JP4987158B1 - たわみ板及び該たわみ板を用いた板ばね式フレキシブルカップリング - Google Patents

Abstract

【課題】たわみ性大のたわみ板及び該たわみ板を用いた、より機能的な板ばね式フレキシブルカップリングを提供する。
【解決手段】板ばね式フレキシブルカップリングにおいて、薄板を積層してなる金属製たわみ板１３を軸方向から見た円輪形状の内径を２Ｒｉとしたとき、たわみ板１３の内縁側の円弧形状の半径Ｒｘを０．２５Ｒｉ以上０．８Ｒｉ以下とする。Ｒｘはたわみ板の内縁側及び外縁側の腕の長さＬだけ離れた２つの交点Ｐを通る円弧の半径である。
【選択図】図４

Description

本発明は、たわみ板及び該たわみ板を用いた板ばね式フレキシブルカップリングに関するものである。

従来の板ばね式フレキシブルカップリングの部品構成、構造を定めるものは、既にある。（例えば、非特許文献１参照。）。従来のアダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリングは、プラグインカップリングとして既にある。（例えば、非特許文献２参照。）。従来の反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリングは、両差込みカップリングとして既にある。（例えば、非特許文献３参照。）。

大同精密工業株式会社カタログ「ＦＯＲＭ−ＦＬＥＸカップリングＰ５，Ｐ６」ＤＰＩ−１１００−Ｒ１４ 大同精密工業株式会社カタログ「ＦＯＲＭ−ＦＬＥＸカップリングＰ２５，Ｐ２６」ＤＰＩ−１１００−Ｒ１４ 大同精密工業株式会社カタログ「ＦＯＲＭ−ＦＬＥＸカップリングＰ２８」ＤＰＩ−１１００−Ｒ１４ 日本機械学会編機械工学便覧「機械の要素Ｐ７−１ １．１標準数」改訂第５版

従来の金属製たわみ板を使用した板ばね式フレキシブルカップリングは、図１０に示される様に、たわみ板内縁側３３ａは小さい円であり、たわみ板外縁側３３ｂは直線である平面形形状を有し、枠形の８本ボルトのたわみ板を使用していた。又、図示しないが従来使用されていた枠形たわみ板には、１０本ボルトたわみ板、１２本ボルトたわみ板もあり、従来の８本ボルト以上の枠形平面形形状は、軸方向ばね反力を減じるため、従来の改良丸形の平面形形状に変更された。そのため、若干の改良は見られたが、依然として従来の８本ボルト以上の改良丸形平面形形状では、軸方向ばね反力が大きくなり、主ローター側軸受の許容スラスト荷重を超えてしまう場合が発生した。

従来の金属製たわみ板を使用した板ばね式フレキシブルカップリングは、図１１、図１２に示される様に、たわみ板内縁側４３ａは、図１０に示される８本ボルトのたわみ板内縁側３３ａよりさらに小さい円であり、たわみ板外縁側は直線である枠形の６本ボルトのたわみ板を使用していた。従来の６本ボルトの枠形平面形形状は、たわみ板内縁側空間を得るため、従来の改良丸形の平面形形状に変更された。そのため、軸方向ばね反力はさらに減じられたが、伝達トルク（瞬時最大許容トルク）が不足する場合が発生した。

従来のアダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリングは、図８、図９に示される様に、スペーサーユニットをアダプターハブ間に組込む時、植込みボルトを使用していた。そのため、ボルト径と穴のはめ合いには隙間があるので、通しボルトを使用する正確な位置決めとはならなかった。より正確な位置決めが必要な時は、別の位置決め方法を併用しなければならないが、必要な別の位置決め方法は、たわみ板径方向外側の空間を通しボルト組込み用の空間として活用できる場合と、活用できない場合の両方について解決する必要があった。

従来の反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリングは、図１１、図１２に示される様に、たわみ板内縁側４３ａは、図１０に示される８本ボルトのたわみ板内縁側３３ａよりさらに小さい円となり、枠形の６本ボルトのたわみ板を使用していた。そのため、たわみ板内縁側空間を活用することができず、適正な反転ハブ構造、適正な反転ハブ形状、適正な分割スペーサー形状の設定が妨げられていた。

上記課題を解決するためになされた本発明の請求項１のたわみ板は、板ばね式フレキシブルカップリングにおいて、駆動側ハブ又はフランジ、及び、被駆動側ハブ又はフランジと、中間スペーサーとの間に連結される、薄板を積層してなる８本ボルト以上の金属性たわみ板であって、前記たわみ板を平面視した円輪形状における内径を２Ｒｉとしたとき、隣接するたわみ板用ボルトとたわみ板用ボルト、及び、たわみ板内縁側とたわみ板外縁側に囲まれたつづみ形の部分をたわみ板の腕とすると、前記たわみ板の腕の内縁側及び外縁側の中心を通る中心線と、クランプワッシャー（１６）のクランプ平面と円弧球面の境界（円）上で交差する、２つの点（Ｏ）が特定され、前記２つの点（Ｏ）を通るたわみ板の腕の中心線に垂直な２平面とたわみ板内縁側及びたわみ板外縁側の円弧形状（Ｒｉ）と交わる内縁側及び外縁側の各々２つの交点（Ｐ）が特定され、前記たわみ板内縁側及び外縁側の各々２つの交点（Ｐ）を通るたわみ板内縁側（１３ａ）及びたわみ板外縁側（１３ｂ）が内外から見て凹なる新規円弧形状として特定され、前記新規円弧形状の半径Ｒｘを、Ｒｉ×０．８０≧Ｒｘ≧Ｒｉ×０．２５としたことを特徴とする。係る構成によれば、たわみ板の伝達トルク（定格トルク）を維持したまま、たわみ性を増大させることができ、軸方向ばね反力を減じる効果がある。

