同方向に回転駆動可能な２軸押出機用の駆動装置
【課題】同方向に回転駆動可能な２軸押出機用の駆動装置を提供する。
【解決手段】同方向に駆動可能な２軸押出機５用の駆動装置４は、差動重畳ギア駆動機構６と下流の動力分割ギア駆動機構７とを備える。２つの重畳ギア駆動機構入力軸８、１０は、２つの異なる駆動モータ２、３を介して回転駆動可能である。駆動モータ２、３の駆動力は、差動重畳ギア駆動機構６を用いて重畳され、動力分割ギア駆動機構７を用いて２つの動力分割ギア駆動機構出力軸４２、４３に分配される。動力分割ギア駆動機構出力軸４２、４３により、２軸押出機５の２つのスクリュー軸５２、５３が回転駆動される。駆動装置４により、高い駆動力を伝達し、スクリュー軸５２、５３の速度を広い速度範囲にわたり適合させることが可能になる。差動重畳ギア駆動機構６により、低い径方向加速力が保証され、かかる径方向加速力は、アキシャルベアリングにより実質的に吸収される。
【解決手段】同方向に駆動可能な２軸押出機５用の駆動装置４は、差動重畳ギア駆動機構６と下流の動力分割ギア駆動機構７とを備える。２つの重畳ギア駆動機構入力軸８、１０は、２つの異なる駆動モータ２、３を介して回転駆動可能である。駆動モータ２、３の駆動力は、差動重畳ギア駆動機構６を用いて重畳され、動力分割ギア駆動機構７を用いて２つの動力分割ギア駆動機構出力軸４２、４３に分配される。動力分割ギア駆動機構出力軸４２、４３により、２軸押出機５の２つのスクリュー軸５２、５３が回転駆動される。駆動装置４により、高い駆動力を伝達し、スクリュー軸５２、５３の速度を広い速度範囲にわたり適合させることが可能になる。差動重畳ギア駆動機構６により、低い径方向加速力が保証され、かかる径方向加速力は、アキシャルベアリングにより実質的に吸収される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文（プリアンブル部分、所謂おいて部分）に記載の同方向に回転駆動可能な２軸押出機用の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、１５０００ｋＷよりも大きい動力を伝達するとともに押出機のスクリュー軸の速度を広範囲にわたり適合させることを可能にする２軸押出機用の駆動装置を開示している。このため、駆動装置は、主駆動モータおよび補助駆動モータにより回転駆動可能な２つの入力軸を有する遊星ギア駆動機構を備える。遊星ギア駆動機構は、２つの駆動モータの出力動力を重畳させる役割を果たす。遊星ギア駆動機構の下流に配置された動力分割ギア駆動機構が、駆動モータの重畳された合計動力を、押出機のスクリュー軸に接続された２つの出力軸に均一に分配する。この駆動装置を動作させる１つの可能性には、主駆動モータを定速で動作させるとともに、この速度を速度調整可能な補助駆動モータの速度に重畳させ、スクリュー軸の速度を補助駆動モータの速度を介して適合させる、というものがある。この駆動装置の不利益は、工業目的で要求されるスクリュー軸の速度がますます増加しつつあり、その結果、遊星ギア駆動機構に作用する径方向加速力が高まるので、ベアリングに対する負荷が増加する、という点である。この負荷の増加により駆動装置の寿命に負の影響が及ぼされるので、ベアリングの特殊な設計が要求され、次いでその結果、駆動装置の設計がより複雑なものになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許発明第１９７３６５４９Ｃ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、コンパクトかつ高剛性な設計を保証しつつ比較的高いスクリュー軸速度を達成可能な汎用型の駆動装置を開発することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１に記載の特長を有する駆動装置により達成される。重畳ギア駆動機構は、遊星重畳ギア駆動機構ではなく差動重畳ギア駆動機構として設計されているため、遊星重畳ギア駆動機構の設計よりも高剛性かつコンパクトな設計となり、従って、この駆動装置により駆動される２軸押出機でより高いスクリュー軸速度を達成することが可能になる。独国特許発明第１９７３６５４９Ｃ２号明細書から既知の駆動装置では、遊星ギアのラジアルベアリングが、遊星ギアが関連付けられたサンギア周りに回転することにより生じる高い加速力を受ける、ということが見出されている。遊星ギアに対応する差動重畳ギア駆動機構における傘歯車は９０°回転されているので、加速力はそれらのアキシャルベアリングに作用し、従って、ラジアルベアリングに対する負荷が低減される。さらにその上、遊星ギアに対応する差動重畳ギア駆動機構の傘歯車は、サンギアに対応するより短距離にある傘歯車の回転軸心周りに回転し、その結果、遊星ギアに対応する傘歯車に作用するラジアル方向の加速力が低減され、それにより、遊星ギア駆動機構よりもコンパクトな設計を有する高剛性かつ低摩耗の差動重畳ギア駆動機構が達成される。
【０００６】
請求項２に記載の駆動装置によれば、差動重畳ギア駆動機構の単純かつ高剛性な設計が保証される。少なくとも１つの重畳傘歯車は、既知の駆動装置における遊星ギアに対応する。
【０００７】
請求項３に記載の駆動装置によれば、重畳ギア駆動機構入力軸の一方または重畳ギア駆動機構出力軸をそれぞれ差動ケージに単純かつ高剛性な方法で連結することが可能になる。平歯車は、高いトルクおよび／または速度の伝達を可能にするため、これは、ギアが平歯車であれば特に当てはまる。
【０００８】
請求項４に記載の駆動装置によれば、重畳された動力がいくつかの重畳傘歯車に均一に分配され、その結果、それに対応して重畳傘歯車が受ける負荷がより低くなるため、差動重畳ギア駆動機構の剛性が増加する。
【０００９】
請求項５または６に記載の駆動装置によれば、差動重畳ギア駆動機構に対する駆動モータまたは動力分割ギア駆動機構の柔軟な構成が提供される。
【００１０】
請求項７に記載の駆動装置によれば、速度を増加または低下させることなく２つの駆動モータの入力動力を重畳させることが可能になる。
【００１１】
請求項８に記載の駆動装置によれば、速度とトルクとの両方の目標とする調整が保証される。ギアが駆動モータの一方または重畳ギア駆動機構入力軸の一方に連結されていれば、調整ギア駆動機構は減速ギア駆動機構として作用し、それにより、差動ケージの速度はギアの速度よりも低くなる。ギアが重畳ギア駆動機構出力軸に連結されていれば、重畳ギア駆動機構出力軸の速度を要求に応じて増加または低下させることができる。
【００１２】
請求項９に記載の駆動装置によれば、ギアに連結された駆動モータの速度を単純な方法で低下させることが可能になる。このため、調整ギア駆動機構は、関連付けられた駆動モータの比較的高い速度をスクリュー軸の所望される速度に適合させる減速ギア駆動機構として作用する。
【００１３】
請求項１０に記載の駆動装置によれば、重畳ギア駆動機構入力軸の一方を介して傘歯車の一方に連結された駆動モータの速度が減速される。これにより、駆動モータの比較的高い速度をスクリュー軸の所望される速度に適合させることが可能になる。さらにその上、動力伝達が高トルクかつ低速で行われるのであれば、差動重畳ギア駆動機構の負荷容量および寿命が増加する。減速ギア駆動機構を平歯車駆動機構として設計することにより、剛性がさらに増加する。
【００１４】
請求項１１に記載の駆動装置によれば、差動重畳ギア駆動機構と動力分割ギア駆動機構との間で速度を低下させることが可能になる。これにより、重畳ギア駆動機構出力軸における比較的高い速度をスクリュー軸の所望される速度に適合させることが可能になる。減速ギア駆動機構を平歯車駆動機構として設計することにより、剛性がさらに増加する。
【００１５】
請求項１２に記載の駆動装置によれば、動力分割ギア駆動機構の極めて単純な設計が提供される。さらにその上、１以外のギア比および減速ギア比が考えられるため、動力分割ギア駆動機構により速度とトルクとの両方の調整が可能になる。動力分割ギアは、好ましくは平歯車であり、それにより、動力分割ギア駆動機構の高い剛性が保証される。
