JP5945455B2

JP5945455B2 - Disc type shaft coupling and disc unit

Info

Publication number: JP5945455B2
Application number: JP2012114833A
Authority: JP
Inventors: 真一梅田; 藤井　正行; 正行藤井; 杉山　哲也; 哲也杉山; 田中　秀一; 秀一田中
Original assignee: Tsubaki E&M Co; Nippon Steel and Sumikin Materials Co Ltd
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co; Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2016-07-05
Anticipated expiration: 2032-05-18
Also published as: JP2013241980A

Description

本発明は、一般には、一般回転機械、風力発電などにおいて回転軸を連結する軸継手に関するものであり、特に、回転トルク伝達部材として撓み板（ディスク）を使用したディスクタイプの軸継手及び斯かる軸継手に使用するディスクユニットに関するものである。 The present invention generally relates to a shaft coupling that connects rotating shafts in general rotary machines, wind power generation, and the like, and in particular, a disk-type shaft coupling that uses a flexible plate (disk) as a rotational torque transmission member, and the like. The present invention relates to a disk unit used for a shaft coupling.

従来、例えば、一般回転機械、風力発電などにおいては、回転軸を連結し、軸同士のミスアライメントを吸収しながらトルクの伝達を行う軸継手（カップリング）としては、主にメンテナンスフリーや剛性の点から板ばね、即ち、撓み板（ディスク）を用いたディスクタイプの軸継手が広く使用されている。 Conventionally, for example, in general rotary machines, wind power generation, etc., as a shaft coupling (coupling) that connects rotating shafts and transmits torque while absorbing misalignment between the shafts, it is mainly maintenance-free and rigid. From the point of view, a plate-type shaft coupling using a leaf spring, that is, a flexible plate (disc), is widely used.

このディスクタイプ軸継手のディスクの材質としては、ステンレススチールが一般に使用されており、許容できるミスアライメント量は、偏角で１°程度である。しかし、芯出し作業が困難な場所や振動の激しい場所で使用するためには更に大きな、例えば偏角３°程度のミスアライメントを許容し得ることが要求されることがある。 As a disk material of this disk type shaft coupling, stainless steel is generally used, and an allowable misalignment amount is about 1 ° in declination. However, it may be required to allow a larger misalignment of, for example, a deviation angle of about 3 ° for use in a place where the centering operation is difficult or a place where vibration is intense.

ディスクに対して強度を確保しつつ許容ミスアライメントを増大させるためには、使用材料に強度が高く、曲げ剛性が低いといった物性が要求されるが、この特性を満足する材料として、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）が挙げられる。 In order to increase the allowable misalignment while ensuring the strength against the disc, the material used requires high physical properties such as high strength and low bending rigidity. However, as a material that satisfies this characteristic, fiber reinforced plastic ( FRP).

そこでディスクの材質を、ステンレススチールに比べて柔らかく且つ高強度の繊維強化プラスチックにした軸継手が考案されており、大別すると、ディスクとしては、
（１）本願添付の図１１（ａ）に記載するような外形１０ｏｕｔが多角形とされ、その内部に多角形、円形等の穴１０ｉｎをあけた構造（特許文献１参照）、
（２）本願添付の図１２に記載するような短冊状のリンク部材１０ａ〜１０ｄを組み合わせた構造（特許文献２参照）、
とされる２通りのタイプのディスク１０がある。なお、本願添付の図１１（ｂ）に記載するように、特許文献１には、短冊状のリンク部材１０ａ〜１０ｈを互いに結合して一体的に組み合わせた構造も記載している。 Therefore, a shaft coupling has been devised that uses a fiber reinforced plastic that is softer and stronger than stainless steel.
(1) A structure in which an outer shape 10out as shown in FIG. 11 (a) attached to the present application is a polygon, and a hole 10in such as a polygon or a circle is formed therein (see Patent Document 1).
(2) Structure in which strip-shaped link members 10a to 10d as shown in FIG. 12 attached to the present application are combined (see Patent Document 2),
There are two types of discs 10. In addition, as described in FIG. 11B attached to the present application, Patent Document 1 also describes a structure in which strip-shaped link members 10a to 10h are joined together and integrated.

また、ディスクは、特許文献１、２に記載されるように、ディスクを曲げ易くするなどの目的で、ディスク自体に中心部に穴があいた形状とされたり、或いは、組立後に中央部に穴が形成される構造となっている。また、各辺を連結する隅部（コーナー部）での応力集中を緩和するために各辺に穏やかな湾曲が設けられていることがある。 In addition, as described in Patent Documents 1 and 2, the disk has a shape with a hole in the center of the disk itself for the purpose of facilitating bending of the disk, or a hole in the center after assembly. The structure is formed. Moreover, in order to alleviate the stress concentration at the corners (corner portions) connecting the sides, a gentle curve may be provided on each side.

特許第３２７５２８９号公報Japanese Patent No. 3275289 特開２００６−２５００３４号公報JP 2006-250034 A

上述したような構成の従来のディスクは、どのような形態であってもディスクの板厚や強化繊維の方向は、軸のミスアライメントによるディスクの撓み量と、回転トルクによってディスクにかかる応力に対し適切な設計を行うことで決定され、このディスクを１枚或いは複数枚重ねて使用されている。 In the conventional disk having the above-described configuration, the thickness of the disk and the direction of the reinforcing fiber are not affected by the amount of bending of the disk due to misalignment of the shaft and the stress applied to the disk by the rotational torque. It is determined by performing an appropriate design, and one or a plurality of these discs are used in an overlapping manner.

一方、ディスクを作製する繊維強化プラスチックは、連続した直線状の強化繊維を一方向或いは複数の方向に並べ、これらを適当な角度に配向させて積層することで作製されている。 On the other hand, a fiber reinforced plastic for producing a disk is produced by arranging continuous linear reinforcing fibers in one direction or a plurality of directions, and laminating them in an appropriate angle.

本発明者らは、コーナー部の出隅や入り隅などでの応力集中を緩和するために各辺に穏やかな湾曲を設けたディスクを作製し、このディスクを軸継手に組み込み実験を行ったところ、この湾曲部分に強化繊維に沿ったクラックや剥離が発生することが多く、これが疲労強度の低下原因となっていることが分かった。その理由を更に究明するべく実験研究を行った結果、次のことが分かった。 The inventors of the present invention have made a disk with a gentle curve on each side in order to relieve stress concentration at the corner of the corner and the corner of the corner, and conducted an experiment in which this disk was incorporated into a shaft coupling. It has been found that cracks and peeling along the reinforcing fiber often occur in the curved portion, which causes a decrease in fatigue strength. As a result of conducting an experimental study to further investigate the reason, the following was found.

つまり、例えば図１１（ａ）に示すように、特に、湾曲部分１０ｉｎには、強化繊維ｆの切断端部が露出しており、この湾曲部分１０ｉｎにミスアライメントによる繰り返し曲げ変形に起因した曲げ応力が作用した場合に、この湾曲部分の強化繊維ｆに沿って応力集中が起こり、クラックや層間剥離が発生することが分かった。 That is, for example, as shown in FIG. 11A, the cut end portion of the reinforcing fiber f is exposed particularly in the curved portion 10 in, and the bending stress resulting from repeated bending deformation due to misalignment is in the curved portion 10 in. It has been found that stress concentration occurs along the reinforcing fiber f in the curved portion when cracking occurs, and cracks and delamination occur.

このような現象は、各辺を連結する出隅や入り隅などの湾曲形状とされたコーナー部においても同様に発生した。 Such a phenomenon also occurred in a corner portion having a curved shape such as a protruding corner or an entering corner connecting the sides.

本発明の目的は、上述のような課題を解決し、ミスアライメントによる繰り返し曲げ変形を受けてもクラック、剥離の発生を抑制し、強度低下を起こすことがなく、ミスアライメントの許容値が大きく、耐久性に優れたディスクタイプ軸継手及び斯かる軸継手に使用するディスクユニットを提供することである。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, suppress the occurrence of cracks and peeling even when subjected to repeated bending deformation due to misalignment, without causing a decrease in strength, and a large misalignment tolerance, It is an object of the present invention to provide a disk type shaft joint excellent in durability and a disk unit used for such a shaft coupling.

