JPH02221732A

JPH02221732A - 捩り振動止め装置

Info

Publication number: JPH02221732A
Application number: JP4191789A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Kano; 嘉納　茂樹
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1989-02-23
Publication date: 1990-09-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、回転電機の発生する捩り振動または内燃機関
のクランク軸の捩り振動等を、抑制するための粘弾性体
を使用する捩り振動止め装置に関するものである。

（従来の技術）一方の軸から他方の軸に負荷される軸系では、例えばタ
ービン発電機軸系の短絡時、同期電動機軸系の始動時ま
たはディーゼル発電機軸系の運転等に、軸系に発生する
捩り振動により軸が疲労破壊し、運転を停止した例もあ
る。

従来から、駆動側と被駆動側の間に設置される捩り振動
止め装置には、種々の構成のものが実用または提案され
ている。

例えば第２図に示す軸継手もその一例であり、対向する
面に突出部１ａを有するフランジ１，１を各々の軸端に
設置し、その間に突出部１ａが交互に挿入される溝２ａ
を有する粘弾性体２を設置し、この粘弾性体２の圧縮に
より減衰力を生じさせ、捩り振動を止める。なお、粘弾
性体２は、例えば天然ゴムまたは合成ゴムで形成されて
いる。

この軸継手は、比較的安価で、構造が単純であるため、
広く用いられてはいるが、軸トルクそのものもこの粘弾
性体２を介して伝達している関係上、劣化が著しく早い
という欠点がよく知られている。この粘弾性体２を交換
するため、プラントを停止することは、粘弾性体２のコ
ストよりもむしろプラントの停止に伴う損失の方がはる
かに大きく、経済的ではなかった。

また、第３図および第４図に示す捩り振動止めもその一
例であり、対向する面に、組合わせたとき間隙が形成で
きるような渦巻状の突出部３ａを有するフランジ３，３
を各々の軸端に設置し、その間隙に強粘性体（図示しな
い）を充填している（特開昭５３−５２８０９号）。

この構造は、液体である強粘性体を充填するので、これ
のシールが必要となって構造が複雑となり、このシール
が損傷すると強粘性体が漏洩し、初期の目的を達成する
ことができない。また、この構造自体が薄板で複雑に構
成されているから、大きなトルクの伝達には適していな
い。さらに、各構成部品の強度計算に多大の時間を要し
、精度が悪い。

ざらに、第５図に示す捩り振動減衰装置もその一例であ
り、両端にフランジ４ａを有する中空のトルク伝達軸４
と、このトルクの伝達軸４の内側にインサート５を焼き
ばめした構造である。この焼きばめは、トルク伝達軸の
捩り応力と中空軸のフープ応力を考慮して最適な減衰の
得られる接触圧力が選択される。トルク伝達軸４の捩り
撮動による軸の角変位を、内側に焼きばめられたインサ
ート５とトルク伝達軸４の摩擦力により減衰させるもの
である（特開昭５３−１０７５６７号）。

この構造は、簡単な構成で、中空軸により大トルクの伝
達が可能となる点では良いが、摩擦力が長年の運転によ
り変化し、減衰力として効果が徐々に減少していく欠点
がある。したがって、長年の運転で捩り撮動を抑制でき
ず、遂に軸の破壊につながることが予想される。

（発明が解決しようとする課題）以上説明したように、粘弾性体でトルクを伝達するもの
においては、それぞれ粘弾性体の劣化による交換および
これに伴うプラントの停止という欠点があり、強粘性体
を用いるものにおいては、強粘性体のシール構造のＷ！
雑および大容量のトルク伝達に適さないという欠点があ
り、焼きばめするものにおいては、長年に亘る運転によ
り摩擦力が低下する欠点があり、これらの欠点を解消し
た捩り振動止め装置の実現が望まれていた。

そこで、本発明の目的は、粘弾性体の劣化を極力減らし
、簡単な構成で、大容量のトルク伝達ができ、長年に亘
り捩り撮動を抑制させることができる捩り振動止め装置
を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、同心円上に配置された一対の軸部材を備え、
一方の軸方向端部では結合し、他方の軸方向端部には隙
間を形成し、この隙間に粘弾性体を配置すると共に一対
の軸部材に固着させたものである。

