MLP 板ばね形カップリングがリニューアル
ダイナミックな信頼性、革新性、多様性、発展は、R+W の理念 DRIVE を実現するためのキーワードです。1990 年以来、R+W はお客様を第一に考え、カップリング市場での地位を確立してきました。R+W のお客様との密接な関係が MLP シリーズ板ばね形カップリングのリニューアルとどのように関係しているかについて、北米地域のセールス&マーケティングマネージャー、AndyLechner が雑誌 Pump Engineer から取材を受けました。

R+W が最初に MLP シリーズ板ばね形カップリングを発売し．．
お客様とのカップリングてから数年が経過し、今回のリニューアルではサイズ展開が増新製品を取り巻く変化は、R+W とお客様との密接な関係によえただけでなく、最新の API 610 基準を満たすようになりまってもたらされました。「数年前に新しく重工業分野の製品とした。R+W アメリカの Andy Lechner が、新旧製品の異なるしてラインを立ち上げて以来、お客様のご要望に基づいた特殊点と、R+W がお客様のご要望に合った製品をお届けするまでな設計を通して非常に良い経験を積んできました。既存のお客のプロセスを紹介します。

様には R+W とは相談しやすいと感じていただいており、初期の製品はお客様とともに描く、白紙のキャンバスのようでし

初期タイプからの成長た。
」と Lechner は説明します。

MLP シリーズの板ばね形カップリング

初期製品の取り扱い開始後、R+W はお客様からのフィードの設計は、精密加工された 2 つのハブバックに基づき、経験と知識を標準設計に取り入れました。と、ミスアライメントを許容しながら摩Lenchner は次のように続けます。
「当社は、製品ラインナップ擦力による締結を可能にする高強度スをさらに肉付けし、サイズとトルク容量を改善しました。またクリュとブッシングで取り付けられた材料とコストをお客様の用途に合わせて調整しました。
」

精密な中間軸で構成されています。板ばねは高弾性、耐腐食性

Lechner は、R+W がお客様から受け取ったフィードバックのばね鋼、ハブと中間軸は高強度鋼でできています。また MLPAの本質をつかみ、新しい製品に反映させました。
「私たちはこれタイプはすべて API610、ISO バランス等級 G6.3、AGMA クまで、物理的にスペースの制約がある多くのお客様にも対応しラス 9 を最低限のバランス品質として満たしています。周辺機てきました。そのため、スペースに合わせて自社製品を再設計器に干渉することなく取り外し可能で、板ばねが破損した場合する経験に基づき、今回のリニューアルではサイズを改善するの安全キャッチを内蔵した中間軸が特長です。

ために必要なことをリストアップすることができました。
」

新しいタイプにも引き継がれた部分もあります。「この製品は、動力を接触面の摩擦力のみで伝達するという当初からの原さらなるサイズ展開、FEA、MLPA理を引き継いでいます。他の多くの板ばね形カップリングが純新しい製品は、お客様のニーズにより近いサイズをご用意した粋な摩擦力のみではなく、組み付けボルトのせん断荷重を利用ため、初期の製品とは異なります。リニューアルされた製品は、して動力伝達をしているなか、この原理は私たちのこだわりでサイズ展開を 2 倍に増やしましたが、許容トルク 300～もあります。R+W はバックラッシのないカップリングの経験12,000N･m、最大トルク 700～24,000N･m と、トルク範囲が豊富であり、負荷の変化や、逆回転が発生するような用途には当初から変更していません。
「共通モータ軸径などを念頭に、おいて信頼性を考慮した設計を行っているため、当社はこの分すべてのサイズの間に 1 段階サイズを追加しました。私たちは野のスペシャリストであると自負しています。純粋な摩擦力にお客様に、たとえばモータ軸の寸法のせいで、呼びトルクの大よる伝達設計は、組み付けボルトのシャンクに応力を集中させきいカップリングに変更させるようなことはしたくありませ

ることなく、より均等に力を分散させ、摩耗や早期故障につなん。またカタログには、標準よりも短い中間軸や半割クランプがる可能性のあるカップリング内部の移動を防止します。したハブ、標準より駆動軸が長い場合に適したタイプなど、様々ながって、耐疲労性と最大限の信頼性を実現するために設計されオプションも記載されています。当社の製品の約半分はカタロた、真のメンテナンスフリーカップリングと言えるでしょう。
」