上記課題を解決するためになされた本発明の請求項２のたわみ板は、板ばね式フレキシブルカップリングにおいて、駆動側ハブ又はフランジ、及び、被駆動側ハブ又はフランジと、中間スペーサーとの間に連結される、薄板を積層してなる６本ボルトの金属性たわみ板であって、前記たわみ板を平面視した円輪形状における外径を２Ｒｏとしたとき、隣接するたわみ板用ボルトとたわみ板用ボルト、及び、たわみ板内縁側とたわみ板外縁側に囲まれたつづみ形の部分をたわみ板の腕とすると、前記たわみ板の腕の内縁側及び外縁側の中心を通る中心線と、クランプワッシャー（２６）のクランプ平面と円弧球面の境界（円）上で交差する、２つの点（Ｏ）が特定され、前記２つの点（Ｏ）を通るたわみ板の腕の中心線に垂直な２平面とたわみ板内縁側及びたわみ板外縁側の円弧形状（Ｒｉ）と交わる内縁側及び外縁側の各々２つの交点（Ｐ）が特定されるが外縁側のみ採用し、前記たわみ板外縁側の２つの交点（Ｐ）を通るたわみ板外縁側（２３ｂ）が外から見て凹なる新規円弧形状として特定され、前記新規円弧形状の半径Ｒｘを、Ｒｏ×０．８０≦Ｒｘ≦Ｒｏとしたことを特徴とする。係る構成によれば、たわみ板のたわみ性を損なうことなく、伝達トルク（瞬時最大許容トルク）の不足は解消される効果がある。

上記課題を解決するためになされた本発明の請求項３の板ばね式フレキシブルカップリングは、アダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリングにおいて、カップリング駆動側及び被駆動側が、アダプターハブ、ボルト座ぐり穴を有するフランジ、スペーサーフランジにボルト通過穴を有するスペーサー、スペーサーとフランジ間のたわみ板を含む連結部、アダプターハブとフランジ間の締結用金物より構成され、前記たわみ板は、請求項１記載のたわみ板であってボルト数が８本ボルトのたわみ板、又は、請求項２記載のたわみ板が用いられることを特徴とする。係る構成によれば、通しボルトを用いたより正確なアダプターハブとフランジの位置決めが可能であり、別の位置決め方法の併用を必要としない効果がある。

上記課題を解決するためになされた本発明の請求項４の板ばね式フレキシブルカップリングは、アダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリングにおいて、カップリング駆動側及び被駆動側が、外径を大きくしたアダプターハブ、外フランジを有するフランジ、スペーサー、スペーサーとフランジ間のたわみ板を含む連結部、アダプターハブとフランジ間の締結用金物より構成され、前記たわみ板は、請求項１記載のたわみ板、又は、請求項２記載のたわみ板が用いられることを特徴とする。係る構成によれば、通しボルトを用いたより正確なアダプターハブとフランジの位置決めが可能であり、別の位置決め方法の併用を必要としない効果がある。

上記課題を解決するためになされた本発明の請求項５の板ばね式フレキシブルカップリングは、反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリングにおいて、カップリング駆動側及び被駆動側が、反転ハブ、分割スペーサーフランジのストレート穴を必要に応じ段付穴とした分割スペーサー、反転ハブと分割スペーサー間のたわみ板を含む連結部、分割スペーサー間の締結用金物より構成され、前記たわみ板は、請求項１記載のたわみ板、又は、請求項２記載のたわみ板が用いられることを特徴とする。係る構成によれば、たわみ板内縁側空間を活用でき、適正な反転ハブ構造、適正な反転ハブ形状、適正な分割スペーサー形状の設定を可能とする効果がある。

本発明によれば、８本ボルト以上の金属製たわみ板を使用した板ばね式フレキシブルカップリングは、たわみ板の伝達トルク（定格トルク）を維持したまま、たわみ性を増大させることができ、軸方向ばね反力を減じる効果がある。さらに、主ローター側軸受の許容スラスト荷重を満足できる。

本発明によれば、６本ボルトの金属製たわみ板を使用した板ばね式フレキシブルカップリングは、たわみ板のたわみ性を損なうことなく、伝達トルク（瞬時最大許容トルク）の不足は解消される効果がある。さらに、従来不向きであった電気用途への対応が可能である。

本発明によれば、アダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリングは、たわみ板径方向外側の空間を通しボルト組込み用の空間として活用できる請求項３の場合と、活用できない請求項４の場合の両方について、通しボルトを用いたより正確なアダプターハブとフランジの位置決めが可能であり、別の位置決め方法の併用を必要としないスペーサーユニット組込みが可能である。さらに、アダプターハブの許容最大軸径５６％（外径比）を実施できる。

本発明によれば、反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリングは、たわみ板内縁側空間を活用でき、適正な反転ハブ構造、適正な反転ハブ形状、適正な分割スペーサー形状の設定を可能とする効果がある。さらに、反転ハブの許容最大軸径４５％（外径比）を実施できる。

