JP2002206402A - 回転部材の組付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転軸線方向の端面にカップリングを備えた
複数の回転部材を相互に結合する際に、回転軸線からの
回転部材の振れ量を公差内に収める作業を容易化する。 【解決手段】 第１の工程で、各々の回転部材１３〜１
６のカップリング１９〜２４の位置公差（同軸度）およ
び姿勢公差（直角度）を測定し、第２の工程で、測定し
た位置公差および姿勢公差に基づいて、複数のカップリ
ング１９〜２４をそれぞれ任意の結合位相で結合したと
きの回転部材集合体Ａの回転軸線Ｌからの振れ量δを算
出し、第３の工程で、振れ量δの最大値δＭＡＸが公差
内に収まる複数のカップリング１９〜２４の結合位相の
組み合わせを決定し、第４の工程で、決定された結合位
相の組み合わせに基づいて複数のカップリング１９〜２
４を結合して回転部材集合体Ａを組み付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸線方向の端
面にカップリングを備えた複数の回転部材を前記カップ
リングを介して相互に結合し、結合した複数の回転部材
の両端部に回転軸線方向の荷重を加えて一体化すること
により回転部材集合体を構成する回転部材の組付方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】カービックカップリング（登録商標）
は、第１の部材の環状部の端面に放射状に形成した歯山
および歯溝を、第２の部材の環状部の端面に放射状に形
成した歯溝および歯山にそれぞれ係合させて両部材を同
軸に結合するものである。このとき、第１の部材（図３
（Ａ）参照）のコンベックス型の歯溝２５…およびコン
ケーブ型の歯山２６…に、第２の部材（図３（Ｂ）参
照）のコンベックス型の歯山２６…およびコンケーブ型
の歯溝２５…がそれぞれ密に係合して自動調芯機能を発
揮する。

【０００３】ガスタービンエンジンの回転軸の外周に嵌
合するコンプレッサホイール、タービンホイール、連結
筒等の回転部材はカービックカップリングを介して結合
され、ナットで軸方向に押圧されて回転軸に締結され
る。カービックカップリングの相互に係合するコンベッ
クスカップリング部およびコンケーブカップリング部そ
のものが精密に加工されていても、それら両カップリン
グ部の回転部材に対する同軸度や直角度に誤差が存在す
ると、結合された複数の回転部材が回転軸線上に一直線
に整列せず、半径方向の振れ量（各回転部材の軸線の回
転軸線からのずれ）に応じて回転時に振動が発生する。
カービックカップリングは歯山および歯溝の数に応じた
複数の位相で結合可能であるため、従来は同軸度や直角
度に誤差が存在するコンベックスカップリング部および
コンケーブカップリング部の結合位相を変化させること
により、前記振れ量が公差の範囲に納まる各カービック
カップリングの結合位相の組み合わせを探し、その結合
位相の組み合わせに基づいて各回転部材のカービックカ
ップリングを結合していた。

【０００４】特開平７−２９３６６７号公報には、軸方
向に分割された複数の中空カム軸をカービックカップリ
ングで結合し、それら複数の中空カム軸をその内部に配
置した複数の締結ボルトで締結するものにおいて、締結
ボルトに形成したテーパー継ぎ手部と中空カム軸の内面
との間にテーパースリーブを介在させることにより、前
記締結ボルトを半径方向に拘束してカム軸の弦振動を防
止するものが記載されている。

【０００５】特開平７−１５８６４８号公報には、回転
軸の軸端に設けたフランジどうしをボルトで締結するカ
ップリングにおいて、相互に結合されるカップリング間
に挟まれるプレートにバランスウエイトを装着すること
により、回転軸の振動を防止するものが記載されてい
る。

【０００６】特開平８−２８２０２号公報には、ガスタ
ービンエンジンの各回転部材を軸方向に結合する際に、
結合面の傾きを測定して最も凸となる部分と最も凹とな
る部分とにマーキングを施し、最も凸となる部分と最も
凹となる部分とが当接するように各回転部材を結合する
ことにより、結合された回転部材の軸線の曲がりを抑制
して不釣合の発生を防止するものが記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、カービック
カップリングの歯溝および歯山のピッチが３０°である
場合には１２種類の結合位相をとることができ、３個の
カービックカップリングを用いて４個の回転部材を結合
する場合には１２の３乗である１７２８通りの結合位相
の組み合わせが存在することになる。従って、１７２８
通りの結合位相の組み合わせを全て試し、それぞれの回
転部材の振れ量の最大値が最小になる最適の組み合わせ
を見つけ出すことは事実上不可能である。従って、従来
は試行錯誤で振れ量の最大値が所定の公差の範囲内に収
まる組み合わせを見つけ出していた。それでも４個の回
転部材の結合位相を変化させながら組付、測定、分解を
何回も繰り返すのは大きな労力および時間を必要とし、
組付や分解の繰り返しにより回転部材が傷付く可能性も
あった。

