JPS588848A - ロツクドトレ−ンによる動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロックドトレーンによる動力伝達装置に関する
ものである。さらに詳しくは原動機が発生するトルク変
動を吸収するとともに、歯車の工作誤差に基づいて発生
する不均等な動力伝達をも解消するようにしたロックド
トレーンによる動力伝達装置に関するものである。

ディーゼル機関のようにトルク変動のある原動機を減速
機に接続する場合には、トルク変動に基づくねじれ振動
の共振点が成る回転数のところに発生するために、一般
に原動機と減速機との間に弾性接手な介在させてトルク
変動を吸収させるようにしている。即ち、ねじれ振動の
共振点では通常の伝達トルクの数倍の力が歯車の歯面に
かかることになるので、弾性接手のない状態では軸や歯
車を破損してしまうことになるからである。したがって
、特に船舶などのように大馬力のディーゼル機関を使用
するものにあっては、上記トルク変動の対策は重要な課
題となっている。しかしながら、弾性接手による手段は
、現状では成る限度のトルク迄はカバーできて実用化さ
れているが、一定以上の高トルク域のものにあってはそ
のトルク′変動を吸収しうる弾性接手を製作することに
困難が予想され実用化されるに至っていないのが現状で
ある。

一方、ロックドトレーンは入力軸の動力を第１段目の歯
車列により複数の中間軸に分配し、この複数の中間軸の
動力を第２段目の歯車列により出力軸に同時に集合伝達
する構成になっており、その特性上から大馬力用の変速
機、特に減速機として適用されることが多い。これは入
力軸の動力を変速するとき、複数の中間軸に分配するよ
うにするため、１本当りの中間軸が受ける負荷は小さく
なり、そのため動力伝達用の１個当りのギヤの大きさを
小型化することが可能であること、また入力軸と出力軸
とを同一軸線上に配列することが可能であることなどの
利益のため、全体として装置がコンパクトにできるとい
う特長があるからである。また、各中間軸が受ける負荷
が小さくなるため動力伝達用ギヤのモジュールを小さく
することができ、これがギヤの小径化を可能にして周速
度を減することができるので、騒音の低減にも有利であ
るという特長があるからである。

しかし、上述のロックドトレーンは１本の入力軸から複
数本の中間軸に同時に動力が伝達され、この複数本の中
間軸の動力が再び同時に１本の出力軸に集合伝達される
構成であるため、このロックドトレーンにより円滑な動
力伝達が行なわれるためには、第１段目および第２段目
の歯車列における各歯車が常時適切な噛合をして、各中
間軸に荷重が均等に配分されるようにすることが必要で
ある。しかしながら、歯車及びその位相の設定の工作に
若干の誤差が伴うのは不可避であり、この工作誤差によ
り各中間軸に対する荷重の不均等が生じ、これを解消し
ない限り動力伝達は不円滑になる。

本発明の目的は上述のようなねぢれ振動の共振の問題と
ロックドトレーンの各中間軸の荷重の不等配の問題をロ
ックドトレーンに静圧軸受を組合せることにより解決し
、従来のような高価な弾性接手を使用することを必要と
せず、簡”単でしかも広い調整自由度をもつ・て原動機
のトルク変動のダンピングを可能にし、しかも歯車の工
作誤差に基づいて起る荷重不等配を無くして円滑な動力
伝達をも可能にするコンパクトなロックドトレーンによ
る動力伝達装置を提供せんとすることにある。

上記目的を達成する本発明のロックドトレーンによる動
力伝達装置は、入力軸の動力を第１段目の歯車列により
複数の中間軸へ分配し、この＝複数の中間軸の動力を第
２段目の歯車列により出力軸へ同時に集合伝達すべくし
たロックドトレーンによる動力伝達装置において、前記
第１段目の歯車列をヘリカルギヤとし、第２段目の歯車
列をスパーギヤとして構成するとともに、前記入力軸お
よび中間軸をスラスト方向に移動可能に支持し、この入
力軸および中間軸に、絞りノズルを給油口に備えかつ所
定の圧油が負荷される静圧軸受をスラスト方向の力を受
けるように設けたことを特徴とするものである。