本発明を適用したアダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリングの断面図である。 図１を全体図と見なしたＡ矢視の断面図である。 図１を全体図と見なしたＢ矢視の断面図である。 （ａ）は、図３のたわみ板１３の平面形形状（部分）である。（ｂ）は、図４（ａ）のたわみ板ボルト穴周りをたわみ板の腕の中心線で切断した断面図（部分）である。 本発明を適用した反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリングの断面図である。 図５を全体図と見なしたＣ矢視の断面図である。 図５のたわみ板２３の平面形形状（部分）である。 従来のアダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリングの断面図である。 図８を全体図と見なしたＤ矢視の断面図である。 図８を全体図と見なしたＥ矢視の断面図である。 従来の反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリングの断面図である。 図１１を全体図と見なしたＦ矢視の断面図である。

本発明の図1に示されるように、アダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリング１０は、駆動軸１に嵌合されるアダプターハブ１１ａと、被駆動軸２に嵌合されるアダプターハブ１１ｂと、アダプターハブ１１ａ、１１ｂの間を連結するスペーサーユニット１０ａを主な構成要素とする。スペーサーユニット１０ａは、フランジ１２ａ（２ヶ所）と、たわみ板１３を含む連結部（２ヶ所）と、スペーサー１２ｄと、アダプターハブとフランジ間の締結用金物（２ヶ所）より構成される。たわみ板１３を含む連結部は、図１にたわみ板を含む連結部Ｊとして示されるが、図１では、たわみ板用ボルト１４ａ側を代表として表示し、１４ｂ側を含む表示は省略した。たわみ板には、本発明による８本ボルトのたわみ板を使用した。

本発明の図1に示されるように、アダプターハブ１１ａは、駆動軸１へ軸穴径１１ｅで嵌合される。図１ではアダプターハブボス径１１ｇを減じているが、さらにアダプターハブボス径１１ｇを増やすことができ、許容最大軸径５６％（外径比）が可能である。一般に駆動軸１と軸穴径１１ｅの嵌合は、焼きばめとキー適用が併用される。但し図１でキー適用は、省略されている。

本発明の図1、図２に示されるように、アダプターハブフランジ１１ｃは、１６ヶ所のリーマ穴にボルト（六角穴付ボルト）１８、回り止めナット１９を介してフランジ１２ａと締結される。図１右側半分のボルト（六角穴付ボルト）１８、回り止めナット１９を含む断面は、図１左側半分でも同じ断面を持つ。同様にボルト（六角穴付ボルト）１８は、スペーサーフランジ１２ｅのボルト通過穴１２ｇ、たわみ板１３の径方向外側を通過させ、全てフランジ１２ａのボルト座ぐり穴１２ｃ側からフランジ及びアダプターハブフランジのリーマ穴へ組込まれる。図２から分かる様に、ボルト１８は、たわみ板用ボルト１４ａ、１４ｂ間の外径側に、不等間隔に各２ヶづつ８ヶ所へ配置される。回り止めナット１９は、全てアダプターハブフランジ１１ｃの側に組付けされる。ボルト（六角穴付ボルト）１８と回り止めナット１９の締付は、たわみ板径方向外側から、六角レンチをボルト頭部に入れ、ボルトを固定して行う。本発明の図１、図２、図３にそれぞれ示される金物類は、代表範囲を表示し、その他の繰返し範囲の表示は省略した。

本発明の図２、図1に示されるように、フランジ１２ａは、４ヶ所のたわみ板用ボルトリーマ穴にクランプワッシャー１６（２ヶ）、バックアップワッシャー１５を介したたわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト又は座付六角段付ボルト）１４ａ、座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）１７を使って、耐食性金属の薄板を積層して構成されるたわみ板１３の４取付穴へ締結される。４取付穴は、本発明の図３に示されるように、たわみ板１３の各４ヶ所（９０°間隔の４ヶ所づつ）の取付穴のことである。本発明の図２に示されるように、たわみ板１３の残り４ヶ所の取付穴のたわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト又は座付六角段付ボルト）１４ｂの頭部、バックアップワッシャー１５は、フランジ１２ａにストレート穴１２ｈを設け収納される。たわみ板連結用の各金物１４ａより１７の軸方向寸法及び径方向寸法は、重量に基づく発生遠心力最小に配慮して、伝達トルクに関係しない限り、最小に減じるのが良い。例えば、たわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト又は座付六角段付ボルト）１４ａ及び１４ｂ、座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）１７の座面径の大きさは、伝達トルクに関係する。従って座面径は、伝達トルクに関係するボルトのリーマ径寸法を基準に、必要径寸法が決定される。

本発明の図３、図１に示されるように、たわみ板１３は、残り４ヶ所の取付穴にクランプワッシャー１６（２ヶ）、バックアップワッシャー１５を介したたわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト又は座付六角段付ボルト）１４ｂ、座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）１７を使って、スペーサーフランジ１２ｅの４ヶ所のリーマ穴へ締結される。たわみ板１３の取付穴８ヶ所の内４ヶ所は、たわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト又は座付六角段付ボルト）１４ａを使いフランジ１２ａのリーマ穴へ、残り４ヶ所は、たわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト又は座付六角段付ボルト）１４ｂを使いスペーサーフランジ１２ｅのリーマ穴へ、それぞれ締結される。本発明の図１に示されるように、フランジ１２ａの４ヶ所のリーマ穴に締結されるたわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト又は座付六角段付ボルト）１４ａの頭部、バックアップワッシャー１５は、スペーサーフランジ１２ｅにストレート穴１２ｈを設け収納される。ストレート穴１２ｈと、ストレート穴１２ｈ内に収納配置されたバックアップワッシャー１５の関係は、たわみ板１３が全損した時の一時的トルク伝達に役立つ様設定されている。スペーサーフランジ１２ｅ及びフランジ１２ａは、アダプターハブフランジ１１ｃのリーマ穴位置と整合する位置に、それぞれ１６ヶ所のボルト通過穴１２ｇ、ボルト座ぐり穴１２ｃが設けられる。