【０００８】また特開平７−２９３６６７号公報に記載
されたものは、ボルトおよびテーパースリーブの働きに
よって、カービックカップリングで結合された複数のカ
ム軸の軸線を一直線上に整列させる機能をある程度発揮
させることができるが、中空回転軸の内部に更に別の軸
が通るガスタービンエンジンのように、回転部材の内部
にボルトを挿通するスペースを確保できないものには適
用することが不可能である。また両端部に荷重を加えて
一体化した回転部材は高速で回転すると回転軸線方向の
軸長が変化するため、中空回転軸を用いた場合には軸内
部からボルト等を挿通することができない。

【０００９】また特開平７−１５８６４８号公報に記載
されたものは、回転部材の軸端に設けたフランジどうし
をボルトで締結するため、フランジが外部に大きく突出
して締結部が大型化してしまい、使用対象が限定されて
しまう問題がある。

【００１０】また特開平８−２８２０２号公報に記載さ
れたものは、ガスタービンエンジンの回転部材を結合面
の直角度を考慮して結合するので、結合された回転部材
の軸線の曲がりを防止する効果があるが、結合面の同軸
度を考慮ていないために各回転部材の軸線が半径方向に
変位してしまい、不釣合による振動が発生する可能性が
ある。

【００１１】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、回転軸線方向の端面にカップリングを備えた複数の
回転部材を相互に結合する際に、回転軸線からの回転部
材の振れ量を公差内に収める作業を容易化することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明によれば、回転軸線方向
の端面にカップリングを備えた複数の回転部材を前記カ
ップリングを介して相互に結合し、結合した複数の回転
部材の両端部に回転軸線方向の荷重を加えて一体化する
ことにより回転部材集合体を構成する回転部材の組付方
法において、各々の回転部材のカップリングをマスター
カップリングに結合した状態で、各々の回転部材に対す
る前記カップリングの位置公差および姿勢公差を測定す
る第１の工程と、測定したカップリングの位置公差およ
び姿勢公差に基づいて、複数のカップリングをそれぞれ
任意の結合位相で結合したときの回転部材集合体の回転
軸線からの振れ量を算出する第２の工程と、回転部材集
合体の回転軸線からの振れ量の最大値が公差内に収まる
複数のカップリングの結合位相の組み合わせを決定する
第３の工程と、決定された結合位相の組み合わせに基づ
いて複数のカップリングを結合して回転部材集合体を構
成する第４の工程とを含むことを特徴とする回転部材の
組付方法が提案される。

【００１３】上記構成によれば、第１の工程でマスター
カップリングを用いて各々の回転部材のカップリングの
位置公差および姿勢公差を測定し、第２の工程で前記位
置公差および姿勢公差に基づいて複数のカップリングを
それぞれ任意の結合位相で結合したときの回転部材集合
体の回転軸線からの振れ量を算出し、第３の工程で前記
振れ量の最大値が公差内に収まる複数のカップリングの
結合位相の組み合わせを決定し、第４の工程で前記決定
された結合位相の組み合わせに基づいて複数のカップリ
ングを結合して回転部材集合体を構成するので、カップ
リングの結合位相を変化させながら複数の回転部材の組
付、測定、分解を繰り返すことなく、１回の組付で回転
部材集合体の振れ量の最大値を公差内に収めることが可
能となり、回転部材集合体の組付に要する時間および労
力を従来に比べて大幅に削減するとともに、組付および
分解の繰り返しによるカップリングの損傷を防止するこ
とができる。

【００１４】また請求項２に記載された発明によれば、
請求項１の構成に加えて、前記位置公差は回転部材の軸
線に対するカップリングの軸線の同軸度であり、前記姿
勢公差は回転部材の端面に対するカップリングの軸線の
直角度であることを特徴とする回転部材の組付方法が提
案される。

【００１５】上記構成によれば、位置公差として回転部
材の軸線に対するカップリングの軸線の同軸度を採用
し、姿勢公差として回転部材の端面に対するカップリン
グの軸線の直角度を採用したので、回転部材に対するカ
ップリングの位置および姿勢の精度を的確に測定するこ
とができる。

【００１６】また請求項３に記載された発明によれば、
請求項１または請求項２の構成に加えて、前記第３の工
程において、回転部材集合体の回転軸線からの振れ量の
最大値が最小になる複数のカップリングの結合位相の組
み合わせを決定することを特徴とする回転部材の組付方
法が提案される。

