JPS59500181A - 絶縁軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 絶縁軸継手 発明の背景 本発明は一般には、回転機械用の継手部材に係シ、特に、駆動軸と被動軸間の電 気的絶縁が維持され且つ軸継手のトルク−搬送能が高められている原動機と回転 電気機械間の継手部材に係る。

原動機と負荷間のトルク伝達継手には通常、２つのはめあい継手を連結するボル トが継手部材間で伝達されるトルクを運搬し得ることのみが要求される。負荷が 回転電気機械である場合には、２つのシャフト間の電流移送を回避するために、 連結シャフトを電気的に絶縁することが望ましい。このような電流移動は、原動 機を担持する支持体と油シール表面に損傷電流を生じさせる恐れがある。このよ うな継手の１例がテリーの米国特許第４．０．８３．６３９号に示されている。

この米国特許を引用して本明細書に包含する。この特許は本発明の譲受人に譲渡 されている。

電気的に絶縁された継手のトルク搬送能の限定要因は電気絶縁体の強度である。

例えば、記載された継手の電気絶縁体の機械的強度は、金属製ボルトの降伏強度 の約弛に過ぎない。テリーの前記米国特許では、継手部材は半径方向界面で結合 されており、この界面は絶縁性物質で形成され得るワッシャを言んでいる。継手 トルクが伝達される面積は、ボルトの数にワッシャの厚みとボルトの直径を乗じ た積に等しい。先行技術に於ける半径方向界面設計の更に深刻な要因は、伝達さ れる力がぜん断力であることであシ、電気絶縁体は圧縮力に対しよシ耐性である ことである。

本発明は、複数個の継手キーを包囲する絶縁体ブと外側ハブの間に設けることに より、継手のトルク伝達能を向上するものである。更に、その力はせん断よシも むしろ圧縮力として加えられる。

発明の目的 本発明の目的は、連結シャフトを互いに電気的に絶縁する継手を原動機と回転電 気機械の間に提供することである。

本発明の他の目的は、トルク搬送能が改善された継手を原動機と回転電気機械の 間に提供すること、である。

不発明の特徴であると信する新規な構成は後記請べの範囲に記載されている。然 しなから、本発明の更に他の目的及び効果と共に本発明自体が、図面を参照した 以下の記載から最もよく理解嘔れるであ不発明の継手にあっては、継手部材の１ つが、互いに電気的に絶縁されている同心の半径方向内側及び外側・・ブを含ん でおり、且つ、絶縁体が継手の軸方向長さに沿って円周方向に延びている。この 絶縁体は継手に対して完全に内部にあシ、従って、２つの継手部材間の界面と々 ることばない。継手の各端に、ハブ間の軸方向の相対位置を維持する手段が設け られている。

図面の簡単な説明 第１図（ｄ本発明の継手部材の一部の立面断面図である。

第２図は本発明の継手部材の端面図である。

第３図は、第２図の継手部材の第２図の線Ａ−Ａに沿う立面図である。

第４図（ｄ先行技術の継手に於ける力反作用ダイヤグラムである。

第５図は本発明に於ける力反作用ダイヤグラム第１図、第２図及び第３図は同じ 発明の異なる図を示めす。第１図は回転電気機械の継手部材の一部の立面図であ る。第２図は継手部材の端面図、又第３図は第２図のＡ−Ａに沿った断面図であ る。駆動軸と被動軸間の継手は、米国特許第４．０８３．６３９号に最もよく示 されている。この特許は既に引用し、ここに参考例として包含されている。継手 は、４ 夫々のシャフトに結合されている２つの継手部材からなっていることを銘記すべ きである。回転電気機械の継手部材１１け、回転電気機械のローターシャフトス タブ１３に収縮嵌合されているものとして第１図に示されている。記載されるこ の継手部材は継手の半分にすぎない。継手部材１１は、内側継手ハブ１５及び外 側継手１７から構成されておシ、これらは回転電気機械のローター上に同心的に 装着されている。半径方向内側の継手ハブ１５は絶縁ラップ１９で包囲されてい る。このラップは、内側継手ハブ１５の円筒外面に同心的に硬化され機械仕上げ されている。この絶縁層は硬質のベーキングされた雲母材で構成されてもよい。

