JPS59147120A - 特に船舶用の伝動装置におけるクラツチ装置 - 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】 本発明は伝動装置、特に船舶用伝動装置にお・けるクラ
ッチ装置であって、平行な力伝達経１烙内に配置された
切替え＝Ｔ能の少なくとも２つの歯車クラッチ、即ち同
期装置を有する１つの自動的にかみ合い可能な主クラッ
チと同期装置なしの少なくとも１つの副クラッチとを備
え、」主クラッチのかみ合い運動を副クラッチの７５１
み合い運動へ変換する１つの変換装置を備えている形式
のものに関する。

この種のクラッチ装置は主としていＪつゆるロックド１
−レーン式伝動装置において用いられる。

この伝動装置は負荷分配式のものであって、１つの駆動
ピニオンが平行な複数の中間軸上の歯車にかみ合い、こ
れらの中間軸は各１つの切替え可能な歯車クラッチを介
して中間ビニメーンを駆動Ｌ　−”これらの中間ピニオ
ンは１つの共通の大歯車にかみ合う構成のものである。

このような伝動装置を使って、例えば多軸駆動装置を備
えた船舶においてガスタービンを必要に応じて推進軸と
連結したり又は切り離したりすることができる。このよ
うな伝動装置は、同じ負荷分配式ながらたんに１つのク
ラッチ、即ち駆動ピニオンに前置されるたんに１つのク
ラッチを備えているだけの伝動装置に比較して次のよう
な利点を有する。即ち、駆動ピニオンお−よびこの、駆
動ビニオンとかみ合う複数の歯車から成る第１の伝動装
置段が切替え可能の歯車クラッチの解離によって所属の
原動機、例えばガスタービンと一緒に停止することがで
き、これによって被動軸、例えば推進軸の引き続く回転
にはたんに第２の伝動装置段、即ち中間ピニオンおよび
これらとかみ合う大歯車から成る伝動装置段のみが関係
することになる。

以上述べた形式のクラッチ装置の切替え可能の歯車クラ
ッチのかみ合いに際しては、副クラッチのかみ合いがｈ
されない間は主クラッチが負荷を受け々いか又は受°け
ても小さなトルクに過ぎないようにする必要がある。主
クラッチへ早期に負荷が伝わると、所属の中間軸のねじ
れによって副クラッチの連結歯がもはや正確に互い違い
に位置せず、従って支障なくかみ合うことができない状
態になる。他面において、副クラッチがその完全なかみ
合い以前にかなり大きなトルクで負荷されてしまうこと
も避けねばならない。というのは、このような負荷が副
クラッチの連結歯相互間に摩擦抵抗を惹起することにな
り、この摩擦抵抗が副クラッチの完全なかみ合いを回帰
にし、ひいては変換装置が過負荷となって例えばレバー
から成る変換装置の場合動きがロックされることになる
。

同様の形式の公知のクラッチ装置の場合（イギリス国特
許公告第１０７６２７３号明細書。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２００９４１４号明細
書、ヨーロッ・ξ特許出願公開第０００２８８８号明細
書）、切替え可能な各歯車クラッチの第１のクラッチ半
部がねじスリーブから構成されており、このねじスリー
ブは並目ねじ山によって中間軸区分と連結されていてす
ぐ歯を有しており、このすぐ歯が第２のクラッチ半部の
すぐ歯にかみ合い可能である。主クラッチに属する同期
装置は複数のつめを有しており、これらのつめはねじス
リーブに支承されていて他方のクラッチ半部のすぐ歯と
協働するか（前記イギリス国特許公告明細書）又は別個
のつめと協働する（前記ドイツ連邦共和国特許出願公開
明細省）。つめが一方のクラッチ半部から他方のクラッ
チ半部へトルクを伝達する場合、トルクはねじスリーブ
と所属の中間軸区分との間の並目ねじ山結合を介して軸
方向力に変換され、この軸方向力がねじスリーブを押し
ずらして連結歯をかみ合わせ、つめのかみ合わせをはず
す。つめの負荷を除くために、−主クラッチにはす歯の
予備歯を設け、これらの予備歯が本来の連結歯に先立っ
て反いにかみ合うことによってつめの代りに完全なかみ
合いを生ずる。最終的にこの予備歯は再びかみ合いを解
かれる（前記ドイツ連邦共和国特πｒ出願公開明細書）
。