【００１７】上記構成によれば、第３の工程で振れ量の
最大値が最小になる複数のカップリングの結合位相の組
み合わせを決定するので、各カップリングの結合位相を
最適に組み合わせて回転部材集合体を構成することがで
きる。

【００１８】また請求項４に記載された発明によれば、
回転軸線方向の端面にカップリングを備えた複数の回転
部材を前記カップリングを介して相互に結合し、結合し
た複数の回転部材の両端部に回転軸線方向の荷重を加え
て一体化することにより回転部材集合体を構成する回転
部材の組付方法において、各々の回転部材のカップリン
グのピッチ平面を測定し、測定したピッチ平面の軸線と
回転部材の軸線との同軸度を測定するとともに、測定し
たピッチ平面の軸線と回転部材の端面との直角度を測定
する第１の工程と、測定したカップリングの同軸度およ
び直角度に基づいて、複数のカップリングをそれぞれ任
意の結合位相で結合したときの回転部材集合体の回転軸
線からの振れ量を算出する第２の工程と、回転部材集合
体の回転軸線からの振れ量の最大値が公差内に収まる複
数のカップリングの結合位相の組み合わせを決定する第
３の工程と、決定された結合位相の組み合わせに基づい
て複数のカップリングを結合して回転部材集合体を構成
する第４の工程とを含むことを特徴とする回転部材の組
付方法が提案される。

【００１９】上記構成によれば、第１の工程で各々の回
転部材のカップリングのピッチ平面に基づいて該カップ
リングの同軸度および直角度を測定し、第２の工程で前
記同軸度および直角度に基づいて複数のカップリングを
それぞれ任意の結合位相で結合したときの回転部材集合
体の回転軸線からの振れ量を算出し、第３の工程で前記
振れ量の最大値が公差内に収まる複数のカップリングの
結合位相の組み合わせを決定し、第４の工程で前記決定
された結合位相の組み合わせに基づいて複数のカップリ
ングを結合して回転部材集合体を構成するので、カップ
リングの結合位相を変化させながら複数の回転部材の組
付、測定、分解を繰り返すことなく、１回の組付で回転
部材集合体の振れ量の最大値を公差内に収めることが可
能となり、回転部材集合体の組付に要する時間および労
力を従来に比べて大幅に削減するとともに、組付および
分解の繰り返しによるカップリングの損傷を防止するこ
とができる。

【００２０】尚、コンプレッサホイール１３、第１連結
筒１４、タービンホイール１５および第２連結筒１６は
本発明の回転部材に対応し、コンケーブカップリング部
１９，２１，２３およびコンベックスカップリング部２
０，２２，２４は本発明のカップリングに対応する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００２２】図１〜図１０は本発明の第１実施例を示す
もので、図１はカービックカップリングにより結合され
る４つの回転部材を示す図、図２は４つの回転部材を中
空回転軸の外周に組み付けた状態を示す図、図３はコン
ベックスカップリング部およびコンケーブカップリング
部を示す図、図４はカービックカップリングの同軸度を
説明する図、図５はカービックカップリングの直角度を
説明する図、図６は同軸度および直角度がずれた４つの
回転部材を結合した状態を示す図、図７は同軸度および
同軸度の測定治具を示す図、図８は同軸度の測定手法を
示す図、図９は本実施例の手法による振れ量のシミュレ
ーション値および実測値を示すグラフ、図１０は従来の
手法による振れ量のシミュレーション値および実測値を
示すグラフである。

【００２３】図１および図２に示すように、ガスタービ
ンエンジンの中空回転軸１１の外周にカラー１２、コン
プレッサホイール１３、第１連結筒１４、タービンホイ
ール１５、第２連結筒１６およびボールベアリング１７
が嵌合しており、中空回転軸１１の左端部に設けたフラ
ンジ１１ａにカラー１２の左端面を当接させた状態で、
中空回転軸１１の右端部外周に螺合するナット１８によ
りカラー１２、コンプレッサホイール１３、第１連結筒
１４、タービンホイール１５、第２連結筒１６およびボ
ールベアリング１７が固定される。このとき、カラー１
２の左端部内周面と、コンプレッサホイール１３の左端
部内周面と、第２連結筒１６の右端部内周面と、ボール
ベアリング１７のインナーレースとが中空回転軸１１の
外周面に接触しており、その他の部分は中空回転軸１１
の外周面との間に僅かな間隙を存している。一体に結合
されたコンプレッサホイール１３、第１連結筒１４、タ
ービンホイール１５および第２連結筒１６は本発明の回
転部材集合体Ａを構成する。

