JPS61180015A - 駆動シヤフト組立体 - Google Patents
駆動シヤフト組立体Info
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- JPS61180015A JPS61180015A JP61004448A JP444886A JPS61180015A JP S61180015 A JPS61180015 A JP S61180015A JP 61004448 A JP61004448 A JP 61004448A JP 444886 A JP444886 A JP 444886A JP S61180015 A JPS61180015 A JP S61180015A
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- Japan
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- bearing
- drive shaft
- shaft
- drive
- spring
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
- B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
- B05B3/10—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
- B05B3/1035—Driving means; Parts thereof, e.g. turbine, shaft, bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
- F16C27/04—Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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- B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
- B05B3/10—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
- B05B3/1007—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
- B05B3/1021—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces characterised by the rotating member with individual passages at its periphery
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、回転部品と共に臨界速度を越えた動作速度で
加工物を駆動回転させる装置に使用する駆動シャフト組
立体に関するものである。特に、本発明は、不平衡の状
態で質量中心の回りに加工物を回転させることを可能と
する柔軟性を持った駆動シャフト組立体に関するもので
ある。
加工物を駆動回転させる装置に使用する駆動シャフト組
立体に関するものである。特に、本発明は、不平衡の状
態で質量中心の回りに加工物を回転させることを可能と
する柔軟性を持った駆動シャフト組立体に関するもので
ある。
不平衡すなわちアンバランスな状態は不当な振動を発生
させそれは軸受及びジャーナルに悪影響を与えることが
あるので、回転機械装置は良好な平衡即ちバランスが取
られているべきであるということがかなり前から認識さ
れている。例えば、米国特許第２，３４４，７５３号に
はプロペラシャフトを平衡させる装置が開示されている
。この装置は、平衡されるべき部分を支持する為に片持
梁軸受を使用している。該軸受は、適宜のスプリングに
よってダンプされる慣性部材内に装着されており、片持
梁軸受が該慣性部材とは独立して振動可能であり且つこ
の様な独立した運動は表示装置へ伝達される様になって
いる。この様な構成は、該軸受及び慣性部材に対して固
有周波数を与え、それはプロペラシャフト内の何等かの
不平衡によって発生される振動周波数の範囲の外である
と開示されている。
させそれは軸受及びジャーナルに悪影響を与えることが
あるので、回転機械装置は良好な平衡即ちバランスが取
られているべきであるということがかなり前から認識さ
れている。例えば、米国特許第２，３４４，７５３号に
はプロペラシャフトを平衡させる装置が開示されている
。この装置は、平衡されるべき部分を支持する為に片持
梁軸受を使用している。該軸受は、適宜のスプリングに
よってダンプされる慣性部材内に装着されており、片持
梁軸受が該慣性部材とは独立して振動可能であり且つこ
の様な独立した運動は表示装置へ伝達される様になって
いる。この様な構成は、該軸受及び慣性部材に対して固
有周波数を与え、それはプロペラシャフト内の何等かの
不平衡によって発生される振動周波数の範囲の外である
と開示されている。
更に、可撓軸受支持体を使用することによる不平衡から
発生する半径方向の変位を吸収することが提案されてい
る。米国特許第３，３８８，８８０号は、支持手段の変
位が軸受自身へ伝達されることがない様に構成された可
撓軸受支持体を開示している。
発生する半径方向の変位を吸収することが提案されてい
る。米国特許第３，３８８，８８０号は、支持手段の変
位が軸受自身へ伝達されることがない様に構成された可
撓軸受支持体を開示している。
軸受支持体は可撓ウェブ部分を持っており、それはこの
様な変位を補償する為に変形されるべく適合されている
。
様な変位を補償する為に変形されるべく適合されている
。
米国特許第４，１２９，３４３号は、ボール及びソケッ
ト型の一体的軸整合型軸受組立体を開示しており、その
外部半径方向軸受リングは、軸方向スラスト軸受をその
上に装着し軸受レースを担持する少なくとも１つの半径
方向端面を持っている。
ト型の一体的軸整合型軸受組立体を開示しており、その
外部半径方向軸受リングは、軸方向スラスト軸受をその
上に装着し軸受レースを担持する少なくとも１つの半径
方向端面を持っている。
タービンや圧縮機等において、より高速の回転速度が使
用されると、動作速度が回転部分の臨界速度よりも高く
なることが多い。従って、米国特許第４，３２４，４４
０号においては、臨界速度より上で動作するロータと共
に使用する閉じ込め型軸受を開示している。閉じ込め型
軸受とロータとの間に間隙が設けられている。この間隙
は通常の動作におけるロータの振動の最大振幅と同じか
又はそれよりも一層大きい、この閉じ込め型軸受は弾性
スリーブによって支持されており、該スリーブは固定さ
れて回転することを防止している。
用されると、動作速度が回転部分の臨界速度よりも高く
なることが多い。従って、米国特許第４，３２４，４４
０号においては、臨界速度より上で動作するロータと共
に使用する閉じ込め型軸受を開示している。閉じ込め型
軸受とロータとの間に間隙が設けられている。この間隙
は通常の動作におけるロータの振動の最大振幅と同じか
又はそれよりも一層大きい、この閉じ込め型軸受は弾性
スリーブによって支持されており、該スリーブは固定さ
れて回転することを防止している。
不平衡の問題は、噴震ディスクを使用するスプレー乾燥
器において特に厳しい。煙道ガスクリーニングシステム
において使用されるスプレー乾燥器の性能は、衝動的及
び化学的な両方の反応条件に対して正確に寸法付けされ
ている洗浄溶液乃至はスラリの液滴を発生させる為に噴
霧ディスクを使用することによって最適化させることが
可能である。このことは、遠心ポンプと同様に、ディス
ク乃至はホイールを高速で回転させ、比較的静止状態の
気体中に注入されると液滴が粉砕されることによって達
成される。
器において特に厳しい。煙道ガスクリーニングシステム
において使用されるスプレー乾燥器の性能は、衝動的及
び化学的な両方の反応条件に対して正確に寸法付けされ
ている洗浄溶液乃至はスラリの液滴を発生させる為に噴
霧ディスクを使用することによって最適化させることが
可能である。このことは、遠心ポンプと同様に、ディス
ク乃至はホイールを高速で回転させ、比較的静止状態の
気体中に注入されると液滴が粉砕されることによって達
成される。
この様な装置の動作中に発生する主要な問題の１つは、
噴霧ディスクの不平衡によって発生される機械的振動の
開始である。この不平衡は、通常。
噴霧ディスクの不平衡によって発生される機械的振動の
開始である。この不平衡は、通常。
ディスク内又はその表面上に洗浄溶液生成物が不均衡に
蓄積（又は除去）される結果である。ディスク上の蓄積
は通常はゆっくりしたプロセスであり、必ずしも不平衡
になるとは限らない、この様な蓄積の遠心力による損失
は通常ステップ関数である。ホイールの浸蝕が発生する
