JPH0645634Y2 - １軸ガスタービン・エンジン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、車両用エンジンとして好適な１軸ガスター
ビン・エンジンに関する。

（従来の技術） １軸ガスタービンの出力をそのまま走行車両の駆動力と
して用いることは、ガスタービンの特性上できない。そ
こで、出力タービンの回転を減速して駆動力として取り
出すことが考えられる。減速する機構としては、ベルト
式無段変速機構を挙げることができる。このベルト式無
段変速機は、出力タービンの回転を減速して伝達されて
回転する入力プーリと、出力軸に連結された出力プーリ
と、上記各プーリに巻きかけられたベルトと、上記各プ
ーリの溝幅を変速比に応じて変換する油圧シリンダとか
らなっている。この油圧シリンダは、１軸ガスタービン
の回転で駆動され、制御バルブを介して各油圧シリンダ
に油圧を供給する油圧ポンプによって作動させられる。

（考案が解決しようとする課題） 上記油圧ポンプを駆動しているガスタービンには、負荷
がかかると共に燃費が増加するという問題がある。

本考案は、油圧ポンプを常時駆動しなくてもベルト式無
段変速機構の変速比を保持できるようにした、ポンプ駆
動に要する負荷を軽減でき且つ燃費の向上を図れる１軸
ガスタービン・エンジンの提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本考案の１軸ガスタービン・エンジンは、出力タービン
の回転を減速して取り出す減速歯車列と、この減速歯車
列で駆動される入力プーリ，この入力プーリと無端ベル
トを介して結合された出力プーリ，これら各プーリに設
けられていて、各プーリに作動する油圧をそれぞれ変え
て上記入力プーリと出力プーリの変速比を制御する一対
の油圧シリンダとからなるベルト式無段変速機構と、上
記減速歯車列によって駆動される油圧ポンプと、この油
圧ポンプと上記減速歯車列との間に配設されていて、両
者の回転伝達を選択的に断接するクラッチ手段と、上記
油圧ポンプと上記油圧シリンダとの間に配設された制御
バルブと、この制御バルブから分岐された油圧通路を介
して上記油圧ポンプに連結されたアキュムレータと、こ
のアキュムレータが所定圧力を有しているときには、こ
のアキュムレータの油圧を上記各油圧シリンダに供給す
べく上記制御バルブを作動させるプーリ制御信号を出力
する共に上記クラッチ手段を断の状態に保持するクラッ
チ制御信号を出力し、上記アキュムレータの油圧が所定
値以下になったときには、上記クラッチ手段を接にして
上記油圧ポンプを作動させるポンプ制御信号を出力する
と共に上記油圧ポンプと上記アキュムレータとを連結す
る蓄圧制御信号を上記制御バルブに出力する制御手段と
を備えたことを特徴とする。

（作用） 上記アキュムレータが所定圧力を有しているときには、
このアキュムレータの油圧を上記各油圧シリンダに供給
してベルト式変速機構を制御する共に上記クラッチ手段
を断の状態に保持して上記油圧ポンプと１軸ガスタービ
ン本体との回転伝達を断つ。

上記アキュムレータの油圧が所定値以下になったときに
は、上記クラッチ手段を接にして上記油圧ポンプを作動
させて上記アキュムレータに圧油を蓄積する。

（実施例） 以下、図示の一実施例に基づいて本考案を詳細に説明す
る。

図において、符号１は１軸ガスタービン本体を、同２は
減速歯車列３を介して回転駆動されるベルト式無段変速
機構を、同４はトランスミッションを、同５はコンピュ
ータからなる制御手段を、同６はクラッチ手段としての
電磁クラッチを、同７は油圧ポンプを、同８は制御バル
ブを、同９はアキュムレータをそれぞれ示している。

１軸ガスタービン本体１は、コンプレッサ1aと、出力タ
ービン1bと、これらを一体的に結合している回転軸1cを
備えた周知の構成であって、所定の工程を経て回転軸1c
を回転させる。回転軸1cの延長端1dには、小径の歯車3a
が固着されている。この歯車3aには、大径の歯車3bが噛
合していて、両歯車3a,3bで減速歯車列３を構成してい
る。減速歯車列は更に多くの歯車で構成されていても良
い。

