特開 2024-134389 カップリング装置、発電装置及び車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024134389

(43)【公開日】2024-10-03

(54)【発明の名称】カップリング装置、発電装置及び車

(51)【国際特許分類】

   F16D 3/56 20060101AFI20240926BHJP

   F16D 3/04 20060101ALI20240926BHJP

【ＦＩ】

F16D3/56 C

F16D3/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023044659

(22)【出願日】2023-03-20

(71)【出願人】

【識別番号】519225255

【氏名又は名称】ヴァレオ、カペック、カンパニー、リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＶＡＬＥＯ ＫＡＰＥＣ ＣＯ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(72)【発明者】

【氏名】水田 吉昭

(72)【発明者】

【氏名】パランタマン、クリシュナン

(72)【発明者】

【氏名】中辻 万平

(72)【発明者】

【氏名】ゼイン、ヤン

(57)【要約】

【課題】周方向へのねじれに対する剛性を向上しつつ、径方向からの力に対する剛性を低減したカップリング装置を提供する。
【解決手段】カップリング装置４は、第１軸部材１０に接続する第１フランジ１５と第２軸部材２０に接続する第２フランジ２５とを連結するｎ個の連結アーム４０を備え、ｎ回対称な構成を有し、ｎは自然数であり、連結アーム４０の各々は、周方向ｃｄに互いから離れた一対の側縁４５間の一部分に位置するエンボス部５０を有している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１軸部材に接続する第１フランジと第２軸部材に接続する第２フランジとを連結するｎ個の連結アームを備え、
ｎ回対称な構成を有し、
ｎは自然数であり、
前記連結アームの各々は、周方向に互いから離れた一対の側縁間の一部分に位置するエンボス部を有する、カップリング装置。

【請求項2】

前記連結アームは、前記一対の側縁間に亘って延びる曲げ部分を有する、請求項１に記載のカップリング装置。

【請求項3】

前記エンボス部は、前記連結アームの径方向における前記曲げ部分の一対の縁部の少なくとも一方上に位置する、請求項２に記載のカップリング装置。

【請求項4】

前記曲げ部分は、前記連結アームの径方向における外側となる外側縁部と、前記径方向における内側となる内側縁部と、を有し、
前記エンボス部は、前記内側縁部の前記周方向における両端から離れた中間部に位置する、請求項２に記載のカップリング装置。

【請求項5】

前記エンボス部は、前記内側縁部の前記周方向における中心上に位置する、請求項４に記載のカップリング装置。

【請求項6】

前記曲げ部分は、前記連結アームの径方向における外側となる外側縁部と、前記径方向における内側となる内側縁部と、を有し、
前記エンボス部は、前記外側縁部の前記周方向における両端にそれぞれ位置する第１外側エンボス部及び第２外側エンボス部を有する、請求項２に記載のカップリング装置。

【請求項7】

前記連結アームは、前記第１フランジに接続する平板状の外側フランジ部と、前記第２フランジに接続する内側フランジ部と、径方向において前記外側フランジ部と前記内側フランジ部との間に位置する中間連結部と、を有し、
前記エンボス部は、前記径方向における前記中間連結部の内縁の、前記周方向における両端にそれぞれ位置する第１内縁エンボス部及び第２内縁エンボス部を有する、請求項１に記載のカップリング装置。

【請求項8】

前記連結アームは、前記第１フランジに接続する平板状の外側フランジ部と、前記第２フランジに接続する内側フランジ部と、径方向において前記外側フランジ部と前記内側フランジ部との間に位置する中間連結部と、を有し、
前記曲げ部分は、前記連結アームの径方向における外側となる外側縁部と、前記径方向における内側となる内側縁部と、を有し、
前記エンボス部は、前記内側縁部の前記周方向における両端から離れた中間部上に位置する内側エンボス部と、前記外側縁部の前記周方向における両端にそれぞれ位置する第１外側エンボス部及び第２外側エンボス部と、前記径方向における前記中間連結部の内縁の前記周方向における両端にそれぞれ位置する第１内縁エンボス部及び第２内縁エンボス部と、を有する、請求項２に記載のカップリング装置。