【００２４】回転部材集合体Ａの中空回転軸１１はナッ
ト１８の締付け力により引き伸ばされる。引き伸ばされ
た中空回転軸１１は、回転部材集合体Ａが高速で回転し
たときに遠心力によってナット１８の緩みを防止でき、
遠心力との釣り合いにより回転部材集合体Ａのバランス
を保つことができる。

【００２５】コンプレッサホイール１３の右端と第１連
結筒１４の左端とは第１カービックカップリングＣ１で
結合され、第１連結筒１４の右端とタービンホイール１
５の左端とは第２カービックカップリングＣ２で結合さ
れ、タービンホイール１５の右端と第２連結筒１６の左
端とは第３カービックカップリングＣ３で結合される。
第１カービックカップリングＣ１はコンプレッサホイー
ル１３の右端に形成されたコンケーブカップリング部１
９と、第１連結筒１４の左端に形成されたコンベックス
カップリング部２０とから構成され、第２カービックカ
ップリングＣ２は第１連結筒１４の右端に形成されたコ
ンケーブカップリング部２１とタービンホイール１５の
左端に形成されたコンベックスカップリング部２２とか
ら構成され、第３カービックカップリングＣ３はタービ
ンホイール１５の右端に形成されたコンケーブカップリ
ング部２３と第２連結筒１６の左端に形成されたコンベ
ックスカップリング部２４とから構成される。

【００２６】図３に示すように、カービックカップリン
グは、一方の部材の環状部の端面に放射状に形成した歯
溝を、他方の部材の環状部の端面に放射状に形成した歯
溝に係合させて両部材を同軸に結合するものである。こ
のとき、一方の部材（図３（Ａ）参照）のコンベックス
型の歯溝２５…およびコンケーブ型の歯山２６…に、他
方の部材（図３（Ｂ）参照）のコンベックス型の歯山２
６…およびコンケーブ型の歯溝２５…がそれぞれ密に係
合して自動調芯機能を発揮する。

【００２７】図１において、コンケーブカップリング部
１９がコンプレッサホイール１３の軸線Ｌ１に対して正
確に加工されており、コンベックスカップリング部２０
およびコンケーブカップリング部２１が第１連結筒１４
の軸線Ｌ２に対して正確に加工されており、コンベック
スカップリング部２２およびコンケーブカップリング部
２３がタービンホイール１５の軸線Ｌ３に対して正確に
加工されており、かつコンベックスカップリング部２４
が第２連結筒１６の軸線Ｌ４に対して正確に加工されて
いれば、図２に示すように３組のカービックカップリン
グＣ１，Ｃ２，Ｃ３で結合されたコンプレッサホイール
１３、第１連結筒１４、タービンホイール１５および第
２連結筒１６の各軸線Ｌ１〜Ｌ４が中空回転軸１１の回
転軸線Ｌ上に重なり合うことができる。

【００２８】しかしながら、コンケーブカップリング部
１９、コンベックスカップリング部２０、コンケーブカ
ップリング部２１、コンベックスカップリング部２２、
コンケーブカップリング部２３およびコンベックスカッ
プリング部２４の加工精度自体が高いものであっても、
それらカップリング部１９〜２４が各回転部材の軸線Ｌ
１〜Ｌ４に対して正確な位置および姿勢で形成されてい
ないと、組付けられた各回転部材が一直線上に整列する
ことができず、各回転部材の軸線Ｌ１〜Ｌ４が中空回転
軸１１の回転軸線Ｌから外れてしまうことになる。

【００２９】これを、図４および図５を参照しながら、
コンプレッサホイール１３および第１連結筒１４を結合
する第１カービックカップリングＣ１を例にとって説明
する。コンプレッサホイール１３に対するコンケーブカ
ップリング部１９の精度と、第１連結筒１４に対するコ
ンベックスカップリング部２０の精度とは、位置公差お
よび姿勢公差で表される。

【００３０】前記位置公差は具体的に言うと同軸度のこ
とであり、図４に示す例では、コンプレッサホイール１
３の軸線Ｌ１に対してコンケーブカップリング部１９の
軸線Ｌ１′は同心に形成されていて両軸線Ｌ１，Ｌ１′
が一致しているが、第１連結筒１４の軸線Ｌ２に対して
コンベックスカップリング部２０の軸線Ｌ２′は距離α
だけ偏心している。従って、第１カービックカップリン
グＣ１を介してコンプレッサホイール１３および第１連
結筒１４を結合すると、コンプレッサホイール１３の軸
線Ｌ１に対して第１連結筒１４の軸線Ｌ２は、平行では
あるが距離αだけ偏心することになる。勿論、これと同
じ不具合は、コンプレッサホイール１３の軸線Ｌ１に対
してコンケーブカップリング部１９のＬ１′が偏心して
いる場合にも、軸線Ｌ１，Ｌ１′が偏心し、かつ軸線Ｌ
２，Ｌ２′が偏心している場合にも発生する。

