JPH0723708B2 - 内燃機関の始動装置用エアモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はガスタービン等の内燃機関の始動装置用エアモ
ータに関する。

（従来の技術） 従来のこの種のエアモータにおいては、筒状のケーシン
グ内に偏心中空孔を有する内筒が嵌着され、内筒の両端
に円板状のエンドプレートが固設され、前記偏心中空孔
内に円柱状の回転子が回転自在に支承され、回転子の外
周面に半径方向に形成された複数個のスロット内に平板
状の可動羽根が出入自在に挿入されており、その回転子
軸が伝動装置の始動回転軸を介して内燃機関の始動用軸
と接続遮断可能に構成されていた。このエアモータで内
燃機関を始動するには、偏心中空孔の内周下部から相隣
接する可動羽根の間に形成される作用室に圧搾空気を供
給するとともに、該圧搾空気を下方に位置する可動羽根
のスロット内に分岐・供給することにより、可動羽根が
スロットから突出し、その先端面が偏心中空孔の壁面に
当接して前記作用室の気密を保持している。そのため、
圧搾空気は可動羽根の表面に作用して回転子を回転させ
る。伝動装置の始動回転軸は、エアモータの回転子軸に
より回転させられると同時に、別途供給される圧搾空気
により軸方向に移動させられ、内燃機関の始動用軸に接
続させられて、これを回転始動するのである。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来のエアモータによれば、可動羽根表面とスロッ
ト内面との間の摩擦力等のため、可動羽根がスロットか
ら完全に突出せず、可動羽根先端面と偏心中空孔壁面と
の間に透き間が生じることがあった。

そのため、前記スロット内に分岐したエアの圧が立つ前
に圧搾空気が前記作用室から外部へ漏れ出し、さらに
は、この作用室のエアー圧が可動羽根をスロット内へ押
込む方向に作用するので、さらに可動羽根が突出するこ
とが出来ず回転子の回転力が大幅に低下し、エアモータ
の始動性が低下し、ひいては内燃機関の始動性に劣ると
いう課題がある。

本発明はかかる点に鑑み、始動性よく始動して、内燃機
関の始動を確実に行うことができる内燃機関の始動装置
用エアモータを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、空気源から主給気通路を通じて供給される圧
搾空気により回転される内燃機関の始動装置用エアモー
タであって、筒状のケーシング内に嵌着され偏心中空孔
を有する内筒と、該内筒の両端に固設された円板状のエ
ンドプレートと、前記偏心中空孔内に回転自在に支承さ
れ半径方向に形成された複数のスロット内に平板状の可
動羽根が出入自在に挿入された円柱状の回転子と、前記
エンドプレートの少なくとも一方の内面中央部に形成さ
れ、可動羽根の押出範囲に亘って円弧状に開口し、前記
スロットの底部に連通する給気溝と、前記エンドプレー
トの少なくとも一方の内面中央部に形成され、可動羽根
の押込範囲に亘って円弧状に開口し、前記スロットの底
部に連通する排気溝と、前記主給気通路に介設され、上
記主給気通路を通じて供給される圧搾空気により開放さ
れる開閉手段と、前記エンドプレートの少なくとも一方
の内面中央部に形成され、一端が給気溝に、他端が前記
内筒を軸方向に経由して前記開閉手段の上流側の主給気
通路にそれぞれ連通する給気孔と、 前記エンドプレートの少なくとも一方の内面中央部に形
成され、一端が排気溝に連通し、他端が大気に開放され
ている排気孔とを備える構成とする。

（作用） エアモータに圧搾空気を供給する前に、空気源より圧搾
空気の一部が、内筒及びエンドプレートの給気孔を経由
して給気溝に至り、そこから可動羽根の押出範囲に位置
するスロット底部内に分流する。それによって、押出範
囲にある可動羽根は底面に圧搾空気を受けてスロットか
ら突出して先端面が偏心中空孔の壁面に当接して気密を
保持する状態にある。

それから、空気源より圧搾空気により開閉手段が開放さ
れ、エアモータへ圧搾空気が供給されるので、可動羽根
先端面と偏心中空孔壁面との間の気密は完全かつ確実に
保持された状態でエアモータが始動することとなり、エ
アモータは始動性よく始動する。

一方、可動羽根が押込範囲に至ると、そのスロット底部
が排気溝に連通し、可動羽根底面に作用していた圧搾空
気は排気溝から排気孔を経由して大気中に放出される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図において、１は内燃機関の始動装置で
あって、ケーシング２内に、エアモータ３と、開閉手段
４と、伝動装置５とを具備してなる。

上記ケーシング２は、前部ケーシング６のフランジ部6a
に後部ケーシング７が一体に接続されてなる。前部ケー
シング６は、中空孔6bを有する筒状で、前端面に前部カ
バー８が固設されている、後部ケーシング７は、上下に
２個の中空孔7a,7bを有する筒状体で、これら中空孔の
後端面に後部カバー9,10がそれぞれ固設されている。