上記目的は本発明に係るディスクタイプ軸継手及びディスクユニットにて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によれば、ディスクタイプの軸継手において駆動軸と被駆動軸との間の回転トルク伝達を行うディスクユニットであって、
直線状の複数の辺部材を互いにその両端部で接続して環状の多角形体とされ、一枚とされるか、又は、複数枚を重ね合わせた積層体とされる、少なくとも前記直線状とされる各辺部材の内側縁部及び外側縁部に沿って平行に配向されて位置する連続した強化繊維を含む繊維強化プラスチック板で作製したディスクと、
前記各辺部材の接続部である前記ディスクのコーナー部を両側から挟持して配置された固定板と、
を備え、
前記固定板は、前記コーナー部に形成された出隅部及び入り隅部であって、前記固定板が接触する平面における出隅部及び入り隅部を全て覆って接触する大きさとされ、前記ディスクとの接触面の境界部は湾曲形状とされることを特徴とするディスクユニットが提供される。 The above object is achieved by a disk type shaft coupling and a disk unit according to the present invention. In summary, according to a first aspect of the present invention, there is provided a disk unit that transmits rotational torque between a drive shaft and a driven shaft in a disk-type shaft coupling,
A plurality of linear side members are connected to each other at both ends thereof to form an annular polygonal body, which is a single sheet or a stacked body in which a plurality of sheets are overlapped, at least the linear shape A disc made of a fiber reinforced plastic plate comprising continuous reinforcing fibers located parallel and positioned along the inner and outer edges of each side member;
A fixing plate disposed by sandwiching the corner portion of the disk, which is a connecting portion of each side member, from both sides ;
With
The fixed plate is a protruding corner portion and an entering corner portion formed in the corner portion, and is sized so as to cover and contact all the protruding corner portion and the entering corner portion in a plane in contact with the fixing plate. There is provided a disk unit characterized in that the boundary portion of the contact surface is curved.

本発明の一実施態様によれば、前記ディスクは、直線状の複数の辺部材にて一体に形成された環状の多角形体とされるか、又は、短冊状のリンク部材を一体的に組み合わせて直線状の複数の辺部材にて一体に形成された環状の多角形体とされる。 According to an embodiment of the present invention, the disk is an annular polygon formed integrally with a plurality of linear side members, or a strip-shaped link member is integrally combined. The annular polygonal body is formed integrally with a plurality of linear side members.

本発明の他の実施態様によれば、前記固定板は、前記コーナー部の出隅部及び入り隅部であって、前記固定板が接触する平面における出隅部及び入り隅部が露出することがないように形成された円形状又は多角形状とされる。 According to another embodiment of the present invention, the fixing plate is a protruding corner portion and an entering corner portion of the corner portion , and the protruding corner portion and the entering corner portion in a plane in contact with the fixing plate are exposed. A circular shape or a polygonal shape formed so as not to be present.

本発明の他の実施態様によれば、前記固定板は、鋼材、アルミ材などの金属材、樹脂板、繊維強化プラスチック材、又は、セラミックス材とされる。 According to another embodiment of the present invention, the fixing plate is a metal material such as a steel material or an aluminum material, a resin plate, a fiber reinforced plastic material, or a ceramic material.

本発明の他の実施態様によれば、前記ディスクの前記繊維強化プラスチック板は、前記強化繊維に樹脂を含浸し、前記樹脂を硬化して作製され、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維などの無機繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用され、
前記樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、若しくは、フェノール樹脂、又は、ナイロン若しくはビニロンが使用が使用される。 According to another embodiment of the present invention, the fiber-reinforced plastic plate of the disc, the resin impregnated into the reinforcing fibers, are manufactured by curing the resin, the reinforcing fibers are carbon fibers, glass fibers, Inorganic fiber such as basalt fiber; Metal fiber such as boron fiber, titanium fiber, steel fiber; Organic fiber such as aramid, PBO (polyparaphenylene benzbisoxazole), polyamide, polyarylate, polyester; Used in hybrids with seed mixing,
As the resin , room temperature curing type or thermosetting type epoxy resin, vinyl ester resin, MMA resin, acrylic resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, nylon or vinylon are used.

本発明の第二の態様によれば、駆動軸に取付けられる第１ハブと、被駆動軸に取付けられる第２ハブとの間に配置され、前記駆動軸と前記被駆動軸との間の回転トルク伝達を行うディスクユニットを備えたディスクタイプの軸継手において、
前記ディスクユニットは、上記いずれかの構成とされるディスクユニットであることを特徴とするディスクタイプ軸継手が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the rotation between the first hub attached to the drive shaft and the second hub attached to the driven shaft is performed between the drive shaft and the driven shaft. In disc type shaft couplings with disc units that transmit torque,
The disk unit is a disk unit having any one of the above configurations, and a disk type shaft coupling is provided.

本発明によれば、ミスアライメントによる繰り返し曲げ変形を受けてもクラック、剥離の発生を抑制し、強度低下を起こすことがない。従って、ミスアライメントの許容値が大きく、耐久性に優れている。 According to the present invention, even when subjected to repeated bending deformation due to misalignment, the occurrence of cracks and peeling is suppressed, and the strength is not lowered. Therefore, the tolerance of misalignment is large and the durability is excellent.

図１（ａ）は本発明に係るディスクタイプ軸継手及びディスクユニットの一実施例を示す分解斜視図であり、図１（ｂ）は組立斜視図である。FIG. 1A is an exploded perspective view showing an embodiment of a disc type shaft coupling and disc unit according to the present invention, and FIG. 1B is an assembled perspective view. 図２（ａ）はディスクと固定板を備えたディスクユニットの一実施例を示す図であり、図２（ｂ）はディスクと固定板との配置関係を示す部分拡大図である。FIG. 2A is a view showing an embodiment of a disk unit provided with a disk and a fixed plate, and FIG. 2B is a partially enlarged view showing an arrangement relationship between the disk and the fixed plate. 図３（ａ）はディスクと固定板を備えたディスクユニットの軸継手への固定態様を説明するための断面図であり、図３（ｂ）は固定板の一実施例を示す斜視図である。FIG. 3A is a cross-sectional view for explaining a manner of fixing a disk unit having a disk and a fixing plate to a shaft joint, and FIG. 3B is a perspective view showing an embodiment of the fixing plate. . 図４（ａ）は繊維シートの一実施例を説明する斜視図であり、図４（ｂ）は繊維強化プラスチックを説明する斜視図である。FIG. 4A is a perspective view for explaining an embodiment of a fiber sheet, and FIG. 4B is a perspective view for explaining a fiber reinforced plastic. 図５（ａ）はディスクを作製する方法の一実施例を説明するための図であり、図５（ｂ）はディスクを作製する方法の他の実施例を説明するための図である。FIG. 5A is a diagram for explaining an embodiment of a method for producing a disc, and FIG. 5B is a diagram for explaining another embodiment of a method for producing a disc. 本発明に係るディスクにおける辺部材と強化繊維の配向方向とを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the orientation direction of the side member and reinforcing fiber in the disc which concerns on this invention. 図７（ａ）は実験前の従来のディスク（比較例）を示す図であり、図７（ｂ）は実験後における従来のディスクに生じた剥離（クラック）を示す図である。FIG. 7A is a diagram showing a conventional disk (comparative example) before the experiment, and FIG. 7B is a diagram showing peeling (cracks) that occurred in the conventional disk after the experiment. 図８（ａ）、（ｂ）は本発明に係るディスクユニットの他の実施例を示す図である。FIGS. 8A and 8B are diagrams showing another embodiment of the disk unit according to the present invention. 図９（ａ）、（ｂ）は本発明に係るディスクユニットの他の実施例を示す図である。FIGS. 9A and 9B are views showing another embodiment of the disk unit according to the present invention. 本発明に係るディスクタイプ軸継手の他の実施例を示す概略構成断面図である。It is a schematic structure sectional view showing other examples of a disc type shaft coupling concerning the present invention. 図１１（ａ）、（ｂ）は従来のディスクの一例を示す分解斜視図である。11A and 11B are exploded perspective views showing an example of a conventional disk. 従来のディスクの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the conventional disc.

以下、本発明に係るディスクタイプの軸継手及びディスクユニットを図面に則して更に詳しく説明する。 Hereinafter, the disc-type shaft coupling and disc unit according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

実施例１
図１（ａ）、（ｂ）に、本発明に係るディスクタイプ軸継手１００の一実施例を示す。図１（ａ）、（ｂ）を参照すると、本実施例にて軸継手１００は、入力軸（駆動軸）２０１が取付けられる第１ハブ１０１と、出力軸（被駆動軸）２０２が取り付けられる第２ハブ１０２とが対向配置されている。第１ハブ１０１と第２ハブ１０２との間には、回転トルク伝達部材として撓み板、即ち、ディスク１０と、ディスク１０をハブ１０１、１０２にボルトナットにて固定する際にディスク１０を挟持して使用される固定板１２とにて構成されるディスクユニット２０が配置される。本実施例では、軸継手１００は、ディスクユニット２０を１組備えたシングルタイプの軸継手とされるが、これに限定されるものではない。本発明は、例えば、図１０に示すように、ディスクユニット２０を２組（２０Ａ、２０Ｂ）備え、各ディスクユニット２０Ａ、２０Ｂを、第１ハブ１０１、１０２及びスペーサ（中間体）２００に固定するようにした構造のスペーサタイプの軸継手など、当業者には周知の種々の軸継手に具現化し得る。 Example 1
1 (a) and 1 (b) show an embodiment of a disc type shaft coupling 100 according to the present invention. Referring to FIGS. 1A and 1B, in this embodiment, the shaft coupling 100 is provided with a first hub 101 to which an input shaft (drive shaft) 201 is attached and an output shaft (driven shaft) 202. The second hub 102 is disposed opposite to the second hub 102. Between the first hub 101 and the second hub 102, a flexible plate as a rotational torque transmitting member, that is, the disc 10, and the disc 10 is clamped when the disc 10 is fixed to the hub 101, 102 with bolts and nuts. A disk unit 20 composed of a fixed plate 12 used in this manner is disposed. In the present embodiment, the shaft coupling 100 is a single-type shaft coupling including one set of the disk units 20, but is not limited thereto. In the present invention, for example, as shown in FIG. 10, two sets (20A, 20B) of disk units 20 are provided, and each disk unit 20A, 20B is fixed to a first hub 101, 102 and a spacer (intermediate body) 200. Various types of shaft couplings known to those skilled in the art, such as a spacer-type shaft coupling having the above-described structure, can be realized.

