(57)【要約】      （修正有）【課題】弾性材料の所望のねじり軟性を維持しながら高い応力領域に局所的に圧縮荷重を加える可撓性の内部剪断結合部を提供する。【解決手段】システムは、第１の回転継手２４と第２の回転継手２６との間に配置される結合部本体１６とを含む。結合部本体１６は、回転軸２８の周りに配置される第１の本体部分および第２の本体部分ならびに回転軸２８の周りの、第１の本体部分と第２の本体部分との間に半径方向に配置される層状部分２０を含む。層状部分２０は、回転軸２８の周りに配置される第１のエラストマー部分６４および第２のエラストマー部分６８ならびに回転軸２８の周りの、第１のエラストマー部分６４と第２のエラストマー部分６８との間に半径方向に配置される剛性部分７０を含む。剛性部分７０は、複数の半径方向凸部を含む。【選択図】図１
2016211742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム（１０、８０）であって、
回転結合部（１６）を備え、該回転結合部（１６）が、
第１の回転継手（２４）と、
第２の回転継手（２６）と、
前記第１の回転継手（２４）と前記第２の回転継手（２６）との間に配置された結合部本体（１８）であって、該結合部本体（１８）が、回転軸（２８）の周りに配置された第１の本体部分および第２の本体部分ならびに前記回転軸（２８）の周りの、前記第１の本体部分と前記第２の本体部分との間に半径方向（３２）に配置された層状部分（２０）を備え、該層状部分（２０）が、前記回転軸（２８）の周りに配置された第１のエラストマー部分（６４）および第２のエラストマー部分（６８）ならびに前記回転軸（２８）の周りの、前記第１のエラストマー部分（６４）と前記第２のエラストマー部分（６８）との間に半径方向（３２）に配置された剛性部分（７０）を備え、前記剛性部分（７０）が、複数の半径方向凸部（１１６）を備える結合部本体（１８）と
を備えるシステム（１０、８０）。
【請求項２】
前記剛性部分（７０）が、内周（２０８）と外周（１１４、１４２）との間で前記剛性部分（７０）内に延在する１つ以上の開口を備える、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項３】
前記第１のエラストマー部分（６４）または前記第２のエラストマー部分（６８）の少なくとも一方のエラストマー材料（１９４、１９８）が、前記１つ以上の開口内に延在する、請求項２に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項４】
前記第１のエラストマー部分（６４）および前記第２のエラストマー部分（６８）が、前記１つ以上の開口を貫通して前記第１のエラストマー部分（６４）と前記第２のエラストマー部分（６８）とを接続する共通のエラストマー材料（１９４、１９８）を含む、請求項２に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項５】
前記剛性部分（７０）が、歯状の環状インターリーフを備え、前記複数の半径方向凸部（１１６）が、前記歯状の環状インターリーフの周りで周方向に互いに離間されている、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項６】
前記複数の半径方向凸部（１１６）が、前記歯状の環状インターリーフの外周に沿って配置されている、請求項５に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項７】
前記複数の半径方向凸部（１１６）の少なくとも１つの半径方向凸部（１２０）が、該少なくとも１つの半径方向凸部（１２０）を通る半径方向軸（３２）に関して対称な形状を有する、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項８】
前記複数の半径方向凸部（１１６）の少なくとも１つの半径方向凸部（１２０）が、該少なくとも１つの半径方向凸部（１２０）を通る半径方向軸（３２）に関して非対称な形状を有する、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項９】
前記複数の半径方向凸部（１１６）の少なくとも１つの半径方向凸部（１２０）が、前記回転軸（２８）の周りで第１の周方向を向いた第１の傾斜部（１３０）および前記回転軸（２８）の周りで第２の周方向を向いた第２の傾斜部（１３２）を有し、前記第１の傾斜部（１３０）が、前記第２の傾斜部（１３２）よりも大きい、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項１０】
前記剛性部分（７０）が、金属、複合材料、ガラス充填ナイロン、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項１１】
前記第１のエラストマー部分（６４）が、第１のエラストマー材料（１９４）を含み、前記第２のエラストマー部分（６８）が、第２のエラストマー材料（１９８）を含み、前記第１のエラストマー材料（１９４）および前記第２のエラストマー材料（１９８）が、互いに異なる、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項１２】
前記第１のエラストマー部分（６４）が、第１のエラストマー材料（１９４）を含み、前記第２のエラストマー部分（６８）が、第２のエラストマー材料（１９８）を含み、前記第１のエラストマー材料（１９４）および前記第２のエラストマー材料（１９８）が、互いに同じである、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項１３】
前記第１のエラストマー部分（６４）および前記第２のエラストマー部分（６８）が、ゴム、シリコーン、エチレンプロピレンジエン、またはこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項１４】
前記第１のエラストマー部分（６４）が、第１の硬さを有する第１のエラストマー材料（１９４）を含み、前記第２のエラストマー部分（６８）が、第２の硬さを有する第２のエラストマー材料（１９８）を含み、前記第１の硬さが、前記第２の硬さよりも大きい、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項１５】
前記第１のエラストマー部分（６４）が、第１の半径方向厚さを含み、前記第２のエラストマー部分（６８）が、第２の半径方向厚さを含み、前記第２の半径方向厚さが、前記第１の半径方向厚さよりも大きい、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項１６】
前記回転結合部（１６）に結合されたフライホイール（１０２）を備える、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項１７】
前記回転結合部（１６）に結合されたレシプロエンジン（８２）を備える、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項１８】
前記回転結合部（１６）に結合された発電機を備える、請求項１に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項１９】
システム（１０、８０）であって、
結合部（１６）を備え、該結合部（１６）が、
中心軸と、
前記中心軸の周りに配置された内側本体部分（５０）と、
前記内側本体部分（５０）の周りに配置された外側本体部分（４８）と、
前記中心軸の周りの、前記内側本体部分（５０）と前記外側本体部分（４８）との間に半径方向（３２）に配置された層状部分（２０）であって、該層状部分（２０）が、前記中心軸の周りに配置された内側エラストマー部分（６８）および外側エラストマー部分（６４）ならびに前記中心軸の周りの、前記内側エラストマー部分（６８）と前記外側エラストマー部分（６４）との間に半径方向（３２）に配置された剛性部分（７０）を備え、該剛性部分（７０）が、前記外側エラストマー部分（６４）に接する複数の半径方向凸部（１１６）を備える層状部分（２０）と