【請求項9】

前記連結アームは、前記第１フランジに接続する平板状の外側フランジ部と、前記第２フランジに接続する内側フランジ部と、径方向において前記外側フランジ部と前記内側フランジ部との間に位置する中間連結部と、を有し、
平面視において、前記一対の側縁の各々は、前記中間連結部内で直線状に延びる、請求項１に記載のカップリング装置。

【請求項10】

前記第１軸部材及び前記第１フランジを有するエンジンと、
前記第２軸部材及び前記第２フランジを有する発電機と、
請求項１～９のいずれか一項に記載のカップリング装置と、を備える、発電装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の発電装置を備える、車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カップリング装置、発電装置及び車に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されているように、直列に配置された２つの軸部材を連結するカップリング装置が知られている。カップリング装置は、軸部材の回転方向に沿って周状に配置された複数の連結アームを含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－１１３２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のカップリング装置において、各連結アームは、両軸部材間での軸ずれを吸収するために、径方向からの力に対して変形する。しかしながら、このような連結アームは、周方向へのねじれに対する剛性を確保できない。一方、周方向へのねじれに対して優れた剛性を有する連結アームは、径方向にも高剛性を有し、軸ずれを十分に吸収できない。本発明は、周方向へのねじれに対して高剛性を有し、かつ径方向からの力に対して低剛性を有するカップリング装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一実施の形態によるカップリング装置は、
第１軸部材に接続する第１フランジと第２軸部材に接続する第２フランジとを連結するｎ個の連結アームを備え、
ｎ回対称な構成を有し、
ｎは自然数であり、
前記連結アームの各々は、周方向に互いから離れた一対の側縁間の一部分に位置するエンボス部を有する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、カップリング装置は、周方向へのねじれに対して高剛性を有し、かつ径方向からの力に対して低剛性を有することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施の形態を説明するための図であって、発電装置の断面図である。

【図2】図２は、図１の発電装置に含まれるカップリング装置の平面図である。

【図3】図３は、図２のカップリング装置に含まれる連結アームの斜視図である。

【図4】図４は、図２のカップリング装置に含まれる連結アームの斜視図である。

【図5】図５は、図３の連結アームの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示の一実施の形態は、次の［１］～［１１］に関する。

【0009】

［１］ 第１軸部材に接続する第１フランジと第２軸部材に接続する第２フランジとを連結するｎ個の連結アームを備え、
ｎ回対称な構成を有し、
ｎは自然数であり、
前記連結アームの各々は、周方向に互いから離れた一対の側縁間の一部分に位置するエンボス部を有する、カップリング装置。

【0010】

［２］ 前記連結アームは、前記一対の側縁間に亘って延びる曲げ部分を有する、［１］のカップリング装置。

【0011】

［３］ 前記エンボス部は、前記連結アームの径方向における前記曲げ部分の一対の縁部の少なくとも一方上に位置する、［２］のカップリング装置。

【0012】

［４］ 前記曲げ部分は、前記連結アームの径方向における外側となる外側縁部と、前記径方向における内側となる内側縁部と、を有し、
前記エンボス部は、前記内側縁部の前記周方向における両端から離れた中間部に位置する、［２］又は［３］のカップリング装置。

【0013】

［５］ 前記エンボス部は、前記内側縁部の前記周方向における中心上に位置する、［４］のカップリング装置。

【0014】

［６］ 前記曲げ部分は、前記連結アームの径方向における外側となる外側縁部と、前記径方向における内側となる内側縁部と、を有し、
前記エンボス部は、前記外側縁部の前記周方向における両端にそれぞれ位置する第１外側エンボス部及び第２外側エンボス部を有する、［２］～［５］のいずれかのカップリング装置。

【0015】

［７］ 前記連結アームは、前記第１フランジに接続する平板状の外側フランジ部と、前記第２フランジに接続する内側フランジ部と、径方向において前記外側フランジ部と前記内側フランジ部との間に位置する中間連結部と、を有し、
前記エンボス部は、前記径方向における前記中間連結部の内縁の、前記周方向における両端にそれぞれ位置する第１内縁エンボス部及び第２内縁エンボス部を有する、［１］～［６］のいずれかのカップリング装置。

