JP2562418B2 - Power transmission starter - Google Patents
Power transmission starterInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、動力伝達装置の起動装
置に関し、さらに詳しくは簡単な機械的な機構により原
動機（主モータ）に対するラッシュカレントを防止可能
にし、また無段変速をも可能にする起動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a starting device for a power transmission device, and more specifically, it is possible to prevent a rush current to a prime mover (main motor) by a simple mechanical mechanism and also to enable continuously variable transmission. Starter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】トンネル掘削機等のように非常に大きな
負荷が掛かる動力伝達装置では、その原動機（モータ）
を起動するときに、定常運転時の約６倍にも達する大電
流が流れる。このような起動時の大電流（ラッシュカレ
ント）を受電するためには、原動機の入力部にラッシュ
カレントだけのために大容量のケーブルを接続しなけれ
ばならない。加えて、トンネル掘削機のようにトンネル
の掘削に応じて奥へ移動するような装置の場合には、こ
の大容量ケーブルの電源からの長さを掘削の進行と共に
延長していかなければならないため、この種の動力伝達
装置では、上記ラッシュカレント防止対策をとらない限
り、非常にコスト高になることが避けられなかった。2. Description of the Related Art In a power transmission device having a very large load such as a tunnel excavator, its prime mover (motor)
When starting up, a large current flows up to about 6 times that during steady operation. In order to receive such a large current (rush current) at the time of startup, a large capacity cable must be connected to the input part of the prime mover only for the rush current. In addition, in the case of a device such as a tunnel excavator that moves deeper in response to excavation of a tunnel, the length from the power source of this large-capacity cable must be extended as the excavation progresses. In this type of power transmission device, it is inevitable that the cost will be extremely high unless the above measures for preventing the rush current are taken.
【０００３】従来、この種の動力伝達装置におけるラッ
シュカレント防止対策としては、主として電気的機構の
面から種々検討されてきたが、いずれも機構が複雑化し
て高価にならざるを得ないという問題があった。Conventionally, various measures have been studied mainly in terms of electrical mechanism as a rush current preventing measure in this type of power transmission device, but all of them have a problem that the mechanism is complicated and expensive. there were.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、比較
的簡単な機械的な機構によって起動時間を任意に調節し
て原動機（主モータ）に対するラッシュカレントを防止
可能にする起動装置を提供することにある。本発明の他
の目的は、ラッシュカレントの防止のみならず、さらに
無段変速機としても機能するようにした起動装置を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a starting device capable of preventing a rush current to a prime mover (main motor) by arbitrarily adjusting a starting time by a relatively simple mechanical mechanism. Especially. Another object of the present invention is to provide a starting device that not only prevents rush current but also functions as a continuously variable transmission.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の起動装置は、原動機の出力軸を遊星歯車機構からな
る変速部を介して被駆動部に連結した動力伝達装置にお
いて、前記遊星歯車機構の内歯車を回動自在にし、該内
歯車にセルフロック機能を有するウォーム歯車機構のウ
ォームホイール側を連結すると共に、さらにウォーム側
に前記セルフロック機能を解除する方向に回転する小型
モータに連結したことを特徴とするものである。The starting device of the present invention which achieves the above object is a power transmission device in which an output shaft of a prime mover is connected to a driven part through a speed change part composed of a planetary gear mechanism. The internal gear of the mechanism is made rotatable, the worm wheel side of the worm gear mechanism having a self-locking function is connected to the internal gear, and the worm side is further connected to a small motor that rotates in a direction to release the self-locking function. It is characterized by having done.
【０００６】このように遊星歯車機構の内歯車を回動自
在にし、その内歯車にセルフロック機能を有するウォー
ム歯車機構を連結すると共に、そのウォーム歯車機構に
セルフロック機能を解除する方向に回転する小型モータ
を連結したため、起動に当たって先ず上記小型モータに
スイッチを入れて回転させると、その小型モータの回転
によって原動機（主モータ）が空転させられ、かつ遊星
歯車機構の出力軸が回転しないようにする。In this way, the internal gear of the planetary gear mechanism is made rotatable, the worm gear mechanism having a self-locking function is connected to the internal gear, and the worm gear mechanism is rotated in the direction for releasing the self-locking function. Since a small motor is connected, when the small motor is turned on by turning it on at the time of startup, the rotation of the small motor causes the prime mover (main motor) to idle, and prevents the output shaft of the planetary gear mechanism from rotating. .
