(57)【要約】【課題】外寸、特に幅寸法あるいは幅寸法および長さ寸法の両方が従来のものよりも小さく、そのうえ、駆動対象を用いての作業になんら影響を与えない駆動装置を提供することである。ことに、駆動対象がワイヤ巻取り用のドラム機構である場合に、電動機がワイヤの進路を遮ることがなく、ワイヤを任意の方向から自由に巻き取ることができる有用性の高い駆動装置を提供することである。【解決手段】駆動対象に接続される出力軸３と、この出力軸３に結合された大歯車４と、この大歯車４に回転力を伝達する小歯車５と、出力軸３（大歯車４）および小歯車５を回転自在に保持する枠体６と、電動機１と、この電動機１に対して、その回転軸方向に沿って一列に配置され、かつ、この電動機１と一体化された減速機２と、を具備し、減速機２は枠体６の側方に取り付けられているとともに、電動機１は減速機２を介して枠体６によって支持されており、さらに減速機２の出力軸２ａが小歯車５に接続された構造の駆動装置。【選択図】    図２
2004218772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動対象に接続される出力軸と、
この出力軸に結合された大歯車と、
この大歯車に回転力を伝達する小歯車と、
前記出力軸および前記小歯車を回転自在に保持する枠体と、
電動機と、
この電動機に対して、その回転軸方向に沿って一列に配置され、かつ、前記電動機と一体化された減速機と
を具備し、
前記減速機は前記枠体の側方に取り付けられてなるとともに、前記電動機は前記減速機を介して前記枠体によって支持されてなり、さらに前記減速機の出力軸が前記小歯車に接続されてなることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
減速機は、その出力軸が電動機の回転軸方向と直交するよう構成されたものであり、かつ、前記電動機およびそれと一体化された前記減速機は、駆動対象に接続される出力軸と直交するよう配置されてなることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
電動機およびそれと一体化された減速機を、この減速機における枠体に対する取付け部と同一の寸法・形状を有する取付け部を備えた油圧モータに交換できるよう構成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
大歯車および小歯車は、互いに噛合した状態で設けられてなるとともに、前記小歯車の回転中心は、前記大歯車の回転中心の斜め下方に位置させられてなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項５】
駆動対象に接続される出力軸、大歯車、小歯車および枠体を備えた動力伝達ユニットは、油圧モータを利用した油圧式駆動装置の一部を流用したものであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項６】
駆動対象が、船舶の甲板上に据え付けられる機械であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、船舶の甲板上に据え付けられる機械類の駆動装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
これまで、船舶の甲板上に据え付けられる機械（甲板機械）の駆動装置は、油圧（電動油圧）方式が主流であった。この方式のものでは、電動機で油圧ポンプを作動させ、このポンプから吐き出される高圧作動油をアクチュエータである油圧モータに供給して、たとえば駆動対象であるワイヤ巻取り用のドラム機構（以下、単にドラムともいう）を働かせるようになっている。
【０００３】
しかし、こうした油圧式の駆動装置は、作動油の漏出による環境汚染の問題や油圧機器特有の騒音問題を抱えており、また、面倒な作動油の管理やフィルタ交換などのメンテナンスも不可欠である。そのうえ、油圧式の駆動装置はエネルギー効率が悪い。こうした事情から、駆動装置の電動化が待望されていた。しかしながら、駆動装置を電動化する場合、次のような点が問題となる。
【０００４】