本発明にて、ディスク１０は、三角形以上の多角形体とされるが、本実施例では、環状の四角体とされる。本願明細書、特許請求の範囲では、外形状が矩形状とされ、内部にも同様に矩形状の穴が形成された多角形状体を「環状の多角体」という。つまり、本実施例では、図２をも参照すると理解されるように、ディスク１０は、外形状が矩形状（四角形）とされ、内部にも同様に矩形状（四角形）の穴が形成された構成とされる。即ち、ディスク１０は、幅Ｗ、長さＬとされる略長方形状の薄板状の四辺の辺部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを互いに９０°をなして接続した環状の四角体とされる。 In the present invention, the disk 10 is a polygonal body having a triangular shape or more. In the present embodiment, the disk 10 is an annular rectangular body. In the present specification and claims, a polygonal body in which the outer shape is rectangular and a rectangular hole is similarly formed inside is referred to as an “annular polygon”. That is, in this embodiment, as understood with reference also to FIG. 2, the outer shape of the disk 10 is rectangular (square), and a rectangular (square) hole is similarly formed inside. It is supposed to be configured. In other words, the disk 10 is an annular rectangular body in which four side members 10a, 10b, 10c, and 10d having a substantially rectangular thin plate shape having a width W and a length L are connected to each other at 90 °.

ディスク１０は、環状四角体に成形加工された繊維強化プラスチック製の厚さ（Ｔ０)の薄板（即ち、撓み板）１枚で構成することもできるが、通常、図１に示すように、複数枚の撓み板、例えば、４枚の撓み板(ディスク)１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの積層体（厚さＴ)にて構成される。このとき、各撓み板(ディスク)１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、接着されることはなく、単に重ね合わせて積層するだけである。図２（ａ）に示すように、環状四角体をなすディスク１０の四隅（コーナー部）１０ｓ、１０ｔ、１０ｕ、１０ｖには、対角線上に対をなして第１ハブ１０１への取付け穴１３と、第２ハブ１０２への取付け穴１４とが形成されている。 The disk 10 can be composed of one thin plate (that is, a flexible plate) having a thickness (T0) made of fiber reinforced plastic molded into an annular square, but usually, as shown in FIG. It is comprised by the laminated body (thickness T) of the sheet | seat flexure board, for example, 4 flexure board (disk) 10A, 10B, 10C, 10D. At this time, the flexible plates (disks) 10A, 10B, 10C, and 10D are not bonded, but are simply stacked and stacked. As shown in FIG. 2 (a), the four corners 10s, 10t, 10u, and 10v of the disk 10 forming the annular square body are paired diagonally with mounting holes 13 to the first hub 101. A mounting hole 14 for the second hub 102 is formed.

第１ハブ１０１及び第２ハブ１０２は、限定されるものではないが、本実施例では、同じ形状とされ、円盤状のフランジ部１０１ａ、１０２ａと、該フランジ部１０１ａ、１０２ａと同中心にて一体に形成された円筒状ボス部１０１ｂ、１０２ｂとを有している。フランジ部１０１ａ、１０２ａとボス部１０１ｂ、１０２ｂには、中心を貫通して回転軸（入力軸２０１、出力軸２０２）を取付けるための中心穴１１１、１１２が形成されている。 Although the first hub 101 and the second hub 102 are not limited, in the present embodiment, the first hub 101 and the second hub 102 have the same shape, and have disk-shaped flange portions 101a and 102a and the same center as the flange portions 101a and 102a. It has cylindrical boss portions 101b and 102b formed integrally. Center holes 111 and 112 are formed in the flange portions 101a and 102a and the boss portions 101b and 102b so as to pass through the centers and attach the rotation shafts (the input shaft 201 and the output shaft 202).

また、第１ハブ１０１のフランジ部１０１ａには、直径方向に対称配置にて連結ボルト挿通穴１０１ｃが形成されており、第２ハブ１０２ａには、第１ハブフランジ部１０１ａの前記連結ボルト挿通穴１０１ｃに対応した位置に連結ボルト１２１に螺合するナット１３１及び固定板１２などの逃げ穴１０２ｄが形成されている。一方、第２ハブ１０２のフランジ部１０２ａには、第１ハブフランジ部１０１ａの対をなす連結ボルト挿通穴１０１ｃに対して９０°離間した配置にて直径方向に対称配置にて連結ボルト挿通穴１０２ｃが形成されている。第１ハブ１０１には、第２ハブフランジ部１０２ａの前記連結ボルト挿通穴１０２ｃに対応した位置に連結ボルト１２１に螺合するナット１３１及び固定板１２などの逃げ穴１０１ｄが形成されている。 Further, a connecting bolt insertion hole 101c is formed in the flange portion 101a of the first hub 101 in a symmetric arrangement in the diameter direction, and the connecting bolt insertion hole of the first hub flange portion 101a is formed in the second hub 102a. A clearance hole 102d such as a nut 131 and a fixing plate 12 which are screwed into the connecting bolt 121 is formed at a position corresponding to 101c. On the other hand, the flange portion 102a of the second hub 102 has a connecting bolt insertion hole 102c in a symmetric arrangement in the diametrical direction with a 90 ° spacing from the connecting bolt insertion hole 101c forming the pair of the first hub flange portion 101a. Is formed. The first hub 101 is formed with a relief hole 101d such as a nut 131 and a fixing plate 12 which are screwed into the connection bolt 121 at a position corresponding to the connection bolt insertion hole 102c of the second hub flange portion 102a.

従って、第１ハブフランジ部１０１ａと第２ハブフランジ部１０２ａとの間に配置された環状四角体をなすディスク１０は、第１ハブの連結ボルト挿通穴１０１ｃ及び第１ハブ取付け穴１３を挿通した連結ボルト１２１にナット１３１が螺合されることにより、第１ハブ１０１に固定される。また、ディスク１０は、第２ハブの連結ボルト挿通穴１０２ｃ及び第２ハブ取付け穴１４を挿通した連結ボルト１２１にナット１３１が螺合されることにより、第２ハブ１０２に固定される。各ナット１３１は、対向配置されたフランジ部の逃げ穴１０１ｄ、１０２ｄ内に位置することとなる。 Therefore, the disk 10 forming the annular square body disposed between the first hub flange portion 101a and the second hub flange portion 102a is inserted through the connection bolt insertion hole 101c and the first hub attachment hole 13 of the first hub. The nut 131 is screwed into the connecting bolt 121 to be fixed to the first hub 101. Further, the disk 10 is fixed to the second hub 102 by screwing a nut 131 into the connection bolt 121 inserted through the connection bolt insertion hole 102c and the second hub mounting hole 14 of the second hub. Each nut 131 will be located in the relief holes 101d and 102d of the flange part opposingly arranged.

尚、本発明によれば、ディスク１０は、図１〜図３に示すように、ディスク１０（１０Ａ〜１０Ｄ）のコーナー部１０ｓ〜１０ｖの両側面が固定板１２で挟持された状態でボルト１２１、ナット１３１によりハブ１０１、１０２に固定される。また、この固定板１２は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ディスク１０のコーナー部１０ｓ〜１０ｖに形成された出隅部（凸部）Ｒ１、入り隅部（凹部）Ｒ２であって、固定板１２が接触する平面における出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２を完全に覆って密着した形状、寸法のものとされる。固定板１２の構成及び作用については、後で詳しく説明する。 According to the present invention, as shown in FIGS. 1 to 3, the disk 10 has the bolt 121 in a state where both side surfaces of the corner portions 10 s to 10 v of the disk 10 (10 A to 10 D) are sandwiched between the fixing plates 12. The nuts 131 are fixed to the hubs 101 and 102. Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, the fixing plate 12 includes a protruding corner portion (convex portion) R 1 and a corner portion (concave portion) R 2 formed at the corner portions 10 s to 10 v of the disk 10. In this case, the shape and size are such that the protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 on the plane with which the fixing plate 12 contacts are completely covered and closely adhered. The configuration and operation of the fixing plate 12 will be described in detail later.

次に、本発明に係るディスクユニット２０を構成するディスク１０及び固定板１２について説明する。 Next, the disk 10 and the fixed plate 12 constituting the disk unit 20 according to the present invention will be described.

