(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温の駆動源であるタービンの出力軸に軸継手を介してピニオン歯車軸を連結し、該ピニオン歯車軸に１つのピニオン歯車を装着すると共に、前記ピニオン歯車軸と平行に配設された２つのホイール歯車を、前記ピニオン歯車の歯面に歯合させて第１の減速機を構成し、前記ホイール歯車のそれぞれに連結されて前記第１の減速機の２本の出力軸を構成し、
該２本の出力軸にそれぞれ装着されるピニオン歯車に１個のホイール歯車を噛合させて第２の減速機を構成し、該第２の減速機を介してプロペラを駆動するようにした船舶の推進装置において、
前記第１の減速機のピニオン歯車軸の前記ピニオン歯車が装着される側の軸端部と前記第２の減速機の出力軸側に夫々スラスト軸受を設けたことを特徴とする高温の駆動源であるタービンを具えた船舶の推進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温の駆動源であるタービンに軸継手を介して連結されるピニオン歯車と該ピニオン歯車に噛み合うホイール歯車とにより、前記原動機の回転を所定の減速比で減速する歯車減速装置、特に高温の駆動源であるタービンを具えた船舶の推進装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動源に連結される入力軸と減速装置、作動機器等に連結される出力軸との間に歯車軸継手を設置してなる動力伝達装置に係る技術として、たとえば特許文献１（特開平１１−２７０５７１号公報）のような、原動機（蒸気タービン）の回転をギヤカップリングを介して減速機に伝達し、該減速機で所定の減速比で減速して発電機を駆動する蒸気タービン発電装置がある。即ち、特許文献１においては、ギヤカップリングに調整金具を設けることにより、バックラッシ量を簡単に調整する手段が示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２７０５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４は、前記のような入力軸と出力軸との間に軸継手を設置してなる動力伝達装置のうち、軸継手として歯車軸継手を装備した船舶用減速装置におけるスラスト荷重による減速歯車の局部的歯当たり発生状態を示す模式図である。
図４において、１は蒸気タービン、ガスタービン等のタービン（原動機）、２は第１段減速機で、該第１段減速機２はピ二オン歯車軸１１に取り付けられた１個のピ二オンギヤ２１に２個のホイールギヤ２２，２２が噛み合って構成される。４は前記タービン１とピ二オンギヤ２とを連結する歯車軸継手で、接続軸４２の両端部に形成された外歯４４，４５と、前記タービン１の出力軸１ａ及び前記ピ二オン歯車軸１１にそれぞれ設けられた内歯４１，４３との噛み合いによりタービン１の出力軸１ａとピ二オン歯車軸１１との間に回転力を伝達するように構成されている。
７，７は前記ホイールギヤ２２，２２と第１段減速機２の出力軸２２ａ，２２ａとを連結する軸継手で、前記第１段減速機２で減速後の回転力は、該軸継手７，７から出力軸２２ａ，２２ａを経て、図示しない第２段減速機に伝達される。
【０００５】
このような歯車軸継手４を装備した船舶用減速装置においては、船舶の推進力に伴う軸系の移動、船体変形、軸系の熱伸び等によって軸方向変位が発生する。かかる軸方向変位によるスラスト荷重は、プロペラ軸に設けたスラスト軸受やタービン１側に設けたスラスト軸受で吸収するようになっている。
しかしながら、歯車軸継手４が設置されているタービン１と第1段減速機２のピ二オンギヤ２１との間の軸系の、前記タービン１による熱伸びに伴う軸方向変位については、従来は、前記歯車軸継手４にかかる軸方向変位を吸収する手段が講じられていなかったため、図４のように、この軸系の軸方向変位に伴うスラスト荷重によってピ二オンギヤ２１と２個のホイールギヤ２２，２２との噛み合い部に局部的に強い歯当たり６１，６２が発生し、第１段減速機２における歯部の破損を引き起こす可能性がある。
前記特許文献１には、かかる不具合に対処する手段は示されていない。
