特許7425274改良中間軸構造体、それを用いた金属ディスクのカップリング、それを備えた機械装置
(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】
(24)【登録日】2024-01-23
(45)【発行日】2024-01-31
(54)【発明の名称】改良中間軸構造体、それを用いた金属ディスクのカップリング、それを備えた機械装置
(51)【国際特許分類】
F16D 3/79 20060101AFI20240124BHJP
F16D 9/00 20060101ALI20240124BHJP
【ＦＩ】
F16D3/79 Z
F16D9/00 100
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021202929
(22)【出願日】2021-11-24
(65)【公開番号】P2023000988
(43)【公開日】2023-01-04
【審査請求日】2022-02-07
(31)【優先権主張番号】P 2021123730
(32)【優先日】2021-06-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】711005709
【氏名又は名称】平山 保男
(72)【発明者】
【氏名】平山 保男
【審査官】倉田 和博
(56)【参考文献】
【文献】実開昭５８－１６２３２３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１９－１６３８２２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｄ ３／７９
Ｆ１６Ｄ ９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
シャーピンを含み、シャーピン切断後、駆動側と被駆動側に分断されるシャーピン式中間軸構造体（１０）と、前記シャーピン式中間軸構造体（１０）を挟んだ両側に、アダプターハブ構造を備えた金属ディスクのカップリングであって、
前記アダプターハブ構造は、前記シャーピン式中間軸構造体（１０）と同軸に配置されトルクを伝達する軸嵌合アダプターハブ（１０ａ）と、前記軸嵌合アダプターハブ（１０ａ）と同軸に配置されるフランジ（１１ｅ）と、たわみ板（１３ｎ）と、分割スペーサー（１２ａ）とを備え、
前記分割スペーサー（１２ａ）と前記シャーピン式中間軸構造体（１０）とが結合し、
前記フランジ（１１ｅ）は、フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）の径方向外側且つ軸方向外側に軸方向厚さを有するフランジチューブ結合部（１１ｊ）と、前記フランジチューブ結合部（１１ｊ）の径方向外側且つ軸方向外側のフランジ外フランジ（１１ｋ）とを備え、
前記分割スペーサー（１２ａ）は、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と軸方向同一位置に周方向互い違いに配置された分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）と、前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）の径方向外側且つ軸方向内側に軸方向厚さを有する分割スペーサーチューブ結合部（１２ｇ）とを備え、
前記たわみ板（１３ｎ）は、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）及び前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）を、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）及び前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）の軸方向外側から連結するものであり、
前記たわみ板（１３ｎ）を、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）とに締め付ける複数のたわみ板用のボルト（１４）及び複数の回り止めナット（１７）と、
前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と前記たわみ板（１３ｎ）との間に介在させる複数のフランジ（１１ｅ）側クランプワッシャー（１６ｃ）と、
前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）と前記たわみ板（１３ｎ）との間に介在させる複数の分割スペーサー（１２ａ）側クランプワッシャー（１６ｄ）とを備え、
軸方向内側に周方向互い違いに配置された前記フランジ（１１ｅ）側クランプワッシャー（１６ｃ）及び前記分割スペーサー（１２ａ）側クランプワッシャー（１６ｄ）と、軸方向外側に周方向に配置された前記たわみ板（１３ｎ）用のボルト（１４）の頭部と一体の複数のクランプワッシャー（１６）とで、径方向同一ピッチ円直径上に挟まれるように前記たわみ板（１３ｎ）を位置させ、
前記軸嵌合アダプターハブ（１０ａ）は、前記複数のたわみ板用のボルト（１４）の頭部を収納する段付穴（１１ｄ）を有するアダプターハブ外フランジ（１１ｃ）を備え、
前記アダプターハブ外フランジ（１１ｃ）は、前記フランジ外フランジ（１１ｋ）と、前記フランジ外フランジ（１１ｋ）の軸方向外側で締結し、
前記シャーピン式中間軸構造体（１０）を軸方向より平面視した時シャーピンの設置ＰＣＤをＤｓ、シャーピンの径をｄｓ、たわみ板用のボルトの径をｄｂとし、たわみ板のボルト本数をＮ、シャーピンの設置本数をＮｓとすると、
Ｄｓ／ｄｓは１１．２５≦Ｄｓ／ｄｓ≦１１．７５であり、ｄｓ＝ｄｂであり、シャーピンの設置ＰＣＤ＝Ｄｓ＝たわみ板用のボルトの設置ＰＣＤであり、シャーピンの設置本数Ｎｓは０．６×Ｎとなる本数の端数を繰り上げた本数であることを特徴とする金属ディスクのカップリング。
【請求項2】
シャーピンを含み、シャーピン切断後、駆動側と被駆動側に分断されるシャーピン式中間軸構造体（２０）と、前記シャーピン式中間軸構造体（２０）を挟んだ両側に、反転ハブ構造を備えた金属ディスクのカップリングであって、
前記反転ハブ構造は、前記シャーピン式中間軸構造体（２０）と同軸に配置されトルクを伝達する軸嵌合反転ハブ（２０ａ）と、前記軸嵌合反転ハブ（２０ａ）と同軸に配置されるたわみ板（２３ｎ）と、分割スペーサー（２２ａ）とを備え、
前記分割スペーサー（２２ａ）と前記シャーピン式中間軸構造体（２０）とが結合し、
前記軸嵌合反転ハブ（２０ａ）は、反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）を備え、
前記分割スペーサー（２２ａ）は、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と軸方向同一位置に径方向互い違いに配置された分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）と、前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）の径方向外側且つ軸方向内側に配置される分割スペーサーチューブ（２２ｅ）とを備え、
前記たわみ板（２３ｎ）は、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）及び前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）を、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）及び前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）の軸方向内側から連結するものであり、
前記たわみ板（２３ｎ）を、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）とに締め付ける複数のたわみ板用のボルト（２４）及び複数の座付き回り止めナット（２７）と、
前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と前記たわみ板（２３ｎ）との間に介在させる複数の反転ハブ（２０ａ）側クランプワッシャー（２６ｃ）と、
前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）と前記たわみ板（２３ｎ）との間に介在させる複数の分割スペーサー（２２ａ）側クランプワッシャー（２６ｄ）とを備え、
軸方向外側に径方向互い違いに配置された前記反転ハブ（２０ａ）側クランプワッシャー（２６ｃ）及び前記分割スペーサー（２２ａ）側クランプワッシャー（２６ｄ）と、軸方向内側に周方向に配置された前記たわみ板（２３ｎ）用のボルト（２４）の頭部と一体の複数のクランプワッシャー（２６）とで、径方向同一ピッチ円直径上に挟まれるように前記たわみ板（２３ｎ）を位置させ、
前記シャーピン式中間軸構造体（２０）を軸方向より平面視した時シャーピンの設置ＰＣＤをＤｓ、シャーピンの径をｄｓ、たわみ板用のボルトの径をｄｂとし、たわみ板のボルト本数をＮ、シャーピンの設置本数をＮｓとすると、