油圧モータは、最高でも３００〜８００ｒｐｍ程度の低い回転数で運転され、しかも駆動トルクが極めて大きいため、それに組み合わされる減速機の段数は、１段ないしは２段で十分である。これに対して電動機は、回転数が１０００〜３６００ｒｐｍとかなり高く、そのうえ駆動トルクが油圧モータよりも劣るので、段数が３〜５段程度の減速機が必要になる。ここで、図７および図８に、電動化された駆動装置の概略構造を、駆動対象であるドラム機構をも含めた形で示す。なお、図７および図８は、それぞれ同装置の平面図および側面図である。
【０００５】
電動式駆動装置は、これらの図からわかるように、電動機１１および減速機１２を備える。そして、減速機１２の出力軸１２ａが、駆動対象であるドラム１３の回転軸１３ａに接続されている。図示した減速機１２は、段数が３段のものであり、次の動力伝達要素から構成される。すなわち減速機１２は、▲１▼電動機１１の出力軸に取り付けられた小歯車１１ａと噛み合う大歯車１４、▲２▼この大歯車１４と同軸上に配置され、それとともに回転する小歯車１５、▲３▼この小歯車１５と噛み合う大歯車１６、▲４▼この大歯車１６と同軸上に配置され、それとともに回転する小歯車１７、▲５▼この小歯車１７と噛み合い、かつ上記出力軸１２ａと一体化された大歯車１８、そして▲６▼これら歯車の回転軸や電動機１１を保持する枠体１９からできあがっている。電動機１１によって供給される動力は、小歯車１１ａ、大歯車１４、小歯車１５、大歯車１６、小歯車１７、そして大歯車１８を順に介して、出力軸１２ａに連結されたドラム１３に、適当な回転数および駆動トルクに変換された状態で伝えられる。
【０００６】
さて、こうした装置が設置される船舶の甲板は、利用可能なスペースが極めて限られており、したがって装置の外寸は、できるだけ小さいことが好ましい。しかしながら、上記構造の電動式駆動装置では、駆動対象部分まで含めた長さ寸法（図７中、Ｌ２で示す）および幅寸法（図８中、Ｗ２で示す）が、ともに旧来の油圧式のものに比べてかなり大きくなる。これは、一般に電動機の長さ寸法が油圧モータのそれに比べて著しく大きいこと、そして電動機に組み合わされる減速機は多数の歯車を内蔵した大掛かりなものとなることからくる不可避の帰結である。言うまでもなく、外寸の増大は、装置の甲板上への設置を困難なものとし、また装置自体の運搬にも支障を来たす。
【０００７】
こうした不具合の一部を解消するため、ことに長さ寸法を抑えるために、電動機の設置位置を変更する案が出されている。ここで、図９および図１０に、この提案を採用してなる電動式駆動装置の概略構造を、駆動対象であるドラム機構をも含めた形で示す。ただし、図９および図１０は、それぞれ同装置の平面図および側面図である。
【０００８】
この改良型の装置についても基本構造は先のものと概ね同じであり、すなわち電動機２１および減速機２２を備え、さらに減速機２２の出力軸２２ａが、駆動対象であるドラム２３の回転軸２３ａに接続されている。減速機２２は段数が３段のものであり、▲１▼電動機２１の出力軸に取り付けられた小歯車２１ａと噛み合う大歯車２４、▲２▼この大歯車２４と同軸上に配置され、それとともに回転する小歯車２５、▲３▼この小歯車２５と噛み合う大歯車２６、▲４▼この大歯車２６と同軸上に配置され、それとともに回転する小歯車２７、▲５▼この小歯車２７と噛み合い、かつ上記出力軸２２ａと一体化された大歯車２８、そして▲６▼これら歯車の回転軸や電動機２１を保持する枠体２９から構成されている。
【０００９】
したがって、電動機２１によって供給される動力は、小歯車２１ａ、大歯車２４、小歯車２５、大歯車２６、小歯車２７、そして大歯車２８を順に介して、出力軸２２ａに連結されたドラム２３に、適当な回転数および駆動トルクに変換された状態で伝達される。こうした点については、先に言及したものと同じであるが、この装置では、電動機２１が逆側に取り付けられている。つまり電動機２１は、減速機２２を挟んでドラム２３と反対の側ではなく同じ側に、それと平行に設置されている。このため、幅寸法については依然として変わりはないが、枠体２９の側面から右側に大きく突出していた部分が省かれ、その分だけ全体の長さ寸法が低減されている。
【００１０】
こうした構造とすることで、たしかに、上記の不具合は多少なりとも改善される。しかし、その一方で、次のような新たな問題が生じる。ドラム２３に巻き取られるワイヤは、矢印Ａで示すように上側から巻き取られること（上巻き）も、逆に矢印Ｂで示すように下側から巻き取られること（下巻き）もある。だが、装置のコンパクト化を図るために電動機をドラム側に配置した場合には、それが、下巻きされるワイヤと交錯してしまう。つまり、ワイヤの進路が電動機で遮られる格好となる。このため、一方向からしかワイヤを巻き取ることができず、作業性が著しく低下し、作業内容によっては実施不可能となることもある。
