(57)【要約】【課題】軸受の不具合を解消し、ボウルとスクリューコンベア（３）の好適な回転差動を提供するデカンタ遠心分離機用ギアボックスを実現する。【解決手段】第１駆動手段により回転する第１リングギア（Ｒギア）、及び非回転第１太陽ギア（Ｓギア）に係合する第１遊星ギア（Ｐギア）を有する第１ギアユニットと、第１駆動手段により回転する第２Ｒギアに係合し、かつ第１Ｐギアの公転に応じて回転する第２Ｓギアに係合する第２Ｐギアを有し、第２Ｐギアの公転を３に伝える第２ギアユニットと、第２駆動手段と連結された第１ａＳギアに係合し、その周りを公転する第１ａＰギア、その公転により回転し、第２Ｓギアに連結する第１ａＲギアを有し、第１Ｐギアの公転を第２Ｓギアに伝える第１ａギアユニットと、第１、第１ａＰギアの公転を支持する変速キャリアとを備え、第１、第１ａＰギアの軸受保持器が耐熱樹脂からなるころ案内保持器である。【選択図】  図２Ａ
2008078396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離機用ギアボックスであって、
ボウルを回転駆動する第１の駆動手段の駆動力により回転する第１リングギアに係合し、かつ非回転の第１太陽ギアに係合する第１遊星ギアを有する第１のギアユニットと、
前記第１の駆動手段の駆動力により回転する第２リングギアに係合し、かつ前記第１遊星ギアの公転回転に応じて回転する第２太陽ギアに係合する第２遊星ギアを有し、前記第２遊星ギアの公転回転をスクリューコンベアに伝達する第２のギアユニットと、
第２の駆動手段と連結された第１ａ太陽ギアに係合し、前記第１遊星ギアの公転回転に連動して前記第１ａ太陽ギアの周りを公転回転する第１ａ遊星ギアと、この第２遊星ギアの公転回転に伴って回転し、前記第１ａ太陽ギアに連結する第１ａリングギアとを有し、前記第１ａリングギアを介して前記第１遊星ギアの公転回転を前記第２太陽ギアに伝達する第１ａのギアユニットと、
前記第１遊星ギアと前記第１ａ遊星ギアとの連動した公転回転を支持する変速キャリアと、を備え、
前記第１遊星ギア及び第１ａ遊星ギアの自転を許容するころ軸受の保持器が、耐熱樹脂からなるころ案内保持器であることを特徴とするデカンタ型遠心分離機用ギアボックス。
【請求項２】
耐熱樹脂がＬ−ＰＰＳ（Linear-PolyPhenylene Sulfide）またはＰＥＥＫ（Poly ether ether ketone）であることを特徴とする請求項１に記載のデカンタ型遠心分離機用ギアボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デカンタ型遠心分離機用ギアボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
デカンタ型遠心分離機は、ボウルとボウル内に同軸上に配設されたスクリューコンベアとをギアボックスを介して差動回転させ、ボウルとスクリューコンベアの回転差速を利用してボウル内で液体（分離液）と遠心分離された沈降固形物を連続的に脱液排出する。該遠心分離機は排水、及び下水汚泥の遠心脱水用途に多く用いられている。【０００３】
このデカンタ型遠心分離機用のギアボックスは、供給汚泥処理と沈降固形物の脱液レベルを調整するために、ボウルを回転駆動するメインモータ（主電動機）の駆動力にバックドライブモータ（差動機）の駆動力を作用させた駆動力によりスクリューコンベアを回転させることで、ボウルとスクリューコンベアの各回転駆動に任意の差速（差動）を生じさせている。通常、デカンタ型遠心分離機では、ボウルの回転数よりもスクリューコンベアの回転数を同一回転方向でわずかに低くした差動回転を行っている。【０００４】
