JPS6037420A - 機械式ねじり振動絶縁継ぎ手 - 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、トルクを駆動軸から作業機軸へ伝達する機械
式のねじり振動絶縁継ぎ手、それもねじり強さが変化す
る形式のものに関している。

イ、従来の技術 特に、ピストン機械、ｔととえばディーゼル・エンジン
が駆動装置として用いられる装置の場合、周矧のように
ねじり振動が発生する。これにより、たとえば、作業機
として駆動されるゼネレータに周波数受動が生ぜしぬら
れる。この結果、電気の出力の乱調が生じ、ゼネレータ
から給電される電気回路網に悪影響が及ぼされる。

最近に至って、大型駆動エンジンの回転速度の引下げが
絶えず推し進められている結果、エンジンとゼネレータ
との間の撮動絶縁の問題が、とりわけ低据動周波数截で
次第に大きくなってきている。駆動装置と従動装置との
間の継ぎ手により、基本波をも少なくとも大幅に絶縁し
ようと思えば、エンジン／　ＲＫ　？ｌ　手／−ｖネレ
ータエシステムの、継ぎ手により規定される最低臨界回
転速度を、できるだけ大幅に作朶回転速度を下回るよう
にしなければならない。言いかえると、継ぎ手は著しい
融通性火有するように構成しなければならない。

機櫨式審ぎ手に用いられる材料−たとえばばね鋼もしく
はゴム−の変形能は無制限ではないので、在来は［緩速
駆動エンジンの場合には一臨界回転速度に対する先述の
要求を満たす機械式継ぎ手は仰られていなかった。この
要求を満たす継ぎ手は、したがって、今日まで一般的に
は流体クラッチであった。これらの流体クラッチには、
スｌｌツデか生じるので、従動軸の回転速度が駆動軸σ
］それとは合致しない欠点がある。更に、流体クラッチ
の場合、数パーセント（５〜７％）の効率損が生じる。

加えて、この種のクラッチは、製作費や維持費が亮い。

口１間ＶＡ点を解消するだめの手段 本発明のｇ！ｌｊ題は、駆動装置・クラッチ・従動装置
＝システムの、クラッチにより規定される臨界回転速度
が使用回転速ｌｖヲ著しく下回るような、換言すればシ
ヌテムの過臨界作動が可能な機械式クラッチ、それも弾
力性もしくは融通性の十分に大きいクラッチを製作する
ことＫある。

この昧題ν′ｊ１、本発明によれば、次のようにするこ
とにより解決された。すなわち、双方の同心的主軸の軸
線を中心とｌ−て周方向に分配された少なくとも２つの
作用質量体が、その重心ケ主軸軸線から離れたところに
位置させて配置されており、さらに作用質量体が、主軸
の１木と剛は結合された軸受は個所に対して、少なくと
も１木の付加軸を介して旋回可９Ｉしに支承されており
、加えて、軸受は個所のない他の主軸と作用質量体との
間に、伝動部材が配ｒＩ４されて：Ｒす、これらの部材
が、無荷重回転の場合にとられる理想ゼロ姿勢から、作
用質量体を旋回せしめるようにするのである。

１作用質量体”という概念には、この場合、軸受は個所
と相対的に運動する６回転体”の全質量が包含される。

この６回転体”の作用質量が、それぞれ、主軸軸線から
間隔を置いて、”個々の質量体”の重心のところに作用
するようにすることができる。作用質量体の旋回の６理
想ゼロ姿勢”は、−理論的な仮定のケースでは一駆動軸
と従動軸との同時回転の場合や、コンスタントな回転速
度の場合に、継ぎ手を介して出力が伝達されない場合に
与えられる。遠心力の作用を受ける作用質量体は、この
理想的な理論同時回転のさい−すなわち、両主軸の全く
無荷重の同時回転のさい−には、次のようになる。すな
わち、これらの作用質量体が一偏角（第゛１図の記号ｈ
）が現われないため−その軸受は個所の軸と（または）
、伝動部材を介して、軸受は個所のない主軸とには、ト
ルクを及ぼさないようになるのである。しかし、所属の
作業機械の主軸・ロータ部分システム内での損失が不可
避なことから、作用質量体は、理想ゼロ姿勢から６使用
荷重なし”のゼロ姿勢位置へ旋回せしめられる。