【００３１】前記姿勢公差は具体的に言うと直角度のこ
とであり、図５に示す例では、コンプレッサホイール１
３の軸線Ｌ１に対してコンケーブカップリング部１９の
軸線Ｌ１′は一致し、軸線Ｌ１に直交する平面内にコン
ケーブカップリング部１９が形成されている。一方、第
１連結筒１４の軸線Ｌ２に対してコンベックスカップリ
ング部２０の軸線Ｌ２′は角度θだけ傾いている。つま
り、軸線Ｌ２に直交する平面に対してコンベックスカッ
プリング部２０が形成された平面は角度θだけ傾いてい
る。従って、第１カービックカップリングＣ１を介して
コンプレッサホイール１３および第１連結筒１４を結合
すると、コンプレッサホイール１３の軸線Ｌ１に対して
第１連結筒１４の軸線Ｌ２は、第１カービックカップリ
ングＣ１の結合面において角度θで交差することにな
る。勿論、これと同じ不具合は、コンプレッサホイール
１３の軸線Ｌ１に対してコンケーブカップリング部１９
の軸線Ｌ１′が交差している場合にも、軸線Ｌ１，Ｌ
１′が交差し、かつ軸線Ｌ２，Ｌ２′が交差している場
合にも発生する。

【００３２】上記第１カップリングＣ１において同軸度
および直角度のずれは単独で発生するとは限らず、むし
ろ複合して発生するのが普通である。その結果、第１〜
第３カービックカップリングＣ１〜Ｃ３でコンプレッサ
ホイール１３、第１連結筒１４、タービンホイール１５
および第２連結筒１６を結合したときに、中空回転軸１
１の回転軸線Ｌ（つまりコンプレッサホイール１３の左
端および第２連結筒１６の右端を結ぶ軸線）に対してコ
ンプレッサホイール１３、第１連結筒１４、タービンホ
イール１５および第２連結筒１６の軸線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ
３，Ｌ４は半径方向に振れることになる。上記振れ量は
図４〜図６では誇張して描かれているが、実際には最大
値で数十μｍ程度の小さなものである。しかしながら、
中空回転軸１１が高速回転（例えば、４００００ｒｐ
ｍ）することから、前記振れ量が振動発生の要因となる
問題がある。

【００３３】そこで本実施例では、前記振れ量を最小限
に抑えるべく、コンプレッサホイール１３、第１連結筒
１４、タービンホイール１５および第２連結筒１６の軸
線Ｌ１〜Ｌ４に対して、それらに形成される６個のカッ
プリング部１９〜２４の位置公差（同軸度）および姿勢
公差（直角度）を測定している。

【００３４】図７に示すように、基準座３１上に回転部
材（例えば、タービンホイール１５）を載置し、その一
方のカップリング部（例えば、コンベックスカップリン
グ部２２）に精密に加工されたマスター部材３２のマス
ターカップリング３３を係合させ、基準座３１に垂直に
立設したボルト３４の上端に螺合するナット３５でワッ
シャ３６を介してタービンホイール１５にマスター部材
３２を固定する。この状態で、マスター部材３２の外周
面の９０°ずつ位相のずれた４か所の半径方向位置を三
次元測定器のマスターボール３７（ａ）を当接させて測
定するとともに、マスター部材３２の上面の９０°ずつ
位相のずれた４か所の高さを三次元測定器のマスターボ
ール３７（ｂ）を当接させて測定する。

【００３５】本実施例では三次元測定器を使用したが、
真円度測定器を用いても同様に測定することができる。

【００３６】タービンホイール１５の軸線Ｌ３が基準座
３１に対して正しい位置関係にあれば、マスター部材３
２の外周面の４か所の位置からタービンホイール１５の
コンベックスカップリング部２２の位置公差（同軸度）
を測定することができ、マスター部材３２の上面の４か
所の高さからタービンホイール１５のコンベックスカッ
プリング部２２の姿勢公差（直角度）を測定することが
できる。

