特許 6792471 カップリングガードおよび機械装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6792471

(24)【登録日】2020年11月10日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】カップリングガードおよび機械装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 3/84 20060101AFI20201116BHJP

【ＦＩ】

   F16D3/84 A

   F16D3/84 V

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-18304(P2017-18304)

(22)【出願日】2017年2月3日

(65)【公開番号】特開2018-123929(P2018-123929A)

(43)【公開日】2018年8月9日

【審査請求日】2020年1月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100091498

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(72)【発明者】

【氏名】姜 世ゴ

【審査官】 古▲瀬▼ 裕介

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２６４２０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実開昭６３−１８０２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５３−９９４５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−１０３１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２０１４８６９２３（ＣＮ，Ｕ）

【文献】 特開２０１６−２０５５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０２１６１８７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ３／８４

Ｆ０４Ｄ １／００−１３／１６

Ｆ０４Ｄ １７／００−１９／０２

Ｆ０４Ｄ ２１／００−２５／１６

Ｆ０４Ｄ ２９／００−３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原動機の駆動軸と回転機械の回転軸とを連結するカップリングを覆うためのカップリングガードであって、
前記カップリングの上方の位置で互いに接続可能な２つのカバー部材を備え、
前記２つのカバー部材のそれぞれは、
前記２つのカバー部材を締結する締結具が挿入可能な締結穴が形成されたカバー本体と、
前記カバー本体から内側に向かって延びる壁部と、
前記カバー本体の下端に接続され、前記原動機および前記回転機械が固定可能なベースに形成された差込孔に挿入可能な差込部とを備えていることを特徴とするカップリングガード。

【請求項2】

前記差込部は、前記カバー本体の下端から内側に向かって延びており、前記カバー本体の幅方向と平行に延びていることを特徴とする請求項１に記載のカップリングガード。

【請求項3】

前記カバー本体は、その上端から上方に延びるフランジを有しており、
前記締結穴は、前記フランジに形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカップリングガード。

【請求項4】

前記差込孔は、前記駆動軸および前記回転軸を通る中心軸線と平行に延びており、
前記カップリングガードは、前記差込部が前記差込孔に挿入された状態で、前記中心軸線と平行に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカップリングガード。

【請求項5】

原動機と、
回転機械と、
前記原動機および前記回転機械が固定され、差込孔が形成されたベースと、
前記原動機の駆動軸と前記回転機械の回転軸とを連結するカップリングと、
前記カップリングを覆うカップリングガードとを備え、
前記カップリングガードは、前記カップリングの上方の位置で互いに接続可能な２つのカバー部材を備えており、
前記２つのカバー部材のそれぞれは、
前記２つのカバー部材を締結する締結具が挿入可能な締結穴が形成されたカバー本体と、
前記カバー本体から内側に向かって延びる壁部と、
前記カバー本体の下端に接続され、前記差込孔に挿入可能な差込部とを備えていることを特徴とする機械装置。

【請求項6】

前記差込部は、前記カバー本体の下端から内側に向かって延びており、前記カバー本体の幅方向と平行に延びていることを特徴とする請求項５に記載の機械装置。

【請求項7】

前記カバー本体は、その上端から上方に延びるフランジを有しており、
前記締結穴は、前記フランジに形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の機械装置。

【請求項8】

前記差込孔は、前記駆動軸および前記回転軸を通る中心軸線と平行に延びており、
前記カップリングガードは、前記差込部が前記差込孔に挿入された状態で、前記中心軸線と平行に移動可能であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の機械装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプなどの回転機械の回転軸を、モータなどの原動機の駆動軸と連結するためのカップリングを覆うカップリングガードおよび該カップリングガードを備えた機械装置に関する。

【背景技術】

【0002】

回転機械の回転軸を、カップリング（軸継手）を介して原動機の駆動軸に連結して、駆動軸を回転させることにより、回転軸を回転させる機械装置が知られている。このような機械装置は、例えば、ポンプ装置である。ポンプ装置は、原動機であるモータと回転機械であるポンプとを有し、モータの駆動軸は、ポンプの回転軸にカップリングを介して連結される。ポンプ装置では、モータの駆動軸のトルクがカップリングを介してポンプの回転軸に伝達され、結果として、回転軸に固定された羽根車が回転される。

