JP2002517675A - 平形キーワッシャ - Google Patents

平形キーワッシャ

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JP2002517675A
JP2002517675A JP2000552408A JP2000552408A JP2002517675A JP 2002517675 A JP2002517675 A JP 2002517675A JP 2000552408 A JP2000552408 A JP 2000552408A JP 2000552408 A JP2000552408 A JP 2000552408A JP 2002517675 A JP2002517675 A JP 2002517675A
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key
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    • F16B3/00—Key-type connections; Keys
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D1/12—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements allowing adjustment of the parts about the axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 一対の同心円状部材をかみ合わせるためのキーワッシャが開示されている。このキーワッシャは、外側円周方向端部および内側円周方向端部を有する平形金属製リングからなる。２つ以上の構成手段が、内側円周方向端部に設けられており、内側にある一方の同心円状部材の係合構成上に受容されるようになっている。外側円周方向端部は、外側にある一方の同心円状部材の対応する形状の面と係合する複数の直線状平坦部を備えている。前記金属製リングによって、これらの同心円状部材の間の相対移動が防止されている。このようなワッシャは、航空機のタービンエンジンの高圧ロータアッセンブリとタイシャフトナットとをかみ合わせるための好適な用途に利用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の同心円状部材をかみ合わせるための、特に（しかしこれに限
定されない）、航空機のタービンエンジン用の高圧ロータアッセンブリのカップ
リングディスクとタイシャフトナットとをかみ合わせるためのキーワッシャに関
する。
【０００２】
【従来の技術】
キーワッシャは、２つの係合する部材の間の調整を最大３％として、様々なタ
イプの同心円状部材をかみ合わせるものとして周知である。特に、私達は、高圧
ディスクアッセンブリをナットにかみ合わせることによって、タイシャフトを介
して軸方向荷重をインペラに維持するためのキーワッシャに関与している。従来
技術の標準的なキーワッシャは、その外側端部および内側端部から突出した拡張
脚部を備えている。外側の拡張脚部は、回転するディスクに設けられたチャネル
部つまり溝部の内部に配置される。このような構成のため、これらの溝部により
応力集中係数が増大することによって、係合部材（ディスク）が疲労損傷する。
高圧ロータアッセンブリおよびタイシャフトが、非常に大きな速度で回転すると
ともに、このようなキーワッシャによって互いに連結されることは認識され得る
。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の特徴は、一対の同心円状部材をかみ合わせるためのキーワッシャを提
供することであり、本発明では、キーワッシャの外側脚部が、直線状平坦部分と
置き換えられており、この平坦部分が、外側にある一方の同心円状部材における
対応する形状の平坦表面部分と係合するようになっている。
【０００４】 本発明の他の特徴は、従来技術の上述した欠点がほぼ取り除かれているととも
に、特に回転速度が大きい状態でのロータディスクにおける応力集中を抑制する
キーワッシャを提供することである。
【０００５】 本発明の他の特徴は、外側の係合部材の機械加工コストを減少させるとともに
、部材の寸法許容差を低減させることである。
【０００６】 本発明の他の目的は、外側および内側の同心円状部材の同様な形状の表面部分
と係合する平坦な直線状構成手段をその外側および内側の円周方向端部に有する
キーワッシャを提供することによって、これらの同心円状部材を互いにかみ合わ
せることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
広い形態からの以上の特徴によると、本発明は、一対の同心円状部材をかみ合
わせるためのキーワッシャを提供するものである。このキーワッシャは、外側円
周方向端部および内側円周方向端部を有する金属製リングを備えている。２つ以
上の構成手段が、この内側円周方向端部に設けられているとともに、内側にある
一方の同心円状部材の係合手段と係合するようになっている。外側円周方向端部
は、複数の直線状平坦部分を有し、これらの平坦部分は、外側にある一方の同心
円状部材の対応する形状の内側表面部分と係合する。このような金属製リングに
よって、これらの同心円状部材の間の回転が防止されている。
【０００８】 本発明の好適な実施例は、付随の図面を参照して、説明される。
【０００９】
【発明を実施するための最良の形態】
図、特に図１を参照すると、従来技術の構造のキーワッシャが１０として示さ
れている。このキーワッシャは、外側円周方向端部１２および内側円周方向端部
１３を有する金属製リング１１からなる。突出した脚部、この実施例では外側に
突出している脚部１４が、このリングと一体に設けられているとともに、外側円
周方向端部１２から延びている。これらの脚部は、カップリングディスク１６に
設けられた溝部つまりチャネル部１５の内部に配置されている。内側に突出した
脚部１７が、タイシャフトナット（tie shaft nut）１８に設けられた溝部１８
’の内部に配置されている。
【００１０】 溝部１５は矩形外形を有するため、これらの同心円状部材が非常に大きな速度
で回転している状態で、溝部の寸法および形状に起因して、溝部によりディスク
に応力集中が生じ、これによって、ディスクが損傷する可能性があることは理解
できる。
【００１１】 ここで図２を参照すると、本発明の改良されたキーワッシャ全体が２０として
示されている。図示されているように、ここでもまた平形金属リング２１として
構成されているが、外側に突出した端部が外側円周方向端部に設けられている代
わりに、端部自体が、複数の直線状平坦部分２２を有するように構成されている
。この実施例では、１２個の平坦部分がキーワッシャを囲んで並列に配置されて
いる。カップリングディスク１５の内側表面２３は、キーワッシャ２０の直線状
平坦部分２２のうちの６つを受容するための６つの係合平坦面部分２４を有する
。従って、このような平滑な形状によって、係合部材における応力集中係数が著
しく減少する。このような改良されたキーワッシャの他の利点は、これによって
、カップリングディスクの製造コストが減少することである。
【００１２】 従来技術のキーワッシャと同様に、内側円周方向端部２５に内側に突出した端
部２６が設けられており、これらは、タイシャフトナット２７の溝部１８の内部
に配置されている。
【００１３】 図２Ｂには、キーワッシャ２０の改良例が示されており、この例では、内側円