【０００７】したがって、この状態で原動機（主モー
タ）のスイッチを入れて起動すると、被駆動部側の大負
荷が掛かった状態で、原動機を０回転から徐々に定格回
転に移行させることができる。すなわち、負荷の掛かっ
た状態で原動機（主モータ）を定格回転に空転させてか
ら、原動機にスイッチを入れることが特徴であって、こ
れによって原動機に対するラッシュカレントを防止する
ことができる。また、上記小型モータの回転数を徐々に
低下させていくと、被駆動部が連結された遊星歯車機構
（変速部）の出力軸の回転数を０から徐々に定格回転ま
で滑らかに移行させることができる。Therefore, when the prime mover (main motor) is switched on and started in this state, the prime mover can be gradually shifted from 0 revolutions to the rated revolution under a heavy load on the driven part side. That is, it is characterized in that the prime mover (main motor) is idly rotated to the rated rotation under a load, and then the prime mover is turned on, whereby rush current to the prime mover can be prevented. Further, when the rotational speed of the small motor is gradually reduced, the rotational speed of the output shaft of the planetary gear mechanism (transmission unit) to which the driven portion is connected is gradually changed from 0 to the rated rotation smoothly. You can
【０００８】また、遊星歯車機構の内歯車の反力はセル
フロック機能をもつウォーム歯車機構とバランスしてい
るので、このウォーム歯車機構のセルフロックを解舒す
る方向に回転させるための小型モータとしては、極めて
小さな容量のものでよいことになる。また、上記小型モ
ータを可変速モータにした場合には、その回転数を任意
に変化させるようにすることによって、上記遊星歯車機
構を無段変速機として機能させることができる。Further, since the reaction force of the internal gear of the planetary gear mechanism is balanced with the worm gear mechanism having the self-locking function, it can be used as a small motor for rotating the worm gear mechanism in the direction to unlock the self-locking. Would be of very small capacity. Further, when the small motor is a variable speed motor, the planetary gear mechanism can be made to function as a continuously variable transmission by arbitrarily changing the rotation speed.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、図に示す実施例によって本発明を具体
的に説明する。図１は、本発明の起動装置を設けた動力
伝達装置の一例を概略図によって示すものである。１は
主モータの原動機、２０は変速部（減速部）を構成する
遊星歯車機構、３０は、例えばトンネル掘削機等の被駆
動部である。原動機１の出力軸２は遊星歯車機構２０の
入力軸３に連結され、その遊星歯車機構２０の出力軸４
は被駆動部３０に連結されている。The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an example of a power transmission device provided with a starting device of the present invention. Reference numeral 1 is a prime mover of a main motor, 20 is a planetary gear mechanism that constitutes a transmission unit (reduction unit), and 30 is a driven unit such as a tunnel excavator. The output shaft 2 of the prime mover 1 is connected to the input shaft 3 of the planetary gear mechanism 20, and the output shaft 4 of the planetary gear mechanism 20 is connected.
Is connected to the driven part 30.
【００１０】遊星歯車機構２０は、同心状に配置した太
陽歯車５と内歯車６との間に複数の（通常は３個の）遊
星歯車７を周方向に介在するように噛合させ、さらにそ
の内歯車６を回動自在にして構成されている。このよう
な構成の遊星歯車機構２０は太陽歯車５に入力軸３を連
結し、また複数の遊星歯車７はキャリヤ８に支持され、
そのキャリヤ８の回転中心に出力軸４を連結している。The planetary gear mechanism 20 meshes a plurality of (usually three) planetary gears 7 in a circumferential direction between a sun gear 5 and an internal gear 6 which are concentrically arranged. The internal gear 6 is configured to be rotatable. The planetary gear mechanism 20 having such a structure connects the input shaft 3 to the sun gear 5, and the plurality of planetary gears 7 are supported by the carrier 8.
