JP3725492B2 - 圧縮型弾性継手装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえばディーゼルエンジンのような変動する駆動力を弾性体により減衰させるための弾性継手装置に関するもので、詳しくは、入出力軸間に介設した弾性体を圧縮する方向へ変形させながら動力を伝達する、圧縮型弾性軸継手装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の圧縮型弾性継手装置に関する先行技術に、たとえば特開平７−２７１４２号公報に記載の装置Ａがある。この装置Ａは、二段ねじり弾性継手で、中心部寄りにねじり剛性の低い弾性体が配置され、外周部寄りにねじり剛性の高い弾性体が配置されている。そして、低トルクのときには駆動側フランジから中心部寄りの弾性体を介して従動側へ動力が伝達され、負荷が大きくなると中心部寄りの弾性体とともに外周側の弾性体を介して従動側へ動力が伝達される構造からなる。
【０００３】
その他の先行技術に、ドイツ国特許２６２４５００号明細書および図面に記載の装置Ｂ、ドイツ国特許２９７１６１６５号明細書および図面に記載の装置Ｃならびにドイツ国特許３４３２４３６号明細書および図面に記載の装置Ｄがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記した各公報等に記載の装置イ〜ニには、それぞれ以下の点で改良すべき余地がある。すなわち、
▲１▼ 装置イ：中心部寄りおよび外周部寄りのいずれの弾性体も固定されていないために、弾性体が経年的に老化して塑性変形により収縮し、入力軸間と出力軸間に、ガタ（隙間）が生じやすい。
【０００５】
弾性体は駆動側と従動側との間隙内に、軸方向に配置されているため、弾性体の組み込み時や交換時に、駆動側と従動側の機械設備を相対的に軸方向に移動する、又は大きな開放スペースを確保する必要があり、点検に手間がかかり、保守整備性が悪い。
【０００６】
弾性体を冷却する機構が施されておらず、したがって疲労強度が低い。
【０００７】
▲２▼ 装置ロ・ハ：入出力軸（駆動軸・従動軸）間に介設された弾性体が機械的に固定されていないため、弾性体が経年的に老化して塑性変形により収縮し、入力軸と出力軸間にガタが生じたり、ガタ発生に伴って異音が発生したり、入力軸側から出力軸側へ衝撃荷重を与えたりするおそれがある。
【０００８】
装置全体の質量が大きい。
【０００９】
弾性体の老化状態を簡単にはチェックできない。また、弾性体は入出力軸間の軸方向に配置されるために、弾性体の交換の際に入出力軸の機械設備を相対的に軸方向に大きく移動する、又は大きな開放スペースを確保する必要があり、点検に時間がかかり、保守整備性が悪い。
【００１０】
弾性体にその冷却機構が施されておらず、疲労強度が低い。
【００１１】
▲３▼ 装置ニ：入出力軸間における弾性体の配置方向についてはとくに記載されていないが、図面から判断して構造的に軸方向に配置されている。このため、上記の各装置イ〜ハと同様に、弾性体の交換の際に入出力軸の機械設備を相対的に軸方向に大きく移動させて、大きな開放スペースを確保する必要があり、点検に時間がかかり、保守整備性が悪い。
【００１２】
弾性体にその冷却機構が施されておらず、疲労強度が低い。
【００１３】
この発明は上記した従来（公報記載を含む）の弾性継手装置における不具合を解決するもので、１．弾性体の老化によるガタの発生およびそれによる異音の発生を防止する、入出力軸と弾性体の金具との接合面のフレッチングを防止する、弾性体の疲労強度を高める、継手のダンピング効果の調整を容易にする−ことにより耐久性が向上され、２．装置全体の質量を小さくする、弾性体の交換時に機械設備の移動が不要で、交換が容易になる、弾性体の老化状態を簡単に把握できる−ことによって保守整備性に優れた、圧縮型弾性継手装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するためにこの発明にかかる圧縮型弾性継手装置は、駆動軸端と従動軸端とを軸方向に所定間隔をあけて同心軸上に配置し、前記駆動軸端に一体回転可能に設けた駆動側フランジの円周方向に等間隔に複数の駆動側リブを従動軸側へ突設するとともに、前記従動軸端に一体回転可能に設けた従動側フランジの円周方向に等間隔にかつ前記各駆動側リブと干渉しないように複数の従動側リブを駆動軸側へ突設し、対応する前記駆動側リブと前記従動側リブとの空間部に、動力伝達用の弾性体を前記両フランジの外周側から軸芯に向け半径方向に嵌挿して介設し、前記弾性体は、前記駆動側リブおよび前記従動側リブに当接して配置される両側面に略板状の取付金具を一体に接合して備え、各取付金具の外周側で半径方向のボルトを介しておよび半径方向の中間位置で円周方向のボルトを介して前記駆動側リブおよび前記従動側リブに対し固定し、前記駆動側リブと前記従動側リブ間の一方の空間部に前記弾性体を介設し、他方の空間部を形成する前記駆動側リブの端部と前記従動側リブの端部との間に前記弾性体の本体の永久変形量を計測する間隙計測装置を配備したことを特徴としている。
【００１５】
上記の構成を有する本発明の圧縮型弾性軸継手装置によれば、駆動側リブと従動側リブ間の空間部に介設される各弾性体を外周側から軸芯に向けて嵌挿しているので、たとえば弾性体が劣化した際の交換時には、弾性体を半径方向に引き抜いて交換できるので、駆動側機械設備および従動側機械設備を移動させる必要がなく、交換が容易で短時間にできる。しかも、駆動側フランジと従動側フランジの間の外周側から弾性体の状態（運転中の負荷状態や老化の程度など）を目視で確認することにより、弾性体の交換時期などを簡単に把握できるから、保守点検性に優れている。