変換装置は公知例の場合特に１つの二腕レバーから構成
されている。この二腕１ツバ−はその両端に各１つのつ
めを備え、このつめは大幅な軸方向遊びをもって各ねじ
スリーブのリングみぞに係合する。この場合の大幅な軸
方向遊びは、主クラッチの同期装置が前もって主クラッ
チだけを予備歯が係合する寸で軸方向に押しずらすこと
ができるようにする目的を有している。軸方向の押しす
らしの進行に伴って副クラッチが連結するに至り、これ
によって副クラッチはねじスリーブを介して十分な軸方
向しゆう動を生じてかみ合いを完了することができる。

このようにして主クラッチを副クラッチのねじスリーブ
の押しすしの負荷から解放しようとする。従来、副クラ
ッチの連結歯相互間にも大幅な遊びが必要であるとされ
ていたが、その結果とじで主クラッチが副クラッチより
も先にトルクの伝達を開始することになった。主クラッ
チが副クラッチのこのような遊びの結果両方のクラッチ
のかみ合い状態において副クラッチよりも著しく大きな
負荷を受けることを防止するために、公知のクラッチ装
置の場合（前記ヨーロツ・ξ特許出願公開明細書）、主
クラッチを、副クラッチが配置されている力伝達経路に
比して著しく小さなねじや強さを有する力伝達経路に配
置する。

しかしながらこのような公知の処置によっては、とりわ
け船舶用伝動装置において避けがたいといえる回転振動
が伝動装置に派生した場合、従来必要とされていた連結
歯相互の大きな遊びが不都合な騒音（打音）を生ずるの
を防止することができない。また、ねじり強さの異なる
複数の中間軸を備えたロックトド１／−ン式伝動装置の
公知例は完全に同等の中間軸を備えた例に比して著しい
費用増を意味する。さらに、公知のクラッチ装置の場合
、主クラッチの同期化のために設けられているつめが不
都合な運転条件下では著しい負荷を受けて損傷するとい
う危険をまぬがれることができず、このような場合には
主クラッチ、さらには副クラッチさえも接続不能になる
可能性がある。

以上の認識のもとに１本発明は、冒頭に述べた形式のク
ラッチ装置において、一層の運転確実性を有すると共に
公知例に比してわずかな騒音の発生にとどまるように構
成することを目的とする。７ この目的を本発明は次のようにして達成した。

即ち、すべてのクラッチのかみ合い可能な連結歯がはす
歯であってほぼ遊びなしであり、変換装置がクラッチを
互いにほぼ遊びなしに結合しているのである。

このような構成によれば、クラッチのいずれもがそのか
み合いの間、さらにはトルクの方向転換時のような−や
はり自動的なかみ合い解除の間、当該クラッチのかみ合
い並びにその解除に必要な軸方向力を生ずる無視し得る
程度のわずかなトルクよりも大きいトルクを伝えること
はない。いずれのクラッチも、１つのストッパ位置に達
して完全なかみ合いを呈した時にはじめて使用トルクを
伝えることができる。製作技術的に有利な範囲内ででき
るだけわずかな、要するに百分の数ミリの値の遊びが連
結歯に設けられていることによって、通例の製作公差の
範囲の遊びを有している多くの歯車との関連で、同じ大
きさ並びに同Ｉ〕運転データの切替えなしの伝動装置に
比肩し得る静しゆく性が得られる。