The output shaft 4 is connected to the rotation center of the carrier 8.
【００１１】回動自在の内歯車６には、この内歯車６よ
りも小径の歯車１０が同軸に連結されている。この歯車
１０に、これよりも歯数の多い歯車１１を噛合させて増
速装置１２を構成し、この増速装置１２にウォーム歯車
機構１３を連結し、さらにウォーム歯車機構１３に小型
モータ１６を連結している。ウォーム歯車機構１３は、
ウォームホイール１４とウォーム１５との噛合から構成
され、そのウォームホイール１４側に上記増速装置１２
が連結され、またウォーム１５側に小型モータ１６の出
力軸１７が連結されている。ウォーム１５と小型モータ
１６との関係は、図１では概念図として示したが、正確
にはウォームホイール１４の軸方向から見た場合、図２
のようになっている。A gear 10 having a diameter smaller than that of the internal gear 6 is coaxially connected to the rotatable internal gear 6. A gear 11 having a larger number of teeth is meshed with the gear 10 to form a speed increasing device 12, a worm gear mechanism 13 is connected to the speed increasing device 12, and a small motor 16 is connected to the worm gear mechanism 13. It is connected. The worm gear mechanism 13
The worm wheel 14 and the worm 15 are meshed with each other, and the speed increasing device 12 is provided on the worm wheel 14 side.
And the output shaft 17 of the small motor 16 is connected to the worm 15 side. Although the relationship between the worm 15 and the small motor 16 is shown as a conceptual diagram in FIG. 1, more precisely, when viewed from the axial direction of the worm wheel 14, FIG.
It looks like.
【００１２】ウォーム歯車機構１３は、その機能上、ウ
ォームホイール１４からウォーム１５側への動力伝達を
行わず、セルフロックする。すなわち、ウォーム歯車機
構１３は、増速装置１２と小型モータ１６とに対して上
記のような連結関係にすることによって、増速装置１２
から小型モータ１６側への動力伝達をセルフロックす
る。Due to its function, the worm gear mechanism 13 does not transmit power from the worm wheel 14 to the worm 15 side and self-locks. In other words, the worm gear mechanism 13 is connected to the speed increasing device 12 and the small motor 16 as described above, so that the speed increasing device 12
The power transmission from the motor to the small motor 16 is self-locked.
【００１３】一方、ウォーム１５に連結された小型モー
タ１６は、その回転方向がウォーム歯車機構１３のセル
フロック機能を解除する方向へ回転するように設定され
ている。このような連結であるため、小型モータ１６の
容量としては、回転力が実質的にウォーム１５を回転さ
せるだけの０に等しい容量を有しておればよく、原動機
１に比べて極めて小容量のものであってよい。この小型
モータ１６には、その出力軸１７にフライホイール１８
と共にブレーキ１９が取り付けられている。On the other hand, the small motor 16 connected to the worm 15 is set so that its rotation direction rotates in a direction in which the self-locking function of the worm gear mechanism 13 is released. Due to such a connection, the capacity of the small motor 16 may be such that the rotational force is substantially equal to 0 for rotating the worm 15, which is extremely smaller than that of the prime mover 1. It may be one. This small motor 16 has a flywheel 18 on its output shaft 17.
A brake 19 is also attached.
【００１４】上記構成からなる動力伝達装置において、
遊星歯車機構２０の減速比１／ｍ、増速装置１２の増速
比ｍ1 、ウォーム歯車機構１３の減速比１／ｍ0 は、そ
れぞれ遊星歯車機構２０の出力軸４の回転数ｘを０にし
たとき、それぞれ原動機１の回転数Ｎが定格回転数Ｎf
で、また小型モータ１６の回転数ｎが定格回転数ｎfで
回転するように設定されている。In the power transmission device having the above structure,
The speed reduction ratio 1 / m of the planetary gear mechanism 20, the speed increase ratio m 1 of the speed increasing device 12, and the speed reduction ratio 1 / m 0 of the worm gear mechanism 13 respectively set the rotational speed x of the output shaft 4 of the planetary gear mechanism 20 to 0. When the speed is set to 1, the rotational speed N of the prime mover 1 is equal to the rated rotational speed N f.