（ディスク）
ディスク１０は、上述したように、環状四角体に成形加工された繊維強化プラスチック製の薄板（撓み板）を一枚だけ使用した構造とするか、或いは、複数枚接着することなく単に重ね合わせた積層体１０Ａ〜１０Ｄの構造（図１（ａ））とされる。なお、環状四角体をなすディスク１０の四隅、即ち、互いに直交配置された直線状の四辺（辺部材）１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの接続部をなすコーナー部１０ｓ〜１０ｖは、図２（ａ）、（ｂ）に示す本実施例では、出隅部Ｒ１及び入り隅部Ｒ２を有し、該出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２は湾曲形状とされる。 (disk)
As described above, the disk 10 has a structure in which only one thin plate (flexible plate) made of fiber reinforced plastic formed into an annular square is used, or a plurality of discs 10 are simply overlapped without bonding. It is set as the structure (FIG. 1 (a)) of laminated body 10A-10D. Note that the four corners of the disk 10 forming an annular square body, that is, the corner portions 10s to 10v forming the connecting portions of the linear four sides (side members) 10a, 10b, 10c, and 10d arranged orthogonal to each other are shown in FIG. In this embodiment shown in (b) and (b), it has a protruding corner portion R1 and an entering corner portion R2, and the protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 have a curved shape.

本発明に係るディスク１０は、後述するように、一枚の繊維強化プラスチック製の薄板（繊維強化プラスチック板）を、或いは、複数枚の繊維強化プラスチック板を互いに接着した繊維強化プラスチック板積層体を環状四角体に機械加工にて成形することにより作製される。別法としては、樹脂未含浸の繊維シートを環状の四角体形状に作製し、その後樹脂含浸し、次いで樹脂硬化するか、又は、プリプレグの繊維シートを環状の四角体形状に成形加工し、その後樹脂硬化させることによっても成形することができる。 As will be described later, the disk 10 according to the present invention includes a single fiber reinforced plastic thin plate (fiber reinforced plastic plate) or a fiber reinforced plastic plate laminate in which a plurality of fiber reinforced plastic plates are bonded to each other. It is produced by molding into an annular square body by machining. As an alternative method, a fiber sheet not impregnated with resin is formed into an annular square shape, and then impregnated with resin and then cured with resin, or a fiber sheet of prepreg is molded into an annular square shape and then processed. It can also be formed by curing the resin.

そこで、先ず、本発明のディスク１０を作製するのに使用し得る薄板状の繊維強化プラスチック、即ち、ディスク形状への成形加工前の撓み板部材１１（図５参照）について説明する。 Therefore, first, a thin plate-like fiber reinforced plastic that can be used to manufacture the disk 10 of the present invention, that is, the flexible plate member 11 (see FIG. 5) before being formed into a disk shape will be described.

撓み板部材１１は、種々の形態の繊維シートに樹脂を含浸させ、硬化させることによって、或いは、樹脂含浸された半硬化状態の、所謂、プリプレグの繊維シートを硬化させることによって得られた繊維強化プラスチック板とされる。 The flexible plate member 11 is a fiber reinforcement obtained by impregnating and curing resin in various forms of fiber sheets, or by curing a so-called prepreg fiber sheet in a semi-cured state impregnated with the resin. Made of plastic board.

繊維シートの実施例を具体的に具体例１、２として説明するが、本発明で使用する繊維シートの形態は、これら具体例に示すものに限定されるものではない。 Although the Example of a fiber sheet is concretely demonstrated as the specific examples 1 and 2, the form of the fiber sheet used by this invention is not limited to what is shown to these specific examples.

具体例１
図４（ａ）、（ｂ）に、本発明にて使用することのできる繊維シートの一実施例を示す。図４（ａ）に示すように、繊維シートは、連続した強化繊維ｆを一方向に引き揃えてシート状に構成される樹脂未含浸の繊維シート１Ａとされる。 Example 1
4 (a) and 4 (b) show an embodiment of a fiber sheet that can be used in the present invention. As shown to Fig.4 (a), a fiber sheet is made into the fiber sheet 1A of the resin non-impregnation impregnated in the sheet form by arranging the continuous reinforcement fiber f in one direction.

即ち、繊維シート１Ａは、一方向に引き揃えた連続した強化繊維ｆから成る強化繊維シートをメッシュ状の支持体シートなどとされる線材固定材３にて保持した構成とすることができる。例えば、強化繊維ｆとして炭素繊維を使用した場合には、例えば平均径７μｍの単繊維（炭素繊維モノフィラメント）ｆを６０００〜２４０００本収束した樹脂未含浸の単繊維束を複数本、一方向に平行に引き揃えて使用される。炭素繊維シート１Ａの繊維目付は、通常、３０〜１０００ｇ／ｍ²とされる。 That is, 1 A of fiber sheets can be set as the structure which hold | maintained the reinforcing fiber sheet which consists of the continuous reinforcing fiber f arranged in one direction with the wire fixing material 3 used as a mesh-like support body sheet | seat. For example, when carbon fibers are used as the reinforcing fibers f, for example, a plurality of unimpregnated single fiber bundles in which 6000 to 24000 single fibers (carbon fiber monofilaments) f having an average diameter of 7 μm are converged in parallel in one direction. Used to align. The fiber basis weight of the carbon fiber sheet 1A is usually 30 to 1000 g / m ² .

線材固定材３としてのメッシュ状の支持体シートを構成するガラス繊維等の糸条からなる縦糸４及び横糸５の表面に低融点タイプの熱可塑性樹脂を予め含浸させておき、メッシュ状支持体シート３をシート状に配列した炭素繊維の片面或いは両面に積層して加熱加圧し、メッシュ状支持体シート３の縦糸４及び横糸５の部分を炭素繊維シートに溶着する。 The surface of the warp yarn 4 and the weft yarn 5 made of yarns such as glass fibers constituting the mesh-like support sheet as the wire fixing material 3 is impregnated with a low melting point type thermoplastic resin in advance, and the mesh-like support sheet 3 is laminated on one side or both sides of carbon fibers arranged in a sheet form and heated and pressurized, and the warp 4 and weft 5 portions of the mesh-like support sheet 3 are welded to the carbon fiber sheet.

メッシュ状支持体シート３は、２軸構成のほかに、３軸に配向して形成したり、或いは、ガラス繊維を一方向に配列された炭素繊維に対して直交する横糸５のみを配置した、所謂、１軸に配向して形成して前記シート状に引き揃えた炭素繊維に接着することもできる。 In addition to the biaxial configuration, the mesh-like support sheet 3 is formed by being oriented in three axes, or only the wefts 5 orthogonal to the carbon fibers arranged in one direction are arranged. It can also be bonded to the so-called uniaxially oriented carbon fibers formed and aligned in the form of a sheet.

又、上記線材固定材３の糸条としては、例えばガラス繊維を芯部に有し、低融点の熱融着性ポリエステルをその周囲に配したような二重構造の複合繊維も又好ましく用いられる。 As the yarn of the wire fixing material 3, for example, a double-structured composite fiber having a glass fiber in the core and a low-melting-point heat-fusible polyester around it is also preferably used. .

図４（ｂ）に示すように、上述のようにして作製された繊維シート１Ａに樹脂Ｒｅを含浸し、前記樹脂を硬化して繊維強化プラスチック板（ＦＲＰ板）１Ｂとされる。このＦＲＰ板１Ｂは板厚（ｔ）が例えば０．０５〜０．５ｍｍ程度とされる。このＦＲＰ板１Ｂは、繊維方向が複数方向に、例えば０°、９０°の二方向、０°、±６０°の三方向など所定方向に配向するようにして、複数枚を接着剤にて接合して所定の板厚の撓み板部材１１が作製される。 As shown in FIG. 4B, the fiber sheet 1A produced as described above is impregnated with resin Re, and the resin is cured to form a fiber reinforced plastic plate (FRP plate) 1B. The FRP plate 1B has a thickness (t) of about 0.05 to 0.5 mm, for example. This FRP plate 1B is bonded to a plurality of sheets with an adhesive so that the fiber directions are oriented in a plurality of directions, for example, two directions of 0 °, 90 °, three directions of 0 °, ± 60 °, etc. Thus, the flexible plate member 11 having a predetermined plate thickness is produced.

例えば、図５（ａ）に示す本実施例では、４枚のＦＲＰ板１Ｂを、０°、９０°、９０°、０°方向に配向するようにして互いに接着剤にて接合して硬化し、板厚（Ｔ０）０．１〜５ｍｍ程度の一体とされるＦＲＰ製撓み板部材１１を作製する。 For example, in the present embodiment shown in FIG. 5A, four FRP plates 1B are bonded and cured with an adhesive so that they are oriented in the directions of 0 °, 90 °, 90 °, and 0 °. Then, an FRP flexible plate member 11 having a plate thickness (T0) of about 0.1 to 5 mm is produced.

次いで、上記撓み板部材１１を、図２に示すように、各辺部材１０ａ〜１０ｄの長さ及び幅が所定の長さ（Ｌ）及び幅（Ｗ）となるように、即ち、本実施例では、環状の四角体となるように機械加工する。 Next, as shown in FIG. 2, the length and width of each of the side members 10a to 10d are set to a predetermined length (L) and width (W), that is, the present embodiment. Then, it machine-processes so that it may become a cyclic | annular square body.