場合、それは非常にゆっくりとしており１通常検知不能
である。
蓄積（又は除去）される結果である。ディスク上の蓄積
は通常はゆっくりしたプロセスであり、必ずしも不平衡
になるとは限らない、この様な蓄積の遠心力による損失
は通常ステップ関数である。ホイールの浸蝕が発生する
場合、それは非常にゆっくりとしており１通常検知不能
である。
破壊又は排除による耐摩耗性物質（通常はセラミック）
の損失も又ステップ関数不平衡状態を発生する。不平衡
状態があると噴霧器駆動シャフト及び支持軸受上に反作
用負荷を発生し、それはこれらの部品を非常に迅速に破
壊したり又はその寿命を著しく減少させる。明らかに、
連続して動作し且つ例えば１０，０００乃至３０．００
０ｒｐｍの高回転速度で妥当な量の不平衡を吸収するこ
とが可能な駆動シャフト組立体を提供する必要性がある
。
の損失も又ステップ関数不平衡状態を発生する。不平衡
状態があると噴霧器駆動シャフト及び支持軸受上に反作
用負荷を発生し、それはこれらの部品を非常に迅速に破
壊したり又はその寿命を著しく減少させる。明らかに、
連続して動作し且つ例えば１０，０００乃至３０．００
０ｒｐｍの高回転速度で妥当な量の不平衡を吸収するこ
とが可能な駆動シャフト組立体を提供する必要性がある
。
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、高回転速度において
も不平衡状態を吸収し連続動作させることの可能な駆動
シャフト組立体を提供することを目的とする。
した如き従来技術の欠点を解消し、高回転速度において
も不平衡状態を吸収し連続動作させることの可能な駆動
シャフト組立体を提供することを目的とする。
本発明は、通常の運転中に可変不平衡状態に露呈される
加工物へ高回転速度でトルクを印加する駆動手段を具備
する装置に使用する、駆動シャフト組立体を提供してい
る。本駆動シャフト組立体は、例えば１０，０００乃至
３０．００Ｏｒｐｍの超臨界回転速度で加工物が駆動さ
れる適用において使用するのに特に適している。それは
、加工物を支持する駆動シャフト組立体の端部が横方向
には支持されていない適用において使用する為に特に意
図されている。従って、本発明の駆動シャフト組立体は
、例えば、駆動手段と高速回転する噴霧ディスクとを相
互接続するスプレー乾燥器に使用するのに特に適してい
る。
加工物へ高回転速度でトルクを印加する駆動手段を具備
する装置に使用する、駆動シャフト組立体を提供してい
る。本駆動シャフト組立体は、例えば１０，０００乃至
３０．００Ｏｒｐｍの超臨界回転速度で加工物が駆動さ
れる適用において使用するのに特に適している。それは
、加工物を支持する駆動シャフト組立体の端部が横方向
には支持されていない適用において使用する為に特に意
図されている。従って、本発明の駆動シャフト組立体は
、例えば、駆動手段と高速回転する噴霧ディスクとを相
互接続するスプレー乾燥器に使用するのに特に適してい
る。
大略、本駆動シャフト組立体は、対向即ち反対端部を持
った長尺の内部駆動シャフトを有している。これら端部
の１つには、駆動手段からトルクを受は取る為にそれに
接続する為の係合手段が設けられている。該駆動シャフ
トの他方の端部は加工物に共同的に係合し、それにトル
クを伝達させる。実質的に円筒状の中空外部シャフトが
該駆動シャフトを円周方向に取り巻き、且つそれと同軸
的に延在している。該外部シャフトは、該駆動シャフト
に対しての外側表面から離隔されている内側表面を持っ
ている。該外部シャフトは該駆動シャフトへ接続されて
おり、好適には該係合手段と隣接している１本組立体は
、更に、該外部シャフトが該駆動シャフトとの同軸位置
からずれて移動することを可撓的に禁止する為に第１ス
プリング手段を有している。軸受担持部材が設けられて
おり、それは該外部シャフトから離隔された関係でそれ
を円周方向に取り囲み且つそれと同軸的に延在している
。軸受手段は、該外部シャフトの回転運動を許容する為
に該外部シャフトの外側表面の回りに円周方向に位置さ
れている。該軸受手段は。
った長尺の内部駆動シャフトを有している。これら端部
の１つには、駆動手段からトルクを受は取る為にそれに
接続する為の係合手段が設けられている。該駆動シャフ
トの他方の端部は加工物に共同的に係合し、それにトル
クを伝達させる。実質的に円筒状の中空外部シャフトが
該駆動シャフトを円周方向に取り巻き、且つそれと同軸
的に延在している。該外部シャフトは、該駆動シャフト
に対しての外側表面から離隔されている内側表面を持っ
ている。該外部シャフトは該駆動シャフトへ接続されて
おり、好適には該係合手段と隣接している１本組立体は
、更に、該外部シャフトが該駆動シャフトとの同軸位置
からずれて移動することを可撓的に禁止する為に第１ス
プリング手段を有している。軸受担持部材が設けられて
おり、それは該外部シャフトから離隔された関係でそれ
を円周方向に取り囲み且つそれと同軸的に延在している
。軸受手段は、該外部シャフトの回転運動を許容する為
に該外部シャフトの外側表面の回りに円周方向に位置さ
れている。該軸受手段は。
該軸受担持部材の内側表面と該外部シャフトの外側表面
とによって所定の位置に維持されている。
とによって所定の位置に維持されている。
潤滑手段も設けられており、本装置の通常の運転中に該
軸受手段へ潤滑剤の流れを維持している。
軸受手段へ潤滑剤の流れを維持している。
第２スプリング手段が設けられており、該軸受担持部材
が該外部シャフトとの同軸位置からずれて移動すること
を可撓的に禁止している。支持構成体が設けられていて
該駆動手段を支持している。
が該外部シャフトとの同軸位置からずれて移動すること
を可撓的に禁止している。支持構成体が設けられていて
該駆動手段を支持している。
該支持構成体は、該軸受担持部材及び第２スプリング手
段を円周方向に取り巻く内側表面によって画定されるボ
アを有している。該支持構成体内の該ボアは１両方のシ
ャフトと軸受担持部材とに実質的に同軸的に延在してい
る。該軸受担持部材の外側表面及び該ボアの内側表面は
共同して環状の流体流れ通路を形成し、該通路は各々の
側部を環状で軸方向へ延在するバリアによって軸方向に
その境界が決められている。各バリアは制限された流体
流路を形成している。ポンプ手段を設けて該装置の通常
の運転中に環状の流体流れ通路への粘性流体の加圧した
流れを発生させており、該流体は各バリアを横断して軸
方向に流れて、該軸受担持部材の横方向運動を抑える圧
搾膜（スクイーズフィルム）ダンパーを形成している。
段を円周方向に取り巻く内側表面によって画定されるボ
アを有している。該支持構成体内の該ボアは１両方のシ
ャフトと軸受担持部材とに実質的に同軸的に延在してい
る。該軸受担持部材の外側表面及び該ボアの内側表面は
共同して環状の流体流れ通路を形成し、該通路は各々の
側部を環状で軸方向へ延在するバリアによって軸方向に
その境界が決められている。各バリアは制限された流体
流路を形成している。ポンプ手段を設けて該装置の通常
の運転中に環状の流体流れ通路への粘性流体の加圧した
流れを発生させており、該流体は各バリアを横断して軸
方向に流れて、該軸受担持部材の横方向運動を抑える圧
搾膜（スクイーズフィルム）ダンパーを形成している。
以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。尚、同一の要素には対応する
番号を付しである。第１図は、本発明の特に好適な適用
例を示している。そこには、スクラビングによって除去
されるべき気体不純物を含有する高温気体流れを処理す
るのに典型的に使用されるスプレー乾燥器組立体１０が
示されている。スプレー乾燥器組立体１ｏは、ハウジン
グを有しており、その内部は処理ゾーンを画定している
。処理されるべき高温気体を該処理ゾーン内に導入する
為にダクト１４が設けられている。好適には、１９８３
年５月２４日に出願し本出願人へ譲渡されている米国特
許出願筒０６／４９７，６１７号に開示させる如く、該
スプレー乾燥器組立体もハウジング１２の周囲近傍の処
理ゾーン内に高温気体の一部を導入する為に複数個のバ
イパスダクトを有している。高温気体がダクト１４を介
してスプレー装置１８の回りに円周方向へスプレー乾燥
器組立体１０内へ入る。スプレー装置１８は駆動手段２
０を有しており、それは直接駆動高速モータ又はモータ
とトランスミッションとの組合せとすることが可能であ
る。何れの場合においても、駆動手段２０には、本発明
の駆動シャフト組立体２４へ接続する為の出力シャフト
２２が設けられており、それは想像線で示したハウジン
グ２６と噴霧ディスク２８とを有している。噴霧ディス
ク２８は、スクラビング媒体溶液又は水性スラリーを受
けとって散布させる為に流体インレット（不図示）が設
けられている。通常、煙道ガスから除去されるべき気体
性不純物が二酸化イオウである場合には、スクラビング
媒体はナトリウム又はカルシウムの酸化物、水酸化物、
又は炭酸塩である。
