JPH074346Y2 - 遊転防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、湿式多板油圧クラッチを介してディーゼルエ
ンジンなどの原動軸に連結，解放される船舶のプロペラ
軸などの従動軸の解放時の遊転を防止する遊転防止装置
に関する。

＜従来の技術＞ 一般に、湿式多板油圧クラッチは、金属板両面に銅系の
焼結合金を貼り付けて継手の一方の軸に固定したライニ
ングプレートと、継手の他方の軸に固定したスチールプ
レートを交互に数組重ね合わせ、両プレートを油圧ピス
トンにより押し付けたとき発生する摩擦力によって一方
から他方の軸へ回転トルクを伝達するものである。そし
て、油圧ピストンに作用する油圧を増減することにより
伝達トルクを制御している。即ち、油圧ピストンの押付
力によるプレート間の面圧，摩擦係数，接触面積によっ
て決まる摩擦力によるトルク即ち伝達トルクに対して、
従動軸側の負荷トルクが小さければ、プレート間に滑り
が生じず両軸の回転数は等しくなる一方、従動軸側の負
荷トルクが大きくなれば、プレート間に滑りが生じて従
動軸は上記伝達トルクに釣り合うような回転数に整定す
る。

例えば、中小形船舶のプロペラ軸の駆動には、プレート
間にこのような滑りを生じさせたスリッピングクラッチ
状態で伝達トルクを制御するものが多く、かかる湿式多
板油圧クラッチでは、プレート間の摩擦係数，面圧，相
対滑り速度で決まるプレートに発生する摩擦熱を除去す
べく、プレート間に充分な潤滑油を供給して冷却を行な
う。また、摩擦熱によるプレートの焼付を防止すべく、
摩擦発生熱量を第３図に示す焼付許容限界線Ａ内に抑
え、さらにスリッピングクラッチを多用する場合は、第
３図の永久スリップ領域Ｂ内に抑えるような機関運転と
クラッチ制御を行なっている。

＜考案が解決しようとする課題＞ ところが、上記湿式多板油圧クラッチを備えた従来の船
舶では、停船時に油圧ピストンが働いていないクラッチ
脱の状態でも、クラッチ摩擦板（プレート）間の潤滑油
の粘性により従動軸が原動軸に連れて廻ろうとするいわ
ゆる遊転トルクが発生し、従動軸側の抵抗がこの遊転ト
ルクよりも小さい場合は、従動軸即ちプロペラが回転す
るという欠点があり、安全上からも問題があった。

そこで、本考案の目的は、原動軸と従動軸間に設けられ
た湿式多板油圧クラッチの脱時に動作して、従動軸に遊
転トルクよりも大きい制動力を加えることにより従動軸
の遊転を防止する簡素な構成の遊転防止装置を提供する
ことである。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するため、本考案の遊転防止装置は、自
由回転軸の端部に軸方向に移動可能かつ周方向に移動不
可能に軸方向に所定間隔をおいて複数枚嵌合された第１
摩擦板と、上記自由回転軸を支承するケーシングの内周
に軸方向に移動可能かつ周方向に移動不可能に上記各第
１摩擦板の間に配置して複数枚嵌合された第２摩擦板
と、上記第1,第２摩擦板を軸方向内方のケーシング内壁
に向けて軸端側から押圧する油圧ピストンと、この油圧
ピストンを軸方向外方へ付勢するように上記ケーシング
に取り付けられ、ばね力が調整可能なばねとを含む湿式
多板油圧ブレーキと、上記自由回転軸から従動軸へ上記
湿式多板油圧ブレーキによる遊転防止トルクを伝達する
減速歯車と、 上記湿式多板油圧クラッチからの作動油の排出に応じ
て、上記湿式多板油圧ブレーキの油圧ピストンに作動油
を供給するように切り換わる切換弁を備えたことを特徴
とする。