ベルト式無段変速機構２は、歯車3bを固着している入力
軸20を中心として回転する入力プーリ21と、出力軸22を
中心として回転する出力プーリ23と、各プーリに巻き掛
けられた無端ベルト26と、入力プーリ21に作用する油圧
を変える入力用油圧シリンダ24と、出力プーリ23に作用
する油圧を変える出力用油圧シリンダ25を主な構成要素
としている。入力プーリ21は、入力軸20と一体の固定プ
ーリ21aと、入力軸20に対して回転方向には一体に軸方
向には摺動自在に設けられた可動プーリ21bとからなっ
ている。可動プーリ21bには、油圧シリンダ24のピスト
ンロッド24aが連結されている。油圧シリンダ24の圧力
室24bは、切換弁2aを有するプーリ制御油圧通路27によ
って制御バルブ８に接続されている。可動プーリ21bに
はスプリング24cによって、これを固定プーリ21aに近付
ける向きの移動習性を与えられている。出力プーリ23
は、出力軸22と一体の固定プーリ23aと、出力軸22に対
して回転方向には一体に軸方向には摺動自在に設けられ
た可動プーリ23bとからなっている。可動プーリ23bに
は、油圧シリンダ25のピストンロッド25aが連結されて
いる。油圧シリンダ25の圧力室25bは、切換弁2aを介し
てプーリ制御油圧通路27に接続されている。可動プーリ
23bにはスプリング25cによって、これを固定プーリ23a
から離間させる向きの移動習性が与えられている。切換
弁2aは、油圧シリンダ24,25のそれぞれの圧力室と制御
バルブ８とを連通するか、または各圧力室の油圧をオイ
ルタンクへ戻すリターン通路2bに連通させるように、制
御手段５が出力する制御信号TCによって選択的に制御さ
れる。入力プーリ21と出力プーリ23の、それぞれの固定
プーリと可動プーリの対向面にテーパ状に形成されてい
て、油圧シリンダによって固定プーリと可動プーリとの
間隔を変えることによりプーリ21,23に対する無端ベル
ト26の巻掛け有効径を変化させるようになっている。出
力軸22には、出力歯車22aが固着されていて、これには
トランスミッション４の入力軸に固着された入力歯車4a
が常時噛合している。

減速歯車列３の歯車3bには、電磁クラッチ６の駆動軸6a
に固着された歯車6bが常時噛合している。電磁クラッチ
の従動軸6cは、油圧ポンプ７の駆動軸として作用する。
この電磁クラッチ６は、油圧ポンプ７と減速歯車列３と
を選択的に断接するクラッチであって、制御手段５が出
力する制御信号Ｃによって作動させられる。油圧ポンプ
７は、電磁クラッチ６が接になったとき、駆動させられ
て図示されないオイルタンクに貯溜されたオイルを圧送
して圧油を発生させる。

プーリ制御油圧通路27に配設された制御バルブ８は、油
圧ポンプ７で発生された油圧を油圧シリンダ24,25に供
給するか、蓄圧通路9aを介してアキュムレータ９に蓄積
するか、リターン通路8aを介してオイルタンクへ戻すか
を換えるバルブであって、制御手段５から出力される制
御信号VCによって作動させられる。アキュムレータ９に
は、圧力センサが設けられていて、貯溜されている圧油
の圧力値に対応する検知信号Ｐを制御手段５に出力して
いる。アキュムレータ９の油圧が、油圧シリンダ24,25
を作動させるに充分な油圧である所定値以下になると、
油圧ポンプ７を作動させて圧油の蓄積を行なうのである
が、この作用は後述する。

制御手段５には、例えば入力プーリ21に対する無端ベル
ト26の有効径巻掛け位置を検出することにより得られる
ベルト式無段変速機構２の変速比信号Ｉと、トランスミ
ッション４の回転数検知信号N,トランスミッションの出
力軸またはドライブシャフトの回転から得られる車速信
号V,アクセル開度センサ又はガバナのラック位置検知セ
ンサ等のような負荷検知手段10からの負荷信号Ｒが入力
されている。また、制御手段５は、車両の走行状態に応
じて、ベルト式無段変速機２の油圧シリンダ24,25への
油圧供給を切り換える切換弁2aを作動させる制御信号を
出力する。

以上のように構成された実施例の作用を説明する。

いま、１軸ガスタービン本体１が作動させられ、アキュ
ムレータ９には所定値以上の油圧が蓄積されているもの
とする。トランスミッションがアイドル状態若しくは部
分負荷で定常走行している場合、１軸ガスタービン本体
１の回転は、ベルト式無段変速機構２により所定の変速
比に変換されてトランスミッション４に出力されてい
る。かかる状態において、制御手段５は、電磁クラッチ
６に対してクラッチ断信号Ｃを出力して油圧ポンプ７へ
の駆動力伝達を断っている。従って、油圧ポンプ７は不
作動状態に置かれて油圧を発生していない。よって、１
軸ガスタービン本体１には、油圧ポンプ駆動のための負
荷が掛っていないので、ポンプ駆動の負荷に相当する燃
費が節約できる。この場合、制御手段５は、制御バルブ
８に対して油圧ポンプ７とリターン通路8aとを連通させ
る作動信号を出力している。１軸ガスターン本体１がア
イドル状態に置かれているとき、制御手段５は、負荷信
号R,トランスミッション回転信号N,車速信号Ｖ等を取り
込んで切換弁2aを一定の位置に保持して油圧シリンダ2
4,25を一定の油圧に保持しつつ変速機構２の変速比を一
定に保っている。