に付いて詳細に説明する。尚、同一の要素には対応する
番号を付しである。第１図は、本発明の特に好適な適用
例を示している。そこには、スクラビングによって除去
されるべき気体不純物を含有する高温気体流れを処理す
るのに典型的に使用されるスプレー乾燥器組立体１０が
示されている。スプレー乾燥器組立体１ｏは、ハウジン
グを有しており、その内部は処理ゾーンを画定している
。処理されるべき高温気体を該処理ゾーン内に導入する
為にダクト１４が設けられている。好適には、１９８３
年５月２４日に出願し本出願人へ譲渡されている米国特
許出願筒０６／４９７，６１７号に開示させる如く、該
スプレー乾燥器組立体もハウジング１２の周囲近傍の処
理ゾーン内に高温気体の一部を導入する為に複数個のバ
イパスダクトを有している。高温気体がダクト１４を介
してスプレー装置１８の回りに円周方向へスプレー乾燥
器組立体１０内へ入る。スプレー装置１８は駆動手段２
０を有しており、それは直接駆動高速モータ又はモータ
とトランスミッションとの組合せとすることが可能であ
る。何れの場合においても、駆動手段２０には、本発明
の駆動シャフト組立体２４へ接続する為の出力シャフト
２２が設けられており、それは想像線で示したハウジン
グ２６と噴霧ディスク２８とを有している。噴霧ディス
ク２８は、スクラビング媒体溶液又は水性スラリーを受
けとって散布させる為に流体インレット（不図示）が設
けられている。通常、煙道ガスから除去されるべき気体
性不純物が二酸化イオウである場合には、スクラビング
媒体はナトリウム又はカルシウムの酸化物、水酸化物、
又は炭酸塩である。
噴霧ディスク２８は、典型的に、約１０，０００乃至３
０゜００’Ｏｒｐｍのオーダの高回転速度で駆動される
。気体性不純物及びスクラビング媒体の高温気体及び反
応生成物は、ハウジング１２の底部に隣接して位置され
ているアウトレットダクト３０を介して排出される。
０゜００’Ｏｒｐｍのオーダの高回転速度で駆動される
。気体性不純物及びスクラビング媒体の高温気体及び反
応生成物は、ハウジング１２の底部に隣接して位置され
ているアウトレットダクト３０を介して排出される。
次に、第２図及び第３図を参照すると、簡単化の為にハ
ウジンウ２６と噴霧ディスク２８とを取り除いた駆動シ
ャフト組立体２４の拡大図を示しである。出力シャフト
２２がその下側端部が雄スプライン３２で終端しており
、それが雌スプライン３４と係合している状態が示され
ている。雌スプライン３４はフランシフイツチング３８
及び固着部材４０を介して内部駆動シャフト３６へ相互
接続されている。内部駆動シャフト３６の下側端部には
、内部駆動シャフト３６と噴霧ディスク２８とを相互接
続させる為のアタッチメント手段４２が設けられている
。内部駆動シャフト３６は、内部駆動シャフト３６と同
軸的に延在する中空の外部シャフト４４によって円周方
向が取り囲まれている。外部シャフト４４はフランジ部
材３８を介して内部駆動シャフト３６と相互接続されて
いる。中間外部シャフト４４及びその中の内部駆動シャ
フト３６との間にはスプリング手段４６が設けられてい
る。外部シャフト４４の外側表面回りに円周方向に位置
して一対の軸方向に離隔した軸受手段４８が設けられて
いる６軸受手段４８は軸受担持部材５０によって所定位
置に維持されている。軸受担持部材５０の下側部分はそ
の周辺部の回りをそれを貫通して刻設されている複数個
の軸方向に延在するスロットを持っており、該スロット
間に残された物質は複数個の軸方向に延在する片持梁ス
プリング部材５２を形成している。
ウジンウ２６と噴霧ディスク２８とを取り除いた駆動シ
ャフト組立体２４の拡大図を示しである。出力シャフト
２２がその下側端部が雄スプライン３２で終端しており
、それが雌スプライン３４と係合している状態が示され
ている。雌スプライン３４はフランシフイツチング３８
及び固着部材４０を介して内部駆動シャフト３６へ相互
接続されている。内部駆動シャフト３６の下側端部には
、内部駆動シャフト３６と噴霧ディスク２８とを相互接
続させる為のアタッチメント手段４２が設けられている
。内部駆動シャフト３６は、内部駆動シャフト３６と同
軸的に延在する中空の外部シャフト４４によって円周方
向が取り囲まれている。外部シャフト４４はフランジ部
材３８を介して内部駆動シャフト３６と相互接続されて
いる。中間外部シャフト４４及びその中の内部駆動シャ
フト３６との間にはスプリング手段４６が設けられてい
る。外部シャフト４４の外側表面回りに円周方向に位置
して一対の軸方向に離隔した軸受手段４８が設けられて
いる６軸受手段４８は軸受担持部材５０によって所定位
置に維持されている。軸受担持部材５０の下側部分はそ
の周辺部の回りをそれを貫通して刻設されている複数個
の軸方向に延在するスロットを持っており、該スロット
間に残された物質は複数個の軸方向に延在する片持梁ス
プリング部材５２を形成している。
本発明の重要な側面は第４図を参照すると一層明らかに
なるが、第４図は本発明の駆動シャフト組立体の重要な
特徴の概略断面図である（重要でない部分は簡単化の為
に省略しである）。本発明の重要な側面の１つは、駆動
シャフト２０が内部駆動シャフト３６に相互接続される
態様である。
なるが、第４図は本発明の駆動シャフト組立体の重要な
特徴の概略断面図である（重要でない部分は簡単化の為
に省略しである）。本発明の重要な側面の１つは、駆動
シャフト２０が内部駆動シャフト３６に相互接続される
態様である。
図示した如く、駆動手段２ｏには別のスプライン部材（
雌）３４と噛み合い係合するスプライン部材（雄）で終
端する出力シャフト２２が設けられている。駆動手段２
０からトルクを受は取り且つそれを内部駆動シャフト３
６へ伝達させる手段が成る程度の柔軟乃至は回動自在な
運動を与えるものであるということは本発明の基本的な
特徴である。従って、駆動シャフト３５が何等かの柔軟
性を持つ為には、通常の運転中に内部駆動シャフト３６
から駆動手段２ｏへ曲げモーメントが伝達されることを
防止する為に回動運動の為の何等かの手段がそれに設け
られねばならない。
雌）３４と噛み合い係合するスプライン部材（雄）で終
端する出力シャフト２２が設けられている。駆動手段２
０からトルクを受は取り且つそれを内部駆動シャフト３
６へ伝達させる手段が成る程度の柔軟乃至は回動自在な
運動を与えるものであるということは本発明の基本的な
特徴である。従って、駆動シャフト３５が何等かの柔軟
性を持つ為には、通常の運転中に内部駆動シャフト３６
から駆動手段２ｏへ曲げモーメントが伝達されることを
防止する為に回動運動の為の何等かの手段がそれに設け
られねばならない。
内部駆動シャフト３６は、それと離隔した関係で同軸的
に延在している実質的に円筒状で中空の外部シャフト４
４によって円周方向に取り巻かれている。外部シャフト
４４の内側表面及び駆動シャフト３６の外側表面は環状
空間を画定しており、その中に内部シャフト３６と外部
シャフト４４の間の運動を弾性的に禁止する為の第１ス
プリング手段４６が配置されている。スプリング手段４
６はその形状が実質的に円筒状であり、複数個の軸方向
に延在する要素を有、しており、前記各要素は軸受担持
部材５０の要素５２と形態が実質的に同一の片持梁スプ
リングを形成している（第２図参照）。スプリング手段
４６と寸法Ｄ２を持った外部シャフト４４の内側表面と
の間に環状空間が与えれている０寸法Ｄ２は、所定量の
不平衡に対して発生することのある内部駆動シャフト３
６の何等かの歪又は屈曲を（接触することなく）吸収す
べく選択されている。この様にシャフト３６には所定の
程度の柔軟性が与えられているので、噴霧ディスク２８
が重心の回りでは無くその質量中心の回りを不平衡状態
で回転することが可能となっており、その際に該駆動シ
ャフト組立体及び駆動手段を介して悪影響を与えたり破
壊的な振動力が伝達されることはない。
に延在している実質的に円筒状で中空の外部シャフト４
４によって円周方向に取り巻かれている。外部シャフト
４４の内側表面及び駆動シャフト３６の外側表面は環状
空間を画定しており、その中に内部シャフト３６と外部
シャフト４４の間の運動を弾性的に禁止する為の第１ス
プリング手段４６が配置されている。スプリング手段４
６はその形状が実質的に円筒状であり、複数個の軸方向
に延在する要素を有、しており、前記各要素は軸受担持
部材５０の要素５２と形態が実質的に同一の片持梁スプ
リングを形成している（第２図参照）。スプリング手段
４６と寸法Ｄ２を持った外部シャフト４４の内側表面と
の間に環状空間が与えれている０寸法Ｄ２は、所定量の
不平衡に対して発生することのある内部駆動シャフト３
６の何等かの歪又は屈曲を（接触することなく）吸収す
べく選択されている。この様にシャフト３６には所定の
程度の柔軟性が与えられているので、噴霧ディスク２８
が重心の回りでは無くその質量中心の回りを不平衡状態
で回転することが可能となっており、その際に該駆動シ
