JP2007255680A - 動力伝達部のフランジ形継手 - Google Patents

Abstract

【課題】
低速から高速度まで使用する可変速試験装置において、駆動軸側が発生するトルク脈動を可変速度に合わせて低周波領域から高周波領域までの広範囲領域に渡り除去し、安定した高トルク伝達が従動側へ長期に渡り可能な、コンパクトで構造が容易なトルク脈動減衰フランジ形継手を提供すること。
【解決手段】
駆動軸側トルクフランジアダプタ４に相対する負荷側ドライブシャフト間座５を接続する動力伝達接続リーマボルト６の負荷側締結部外周に鼓状円筒制振ブッシュ7を外嵌し、この制振ブッシュ両端外周を介して負荷側ドライブシャフト間座５にトルク伝達する。これにより、脈動トルク等不要外乱トルクが回転数に関係なく除去、平滑化され、装置を構成する系の共振点でのトルク増幅外乱も軽減され、安定なトルク伝達が長期にわたり優れた減衰特性にて維持される。
【選択図】図１

Description

本発明は、可変速試験装置の動力伝達部において、駆動軸と従動軸を連結するフランジ形継手に関するものである。

微低速から高速まで負荷運転される可変速試験装置においては、構成部材の捩り剛性、慣性等から系の捩り共振が運転領域内に発生し、増幅された不要トルク変動が外乱として負荷伝達され、試験条件の信頼性を低下させたり、試験結果に著しく影響を与えてしまうことが多々起こっている。

また、駆動モータがインバータ制御により可変速される最近の可変速試験装置では、モータが発生するトルク変動が負荷トルク条件として外乱となり、不適切な試験機として評価されることも多くなっている。

この改善策としてトルク変動、脈動の減衰継手としてゴムブッシュ、プラスチックブッシュ等の高分子弾性体をフランジ継手に介装し使用されることが多かった。これら弾性体はトルク伝達容量も小さく、継手のコンパクト化、低慣性に難があり、経年変化による劣化から寿命も短く煩雑なメンテナンスを必要とした。

また、主目的の減衰効果が高周波領域では手軽に得易い事に反し、低周波領域での効果はほとんど期待できない性能上の決定的な弱点を有していた。
特開2003−049904公報 特開2003−083395公報 特開平05−312220公報 特開平07−103249公報 特開2003−254353公報

解決しようとする課題は、
（１）コンパクト、低慣性、簡易な構造でトルク伝達量の大きな、トルク脈動減衰継手を提供する。
（２）長期間にわたり、一定で安定したトルク脈動減衰効果が維持できる継手を提供する。
（３）低周波から高周波領域の広領域でトルク脈動減衰効果が認められる継手を提供する。

本発明は、可変速試験装置の動力伝達部において、
（１）トルク脈動減衰部に双晶型あるいは強磁性型制振合金等の制振合金材ブッシュを使用する。これらの合金は加工が容易で、機械的強度も軟鋼並に有り、小型で高トルク伝達が実現でき、経年変化も無いことから一定の品質性能が長期間保持でき、交換メンテナンスが不要となる。
（２）制振合金は約０．１Ｈｚ程度から１０ＭＨｚまでの広領域周波数内でトルク減衰効果が期待でき、低周波領域ほどその効果が発揮される。
（３）一般的に制振合金は歪変形量が大きくなるほど、トルク減衰効果も大きくなる。このため、低トルク伝達時でも制振ブッシュが弾性疲労限いっぱいにて大きく変形するようブッシュ形状を鼓状円筒と特徴づけ、ブッシュへトルク伝達時、接続リーマボルトと接するブッシュ中央の歪振幅量を大きくした。
以上のように、駆動軸と従動軸を連結するフランジ形継手の接続リーマボルトの外周に、制振合金材にて鼓状円筒形に形成された制振ブッシュを外嵌したことを特徴とするトルク脈動減衰継手である。

本発明によれば、小型、低慣性の継手にて、モータが出す脈動トルク等不要外乱トルクが回転数に関係なく除去、平滑化され、装置を構成する系の共振点でのトルク増幅外乱も軽減され、安定なトルク伝達が長期にわたり優れた減衰特性にて維持される。
また、ゴム材、樹脂材等で経験する、経年変化による劣化に起因する制振トルク部ブッシュの交換も必要ないため、メンテナンスのコスト低減にも寄与できる。

駆動軸と従動軸を連結するフランジ形継手部でトルク脈動を減衰するという目的を、最小の部品点数で、慣性量を増やすことなく実現した。

図１は本発明装置の１実施例の断面図を示し、トルク脈動減衰継手の実施方法を示した説明図である。図２は制振ブッシュ挿入部を拡大して示した断面図であって、１は駆動インダクションモータ、２はカップリング、３はトルクフランジ計測体、４はトルクフランジアダプタ、５は負荷側ドライブシャフト間座である。

駆動インダクションモータ１はインバータ制御装置にて可変速される。駆動インダクションモータ１の出力軸にはトルクフランジ計測体３が駆動インダクションモータ１のモータ軸に焼嵌め挿入されたカップリング２と接続され、モータの駆動トルクが伝達される。

トルクフランジ計測体３の出力側にはトルクフランジアダプタ４が存在する。

トルクフランジアダプタ４と負荷側ドライブシャフト間座５の間は図２に示す如く、本発明による制振ブッシュ７が接続リーマボルト６を介して装着されている。

図３は制振ブッシュ７の拡大図であって、低トルク伝達時でも制振ブッシュ７が弾性疲労限いっぱいにて大きく変形するよう、ブッシュ形状を鼓形円筒と特徴づけ、ブッシュ両端をトルク伝達出力部とし、接続リーマボルト６と接し、トルク伝達入力部となるブッシュ中央部の歪振幅量を大きくした。

駆動インダクションモータ１側で発生する脈動トルクは制振ブッシュ７で伝達時減衰され、負荷側ドライブシャフト間座５側へ伝達されることはない。

この様子はトルクフランジ計測体３で試験負荷トルクとして計測される。

駆動軸と従動軸間の負荷側ドライブシャフト間座部に制振ブッシュを介装する事によって装置を構成する系の共振点でのトルク増幅外乱が軽減でき、信頼性が不可欠な可変速試験装置に適用できる。

トルク脈動減衰継手の実施方法を示した説明図である。 制振ブッシュ挿入部を拡大して示した説明図である。 制振ブッシュを拡大して示した説明図である。

符号の説明

１ 駆動インダクションモータ
２ カップリング
３ トルクフランジ計測体
４ トルクフランジアダプタ
５ 負荷側ドライブシャフト間座
６ 接続リーマボルト
７ 制振ブッシュ

Claims (1)

1. 可変速試験装置の動力伝達部において、駆動軸と従動軸を連結するフランジ形継手の接続リーマボルトの外周に、制振合金材にて鼓状円筒形に形成された制振ブッシュを外嵌したことを特徴とするトルク脈動減衰継手
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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