変換装置は本発明のクラッチ装置のかみ合いの際たんに
適度な範囲で負荷を受けるだけであって、動きにロック
を生ずる危険にさらされることはない。変換装置の遊び
のない構成のだめどのクラッチもかみ合いの際そのスト
ン・ξ位置−＼同時に到達し、従ってやはり同時にトル
ク伝達を開始する。従って、複数の中間軸を同じねじり
強さのものとして、ひいては比較的安価に製作すること
ができ、この場合十分一様な負荷分配の点で問題を派生
させることもない。

本発明の実施態様によれば、すべてのクラッチのかみ合
い６丁能な連結歯が同じつる巻角を有している。

変換装置は既述の公知のクラッチ装置の場合と同様にク
ラッチ軸線に対して交さ方向の旋回軸線を有するレバー
機構を備えることができる。

このような場合変換装置は複数のクラッチをその同一方
向運動のため斤いに結合している構成であると有利であ
る。公知のクラッチ装置のクラッチはそれぞれ逆方向の
かみ合い運動、ひいてはやはり逆方向の解除運動を呈し
、このことは、主クラッチおよび副クラッチが相応に構
成を異にし、或いは少なくとも逆回転方向に配置されて
いることを前提とする。

公知のクラッチ装置と同様に変換装置がたんに１つのし
・ぐ−を備えている場合は、本発明の１実施態様として
、し・ζ−の旋回軸線を両方のクラッチ軸線を通る共通
の垂線に対して少なくともほぼ平行にする。

変換装置は２つのレバーを備えていてもよい。

この場合２つのレバーの旋回軸線が互いに間隔をおいて
両方のクラッチ軸線の共通Ｙ面に対して直角をなす。両
方のレバーはころがり伝動機構によって互いに結合する
。

主クラッチとしてはドイツ連邦共和国特許第１９５９１
８４号明細書によって知られる構造形式の自動同期クラ
ッチが特に適している。

次に図面に示した実施例に従って本発明を詳述する： 第１図に概略的に示されているロックドトレーン式の船
舶用伝動装置はガスタービン１０を推進軸１２に結合し
ている。伝動装置にはｉｆスタービン１０によって１駆
動される第１段のビニオン１４が属しており、ビニオン
１４は２つの同様の歯車１６．１６’にかみ合っている
。いずれの歯車１６　、１６’もトーノヨン軸１８　、
１８′と主クラッチ２０並びに副クラッチ２０’とを介
し一〇第２段のビニオン２０，２２′に結合されている
。両方のビニオン２２　、２２’は、推進軸１２に不動
に結合された１つの太爾屯２４に共通にかみ合っている
。

両方のクラッチ２０，２０’はすぐ歯を有すん各１つの
駆動側のクラッチ半部２６　、２６’を備えた切替え１
］」能な歯車クラッチである。クラッチ半部２６　、２
６’は、軸線方向でしゆう動可能なりラッチスリーブ３
０　、３０’の端部範囲の相応の内歯２８．２８’に常
に連結されている。クラッチスリーブ３０．３０’はい
ずれも他方の端部範囲にはす歯の連結歯３２．３２′を
有しており、これらの連結歯３２．３２’は被動側のク
ラッチ半部３６，３６’の連結歯３４　、３４’にかみ
合いＩＩＪ能である。クラッチスリーブ３０．３０’は
いずれも外側にリングみぞ３８，３δ′を有している。

両方のクラッチ２０　、２０’は以上述べた構造部分に
関しては互いに完全に一致していて、そのクラッチ軸線
Ａ、Ａ’もビニオン１４並びに犬歯用２４の軸線を含む
伝動装置の中心平面の両側に等間隔で位置している。

これら両方のクラッチ２０，２０′相互の相違点はただ
１つ次の点にある。即ち、主クラッチ２０だけが同期装
置４０を備えており、この同期装置４０は１つのねじス
リーブの形をなしていて、被動側のクラッチ半部３６の
並目ねじ山４２に泪って案内されてラチェット機構４４
によってクラッチスリーブ３０と結合用能である。

