JPH0243927B2 - - Google Patents

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
るクラツチ装置であつて、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
ラツチ、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ツチと同期装置なしの少なく
とも１つの副ラクラツチとを備え、主クラツチの
かみ合い運動を副クラツチのかみ合い運動へ変換
する１つの変換装置を備えている形式のものに関
する。

この種のクラツチ装置は主としていわゆるロツ
クドトレーン式伝動装置において用いられる。こ
伝導装置は負荷分配式のものであつて、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
車クラツチを介して中間ピニオンを駆動し、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つ
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
ラツチ、即ち駆動ピニオンに前置されるたんに１
つのクラツ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
ンおよびこの駆動ピ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
ラツチの解離によつて所属の原動機、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
つて被動軸、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ツチ装置の切替え可能の
歯車クラツチのかみ合いに際しては、副クラツチ
のかみ合いがなされない間は主クラツチが負荷を
受けな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。主クラツチへ早期に負荷
が伝わると、所属の中間軸のねじれによつて副ク
ラツチの連結歯がもはや正確に互い違いに位置せ
ず、従つ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、副クラツチがその完全な
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ツ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
ラツチの完全なかみ合いを困難にし、ひいては変
換装置が過負荷となつて例えばレバーから成る変
換装置の場合動きがロツクされることになる。

同様の形式の公知のクラツチ装置の場合（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
ツパ特許出願公開第0002888号明細書）、切替え可
能な各歯車クラツチの第１のクラツチ半部がねじ
スリーブから構成されており、このねじスリーブ
は並目ねじ山によつ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
ツチ半部のすぐ歯にかみ合い可能である。主クラ
ツ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象されてい
て他方のクラツ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
細書）。つめが一方のクラツチ半部から他方のク
ラツ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、主クラツ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つて互
いにかみ合うことによつ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許出願
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。この二腕レバーはその両端
に各１つのつめを備え、このつめは大幅な軸方向
遊びをもつ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、主クラツ
チの同期装置が前もつて主クラツチだけを予備歯
が係合するま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。軸方向の押しずら
しの進行に伴つて副クラツチが連結するに至り、
これによつて副クラツ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ツチを副
クラツチのねじスリーブの押しずしの負荷から解
放しようとする。従来、副クラツチの連結歯相互
間にも大幅な遊びが必要であるとされていたが、
その結果として主クラツチが副クラツチよりも先
にトルクの伝達を開始することになつた。主クラ
ツチが副クラツチのこのような遊びの結果両方の
クラツチのかみ合い状態において副クラツチより
も著しく大きな負荷を受けることを防止するため
に、公知のクラツチ装置の場合（前記ヨーロツパ
特許出願公開明細書）、主クラツチを、副クラツ
チが配置されている力伝達経路に比して著しく小
さなねじり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つて
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発生した場合、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
軸を備えたロツクドトレー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、公知のクラツチ装置
の場合、主クラツ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ツチ、さらには
副クラツ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、本発明は、冒頭に述べた
形式のクラツチ装置において、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。

この目的を本発明は次のようにして達成した。
即ち、すべてのクラツチのかみ合い可能な連結歯
がはす歯であつてほぼ遊びなしであり、変換装置
がクラツ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、クラツチのいずれも
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
該クラツ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
のクラツチも、１つのストツ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つて、
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じ運転デー
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ツチ装置
のかみ合いの際たんに適度な範囲で負荷を受ける
だけであつて、動きにロツ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
ためどのクラツチもかみ合いの際そのストツパ位
置へ同時に到達し、従つてやはり同時にトルク伝
達を開始する。従つて、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、すべてのクラツチ
のかみ合い可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ツチ装置の場合と
同様にクラツ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ツチをその同一
方向運動のため互いに結合している構成であると
有利である。公知のクラツチ装置のクラツチはそ
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、主クラツチ
および副クラツ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。

公知のクラツチ装置と同様に変換装置がたんに
１つのレバーを備えている場合は、本発明の１実
施態様として、レバーの旋回軸線を両方のクラツ
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
おいて両方のクラツチ軸線の共通平面に対して直
角をなす。両方のレバーはころがり伝動機構によ
つて互いに結合する。

主クラツチとしてはドイツ連邦共和国特許第
1959184号明細書によつて知られる構造形式の自
動同期クラツチが特に適している。

次に図面に示した実施例に従つて本発明を詳述
する： 第１図に概略的に示されているロツクドトレー
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。伝動装置にはガスタービ
ン１０によつて駆動される第１段のピニオン１４
が属しており、ピニオン１４は２つの同様の歯車
１６，１６′にかみ合つている。いずれの歯車１
６，１６′もトーシヨン軸１８，１８′と主クラツ
チ２０並びに副クラツチ２０′とを介して第２段
のピニオン２０，２２′に結合されている。両方
のピニオン２２，２２′は、推進軸１２に不動に
結合された１つの大歯車２４に共通にかみ合つて
いる。

両方のクラツチ２０，２０′はすぐ歯を有する
各１つの駆動側のクラツチ半部２６，２６′を備
えた切替え可能な歯車クラツチである。クラツチ
半部２６，２６′は、軸線方向でしゆう動可能な
クラツチスリーブ３０，３０′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
ツチスリーブ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′は被動側のクラツチ
半部３６，３６′の連結歯３４，３４′にかみ合い
可能である。クラツチスリーブ３０，３０′はい
ずれも外側にリングみぞ３８，３８′を有してい
る。

両方のクラツチ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
クラツチ軸線Ａ，A′もピニオン１４並びに大歯
車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。