この位置で、僅ｎ・のトルクが継ぎ手から従動軸へ伝え
られる。

いまや、質量体、す！には、軸受は個所に結合され゛〔
いない主軸は、荷重がかかれば、更に作用質量体と、軸
受は個所に結合された主軸とに対して旋回する。そのさ
い、継ぎ手から伝達されるトルクは、継ぎ手から遠心モ
ーメントとして先へ伝えられる。このモーメントは回転
速度がコンスタントの場合は、ｓｉｎ　（２νψ）に比
例する。この場合、νは伝動部材の伝達比であり、ψは
駆動装置・従動装置間の旋回角を表わす。出力トルクの
導関数ｄＭ／ｄψであるねじり強さは、したがって、ｃ
ｏｓ　（２νψ）と比例する。角度νψが増大するにつ
れて、継ぎ手のねじり強さは減少し、角度νψ＝４５°
の場合にはねじり強さはゼロとなる。

角度νψの値は、理論的には０〜４０°の範囲で変化す
る（第１図）。しかし、実地には一定の余裕を設けてお
くために、使用全荷重の場合に３５゜〜４０°の範囲を
超えないようにするのが有利である。所与の継ぎ手を、
伝達される最大荷重に適合させるには、重心間隔と（ま
たは）作用質量体寸法と（または）伝動部材伝達比νの
選択を適切に行なえばよい。これらの諸要素は、所与の
継ぎ手構成の場合にも可変に構成して、単一の継ぎ手６
寸法”で広い適用範囲をカバーすることができる。

継ぎ手の振動絶縁作用は、駆動装置から発するねじり振
動を、大体において、当該荷重に相応する角度νψだけ
作用質量体振動△νψに変換し、しかも作業機械には影
響を与えないことにもとづいている。

木発明の継ぎ手は、逆転可能であり、言いかえると、駆
動・従動システムの回転方向が、したがって伝達される
トルクの６流れ方向”が逆転でき、しかも継ぎ手の性能
が失われることがない。有利には軸受は個所は継ぎ手ハ
ウジング内に設けておく。更に、付加軸は、主軸と直角
の平面内に、主軸と交差するかたちで主軸軸線の垂直平
面内もしくはこの軸線と平行に配置しておくことができ
る。

更に、児なる伝動部材を用いることが可能である。

特に、伝動部材としてかさ歯車および（または）部分歯
車や、歯付セグメント’４有するウオームが適している
。レバー・システムもしくは遊星ギヤから成る伝動部材
を用いることもできる。そのさい太陽歯車（ふ主軸の一
つに取付けておく。

更に、事情に」゛つては、作用質量体の旋回運動を減衰
させるのか１１利である。そうするには、たとえば流体
号を初陣するようにするのが適している。この流体計は
、たとえば、作用質量体を受容する継ぎ手ハウジングに
満たしておく。他の減衰の形式どしては、質量体と軸受
は個所との間に摩擦プレートを配置する形式が挙げられ
る。

既述のように、木発明の継ぎ手の作用形式に関する上記
の説明（′！、特定のコンスタントな同時回転速＋ｔ３
ｉが可能なシステムの状態についての説明で七）る。し
かし、このような同時回転速度に達するまでは、作用質
量体により生ぜしめられる遠心モーメントは僅かである
。これらの簀量体は、したがって−特別な処ｔθなしで
一始動のさいには衝撃的に極限位置へもたらされる。し
たがって、この極限位置には、たとえばげねもしくはゴ
ム製バッフ了から成る緩衝ストッパを配置しておくのが
よい。

停止状態のさい、作用質量体が所定以外の位置にもたら
されるのを防止するため、−たとえば同じようにばねを
用（・て−所定位置に保持するのがよい。

更に、ねじり強さの変化の推移に、弾性的な支持部材に
より、最も簡単な場合には、ばねにより、影響を与える
ようにすることもできる。更には、所望であれば、木発
明の継ぎ手と併用して、もしくはそれに統合して、主軸
の１つに、有利には駆動軸に、クラッチ継ぎ手を備えて
おくことができる。