グに載っておらず、この状況は今後も続くと思いますが、この新しい設計は多くのお客様にとってより良いアイデアをもたらすはずです」と Lechner は言います。

Lechner は、R+W がどのように新しいお客様との仕事を楽しんでいるかを説明します。
「新しいお客様に協力することは、新しいニーズに対応する良い機会です。当社は、お客様の要求有限要素法を満たすことに関しては柔軟性があると評判があります。私た

R+W の技術者は、有限要素解析 (FEA) を使用して、仕様や性ちは、カップリングの設計と開発については新しい考え方を持能の面で経験に基づいたデータを補完しています。このようなっているので、何十年もこのタイプのカップリングを使ってき手法は、関連する誤差関数を最小限に抑えるのに有効です。
「使たベテランでも、新しい仕入先として私たちを選択することで用されている認定技術によって、当社のカップリングに何がで間違いなく利益を得ることができます。
」

きるのかを明確に把握しています。それぞれの部品が対応できることとできないことを把握しているため、お客様にとって最ドイツ製カップリングは、世界中でカスタマイズ可能適な製品を設計するのに役立ちます。
」

カップリングは、ドイツの R+W 本社で製造されています。その後、製品は世MLPA タイプ界中にある R+W の支店に配送され、API 610 規格を満たす MLPA タイプの中にも重要なオプショ倉庫に保管されたり、カスタマイズがンがあります。
「この規格は遠心ポンプに特化していますが、カ行われたりします。たとえば、北米の施ップリング本体も一定のバランス等級とその他の条件を満た設はシカゴ郊外にあります。
「北米の施設では、多数の部品が在す必要があります。この規格では、カップリングが円滑に稼働庫されているほか、ドイツの本社と共同研究している設計チーし、高い性能を発揮しなければならないことが明確に定義されムもあります。
」またこの施設には、カップリングの改造に必要ています。
」

なすべての工具が備わっており、中国とイタリアにもこのようLechner は、初期の製品が発売された後、お客様とより密にな施設があります。

協力したからこそ、このような特定の条件を理解し、MLPA タ4 月初め、リニューアルされた製品がドイツで発売されまし

イプをリニューアルすることができたと説明しています。

た。北米での発売は 2016 年 6 月に予定されており、その時点MLPA タイプは、耐摩耗性が高くメンテナンスの必要がないカ

では世界中で発売される予定です。

ップリングで、周辺機器に干渉することなく、ポンプやモータに取り付けが可能です。MLPA には R+W がこれまでに発売しあらゆる用途にた製品の中で初めて、インチ寸法でもご用意しております。

Lechner は、どの業界で初期の板ばね形カップリングが最も受け入れられたかについてこう語っています。「駆動系部品の試すべてのアプリケーションについて最新の認定を取得

験機分野からは、即座に大きな反響がありました。モータ、ポ「R+W は長年にわたり ISO 9001 の認証を取得しています。

ンプ、変速機、車軸などあらゆる回転機器の試験を行っているお客様のご要望があれば、それ以外の認証の取得や条件も多数

企業は、もともと R+W がカスタマイズを得意としていること満たしています。たとえば北米では、航空宇宙産業向けの製品をよく知っており、強力な隙間市場でした。試験機では、回転に関して AS9120 の認証を取得しました。また、すべてのカッ特性に干渉しないカップリングが必要です。その点、この製品プリングは ATEX 認証を取得しています。安全クラッチはビュはバックラッシがなく、高速回転時でも長い軸間距離を接続でーローベリタスに登録されています。私たちは、お客様が製品きるので、優れた製品です。またこのカップリングは、振動をを使用するために必要なすべての承認を切り抜ける準備がで吸収したり発生させたりすることなく、測定を行いながら動力きています。
」 と Lechner 氏は言います。

を伝達することもできます。
」
Lechner は、このカップリングが API 610 の遠心ポンプにゼロからのスタート適した製品であることは明確であると言います。しかし、モー特別なお客様からの特殊品開発依頼だけに協力するのではな

タと遠心ポンプの設計担当者なら誰でも、メンテナンスの必要く、全社的な理念として、お客様 1 人 1 人に特別な対応をするがないことでメリットを感じることも付け加えました。「交換ことを重視しているため、R+W のカップリングは、お客様にする部品がなく、潤滑剤も不要で、理論的に耐用年数は半永久選ばれる製品として際立っています。

的です。
」

この製品は、メンテナンス不要の設計なだけでなく、バランスよく円滑な回転が可能なカップリングです。「振動はどのような用途においても重要な問題であり、これは振動を最小限に抑えることを目的としたカップリング設計です。
」