Ｄｓ／ｄｓは１１．２５≦Ｄｓ／ｄｓ≦１１．７５であり、ｄｓ＝ｄｂであり、シャーピンの設置ＰＣＤ＝Ｄｓ＝たわみ板用のボルトの設置ＰＣＤであり、シャーピンの設置本数Ｎｓは０．６×Ｎ、又は０．６×Ｎとなる本数の端数を繰り上げた本数であることを特徴とする金属ディスクのカップリング。
【請求項3】
シャーピンを含み、シャーピン切断後、駆動側と被駆動側に分断されるシャーピン式中間軸構造体と、
前記シャーピン式中間軸構造体を挟んで一方に、前記シャーピン式中間軸構造体と同軸に配置されトルクを伝達する軸嵌合アダプターハブ（１０ａ）と、前記軸嵌合アダプターハブ（１０ａ）と同軸に配置されるフランジ（１１ｅ）と、第一たわみ板（１３ｎ）と、第一分割スペーサー（１２ａ）とからなるアダプターハブ構造を備え、
前記第一分割スペーサー（１２ａ）と前記シャーピン式中間軸構造体とが結合し、
他方に、前記シャーピン式中間軸構造体と同軸に配置されトルクを伝達する軸嵌合反転ハブ（２０ａ）と、前記軸嵌合反転ハブ（２０ａ）と同軸に配置される第二たわみ板（２３ｎ）と、第二分割スペーサー（２２ａ）とからなる反転ハブ構造を備え、
前記第二分割スペーサー（２２ａ）と前記シャーピン式中間軸構造体とが結合した金属ディスクのカップリングであって、
前記アダプターハブ構造における前記フランジ（１１ｅ）は、フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）の径方向外側且つ軸方向外側に軸方向厚さを有するフランジチューブ結合部（１１ｊ）と、前記フランジチューブ結合部（１１ｊ）の径方向外側且つ軸方向外側のフランジ外フランジ（１１ｋ）とを備え、
前記第一分割スペーサー（１２ａ）は、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と軸方向同一位置に周方向互い違いに配置された第一分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）と、前記第一分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）の径方向外側且つ軸方向内側に軸方向厚さを有する分割スペーサーチューブ結合部（１２ｇ）とを備え、
前記第一たわみ板（１３ｎ）は、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）及び前記第一分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）を、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）及び前記第一分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）の軸方向外側から連結するものであり、
前記第一たわみ板（１３ｎ）を、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と前記第一分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）とに締め付ける複数のたわみ板用の第一ボルト（１４）及び複数の回り止めナット（１７）と、
前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と前記第一たわみ板（１３ｎ）との間に介在させる複数のフランジ（１１ｅ）側クランプワッシャー（１６ｃ）と
前記第一分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）と前記第一たわみ板（１３ｎ）との間に介在させる複数の第一分割スペーサー（１２ａ）側クランプワッシャー（１６ｄ）とを備え、
軸方向内側に周方向互い違いに配置された前記フランジ（１１ｅ）側クランプワッシャー（１６ｃ）及び前記第一分割スペーサー（１２ａ）側クランプワッシャー（１６ｄ）と、軸方向外側に周方向に配置された前記第一たわみ板（１３ｎ）用の第一ボルト（１４）の頭部と一体の複数の第一クランプワッシャー（１６）とで、径方向同一ピッチ円直径上に
挟まれるように前記第一たわみ板（１３ｎ）を位置させ、
前記軸嵌合アダプターハブ（１０ａ）は、前記複数のたわみ板用の第一ボルト（１４）
の頭部を収納する段付き穴（１１ｄ）を有するアダプターハブ外フランジ（１１ｃ）を備え、
前記アダプターハブ外フランジ（１１ｃ）は、前記フランジ外フランジ（１１ｋ）と、前記フランジ外フランジ（１１ｋ）の軸方向外側で締結し、
前記シャーピン式中間軸構造体を軸方向より平面視した時シャーピンの設置ＰＣＤをＤｓ、シャーピンの径をｄｓ、第一たわみ板用の第一ボルトの径をｄｂとし、第一たわみ板の第一ボルト本数をＮ、シャーピンの設置本数をＮｓとすると、
Ｄｓ／ｄｓは１１．２５≦Ｄｓ／ｄｓ≦１１．７５であり、ｄｓ＝ｄｂであり、シャーピンの設置ＰＣＤ＝Ｄｓ＝第一たわみ板用の第一ボルトの設置ＰＣＤであり、シャーピンの設置本数Ｎｓは０．６×Ｎとなる本数の端数を繰り上げた本数であり、
前記反転ハブ構造における前記軸嵌合反転ハブ（２０ａ）は、反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）を備え、
前記第二分割スペーサー（２２ａ）は、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と軸方向同一位置に径方向互い違いに配置された第二分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）と、前記第二分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）の径方向外側且つ軸方向内側に配置される分割スペーサーチューブ（２２ｅ）とを備え、
前記第二たわみ板（２３ｎ）は、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）及び前記第二分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）を、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）及び前記第二分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）の軸方向内側から連結するものであり、
前記第二たわみ板（２３ｎ）を、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と前記第二分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）とに締め付ける複数のたわみ板用の第二ボルト（２４）及び複数の座付き回り止めナット（２７）と、
前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と前記第二たわみ板（２３ｎ）との間に介在させる複数の反転ハブ（２０ａ）側クランプワッシャー（２６ｃ）と、
前記第二分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）と前記第二たわみ板（２３ｎ）との間に介在させる複数の第二分割スペーサー（２２ａ）側クランプワッシャー（２６ｄ）とを備え、
軸方向外側に径方向互い違いに配置された前記反転ハブ（２０ａ）側クランプワッシャー（２６ｃ）及び前記第二分割スペーサー（２２ａ）側クランプワッシャー（２６ｄ）と、軸方向内側に周方向に配置された前記第二たわみ板（２３ｎ）用の第二ボルト（２４）の頭部と一体の複数の第二クランプワッシャー（２６）とで、径方向同一ピッチ円直径上に挟まれるように前記第二たわみ板（２３ｎ）を位置させ、
前記シャーピン式中間軸構造体を軸方向より平面視した時シャーピンの設置ＰＣＤをＤｓ、シャーピンの径をｄｓ、第二たわみ板用の第二ボルトの径をｄｂとし、第二たわみ板の第二ボルト本数をＮ、シャーピンの設置本数をＮｓとすると、
Ｄｓ／ｄｓは１１．２５≦Ｄｓ／ｄｓ≦１１．７５であり、ｄｓ＝ｄｂであり、シャーピンの設置ＰＣＤ＝Ｄｓ＝第二たわみ板用の第二ボルトの設置ＰＣＤであり、シャーピンの設置本数Ｎｓは０．６×Ｎ、又は０．６×Ｎとなる本数の端数を繰り上げた本数であることを特徴とする金属ディスクのカップリング。
【請求項4】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の金属ディスクのカップリングであって、
複数のボルト及び回り止めナットを、分割スペーサーとシャーピン式中間軸構造体との結合に用いることを特徴とする金属ディスクのカップリング。
【請求項5】
請求項４に記載の金属ディスクのカップリングを備えたことを特徴とする機械装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、改良中間軸構造体、それを用いた金属ディスクのカップリング、それを備えた機械装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