次に木発明の実施例を添付図面につき説明する：第１図
の右側に配置されている駆動装置１、たとえばディーゼ
ル・エンジンから、駆動軸２がフレーム３に移行してい
る。このフレーム３には、駆動軸２と同心的に、駆動軸
２と向い合った位置に軸受はブツシュ４が付加されてい
る。ブツシュ４内には従動主軸５が軸受けされている。

この主１１１５は、駆動軸２と同一軸線を有するように
配置され、作業機械６、たとえば発電機に所属している
。同心的な両主軸２，５の軸線は、参照番号２０で示さ
れている。

２つの軸受は個所７，８（第２図）には、フレーム３内
に、主軸２，５の軸線２０の高さで、軸線２０と直角に
横軸９が配置されている。この横軸９には、互いに無関
係に２つの作用質量体であるロータ１０，１１が回転可
能に支承されている。

ロータ１０，１１のそれぞれは、互いに直径方向で向い
合った位置にある質量体もしくは作用質量体１２．１３
から成っている。これらの質量体１２．１３の重心Ｓは
、横軸９から間隔ｒだけ離れたところに位置し、レバー
腕１４　、１５’Ｌ介して、中空付加軸１６の端部に取
付けられている。

この付加軸１６は、横動９に回転可能に取付けられてお
り、他端には、かさ歯車として構成された伝動部ＩＪ１
７　、１８部分を保持している。伝動部材１７．１８の
他方の部分１８は第２のかさ歯車として構成されている
。このかさ歯車は、軸受はプッシュ４からフレーム３内
へ突出している従動主軸５端部と、フォーク状部１９７
介１．て結合されている。

作用質惜体＝ロータ１１１，１１は、その重心Ｓに作用
する遠心力Ｆにもとづき、両主軸２，５がコンヌタント
な無荷重の同調状態のときには、第１図に実線で示した
理想ゼロ姿勢をとる。実際には、摩擦克服のｔ：めに従
動システム内で出力が必要とされるので、ロータは角度
νψ。だけ偏移する。

既述の１実用荷重の無い”ゼロ姿勢であるこの姿勢では
、継ぎ手は僅かのトルクを主軸５に伝達する。角度シψ
〇−第１図では著しく誇張して描かれているーが比較的
小さく、シたがってｓｉｎ　（νψ０）も比較的小さい
からである。ねじり強さは、この実用荷重無しのゼロ姿
勢の場合、比較的太である。

これは、角度νψ０のｃｏ日ｉｎが、その最大値に近い
からである。

作業機械６が一定の出力を必要とする場合、継ぎ手は、
それに対して次のように応動する。すなわち、ロータ１
０，１１が更に理想ゼロ姿勢から移動１〜、−要するに
偏差角ａが増大する一理想ゼロ姿勢と角度νψ３を形成
する。この角度にて、継ぎ手は、要求される出力を伝達
する。角度νψ８のＣ０５ｉｎがＢｉｎとは逆に減少す
るのに相応して、継ぎ手は、荷重下では、無荷重下より
はるかにねじり強さが僅かとなる。このねじり強さは、
荷重が増大するにつれて、ますます減少する。

第６図の実施例は、第１図、第２図の実施例の構造原理
に大体において従っている。したがって、参照番号は同
じものを用いた。この実施例では、フレーム３は、直６
面体形の閉じられた回転ケーシング２３として構成しで
ある。このケーシング２３内には、場合によっては作用
質量体１２゜１３の運動を抑制するため制動流体を充填
しておくことができる。更に、第１図、第２図に示され
ている部材のほかに、ケーシング２３内には、緩衝スト
ッパーたとえばプム製バッファ２１、ばね、油井−が備
えられており、質量体１２．１３の運動を制限している
。既述のように、これらのストッパは、とりわけ衝撃的
運動の制動および制限に役立・つものである。質量体１
）、１３は、主軸２゜５の回転運動の始動のさい、接眼
姿勢にまで至るためである。