を備えるシステム（１０、８０）。
【請求項２０】
前記複数の半径方向凸部（１１６）の半径方向凸部（１２０）のそれぞれが、前記中心軸の周りで第１の周方向を向いた第１の傾斜部（１３０）および前記中心軸の周りで第２の周方向を向いた第２の傾斜部（１３２）を有し、前記第１の傾斜部（１３０）が、前記第２の傾斜部（１３２）よりも大きい、請求項１９に記載のシステム（１０、８０）。
【請求項２１】
第１の機械（１２）と第２の機械（１４）との間の回転結合部（１６）の層状部分（２０）を介してトルクを伝達するステップであって、前記層状部分（２０）が、回転軸（２８）の周りに配置された第１のエラストマー部分（６４）および第２のエラストマー部分（６８）ならびに前記回転軸（２８）の周りの、前記第１のエラストマー部分（６４）と前記第２のエラストマー部分（６８）との間に半径方向（３２）に配置された剛性部分（７０）を備え、前記剛性部分（７０）が、複数の半径方向凸部（１１６）を備えるステップ
を含む方法。
【請求項２２】
前記複数の半径方向凸部（１１６）の半径方向凸部（１２０）のそれぞれが、前記回転軸（２８）の周りで第１の周方向を向いた第１の傾斜部（１３０）および前記回転軸（２８）の周りで第２の周方向を向いた第２の傾斜部（１３２）を有し、前記第１の傾斜部（１３０）が、前記第２の傾斜部（１３２）よりも大きい、請求項２１に記載の方法。
層状部分を有する結合部を有するシステムおよび方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示されている主題は、機械的結合、より具体的には、機械間でトルクを伝達する回転結合に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転結合は、様々な機械（エンジンおよび負荷など）間でトルクを伝達するために使用される場合がある。例えば、発電システムは、発電機に駆動結合されるエンジン（例えば、レシプロエンジンまたはガスタービン）を含む場合がある。構成に応じて、発電システムは、１００ｋＷ〜１０ＭＷのまたはこれを上回る電気を発生させる場合がある。このような発電システムおよび他の重機において、回転結合部は、トルク、振動、衝撃、位置ずれ、熱応力、および／または機械的応力に起因する摩耗および／または劣化を受けやすい場合がある。
【発明の概要】
【０００３】
独創的に特許請求されている主題の範囲に相応する特定の実施形態が、以下に要約される。これらの実施形態は、特許請求される主題の範囲を限定するためのものではなく、正しくは、これらの実施形態は、本開示の可能な形態の簡単な概要を提供するためのものに過ぎない。実際、本開示は、以下で述べられる実施形態と同様である場合もあれば、異なる場合もある様々な形態を包含し得る。
【０００４】
第１の実施形態において、システムは、回転結合部を含み、該回転結合部は、第１の回転継手と、第２の回転継手と、第１の回転継手と第２の回転継手との間に配置される結合部本体とを含む。結合部本体は、回転軸の周りに配置される第１の本体部分および第２の本体部分ならびに回転軸の周りの、第１の本体部分と第２の本体部分との間に半径方向に配置される層状部分を含む。層状部分は、回転軸の周りに配置される第１のエラストマー部分および第２のエラストマー部分ならびに回転軸の周りの、第１のエラストマー部分と第２のエラストマー部分との間に半径方向に配置される剛性部分を含む。剛性部分は、複数の半径方向凸部を含む。
【０００５】
第２の実施形態において、システムは、結合部を含み、該結合部は、中心軸と、中心軸の周りに配置される内側本体部分と、内側本体部分の周りに配置される外側本体部分と、中心軸の周りの、内側本体部分と外側本体部分との間に半径方向に配置される層状部分とを含む。層状部分は、中心軸の周りに配置される内側エラストマー部分および外側エラストマー部分ならびに中心軸の周りの、内側エラストマー部分と外側エラストマー部分との間に半径方向に配置される剛性部分を含む。剛性部分は、外側エラストマー部分に接する複数の半径方向凸部を含む。
【０００６】
第３の実施形態において、方法は、第１の機械と第２の機械との間の回転結合部の層状部分を介してトルクを伝達するステップを含む。層状部分は、回転軸の周りに配置される第１のエラストマー部分および第２のエラストマー部分ならびに回転軸の周りの、第１のエラストマー部分と第２のエラストマー部分との間に半径方向に配置される剛性部分を含む。剛性部分は、複数の半径方向凸部を含む。
【０００７】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明が添付図面を参照しながら読まれるときにより良く理解されるようになる。なお、添付図面では、同じ符号が、図面を通して同じ部分を示している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】可撓性の内部剪断結合部（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｉｎ−ｓｈｅａｒ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を有する機械システムの実施形態のブロック図であり、可撓性の内部剪断結合部は、２つの弾性層間に少なくとも１つの剛性層を有する複数の層を含む。
【図２】図１の可撓性の内部剪断結合部を有するエンジン−発電機システムの実施形態のブロック図である。
【図３】線３−３に沿った、図１の可撓性の内部剪断結合部の実施形態の側断面図であり、ここでは、剛性層が、歯状インターリーフ（ｔｏｏｔｈｅｄ  ｉｎｔｅｒｌｅａｆ）を含んでいる。
【図４】図３の歯状インターリーフの実施形態の部分側断面図であり、ここでは、歯状インターリーフは、非対称的な歯を含んでいる。
【図５】図３の歯状インターリーフの実施形態の部分側断面図であり、ここでは、歯状インターリーフは、凹凸のある表面を含んでいる。
【図６】図３の歯状インターリーフの実施形態の部分側断面図であり、ここでは、歯状インターリーフは、逆Ｙ字形状を有する対称的な歯を含んでいる。
【図７】図３の歯状インターリーフの実施形態の部分側断面図であり、ここでは、歯状インターリーフは、逆Ｔ字形状を有する対称的な歯を含んでいる。
【図８】図１の可撓性の内部剪断結合部の実施形態の側面図であり、ここでは、弾性層の１つに対して、駆動方向に圧縮荷重が加えられている。
【図９】図１の可撓性の内部剪断結合部の実施形態の部分側断面図であり、ここでは、弾性層の１つに対して、駆動方向と反対方向に圧縮荷重が加えられている。
【図１０】エラストマー注入システムの実施形態のブロック図であり、エラストマー注入システムは、弾性層を形成し、歯状インターリーフを固定するために可撓性の内部剪断結合部の環状領域内にエラストマーを注入する。
【図１１】図１０のエラストマー注入システムの実施形態のブロック図であり、ここでは、注入されたエラストマーは、歯状の境界部を貫通する半径方向通路を通って流れ、歯状の境界部の各面に配置された弾性層を接続する。
【図１２】図３の歯状の境界部の実施形態の部分側断面図であり、ここでは、歯状の境界部は、歯状の境界部の半径方向寸法を貫通する複数の半径方向通路を含む。
【図１３】図３の可撓性の内部剪断結合部の実施形態のブロック図であり、ここでは、弾性層は、変更可能な半径方向寸法を有する。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下では、本開示の１つ以上の特定の実施形態について説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するために、本明細書では、実際の実施態様の特徴のすべてが説明されない場合もある。このような実際の実施態様の開発（工学または設計プロジェクトにおけるような）において、実施態様ごとに異なり得る、開発者の特定の目標（システム関連およびビジネス関連の制約の遵守など）を達成するために、実施態様に特有の多数の決定がなされなければならないことが理解されるべきである。さらに、このような開発の努力は、込み入っていて、時間がかかるものであるかもしれないが、本開示の利益を受ける当業者にとっては設計、製作、および製造に関する日常的な取り組みであることが理解されるべきである。