常に新鮮な気持ちで将来を見据える
R+W がカップリング市場でどのように競争力を維持しているかという質問に対して、Lechner は「結局はカスタマーサービスとカスタマイズに重点を置いているからだと思います。私たちは 1990 年に創業した比較的若い会社なので、この業界の中でも新しい見方を得ることができました。このことが、短いリードタイムでカスタマーサービスに集中できる企業になった理由です。技術者がデザインを市場に出すまでの時間はますます短くなっています。お客様への迅速な対応が可能で、お客様の立場を考えた会社であることは、当初から重要なポイントでした。今日までに、多くのお客様がその恩恵を受けていると思います。
」と答えました。
R+W は将来を見据えています。同社はすでに、別の重工業向けボールソケット式安全クラッチのリニューアルに取り組んでいます。
「この製品は、トルク過負荷発生時に駆動被動間の動力伝達を遮断するように設計されています。MLP 板ばね形カップリングと同様に、最初の発売から数年の間に得た経験を生かして、将来のニーズに合わせて製品ラインを再構築するためにリニューアルを進めています。
」

AR-16-0622-YG-00-2020/07

小さな変化が大きなメリットを生む

ドイツは現在年間約4300万トンの粗鋼を生産しています。
これはEUの総生産量約1.74億トンの約25%に相当し中国の総生産量8.1億トンの5%に過ぎません。

世界市場での競争に勝ち抜くためには、高品質な特殊鋼の開発・生産◼

歯車に接続されています。i=36.8の減速の後、平歯車はその被動軸に約14.85 kN･mのトルクを発生させます。

とともに、生産性を持続的に向上させる工場内の改善がかつてないほどに求められています。この「工場内の改善」は、必ずしも大規模なプロジェ◼

ト削減の可能性につながります。

被動軸は、ボルトカップリングによってピニオンシャフトに再接続されます。

クトである必要はありません。日常的な作業工程における小さな改善の数々は取るに足らないように見えますが、この分野においては大きなコス

これらのモータはそれぞれ、単純なボルトカップリングによって、平◼

この平歯車は、貨車をレール上で移動させる歯車対になる外歯リングギアとかみ合います。

取鍋は最大30回/日、24時間365日休むことなく使用されるため、工程全一例としてドイツ、ルール地区西部の大手鉄鋼メーカーは、過去5年間で体におけるこの装置の重要性は明らかでしょう。

鉄鋼搬送のコストを数万ユーロ削減することができました。トーピードカーは、溶けた粗鋼で満たされた転炉の下に取鍋を搬送する貨車です。そ歯車が故障するときの後、貨車によって溶銑鍋が二次精錬へと運ばれます。そこで鋼鉄はク

過去には、歯車にひびが入って貨車が故障したことが何度もあります。こレーンを使って、真空炉などに注ぎ込まれます。二次精錬では、鋼が鋼片のため貨車は、相当な費用をかけて生産工程から外さなければなりませんの状態であるスラブに鋳造される連続鋳造設備工程に向かう前に、様々なでした。1,000°Cを超える粗鋼が取鍋に入った状態での作業は極めて困工程(脱ガス、脱炭、介在物除去など)を通して成分を微調整します。

難で、また鋼が固まった後に取鍋から取り出すのにはさらに大きなコストがかかりました。その結果、鋼製取鍋の修理に加えて、新しい歯車の購入

貨車 (図1) の重量は340トン、中身が入った状態の取鍋の重さは約385トと交換という莫大な費用が発生していました。生産性減少によるコストはンです。総重量は約725トンで、30kWのスリップリングモータ8台でコ言うまでもありません。

ントロールされています。

歯車が故障する理由
歯車の故障にはさまざまな理由がありますが、原因はいつも、過度のトルクがかかり、応力が大きくなりすぎたことによります。これはまずレールの妨害があります。どんなに安全対策を行っていても、不注意で別の貨車が作動することや、こぼれた材料が堆積していること、またひどく汚れた通路は、巨大な薄暗い工場内では珍しいことではありません。歯車の歯についたスラグや汚れも原因です。図2は約6ヶ月間使用した歯車の様子です。排出スラグが駆動部品に堆積することが明らかでしょう。最終的には、スラグ膜は固体になるため、歯車に作用する力が非常に大きくなります。

工程のプロセスの安全性を高めるにはこの時点で、ドイツに拠点を置くカップリング専門メーカのR+Wが一役買いました。問題を解決するための明らかな方法としては、安全クラッチを採用することでした。安全クラッチの目的は、設定トルク値を超えるトルクが駆動系に伝達された場合、機械的に動力を遮断することです。しかし、これには大きな課題がありました。