【００１７】
また、弾性体は駆動側リブおよび従動側リブに対しそれぞれ加硫等により一体に接合された取付金具を介して当接され、しかも両側の各リブに取付金具の外周側で半径方向のボルトによりおよび半径方向の中間位置で円周方向（取付金具に直交する方向）のボルトにより固定されているから、弾性体が劣化しても、動力伝達（とくにトルク変動）時に弾性体の取付金具と駆動側リブおよび従動側リブとの接合部に隙間が生じないため、隙間の発生に伴う異音が生じたりせず、また駆動側リブおよび従動側リブと取付金具間にフレッチングが発生したりするのが防止される。さらに取付金具の厚みを変更することによって、ねじりバネ定数を容易に変更できる。
さらに、弾性体の本体である弾性材が経年変化して劣化することにより徐々に塑性変形（収縮）してきたときに、他方のリブ間の間隙が徐々に拡大することから、その間隙寸法を計測装置で計測することによって弾性材の永久変形量を検知できる。また、弾性体を駆動側リブと従動側リブ間の動力を伝達する側にのみ配備することから、装置全体の質量が軽減される。さらに、たとえば機関の起動時、機関の停止時およびねじり振動共振点通過時に、過大な引っ張り荷重が発生した場合、引っ張り荷重を継手が損傷しない範囲に保持するストッパーの役割を兼ねることができる。
【００１８】
請求項２に記載のように、前記駆動側もしくは前記従動側の、フランジおよびリブのいずれか又は両方を円筒状のカバー部材により一体回転可能に連結することができる。
【００１９】
請求項２記載の圧縮型弾性継手装置によれば、カバー部材が補強メンバーとして作用し、各リブの分担荷重が分散されるので、各リブを小形軽量化でき、装置全体の質量を小さくできる。
【００２０】
請求項３に記載のように、前記弾性体に臨ませて少なくとも一方の前記フランジに冷却空気用開口を設けるとともに、前記弾性体および前記円筒状カバー部材に複数の冷却空気用通路を貫通して穿設するとよい。
【００２１】
請求項３記載の圧縮型弾性軸継手装置によれば、使用中（動力伝達時）に弾性体の周辺を空気が流通して冷却するとともに、弾性体の内部を空気が流通して内部からも弾性体を冷却する。この結果、弾性体の疲労強度がアップし、弾性体の耐久性が向上し、長期間安定して使用可能になる。
【００２２】
請求項４に記載のように、前記弾性体の本体（前記取付金具を除く部分、つまり弾性材）が、天然ゴム、合成ゴム又は軟質樹脂からなることができる。
【００２３】
請求項４記載の圧縮型弾性軸継手装置では、広範囲の用途に適用可能である。
【００２６】
請求項５に記載のように、複数（たとえば６つ）の前記弾性体のうちの一部（たとえば３つ）を、ダンピング機能を有する緩衝装置（たとえば油圧ダンパーや重ね板バネ装置）により構成することができる。
【００２７】
請求項５記載の圧縮型弾性軸継手装置によれば、全てが弾性体だけの場合に比べて、緩衝装置が一部に組み込まれたことで減衰作用が一層向上される。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる圧縮型弾性継手装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
図１はディーゼル機関側の駆動側軸と従動側軸との間に介設される圧縮型弾性継手装置の実施例を示す断面図と正面図、図２は図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３２】
これらの図面に示すように、本例の圧縮型弾性継手装置１は駆動側軸５１と従動側軸５２との間に介設されている。駆動側軸５１の端部には外向きのフランジ５１ａが一体に形成され、このフランジ５１ａに円環状の駆動側フランジ２が円周方向に等間隔に配置される複数本のボルト２ａにより一体回転可能に固定されている。一方、軸方向に所定間隔をあけて従動側軸５２が、駆動側軸５１と同心軸上に回転可能に配置されている。従動側軸５２の端部は外向きの小径フランジ３の中央孔部３ａ内に緩挿され、キー４を介して一体回転可能に連結されている。
中央孔部３ａの周囲で小径フランジ３の内側（駆動側軸５１側）に、大径の従動側フランジ５が一体回転可能に複数本のボルト６で連結されている。大小のフランジ３・５の中心部寄りには、複数の冷却空気の取入口７が一連に貫通して穿設されている。
【００３３】
駆動側フランジ２から従動側フランジ５に向けて複数（本例では５つ）の断面略三角形状の駆動側リブ８が、円周方向に等間隔に突設されている。また、従動側フランジ５からも駆動側フランジ２に向けて複数（本例では５つ）の断面略三角形状の従動側リブ９が、円周方向に等間隔に突設されている。駆動側リブ８と従動側リブ９とは、図１のように各空間部を構成する対向リブ面に、弾性体１０を介設する空間部Ｃと弾性体１０を介設しない空間部Ｄとが軸心Ｏを挟んで対称に配置される。また空間部Ｃは広く、空間部Ｄはかなり狭く設定されている。
【００３４】
各弾性体１０は、本例では直方体状の天然ゴムからなる本体（弾性材）１１と相対向して配置される一対の取付金具１２とからなる。取付金具１２は略板状で、外周側にボルト取付部１２ａを直角に屈折して一体に備えている。また取付金具１２の半径方向のほぼ中間位置には、止めねじ１３先端部の螺合部１２ｂを内側に突出させて設けている。そして、本体１１は一対の取付金具１２に加硫により接着されている。駆動側リブ８と従動側リブ９間の各空間部Ｃ内に、弾性体１０が嵌挿され、取付金具１２のボルト取付部１２ａが貫通する（半径方向の）ボルト１４により各リブ８・９の外周面に螺合して固定されている。また、駆動側リブ８と従動側リブ９には、各空間部Ｄ側の中央部（図２参照）において凹所８ａ・９ａがそれぞれ形成され、各凹所８ａ・９ａ内に止めねじ１３の挿通孔１５が取付金具１２に直交する方向（円周方向）に複数穿設されており、各挿通孔１５に止めねじ１３を挿通して先端部を螺合部１２ｂに螺合させ、締め付けることにより各リブ８・９の内面に固定している。