【００１１】
したがって本発明が解決しようとする課題は、外寸、特に幅寸法あるいは幅寸法および長さ寸法の両方が従来のものよりも小さく、そのうえ、駆動対象を用いての作業になんら影響を与えない駆動装置を提供することである。ことに、駆動対象がワイヤ巻取り用のドラム機構である場合、電動機がワイヤの進路を遮ることがなく、ワイヤを任意の方向から自由に巻き取ることができる有用性の高い駆動装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、
駆動対象に接続される出力軸と、
この出力軸に結合された大歯車と、
この大歯車に回転力を伝達する小歯車と、
前記出力軸および前記小歯車を回転自在に保持する枠体と、
電動機と、
この電動機に対して、その回転軸方向に沿って一列に配置され、かつ、前記電動機と一体化された減速機と
を具備し、
前記減速機は前記枠体の側方に取り付けられてなるとともに、前記電動機は前記減速機を介して前記枠体によって支持されてなり、さらに前記減速機の出力軸が前記小歯車に接続されてなることを特徴とする駆動装置によって解決される。
【００１３】
すなわち、上記のごとく駆動装置を構成した場合、電動機および減速機からなる動力ユニットが取り付けられる部分は、従来の電動式装置のように多数の歯車を内蔵した大掛かりなものではなくなるから、装置の外寸、特に幅寸法を小さくすることが可能となる。この結果、装置のコンパクト化が図れ、それがたとえば船舶の甲板上に設置されるものである場合には、配置する上での制約条件を十分に満足することができ、また、甲板上の利用可能なスペースを拡大することができる。そのうえ、装置自体の運搬も容易に行えるようになる。
【００１４】
これに加えて、本発明の構造を採用した場合には、装置外寸が減少しているにもかかわらず、電動機と駆動対象とが前後に重ならないから、駆動対象の機能、すなわちそれを用いての作業には、なんら影響を与えない。つまり、作業性の低下を招いたり、作業が実施不可能になったりすることはない。ことに、駆動対象がワイヤ巻取り用のドラム機構である場合、本発明の駆動装置は、電動機がワイヤの進路を遮ることがなく、ワイヤを任意の方向から自由に巻き取ることができるため極めて有用性に優れる。
【００１５】
なお、本発明の駆動装置において、減速機は、その出力軸が電動機の回転軸方向と直交するよう構成されたものであり、かつ、電動機およびそれと一体化された減速機（すなわち動力ユニット）は、駆動対象に接続される出力軸（したがって駆動対象の回転軸）と直交するよう、ことに水平面に対して直立するよう配置されてなることが好ましい。こうすることで、動力ユニットを水平に寝かした場合よりも、装置の長さ寸法をさらに小さなものとすることができる。つまり、幅寸法および長さ寸法の両方を従来よりも小さくすることができ、装置のさらなるコンパクト化が図れる。
【００１６】
また本発明では、電動機およびそれと一体化された減速機、すなわち上記動力ユニットを、減速機における枠体に対する取付け部と同一の寸法・形状を有する取付け部を備えた油圧モータに交換できるよう構成してもよい。こうした動力ユニット着脱自在構造を採用すれば、万が一、電動機や減速機に不具合が生じた場合でも、それを一時的に油圧モータで代替できるようになる。
【００１７】
さらに、本発明の駆動装置では、大歯車および小歯車は、互いに噛合した状態で設けられてなるとともに、小歯車の回転中心は、大歯車の回転中心の斜め下方に位置させられていることが好ましい。これによって、出力軸、大・小歯車および枠体からなる動力伝達ユニットの外寸を、さらに小さなものとすることができ、装置のコンパクト化が促進される。
【００１８】
なお、本発明の駆動装置を構成する、駆動対象に接続される出力軸、大歯車、小歯車および枠体を備えた動力伝達ユニットは、油圧モータを利用した油圧式駆動装置の一部を流用したものであっても、なんら差し支えない。また、上記動力ユニットおよび回転力伝達用の小歯車の対は、一つの大歯車に対して二つ以上設けられていてもよい。