また、本実施例では、コーナー部１０ｓ〜１０ｖの角部は、出隅Ｒ１及び入り隅Ｒ２の湾曲形状となるように加工する。また、コーナー部１０ｓ〜１０ｖには、連結ボルト１２１の挿通穴１３、１４が加工される。 In the present embodiment, the corners of the corner portions 10s to 10v are processed so as to have the curved shapes of the protruding corner R1 and the entering corner R2. Moreover, the insertion holes 13 and 14 of the connecting bolt 121 are processed in the corner portions 10s to 10v.

このようにして、ディスク１０を構成する成形加工されたＦＲＰ製の撓み板が作製される。 In this way, a molded FRP flexible plate constituting the disk 10 is produced.

具体例２
具体例１では、繊維シート１は、図４（ａ）に示すように、連続した強化繊維ｆを一方向に引き揃えてシート状に構成される樹脂未含浸の繊維シート１Ａとされたが、強化繊維ｆの方向を一方向、二方向、三方向などに配列するか、又は、織成或いは編成したものとすることができる。このような繊維シートに樹脂Ｒｅを含浸し、前記樹脂が硬化され、繊維強化プラスチック板（ＦＲＰ板）１Ｃ（図５（ｂ）参照）とされる。このＦＲＰ板１Ｃは、板厚（ｔ）が例えば０．１〜１．０ｍｍ程度とされる。 Example 2
In specific example 1, as shown in FIG. 4 (a), the fiber sheet 1 is a resin-unimpregnated fiber sheet 1A configured in a sheet shape by aligning continuous reinforcing fibers f in one direction. The directions of the reinforcing fibers f can be arranged in one direction, two directions, three directions, or can be woven or knitted. Such a fiber sheet is impregnated with resin Re, and the resin is cured to form a fiber reinforced plastic plate (FRP plate) 1C (see FIG. 5B). The FRP plate 1C has a thickness (t) of, for example, about 0.1 to 1.0 mm.

従って、このようにして作製されたＦＲＰ板１Ｃは強化繊維ｆの方向をディスク１０の撓み方向に合わせて適宜重ねて積層する。例えば、図５（ｂ）に示すように、本具体例の２軸配向のＦＲＰ板１Ｃの場合には、４枚のＦＲＰ板１Ｃを繊維方向が同じとなるように配向して、互いに接着剤にて接合して硬化し、板厚（Ｔ０）０．１〜５ｍｍ程度の一体とされるＦＲＰ製撓み板部材１１を作製する。 Accordingly, the FRP plate 1 C manufactured in this way is laminated by appropriately stacking the reinforcing fibers f so that the direction of the reinforcing fibers f matches the bending direction of the disk 10. For example, as shown in FIG. 5B, in the case of the biaxially oriented FRP plate 1C of this specific example, the four FRP plates 1C are oriented so that the fiber directions are the same, and the adhesives are mutually bonded. The FRP flexible plate member 11 is manufactured by joining and curing at a thickness of about 0.1 to 5 mm.

次いで、上記ＦＲＰ製撓み板部材１１を、図２に示すように、各辺部材１０ａ〜１０ｄの長さ及び幅が所定の長さ（Ｌ）及び幅（Ｗ）となるように、即ち、環状の四角体となるように機械加工する。また、コーナー部１０ｓ〜１０ｖの角部は、出隅Ｒ１及び入り隅Ｒ２の湾曲形状となるように加工することができる。更に、コーナー部１０ｓ〜１０ｖには、連結ボルト１２１の挿通穴１３、１４が加工される。 Next, as shown in FIG. 2, the FRP flexible plate member 11 is formed in such a manner that the lengths and widths of the side members 10a to 10d are predetermined lengths (L) and widths (W). Machining to be a square body. Further, the corners of the corner portions 10s to 10v can be processed so as to have curved shapes of the protruding corner R1 and the entering corner R2. Furthermore, the insertion holes 13 and 14 of the connecting bolt 121 are processed in the corner portions 10s to 10v.

上記具体例１、２で説明した繊維シート１Ａ（ＦＲＰ板１Ｂ、１Ｃ）において、強化繊維ｆとしては、炭素繊維に限定されるものではなく、ガラス繊維、バサルト繊維などの無機繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；更には、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用することができる。 In the fiber sheet 1A (FRP plates 1B, 1C) described in the specific examples 1 and 2, the reinforcing fiber f is not limited to carbon fiber, but is inorganic fiber such as glass fiber or basalt fiber; boron fiber, Metal fibers such as titanium fiber and steel fiber; and organic fibers such as aramid, PBO (polyparaphenylene benzbisoxazole), polyamide, polyarylate, and polyester; Can be used.

また、ＦＲＰ板１Ｂ、１Ｃの場合の樹脂Ｒｅとしては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を使用することができ、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂などが好適に使用され、又、熱可塑性樹脂としては、ナイロン、ビニロンなどが好適に使用可能である。又、繊維体積含有率（Ｖｆ)は、４０〜７５％、好ましくは、５０〜６０％とされる。 Further, as the resin Re in the case of the FRP plates 1B and 1C, a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. As the thermosetting resin, a room temperature curable type or a thermosetting type epoxy resin, vinyl An ester resin, an MMA resin, an acrylic resin, an unsaturated polyester resin, a phenol resin, or the like is preferably used, and nylon, vinylon, or the like can be preferably used as the thermoplastic resin. The fiber volume content (Vf) is 40 to 75%, preferably 50 to 60%.

上記具体例における説明では、樹脂未含浸の繊維シート１Ａなどを使用して、繊維強化プラスチック１Ｂ、１Ｃを作製するものとしたが、一方向、二方向或いは三方向に配列した、又は、２軸、３軸の織物或いは編物などとされる強化繊維に熱可塑性樹脂或いは熱硬化性樹脂が含浸された強化繊維プリプレグを使用して作製することもできる。繊維体積含有率（Ｖｆ)は、４０〜７５％、好ましくは、５０〜６０％とされる。 In the description in the above specific example, the fiber reinforced plastics 1B and 1C are manufactured using the fiber sheet 1A which is not impregnated with the resin. However, the fiber sheets are arranged in one direction, two directions or three directions, or two axes. It can also be produced by using a reinforcing fiber prepreg in which a reinforcing fiber such as a triaxial woven or knitted fabric is impregnated with a thermoplastic resin or a thermosetting resin. The fiber volume content (Vf) is 40 to 75%, preferably 50 to 60%.

（固定板）
上述したように、ディスク１０は、本実施例では環状四角体に成形加工された繊維強化プラスチック製の薄板である撓み板を一枚だけ使用して構成されるか、或いは、複数枚（１０Ａ〜１０Ｄ）を接着することなく単に重ね合わせた積層体にて構成される。 (Fixing plate)
As described above, the disk 10 is configured by using only one flexible plate, which is a thin plate made of fiber-reinforced plastic molded into an annular square body in the present embodiment, or a plurality (10A to 10A). 10D) is simply composed of a laminated body without bonding.

図１に示すように、環状四角体をなす複数枚の撓み板、即ち、例えば撓み板積層体１０Ａ〜１０Ｄから成るディスク１０は、第１ハブ１０１の連結ボルト挿通穴１０１ｃ、及び、ディスク１０の第１ハブ取付け穴１３を挿通した連結ボルト１２１にナット１３１が螺合されることにより、第１ハブ１０１に固定される。また、ディスク１０は、第２ハブ１０２の連結ボルト挿通穴１０２ｃ、及び、ディスク１０の第２ハブ取付け穴１４を挿通した連結ボルト１２１にナット１３１が螺合されることにより、第２ハブ１０２に固定される。 As shown in FIG. 1, a plurality of flexure plates forming an annular square body, that is, a disc 10 made of, for example, flexure plate laminates 10 A to 10 D, includes a connection bolt insertion hole 101 c of the first hub 101, and the disc 10. The nut 131 is screwed into the connecting bolt 121 inserted through the first hub mounting hole 13, thereby being fixed to the first hub 101. Further, the disk 10 is screwed into the second hub 102 by a nut 131 being screwed into the connection bolt insertion hole 102c of the second hub 102 and the connection bolt 121 inserted through the second hub mounting hole 14 of the disk 10. Fixed.

このとき、本発明によれば、ディスク１０は、図１（ａ）、図３に示すように、そのコーナー部１０ｓ〜１０ｖの両面が固定板１２、１２に挟持されており、該固定板１２、１２を介してボルト１２１、ナット１３１によりハブ１０１、１０２に固定される。 At this time, according to the present invention, as shown in FIGS. 1A and 3, the disk 10 has both sides of the corner portions 10 s to 10 v held between the fixing plates 12 and 12. 12 are fixed to the hubs 101 and 102 by bolts 121 and nuts 131.

次に、固定板１２の構成及び作用について更に説明する。 Next, the configuration and operation of the fixed plate 12 will be further described.