【００３５】
本例の場合、図１に示すように、駆動側リブ８と従動側リブ９との狭い空間部Ｄのうちの一つの空間部Ｄ間の外周部寄りに、間隙計測装置用孔１９が穿設され、間隙計測用孔１９に間隙計測装置２５が介装されている。
【００３６】
また、各弾性体本体１１には、複数の冷却用空気通路２１が軸方向に間隔をあけて穿設され、各空気通路２１内に金属製スリーブ２６が嵌挿されている。
【００３７】
隣接する駆動側リブ８の外周面間には、円周方向に５等分割した円筒状カバー部材１６をそれぞれ円周方向に跨って貫通するボルト１７により螺合され、締め付けることにより装着されている。また、各円筒状カバー部材１６の円周方向のほぼ中間位置に、冷却空気排出口１８が弾性体本体１１の冷却用空気通路２１に臨ませて開口されている。さらに、前記間隙計測装置２５に臨ませて円筒状カバー部材１６に間隙計測口２０が開口されている。
【００３８】
以上のようにして、本実施例にかかる圧縮型弾性継手装置１が構成されるが、続いて本装置１の使用態様について説明する。
【００３９】
図１において、駆動装置としてのディーゼル機関が運転を開始することによって、駆動側リブ８が駆動側フランジ２とともに反時計方向（矢印の方向）へ回転を始める。弾性体１０の本体１１が圧縮され、駆動側リブ８からの回転力が従動側リブ９へ伝達されることにより、従動側フランジ３・５とともに従動側軸５２が回転する。
【００４０】
この状態で、中心部寄りの従動側の空気取入口７からフランジ２・５間内に空気が流入し、この空気は各弾性体本体１１の空気通路２１内を通って各円筒状カバー部材１６の冷却空気排出口１８から外周側へ流出することにより、運転中は各弾性体本体１１が常に冷却される。このため、弾性体本体１１の疲労強度が高く、劣化しにくい。一方、弾性体本体１１は、経年的に劣化していき、収縮変形する傾向にあるが、円周方向に対向する一対の取付金具１２に本体１１が加硫にてしっかりと接着されており、また各取付金具１２はリブ８・９に対してボルト１４と止めねじ１３にて外周側と半径方向中間部側とがそれぞれ固定されているので、本体１１が取付金具１２から剥離したり取付金具１２と各リブ８・９の取付面間でフレッチングを起こしたりしない。
【００４１】
さらに、弾性体本体１１の劣化に伴う収縮現象によってリブ８・９の空間部Ｃ側の距離が狭まるのに伴って、リブ８・９の空間部Ｄ側の距離が拡がるが、これは間隙計測装置２５によって計測され、間隙計測口２０から覗くことによってもリブ８・９間の間隙の度合いを目視にて確認できる。
【００４２】
つぎに、図３および図４は他の実施例を示すもので、図３は図１に対応する部分断面図を、また図４は図２に対応する部分断面図である。本実施例の圧縮型弾性継手装置１’では、空間部Ｄ側の駆動側リブ８と従動側リブ９とに、凹所８ａ・９ａを挟んで両側に図４のように略Ｕ状のバネ装填用凹部２２をそれぞれ形成し、図３のように相対向するバネ装填用凹部２２間に跨ってコイルバネ２３を縮装している。その他の構成については上記実施例と共通するので、共通の部材には同一の符号を用いて示し、説明を省略する。
【００４３】
本実施例の圧縮型弾性継手装置１’では、駆動側リブ８と従動側リブ９との空間部Ｄにコイルバネ２３を介設したことで、リブ８・９間の全ての空間部に弾性体１０あるいはコイルバネ２３が介設され、リブ８・９間の距離が変位しにくくなって安定する。とくに、船舶に搭載したディーゼル機関の運転を停止した場合に、船舶はすぐに停止しないためにプロペラシャフトが慣性力により回転を継続し、従動側軸５２から駆動側軸５１に動力が伝達され、弾性軸継手装置１’が時計方向（図３の矢印と反対方向）に逆転し、弾性体本体１１には圧縮作用に変わって引っ張り作用が生じるが、弾性体１０とは反対側の従動軸側リブ９と駆動軸側リブ８との空間部Ｄにコイルバネ２３が介設されているので、このコイルバネ２３が圧縮されることによって従動軸側リブ９と駆動軸側リブ８との間隙が縮まろうとするのに抗するので、弾性体本体１１が引っ張られるのが防止され、本体１１の耐久性が向上する。
【００４４】
図５は圧縮型弾性継手装置のさらに別の実施例を示す一部の断面図である。本実施例の圧縮型弾性継手装置１”では、駆動側リブ８と従動側リブ９の組数を増やして６組とし、リブ８・９間の６つの空間部Ｃのうち、３つの空間部Ｃに１つおきに弾性体１０を介設し、残りの空間部Ｃにダンピング機能を有する緩衝装置である油圧ダンパー２４あるいは重ね板バネ装置（図示せず）を介設している。その他の構成については上記実施例と共通するので、共通の部材には同一の符号を用いて示し、説明を省略する。
【００４５】
本実施例の圧縮型弾性軸継手装置１”の場合、全てが弾性体１０だけの場合に比べて、弾性体１０と交互にダンパー機能を有する油圧ダンパー２４を組み込んだことによって減衰作用が一層向上されるので、ディーゼル機関のトルク変動がスムーズに吸収され、駆動側軸５１から従動側軸５２へ動力が伝達される。
【００４６】
上記に本発明の圧縮型弾性継手装置について三つの実施例を示したが、本発明は下記のように実施することもできる。
【００４７】