【００３７】図８には同軸度の測定手法が示される。座
標の原点にタービンホイール１５の軸線Ｌ３を置き、マ
スター部材３２の外周面の９０°ずつ位相のずれた４か
所の座標が測定データから与えられると、その４つの座
標を通る円の中心であるマスター部材３２の中心の座
標、つまりマスター部材３２のマスターカップリング３
３に係合するタービンホイール１５のコンベックスカッ
プリング部２２の中心の座標を得ることができる。従っ
て、コンベックスカップリング部２２の中心の座標と原
点との位置関係から、タービンホイール１５のコンベッ
クスカップリング部２２の同軸度を得ることができる。

【００３８】同様にして、マスター部材３２の上面の４
か所の高さからタービンホイール１５のコンベックスカ
ップリング部２２の姿勢公差（直角度）を測定すること
ができる。

【００３９】以上のようにして、コンプレッサホイール
１３、第１連結筒１４、タービンホイール１５および第
２連結筒１６の全てのカップリング部１９〜２４の同軸
度および直角度を測定すると、コンピュータを用いて３
個のカービックカップリングＣ１〜Ｃ３をそれぞれ１２
種類の位相で結合した場合の合計１７２８通りの結合位
相の組み合わせについて、回転部材集合体Ａのａ点〜ｉ
点の振れ量δを算出する。ａ点〜ｉ点が回転部材集合体
Ａのどの部分に対応するかは図２に示されており、振れ
量δは中空回転軸１１の回転軸線Ｌから測ったコンプレ
ッサホイール１３、第１連結筒１４、タービンホイール
１５および第２連結筒１６の軸線Ｌ１〜Ｌ４の距離であ
る。

【００４０】図９には、回転部材集合体Ａの各部の振れ
量δの最大値δＭＡＸが例えば公差が３０μｍ以下の条
件を満たす計算値の一例と、それに対応する実測値とが
示される。振れ量δの計算値はｅ点において最大値δＭ
ＡＸをとっており、その値は１９μｍである。一方、図
１０には３個のカービックカップリングＣ１〜Ｃ３をラ
ンダムな位相で結合した場合の振れ量δの計算値および
実測値の一例が示される。この場合、計算値はｃ点およ
びｅ点で公差である３０μｍを越えており、ｃ点におい
て振れ量δの最大値δＭＡＸは３７μｍに達している。

【００４１】以上のように、本実施例によれば、３個の
カービックカップリングＣ１〜Ｃ３の合計１７２８通り
の結合位相の組み合わせについて、予め回転部材集合体
Ａのａ点〜ｉ点の振れ量δの最大値δＭＡＸを知ること
ができるので、振れ量δの最大値δＭＡＸが公差未満と
なる３個のカービックカップリングＣ１〜Ｃ３の結合位
相の組み合わせを選択し、その選択した結合位相の組み
合わせに基づいてコンプレッサホイール１３、第１連結
筒１４、タービンホイール１５および第２連結筒１６を
組み付けることで、試行錯誤を繰り返すことなく１回の
組付作業で振れ量δの小さい回転部材集合体Ａを得るこ
とができる。

【００４２】これにより、回転部材集合体Ａの組立に要
する時間および労力を従来に比べて大幅に削減すること
ができ、更に振れ量δの最大値δＭＡＸが最小になる最
適の結合位相の組み合わせを知ることもできる。また試
行錯誤による組付や分解を繰り返しを行う必要がないた
め、カービックカップリングＣ１〜Ｃ３のカップリング
部１９〜２４が傷付くこともない。しかして、回転部材
集合体Ａの振れ量δが減少することで、ガスタービンエ
ンジンの運転に伴って回転部材集合体Ａが高速回転した
ときに、振れ量δに起因する振動の発生を効果的に抑制
することができる。

【００４３】次に、図１１および図１２に基づいて本発
明の第２実施例を説明する。

【００４４】第１実施例ではマスターカップリング３３
を備えたマスター部材３２を用いてカービックカップリ
ングＣ１〜Ｃ３のカップリング部１９〜２４の同軸度お
よび直角度を測定していたが、本第２実施例ではカップ
リング部１９〜２４のピッチ平面Ｐに基づいて同軸度お
よび直角度の測定を行うものである。カービックカップ
リングにおいて、相互に噛み合うコンケーブ型およびコ
ンベックス型の歯型は、「ある平面」上で該歯型を研削
する環状の砥石の研削面の半径が同一になり、歯幅の中
心が噛み合わせの中心となるように加工される。この
「ある平面」がカービックカップリングのピッチ平面Ｐ
と定義される。ピッチ平面Ｐは２つの同心円に囲まれた
円環状の領域となり、その中心を通ってピッチ平面Ｐに
直交する直線が該カップリング部１９〜２４の軸線Ｌ
１′〜Ｌ６′となる。