第４図に示した継ぎ手の場合、駆動軸２は、回転ケーシ
ング３３内に軸受け２４．２５を介して回転可能に軸受
けされている。他方、ケーソン〃゛３３は従動軸（図示
せず）と固定結合されている。

作用質量体３２は、それぞれ１つの垂直平面と水平平面
に対をなして配置された４つの互いに分離された円板セ
グメントとして構成されている。これらのセグメントは
、−各質量体３２固有の一門形軸３６に固定されている
。各門形軸３６は軸受は個所２７に回転可能に支承され
ている。軸受は個所２７は、ケーシング３３の端面に、
たとえば溶接により固定された門形部材２９により保持
されている。トルク伝達用の部材３７は、作用質量体３
２と一体に形成されている歯車リムないし歯付セグメン
トにより構成されている。歯車リムないし歯付セグメン
トはウオーム３８と噛み合っており、ウオーム３８は駆
動軸２に固定されている。

第５図の！：％ｉ形式σ）作用佃量体３２は、第４図の
ものと（５１ている。こ牙１らの質量体３２は付加軸４
６と結合され、付加軸４６は、主軸軸線２０と平行に半
径方向平面内シ（延びており、ケーシング４３−図示さ
れていない従動軸と固定結合されている−の唱側の軸受
は個所４７．４８のところに、回転可能に仙受けされて
いる。

伝動部材としては、レバー４０が備えられている。この
レバー４０は、駆動軸２と固定結合されたりは４１のと
こｌ）に、一方の側が回転可能にリンク結合され、他方
のアームも、同様に回転可能に質哨・体３２の延長部４
４にリンク結合されている。

付加軸４６の少なくと　も１本には、摩擦ダンパ２２が
備えられている。このダンパ２２は、軸４６と固定結合
されたディスク３０を有しており、このディスク３０と
、周方向に固定されたリング３１がくさび固定されてい
る。このリング３１は、ルーダに軸４６に取付けられ、
ディスク３０に支えられたばね３５によりケーシング４
３の端壁に対して軸４６の軸線方向に押付けられている
。リング３１には摩擦プレート３４が配着されており、
このデＩ／−ト３４は、ケーシング４３の端壁上の相応
の対応プレート２６と向キ合っている。第３図のさいに
述べたケーシングへのオイル充填同様、摩擦ダンパ２２
は、作用質量体３２の運動を抑制するのに役立っている
。

第６図の実施例は、第５図のそれとは、細部が異なるだ
けである。この実施例では、伝動部材が遊星歯車５０か
ら成り、この歯車の太陽歯車５１は駆動＠２と固定結合
されている。太陽歯車５１と噛み合っている遊星歯車５
２は、付加軸４６に嘔付けられている。付加軸４６には
、そのほか作用質１・体３２が噌付けられている。この
実施例の場合は、摩擦ダンパ２２は備えられていない。

しかし、コイルばね４９がケーシング４３と太陽歯車５
１との間１で付加的に配置されている。このばね４９は
、継ぎ手のねじり強さ６特性”を変化させるのに役立っ
ている。すなわち、その弾性が、固定値として−たとえ
ば、全荷重の場合の継ぎ手の弾性の１０％−変化する継
ぎ手弾性に加えられる。コイルばね４９の効力は、特に
、主軸２，５の始動のさいのトルク伝達の場合に発揮さ
れる。