＜作用＞ 湿式多板油圧クラッチから作動油が排出されると、油圧
クラッチは脱状態となって、従動軸は原動軸から解放さ
れるが、油圧クラッチ内の摩擦板間の潤滑油の粘性等に
より遊転トルクが生じ、原動軸と共に回転しようとす
る。このとき、切換弁は、上記作動油の排出に応じて湿
式多板油圧ブレーキの油圧ピストンに作動油を供給し、
油圧ピストンが、自由回転軸に例えばスプライン嵌合さ
れた第１摩擦板と、各第１摩擦板間に配置してケーシン
グの内周に例えばスプライン嵌合された第２摩擦板を、
軸方向内方のケーシング内壁に向けて押圧して、自由回
転軸に遊転防止トルクを発生させる。この遊転防止トル
クは減速歯車を介して従動軸に伝達され、上記遊転トル
クを打ち消して従動軸の遊転を停止させる。一方、湿式
多板油圧クラッチに作動油が供給され、油圧クラッチが
嵌状態となると、従動軸は原動軸に連結されるととも
に、切換弁が切り換わって湿式多板油圧ブレーキの油圧
ピストンから作動油が排出され、油圧ピストンが第1,第
２摩擦板から離れて自由回転軸は従動軸に何ら制動を与
えることなく自由に回転する。

また、油圧ピストンを軸方向外方へ付勢するばねのばね
力を増減すれば、作動油の圧力を変えることなく制動力
を調整でき、第1,第２摩擦板の枚数を増減すれば、ブレ
ーキ容量を幅広く設定できる。さらに、減速歯車の減速
比を増減することにより、油圧ブレーキの制動力が一定
でも、従動軸に作用する制動トルクを増減でき、幅広い
制動トルクの選定が可能になる。

＜実施例＞ 以下、本考案を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本考案の遊転防止装置を備えた船舶の動力伝達
系を示す概略図であり、１はディーゼルエンジン、３は
先端にプロペラ４を有する従動軸、５はスチールプレー
ト5aを上記ディーゼルエンジン１の原動軸２に、ライニ
ングプレート5bを上記従動軸３に夫々固定し、油圧ピス
トン5cで両プレート5a,5bを接離して両軸2,3を連結，解
放し、動力を伝達する湿式多板油圧クラッチ、６は自由
回転軸6dにスプライン嵌合した第１摩擦板としてのライ
ニングプレート6bをケース側にスプライン嵌合した第２
摩擦板としてのスチールプレート6aに油圧ピストン6cに
よって接離して、自由回転軸6dに遊転防止トルクを発生
させる湿式多板油圧ブレーキ、７は上記自由回転軸6dか
ら従動軸３へ遊転防止トルクを伝達する減速歯車であ
る。

上記湿式多板油圧クラッチ５の油圧ピストン5cは、油圧
ポンプ８の吐出ライン９に介設した空気式または電気式
３ポート２位置の主切換弁10によって作動油が給排さ
れ、主切換弁10の上流側の吐出ライン９からは、高圧，
低圧用の圧力制御弁11,12を順次介設したリリーフライ
ン13が分岐している。一方、上記湿式多板油圧ブレーキ
６の油圧ピストン6cは、上記圧力制御弁11,12の間のリ
リーフライン13から分岐するライン14に介設したスプリ
ングオフセット式３ポート２位置の切換弁15によって作
動油が給排され、この切換弁15は、上記主切換弁10の下
流側の吐出ライン９からのパイロット圧（吐出圧）を受
けて、作動油を排出する図中左のシンボル位置に切り換
わるようになっている。そして、上記湿式多板油圧ブレ
ーキ６と減速歯車７と切換弁15で遊転防止装置16を構成
している。