【0003】

高速回転するカップリング、ポンプの回転軸の露出部分、およびモータの駆動軸の露出部分に人間が接触しないように、通常、カップリングおよび該カップリングの周辺を覆うカップリングガードが設けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−２０５５８１号公報

【特許文献2】米国特許出願公開第２００９／０２６４２０９号明細書

【特許文献3】特開２０１４−７４４５６号公報

【特許文献4】特開２０１４−１７３６８０号公報

【特許文献5】特開２０１６−２０５４４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

カップリングガードは、回転軸および／または駆動軸を取り囲む壁部材を有しないタイプの開放型カップリングガードと、該壁部材を有するタイプの密閉型カップリングガードとに大別される。近年、カップリングガードは、開放型カップリングガードから密閉型カップリングガードに置き換えられる傾向にある。

【0006】

しかしながら、密閉型カップリングガードは、多数の部品から構成されており、複雑な構造を有している。したがって、ポンプ装置へのカップリングガードの取り付けは、２つ以上（一般的には、３つ、または４つ以上）の締結具を使用して行われる。結果として、カップリングガードを取り付ける作業、および取り外す作業には、多くの時間がかかり、作業性が悪くなる。この問題は、ポンプ装置だけでなく、回転機械の回転軸をカップリングを介して原動機の駆動軸に連結させる全ての機械装置で発生し得る。

【0007】

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、取り付け作業および取り外し作業を容易に行うことができるカップリングガードおよび該カップリングガードを備えた機械装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、原動機の駆動軸と回転機械の回転軸とを連結するカップリングを覆うためのカップリングガードであって、前記カップリングの上方の位置で互いに接続可能な２つのカバー部材を備え、前記２つのカバー部材のそれぞれは、前記２つのカバー部材を締結する締結具が挿入可能な締結穴が形成されたカバー本体と、前記カバー本体から内側に向かって延びる壁部と、前記カバー本体の下端に接続され、前記原動機および前記回転機械が固定可能なベースに形成された差込孔に挿入可能な差込部とを備えていることを特徴とする。

【0009】

本発明の好ましい態様は、前記差込部は、前記カバー本体の下端から内側に向かって延びており、前記カバー本体の幅方向と平行に延びていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記カバー本体は、その上端から上方に延びるフランジを有しており、前記締結穴は、前記フランジに形成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記差込孔は、前記駆動軸および前記回転軸を通る中心軸線と平行に延びており、前記カップリングガードは、前記差込部が前記差込孔に挿入された状態で、前記中心軸線と平行に移動可能であることを特徴とする。

【0010】

本発明の他の態様は、原動機と、回転機械と、前記原動機および前記回転機械が固定され、差込孔が形成されたベースと、前記原動機の駆動軸と前記回転機械の回転軸とを連結するカップリングと、前記カップリングを覆うカップリングガードとを備え、前記カップリングガードは、前記カップリングの上方の位置で互いに接続可能な２つのカバー部材を備えており、前記２つのカバー部材のそれぞれは、前記２つのカバー部材を締結する締結具が挿入可能な締結穴が形成されたカバー本体と、前記カバー本体から内側に向かって延びる壁部と、前記カバー本体の下端に接続され、前記差込孔に挿入可能な差込部とを備えていることを特徴とする機械装置である。

【0011】

本発明の好ましい態様は、前記差込部は、前記カバー本体の下端から内側に向かって延びており、前記カバー本体の幅方向と平行に延びていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記カバー本体は、その上端から上方に延びるフランジを有しており、前記締結穴は、前記フランジに形成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記差込孔は、前記駆動軸および前記回転軸を通る中心軸線と平行に延びており、前記カップリングガードは、前記差込部が前記差込孔に挿入された状態で、前記中心軸線と平行に移動可能であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、差込部を差込孔に挿入し、かつカバー部材を締結具によって連結するだけの簡単な作業によってカップリングガードを機械装置に取り付けることができる。したがって、カップリングガードの取り付けおよび取り外しを容易にすることができ、作業性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】機械装置の概略斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るカップリングガードを備えた機械装置の概略斜視図である。