▲１▼ 駆動側リブ８同士を連結している円筒状のカバー部材１６を省くことができ、この結果、構造が簡略化され、弾性体の冷却効果が高まる。また、駆動側リブ８に代えて従動側リブ９同士を連結してもよく、あるいは駆動側フランジ２と駆動側リブ８とを連結してもよい。
【００４８】
▲２▼ 弾性体本体（弾性材）１１は、合成ゴムであってもよく、あるいは軟質樹脂であってもよい。
【００４９】
▲３▼ 船舶用のプロペラ駆動用ディーゼル機関に限らず、発電機や建設機械などの動力伝達装置に適用できる。
【００５０】
▲４▼ 取付金具に設けられた螺合部１２ｂは、弾性体１０に過大な圧縮荷重が作用しないように、ストッパとしての役割を兼ねることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明にかかる圧縮型弾性継手装置には、つぎのような優れた効果がある。
【００５２】
(1) 弾性体（弾性材）が劣化した際などの交換時には、駆動側および従動側フランジ間の弾性体を半径方向に引き抜いて交換できるので、駆動側機械設備および従動側機械設備を移動させる必要がなく、交換が容易で短時間にできる。しかも、駆動側フランジと従動側フランジの間の外周側から弾性体の状態（運転中の負荷状態や劣化の程度など）を目視で確認できるので、弾性体の運転中の負荷状態を容易に把握でき、また劣化状態などから弾性体の交換時期を簡単に把握できるなど、保守整備性に優れている。
【００５３】
(2) また、弾性体をリブに対しそれぞれ加硫等により一体に接合された取付金具を介して当接し、しかも両側の各リブに取付金具の外周側および半径方向の中間位置でボルトにより固定しているから、弾性体が劣化・収縮しても、動力伝達（とくにトルク変動）時に取付金具との接合部に隙間が生じたり隙間の発生に伴う異音が生じたりせず、またリブと取付金具間でのフレッチングの発生を防止できる。
さらに、弾性体本体である弾性材が使用中にたとえば劣化することにより塑性変形（収縮）した場合には、他方のリブ間の間隙が拡大することから、その間隙寸法を計測装置で計測することによって弾性材の永久変形量を検知できる。
【００５４】
さらに、取付金具の厚みを変更する（弾性材の種類を変えずに）ことによって、ねじりバネ定数を容易に変更できる。
【００５５】
(3) 請求項２記載の装置では、カバー部材が補強メンバーとして作用し、各リブの分担荷重が分散されるので、各リブを小形軽量化でき、装置全体の質量を軽減できる。
【００５６】
(4) 請求項３記載の装置は、使用中（動力伝達時）に弾性体の周辺に空気を流通させるとともに、弾性体の内部にも空気を流通させて内部から弾性体を冷却することができるので、弾性体の疲労強度がアップし、弾性体の耐久性が向上し、長期間安定して使用できる。
【００５７】
(5) 請求項４記載の装置は、弾性材の種類を変更することにより広範囲の用途に適用可能である。
【００５９】
(7) 請求項５記載の装置は、全てが弾性体だけの場合に比べて、ダンピング機能をもつ緩衝装置が一部に組み込まれたことで減衰作用が一層向上され、トルク変動時にもスムーズに動力が伝達される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディーゼル機関側の駆動側軸と従動側軸との間に介設される本発明の圧縮型弾性継手装置の実施例を示す、左半分が断面図、右半分が正面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】本発明の他の実施例にかかる圧縮型弾性継手装置の一部を示す、図１に対応する部分断面図である。
【図４】本発明の他の実施例にかかる圧縮型弾性継手装置の一部を示す、図２に対応する部分断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例にかかる圧縮型弾性継手装置の一部を示す、部分断面図である。
【符号の説明】
１・１'・１”圧縮型弾性継手装置
２ 駆動側フランジ
３ フランジ
４ キー
５ 従動側フランジ
６・１４・１７ ボルト
７ 冷却空気用取入口（冷却空気用開口）
８ 駆動側リブ
９ 従動側リブ
１０ 弾性体
１１ 本体（弾性材）
１２ 取付金具
１３ 止めねじ
１５ 挿通孔
１６ 円筒状カバー部材
１８ 空気排出口
１９ 間隙計測用孔
２０ 間隙計測口
２１ 冷却用空気通路（冷却空気用通路）
２２ バネ装填用凹部
２３ コイルバネ
２４ 油圧ダンパー
２５ 間隙計測装置
２６ スリーブ
５１ 駆動側軸
５２ 従動側軸
Ｃ・Ｄ 空間部
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえばディーゼルエンジンのような変動する駆動力を弾性体により減衰させるための弾性継手装置に関するもので、詳しくは、入出力軸間に介設した弾性体を圧縮する方向へ変形させながら動力を伝達する、圧縮型弾性軸継手装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の圧縮型弾性継手装置に関する先行技術に、たとえば特開平７−２７１４２号公報に記載の装置Ａがある。この装置Ａは、二段ねじり弾性継手で、中心部寄りにねじり剛性の低い弾性体が配置され、外周部寄りにねじり剛性の高い弾性体が配置されている。そして、低トルクのときには駆動側フランジから中心部寄りの弾性体を介して従動側へ動力が伝達され、負荷が大きくなると中心部寄りの弾性体とともに外周側の弾性体を介して従動側へ動力が伝達される構造からなる。
【０００３】