ャフト組立体及び駆動手段を介して悪影響を与えたり破
壊的な振動力が伝達されることはない。
外部シャフト４４は、軸受手段４８と、軸受担持部材５
０と、ハウジング２６とによって所定位置に維持される
０図示した如く、軸受手段４８は、一対の軸方向に離隔
した玉軸受組立体を有している。各軸受手段４８は、外
部シャフト４４の外側表面と接触する実質的に円筒状の
内側表面を持つた内部レース５４を有している。内部レ
ース５４の対向表面は外部レース部材５８によって所定
位置に維持されている複数個の球状玉５６によって取り
囲まれている。軸受手段４８の目的は、勿論。
０と、ハウジング２６とによって所定位置に維持される
０図示した如く、軸受手段４８は、一対の軸方向に離隔
した玉軸受組立体を有している。各軸受手段４８は、外
部シャフト４４の外側表面と接触する実質的に円筒状の
内側表面を持つた内部レース５４を有している。内部レ
ース５４の対向表面は外部レース部材５８によって所定
位置に維持されている複数個の球状玉５６によって取り
囲まれている。軸受手段４８の目的は、勿論。
実質的に軸方向運動が抑制されたまま外部シャフト４４
の自由回転を許容することである。従って、軸受手段４
８は、軸受手段４８の各々を円周方向に取り囲み且つシ
ャフト４４及び３６の両方に同軸的に延在する軸受担持
部材５０によって軸方向運動を行うことが抑制されてい
る。軸受担持部材５０はハウジング２６の内側表面６０
によって所定位置に維持されている。内側表面６０は実
質的に円筒状の形状であり且っ該軸受担持部材を円周方
向に取りかこんでおりかつシャフト３６及び４４及び軸
受担持部材５０の両方と実質的に同軸的に延在している
。軸受担持部材５０は、ハウジング２６によってその上
端部６２及び下端部６４において内側表面６０から離隔
した関係で所定位置に拘束されている。前述した如く、
軸受担持部材５ｏの下部分は複数個の軸方向に延在する
片持梁スプリング部材５２を持っており、これらは軸受
担持部材５０が外部シャフト４４との同軸位置からずれ
て移動することを弾性的に禁止する。
の自由回転を許容することである。従って、軸受手段４
８は、軸受手段４８の各々を円周方向に取り囲み且つシ
ャフト４４及び３６の両方に同軸的に延在する軸受担持
部材５０によって軸方向運動を行うことが抑制されてい
る。軸受担持部材５０はハウジング２６の内側表面６０
によって所定位置に維持されている。内側表面６０は実
質的に円筒状の形状であり且っ該軸受担持部材を円周方
向に取りかこんでおりかつシャフト３６及び４４及び軸
受担持部材５０の両方と実質的に同軸的に延在している
。軸受担持部材５０は、ハウジング２６によってその上
端部６２及び下端部６４において内側表面６０から離隔
した関係で所定位置に拘束されている。前述した如く、
軸受担持部材５ｏの下部分は複数個の軸方向に延在する
片持梁スプリング部材５２を持っており、これらは軸受
担持部材５０が外部シャフト４４との同軸位置からずれ
て移動することを弾性的に禁止する。
油インレット６６が設けられており、それは環状溝６８
と流体連通しており、該溝は表面６０の周囲の回りを延
在して環状の流体流れ通路を形成している。溝６８は、
各々の側部は、軸方向に延在する環状バリア７０によっ
て軸方向の境界が決められている。バリア７０は軸受担
持部材５０の横方向変位の最大量を距離Ｄユに制限して
いる。
と流体連通しており、該溝は表面６０の周囲の回りを延
在して環状の流体流れ通路を形成している。溝６８は、
各々の側部は、軸方向に延在する環状バリア７０によっ
て軸方向の境界が決められている。バリア７０は軸受担
持部材５０の横方向変位の最大量を距離Ｄユに制限して
いる。
この距離Ｄ１は通常極めて小さく、通常約０．０１０イ
ンチ（０，０２５ｃ＋ｓ）であり典型的には約０．００
フインチ（０，０１４ｃｍ）である。
ンチ（０，０２５ｃ＋ｓ）であり典型的には約０．００
フインチ（０，０１４ｃｍ）である。
環状溝６８とバリア７０の目的は、圧搾膜制動器（スク
イーズフィルムダンバ）を形成することである。特に、
動作中に、少なくとも５ＡＥＩＯグレードオイルと同等
の粘性指数を持ったオイルである粘性流体をインレット
６６を介して導入し、そこでオイルが環状溝６８によっ
て形成されている環状通路を介して且つバリア７０上を
軸方向へ流れる。所望により、同一の流体を軸受手段４
８用の潤滑剤の供給源として使用することが可能である
０例えば、軸受担持部材５０に潤滑剤通路７２を設ける
ことによって、バリア７０上を流れる流体は通路７２を
介して通過し且つ軸受手段用の潤滑剤供給源を与える。
イーズフィルムダンバ）を形成することである。特に、
動作中に、少なくとも５ＡＥＩＯグレードオイルと同等
の粘性指数を持ったオイルである粘性流体をインレット
６６を介して導入し、そこでオイルが環状溝６８によっ
て形成されている環状通路を介して且つバリア７０上を
軸方向へ流れる。所望により、同一の流体を軸受手段４
８用の潤滑剤の供給源として使用することが可能である
０例えば、軸受担持部材５０に潤滑剤通路７２を設ける
ことによって、バリア７０上を流れる流体は通路７２を
介して通過し且つ軸受手段用の潤滑剤供給源を与える。
粘性流体を環状溝６８へ供給し且つ軸受手段４８へ潤滑
を与える正確な態様は、設計変更程度の事項であり当業
者が容易に考察することが可能な事項である。明らかに
、流体を一度の使用だけの為に供給させることが可能で
あるが、経済的な理由から流体を循環させる為の手段が
通常設けられる。然し乍ら、このことも当業者が容易に
なし得ることである。圧搾膜ダンパの目的は、勿論、臨
界速度の遷移期間中及び通常の運転期間中において軸受
担持部材５０の運動に対抗する為である。
を与える正確な態様は、設計変更程度の事項であり当業
者が容易に考察することが可能な事項である。明らかに
、流体を一度の使用だけの為に供給させることが可能で
あるが、経済的な理由から流体を循環させる為の手段が
通常設けられる。然し乍ら、このことも当業者が容易に
なし得ることである。圧搾膜ダンパの目的は、勿論、臨
界速度の遷移期間中及び通常の運転期間中において軸受
担持部材５０の運動に対抗する為である。
本発明の駆動シャフト組立体の以下の動作理論は、種々
の部品間の相関関係及び機能を理解する為の助けとして
与えるものであり、且つ本発明を何等かの特定の適用例
へ適合させるうえでの助けとして与えるものである。
の部品間の相関関係及び機能を理解する為の助けとして
与えるものであり、且つ本発明を何等かの特定の適用例
へ適合させるうえでの助けとして与えるものである。
監１
第４図に示した駆動シャフト組立体は基本的にはスプリ
ング−質量−ダンパからなる系である。
ング−質量−ダンパからなる系である。
基本的には、２つのスプリングと、２つの質量と、２つ
のダンパとがある。２つのスプリングに関して、その１
つは内部及び外部シャフト間に位置しており、一方他方
のスプリングは軸受担持体と軸受担持体ハウジングとの
間に位置されている。２つの質量は夫々不平衡のホイー
ル及び軸受によ−っ□て表されている。２つのダンパに
関しては、その１つが「圧搾膜（スクイーズフィルム）
」として第４図に示し、たオイル粘性ダンパであり、且
つ他方のものは回転シャフト／ホイールと周囲の空気と
の間の粘性ダンピング効果である。
のダンパとがある。２つのスプリングに関して、その１
つは内部及び外部シャフト間に位置しており、一方他方
のスプリングは軸受担持体と軸受担持体ハウジングとの
間に位置されている。２つの質量は夫々不平衡のホイー
ル及び軸受によ−っ□て表されている。２つのダンパに
関しては、その１つが「圧搾膜（スクイーズフィルム）
」として第４図に示し、たオイル粘性ダンパであり、且
つ他方のものは回転シャフト／ホイールと周囲の空気と
の間の粘性ダンピング効果である。
概略的には、本発明の駆動シャフト組立体を第５図及び
第６図に示しである。第５図は接続スプリング及びダン
パと共に本組立体の長手方向の図を示している。駆動シ
ャフトはその一端をモータの出力シャフトか歯車箱の何
れかに接続させている。この接続は、例えば、スプライ
ン組立体によってなされ、それは該シャフトに何等曲げ
モーメントを印加させること無しにその接続部において
該シャフトが回動することを可能としている。第５図に
おいて、スプライン位置は簡単なナイフェツジ支持体と
して示しである。軸受位置ＬＢにおいて、軸受担持スプ
リングＫＢＣと膜ダンパＣＳＦを示しである。ホイール
位置Ｌｗにおいて、シャフトスプリングＫＳがホイール
と軸受との間に取り付けられており、粘性ホイール／シ
ャフトダンパＣ８がホイールと空気との間に取り付けで
ある。
第６図に示しである。第５図は接続スプリング及びダン
パと共に本組立体の長手方向の図を示している。駆動シ
ャフトはその一端をモータの出力シャフトか歯車箱の何
れかに接続させている。この接続は、例えば、スプライ
ン組立体によってなされ、それは該シャフトに何等曲げ
モーメントを印加させること無しにその接続部において
