JPS62274112A - 高速回転構造体 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、回転軸に固定される円板状のフランジを、そ
れとは異なる材料からなる回転体の孔に吸着した高速回
転構造体に関し、更に詳しくは、フランジが高速回転時
に半径外向き方向に変形し易い構造をなし、回転体の変
形に追従できるようにした高速回転構造体に関するもの
である。

［従来の技術］ 高速で回転する物体には大きな遠心力が作用する。そこ
で軽くしかも強゛い遠心力までも破断しないような材料
、例えば炭素繊維強化プラスチックス（ＣＦ　ＲＰ）あ
るいはガラス繊維補強プラスチックス（Ｃ，ＦＲＰ）等
の複合材料が用いられることが多い。このような複合材
料からなる回転体を回転軸に取り付ける構造としては、
例えば第３図に示すように、複合材料からなる円環状の
回転体１０の円形孔に金属製のフランジ１２を嵌合する
構造がある。この金属製のフランジ１２の中心には、同
しく金属製の回転軸１４が挿通されてボルト等により固
着される。

ここで回転体１０とフランジ１２とを強固に嵌着するた
めに、従来技術では「冷やし嵌め」という手法が採用さ
れていた。つまり金属部材であるフランジ１２を固体二
酸化炭素あるいは液体窒素等でかなり低温まで冷却し収
縮させた後、複合材料からなる回転体１０の孔に挿入し
、使用する温度まで戻すことによって固着させる構造で
ある。

〔発明が解決しようとする問題点］ ところがこのような結合構造では、冷やし嵌め作業に手
間がかかるほか、冷やし嵌め作業時に複合材料からなる
回転体ｌＯの嵌合面に無理な力が働き割れが生したり、
冷やし嵌め量に応した周速までしか回転速度を上げるこ
とができず、それ以上の高速回転が出来ない等の問題が
あった。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、回転体に対するフランジの変形追従性が良好で、冷や
し嵌めをせずに低速から高速領域まで回転体と回転軸と
を強固に結合することができるような高速回転構造体を
提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することのできる本発明は、回
転体と回転軸との間に介在して両者を結合するフランジ
を、２枚の円板をそれらの対向面の中央部側が近接し外
周縁側が互いに離間する徂み合わせ構造とした高速回転
構造体である。

［作用１ 高速回転時には遠心力の作業を受けて回転体が拡張変形
し、フランジと嵌合している孔径が大きくなる。２枚の
円板からなるフランジは、その外周縁側の対向面が互い
に離間するように構成されているから、高速回転するこ
とによってその離間している部分が互いに近づくように
変形し、それに伴って半径外側に広がる。外周縁が互い
に離間している分だけ変形量は大きく、回転体の変形に
追従することが容易となる。

このように変形が大きく、回転体の変形への追従性が良
好となるから、冷やし嵌めをせずに単に嵌着させるだけ
で、従来技術よりもはるたに広い回転数領域にわたって
回転体を回転軸に結合し続けることが可能となる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る高速回転構造体の一実施例を示す
説明図である。基本的には従来同様例えば複合材料等か
らなる円環状の回転体１０に金属製のフランジ２０が嵌
着され、該金属製のフランジ２０の中心孔に回転軸１４
が挿通されてボルト等により固着結合される構成である
。

本発明が従来技術と顕著に相違する点はフランジ２０の
構造である。このフランジ２０は、２枚の反り返った円
板２２ａ、２２ｂの組み合わせからなり、それらの対向
面の中央部側が近接し、外周縁側が互いに離間するよう
に対称的に配置した構造をなしている。

このような構成とすると、非回転時にはフランジの円板
２２ａ、２２ｂは互いに逆向きに反り返った状態を保つ
が、高速回転するに従ってその反り返りが少なくなり、
最終的には２枚の円板２２ａ、２２ｂの外周縁部は最大
半径を実現するように平坦な構造になる。このため半径
方向の変形量は極めて大きく、冷やし嵌めをしなくても
かなりの高速回転領域まで回転体の変形に十分追従し強
固に結合する。

第２図Ａは本発明におけるフランジ２０の非回転時の状
態を示す。非回転時におけるフランジ２０の半径をＲｏ
とすると、高速回転時には円＋ｆｆ１２２ａ、２２ｂの
反り返りが小さくなるように変形し、それに伴って半径
も伸び、最高速で回転する場合には同図已に示すように
、２枚の円板２２ａ、２２ｂが中央部から外縁部まで密
着するように変形し、最大半径Ｒ１を実現するように変
形する。従って本発明では最大変形量へｒ１　はΔｒ　
＋　　＝　（Ｒ＋　　−Ｒｏ　）となり極めて大きくな
る。

比較のため非回転時に同一半径Ｒ０を有する従来構造の
場合を第４図Ａに示す。このフランジ１２は高速回転時
に遠心力の作業を受けてその半径が大きくなり、同図Ｂ
で示すようにＲ２まで広がる。このときの変形量△ｒ２
は前記本発明の場合の変形量Δ「１に比べてかなり小さ
い。

回転軸１４に金属製のフランジを固着し、該金属製フラ
ンジの外周面を複合材料製の回転体１０に固着して高速
回転した場合を考えると、上記のように本発明ではフラ
ンジの半径方向の変形量Δｒ、が非常に太きいくなりう
るから、フランジ２０の外周面と複合材料からなる回転
体１０の内周面に働く接触圧力を大きく保つことができ
、両者の結合が強固となり掻めて好都合な結果が得られ
るのである。

なお上記の実施例ではフランジに金属製の円板を用い、
回転体に複合材料からなる円ヰ反を用いた場合を示して
いるが、回転体の構造や材料は特に限定されるものでは
なく、任意であってよい。

［発明の効果］ 本発明は上記のように、回転体と回転軸とを結合するフ
ランジとして２枚の円板を外周縁側が互いに離間するよ
うに祖み合わせた構造としたから、非回転時と高速回転
時における半径方向の変形量を大きくでき、従って回転
体が高速回転時に大きく変形する材料から構成されてい
ても、該回転体の変形に追従でき、非回転時から高速回
転時に至るまで強固に軸と回転体とを結合し続けること
ができる優れた効果を有するものである。

また本発明では上記のようにフランジの変形量が大きい
から、回転体に結合する際に冷やし嵌めのような困難な
作業を必要とせず、回転体に無理な力を加えなくて済む
ため割れ等の破損を防止することができ、組み立て作業
が極めて良好となる。

更に本発明ではフランジが対称的な２枚の円板から構成
されているから、回転速度が変化してもバランスが崩れ
ることがなく安定な回転を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高速回転構造体の一実施例を示す
説明図、第２図Ａ、Ｂはその動作説明図、第３図は従来
技術の一例を示す説明図、第４図Ａ、Ｉ３はその動作説
明図である。 １０・・・回転体、１２・・・フランジ、１４・・・回
転軸、２０・・・フランジ、２２ａ、２２ｂ・・・円板
。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、回転軸に固定される円板状のフランジを、該フラン
   ジとは異種の材料からなる回転体の孔に嵌着した回転構
   造体において、前記フランジは、２枚の円板をそれらの
   対向面の中央部側が近接し外周縁側が互いに離間する構
   造をなしていることを特徴とする高速回転構造体。