【００１６】
請求項１３に記載の駆動装置によれば、動力分割ギア駆動機構により減速が提供される。
【００１７】
請求項１４に記載の駆動装置によれば、動力分割ギア駆動機構のコンパクトな設計が保証される。
【００１８】
本発明による駆動装置のため、請求項１５に記載の２軸押出機装置は、特に２軸押出機を比較的高いスクリュー軸の速度で動作させるのであれば、高剛性かつコンパクトなものになる。
【００１９】
本発明のさらなる特長、利点、および詳細は、いくつかの実施形態の以下の説明から明らかになろう。図面は以下のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態による駆動装置を備える２軸押出機装置の概略図である。
【図２】図１の駆動装置の差動重畳ギア駆動機構の概略図である。
【図３】図１の駆動装置の動力分割ギア駆動機構の概略図である。
【図４】第２の実施形態による駆動装置の差動重畳ギア駆動機構の概略図である。
【図５】第３の実施形態による駆動装置の差動重畳ギア駆動機構の概略図である。
【図６】第４の実施形態による駆動装置の動力分割ギア駆動機構の概略図である。
【図７】減速ギア駆動機構が図１の駆動装置の上流に配置された、第５の実施形態による２軸押出機装置の概略図である。
【図８】減速ギア駆動機構が図１の差動重畳ギア駆動機構と動力分割ギア駆動機構との間に配置された、第６の実施形態による２軸押出機装置の概略図である。
【図９】第７の実施形態による駆動装置を備える２軸押出機装置の概略図である。
【図１０】減速ギア駆動機構が図９の駆動装置の上流に配置された、第８の実施形態による２軸押出機装置の概略図である。
【図１１】減速ギア駆動機構が図９の差動重畳ギア駆動機構と動力分割ギア駆動機構との間に配置された、第９の実施形態による２軸押出機装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施形態を以下で説明する。２軸押出機装置１は、主駆動モータ２と補助駆動モータ３とを備え、それらにより２軸押出機５が駆動装置４を介して同じ方向に回転駆動される。
【００２２】
駆動装置４は、差動重畳ギア駆動機構６と下流の動力分割ギア駆動機構７とを備える。差動重畳ギア駆動機構６は、カップリング９を介して主駆動モータ２に連結された第１の重畳駆動機構入力軸８を備える。差動重畳ギア駆動機構６は、さらに、第２のカップリング１１を介して補助駆動モータ３に連結された第２の重畳駆動機構入力軸１０を備える。
【００２３】
入力軸８は、ラジアルベアリング１２を介してギア駆動機構ハウジング１３に装着され、主駆動モータ２により第１の回転軸心１４周りに回転駆動可能である。さらにその上、入力軸８は、ラジアルベアリング１６により回転可能に装着されるように差動ケージ１５を通過し、入力軸８の自由端は、第１の傘歯車１７に接続されている。差動ケージ１５は、第１の回転軸心１４周りに回転可能である。
【００２４】
入力軸１０は、ラジアルベアリング１８を介してギア駆動機構ハウジング１３に装着されるとともに、平歯車として設計されたギア１９に接続されている。ギア１９は、差動ケージ１５の周囲上に配置された歯付きシステム２０を介して差動ケージ１５と係合し、補助駆動モータ３により第１の回転軸心１４に対して平行な第２の回転軸心２１周りに回転駆動可能である。歯付きシステム２０は、差動ケージ１５の入力軸８に面する側に配置されている。ギア１９および歯付きシステム２０は、ギア比が１であるかまたはギア比もしくは減速ギア比がそれぞれ１以外であってもよい調整ギア駆動機構２２を形成する。調整ギア駆動機構２２により、第１の回転軸心１４周りの差動ケージ１５の速度が第２の回転軸心２１周りのギア１９の速度よりも低くなるように、速度が特に調整される。
【００２５】
駆動モータ２および３の入力動力を重畳させるため、差動重畳ギア駆動機構６は、４つの重畳傘歯車２３を備え、それらのうち２つだけを図２に示す。重畳傘歯車２３は、回転角度９０°の回転対称パターンで第１の回転軸心１４周りに配置されるとともに、関連付けられた軸２４に装着されている。重畳傘歯車２３または関連付けられた軸２４は、それぞれ、それぞれのラジアルベアリング２５およびアキシャルベアリング２６により、それぞれの第３の回転軸心２７周りに回転可能に差動ケージ１５の周囲に装着されている。第３の回転軸心２７は、各々、第１の回転軸心１４に対して垂直である。
【００２６】
重畳傘歯車２３は、第１の傘歯車１７を、重畳ギア駆動機構出力軸２９に接続された第２の傘歯車２８に連結している。第２の傘歯車２８は、第１の傘歯車１７に対向して配置されるとともに第１の回転軸心１４と同心であり、それにより、第２の傘歯車２８と関連付けられた重畳ギア駆動機構出力軸２９との両方が、第１の回転軸心１４周りに回転駆動可能である。入力軸８に対応して、出力軸２９は、ラジアルベアリング３０および３１を介して差動ケージ１５およびギア駆動機構ハウジング１３に回転可能に装着されている。
【００２７】
差動重畳ギア駆動機構６は、第１の傘歯車１７と第２の傘歯車２８との間ならびに重畳傘歯車２３と第２の傘歯車２８との間の両方のギア比の絶対値が１である。これは、入力軸８の速度が出力軸２９に１：１の比で伝達され、第１の回転軸心１４周りの差動ケージ１５の速度が出力軸２９に１：１の比で伝達される、ということを意味する。
【００２８】
出力軸２９は、ラジアルベアリング３３およびアキシャルベアリング３４を介してギア駆動機構ハウジング３５に第１の回転軸心１４周りに回転可能に装着された動力分割ギア駆動機構入力軸３２に接続されている。入力軸３２は、出力軸２９とワンピース構造で形成してもよい。
【００２９】
入力軸３２の自由端には、関連付けられた外歯システム３７を有する平歯車の形態の第１の動力分割ギア３６が配置されている。第１の動力分割ギア３６は、関連付けられた外歯システム４０、４１を各々設けられた平歯車の形態の２つの第２の動力分割ギア３８、３９と係合している。第２の動力分割ギア３８、３９は、関連付けられた回転軸心４４、４５の周りに回転可能に装着された関連付けられた動力分割ギア駆動機構出力軸４２、４３に装着されている。回転軸心４４、４５は、第１の回転軸心１４に対して平行である。出力軸４２、４３は、関連付けられたラジアルベアリング４６、４７およびアキシャルベアリング４８、４９を介してギア駆動機構ハウジング３５に装着されている。
【００３０】
動力分割ギア駆動機構出力軸４２、４３は、関連付けられた接続部５０、５１を介して２軸押出機５のスクリュー軸５２、５３に接続されている。
【００３１】
差動重畳ギア駆動機構６は、主駆動モータ２および補助駆動モータ３の駆動力を重畳させる役割を果たす。２軸押出機装置１の１つの動作モードには、主駆動モータ２を定速で動作させるとともに、補助駆動モータ３を調整された速度で動作させる、というものがある。差動重畳ギア駆動機構６のギア比は１であるので、主駆動モータ２の速度およびトルクは、入力軸８から出力軸２９に伝達されたときも変化しない。補助駆動モータ３の速度およびトルクは、調整ギア駆動機構２２のギア比または減速ギア比に依存して入力軸１０から出力軸２９に伝達され、主駆動モータ２の速度およびトルクに重畳される。差動ケージ１５の回転により、重畳傘歯車２３は径方向加速力を受けるが、かかる径方向加速力は、アキシャルベアリング２６により実質的に吸収される。重畳傘歯車２３は遊星重畳ギア駆動機構の遊星ギアと比較して９０°回転されているので、ラジアルベアリング２５に対する負荷は遊星重畳ギア駆動機構と比較して低減される。さらにその上、第１の回転軸心１４からの重畳傘歯車２３の距離は、対応する回転軸心からの遊星重畳ギア駆動機構の遊星ギアの比較可能な距離よりも短く、その結果、アキシャルベアリング２６により吸収される加速力は比較的小さい。これにより、遊星重畳ギア駆動機構と比較して、ベアリング２５、２６に対する負荷は実質的に同じである一方、出力軸２９において達成される速度は高くなる。さらにその上、差動重畳ギア駆動機構６の設計は、遊星重畳ギア駆動機構の設計よりもコンパクトなものになる。