【0016】

［８］ 前記連結アームは、前記第１フランジに接続する平板状の外側フランジ部と、前記第２フランジに接続する内側フランジ部と、径方向において前記外側フランジ部と前記内側フランジ部との間に位置する中間連結部と、を有し、
前記曲げ部分は、前記連結アームの径方向における外側となる外側縁部と、前記径方向における内側となる内側縁部と、を有し、
前記エンボス部は、前記内側縁部の前記周方向における両端から離れた中間部上に位置する内側エンボス部と、前記外側縁部の前記周方向における両端にそれぞれ位置する第１外側エンボス部及び第２外側エンボス部と、前記径方向における前記中間連結部の内縁の前記周方向における両端にそれぞれ位置する第１内縁エンボス部及び第２内縁エンボス部と、を有する、［２］のカップリング装置。

【0017】

［９］ 前記連結アームは、前記第１フランジに接続する平板状の外側フランジ部と、前記第２フランジに接続する内側フランジ部と、径方向において前記外側フランジ部と前記内側フランジ部との間に位置する中間連結部と、を有し、
平面視において、前記一対の側縁の各々は、前記中間連結部内で直線状に延びる、［１］～［８］のいずれかのカップリング装置。

【0018】

［１０］ 前記第１軸部材及び前記第１フランジを有するエンジンと、
前記第２軸部材及び前記第２フランジを有する発電機と、
［１］～［９］のいずれかのカップリング装置と、を備える、発電装置。

【0019】

［１１］ ［１０］の発電装置を備える、車。

【0020】

以下、図面を参照して本開示の一実施の形態について説明する。本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。なお、一部の図に示された構成等が、他の図にて省略されていることもある。

【0021】

図１～図５は、一実施の形態を説明する図である。図１は、発電装置１００を示す断面図である。発電装置１００は、エンジン１と、発電機２と、エンジン１と発電機２とを連結するカップリング装置４と、を含んでいる。

【0022】

発電装置１００は、車に適用されてもよい。車は、発電装置１００に加えて、車輪を駆動するモータ（図示せず）を含んでもよい。発電装置１００は、車輪を駆動するための電力を、このモータに供給してもよい。発電装置１００が適用される車として、乗用車、トラック、バス等の自動車が例示される。

【0023】

図１及び図２に示す例において、エンジン１は、第１軸部材１０と、第１軸部材１０に接続した第１フランジ１５と、を有している。エンジン１は、第１軸部材１０及び第１フランジ１５を駆動する。図示された例では、第１軸部材１０及び第１フランジ１５は、駆動されたとき、Ｘ方向に延びる軸線ＡＸ１を中心に回転する。第１軸部材１０は、Ｘ方向と平行な方向に軸方向を有している。第１軸部材１０は、エンジン１のピストン（図示せず）に接続している。第１軸部材１０は、クランクシャフトでもよい。

【0024】

なお、いくつかの図面において共通する方向を、共通する符号を付した矢印によって示している。図２における円の中に点を設けた記号は、図面の紙面に垂直な方向に沿って紙面の手前に向かう矢印を示している。また、図２において、Ｙ方向は、Ｘ方向に直交する方向である。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向の両方向に直交する方向である。

【0025】

図１及び図２に示す例において、第１フランジ１５は、第１軸部材１０の軸方向における一方の端部に接続している。第１フランジ１５は、第１フランジプレート１６と、第１フランジプレート１６に接続したホイール１７と、を有している。第１フランジプレート１６及びホイール１７は、平面視（第１軸部材１０の軸方向からの観察）において円形の形状を有している。第１フランジ１５は、フライホイールでもよい。

【0026】

図１に示す例では、第１フランジ１５は、第１フランジプレート１６において、第１軸部材１０に接続している。第１フランジプレート１６は、その径方向における内側縁部において、第１軸部材１０にボルト留めされている。第１フランジプレート１６は、その径方向における外側端部においてホイール１７にボルト留めされている。

【0027】

図１及び図２に示す例では、第１フランジ１５は、ホイール１７において、カップリング装置４に接続している。ホイール１７は、第１フランジプレート１６と接続する面とは反対の面において、カップリング装置４に接続している。ホイール１７には、周状に配置された複数の連結アーム４０がボルト留めされている。