絶縁リング２１が保持リング２５に隣接して位置決めされている。この保持リン グは内側ハブ１５上に収縮嵌合されている。

外側ハブ１７は、絶縁面１９及び予じめ内側ハブに装着された絶縁リング２７ｔ −覆って内側ハブ１５上に収縮嵌合されている。複数個の穴又はキー溝２９が、 組み立てた内側及び外側ハブ間の界面内にきりもみされている。鋼製円筒キー３ １がこれらキー溝に挿入される。鋼製キーは、２つのハブ間の電気的絶縁を維持 するために、スコッチプライの如き電気絶縁体３２でつつまれでいる。組立体は 絶縁リング５３に゛よろて更に絶縁されている。このリングは複数個のボルト３ ５によって内側ハブに固定さ”’　ｔｓｉｎａｓａ−５ｏｏｔａｔ（ａ）れてい る。このボルトの１個だけを示しである。鋼製スラスト板３７が、シャフト上の 継手部材の移動に対する、及び各々の継手ハブ間の軸方向相対移動に対する軸方 向抑止を提供する。ローターシャフト上の肩４１が、継手部材の内側ハブによる 軸方向移動を阻止し、一方円側継手部材上の肩４３が、継手部材の外側ハブによ る軸方向移動を阻止する。肩４３は半径方向当接界面又は肩４３で外側ハブの直 径が小さい部分に当接する。

内側ハブ１５からの外側ハブ１７の完全な電気的絶縁は、絶縁ラップ１９、絶縁 リング２１．２７及び３３並びに絶縁キー３１によって付与される。

組立てた継手部材１１は回転電気機械のシャフトに収縮嵌合され、米国特許第４ ．０８３．６３９号に記載された型の複数個のキー２５によって回転抑制のため ロックされる。その後、継手部材１１を、ボルト穴４７を介して複数個のボルト （図示してない）によって原動機の継手部材に取り付けてもよい。

継手部材を製造する方法は次の工程からなる。

即ち、電気絶縁体及び第１の半径方向絶縁リング２７で内側ハブを覆い包むこと 、円囲ハブ上に外側ハブを収縮嵌合させること、内側及び外側ハブ間の界面内に 絶縁キー６１を挿入するためのキー溝２９をドリルで穴をあけることである。更 に、第２の半径方向絶縁リング２１を、組み立てた同一１１及びバー０ハブに加 え、その後保持リングを内側ハブ上に収縮嵌合させる工程を含む。このように組 み立てられた内側及び外側ハブは共に継手部材１　、＝成し、この部材は回転電 気機械のシャフトに収縮嵌合場せられる。

その後、継手部材と回転電気機械のシャフト間の界面にドリルで穴をあけキーで 締める。最後に、第３の半径方向絶縁リング、更に端部スラスト板を加える。キ ー溝５３ｉキー２５ｔ−挿入するためにドリルであけられる。

本発明の特徴のある部分を記載してきたが、第４図及び第５図に、先行技術（第 ４図）及び不発明（第５図）の場合に於ける加えられた力の差異を示す。第４図 では、原動機の継手部材１０１が、絶縁ワッシャ１０５を含む半径方向界面で、 回転電気機械の継手部材１０３と結合している。これは米国特許第４．０８３． ６３９号に示されている継手と類似している。図示されているナツト１０９及び ボルト１１１連結部の両側にも絶縁ワ、、シャ１０７がある。

又、ボルト１１１の各々の回シにも絶縁体ラップ１１２がある。継手部材間の界 面におけるぜん断力ダイヤグラムが示されており、このせん断力は絶線面積−全 体に分配される。この絶縁面積とは、はぼ、ワッシャの厚みにボルトの直径及び ボルトの総数を乗じたものに等しい。比較的小きい面積に亘るせん断力の組み合 わせが、継手を通して那えられ得る負荷に於ける限定要因となっていた。