スプライン滑動部を構成に持つリジットカップリング、フランジ形たわみ軸継手、歯車形軸継手等の構成については、既にある。例えば非特許文献１参照。
歯車式軸継手については、解説を含む規格の規定が既にある。例えば非特許文献２参照。
ギヤカップリングのシャピン式（特殊型）構造の特定については、既にある。例えば非特許文献３参照。
金属ディスクカップリングのアダプターハブ構造の特定については、既にある。例えば特許文献１参照。
金属ディスクカップリングの反転ハブ構造の特定については、既にある。例えば特許文献２参照。
歯車式軸継手については、解説を含む規格の規定が既にある。例えば非特許文献２参照。
ギヤカップリングのシャピン式（特殊型）構造の特定については、既にある。例えば非特許文献３参照。
金属ディスクカップリングのアダプターハブ構造の特定については、既にある。例えば特許文献１参照。
金属ディスクカップリングの反転ハブ構造の特定については、既にある。例えば特許文献２参照。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【文献】機械工学便覧改訂第５版、７機械の要素Ｐ５６・Ｐ５７とＰ６２・Ｐ６３とに第１０６図フランジ形たわみ軸継手、第１０７図歯車形軸継手、リジットカップリングの駆動側又は被駆動側主軸とハブ穴とに適用できる第１０６表・第１０７表インボリュートスプライン等を記載
【文献】ＪＩＳ Ｂ１４５３（１９７６年改正）、歯車形軸継手Ｐ８に解説表１許容伝達トルク及び許容回転数、Ｐ１２に解説図３継手外径―許容回転数線図、Ｐ１３に解説図４最大軸穴直径―許容伝達トルク線図等を記載。
【文献】三菱ＭＴギヤカップリングカタログ カタログＮＯ ＧＣ－（８）－８４ Ｐ１８、Ｐ１９応用型と特殊型の紹介に示す２．特殊型シャピン式に記載。
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
金属ディスクのカップリングにおけるたわみ板フランジとクランプワッシャーの一体化はたわみ板用のボルトの曲げ強度を１．８２倍に高めることができたが、依然としてたわみ板用のボルトの曲げ変形とたわみ板の腕の伸び変形とはごく少ないままで、ねじり方向限度装置（特許第６０９３９６０号公報参照）の実用化（平行偏心を含む偏角吸収ができないリジットカップリングが定格トルク×７００％に耐えることと同義）には疑問が残っている。
このため電気用途で発生する定格トルク×３００％を超える瞬時最大トルクに対し暖簾に腕押しの対処ができる非特許文献３のシャピン式を参考にして、今回新たにシャーピン構造を用いた中間軸構造体として見直しをするものである。見直しは、特許文献１の特許第６５９６７６２号公報の図１、図２を参考としたアダプターハブ構造（ハブは使っていないが構造はアダプターハブ構造と見なした）の場合から始める。
このため電気用途で発生する定格トルク×３００％を超える瞬時最大トルクに対し暖簾に腕押しの対処ができる非特許文献３のシャピン式を参考にして、今回新たにシャーピン構造を用いた中間軸構造体として見直しをするものである。見直しは、特許文献１の特許第６５９６７６２号公報の図１、図２を参考としたアダプターハブ構造（ハブは使っていないが構造はアダプターハブ構造と見なした）の場合から始める。
【0006】
【0007】
アダプターハブ構造のアダプターハブ同士と、反転ハブ構造の反転ハブ同士との組み合わせで、その間に組込まれる２種類となるシャーピン構造を含む中間軸構造体について、見直しする。
【0008】
駆動側にアダプターハブと被駆動側に反転ハブと、駆動側に反転ハブと被駆動側にアダプターハブとの組合せで、その間に組込まれる２種類となるシャーピン構造を含む中間軸構造体について見直しする。
【0009】
金属ディスクのカップリングにシャーピン構造を含む中間軸構造体を組み込むにおいて、アダプターハブ構造用への中間軸構造体と、反転ハブ構造用への中間軸構造体と、共通の締結部品を用い組込みできないか見直しする。
【0010】
特許第６０９３９６０号公報に示すねじり方向限度装置は、たわみ板フランジ同士による噛合せトルク伝達に無理があり、現時点での実用化は断念せざるを得ない。シャーピン構造は無理が少なく、金属ディスクカップリングの中間軸構造体への組込みが容易にできるように見直しをするものである。
【0011】
本発明は、この様な従来の問題を解決しようとするものであり、改良中間軸構造体、それを用いた金属ディスクのカップリング、それ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】
【0012】
上記課題を解決するための本発明請求項１のシャーピン構造を含む中間軸構造体は、
同軸に配置されトルクを伝達する複数の軸嵌合アダプターハブ（１０ａ）に、前記軸嵌合アダプターハブ（１０ａ）に同軸に配置されるフランジ（１１ｅ）と、たわみ板（１３ｎ）と、分割スペーサー（１２ａ）と、シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）とからなるアダプターハブ構造における前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）であって、
前記フランジ（１１ｅ）における、分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）と軸方向同一位置に周方向互い違いに配置されたフランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と、
前記分割スペーサー（１２ａ）における、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と軸方向同一位置に周方向互い違いに配置された前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）と、
前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）における、径方向外側且つ軸方向外側に軸方向厚さを有するフランジチューブ結合部（１１ｊ）と、
前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）における、径方向外側且つ軸方向内側に軸方向厚さを有する分割スペーサーチューブ結合部（１２ｇ）と、
前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）及び前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）を、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）及び前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）の軸方向外側から連結する前記たわみ板（１３ｎ）及び複数のクランプワッシャー（１６）と、
前記たわみ板（１３ｎ）を、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）とに締め付ける複数のたわみ板用のボルト（１４）及び複数の回り止めナット（１７）と、
前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と前記たわみ板（１３ｎ）との間に介在させる複数のクランプワッシャー（１６ｃ）と、
前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）と前記たわみ板（１３ｎ）との間に介在させる複数のクランプワッシャー（１６ｄ）とを備え、
前記たわみ板（１３ｎ）は、軸方向内側に周方向互い違いに配置された前記各複数のクランプワッシャー（１６ｃ）及びクランプワッシャー（１６ｄ）と、軸方向外側に周方向に配置された前記たわみ板用のボルト（１４）の頭部と一体の複数のクランプワッシャー（１６）と、径方向同一ピッチ円直径上に挟まれ位置するものであり、
前記クランプワッシャー（１６ｃ）は、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）との間に境界面を設けることなく、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と連続して一体に構成され、
前記クランプワッシャー（１６ｄ）は、前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）との間に境界面を設けることなく、前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）と連続して一体に構成され、
前記軸嵌合アダプターハブ（１０ａ）のアダプターハブ外フランジ（１１ｃ）内側は、前記複数のたわみ板用のボルト（１４）の頭部を収納するアダプターハブの段付穴（１１ｄ）内へ収納でき、前記フランジチューブ結合部（１１ｊ）の径方向外側且つ軸方向外側のフランジ外フランジ（１１ｋ）を、軸方向外側から締結し、
前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）において、前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）を軸方向より平面視した時シャーピンの設置ＰＣＤをＤｓ、シャーピンの径をｄｓ、たわみ板用のボルトの径をｄｂとし、たわみ板のボルト本数をＮ、シャーピンの設置本数をＮｓとすると、