その他の先行技術に、ドイツ国特許２６２４５００号明細書および図面に記載の装置Ｂ、ドイツ国特許２９７１６１６５号明細書および図面に記載の装置Ｃならびにドイツ国特許３４３２４３６号明細書および図面に記載の装置Ｄがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記した各公報等に記載の装置イ〜ニには、それぞれ以下の点で改良すべき余地がある。すなわち、
▲１▼ 装置イ：中心部寄りおよび外周部寄りのいずれの弾性体も固定されていないために、弾性体が経年的に老化して塑性変形により収縮し、入力軸間と出力軸間に、ガタ（隙間）が生じやすい。
【０００５】
弾性体は駆動側と従動側との間隙内に、軸方向に配置されているため、弾性体の組み込み時や交換時に、駆動側と従動側の機械設備を相対的に軸方向に移動する、又は大きな開放スペースを確保する必要があり、点検に手間がかかり、保守整備性が悪い。
【０００６】
弾性体を冷却する機構が施されておらず、したがって疲労強度が低い。
【０００７】
▲２▼ 装置ロ・ハ：入出力軸（駆動軸・従動軸）間に介設された弾性体が機械的に固定されていないため、弾性体が経年的に老化して塑性変形により収縮し、入力軸と出力軸間にガタが生じたり、ガタ発生に伴って異音が発生したり、入力軸側から出力軸側へ衝撃荷重を与えたりするおそれがある。
【０００８】
装置全体の質量が大きい。
【０００９】
弾性体の老化状態を簡単にはチェックできない。また、弾性体は入出力軸間の軸方向に配置されるために、弾性体の交換の際に入出力軸の機械設備を相対的に軸方向に大きく移動する、又は大きな開放スペースを確保する必要があり、点検に時間がかかり、保守整備性が悪い。
【００１０】
弾性体にその冷却機構が施されておらず、疲労強度が低い。
【００１１】
▲３▼ 装置ニ：入出力軸間における弾性体の配置方向についてはとくに記載されていないが、図面から判断して構造的に軸方向に配置されている。このため、上記の各装置イ〜ハと同様に、弾性体の交換の際に入出力軸の機械設備を相対的に軸方向に大きく移動させて、大きな開放スペースを確保する必要があり、点検に時間がかかり、保守整備性が悪い。
【００１２】
弾性体にその冷却機構が施されておらず、疲労強度が低い。
【００１３】
この発明は上記した従来（公報記載を含む）の弾性継手装置における不具合を解決するもので、１．弾性体の老化によるガタの発生およびそれによる異音の発生を防止する、入出力軸と弾性体の金具との接合面のフレッチングを防止する、弾性体の疲労強度を高める、継手のダンピング効果の調整を容易にする−ことにより耐久性が向上され、２．装置全体の質量を小さくする、弾性体の交換時に機械設備の移動が不要で、交換が容易になる、弾性体の老化状態を簡単に把握できる−ことによって保守整備性に優れた、圧縮型弾性継手装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するためにこの発明にかかる圧縮型弾性継手装置は、駆動軸端と従動軸端とを軸方向に所定間隔をあけて同心軸上に配置し、前記駆動軸端に一体回転可能に設けた駆動側フランジの円周方向に等間隔に複数の駆動側リブを従動軸側へ突設するとともに、前記従動軸端に一体回転可能に設けた従動側フランジの円周方向に等間隔にかつ前記各駆動側リブと干渉しないように複数の従動側リブを駆動軸側へ突設し、対応する前記駆動側リブと前記従動側リブとの空間部に、動力伝達用の弾性体を前記両フランジの外周側から軸芯に向け半径方向に嵌挿して介設し、前記弾性体は、前記駆動側リブおよび前記従動側リブに当接して配置される両側面に略板状の取付金具を一体に接合して備え、各取付金具の外周側で半径方向のボルトを介しておよび半径方向の中間位置で円周方向のボルトを介して前記駆動側リブおよび前記従動側リブに対し固定し、前記駆動側リブと前記従動側リブ間の一方の空間部に前記弾性体を介設し、他方の空間部を形成する前記駆動側リブの端部と前記従動側リブの端部との間に前記弾性体の本体の永久変形量を計測する間隙計測装置を配備したことを特徴としている。
【００１５】
上記の構成を有する本発明の圧縮型弾性軸継手装置によれば、駆動側リブと従動側リブ間の空間部に介設される各弾性体を外周側から軸芯に向けて嵌挿しているので、たとえば弾性体が劣化した際の交換時には、弾性体を半径方向に引き抜いて交換できるので、駆動側機械設備および従動側機械設備を移動させる必要がなく、交換が容易で短時間にできる。しかも、駆動側フランジと従動側フランジの間の外周側から弾性体の状態（運転中の負荷状態や老化の程度など）を目視で確認することにより、弾性体の交換時期などを簡単に把握できるから、保守点検性に優れている。
【００１７】
また、弾性体は駆動側リブおよび従動側リブに対しそれぞれ加硫等により一体に接合された取付金具を介して当接され、しかも両側の各リブに取付金具の外周側で半径方向のボルトによりおよび半径方向の中間位置で円周方向（取付金具に直交する方向）のボルトにより固定されているから、弾性体が劣化しても、動力伝達（とくにトルク変動）時に弾性体の取付金具と駆動側リブおよび従動側リブとの接合部に隙間が生じないため、隙間の発生に伴う異音が生じたりせず、また駆動側リブおよび従動側リブと取付金具間にフレッチングが発生したりするのが防止される。さらに取付金具の厚みを変更することによって、ねじりバネ定数を容易に変更できる。
さらに、弾性体の本体である弾性材が経年変化して劣化することにより徐々に塑性変形（収縮）してきたときに、他方のリブ間の間隙が徐々に拡大することから、その間隙寸法を計測装置で計測することによって弾性材の永久変形量を検知できる。また、弾性体を駆動側リブと従動側リブ間の動力を伝達する側にのみ配備することから、装置全体の質量が軽減される。さらに、たとえば機関の起動時、機関の停止時およびねじり振動共振点通過時に、過大な引っ張り荷重が発生した場合、引っ張り荷重を継手が損傷しない範囲に保持するストッパーの役割を兼ねることができる。