【００３２】
重畳された入力動力は、入力軸３２から第１の動力分割ギア３６を介してそれぞれ第２の動力分割ギア３８、３９または関連付けられた出力軸４２、４３に均一に分配され、出力軸４２、４３を同じ方向に回転させる。動力分割ギア駆動機構７は、単純かつコンパクトな設計を有し、動力分割ギア３６、３８、および３９により、出力軸４２、４３における、従ってスクリュー軸５２、５３におけるトルクおよび速度を、それぞれ所望されるギア比または減速ギア比に依存して適合させることが可能になる。
【００３３】
図４を参照して、本発明の第２の実施形態を以下で説明する。第１の実施形態とは対照的に、歯付きシステム２０ａは、差動ケージ１５ａの入力軸８から離れた側に配置されている。これにより、駆動モータ２および３を、差動重畳ギア駆動機構６ａまたは駆動装置４ａのそれぞれ反対側に配置することが可能になる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、第１の実施形態を参照する。
【００３４】
図５を参照して、本発明の第３の実施形態を以下で説明する。第２の実施形態とは対照的に、入力軸１０は第２の傘歯車２８に接続され、出力軸２９はギア１９に接続されている。一方では、これにより、駆動モータ２および３を、差動重畳ギア駆動機構６ｂまたは駆動装置４ｂのそれぞれ反対側に配置することが可能になる。入力軸８および１０は、第１の回転軸心１４周りに回転駆動可能である。出力軸２９は、ギア１９において配置され、第１の回転軸心１４周りに回転する差動ケージ１５ｂにより第２の回転軸心２１周りに回転駆動される。従って、動力分割ギア駆動機構７は、差動重畳ギア駆動機構６ｂに対して回転軸心１４および２１の距離だけオフセットされる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００３５】
図６を参照して、本発明の第４の実施形態を以下で説明する。前述の実施形態とは対照的に、第１の動力分割ギア３６ｃは、内歯システム３７ｃを有する中空ギアである。第２の動力分割ギア３８、３９は、それらの外歯システム４０、４１が内歯システム３７ｃと係合した状態で中空ギア３６ｃの内側に配置されている。これにより、駆動装置４ｃまたは動力分割ギア駆動機構７ｃそれぞれのよりコンパクトな設計が提供される。差動重畳ギア駆動機構６、６ａ、６ｂの設計に依存して、中空ギア３６ｃは、回転軸心１４または回転軸心２１周りに回転駆動可能である。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００３６】
図７を参照して、本発明の第５の実施形態を以下で説明する。第１の実施形態とは対照的に、平歯車駆動機構の形態の減速ギア駆動機構５４が、主駆動モータ２と差動重畳ギア駆動機構６との間に配置されている。駆動装置４ｄの減速ギア駆動機構５４は、カップリング９を介して主駆動モータ２に連結された駆動ギア５５を備える。駆動ギア５５は、入力軸８に接続された出力ギア５６と係合している。減速ギア駆動機構５４は、主駆動モータ２の速度を低下させ、その結果、スクリュー軸５２、５３の速度がはるかに低くなる。それに対応して、減速ギア駆動機構の形態の調整ギア駆動機構２２は、補助駆動モータ３の速度を低下させる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００３７】
図８を参照して、本発明の第６の実施形態を以下で説明する。第５の実施形態とは対照的に、駆動装置４ｅの減速ギア駆動機構５４ｅは、差動重畳ギア駆動機構６と動力分割ギア駆動機構７との間に配置されている。このため、駆動ギア５５は出力軸２９に接続され、出力ギア５６は入力軸３２に接続されている。従って、出力軸２９の速度と比較して、入力軸３２の速度は減速ギア比により低下し、その結果、スクリュー軸５２、５３の速度が比較的低くなる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００３８】
図９を参照して、本発明の第７の実施形態を以下で説明する。駆動装置４ｆの動力分割ギア駆動機構７ｆの設計は、独国特許発明第１９７３６５４９Ｃ２号明細書に記載の動力分割ギア駆動機構に対応している。入力軸３２ｆは、連続的なものであり、スクリュー軸５２に接続された出力軸４２ｆを同時に形成している。入力軸３２ｆは、出力軸２９とワンピース構造で形成してもよいし、出力軸２９に接続された別の軸を形成してもよい。出力軸４２ｆは、第１の回転軸心１４周りに回転駆動可能である。動力分割ギア駆動機構７ｆは、差動重畳ギア駆動機構６に面する側で関連付けられたギア５９、６０に接続された２つの分岐軸５７、５８を備える。ギア５９、６０は、入力軸３２ｆの差動重畳ギア駆動機構６に面する端部に配置された中心ギア６１と係合している。分岐軸５７、５８は、関連付けられたラジアルベアリング６２、６３を介してギア駆動機構ハウジング３５に回転可能に装着されている。２軸押出機５の１つに面する端部において、分岐軸５７、５８は、ギア６６と係合しているギア６４、６５に接続され、かかるギア６６は、動力分割ギア駆動機構出力軸４３ｆに装着されている。出力軸４３ｆは、ラジアルベアリング４７およびアキシャルベアリング４９を介してギア駆動機構ハウジング３５に回転可能に装着されている。分岐軸５７、５８により、出力軸２９または入力軸３２ｆそれぞれにおいて重畳された駆動力が、出力軸４２ｆおよび４３ｆに均一に分配され、動力分割ギア駆動機構７ｆのギア比が１となる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００３９】
図１０を参照して、本発明の第８の実施形態を以下で説明する。第７の実施形態とは対照的に、第５の実施形態に対応する減速ギア駆動機構５４ｇは、主駆動モータ２と差動重畳ギア駆動機構６との間に配置されている。従って、駆動装置４ｇにより、主駆動モータ２の速度を低下させることが可能になり、その結果、スクリュー軸５２、５３の速度が比較的低くなる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００４０】
図１１を参照して、本発明の第９の実施形態を以下で説明する。第７の実施形態とは対照的に、第６の実施形態に対応する減速ギア駆動機構５４ｈは、差動重畳ギア駆動機構６と動力分割ギア駆動機構７ｈとの間に配置されている。駆動装置４ｈにより、入力軸３２ｈまたは出力軸４２ｈ、４３ｈそれぞれの速度を、減速ギア駆動機構５４ｈの減速ギア比により低下させることが可能になる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００４１】
原理的に、差動重畳ギア駆動機構６、６ａ、６ｂ、動力分割ギア駆動機構７、７ｃ、７ｆ、７ｇ、７ｈ、および減速ギア駆動機構５４、５４ｅ、５４ｇ、５４ｈは、互いにランダムに組み合わせることができる。動力分割ギア駆動機構７、７ｃ、調整ギア駆動機構２２、および減速ギア駆動機構５４、５４ｅ、５４ｇ、および５４ｈそれぞれのギア比または減速ギア比は、要求に応じて選択することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ ２軸押出機装置
２ 主駆動モータ
３ 補助駆動モータ
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ 駆動装置
５ ２軸押出機
６、６ａ、６ｂ 差動重畳ギア駆動機構
７、７ｃ、７ｆ、７ｈ 動力分割ギア駆動機構
８ 第１の重畳ギア駆動機構入力軸
９ カップリング
１０ 第２の重畳ギア駆動機構入力軸
１１ 第２のカップリング