【0028】

図１及び図２に示す例において、発電機２は、第２軸部材２０と、第２軸部材２０に接続した第２フランジ２５と、第２軸部材２０を部分的に収容する発電機本体３０と、を有している。発電機２は、エンジン１から伝達された回転運動によって電力を生じる。図示された例において、第２フランジ２５及び第２軸部材２０は、Ｘ方向に平行な軸線ＡＸ２を中心に回転する。

【0029】

図１及び図２に示す例において、第２軸部材２０は、Ｘ方向と平行な方向に軸方向を有している。第２軸部材２０は、第２フランジ２５の後述するハブ２６に挿入されている。第２軸部材２０は、発電機本体３０内に延びている。図示された例では、第１軸部材１０及び第２軸部材２０は、Ｘ方向に直列に配置されている。

【0030】

図１及び図２に示す例において、第２フランジ２５は、平面視において円形の形状を有している。第２フランジ２５は、その径方向における外側の縁部において、カップリング装置４と接続している。第２フランジ２５の径方向における外側の縁部には、複数の連結アーム４０がリベットによって留められている。

【0031】

図１に示す例において、第２軸部材２０は、軸方向における一方の端部から第２フランジ２５のハブ２６に挿入されている。図示された例では、ハブ２６は、Ｘ方向に延びる円筒状の部分である。第２軸部材２０は、ハブ２６に挿入された状態において、Ｘ方向と平行な方向に軸方向を有するようになる。第２軸部材２０は、ハブ２６に挿入された状態において、第２フランジ２５に対する相対移動及び相対回転を規制されている。

【0032】

図１に示す例において、発電機本体３０は、ステータ３１と、ロータ３２と、軸受３５と、これらの部材を収容するハウジング３３と、を有している。ステータ３１、ロータ３２及び軸受３５は、いずれも、Ｘ方向に開口した穴を有する円筒状の部分である。図示された例において、ステータ３１は、ハウジング３３に取り付けられている。ロータ３２は、ステータ３１の穴内に収容されている。ロータ３２は、ステータ３１及びハウジング３３に対して相対回転できる。

【0033】

図１に示す例において、発電機本体３０には、第２軸部材２０が挿入されている。第２軸部材２０は、ハウジング３３内において、軸受３５、ステータ３１及びロータ３２を貫通している。第２軸部材２０は、発電機本体３０内において軸受３５によって支持されている。

【0034】

図示された例では、発電機本体３０は、Ｘ方向に配置された２つの軸受３５を含んでいる。第２軸部材２０は、軸受３５に支持されることによって、ハウジング３３及びステータ３１に対して軸線ＡＸ２を中心に相対回転できる。

【0035】

図１に示す例において、ロータ３２は、第２軸部材２０に取り付けられている。ロータ３２は、第２軸部材２０とともに、ハウジング３３及びロータ３２に対して軸線ＡＸ２を中心に相対回転できる。

【0036】

以上に説明したエンジン１及び発電機２は、カップリング装置４によって互いに連結されている。図２に示す例において、カップリング装置４は、中心軸４Ｘを中心として周状に配置されたｎ個の連結アーム４０を含んでいる。ここで、ｎは、自然数である。各連結アーム４０は、第１フランジ１５と第２フランジ２５とを連結する。図示された例では、中心軸４Ｘを中心に放射状に延びる７個の連結アーム４０によって、カップリング装置４が構成されている。図示された例において、ｎは、７である。

【0037】

図１及び図２に示す例において、カップリング装置４は、連結アーム４０が配置された方向に平行な方向として、周方向ｃｄを有している。カップリング装置４は、周方向ｃｄに直交し且つ中心軸４Ｘを通過する方向として、径方向ｒｄを有している。カップリング装置４は、周方向ｃｄ及び径方向ｒｄの両方向に直交する方向として、軸方向ａｄを有している。

【0038】

カップリング装置４は、ｎ回対称な構成を有している。すなわち、カップリング装置４をその中心軸４Ｘを中心として（３６０／ｎ）°回転させたとき、回転後のカップリング装置４の形状は、回転前のカップリング装置４の形状と一致する。図１及び図２に示す例において、カップリング装置４は、７回対称な構成を有している。このカップリング装置４において、中心軸４Ｘを中心として周状に配置された７つの連結アーム４０は、互いに同一の形状を有している。