Ｄｓ／ｄｓは１１．２５≦Ｄｓ／ｄｓ≦１１．７５であり、ｄｓ＝ｄｂであり、シャーピンの設置本数Ｎｓは０．６×Ｎ、又は０．６×Ｎとなる本数の端数を繰り上げた本数、又はバランスが崩れた時０．６×Ｎとなる本数の端数を繰り上げた本数に１加えた本数であることを特徴とする。係る構成によれば、主軸径をある程度大きく採れるアダプターハブ構造を採用しており、たわみ板フランジ外径より内側の空間を活用したシャーピン構造の設定は容易である。短絡トルク発生時の被駆動側主軸径は、シャーピン切断時の切断トルク（定格トルク×３００％）に基づき見直されるべきで、従来の定格トルク×７００％に耐える被駆動側主軸径の設定に比べ十分小さくできる。
同軸に配置されトルクを伝達する複数の軸嵌合アダプターハブ（１０ａ）に、前記軸嵌合アダプターハブ（１０ａ）に同軸に配置されるフランジ（１１ｅ）と、たわみ板（１３ｎ）と、分割スペーサー（１２ａ）と、シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）とからなるアダプターハブ構造における前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）であって、
前記フランジ（１１ｅ）における、分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）と軸方向同一位置に周方向互い違いに配置されたフランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と、
前記分割スペーサー（１２ａ）における、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と軸方向同一位置に周方向互い違いに配置された前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）と、
前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）における、径方向外側且つ軸方向外側に軸方向厚さを有するフランジチューブ結合部（１１ｊ）と、
前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）における、径方向外側且つ軸方向内側に軸方向厚さを有する分割スペーサーチューブ結合部（１２ｇ）と、
前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）及び前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）を、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）及び前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）の軸方向外側から連結する前記たわみ板（１３ｎ）及び複数のクランプワッシャー（１６）と、
前記たわみ板（１３ｎ）を、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）とに締め付ける複数のたわみ板用のボルト（１４）及び複数の回り止めナット（１７）と、
前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と前記たわみ板（１３ｎ）との間に介在させる複数のクランプワッシャー（１６ｃ）と、
前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）と前記たわみ板（１３ｎ）との間に介在させる複数のクランプワッシャー（１６ｄ）とを備え、
前記たわみ板（１３ｎ）は、軸方向内側に周方向互い違いに配置された前記各複数のクランプワッシャー（１６ｃ）及びクランプワッシャー（１６ｄ）と、軸方向外側に周方向に配置された前記たわみ板用のボルト（１４）の頭部と一体の複数のクランプワッシャー（１６）と、径方向同一ピッチ円直径上に挟まれ位置するものであり、
前記クランプワッシャー（１６ｃ）は、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）との間に境界面を設けることなく、前記フランジたわみ板フランジ（１１ｆ）と連続して一体に構成され、
前記クランプワッシャー（１６ｄ）は、前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）との間に境界面を設けることなく、前記分割スペーサーたわみ板フランジ（１２ｂ）と連続して一体に構成され、
前記軸嵌合アダプターハブ（１０ａ）のアダプターハブ外フランジ（１１ｃ）内側は、前記複数のたわみ板用のボルト（１４）の頭部を収納するアダプターハブの段付穴（１１ｄ）内へ収納でき、前記フランジチューブ結合部（１１ｊ）の径方向外側且つ軸方向外側のフランジ外フランジ（１１ｋ）を、軸方向外側から締結し、
前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）において、前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）を軸方向より平面視した時シャーピンの設置ＰＣＤをＤｓ、シャーピンの径をｄｓ、たわみ板用のボルトの径をｄｂとし、たわみ板のボルト本数をＮ、シャーピンの設置本数をＮｓとすると、
Ｄｓ／ｄｓは１１．２５≦Ｄｓ／ｄｓ≦１１．７５であり、ｄｓ＝ｄｂであり、シャーピンの設置本数Ｎｓは０．６×Ｎ、又は０．６×Ｎとなる本数の端数を繰り上げた本数、又はバランスが崩れた時０．６×Ｎとなる本数の端数を繰り上げた本数に１加えた本数であることを特徴とする。係る構成によれば、主軸径をある程度大きく採れるアダプターハブ構造を採用しており、たわみ板フランジ外径より内側の空間を活用したシャーピン構造の設定は容易である。短絡トルク発生時の被駆動側主軸径は、シャーピン切断時の切断トルク（定格トルク×３００％）に基づき見直されるべきで、従来の定格トルク×７００％に耐える被駆動側主軸径の設定に比べ十分小さくできる。
【0013】
上記課題を解決するための本発明請求項２のシャーピン構造を含む中間軸構造体は、
同軸に配置されトルクを伝達する複数の軸嵌合反転ハブ（２０ａ）に、前記軸嵌合反転ハブ（２０ａ）に同軸に配置されるたわみ板（２３ｎ）と、分割スペーサー（２２ａ）と、シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）とからなる反転ハブ構造における前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）であって、
前記軸嵌合反転ハブ（２０ａ）の反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）における、分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）と軸方向同一位置に径方向互い違いに配置された前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と、
前記分割スペーサー（２２ａ）における、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と軸方向同一位置に径方向互い違いに配置された前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）と、
前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）における、径方向内側且つ軸方向拡張位置に配置される前記軸嵌合反転ハブ（２０ａ）と、
前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）における、径方向外側且つ軸方向内側に配置される分割スペーサーチューブ（２２ｅ）と、
前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）及び前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）を、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）及び前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）の軸方向内側から連結する前記たわみ板（２３ｎ）及び複数のクランプワッシャー（２６）と、
前記たわみ板（２３ｎ）を、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）とに締め付ける複数のたわみ板用のボルト（２４）及び複数の座付き回り止めナット（２７）と、
前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と前記たわみ板（２３ｎ）との間に介在させる複数のクランプワッシャー（２６ｃ）と、