周方向端部２５にも直線状平坦部分２８が設けられており、これらの平坦部分２
８は、リングの外側円周方向端部に設けられた平坦部分２２とずらして配置され
ている。この場合、これらの平坦部分２２と協働する係合平坦面部分を有するも
のとなるように、タイシャフトナット２７を機械加工する必要がある。
【００１４】 図２Ｃは、リングの側面図であり、これによって、直線状平坦部分２２が設け
られていることだけでなく、リングが平らであることが示されている。
【００１５】 図３は、航空機のタービンエンジンの高圧ロータアッセンブリ３０を示す概略
断面図である。図４からより明確にわかるように、高圧ディスクアッセンブリ３
１が、ナット１８を介してタイシャフト３２に連結されており、これによって、
高圧コンプレッサアッセンブリ３３とディスクアッセンブリ３１とが連結されて
いる。図４に示されているように、キーワッシャ２０は、ナット１８の溝部１８
’とともに延びている突出した脚部２６を介してタイシャフトナット１８に固定
されている。ナット１８は、ねじ接合部３４を介してタイシャフト３２に連結さ
れている。平坦部分２２は、ディスクに設けられた対応する平坦面部分２４と係
合する。保持クリップ３６によって、キーワッシャが捕捉された状態が維持され
る。
【００１６】 この開示の基礎となる概念が、本発明の様々な目的を達成するための他の構造
の設計のベースとして容易に利用できることは当業者は認識するだろう。従って
、同様な構造も、本発明の主旨および範囲から逸脱しない限り、請求項に含まれ
るとみなされることは重要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、内側の同心円状部材を外側の同心円状部材に連結させるための、従来
技術の標準的なキーワッシャの構造を示す簡単な断面図である。
【図２Ａ】 図２Ａは、図１と同様な断面図であるが、本発明の改良されたキーワッシャを
示している。
【図２Ｂ】 図２Ｂは、本発明のキーワッシャの他の変更例を示しており、内側リングが、
係合するディスクと同様に６つの平坦部分を備えている。
【図３】 航空機のタービンエンジンの概略図であり、タイシャフトを介して高圧圧縮機
が高圧ディスクアッセンブリに連結されることによって、高圧ロータが構成され
ている部分を示している。
【図４】 図４は、本発明の平形キーワッシャを介したタイシャフトの高圧ロータへの連
結部を示す拡大図であり、このキーワッシャによって、カップリングディスクと
タイシャフトナットとが互いに連結されている。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年６月６日（２０００．６．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】 キーワッシャは、２つの係合する部材の間の調整を最大３％として、様々なタ
イプの同心円状部材をかみ合わせるものとして周知である。特に、私達は、高圧
ディスクアッセンブリをナットにかみ合わせることによって、タイシャフトを介
して軸方向荷重をインペラに維持するためのキーワッシャに関与している。従来
技術の標準的なキーワッシャは、その外側端部および内側端部から突出した拡張
脚部を備えている。外側の拡張脚部は、回転するディスクに設けられたチャネル
部つまり溝部の内部に配置される。このような構成のため、これらの溝部により
応力集中係数が増大することによって、係合部材（ディスク）が疲労損傷する。
高圧ロータアッセンブリおよびタイシャフトが、非常に大きな速度で回転すると
ともに、このようなキーワッシャによって互いに連結されることは認識され得る
。 １９７５年４月８日に付与された米国特許第３，８７５，９８５号を参照する
。これは、ボルトもしくはナットを回転しないようにロックするために設計され
たプレートを組み合わせた装置に関する。前記プレートには、ボルトヘッドもし
くはナットと同じ形状を有する孔と、ボルトもしくはナットが固定される部材の
段付き部の側部と接触して配置されるように構成された各端部と、が設けられて
いる。このような孔が設けられたプレートをボルトヘッドもしくはナットの周囲
に挿入することによって、前記端部の１つが前記段付き部の側部と接触した状態
となり、続いて、プレートが外れないようにこれを保護するように構成された止
め部材が、ボルトヘッドもしくはナットに固定される。ワッシャが接触する係合
部材（ボルトでないもの）が、１つの面のみに配置される。米国特許第４，９１
１，７２６号にもまた、保持リングアッセンブリが開示されており、この保持リ
ングアッセンブリにおいて、係合部材の平坦部分と同数の平坦部分がワッシャに
設けられている。米国特許第５，５０７，５８６号には、回転する部材の対応す
る形状の端部と係合する複数の直線状平坦部がその外側円周方向端部に設けられ
ていることによって、前記回転する部材と回転シャフトとの間の相対移動を防止
することが可能となっている金属製リングが開示されている。これらの引用例に
開示されたどのキーワッシャにも、外側の係合する同心円状部材の内側平坦面部
分より多数の平坦部分がその外周部に設けられていないため、不安定な係合とな
る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】 広い形態からの以上の特徴によると、本発明は、一対の同心円状部材をかみ合
わせるためにこれらの部材と組み合わせられるキーワッシャを提供するものであ
る。このキーワッシャは、外側円周方向端部および内側円周方向端部を有する金
属製リングからなる。２つ以上の構成手段が、この内側円周方向端部に設けられ
ているとともに、内側にある一方の同心円状部材の係合手段と係合するようにな
っている。このキーワッシャの特徴は、外側円周方向端部が複数の直線状平坦部
分を有し、これらの平坦部分が外側にある一方の同心円状部材の内側平坦面部分
と係合することである。これらの平坦部分は、外側円周方向端部全体の周りに並
んで配置されている。外側にある一方の同心円状部材の内側平坦面部分よりも多
数の平坦部分が設けられている。このような金属製リングによって、これらの同
心円状部材の間の回転が防止される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】 ここで図２を参照すると、本発明の改良されたキーワッシャ全体が２０として
示されている。図示されているように、ここでもまた平形金属リング２１として
構成されているが、外側に突出した端部が外側円周方向端部２２’に設けられて
いる代わりに、端部２２’自体が、複数の直線状平坦部分２２を有するように構
成されている。この実施例では、１２個の平坦部分がキーワッシャを囲んで並列
に配置されている。カップリングディスク１５の内側表面２３は、キーワッシャ
２０の直線状平坦部分２２のうちの６つを受容するための６つの係合平坦面部分
２４を有する。従って、このような平滑な形状によって、係合部材における応力
集中係数が著しく減少する。このような改良されたキーワッシャの他の利点は、
これによって、カップリングディスクの製造コストが減少することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】 この開示の基礎となる概念が、本発明の様々な目的を達成するための他の構造
の設計のベースとして容易に利用できることは当業者は認識するだろう。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２Ａ
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２Ａ】