該シャフトが回動することを可能としている。第５図に
おいて、スプライン位置は簡単なナイフェツジ支持体と
して示しである。軸受位置ＬＢにおいて、軸受担持スプ
リングＫＢＣと膜ダンパＣＳＦを示しである。ホイール
位置Ｌｗにおいて、シャフトスプリングＫＳがホイール
と軸受との間に取り付けられており、粘性ホイール／シ
ャフトダンパＣ８がホイールと空気との間に取り付けで
ある。
第６図は、軸受位置ＬＢにおいて線６−６に上の屈曲シ
ャフト組立体の断面図である。
ャフト組立体の断面図である。
以下の式の誘導において、２つの仮定が立てられている
６即ち、（Ａ）、シャフト及び軸受担持体は質量が無い
ということと、（Ｂ）軸受とホイールの運動は平面運動
のみであるということである。
６即ち、（Ａ）、シャフト及び軸受担持体は質量が無い
ということと、（Ｂ）軸受とホイールの運動は平面運動
のみであるということである。
仮定Ａは、ホイールの質量と軸受の質量とがシャフトの
質量及び軸受担持体の質量よりも著しく大きい場合に有
効である。仮定Ｂは、Ｚ軸に垂直な軸受及びホイールの
屈曲が小さい（第５図参照）場合に成立する。仮定Ｂが
成立しない条件下でホイールが動作される場合には、そ
の運動は相対的となり解析にジャイロスコープ環を持ち
込まねばならない。
質量及び軸受担持体の質量よりも著しく大きい場合に有
効である。仮定Ｂは、Ｚ軸に垂直な軸受及びホイールの
屈曲が小さい（第５図参照）場合に成立する。仮定Ｂが
成立しない条件下でホイールが動作される場合には、そ
の運動は相対的となり解析にジャイロスコープ環を持ち
込まねばならない。
カーテシアン座
不平衡状態のホイール及び軸受に対する幾何学的条件を
第７図及び第８図に示しである。第６図において、点ｒ
ＷＪ及びｒｃＭＪはホイールの幾何学的中心とホイール
の質量中心とを夫々示しである。距離ｒｒｖＪ及び「ｅ
」はホイールの幾何学的中心がｘ−ｙ座標系の原点から
変位した距離及びホイールの偏心を夫々表している。
第７図及び第８図に示しである。第６図において、点ｒ
ＷＪ及びｒｃＭＪはホイールの幾何学的中心とホイール
の質量中心とを夫々示しである。距離ｒｒｖＪ及び「ｅ
」はホイールの幾何学的中心がｘ−ｙ座標系の原点から
変位した距離及びホイールの偏心を夫々表している。
不平衡ホイールのＸ方向に対してニュートンの第２法則
を使用し、その際にホイールの質量と加速度の積はホイ
ールに作用する力の総和に等しいので、以下の式が得ら
れる。
を使用し、その際にホイールの質量と加速度の積はホイ
ールに作用する力の総和に等しいので、以下の式が得ら
れる。
ここで、
ｍｏ ＝不平衡ホイールの質量（ｇ）
Ｘ（：Ｍ ＝Ｘ方向のホイール質量中心位置（Ｃｍ）
ＸＷ”Ｘ方向のホイールの幾何学的中心（ＣＩｌｌ）ｘ
９ ＝ｘＸ方向軸受の幾何学的中心（ｃｍ）Ｆｈ、ｘ＝
ｘ方向のホイールに付与される流体力（ダイン） 匂 ＝シャフト／ホイール粘性ダンピング係数（ダイ
ン・ｓ／ｃ＋＊） ｋｓ＝シャフトスプリング率（ダイン／ａｍ）ＬＷ
＝スプラインからのホイールの軸方向位置（ａｍ） ＬＢ＝スプラインからの軸受の軸方向位置（ｃｍ）式（
１）において及び以下の全ての式において。
ＸＷ”Ｘ方向のホイールの幾何学的中心（ＣＩｌｌ）ｘ
９ ＝ｘＸ方向軸受の幾何学的中心（ｃｍ）Ｆｈ、ｘ＝
ｘ方向のホイールに付与される流体力（ダイン） 匂 ＝シャフト／ホイール粘性ダンピング係数（ダイ
ン・ｓ／ｃ＋＊） ｋｓ＝シャフトスプリング率（ダイン／ａｍ）ＬＷ
＝スプラインからのホイールの軸方向位置（ａｍ） ＬＢ＝スプラインからの軸受の軸方向位置（ｃｍ）式（
１）において及び以下の全ての式において。
変数の上のドツト即ち黒点はその変数の時間に関する１
次微分を表しており、２つのドツトはその変数の時間に
関する２次微分を表している。式（１）の右辺の第２項
は、シャフトによって不平衡ホイールに印加される力を
表している。その力をＸ方向において正確に決定する為
には、ホイール位置と軸受位置の両方が知られねばなら
ない。
次微分を表しており、２つのドツトはその変数の時間に
関する２次微分を表している。式（１）の右辺の第２項
は、シャフトによって不平衡ホイールに印加される力を
表している。その力をＸ方向において正確に決定する為
には、ホイール位置と軸受位置の両方が知られねばなら
ない。
第７図から、以下の２つの幾何学的関係式を得ることが
可能である。
可能である。
Ｘ５Ｈ＝ ％ ＋ ａ ｃｏｓ ｅ （２）こ
こで、 ｅ ＝ホイール質量偏心（ＣＩｌｌ） θ ＝点ｒＷＪとｒｃＭＪを通過する線とＸ軸とがなす
角度（ｒａｄ） θ０＝時間０での角度θ（ｒａｄ） ω ＝ホイール／シャフト回転速度（ｒａｄ／ｓ）ｔ
＝時間（Ｓ） Ｘ方向に対して式（１）乃至（３）を結合すると、以下
の式が得られる。
こで、 ｅ ＝ホイール質量偏心（ＣＩｌｌ） θ ＝点ｒＷＪとｒｃＭＪを通過する線とＸ軸とがなす
角度（ｒａｄ） θ０＝時間０での角度θ（ｒａｄ） ω ＝ホイール／シャフト回転速度（ｒａｄ／ｓ）ｔ
＝時間（Ｓ） Ｘ方向に対して式（１）乃至（３）を結合すると、以下
の式が得られる。
”ｗ”ｗ ’？ ＣＳ’ｗ ＋ ’！； ’Ｖ ＝ｙＸ
方向付いても同様の方法を適用すると、以下の式が得ら
れる。
方向付いても同様の方法を適用すると、以下の式が得ら
れる。
”ｗ’ｗ ” ’ｓ”ｗ ＋ ｋｓ’γｗ＝ここで、
Ｆｈ、ｙ＝ｙ方向のホイールに作用する流体力（ダイン
） ｙ ＝ｙＸ方向ホイールの幾何学的中心（ｃｆｆｌ）
’／Ｆ３＝３／方向、の軸受の幾何学的中心（ｃ＋ｏ）
Ｘ及びＸ方向の軸受質量に対する運動方程式は第８図か
ら取られる。軸受に対しては、平衡しており従って軸受
の幾何学的中心がその質量中心と同じ位置であると仮定
する。従って、Ｘ方向における軸受質量の運動方程式は
以下の如くである。
） ｙ ＝ｙＸ方向ホイールの幾何学的中心（ｃｆｆｌ）
’／Ｆ３＝３／方向、の軸受の幾何学的中心（ｃ＋ｏ）
Ｘ及びＸ方向の軸受質量に対する運動方程式は第８図か
ら取られる。軸受に対しては、平衡しており従って軸受
の幾何学的中心がその質量中心と同じ位置であると仮定
する。従って、Ｘ方向における軸受質量の運動方程式は
以下の如くである。
ここで、
ｒｒＬｅ ＝軸受質量（ｇ）
Ｑ５：Ｆ”圧搾膜粘性ダンピング係数（ダイン・ｓ／Ｃ
ｍ）ｋｇコ＝軸受担持体スプリング率（ダイン／ｃｍ）
再度、Ｘ方向に関して以下の式が得られる。
ｍ）ｋｇコ＝軸受担持体スプリング率（ダイン／ｃｍ）
再度、Ｘ方向に関して以下の式が得られる。
式（３）乃至（７）は、未知変数が５個の５つの関係式
の系を与えている。５つの未知変数は”ｗ’ｙ、ｅ Ｘ
Ｂ ｙ ）’Ｂ ｗ θである。従って、この系のス
プリング／質量／ダンパのパラメータが与えれる場合、
ホイール／シャフト回転速度ωが時間の関数として知ら
れると、軸受及びホイールの両方の位置を決定すること
が可能である。この方程式の系は自由度５の解析とし知
られており、何故ならばホイール及び軸受はＸ方向又は
ｙ方向の何れかに移動することが可能であり且つそれら
の運動は時間と共に変化することが可能だからである。
の系を与えている。５つの未知変数は”ｗ’ｙ、ｅ Ｘ
Ｂ ｙ ）’Ｂ ｗ θである。従って、この系のス
プリング／質量／ダンパのパラメータが与えれる場合、
ホイール／シャフト回転速度ωが時間の関数として知ら
れると、軸受及びホイールの両方の位置を決定すること
が可能である。この方程式の系は自由度５の解析とし知
られており、何故ならばホイール及び軸受はＸ方向又は
ｙ方向の何れかに移動することが可能であり且つそれら
の運動は時間と共に変化することが可能だからである。
旦１嵐豊五
標準の座標系変換を使用して、不平衡ホイールに対する
式（４）及び（５）を半径方向及び接線方向に書き直す
ことが可能である。半径方向においては、ホイールの運
動方程式は以下の如くなる。
式（４）及び（５）を半径方向及び接線方向に書き直す
ことが可能である。半径方向においては、ホイールの運
動方程式は以下の如くなる。
ここで、
’ｖ／ ＝ホイール幾何学中心の半径方向位置（ｃ−
）φ、 ＝原点と点ｒＷＪとを通過する線とＸ軸とがな
す角度（ｒａｄ）、第７図参照 ｒＢ＝軸受幾何学中心の半径方向位置（ｃ＋＋＋）Ｆｈ
、ｒ ＝半径方向にホイールに作用する流体力（ダイ
ン） βＷＢ ”ホイールと軸受変位間の位相角（ｒａｄ）
βｃヒ＝ホイールの質量中心とホイールの幾何学中心間
の位相角（ｒａｄ） 式（８）において、２つの位相角は以下の如く与えられ
る。
）φ、 ＝原点と点ｒＷＪとを通過する線とＸ軸とがな
す角度（ｒａｄ）、第７図参照 ｒＢ＝軸受幾何学中心の半径方向位置（ｃ＋＋＋）Ｆｈ
、ｒ ＝半径方向にホイールに作用する流体力（ダイ
ン） βＷＢ ”ホイールと軸受変位間の位相角（ｒａｄ）
βｃヒ＝ホイールの質量中心とホイールの幾何学中心間
の位相角（ｒａｄ） 式（８）において、２つの位相角は以下の如く与えられ
る。
〜ｅ＝民−ｇ５Ｂ（＋ｉ＋
ρごＨ： θ −σ、 （＋０３