前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）と前記たわみ板（２３ｎ）との間に介在させる複数のクランプワッシャー（２６ｄ）とを備え、
前記たわみ板（２３ｎ）は、軸方向外側に径方向互い違いに配置された前記各複数のクランプワッシャー（２６ｃ）及びクランプワッシャー（２６ｄ）と、軸方向内側に周方向に配置された前記たわみ板用のボルト（２４）の頭部と一体の複数のクランプワッシャー（２６）と、径方向同一ピッチ円直径上に挟まれ位置するものであり、
前記クランプワッシャー（２６ｃ）は、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）との間に境界面を設けることなく、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と連続して一体に構成され、
前記クランプワッシャー（２６ｄ）は、前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）との間に境界面を設けることなく、前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）と連続して一体に構成され、
前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）は、軸方向内側に前記たわみ板（２３ｎ）を連結し、
前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）において、前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）を軸方向より平面視した時シャーピンの設置ＰＣＤをＤｓ、シャーピンの径をｄｓ、たわみ板用のボルトの径をｄｂとし、たわみ板のボルト本数をＮ、シャーピンの設置本数をＮｓとすると、
Ｄｓ／ｄｓは１１．２５≦Ｄｓ／ｄｓ≦１１．７５であり、ｄｓ＝ｄｂであり、シャーピンの設置本数Ｎｓは０．６×Ｎ、又は０．６×Ｎとなる本数の端数を繰り上げた本数、又はバランスが崩れた時０．６×Ｎとなる本数の端数を繰り上げた本数に１加えた本数であることを特徴とする。係る構成によれば、反転ハブ構造を採用しており、たわみ板フランジ外径より内側の空間を活用したシャーピン構造の設定は容易である。短絡トルク発生時の被駆動側主軸径は、シャーピン切断時の切断トルク（定格トルク×３００％）に基づき見直されるべきで、従来の定格トルク×７００％に耐える被駆動側主軸径の設定に比べ十分小さくできる。
同軸に配置されトルクを伝達する複数の軸嵌合反転ハブ（２０ａ）に、前記軸嵌合反転ハブ（２０ａ）に同軸に配置されるたわみ板（２３ｎ）と、分割スペーサー（２２ａ）と、シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）とからなる反転ハブ構造における前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）であって、
前記軸嵌合反転ハブ（２０ａ）の反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）における、分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）と軸方向同一位置に径方向互い違いに配置された前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と、
前記分割スペーサー（２２ａ）における、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と軸方向同一位置に径方向互い違いに配置された前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）と、
前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）における、径方向内側且つ軸方向拡張位置に配置される前記軸嵌合反転ハブ（２０ａ）と、
前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）における、径方向外側且つ軸方向内側に配置される分割スペーサーチューブ（２２ｅ）と、
前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）及び前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）を、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）及び前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）の軸方向内側から連結する前記たわみ板（２３ｎ）及び複数のクランプワッシャー（２６）と、
前記たわみ板（２３ｎ）を、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）とに締め付ける複数のたわみ板用のボルト（２４）及び複数の座付き回り止めナット（２７）と、
前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と前記たわみ板（２３ｎ）との間に介在させる複数のクランプワッシャー（２６ｃ）と、
前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）と前記たわみ板（２３ｎ）との間に介在させる複数のクランプワッシャー（２６ｄ）とを備え、
前記たわみ板（２３ｎ）は、軸方向外側に径方向互い違いに配置された前記各複数のクランプワッシャー（２６ｃ）及びクランプワッシャー（２６ｄ）と、軸方向内側に周方向に配置された前記たわみ板用のボルト（２４）の頭部と一体の複数のクランプワッシャー（２６）と、径方向同一ピッチ円直径上に挟まれ位置するものであり、
前記クランプワッシャー（２６ｃ）は、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）との間に境界面を設けることなく、前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）と連続して一体に構成され、
前記クランプワッシャー（２６ｄ）は、前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）との間に境界面を設けることなく、前記分割スペーサーたわみ板フランジ（２２ｂ）と連続して一体に構成され、
前記反転ハブたわみ板フランジ（２１ａ）は、軸方向内側に前記たわみ板（２３ｎ）を連結し、
前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）において、前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）を軸方向より平面視した時シャーピンの設置ＰＣＤをＤｓ、シャーピンの径をｄｓ、たわみ板用のボルトの径をｄｂとし、たわみ板のボルト本数をＮ、シャーピンの設置本数をＮｓとすると、
Ｄｓ／ｄｓは１１．２５≦Ｄｓ／ｄｓ≦１１．７５であり、ｄｓ＝ｄｂであり、シャーピンの設置本数Ｎｓは０．６×Ｎ、又は０．６×Ｎとなる本数の端数を繰り上げた本数、又はバランスが崩れた時０．６×Ｎとなる本数の端数を繰り上げた本数に１加えた本数であることを特徴とする。係る構成によれば、反転ハブ構造を採用しており、たわみ板フランジ外径より内側の空間を活用したシャーピン構造の設定は容易である。短絡トルク発生時の被駆動側主軸径は、シャーピン切断時の切断トルク（定格トルク×３００％）に基づき見直されるべきで、従来の定格トルク×７００％に耐える被駆動側主軸径の設定に比べ十分小さくできる。
【0014】
上記課題を解決するための本発明請求項３のシャーピン構造を含む中間軸構造体は、
請求項１のアダプターハブ構造のアダプターハブ同士と、請求項２の反転ハブ構造の反転ハブ同士との間における、前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）と前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）との設置の適用において、２通りある各々について前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）と前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）との少なくとも一方が設置適用されることを特徴とする。係る構成によれば、駆動側と被駆動側との主軸径の違い及び伝達トルク遮断への対処の他、潤滑条件の適切選定による駆動側主軸の伝達トルク遮断後のクーリング時間短縮等、各装置メーカーからの要求に柔軟に対応可能である。