たわみ板１３は、図１０に示されるたわみ板内縁側３３ａは小さい円、たわみ板外縁側３３ｂは直線とした、従来の枠形たわみ板の平面形形状に改良を重ねたものである。図４（ａ）に示されるように、点線は、円輪形状（外径２Ｒｏ、内径２Ｒｉ）のたわみ板内縁側はそのままのＲｉ円弧形状、たわみ板外縁側は内径と同一のＲｉ円弧形状とした、従来の改良丸形のたわみ板平面形形状を示す。さらに、点線によって示されるボルト間中央の従来の改良丸形たわみ板断面積Ａｏは、たわみ板の腕の中心線により２等分される。実線は、本発明によるたわみ板内縁側１３ａ及びたわみ板外縁側１３ｂを、たわみ板の腕の長さＬ離れた２つの交点Ｐを通る、従来とは異なる新規円弧形状とした、たわみ板平面形形状を示す。交点Ｐは、従来の改良丸形の点線円弧形状と、たわみ板クランプ平面の端部Ｏを通る直線との交点を示す。ボルト穴周りの点線は、クランプワッシャー１６によるクランプ平面を示し、図４（ｂ）に示されるように、クランプ平面の径方向外側には円弧球面が形成されている。たわみ板クランプ平面の端部Ｏは、図４（ａ）及び図４（ｂ）より分かる様に、クランプ平面と円弧球面の境界（円）上にあり、かつたわみ板の腕の中心線と交差する点である。クランプ平面の端部Ｏから隣接するクランプ平面の端部Ｏまでは、上記たわみ板の腕の長さＬを示し、たわみ板の軸方向ばね反力は、Ｌの３乗に反比例する。又、たわみ板の軸方向ばね反力は、ボルト間中央のたわみ板断面積及びばねの数（たわみ板ボルト本数ｎの２分の１）に比例する。たわみ板の平面形形状は、伝達トルク（定格トルク、瞬時最大許容トルク等）、たわみ性に関係しているので、ばねの数が４以上と多くなる８本ボルト以上のたわみ板使用では、軸方向ばね反力減（たわみ性増）への配慮が重要である。たわみ性を増大させるための新規円弧の大きさは、８本ボルトのたわみ板の場合、従来のたわみ板内径円弧Ｒｉを０．８０倍した値より、従来のたわみ板内径円弧Ｒｉを０．６３倍した値の範囲までを採る。新規円弧の大きさは、Ｒｉ×０．８０倍よりＲｉ×０．６３倍の方が、ボルト間中央のたわみ板断面積をより減じることができ、たわみ性増とできる。本発明による新規円弧の大きさは、２つの交点Ｐを通ることで、新規円弧形状として決定される。たわみ板のボルト本数を増やす場合は、増やすに従い順次０．８０より、０．６３までの値を乗じて、新規円弧の大きさを決めることができる。まとめて新規円弧の大きさをＲｘとすると、Ｒｉ×（０．８０）^Ｎ≧Ｒｘ≧Ｒｉ×（０．６３）^Ｎと表される。ここでＮは、たわみ板のボルト本数をｎとするとＮ＝（ｎ−６）／２で、Ｎ＝１は８本ボルトのたわみ板の場合でＲｘはＲｉ×０．８０≧Ｒｘ≧Ｒｉ×０．６３、Ｎ＝２は１０本ボルトのたわみ板の場合でＲｘはＲｉ×０．６３≧Ｒｘ≧Ｒｉ×０．４０、Ｎ＝３は１２本ボルトのたわみ板の場合でＲｘはＲｉ×０．５０≧Ｒｘ≧Ｒｉ×０．２５となる。図４（ａ）は、Ｎ＝１の８本ボルトのたわみ板の場合を示している。８本ボルト以上のたわみ板としてまとめると、ＲｘはＲｉ×０．８０≧Ｒｘ≧Ｒｉ×０．２５となり、たわみ板のボルト本数ｎが増え腕の長さＬが短くなるに従いＲｘを減じることでボルト間中央のたわみ板断面積を概ね均一に保ち、従来のたわみ板のボルト本数ｎが増えるとボルト間中央のたわみ板断面積が著しく増加したことは解消される。又、図３からも分かるように、本発明を適用した８本ボルトのたわみ板１３は、スペーサーユニット組込みに必要な、たわみ板径方向外側のボルト１８通過用空間を提供できる。