【0039】

カップリング装置４をｎ回対称（図示された例では７回対称）な構成とすることによって、複数の連結アーム４０の形状が同一となる。これにより、第１フランジ１５と第２フランジ２５とを連結する周方向ｃｄ上の位置に関わらず、共通の連結アーム４０を使用できる。したがって、連結アーム４０を共通化することによって、カップリング装置４を容易に組み立てることができる。また、連結アーム４０の製造コストを低減できる。

【0040】

以下、主に図２～図５を参照して、連結アーム４０について説明する。このうち図３及び図４は、図２に示された複数の連結アーム４０のうちの一つについて、図２とは反対側から観察したときの斜視図を示している。

【0041】

図１～図５に示す例において、連結アーム４０は、第１フランジ１５に接続する外側フランジ部４１と、第２フランジ２５に接続する内側フランジ部４２と、径方向ｒｄにおいて外側フランジ部４１と内側フランジ部４２との間に位置する中間連結部４３と、を有している。図示された例では、外側フランジ部４１及び内側フランジ部４２は、図５に示すように、平板状である。外側フランジ部４１及び内側フランジ部４２の各々は、周方向ｃｄ及び径方向ｒｄに広がっている。中間連結部４３は、軸方向ａｄに互いから離れる外側フランジ部４１及び内側フランジ部４２を連結している。連結アーム４０は、平板材を含んでもよい。平板材は、金属製でもよい。

【0042】

図示された例では、連結アーム４０の径方向ｒｄにおける外縁は、外側フランジ部４１によって形成されている。連結アーム４０の径方向ｒｄにおける内縁は、内側フランジ部４２によって形成されている。連結アーム４０は、周方向ｃｄに互いから離れた一対の側縁４５を有している。一対の側縁４５は、連結アーム４０の径方向ｒｄにおける外縁と内縁との間に延びている。一対の側縁４５の各々は、外側フランジ部４１、中間連結部４３及び内側フランジ部４２に亘って延びている。図２に示す例では、軸方向ａｄからの観察において、一対の側縁４５の各々は、中間連結部４３内において径方向ｒｄに直線状に延びている。

【0043】

図２に示す例において、外側フランジ部４１は、周方向ｃｄに延びている。外側フランジ部４１の周方向ｃｄにおける両端部分には、軸方向ａｄに開口した穴４１Ｈが設けられている。連結アーム４０を第１フランジ１５に固定する固定具は、穴４１Ｈを通過可能である。図１及び図２に示された例では、連結アーム４０は、外側フランジ部４１に形成された穴４１Ｈを通過したボルトによって、ホイール１７（第１フランジ１５）に固定されている。

【0044】

図２に示す例において、内側フランジ部４２は、周方向ｃｄに延びている。内側フランジ部４２には、軸方向ａｄに開口した穴４２Ｈが２つ設けられている。連結アーム４０を第２フランジ２５に固定する固定具は、穴４２Ｈを通過可能である。図１及び図２に示す例では、連結アーム４０は、内側フランジ部４２に形成された穴４２Ｈを通過したリベットによって、第２フランジ２５に固定されている。

【0045】

図２に示す例において、中間連結部４３は、周方向ｃｄ及び径方向ｒｄに広がっている。中間連結部４３は、径方向ｒｄにおける外縁において、外側フランジ部４１に接続している。中間連結部４３は、径方向ｒｄにおける内縁４３１において、内側フランジ部４２に接続している。内縁４３１は、周方向ｃｄに延びている。内縁４３１は、周方向ｃｄに互いから離れた第１端部４３１ａ及び第２端部４３１ｂを有している。

【0046】

図１～図５に示す例において、連結アーム４０は、一対の側縁４５の間に亘って延びる曲げ部分６０を有している。曲げ部分６０は、径方向ｒｄおよび軸方向ａｄの両方に直交する方向に沿った軸線を中心として曲がっている。曲げ部分６０は、径方向ｒｄにおける外側となる外側縁部６１と、径方向ｒｄにおける内側となる内側縁部６２と、を有している。曲げ部分６０は、外側縁部６１及び内側縁部６２の間に位置する中間突出部６５を更に有している。外側縁部６１、内側縁部６２及び中間突出部６５は、一対の側縁４５の間に亘って延びている。外側縁部６１、内側縁部６２及び中間突出部６５は、径方向ｒｄおよび軸方向ａｄの両方に直交する方向に延びている。図３に示すように、連結アーム４０は、外側縁部６１及び内側縁部６２において曲がっている。曲げ部分６０は、連結アーム４０の中間連結部４３に位置している。曲げ部分６０は、平板材を曲げ加工することによって形成されてもよい。