図１は、従来の２段式ギアボックスを示す図であり、この２段式ギアボックスは、メインモータの駆動力、すなわち、ボウルの回転数と同じ回転数で回転するリングギアと、リングギア内に設けられた太陽ギア及び遊星ギアとで構成された第１のギアユニット１０、及び第２のギアユニット２０で構成されている。第１のギアユニット１０の太陽ギアＳ１は、バックドライブモータのピニオンシャフトＰＳと連結され、第２のギアユニット２０の太陽ギアＳ２は、第１のギアユニットの遊星ギアＰ１の公転回転と連動して回転するキャリアＣ１と連結され、かつ遊星ギアＰ２とスクリューコンベア３とがキャリアＣ２を介して連結されている。【０００５】
したがって、第１のギアユニット１０の遊星ギアＰ１は、ボウルの回転数と同じ回転数で回転するリングギアＲ１の高速回転に伴い、低速で自転しながら高速で公転し、キャリアＣ１を回転させるので、２段式ギアボックスでは、バックドライブモータと連結された太陽ギアＳ１を回転させることにより遊星ギアＰ１の公転を制御し、ボウルとスクリューコンベアの回転差動を行っている。【０００６】
しかしながら、該２段式ギアボックスでは、遊星ギアＰ１の公転回転をスクリューコンベア（太陽ギアＳ２）の回転駆動に直接伝達し、遊星ギアＰ１の公転、すなわち、遊星ギアＰ１の自転をバックドライブモータに連結された太陽ギアＳ１により制御している。よって、ボウルとスクリューコンベアの差速を小さく（例えば１ｒｐｍ程度）するためには、バックドライブモータが、太陽ギアＳ１を高回転数で回転させなければならない。したがって、２段式ギアボックスでは、高出力のバックドライブモータを使用しなければならないため、電力消費が嵩み、運用コストが高くなる問題があった。【０００７】
また、該２段式ギアボックスを用いた場合、バックドライブモータにかかる負荷と同じだけの負荷がメインモータにも追加加算される。すなわち、該２段式ギアボックスではボウルを回転駆動するメインモータの駆動力に対してバックドライブモータの駆動力を作用させてスクリューコンベアを回転させているため、バックドライブモータの駆動力を負荷として考慮したメインモータの出力制御を行わなければならず、バックドライブモータの駆動力の増加分がメインモータの駆動力に加算されることになる。したがって、メインモータの出力も、高出力なバックドライブモータの駆動に対応して高くせざるを得ず、設置総合動力が増大する要因となっている。【０００８】
そこで、近年、上記２段式ギアボックスの問題点を解消するために、変速キャリアＣ１を有するギアボックス１が提案されており、図２Ｂに示すように、従来の２段式ギアボックスの第１のギアユニット１０と第２のギアユニット２０との間に、第１ａのギアユニット１０ａが設けられている。該ギアボックス１では、ギアユニット１０の遊星ギアＰ１の公転回転をスクリューコンベアの回転駆動に直接伝達せず、ギアユニット１０ａのリングギアＲ１ａの回転駆動をギアユニット２０の太陽ギアＳ２に伝達している。【０００９】
より具体的に説明すると、第１のギアユニット１０の太陽ギアＳ１は非回転であり、第１ａのギアユニット１０ａの太陽ギアＳ１ａがバックドライブモータのピニオンシャフトＰＳと連結され、太陽ギアＳ１ａに係合する遊星ギアＰ１ａがギアユニット１０の遊星ギアＰ１と変速キャリアＣ１を介して連結している。したがって、ギアユニット１ａの遊星ギアＰ１ａが、ギアユニット１０の遊星ギアＰ１の公転（メインモータによるリングギアＲ１の回転）に伴って公転し、この遊星ギアＰ１ａの公転がリングギアＲ１ａを回転させる。そして、このリングギアＲ１ａの回転がギアユニット２０の太陽ギアＳ２に伝達され、スクリューコンベアを回転駆動させる。【００１０】
このとき、遊星ギアＰ１、及びＰ１ａは、リングギアＲ１ａを回転させるに伴い、高速で自転、公転する。すなわち、２段式ギアボックスでは、第１のギアユニット１０のリングギアＲ１がメインモータの駆動により高速で回転し、遊星ギアＰ１が高速で自転しながら高速で公転しているが、変速キャリアＣ１を有するギアボックス１では、第１のギアユニットの遊星ギアＰ１の公転に伴って高速で公転する第１ａのギアユニット１０ａの遊星ギアＰ１ａがリングギアＲ１ａを回転させており、遊星ギアＰ１、及びＰ１ａが高速で自転する。したがって、バックドライブモータと連結された太陽ギアＳ１ａを低速で回転させて遊星ギアＰ１の公転を制御することが可能となり、運用コストの高騰を解消することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