６本ボルトのたわみ板の場合は、８本ボルト以上のたわみ板の場合とは対処が異なる。図７に示される６本ボルトのたわみ板２３で、たわみ板外縁側の点線は、たわみ板外縁側をＲｉ円弧形状とした、従来の改良丸形のたわみ板平面形形状を示す。さらに、点線によって示されるボルト間中央の従来の改良丸形たわみ板断面積Ａｏは、たわみ板の腕の中心線により２等分される。６本ボルトの従来の改良丸形たわみ板は、ボルト間中央の従来のたわみ板断面積Ａｏが小さく、たわみ性はさらに増大したが、伝達トルク（瞬時最大許容トルク）まで減じられる傾向があった。従って、６本ボルトのたわみ板の場合は、円輪形状（外径２Ｒｏ、内径２Ｒｉ）のたわみ板外縁側をより大きい新規円弧形状とし、ボルト間中央のたわみ板断面積増を計ることとした。たわみ板外縁側の腕の長さＬ離れた２つの交点Ｐを通る新規円弧の大きさをＲｘとすると、Ｒｏ×０．８０≦Ｒｘ≦Ｒｏと表される。たわみ板内縁側は、円輪形状のままとする。たわみ板ボルト穴周りの金物類の形態は、８本ボルトのたわみ板の場合を示す図４（ｂ）に同じである。伝達トルクによるたわみ板張力の中心は、腕の両端ではクランプ平面の端部Ｏであるが、ボルト間中央では本発明により径方向外側へ湾曲するため、湾曲芯違い張力となりたわみ板に曲げモーメントを発生させる。しかし、両端固定のはりと見なせるたわみ板の腕に元々働いている遠心力荷重による径方向外側への曲げを相殺する方向に作用するので、影響は無視できるし、高速用途ではむしろ好ましい。同様に８本ボルト以上のたわみ板の場合も、たわみ板内縁側とたわみ板外縁側で、外縁側の円弧の大きさを内縁側より大きくして組合せることが可能である。図７でたわみ板のボルト穴中心線は、外径２Ｒｏと内径２Ｒｉの中央を通る円となるが、必要であれば外径２Ｒｏを許容できる範囲で縮小することも可能である。同様に８本ボルト以上のたわみ板の場合も、必要であれば外径２Ｒｏを許容できる範囲で縮小できる。スペーサーユニット組込み時に必要とされるたわみ板径方向外側の空間は、６本ボルトの場合元々広いので、たわみ板のボルト間中央断面積増によりわずかに狭められても充分確保される。

本発明による８本ボルト及び６本ボルトのたわみ板は、上記の通り、たわみ板径方向外側の空間を活用できる図１のごとき構成にて、通しボルト使用のスペーサーユニット組込みが可能であるが、本発明による１０本ボルト及び１２本ボルトのたわみ板を使用する場合は、たわみ板径方向外側の空間を活用した通しボルト使用のスペーサーユニット組込みは難しく、本発明の８本ボルト及び６本ボルトのたわみ板を使用する場合とは一部の構成設定が異なる。フランジ１２ａは外径に外フランジ（図１１の外フランジ４２ｉ参照）を設け、アダプターハブ１１ａの外径はフランジ１２ａに合わせ大きくし、スペーサーフランジ１２ｅのボルト通過穴１２ｇは不要となる。係る構成は外径が大きくなるが、たわみ板に本発明による８本ボルト及び６本ボルトたわみ板の使用を妨げない。

本発明の図１に示されるように、被駆動軸２へ嵌合されるアダプターハブ１１ｂの軸穴径１１ｆは、軸穴径１１ｅと同様図１で、キー適用は省略されている。軸穴径１１ｅ、１１ｆは、異なる寸法を示している。アダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリング１０は、スペーサーチューブ１２ｆを挟んで左右対称で既説明に同じとなるので、反対側半分のカップリング形態の説明は省略する。

本発明の図５に示されるように、反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリング２０は、駆動軸３に嵌合される反転ハブ２１ａと、被駆動軸４に嵌合される反転ハブ２１ｂと、反転ハブ毎のたわみ板２３を含む連結部と、反転ハブ毎の分割スペーサー２２ａと、分割スペーサー間の締結用金物を主な構成要素とする。たわみ板２３を含む連結部は、図５にたわみ板を含む連結部Ｊとして示されるが、図５では、たわみ板用ボルト２４ａ側を代表として表示し、２４ｂ側を含む表示は省略した。たわみ板には、本発明による６本ボルトのたわみ板を使用し、分割スペーサー形状には、つづみ形状を採用した。

本発明の図５に示されるように、反転ハブ２１ａは、駆動軸３へ軸穴径２１ｇで嵌合される。一般に駆動軸３と軸穴径２１ｇの嵌合は、焼きばめとキー適用が併用される。但し図５でキー適用は、省略されている。

本発明の図５に示されるように、反転ハブフランジ２１ｃは、カップリング全長に近い軸方向外側位置に配置され、３ヶ所のリーマ穴にクランプワッシャー２６（２ヶ）、バックアップワッシャー２５を介したたわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト）２４ａ、座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）２７を使って、耐食性金属の薄板を積層して構成されるたわみ板２３の３取付穴へ締結される。たわみ板２３の残り３ヶ所の取付穴のたわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト）２４ｂの頭部、バックアップワッシャー２５は、反転ハブフランジ２１ｃにストレート穴２１ｉを設け収納される。

