JP6315857B1 - フライホイールの締結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】締付作業が簡単で、かつ、安定した締付力を得ることができ、かつ、軸のフランジの外径寸法の大型化を防止できて安価なフライホイールの締結構造を提供すること。【解決手段】第１軸（１）の第１フランジ（１ａ）と第１フライホイール（３）とが、複数の第１ボルト（１１）と、外周面に油圧締めのための回し穴（１８）を有する複数の第１ナット（１２）とで締結されている。第２軸（２）の第２フランジ（２ａ）と第２フライホイール（４）とが、複数の第２ボルト（２１）と、外周面に油圧締めのための回し穴（１８）を有する複数の第２ナット（２２）とで締結されている。上記第１フライホイール（３）と第２フライホイール（４）とが可撓性継手部（３０）によって連結されている。【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、エンジンと発電機とを接続するためのフライホイールの締結構造に関する。

従来、この種のフライホイールの締結構造としては、特許文献１（特開平７−２２４８４９号公報）に記載のものがある。

この従来のフライホイールの締結構造では、エンジンの出力軸にフライホイールを複数の六角ボルトでいわゆるトルク締め（トルクをかけて締め付けること）や角度締め（一定の締付トルクになってから一定角度回転させること）により締結し、発電機の入力軸のフランジにフライホイールを複数の六角ボルトでトルク締めや角度締めにより締結している。

特開平７−２２４８４９号公報

しかしながら、上記エンジンと発電機が大型の機関の場合には、上記従来のフライホイールの締結構造では、トルク締めをすると六角ボルトの締付トルクが例えば１０００Ｎｍ以上にもなって、人力による締結作業が困難である。

また、太い複数の六角ボルトを同一ピッチ円上に配置しょうとすると、六角ボルトの頭部の締付時に締付工具の干渉を防止するために、クランク軸のフランジの外径寸法が大きくなり、クランク軸のコストが高くなる。このクランク軸は一般に鍛造品であるから、その鍛造品のクランク軸の金型のコストは、そのクランク軸のフランジの外径寸法が大きくなるにつれて加速度的に高くなって、クランク軸のコストも加速度的に高くなる。

一方、締付トルクを小さくするために、多数の六角ボルトを使用すると、クランク軸のフランジの外径寸法が大きくなって、クランク軸のコストが高くなり、かつ、締付作業が煩雑になって時間がかかるという問題がある。

そこで、この発明の課題は、締付作業が容易で、クランク軸などの軸のフランジの外径寸法の大型化を防止できて安価なフライホイールの締結構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のフライホイールの締結構造は、
第１軸の第１フランジと第１フライホイールとが、複数の第１ボルトと、外周面に油圧締めのための回し穴を有する複数の第１丸ナットとで締結されており、
第２軸の第２フランジと第２フライホイールとが、複数の第２ボルトと、外周面に油圧締めのための回し穴を有する複数の第２丸ナットとで締結されており、
上記第１フライホイールと第２フライホイールとが可撓性継手部によって連結されており、
上記第１ボルトおよび第１丸ナットは同一ピッチ円上に配置されており、
上記第２ボルトおよび第２丸ナットは上記ピッチ円と同じ直径の同一ピッチ円上に配置されており、
上記第１ボルトおよび第１丸ナットと、上記第２ボルトおよび第２丸ナットとは互い違いに配置されていて、かつ、上記第１ボルトおよび第１丸ナットと上記第２ボルトおよび第２丸ナットとは、上記第１フライホイールと第２フライホイールとの距離が短くなるように、お互いに交互に入り組むように配置されており、
複数の上記可撓性継手部は、上記第１および第２丸ナットの上記ピッチ円よりも大きなピッチ円上に等間隔に配置されていて、上記複数の可撓性継手部のピッチ円の内側に上記第１および第２丸ナットが配置されていることを特徴としている。

上記構成のフライホイールの締結構造によれば、油圧ジャッキを用いて複数の第１ボルトに規定の引張力を与えて伸長させて（この規定の引張力が規定の締付力を生じることになる。）、複数の第１丸ナットを第１フランジまたは第１フライホイールの座面からフリーの状態で、それらの第１丸ナットを、回し穴に挿入したピンを手動で操作して複数の第１ボルトの回りに回転させて着座方向に進行させ、その後、油圧ジャッキの油圧を解放して第１ボルトを収縮させて、複数の第１丸ナットを第１フランジまたは第１フライホイールの座面に着座させて、第１丸ナットの締付を完了する。第２ボルトおよび第２丸ナットについても同様である。