１２、１６、１８、２５、３０、３１、３３、４６、４７、６２、６３ ラジアルベアリング
１３、３５ ギア駆動機構ハウジング
１４ 第１の回転軸心
１５、１５ａ、１５ｂ 差動ケージ
１７ 第１の傘歯車
１９、５９、６０、６４、６５、６６ ギア
２０、２０ａ 歯付きシステム
２１ 第２の回転軸心
２２ 調整ギア駆動機構
２３ 重畳傘歯車
２４ 軸
２６、３４、４８、４９ アキシャルベアリング
２７ 第３の回転軸心
２８ 第２の傘歯車
２９ 重畳ギア駆動機構出力軸
３２、３２ｆ、３２ｈ 動力分割ギア駆動機構入力軸
３６、３６ｃ 第１の動力分割ギア
３７、４０、４１ 外歯システム
３７ｃ 内歯システム
３８、３９ 第２の動力分割ギア
４２、４２ｆ、４２ｈ、４３、４３ｈ 動力分割ギア駆動機構出力軸
４４、４５ 回転軸心
５０、５１ 接続部
５２、５３ スクリュー軸
５４、５４ｅ、５４ｇ、５４ｈ 減速ギア駆動機構
５５ 駆動ギア
５６ 出力ギア
５７、５８ 分岐軸
６１ 中心ギア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文（プリアンブル部分、所謂おいて部分）に記載の同方向に回転駆動可能な２軸押出機用の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、１５０００ｋＷよりも大きい動力を伝達するとともに押出機のスクリュー軸の速度を広範囲にわたり適合させることを可能にする２軸押出機用の駆動装置を開示している。このため、駆動装置は、主駆動モータおよび補助駆動モータにより回転駆動可能な２つの入力軸を有する遊星ギア駆動機構を備える。遊星ギア駆動機構は、２つの駆動モータの出力動力を重畳させる役割を果たす。遊星ギア駆動機構の下流に配置された動力分割ギア駆動機構が、駆動モータの重畳された合計動力を、押出機のスクリュー軸に接続された２つの出力軸に均一に分配する。この駆動装置を動作させる１つの可能性には、主駆動モータを定速で動作させるとともに、この速度を速度調整可能な補助駆動モータの速度に重畳させ、スクリュー軸の速度を補助駆動モータの速度を介して適合させる、というものがある。この駆動装置の不利益は、工業目的で要求されるスクリュー軸の速度がますます増加しつつあり、その結果、遊星ギア駆動機構に作用する径方向加速力が高まるので、ベアリングに対する負荷が増加する、という点である。この負荷の増加により駆動装置の寿命に負の影響が及ぼされるので、ベアリングの特殊な設計が要求され、次いでその結果、駆動装置の設計がより複雑なものになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許発明第１９７３６５４９Ｃ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、コンパクトかつ高剛性な設計を保証しつつ比較的高いスクリュー軸速度を達成可能な汎用型の駆動装置を開発することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１に記載の特長を有する駆動装置により達成される。重畳ギア駆動機構は、遊星重畳ギア駆動機構ではなく差動重畳ギア駆動機構として設計されているため、遊星重畳ギア駆動機構の設計よりも高剛性かつコンパクトな設計となり、従って、この駆動装置により駆動される２軸押出機でより高いスクリュー軸速度を達成することが可能になる。独国特許発明第１９７３６５４９Ｃ２号明細書から既知の駆動装置では、遊星ギアのラジアルベアリングが、遊星ギアが関連付けられたサンギア周りに回転することにより生じる高い加速力を受ける、ということが見出されている。遊星ギアに対応する差動重畳ギア駆動機構における傘歯車は９０°回転されているので、加速力はそれらのアキシャルベアリングに作用し、従って、ラジアルベアリングに対する負荷が低減される。さらにその上、遊星ギアに対応する差動重畳ギア駆動機構の傘歯車は、サンギアに対応するより短距離にある傘歯車の回転軸心周りに回転し、その結果、遊星ギアに対応する傘歯車に作用するラジアル方向の加速力が低減され、それにより、遊星ギア駆動機構よりもコンパクトな設計を有する高剛性かつ低摩耗の差動重畳ギア駆動機構が達成される。
【０００６】
請求項２に記載の駆動装置によれば、差動重畳ギア駆動機構の単純かつ高剛性な設計が保証される。少なくとも１つの重畳傘歯車は、既知の駆動装置における遊星ギアに対応する。
【０００７】
請求項３に記載の駆動装置によれば、重畳ギア駆動機構入力軸の一方または重畳ギア駆動機構出力軸をそれぞれ差動ケージに単純かつ高剛性な方法で連結することが可能になる。平歯車は、高いトルクおよび／または速度の伝達を可能にするため、これは、ギアが平歯車であれば特に当てはまる。
【０００８】
請求項４に記載の駆動装置によれば、重畳された動力がいくつかの重畳傘歯車に均一に分配され、その結果、それに対応して重畳傘歯車が受ける負荷がより低くなるため、差動重畳ギア駆動機構の剛性が増加する。
【０００９】
請求項５または６に記載の駆動装置によれば、差動重畳ギア駆動機構に対する駆動モータまたは動力分割ギア駆動機構の柔軟な構成が提供される。
【００１０】
請求項７に記載の駆動装置によれば、速度を増加または低下させることなく２つの駆動モータの入力動力を重畳させることが可能になる。
【００１１】
請求項８に記載の駆動装置によれば、速度とトルクとの両方の目標とする調整が保証される。ギアが駆動モータの一方または重畳ギア駆動機構入力軸の一方に連結されていれば、調整ギア駆動機構は減速ギア駆動機構として作用し、それにより、差動ケージの速度はギアの速度よりも低くなる。ギアが重畳ギア駆動機構出力軸に連結されていれば、重畳ギア駆動機構出力軸の速度を要求に応じて増加または低下させることができる。
【００１２】
請求項９に記載の駆動装置によれば、ギアに連結された駆動モータの速度を単純な方法で低下させることが可能になる。このため、調整ギア駆動機構は、関連付けられた駆動モータの比較的高い速度をスクリュー軸の所望される速度に適合させる減速ギア駆動機構として作用する。
【００１３】
請求項１０に記載の駆動装置によれば、重畳ギア駆動機構入力軸の一方を介して傘歯車の一方に連結された駆動モータの速度が減速される。これにより、駆動モータの比較的高い速度をスクリュー軸の所望される速度に適合させることが可能になる。さらにその上、動力伝達が高トルクかつ低速で行われるのであれば、差動重畳ギア駆動機構の負荷容量および寿命が増加する。減速ギア駆動機構を平歯車駆動機構として設計することにより、剛性がさらに増加する。
【００１４】
請求項１１に記載の駆動装置によれば、差動重畳ギア駆動機構と動力分割ギア駆動機構との間で速度を低下させることが可能になる。これにより、重畳ギア駆動機構出力軸における比較的高い速度をスクリュー軸の所望される速度に適合させることが可能になる。減速ギア駆動機構を平歯車駆動機構として設計することにより、剛性がさらに増加する。
【００１５】
請求項１２に記載の駆動装置によれば、動力分割ギア駆動機構の極めて単純な設計が提供される。さらにその上、１以外のギア比および減速ギア比が考えられるため、動力分割ギア駆動機構により速度とトルクとの両方の調整が可能になる。動力分割ギアは、好ましくは平歯車であり、それにより、動力分割ギア駆動機構の高い剛性が保証される。
【００１６】
請求項１３に記載の駆動装置によれば、動力分割ギア駆動機構により減速が提供される。
【００１７】
請求項１４に記載の駆動装置によれば、動力分割ギア駆動機構のコンパクトな設計が保証される。
【００１８】
本発明による駆動装置のため、請求項１５に記載の２軸押出機装置は、特に２軸押出機を比較的高いスクリュー軸の速度で動作させるのであれば、高剛性かつコンパクトなものになる。
【００１９】
本発明のさらなる特長、利点、および詳細は、いくつかの実施形態の以下の説明から明らかになろう。図面は以下のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態による駆動装置を備える２軸押出機装置の概略図である。