【００１０】
本開示の様々な実施形態の要素を導入するとき、冠詞「１つの（ａ、ａｎ）」、「前記（ｔｈｅ）」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、その要素が１つ以上存在することを意味することが意図されている。用語「を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「を有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包含的であり、列挙されている要素以外にも付加的な要素が存在し得ることを意味することが意図されている。
【００１１】
本開示は、機械（２軸発電システム（ｄｕａｌ  ｓｈａｆｔ  ｐｏｗｅｒ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）（例えば、エンジン−発電機の組み合わせ）のシャフトなど）間でトルクを伝達するための可撓性の結合部に関する。例えば、可撓性の結合部は、エンジンシャフトと発電機またはギヤボックスの対応する負荷シャフトとを接続し得る。可撓性の結合部は、層状部分を含み、層状部分は、剛性部分（例えば、剛性材料）の周りに配置される複数の弾性部分（例えば、弾性材料）を有する。層状部分（例えば、弾性材料間に挟まれた歯状の剛性材料）は、機械間で（例えば、エンジンから発電機またはギヤボックスに）トルクを伝達しながらも、シャフトの位置合わせの改善、振動の減衰、衝撃（例えば、トルクの突然の変化および／またはトルクの反転に起因する）の吸収、熱応力の低減、および機械的応力の低減に役立ち得る。例えば、弾性材料は、シャフトの位置ずれを吸収し得る（特に、少なくとも１つの弾性的に取り付けられたエンジンおよび／または発電機もしくはギヤボックスを含む、エンジン−発電機の組み合わせにおいて）。さらなる例として、可撓性の結合部の弾性材料は、システムの動作に付随する振動のためのクッションを提供し、これにより、振動を減衰させ、ノイズを軽減することができ、また、少なくとも１つの弾性的に取り付けられたエンジン、発電機、またはギヤボックスを含む、エンジン−発電機の組み合わせに限定に限らず、堅く取り付けられたエンジンおよび堅く取り付けられた被駆動物品にも適用可能である。
【００１２】
様々なタイプの結合部が、１つの回転するシャフトから隣のシャフトにトルクを伝達するために弾性材料を組み込み得る。例えば、可撓性の内部剪断結合部（歯付きタイプの結合部および半径方向が低い／可撓性が高い結合部など）は、剪断力によってトルクを伝達する。他の可撓性の結合部は、圧縮力によってトルクを伝達する可撓性の内部圧縮結合部（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｉｎ−ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を含む。可撓性の結合部の弾性材料の特性は、可撓性の結合部がトルクを伝達する方法（例えば、圧縮によるか、または剪断によるか）に応じて決められる。例えば、可撓性の内部圧縮結合部のために使用される弾性材料は、可撓性の内部剪断結合部（例えば、エラストマーの内部剪断結合部）（一般により高い度合いのねじり軟性（ｔｏｒｓｉｏｎａｌ  ｓｏｆｔｎｅｓｓ）を有する）のために使用される弾性材料に比べて高い度合いのねじり剛性を有してもよい。圧縮によってトルクを伝達する可撓性の内部圧縮結合部とは異なり、可撓性の内部剪断結合部の弾性材料は、トルク伝達中に伸長してねじれる。弾性材料の伸長およびねじれは、可撓性の内部圧縮結合部に比べて可撓性の内部剪断結合部の弾性材料の全体的な耐久性を低下させ得る、高い応力負荷の領域をもたらし得る。例えば、高い応力負荷は、システムの温度上昇と相まって、弾性材料が摩耗したり、壊れたり（例えば、劣化したり）する原因となり、この結果、システムの性能および信頼性を低下させ得る。したがって、開示されている実施形態以外では、可撓性の内部剪断結合部は、可撓性の内部圧縮結合部に比べて頻繁に交換され、この結果、装置コストおよび保守コスト（例えば、トルク伝達のために可撓性の内部剪断結合部を使用する２軸発電システムのための）を増加させ得る。したがって、弾性材料の所望のねじり軟性を維持しながら高い応力領域に局所的に圧縮荷重を加えるように可撓性の内部剪断結合部を構成することが望ましい場合がある。剪断荷重に弱い、可撓性の結合部の領域に局所的に圧縮荷重を加えることによって、可撓性の内部剪断結合部の耐久性は向上し得る。
【００１３】
図１は、回転結合部１６（例えば、弾性または可撓性の回転結合部）に共に結合された第１の機械１２および第２の機械１４を有するシステム１０のブロック図を示しており、回転結合部１６は、結合部本体１８を含み、結合部本体１８は、サンドイッチ状に交互に配置された弾性材料および剛性材料の複数の層２２（例えば、同心層）を有する層状部分２０を有する。以下に詳細に述べられるように、回転結合部１６は、弾性材料の特定の領域に、剪断荷重というよりは圧縮荷重を加えることによってシステムの耐久性、動作性、および信頼性を改善し得る。図１に示されているように、回転結合部１６は、回転軸２８を中心とした回転（例えば、動力およびトルクの伝達）を容易にするために第１の機械１２および第２の機械１４のそれぞれのシャフト１３および１５に結合された第１の回転継手２４および第２の回転継手２６を含む。特定の実施形態において、第１の機械１２は、第２の機械１４を駆動するために動力を供給し、および／またはトルクを伝達する。したがって、第１の機械１２は、エンジンまたは駆動機械を含んでもよく、一方、第２の機械１４は、負荷または被駆動機械を含んでもよい。特定の実施形態において、第２の機械１４は、第１の機械１２を駆動するために動力を供給し、および／またはトルクを伝達する。したがって、第２の機械１４は、エンジンまたは駆動機械を含んでもよく、一方、第１の機械１２は、負荷または被駆動機械を含んでもよい。
【００１４】
エンジンまたは駆動機械（例えば、１２または１４）は、ガスタービン、蒸気タービン、風力タービン、水力タービン、レシプロエンジン（図２を参照して以下に詳細に述べられる）、電気モータ、またはこれらの任意の組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。負荷または被駆動機械（例えば、１２または１４）は、乗り物または定置負荷を含んでもよいが、これらに限定されない。例として、負荷または被駆動機械は、発電システム１０の発電機、圧縮機、ポンプ、産業機械システムもしくは産業自動化システム、乗り物の駆動系、航空機もしくは船舶のプロペラ、またはエンジンもしくは駆動機械の回転出力によって動力供給され得る任意の適切な装置を含んでもよい。
【００１５】