（作　用）トルクは、同心円に配置された一方の軸部材により伝達
され、大きなトルクまで充分伝達できる。

トルク伝達の行われない他方の軸部材において、結合部
は一対軸部材の角変位は零（０）であるが、非結合部で
は一対の軸部材間に角変位を生じる。

そこで、この非結合部に粘弾性体を１ｆｆｆｔすれば、
捩れ振動を抑制することができる。

従来の直接粘弾性体を介してトルクを伝達するものは、
トルク伝達によるエネルギーと撮動エネルギーの両方が
加えられていたのに対し、本発明の粘弾性体では、捩れ
撮動の減衰エネルギーのみでトルクエネルギーは消費さ
れない。捩り振動の減衰エネルギーは、トルクエネルギ
ーの約１０％程度であり、粘弾性体の疲労は、加えられ
たエネルギーに比例する。したがって、本発明の粘弾性
体の寿命は、従来の寿命（約２〜３年）の約１０倍（２
０〜３０年）と大幅に長くなり、プラント等に対して長
期の安定した運転を維持できる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は、本発明の一実施例の構成を示す断面図である。

同図において、捩れ振動止め装置は、駆動側と被駆動側
中間に設置されてその間のトルク伝達をするが、一方の
端部に駆動側の回転軸と連結するボルトのねじ穴（図示
しない）を設けたフランジ１０ａを設け、この７ランジ
１０ａの内面側に段部１０ｂを設けたトルク伝達軸１０
と、・このトルク伝達軸１０の他方の端部にはキー（図
示しない）等を用いて一体に回転するように結合し、被
駆動側の回転軸と連結するボルトのねじ穴（図示しない
）を設けたフランジ１１と、中空状でトルク伝達軸１０
の外周側に配置され、トルク伝達軸１０の段部１０ｂに
一方の端部を強固な焼きばめにより結合し、他方の端部
をフランジ１１と隙間を設けて対向しフランジ１２ａ＠
設けた中空軸１２と、この中空軸１２のフランジ１２ａ
とフランジ１１の隙間に配置され、両側面をトルク伝達
軸１０と中空軸１２のそれぞれに接着または伯の手段に
より固着した粘弾性体１３で構成される。ここで、粘弾
性体１３は、合成ゴム、天然ゴムまたはアラミド系化合
物（例えばケブラ）等の材料から形成する。

なお、以上説明では、粘弾性体１３を駆動側に設置した
が、被駆動側に設置してもよい。

次に、以上のように構成された実施例の作用を説明する
。まず、トルクが作用していない場合、トルク伝達軸１
０と中空軸１２の相対角変位は、同図にＸで示す結合側
では両者が結合されているため零（０）であるが、反対
側の同図にＹで示す非結合側では両者間に角変位を生じ
る。これは、中空軸１２が角変位を生じないからである
。そこで、この相対角変位を利用し、この間に粘弾性体
１３を設置すると、この粘弾性体１３が角変位に抵抗し
、あたかも中空軸１２側がトルク伝達軸１０の捩りを抑
えるように作用する。通常の静的な捩りでは、若干粘弾
性体１３が変形するのみであるが、撮動が発生した場合
にはこれを抑制するように作用する。これにより捩り撮
動を防止することができ、軸の破壊を防ぐことができる
。

したがって、以上のように構成した実施例によれば、粘
弾性体を介してトルクも伝達する従来の軸継手に比較し
、通常のトルクを粘弾性体を介して伝達しないため、粘
弾性体に作用するエネルギーが少なくなり、寿命を長く
することができる。

また、密閉構造として強粘性体を封入する従来の捩れ振
動止めに比較し、単純な構成で、製作も容易となり、コ
スト的にも有利で、かつ設計計算もヤり易い。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、粘弾性体の劣化を
極力減らして捩り撮動の抑制を長期間に亘って保持させ
ることができ、構成も簡単で製作も容易とした捩り振動
止め装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
の軸継手を分解して示す斜視図、第３図は従来の捩り振
動止めを示す断面図、第４図は第３図に示す捩り振動止
めの要部を示す斜視図、第５図は第３図と異なる従来の
捩り振動止めを示す断面図である。１０・・・トルク伝達軸１１・・・フランジ１２・・・中空軸１３・・・粘弾性体ＩＸＩＩ＠Ｙａ第１図

Claims

【特許請求の範囲】

同心円上に配置された一対の軸部材を備え、一方の軸端
部では結合し、他方の軸方向端部には隙間を形成し、こ
の隙間に粘弾性体を配置すると共に前記一対の軸部材に
固着させたことを特徴とする捩り振動止め装置。