第２図は、上記遊転防止装置16の詳細断面図である。こ
の遊転防止装置16は、歯車21（第１図の７参照）を固定
した従動軸３および上記歯車21に噛合する歯車22を先端
に固定した自由回転軸23（第１図の6d参照）を、夫々ラ
ジアル玉軸受24,自動調心ころ軸受25および一対のラジ
アル玉軸受26を介して軸受ケーシング27に支承してい
る。上記自由回転軸23の後端外周に設けたスプライン溝
23aには、軸方向に等間隔をあけて並ぶ５枚のライニン
グプレート28（第１図の6b参照）を嵌合する一方、軸受
ケーシング27と一体をなすブレーキハウジング29の内周
に設けたスプライン溝29aには、上記ライニングプレー
ト28の各間隔を挟み込む６枚のスチールプレート30（第
１図の6b参照）を嵌合する。そして、ブレーキハウジン
グ29の内端に設けた環状室29bに、上記両プレート28,30
を軸方向内方のブレーキシュー31に向けて押し付けるリ
ング状の油圧ピストン32（第１図の6c参照）を嵌装する
とともに、油圧ピストン32の中心穴32aから自由回転軸2
3の後端穴23b内に突出するようにブレーキハウジング29
にばね受けロッド33を螺着し、ばね受けロッド33と油圧
ピストン32との間にこの油圧ピストン32を軸方向外方へ
付勢するスプリング34を縮装している。

上記ブレーキハウジング29の後端には、環状室29bに油
圧通路39,40を介して連通する給油ポートPsと環状室29b
に油圧通路39,41を介して連通する排油ポートＴが設け
られ、油圧通路40内に挿入された絞り弁37をスプリング
38でブレーキハウジング29の弁シート面29dに押し付け
ることにより油圧通路39と41を遮断する一方、絞り弁37
に設けた絞り孔37aにより油圧通路39と40が連通してい
る。給油ポートPsより供給される圧油は絞り孔37aを通
ることにより緩やかに油圧ピストン32を押し付け、ブレ
ーキの急激な嵌入を防止している。また、給油ポートPs
より供給される圧油が遮断されると、スプリング34によ
り油圧ピストン32が押し戻されるとともに絞り弁37も押
し下げられ、油圧通路39と41が連通し、環状室29bの圧
油は急速に排油ポートＴよりタンク内に排出される。上
記給油ポートPsに２次ポートＡを臨ませて、上記切換弁
15（第１図参照）を取り付けている。切換弁15は、弁体
15aの右端面にスプリングＳを縮装し、左端面に臨むパ
イロットポートＸに吐出ライン９（第１図参照）からの
制御圧を導いてなり、第２図に示すオフセット位置（第
１図の右のシンボル位置）で１次ポートＰを弁体15aの
外周溝15bを介して上記２次ポートＡに連通して、ライ
ン14からの比較的低圧の作動油を上記環状室29bに供給
する一方、比較的高い制御圧をパイロットポートＸに受
けて図中右方（第１図の左のシンボル位置）へ移動し、
１次ポートP,2次ポートＡ間を遮断して、スプリング34
による油圧ピストン32の復動に伴って絞り孔37aを通り
環状室29bから押し出される作動油を環状室29cを通り排
油ポートＴを経て排出する。さらに、上記ブレーキハウ
ジング29と自由回転軸23には、ライニングプレート28と
スチールプレート30間の間隙に上記ライン14からの作動
油を潤滑油として循環させる潤滑油ポート35と潤滑油路
36を設け、この潤滑油路36は上記排油ポートＴに連通し
ている。