上述したように、回転結合部１６は、シャフト１３、１５をつなぎ（例えば、連結し）、機械１２、１４のどちらが駆動機械であり、被駆動機械であるかに応じて第１のシャフト１３から第２のシャフト１５にまたはこの逆にトルクを伝達する。以下の解説では、回転結合部１６の軸方向軸もしくは軸方向３０、半径方向軸もしくは半径方向３２、および／または周方向軸（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ａｘｉｓ）もしくは周方向３４を参照する場合がある。図示の実施形態において、回転結合部１６の第１の側面３６にある第１の回転継手２４は、第１のハブ４０（例えば、フライホイール）を有し、一方、第２の側面４２にある第２の回転継手２６は、第２のハブ４６（例えば、フライホイール）を有する。第１のハブ４０および第２のハブ４６は、機械１２、１４のどちらが駆動機械であり、被駆動機械であるかに応じて駆動ハブおよび被駆動ハブであってもよいし、この逆であってもよい。第１のハブ４０および第２のハブ４６は、層２２を有する層状部分２０が、ハブ４０、４６間に配置され、これによりハブ４０、４６間でトルクを伝達するように結合部本体１８の異なる本体部分に結合される。例えば、回転結合部１６は、ハブ４０に結合された外側本体部分４８（例えば、環状の本体部分）およびハブ４６に結合された内側本体部分５０（例えば、環状または円筒形の本体部分）を含む。外側本体部分４８は、層状部分２０、内側本体部分５０、およびハブ４６、第２のシャフト１５、またはこれらの組み合わせの少なくとも一部分の周りに周方向３４に配置される（例えば、同軸配置または同心配置で）。内側本体部分５０は、ハブ４６、第２のシャフト１５、またはこれらの組み合わせの少なくとも一部分の周りに周方向３４に配置される（例えば、同軸配置または同心配置で）。層２２を有する層状部分２０は、層状部分２０が、本体部分４８、５０間に挟まれ（かつ本体部分４８、５０を分離する）ように本体部分４８、５０間に半径方向３２に配置される。結果として、本体部分４８、５０は、互いに直接結合されず、したがって、トルクは、本体部分４８、５０間で直接伝達されない。その代わりに、トルクは、本体部分の一方（例えば、４８または５０）に伝達され、層状部分２０の層２２を通って、その後、本体部分の他方（例えば、４８または５０）を通る。このようにして、機械１２、１４間でのトルク伝達が可能になっている。
【００１６】
回転継手２４および２６は、様々な結合具（ねじ付き締結具（ｔｈｒｅａｄｅｄ  ｆａｓｔｅｎｅｒ）、雄雌継手（ｍａｌｅ−ｆｅｍａｌｅ  ｊｏｉｎｔ）、クランプ、フランジ、締まりばめ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｆｉｔ）、またはこれらの任意の組み合わせなど）を含んでもよい。例えば、外側本体部分４８における回転継手２４は、ハブ４０を外側本体部分４８に固定する複数の締結具５２（例えば、ねじ付き締結具）を含んでもよい。さらなる例として、内側本体部分５０における回転継手２６は、ハブ４６ならびにハブ４６および／または第２のシャフト１５の少なくとも一部分を収容する開口５４（例えば、円筒形開口）を含んでもよい。例えば、円筒形開口５４の半径方向寸法５８は、シャフト寸法６０以上であってもよい。回転継手２６は、開口５４内に内部継手５６を含み、これにより、内側本体部分５０の開口５４内にシャフト１５および／またはハブ４６を内部固定してもよい。内部継手５６は、雄雌継手（キーインスロット継手（ｋｅｙ  ｉｎ  ｓｌｏｔ  ｊｏｉｎｔ）、スプライン継手、またはこれらの任意の組み合わせなど）を含んでもよい。あるいはまたはさらに、回転継手２６は、シャフト１５および／またはハブ４６を内側本体部分５０に固定する複数の締結具５２（例えば、ねじ付き締結具またはボルト）を含んでもよい。動作中、機械１２が、機械１４を駆動する場合、トルクは、第１の回転継手２４を介して外側本体部分４８に伝達され、次いで層状部分２０の層２２を通り、次に内側本体部分５０を通過し得る。あるいは、機械１４が、機械１２を駆動する場合、トルクは、第２の回転継手２６を介して内側本体部分５０に伝達され、次いで層状部分２０の層２２を通り、次に外側本体部分４８を通過し得る。
【００１７】
本体部分４８、５０は、層状部分２０を支持する環状空間６２を形作っている。環状空間６２内の層状部分２０は、内側本体部分５０の周りに周方向３４に配置され、外側本体部分４８は、環状空間６２内の層状部分２０の周りに周方向３４に存在する。層状部分２０は、本体部分４８、５０とシャフト１３、１５との間でのトルク伝達を容易にする、環状空間６２内に配置された複数の層２２を含む。例えば、図示の実施形態において、層状部分２０（例えば、環状の層状部分）は、第１の弾性部分６４（例えば、第１のエラストマー部分）、第２の弾性部分６８（例えば、第２のエラストマー部分）、および剛性部分７０を含む。弾性部分６４、６８は、任意の弾性材料（エラストマー材料などであるが、これに限定されない）から作られてもよい。しかしながら、以下の解説では、エラストマー部分としての部分６４、６８を参照する。エラストマー部分６４、６８は、剛性部分７０の半径方向寸法に相当する距離７１だけ半径方向３２に互いに離間されている。すなわち、剛性部分７０は、エラストマー部分６４、６８間に挟まれている。第１のエラストマー部分６４は、内側本体部分５０から半径方向３２に離され、外側本体部分４８の第１の内面７２および剛性部分７０に当接している。第２のエラストマー部分６８は、外側本体部分４８から半径方向３２に離され、内側本体部分５０に付随する第２の内面７４および剛性部分７０に当接している。したがって、第１のエラストマー部分６４は、内側本体部分５０、第２のエラストマー部分６８、および剛性部分７０の周りに周方向３４に存在する。剛性部分７０は、内側本体部分５０および第２のエラストマー部分６８の周りに周方向３４に存在する。第２のエラストマー部分６８は、内側本体部分５０の周りに周方向３４に存在する。言い換えれば、層状部分２０は、回転軸２８の周りに配置された第１のエラストマー部分６４および第２のエラストマー部分６８ならびに回転軸２８の周りの、第１のエラストマー部分６４と第２のエラストマー部分６８との間に半径方向３２に配置された剛性部分７０を有する。
【００１８】
エラストマー部分６４、６８は、剪断荷重による、シャフト１３、１５間でのトルクの伝達を可能にする所望のねじり剛性およびねじり軟性を有し、これにより、シャフト１３、１５の所望の度合いの位置ずれを可能にし、システム１０の動作中の振動ノイズを軽減する。特定の実施形態において、エラストマー部分６４、６８の弾性材料（例えば、エラストマー材料）は同じである。他の実施形態において、エラストマー部分６４、６８のそれぞれの弾性材料（例えば、エラストマー材料）は異なる。エラストマー部分６４、６８に使用され得る弾性材料（例えば、エラストマー材料）の非限定的な例は、以下の材料、すなわち、天然ゴム、アクリルゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレン、塩素化ポリエチレン、エチレンプロピレンジエン、フルオロシリコーンゴム、フルオロカーボンゴム、ニトリルゴム、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリブタジエン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリウレタン、ポリ酢酸ビニル、ポリイソプレン、スチレンブタジエン、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリマー複合材、任意の他の適切な弾性材料、またはこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む。弾性材料は、付加的な成分（フィラー（例えば、オゾンにさらされるエラストマー材料の耐久性を高めるための、もしくはエラストマー材料の耐久性および剛性（例えば、カーボンブラックの粒径および粒子含有量によって影響される）を高めるための）またはオーバーモールドされた繊維（例えば、ポリアミド／ナイロンもしくはケブラーまたは組み合わせ）など）を含んでもよい。
【００１９】
上述したように、開示されている実施形態以外では、回転継手２４、２６間の剪断荷重は、部分的にトルク伝達中の伸長およびねじれに起因して弾性材料（例えば、エラストマー材料）に高い応力負荷の領域を発生させ得る。例えば、可撓性の内部剪断結合部（回転結合部１６など）のために使用される弾性材料は、例えば可撓性の内部圧縮結合部に使用される弾性材料に比べて低い硬さ（例えば、ねじり剛性）を有してもよい。可撓性の内部剪断結合部に関する弾性材料の低いねじり剛性は、剪断荷重によるトルク伝達を可能にする所望の可撓性を提供する。しかしながら、弾性材料の低いねじり剛性はまた、剪断荷重の印加中に、可撓性の内部剪断結合部の全体的な耐久性を低下させ得る高い剪断応力の領域をもたらす。したがって、開示されている実施形態以外では、可撓性の内部剪断結合部は、頻繁に交換され、このため、可撓性の内部剪断結合部を使用する発電（または圧送もしくは駆動）システムに関する保守コストおよび交換コストは、トルクを伝達するために可撓性の内部圧縮結合部を使用するシステムに比べて高くなり得る。