【００１８】
請求項２に記載のように、前記駆動側もしくは前記従動側の、フランジおよびリブのいずれか又は両方を円筒状のカバー部材により一体回転可能に連結することができる。
【００１９】
請求項２記載の圧縮型弾性継手装置によれば、カバー部材が補強メンバーとして作用し、各リブの分担荷重が分散されるので、各リブを小形軽量化でき、装置全体の質量を小さくできる。
【００２０】
請求項３に記載のように、前記弾性体に臨ませて少なくとも一方の前記フランジに冷却空気用開口を設けるとともに、前記弾性体および前記円筒状カバー部材に複数の冷却空気用通路を貫通して穿設するとよい。
【００２１】
請求項３記載の圧縮型弾性軸継手装置によれば、使用中（動力伝達時）に弾性体の周辺を空気が流通して冷却するとともに、弾性体の内部を空気が流通して内部からも弾性体を冷却する。この結果、弾性体の疲労強度がアップし、弾性体の耐久性が向上し、長期間安定して使用可能になる。
【００２２】
請求項４に記載のように、前記弾性体の本体（前記取付金具を除く部分、つまり弾性材）が、天然ゴム、合成ゴム又は軟質樹脂からなることができる。
【００２３】
請求項４記載の圧縮型弾性軸継手装置では、広範囲の用途に適用可能である。
【００２６】
請求項５に記載のように、複数（たとえば６つ）の前記弾性体のうちの一部（たとえば３つ）を、ダンピング機能を有する緩衝装置（たとえば油圧ダンパーや重ね板バネ装置）により構成することができる。
【００２７】
請求項５記載の圧縮型弾性軸継手装置によれば、全てが弾性体だけの場合に比べて、緩衝装置が一部に組み込まれたことで減衰作用が一層向上される。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる圧縮型弾性継手装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
図１はディーゼル機関側の駆動側軸と従動側軸との間に介設される圧縮型弾性継手装置の実施例を示す断面図と正面図、図２は図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３２】
これらの図面に示すように、本例の圧縮型弾性継手装置１は駆動側軸５１と従動側軸５２との間に介設されている。駆動側軸５１の端部には外向きのフランジ５１ａが一体に形成され、このフランジ５１ａに円環状の駆動側フランジ２が円周方向に等間隔に配置される複数本のボルト２ａにより一体回転可能に固定されている。一方、軸方向に所定間隔をあけて従動側軸５２が、駆動側軸５１と同心軸上に回転可能に配置されている。従動側軸５２の端部は外向きの小径フランジ３の中央孔部３ａ内に緩挿され、キー４を介して一体回転可能に連結されている。
中央孔部３ａの周囲で小径フランジ３の内側（駆動側軸５１側）に、大径の従動側フランジ５が一体回転可能に複数本のボルト６で連結されている。大小のフランジ３・５の中心部寄りには、複数の冷却空気の取入口７が一連に貫通して穿設されている。
【００３３】
駆動側フランジ２から従動側フランジ５に向けて複数（本例では５つ）の断面略三角形状の駆動側リブ８が、円周方向に等間隔に突設されている。また、従動側フランジ５からも駆動側フランジ２に向けて複数（本例では５つ）の断面略三角形状の従動側リブ９が、円周方向に等間隔に突設されている。駆動側リブ８と従動側リブ９とは、図１のように各空間部を構成する対向リブ面に、弾性体１０を介設する空間部Ｃと弾性体１０を介設しない空間部Ｄとが軸心Ｏを挟んで対称に配置される。また空間部Ｃは広く、空間部Ｄはかなり狭く設定されている。
【００３４】
各弾性体１０は、本例では直方体状の天然ゴムからなる本体（弾性材）１１と相対向して配置される一対の取付金具１２とからなる。取付金具１２は略板状で、外周側にボルト取付部１２ａを直角に屈折して一体に備えている。また取付金具１２の半径方向のほぼ中間位置には、止めねじ１３先端部の螺合部１２ｂを内側に突出させて設けている。そして、本体１１は一対の取付金具１２に加硫により接着されている。駆動側リブ８と従動側リブ９間の各空間部Ｃ内に、弾性体１０が嵌挿され、取付金具１２のボルト取付部１２ａが貫通する（半径方向の）ボルト１４により各リブ８・９の外周面に螺合して固定されている。また、駆動側リブ８と従動側リブ９には、各空間部Ｄ側の中央部（図２参照）において凹所８ａ・９ａがそれぞれ形成され、各凹所８ａ・９ａ内に止めねじ１３の挿通孔１５が取付金具１２に直交する方向（円周方向）に複数穿設されており、各挿通孔１５に止めねじ１３を挿通して先端部を螺合部１２ｂに螺合させ、締め付けることにより各リブ８・９の内面に固定している。
【００３５】
本例の場合、図１に示すように、駆動側リブ８と従動側リブ９との狭い空間部Ｄのうちの一つの空間部Ｄ間の外周部寄りに、間隙計測装置用孔１９が穿設され、間隙計測用孔１９に間隙計測装置２５が介装されている。
【００３６】
また、各弾性体本体１１には、複数の冷却用空気通路２１が軸方向に間隔をあけて穿設され、各空気通路２１内に金属製スリーブ２６が嵌挿されている。
【００３７】