上記エアモータ３は、後部ケーシング７の中空孔7a内に
内筒11が嵌着され、内筒11の前後両端にエンドプレート
12,13がそれぞれ固設され、内筒11の偏心中空孔11a内に
回転子14の回転子本体14aが回転自在に支持されてな
る。

各エンドプレート12,13は、それぞれ円板部12a,13aの外
面中央部にボス部12b,13bを有してなり、偏心中空孔11a
の両端を密閉している。

回転子14は、円柱状の回転子本体14aの前後両端面に回
転子軸14b,14cがそれぞれ突出してなり、回転子本体14a
の外周面に半径方向に形成された複数個のスロット14d
内に平板状の可動羽根15が出入自在に挿入され、各回転
子軸14b,14cがベアリング16を介してそれぞれ各エンド
プレート12,13のボス部12b,13bに回転自在に支承されて
いる。前側の回転子軸14bの軸端部には減速手段17のピ
ニオン17aが固設されている。

各エンドプレート12,13の円板部12a,13aには、スロット
14dの底部に連通する給気溝12c,13cがそれぞれ内面中央
部に形成されるとともに、一端が給気溝12c,13cに連通
する給気孔12d,13dがそれぞれ半径方向に穿設されてい
る。さらに、円板部12aには、スロット14dの底部に連通
する排気溝12eが内面中央部の給気溝12cの反対側に形成
されるとともに、一端が排気溝12eに連通する排気孔12f
が半径方向に穿設されている。

各給気溝12c,13cは可動羽根15の押出範囲に亘って円弧
状に開口し、排気溝12eは可動羽根15の押込範囲に亘っ
て円弧状に開口している。各給気孔12d,13dの他端は内
筒11に軸方向に穿設された給気孔11bの両端にそれぞれ
連通し、排気孔12fの他端は後部ケーシング７に形成さ
れた主排気通路7cに連通している、主排気通路7cは、一
端が偏心中空孔11a内に可動羽根15の押込範囲に亘って
開口し、他端は主排気口7dを介して大気に開放してい
る。

上記開閉手段４は、後部ケーシング７の中空孔7b内に、
支持ブロック18と、スリーブ19とが嵌着され、スリーブ
19の中空孔19a内に滑弁20の弁部20aが軸方向に摺動自在
に嵌合されてなる。支持ブロック18は、後部カバー10に
形成された空気通路10aに連通する中心孔18aを有し、中
空孔7bの後端を密閉している。スリーブ19の中空孔19a
の前端部にはＯリング21が２個嵌着され、弁部20aとの
間に気密を保持している。

上記滑弁20は、円柱状の弁部20aの前後両端面に弁棒20
b,20cがそれぞれ突出してなり、弁棒20cが支持ブロック
18の中心孔18a内に軸方向に摺動自在に嵌合されてい
る。弁部20aは、後端部外周面にテーパ部20dが形成さ
れ、後端面と支持ブロック18の前端面との間に透き間Ａ
が形成されている。後部ケーシング７には、一端が偏心
中空孔11a内に可動羽根15の押出範囲に亘って開口し、
他端がスリーブ19の中空孔19aに連通する主給気通路7e
と、中空孔19aと主給気口7fとを連通する主給気通路7g
とが形成されるとともに、主給気通路7gの中間部と内筒
11の給気孔11bの中間部とを連通する給気孔7hが穿設さ
れている。

上記伝動装置５は、前部ケーシング６の中空孔6b内に始
動回転軸22が、前部カバー８内に嵌着されたベアリング
23と中空孔6b内に嵌着された２個のベアリング24とによ
り、回転自在にかつ軸方向に移動自在に支承されてな
る。

上記始動回転軸22は、前端部に始動用ピニオン25が固設
され、中間のフランジ部22aと前部カバー８との間にス
ラストベアリング26とばね座27とを介して圧縮ばね28が
介設され、後端部外周面に形成されたスプライン22bに
一方向クラッチ29が軸方向に摺動自在に嵌装され、後端
面に穿設された中心孔22c内に滑弁20の弁棒20bが遊嵌さ
れ、後端面と滑弁20の弁部20aの前端面との間にスラス
トベアリング30が介設されてなる。

上記圧縮ばね28は、始動用ピニオン25の噛合を解除する
方向（第１図中の左側方向）に始動回転軸22を付勢して
いる。一方向クラッチ29は、外周面に減速手段17のピニ
オン17aに噛合するギヤ17bが固設され、前記ベアリング
24と後部ケーシング７の中空孔7b内に嵌着されたベアリ
ング31とにより回転自在に支持されている。

続いて、上記始動装置１の動作について説明する。

まず、空気源の圧搾空気を主給気口7fから主給気通路7g
内に供給すると、圧搾空気の一部が、給気孔7h内に分流
し、給気孔11b及び給気孔12d,13dを経由して給気溝12c,
13cに至り、そこから可動羽根15の押出範囲に位置する
ほぼ半数のスロット14dの底部内に分流する。押出範囲
にある可動羽根15は、底面に圧搾空気を受けてスロット
14dから突出し、先端面が偏心中空孔11aの壁面に当接し
て気密を保持する。