【００２０】
剪断荷重の望ましくない効果を軽減するために、剛性部分７０が、回転結合部１６の層状部分２０を形成するためにエラストマー部分６４、６８間に差し挟まれる。剛性部分７０は、剛性材料（金属、金属合金、ガラス充填ナイロン、または他の適切な強化複合材料（例えば、母材の全体にわたって分散された強化材料）、およびこれらの組み合わせなどであるが、これらに限定されない）を含んでもよい。例えば、複合材料は、伝熱性もしくは非伝熱性の材料中に分散された熱伝導性材料（例えば、金属繊維）または伝熱性母材中に分散された非伝熱性繊維を含んでもよい。剛性部分７０は、エラストマー部分６４、６８の耐久性を向上させる表面特徴７８（例えば、凸部、凹部、歯など）を含んでもよい。例えば、図３〜図９を参照して以下にさらに詳細に述べられるように、表面特徴７８は、剪断劣化に弱い領域に圧縮剪断力を加え得る。留意すべきは、剛性部分７０が、エラストマー部分６４、６８の剛性を向上させ得ることである。したがって、エラストマー部分６４、６８の弾性材料（例えば、エラストマー材料）は、例えば、剛性部分７０を含まない可撓性の内部剪断結合部と同等の所望の剛性を維持するためにエラストマー材料にカーボンブラックを部分的に添加することによって調整された化合物であってもよい。
【００２１】
剪断荷重によって発生する、エラストマー部分６４、６８の応力を緩和すること加えて、剛性部分７０は、複数の層２２の伝熱性を向上させて、エラストマー部分６４、６８の冷却を強化し得る。例えば、エラストマー部分６４、６８は、システム１０の動作中に発生した熱を放散するのに十分な熱伝導率を有さない場合がある。したがって、エラストマー部分６４、６８の温度は、好ましいエラストマー材料にとって望ましい温度を上回る温度（例えば、天然ゴム化合物の場合は約９０℃を上回る温度）に上昇する可能性があり得る。このような温度は、可撓性の内部剪断結合部のねじり軟性特性を有する弾性材料の熱応力および熱劣化（例えば、破壊）をもたらし得る。しかしながら、剛性部分７０は、エラストマー部分６４、６８の全体にわたって熱を放散するのに適した熱伝導率を有し得る。これにより、エラストマー部分６４、６８の温度は、システム１０の動作の間にわたって約９０℃（１９４°Ｆ）以下の温度に維持され得る。
【００２２】
図２は、回転結合部１６を介して第２の機械１４に回転出力（例えば、トルク）を供給し得る内燃レシプロエンジン８２を有するエンジン駆動発電システム８０の一部の実施形態のブロック図を示している。システム８０は、エンジンブロックおよび／またはシリンダブロック８３内に１つ以上の燃焼室８４（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２１、２２、２３、２４、またはより多くの燃焼室８４）を有するエンジン８２（例えば、内燃レシプロエンジン）を含む。また、エンジン８２は、酸化剤供給部９０および燃料供給部９２に結合され得るエンジンマニホールド８６（例えば、吸気マニホールドおよび排気マニホールド）を含む。酸化剤供給部９０（例えば、空気供給部）は、燃焼室８４のそれぞれに、加圧された酸化剤９０（空気、酸素、酸素富化空気、酸素貧化空気（ｏｘｙｇｅｎ−ｒｅｄｕｃｅｄ  ａｉｒ）、またはこれらの任意の組み合わせなど）を供給するように構成されている。燃料供給部９２は、燃焼室８４のそれぞれに燃料９２（例えば、液体燃料および／または気体燃料）を供給するように構成されている。燃料９２は、任意の適切な気体燃料（例えば、天然ガス、関連する石油ガス、プロパン、バイオガス、下水ガス、埋立地ガス、炭鉱ガスなど）であってもよい。また、燃料９２は、様々な液体燃料（ガソリン燃料またはディーゼル燃料など）を含んでもよい。動作中、燃焼室８４のそれぞれでは、高温の加圧燃焼ガスを生成するために、燃料９２と酸化剤９０の混合気が燃焼され、これにより、燃焼室８４のそれぞれに隣接するピストン９８が、シリンダ１００内を直線移動される。燃焼ガスによって駆動された往復運動するピストン９８は、次にクランクシャフト１０１の回転を駆動し、これにより、第１のシャフト１３（例えば、エンジンシャフト）は、回転軸２８を中心として周方向３４に回転される。
【００２３】
さらに、第１のシャフト１３は、回転結合部１６の第１の側面３６に第１のシャフト１３を結合するフライホイール１０２を介して回転結合部１６に結合されてもよい。第１の回転継手２４は、図１のハブ４０の例であってもよいフライホイール１０２を含んでもよい。第１の回転継手２４は、回転結合部１６の結合部本体１８（例えば、外側本体部分４８）に結合特徴１０８を含んでもよく、これらの結合特徴１０８は、結合部本体１８をフライホイール１０２に固定するためにフライホイール１０２の相補的な特徴に結合されてもよい。例えば、結合特徴１０８は、結合部本体１８の外側本体部分４８に固定されるか、またはこれと一体である環状フランジ、周方向に互いに離間された複数のブラケット、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。結合部本体１８およびフライホイール１０２は、結合特徴１０８およびフライホイール１０２の挿入口（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）を貫通する締結具１１０（例えば、ねじ付き締結具、ボルト、ねじ、スナップオン（ｓｎａｐ−ｏｎ）など）によって固定されてもよい。特定の実施形態において、結合部本体１８の第１の側面３６は、フライホイール１０２の表面に当接してもよい。他の実施形態において、結合部本体１８の第１の側面３６は、環状空間６２内の複数の層２２がフライホイール１０２に直接接触しないようにフライホイール１０２から離間されてもよい。第２の側面４２では、第２の回転継手２６が、図１を参照して上で説明したように内側本体部分５０と第２のシャフト１５とを結合している。図示の実施形態において、第２のシャフト１５は、負荷１０２（例えば、発電機）に結合されており、負荷１０２は、第１のシャフト１３、回転結合部１６、および第２のシャフト１５を回転させるエンジン８２によって駆動される。
【００２４】
上述したように、回転結合部１６の剛性部分７０は、エラストマー部分６４、６８の、剪断応力に弱い領域に、剪断荷重というよりは圧縮荷重を加えるように形作られた表面特徴７８を含む。図３は、線３−３における、図１および図２の回転結合部１６の側断面図であり、剛性部分７０の表面特徴７８を示している。図示の実施形態において、表面特徴７８は、剛性部分７０の外周１１４に沿って配置されている。例えば、剛性部分７０は、回転軸２８から半径方向３２の外側に向かって内側本体部分５０から外側本体部分４８への方向に配置された複数の歯１１６（例えば、半径方向凸部）を含む。したがって、複数の歯１１６は、エラストマー部分６４と剛性部分７０との間の境界部１１８（例えば、歯状の境界部）に配置されている。特定の実施形態において、例えば、ハブ４０が、内側本体部分５０に結合される場合、複数の歯１１６は、複数の歯１１６が、エラストマー部分６８と剛性部分７０との間の境界部１１９（例えば、歯状の境界部）に位置するように外側本体部分４８から内側本体部分５０への方向に回転軸２８に向かって半径方向内側に延在してもよい。
【００２５】