【図２】図１の駆動装置の差動重畳ギア駆動機構の概略図である。
【図３】図１の駆動装置の動力分割ギア駆動機構の概略図である。
【図４】第２の実施形態による駆動装置の差動重畳ギア駆動機構の概略図である。
【図５】第３の実施形態による駆動装置の差動重畳ギア駆動機構の概略図である。
【図６】第４の実施形態による駆動装置の動力分割ギア駆動機構の概略図である。
【図７】減速ギア駆動機構が図１の駆動装置の上流に配置された、第５の実施形態による２軸押出機装置の概略図である。
【図８】減速ギア駆動機構が図１の差動重畳ギア駆動機構と動力分割ギア駆動機構との間に配置された、第６の実施形態による２軸押出機装置の概略図である。
【図９】第７の実施形態による駆動装置を備える２軸押出機装置の概略図である。
【図１０】減速ギア駆動機構が図９の駆動装置の上流に配置された、第８の実施形態による２軸押出機装置の概略図である。
【図１１】減速ギア駆動機構が図９の差動重畳ギア駆動機構と動力分割ギア駆動機構との間に配置された、第９の実施形態による２軸押出機装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施形態を以下で説明する。２軸押出機装置１は、主駆動モータ２と補助駆動モータ３とを備え、それらにより２軸押出機５が駆動装置４を介して同じ方向に回転駆動される。
【００２２】
駆動装置４は、差動重畳ギア駆動機構６と下流の動力分割ギア駆動機構７とを備える。差動重畳ギア駆動機構６は、カップリング９を介して主駆動モータ２に連結された第１の重畳駆動機構入力軸８を備える。差動重畳ギア駆動機構６は、さらに、第２のカップリング１１を介して補助駆動モータ３に連結された第２の重畳駆動機構入力軸１０を備える。
【００２３】
入力軸８は、ラジアルベアリング１２を介してギア駆動機構ハウジング１３に装着され、主駆動モータ２により第１の回転軸心１４周りに回転駆動可能である。さらにその上、入力軸８は、ラジアルベアリング１６により回転可能に装着されるように差動ケージ１５を通過し、入力軸８の自由端は、第１の傘歯車１７に接続されている。差動ケージ１５は、第１の回転軸心１４周りに回転可能である。
【００２４】
入力軸１０は、ラジアルベアリング１８を介してギア駆動機構ハウジング１３に装着されるとともに、平歯車として設計されたギア１９に接続されている。ギア１９は、差動ケージ１５の周囲上に配置された歯付きシステム２０を介して差動ケージ１５と係合し、補助駆動モータ３により第１の回転軸心１４に対して平行な第２の回転軸心２１周りに回転駆動可能である。歯付きシステム２０は、差動ケージ１５の入力軸８に面する側に配置されている。ギア１９および歯付きシステム２０は、ギア比が１であるかまたはギア比もしくは減速ギア比がそれぞれ１以外であってもよい調整ギア駆動機構２２を形成する。調整ギア駆動機構２２により、第１の回転軸心１４周りの差動ケージ１５の速度が第２の回転軸心２１周りのギア１９の速度よりも低くなるように、速度が特に調整される。
【００２５】
駆動モータ２および３の入力動力を重畳させるため、差動重畳ギア駆動機構６は、４つの重畳傘歯車２３を備え、それらのうち２つだけを図２に示す。重畳傘歯車２３は、回転角度９０°の回転対称パターンで第１の回転軸心１４周りに配置されるとともに、関連付けられた軸２４に装着されている。重畳傘歯車２３または関連付けられた軸２４は、それぞれ、それぞれのラジアルベアリング２５およびアキシャルベアリング２６により、それぞれの第３の回転軸心２７周りに回転可能に差動ケージ１５の周囲に装着されている。第３の回転軸心２７は、各々、第１の回転軸心１４に対して垂直である。
【００２６】
重畳傘歯車２３は、第１の傘歯車１７を、重畳ギア駆動機構出力軸２９に接続された第２の傘歯車２８に連結している。第２の傘歯車２８は、第１の傘歯車１７に対向して配置されるとともに第１の回転軸心１４と同心であり、それにより、第２の傘歯車２８と関連付けられた重畳ギア駆動機構出力軸２９との両方が、第１の回転軸心１４周りに回転駆動可能である。入力軸８に対応して、出力軸２９は、ラジアルベアリング３０および３１を介して差動ケージ１５およびギア駆動機構ハウジング１３に回転可能に装着されている。
【００２７】
差動重畳ギア駆動機構６は、第１の傘歯車１７と第２の傘歯車２８との間ならびに重畳傘歯車２３と第２の傘歯車２８との間の両方のギア比の絶対値が１である。これは、入力軸８の速度が出力軸２９に１：１の比で伝達され、第１の回転軸心１４周りの差動ケージ１５の速度が出力軸２９に１：１の比で伝達される、ということを意味する。
【００２８】
出力軸２９は、ラジアルベアリング３３およびアキシャルベアリング３４を介してギア駆動機構ハウジング３５に第１の回転軸心１４周りに回転可能に装着された動力分割ギア駆動機構入力軸３２に接続されている。入力軸３２は、出力軸２９とワンピース構造で形成してもよい。
【００２９】
入力軸３２の自由端には、関連付けられた外歯システム３７を有する平歯車の形態の第１の動力分割ギア３６が配置されている。第１の動力分割ギア３６は、関連付けられた外歯システム４０、４１を各々設けられた平歯車の形態の２つの第２の動力分割ギア３８、３９と係合している。第２の動力分割ギア３８、３９は、関連付けられた回転軸心４４、４５の周りに回転可能に装着された関連付けられた動力分割ギア駆動機構出力軸４２、４３に装着されている。回転軸心４４、４５は、第１の回転軸心１４に対して平行である。出力軸４２、４３は、関連付けられたラジアルベアリング４６、４７およびアキシャルベアリング４８、４９を介してギア駆動機構ハウジング３５に装着されている。
【００３０】
動力分割ギア駆動機構出力軸４２、４３は、関連付けられた接続部５０、５１を介して２軸押出機５のスクリュー軸５２、５３に接続されている。
【００３１】
差動重畳ギア駆動機構６は、主駆動モータ２および補助駆動モータ３の駆動力を重畳させる役割を果たす。２軸押出機装置１の１つの動作モードには、主駆動モータ２を定速で動作させるとともに、補助駆動モータ３を調整された速度で動作させる、というものがある。差動重畳ギア駆動機構６のギア比は１であるので、主駆動モータ２の速度およびトルクは、入力軸８から出力軸２９に伝達されたときも変化しない。補助駆動モータ３の速度およびトルクは、調整ギア駆動機構２２のギア比または減速ギア比に依存して入力軸１０から出力軸２９に伝達され、主駆動モータ２の速度およびトルクに重畳される。差動ケージ１５の回転により、重畳傘歯車２３は径方向加速力を受けるが、かかる径方向加速力は、アキシャルベアリング２６により実質的に吸収される。重畳傘歯車２３は遊星重畳ギア駆動機構の遊星ギアと比較して９０°回転されているので、ラジアルベアリング２５に対する負荷は遊星重畳ギア駆動機構と比較して低減される。さらにその上、第１の回転軸心１４からの重畳傘歯車２３の距離は、対応する回転軸心からの遊星重畳ギア駆動機構の遊星ギアの比較可能な距離よりも短く、その結果、アキシャルベアリング２６により吸収される加速力は比較的小さい。これにより、遊星重畳ギア駆動機構と比較して、ベアリング２５、２６に対する負荷は実質的に同じである一方、出力軸２９において達成される速度は高くなる。さらにその上、差動重畳ギア駆動機構６の設計は、遊星重畳ギア駆動機構の設計よりもコンパクトなものになる。
【００３２】
重畳された入力動力は、入力軸３２から第１の動力分割ギア３６を介してそれぞれ第２の動力分割ギア３８、３９または関連付けられた出力軸４２、４３に均一に分配され、出力軸４２、４３を同じ方向に回転させる。動力分割ギア駆動機構７は、単純かつコンパクトな設計を有し、動力分割ギア３６、３８、および３９により、出力軸４２、４３における、従ってスクリュー軸５２、５３におけるトルクおよび速度を、それぞれ所望されるギア比または減速ギア比に依存して適合させることが可能になる。
