JPS5821101B2 - 内燃機関の空気駆動始動機用伝動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービンなどの内燃機関を始動させる空気
駆動始動機用伝動装置に関するものである。

一般に、電子計算機室における電源用のガスタービンな
どの内燃機関は電子計算機自体に一側の停止も許されな
いため、停電などの緊急の際にその内燃機関を迅速かつ
確実に始動せしめる必要がある。

そのため、上記のような内燃機関を始動させる始動機で
は、大きなトルクを得ることが可能であるエアモータに
伝動装置を連結し、該エアモータの回転力を伝動装置に
よって内燃機関に伝達するようにしている。

このような伝動装置としては、従来、ベンデイツクスタ
イプのもの、すなわち、エアモータの駆動軸に一端が連
結された回転軸の他端にヘリカルスプラインが穿設され
、その部分にピニオンが軸方向に移動可能に噛合され、
エアモータを回転駆動させると、ピニオンが慣性によっ
てヘリカルスプラインに沿って移動し、内燃機関に設け
たリングギヤに噛み合って内燃機関を始動させ、その後
、内燃機関が始動すると、ピニオンはヘリカルスプライ
ンに沿って逆方向に移動し、リングギヤとの噛み合いが
断たれるものが採用されている。

このような機構においてはピニオンが高速回転しながら
急速に飛び出してリングギヤと噛み合うため、ピニオン
に大きな衝撃力が働いて歯を破損したり、回転軸に衝撃
的にトルクがかかつて軸を破損することがあった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、始動回転軸
が軸方向Ｑこ進退移動可能に連係された工アモータに供
給される空気量を適宜制御することにより、始動回転軸
を、衝撃力が作用することなく、内燃機関の始動用軸に
接続させることができる内燃機関の空気駆動始動機用伝
動装置を提供することを目的とするものである。

以下、本発明の構成を、実施例について、図面に基づい
て説明する。

第１図において、１は空気始動駆動機であって、電子計
算機室における電源用のガスタービンなどの内燃機関を
始動させるものであり、始動回転軸２を圧搾空気によっ
て移動せしめて前記内燃機関を始動させる伝動装置３に
上記始動回転軸２を駆動せしめるエアモータ４が接続さ
れている。

伝動装置３は、第２図に詳細を示すように、筒状のケー
シング５内にピストンバルブ６が軸方向にのみ摺動可能
（こ嵌挿され、さらにケーシング５及びピストンバルブ
６を貫通して始動回転軸２が回転自在に支承されている
。

始動回転軸２とピストンバルブ６との間にはベアリング
７．７が介在し、軸方向にのみ一体的に進退移動可能に
なるように構成されている。

始動回転軸２は、一端が減速ギヤ（図示せず）を介して
エアモータ４の駆動軸４ａに接続される一方、他端には
インボリュートスプライン８が形成され、そのインボリ
ュートスプライン８の部分が内燃機関の始動用軸に断接
される。

また、ケーシング５内はピストンバルブ６によって、該
ピストンバルブ６の内燃機関側第１空気室９ａと、エア
モータ側第２空気室９ｂとに分割されている。

第１空気室９ａ内にはピストンバルブ６を、内燃機関の
始動用軸と始動回転軸２との接続が解除される接続解除
方向（第２図において右方向）に押圧付勢するスプリン
グ１０が縮装され。

ケーシング５と始動回転軸２のインボリュートスプライ
ン８の後部との間に僅かにクリアランス８ａが設けられ
ている。

したがって、始動回転軸２の僅かな移動により上記クリ
アランス８ａが閉鎖されると、第１空気室９ａ内は気密
状態となり、内部の空気は始動回転軸２の移動にて圧縮
され、それによってピストンバルブ６のピストン部６ａ
がケーシング５に激しく当接しないようにクッションバ
ネ作用を呈する。

また、第２空気室９ｂに一端が開口し、他端が外気に開
口した空気孔１１がケーシング５に開設されてピストン
手段１２が形成され、始動回転軸２を接続するために圧
搾空気が第２空気室９ｂに流入されると、ピストンバル
ブ６（始動回転軸２）を、始動回転軸２が内燃機関の始
動用軸と接続する接続方向（第２図において左方向）に
移動させるように構成されている。