固定板１２は、その形状は、任意の形状とされるが、上述した如く、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ディスク１０のコーナー部１０ｓ〜１０ｖに形成された固定板１２が接触する平面における出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２を完全に覆った形状、寸法のものとされる。つまり、固定板１２は、ディスク１０のコーナー部１０ｓ〜１０ｖに形成された固定板１２が接触する平面における出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２に完全に接触する形状寸法とされる。固定板の形状、寸法は、ディスク１０のコーナー部１０ｓ〜１０ｖの固定板１２が接触する平面における出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２が露出することがないように覆うことができれば、任意の形状とすることができ、円形、四角形、六角形など、ディスクの形状に応じて適宜決めることができる。 The fixed plate 12 may have any shape, but as described above, the fixed plate 12 formed at the corner portions 10s to 10v of the disk 10 as shown in FIGS. The shape and dimensions are such that they completely cover the protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 in the plane in contact with each other. That is, the fixed plate 12 has a shape dimension that completely contacts the protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 on the plane that the fixed plate 12 formed in the corner portions 10s to 10v of the disk 10 contacts. The shape and dimensions of the fixing plate may be any shape as long as the protruding corner R1 and the entering corner R2 on the plane where the fixing plate 12 of the corners 10s to 10v of the disk 10 contacts can be covered. And can be appropriately determined according to the shape of the disk, such as a circle, a rectangle, or a hexagon.

本実施例では、固定板１２の形状は、円形状とされており、ディスク１０に当接する側の面の直径Ｄ１は、コーナー部１０ｓ〜１０ｖに形成された固定板１２が接触する平面における出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２を含む領域と完全に接触する大きさとされる。また、固定板１２のディスク１０との接触面の境界部Ｒ１２は図３（ａ）、（ｂ）に示すように、湾曲形状とするのが好ましい。この湾曲形状（Ｒ１２）を設ける構成により、ディスク１０に対する固定板１２の締め付け力による応力集中を緩和することが可能である。 In this embodiment, the shape of the fixing plate 12 is a circular shape, and the diameter D1 of the surface that contacts the disk 10 is an output on the plane where the fixing plate 12 formed in the corner portions 10s to 10v contacts. The size is such that it completely contacts the region including the corner R1 and the corner R2. Further, the boundary portion R12 of the contact surface of the fixed plate 12 with the disk 10 is preferably curved as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). By providing the curved shape (R12), stress concentration due to the fastening force of the fixing plate 12 with respect to the disk 10 can be reduced.

なお、上記説明では、コーナー部１０ｓ〜１０ｖの出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２は、適当な湾曲形状であるとして説明したが、上述のように、本発明によれば、ディスク１０のコーナー部１０ｓ〜１０ｖの固定板１２が接触する平面における出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２は、固定板１２の中に納まる形状で、且つ、固定板１２の締め付け力に対して十分な耐力があれば、特に出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２を湾曲形状とすることは必ずしも必要ではない。 In the above description, the protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 of the corner portions 10s to 10v have been described as having an appropriate curved shape, but as described above, according to the present invention, the corner portion of the disk 10 If the protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 on the plane where the 10s to 10v fixing plate 12 contacts are in a shape that fits in the fixing plate 12 and have sufficient strength against the clamping force of the fixing plate 12. In particular, it is not always necessary that the protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 have a curved shape.

固定板１２の材質は、十分な曲げ剛性が得られるものであれば特に限定されるものではないが、ステンレススチール等の鋼材、アルミ材などの金属材、樹脂板、繊維強化プラスチック材、セラミックス材などを使用し得る。 The material of the fixing plate 12 is not particularly limited as long as sufficient bending rigidity can be obtained. However, a steel material such as stainless steel, a metal material such as an aluminum material, a resin plate, a fiber reinforced plastic material, and a ceramic material. Etc. can be used.

次に、図７を参照して、固定板１２の作用について説明する。 Next, the operation of the fixing plate 12 will be described with reference to FIG.

上述したように、本発明者らは、コーナー部１０ｓ〜１０ｖの出隅部Ｒ１や入り隅部Ｒ２などでの応力集中を緩和するために各辺部材１０ａ〜１０ｄに穏やかな湾曲を設けたディスクを作製し、このディスクを軸継手に組み込み実験を行ったところ、この湾曲部分に強化繊維に沿ったクラックや剥離が発生することが多く、これが疲労強度の低下原因となっていることが分かった。 As described above, the present inventors have discs in which the side members 10a to 10d are gently curved in order to alleviate the stress concentration at the corners R1 and the corners R2 of the corners 10s to 10v. When this disk was incorporated into a shaft joint and experiments were conducted, it was found that cracks and delamination along the reinforcing fiber often occurred in the curved portion, which caused a decrease in fatigue strength. .

つまり、図７に示すように、各辺部材１０ａ〜１０ｄの湾曲部分にミスアライメントによる繰り返し曲げ変形に起因した曲げ応力が作用した場合に、この湾曲部分の切断端部が露出した強化繊維ｆに沿ってクラックや剥離が発生することが分かった。 That is, as shown in FIG. 7, when bending stress due to repeated bending deformation due to misalignment is applied to the curved portions of the side members 10 a to 10 d, the reinforcing fiber f where the cut ends of the curved portions are exposed is applied. It was found that cracks and delamination occurred along.

つまり、例えば、図７に示すディスク１０の構成では、各辺部材１０ａ〜１０ｄの湾曲部分にミスアライメントによる繰り返し曲げ変形に起因した曲げ応力が作用した場合に、この湾曲部分の切断端部が露出した強化繊維ｆに沿ってクラックや剥離が発生する。 That is, for example, in the configuration of the disk 10 shown in FIG. 7, when a bending stress due to repeated bending deformation due to misalignment is applied to the curved portion of each of the side members 10a to 10d, the cut end portion of this curved portion is exposed. Cracks and peeling occur along the reinforced fibers f.

従って、本発明では、図２に示すように、各辺部材１０ａ〜１０ｄの形状を直線状としている。更に、コーナー部１０ｓ〜１０ｖは、上述のように、固定板１２にて挟持し、固定板１２が接触する平面における出隅部Ｒ１及び入り隅部Ｒ２が露出しないようにして第１ハブ１０１及び第２ハブ１０１に取付ける。 Therefore, in this invention, as shown in FIG. 2, the shape of each side member 10a-10d is made into linear form. Further, as described above, the corner portions 10s to 10v are sandwiched by the fixing plate 12 , and the first hub 101 and the corner portion 10 are not exposed so that the protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 are not exposed on the plane in contact with the fixing plate 12. Attach to the second hub 101.

次に、本発明の効果を立証するために本発明者らが行った実験及びその結果について以下に説明する。 Next, experiments conducted by the present inventors in order to prove the effects of the present invention and the results thereof will be described below.

実験例１
本実験では、図１に示すディスクタイプ軸継手に、本発明に従った構成のディスクユニット、及び、従来使用されている構成のディスクを使用したディスクユニットを装着して、両者の耐久試験を行った。 Experimental example 1
In this experiment, the disk type shaft coupling shown in FIG. 1 is mounted with a disk unit having a structure according to the present invention and a disk unit using a disk having a structure conventionally used, and both are subjected to a durability test. It was.

（ディスク）
試験体である本実施例及び比較例のディスクは、下記の要領にて作製した。 (disk)
The discs of the present example and comparative example, which are test specimens, were prepared in the following manner.

本実験例にて使用する試験体を作製するための繊維シートは、図４（ａ）に示すように強化繊維を一方向に配列し、マトリックス樹脂が含浸されたプリプレグ（ＵＤプリプレグ）を使用した。 As a fiber sheet for producing a test body used in this experimental example, a prepreg (UD prepreg) in which reinforcing fibers are arranged in one direction and impregnated with a matrix resin as shown in FIG. .

本実験ではＵＤプリプレグとして、ＰＡＮ系高強度タイプ炭素繊維ＵＤプリプレグを使用した。マトリックス樹脂は、エポキシ樹脂であり、繊維体積含有率（Ｖｆ）は、５７％であった。 In this experiment, a PAN-based high-strength type carbon fiber UD prepreg was used as the UD prepreg. The matrix resin was an epoxy resin, and the fiber volume content (Vf) was 57%.

上記炭素繊維ＵＤプリプレグを、０°／９０°／９０°／０°／９０°／９０°／０°の配向角度で積層して接着し、オートクレーブを用いて１３０℃、２時間で硬化させ、繊維強化プラスチック製撓み板部材１１を得た。 The carbon fiber UD prepreg is laminated and bonded at an orientation angle of 0 ° / 90 ° / 90 ° / 0 ° / 90 ° / 90 ° / 0 °, and cured using an autoclave at 130 ° C. for 2 hours. A fiber-reinforced plastic flexible plate member 11 was obtained.