これら両方のクラツチ２０，２０′相互の相違
点はただ１つ次の点にある。即ち、主クラツチ２
０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、
被動側のクラツチ半部３６の並目ねじ山４２に沿
つて案内されてラチエツト機構４４によつてクラ
ツチスリーブ３０と結合可能である。この主クラ
ツチ２０は例えば同一出願人のドイツ連邦共和国
特許第1959184号明細書によつて知られる例と同
じであつてもよい。

両方のクラツチスリーブ３０，３０′は第１図
および第２図の実施例の場合変換装置４６によつ
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つの調整可能に互いに連結された回
転軸４８，４８′から成つており、これらの回転
軸４８，４８′の共通の軸線がレバーとして働く
変換装置４６の旋回軸線５０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
所属のクラツチスリーブ３０，３０′のリングみ
ぞ３８，３８′に係合している。旋回軸線５０は
両方のクラツチ軸線Ａ，A′を通る共通の垂線Ｌ
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
ツチスリーブ３０，３０′は第２図に示すのとは
異なる変換装置５６によつて互いに結合されてい
る。この変換装置５６には２つの回転軸５８，５
８′が所属しており、これらの回転軸５８，５
８′は両方のクラツチ軸線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。アーム６２，６２′の端部には各１つの滑子
６４，６４′が支承されており、いずれの滑子組
も所属のクラツチスリーブ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。

両方の変換装置４６，５６は共通する点として
いずれもクラツチスリーブ３０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ツチスリ
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３
２，３４；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β₂に比して著しく小さなつる
巻角β₁を有している。すべての連結歯３２，３
４；３２′，３４′が、かみ合つていない状態で向
き合う側の端部につる巻角β₂以内にテーパを施さ
れており、これによつ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0.5mm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ツチ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
作上又は組付け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つて補償され
る。

第５ｃ図においては両方のクラツチ２０，２
０′の歯面が接触するに至つており、かくして、
各１つのストツパ６８，６８′によつて規定され
ている終端位置に達するまでかみ合い運動が完全
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ツチ２０，２０′はトルク
を伝達する状態となる。この場合、両方のクラツ
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
弾性部材４９（第２図）が設けられるか又は回転
軸区分５８，５８′が弾性的に（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ツチ２
０，２０′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つて生ぜしめるこ
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ツチ装置を備えた船
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図中の矢印方向で示したクラ
ツチ装置の正面図、第３図はクラツチ装置の別の
実施例を示す正面図、第４図は第３図中の矢印方
向で示したセクタ歯車組の正面図、第５ａ図、
第５ｂ図、第５ｃ図、第５ｄ図はいずれもクラツ
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、１６，１６′…歯車、１８，１８′…トー
シヨン軸、２０…主クラツチ、２０′…副クラツ
チ、２２，２２′…ピニオン、２４…大歯車、２
６，２６′…クラツチ半部、２８，２８′…内歯、
３０，３０′…クラツチスリーブ、３２，３２′，
３４，３４′…連結部、３６，３６′…クラツチ半
部、３８，３８′…リングみぞ、４０…同期装置、
４２…並目ねじ山、４４…ラチエツト機構、４
６，５６…変換装置、４８，４８′…回転軸、５
０…旋回軸線、５２，５２′…アーム、５４，５
４′…滑子、５８，５８′…回転軸、６０，６０′
…旋回軸線、６２，６２′…アーム、６４，６
４′…滑子、６６，６６′…セクタ歯車、６８，６
８′…ストツパ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも２個の平行な力伝達経路内に配列
   されている切替え可能なクラツチ２０，２０′を
   有しており、それらの内の１個は、自動的にかみ
   合い可能な連結歯３２，３４を有するクラツチ半
   部３０，３６及び同期装置４０を有している主ク
   ラツチ２０であり、他の少なくとも１個は、２個
   のクラツチ半部３０′，３６′を有している副クラ
   ツチ２０′であり、また、変換装置４６，５６を
   有しており、この変換装置４６，５６は、主クラ
   ツチ２０のかみ合い運動を、少なくとも１個の副
   クラツチ２０′のかみ合い運動に変換すると共に
   主副クラツチ２０，２０′のクラツチ半部３０，
   ３０′に遊び無しに係合するようになつている、
   船舶用の伝動装置におけるクラツチ装置におい
   て、主副の全部のクラツチ２０，２０′の連結歯
   ３２，３４；３２′，３４′がはす歯であり、ま
   た、各クラツチ２０，２０′においては、一つの
   クラツチ半部３０，３０′の連結歯３２，３２′
   が、他のクラツチ半部３６，３６′の連結歯３４，
   ３４′の歯ミゾに、遊び無しにかみ合つており、
   変換装置４６，５６が、すべてのクラツチ２０，
   ２０′のクラツチ半部３０，３０′に遊び無しにか
   み合つていることを特徴とする船舶用の伝動装置
   におけるクラツチ装置。 ２ 変換装置４６，５６が、それがクラツチ２
   ０，２０′を同一方向の運動に相互に連結してい
   る特許請求の範囲第１項記載の船舶用の伝動装置
   におけるクラツチ装置。 ３ 変換装置４６が、共通の垂直線Ｌに対して平
   行に延びている旋回軸線を有している特許請求の
   範囲第２項記載の船舶用の伝動装置におけるクラ
   ツチ装置。 ４ 変換装置５６が、２個のレバーを有してお
   り、それらの旋回軸線６０，６０′が、相互に平
   行ではあるが、しかしながら、両方の継手軸Ａ，
   A′に対して直角に延びており、この場合、レバ
   ーは、セクタ歯車６６，６６′により相互に連結
   されている特許請求の範囲第３項記載の船舶用の
   電動装置におけるクラツチ装置。