【００３３】
図４を参照して、本発明の第２の実施形態を以下で説明する。第１の実施形態とは対照的に、歯付きシステム２０ａは、差動ケージ１５ａの入力軸８から離れた側に配置されている。これにより、駆動モータ２および３を、差動重畳ギア駆動機構６ａまたは駆動装置４ａのそれぞれ反対側に配置することが可能になる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、第１の実施形態を参照する。
【００３４】
図５を参照して、本発明の第３の実施形態を以下で説明する。第２の実施形態とは対照的に、入力軸１０は第２の傘歯車２８に接続され、出力軸２９はギア１９に接続されている。一方では、これにより、駆動モータ２および３を、差動重畳ギア駆動機構６ｂまたは駆動装置４ｂのそれぞれ反対側に配置することが可能になる。入力軸８および１０は、第１の回転軸心１４周りに回転駆動可能である。出力軸２９は、ギア１９において配置され、第１の回転軸心１４周りに回転する差動ケージ１５ｂにより第２の回転軸心２１周りに回転駆動される。従って、動力分割ギア駆動機構７は、差動重畳ギア駆動機構６ｂに対して回転軸心１４および２１の距離だけオフセットされる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００３５】
図６を参照して、本発明の第４の実施形態を以下で説明する。前述の実施形態とは対照的に、第１の動力分割ギア３６ｃは、内歯システム３７ｃを有する中空ギアである。第２の動力分割ギア３８、３９は、それらの外歯システム４０、４１が内歯システム３７ｃと係合した状態で中空ギア３６ｃの内側に配置されている。これにより、駆動装置４ｃまたは動力分割ギア駆動機構７ｃそれぞれのよりコンパクトな設計が提供される。差動重畳ギア駆動機構６、６ａ、６ｂの設計に依存して、中空ギア３６ｃは、回転軸心１４または回転軸心２１周りに回転駆動可能である。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００３６】
図７を参照して、本発明の第５の実施形態を以下で説明する。第１の実施形態とは対照的に、平歯車駆動機構の形態の減速ギア駆動機構５４が、主駆動モータ２と差動重畳ギア駆動機構６との間に配置されている。駆動装置４ｄの減速ギア駆動機構５４は、カップリング９を介して主駆動モータ２に連結された駆動ギア５５を備える。駆動ギア５５は、入力軸８に接続された出力ギア５６と係合している。減速ギア駆動機構５４は、主駆動モータ２の速度を低下させ、その結果、スクリュー軸５２、５３の速度がはるかに低くなる。それに対応して、減速ギア駆動機構の形態の調整ギア駆動機構２２は、補助駆動モータ３の速度を低下させる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００３７】
図８を参照して、本発明の第６の実施形態を以下で説明する。第５の実施形態とは対照的に、駆動装置４ｅの減速ギア駆動機構５４ｅは、差動重畳ギア駆動機構６と動力分割ギア駆動機構７との間に配置されている。このため、駆動ギア５５は出力軸２９に接続され、出力ギア５６は入力軸３２に接続されている。従って、出力軸２９の速度と比較して、入力軸３２の速度は減速ギア比により低下し、その結果、スクリュー軸５２、５３の速度が比較的低くなる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００３８】
図９を参照して、本発明の第７の実施形態を以下で説明する。駆動装置４ｆの動力分割ギア駆動機構７ｆの設計は、独国特許発明第１９７３６５４９Ｃ２号明細書に記載の動力分割ギア駆動機構に対応している。入力軸３２ｆは、連続的なものであり、スクリュー軸５２に接続された出力軸４２ｆを同時に形成している。入力軸３２ｆは、出力軸２９とワンピース構造で形成してもよいし、出力軸２９に接続された別の軸を形成してもよい。出力軸４２ｆは、第１の回転軸心１４周りに回転駆動可能である。動力分割ギア駆動機構７ｆは、差動重畳ギア駆動機構６に面する側で関連付けられたギア５９、６０に接続された２つの分岐軸５７、５８を備える。ギア５９、６０は、入力軸３２ｆの差動重畳ギア駆動機構６に面する端部に配置された中心ギア６１と係合している。分岐軸５７、５８は、関連付けられたラジアルベアリング６２、６３を介してギア駆動機構ハウジング３５に回転可能に装着されている。２軸押出機５の１つに面する端部において、分岐軸５７、５８は、ギア６６と係合しているギア６４、６５に接続され、かかるギア６６は、動力分割ギア駆動機構出力軸４３ｆに装着されている。出力軸４３ｆは、ラジアルベアリング４７およびアキシャルベアリング４９を介してギア駆動機構ハウジング３５に回転可能に装着されている。分岐軸５７、５８により、出力軸２９または入力軸３２ｆそれぞれにおいて重畳された駆動力が、出力軸４２ｆおよび４３ｆに均一に分配され、動力分割ギア駆動機構７ｆのギア比が１となる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００３９】
図１０を参照して、本発明の第８の実施形態を以下で説明する。第７の実施形態とは対照的に、第５の実施形態に対応する減速ギア駆動機構５４ｇは、主駆動モータ２と差動重畳ギア駆動機構６との間に配置されている。従って、駆動装置４ｇにより、主駆動モータ２の速度を低下させることが可能になり、その結果、スクリュー軸５２、５３の速度が比較的低くなる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００４０】
図１１を参照して、本発明の第９の実施形態を以下で説明する。第７の実施形態とは対照的に、第６の実施形態に対応する減速ギア駆動機構５４ｈは、差動重畳ギア駆動機構６と動力分割ギア駆動機構７ｈとの間に配置されている。駆動装置４ｈにより、入力軸３２ｈまたは出力軸４２ｈ、４３ｈそれぞれの速度を、減速ギア駆動機構５４ｈの減速ギア比により低下させることが可能になる。本実施形態の動作原理に関するさらなる詳細については、前述の実施形態を参照する。
【００４１】
原理的に、差動重畳ギア駆動機構６、６ａ、６ｂ、動力分割ギア駆動機構７、７ｃ、７ｆ、７ｇ、７ｈ、および減速ギア駆動機構５４、５４ｅ、５４ｇ、５４ｈは、互いにランダムに組み合わせることができる。動力分割ギア駆動機構７、７ｃ、調整ギア駆動機構２２、および減速ギア駆動機構５４、５４ｅ、５４ｇ、および５４ｈそれぞれのギア比または減速ギア比は、要求に応じて選択することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ ２軸押出機装置
２ 主駆動モータ
３ 補助駆動モータ
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ 駆動装置
５ ２軸押出機
６、６ａ、６ｂ 差動重畳ギア駆動機構
７、７ｃ、７ｆ、７ｈ 動力分割ギア駆動機構
８ 第１の重畳ギア駆動機構入力軸
９ カップリング
１０ 第２の重畳ギア駆動機構入力軸
１１ 第２のカップリング
１２、１６、１８、２５、３０、３１、３３、４６、４７、６２、６３ ラジアルベアリング
１３、３５ ギア駆動機構ハウジング
１４ 第１の回転軸心
１５、１５ａ、１５ｂ 差動ケージ
１７ 第１の傘歯車
１９、５９、６０、６４、６５、６６ ギア
２０、２０ａ 歯付きシステム
２１ 第２の回転軸心
２２ 調整ギア駆動機構
２３ 重畳傘歯車
２４ 軸
２６、３４、４８、４９ アキシャルベアリング
２７ 第３の回転軸心
２８ 第２の傘歯車
２９ 重畳ギア駆動機構出力軸
３２、３２ｆ、３２ｈ 動力分割ギア駆動機構入力軸
３６、３６ｃ 第１の動力分割ギア
３７、４０、４１ 外歯システム
３７ｃ 内歯システム
３８、３９ 第２の動力分割ギア
４２、４２ｆ、４２ｈ、４３、４３ｈ 動力分割ギア駆動機構出力軸
４４、４５ 回転軸心
５０、５１ 接続部