上記構成の遊転防止装置16の動作について次に述べる。

いま、第１図の主切換弁10が図中の右のシンボル位置に
切り換えられると、湿式多板油圧クラッチ５の両プレー
ト5a,5bを押し付けていた油圧ピストン5cは、図示しな
いスプリングで復動せしめられ、ピストン室内の作動油
がタンクに排出されて、油圧クラッチ５は脱状態となっ
て従動軸３は原動軸２から解放される。しかし、油圧ク
ラッチ５の両プレート5a,5b間の潤滑油の粘性等により
遊転トルクが生じて、従動軸３は原動軸２と共に回転し
ようとする。このとき、切換弁15は、パイロットポート
Ｘがタンクに開放されるのでスプリングＳにより図中の
右のオフセット位置に切り換わり、低圧の圧力制御弁12
で調圧された作動油が、ライン14,1次ポートP,2次ポー
トＡを経て湿式多板油圧ブレーキ６の油圧ピストン6cに
供給される。即ち、第２図に示す切換弁15の１次ポート
P,2次ポートＡを経てブレーキハウジング29の環状室29b
に作動油が流入すると、油圧ピストン32は、ブレーキハ
ウジング29の内周のスプライン溝29aに嵌合するスチー
ルプレート30と、自由回転軸23の外周のスプライン溝23
aに嵌合するライニングプレート28をブレーキシュー31
に向けて軸方向に押し付け、自由回転軸23に遊転防止ト
ルクを発生させる。この遊転防止トルクは、減速歯車2
2,21（第１図の７参照）を介して減速比に応じて増力さ
れて従動軸３に伝達され、上記遊転トルクを打ち消して
従動軸３の遊転を停止させる。

こうして湿式多板油圧ブレーキ６は、油圧ピストン32に
加わる作動油の圧力に応じて従来例で述べたようにスリ
ッピングあるいはノンスリッピング状態で自由回転軸23
に制動を与え、両プレート28,30による摩擦発熱量は第
３図の永久スリップ領域Ｂまたは焼付許容限界線Ａ内に
抑えられるとともに、両プレート28,30間には潤滑油路3
6を経て循環する十分な潤滑油によって冷却され、プレ
ートが焼き付くようなことはない。また、両プレート2
8,30の枚数を増やして制動力を増大でき、スリッピング
によるライニングプレートの摩耗量も３×10⁹cm³/kg・
ｍと非常に少なく、長期に亘って使用できる。さらに、
ばね受けロッド33の突出端に螺合したナットを調整して
スプリング34のばね力を増，減することにより、油圧ピ
ストン32の押圧力を減，増し、作動油の圧力を変えるこ
となく制動力を調整することができる。

一方、第１図の主切換弁10が図中の左のシンボル位置に
切り換えられると、主切換弁10の１次ポートQ,2次ポー
トＢを経て高圧の圧力制御弁11で調圧された作動油が油
圧クラッチ５の油圧ピストン5cに供給され、往動する油
圧ピストン5cが両プレート5a,5bを押し付けて、油圧ク
ラッチ５は嵌状態となって従動軸３は原動軸２に連結さ
れる。このとき、切換弁15は、パイロットポートＸに吐
出ライン９からの高い制御圧を受けて図中の左のシンボ
ル位置に切り換わり、第２図のスプリング34で復動せし
められる油圧ピストン32により環状室29bからの作動油
が排油ポートＴ（第１図の15参照）を経てタンクに排出
される。これによって、ライニングプレート28はスチー
ルプレート30から離れ、自由回転軸23は何ら制動を受け
ることなく歯車22,21を介して従動軸３と共に回転す
る。

こうして、湿式多板油圧クラッチ５が嵌状態でプロペラ
４が駆動されているとき、湿式多板油圧ブレーキ６への
作動油を遮断して非制動の脱状態とし、油圧クラッチ５
が脱状態のときのみ、油圧ブレーキ６を制動の嵌状態に
しているので、無駄な作動油の消費がなく、エネルギロ
スが少ない。また、自由回転軸23で発生させた遊転防止
トルクを、減速歯車22,21を介して従動軸３に伝達して
いるので、減速比分だけ制動トルクが小さくて済み、湿
式多板油圧ブレーキ６を小型化することができる。加え
て、上記減速比を増減することにより、油圧ブレーキ６
の制動力が同じでも、従動軸３に作用する制動トルクを
増減でき、幅広い制動トルクの選定が可能である。さら
に、油圧ブレーキ６を潤滑油で冷却される湿式のものに
しているので、乾式に比べて長期間使用できるという利
点がある。