剛性部分７０の外周１１４にある複数の歯１１６の歯１２０のそれぞれは、隣の歯１２０から周方向３４に距離１２４だけ離間されている。複数の歯１１６は、第１の傾斜部１３０および第１の傾斜部１３０の反対側の第２の傾斜部１３２を有する。傾斜部１３０、１３２は、歯１２０のそれぞれを隣の歯１２０から分離する複数の凹部１３６を形成している。図示の実施形態において、傾斜部１３０、１３２は、軸２８、３０の周りで周方向３４に斜めに延在し、外側本体部分４８から回転軸２８への方向に向かって一点に集まっており、これにより、複数の歯１１６の隣り合う歯１２０の各対の間に複数の凹部１３６を形成している。すなわち、第１の傾斜部１３０は、軸２８、３０の周りで第１の周方向（例えば、回転方向）を向いており、第２の傾斜部１３２は、軸２８、３０の周りで、第１の周方向とは反対の第２の周方向を向いている。傾斜部１３０、１３２は、複数の歯１１６の所望の形状および対称度に応じて外周１１４に沿って変更可能または同じであり得る。一実施形態において、第１の傾斜部１３０は、第２の傾斜部１３２よりも大きく、このため、複数の歯１１６の歯１２０のそれぞれは、図４および図５に示されているように１つの歯１２０を通る半径方向軸３２に関して非対称な形状を有する。他の実施形態において、傾斜部１３０、１３２は、複数の歯１１６が、図６および図７に示されているように半径方向軸３２に関して対称な形状を有するようにほぼ等しい。例えば、図６の実施形態の歯１２０のそれぞれは、逆Ｙ字形状を有し、傾斜した底部分１３７（例えば、分岐する底部分または一点に集まる底部分）および真っ直ぐな先端部分１３８（例えば、矩形の先端部分）を含む。さらなる例として、図７の実施形態の歯１２０のそれぞれは、逆Ｔ字形状またはＩ字形状を有し、弓形の底部分１３７および真っ直ぐな先端部分１３８（例えば、矩形の先端部分）を含む。特定の実施形態において、複数の歯１１６の一部分は、半径方向軸３２に関して非対称な形状を有し、複数の歯の別の部分は、半径方向軸３２に関して対称な形状を有する。ある歯１２０の傾斜部１３０および隣の歯１２０の傾斜部１３２は、歯１２０のそれぞれの間に１つ以上の角度１４０をなしてもよい。例えば、１つ以上の角度１４０は、傾斜部１３０、１３２間に配置されてもよい（図４〜図６に示されているように）し、傾斜部１３０、１３２と剛性部分７０の最も内側の外周１４２との間にあってもよい（図６に示されているように）。角度１４０は、約９０度以上（例えば、９０、１００、１１５、１２０、１３５、１４５、またはこれを上回る角度）であってもよい。
【００２６】
傾斜部１３０、１３２はそれぞれ、半径方向軸３２に対してそれぞれ鋭角１４１、１４３をなしてもよい。鋭角１４１、１４３（例えば、９０度未満の）は、互いに同じであっても、異なってもよい。例えば、特定の実施形態において、角度１４１は、角度１４３以上であってもよい。他の実施形態において、角度１４１は、角度１４３以下であってもよい。鋭角１４１、１４３は、約１度〜約９０度の間の任意の角度であってもよい。例えば、鋭角１４１、１４３は、１、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、６５、７５、および８５度であってもよい。留意すべきは、角度１４１、１４３の合計が、角度１４０とほぼ等しいことである。
【００２７】
一実施形態において、歯先端１４６（例えば、剛性部分７０の最も外側の半径方向外周）は、図５〜図７に示されているように平坦なもの（例えば、平滑なものまたは起伏のないもの）であってもよい。他の実施形態において、歯先端１４６は、図４に示されているように、変更可能な凹凸または起伏を有してもよい。例えば、歯先端１４６は、歯１２０の長さ１５４の少なくとも一部分にわたって凹部および凸部を形成する複数の傾斜部１５０を有してもよい。特定の実施形態において、剛性部分７０は、平坦な歯先端１４６および起伏のある歯先端１４６の組み合わせを含んでもよい。
【００２８】
上述したように、剛性部分７０は、剪断応力に弱い領域に圧縮荷重を加える。図８および図９は、剛性部分７０によって圧縮荷重が加えられる、回転結合部１６の剪断応力に弱い領域の一部分を示している。例えば、駆動方向１６０へのシステム１０の動作（例えば、回転軸２８を中心とした時計回りの回転）中、第１のエラストマー部分６４への剪断荷重１６２は、実質的に駆動方向１６０と反対の方向を向く。第１のエラストマー部分６４が、剪断荷重１６２の方向に伸長し、ねじれるとき、第１のエラストマー部分６４は、剛性部分７０に対して、外側本体部分４８から第１の歯表面１７０（複数の歯１１６の傾斜部１３０に対応する）への方向に第１の力１６８を加える。同様に、第１の歯表面１７０は、第１のエラストマー部分６４に対して、半径方向３２の外側に向かって第１の歯表面１７０から外側本体部分４８への方向に第２の力１７４を加える。したがって、力１６８、１７４は、第１の歯表面１７０に直交し、実質的に互いに対向する。このようにして、剛性部分７０（例えば、第１の歯表面１７０）は、回転軸２８の周りで周方向３４に沿って第１のエラストマー部分６４に圧縮荷重を局所的に加え、これにより、剪断荷重１６２によって発生する、第１のエラストマー部分６４における剪断応力を緩和する。すなわち、複数の歯１１６は、剛性部分７０を含まない従来の可撓性の内部剪断結合部とは異なり、第１のエラストマー部分６４に対して、周方向に剪断荷重を加えるというよりは半径方向に圧縮荷重を加える。
【００２９】
システム１０、８０の反転モード動作中、剪断荷重１６２は、反転駆動方向１７６と反対の方向を向く。第１の歯表面１７０と同様に、傾斜部１３２に対応する第２の歯表面１８０は、エラストマー部分６４に対して、半径方向３２の外側に向かって第２の歯表面１８０から外側本体部分４８への方向に第３の力１８２を加える。同様に、第１のエラストマー部分６４は、剛性部分７０に対して、外側本体部分４８から第２の歯表面１８０（複数の歯１１６の傾斜部１３２に対応する）への方向に第４の力１８３を加える。したがって、力１８２、１８３は、第２の歯表面１８０に直交し、実質的に互いに対向する。したがって、第２の歯表面１８０は、上述したように第１のエラストマー部分６４に圧縮荷重を加え、これにより、剛性部分７０を含まない可撓性の結合部に比べて、剪断荷重１６２によって発生する剪断応力を低減する。特定の実施形態において、傾斜部１３０、１３２は、実質的に互いに直交し、したがって、第３の力１８２は、実質的に第２の力１７４と直交する。歯先端１４６が（図４に示されているように）複数の傾斜部１５０を含む実施形態において、複数の傾斜部１５０は、同様の方法で剪断荷重１６２による剪断応力をさらに低減し得る。歯１２０の傾斜部１３０、１３２がなす角度が大きくなると、エラストマーの内部剪断結合部のエラストマー要素を損傷させ得る反転荷重の管理に好適であり得る反力が大きくなる。
【００３０】
さらに、剛性部分７０の伝熱性は、剛性部分７０の熱伝導率に比べて低い熱伝導率（例えば、約０．１５ワット／（メートルケルビン）（Ｗ／（ｍＫ））を有し得るエラストマー部分６４、６８の全体にわたって熱を放散し得る。剛性部分７０は、エラストマー部分６４、６８の熱伝導率と比べて少なくとも１．５倍超〜１０００倍超の熱伝導率を有してもよい。例えば、特定の実施形態において、剛性部分７０は、剛性部分７０を作製するために使用される材料に応じて約０．２５Ｗ／（ｍＫ）〜約２０５Ｗ／（ｍＫ）の熱伝導率を有してもよい。したがって、熱を放散し、圧縮剪断力（例えば、剪断荷重１６２）を加えることによって、剛性部分７０は、可撓性の内部剪断結合部（回転結合部１６など）のエラストマー部分６４、６８の耐久性を向上させ得る。例えば、特定の実施形態において、回転結合部１６は、システム１０、８０が、回転結合部１６に置き換える前の一般的な時間数を上回る時間数（例えば、レシプロガスエンジンの約２０，０００時間を上回る）にわたって動作することを可能にし得る。したがって、剛性部分７０を含む可撓性の内部剪断結合部に関連する運転コストおよび保守コストは低減され得る。さらに、回転結合部１６の改善された耐久性は、開示されている剛性部分７０を有する可撓性の内部剪断結合部を含まないシステムに比べてシステム１０、８０の全体的な性能および信頼性を向上させ得る。
【００３１】