ここで。
ここで。
φＢ ＝原点と点ｒＢＪとを通過する線がＸ軸となす角
（ｒａｄ）、第８図参照。
（ｒａｄ）、第８図参照。
接線方向に関してのホイールの運動方程式は以下の如く
である。
である。
ｍ吐ス、Ｐ２匂切ゆｃ、ｒ、ｊＪ、。
ここで、
Ｆｈ、φ＝接線方向にホイールに作用する流体力 。
（ダイン）
軸受質量に関するカーテシアン座標系の運動方程式（式
（６）乃至（７））を円筒座標系へ変換すると、一方、
接線方向に対しては次式が得られる。
（６）乃至（７））を円筒座標系へ変換すると、一方、
接線方向に対しては次式が得られる。
円筒座標系の場合、式（８）乃至（１３）は式（３）と
共に７個の未知数と７個の関係式とを与えている。
共に７個の未知数と７個の関係式とを与えている。
７個の未知数は、’Ｗ ’ ｒＢ ’ φＷ’ φ９
ｇβｙＪ９ ｅβコ４．θである。従って、この系のス
プリング／質量／ダンパのパラメータが与えられる場合
、ホイール／シャフト回転速度ωが時間の関数として知
られると、ホイール及び軸受の両方の位置を決定するこ
とが可能である。
ｇβｙＪ９ ｅβコ４．θである。従って、この系のス
プリング／質量／ダンパのパラメータが与えられる場合
、ホイール／シャフト回転速度ωが時間の関数として知
られると、ホイール及び軸受の両方の位置を決定するこ
とが可能である。
式（８）及び（１２）に存在する項ｒ↓２は周知の遠心
加速度である９式（１１）及び（１３）中の項２会↓は
周知のコリオリ加速度である カーテシアン座標系の方程式と同様に、上述した円筒座
標系の方程式も自由度５の系を構成している。
加速度である９式（１１）及び（１３）中の項２会↓は
周知のコリオリ加速度である カーテシアン座標系の方程式と同様に、上述した円筒座
標系の方程式も自由度５の系を構成している。
週ｍ
多くの回転機械適用例の場合に、種々の系の出力はホイ
ール／シャフト回転速度と同期していることが分かった
。第４図の系の場合、同期運動は数学的には以下の如く
定義される。
ール／シャフト回転速度と同期していることが分かった
。第４図の系の場合、同期運動は数学的には以下の如く
定義される。
φＷ ＝φＢ ；ω （１４）非１１［匝ｍ
式（１４）を使用して、（８）及び（１１）乃至（１３
）は非定常同期運動の場合を解く為の４つの未知数に対
する４つの関係式の系を与える。４つの未知数は、’Ｖ
／ ” ９ ’ βＷＢ ”ｅ？１である。従って、ホ
イール／シャフト回転速度ωが時間の関数として与えら
れると、非定常同期運動系に対する運動方程式を時間に
関して積分することが可能である。
）は非定常同期運動の場合を解く為の４つの未知数に対
する４つの関係式の系を与える。４つの未知数は、’Ｖ
／ ” ９ ’ βＷＢ ”ｅ？１である。従って、ホ
イール／シャフト回転速度ωが時間の関数として与えら
れると、非定常同期運動系に対する運動方程式を時間に
関して積分することが可能である。
この方程式の系は自由度３の系として知られている。こ
れは、ホイールと軸受とが時間に関して半径方向にのみ
変位することが許容されるに過ぎないからである。
れは、ホイールと軸受とが時間に関して半径方向にのみ
変位することが許容されるに過ぎないからである。
完Ｊｌ側］１１
一般運動方程式に対する定常解は以下の条件を必要とす
る。
る。
定常同期運動に対する式（１４）及び（１５）を使用し
て１式（８）及び（１１）乃至（１３）を以下の如く書
き直すことが可能である。
て１式（８）及び（１１）乃至（１３）を以下の如く書
き直すことが可能である。
（１，Ｖ−、、ａ、ｒＢｃｏＳβＷＢ ” ’３ ”Ｓ
βｄＭｔ１ｇｌａ、ｒ、、ｔ、： −’＞ ’Ｂ５＋
％Ｂ ＋ ４３ ” ’（：１Ｍ
＜＋ｑ）ｔ２ｒ？Ｂ＝ ａ、 ｙ、、ｔ ｃｏｓ
Ｓ、Ａ７−Ｅ３ ＜ ”ｒＱ、Ｉｒ
８＝ ＜；Ｌ、ｒ−Ｓｉｈ βＷＢ
＜＋’Ｉン定数ａ□ｔ ａ
２＋ ａｎｙ ａｇｅ ａｓ、ａ、は以下の如く与えら
れる。
βｄＭｔ１ｇｌａ、ｒ、、ｔ、： −’＞ ’Ｂ５＋
％Ｂ ＋ ４３ ” ’（：１Ｍ
＜＋ｑ）ｔ２ｒ？Ｂ＝ ａ、 ｙ、、ｔ ｃｏｓ
Ｓ、Ａ７−Ｅ３ ＜ ”ｒＱ、Ｉｒ
８＝ ＜；Ｌ、ｒ−Ｓｉｈ βＷＢ
＜＋’Ｉン定数ａ□ｔ ａ
２＋ ａｎｙ ａｇｅ ａｓ、ａ、は以下の如く与えら
れる。
（２，ｋｍｃＡＪ”
Ｉ Ｓ−Ｖｌ／ ”１ｃＬ
２： 土工」うシー
（ｌすＢ ’３ ＠ ｈへｗ ｔ ＱＪ’
（１１７Ｑ４． Ｃ５ｔａＪ
（Ｂ）Ｑ４− ’Ｓ’Ｆ （Ａ／
四穴（１６）乃至（１９）を展開す
る場合、流体力Ｆ ｈ、ｒ及びＦｈ、φは式（８）及び
（１１）においてゼロと等電させる。スプレー乾燥器適
用の場合にホイールを介しての液体を供給する不平衡の
ホイールに対して、通常液体は一様に供給され、従って
これらの流体的な力はゼロである。
２： 土工」うシー
（ｌすＢ ’３ ＠ ｈへｗ ｔ ＱＪ’
（１１７Ｑ４． Ｃ５ｔａＪ
（Ｂ）Ｑ４− ’Ｓ’Ｆ （Ａ／
四穴（１６）乃至（１９）を展開す
る場合、流体力Ｆ ｈ、ｒ及びＦｈ、φは式（８）及び
（１１）においてゼロと等電させる。スプレー乾燥器適
用の場合にホイールを介しての液体を供給する不平衡の
ホイールに対して、通常液体は一様に供給され、従って
これらの流体的な力はゼロである。
式（１６）乃至（１９）は未知数が４個の４つの線形代
数方程式の系を与えており、これは’Ｗ ” Ｂ ’β
、β に付いて容易に解くことが可能でありｖｓ
ｏ”す る。これらの方程式を解いて以下の如く示すことが可能
である。
数方程式の系を与えており、これは’Ｗ ” Ｂ ’β
、β に付いて容易に解くことが可能でありｖｓ
ｏ”す る。これらの方程式を解いて以下の如く示すことが可能
である。
回転機械の半径変位臨界速度を決定することが望ましい
、これらの臨界速度は、系がダンプされない即ち減衰さ
れない場合に半径方向変位が無限に近ずく時の速度とし
て定義される。第４図のシャフトの場合、これらの臨界
速度は１種々の粘性ダンピング係数Ｃ８及びＣ５’Ｆ’
をゼロに設定した後に、式（２８）の分母をゼロに
設定し且つホイール／シャフト速度ωに付いて解くこと
によって決定することが可能である。これらの操作を行
うことにより、ダンプされない場合の半径方向臨界速度
は以下の如く与えられる。
、これらの臨界速度は、系がダンプされない即ち減衰さ
れない場合に半径方向変位が無限に近ずく時の速度とし
て定義される。第４図のシャフトの場合、これらの臨界
速度は１種々の粘性ダンピング係数Ｃ８及びＣ５’Ｆ’
をゼロに設定した後に、式（２８）の分母をゼロに
設定し且つホイール／シャフト速度ωに付いて解くこと
によって決定することが可能である。これらの操作を行
うことにより、ダンプされない場合の半径方向臨界速度
は以下の如く与えられる。
ここで、定数は以下の通りである。
又、
ωｃｒ＝ダンプされない場合の半径方向臨界速度（ｒａ
ｄ／ｓ） 尚、式（３０）は、シャフトが２つの臨界速度を持って
いることを示している。又、式（１６）乃至（１９）は
自由度２の系として知られており、何故ならばホイール
及び軸受質量が半径方向にのみ移動することが許容され
るだけだからである。
ｄ／ｓ） 尚、式（３０）は、シャフトが２つの臨界速度を持って
いることを示している。又、式（１６）乃至（１９）は
自由度２の系として知られており、何故ならばホイール
及び軸受質量が半径方向にのみ移動することが許容され
るだけだからである。
ｌ生盤
上述した如き駆動シャフト組立体を高速４００ｈｐモー
タで動作させるべく構成した。スプリング手段４６はス
プリング定数６．１００１ｂ／１ｎｃｈを持っていた。
タで動作させるべく構成した。スプリング手段４６はス
プリング定数６．１００１ｂ／１ｎｃｈを持っていた。
距離Ｄｓは０．０４０インチであった。スプリング部材
５２はスプリング定数１９，０ＯＯ１ｂ／１ｎｃｈであ
り、距離ＤＢは０．００７５インチであった。バリア７
０は半径が２．００６インチであり、結合軸長さが１．
４００インチであった。スプラインからディスク２８（
ＬＷ）への距離は１８インチであり、スプラインから軸
受５２（ＬＶ）への距離は１１．フインチであった。最
終的な組立体はその第１ダンプ無し臨界速度が約２，０
００ｒｐ＋ｉであり、第２ダンプ無し臨界速度は約９
、００Ｏｒｐｍであった。ディスクは公称質量が２５ポ
ンドであり、損傷することなく、１，１００時間に渡り
、４．０オンス−インチの不平衡の回りを、１４、ＯＯ
Ｏｒｐｍで作動させた。このシャフト組立体は、何等悪
影響無くこの程度の不平衡で両方の臨界速度をなんなく
通過した。従来のシャフト組立体はこれよりも著しく小
さな不平衡量で同様の条件下で故障しており、本発明の
効果が証明された。
５２はスプリング定数１９，０ＯＯ１ｂ／１ｎｃｈであ
り、距離ＤＢは０．００７５インチであった。バリア７
０は半径が２．００６インチであり、結合軸長さが１．
４００インチであった。スプラインからディスク２８（
ＬＷ）への距離は１８インチであり、スプラインから軸