本発明の図５に示されるように、たわみ板２３は、残り３ヶ所の取付穴にクランプワッシャー２６（２ヶ）、バックアップワッシャー２５を介したたわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト）２４ｂ、座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）２７を使って、分割スペーサーフランジ２２ｃの３ヶ所のリーマ穴に締結される。本発明の図５、図６に示されるように、たわみ板２３の取付穴６ヶ所の内３ヶ所は、たわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト）２４ａを使い反転ハブフランジ２１ｃのリーマ穴へ、残り３ヶ所は、たわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト）２４ｂを使い分割スペーサーフランジ２２ｃのリーマ穴へ、それぞれ締結される。反転ハブフランジ２１ｃの３ヶ所のリーマ穴に締結されるたわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト）２４ａの頭部、バックアップワッシャー２５は、分割スペーサーフランジ２２ｃに段付穴２２ｇを設け収納される。

本発明の図５に相当する従来のカップリングのたわみ板用ボルトは、図１１に従来のたわみ板用ボルト（六角段付ボルト）４４ａ、ナットは、従来の回り止めナット４７として示される。反転ハブのボス径は、たわみ板内縁側及び分割スペーサーチューブ内径側に収納されるため、たわみ板内縁側を拡大すると共に、分割スペーサーチューブ内径も拡大する必要があった。そのためたわみ板用ボルト、ナットは、従来の組込み方法から見直しした。本締めの従来のボルトとナットの締付は、ソケット工具を従来のストレート穴４１ｉに装入し、ボルトの六角頭を固定する、又は、ナットを回す必要があった。段付ボルトとしてねじサイズを小さくする事で、ソケット工具外径は小さくできるが、限度がある。新しいたわみ板用ボルトは、六角穴付段付ボルトとする事で、ソケット工具のストレート穴への装入が不要となり、ストレート穴の段付穴への変更も可能となった。さらに、六角穴付段付ボルト２４ａ及び２４ｂは、原則通りストレート穴又は段付穴側よりの組込みとした。本発明の図５、図６に示されるように、径を狭めた段付穴２２ｇは、六角穴付段付ボルト２４ａの頭部を収納でき、分割スペーサーチューブ２２ｅの位置を、径方向外側へ移設できた。バックアップワッシャー２５は、軸方向に動いても干渉を起こさない。又、分割スペーサーフランジ２２ｃに段付穴２２ｇでなく通常のストレート穴２１ｉを適用した場合、分割スペーサーチューブ２２ｅの径方向位置及び反転ハブボス径２１ｅは内側に若干狭められ、許容最大軸径も若干低下するが、実用性が損なわれる程ではない。段付穴は、許容最大軸径４５％（外径比）を必要とする場合に適用されるのが良い。

本発明の図５に示されるように、分割スペーサー２２ａは、軸方向に充分な長さを持ち、分割、接合の分割スペーサー内フランジ２２ｉを隣接された分割スペーサーと端面同士で接している。各分割スペーサー内フランジ２２ｉの９ヶ所のリーマ穴を介し、ボルト（六角穴付ボルト又は六角ボルト）２８、回り止めナット２９を使って、分割スペーサー２２ａ同士は締結される。

本発明の図５に示されるように、被駆動軸４へ嵌合される反転ハブ２１ｂの軸穴径２１ｈは、軸穴径２１ｇと同様図５で、キー適用は省略されている。軸穴径２１ｇ、２１ｈは、異なる寸法を示している。反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリング２０は、分割スペーサー２２ａ同士が分割、接合される中央の分割スペーサー内フランジ接触面を挟んで左右対称で既説明に同じとなるので、反対側半分のカップリング形態の説明は省略する。

次に動作について説明する。例えば、図１のアダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリング１０の駆動軸１が、モーター側に繋がっていて回転する。次に軸穴径１１ｅの嵌合（焼ばめ及びキー適用）を介してアダプターハブ１１ａ、アダプターハブフランジ１１ｃの１６ヶ所のリーマ穴に伝わっていく。次に１６ヶ所の回り止めナット１９、ボルト（六角穴付ボルト）１８を介してフランジ１２ａ、フランジ１２ａの４ヶ所のたわみ板用ボルトリーマ穴へ伝わっていく。次に４ヶ所の座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）１７、たわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト又は座付六角段付ボルト）１４ａ、バックアップワッシャー１５、クランプワッシャー１６（２ヶ）を介してたわみ板１３の４ヶ所の取付穴、たわみ板１３の残り４ヶ所の取付穴へ伝わっていく。次に４ヶ所のクランプワッシャー１６（２ヶ）、バックアップワッシャー１５、たわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト又は座付六角段付ボルト）１４ｂ、座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）１７を介してスペーサーフランジ１２ｅの４ヶ所のたわみ板用ボルトリーマ穴、スペーサーチューブ１２ｆへ伝わっていく。以下被駆動軸２までは、同様の動作となるので省略する。

図５の反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリング２０の動作は、例えば、駆動軸３がモータ側に繋がっていて回転する。次に軸穴径２１ｇの嵌合（焼ばめ及びキー適用）を介して反転ハブ２１ａ、反転ハブフランジ２１ｃの３ヶ所のたわみ板用ボルトリーマ穴へ伝わっていく。次に３ヶ所の座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）２７、たわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト）２４ａ、バックアップワッシャー２５、クランプワッシャー２６（２ヶ）を介してたわみ板２３の３ヶ所の取付穴、たわみ板２３の残り３ヶ所の取付穴へ伝わっていく。次に３ヶ所のクランプワッシャー２６（２ヶ）、バックアップワッシャー２５、たわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト）２４ｂ、座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）２７を介して分割スペーサーフランジ２２ｃの３ヶ所のたわみ板用ボルトリーマ穴、分割スペーサーチューブ２２ｅ、分割スペーサー内フランジ２２ｉの９ヶ所のリーマ穴へ伝わっていく。次に隣接される分割スペーサー内フランジ２２ｉの９ヶ所のリーマ穴へ、ボルト（六角穴付ボルト又は六角ボルト）２８、回り止めナット２９を介して伝わっていく。以下被駆動軸４までは、同様の動作となるので省略する。

