
からその軸方向移動を規制するために歯車軸ｄ
にはリング部材ｅの嵌装されるが、リング部材
ｅの潤滑等の目的でスキマが存在し空転時、動
力伝達時を問わず軸方向の振動を生じさせる虞
れがあつた。

またクラツチ等を切つた場合歯車軸ｄはフリ
ーとなるため、固設されるクラツチ等と歯車軸
ｄとの間にはフレキシブル継手を介設するが、
このフレキシブル継手自体が振動源となつた
り、また動力伝達時このフレキシブル継手が太
陽歯車ｂの移動を拘束して荷重等配分を妨げる
虞れがあつた。

［発明の目的］ 本発明は上述したような問題点に鑑みて創案さ
れたものであり、その目的は太陽歯車とその歯車
軸の回転の安定化を向上させて振動・騒音等の低
減を図り信頼性を高め得る遊星歯車機構を提供す
るにある。

［発明の概要］ 上記目的は本発明によれば次のような構成によ
り達成される。

即ち、リング状の内歯歯車とその中心に配置さ
れた太陽歯車との間に配置され、各歯車に噛合し
て自転しつつ公転する遊星歯車を有し、上記太陽
歯車の歯車軸端部にクラツチを介して被駆動軸を
断続するようにした遊星歯車機構において、太陽
歯車をその径方向に移動可能に支持するために該
太陽歯車の歯車軸を中空構造の可撓軸で形成する
と共に、該可撓軸で形成された歯車軸の両端部を
軸受部材で回転自在に固定支持し、且つ歯車軸の
内部を上記クラツチの作動流体の供給経路とした
ものである。

［発明の実施例］ 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従つ
て詳述する。

先ず基本的な構成について第１図に従つて説明
する。

図示するように１は太陽歯車２を支持しつつ一
体的に回転する歯車軸である。太陽歯車２は内歯
歯車３の略中央に配置され、これら歯車２，３相
互間には回転方向に沿つて適宜間隔で複数の遊星
歯車４が配設されている。以下の構成は従来と略
同様である。

本発明の特長とするところは、太陽歯車２を支
持する歯車軸１を可撓軸で形成し、可撓軸と成し
た歯車軸１を軸受部材５で一定位置に固定支持さ
せるようにしたことにある。

歯車軸１の可撓性をもたせるためには、軸長と
軸径との関係から軸長に対して軸径を細くした
り、軸径に対して軸長を長く設定する等の手段を
講じることができる。また軸１内部に中空部６を
形成することも可撓化の補助手段として講じ得
る。また材質の変更等も考えられる。

しかし歯車軸１は動力伝達用軸としても機能さ
れ相当の捩れ剛性等が確保されるものであり、以
上の諸点を勘案して歯車軸１の可撓性化が達成さ
れる。

殊に遊星歯車機構にあつては遊星歯車４の荷重
等配分が重要であり、可撓性は各遊星歯車４から
の伝達動力の大きさ（即ち歯面圧力の高低）に応
じて太陽歯車２を径方向（遊星歯車４側）へ移動
可能として荷重配分を達成するものである。

本実施例にあつては歯車軸１は太陽歯車２と一
体的にその軸方向に沿つて延出されている。そし
て太陽歯車２から遠く隔離され軸受される両端部
１ａ，１ａ及び太陽歯車部分を除いて軸長に対し
て細い軸径で形成されている。また歯車軸１内に
は、その軸心部に軸方向へ貫通させて中空部６が
形成されている。

このように構成された太陽歯車２の歯車軸１の
両端部１ａ，１ａは夫々軸受部材５によつて回転
自在に且つ一定位置に固定的に支持される。

本実施例にあつては、リング状の軸受部材５
は、固定系としてのケーシング７に軸受されて遊
星歯車４を支持しつつ動力を伝達する遊星枠８に
固定され、これら遊星枠８等を介して固定系に対
し歯車軸１を一定位置に軸受するように構成され
る。

このように構成すれば軸受部材５により両持ち
構造としてクラツチ等の断続に拘らず常に歯車軸
１、太陽歯車２の回転安定性を向上させることが
でき、振動・騒音を抑制できる。この場合両端部
１ａ，１ａで歯車軸１を位置決めするので軸方向
の振動も抑えることができる。また両端部１ａ，
１ａを固定的に支持するとこにより、クラツチと
の間にフレキシブル継手等の介設を排して、より
回転安定化を図ることができる。

以上のように可撓軸の採用により荷重等分配を
確保しつつ歯車軸１を固定的に支持するようにし
たので、太陽歯車２、歯車軸１の回転安定性を図
ることができると共に、周辺部品（フレキシブル
継手等）を排してこれら部品の悪影響を除去で
き、遊星歯車機構の信頼性向上を達成できる。

尚上記実施例にあつては歯車軸１を両端支持と
してその略中央に太陽歯車２を形成することによ
り、捩り剛性を確保しつつ太陽歯車２の移動を十
分に得られる構成となつている。

以上のような基本的実施例の応用例として、具
体的な装置に適用した場合が第２図に示されてい
る。この装置は、主軸駆動発電装置と称されるも
のである。

本装置は機関等に回転駆動されその駆動力を伝
達する回転軸９から歯車機構１０により駆動力の
一部を取り出して従来軸１１に与え、これに連結
された補機類１２を駆動させるものである。本装
置によれば、従来補機類のみを駆動させるために
必要とされていた原動機等を廃止でき、設備の簡
略化、ランニングコストの低減を図ることができ
る。