即ち、本発明は入力軸に伝達される回転トルクの変動を
第１段目の歯車列のヘリカルギヤを介してスラスト方向
の力の変動に置換し、このスラスト方向の力の変動を静
圧軸受で支えて複数個の中間軸に荷重を分割することに
よって振動部材の質量を極力軽減してその追随性を高め
るようにし、併せて歯車の工作誤差によるロックドトレ
ーンにおける荷重の不等配をもなくして、如何なる高ト
ルク域においても弾性接手不要の極めてコンパクトな動
力伝達装置とするのである。これは静圧軸受における油
膜は、一般のプレーンベアリングに発生する自然発生の
油膜と異なり、ポンプによる圧油の負荷および給油口に
設けた絞りノズル等の効果によりその油膜剛性を任意に
調節することができるため、スラスト方向の力を支える
ように利用する際に、振動のダンピングに最も効果的な
油膜剛性を設定することができるからである。また、油
膜のバネ剛性は、ポンプによる圧油の圧力、絞りノズル
の絞り度及びポケット部の大きさ等を変えることにより
広範囲に変えることができるので、簡単でしかも広い調
整自由度を得ることができるからである。

以下、図に示す本発明の実施例により説明する。

図は本発明のロックドトレーンからなる動力伝達装置を
減速機として構成したものを示すものである。

図において、１は入力軸であり、２は出力軸である。人
力軸１はケーシング６によりスラスト方向に微動しうる
ようにプレーンベア」ノング４．５を介して回転可能に
支持されている。入力軸１と原動機（図示せず）との結
合は、例えばギヤカップリングのように入力軸１のスラ
スト方向の微動を許容する構造のものであればよい。

一方、出力軸２はケーシング乙に対し、ベア　１Ｊング
６，７により回転可能に支持されている。

人力軸１にはピニオンへりカルギヤ８が固定されており
、このピニオンへりカルギヤ８に対し中間軸１０に固定
されたヘリカルギヤ９が複数個同時に噛合している。中
間軸１０は好ましくは２〜４本の複数本が設けられ、各
中間軸１０に固定されるヘリカルギヤ９はピニオンへり
カルギヤ８よりも多い歯数を有し、これによって入力軸
１の動力を減速して複数本の中間軸１０へそれぞれ分配
伝達するようにしている。このピニオンへりカルギヤ８
とヘリカルギヤ９とは第１段目の歯車列を構成している
。複数本の中間軸１０の他端側にはピニオンスパーギヤ
１１がそれぞれ固定され、この複数個のビニオンスパー
ギヤ１１は出力軸２に固定のスパーギヤ１２に同時に噛
合している。ビニオンスパーギヤ１１は複数本の中間軸
１０の動力を減速して出力軸２へ同時に集合伝達する第
２段目の歯車列を構成している。各中間軸１００両端部
はそれぞれケーシング乙に対しプレーンベアリング１３
．１４により支持され、スラスト方向に微動しうるよう
になっている。

入力軸１のピニオンへりカルギヤ８が固定されている両
側には、一定圧力の圧油が負荷されるようにした静圧軸
受１９．１９’が設けられている。この静圧軸受１９．
１９’は詳しくは第２図および第３図に示されている。

即ち、ピニオンへりカルギヤ８０両側面には、それぞれ
環状の板状体２０，２σがポル）　２Ｌ　２１’により
固定されている。一方、この板状体２０゜２０′に対し
小さな隙間２７．２７’を介在するようにして環状のブ
ロック２２．２２’がポル）　２３．２３’によりケー
シング３に固定されている。ブロック２２、２２’には
環状空間のポケッ）　２４１２４’が設けられ、このポ
ケツ）　２４．２４’の開口部は上記板状体２０．２０
’に対面するようになっている。ブロック２２．２２’
にはさらにポケット２４．２４’に連通ずる給油口に絞
りノズル２５．２５’が設けられており、この絞りノズ
ル２５．２５’を介してさらに給油用の導管２６．２６
′が連結されている。導管２６．２６’のうち、導管２
６はモータ１０１により駆動される給油ポンプ１０２に
連結され、また導管２６′はモータ１０１′により駆動
される給油ポンプ１０２′に連結されている。

給油ポンプ１０２は入力軸１の正転時に稼動して圧油を
静圧軸受１９及び２９に給油し、また給油ポンプ１０２
′は入力軸１の逆転時に稼動して圧油を静圧軸受１９′
及び２９′に給油するようになっている。静圧軸受１９
又は１９′はボケ”　）　２４１２４’内に圧油が供給
されることにより、対向する板状体２０又は２σに作用
し、ピニオンへりカルギヤ８とヘリカルギヤ９との噛合
により入力軸１に発生するスラスト方向の力の変動を受
けるようにしている。