【図3】図２に示すカップリングガードをモータ側から見た図である。

【図4】図４（ａ）は、２つのカバー部材を締結する締結具を示す図であり、図４（ｂ）は、締結具が挿入可能な締結穴を示す図である。

【図5】カップリングガードとモータとの間の隙間およびカップリングガードとポンプとの間の隙間を示す図である。

【図6】差込部および差込孔の拡大断面図である。

【図7】図６をＢ線方向から見た図である。

【図8】組み立てられる前のカップリングガードを示す図である。

【図9】図９（ａ）、図９（ｂ）、および図９（ｃ）はベースとカップリングガードとの相対位置を決定する充填物を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１乃至図９において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は、機械装置１００の概略斜視図である。機械装置１００は、例えば、ポンプ装置である。したがって、以下、機械装置の一例であるポンプ装置について説明する。

【0015】

ポンプ装置１００は、原動機であるモータ２と、回転機械であるポンプ３とを備えている。モータ２およびポンプ３は、ベース８上に固定されている。モータ２の駆動軸５は、モータ２のモータケーシング２ａからポンプ３に向かって延びており、ポンプ３の回転軸７は、ポンプ３のポンプケーシング３ａからモータ２に向かって延びている。モータ２の駆動軸５は、カップリング（軸継手）１０を介してポンプ３の回転軸７に連結される。本実施形態では、ポンプ３の回転軸７の中心軸線は、モータ２の駆動軸５の中心軸線と一直線に並んでいる。ポンプ３の回転軸７と、モータ２の駆動軸５の共通の中心軸線は、符号ＣＬが付された二点鎖線で描かれている。

【0016】

図２は、本発明の一実施形態に係るカップリングガード１を備えた機械装置１００の概略斜視図である。カップリング１０、モータ２の駆動軸５の露出部分、およびポンプ３の回転軸７の露出部分は、カップリングガード１によって覆われる。このカップリングガード１は、例えば、陸上横軸ポンプ用カップリングガードであり、上述した密閉型カップリングガードである。以下、図面を参照して、カップリングガード１の詳細について説明する。

【0017】

図３は、図２に示すカップリングガード１をモータ２側から見た図である。図４（ａ）は、２つのカバー部材２０，２０を締結する締結具２１を示す図であり、図４（ｂ）は、締結具２１が挿入可能な締結穴２２を示す図である。図４（ａ）および図４（ｂ）では、図３をＡ線方向から見たときのカバー部材２０が描かれている。

【0018】

カップリングガード１は、カップリング１０の上方の位置で互いに接続可能な２つのカバー部材２０，２０を備えている。これらカバー部材２０，２０は、同一の形状を有しており、中心軸線ＣＬに関して対称に配置されている。以下、１つのカバー部材２０について説明する。

【0019】

カバー部材２０は、カバー本体２５と、カバー本体２５の内面２５ａから内側に向かって、すなわち、軸５，７（またはカップリング１０）に向かって延びる壁部２６と、カバー本体２５の下端２５ｂに接続され、ベース８に形成された差込孔２８に挿入可能な差込部２７とを備えている。カバー本体２５には、２つのカバー部材２０，２０を締結する締結具２１が挿入可能な締結穴２２が形成されている（図４（ｂ）参照）。

【0020】

カバー本体２５は、カップリング１０の上方まで延びており、カップリング１０の上方に向かうにつれて徐々に湾曲する形状を有している。カバー本体２５の下端２５ｂは、ベース８の上面８ａの上方に位置しており、かつ壁部２６の下端の下方に位置している。

【0021】

カバー本体２５の幅方向の長さはカップリング１０の全長よりも長い。本実施形態では、カバー本体２５は、カップリング１０、モータ２の駆動軸５の露出部分、およびポンプ３の回転軸７の露出部分を覆う長さを有している。ここで、幅方向とは、中心軸線ＣＬと平行な方向を意味する。