本発明のアダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリング１０及び反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリング２０は、主要な部位の寸法設定に標準数（Ｒ２０）を適用可能である。従って、本発明のアダプターハブ及び反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリングは、従来不向きであった例えば歯車形軸継手、並−延長軸形、両並形への置換適用に対応可能である。

本発明のアダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリング１０及び反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリング２０は、駆動側及び被駆動側の状況によっては、各々の半分づつを組み合わせ使用する事も、可能である。例えば、駆動軸及び被駆動軸の軸径不釣合い、駆動側がフランジ付軸と被駆動側が丸軸との組合せ等に対応する時である。
なお、本発明のたわみ板を、板ばね式フレキシブルカップリング以外の用途に使用することを妨げるものではない。

上述の発明は、たわみ性大のたわみ板及び該たわみ板を用いた、より機能的な板ばね式フレキシブルカップリングとして利用可能である。

１ 駆動軸
２ 被駆動軸
３ 駆動軸
４ 被駆動軸
５ 駆動軸
６ 被駆動軸
７ 駆動軸
８ 被駆動軸
１０ アダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリング
１０ａ スペーサーユニット
１１ａ アダプターハブ
１１ｂ アダプターハブ
１１ｃ アダプターハブフランジ
１１ｅ 軸穴径
１１ｆ 軸穴径
１１ｇ アダプターハブボス径
１２ａ フランジ
１２ｂ フランジ突出部
１２ｃ ボルト座ぐり穴
１２ｄ スペーサー
１２ｅ スペーサーフランジ
１２ｆ スペーサーチューブ
１２ｇ ボルト通過穴
１２ｈ ストレート穴
１２ｉ フランジ内径
Ｌ たわみ板の腕の長さ
Ａｏ ボルト間中央の従来の改良丸形たわみ板断面積
Ｏ クランプワッシャー１６のクランプ平面と円弧球面の境界（円）上にあり、かつたわみ板１３の腕の中心線と交差する点
Ｐ 従来の改良丸形の点線円弧形状とたわみ板クランプ平面の端部Ｏを通る直線との交点
Ｊ たわみ板を含む連結部
１３ たわみ板
１３ａ たわみ板内縁側
１３ｂ たわみ板外縁側
１４ａ たわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト又は座付六角段付ボルト）
１４ｂ たわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト又は座付六角段付ボルト）
１５ バックアップワッシャー
１６ クランプワッシャー
１７ 座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）
１８ ボルト（六角穴付ボルト）
１９ 回り止めナット
２０ 反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリング
２１ａ 反転ハブ
２１ｂ 反転ハブ
２１ｃ 反転ハブフランジ
２１ｅ 反転ハブボス径
２１ｇ 軸穴径
２１ｈ 軸穴径
２１ｉ ストレート穴
２２ａ 分割スペーサー
２２ｃ 分割スペーサーフランジ
２２ｅ 分割スペーサーチューブ
２２ｇ 段付穴
２２ｉ 分割スペーサー内フランジ
Ｌ たわみ板の腕の長さ
Ａｏ ボルト間中央の従来の改良丸形たわみ板断面積
Ｏ クランプワッシャー２６のクランプ平面と円弧球面の境界（円）上にあり、かつたわみ板２３の腕の中心線と交差する点
Ｐ 従来の改良丸形の点線円弧形状とたわみ板クランプ平面の端部Ｏを通る直線との交点
Ｊ たわみ板を含む連結部
２３ たわみ板
２３ａ たわみ板内縁側
２３ｂ たわみ板外縁側
２４ａ たわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト）
２４ｂ たわみ板用ボルト（六角穴付段付ボルト）
２５ バックアップワッシャー
２６ クランプワッシャー
２７ 座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）
２８ ボルト（六角穴付ボルト又は六角ボルト）
２９ 回り止めナット
３０ 従来のアダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリング
３０ａ 従来のスペーサーユニット
３１ａ 従来のアダプターハブ
３１ｂ 従来のアダプターハブ
３１ｃ 従来のアダプターハブフランジ
３１ｅ 従来の軸穴径
３１ｆ 従来の軸穴径
３１ｇ 従来のアダプターハブボス径
３２ａ 従来のフランジ
３２ｂ 従来のフランジ突出部
３２ｄ 従来のスペーサー
３２ｅ 従来のスペーサーフランジ
３２ｆ 従来のスペーサーチューブ
３２ｈ 従来のストレート穴
３２ｉ 従来のフランジ内径
３３ 従来のたわみ板
３３ａ 従来のたわみ板内縁側
３３ｂ 従来のたわみ板外縁側
３４ａ 従来のたわみ板用ボルト（六角段付ボルト）
３４ｂ 従来のたわみ板用ボルト（六角段付ボルト）
３５ 従来のバックアップワッシャー
３６ 従来のクランプワッシャー
３７ 従来の回り止めナット
３８ 従来のボルト（六角ボルト）
３９ 従来のばね座金
４０ 従来の反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリング
４１ａ 従来の反転ハブ
４１ｂ 従来の反転ハブ
４１ｃ 従来の反転ハブフランジ
４１ｅ 従来の反転ハブボス径
４１ｇ 従来の軸穴径
４１ｈ 従来の軸穴径
４１ｉ 従来のストレート穴
４２ａ 従来の分割スペーサー
４２ｃ 従来の分割スペーサーフランジ
４２ｅ 従来の分割スペーサーチューブ
４２ｉ 従来の分割スペーサー外フランジ
４３ 従来のたわみ板
４３ａ 従来のたわみ板内縁側
４４ａ 従来のたわみ板用ボルト（六角段付ボルト）
４４ｂ 従来のたわみ板用ボルト（六角段付ボルト）
４５ 従来のバックアップワッシャー
４６ 従来のクランプワッシャー
４７ 従来の回り止めナット
４８ 従来のボルト（六角ボルト）
４９ 従来の回り止めナット