隣接する駆動側リブ８の外周面間には、円周方向に５等分割した円筒状カバー部材１６をそれぞれ円周方向に跨って貫通するボルト１７により螺合され、締め付けることにより装着されている。また、各円筒状カバー部材１６の円周方向のほぼ中間位置に、冷却空気排出口１８が弾性体本体１１の冷却用空気通路２１に臨ませて開口されている。さらに、前記間隙計測装置２５に臨ませて円筒状カバー部材１６に間隙計測口２０が開口されている。
【００３８】
以上のようにして、本実施例にかかる圧縮型弾性継手装置１が構成されるが、続いて本装置１の使用態様について説明する。
【００３９】
図１において、駆動装置としてのディーゼル機関が運転を開始することによって、駆動側リブ８が駆動側フランジ２とともに反時計方向（矢印の方向）へ回転を始める。弾性体１０の本体１１が圧縮され、駆動側リブ８からの回転力が従動側リブ９へ伝達されることにより、従動側フランジ３・５とともに従動側軸５２が回転する。
【００４０】
この状態で、中心部寄りの従動側の空気取入口７からフランジ２・５間内に空気が流入し、この空気は各弾性体本体１１の空気通路２１内を通って各円筒状カバー部材１６の冷却空気排出口１８から外周側へ流出することにより、運転中は各弾性体本体１１が常に冷却される。このため、弾性体本体１１の疲労強度が高く、劣化しにくい。一方、弾性体本体１１は、経年的に劣化していき、収縮変形する傾向にあるが、円周方向に対向する一対の取付金具１２に本体１１が加硫にてしっかりと接着されており、また各取付金具１２はリブ８・９に対してボルト１４と止めねじ１３にて外周側と半径方向中間部側とがそれぞれ固定されているので、本体１１が取付金具１２から剥離したり取付金具１２と各リブ８・９の取付面間でフレッチングを起こしたりしない。
【００４１】
さらに、弾性体本体１１の劣化に伴う収縮現象によってリブ８・９の空間部Ｃ側の距離が狭まるのに伴って、リブ８・９の空間部Ｄ側の距離が拡がるが、これは間隙計測装置２５によって計測され、間隙計測口２０から覗くことによってもリブ８・９間の間隙の度合いを目視にて確認できる。
【００４２】
つぎに、図３および図４は他の実施例を示すもので、図３は図１に対応する部分断面図を、また図４は図２に対応する部分断面図である。本実施例の圧縮型弾性継手装置１’では、空間部Ｄ側の駆動側リブ８と従動側リブ９とに、凹所８ａ・９ａを挟んで両側に図４のように略Ｕ状のバネ装填用凹部２２をそれぞれ形成し、図３のように相対向するバネ装填用凹部２２間に跨ってコイルバネ２３を縮装している。その他の構成については上記実施例と共通するので、共通の部材には同一の符号を用いて示し、説明を省略する。
【００４３】
本実施例の圧縮型弾性継手装置１’では、駆動側リブ８と従動側リブ９との空間部Ｄにコイルバネ２３を介設したことで、リブ８・９間の全ての空間部に弾性体１０あるいはコイルバネ２３が介設され、リブ８・９間の距離が変位しにくくなって安定する。とくに、船舶に搭載したディーゼル機関の運転を停止した場合に、船舶はすぐに停止しないためにプロペラシャフトが慣性力により回転を継続し、従動側軸５２から駆動側軸５１に動力が伝達され、弾性軸継手装置１’が時計方向（図３の矢印と反対方向）に逆転し、弾性体本体１１には圧縮作用に変わって引っ張り作用が生じるが、弾性体１０とは反対側の従動軸側リブ９と駆動軸側リブ８との空間部Ｄにコイルバネ２３が介設されているので、このコイルバネ２３が圧縮されることによって従動軸側リブ９と駆動軸側リブ８との間隙が縮まろうとするのに抗するので、弾性体本体１１が引っ張られるのが防止され、本体１１の耐久性が向上する。
【００４４】
図５は圧縮型弾性継手装置のさらに別の実施例を示す一部の断面図である。本実施例の圧縮型弾性継手装置１”では、駆動側リブ８と従動側リブ９の組数を増やして６組とし、リブ８・９間の６つの空間部Ｃのうち、３つの空間部Ｃに１つおきに弾性体１０を介設し、残りの空間部Ｃにダンピング機能を有する緩衝装置である油圧ダンパー２４あるいは重ね板バネ装置（図示せず）を介設している。その他の構成については上記実施例と共通するので、共通の部材には同一の符号を用いて示し、説明を省略する。
【００４５】
本実施例の圧縮型弾性軸継手装置１”の場合、全てが弾性体１０だけの場合に比べて、弾性体１０と交互にダンパー機能を有する油圧ダンパー２４を組み込んだことによって減衰作用が一層向上されるので、ディーゼル機関のトルク変動がスムーズに吸収され、駆動側軸５１から従動側軸５２へ動力が伝達される。
【００４６】
上記に本発明の圧縮型弾性継手装置について三つの実施例を示したが、本発明は下記のように実施することもできる。
【００４７】
▲１▼ 駆動側リブ８同士を連結している円筒状のカバー部材１６を省くことができ、この結果、構造が簡略化され、弾性体の冷却効果が高まる。また、駆動側リブ８に代えて従動側リブ９同士を連結してもよく、あるいは駆動側フランジ２と駆動側リブ８とを連結してもよい。
【００４８】
▲２▼ 弾性体本体（弾性材）１１は、合成ゴムであってもよく、あるいは軟質樹脂であってもよい。
【００４９】
▲３▼ 船舶用のプロペラ駆動用ディーゼル機関に限らず、発電機や建設機械などの動力伝達装置に適用できる。
【００５０】
▲４▼ 取付金具に設けられた螺合部１２ｂは、弾性体１０に過大な圧縮荷重が作用しないように、ストッパとしての役割を兼ねることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明にかかる圧縮型弾性継手装置には、つぎのような優れた効果がある。
【００５２】