この主クラッチ２０は例えば同一出願人のドイツ連邦共
和国特許第：Ｌ９５９１δΦ号明７ｗＩ淋によって知ら
れる例と同じであってもよい。

両方のクラッチスリーブ３０．３０’は第１図および第
２図の実施例の場合変換装置４６によって互いに結合さ
れている。この変換装置４６は大体において２つの調整
可能に臣いに連結された回転軸４８　、４８’から成っ
ており、これらの回転軸４δ、４８′の共通の軸線がし
・Ｓ−として働く変換装置４６の旋回軸ｍ５０をなして
いる。回転軸４８．４８’のいずれにも一組の半径方向
のアーム５２．５２’が固定されていて、これらのアー
ム５２．５２’の端部には各１つの滑子５４　、５４’
が支承されている。各滑子組５４゜５４′は所属のクラ
ッチスリーブ３０．３０′ノリングみぞ３８　、３８’
に係合している。旋回軸線５ｏは両方のクラッチ軸線Ａ
、Ａ’を通る共通の垂線りに対して平行である。

第３図および第４図の実施例の場合両方のクラッチスリ
ーブ３０　、３０’は第２図に示すのとは異なる変換装
置５６によって互いに結合されている。この変換装置５
６には２つの回転軸５８．５８′が所属しており、これ
らの回転軸５８゜５８′は両方のクラッチ軸線Ａ、Ａ’
の共通平面に対して直角な旋回軸線６０．６０’をなし
ていて各１組の半径方向のアーム６２．６２’を有して
いる。アーｊ、６２．６２’の端部には各１つの滑子６
４　、６４’が支承されており、いずれの滑子組も所属
のクラッチスリーブ３０　、３０’のリングみぞ３８　
、３８’に係合している。両方の回転軸５８．５８’に
は互いにかみ合う各１つのセクタ歯車６６．６６’が固
定されている。

両刀の変換装置４６．５６は共通する点としていずれも
クラッチスリーブ３ｏのどんな軸方向運動をもできるだ
け遊びなしに良好にクラッチスリーブ３０’の同量かつ
同方向の軸方向運動に変換する。

第５ａ図〜第５ｄ図には対応し合う連結歯３２．３４；
３２′、３４′の詳細が示されている。これらの連結歯
はいずれも同期装置４０の並目ねじ山４２のつる巻角β
２に比して著しく小さなっる巻角β１を有している。す
べての連結歯３２゜３４：３２′、３４′が、かみ合っ
ていない状態で向き合う側の端部につる巻角β２以内に
テーパを施されておシ、これによってかみ合いが容易に
なる。

かみ合いの開始時点では第５ａ図に示すように対応し合
う連結歯３２．３４；　３２’、　３４’の間に約０．
５　ｍｍのわずかなねじ込み遊びＳが生ずる。

第５ｂ図によれば両方のクラッチ２０．２０’がほぼ同
時にかみ合いを開始しており、この場合連結歯３２．〜
３４　；　３２’　、　３４’のどの組が最初にかみ合
うことになるか重要ではない。小さな製作上又は組月は
上の不正確は歯面の遊びの範囲内で伝動装置ロータの相
互回転によって補償される。

第５ｃ図においては両方のクラッチ２０．２０’の歯面
が接触するに至っており、かくして、各１つのストン・
”６８．６８’によって規定されている終端位置に達す
るまでがみ合い運動が完全に同期的に進行することにな
る。この段階においてはじめて両方のクラッチ２０．’
２０’はトルクを伝達する状態となる。この場合、両方
のクラッチ間の負荷の均衡を第５ｄ図に示す終端位置に
達した際に可能にして全トルクが伝達されるようにする
必要がある。このため変換装置４６．５６に弾性部利４
９（第２図）が設けられるか父は回転軸区分５８　、５
８’が弾性的Ｋ（第３図）構成される。