次に、圧搾空気の他の一部が、空気通路10a内に分流し
て中心孔18aに至り、弁棒20cを介して滑弁20を第１図中
の右側方向に移動すなわち前進させる。弁部20aは、ス
ラストベアリング30を介して始動回転軸22を圧縮ばね28
に抗して前進させるとともに、テーパ部20dを介して透
き間Ａを主給気通路7g,7eに連通させ、主給気通路7g,7e
を半開する。残部の圧搾空気の一部が、主給気通路7g,7
eを経由して、押出範囲にあって相隣接する可動羽根15
の間に供給され、回転子本体14aを緩回転させる。回転
子14は、減速手段17及び一方向クラッチ29を介して始動
回転軸22を緩回転させる。その結果、始動用ピニオン25
が内燃機関の始動用ギヤ（図示省略）に一部噛合する。
引き続き滑弁20が前進し、始動用ピニオン25を始動用ギ
ヤに完全に噛合させるとともに、主給気通路7g,7eを全
開する。それによって、残部の圧搾空気の全部が可能羽
根15に供給され、回転子14の回転トルクと速度とを増大
し、内燃機関を増速始動させるのである。

また、回転により、可動羽根15が押込範囲に至ると、そ
のスロット14dの底部が排気溝12eに連通し、可動羽根15
の底面に作用していた圧搾空気は排気溝12eから排気孔1
2f、主排気通路7c及び主排気口7dを経由して大気中に放
出される。

そのため、可動羽根15は、先端面が偏心中空孔11aの壁
面により押圧されてスロット14d内に次第に押し込まれ
るとともに、可動羽根15の間にある圧搾空気も主排気通
路7c及び主排気口7dを経由して大気中に放出される。

このようにして、内燃機関が始動すると、圧搾空気の供
給を停止し、中心孔18a及び空気通路10a内の圧搾空気を
大気中に放出する。圧縮ばね28は、復元力により始動回
転軸22とともに滑弁20を元の位置に後退させ、始動用ピ
ニオン25の噛合を解除すると同時に、主供給通路7gと7e
との連通を遮断するのである。その際、一方向クラッチ
29が作用し、内燃機から始動回転軸22が駆動されて、回
転子14の速度が過大となるのを防止する。

（発明の効果） 本発明は、上記のように、給気溝を通じて可動羽根の底
部に圧搾空気が作用するようにしたから、可動羽根がス
ロットから完全に突出し、可動羽根先端面と偏心中空孔
壁面との間の気密は完全かつ確実に保持され、内燃機関
の始動が確実になる。

特に、給気孔は主給気通路の開閉手段の上流側より（空
気源より）圧搾空気を導入するようにしているので、空
気量が不足することがなく、また、エアモータ始動前か
ら圧搾空気が作用し、可動羽根先端面と偏心中空孔壁面
との間の気密は完全かつ確実に保持された状態でエアモ
ータが始動することとなり、エアモータの始動がより確
実となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエアモータの備えた内燃機関の始
動装置の一実施例を示す断面図、第２図は第１図のII−
II線断面図である。 １……始動装置、２……ケーシング、３……エアモー
タ、４……開閉手段、7e、7g……主給気通路、11……内
筒、11a……偏心中空孔、11b……給気孔、12,13……エ
ンドプレート、12c,13c……給気溝、12d,13d……給気
孔、12e……排気溝、12f……排気孔、14……回転子,14d
……スロット、15……可動羽根

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気源から主給気通路を通じて供給される
   圧搾空気により回転される内燃機関の始動装置用エアモ
   ータであって、 筒状のケーシング内に嵌着され偏心中空孔を有する内筒
   と、 該内筒の両端に固設された円板状のエンドプレートと、 前記偏心中空孔内に回転自在に支承され半径方向に形成
   された複数のスロット内に平板状の可動羽根が出入自在
   に挿入された円柱状の回転子と、 前記エンドプレートの少なくとも一方の内面中央部に形
   成され、可動羽根の押出範囲に亘って円弧状に開口し、
   前記スロットの底部に連通する給気溝と、 前記エンドプレートの少なくとも一方の内面中央部に形
   成され、可動羽根の押込範囲に亘って円弧状に開口し、
   前記スロットの底部に連通する排気溝と、 前記主給気通路に介設され、上記主給気通路を通じて供
   給される圧搾空気により開放される開閉手段と、 前記エンドプレートの少なくとも一方の内面中央部に形
   成され、一端が給気溝に、他端が前記内筒を軸方向に経
   由して前記開閉手段の上流側の主給気通路にそれぞれ連
   通する給気孔と、 前記エンドプレートの少なくとも一方の内面中央部に形
   成され、一端が排気溝に連通し、他端が大気に開放され
   ている排気孔とを備えることを特徴とする内燃機関の始
   動装置用エアモータ。