さらに、ケーシング５には一端が外気に開口され、他端
がケーシング５内に開口された第１及び第２排気孔１３
ａ、１３ｂがそれぞれ穿設され、該第１及び第２排気孔
１３ａ、１３ｂならびに第２空気室９ｂに対応してピス
トンバルブ６のバルフ部６ａに第１及び第２凹部１４ａ
、１４ｂが設けられてバルブ手段１５が形成されている
。

バルブ手段１５はエアモータ４に供給する空気量を制御
するもので、第１四部１４ａは、ピストンバルブ６が若
干前記接続方向に移動すると、第２空気室９ｂと第１排
気孔１３ａとを連通せしめ、第２四部１４ｂは、さらに
ピストンバルブ６が接続方向に移動して第１排気孔１３
ａが閉鎖され、しかしてインボリュートスプライン８が
内燃機関の始動用軸にほぼ完全に噛合した状態にまで始
動回転軸２が移動すると第２空気室９ｂと第２排気孔１
３ｂとを連通せしめるように構成されている。

前記ピストン手段１２及びバルブ手段１５には空気制御
手段１６が連係されている。

空気制御手段１６は始動回転軸２の接続動作初期にエア
モータ４を低速回転せしめるように構成されている。

すなわち、空気源１７よりフィルター１８、レギュレー
タ１９及びルブリケータ２０をそれぞれ介して伝動装置
給気路２１とエアモータ給気路２２とに分岐され、伝動
装置給気路２１は電磁切換弁２３を介して伝動装置３の
空気孔１１に接続され、電磁切換弁２３は排出部２３ａ
と供給部２３ｂとを有する３ポ一ト２位置形に形成され
、側部にソレノイド２４が設けられている。

エアモータ給気路２２は切換弁２５を介してエアモータ
４に接続され、該切換弁２５は停止部２５ａと供給部２
５ｂとを有する２ポート形に形成され、側部にスプリン
グ２６が設けられ、そのパイロットライン２５ｃは逆止
弁２７を介して前記伝動装置３の第２排気孔１３ｂに接
続され、パイロットライン２５ｃより圧力がかかると、
供給部２５ｂに切り換わるように構成されている。

また、伝動装置３の第１排気孔１３ａは逆止弁２８を介
してエアモータ給気路２２に接続されて初期給気路２９
が形成され、エアモータ４の駆動初期（接続動作初期）
のみ上配給気路２９より圧搾空気が供給され、低速回転
させるよう（こなっている。

又、前記伝動装置給気路２１は切換弁２５のパイロット
ライン２５ｃにも逆止弁３０を介して接続されている。

前記電磁切換弁２３のソレノイド２４には電源３１、操
作スイッチ３２及び圧力スイッチ３３が順次接続配線さ
れ、圧力スイッチ３３は、内燃機関が始動した後排気ガ
ス圧が設定値になると、ＯＦＦになるものである。

尚、３４はピストンバルブ６の回転を規制する回り止め
ピン、３５はメインシャフト、３６はキー、３７は接続
金具である。

次に、上記装置の作動について説明すると、内燃機関を
始動すべく操作スイッチ３２をＯＮにすると、゛ルーノ
イド２４が作動して電磁切換弁２３が供給部２３ｂに切
り換わり、空気源１７より圧搾空気が伝動装置３の第２
空気室９ｂに供給される。

第２空気室９ｂに圧搾空気が供給されると、ピストンバ
ルブ６（始動回転軸２）が接続方向に移動し始め、第２
空気室９ｂと第１排気孔１３ａとが、第１凹部１４ａを
介して、僅かに連通し、圧搾空気が漏れ始め、エアモー
タ４に供給路２９を介して供給され始める。

続いてピストンバルブ６が移動して第２空気室９ｂと第
１排気孔１３ａとが完全ζこ連通し、大きく通気し始め
ると、エアモータ４は低速回転し始める。

一方その間始動回転軸２は接続方向への移動を続けてお
り、エアモータ４の低速回転に伴って始動回転軸２も低
速回転し、その低速回転よりやや遅れて始動回転軸２の
先端が内燃機関の始動用軸に接触し、インボリュートス
プライン８の先端部が回転しつつ噛合する。