図１０および図１１を参照して以下にさらに詳細に述べられるように、回転結合部１６は、射出成形、オーバーモールディング、または任意の他の適切な製造技術、およびこれらの組み合わせによって製造されてもよい。例えば、回転結合部１６への剛性部分７０の結合を容易にするために、剛性部分７０は、外側本体部分４８と内側本体部分５０との間のエラストマー部分６４、６８の適所にオーバーモールディングされてもよい。剛性部分７０は、剛性部分７０の表面へのエラストマー部分６４、６８の接合（例えば、接着）を可能にする特徴を含んでもよい。特定の実施形態において、剛性部分７０の少なくとも一部分は、剛性部分７０の表面積を増加させ、剛性部分７０の表面へのエラストマー部分６４、６８の接合（例えば、接着）を容易にするために凹凸のある表面１８４を含んでもよい。例として、剛性部分７０の１つ以上の表面（表面特徴７８を含む）は、凹凸のある表面１８４を形成するためにグリットブラスト処理、エッチング、サンディング、または凹凸形成（ｔｅｘｔｕｒｉｚｅ）が行われたものであってもよい。加えて、剛性部分７０の１つ以上の表面（表面特徴７８を含む）は、凹凸のある表面１８４を形成するために複数の凹部（例えば、円筒形、矩形、または十字形の凹部のパターン）を含んでもよい。凹凸のある表面１８４は、エラストマー部分６４、６８と接触する、剛性部分７０の任意の表面にあってもよい。特定の実施形態において、本体部分４８、５０の表面７２、７４もまた、表面７２、７４の表面積を増加させ、本体部分４８、５０へのエラストマー部分６４、６８の接合を向上させるために同様の方法で凹凸形成されてもよい。
【００３２】
製造中に、エラストマー部分６４、６８のそれぞれの弾性材料（例えば、エラストマー材料）は、本体部分４８、５０間の環状空間６２内に注入されてもよい。例えば、図１０および図１１は、回転結合部１６を形成するために使用され得るエラストマー注入システム１８６を示している。システム１８６は、第１のエラストマー注入器１８８および第２のエラストマー注入器１９０のそれぞれおよびシステムコントローラ１９２を含む。図示の実施形態は、２つのエラストマー注入器１８８、１９０を含んでいるが、システム１８６は、任意の適切な数のエラストマー注入器１８８、１９０を含んでもよい。例えば、システム１８６は、１、２、３、４、５、またはより多くのエラストマー注入器１８８、１９０を含んでもよい。エラストマー注入器１８８、１９０はそれぞれ、１つ以上のエラストマー供給ユニット１９３に流体結合されてもよい。エラストマー供給ユニット１９３は、エラストマー注入器１８８、１９０のそれぞれに同じまたは異なる弾性材料（例えば、エラストマー材料）を供給してもよい。図示のように、第１のエラストマー注入器１８８は、１つ以上のエラストマー供給ユニット１９３から、外側本体部分４８を貫通する１つ以上の第１の半径方向注入開口１９６（例えば、半径方向ポートもしくは半径方向通路）および／または側面３６、４２の一方もしくは両方にある１つ以上の第１の軸方向注入開口２０２（例えば、軸方向ポートもしくは軸方向通路）内に第１の所望のエラストマー１９４を注入してもよい。同様に、第２のエラストマー注入器１９０は、内側本体部分５０を貫通する１つ以上の第２の半径方向注入開口２００（例えば、半径方向ポートもしくは半径方向通路）および／または側面３６、４２の一方もしくは両方にある１つ以上の第２の軸方向注入開口２０４（例えば、軸方向ポートもしくは軸方向通路）内に第２の所望のエラストマー１９８を注入してもよい。開口１９６、２００、２０２、および２０４は、軸２８、３０の周りで周方向３４に互いに離間されてもよい。このようにして、エラストマー注入器１８８、１９０は、環状空間６２の多数の領域にエラストマー１９４、１９８を注入してもよい。したがって、エラストマー１９４、１９８は、内面７２、７４および剛性部分７０の各表面によって形作られた環状通路２０２、２０４を均一に埋め得、これにより、エラストマー部分６４、６８を形成する。
【００３３】
さらに、特定の実施形態において、エラストマー１９４、１９８の少なくとも一方または両方は、図１１に示されているように、剛性部分７０を貫通するように配置された１つ以上の半径方向通路２０６（例えば、内部通路）を通って流れる。半径方向通路２０６は、エラストマー部分６４、６８を接続し、回転結合部１６の環状空間６２内に剛性部分７０を保持する付加的な支持を提供し得る。図１２に示されているように、半径方向通路２０６は、内周２０８と外周１１４、１４２との間にわたって剛性部分７０を貫通している。１つ以上の半径方向通路２０６は、図１２に示されているように軸方向軸２８、３０の周りで周方向３４に（例えば、距離２１０だけ）互いに離間されてもよく、また、図１１に示されているように軸方向３０に互いに離間されてもよい。すなわち、剛性部分７０は、周方向３４および軸方向３０に、１つ以上の半径方向通路２０６の多数の横列および縦列を有してもよい。特定の実施形態において、１つ以上の半径方向通路２０６は、剛性部分７０の最も厚い部分（例えば、第１の半径方向寸法２１２の）、最も薄い部分（例えば、第２の半径方向寸法２１４の）、および／または中間の厚さの部分（例えば、寸法２１２、２１４の間の）（複数の歯１１６によって形作られたものなど）に配置されてもよい。図示のように、第１の半径方向寸法２１２は、第２の半径方向寸法２１４よりも大きい。一部の実施形態において、１つ以上の半径方向通路２０６は、剛性部分７０の最も厚い部分（例えば、第１の半径方向寸法２１２の）のみに配置されてもよい。これらの位置のいずれかまたはすべてにおいて、エラストマー１９４、１９８は、１つ以上の半径方向通路２０６を部分的にまたは完全に貫通し（図１１の矢印２１６によって示されているように）、これにより、エラストマー部分６４、６８を接続してもよい。したがって、エラストマー１９４、１９８は、剛性部分７０を補強し、回転結合部１６に剛性部分７０を固定し得る。
【００３４】
一実施形態において、部分６４、６８は、共通のエラストマー１９４、１９８を有してもよい。すなわち、エラストマー１９４、１９８は、実質的に同一の化学的特性および物理的特性を有してもよい。他の実施形態において、エラストマー部分６４、６８は、異なる化学的特性および物理的特性を有するエラストマー１９４、１９８を有してもよい。例えば、第１のエラストマー部分６４に供給されるエラストマー１９４は、第２のエラストマー部分６８に供給されるエラストマー１９８に比べて大きいねじり軟性（またはより小さい硬さ）を有してもよい。これは、第２のエラストマー部分６８に比べて高い、第１のエラストマー部分６４への剪断荷重１６２に部分的に起因し得る。例えば、第２のエラストマー部分のエラストマー１９８に比べて高い、第１のエラストマー部分６４のエラストマー１９４のねじり軟性は、図１および図２を参照して上述したように、第１のシャフト１３から第２のシャフト１５への剪断トルクの伝達を容易にし得る。あるいは、第１のエラストマー部分６４に供給されるエラストマー１９４は、第２のエラストマー部分６８に供給されるエラストマー１９８に比べて小さいねじり軟性（またはより大きい硬さ）を有してもよい。例えば、エラストマー１９８は、ヤング率またはショアデュロメータ（Ｓｈｏｒｅ’ｓ  ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ）などの測定単位を使用した場合にエラストマー１９４と比べて少なくとも１．１倍、１．２倍、１．３倍、１．４倍、１．５倍、１．６倍、１．７倍、１．８倍、１．９倍、２倍、２．５倍、３倍、４倍、５倍、６倍、７倍、８倍、９倍、または１０倍以上であってもよいし、この逆であってもよい。
【００３５】
システムコントローラ１９２は、矢印２１８、２２０によって示されているように所望の量のエラストマー１９４、１９８を環状通路２０２、２０４内に注入するようにエラストマー注入システム１８６の動作を命令する。例えば、システムコントローラ１９２は、汎用プロセッサまたは特定用途向けプロセッサ２２４を用いた装置を含んでもよく、これらの両方は、エラストマーの流量、可撓性の結合部の寸法（例えば、環状空間、環状通路、および剛性部分の寸法、半径方向通路２０６の数など）、ならびにエラストマーの特性（例えば、粘度、密度、剛性、軟性、減衰性（ｄａｍｐｉｎｇ）、硬化時間など）に関するデータを記憶するためのメモリ回路２２８を含んでもよい。システムコントローラ１９２は、様々なユーザインターフェース（ディスプレイもしくはモニタ、キーボード、マウス、ならびに注入、結合部、および／またはエラストマーのパラメータおよび回転結合部１６の画像のハードコピー出力を生成するためのプリンタなど）を含んでもよいし、これらに接続されてもよい。
【００３６】