In addition, the rotation speed n of the small motor 16 is set to rotate at the rated rotation speed n f .
【００１５】例えば、原動機１の定格回転数Ｎf 及び小
型モータ１６の定格回転数ｎf をそれぞれ１５００ｒｐ
ｍとし、遊星歯車機構２０の減速比１／ｍを１／１０、
ウォーム歯車機構１３の減速比１／ｍ0 を１／５０とす
ると、増速装置１２の増速比ｍ1 を ｍ1 ＝５．５３に
設定すれば、内歯車６の回転数ｐを１６６．６ｒｐｍさ
せるようにすればよい。[0015] For example, the rated rotational speed n f of the rated speed N f, and a small motor 16 of the engine 1, respectively 1500rp
m, the reduction ratio 1 / m of the planetary gear mechanism 20 is 1/10,
When the speed reduction ratio 1 / m 0 of the worm gear mechanism 13 is 1/50, and the speed increase ratio m 1 of the speed increasing device 12 is set to m 1 = 5.53, the rotation speed p of the internal gear 6 is 166. It may be 6 rpm.
【００１６】すなわち、遊星歯車機構２０の出力軸４の
回転数ｘは、内歯車６の回転数をｐとすると、 ｘ＝（Ｎ＋ｐ）（１／ｍ）−ｐ になるので、上記設定のように ｘ＝０、Ｎ＝１５００
のとき、 ０＝（１５００＋ｐ）（１／ｍ）−ｐ ∴ ｐ〔１−（１／ｍ）〕＝（１／ｍ）・１５００ 上記設定により遊星歯車機構２０の減速比１／ｍを１／
１０にしたので、 ｐ〔１−（１／１０）〕＝（１／１０）×１５００ ∴ ｐ＝１６６．６ 一方、小型モータ１６の定格回転数ｎf を１５００ｒｐ
ｍ、ウォーム歯車機構１３の減速比１／ｍ0 ＝１／５
０、増速装置１２の増速比ｍ1 ＝５．５３とすれば、 ｎf （１／／ｍ0 ）ｍ1 ＝１６６．６ であって、ｐ＝１６６．６となる。That is, the rotational speed x of the output shaft 4 of the planetary gear mechanism 20 is x = (N + p) (1 / m) -p, where p is the rotational speed of the internal gear 6, and therefore the above-mentioned setting is made. X = 0, N = 1500
In the following case, 0 = (1500 + p) (1 / m) −p ∴p [1- (1 / m)] = (1 / m) · 1500 The reduction ratio 1 / m of the planetary gear mechanism 20 is 1 / m by the above setting.
Since it is set to 10, p [1− (1/10)] = (1/10) × 1500 ∴p = 166.6 On the other hand, the rated rotation speed n f of the small motor 16 is 1500 rp
m, reduction ratio of worm gear mechanism 13 1 / m 0 = 1/5
0 and the speed increasing ratio of the speed increasing device 12 is m 1 = 5.53, then n f (1 // m 0 ) m 1 = 166.6 and p = 166.6.
【００１７】上述した動力伝達装置を起動する場合は、
まず小型モータ１６を起動し、次いで原動機（主モー
タ）１を起動させるようにする。次いで、小型モータ１
６の回転数を任意の時間内で徐々に０になるまで減速制
御する。小型モータ１６の減速は、ブレーキ１９の制御
によって行うことができ、またその回転数を０にするま
での時間の調節はフライホイール１８によって行うこと
ができる。When activating the above-mentioned power transmission device,
First, the small motor 16 is started, and then the prime mover (main motor) 1 is started. Next, small motor 1
The rotation speed of 6 is controlled to be gradually reduced to 0 within an arbitrary time. The deceleration of the small motor 16 can be performed by controlling the brake 19, and the time until the rotational speed of the small motor 16 is set to 0 can be adjusted by the flywheel 18.