例えば近年にあつては舶用機関の回転軸９から
駆動力の一部を取り出して発電機１３等を駆動さ
せるものが具体化されている。

特に発電機１３は一定周波数を得るために定速
回転される要請があり、これに対して舶用機関は
回転数が一定せず変動が頻繁であることから、従
動軸１１には差動遊星歯車機構で構成された定速
化手段１４が備えられている。そして発電機１３
は駆動力の一部で定速回転され蒸気タービン１５
等からも駆動されるようになつている。

尚１６は空気クラツチ、油圧クラツチ等のクラ
ツチである。

本発明に係る遊星歯車機構は定速化手段１４と
して採用されている。本応用例では差動遊星歯車
機構として構成され内歯歯車３の外周部には、こ
れを回転駆動して遊星歯車４の公転速度を増減さ
せて太陽歯車２の出力回転数を定速化させる差動
制御歯車１７が噛合されている。この差動制御歯
車１７は、図示しない回転速度検出歯車から検出
される速度が設定回転数よりも高いか低いかに応
じて従動軸１１に取付けられたポンプ駆動歯車１
８より駆動され反対方向に作動油を給排するポン
プ１９により正逆転されるモータ２０によつて正
逆転され、蒸気差動制御を行うように機能する。

具体的構造は第１図に示されており、上記基本
的実施例と同様な構成部材には同一の符号が付さ
れている。

尚２１は回転軸９に設けられる動力取出歯車に
噛合される歯車であり、この歯車２１はスリーブ
状の遊星枠８に一体的に固定され、遊星枠８には
支軸２２を介して遊星歯車４が回転自在に支持さ
れる。

ところで本応用例のようにスペース上、レイア
ウト上の問題から歯車軸１からタービン１５に亘
つて一連に長い軸で構成される場合があり、また
外部からクラツチ１６に直接空気配管等を連結で
きないときがある。

そこで歯車軸１を貫通させて空気・作動油等の
供給通路を形成してクラツチ１６に給排させるこ
とが考えられるが、従来のフローテイング支持の
歯車軸１では位置決めされずクラツチ１６の断続
により変位することになつていたためフレキシブ
ルな配管を必要とし配管の異常振動等不具合を生
じさせる虞れがある。

これに対し本発明にあつては、歯車軸１の両端
部の位置は固定できるので空気・油圧配管を直結
でき、スペースセービングやレイアウトの自由度
を高めることができる。この場合上記基本例で可
撓性を補うべく形成した中空部６を配管として供
用することができる。すなわち、この歯車軸１の
内部の中空部６は、歯車軸１の可撓性を得るため
であると共に、クラツチ１６の作動流体供給路を
も兼ねているため、機構全体を極めてコンパクト
に構成できる。

また歯車軸１を独自に一定位置に支持できるこ
とは、クラツチ等の構造、形式の選択をも任意に
行い得ることにもなる。

これに際し、歯車軸１は可撓軸であることから
荷重等は配分に悪影響がないことは勿論である。

このような本発明に係る遊星歯車機構を採用す
ることにより、これを適用する諸機器の信頼性向
上、設備の簡略化、合理化を達成できる。

［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。

(1) 太陽歯車の歯車軸を軸受部材により一定位置
に固定的に支持するようにしたので、従来のフ
ローテイング状態での支持に比して太陽歯車、
歯車軸の回転安定化を向上させて振動・騒音を
抑制できる。

(2) 歯車軸を可撓軸としたことにより、歯車軸の
固定支持化に対しても太陽歯車を移動可能にし
て遊星歯車との荷重等配分を確保できる。

(3) 従つて遊星歯車機構としての信頼性を向上で
きる。

(4) 歯車軸の内部の中空空間が、歯車軸の可撓性
を得るためであると共に、クラツチの作動流体
供給路をも兼ねているため、機構全体を極めて
コンパクトに構成できる。

(5) 歯車軸内の中空空間の容積（歯車軸の肉厚）
を適宜調節すれば、動力伝達軸としての必要な
捩り剛性を確保しつつ、太陽歯車の径方向の移
動を十分確保することができる。

(6) 太陽歯車の歯車軸は両端支持であり、軸端部
の位置は固定されているので、軸端部が振れ回
ることはなく、そこにクラツチを容易に接続で
き、また、軸端部の位置が軸・径方向に固定さ
れているので、クラツチ用の作動流体供給路に
フレキシブル管等を用いる必要がない。

【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側断面
図、第２図は主軸駆動発電装置への適用状態を示
す斜視図、第３図は従来例を示す側断面図であ
る。 図中、１は歯車軸、２は太陽歯車、５は軸受部
材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ リング状の内歯歯車とその中心に配置された
   太陽歯車との間に配置され、各歯車に噛合して自
   転しつつ公転する遊星歯車を有し、上記太陽歯車
   の歯車軸端部にクラツチを介して被駆動軸を断続
   するようにした遊星歯車機構において、太陽歯車
   をその径方向に移動可能に支持するために該太陽
   歯車の歯車軸を中空構造の可撓軸で形成すると共
   に、該可撓軸で形成された歯車軸の両端部を軸受
   部材で回転自在に固定支持し、且つ歯車軸の内部
   を上記クラツチの作動流体の供給経路としたこと
   を特徴とする遊星歯車機構。