【００１９】
さらに言えば、本発明の駆動装置にとって特に好適な駆動対象としては、船舶の甲板上に据え付けられる機械、たとえばワイヤ巻取り用のドラム機構などが挙げられる。こうしたものを駆動対象とする場合、本発明の駆動装置は、際立って優れた効果を発揮する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を用いて、本発明の一実施形態を具体的に説明する。なお、図１および図２は本実施形態に係る駆動装置の平面図および側面図、図３は電動機および減速機からなる動力ユニットの正面図、図４（ａ）および（ｂ）は動力ユニットの取付け部と油圧モータの取付け部との対比図である。
【００２１】
本実施形態に係る駆動装置（以下、本装置という）は、船舶の甲板上に据え付けられる作業機械（甲板機械）、特にワイヤ巻取り用のドラム機構の駆動に用いられるものである。ここに示したのは２５トン型のドラム機構であるが、言うまでもなく本発明の技術は、ドラム機構の大小を問わず採用可能である。また、駆動対象は、ワイヤ巻取り用のドラム機構に限定されるわけではなく、その他いかなるものであってもよい。
【００２２】
本装置は、それを、駆動対象であるドラム機構をも含めた形で示す図１や図２からわかるように、概して、電動機１および減速機２からなる動力ユニットＭと、駆動対象に接続される出力軸３、大歯車４、小歯車５および枠体６からなる動力伝達ユニットＫとを主要構成要素として具備している。
【００２３】
このうち動力ユニットＭを構成する減速機２は、電動機１に対して、その回転軸方向に沿って一列に配置されている。そして電動機１と一体化されており、これによって両者はユニットとなっている。一方、動力伝達ユニットＫを構成する出力軸３は、回転駆動されるドラム７の回転軸７ａの一端に接続されており、さらに大歯車４がこの出力軸３に結合されている。また小歯車５は、大歯車４と直接噛み合っており、この大歯車４に動力ユニットＭからの回転力を伝達する役割を果たす。ただし、動力伝達ユニットＫのコンパクト化のために、ここでは、小歯車５の回転中心を大歯車４の回転中心の斜め下方に位置させている。
【００２４】
甲板に堅固に固定された箱状の枠体６は、出力軸３（したがって大歯車４）および小歯車５を回転自在に収納保持しており、加えて、動力ユニットＭをも支持する。さらに詳しく言うと、動力ユニットＭを構成する減速機２は、枠体６の右側方、すなわち枠体６を挟んでドラム７と反対の側に取り付けられており、したがって電動機１は、この減速機２を介して、枠体６によって支持された格好となっている。そして当然のことながら、この状態で、減速機２の出力軸２ａは小歯車５に接続されている。
【００２５】
さて、図３からもわかるように減速機２は、その出力軸２ａが、電動機１における回転軸１ａの軸方向と直交するよう構成されたものである。よって、電動機１およびそれと一体化された減速機２、つまり動力ユニットＭは、出力軸３（したがってドラム７の回転軸７ａ）と直交するよう配置されている。特に本実施形態では、動力ユニットＭを鉛直に起立させた状態で枠体６に取り付けている。
【００２６】
ちなみに、減速機２の内部構造は、図３に破線で示すとおりである。同図からわかるように減速機２は、電動機１の回転力を直交変換するための笠歯車対２ｂ，２ｃ、およびさらなる減速のための平歯車対２ｄ，２ｅから構成されている。言うまでもなく、笠歯車２ｂは電動機１の回転軸１ａに取り付けられており、また笠歯車２ｃは、小径の平歯車２ｄと同軸上に、それともに回転するよう設けられている。そしてさらに、大径の平歯車２ｅは出力軸２ａに取り付けられている。なお、ここで説明した減速機２の構造はほんの一例であり、これ以外にもさまざまな形態のものを採用できる。
【００２７】
本実施形態では、もし必要とあれば、電動機１およびそれと一体化された減速機２、すなわち動力ユニットＭを、同等の性能を有する油圧モータと交換できるようにしている。これは、図４（ａ）に示す、減速機２における枠体６に対する取付け部（フランジ）２ｆを、図４（ｂ）に示す、交換対象である油圧モータ８の取付け部８ａと同一の寸法・形状とすることにより実現した。つまり、図４において、取付け部２ｆのピッチ円Ｃ１の直径Ｄ１と取付け部８ａのピッチ円Ｃ２の直径Ｄ２とは等しく、また、ボルト孔の径や数も同一となっている。なお、上記動力伝達ユニットＫは、もし可能であれば、油圧モータを利用した油圧式駆動装置の一部を流用しても差し支えない。