【０００６】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、駆動源に軸継手を介して連結される歯車減速装置において、軸系に発生する軸方向変位に伴うスラスト荷重による歯車減速装置の局部的な強い歯当たりの発生を防止し歯部の破損を回避した歯車減速装置、特に高温の駆動源であるタービンを具えた船舶の推進装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はかかる目的を達成するもので、高温の駆動源であるタービンの出力軸に軸継手を介してピニオン歯車軸を連結し、該ピニオン歯車軸に１つのピニオン歯車を装着すると共に、前記ピニオン歯車軸と平行に配設された２つのホイール歯車を、前記ピニオン歯車の歯面に歯合させて第１の減速機を構成し、前記ホイール歯車のそれぞれに連結されて前記第１の減速機の２本の出力軸を構成し、該２本の出力軸にそれぞれ装着されるピニオン歯車に１個のホイール歯車を噛合させて第２の減速機を構成し、該第２の減速機を介してプロペラを駆動するようにした船舶の推進装置において、前記第１の減速機のピニオン歯車軸の前記ピニオン歯車が装着される側の軸端部と前記第２の減速機の出力軸側に夫々スラスト軸受を設けたことを特徴とする高温の駆動源であるタービンを具えた船舶の推進装置を提案する。
【０００８】
【０００９】
蒸気タービン、ガスタービンを含む船舶用主機関からなる高温の駆動源によって、該駆動源の出力軸系に直結される歯車減速装置のピニオン歯車軸に熱伸びが発生するが、本発明によれば、前記ピニオン歯車軸にスラスト軸受を設けたので、かかる熱伸びに伴うスラスト荷重を該スラスト軸受によって支承することが可能となる。
従って、前記駆動源からの熱伸びによるピニオン歯車軸の軸方向変位を前記スラスト軸受によって遮断できることとなり、該ピニオン歯車軸に取り付けられたピニオン歯車とホイール歯車との噛み合い部に、前記のような熱伸びに伴うスラスト荷重によって局部的に強い歯当たりが発生するのを防止でき、これにより、かかる歯当たりに伴う歯部の破損を回避できる。
【００１０】
【００１１】
このように構成すれば、高温の駆動源側に連結される歯車軸継手の内部構造である接続軸を支承するスラスト軸受を設けて、該スラスト軸受によって駆動源側からの熱伸びに伴うスラスト荷重を支承することにより、該熱伸びによる軸方向変位の歯車減速装置側への伝達を、歯車軸継手の内部にスラスト軸受を組付けるというコンパクトな構造で以って完全に遮断できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高温の駆動源の出力軸系に直結され熱伸びが発生する歯車減速装置のピニオン歯車軸にスラスト荷重を支承するスラスト軸受を設けたので、前記熱伸びによるピニオン歯車軸の軸方向変位をスラスト軸受によって遮断できることとなり、該ピニオン歯車軸に取り付けられたピニオン歯車とホイール歯車との噛み合い部に、前記熱伸びに伴うスラスト荷重によって局部的に強い歯当たりが発生するのを防止でき、これにより、かかる歯当たりに伴う歯部の破損を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の第１実施例に係る歯車減速装置をそなえた船舶の推進装置の構成図である。
図１において、１は主機関である蒸気タービン、ガスタービン等のタービン（原動機）、２は第1段減速機、３は第２段減速機、３３はプロペラ軸、３４はプロペラ、４は前記タービン１の出力側と前記第1段減速機２の入力側との間に介装され後述する構成をそなえた歯車軸継手である。１ａはタービン主軸、８はタービン側スラスト軸受、３５はプロペラ側スラスト軸受である。
前記第1段減速機２はピ二オン歯車軸１１に固定された１個のピ二オン歯車２１に２個のホイール歯車２２，２２が噛み合って構成される。７，７は前記ホイール歯車２２，２２と該第1段減速機２の出力軸２２ａ，２２ａとを連結する軸継手である。また前記第２段減速機３は、前記第1段減速機２の２本の出力軸２２ａ，２２ａにそれぞれ連結されるピ二オン歯車３１，３１に１個のホイール歯車３２が噛み合って構成される。
【００１５】
図２は前記歯車軸継手４の軸心線に沿う断面図である。
図２において、１ａは前記タービン１（図１参照）のタービン出力軸（歯車軸継手の入力軸）、４３ａは前記第1段減速機２のピ二オン歯車軸１１に連結される出力軸、４２は接続軸で、該接続軸４２の入力側に形成された入力側外歯４４が前記タービン出力軸１ａの端部内周に形成された入力側内歯４１と噛み合い、該接続軸４２の出力側に形成された出力側外歯４５が前記出力軸４３ａの端部内周に形成された出力側内歯４３と噛み合うことにより、前記タービン出力軸１ａから出力軸４３ａ及び前記ピ二オン歯車軸１１に回転力を伝達するようになっている。Ｄは、前記外歯４６，４５と内歯４１，４３との噛み合いピッチ円径である。
【００１６】
図１に戻って、１０は前記ピニオン歯車２１が装着されるピニオン歯車軸１１の軸端部に設置された歯車軸スラスト軸受である。該歯車軸スラスト軸受１０は、ケース側に設置されたスラストパッド（軸受材で）前記ピニオン歯車軸１１に固定されたスラストカラーの両側面を相対回動可能に支持するように構成された公知のスラスト軸受であるので、詳細な構造説明は省略する。
【００１７】