【００１８】上記の起動操作において、起動当初に遊星
歯車機構２０の出力軸４には被駆動部３０の大きな負荷
が掛かっているので、小型モータ１６を起動して遊星歯
車機構２０の内歯車６が上述した１６６．６ｒｐｍで回
転している間は、原動機１が起動しても、その回転力は
遊星歯車機構２０から出力軸４には伝達されない（回転
数ｘ＝０）。In the above starting operation, since the output shaft 4 of the planetary gear mechanism 20 is heavily loaded on the driven part 30 at the beginning of the starting operation, the small motor 16 is started to activate the internal gear 6 of the planetary gear mechanism 20. While the engine is rotating at 166.6 rpm described above, even if the prime mover 1 is started, its rotational force is not transmitted from the planetary gear mechanism 20 to the output shaft 4 (rotation speed x = 0).
【００１９】小型モータ１６のスイッチを切ると、その
回転数ｎの減速制御によって原動機（主モータ）１の動
力は徐々に遊星歯車機構２０から出力軸４側へ伝達され
る。このときの太陽歯車５、遊星歯車７、内歯車６は、
それぞれ図３において矢印で示す矢印方向に回転する。
そして、小型モータ１６の回転数ｎが０になった時点
（すなわち、内歯車６の回転数ｐが０になった時点）
で、出力軸４の回転数ｘは完全に定格回転数に達する。When the small motor 16 is switched off, the power of the prime mover (main motor) 1 is gradually transmitted from the planetary gear mechanism 20 to the output shaft 4 side by deceleration control of the rotation speed n. At this time, the sun gear 5, the planetary gear 7, and the internal gear 6 are
Each rotates in the arrow direction shown by the arrow in FIG.
Then, when the rotation speed n of the small motor 16 becomes 0 (that is, when the rotation speed p of the internal gear 6 becomes 0).
Then, the rotation speed x of the output shaft 4 completely reaches the rated rotation speed.
【００２０】したがって、上述した本発明の動力伝達装
置では、起動時に原動機１には無負荷の状態で、かつ定
格回転数で空転している状態でスイッチを入れることに
なるので、原動機１に対するラッシュカレントを防止す
ることができる。また、上述した本発明の装置は、小型
モータ１６として可変速モータを使用し、この可変速モ
ータの回転速度を任意に選択するような構成にすれば、
無段変速機として機能させることができる。上述した本
発明は、前述したトンネル掘削機に限らず、起動時に大
きな負荷がかかるような同様の動力伝達装置に広く適用
することができる。Therefore, in the above-described power transmission device of the present invention, the switch is turned on when the prime mover 1 is not loaded and is idling at the rated rotation speed at the time of start-up. The current can be prevented. Further, in the above-described apparatus of the present invention, if a variable speed motor is used as the small motor 16 and the rotation speed of the variable speed motor is arbitrarily selected,
It can function as a continuously variable transmission. The present invention described above is not limited to the tunnel excavator described above, but can be widely applied to similar power transmission devices in which a large load is applied at startup.