◼

安全クラッチの出力密度に対して非常に制限された設置スペース◼

過酷な環境条件◼

定義が難しい遮断トルク◼

故障した場合に容易かつ迅速な復旧

01 貨車はレールに連結されており、重量は340トン
02 使用期間約6ヶ月の後のギヤ
03 設置スペースが非常に限られているため、特殊なMST4を開発

会社名：R+W
本社：ドイツ クリンゲンベルク
従業員数：200
製品：精密機器分野カップリング、重工業分野カップリング、長尺形カップリング、安全クラッチ

04 (左上から右下へ)キー締結、テーパーロック締結、エラストマ形安全クラッチ、歯車形安全クラッチ

設置スペースが非常に限られていることから、R+Wは、重工業分野向けリングとは異なり、特別な交換部品を別途用意する必要もありません。このMST4(図3)の特殊品を開発しました。これにより、歯車とピニオンの安全クラッチは、長年実証されてきたゼロバックラッシのボールソケッシャフトの間にあるボルトカップリングが置き換えられます。MST4はトト式です。MSTシリーズのハブは、トルクモジュールによって互いに接ルク過負荷からの保護だけでなく、ミスアライメントを許容する機能も有続されています。それぞれのトルクモジュール内部で、クラッチボールはしています。弾性のあるエラストマ形カップリングの代わりに、バック皿ばねによって軸方向に予圧を与えられています。ボールの半分がトルクラッシがわずかにある歯車形カップリングを選定した理由は、より大きなモジュールから出ており、反対側のハブにあるソケットのくぼみにぴったトルクをより小さなサイズで伝達できるという点でした。よって、安全クりとはまっています。トルクはこのはめ合いによってバックラッシなく、ラッチを取り付けるスペースには余裕が生まれました。20r/min以下とい確実に伝達されます。トルクによってクラッチボールに作用する接線力がう低い回転速度のため、今回はエラストマは不要と判断しました。

大きくなり、皿ばねが予圧でクラッチボールを維持できなくなると、クしかし、さらなる問題が発生しました。カップリングを遮断する設定ト

ラッチボールはミリ秒以内にトルクモジュールの内部に完全に戻ります。

ルクは何N･mにするか、という問題です。これほど長い間使用されてきクラッチボールは遮断時に軸方向に動くプランジャによって、トルクモた設備は、何世代にもわたって日常の技術的能力の証明をしてきましたが、ジュール内にまっすぐ入ります。カップリングを再度稼働させるには、ハ正確な計算を可能にするために必要な文書はありませんでした。ざっくり

ブを回転させて合いマークを合わせ、柔らかいマレットでプランジャに力の計算と経験値に基づいて、42,000 N･mという値が決定しました。そを加え、クラッチボールをソケットのくぼみに押し戻します。しかしして、駆動被動間に設定トルクを超えるトルクが発生するとすぐに、数ミR+Wは、前述の貨車の問題を抱えていたお客様に、さらにメリットとなリ秒以内で動力を遮断しました。実際のところ、全負荷での起動トルクは、る点を提示しました。遮断後、本体に設けられた回転用穴にレバーを挿入

誰もが想定していたよりも大幅に大きかったため、取鍋が満タンの状態ですると、カップリングを容易に回転させることもできます。さらに、トルカップリングが切り離された時には関係者全員が驚きました。ここで、取クモジュールのあるハブに再連結用の溝を設けました。これは、安全クり扱いが容易なMSTシリーズが早速活躍しました。レンチで何度か回すラッチ側のハブが短く、設置スペースが限られているため、マレットを用だけで、あらかじめ設定された遮断トルクを調整することができました。

いた再連結ができないためです。しかし溝を使用することで、取り付け用1kN･mの以下の精度で最終的に必要な設定トルク値に正確に近づけるこのレバーを挿入し、ボールを押し戻すことができます。とができました。現在カップリングの遮断トルクは57,000 N･mに設定

製鉄所の担当者によると、カップリングはすでに何度か遮断/再連結がされ、本当に故障が発生した時にのみ遮断されます。遮断が検出されると、行われています。それ以降、前述したような故障はありませんでした。

担当者はレールを修理したり、手作業でスラグ膜を除去したりします。そカップリングへの投資はすでに回収できたといってもよいでしょう。

して、カップリングを再連結するだけで、生産を再開することができます。
ここで、 R+WのMSTシリーズのさらなるメリットが明らかになりました。再連結に特別な工具は一切必要ありません。従来のシャーピンカップ