かかる歯車減速装置をそなえた船舶の推進装置において、前記タービン１の回転力は、歯車軸継手４及びピニオン歯車軸１１を介して第1段減速機２に伝達され、該第1段減速機２において前記ピ二オン歯車２１とホイール歯車２２，２２との歯数比で以って第1段の減速がなされて、該第1段減速機２の２本の出力軸２２ａ，２２ａを通して第２段減速機３のピ二オン歯車３１，３１に伝達され、該ピ二オン歯車３１，３１とホイール歯車３２との歯数比で以って第２段の減速がなされる。そして、かかる２段の減速がなされた回転力は、プロペラ軸３３からプロペラ３４に伝達される。
【００１８】
かかる第１実施例において、高温の駆動源である前記タービン１からの熱によって、前記タービン出力軸１ａ、歯車軸継手４、及び前記第1段減速機２のピニオン歯車軸１１に熱伸びが発生する。
しかるに、かかる第１実施例によれば、前記ピニオン歯車軸１１に歯車軸スラスト軸受１０を設けたので、前記熱伸びに伴うスラスト荷重を該歯車軸スラスト軸受１０によって支承することが可能となる。
【００１９】
従って、前記タービン１からの熱伸びによるピニオン歯車軸１１の軸方向変位を前記歯車軸スラスト軸受１０によって遮断できることとなり、該ピニオン歯車軸１１に取り付けられたピニオン歯車２１とホイール歯車２２，２２との噛み合い部に、前記のような熱伸びに伴うスラスト荷重によって局部的に強い歯当たりが発生するのを防止でき、これにより、かかる歯当たりに伴う歯部の破損を回避できる。
また、前記のように、前記熱伸びによるピニオン歯車軸１１の軸方向変位を歯車軸スラスト軸受１０によって遮断できるので、前記第２歯車減速機３には前記熱伸びによるスラスト荷重は作用しない。
さらに、かかる第１実施例によれば、前記ピニオン歯車軸１１の軸端部に歯車軸スラスト軸受１０を設けるのみという簡単な構造で、前記熱伸びを第１，第２歯車減速機２，３側に伝達することなく確実に吸収できる。
【実施例２】
【００２０】
図３は本発明の第２実施例に係る歯車減速装置をそなえた船舶の推進装置の構成図である。
この第２実施例においては、前記歯車軸継手４の内部に、継手内スラスト軸受１５を構成している。即ち前記歯車軸継手４は、図２に示される第１実施例に係る歯車軸継手と同様な基本構造を有しており、該歯車軸継手４の接続軸４２にスラストカラーを形成し、ケース側に設置されたスラストパッド（軸受材）で該スラストカラーの両側面を相対回動可能に支持するように構成されている。尚、かかる継手内スラスト軸受１５自体は公知のスラスト軸受であるので、詳細な構造説明は省略する。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【００２１】
かかる第２実施例によれば、高温のタービン１に連結される歯車軸継手４の内部構造である接続軸４２を支承する継手内スラスト軸受１５を設けて、該継手内スラスト軸受１５によってタービン１側からの熱伸びに伴うスラスト荷重を支承することにより、該熱伸びによる軸方向変位の第1、第２段減速機２，３への伝達を、歯車軸継手４の内部にスラスト軸受１５を組付けるというコンパクトな構造で以って完全に遮断できる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明によれば、高温の駆動源であるタービンを具えた船舶の推進装置であって、駆動源に軸継手を介して連結される歯車減速装置において、軸系に発生する軸方向変位に伴うスラスト荷重による歯車減速装置の局部的な強い歯当たりの発生を防止し歯部の破損を回避した歯車減速装置をそなえた船舶の推進装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施例に係る歯車減速装置をそなえた船舶の推進装置の構成図である。
【図２】前記第１実施例に係る歯車軸継手の軸心線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る歯車減速装置をそなえた船舶の推進装置の構成図である。
【図４】軸継手として歯車軸継手を装備した船舶用減速装置におけるスラスト荷重による減速歯車の局部的歯当たり発生状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    タービン（原動機）
１ａ    タービン出力軸
２    第1段減速機
３    第２段減速機
４    歯車軸継手
８    タービン側スラスト軸受
１０    歯車軸スラスト軸受
１１    ピ二オン歯車軸
１５    継手内スラスト軸受
２１，３１    ピ二オン歯車
２２，３２    ホイール歯車
３３    プロペラ軸
３４    プロペラ
３５    プロペラ側スラスト軸受
４２    接続軸
【図１】
0004418417.tif 000002
【図２】
0004418417.tif 000003
【図３】
0004418417.tif 000004
【図４】
0004418417.tif 000005