一方、各中間軸１００両端には、それぞれ同様に静圧軸
受２９．２９’が設けられている。この静圧軸受２９．
２９’は詳しくは第４図、第５図、第６図に示されてい
る（　２９．２９’は両者とも構造が同じであるため静
圧軸受２９′の方を代表として図示した）。

即ち、中間軸１０の端面には円盤状、の板状体３０′が
ボルト３１により固定されている。一方、この板状体３
０′に対し小さな隙間６７′を介在するようにしてブロ
ック６２′が対面している。ブロック３２′には板状体
３０’側に向って開口するポケット３４′が設けられ、
さらに給油口にこのポヶッート３４′に連通ずる絞りノ
ズル６５′が設けられている。絞りノズル３５′はさら
にジヨイント３３′により給油用の導管３６′に連結さ
れている。また、ポケット３４は導管３９′を介して外
部へ連通しており、この導管３９′の端部にはコック４
０’を介してブルドン管圧力計４１′が設けられている
。

ブロック３２′は、ケーシング６に対し進退可能に螺合
するネジ部材４２′に対し回転自在に嵌合保持されてい
る。したがって、プロ′ツク６ｚを装着するときはネジ
部材４２″に嵌合保持した状態で、そのネジ部材４２″
をケーシング３に螺合し、適正な位置においてロックナ
ツト４６′によりネジ部材４２′をロックするようにす
ればよい。このようなブロック６２′の装着後、ジヨイ
ント３３′により給油用の導管３６′を連結する。

上記静圧軸受２９″への給油用の導管６６′は、入力軸
１の逆転時に稼動する給油ポンプ１０２′に連結されて
いる。一方、中間軸１０の他方の端部に設けられる静圧
軸受２９も、上記静圧軸受２９′と同一の構成となって
おり、その給油用の導管３６は入力軸１の正転時に稼動
する給油ポンプ１０２に連結されている。また同様に導
管３９にコック４０を介してブルドン管圧力計４０が設
けられている。即ちポケット部の圧力は静圧軸受の特長
として中間軸のスラストによって変化するので各中間軸
の圧力を比較することができ、運転中に荷重の不等配を
修正することができる。

次に、上述した動力伝達装置の作用について説明する。

いま上述した動力伝達装置において、入力軸１が原動機
により正転方向に駆動される場合は、ピニオンへりカル
ギヤ８とヘリカルギヤ９との噛合により、入力軸１には
第１図の右方向へのスラスト力が付勢され、中間軸１ｏ
には反対に左方向へのスラスト力が付勢される。ことに
なる。

この正転時には給油ポンプ１０２′は休転し、給油ポン
プ１０２が稼動するので、静圧軸受１９および２９が圧
油で負荷された状態となり、上記各スラスト力とバラン
スした状態となる。絞りノズルを設けた静圧軸受におい
ては、その油膜のバネ作用の剛性は非線形であり、振動
の吸収には極めて好都合のためねぢれ振動によるスラス
トの変動と工作誤差に基くスラストの変動を同時に緩和
するのである。

原動機で発生するトルク変動は、第１段目のヘリカルギ
ヤの歯車列において入力軸１および中間軸１０のスラス
トの変動としてあられれるが、この変動は静圧軸受１９
．２９が、板状体２０．３０との隙間２７．３７　、即
ち油膜厚さが自動的に変化して吸収されてしまうことに
なる。このとき、スラストの変動量とスラスト方向に微
動する物体の質量の比は、小さなピニオンへりカルギヤ
１個のみの入力軸１の方が中間軸１０より明らかに大き
いので、入力軸１のスラスト方向変動が追随性が大きい
。したがって、変動トルクの吸収は大部分が入力軸１の
変動によって行なわれ、中間軸は補助的な役割をはたし
ている０ま□た、歯車の工作誤差に基づいてロックドト
レーンに発生する各中間軸１０に対する荷重の不均等配
分は、各中間軸１０のスラストの不均等となってあら′
われるが、上述した静圧軸受２９の油膜バネ作用がこれ
を吸収して円滑な動力、伝達を可能にすることになる。

また、静圧軸受は機械的バネのようにヘタリに相当する
ものがないので、大馬力が適用されても十分に対応する
ことができる。

ブルドン管圧力計４１，４１’は静圧軸受２９，２９’
のポケツ）　３４ｔ　３４’内の圧力を検知するための
もので、運転中にコック４０．４０’を開くことによっ
てポケット部圧力を知り、各中間軸１０の荷重の分担を
読取ることが可能となる。不均等な荷重の中間軸があっ
たときは、その中間軸に対応するネジ部材４２．４２’
を回転させて軸方向に進退させることにより、中間軸を
軸方向に移動させ荷重の等配を完全に調整することがで
きる。