請求項１のアダプターハブ構造のアダプターハブ同士と、請求項２の反転ハブ構造の反転ハブ同士との間における、前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）と前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）との設置の適用において、２通りある各々について前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）と前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）との少なくとも一方が設置適用されることを特徴とする。係る構成によれば、駆動側と被駆動側との主軸径の違い及び伝達トルク遮断への対処の他、潤滑条件の適切選定による駆動側主軸の伝達トルク遮断後のクーリング時間短縮等、各装置メーカーからの要求に柔軟に対応可能である。
【0015】
上記課題を解決するための本発明請求項４のシャーピン構造を含む中間軸構造体は、
駆動側に請求項１のアダプターハブ構造のアダプターハブと被駆動側に請求項２の反転ハブ構造の反転ハブと、駆動側に請求項２の反転ハブ構造の反転ハブと被駆動側に請求項１のアダプターハブ構造のアダプターハブとの間における、前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）と前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）との設置の適用において、２通りある各々について前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）と前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）との少なくとも一方が設置適用されることを特徴とする。係る構成によれば、伝達トルク遮断への対処の他、潤滑条件の適切選定による駆動側主軸の伝達トルク遮断後のクーリング時間短縮等、各装置メーカーからの要求に柔軟に対応可能である。
駆動側に請求項１のアダプターハブ構造のアダプターハブと被駆動側に請求項２の反転ハブ構造の反転ハブと、駆動側に請求項２の反転ハブ構造の反転ハブと被駆動側に請求項１のアダプターハブ構造のアダプターハブとの間における、前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）と前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）との設置の適用において、２通りある各々について前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（１０）と前記シャーピン構造を含む中間軸構造体（２０）との少なくとも一方が設置適用されることを特徴とする。係る構成によれば、伝達トルク遮断への対処の他、潤滑条件の適切選定による駆動側主軸の伝達トルク遮断後のクーリング時間短縮等、各装置メーカーからの要求に柔軟に対応可能である。
【0016】
上記課題を解決するためになされた本発明請求項５の金属ディスクのカップリングは、
請求項３と請求項４とに記載のシャーピン構造を含む中間軸構造体において、アダプターハブ構造用の複数のボルト（１８）及び回り止めナット（１９）と、反転ハブ構造用の複数のボルト（２８）及び回り止めナット（２９）とを、共通部品としてシャーピン構造を含む中間軸構造体の組込みに用いることを特徴とする。係る構成によれば、アダプターハブ同士と反転ハブ同士と、アダプターハブと反転ハブとの互い違い組合せとに使用される各締結用部品は、金属ディスクのカップリングへの中間軸構造体組込み用の共通部品として適用可能である。
請求項３と請求項４とに記載のシャーピン構造を含む中間軸構造体において、アダプターハブ構造用の複数のボルト（１８）及び回り止めナット（１９）と、反転ハブ構造用の複数のボルト（２８）及び回り止めナット（２９）とを、共通部品としてシャーピン構造を含む中間軸構造体の組込みに用いることを特徴とする。係る構成によれば、アダプターハブ同士と反転ハブ同士と、アダプターハブと反転ハブとの互い違い組合せとに使用される各締結用部品は、金属ディスクのカップリングへの中間軸構造体組込み用の共通部品として適用可能である。
【0017】
上記課題を解決するためになされた本発明の請求項６の機械装置は、
請求項５に記載の金属ディスクのカップリングを備えたことを特徴とする。係る金属ディスクのカップリングを備えることは、短絡トルク対応を含む電気向け用途の分野へより広く対応が可能である。
請求項５に記載の金属ディスクのカップリングを備えたことを特徴とする。係る金属ディスクのカップリングを備えることは、短絡トルク対応を含む電気向け用途の分野へより広く対応が可能である。
【発明の効果】
【0018】
本発明請求項１によれば、主軸径をある程度大きく採れるアダプターハブ構造を採用しており、たわみ板フランジ外径より内側の空間を活用したシャーピン構造の設定は容易である。短絡トルク発生時の被駆動側主軸径は、シャーピン切断時の切断トルク（定格トルク×３００％）に基づき（ある程度余裕を見る）見直されるべきで、従来の定格トルク×７００％に耐える被駆動側主軸径の設定より十分小さくでき、その時の効果は大きい。
【0019】
本発明請求項２によれば、反転ハブ構造を採用しており、たわみ板フランジ外径より内側の空間を活用したシャーピン構造の設定は容易である。短絡トルク発生時の被駆動側主軸径は、シャーピン切断時の切断トルク（定格トルク×３００％）に基づき（ある程度余裕を見る）見直されるべきで、従来の定格トルク×７００％に耐える被駆動側主軸径の設定より十分小さくでき、その時の効果は大きい。
【0020】
本発明請求項３によれば、駆動側と被駆動側とで各装置メーカーがアダプターハブ同士又は反転ハブ同士で選ぶ場合であり、通常駆動側の装置メーカーに関連する２通りある各々についてグリース潤滑と強制潤滑とで選ぶことができ（どっちでも良い）、柔軟に対応が可能である。
【0021】
本発明請求項４によれば、駆動側と被駆動側とで各装置メーカーがアダプターハブと反転ハブとを互い違いに選ぶ場合であり、通常駆動側装置メーカーに関連する２通りある各々についてグリース潤滑と強制潤滑とで選ぶことができ（どっちでも良い）、柔軟に対応が可能である。
【0022】
本発明請求項５によれば、アダプターハブ同士と反転ハブ同士と、駆動側被駆動側でのアダプターハブと反転ハブとの互い違い組合せとの間に入るシャーピン構造を含む中間軸構造体の組込みは、外フランジ締結用のボルト（１８、２８）と回り止めナット（１９、２９）とを共通部品として用い、容易に組込み可能である。
【0023】
本発明請求項６によれば、機械装置は短絡トルク等の過大トルク発生に無理なく対処でき、短期間の運転停止によるシャーピン交換、点検を経て早期の運転再開が実施できる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【発明を実施するための形態】
【0025】
本発明図１を適用したアダプターハブ構造におけるシャーピン構造を含む中間軸構造体について説明する。図１で図示されない右被駆動側半分は、左駆動側に同じであり省略する。本発明のシャーピン構造を含む中間軸構造体１０は、短絡トルクに対処できるようにシャーピン式を参考に応用し具現化するものであり、図１に示すようにシャーピン切断後線分Ｅ－Ｅで、左側は駆動側、右側は被駆動側に区分される。例えば駆動側タービン、被駆動側発電機とすると、シャーピン切断後被駆動側発電機は通常緩やかに停止され、駆動側タービンは無負荷による増速を抑え定速運転された後停止される。駆動側主軸の空転（アイドリング）は、大型装置で必要な場合クーリングダウンに時間を費やした後停止され、被駆動側発電機は、通常ローター内が気体冷却され主軸熱膨張等による芯違いの発生は少ない。
【0026】
図１シャーピン構造を含む中間軸構造体１０の軸受部の潤滑は、グリース潤滑の場合を示している。一般にグリース潤滑が適用されるのは、ｄｎ値（ｄ：中間軸構造体の軸受の軸径ｍｍ、ｎ：軸回転数ｒｐｍ）が１０の６乗を充分に下回る０．５４×１０の６乗以下、例えばｎ＝１５００ｒｐｍ又は１８００ｒｐｍでｄ＝３００ｍｍ以下、及びｎ＝３０００ｒｐｍ又は３６００ｒｐｍでｄ＝１５０ｍｍ以下の領域である。ｄｎ値が０．５４×１０の６乗を上回る領域となるシャーピン構造を含む中間軸構造体２０については、図３で説明する。シャーピン構造を含む中間軸構造体１０とシャーピン構造を含む中間軸構造体２０とは、グリース潤滑適用の場合と、オイル潤滑（強制潤滑）適用の場合とに分けて考える必要がある。
【0027】
図２で示されたＡ矢視の断面図は、上半分にはたわみ板フランジ及びたわみ板用のボルトの断面が示され、下半分にはブッシュ内に取付けされたシャーピンの断面が示されている。図２にたわみ板は図示されていないがたわみ板のボルト本数Ｎの１０本が示されており、上半分のたわみ板用のボルト５本の設定に対し、下半分は共通のＰＣＤ上に５ケ所のシャーピン取付け穴の設定に対し３本のシャーピンが適用されている。シャーピンの配置は、下半分の５ケ所の穴のうち上半分とも対面配置する２ケ所を除いた３ケ所が配置され、残りの対称上半分位置の３ケ所配置があり、合計６ケ所がバランス配置される。上半分に示されるたわみ板用のボルトは、下半分に示されるシャーピンとは負荷される力の方向及び相当する各本数が異なり、各々については区別して考える必要がある。通常負荷係数は１．２で選定され、シャーピン切断は定格トルク×３００％に設定される。