５２、５３ スクリュー軸
５４、５４ｅ、５４ｇ、５４ｈ 減速ギア駆動機構
５５ 駆動ギア
５６ 出力ギア
５７、５８ 分岐軸
６１ 中心ギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの異なる駆動モータ（２、３）の駆動力を重畳させるための重畳ギア駆動機構（６；６ａ；６ｂ）と、動力分割ギア駆動機構（７；７ｃ；７ｆ；７ｇ；７ｈ）とを備えて構成される、同じ方向に回転駆動可能な２軸押出機用の駆動装置であって、
前記重畳ギア駆動機構は、前記２つの異なる駆動モータ（２、３）により回転駆動可能な２つの重畳ギア駆動機構入力軸（８、１０）と、重畳ギア駆動機構出力軸（２９）とを備え、
前記動力分割ギア駆動機構（７；７ｃ；７ｆ；７ｇ；７ｈ）は、前記重畳ギア駆動機構出力軸（２９）にて重畳された前記駆動力を分割するためのであり、２軸押出機（５）の２つのスクリュー軸（５２、５３）に連結可能な２つの動力分割ギア駆動機構出力軸（４２、４３；４２ｆ、４３ｆ；４２ｇ、４３ｇ；４２ｈ、４３ｈ）を備える、駆動装置において、
前記重畳ギア駆動機構（６；６ａ；６ｂ）は、差動重畳ギア駆動機構であることを特徴とする、駆動装置。
【請求項２】
前記差動重畳ギア駆動機構（６；６ａ；６ｂ）は、差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）と、第１の回転軸心（１４）周りに回転可能に前記差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）に装着された第１の傘歯車（１７）と、前記第１の傘歯車（１７）に対向して配置されるとともに前記第１の回転軸心（１４）周りに回転可能に前記差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）に装着された第２の傘歯車（２８）と、少なくとも１つの重畳傘歯車（２３）と、更なるギア（１９）とを備えて構成され、
前記重畳傘歯車（２３）は、前記第１の回転軸心（１４）に対して垂直な第２の回転軸心（２７）周りに回転可能に前記差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）に装着され、前記第１の傘歯車（１７）を前記第２の傘歯車（２８）と連結し、
前記更なるギア（１９）は、前記差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）に連結されてい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】
前記更なるギア（１９）は、前記差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）に配置された歯付きシステム（２０；２０ａ；２０ｂ）と係合し、特に平歯車であることを特徴とする、請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記差動重畳ギア駆動機構（６；６ａ；６ｂ）は、少なくとも２つの、特に少なくとも３つの、特に少なくとも４つの重畳傘歯車（２３）を備えて構成され、これら重畳傘歯車は、それぞれの第２の回転軸心（２７）周りに回転可能に前記差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）に装着され、回転対称パターンで前記第１の回転軸心（１４）周りに配置されることを特徴とする、請求項２または３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記第１の傘歯車（１７）と前記更なるギア（１９）は、夫々、前記重畳ギア駆動機構入力軸（８、１０）の一方に連結され、前記第２の傘歯車（２８）は、前記重畳ギア駆動機構出力軸（２９）に連結されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記第１と第２の傘歯車（１７、２８）は、夫々、前記重畳ギア駆動機構入力軸（８、１０）の一方に連結され、前記更なるギア（１９）は、前記重畳ギア駆動機構出力軸（２９）に連結されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記差動重畳ギア駆動機構（６；６ａ；６ｂ）は、前記第１の傘歯車（１７）と前記第２の傘歯車（２８）との間ならびに前記少なくとも１つの重畳傘歯車（２３）と前記傘歯車（１７、２８）との間でギア比の絶対値が１であることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記更なるギア（１９）と前記歯付きシステム（２０；２０ａ；２０ｂ）は、ギア比が１とは異なる速度調整のための調整ギア駆動機構（２２）を形成することを特徴とする、請求項３〜７のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記更なるギア（１９）は、前記重畳ギア駆動機構入力軸の一方（１０）に連結され、前記差動ケージ（１５；１５ａ）の速度が前記更なるギア（１９）の速度よりも低くなるように、前記調整ギア駆動機構（２２）を用いて速度調整が行われることを特徴とする、請求項８に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記重畳ギア駆動機構入力軸の一方（８）を介して前記第１の傘歯車（１７）に連結され、前記駆動モータの一方（２）の速度を低下させるための少なくとも１つの減速ギア駆動機構（５４；５４ｇ）であって、特に平歯車駆動機構である、減速ギア駆動機構（５４；５４ｇ）を特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記差動重畳ギア駆動機構（６）と前記動力分割ギア駆動機構（７；７ｈ）の間に配置された速度を低下させるための少なくとも１つの減速ギア駆動機構（５４ｅ；５４ｈ）であって、特に平歯車駆動機構である、減速ギア駆動機構（５４ｅ；５４ｈ）を特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記動力分割ギア駆動機構（７；７ｃ）は、第１の動力分割ギア（３６；３６ｃ）を載置した動力分割ギア駆動機構入力軸（３２）を備え、前記第１の動力分割ギア（３６；３６ｃ）は、前記動力分割ギア駆動機構出力軸（４２、４３）に配置された２つの第２の動力分割ギア（３８、３９）に連結されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記第１の動力分割ギア（３６）は、外歯システム（３７）を有する平歯車であることを特徴とする、請求項１２に記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記第１の動力分割ギア（３６ｃ）は、内歯システム（３７ｃ）を有する中空ギアであることを特徴とする、請求項１２に記載の駆動装置。
【請求項１５】
２軸押出機装置であって：
− 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の駆動装置（４；４ａ〜４ｈ）と；
− 前記駆動装置（４；４ａ〜４ｈ）の第１の重畳ギア駆動機構入力軸（８）に連結された主駆動モータ（２）と；
− 前記駆動装置（４；４ａ〜４ｈ）の第２の重畳ギア駆動機構入力軸（１０）に連結された補助駆動モータ（３）と；
− 前記駆動装置（４；４ａ〜４ｈ）の２つの動力分割ギア駆動機構出力軸（４２、４３；４２ｆ、４３ｆ；４２ｇ、４３ｇ；４２ｈ、４３ｈ）に連結されるとともに同じ方向に駆動可能なスクリュー軸（５２、５３）を有する２軸押出機（５）と；を備える、２軸押出機装置。
【請求項１】
２つの異なる駆動モータ（２、３）の駆動力を重畳させるための重畳ギア駆動機構（６；６ａ；６ｂ）と、動力分割ギア駆動機構（７；７ｃ；７ｆ；７ｇ；７ｈ）とを備えて構成される、同じ方向に回転駆動可能な２軸押出機用の駆動装置であって、