このように、油圧ジャッキでボルトを引っ張り上げて行う締付（いわゆる油圧締め）によって、第１丸ナットおよび第２丸ナットをフリーの状態、つまり、締付トルクがかからない状態で回転させるので、締付時の座面およびネジ面の摩擦力を無視できるから、安定した軸力、ひいては正確かつ安定した締付力を確保することができる。

また、このように油圧締めによって、第１丸ナットおよび第２丸ナットをフリーの状態、つまり、締付トルクがかからない状態で回転させるので、トルク締めの場合には作業者の手では締め付けることができないような大径の第１ボルトおよび第２ボルトであっても、第１丸ナットおよび第２丸ナットを人力で簡単に回転させることによって使用することができる。

したがって、少数の大径の第１ボルトおよび第２ボルトを使用しても、第１丸ナットおよび第２丸ナットを殆どトルクがかからない状態で人力により回転して締付ができるから、締付作業が簡単で、身体的な負担も少ない。

また、この発明によれば、第１丸ナットおよび第２丸ナットを殆どトルクがかからないフリーの状態で人力により回転して締付ができて、大径の第１ボルトおよび第２ボルトを使用することができるから、トルク締めの場合に人力で締付ができるように、締付トルクを小さくするために、多数の六角ボルトを使用する場合に比べて、締付作業が簡単になって作業時間が短縮することができる。

また、この発明によれば、複数の第１ボルトおよび複数の第１丸ナットを同一ピッチ円上に配置しても、第１ナットを油圧締めで殆どトルクが掛からない状態で回転できるから、第１丸ナットの回し穴に旋回用の比較的に小さなピンを挿入して回転できる。第２ボルトおよび第２丸ナットについても同様である。

したがって、この発明によれば、トルク締めの場合、大径の六角ボルトまたは六角ナットを回転させる大型のレンチの干渉を防止するために必然的にクランク軸などの軸のフランジが大型になるのに比べて、上記六角ボルトの頭部または六角ナットの外径に比べて、油圧締めのために大きなトルクをかける必要がないため小径である第１丸ナットおよび第２丸ナットを有し、かつ、この第１丸ナットおよび第２丸ナットは回し穴にピンを挿入して簡単に回転できるから、ピンの干渉を殆ど考慮する必要がなくて、第１および第２フランジの外径寸法を小さくできて、コストダウンをすることができる。特に、フランジを有するクランク軸などの軸が鍛造品である場合は、それらの金型を小型化できて、大幅にコストダウンをすることができる。

さらに、複数の油圧ジャッキを連結して複数の油圧ジャッキに同じ油圧を印加して、複数のボルトに同じ引張力を与えることができるから、複数の大型ボルトを同時かつ均一に締付けることができ、締付力にバラツキが生じ無い。

上記発明によれば、上記第１ボルトおよび第１丸ナットと、上記第２ボルトおよび第２丸ナットとは互い違いに配置されているから、上記第１ボルトおよび第１丸ナットと、上記第２ボルトおよび第２丸ナットとの干渉を防止できて、第１フライホイールと第２フライホイールとの軸方向の距離を短くすることができる。

この発明によれば、締付作業が簡単で、かつ、安定した締付力を得ることができ、かつ、第１および第２軸の第１および第２フランジの外径寸法の大型化を防止できて安価なフライホイールの締結構造を提供することができる。

この発明の１実施形態のフライホイールの締結構造の断面図である。 上記実施形態のフライホイールの締結構造の側面図である。

以下、この発明を図示の実施形態により詳細に説明する。

図１に示すように、この実施形態のフライホイールの締結構造は、例えばエンジンの出力軸（クランク軸）からなる第１軸１と、例えば発電機の入力軸からなる第２軸２とを備え、第１軸１と第２軸２とは略同一軸心上に配置している。この第１軸１は端部に第１フランジ１ａを有し、第２軸２も第２フランジ２ａを有する。

