(57)【要約】【課題】振動トルクを小さくでき、かつ、伝達トルクを大きくできるメッシュバネ式弾性継手を提供する【解決手段】メッシュバネ３１が回転部材１から外側ケース２へ回転トルクを伝達する。メッシュバネ３１は低負荷時にバネ定数が小さい一方、高負荷時にバネ定数が大きくなる非線形の負荷特性を有することによって、低負荷時にはバネ定数が小さくなるから、振動トルクを小さくできる。また、メッシュバネ３１は上記非線形の負荷特性を有することによって、高負荷時にはバネ定数が大きくなるから、伝達トルクを大きくできる。【選択図】図２
2006132741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と、
第２の部材と、
上記第１の部材から上記第２の部材へトルクを伝達するメッシュバネと
を備えたことを特徴とするメッシュバネ式弾性継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、陸上プラント、海洋プラント、船舶用主機関および船舶用補機関等に使用するメッシュバネ式弾性継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
陸上プラント、船舶用主機関および補機用プラント等の回転軸の出力伝達に弾性継手が使用されている。例えば船舶では、主機関の出力軸が発生する回転トルクを弾性継手を介して減速機の入力軸に伝達している。上記弾性継手は、減速機の入力軸の捩り振動を軽減する。
【０００３】
従来、弾性継手としては、特許文献１（特開平６−２１３２４７号公報）に開示されたコイルスリング式のものがある。このコイルスプリング式弾性継手は、第１ハブの回転トルクを、周方向に配置されたコイルスプリングを介して第２ハブに伝達する。
【０００４】
しかし、上記従来のコイルスプリング式弾性継手では、コイルスプリングのバネ定数を小さくすると、振動トルク（変動トルク）を小さくできるが、伝達トルクも小さくなってしまう。そこで、上記伝達トルクを大きくするため、コイルスプリングのバネ定数を大きくすると、振動トルクが大きくなってしまう。
【０００５】
したがって、上記従来のコイルスプリング式弾性継手では、振動トルクを小さくすることと、伝達トルクを大きくすることとの一方しか実現できない。つまり、上記従来のコイルスプリング式弾性継手は、振動トルクを小さくでき、かつ、伝達トルクを大きくできないという問題がある。
【０００６】
また、上記従来のコイルスプリング式弾性継手では、コイルスプリング自体に減衰効果がないため、シリコンオイル等で２次的に減衰効果を持たせている結果、シール構造が必要でシリコンオイル等の交換も将来的には実施しなければならない。
【特許文献１】特開平６−２１３２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の課題は、振動トルクを小さくでき、かつ、伝達トルクを大きくできるメッシュバネ式弾性継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のメッシュバネ式弾性継手は、第１の部材と、第２の部材と、上記第１の部材から上記第２の部材へトルクを伝達するメッシュバネとを備えたことを特徴としている。
【０００９】
ここで、メッシュバネとは、例えばピアノ線、ステンレス鋼線等の金属線を編んだ後、波付けし、さらに型成形してなる物を言う。
【００１０】
上記構成のメッシュバネ式弾性継手によれば、上記メッシュバネは低負荷時にバネ定数が小さい一方、高負荷時にバネ定数が大きくなる非線形の負荷特性を有することによって、低負荷時にはバネ定数が小さくなるから、振動トルクを低減できる。
【００１１】
また、上記メッシュバネは上記非線形の負荷特性を有することによって、高負荷時にはバネ定数が大きくなるから、伝達トルクを大きくできる。
【００１２】
したがって、上記メッシュバネ式弾性継手は、振動トルクを小さくでき、かつ、伝達トルクを大きくできる。
【００１３】
また、上記メッシュバネはヒステリシスを有するから、振幅を低減する効果が大きい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のメッシュバネ式弾性継手は、非線形の負荷特性を有するメッシュバネが第１の部材のトルクを第２の部材へ伝達することによって、メッシュバネの低負荷時のバネ定数が小さいから、振動トルクを低減でき、また、メッシュバネの高負荷時のバネ定数が大きいから、伝達トルクを大きくできる。したがって、上記メッシュバネ式弾性継手は、振動トルクを小さくでき、かつ、伝達トルクを大きくできる。