高速で回転する遊星ギアの軸受Ｐ１、Ｐ１ａには、ラジアル荷重（軸方向に直角な方向の荷重）を考慮したころ軸受の軸受が使用される。通常、ある回転半径上に回転中心を有する軸受が高速で自転、公転するときには、軸受の自重による公転遠心力が作用するため、遠心力によりころと外輪つば・内輪つばとの摩擦が上昇し、油膜形成がうまくいかず、潤滑が枯渇するなどの不具合が生じる可能性があるが、断続的に運転される機器等においては、このような不具合が生じる可能性は低い。【００１２】
一方、上述のデカンタ型遠心分離機は、２４時間、３６５日の連続運転がなされることが常である。よって、長時間連続で高速で回転する上記の変速キャリアＣ１を有するギアボックス１の遊星ギアＰ１、Ｐ１ａに適用される軸受Ｂ１、及びＢ１ａには、負担（負荷）が長時間連続して掛かることになり、上記軸受の不具合が生じる可能性が著しく高くなる。【００１３】
言い換えれば、ギアボックスのメンテナンスを頻繁に行う必要が生じるため、稼動コストが大きくなってしまうこと、且つ、常時運転により軸受に過大な負荷がかかるおそれがあるという信頼性の低さにより、上述した変速キャリアＣ１を有するギアボックス１は、現状、提案がなされているものの、好適な実用化がなされていない。【００１４】
本発明は、このような観点に鑑みて成されたものであり、デカンタ型遠心分離機用の変速キャリアを有するギアボックスにおいて、軸受の不具合を解消し、ボウルとスクリューコンベアとの好適な回転差動を提供するデカンタ型遠心分離機用ギアボックスを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明のデカンタ型遠心分離機用ギアボックスは、以下の内容を要旨とする。すなわち、ボウルを回転駆動する第１の駆動手段の駆動力により回転する第１リングギアに係合し、かつ非回転の第１太陽ギアに係合する第１遊星ギアを有する第１のギアユニットと、第１の駆動手段の駆動力により回転する第２リングギアに係合し、かつ第１遊星ギアの公転回転に応じて回転する第２太陽ギアに係合する第２遊星ギアを有し、第２遊星ギアの公転回転をスクリューコンベアに伝達する第２のギアユニットと、第２の駆動手段と連結された第１ａ太陽ギアに係合し、第１遊星ギアの公転回転に連動して第１ａ太陽ギアの周りを公転回転する第１ａ遊星ギアと、この第２遊星ギアの公転回転に伴って回転し、第１ａ太陽ギアに連結する第１ａリングギアとを有し、第１ａリングギアを介して第１遊星ギアの公転回転を第２太陽ギアに伝達する第１ａのギアユニットと、第１遊星ギアと前記第１ａ遊星ギアとの連動した公転回転を支持する変速キャリアと、を備え、第１遊星ギア及び第１ａ遊星ギアの自転を許容するころ軸受の保持器が、耐熱樹脂からなるころ案内保持器で構成されている。また、ころ案内保持器を形成する耐熱樹脂は、Ｌ−ＰＰＳ（直鎖状ポリフェニレンサッルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１遊星ギア及び第１ａ遊星ギアの自転に適用されるころ軸受の保持器を、耐熱樹脂からなるころ案内保持器としたことにより、軸受の潤滑の枯渇による焼き付きを防止することができる。よって、ボウルとスクリューコンベアとの好適かつ信頼性の高い回転差動を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、従来のデカンタ型遠心分離機用の２段式ギアボックスを示す図であり、（ａ）は、２段式ギアボックスの軸方向断面図、（ｂ）は、２段式ギアボックスのギアユニットを模式的に示した模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、デカンタ型遠心分離機用の変速キャリアを有するギアボックスを示す軸方向断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、デカンタ型遠心分離機用の変速キャリアを有するギアボックスのギアユニットの模式図である。