【００２８】
さて、上記のごとく構成された本装置では、電動機１および減速機２からなる動力ユニットＭが取り付けられる部分、すなわち動力伝達ユニットＫは、従来の電動式装置のように多数の歯車を内蔵した大掛かりなものではない。また、動力ユニットＭを直立させているので、駆動対象部分まで含めた長さ寸法（図１中、Ｌ１で示す）および幅寸法（図２中、Ｗ１で示す）は、従来よりも格段に小さくなっている。つまり、本装置はコンパクトなものであるから、甲板に配置する上での制約条件を十分に満足することができ、また、甲板上の利用可能なスペースは拡大する。そのうえ、装置自体の運搬も容易に行える。加えて本装置では、外寸が減少しているにもかかわらず、電動機１とドラム７とが前後に重ならないから、電動機１がワイヤの進路を遮ることがなく、ワイヤを任意の方向から自由に巻き取ることができる。
【００２９】
さらに言えば、本発明に係る駆動装置は、図５（駆動対象を含む装置平面図）および図６（図５におけるＸ−Ｘ線での断面図）に示すごとく、それを挟んで二つのドラム９ａ，９ｂが設けられる場合にも、大きな効果を発揮する。図に示したのは、ドラム９ａおよびドラム９ｂの回転軸をカップリング１０によって連結し、さらにワイヤ巻取り能力を向上させるため動力ユニットＭ（両者の出力軸の回転方向は同一）を二つ設けたものである。この場合、動力ユニットＭを直立させたことにより、それがドラム９ａ，９ｂの回転軸やカップリング１０に干渉することはなく、互いの間隔を極力小さくした状態で、ドラム９ａ，９ｂを隣接配置できる。その結果、甲板に配置する上での制約条件が十分に満たされ、また、甲板上の利用可能なスペースが増大する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の駆動装置は、外寸、特に幅寸法あるいは幅寸法および長さ寸法の両方が従来のものよりも小さく、そのうえ、駆動対象を用いての作業にはなんら影響を与えることがない。ことに、駆動対象がワイヤ巻取り用のドラム機構である場合、電動機がワイヤの進路を遮ることがなく、ワイヤを任意の方向から自由に巻き取ることができ、有用性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る駆動装置の、ドラム機構をも含めた形での平面図
【図２】本発明の実施形態に係る駆動装置の、ドラム機構をも含めた形での側面図
【図３】電動機および減速機からなる動力ユニットの正面図（本発明の実施形態）
【図４】（ａ）および（ｂ）は動力ユニットの取付け部と油圧モータの取付け部との対比図（本発明の実施形態）
【図５】本発明の他実施形態に係る駆動装置の、ドラム機構をも含めた形での平面図
【図６】図５におけるＸ−Ｘ線での断面図（本発明の他実施形態）
【図７】従来型駆動装置の、ドラム機構をも含めた形での平面図
【図８】従来型駆動装置の、ドラム機構をも含めた形での側面図
【図９】他の従来型駆動装置の、ドラム機構をも含めた形での平面図
【図１０】他の従来型駆動装置の、ドラム機構をも含めた形での側面図
【符号の説明】
Ｍ          動力ユニット
Ｋ          動力伝達ユニット
１          電動機
２          減速機
２ｆ        減速機における枠体に対する取付け部
３          出力軸
４          大歯車
５          小歯車
６          枠体
７          ドラム
８          油圧モータ
８ａ        油圧モータの取付け部
【図１】
2004218772.tif 000003
【図２】
2004218772.tif 000004
【図３】
2004218772.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004218772.tif 000007
【図６】
2004218772.tif 000008
【図７】
2004218772.tif 000009
【図８】
2004218772.tif 000010
【図９】
2004218772.tif 000011
【図１０】
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