【００１５】
また、上記メッシュバネはヒステリシスを有するから、振幅を低減する効果が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明のメッシュバネ式弾性継手を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１７】
図１に、本発明の一実施の形態のメッシュバネ式弾性継手の概略正面図を示す。また、図２に、図１のII−II線から見た概略断面図を示す。なお、図１では、回転部材１、伝達装置３および第２のフランジ１３の一部の除去した状態を示している。
【００１８】
上記メッシュバネ式弾性継手は、図１，図２に示すように、環状の回転部材１と、外側ケース２と、回転部材１および外側ケース２の周方向に配置され、回転部材１から外側ケース２へ回転トルクを伝達する伝達装置３とを備えている。上記回転部材１は出力軸１１の端部を取り囲み、外側ケース２は回転部材１を取り囲んでいる。つまり、上記出力軸１１の端部の径方向外側に回転部材１を配置し、この回転部材１の径方向外側に外側ケース２を配置している。この外側ケース２の内周縁部は回転部材１内に入っている。また、上記回転部材１および伝達装置３は第１のフランジ１２と第２のフランジ１３とで挟まれている。上記第１のフランジ１２は出力軸１１の端部の周面に固定されている一方、第２のフランジ１３は出力軸１１の軸方向の端面にボルト５１で固定されている。
【００１９】
上記回転部材１は、第１，第２のフランジ１２，１３にボルト５２で連結されているので、出力軸１１と一体に回転する。また、上記回転部材１の内周縁部には、図３に示すように、ボルト５２が螺合するネジ穴１ｂを４５度の位相間隔で設けている。一方、上記回転部材１の外周縁部には、伝達装置３を収容する切欠き１ａを４５度の位相間隔で設けている。また、上記回転部材１の外周縁部は、図２に示すように、２つに分かれている。この２つに分かれた外周縁部の間に外側ケース２の内周縁部が位置している。
【００２０】
上記外側ケース２は、図示しない被駆動側部にボルト５３で締結されている。そして、上記外側ケース２の内周縁部には、図４に示すように、伝達装置３を収容する切欠き２ａを４５度の位相間隔で設けている。一方、上記外側ケース２の外周縁部はフランジとなっている。
【００２１】
上記伝達装置３は、図５に示すように、円筒形状のメッシュバネ３１と、このメッシュバネ３１に接続するバネ受座３２とで構成されている。上記バネ受座３２は、半円球形状の当接部３２ａと、メッシュバネ３１に嵌合する円柱形状の嵌合部３２ｂとから成っている。上記当接部３２ａは、回転部材１の切欠き１ａの側面に密接し、かつ、外側ケース２の切欠き２ａの側面に密接する。また、上記伝達装置３は、図１に示すように、切欠き１ａの位相と切欠き２ａの位相とを合わせて切欠き１ａ，２ａに収容する。なお、上記伝達装置３は切欠き１ａ，２ａと同じ数だけあるが、図１では１つのみ図示している。
【００２２】
上記メッシュバネ３１は次のようにして形成する。
【００２３】
まず、図示しない編機で、ＳＵＳ３０４のワイヤを図６（Ａ）に示すようにメリヤス編みして、ワイヤ製のネット１０１を形成する。次に、図６（Ｂ）に示す型付ローラ１０２，１０３でネット１０１を挟んで波付けして、図６（Ｃ）に示す波付ネット１０４を形成する。この波付ネット１０４を圧縮型成形すると、図６（Ｄ）に示すメッシュバネ３１が得られる。
【００２４】
以上のようにして形成されたメッシュバネ３１は、図７に示すような非線形特性を有するから、低負荷時、接線バネ定数の傾きが小さく、ねじりバネ定数が小さい一方、高負荷時、接線バネ定数の傾きが大きく、ねじりバネ定数が大きくなる。このようなメッシュバネ３１を介して回転部材１の回転トルクが外側ケース２に伝達されるから、メッシュバネ式弾性継手は図８，図９に示す特性を持つことができる。
【００２５】
図８に、振動トルクと回転数との関係を示す。図８の実線は、４サイクル，６気筒のエンジンの出力軸と被駆動側部とをメッシュバネ式弾性継手で接続したときの上記関係を示している。また、図８の一点鎖線は、４サイクル，６気筒のエンジンの出力軸と被駆動側部とをコイルスプリング式弾性継手で接続したときの上記関係を示している。
【００２６】
上記コイルスプリング式弾性継手に用いるコイルスプリングのような線形バネは、定格トルクに対応してバネ定数を決めている。このコイルスプリングのバネ定数は、低負荷時であっても高負荷時であっても変化しない。
【００２７】
