薄板金属ディスクカップリングの伝達トルクアップ

技術の内容  たわみ板フランジの構成の見直しによる本発明は、改良たわみ板フランジの発明として特許第5903737号、改良組合せたわみ板フランジの発明として特許第6205655号の2つがあります。特許第6205655号におけるアダプターハブ構造の中間軸重心を主軸軸受へ近接配置するやり方は、特許第5903737号におけるアダプターハブ構造の場合にも応用可能です(ボルト頭部ではなく、座付ナット側をストレート穴内に収納します)。
 たわみ板平面形の形状特定について短絡トルクを伴う電気用途等に適するよう見直した本発明は、8本~16本ボルトの改良たわみ板平面形として出願しましたが著しく伝達トルクが大きく採れる16本ボルトの改良たわみ板平面形のみが認められました(特許第6481956号)。トップページでも述べた今回のたわみ板の出願は、6本ボルトの改良たわみ板平面形に関するもので、短絡トルクを伴う電気用途等に適用可とするよう見直ししたことは、8本~16本ボルトたわみ板の見直しの場合に同じです。
 本発明のねじり方向限度装置は、電気用途で問題となる短絡トルク等からたわみ板用のボルト及びたわみ板を破損から防護するものです(特許第6093960号)。特許第6093960号における請求の範囲では、大型カップリングへの適用を念頭に12~16本ボルトのたわみ板使用としました。ただし、前提とするたわみ板フランジの構成については、アダプターハブ構造であれば上記特許第6205655号の周方向互い違いの組合せたわみ板フランジを使用(且つ6本~14本ボルトのたわみ板使用)となりますので、6本~10本ボルトのたわみ板とねじり方向限度装置との組合せ適用が制約を受けることはありません。
製品イメージ  上記複数の特許をどのように組合せ、製品群を形成することができるのか以下に説明します。
 1.小型、中型カップリング(例えばたわみ板フランジ径Φ71~Φ315の11サイズ)  特許第5903737号改良たわみ板フランジを採用した設定、6本ボルトの改良たわみ板平面形(出願中)及び8本、10本ボルトの改良たわみ板平面形(参考特許第6481956号)を採用した設定が得られます。
 2.中型、大型Aカップリング(例えばたわみ板フランジ径Φ250~Φ500の7サイズ)  特許第6205655号改良組合せたわみ板フランジを採用した設定、6本ボルトの改良たわみ板平面形(出願中)及び8本~16本ボルトの改良たわみ板平面形(特許第6481956号)を採用した設定が得られます。
 3.大型Bカップリング(例えばたわみ板フランジ径Φ560~1000の6サイズ)
特許第6205655号改良組合せたわみ板フランジを採用した設定、特許第6093960号ねじり方向限度装置を採用した設定、12~16本ボルトの改良たわみ板平面形(特許第6481956号)を採用した設定が得られます。
製品のお客様イメージ  1.小型、中型カップリング(例えばたわみ板フランジ径Φ71~Φ315の11サイズ)  反転ハブ構造の設定は、6本ボルト及び8本ボルトのたわみ板を用いた2形式です。アダプターハブ構造の設定は、8本ボルト及び10本ボルトのたわみ板を用いた2形式です。8本ボルトのたわみ板を用いた場合の出力範囲40kw~3500kw程度/1500rpmは、ギヤカップリング(高速、高トルク型)とほぼ同等です。反転ハブ構造はJISギヤカップリングの両並形と、アダプターハブ構造は並軸延長形と、互換性があり置換えできます。カップリング更新時置換えすることで以後の油脂交換は省略でき、メンテナンスの簡素化が可能です。
 2.中型、大型Aカップリング(例えばたわみ板フランジ径Φ250~Φ500の7サイズ)  反転ハブ構造の設定は、8本ボルト、10本ボルト、12本ボルトのたわみ板を用いた3形式です。アダプターハブ構造の設定は、6本ボルト、8本ボルト、10本ボルト、12本ボルト、16本ボルトのたわみ板を用いた5形式です。改良組合せたわみ板フランジの構成を持ち、最大で12000rpm~6000rpm程度の高速、高出力の用途に対応できます。12本ボルトのたわみ板を用いた場合の出力範囲5600kw~45000kw程度/3000rpmは、ギヤカップリング(高速、高トルク型)を確実に上回ります。
 3.大型Bカップリング(例えばたわみ板フランジ径Φ560~1000の6サイズ)
反転ハブ構造(カップリングの主軸への締結は、ハブ締結方式又は主軸たわみ板フランジとする方式のいずれにも対応可)の設定は、12本ボルトのたわみ板を用いた1形式です。アダプターハブ構造(カップリングの主軸への締結は、ハブ締結方式又は主軸外フランジとする方式のいずれにも対応可)の設定は、12本ボルト及び16本ボルトのたわみ板を用いた2形式です。トップページで述べた「16本ボルトのたわみ板は、スプライン滑動部を構成に持つリジットカップリングと比べるのが適切」について説明します。用途は、ベースロード用途(起動停止頻度:10回/年)ではなくピークロード用途(起動停止頻度:365回/年)とし、装置の配置は、中央に両軸発電機、両軸発電機を挟んで両側にGT(スラスト軸受が2ヶ所)とします。両軸発電機は、1回/1日の夜間停止及び翌朝起動のため、効率優先の必要最小限の暖気運転を経て本運転に入り、両軸発電機主軸熱膨脹に伴うスプライン滑動部でのスラスト力を発生し、両GT側スラスト軸受に作用します。このように起動停止頻度の高いリジットカップリング適用の場合、両GT側スラスト軸受は、ベースロード用途の場合に比べ充分耐スラスト荷重の大きい軸受に換え適用する必要があります。しかし、16本ボルトのたわみ板を用いたカップリング適用では、リジットカップリング適用の場合に比べ、充分小さいバネ反力を生じるだけですので、ベースロード用途の両GTスラスト軸受をそのままの耐スラスト荷重で適用できます。このように16本ボルトのたわみ板を用いたカップリング2組を2ヶ所のスラスト軸受間に用いる場合、発電機内部が適切にガス冷却等され、中央配置された両軸発電機主軸の熱膨脹が最小限に保たれることは常に前提条件となります。
実施許諾対象企業イメージ  原動機メーカー殿、機械及び電気装置メーカー殿、カップリングメーカー殿等全般を考えています。パッケージ製品は、1.小型、中型カップリング 2.中型、大型Aカップリング 3.大型Bカップリングと広範囲となります。興味があるメーカー殿は、どの範囲を中心に検討するのが良いのか前もって決定されることをお勧めいたします。

各技術の詳細

出願番号
特願2011-225826
公開番号
特開2013-036602
登録番号
特許4987158
出願番号
特願2015-138358
公開番号
特開2016-138652
登録番号
特許5903737
出願番号
特願2016-143901
公開番号
特開2018-013199
登録番号
特許6093960
出願番号
特願2017-023757
公開番号
特開2018-105498
登録番号
特許第6205655
出願番号
特願2018-052016
公開番号
登録番号
特許6481956
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