さて、車両がアイドル状態から発進加速する場合や、ま
たは部分負荷で定常走行しているときに、負荷信号R,車
速信号V,トランスミッション回転信号Ｎや目標変速位置
信号等の各種信号を取り込んだ制御手段５は、制御バル
ブ８に対してピストン制御信号VCを出力して、アキュム
レータ９とプーリ制御油圧通路27を連通させると共に切
換弁2aを切り換えて、アキュムレータ９に蓄積されてい
る油圧を油圧シリンダ24,25に供給する。油圧シリンダ2
5に油圧を供給すると、可動プーリ23bが固定プーリ23a
に近接し、他方の油圧シリンダ24の可動プーリ21bは固
定プーリ21aから離間することによりそれぞれのプーリ
に巻掛けられた無端ベルト26の有効径が変動させられ、
変速比が変えられる。油圧シリンダ24,25の何れの方に
油圧を供給するか、換言すると、当該変速機構２の変速
比をどのように選択するかは、運転状況に応じて最も効
率的な変速比を作出するように制御手段５で判断して決
定する。制御手段５には、種々の運転状況に応じた変速
比，燃費，トルク等を条件としたマップが用意される。

そして、アキュムレータ９に蓄積されている油圧が、各
油圧シリンダ24,25を作動させるに充分な圧でなくなる
ことを圧力信号Ｒの入力で判断した制御手段５は、ポン
プ制御信号Ｃを出力して電磁クラック６を接の向きに作
動させて駆動軸6aと従動軸6cとを連結させ、油圧ポンプ
７を回転駆動する。また、同時に制御バルブ８に対して
ポンプに連なる油圧通路7aを蓄圧油路9aに連通するよう
に切り換える蓄圧制御信号VCを出力する。油圧ポンプ７
の作動により、アキュムレータ９には圧油が蓄積され
る。アキュムレータ９の油圧が充分になって油圧信号Ｐ
を入力された制御手段５は、電磁クラッチ６を断にする
制御信号を出力して油圧ポンプ７の作動を停止させる。

なお、ベルト式無段変速機構２の変速比変更が頻繁に実
行される運転状況においては、油圧ポンプ７を連続作動
させることにより、これで発生された油圧を油圧シリン
ダ24,25に送り込んでも良いこと勿論である。

（考案の効果） 以上のように、本考案の１軸ガスタービン・エンジンに
よれば、クラッチ手段を設けて油圧ポンプを必要時にの
み作動させ、このとき発生させた圧油をアキュムレータ
に蓄積しておいてベルト式無段変速機構を作動させるの
で、油圧ポンプ駆動に要する燃料消費量を節約できると
共に油圧ポンプ駆動に伴う動力損失をなくすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例を示す概略構成図である。 １…１軸ガスタービン本体、２…ベルト式無段変速機
構、３…減速歯車列、５…制御手段、６…クラッチ手
段、７…油圧ポンプ、８…制御バルブ、９…アキュムレ
ータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−101340（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−64639（ＪＰ，Ａ) 実公 平１−44844（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】１軸ガスタービン本体の出力タービンの回
   転を減速して取り出す減速歯車列と、 この減速歯車列により回転駆動される入力プーリ，この
   入力プーリとベルトを介して結合された出力プーリ，上
   記各プーリに設けられていて、各プーリに作動する油圧
   をそれぞれ変えて上記入力プーリと出力プーリの変速比
   を制御する一対の油圧シリンダとからなるベルト式無段
   変速機構と、 上記減速歯車列によって駆動される油圧ポンプと、 この油圧ポンプと上記減速歯車列との間に配設されてい
   て、両者の回転伝達を選択的に断接するクラッチ手段
   と、 上記油圧ポンプと上記油圧シリンダとの間に配設された
   た制御バルブと、 この制御バルブから分岐された油圧通路を介して上記油
   圧ポンプに連結されたアキュムレータと、 このアキュムレータが所定圧力を有しているときには、
   このアキュムレータの油圧を上記各油圧シリンダに供給
   すべく上記制御バルブを作動させるプーリ制御信号を出
   力する共に上記クラッチ手段を断の状態に保持するポン
   プ制御信号を出力し、上記アキュムレータの油圧が所定
   値以下になったときには、上記クラッチ手段を接にして
   上記油圧ポンプを作動させるポンプ制御信号を出力する
   と共に上記油圧ポンプと上記アキュムレータとを連結す
   る蓄圧制御信号を上記制御バルブに出力する制御手段と を備えたことを特徴とする１軸ガスタービン・エンジ
   ン。