一般に、クラッチ断時の従動軸側の遊転により船体に生
じる衝撃や振動は、クラッチの遊転トルク，船速による
プロペラの遊転トルク，従動軸側の回転慣性力，軸受抵
抗など様々な要因で定まり、設計段階で正確に予測する
ことが非常に困難である。そのため、かかる衝撃や振動
を防止できるおおよその制動力をもつ遊転防止装置を船
舶に装備した後、個々に調整を行なうのが常である。か
かる場合、本考案の遊転防止装置は、上述の如く第1,第
２摩擦板の枚数や減速比やばね力を増減することによ
り、制動力，ブレーキ容量，制動トルクを幅広く変化さ
せて設定することができるので、個々の船舶に最適の遊
転防止力を容易かつ確実に得ることができるという大き
な利点がある。

なお、本考案が図示の実施例に限られないのはいうまで
もない。

＜考案の効果＞ 以上の説明で明らかなように、本考案の遊転防止装置
は、湿式多板油圧ブレーキの自由回転軸端にスプライン
嵌合した複数の第１摩擦板と、ケーシング内周にスプラ
イン嵌合した第２摩擦板とを，油圧ピストンによりばね
力が調整可能なばねの付勢力に抗して軸方向内方のケー
シング内壁に向けて押圧して、自由回転軸に遊転防止ト
ルクを発生させ、このトルクを減速歯車を介して従動軸
に伝達するとともに、切換弁によって、従動軸を原動軸
に断続する湿式多板油圧クラッチからの作動油の排出に
応じて上記油圧ピストンに作動油を供給するようにして
いるので、油圧クラッチが脱状態のときだけ作動する小
型で安価かつ長寿命しかも制動力等を幅広く調整できる
湿式多板油圧ブレーキによって、油圧クラッチ脱時の従
動軸の遊転を個々の船舶等に合わせて最適に防止でき、
船舶のプロペラ軸等の駆動時の安全性を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の遊転防止装置を備えた船舶の動力伝達
系を示す概略図、第２図は上記遊転防止装置の詳細断面
図、第３図は湿式多板油圧クラッチの摩擦発熱量の限界
を示す図である。 １…ディーゼルエンジン、２…原動軸、３…従動軸、４
…プロペラ、５…湿式多板油圧クラッチ、６…湿式多板
油圧ブレーキ、6a…スチールプレート、6b…ライニング
プレート、6c…油圧ピストン、6d…自由回転軸、７…歯
車、８…油圧ポンプ、10…主切換弁、15…切換弁、16…
遊転防止装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 宮崎 修二 大阪府大阪市大淀区大淀中１丁目１番80号 ダイハツデイーゼル株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−184241（ＪＰ，Ａ) 実公 昭51−3340（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭61−3702（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】湿式多板油圧クラッチを介して原動軸に連
   結，解除される従動軸の解放時の遊転を防止する遊転防
   止装置において、 自由回転軸の端部に軸方向に移動可能かつ周方向に移動
   不可能に軸方向に所定間隔をおいて複数枚嵌合された第
   １摩擦板と、上記自由回転軸を支承するケーシングの内
   周に軸方向に移動可能かつ周方向に移動不可能に上記各
   第１摩擦板の間に配置して複数枚嵌合された第２摩擦板
   と、上記第1,第２摩擦板を軸方向内方のケーシング内壁
   に向けて軸端側から押圧する油圧ピストンと、この油圧
   ピストンを軸方向外方へ付勢するように上記ケーシング
   に取り付けられ、ばね力が調整可能なばねとを含む湿式
   多板油圧ブレーキと、 上記自由回転軸から従動軸へ上記湿式多板油圧ブレーキ
   による遊転防止トルクを伝達する減速歯車と、 上記湿式多板油圧クラッチからの作動油の排出に応じ
   て、上記湿式多板油圧ブレーキの油圧ピストンに作動油
   を供給するように切り換わる切換弁を備えたことを特徴
   とする遊転防止装置。