【図３】図３は、本実施形態のギアボックスが適用されるデカンタ型遠心分離機の模式図である。
【符号の説明】
【００１８】
１        変速キャリアを有するギアボックス
２        ボウル
３        スクリューコンベア
ＭＭ      メインモータ（第１の駆動手段）
ＢＤＭ    バックドライブモータ（第２の駆動手段）
Ｈ        ハウジング
１０      第１のギアユニット
Ｓ１    第１太陽ギア
Ｐ１    第１遊星ギア
Ｒ１    第１リングギア
Ｃ１    変速キャリアＣ１
Ｂ１    第１遊星ギア軸受
１０ａ    第１ａのギアユニット
Ｓ１ａ  第１ａ太陽ギア
Ｐ１ａ  第１ａ遊星ギア
Ｒ１ａ  第１ａリングギア
Ｃ１ａ  キャリアＣ１a
Ｂ１ａ  第１ａ遊星ギア軸受
２０      第２のギアユニット
Ｓ２    第２太陽ギア
Ｐ２    第２遊星ギア
Ｒ２    第２リングギア
Ｃ２    キャリアＣ２
ＰＳ      ピニオンシャフト
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、本実施の形態における例示が本発明を限定することはない。【００２０】
本実施形態のデカンタ型遠心分離機用のギアボックスは、上述のように変速キャリアを有するギアボックスの、高速で自転、公転する遊星ギアに適用される軸受について、該軸受の保持器を耐熱樹脂により形成されるころ案内保持器としたことにより、高遠心力に対応可能な高速デカンタ型遠心分離機の、長時間連続したボウルとスクリューコンベアとの好適な回転差動を提供する。【００２１】
まず、本実施形態のギアボックスが適用されたデカンタ型遠心分離機について説明する。【００２２】
図３に示すように、デカンタ型遠心分離機は、ボウル２と、ボウル内に同軸上に配設されたスクリューコンベア３と、ボウル２およびスクリューコンベア３を回転駆動させる主電動機としてのメインモータＭＭ（第１の駆動手段）と、ボウル２の回転とスクリューコンベア３の回転に差速を生じさせるための差動機としてのバックドライブモータＢＤＭ（第２の駆動手段）及びギアボックス１とを有する。【００２３】
該遠心分離機は、ボウル２とスクリューコンベア３の回転差速を利用してボウル２内に投入された例えば汚泥などの対象物の遠心分離を行い、液体と遠心分離された沈降固形物を連続的に脱液排出する。また、バックドライブモータＢＤＭ及びギアボックス１によってボウル２とスクリューコンベア３との間に任意の回転差速を生じさせることにより、分離された沈降固形物の脱液レベルを調節する。特に、回転差速を1.0ｒｐｍ以下から3.0ｒｐｍ程の範囲とし、高脱水（一般的には含水率80％以下）を目的として使用されることが多い。【００２４】
続いて、本実施形態の変速キャリアを有するギアボックス１について説明する。【００２５】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、本発明が適用される変速用キャリアＣ１を有するギアボックス１は、デカンタ型遠心分離機のメインモータＭＭによる駆動がボウル２を介して伝達されることにより該ボウル２と同じ回転数で回転するハウジングＨと、ハウジングＨ内に配置される第１のギアユニット１０と、第１ａのギアユニット１０ａと、第２のギアユニット２０とを有する。ギアユニット１０ａは、ギアユニット１０とギアユニット２０との間に配置される。【００２６】
第１のギアユニットからの駆動力は変速キャリアＣ１を介して第１ａのギアユニットに伝達され、さらにキャリアＣ１ａを介して第２のギアユニットに伝達される。第２のギアユニット２０にはキャリアＣ２が連結されており、該キャリアＣ２を介してスクリューコンベア３を駆動させる。また、第１ａのギアユニット１０ａには、ピニオンシャフトＰＳを介してバックドライブモータＢＤＭからの駆動が伝達される。【００２７】