受５２（ＬＶ）への距離は１１．フインチであった。最
終的な組立体はその第１ダンプ無し臨界速度が約２，０
００ｒｐ＋ｉであり、第２ダンプ無し臨界速度は約９
、００Ｏｒｐｍであった。ディスクは公称質量が２５ポ
ンドであり、損傷することなく、１，１００時間に渡り
、４．０オンス−インチの不平衡の回りを、１４、ＯＯ
Ｏｒｐｍで作動させた。このシャフト組立体は、何等悪
影響無くこの程度の不平衡で両方の臨界速度をなんなく
通過した。従来のシャフト組立体はこれよりも著しく小
さな不平衡量で同様の条件下で故障しており、本発明の
効果が証明された。
以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが１本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である１例えば、本駆
動シャフト組立体をタービン等の別の場面に適用させる
ことも可能である。個々の部品の構成を変形するのみな
らず、他の軸受を使用することも可能である。
たが１本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である１例えば、本駆
動シャフト組立体をタービン等の別の場面に適用させる
ことも可能である。個々の部品の構成を変形するのみな
らず、他の軸受を使用することも可能である。
第１図は本発明の駆動シャフト組立体を組み込んだスプ
レー乾燥器の部分的破断斜視図、第２図は簡単化の為に
ハウジングを除いた駆動シャフト組立体の拡大斜視図、
第３図は第２図の３−３線に沿っての断面図、第４図は
成る部分をより詳細に示す為に簡略化している第３図に
示した駆動シャフト組立体の断面図の拡大概略図、第５
図は本発明に使用するスプリング−ダンパの概略図、第
′６図は第５図の線６−６の矢印方向の断面図、第７図
は不平衡加工物（回転ディスク）を表す数学的パラメー
タの概略説明図、第８図は軸受を表す数学的パラメータ
の概略説明図、である。 （符号の説明） １０立スプレ一乾燥器組立体 ２０：駆動手段 ２２：出力シャフト ２４：駆動シャフト組立体 ２６：ハウジング ２８：噴霧ディスク ３６：内部駆動シャフト ４４：外部シャフト ４６：スプリング手段 ５０：軸受担持部材 ７２：潤滑剤通路 特許出願人 ロックウェル インターナショナル
コーポレーション 員−１淘、３゜
レー乾燥器の部分的破断斜視図、第２図は簡単化の為に
ハウジングを除いた駆動シャフト組立体の拡大斜視図、
第３図は第２図の３−３線に沿っての断面図、第４図は
成る部分をより詳細に示す為に簡略化している第３図に
示した駆動シャフト組立体の断面図の拡大概略図、第５
図は本発明に使用するスプリング−ダンパの概略図、第
′６図は第５図の線６−６の矢印方向の断面図、第７図
は不平衡加工物（回転ディスク）を表す数学的パラメー
タの概略説明図、第８図は軸受を表す数学的パラメータ
の概略説明図、である。 （符号の説明） １０立スプレ一乾燥器組立体 ２０：駆動手段 ２２：出力シャフト ２４：駆動シャフト組立体 ２６：ハウジング ２８：噴霧ディスク ３６：内部駆動シャフト ４４：外部シャフト ４６：スプリング手段 ５０：軸受担持部材 ７２：潤滑剤通路 特許出願人 ロックウェル インターナショナル
コーポレーション 員−１淘、３゜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、装置の通常の動作中に可変不平衡状態に露呈される
加工物へトルクを伝達する為の駆動組立体へ高回転速度
でトルクを付与する為の駆動手段を有する装置において
、この様な不平衡状態を吸収する駆動シャフト組立体が
、対向端部を持った長尺の内部駆動シャフトであって前
記端部の一方に前記駆動手段からトルクを受ける為にそ
れと係合する係合手段が設けられると共にその対向端部
はそのトルクを前記加工物へ伝達する為にそれと協働的
に係合している内部駆動シャフトと、前記駆動シャフト
と同軸状であり且つその円周上を取り巻く実質的に円筒
状の中空外部シャフトであって前記駆動シャフトの外側
表面から離隔した内側表面を具備しており且つ前記駆動
シャフトへ接続されている外部シャフトと、前記外部シ
ャフトが前記駆動シャフトとの同軸位置からずれて移動
することを可撓的に禁止する第１スプリング手段と、前
記外部シャフトと同軸的に延在しており且つ円周方向を
取り巻く軸受担持部材と、前記外部シャフトの回転運動
を許容する為に前記外部シャフトの外側表面の回りを円
周方向に位置された軸受手段であって前記軸受担持部材
の内側表面と前記外部シャフトの外側表面とによって所
定位置に維持される軸受手段と、前記軸受手段へ潤滑剤
の流れを供給する潤滑手段と、前記軸受担持部材が前記
外部シャフトとの同軸位置からずれて移動することを可
撓的に禁止する第２スプリング手段と、前記駆動手段を
支持する支持体構成体であって前記軸受担持体及び第２
スプリング手段を円周方向に取り巻く内側表面によって
画定されるボアであって前記シャフトと前記軸受担持部
材の両方に実質的に同軸的に延在しており前記軸受担持
部材の外側表面及び該ボアの内側表面は共同して環状の
流体流れ通路を形成しており前記環状流体流れ通路は環
状で軸方向へ延在するバリアによって各側部の境界が決
められており各バリアは制限された流体流路を形成して
いるボアを具備する支持体構成体と、本装置の通常の動
作中に前記環状の流体流れ通路へ粘性流体の加圧流れを
供給するポンプ手段であって前記流体が各バリアを横断
して軸方向に流れて前記軸受担持部材の横方向運動を押
える為の圧搾膜ダンパを形成する様に供給するポンプ手
段とを、有することを特徴とする装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記内部駆動シャ
フトはその長さ方向のかなりの部分に渡って中空である
ことを特徴とする装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記係合手段は回
動運動を与えており、その際に前記駆動手段と前記駆動
シャフトとの間に最少の曲げモーメントが伝達されるこ
とを特徴とする装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記第１スプリン
グ手段は前記外部シャフトの内側表面と前記駆動シャフ
トの外側表面との中間に位置されていることを特徴とす
る装置。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記第１スプリン
グ手段は複数個の軸方向へ延在する要素を有しており前
記要素の各々が片持梁スプリングを形成していることを
特徴とする装置。 ６、特許請求の範囲第１項において、前記軸受手段は一
対の軸方向に離隔した玉軸受組立体を有しており、前記
各玉軸受組立体が前記外部シャフトと接触する内部レー
ス部材と前記軸受担持部材と接触する外部レース部材と
によって所定位置に維持される複数個の球状の玉部材を
有していることを特徴とする装置。 ７、特許請求の範囲第１項において、前記第２スプリン
グ手段は前記軸受担持部材の一体的部分を有する共に複
数個の軸方向へ延在する要素を具備しており、前記各要
素は片持梁スプリングを形成していることを特徴とする
装置。 ８、特許請求の範囲第１項において、前記加工物はスラ
リーの分散スプレーを発生させる為の噴霧ディスクを有
していることを特徴とする装置。 ９、特許請求の範囲第１項において、前記外部シャフト
が前記駆動手段に隣接する前記駆動シャフトに接続して
いることを特徴とする装置。 １０、特許請求の範囲第３項において、前記回動運動が
雄及び雌スプライン部材によって与えられており、前記
部材の一方は前記駆動シャフトへ接続されており且つ前
記他方の部材は前記駆動手段へ接続されていることを特
徴とする装置。 １１、特許請求の範囲第１項において、前記駆動シャフ
ト組立体は２つの臨界速度を持っており且つ前記装置が
前記両方の臨界速度をかなり越えた速度で動作されるこ
とを特徴とする装置。 １２、特許請求の範囲第１項において、高温気体を導入
する為の手段を具備したスプレー乾燥室が設けられてお
り、且つ前記加工物が液体スプレーを発生する為に前記
スプレー乾燥室内に位置される噴霧ディスクを有してい
ることを特徴とする装置。 １３、特許請求の範囲第１項において、前記第１スプリ
ング手段が前記外部シャフトの内側表面と前記駆動シャ
フトの外側表面との間に位置されていることを特徴とす
る装置。 １４、特許請求の範囲第１３項において、前記第１スプ
リング手段が複数個の軸方向へ延在する要素を有してお
り前記各要素が片持梁スプリングを形成していることを
特徴とする装置。 １５、特許請求の範囲第１４項において、前記軸受手段
が一対の軸方向へ離隔した玉軸受組立体を有しており、
前記各玉軸受組立体は前記外部シャフトと接触する内部
レース部材と前記軸受担持部材と接触する外部レース部
材とによって所定の位置に維持される複数個の球状玉部