特定の実施形態において、システムコントローラ１９２は、エラストマー１９４、１９８の材料特性ならびにエラストマー部分６４、６８および剛性部分７０の寸法に基づいてエラストマー１９４、１９８の注入を制御してもよい。例えば、図１３に示されているように、回転結合部１６の環状空間６２は、本体部分４８、５０間に半径方向３２に延在する半径方向寸法２３０を有する。上述したように、環状空間６２は、エラストマー部分６４、６８および剛性部分７０を含む。剛性部分７０は、第１の外周１１４と内周２０８との間に半径方向３２に延在する半径方向寸法２１２を含む。同様に、エラストマー部分６４、６８は、それぞれ半径方向寸法２３２、２３６を含む。半径方向寸法２３２は、外側本体部分４８の第１の内面７２と外周１１４または１４２との間に半径方向３２に延在する。半径方向寸法２３６は、内側本体部分５０の第２の内面７４と剛性部分７０の内周２０８との間に半径方向３２に延在する。
【００３７】
半径方向寸法２３２、２３６は、同じであっても、異なってもよい。特定の実施形態において、半径方向寸法２３２は、半径方向寸法２３６よりも大きくてよく、これにより、エラストマー部分６８の剛性は、エラストマー部分６４よりも大きくなる。他の実施形態において、半径方向寸法２３２は、半径方向寸法２３６よりも小さくてよく、これにより、エラストマー部分６４の剛性は、エラストマー部分６８よりも大きくなる。例えば、半径方向寸法２３２は、半径方向寸法２３６と比べて少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、７５、１００、１５０、２００、２５０、または３００パーセントだけ大きくてもよいし、この逆であってもよい。特定の実施形態において、コントローラ１９２は、エラストマー部分６４、６８の所望の剛性を得るために半径方向寸法２３２、２３６を計算してもよく、または、コントローラ１９２は、エラストマー部分６４、６８の所望の剛性を得るためにエラストマー１９４、１９８の所望の材料組成（例えば、ヤング率）を計算してもよく、または、これらは組み合わされてもよい。したがって、コントローラ１９２は、エラストマー部分６４、６８の所望の剛性を得ることを助けるためにエラストマー材料の選択および／または混合を制御してもよい。また、コントローラ１９２は、エラストマー部分６４、６８に注入されるエラストマー１９４、１９８の量を計算してもよく、また、コントローラ１９２は、半径方向寸法２３２、２３６に基づいてエラストマー部分６４、６８のそれぞれに注入されるエラストマー１９４、１９８の流量、圧力、および／または温度を増加および／または減少させてもよい。特定の実施形態において、コントローラ１９２は、半径方向寸法２３２、２３６の差にかかわらず、エラストマー部分６４、６８のそれぞれへの注入を同時に完了させるためにエラストマー１９４、１９８の流量を調整してもよい。
【００３８】
上述したように、回転結合部１６の特定の実施形態は、外側本体部分４８と内側本体部分５０との間に半径方向に延在する多数の層２２を含む。多数の層は、エラストマー部分６４、６８および剛性部分７０を含む。剛性部分７０は、回転するシャフト１３、１５間でのトルク伝達中に、剪断というよりは圧縮剪断力（例えば、剪断荷重１６２）を加える複数の歯１１６および凹部１３６（例えば、傾斜部１３０、１３２）を含む。第１のエラストマー部分６４は、第２のエラストマー部分６８のエラストマー（例えば、エラストマー１９８）に比べて大きいねじり軟性（またはより小さい剛性）を有するエラストマー（例えば、エラストマー１９４）を含んでもよい。エラストマー１９４、１９８は、エラストマー部分６４、６８が剛性部分７０を含まない可撓性の結合部と同様のねじり軟性を維持するように調整された化合物であってもよい。複数の歯を有する剛性部分（剛性部分７０など）を含むことによって、可撓性の内部剪断結合部の耐久性は、剪断応力に弱い領域に、剪断荷重というよりは圧縮荷重を加えることにより向上し得る。このようにして、システム１０、８０の全体的な運転コストおよび保守コストを低減することができ、システム１０、８０（例えば、発電システム）に関してシステムの信頼性を向上させることができる。
【００３９】
この記載された説明では、最良の態様を含めて本開示の実施形態を開示するために、さらには、任意の当業者が任意の装置またはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込み方法の実行を含めて開示されている実施形態を実施することを可能にするために、例が使用されている。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定されており、また、当業者によって想到される他の例を含み得る。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有する場合または特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない均等な構造的要素を含む場合に、特許請求の範囲内にあることが意図されている。
【符号の説明】
【００４０】
１０  発電システム
１２  第１の機械
１３  第１のシャフト
１４  第２の機械
１５  第２のシャフト
１６  回転結合部
１８  結合部本体
２０  層状部分
２２  複数の層
２４  第１の回転継手
２６  第２の回転継手
２８  回転軸、軸方向軸
３０  軸方向、軸方向軸
３２  半径方向、半径方向軸
３４  周方向
３６  第１の側面
４０  第１のハブ
４２  第２の側面
４６  第２のハブ
４８  外側本体部分
５０  内側本体部分
５２  複数の締結具
５４  開口
５６  内部継手
５８  開口の半径方向寸法
６０  シャフト寸法
６２  環状空間
６４  第１のエラストマー部分、第１の弾性部分
６８  第２のエラストマー部分、第２の弾性部分
７０  剛性部分
７１  剛性部分の半径方向寸法に相当する距離
７２  第１の内面、表面
７４  第２の内面、表面
７８  表面特徴
８０  エンジン駆動発電システム
８２  内燃レシプロエンジン
８３  シリンダブロック
８４  燃焼室
８６  エンジンマニホールド
９０  酸化剤供給部、酸化剤
９２  燃料供給部、燃料
９８  ピストン
１００  シリンダ
１０１  クランクシャフト
１０２  フライホイール、負荷
１０８  結合特徴
１１０  締結具
１１４  外周
１１６  複数の歯、半径方向凸部
１１８  境界部
１１９  境界部
１２０  歯、半径方向凸部
１２４  距離
１３０  第１の傾斜部
１３２  第２の傾斜部
１３６  複数の凹部
１３７  底部分
１３８  先端部分
１４０  角度
１４１  鋭角、角度
１４２  最も内側の外周
１４３  鋭角、角度
１４６  歯先端
１５０  複数の傾斜部
１５４  歯の長さ
１６０  駆動方向
１６２  剪断荷重
１６８  第１の力
１７０  第１の歯表面
１７４  第２の力
１７６  反転駆動方向
１８０  第２の歯表面
１８２  第３の力
１８３  第４の力
１８４  凹凸のある表面
１８６  エラストマー注入システム
１８８  第１のエラストマー注入器
１９０  第２のエラストマー注入器
１９２  システムコントローラ
１９３  エラストマー供給ユニット
１９４  第１の所望のエラストマー、エラストマー材料
１９６  第１の半径方向注入開口
１９８  第２の所望のエラストマー、エラストマー材料
２００  第２の半径方向注入開口
２０２  第１の軸方向注入開口、環状通路
２０４  第２の軸方向注入開口、環状通路
２０６  半径方向通路
２０８  剛性部分の内周
２１０  距離
２１２  第１の半径方向寸法
２１４  第２の半径方向寸法
２１６  矢印
２１８  矢印
２２０  矢印
２２４  プロセッサ
２２８  メモリ回路
２３０  環状空間の半径方向寸法
２３２  エラストマー部分の半径方向寸法
２３６  エラストマー部分の半径方向寸法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2016211742.tif 000014
【図１３】
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【外国語明細書】
2016211742000001.pdf