上記繊維強化プラスチック製撓み板部材１１の諸物性は、次の通りである。
弾性係数：０°方向曲げ弾性係数８８ＧＰａ、９０°方向曲げ弾性係数５９ＧＰａ
曲げ強度：０°方向曲げ強度１．９ＧＰａ、９０°方向曲げ強度１．７ＧＰａ
厚さ（Ｔ０）：０．７ｍｍ Various physical properties of the fiber reinforced plastic flexible plate member 11 are as follows.
Elastic modulus: 0 ° direction bending elastic modulus 88 GPa, 90 ° direction bending elastic modulus 59 GPa
Bending strength: 0 ° direction bending strength 1.9 GPa, 90 ° direction bending strength 1.7 GPa
Thickness (T0): 0.7mm

本実験例では、上記繊維強化プラスチック製撓み板部材１１を機械加工して本実施例と比較例の環状四角体の撓み板、即ち、ディスク１０を作製した。 In this experimental example, the fiber-reinforced plastic flexible plate member 11 was machined to produce the annular rectangular flexible plate of this example and the comparative example, that is, the disk 10.

本実施例の撓み板部材１１は、図２（及び図６）に示すように、直線状とされる各辺部材１０ａ〜１０ｄの内側縁部１０ｉｎ及び外側縁部１０ｏｕｔに沿って強化繊維ｆが平行に配向されて位置するように加工した。また、コーナー部１０ｓ〜１０ｖの角部は、出隅部Ｒ１及び入り隅部Ｒ２が湾曲形状となるように加工した。コーナー部１０ｓ〜１０ｖには、連結ボルト１２１の挿通穴１３、１４を加工した。 As shown in FIG. 2 (and FIG. 6), the flexible plate member 11 of the present embodiment has the reinforcing fibers f along the inner edge portion 10in and the outer edge portion 10out of the side members 10a to 10d that are linear. It was processed so as to be oriented in parallel. Further, the corners of the corner portions 10s to 10v were processed so that the protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 had a curved shape. The insertion holes 13 and 14 of the connecting bolt 121 were processed in the corner portions 10s to 10v.

ここで、直線状の各辺部材１０ａ〜１０ｄは、長さ（Ｌ）が７７ｍｍ、幅（Ｗ）は１５ｍｍとした。取付け穴１３、１４間の距離（Ｌ０）は、５８ｍｍとした。また、コーナー部１０ｓ〜１０ｖにおける出隅部Ｒ１及び入り隅部Ｒ２は、それぞれ、半径９．５ｍｍ、１．６ｍｍの湾曲形状とした。 Here, each of the linear side members 10a to 10d has a length (L) of 77 mm and a width (W) of 15 mm. The distance (L0) between the mounting holes 13 and 14 was 58 mm. Further, the protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 in the corner portions 10s to 10v have curved shapes having radii of 9.5 mm and 1.6 mm, respectively.

比較例の撓み板部材１１も又、上記実施例と同様にして作製したが、ただ、比較例の撓み板部材１１は、図７に示す形状寸法に機械加工した。即ち、各辺部材１０ａ〜１０ｄは、その外側縁部１０ｏｕｔ及び内側縁部１０ｉｎは湾曲形状とされ、それぞれ、半径１１７ｍｍ、２２ｍｍとし、対向する辺部材の外周縁部１０ｏｕｔ間の長さ（Ｌ）は８６ｍｍ、内周縁部１０ｉｎ間の幅（Ｗｏ）は５５ｍｍとした。取付け穴１３、１４間の距離（Ｌｏ）は、５８ｍｍとした。また、コーナー部１０ｓ〜１０ｖは、外側及び内側とも出隅（凸状）Ｒ１、Ｒ２とされ、それぞれ、半径１０ｍｍ、１５ｍｍの湾曲形状とした。 The flexible plate member 11 of the comparative example was also produced in the same manner as in the above example, but the flexible plate member 11 of the comparative example was machined to the shape and dimensions shown in FIG. That is, each of the side members 10a to 10d has an outer edge portion 10out and an inner edge portion 10in that are curved, and have a radius of 117 mm and 22 mm, respectively, and a length (L) between the outer peripheral edge portions 10out of the opposite side members. Was 86 mm, and the width (Wo) between the inner peripheral edge portions 10 in was 55 mm. The distance (Lo) between the mounting holes 13 and 14 was 58 mm. Further, the corner portions 10s to 10v are projected corners (convex shapes) R1 and R2 on both the outside and the inside, and have curved shapes with radii of 10 mm and 15 mm, respectively.

このようにして環状四角体に成形された撓み板１０Ａ〜１０Ｄを４枚積層して厚さ（Ｔ）が２．８ｍｍとされる本実施例及び比較例のディスク１０（図２）、１０Ｐ（図７（ａ））を作製した。 In this way, the disk 10 (FIG. 2), 10P (FIG. 2), and 10P (this example) has a thickness (T) of 2.8 mm by laminating four flexible plates 10A to 10D formed into an annular square. FIG. 7A was produced.

（固定板）
固定板１２は、図３（ｂ）に示すように、ステンレススチールにて作製した円板形状のものとした。厚さＴ１２が２．５ｍｍであり、外径Ｄ２が２０ｍｍ、ディスク１０との当接面の外径Ｄ１は、１８ｍｍとした。また、直径Ｄ１の面から直径Ｄ１の外周面への境界領域Ｒ１２は、半径が１ｍｍの面取りを行った。中心に直径１０ｍｍのボルト貫通穴１２ａを穿設した。 (Fixing plate)
As shown in FIG. 3B, the fixed plate 12 is a disc-shaped plate made of stainless steel. The thickness T12 was 2.5 mm, the outer diameter D2 was 20 mm, and the outer diameter D1 of the contact surface with the disk 10 was 18 mm. The boundary region R12 from the surface having the diameter D1 to the outer peripheral surface having the diameter D1 was chamfered with a radius of 1 mm. A bolt through hole 12a having a diameter of 10 mm was formed in the center.

（試験方法）
試験体である上記ディスク１０、１０Ｐを、固定板１２を使用して図１に示すシングルタイプの軸継手に装着した。本実施例の構成においては、固定板１２は、ディスク１０のコーナー部の固定板１２が接触する平面における出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２を全て覆って取付けることができ、ディスクのコーナー部の固定板１２が接触する平面における出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２が固定板１２から露出することはなかった。これに対して、比較例のディスク１０Ｐは、図７（ｂ）に示すように、ディスク１０Ｐのコーナー部１０ｓ〜１０ｖの内側出隅部Ｒ２が固定板１２より露出していた。 (Test method)
The disks 10 and 10P, which are test specimens, were mounted on a single type shaft coupling shown in FIG. In the configuration of the present embodiment, the fixing plate 12 can be attached so as to cover all of the protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 in the plane where the fixing plate 12 of the corner portion of the disc 10 contacts . The protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 on the plane with which the fixing plate 12 contacts were not exposed from the fixing plate 12. On the other hand, in the disc 10P of the comparative example, as shown in FIG. 7B, the inner protruding corner portion R2 of the corner portions 10s to 10v of the disc 10P was exposed from the fixed plate 12.

耐久試験条件は、次の通りであった。
・ミスアライメント：偏角３°付与
・軸方向強制変位：０．７ｍｍ
・試験回転数：１８００ｒｐｍ
・試験回数：１×１０⁷ The durability test conditions were as follows.
・ Misalignment: 3 ° declination ・ Forced axial displacement: 0.7mm
・ Test rotation speed: 1800 rpm
・ Number of tests: 1 × 10 ⁷

（試験結果）
耐久試験後の試験体に造影剤を端部から染み込ませ、Ｘ線による損傷観察を行った。 (Test results)
The specimen after the durability test was infiltrated with the contrast agent from the end, and the damage was observed with X-rays.

比較例のディスク１０Ｐには、図７（ｂ）に示すように、湾曲形状とされる内周縁部１０ｉｎ及び外周縁湾曲部１０ｏｕｔにも、クラック（層間剥離）が発生した。一方、本実施例のディスク１０には何らクラック（層間剥離）は発生せず、異常はなかった。 In the disk 10P of the comparative example, as shown in FIG. 7B, cracks (delamination) were also generated in the inner peripheral edge portion 10in and the outer peripheral edge curved portion 10out that are curved. On the other hand, no crack (delamination) occurred in the disk 10 of this example, and there was no abnormality.

更に、耐久試験後の残存強度確認を行った。つまり、耐久試験後のディスクを軸継手のハブ１０１、１０２に取付け、軸方向引張荷重を負荷して曲げ破壊させ、残存強度の確認を実施した。試験結果を表１に示す。 Furthermore, the residual strength after the durability test was confirmed. That is, the disk after the endurance test was attached to the hubs 101 and 102 of the shaft coupling, and the residual strength was confirmed by applying an axial tensile load to cause bending fracture. The test results are shown in Table 1.

本発明の構成によれば、上記実験結果から理解されるように、ミスアライメントによる繰り返し曲げ変形を受けてもクラック、剥離の発生を抑制し、強度低下を起こすことがない。従って、ミスアライメントの許容値が大きく、耐久性に優れている。 According to the configuration of the present invention, as is understood from the above experimental results, even when subjected to repeated bending deformation due to misalignment, the occurrence of cracks and peeling is suppressed, and the strength is not lowered. Therefore, the tolerance of misalignment is large and the durability is excellent.