【００２１】[0021]
【発明の効果】上述したように本発明の装置は、原動機
と被駆動部との間に変速部として設けた遊星歯車機構の
内歯車を回動自在にし、その内歯車にセルフロック機能
を有するウォーム歯車機構を連結すると共に、そのウォ
ーム歯車機構にセルフロック機能を解く方向に回転する
小型モータを連結するようにしたため、起動に当たって
上記小型モータを回転させてから原動機を起動すると、
その小型モータの回転によってウォーム歯車機構のセル
フロックを解除した状態にしながら、遊星歯車機構の出
力軸の回転数を０から定格回転数まで上昇させるため、
簡単な機械的な機構だけで原動機に対するラッシュカレ
ントを防止することが可能になる。また、上記起動装置
では、小型モータを可変速モータにした場合には、その
回転数を任意に変化させることにより、上記遊星歯車機
構を無段変速機として機能させることができる。As described above, the device of the present invention allows the internal gear of the planetary gear mechanism provided between the prime mover and the driven part as a speed change part to be rotatable and has a self-locking function on the internal gear. With connecting the worm gear mechanism and connecting the worm gear mechanism to the small motor that rotates in the direction to release the self-locking function, when starting the prime mover after rotating the small motor at startup,
In order to increase the rotation speed of the output shaft of the planetary gear mechanism from 0 to the rated rotation speed while keeping the self-lock of the worm gear mechanism released by the rotation of the small motor,
It becomes possible to prevent the rush current to the prime mover with only a simple mechanical mechanism. Further, in the above startup device, when the small motor is a variable speed motor, the planetary gear mechanism can function as a continuously variable transmission by arbitrarily changing the rotation speed.
【図１】本発明の起動装置を設けた動力伝達装置の一例
を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a power transmission device provided with a starting device of the present invention.
【図２】図１の装置に設けたウォーム歯車機構と小型モ
ータとの関係を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a relationship between a worm gear mechanism provided in the apparatus of FIG. 1 and a small motor.
【図３】図１の装置に設けた遊星歯車機構を軸方向から
見た概略図である。3 is a schematic view of the planetary gear mechanism provided in the device of FIG. 1 as viewed from the axial direction.
１ 原動機 ２０ 遊星歯車機
構 ３０ 被駆動部 ２（原動機
の）出力軸 ３（遊星歯車機構）の入力軸 ４（遊星歯車機
構）の出力軸 ５ 太陽歯車 ６ 内歯車 ７ 遊星歯車 １２ 増速装置 １３ ウォーム歯車機構 １４ ウォーム
ホイール １５ ウォーム １６ 小型モー
タ １７（小型モータの）出力軸 １９ ブレーキ1 prime mover 20 planetary gear mechanism 30 driven part 2 output shaft (of prime mover) 3 input shaft of 3 (planetary gear mechanism) 4 output shaft of (planetary gear mechanism) 5 sun gear 6 internal gear 7 planetary gear 12 speed increaser 13 worm Gear mechanism 14 Worm wheel 15 Worm 16 Small motor 17 Output shaft (of small motor) 19 Brake
Claims (2)
変速部を介して被駆動部に連結した動力伝達装置におい
て、前記遊星歯車機構の内歯車を回動自在にし、該内歯
車にセルフロック機能を有するウォーム歯車機構のウォ
ームホイール側を連結すると共に、さらにウォーム側に
前記セルフロック機能を解除する方向に回転する小型モ
ータに連結した動力伝達装置の起動装置。1. A power transmission device in which an output shaft of a prime mover is connected to a driven part through a speed change part composed of a planetary gear mechanism, wherein an inner gear of the planetary gear mechanism is rotatable and self-locked to the inner gear. A starting device for a power transmission device, which is connected to a worm wheel side of a worm gear mechanism having a function and further connected to a worm side to a small motor which rotates in a direction to release the self-locking function.
し、該可変速モータの速度変化により前記遊星歯車機構
を無段変速機として機能させる請求項１に記載の動力伝
達装置の起動装置。2. The starting device for a power transmission device according to claim 1, wherein a variable speed motor is used as the small-sized motor, and the planetary gear mechanism functions as a continuously variable transmission according to a speed change of the variable speed motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6118080A JP2562418B2 (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Power transmission starter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6118080A JP2562418B2 (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Power transmission starter |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH07327339A JPH07327339A (en) | 1995-12-12 |
| JP2562418B2 true JP2562418B2 (en) | 1996-12-11 |
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ID=14727504
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP6118080A Expired - Lifetime JP2562418B2 (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Power transmission starter |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2562418B2 (en) |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07327339A (en) | 1995-12-12 |
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