(1) 弾性体（弾性材）が劣化した際などの交換時には、駆動側および従動側フランジ間の弾性体を半径方向に引き抜いて交換できるので、駆動側機械設備および従動側機械設備を移動させる必要がなく、交換が容易で短時間にできる。しかも、駆動側フランジと従動側フランジの間の外周側から弾性体の状態（運転中の負荷状態や劣化の程度など）を目視で確認できるので、弾性体の運転中の負荷状態を容易に把握でき、また劣化状態などから弾性体の交換時期を簡単に把握できるなど、保守整備性に優れている。
【００５３】
(2) また、弾性体をリブに対しそれぞれ加硫等により一体に接合された取付金具を介して当接し、しかも両側の各リブに取付金具の外周側および半径方向の中間位置でボルトにより固定しているから、弾性体が劣化・収縮しても、動力伝達（とくにトルク変動）時に取付金具との接合部に隙間が生じたり隙間の発生に伴う異音が生じたりせず、またリブと取付金具間でのフレッチングの発生を防止できる。
さらに、弾性体本体である弾性材が使用中にたとえば劣化することにより塑性変形（収縮）した場合には、他方のリブ間の間隙が拡大することから、その間隙寸法を計測装置で計測することによって弾性材の永久変形量を検知できる。
【００５４】
さらに、取付金具の厚みを変更する（弾性材の種類を変えずに）ことによって、ねじりバネ定数を容易に変更できる。
【００５５】
(3) 請求項２記載の装置では、カバー部材が補強メンバーとして作用し、各リブの分担荷重が分散されるので、各リブを小形軽量化でき、装置全体の質量を軽減できる。
【００５６】
(4) 請求項３記載の装置は、使用中（動力伝達時）に弾性体の周辺に空気を流通させるとともに、弾性体の内部にも空気を流通させて内部から弾性体を冷却することができるので、弾性体の疲労強度がアップし、弾性体の耐久性が向上し、長期間安定して使用できる。
【００５７】
(5) 請求項４記載の装置は、弾性材の種類を変更することにより広範囲の用途に適用可能である。
【００５９】
(7) 請求項５記載の装置は、全てが弾性体だけの場合に比べて、ダンピング機能をもつ緩衝装置が一部に組み込まれたことで減衰作用が一層向上され、トルク変動時にもスムーズに動力が伝達される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディーゼル機関側の駆動側軸と従動側軸との間に介設される本発明の圧縮型弾性継手装置の実施例を示す、左半分が断面図、右半分が正面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】本発明の他の実施例にかかる圧縮型弾性継手装置の一部を示す、図１に対応する部分断面図である。
【図４】本発明の他の実施例にかかる圧縮型弾性継手装置の一部を示す、図２に対応する部分断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例にかかる圧縮型弾性継手装置の一部を示す、部分断面図である。
【符号の説明】
１・１'・１”圧縮型弾性継手装置
２ 駆動側フランジ
３ フランジ
４ キー
５ 従動側フランジ
６・１４・１７ ボルト
７ 冷却空気用取入口（冷却空気用開口）
８ 駆動側リブ
９ 従動側リブ
１０ 弾性体
１１ 本体（弾性材）
１２ 取付金具
１３ 止めねじ
１５ 挿通孔
１６ 円筒状カバー部材
１８ 空気排出口
１９ 間隙計測用孔
２０ 間隙計測口
２１ 冷却用空気通路（冷却空気用通路）
２２ バネ装填用凹部
２３ コイルバネ
２４ 油圧ダンパー
２５ 間隙計測装置
２６ スリーブ
５１ 駆動側軸
５２ 従動側軸
Ｃ・Ｄ 空間部
Claims (5)
- 駆動軸端と従動軸端とを軸方向に所定間隔をあけて同心軸上に配置し、
前記駆動軸端に一体回転可能に設けた駆動側フランジの円周方向に等間隔に複数の駆動側リブを従動軸側へ突設するとともに、前記従動軸端に一体回転可能に設けた従動側フランジの円周方向に等間隔にかつ前記各駆動側リブと干渉しないように複数の従動側リブを駆動軸側へ突設し、
対応する前記駆動側リブと前記従動側リブとの空間部に、動力伝達用の弾性体を前記両フランジの外周側から軸芯に向け半径方向に嵌挿して介設し、
前記弾性体は、前記駆動側リブおよび前記従動側リブに当接して配置される両側面に略板状の取付金具を一体に接合して備え、各取付金具の外周側で半径方向のボルトを介しておよび半径方向の中間位置で円周方向のボルトを介して前記駆動側リブおよび前記従動側リブに対し固定し、
前記駆動側リブと前記従動側リブ間の一方の空間部に前記弾性体を介設し、他方の空間部を形成する前記駆動側リブの端部と前記従動側リブの端部との間に前記弾性体の本体の永久変形量を計測する間隙計測装置を配備したこと
を特徴とする圧縮型弾性軸継手装置。 - 前記駆動側もしくは前記従動側の、フランジおよびリブのいずれか又は両方を円筒状のカバー部材により一体回転可能に連結したこと
を特徴とする請求項１記載の圧縮型弾性軸継手装置。 - 前記弾性体に臨ませて少なくとも一方の前記フランジに冷却空気用開口を設けるとともに、前記弾性体および前記円筒状カバー部材に複数の冷却空気用通路を貫通して穿設したこと
を特徴とする請求項２記載の圧縮型弾性軸継手装置。 - 前記弾性体の本体（前記取付金具を除く部分）が、天然ゴム、合成ゴム又は軟質樹脂からなること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の圧縮型弾性軸継手装置。 - 複数の前記弾性体のうちの一部を、ダンピング機能を有する緩衝装置により構成したこと
を特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の圧縮型弾性軸継手装置。
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