本実施形態のギアボックス１が有するギアユニットについて、より具体的に説明する。第１のギアユニット１０には、ハウジングＨと結合され、ボウル２を回転駆動するメインモータＭＭの駆動力により回転するリングギアＲ１と、非回転の太陽ギアＳ１と、遊星ギア軸受Ｂ１を介して変速キャリアＣ１により回転自在に支持され、リングギアＲ１、及び太陽ギアＳ１に係合する、遊星ギアＰ１とが配置される。本実施形態において、遊星ギアＰ１は、１８０°間隔で２つ配置される。【００２８】
また、第１ａのギアユニット１０ａには、ピニオンシャフトＰＳと連結された太陽ギアＳ１ａと、遊星ギア軸受Ｂ１ａを介して変速キャリアＣ１により回転自在に支持され、遊星ギアＰ１の公転回転に連動して太陽ギアＳ１ａの周りを公転回転する２つの遊星ギアＰ１ａと、該遊星ギアＰ１ａの公転回転に伴って回転し、後述する太陽ギアＳ２にキャリアＣ１ａを介して連結するリングギアＲ１ａとが配置される。【００２９】
そして、第２のギアユニット２０には、ハウジングＨと結合され、ボウル２を回転駆動するメインモータＭＭの駆動力により回転するリングギアＲ２と、ギアユニット１０の遊星ギアＰ１の公転回転に応じて回転する太陽ギアＳ２と、スリーブ軸受を介してキャリアＣ２により回転自在に支持され、リングギアＲ２、及び太陽ギアＳ２に係合する、６０°間隔で配置された３つの遊星ギアＰ２とが配置される。キャリアＣ２は、遊星ギアＰ２の公転回転により回転され、該回転がスクリューコンベア３に伝達される。【００３０】
なお、本実施形態においては、遊星ギアの数を第１のギアユニット、及び第１ａのギアユニットにおいて２つ、第２のギアユニットにおいて３つとしたが、これに限定されるものではなく、任意の数の遊星ギアを等間隔で配置することができる。【００３１】
第１のギアユニット１０の遊星ギアＰ１、および第１ａのギアユニットの遊星ギアＰ１ａに結合される軸受Ｂ１、及びＢ１ａは、円筒ころ軸受である。円筒ころ軸受は円筒状のころと軌道とが線接触をしている形状の軸受であり、ラジアル負荷能力が大きい軸受である。【００３２】
次に、第１のギアユニット１０の遊星ギアＰ１と、第１ａのギアボックス１０ａの遊星ギアＰ１ａに適用される軸受Ｂ１、及びＢ１ａについてより詳しく説明する。【００３３】
本実施形態のギアボックス１の遊星ギアＰ１、及び遊星ギアＰ１ａに係る軸受は、円筒ころ軸受であって、ころ案内保持器を備える。そして、このころ案内保持器が耐熱樹脂により形成される。【００３４】
軸受Ｂ１、Ｂ１ａは、互いに同心に組み合わされた内輪及び外輪と、内輪と外輪との間に配置される複数の円筒ころと、これら円筒ころを周方向に等間隔で保持するころ案内保持器とを含む。【００３５】
ころ案内保持器は耐熱樹脂により形成されるが、好ましくは、Ｌ−ＰＰＳ（Linear-PolyPhenylene Sulfide）、ＰＥＥＫ（Poly
ether ether ketone）により形成される。【００３６】
表１は、Ｌ−ＰＰＳにより成形された本実施形態に係る軸受のころ案内保持器と、従来型の銅合金で形成された外輪案内型保持器の特性を示す。【００３７】
【表１】
2008078396.tif 000003
【００３８】
また、表２は、内径φ４２５のデカンタ型遠心分離機において、遠心力２５００Ｇ、回転数３２４１．４ｒｐｍで運転した場合のこれら保持器の最大主応力荷重値を示す。【００３９】
【表２】
2008078396.tif 000004
【００４０】
Ｌ−ＰＰＳは２００℃以上での連続使用が可能であるという優れた耐熱性を有するほか、表１に示すように、銅合金などの金属により形成した従来型と比較して、比重が非常に小さい。又、ＰＥＥＫ使用の場合も同様な効果が期待できる。【００４１】
加えて、表２に示すように、上記の条件下における本実施形態の保持器の最大主応力荷重値は、従来型保持器の約６０％である。このように保持器の最大主応力荷重値が小さいことからも明らかなように、遊星ギアＰ１、Ｐ１ａが高速で回転するときにおいても、軸受の保持器の比重が小さいことにより、自重による遠心力が小さいため、ころの案内すきまを確保できるので、焼き付き防止効果を期待できる。【００４２】