【００４５】このピッチ平面Ｐを用いた場合には、第１
実施例のマスター部材３２を用いた場合に比べて、同軸
度および直角度を一層精密に測定することができる。

【００４６】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。

【００４７】例えば、実施例ではガスタービンエンジン
のコンプレッサホイール１３、第１連結筒１４、タービ
ンホイール１５および第２連結筒１６を３個のカービッ
クカップリングＣ１〜Ｃ３で結合しているが、本発明は
他の任意の部材を任意の個数結合する際に適用可能であ
り、かつカービックカップリングＣ１〜Ｃ３以外のカッ
プリングを用いて結合する際にも適用することができ
る。

【００４８】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、第１の工程でマスターカップリングを用いて
各々の回転部材のカップリングの位置公差および姿勢公
差を測定し、第２の工程で前記位置公差および姿勢公差
に基づいて複数のカップリングをそれぞれ任意の結合位
相で結合したときの回転部材集合体の回転軸線からの振
れ量を算出し、第３の工程で前記振れ量の最大値が公差
内に収まる複数のカップリングの結合位相の組み合わせ
を決定し、第４の工程で前記決定された結合位相の組み
合わせに基づいて複数のカップリングを結合して回転部
材集合体を構成するので、カップリングの結合位相を変
化させながら複数の回転部材の組付、測定、分解を繰り
返すことなく、１回の組付で回転部材集合体の振れ量の
最大値を公差内に収めることが可能となり、回転部材集
合体の組付に要する時間および労力を従来に比べて大幅
に削減するとともに、組付および分解の繰り返しによる
カップリングの損傷を防止することができる。

【００４９】また請求項２に記載された発明によれば、
位置公差として回転部材の軸線に対するカップリングの
軸線の同軸度を採用し、姿勢公差として回転部材の端面
に対するカップリングの軸線の直角度を採用したので、
回転部材に対するカップリングの位置および姿勢の精度
を的確に測定することができる。

【００５０】また請求項３に記載された発明によれば、
第３の工程で振れ量の最大値が最小になる複数のカップ
リングの結合位相の組み合わせを決定するので、各カッ
プリングの結合位相を最適に組み合わせて回転部材集合
体を構成することができる。

【００５１】また請求項４に記載された発明によれば、
第１の工程で各々の回転部材のカップリングのピッチ平
面に基づいて該カップリングの同軸度および直角度を測
定し、第２の工程で前記同軸度および直角度に基づいて
複数のカップリングをそれぞれ任意の結合位相で結合し
たときの回転部材集合体の回転軸線からの振れ量を算出
し、第３の工程で前記振れ量の最大値が公差内に収まる
複数のカップリングの結合位相の組み合わせを決定し、
第４の工程で前記決定された結合位相の組み合わせに基
づいて複数のカップリングを結合して回転部材集合体を
構成するので、カップリングの結合位相を変化させなが
ら複数の回転部材の組付、測定、分解を繰り返すことな
く、１回の組付で回転部材集合体の振れ量の最大値を公
差内に収めることが可能となり、回転部材集合体の組付
に要する時間および労力を従来に比べて大幅に削減する
とともに、組付および分解の繰り返しによるカップリン
グの損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カービックカップリングにより結合される４つ
の回転部材を示す図