実施例２
上記実施例１では、ディスク１０は、外形状が矩形状（四角形）とされ、内部にも同様に矩形状（四角形）の穴が形成された環状の四角体であるとして説明した。しかし、本発明のディスク１０は、ディスク１０を形成する各辺部材の形状が直線状とされることが重要であり、ディスク１０の形状、寸法は、三角形以上の多角形であれば良く、強化繊維の配向方向は、必要な曲げ剛性と強度に応じて決めることができる。 Example 2
In the first embodiment, the disk 10 has been described as an annular rectangular body having an outer shape of a rectangular shape (quadrangle) and a rectangular (quadrangle) hole formed therein. However, in the disk 10 of the present invention, it is important that the shape of each side member forming the disk 10 is a straight line, and the shape and size of the disk 10 may be a polygon more than a triangle, and strengthened. The orientation direction of the fiber can be determined according to the required bending rigidity and strength.

変更実施例１
図８（ａ）には、６辺の辺部材１０ａ〜１０ｆから成る環状の六角体のディスク１０を示す。この変更実施例においても各辺部材１０ａ〜１０ｆは直線状とされる。この場合には、繊維強化プラスチックの強化繊維の配向を、例えば、０°、±６０°の三方向に配向した構成とするのが良い。 Modified example 1
FIG. 8A shows an annular hexagonal disk 10 composed of six side members 10a to 10f. Also in this modified embodiment, the side members 10a to 10f are linear. In this case, it is preferable that the reinforcing fibers of the fiber reinforced plastic are oriented in three directions of 0 ° and ± 60 °, for example.

なお、図８（ａ）に示す本変更実施例１によれば、ディスク１０のコーナー部１０ｓ〜１０ｘの固定板１２が接触する平面における出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２は、固定板１２の中に納まる形状で、且つ、固定板１２の締め付け力に対して十分な耐力を持たせることにより、出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２は角形状とされている。 8A, the modified corner portion R1 and the entering corner portion R2 in the plane where the fixing plates 12 of the corner portions 10s to 10x of the disk 10 come into contact are formed on the fixing plate 12. By having a shape that fits inside and sufficient strength against the fastening force of the fixing plate 12, the protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 are formed into a square shape.

変更実施例２
図８（ｂ）には、実施例１と同様の４辺の辺部材１０ａ〜１０ｄから成る環状の四角体のディスク１０を示す。ただ、本変更実施例２では、コーナー部１０ｓ〜１０ｖは、外側縁部１０ｏｕｔ及び内側縁部１０ｉｎとも出隅（凸）形状とされている。斯かるコーナー形状であっても、図示するように、ディスク１０のコーナー部１０ｓ〜１０ｖの固定板１２が接触する平面における出隅部Ｒ１、Ｒ２が固定板１２の中に納まる形状であれば実施例１と同様の作用効果を達成し得る。 Modified embodiment 2
FIG. 8B shows an annular square disk 10 composed of four side members 10a to 10d similar to the first embodiment. However, in the second modified embodiment, the corner portions 10s to 10v are formed in a protruding corner (convex) shape for both the outer edge portion 10out and the inner edge portion 10in. Even if it is such a corner shape, as long as it is a shape in which the protruding corner portions R1 and R2 in the plane where the fixed plate 12 of the corner portions 10s to 10v of the disk 10 contacts as shown in FIG. The same effect as Example 1 can be achieved.

変更実施例３
図９（ａ）には、実施例１と同様の４辺の辺部材１０ａ〜１０ｄから成る環状の四角体のディスク１０を示す。ただ、本変更実施例３では、コーナー部１０ｓ〜１０ｖの外側縁部１０ｏｕｔを形成する出隅部Ｒ１の形状が、各辺部材１０ａ〜１０ｄの外側縁部１０ｏｕｔより更に外方へと突出した形状とされている。斯かるコーナー形状であっても、図示するように、ディスク１０のコーナー部１０ｓ〜１０ｖの固定板１２が接触する平面における出隅部Ｒ１、入り隅部Ｒ２が固定板１２の中に納まる形状であれば実施例１と同様の作用効果を達成し得る。 Modified embodiment 3
FIG. 9A shows an annular square disk 10 composed of four side members 10a to 10d similar to the first embodiment. However, in the present modified example 3, the shape of the protruding corner portion R1 that forms the outer edge portion 10out of the corner portions 10s to 10v is a shape that protrudes further outward than the outer edge portion 10out of each side member 10a to 10d. It is said that. Even in such a corner shape, as shown in the figure, the protruding corner portion R1 and the entering corner portion R2 in the plane where the fixing plate 12 of the corner portions 10s to 10v of the disk 10 contacts are included in the fixing plate 12. If it exists, the same effect as Example 1 can be achieved.

変更実施例４
上記各実施例、変更実施例では、ディスク１０は、直線状の複数の辺部材１０ａ〜１０ｆにて一体に形成された環状の多角形体であるとして説明した。しかし、本発明のディスク１０の形態は、これに限定されるものではなく、直線状に成形された短冊状のリンク部材を一体的に組み合わせて環状の多角形体とすることもできる。 Modified embodiment 4
In each of the above-described embodiments and modified embodiments, the disk 10 has been described as an annular polygon formed integrally with a plurality of linear side members 10a to 10f. However, the form of the disk 10 of the present invention is not limited to this, and a strip-shaped link member formed linearly can be integrally combined to form an annular polygonal body.

図９（ｂ）、（ｃ）には、４つの短冊状のリンク部材とされる直線状に成形された辺部材１０ａ〜１０ｄを、実施例１と同様の４辺から成る四角体のディスク形状に組み合わせた構成を示す。各短冊状の辺部材１０ａ〜１０ｄは、各辺部材１０ａ〜１０ｄの両端部を互いに接着剤にて接着して一体とすることもできるが、固定板１２により固定することにより、実質的に実施例１の環状四角体と同じ構造とされ、実施例１と同様の作用効果を達成し得る。本変更実施例４では、固定板１２は四角形とされている。勿論、他の実施例と同様に円形状であっても良い。 9 (b) and 9 (c), the side members 10a to 10d, which are formed into four strip-shaped link members, are formed into a rectangular disk shape having the same four sides as in the first embodiment. Shows the combined configuration. Each of the strip-shaped side members 10a to 10d can be integrated by adhering both ends of the side members 10a to 10d with an adhesive, but is substantially implemented by fixing with the fixing plate 12. The structure is the same as that of the annular square body of Example 1, and the same effects as those of Example 1 can be achieved. In the present modified example 4, the fixing plate 12 is a quadrangle. Of course, it may be circular as in the other embodiments.

１繊維シート
１０（１０Ａ〜１０Ｄ）撓み板（ディスク）
１０ａ〜１０ｆ辺部材
１０ｓ〜１０ｘコーナー部
１０ｉｎ内側縁部
１０ｏｕｔ外側縁部
１１繊維強化プラスチック板（撓み板部材）
１２固定板
１３、１４取付け穴
２０ディスクユニット
１０１、１０２第１、第２ハブ 1 Fiber sheet 10 (10A to 10D) Deflection plate (disc)
10a to 10f Side member 10s to 10x Corner portion 10in Inner edge portion 10out Outer edge portion 11 Fiber reinforced plastic plate (flexible plate member)
12 Fixing plate 13, 14 Mounting hole 20 Disk unit 101, 102 First and second hubs

Claims

A disk unit that transmits rotational torque between a drive shaft and a driven shaft in a disk-type shaft coupling,
A plurality of linear side members are connected to each other at both ends thereof to form an annular polygonal body, which is a single sheet or a stacked body in which a plurality of sheets are overlapped, at least the linear shape A disc made of a fiber reinforced plastic plate comprising continuous reinforcing fibers located parallel and positioned along the inner and outer edges of each side member;
A fixing plate disposed by sandwiching the corner portion of the disk, which is a connecting portion of each side member, from both sides;
With
The fixed plate is a protruding corner portion and an entering corner portion formed in the corner portion, and is sized so as to cover and contact all the protruding corner portion and the entering corner portion in a plane in contact with the fixing plate. A disk unit characterized in that a boundary portion of a contact surface with the head is curved.

2. The disk unit according to claim 1, wherein the disk is an annular polygonal body integrally formed by a plurality of linear side members.

2. The disk unit according to claim 1, wherein the disk is formed into an annular polygonal body integrally formed by a plurality of linear side members by integrally combining strip-shaped link members.

The fixed plate is a circular shape or a polygon formed so as not to expose the protruding corner portion and the entering corner portion in the plane where the fixing plate contacts the protruding corner portion and the entering corner portion of the corner portion. The disk unit according to claim 1, wherein the disk unit has a shape.

The fixing plate is steel, metal material such as aluminum material, a resin plate, fiber-reinforced plastic material, or, a disk unit according to any of claims 1-4, characterized in that which is ceramic material.

A disk type having a disk unit disposed between a first hub attached to the drive shaft and a second hub attached to the driven shaft and transmitting rotational torque between the drive shaft and the driven shaft In the shaft coupling of
Said disk unit, the disk type shaft joint, characterized in that a disk unit according to any of claims 1-5.