図２で示されたボルト本数より、使用されるたわみ板は１０本ボルトのたわみ板であるが、さらにボルト本数を増やした伝達トルク大たわみ板を用いる場合について述べる。伝達トルクとハブ（又はフランジ）の最大軸穴径とは、例えば非特許文献３カタログＰ１５のフランジ構造相当のＣＥＢ－２８５の場合、伝達トルクは２２．４ｔｏｎｆ－ｍであり、最大軸穴径はφ２８５である。図２のアダプターハブ構造のたわみ板フランジ外径φ５００、１６本ボルトたわみ板使用の場合、伝達トルクは２２．４ｔｏｎｆ－ｍをわずか上回り、最大軸穴径はφ２５０を充分上回るがφ２８０は下回る。伝達トルク大への対応としては必要な最小軸径に配慮し、軸と穴との結合にインボリュートスプラインを使用するのが良い。非特許文献１第１０６表・第１０７表参照。
図２で示されたボルト本数より、使用されるたわみ板は１０本ボルトのたわみ板であるが、さらにボルト本数を増やした伝達トルク大たわみ板を用いる場合について述べる。伝達トルクとハブ（又はフランジ）の最大軸穴径とは、例えば非特許文献３カタログＰ１５のフランジ構造相当のＣＥＢ－２８５の場合、伝達トルクは２２．４ｔｏｎｆ－ｍであり、最大軸穴径はφ２８５である。図２のアダプターハブ構造のたわみ板フランジ外径φ５００、１６本ボルトたわみ板使用の場合、伝達トルクは２２．４ｔｏｎｆ－ｍをわずか上回り、最大軸穴径はφ２５０を充分上回るがφ２８０は下回る。伝達トルク大への対応としては必要な最小軸径に配慮し、軸と穴との結合にインボリュートスプラインを使用するのが良い。非特許文献１第１０６表・第１０７表参照。
【0028】
本発明図３を適用した反転ハブ構造におけるシャーピン構造を含む中間軸構造体について説明する。図３で図示されない右被駆動側半分は、左駆動側に同じであり省略する。本発明のシャーピン構造を含む中間軸構造体２０は、短絡トルクに対処できるようにシャーピン式を参考に応用し具現化するものであり、図３では省略したが図１に示されたようにシャーピン切断後線分Ｅ－Ｅで、左側は駆動側、右側は被駆動側に区分されることは同様である。駆動側タービン、被駆動側発電機とすると、シャーピン切断後被駆動側発電機は通常緩やかに停止され、駆動側タービンは無負荷による増速を抑え定速運転された後停止される。駆動側主軸スラスト軸受が反転位置取付され高速で運転される場合、主軸の熱膨張は大きくなる。このタイミングでシャーピンの切断が発生した時は、速やかにクーリングダウンさせ停止させる必要があり、グリース潤滑より冷却効果のある強制潤滑の適用が有効である。
【0029】
図３のシャーピン構造を含む中間軸構造体２０は、例えばｎ＝３０００ｒｐｍ又は３６００ｒｐｍでｄ＝１５０ｍｍ超えへの対応であり、通常強制潤滑が適用される。強制潤滑は、駆動側又は被駆動側主軸端の軸心穴のどちら側からでも給油可能であるが、図３では駆動側（タービン側）主軸端の軸心穴から中間軸構造体２０の駆動側軸端の軸心穴へ注ぎ込まれる例である。注ぎ込まれた油は、軸心穴及び径方向の小径の深穴を通り遠心力を用い中間軸構造体２０の軸径表面から軸受空間内へ噴出される。構造体２０の転がり軸受転動体の油浴面高さは、軸受外輪側に取り付けられたスリンガー（リング状板）の内径で決まる。軸径表面からの油噴出量の設定は、オリフィス穴径及び穴数で決まる。構造体２０の転がり軸受内径（軸径ｄ）の上限値は４００ｍｍ程度までにとどめる。強制潤滑の油の流れは、一例として図３に矢印で示す。
図３の左駆動側半分を図１のアダプターハブ構造の強制潤滑とする場合について説明する。図３と図１と比較して考えると分かるように、図１のアダプターハブ主軸１の端面から中間軸構造体１０の左端面の間に新たに延長チューブを追加することで給油（油の注ぎ込み）が可能である。アダプターハブ構造は、反転ハブ構造の場合より軸端間寸法大となるが、中間軸構造体２０と同様の強制潤滑の他、追加となる軸径大とが共に可能である。主軸１～主軸４は請求項に含まれないが、タービン主軸（主軸１、主軸３）は、縦型旋盤等を用いワーク取付され低速で駆動され、長尺のドリルを用い深穴加工が施される。ドリルの長さが足りない時はワーク主軸を反転取付し、深穴加工を貫通させることができる。この軸心深穴加工するやり方は、既に知られている。
図３の左駆動側半分を図１のアダプターハブ構造の強制潤滑とする場合について説明する。図３と図１と比較して考えると分かるように、図１のアダプターハブ主軸１の端面から中間軸構造体１０の左端面の間に新たに延長チューブを追加することで給油（油の注ぎ込み）が可能である。アダプターハブ構造は、反転ハブ構造の場合より軸端間寸法大となるが、中間軸構造体２０と同様の強制潤滑の他、追加となる軸径大とが共に可能である。主軸１～主軸４は請求項に含まれないが、タービン主軸（主軸１、主軸３）は、縦型旋盤等を用いワーク取付され低速で駆動され、長尺のドリルを用い深穴加工が施される。ドリルの長さが足りない時はワーク主軸を反転取付し、深穴加工を貫通させることができる。この軸心深穴加工するやり方は、既に知られている。
【0030】
図４で示されたＢ矢視の断面図は、上半分にはたわみ板フランジ及びたわみ板用のボルトの断面が示され、下半分にはブッシュ内に取付けされたシャーピンの断面が示されている。図４にたわみ板は図示されていないがたわみ板のボルト本数Ｎの１０本が示されており、上半分のたわみ板用のボルト５本の設定に対し、下半分は共通のＰＣＤ上に５ケ所のシャーピン取付け穴の設定に対し３本のブッシュ取付けされたシャーピンが適用される。シャーピンの配置は、下半分の５ケ所の穴のうち上半分とも対面配置する２ケ所を除いた３ケ所が配置され、残りの対称上半分位置の３ケ所配置があり、合計６ケ所がバランス配置される。通常負荷係数は１．２で選定され、シャーピン切断は定格トルク×３００％に設定される。
図４で示されるたわみ板は１０本ボルトのたわみ板であるが、さらにシャーピンの設置ＰＣＤがより外側の５８０ｍｍ以上となる場合について述べる。シャーピンの設置ＰＣＤと回転数３０００ｒｐｍ時の重力加速度とは、図３の反転ハブ構造、たわみ板フランジ外径φ５００、シャーピンの設置ＰＣＤ４１０ｍｍの場合、シャーピンの設置ＰＣＤで発生する重力加速度は２０５０Ｇ程度であり、例えば非特許文献３Ｐ１９のシャピン式設定を用いＰ１４ハブ構造相当のＣＣＢ－２８５に適用した場合、シャピンの推定設置ＰＣＤ５８０ｍｍ程度であり、シャピンの設定ＰＣＤで発生する重力加速度は２９００Ｇ程度と大きくなる。シャーピン破損片の軸方向飛び出しは防止できるとしても、その時の径方向飛び出し力（遠心力）は残ったままである。本発明図３のシャーピン設定としては、シャーピンが破損して軸方向飛び出しが防止された場合でも、図３のごとく飛び出しが内部で防止できるのが良い。この考えは図１のアダプターハブ構造の場合についても同様である。
図４で示されるたわみ板は１０本ボルトのたわみ板であるが、さらにシャーピンの設置ＰＣＤがより外側の５８０ｍｍ以上となる場合について述べる。シャーピンの設置ＰＣＤと回転数３０００ｒｐｍ時の重力加速度とは、図３の反転ハブ構造、たわみ板フランジ外径φ５００、シャーピンの設置ＰＣＤ４１０ｍｍの場合、シャーピンの設置ＰＣＤで発生する重力加速度は２０５０Ｇ程度であり、例えば非特許文献３Ｐ１９のシャピン式設定を用いＰ１４ハブ構造相当のＣＣＢ－２８５に適用した場合、シャピンの推定設置ＰＣＤ５８０ｍｍ程度であり、シャピンの設定ＰＣＤで発生する重力加速度は２９００Ｇ程度と大きくなる。シャーピン破損片の軸方向飛び出しは防止できるとしても、その時の径方向飛び出し力（遠心力）は残ったままである。本発明図３のシャーピン設定としては、シャーピンが破損して軸方向飛び出しが防止された場合でも、図３のごとく飛び出しが内部で防止できるのが良い。この考えは図１のアダプターハブ構造の場合についても同様である。
【0031】
次に動作について説明する。図１に示された例えばタービン側主軸１が駆動され、主軸１に嵌合されたアダプターハブ１０ａのアダプターハブ外フランジ１１ｃ及びフランジ外フランジ１１ｋへ複数のボルト１８と回り止めナット１９とを用い伝達され、次にフランジチューブ１１ｉ、フランジチューブ結合部１１ｊ、フランジたわみ板フランジ１１ｆ（含むクランプワッシャー１６ｃ）、フランジたわみ板フランジのボルト穴１１ｈへ伝達され、次に座付き回り止めナット１７、たわみ板用のボルト１４（含むボルトの頭部と一体のクランプワッシャー１６）を介してたわみ板１３ｎの１０ケ所の内５ケ所のボルト穴へ伝達される。次に１０ケ所の内５ケ所のたわみ板引張り側腕を介して残り１０ケ所の内の５ケ所のボルト穴へ伝達され、ボルトの頭部と一体のクランプワッシャー１６（含むたわみ板用のボルト１４）、座付き回り止めナット１７を介して分割スペーサーたわみ板フランジ１２ｂ、分割スペーサーチューブ結合部１２ｇ、分割スペーサーチューブ１２ｆへ伝達される。次に分割スペーサー外フランジ１２ｈと中間軸構造体外フランジ１２ｊ同士とは、複数のボルト１８とナット１９を介して中間軸構造体たわみ板フランジ１２ｋへ伝達され、中間軸構造体１０のたわみ板フランジ外径より内側はトルク伝達上一体と見なせ、残り半分は同様となるので省略する。中間軸構造体１０を一体と見なせるシャーピン１５は、従来の伝達トルクの遮断ではなく、オーバーロードへの迅速な対処を可能とするものである。被駆動側は、例えば発電機側の主軸２となる。