トルクの方向転換の際には両方のクラッチ２０．２０′
が自動的に解除される。連結歯３２，３４；　３２’　
、　３４’のいかなる相互接触も断たれる原位置への完
全な復帰は図示してない機械的な蓄力部材又は油圧シリ
ンダによって生せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるクラッチ装置、を備えた船舶用伝
動装置を一部軸縦断面図で示した略示全体図、第２図は
第１図中の矢印方向１１で示したクラッチ装置の正面図
、第３図はクラッチ装置の別の実施例を示す正面図、第
４図は第５図中の矢印方向■で示しだセクタ歯車組の正
面図、第５ａ図、第５ｂ図、第５ｃ図、第５ｄ図はいず
れもクラッチ装置のかみ合いサイクルの経過図である。 １０−ガスタービン、１２・・・推進軸、１４・−ピニ
オン、ｌ　６　、１６’　　歯車、１δ、１８′・・ト
ー７ヨン軸、２０・・主クラッチ、２０′・−副クラッ
チ、２２　、２２’・・ピニオン、２４・・大歯車、２
６　、２６’・クラッチ半部、２８　、２８’　　内歯
、３０．３０′・・・クラッチスリーブ、３２．３２’
。 ３４．３４′・連結歯、３６　、３６’−クラッチ半部
、３８　、３８’・・・リングみぞ、４０　同期装置。 ４２・並目ねじ山、４４・ラチェット機構、４６，５６
・変換装置、４８　、４８’・・・回転軸、５０・、旋
回軸線、５２．５２’・アーム、５４　、５４’・滑子
、５８　、５８’・・回転軸、６０．６０’・・、旋回
軸線、６２．６２’・・−アーム、６４　、６４’・滑
子、６６　、６６’・・・セクタ歯車、６８　、６８’
・・スト　ン　ノぐ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　伝動装置におけるクラッチ装置であって、平行な力
   伝達経路内に配置された切替え可能の少なくとも２つの
   歯車クラッチ、即ち同期装置（４０）を有する１つの自
   動的にかみ合い可能な主クラッチ（２０）と少なくとも
   １つの同期装置、なしの副クラッチ（２０’）とを備え
   、主クラッチ（２０）のかみ合い運動を副クラッチ（２
   ０′）のかみ合い運動に変換する１つの変換装置（４６
   ；５６）を備えている形式のものにおいて、すべてのク
   ラッチ（２０，２０’）のか尿合い可能な連結歯（３２
   、３４；　３２’、　３４’）がはす歯であってほぼ遊
   びがなく、変換装置（４６；　５６　）がクラッチ（２
   ０，２０′）をほぼ遊びなしに互いに結合していること
   を特徴とする、伝動装置におけるクラッチ装置。 ２、すべてのクラッチ（２０，２０’）のかみ合い可能
   な連結歯（３２，３４；３２’、３４’）が等しいつる
   巻角（β１）を有しいる特許請求の範囲第１項に記載の
   伝動装置におけるクラッチ装置。 δ　変換装置（４６；　５６　）がクラッチ軸線（Ａ、
   Ａ’）に対して交さ方向の旋回軸線（５０；６０，６０
   ’）を有するレバー機構を備えていて、このレバー機構
   を介してクラッチ（２０，２０′）を同一方向運動のた
   めに互いに結合している特許請求の範囲第１項に記載の
   伝動装置におけるクラッチ装置。 ４、　変換装置がたんに１つのし・ζ−を備えており、
   レバーの旋回軸線（５０）が両方のクラッチ軸線（Ａ、
   Ａ’）にわたる共通の垂線（Ｌ）に対して少なくともほ
   ぼ平行に延びている特許請求の範囲第３項に記載の伝動
   装置におけるクラッチ装置。 ５　変換装置が２つのレバーを備えており、これらのし
   ・Ｓ−の旋回軸線（６０，６０’）が互いに間隔をおい
   て両方のクラッチ軸線（Ａ。 Ａ／）の共通な平面に対して直角に延びており。 両方のレバーは１つのころがり伝動機構（セクタ歯車６
   ６．６６”）によって互いに結合されている特許請求の
   範囲第３項に記載の伝動装置におけるクラッチ装置。