始動のさいには、継ぎ手は、遠心力が欠けろため、未だ
モーメントな従動軸５へ伝達することはできない。

更に、このばね４９は、作用質量体３２が、停止時に所
定の最終姿勢を、たとえば、第１図のゼロ姿勢を保つよ
うに調整されるのに利用される。

このゼロ姿勢では、既述のように偏角が欠けるため、モ
ーメントの伝達はできない。しハ）シ、作用質量体に、
たとえはばねにより作用を与えて、停止状態で閂、にス
トッパ２１に当て付けられるようにｔ５て、始動のさい
に質量体が衝突するのを防止するようにすることも可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は木発明による継ぎ手の主要構造な〜第２図の１
−１線に沿った部分断面図により示した図、第２図は第
１図の平面図、第６図、第４図、第５図、第６図は、同
じく木発明の別の実施例の略示斜ネ９図である。 図Ｉｆ（おいて： １・・・嘔ｗｌ装置 ２・・・駆４’ｔＪｒ軸 ３・・・フレーム ４・・・軸受はケーシング ５・・・従動軸 ６・・・作業機械 １０．１１・・・作用質量体＝ロータ ２１・・・ストッパ ２２・・・摩擦ダンパ 代理人浅村　皓 ９６−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）トルクを駆動軸から作業機械軸へ伝達するための
   、ねじり強さが可変の機械式ねじり振動絶縁継ぎ手にお
   いて、 少なくとも２つの作用質量体（１２，１３）が、双方の
   同心的な主軸（２，５）の軸線（２ｏ）を中心として周
   方向に分配され、質量体の重心（Ｓ）が軸線（２０）か
   ら間隔をおいて位置しており、さらに、作用質量体（１
   ２，１３；３２）が、主軸（２，５）のうちの１本と剛
   性結合された軸受は個所（７，８；２７；４７；４Ｂ）
   に対して旋回可能に支承されており、かつまた、軸受は
   個所のない別の主軸（２，５）と作用質量体（１２゜１
   ３；３２）との間に伝動部材（１７，１８；３７．３８
   ；４０：５０）が備えられていて、これらの伝動部材が
   、無荷重回転のさいに取られる理想ゼロ姿勢に比して、
   作用質量体（１２、１３；３２）の回動を牛せしめるこ
   とを特徴とする機械式よじれ振動絶縁継ぎ手。 （２）　付加軸（１６）が、主軸（２０）と直角の平面
   内に、主軸軸線（２０＞と交差して配置されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の継ぎ手（第６
   図）。 （３）付加軸（４６）が主軸軸線（２０）に対し直角の
   平面内に配置されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の継ぎ手（第４図）。 （４）付加軸（４６）が、主軸軸線（２０）に平行に配
   置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の継ぎ手（第５図、第６図）。 （５）伝動部材が、かさ歯車（１７，１８）および（ま
   ｔこは）部分かさ歯車より成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の継ぎ手（第６図）。 （６）伝動部材が、ウオーム（３８）および歯付セグメ
   ントもしくは歯付リング（３７）から成ることＺ特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の継ぎ手（第４図）。 （７）伝動ＥＢＢ材が、レバー・システム（４０）より
   成ることな特徴とする特許請求の範囲第１項記載の継ぎ
   手（第５図）。 （８）　伝動部材が遊星ギヤ（５０）から成り、このギ
   ヤ（５０）の太陽歯車（５１）が主軸（２）の１つに取
   付けられていることケ特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の継ぎ手（第６図）。 （９）　軸受は個所（７，８；２７；４７，４Ｂ）が継
   ぎ手ケーシング（２３；３３；４３）内に収容されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の継ぎ手
   ｂ ００）重心間隔（ｒ）および（または）作用質量体（１
   ２，１３：３２）および（または）伝動部材（１７，１
   ８；３７．３８；４０；５０）の伝達比（ν）が変更可
   能であることを特徴とする特許請求の範囲第１ｒＪ記載
   の継ぎ手。 （１１）　作用質量体（１２，１３）の旋回が緩衝スト
   ッパ（２１）により制限されていることを特徴とする特
   許請求Ω範囲第１項記載の継ぎ手（第６図）。 （１２）作用質量体（１２，１３；３２）の旋回のさい
   の運動が減衰せしめられることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の継ぎ手（第５図）。 （１３１作用質量体（１２，１３；３２）が停止時には
   特定姿勢を維持すｌ）ことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記駅の継ぎ手。 （１４）変化するねじり強さの推移が弾性的な支持部＋
   Ａ（４９）により変更せしめられることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記曜、の継ぎ手。