前記重畳ギア駆動機構は、前記２つの異なる駆動モータ（２、３）により回転駆動可能な２つの重畳ギア駆動機構入力軸（８、１０）と、重畳ギア駆動機構出力軸（２９）とを備え、
前記動力分割ギア駆動機構（７；７ｃ；７ｆ；７ｇ；７ｈ）は、前記重畳ギア駆動機構出力軸（２９）にて重畳された前記駆動力を分割するためのであり、２軸押出機（５）の２つのスクリュー軸（５２、５３）に連結可能な２つの動力分割ギア駆動機構出力軸（４２、４３；４２ｆ、４３ｆ；４２ｇ、４３ｇ；４２ｈ、４３ｈ）を備える、駆動装置において、
前記重畳ギア駆動機構（６；６ａ；６ｂ）は、差動重畳ギア駆動機構であることを特徴とする、駆動装置。
【請求項２】
前記差動重畳ギア駆動機構（６；６ａ；６ｂ）は、差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）と、第１の回転軸心（１４）周りに回転可能に前記差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）に装着された第１の傘歯車（１７）と、前記第１の傘歯車（１７）に対向して配置されるとともに前記第１の回転軸心（１４）周りに回転可能に前記差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）に装着された第２の傘歯車（２８）と、少なくとも１つの重畳傘歯車（２３）と、更なるギア（１９）とを備えて構成され、
前記重畳傘歯車（２３）は、前記第１の回転軸心（１４）に対して垂直な第２の回転軸心（２７）周りに回転可能に前記差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）に装着され、前記第１の傘歯車（１７）を前記第２の傘歯車（２８）と連結し、
前記更なるギア（１９）は、前記差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）に連結されてい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】
前記更なるギア（１９）は、前記差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）に配置された歯付きシステム（２０；２０ａ；２０ｂ）と係合し、特に平歯車であることを特徴とする、請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記差動重畳ギア駆動機構（６；６ａ；６ｂ）は、少なくとも２つの、特に少なくとも３つの、特に少なくとも４つの重畳傘歯車（２３）を備えて構成され、これら重畳傘歯車は、それぞれの第２の回転軸心（２７）周りに回転可能に前記差動ケージ（１５；１５ａ；１５ｂ）に装着され、回転対称パターンで前記第１の回転軸心（１４）周りに配置されることを特徴とする、請求項２または３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記第１の傘歯車（１７）と前記更なるギア（１９）は、夫々、前記重畳ギア駆動機構入力軸（８、１０）の一方に連結され、前記第２の傘歯車（２８）は、前記重畳ギア駆動機構出力軸（２９）に連結されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記第１と第２の傘歯車（１７、２８）は、夫々、前記重畳ギア駆動機構入力軸（８、１０）の一方に連結され、前記更なるギア（１９）は、前記重畳ギア駆動機構出力軸（２９）に連結されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記差動重畳ギア駆動機構（６；６ａ；６ｂ）は、前記第１の傘歯車（１７）と前記第２の傘歯車（２８）との間ならびに前記少なくとも１つの重畳傘歯車（２３）と前記傘歯車（１７、２８）との間でギア比の絶対値が１であることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記更なるギア（１９）と前記歯付きシステム（２０；２０ａ；２０ｂ）は、ギア比が１とは異なる速度調整のための調整ギア駆動機構（２２）を形成することを特徴とする、請求項３〜７のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記更なるギア（１９）は、前記重畳ギア駆動機構入力軸の一方（１０）に連結され、前記差動ケージ（１５；１５ａ）の速度が前記更なるギア（１９）の速度よりも低くなるように、前記調整ギア駆動機構（２２）を用いて速度調整が行われることを特徴とする、請求項８に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記重畳ギア駆動機構入力軸の一方（８）を介して前記第１の傘歯車（１７）に連結され、前記駆動モータの一方（２）の速度を低下させるための少なくとも１つの減速ギア駆動機構（５４；５４ｇ）であって、特に平歯車駆動機構である、減速ギア駆動機構（５４；５４ｇ）を特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記差動重畳ギア駆動機構（６）と前記動力分割ギア駆動機構（７；７ｈ）の間に配置された速度を低下させるための少なくとも１つの減速ギア駆動機構（５４ｅ；５４ｈ）であって、特に平歯車駆動機構である、減速ギア駆動機構（５４ｅ；５４ｈ）を特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記動力分割ギア駆動機構（７；７ｃ）は、第１の動力分割ギア（３６；３６ｃ）を載置した動力分割ギア駆動機構入力軸（３２）を備え、前記第１の動力分割ギア（３６；３６ｃ）は、前記動力分割ギア駆動機構出力軸（４２、４３）に配置された２つの第２の動力分割ギア（３８、３９）に連結されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記第１の動力分割ギア（３６）は、外歯システム（３７）を有する平歯車であることを特徴とする、請求項１２に記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記第１の動力分割ギア（３６ｃ）は、内歯システム（３７ｃ）を有する中空ギアであることを特徴とする、請求項１２に記載の駆動装置。
【請求項１５】
２軸押出機装置であって：
− 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の駆動装置（４；４ａ〜４ｈ）と；
− 前記駆動装置（４；４ａ〜４ｈ）の第１の重畳ギア駆動機構入力軸（８）に連結された主駆動モータ（２）と；
− 前記駆動装置（４；４ａ〜４ｈ）の第２の重畳ギア駆動機構入力軸（１０）に連結された補助駆動モータ（３）と；
− 前記駆動装置（４；４ａ〜４ｈ）の２つの動力分割ギア駆動機構出力軸（４２、４３；４２ｆ、４３ｆ；４２ｇ、４３ｇ；４２ｈ、４３ｈ）に連結されるとともに同じ方向に駆動可能なスクリュー軸（５２、５３）を有する２軸押出機（５）と；を備える、２軸押出機装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−９８７（Ｐ２０１２−９８７Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３４０８６（Ｐ２０１１−１３４０８６）
【出願日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（５０１１６４６６５）コペリオン ゲーエムベーハー (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（５０１１６４６６５）コペリオン ゲーエムベーハー (20)
【Ｆターム（参考）】
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