上記と反対に、入力軸１が逆転駆動される場合は、第１
段目のヘリカルギヤの歯車列により入力軸１と中間軸１
０とには上記とは反対の方向のスラストが発生するが、
この場合は給油ポンプ１０２′を稼動することにより、
・音圧軸受１９′。

２９′の作用によって同様の作用効果が得られる。

静圧軸受による変動トルクのダンピング効果は、その油
膜の剛性を最適に設定することにより行なうことができ
る。即ち、給油ポンプによる圧力と絞りノズル及びポケ
ット部の大きさ等を設計的に任意に選択することにより
、予め油膜厚さ及び剛性をその都度最適に設定できるこ
とが大きな特長である。

また、上述した装置によると、中間軸１０の軸方向の位
置は、ネジ部材４２．４２’の微小な移動調節によって
行なうことができる。即ち、ネジ部材４２．４２’を適
宜回動調節してケーシング６に対して位置を移動させ、
中間軸１ｏの静止位置を軸方向に移動させることによっ
て、初期条件としての第１段目歯車列と第２段目歯車列
における全ギヤの歯の噛合点の噛合接触を、たとえ歯の
位相の工作誤差があったとしても完全に達成させること
ができる。このような噛合接触の初期操作は、一定のト
ルク値に設定したトルクレンチにより、ネジ部材４２又
は４２′をその回転が停止するまで回動させることによ
って簡単に行なうことができる。

なお、上記実施例は減速機の場合について説明したが、
本発明は増速機の場合についても適用可能である。

上述したように、本発明のロックドトレーンによる動力
伝達装置は、入力軸の動力を第１段目の歯車列により複
数の中間軸へ分配し、この複数の中間軸の動力を第２段
目の歯車列により出力軸へ同時に集合伝達すべくしたロ
ックドトレーンによる動力伝達装置において、前記第１
段目の歯車列をヘリカルギヤとし、第２段目の歯車列を
スパーギヤとして構成するとともに、前記入力軸および
中間軸をスラスト方向に移動可能に支持し、この入力軸
および中間軸に、絞りノズルを給油口に備えかつ所定の
圧油が負荷される静圧軸受をスラスト方向の力を受ける
ように設けた構成としたので、静圧軸受によって従来の
ような高価な弾性接手な使用することなく、簡単でしか
も広い調整自由度をもって原動機のトルク変動のダンピ
ングを行なうことができ、しかも同時に歯車の工作誤差
に基づいて起る荷重不等配を無くして円滑な動力伝達を
可能にし、かつコンパクトな装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例よりなる装置の縦断面図、第２
図は同装置の入力軸における要部の縦断面図、第３図は
第２図のＡ−Ａ矢視断面図、第４図は同じく同装置の中
間軸における要部の縦断面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ
矢視断面図、第６図は第４図のＣ−Ｃ矢視断面図である
。 １・・・入力軸、２・・・出力軸、３・・・ケーシング
、４゜５、１３．１４・・・ブレーンベアリング、８由
ビニオンへりカルギヤ、９・・・ヘリカルギヤ、１１・
・・ピニオンスパーギヤ、１２・・・スパーギヤ、１９
，１９’、２９゜２９′・・・静圧軸受、２４．２４’
、　３４．３４’・・・ポケット、２５゜２５’、　３
５．３５’・・・絞りノズル、２６，２６′、３６，６
６′・・・導管、１０２．１０２’・・・給油ポンプ。 代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　賢　照 弁理士　斎　下　和　彦 第３図 ＢＣ Ｊ１４図 第５図　　　　　第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力軸の動力を第１段目の歯車列により複数の中間
   軸へ分配し、この複数の中間軸の動力を第２段目の歯車
   列により出力軸へ同時に集合伝達すべくしたロックドト
   レーンによる動力伝達装置において、前記、第１段目の
   歯車列をヘリカルギヤとし、第２段目の歯車列をスパー
   ギヤとして構成するとともに、前記入力軸および中間軸
   をスラスト方向に移動可能に支持し、この入力軸および
   中間軸に、絞りノズルを給油口に備えかつ所定の圧油が
   負荷される静圧軸受をスラスト方向の力を受けるように
   設けたことを特徴とするロックドトレーンによる動力伝
   達装置。 ２、静圧軸受が゛、絞りノズルを備えた給油口とスラス
   ト方向に対面する開口部を有するポケットとから構成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載のロックドトレーン
   による動力伝達装置。