【図２】４つの回転部材を中空回転軸の外周に組み付け
た状態を示す図

【図３】コンベックスカップリング部およびコンケーブ
カップリング部を示す図

【図４】カービックカップリングの同軸度を説明する図

【図５】カービックカップリングの直角度を説明する図

【図６】同軸度および直角度がずれた４つの回転部材を
結合した状態を示す図

【図７】同軸度および直角度の測定治具を示す図

【図８】同軸度の測定手法を示す図

【図９】本実施例の手法による振れ量のシミュレーショ
ン値および実測値を示すグラフ

【図１０】従来の手法による振れ量のシミュレーション
値および実測値を示すグラフ

【図１１】第２実施例におけるピッチ平面を説明する図

【図１２】図１１の１２−１２線拡大断面図

【符号の説明】

１３ コンプレッサホイール（回転部材） １４ 第１連結筒（回転部材） １５ タービンホイール（回転部材） １６ 第２連結筒（回転部材） １９ コンケーブカップリング部（カップリン
グ） ２０ コンベックスカップリング部（カップリン
グ） ２１ コンケーブカップリング部（カップリン
グ） ２２ コンベックスカップリング部（カップリン
グ） ２３ コンケーブカップリング部（カップリン
グ） ２４ コンベックスカップリング部（カップリン
グ） ３３ マスターカップリング Ａ 回転部材集合体 Ｌ 回転軸線 Ｌ１〜Ｌ４ 回転部材の軸線 Ｌ１′〜Ｌ６′ カップリングの軸線 Ｌ１′〜Ｌ６′ ピッチ平面の軸線 Ｐ ピッチ平面 δ 振れ量 δＭＡＸ 振れ量の最大値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 並木 公 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 二村 和良 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G002 AA08 AB06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸線（Ｌ）方向の端面にカップリン
   グ（１９〜２４）を備えた複数の回転部材（１３〜１
   ６）を前記カップリング（１９〜２４）を介して相互に
   結合し、結合した複数の回転部材（１３〜１６）の両端
   部に回転軸線（Ｌ）方向の荷重を加えて一体化すること
   により回転部材集合体（Ａ）を構成する回転部材の組付
   方法において、 各々の回転部材（１３〜１６）のカップリング（１９〜
   ２４）をマスターカップリング（３３）に結合した状態
   で、各々の回転部材（１３〜１６）に対する前記カップ
   リング（１９〜２４）の位置公差および姿勢公差を測定
   する第１の工程と、 測定したカップリング（１９〜２４）の位置公差および
   姿勢公差に基づいて、複数のカップリング（１９〜２
   ４）をそれぞれ任意の結合位相で結合したときの回転部
   材集合体（Ａ）の回転軸線（Ｌ）からの振れ量（δ）を
   算出する第２の工程と、 回転部材集合体（Ａ）の回転軸線（Ｌ）からの振れ量
   （δ）の最大値（δＭＡＸ）が公差内に収まる複数のカ
   ップリング（１９〜２４）の結合位相の組み合わせを決
   定する第３の工程と、 決定された結合位相の組み合わせに基づいて複数のカッ
   プリング（１９〜２４）を結合して回転部材集合体
   （Ａ）を構成する第４の工程と、を含むことを特徴とす
   る回転部材の組付方法。
2. 【請求項２】 前記位置公差は回転部材（１３〜１６）
   の軸線（Ｌ１〜Ｌ４）に対するカップリング（１９〜２
   ４）の軸線（Ｌ１′〜Ｌ６′）の同軸度であり、前記姿
   勢公差は回転部材（１３〜１６）の端面に対するカップ
   リング（１９〜２４）の軸線（Ｌ１′〜Ｌ６′）の直角
   度であることを特徴とする、請求項１に記載の回転部材
   の組付方法。
3. 【請求項３】 前記第３の工程において、回転部材集合
   体（Ａ）の回転軸線（Ｌ）からの振れ量（δ）の最大値
   （δＭＡＸ）が最小になる複数のカップリング（１９〜
   ２４）の結合位相の組み合わせを決定することを特徴と
   する、請求項１または請求項２に記載の回転部材の組付
   方法。
4. 【請求項４】 回転軸線（Ｌ）方向の端面にカップリン
   グ（１９〜２４）を備えた複数の回転部材（１３〜１
   ６）を前記カップリング（１９〜２４）を介して相互に
   結合し、結合した複数の回転部材（１３〜１６）の両端
   部に回転軸線（Ｌ）方向の荷重を加えて一体化すること
   により回転部材集合体（Ａ）を構成する回転部材の組付
   方法において、 各々の回転部材（１３〜１６）のカップリング（１９〜
   ２４）のピッチ平面（Ｐ）を測定し、測定したピッチ平
   面（Ｐ）の軸線（Ｌ１′〜Ｌ６′）と回転部材（１３〜
   １６）の軸線（Ｌ１〜Ｌ４）との同軸度を測定するとと
   もに、測定したピッチ平面（Ｐ）の軸線（Ｌ１′〜Ｌ
   ６′）と回転部材（１３〜１６）の端面との直角度を測
   定する第１の工程と、 測定したカップリング（１９〜２４）の同軸度および直
   角度に基づいて、複数のカップリング（１９〜２４）を
   それぞれ任意の結合位相で結合したときの回転部材集合
   体（Ａ）の回転軸線（Ｌ）からの振れ量（δ）を算出す
   る第２の工程と、 回転部材集合体（Ａ）の回転軸線（Ｌ）からの振れ量
   （δ）の最大値（δＭＡＸ）が公差内に収まる複数のカ
   ップリング（１９〜２４）の結合位相の組み合わせを決
   定する第３の工程と、 決定された結合位相の組み合わせに基づいて複数のカッ
   プリング（１９〜２４）を結合して回転部材集合体
   （Ａ）を構成する第４の工程と、を含むことを特徴とす
   る回転部材の組付方法。