また、従来型保持器は外輪案内保持器であるため、高速で自転、公転するときに保持器の変形により外輪内径の約１８０°範囲に保持器が接触し、案内すきまが確保できない。これに対し、本実施形態に係る保持器はころ案内保持器であるため、高速で自転、公転しても、ころがポケット内の案内面先端に接触するものの、案内すきまは確保される。【００４３】
案内すきまが広範囲に亘って確保されないと、潤滑が１度枯渇してしまったとき、案内面の油膜は再形成されない。言い換えれば、案内すきまが確保されるころ案内保持器は、潤滑が１度枯渇しても案内面の油膜の再形成が円滑に行われる。【００４４】
したがって、本実施形態に係る軸受は、保持器を耐熱樹脂からなるころ案内保持器としたことにより、高速で回転するときにおいても案内すきまが確保されるため、潤滑の枯渇を防止することができる。【００４５】
続いて、本実施形態のギアボックス１を適用させてボウル２とスクリューコンベア３の回転差速を生じさせるときの動作について説明する。【００４６】
まず、バックドライブモータＢＤＭを駆動させることにより、第１ａのギアユニット１０ａのリングギアＲ１ａの回転数を変化させる。すなわち、バックドライブモータＢＤＭの駆動力をピニオンシャフトＰＳを介して太陽ギアＳ１ａに伝達させることにより、太陽ギアＳ１ａの自転を開始させ、遊星ギアＰ１、及び遊星ギアＰ１ａの公転回転数を小さくする。その結果、リングギアＲ１ａの回転数が小さくなるため、第２のギアユニット２０において、太陽ギアＳ２の回転数とリングギアＲ２の回転数に差が生じる。よって、太陽ギアＳ２の周りを公転回転する遊星ギアＰ２の公転回転もまた、リングギアＲ２の回転数より小さくなるため、ボウル２とスクリューコンベア３との間には回転数の差が生じるようになる。【００４７】
このようにしてボウル２とスクリューコンベア３との間に回転数の差を生じさせたとき、本実施形態のギアボックス１を適用したデカンタ型遠心分離機では、メインモータＭＭとバックドライブモータＢＤＭにかかる負荷を従来型の２段式ギアボックスと比して、非常に小さくすることが可能である。【００４８】
これについて具体的に説明するために、従来の２段式ギアボックスを用いたデカンタ式遠心分離機と、本実施形態のギアボックスを用いたデカンタ式遠心分離機において、ボウル２の回転数を３０００ｒｐｍ、スクリューコンベア３の回転数を２９９９ｒｐｍ（すなわちこのときの差速は１ｒｐｍである）とした場合の例を以下に示す。【００４９】
例えば、従来の２段式ギアボックスのギア比を１２５：１とした場合において、上記の回転数でデカンタ型遠心分離機を動作させるとき、バックドライブモータＢＤＭの回転数は２８４５ｒｐｍとなる。このとき、バックドライブモータＢＤＭにかかる電力は４．３ｋｗとなり、さらに、上述したようにバックドライブモータだけでなくメインモータにも同じだけの負荷、すなわち４．３ｋｗの電力を必要とする。よって、上記の条件で遠心分離機を動作させた場合、メインモータがボウルを回転させるために必要な電力のほかに、新たに８．６ｋｗの電力が遠心分離機全体で必要となる。【００５０】
これに対し、本実施形態のギアボックス１を用い、ギア比を４４：１として上記の回転数でデカンタ型遠心分離機を動作させるとき、バックドライブモータＢＤＭの回転数は４４ｒｐｍとなり、従来の２段式ギアボックスの場合と比較して非常に小さい。そのため、バックドライブモータＢＤＭにかかる電力は０．１９ｋｗとなり、遠心分離機全体に換算しても、新たにかかる電力は０．３８ｋｗとなった。【００５１】
すなわち、上述した例においては、本実施形態のギアボックスを用いることにより、ボウルを３０００ｒｐｍ、スクリューコンベアを２９９９ｒｐｍで回転させて１ｒｐｍの差速を生じさせるために必要な電力を８．２２ｋｗ削減することができる。【００５２】