第５図は、本発明の場合の継手の力の櫃略ダイヤグラムである。外側継手ハブ１ １７及び内側継手ハブ１１５が、その間に絶縁層１１９を介して互いに収縮嵌合 されている。絶縁体１６２に包囲されている中空キー１３１が２つのハブ間に挿 入されている。ハブ界面間に伝達きれるトルクは、この場合は圧縮力の性質にな っている。この圧縮力に対しては絶縁体はよシ耐性がある。更に、力の分布して いる面積はこの場合、キーの直径よシはむしろキーの長さである。従って、記載 したような継手は、前に記載された従来技術の継手よりも大きい力搬送能力を有 しているであろう。

本発明の好ましいと思われる具体例について示したが、当業者に自明な他の変更 が成きれ得ることも理解されるであろう。そのような変更の１つは、記載した本 発明を原動機シャフトに適用する場合を含む。本発明の真髄及び範囲に含まれる このような全ての変更を請求することが言回されている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　各々夫々のシャフト主に装着場れている２つの対面する継手部材を含んで おシ、少なくとも１つの継手部材が、夫々のシャフトに装着された半径方向内側 ハブ、前記半径方向内側ハブ上に同心的に装着され対面する継手部材に連結する に適した半径方向外側ハブ、及び内側ハブと外側ハブ間の円周界面におシハブを 互いに電気的に絶縁する電気絶縁体からなっている、２つの回転可能なシャフト を結合するための継手。 ２、　シャフトと内側ハブ間の界面に配置された第１の環状キー列、及び、内側 ハブと外側ハブ間の界面に配置された第２環状キー列を更に含んでおシ、該第２ のキー列が電気的に絶縁されているこ、！−全特徴とする請求の範囲１に記載の 継手。 五　外側ハブ上に形成され、内側ハブの半径方向部分に当接し、２つのハブ間の 軸方向の相対的移動を妨止する減少直径部、及び、内側及び外側ハブ間の当接部 分に配置された半径方向に延びた絶縁リングを更に含むことを特徴とする請求の 範囲１に記載の継手。 ４、　内側ハブに収縮嵌合され各シャフト上に形成された屑に当接する保持リン グ、及び該保持リングと内外ハブとの間に配置された半径方向に延びる絶縁リン グを更に言むことを特徴とする請求の範囲１に記載の継手。 ５、　ローターにボルトで取付けられたスラスト板、及びスラスト板と内外ノ・ ブとの間に装着された半径方向に延びる絶縁リングを更に含むことを特徴とする 請求の範囲１に記載の継手。 ＆　内側−・テと外側・・ブ間の半径方向当接界面に装着された半径方向に延び る第１の絶縁リング、内外ハブと内側ハブ上に装着された保持リングとの間に装 着された半径方向に延びる第２の絶縁リング、及び内外ハブとローターにボルト で取付けられたスラスト板との間に装着された半径方向に延びる第３の絶縁リン グを更に含むことを特徴とする請求の範囲１に記載の継手。 １　各々夫々のシャフト上に装着された２つの対面する継手部材を含んでおり、 少なくとも１つの継手部材が、夫々のシャフトに装着された内側ノ・ブ、該内側 ハブ上に同心的に装着された外側ノ＼ブ、内側ハブと外側ハブ間の円周界面に配 置された電気絶縁体、内側ハブとシャフト間の界面に配置された第１の環状キー 列、内側ハブと外側ハブ間の界面に配置された第２の環状絶縁キー列、内側ハブ と外側ハブ間にあって当接部分間に半径方向に延びる第１の絶縁リングを含む第 １の半径方向当接部、内側ノ・ブ上に装着され該内外−・ブに当接する保持リン グ、該当接部分間で半径方向に延びる第２の絶縁リング、前記ローター上に装着 され内外ハブに当接するスラスト板、及び該当接部分間で半径方向に延びる第３ の絶縁リングから成る２つの回転可能なシャツトラ結合するための継手。