【0022】

カバー本体２５は、その上端から上方に延びるフランジ３０を有している。フランジ３０は中心軸線ＣＬと平行に延びており、カバー本体２５と一体的に形成されている。一実施形態では、カバー本体２５とフランジ３０とは別部材であってもよい。フランジ３０の中央には、締結穴２２が形成されている。締結具２１は、ボルトと、該ボルトに係合するナットから構成されている。

【0023】

２つのフランジ３０，３０を接触させた状態で、締結具２１を構成するボルトは締結穴２２，２２に挿入され、ナットはボルトに係合される。このようにして、フランジ３０，３０は締結具２１で締結され、結果として、カバー部材２０，２０は互いに連結される。図３に示すように、これらカバー部材２０，２０の連結によって形成されるカップリングガード１は、アーチ状の外形形状を有する。ただし、カップリングガード１の外形形状は本実施形態には限定されない。

【0024】

カバー部材２０，２０が連結されると、カバー本体２５，２５の間には、互いに隣接する壁部２６が位置する。図３に示すように、これら２つの壁部２６，２６は、互いに平行に並んでおり、中心軸線ＣＬに対して垂直な垂直壁である。２つの壁部２６は、駆動軸５（および回転軸７）が貫通可能な貫通穴３２を有しており、駆動軸５（および回転軸７）を取り囲んでいる。この貫通穴３２の直径は駆動軸５（または回転軸７）の直径よりも僅かに大きい。

【0025】

図３に示すように、壁部２６，２６の間には、隙間Ｄ１が形成されている。この隙間Ｄ１は、人間の指がカップリングガード１の内部の軸５，７およびカップリング１０に到達しない程度の大きさである。一実施形態では、隙間Ｄ１の大きさは、ＪＩＳＢ９７０７：２００２（ＩＳＯ１３８５２：１９９６）に規定された大きさである。

【0026】

フランジ３０は、壁部２６の端面２６ａの内側の位置においてカバー本体２５の上端に接続されている。したがって、２つのカバー部材２０，２０が連結されると、壁部２６，２６の間には隙間Ｄ１が形成される。

【0027】

図３に示すように、壁部２６，２６の下端とベース８の上面８ａとの間には、隙間Ｄ２が形成されている。この隙間Ｄ２は、人間の指がカップリングガード１の内部の軸５，７およびカップリング１０に到達しない程度の大きさである。一実施形態では、隙間Ｄ２の大きさは、ＪＩＳＢ９７０７：２００２（ＩＳＯ１３８５２：１９９６）に規定された大きさである。

【0028】

壁部２６は、カバー本体２５のモータ側端部（原動機側端部）およびポンプ側端部（回転機械側端部）の両方に配置されている（図２および図３参照）。すなわち、カバー部材２０，２０のそれぞれは、２つの壁部２６を備えている。言い換えれば、カップリングガード１は、合計４つの壁部２６を備えている。このような構成により、カップリングガード１は、人間の指がカップリングガード１内の駆動軸５、回転軸７、およびカップリング１０に接触することを確実に防止することができる。

【0029】

図５は、カップリングガード１とモータ２との間の隙間Ｔ１およびカップリングガード１とポンプ３との間の隙間Ｔ２を示す図である。図５に示すように、カップリングガード１は、隙間Ｔ１が形成されるように、モータ２のモータケーシング２ａと対向している。同様に、カップリングガード１は、隙間Ｔ２が形成されるように、ポンプ３のポンプケーシング３ａと対向している。これら隙間Ｔ１，Ｔ２は、人間の指がこれら隙間Ｔ１，Ｔ２を通過して、軸５，７およびカップリング１０に到達しない程度の大きさを有している。一実施形態では、隙間Ｔ１，Ｔ２の大きさは、ＪＩＳＢ９７０７：２００２（ＩＳＯ１３８５２：１９９６）に規定された大きさである。

【0030】

上述したように、カバー部材２０は、ベース８に形成された差込孔２８に挿入可能な差込部２７を備えている。図６は差込部２７および差込孔２８の拡大断面図である。図７は図６をＢ線方向から見た図である。図６および図７に示すように、差込部２７はカバー本体２５の下端から内側、すなわち、軸５，７（またはカップリング１０）に向かって延びており、カバー本体２５の幅方向（すなわち、中心軸線ＣＬ）と平行に延びている。差込部２７の幅方向の長さはカバー本体２５の幅方向の長さと同一である。差込部２７は壁部２６の下端よりも下方に位置しており、差込部２７と壁部２６との間には、隙間が形成されている。