本実施形態の変速キャリアＣ１を有するギアボックス１においては、上述したようにメインモータＭＭから、またはメインモータＭＭ及びバックドライブモータＢＤＭからの駆動が伝達されるとき、遊星ギアＰ１、及びＰ１ａはリングギアＲ１ａを回転させるための公転に伴い、高速で自転、公転する。このように遊星ギアＰ１、及びＰ１ａが高速で自転、公転するとき、これに配置される軸受Ｂ１、及びＢ１ａには自重による遠心力が作用する。従来の技術においては、この遠心力が大きくなるため、軸受の潤滑の枯渇が発生するおそれが大きかった。【００５３】
本実施形態の変速キャリアＣ１を有するギアボックス１は、遊星ギアＰ１、Ｐ１aのころ軸受Ｂ１、Ｂ１aの保持器を耐熱樹脂で形成したことにより、従来に比べ保持器の比重が小さくなり、ころ軸受の自重による遠心力を小さくすることが可能であるため、案内すきまを適切に確保することができる。また、当該保持器をころ案内保持器としたことにより、ころと案内面との接触部分を小さくすることができるため、案内すきまをさらに適切に確保することができるとともに、潤滑を好適に維持することができる。したがって、軸受の潤滑の枯渇の防止を防ぐことができる。【００５４】
すなわち、変速キャリアＣ１を有するギアボックス１が適用されたデカンタ型遠心分離機の長時間連続した運転においても、当該ギアボックス内の軸受が焼き付け等を起こす危険性を低減でき、好適なボウルとスクリューコンベアとの回転差動を提供することができる。【００５５】
特に、２５００Ｇ以上の遠心力が軸受に作用する、高速デカンタ型遠心分離機の好適な実用化を図ることができる。
【図１】
2008078396.tif 000005
【図２Ａ】
2008078396.tif 000006
【図２Ｂ】
2008078396.tif 000007
【図３】
2008078396.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月29日(2009.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離機用ギアボックスであって、
ボウルを回転駆動する第１の駆動手段の駆動力により回転する第１リングギアに係合し、かつ非回転の第１太陽ギアに係合する第１遊星ギアを有する第１のギアユニットと、
前記第１の駆動手段の駆動力により回転する第２リングギアに係合し、かつ前記第１遊星ギアの公転回転に応じて回転する第２太陽ギアに係合する第２遊星ギアを有し、前記第２遊星ギアの公転回転をスクリューコンベアに伝達する第２のギアユニットと、
第２の駆動手段と連結された第１ａ太陽ギアに係合し、前記第１遊星ギアの公転回転に連動して前記第１ａ太陽ギアの周りを公転回転する第１ａ遊星ギアと、この第１ａ遊星ギアの公転回転に伴って回転し、前記第２太陽ギアに連結する第１ａリングギアとを有し、前記第１ａリングギアを介して前記第１遊星ギアの公転回転を前記第２太陽ギアに伝達する第１ａのギアユニットと、
前記第１遊星ギアと前記第１ａ遊星ギアとの連動した公転回転を支持する変速キャリアと、を備え、
前記第１遊星ギア及び第１ａ遊星ギアの自転を許容するころ軸受の保持器が、耐熱樹脂からなるころ案内保持器であることを特徴とするデカンタ型遠心分離機用ギアボックス。
【請求項２】
前記耐熱樹脂がＬ−ＰＰＳ（Ｌｉｎｅａｒ−ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）またはＰＥＥＫ（Ｐｏｌｙ  ｅｔｈｅｒ  ｅｔｈｅｒ  ｋｅｔｏｎｅ）であることを特徴とする請求項１に記載のデカンタ型遠心分離機用ギアボックス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