Claims (5)

1. 板ばね式フレキシブルカップリングにおいて、駆動側ハブ又はフランジ、及び、被駆動側ハブ又はフランジと、中間スペーサーとの間に連結される、薄板を積層してなる８本ボルト以上の金属性たわみ板であって、前記たわみ板を平面視した円輪形状における内径を２Ｒｉとしたとき、隣接するたわみ板用ボルトとたわみ板用ボルト、及び、たわみ板内縁側とたわみ板外縁側に囲まれたつづみ形の部分をたわみ板の腕とすると、前記たわみ板の腕の内縁側及び外縁側の中心を通る中心線と、クランプワッシャー（１６）のクランプ平面と円弧球面の境界（円）上で交差する、２つの点（Ｏ）が特定され、前記２つの点（Ｏ）を通るたわみ板の腕の中心線に垂直な２平面とたわみ板内縁側及びたわみ板外縁側の円弧形状（Ｒｉ）と交わる内縁側及び外縁側の各々２つの交点（Ｐ）が特定され、前記たわみ板内縁側及び外縁側の各々２つの交点（Ｐ）を通るたわみ板内縁側（１３ａ）及びたわみ板外縁側（１３ｂ）が内外から見て凹なる新規円弧形状として特定され、前記新規円弧形状の半径Ｒｘを、
   Ｒｉ×０．８０≧Ｒｘ≧Ｒｉ×０．２５
   としたことを特徴とするたわみ板。
2. 板ばね式フレキシブルカップリングにおいて、駆動側ハブ又はフランジ、及び、被駆動側ハブ又はフランジと、中間スペーサーとの間に連結される、薄板を積層してなる６本ボルトの金属性たわみ板であって、前記たわみ板を平面視した円輪形状における外径を２Ｒｏとしたとき、隣接するたわみ板用ボルトとたわみ板用ボルト、及び、たわみ板内縁側とたわみ板外縁側に囲まれたつづみ形の部分をたわみ板の腕とすると、前記たわみ板の腕の内縁側及び外縁側の中心を通る中心線と、クランプワッシャー（２６）のクランプ平面と円弧球面の境界（円）上で交差する、２つの点（Ｏ）が特定され、前記２つの点（Ｏ）を通るたわみ板の腕の中心線に垂直な２平面とたわみ板内縁側及びたわみ板外縁側の円弧形状（Ｒｉ）と交わる内縁側及び外縁側の各々２つの交点（Ｐ）が特定されるが外縁側のみ採用し、前記たわみ板外縁側の２つの交点（Ｐ）を通るたわみ板外縁側（２３ｂ）が外から見て凹なる新規円弧形状として特定され、前記新規円弧形状の半径Ｒｘを、
   Ｒｏ×０．８０≦Ｒｘ≦Ｒｏ
   としたことを特徴とするたわみ板。
3. アダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリングにおいて、カップリング駆動側及び被駆動側が、アダプターハブ、ボルト座ぐり穴を有するフランジ、スペーサーフランジにボルト通過穴を有するスペーサー、スペーサーとフランジ間のたわみ板を含む連結部、アダプターハブとフランジ間の締結用金物より構成され、前記たわみ板は、請求項1記載のたわみ板であってボルト数が８本ボルトのたわみ板、又は、請求項２記載のたわみ板が用いられることを特徴とする板ばね式フレキシブルカップリング。
4. アダプターハブの板ばね式フレキシブルカップリングにおいて、カップリング駆動側及び被駆動側が、外径を大きくしたアダプターハブ、外フランジを有するフランジ、スペーサー、スペーサーとフランジ間のたわみ板を含む連結部、アダプターハブとフランジ間の締結用金物より構成され、前記たわみ板は、請求項1記載のたわみ板、又は、請求項２記載のたわみ板が用いられることを特徴とする板ばね式フレキシブルカップリング。
5. 反転ハブの板ばね式フレキシブルカップリングにおいて、カップリング駆動側及び被駆動側が、反転ハブ、分割スペーサーフランジのストレート穴を必要に応じ段付穴とした分割スペーサー、反転ハブと分割スペーサー間のたわみ板を含む連結部、分割スペーサー間の締結用金物より構成され、前記たわみ板は、請求項１記載のたわみ板、又は、請求項２記載のたわみ板が用いられることを特徴とする板ばね式フレキシブルカップリング。

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