インボリュートスプライン８の先端部が噛合すると、第
１排気孔１３ａが閉鎖され、エアモータ４は一旦回転を
停止する。

引き続き始動回転軸２は回転することなく移動し、イン
ボリュートスプライン８がほぼ完全に噛合すると、第２
空気室９ｂと第２排気孔１３ｂとが第２凹部１４ｂを介
して僅かに連通し始め、パイロットライン２５ｃを介し
て切換弁２５４こ圧力がかかり始める。

しかして、ピストンバルブ６がさらに移動して始動回転
軸２が完全に内燃機関の始動用軸（こ噛合し、第２空気
室９ｂと第２排気孔１３ｂとが完全に連通すると、パイ
ロットライン２５Ｃを介して圧力がかかり切換弁２５が
供給部２５ｂに切り換わる。

その結果、エアモータ４に給気路２２より圧搾空気が供
給されて高速回転し、それに伴って始動回転軸２も高速
回転して内燃機関が始動する。

内燃機関が始動して排気ガス圧が設定値になると、圧力
スイッチ３３がＯＦｆ”になり、ソレノイド２４が停止
して電磁切換弁２３が排出部２３ａに切り換わり、第２
空気室９ｂ内の圧搾空気は排出され、ピストンバルブ６
がスプリング１０により接続解除方向に移動し、それに
伴って始動回転軸２も接続解除方向に移動し、内燃機関
との接続が断たれる。

また第２空気室９ｂの圧搾空気の排出により切換弁２５
は停止部２５ａに切り換わり、エアモータ４の回転駆動
は停止する。

以上のように構成したから、本発明によれば、始動回転
軸を低速回転しつつ移動させて内燃機関に接続させ、一
旦回転を停止させて完全に連結させた後高速回転させる
ことができるので、内燃機関との接続が極めて穏やかに
且つ確実に行なうことができ、しかも始動回転軸に衝撃
力が作用しないから、強度を要せず小型化でき、装置全
体をコンパクトにかつ軽量にすることができるとＧ）う
実用上優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示するものであり、第１図
は空気駆動始動機の概略図、第２図は伝動装置の縦断面
図である。 １・・・・・・空気駆動始動機、２・・・・・・始動回
転軸、３・・・・・・伝動装置、４・・・・・・エアモ
ータ、４ａ・・・・・・駆動軸、５・・・・・・ケーシ
ング、６・・・・・・ピストンバルブ、７・・・・・・
ベアリング、９ａ・・・・・・第１空気室、９ｂ・・・
・・・第２空気室、１０・・・・・・スプリング、１１
・・・・・・空気孔、１２・・・・・・ピストン手段、
１３ａ・・・・・・第１排気孔、１３ｂ・・・・・・第
２排気孔、１４ａ・・・・・・第１凹部、１４ｂ・・・
・・・第２凹部、１５・・・・・・バルブ手段、１６・
・・・・・空気制御手段、２３・・・・・・電磁切換弁
、２５・・・・・・切換弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガスタービン等の内燃機関をエアモータによって始
   動させる伝動装置であって、ケーシング内に、一端部が
   始動時に内燃機関の始動用軸に接続される始動回転軸を
   ベアリングを介して回転自在ζこ支承したピストンバル
   ブが移動可能になるように嵌挿され、前記始動回転軸の
   他端部がエアモータに対して軸方向に進退移動可能をこ
   連係され、前記ケーシングの内部が、ピストンバルブの
   一部によって、第１空気室と第２空気室とに分割され、
   前記第１空気室には、内燃機関の始動用軸と始動回転軸
   との接続が解除される方向へピストンバルブを押圧付勢
   するスプリングが縮装される一方、前記第２空気室には
   、内燃機関の始動用軸と始動回転軸とを接続させる方向
   へピストンバルブを移動せしめる圧搾空気が流入するよ
   うに構成され、ざらにケーシングに第１および第２排気
   孔をそれぞれ開設するとともに、ピストンバルブに前記
   第１および第２排気孔ならびに第２空気室に対応して第
   １および第２凹部を凹設してバルブ手段が構成され、第
   １凹部を通じて第２空気室と第１排気孔とを連通ずる接
   続動作初期と、第２凹部を通じて第２空気室と第２排気
   孔とを連通ずる接続動作終期との間に、第２空気室が第
   １および第２排気孔の何れにも連通しない接続動作中期
   が存することを特徴とする内燃機関の空気駆動始動機用
   伝動装置。