より具体的に説明すると、第１のギアユニット１０の太陽ギアＳ１は非回転であり、第１ａのギアユニット１０ａの太陽ギアＳ１ａがバックドライブモータのピニオンシャフトＰＳと連結され、太陽ギアＳ１ａに係合する遊星ギアＰ１ａがギアユニット１０の遊星ギアＰ１と変速キャリアＣ１を介して連結している。したがって、ギアユニット１０ａの遊星ギアＰ１ａが、ギアユニット１０の遊星ギアＰ１の公転（メインモータによるリングギアＲ１の回転）に伴って公転し、この遊星ギアＰ１ａの公転がリングギアＲ１ａを回転させる。そして、このリングギアＲ１ａの回転がギアユニット２０の太陽ギアＳ２に伝達され、スクリューコンベアを回転駆動させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
高速で回転する遊星ギアの軸受Ｂ１、Ｂ１ａには、ラジアル荷重（軸方向に直角な方向の荷重）を考慮したころ軸受の軸受が使用される。通常、ある回転半径上に回転中心を有する軸受が高速で自転、公転するときには、軸受の自重による公転遠心力が作用するため、遠心力によりころと外輪つば・内輪つばとの摩擦が上昇し、油膜形成がうまくいかず、潤滑が枯渇するなどの不具合が生じる可能性があるが、断続的に運転される機器等においては、このような不具合が生じる可能性は低い。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明のデカンタ型遠心分離機用ギアボックスは、以下の内容を要旨とする。すなわち、ボウルを回転駆動する第１の駆動手段の駆動力により回転する第１リングギアに係合し、かつ非回転の第１太陽ギアに係合する第１遊星ギアを有する第１のギアユニットと、第１の駆動手段の駆動力により回転する第２リングギアに係合し、かつ第１遊星ギアの公転回転に応じて回転する第２太陽ギアに係合する第２遊星ギアを有し、第２遊星ギアの公転回転をスクリューコンベアに伝達する第２のギアユニットと、第２の駆動手段と連結された第１ａ太陽ギアに係合し、第１遊星ギアの公転回転に連動して第１ａ太陽ギアの周りを公転回転する第１ａ遊星ギアと、この第１ａ遊星ギアの公転回転に伴って回転し、第２太陽ギアに連結する第１ａリングギアとを有し、第１ａリングギアを介して第１遊星ギアの公転回転を第２太陽ギアに伝達する第１ａのギアユニットと、第１遊星ギアと前記第１ａ遊星ギアとの連動した公転回転を支持する変速キャリアと、を備え、第１遊星ギア及び第１ａ遊星ギアの自転を許容するころ軸受の保持器が、耐熱樹脂からなるころ案内保持器で構成されている。また、ころ案内保持器を形成する耐熱樹脂は、Ｌ−ＰＰＳ（直鎖状ポリフェニレンサッルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）とすることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図３に示すように、デカンタ型遠心分離機は、ボウル２と、ボウル２内に同軸上に配設されたスクリューコンベア３と、ボウル２およびスクリューコンベア３を回転駆動させる主電動機としてのメインモータＭＭ（第１の駆動手段）と、ボウル２の回転とスクリューコンベア３の回転に差速を生じさせるための差動機としてのバックドライブモータＢＤＭ（第２の駆動手段）及びギアボックス１とを有する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
続いて、本実施形態の変速キャリアＣ１を有するギアボックス１について説明する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
そして、第２のギアユニット２０には、ハウジングＨと結合され、ボウル２を回転駆動するメインモータＭＭの駆動力により回転するリングギアＲ２と、ギアユニット１０の遊星ギアＰ１の公転回転に応じて回転する太陽ギアＳ２と、スリーブ軸受を介してキャリアＣ２により回転自在に支持され、リングギアＲ２、及び太陽ギアＳ２に係合する、１２０°間隔で配置された３つの遊星ギアＰ２とが配置される。キャリアＣ２は、遊星ギアＰ２の公転回転により回転され、該回転がスクリューコンベア３に伝達される。
【国際調査報告】
2008078396.tif 000009
2008078396.tif 000010