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の同心円状部材をかみ合わせるためのキーワッシャであっ
    て、外側円周方向端部および内側円周方向端部を有する金属製リングを備えてお
    り、２つ以上の構成手段が、前記内側円周方向端部に設けられているとともに、
    内側にある一方の前記同心円状部材の係合手段と係合するようになっており、前
    記外側円周方向端部は、外側にある一方の前記同心円状部材における対応する形
    状の内側表面部分と係合する複数の直線状平坦部分を有し、前記金属製リングに
    よって、前記同心円状部材の間の相対移動が防止されることを特徴とするキーワ
    ッシャ。
  2. 【請求項２】 前記金属製リングは、平形金属製リングであって、前記外側円
    周方向端部および前記内側円周方向端部は、細い端部であることを特徴とする請
    求項１記載のキーワッシャ。
  3. 【請求項３】 前記平坦部分は、前記外側円周方向端部全体の周りに並んで配
    置されていることを特徴とする請求項２記載のキーワッシャ。
  4. 【請求項４】 前記構成手段は、前記金属製リングと一体に設けられていると
    ともに、前記内側円周方向端部から突出している離間したタブであることを特徴
    とする請求項３記載のキーワッシャ。
  5. 【請求項５】 前記タブは、短い端部および長い直線状外側端部を画定する矩
    形形状を有することを特徴とする請求項４記載のキーワッシャ。
  6. 【請求項６】 前記構成手段は、前記内側円周方向端部に沿って並んで離間し
    て配置された直線状平坦部分であることを特徴とする請求項３記載のキーワッシ
    ャ。
  7. 【請求項７】 前記の外側にある同心円状部材は、航空機のタービンエンジン
    の高圧ロータアッセンブリのカップリングディスクであり、前記の内側にある同
    心円状部材は、高圧圧縮機に連結されたタイシャフトに固定されたタイシャフト
    ナットであることを特徴とする請求項１記載のキーワッシャ。
JP2000552408A 1998-06-03 1999-05-27 平形キーワッシャ Ceased JP2002517675A (ja)

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US09/089,453 US6059486A (en) 1998-06-03 1998-06-03 Flat key washer
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US09/089,453 1999-06-03

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