【0031】

機械装置は、ベース８に形成された２つの差込孔２８を備えている（図１および図２参照）。これら２つの差込孔２８は、中心軸線ＣＬに関して対称に配置されており、互いに反対方向を向いている。より具体的には、２つの差込孔２８は、ベース８の外側、すなわち、中心軸線ＣＬから離間する方向を向いている。

【0032】

ベース８には、その上面８ａから上方に突出する出っ張り部８ｂが形成されており、差込孔２８はこの出っ張り部８ｂに形成されている。本実施形態では、出っ張り部８ｂはベース８と一体的に形成されているが、出っ張り部８ｂはベース８とは異なる部材から構成されてもよい。

【0033】

差込孔２８は、中心軸線ＣＬ、すなわち、差込部２７と平行に延びており、その長さは差込部２７の長さよりも長い。したがって、差込部２７が差込孔２８に挿入された状態で、カップリングガード１は、中心軸線ＣＬと平行に移動可能である（図７の矢印参照）。このような構成により、カップリングガード１は、カップリングガード１とモータ２との間の隙間Ｔ１およびカップリングガード１とポンプ３との間の隙間Ｔ２を調整することができる。

【0034】

図８は組み立てられる前のカップリングガード１を示す図である。まず、２つのカバー部材２０，２０を互いに近接する方向に移動して、差込部２７を差込孔２８に挿入する。差込部２７を差込孔２８に挿入した後、締結穴２２，２２が接続されるように、フランジ３０，３０を接触させ、この状態で、カバー本体２５，２５を締結具２１によって接続する。結果として、カップリングガード１は、ベース８に連結される。

【0035】

差込部２７はカバー本体２５の下端２５ａから内側に延びているため、差込部２７が差込孔２８に挿入された状態では、カバー部材２０の鉛直方向への移動は制限される。したがって、カップリングガード１はベース８から離間することなく、中心軸線ＣＬと平行に移動可能である。

【0036】

図９（ａ）、図９（ｂ）、および図９（ｃ）は、ベース８とカップリングガード１との相対位置を決定する充填物３５を示す図である。図９（ａ）では、差込部２７の両側の隙間に詰められた充填物３５が示されており、図９（ｂ）では、差込部２７の左側の隙間に詰められた充填物３５が示されており、図９（ｃ）では、差込部２７の右側の隙間に詰められた充填物３５が示されている。

【0037】

差込孔２８は差込部２７よりも大きいため、差込孔２８と差込部２７との間には隙間が形成される。ベース８に連結されたカップリングガード１は中心軸線ＣＬと平行に移動し、カップリングガード１とベース８との相対位置が調整される。その後、差込孔２８と差込部２７との間の隙間に充填物３５を詰めることにより、カップリングガード１とベース８との相対位置が決定される。すなわち、カップリングガード１はベース８に固定される。

【0038】

本実施形態によれば、カップリングガード１をベース８に連結するための締結具は不要であり、カップリングガード１およびベース８の両方に締結具を挿入するための締結穴を形成する必要はない。差込部２７を差込孔２８に挿入し、かつカバー部材２０，２０を１つの締結具２１によって締結するだけの簡単な作業によってカップリングガード１を機械装置に取り付けることができる。したがって、カップリングガード１の取り付けおよび取り外しを容易にすることができ、作業性を向上することができる。さらに、カップリングガード１の構造はシンプルである。

【0039】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0040】

１ カップリングガード
２ モータ
２ａ モータケーシング
３ ポンプ
３ａ ポンプケーシング
５ 駆動軸
７ 回転軸
８ ベース
８ａ 上面
８ｂ 出っ張り部
１０ カップリング
２０ カバー部材
２１ 締結具
２２ 締結穴
２５ カバー本体
２６ 壁部
２６ａ 端面
２７ 差込部
２８ 差込孔
３０ フランジ
３２ 貫通穴
３５ 充填物
１００ ポンプ装置（機械装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】