一方、上記メッシュバネ式弾性継手に用いるメッシュバネのような非線形バネも、コイルスプリングと同様に、定格トルに対応してバネ定数を決めているが、そのバネ定数は、低負荷時は非線形特性により接線バネ定数が小さくなる。
【００２８】
したがって、例えば、アイドル３５０ｍｉｎ-1時、非線形バネを用いた弾性継手の共振点は、線形バネを用いた弾性継手の共振点より低くなる。これにより、上記弾性継手のアイドル時の振動トルクは小さくなる。
【００２９】
すなわち、図８に示すように、上記メッシュバネ式弾性継手の共振点は、上記従来のコイルスプリング式弾性継手の共振点よりも低くなっている。これにより、上記メッシュバネ式弾性継手では、上記従来のコイルスプリング式弾性継手に比べて、アイドル回転領域における振動トルクも低くなる。具体的には、上記メッシュバネ式弾性継手のアイドル回転領域の振動トルクは、上記従来のコイルスプリング式弾性継手のアイドル回転領域の振動トルクの略１／２となっている。
【００３０】
このように、上記メッシュバネ式弾性継手は、低負荷時、接線バネ定数の傾きが小さく、ねじりバネ定数が小さくなるので、アイドル回転数を低く設定できる。
【００３１】
また、上記メッシュバネ式弾性継手は、高負荷時、接線バネ定数の傾きが大きく、ねじりバネ定数が大きくなるので、高トルクに対応できる。つまり、上記メッシュバネ式弾性継手は伝達トルクを大きくできる。
【００３２】
また、上記メッシュバネ３１はコイルスプリングの負荷容量より負荷容量が大きい。したがって、上記メッシュバネ式弾性継手は、コイルスプリング式弾性継手よりも小型・軽量化できる。
【００３３】
また、上記メッシュバネ３１は、ＳＵＳ３０４のワイヤを圧縮成形したものであるから、長期間使用してもクリープが殆ど生じず、また、耐熱性および耐油性に優れている。したがって、上記メッシュバネ３１を半永久的に使用することができ、メッシュバネ３１の交換のインターバルが長くとれるので、メンテナンス費用が低減できる。
【００３４】
また、上記メッシュバネ３１を構成するワイヤ同士の摩擦熱は、そのワイヤの表面で発散するから、メッシュバネ３１では熱の蓄積がない。
【００３５】
また、上記メッシュバネ３１への注油は不要である。したがって、上記メッシュバネ式弾性継手は、シリコンオイルを必要とするコイルスプリング式弾性継手に比べて、ランニングコストを低減することができる。
【００３６】
また、上記メッシュバネ３１はヒステリシスを有するから、振幅を低減する効果が大きい。
【００３７】
また、上記メッシュバネ式弾性継手は、クランク軸の先端に取り付けると、ねじり振動を低減できるダンパーとすることができる。
【００３８】
上記実施の形態では、メッシュバネ３１とバネ受座３２とで伝達装置３を構成していたが、メッシュバネ３１のみで伝達装置を構成してもよい。つまり、上記メッシュバネ３１が切欠き１ａ，２ａの側面に直接密接するようにしてもよい。
【００３９】
上記実施の形態では、出力軸１１の周方向と略平行な軸心を有するようにメッシュバネ３１を配置していたが、出力軸１１の軸心と略平行な軸心を有するようにメッシュバネ３１を配置してもよい。
【００４０】
本発明は様々な弾性継手に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は本発明の一実施の形態のメッシュバネ式弾性継手の概略正面図である。
【図２】図２は図１のII−II線から見た概略断面図である。
【図３】図３は上記メッシュバネ式弾性継手の回転部材の概略正面図である。
【図４】図４は上記メッシュバネ式弾性継手の外側ケースの概略正面図である。
【図５】図５は上記メッシュバネ式弾性継手の伝達装置を説明するための概略断面図である。
【図６】図６（Ａ）〜（Ｄ）は上記伝達装置のメッシュバネの製造工程図である。
【図７】図７は、上記メッシュバネが受ける負荷と、メッシュバネが生じるたわみとの関係を示すグラフである。
【図８】図８は振動トルクと回転数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１    回転部材
２    外側ケース
３１  メッシュバネ
【図１】
2006132741.tif 000003
【図２】
2006132741.tif 000004
【図３】
2006132741.tif 000005
【図４】
2006132741.tif 000006
【図５】
2006132741.tif 000007
【図６】
2006132741.tif 000008
【図７】
2006132741.tif 000009
【図８】
2006132741.tif 000010