図１および２に示すように、上記第１フランジ１ａと第１フライホイール３とは同一ピッチ円上に等間隔に配置した複数の貫通穴３ａ，３ａ，３ａ...を有し、それらの貫通穴３ａ，３ａ，３ａ...に複数の第１ボルト１１，１１，１１...を挿通している。上記第１ボルト１１の両端のネジに第１ナットの一例としての第１丸ナット１２を螺合して、第１フランジ１ａと第１フライホイール３とを締結している。また、上記第２フランジ２ａと第２フライホイール４とは同一ピッチ円上に等間隔に配置した複数の貫通穴４ａ，４ａ，４ａ...を有し、それらの貫通穴４ａ，４ａ，４ａ...に複数の第２ボルト２１，２１，２１...を挿通している。第２ボルト２１の両端のネジに第２ナットの一例としての第２丸ナット２２を螺合して、第２フランジ２ａと第２フライホイール４とを締結している。第１および第２丸ナット１２，２２の外周の円筒面に半径方向に延びる複数の油圧締めのための回し穴１８，１８，１８，...を設けている。なお、この実施形態では、第１および第２ナットの一例として、第１および第２丸ナット１２，２２を用いたが、図示しない第１および第２六角ナットを用いてもよい。この第１および第２六角ナットの周面にも、油圧締めのための回し穴を設ける。

上記第１ボルト１１および第１丸ナット１２と、上記第２ボルト２１および第２丸ナット２２とは、図２に示すように、互い違いに配置していて、第１ボルト１１および第１丸ナット１２と第２ボルト２１および第２丸ナット２２との干渉を防止して、第１フライホイール３と第２フライホイール４との距離を短くできるようにしている。

一方、上記第１フライホイール３と第２フライホイール４とは、複数の第１および第２ボルト１１，２１と第１および第２丸ナット１２，２２のピッチ円よりも大きなピッチ円上に等間隔に配置した複数の可撓性継手部３０によって弾性的に連結している。

上記可撓性継手部３０は、段付軸３１と、例えばゴムからなる弾性体３２と、この弾性体３２を案内するスリーブ３３とを含む。上記段付軸３１は、先端にネジが切られた小径部３１ａと、この小径部３１ａよりも大径な大径部３１ｂと、この大径部３１ｂに設けられた鍔部３１ｃとを有する。上記小径部３１ａのネジにナット３５を締め付けて、このナット３５と鍔部３１ｃで第１フライホイール３を挟んで、段付軸３１を第１フライホイール３に回転可能に取り付けている。上記段付軸３１の大径部３１ｂには弾性体３２を焼き付きなどにより固定している。第２フライホイール４にはスリーブ３３をボルト３６によって固定している。

上記構成のフライホイールの締結構造の締付において、まず、図１に示すように、上記第１フランジ１ａと第１フライホイール３の複数の貫通穴３ａに複数の第１ボルト１１，１１，１１，...を挿通し、第１ボルト１１の両端のネジにトルクをかけない状態で第１丸ナット１２，１２，１２，...を螺合する。左側の第１丸ナット１２は第１ボルト１１の頭部として機能させて、第１フランジ１ａの左側の面に着座させる。

次に、例えば図示しない並列または直列に連結された複数の油圧ジャッキの当接部を第１フライホイール３の右側の面に当接させて、この複数の油圧ジャッキによって複数の第１ボルト１１，１１，１１，...に右方向への引張力をかけて、右側の第１丸ナット１２，１２，１２，...を第１フライホイール３の右側の面から離間させる。

次に、上記複数の第１丸ナット１２，１２，１２，...が第１フライホイール３の右側の面から離間したフリーの状態で、それらの第１丸ナット１２，１２，１２，...を、回し穴１８に挿入した図示しないピンで第１ボルト１１，１１，１１，...の回りに回転させて着座方向に進行させ、第１フライホイール３の右側の面に接触させる。

その後、油圧ジャッキの油圧を解放して、第１ボルト１１，１１，１１，...を収縮させて、複数の右側の第１丸ナット１２，１２，１２，...を第１フライホイール３の右側の面である座面に着座させて、第１ボルト１１，１１，１１，...および左側および右側の第１丸ナット１２，１２，１２，...による第１フランジ１ａと第１フライホイール３との締付を完了する。

また、上記第２ボルト２１および第２丸ナット２２の締付も、上述の第１ボルト１１および第１丸ナット１２の締付と同様にできる。

このように、油圧ジャッキを用いてボルトに引張力を与えて締め付けるいわゆる油圧締めによって、第１丸ナット１２および第２丸ナット２２をフリーの状態、つまり、締付トルクがかからない状態で回転させるので、締付時の座面およびネジ面の摩擦力を無視できるから、安定した軸力、ひいては正確かつ安定した締付力を確保することができる。