図３に示された例えばタービン側主軸３が駆動され、主軸３に嵌合された反転ハブ２０ａの反転ハブたわみ板フランジ２１ａ、たわみ板フランジのボルト穴２１ｃ（含むクランプワッシャー２６ｃ）へ伝達され、次に座付き回り止めナット２７、たわみ板用のボルト２４（含むボルトの頭部と一体のクランプワッシャー２６）を介してたわみ板２３ｎの１０ケ所の内５ケ所のボルト穴へ伝達される。つぎに１０ケ所の内５ケ所のたわみ板の引張り側を介して 残り１０ケ所の内の５ケ所のボルト穴へ伝達され、ボルトの頭部と一体のクランプワッシャー２６（含むたわみ板用のボルト２４）、座付き回り止めナット２７を介して分割スペーサーたわみ板フランジのボルト穴２２ｃ（含むクランプワッシャー２６ｄ）へ伝達される。次に分割スペーサーたわみ板フランジ２２ｂ、分割スペーサーチューブ２２ｅへ伝達される。次に分割スペーサー外フランジ２２ｆと中間軸構造体外フランジ２２ｊ同士とは、複数のボルト２８とナット２９を介して中間軸構造体たわみ板フランジ２２ｋへ伝達され、中間軸構造体２０のたわみ板フランジ外径より内側はトルク伝達上一体と見なせ、残り半分は同様となるので省略する。被駆動側は、例えば発電機側の主軸４となる。
図３に示された例えばタービン側主軸３が駆動され、主軸３に嵌合された反転ハブ２０ａの反転ハブたわみ板フランジ２１ａ、たわみ板フランジのボルト穴２１ｃ（含むクランプワッシャー２６ｃ）へ伝達され、次に座付き回り止めナット２７、たわみ板用のボルト２４（含むボルトの頭部と一体のクランプワッシャー２６）を介してたわみ板２３ｎの１０ケ所の内５ケ所のボルト穴へ伝達される。つぎに１０ケ所の内５ケ所のたわみ板の引張り側を介して 残り１０ケ所の内の５ケ所のボルト穴へ伝達され、ボルトの頭部と一体のクランプワッシャー２６（含むたわみ板用のボルト２４）、座付き回り止めナット２７を介して分割スペーサーたわみ板フランジのボルト穴２２ｃ（含むクランプワッシャー２６ｄ）へ伝達される。次に分割スペーサーたわみ板フランジ２２ｂ、分割スペーサーチューブ２２ｅへ伝達される。次に分割スペーサー外フランジ２２ｆと中間軸構造体外フランジ２２ｊ同士とは、複数のボルト２８とナット２９を介して中間軸構造体たわみ板フランジ２２ｋへ伝達され、中間軸構造体２０のたわみ板フランジ外径より内側はトルク伝達上一体と見なせ、残り半分は同様となるので省略する。被駆動側は、例えば発電機側の主軸４となる。
【0032】
図３のたわみ板内径でハブボス径が制限を受ける反転ハブ構造への対処としては、１２本ボルト程度までのたわみ板適用にとどめ、１６本ボルトのたわみ板適用については、図１のアダプターハブ構造を代わりに用いることで対処できると考えている。
なお、本発明の改良中間軸構造体、それを用いた金属ディスクのカップリング、それを備えた機械装置を板ばね式フレキシブルカップリング以外の分野に用いることを妨げるものではない。
なお、本発明の改良中間軸構造体、それを用いた金属ディスクのカップリング、それを備えた機械装置を板ばね式フレキシブルカップリング以外の分野に用いることを妨げるものではない。
【産業上の利用可能性】
【0033】
上述の発明は、シャーピン構造を含む中間軸構造体、それを用いた金属ディスクのカップリング、それを備えた機械装置を提供可能である。
【符号の説明】
【0034】
１ 主軸（駆動側）
２ 主軸（被駆動側）
３ 主軸（駆動側）
４ 主軸（被駆動側）
１０ シャーピン構造を含む中間軸構造体（アダプターハブ構造）
１０ａ アダプターハブ
１１ｂ 主軸径
１１ｃ アダプターハブ外フランジ
１１ｄ アダプターハブの段付穴
１１ｅ フランジ
１１ｆ フランジたわみ板フランジ
１１ｈ フランジたわみ板フランジのボルト穴
１１ｉ フランジチューブ
１１ｊ フランジチューブ結合部
１１ｋ フランジ外フランジ
１２ａ 分割スペーサー
１２ｂ 分割スペーサーたわみ板フランジ
１２ｃ 分割スペーサーたわみ板フランジのボルト穴
１２ｆ 分割スペーサーチューブ
１２ｇ 分割スペーサーチューブ結合部
１２ｈ 分割スペーサー外フランジ
１２ｊ 中間軸構造体外フランジ
１２ｋ 中間軸構造体たわみ板フランジ
Ｌ たわみ板の腕の長さ
ｗ たわみ板の腕の巾
Ｄｓ シャーピンの設置ＰＣＤ
ｄｂ たわみ板用のボルトの径
ｄｓ シャーピンの径（ブッシュ穴への取付径）
Ｎ たわみ板のボルト本数
Ｎｓ シャーピンの設置本数
Ｊｎ たわみ板を含む連結部金物
Ｔｎ たわみ板の厚さ
１３ｎ たわみ板
１４ たわみ板用のボルト（六角穴付段付ボルト）
１５ シャーピン
１６ クランプワッシャー（たわみ板用のボルトの頭部と一体）
１６ｃ クランプワッシャー（フランジたわみ板フランジと一体）
１６ｄ クランプワッシャー（分割スペーサーたわみ板フランジと一体）
１７ 座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）
１８ ボルト（六角穴付ボルト）
１９ 回り止めナット
２０ シャーピン構造を含む中間軸構造体（反転ハブ構造）
２０ａ 反転ハブ
２１ａ 反転ハブたわみ板フランジ
２１ｂ 主軸径
２１ｃ 反転ハブたわみ板フランジのボルト穴
２２ａ 分割スペーサー
２２ｂ 分割スペーサーたわみ板フランジ
２２ｃ 分割スペーサーたわみ板フランジのボルト穴
２２ｅ 分割スペーサーチューブ
２２ｆ 分割スペーサー外フランジ
２２ｊ 中間軸構造体外フランジ
２２ｋ 中間軸構造体たわみ板フランジ
Ｌ たわみ板の腕の長さ
ｗ たわみ板の腕の巾
Ｄｓ シャーピンの設置ＰＣＤ
ｄｂ たわみ板用のボルトの径
ｄｓ シャーピンの径（ブッシュ穴への取付径）
Ｎ たわみ板のボルト本数
Ｎｓ シャーピンの設置本数
Ｊｎ たわみ板を含む連結部金物
Ｔｎ たわみ板の厚さ
２３ｎ たわみ板
２４ たわみ板用のボルト（六角穴付段付ボルト）
２５ シャーピン
２６ クランプワッシャー（たわみ板用のボルトの頭部と一体）
２６ｃ クランプワッシャー（反転ハブたわみ板フランジと一体）
２６ｄ クランプワッシャー（分割スペーサーたわみ板フランジと一体）
２７ 座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）
２８ ボルト（六角穴付ボルト）
２９ 回り止めナット
２ 主軸（被駆動側）
３ 主軸（駆動側）
４ 主軸（被駆動側）
１０ シャーピン構造を含む中間軸構造体（アダプターハブ構造）
１０ａ アダプターハブ
１１ｂ 主軸径
１１ｃ アダプターハブ外フランジ
１１ｄ アダプターハブの段付穴
１１ｅ フランジ
１１ｆ フランジたわみ板フランジ
１１ｈ フランジたわみ板フランジのボルト穴
１１ｉ フランジチューブ
１１ｊ フランジチューブ結合部
１１ｋ フランジ外フランジ
１２ａ 分割スペーサー
１２ｂ 分割スペーサーたわみ板フランジ
１２ｃ 分割スペーサーたわみ板フランジのボルト穴
１２ｆ 分割スペーサーチューブ
１２ｇ 分割スペーサーチューブ結合部
１２ｈ 分割スペーサー外フランジ
１２ｊ 中間軸構造体外フランジ
１２ｋ 中間軸構造体たわみ板フランジ
Ｌ たわみ板の腕の長さ
ｗ たわみ板の腕の巾
Ｄｓ シャーピンの設置ＰＣＤ
ｄｂ たわみ板用のボルトの径
ｄｓ シャーピンの径（ブッシュ穴への取付径）
Ｎ たわみ板のボルト本数
Ｎｓ シャーピンの設置本数
Ｊｎ たわみ板を含む連結部金物
Ｔｎ たわみ板の厚さ
１３ｎ たわみ板
１４ たわみ板用のボルト（六角穴付段付ボルト）
１５ シャーピン
１６ クランプワッシャー（たわみ板用のボルトの頭部と一体）
１６ｃ クランプワッシャー（フランジたわみ板フランジと一体）
１６ｄ クランプワッシャー（分割スペーサーたわみ板フランジと一体）
１７ 座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）
１８ ボルト（六角穴付ボルト）
１９ 回り止めナット
２０ シャーピン構造を含む中間軸構造体（反転ハブ構造）
２０ａ 反転ハブ
２１ａ 反転ハブたわみ板フランジ
２１ｂ 主軸径
２１ｃ 反転ハブたわみ板フランジのボルト穴
２２ａ 分割スペーサー
２２ｂ 分割スペーサーたわみ板フランジ
２２ｃ 分割スペーサーたわみ板フランジのボルト穴
２２ｅ 分割スペーサーチューブ
２２ｆ 分割スペーサー外フランジ
２２ｊ 中間軸構造体外フランジ
２２ｋ 中間軸構造体たわみ板フランジ
Ｌ たわみ板の腕の長さ
ｗ たわみ板の腕の巾
Ｄｓ シャーピンの設置ＰＣＤ
ｄｂ たわみ板用のボルトの径
ｄｓ シャーピンの径（ブッシュ穴への取付径）
Ｎ たわみ板のボルト本数
Ｎｓ シャーピンの設置本数
Ｊｎ たわみ板を含む連結部金物
Ｔｎ たわみ板の厚さ
２３ｎ たわみ板
２４ たわみ板用のボルト（六角穴付段付ボルト）
２５ シャーピン
２６ クランプワッシャー（たわみ板用のボルトの頭部と一体）
２６ｃ クランプワッシャー（反転ハブたわみ板フランジと一体）
２６ｄ クランプワッシャー（分割スペーサーたわみ板フランジと一体）
２７ 座付回り止めナット（又は座金＋回り止めナット）
２８ ボルト（六角穴付ボルト）
２９ 回り止めナット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】