材を有していることを特徴とする装置。 １６、特許請求の範囲第１５項において、前記第２スプ
リング手段は前記軸受担持部材の一体的部分を有すると
共に複数個の軸方向に延在する要素を具備しており、前
記各要素が片持梁スプリングを形成していることを特徴
とする装置。 １７、特許請求の範囲第１６項において、前記係合手段
が回動運動を与えており、その際に前記駆動手段と前記
駆動シャフトとの間で最少の曲げモーメントが伝達され
ることを特徴とする装置。 １８、特許請求の範囲第１７項において、前記回動運動
は雄及び雌スプライン部材によって与えられ、前記部材
の一方は前記駆動シャフトに取り付けられており且つ前
記他方の部材は前記駆動手段に取り付けられていること
を特徴とする装置。 １９、特許請求の範囲第１８項において、前記内部駆動
シャフトはその長さのかなりの部分に渡って中空である
ことを特徴とする装置。 ２０、特許請求の範囲第１９項において、前記外部シャ
フトは前記駆動手段に隣接する前記駆動シャフトに接続
されていることを特徴とする装置。 ２１、特許請求の範囲第２０項において、前記加工物は
液体の分散スプレーを発生させる為の噴霧ディスクを有
していることを特徴とする装置。 ２２、特許請求の範囲第２０項において、前記駆動シャ
フト組立体は２つの臨界速度を持っており、且つ本装置
は前記両方の臨界速度を実質的に越えた速度で動作され
ることを特徴とする装置。 ２３、特許請求の範囲第２１項において、高温気体を導
入する為の手段を具備したスプレー乾燥室が設けられて
おり、且つ前記加工物は乾燥されるべき物質を含有する
液体のスプレーを発生させる為に前記スプレー乾燥室内
に位置されている噴霧ディスクを有していることを特徴
とする装置。 ２４、特許請求の範囲第２０項において、前記駆動シャ
フト組立体が２つの臨界速度を持っており、且つ本装置
はこれら２つの臨界速度の間の速度で動作されることを
特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US691087 | 1985-01-14 | ||
| US06/691,087 US4713146A (en) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | Drive shaft assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61180015A true JPS61180015A (ja) | 1986-08-12 |
Family
ID=24775103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61004448A Pending JPS61180015A (ja) | 1985-01-14 | 1986-01-14 | 駆動シヤフト組立体 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4713146A (ja) |
| EP (1) | EP0188666B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61180015A (ja) |
| CA (1) | CA1251334A (ja) |
| DE (1) | DE3575773D1 (ja) |
| DK (1) | DK16886A (ja) |
| ES (1) | ES8701330A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004512174A (ja) * | 2000-10-27 | 2004-04-22 | ヴァイトマン ウント コンラート ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | 回転する噴霧皿を備えた液体塗布装置 |
| CN115135823A (zh) * | 2020-02-21 | 2022-09-30 | 卓郎纺织解决方案两合股份有限公司 | 用于支承转杯纺纱机的纺纱转杯的轴轴承件 |
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| US5518180A (en) * | 1992-06-12 | 1996-05-21 | Niro Holding A/S | Rotary atomizer and a method of operating it |
| US6953322B2 (en) * | 2003-12-03 | 2005-10-11 | Seville Classics, Inc | Tower fan assembly |
| US7217098B2 (en) * | 2003-12-03 | 2007-05-15 | Seville Classics, Inc. | Tower fan assembly |
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| RU2401953C1 (ru) | 2009-06-25 | 2010-10-20 | Андрей Михаилович Чумохвалов | Опорное устройство |
| CN108374856A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-08-07 | 无锡雪浪环境科技股份有限公司 | 高速旋转雾化器用减震垫 |
| PL3921555T3 (pl) * | 2019-02-07 | 2023-12-18 | Gea Process Engineering A/S | Łożysko obrotowe z amortyzatorem, silnik i obrotowy rozpylacz z takim łożyskiem oraz zastosowanie takiego łożyska |
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| US2747659A (en) * | 1950-04-27 | 1956-05-29 | Panmetals And Processes Inc | Method and apparatus for concentrating scale-forming phosphoric acid solutions and the like |
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- 1985-10-14 DE DE8585113008T patent/DE3575773D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-10-14 EP EP85113008A patent/EP0188666B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-01-13 CA CA000499408A patent/CA1251334A/en not_active Expired
- 1986-01-13 ES ES550830A patent/ES8701330A1/es not_active Expired
- 1986-01-14 JP JP61004448A patent/JPS61180015A/ja active Pending
- 1986-01-14 DK DK16886A patent/DK16886A/da not_active Application Discontinuation
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| CN115135823B (zh) * | 2020-02-21 | 2023-08-15 | 卓郎纺织解决方案两合股份有限公司 | 用于支承转杯纺纱机的纺纱转杯的轴轴承件 |
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| EP0188666B1 (en) | 1990-01-31 |
| DE3575773D1 (de) | 1990-03-08 |
| DK16886A (da) | 1986-07-15 |
| US4713146A (en) | 1987-12-15 |
| CA1251334A (en) | 1989-03-21 |
| DK16886D0 (da) | 1986-01-14 |
| ES550830A0 (es) | 1986-11-16 |
| EP0188666A3 (en) | 1987-05-27 |
| ES8701330A1 (es) | 1986-11-16 |
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