また、このように油圧締めによって、第１丸ナット１２および第２丸ナット２２をフリーの状態、つまり、締付トルクがかからない状態で回転させるので、トルク締めの場合には作業者の手では締め付けることができないような大径の第１ボルト１１および第２ボルト２１であっても、第１丸ナット１２および第２丸ナット２２を人力で簡単に回転させることができる。

したがって、少数の大径の第１ボルト１１および第２ボルト２１を使用しても、第１丸ナット１２および第２丸ナット２２をトルクがかからない状態で人力により回転して締付ができるから、締付作業が簡単で、身体的な負担も少ない。

また、上記第１丸ナット１２および第２丸ナット２２を殆どトルクがかからない状態で人力により回転して締付ができて、大径の第１ボルト１１および第２ボルト２１を使用することができるから、トルク締めの場合に人力で締付ができるように、締付トルクを小さくするために、多数の六角ボルトを使用する場合に比べて、締付作業が簡単になって作業時間を短縮することができる。

また、上記複数の第１ボルト１１および複数の第１丸ナット１２を同一ピッチ円上に配置しても、第１丸ナット１２を油圧締めでトルクが掛からない状態で回転できるから、第１丸ナット１２の回し穴１８に旋回用の比較的に小さなピンを挿入して回転できる。第２ボルト２１および第２丸ナット２２についても同様である。

したがって、この実施形態によれば、トルク締めの場合、大径の六角ボルトまたは六角ナットを回転させる大型のレンチの干渉を防止するために必然的に軸のフランジが大型になるのに比べて、六角ボルトの頭部または六角ナットの外径に比べて小径の第１丸ナット１２および第２丸ナット２２を有し、かつ、この第１丸ナット１２および第２丸ナット２２の回し穴１８に比較的短いピン（トルクが殆ど化からないから長くする必要がない）を挿入して簡単に回転できるから、ピンの干渉を殆ど考慮する必要がなくて、したがって、第１および第２フランジ１ａ，２ａの外径寸法を小さくできて、コストダウンをすることができる。特に、フランジを有するクランク軸などの軸が鍛造品である場合は、それらの金型を小型化できて、大幅にコストダウンをすることができる。

さらに、複数の油圧ジャッキを連結して複数の油圧ジャッキに同じ油圧を印加して、複数の第１および第２ボルト１１，２１に同じ引張力を与えることができるから、複数の大型ボルトを同時かつ均一に締付けることができ、締付力にバラツキが生じ無い。

以上の如く、この実施形態のフライホイールの締結構造は、締付作業が簡単で、かつ、安定した締付力を得ることができ、かつ、第１および第２軸の第１および第２フランジの外径寸法の大型化を防止できて安価である。

上記実施形態および変形例で述べた構成要素は、適宜、組み合わせてもよく、また、適宜、選択、置換、あるいは、削除してもよいのは、勿論である。

１ 第１軸
１ａ 第１フランジ
２ 第２軸
２ａ 第２フランジ
３ 第１フライホイール
４ 第２フライホイール
１２ 第１丸ナット
１８ 回し穴
２１ 第２ボルト
２２ 第２丸ナット
３０ 可撓性継手部

Claims (1)

1. 第１軸の第１フランジと第１フライホイールとが、複数の第１ボルトと、外周面に油圧締めのための回し穴を有する複数の第１丸ナットとで締結されており、
   第２軸の第２フランジと第２フライホイールとが、複数の第２ボルトと、外周面に油圧締めのための回し穴を有する複数の第２丸ナットとで締結されており、
   上記第１フライホイールと第２フライホイールとが可撓性継手部によって連結されており、
   上記第１ボルトおよび第１丸ナットは同一ピッチ円上に配置されており、
   上記第２ボルトおよび第２丸ナットは上記ピッチ円と同じ直径の同一ピッチ円上に配置されており、
   上記第１ボルトおよび第１丸ナットと、上記第２ボルトおよび第２丸ナットとは互い違いに配置されていて、かつ、上記第１ボルトおよび第１丸ナットと上記第２ボルトおよび第２丸ナットとは、上記第１フライホイールと第２フライホイールとの距離が短くなるように、お互いに交互に入り組むように配置されており、
   複数の上記可撓性継手部は、上記第１および第２丸ナットの上記ピッチ円よりも大きなピッチ円上に等間隔に配置されていて、上記複数の可撓性継手部のピッチ円の内側に上記第１および第２丸ナットが配置されていることを特徴とするフライホイールの締結構造。

Images