【0047】

図１、図４及び図５に示すように、中間連結部４３は、三つの曲げ稜線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を含む。三つの曲げ稜線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３では、図５に示された径方向ｒｄおよび軸方向ａｄの両方向に直交する方向からの観察において、曲げの曲率半径が極小値となる。中間連結部４３は、曲げ稜線Ｌ１を中心として、Ｘ方向におけるエンジン１側に凸となるように湾曲している。外側縁部６１が曲げ稜線Ｌ１を形成している。中間連結部４３は、曲げ稜線Ｌ２を中心として、Ｘ方向における発電機２側に凸となるように湾曲している。中間突出部６５が曲げ稜線Ｌ２を形成している。中間連結部４３は、曲げ稜線Ｌ３を中心として、Ｘ方向におけるエンジン１側に凸となるように湾曲している。外側縁部６２が曲げ稜線Ｌ３を形成している。曲げ部分６０は、全体として、４３のその他の部分からＸ方向における発電機２側に突出した部分となっている。

【0048】

外側縁部６１は、周方向ｃｄに互いから離れた第１端部６１ａ及び第２端部６１ｂを有している。内側縁部６２は、周方向ｃｄに互いから離れた第１端部６２ａ及び第２端部６２ｂと、第１端部６２ａ及び第２端部６２ｂの両方から離れた中間部６２ｃと、を有している。

【0049】

図１～図５に示す例において、連結アーム４０は、エンボス部５０を有している。図示された例では、エンボス部５０は、連結アーム４０を形成する平板材から突出している。エンボス部５０は、一対の側縁４５の間の一部分に位置している。図３～図５に示す例において、エンボス部５０は、曲げ部分６０の外側縁部６１上に位置する第１外側エンボス部５１及び第２外側エンボス部５２と、曲げ部分６０の内側縁部６２上に位置する内側エンボス部５５と、中間連結部４３の内縁４３１上に位置する第１内縁エンボス部５６及び第２内縁エンボス部５７と、を有している。第１外側エンボス部５１及び第２外側エンボス部５２は、曲げ稜線１上に位置している。内側エンボス部５５は、曲げ稜線３上に位置している。エンボス部５０は、平板材をエンボス加工することによって形成されてもよい。

【0050】

図３に示す例において、第１外側エンボス部５１は、外側縁部６１の第１端部６１ａに位置している。第２外側エンボス部５２は、外側縁部６１の第２端部６１ｂに位置している。第１外側エンボス部５１及び第２外側エンボス部５２の各々は、周方向ｃｄに延びている。第１外側エンボス部５１及び第２外側エンボス部５２は、周方向ｃｄにおいて互いから離れている。

【0051】

図２及び図４に示す例において、内側エンボス部５５は、内側縁部６２の中間部６２ｃに位置している。内側エンボス部５５は、周方向ｃｄに延びている。内側エンボス部５５は、図２に示すように、内側縁部６２の周方向ｃｄにおける中心上、すなわち、内側縁部６２と、連結アーム４０の周方向ｃｄにおける中心線４０ｍと、の交点上に位置してもよい。

【0052】

図４に示す例において、第１内縁エンボス部５６は、内縁４３１の第１端部４３１ａに位置している。第２内縁エンボス部５７は、内縁４３１の第２端部４３１ｂに位置している。第１内縁エンボス部５６及び第２内縁エンボス部５７の各々は、周方向ｃｄに延びている。第１内縁エンボス部５６及び第２内縁エンボス部５７は、周方向ｃｄにおいて互いから離れている。

【0053】

以上に説明したカップリング装置４は、以下のようなシミュレーションによって設計できる。

【0054】

（１）設計されるカップリング装置４について、径方向ｒｄからの力に対する剛性［Ｎ／ｍｍ］及びねじれに対する剛性［Ｎｍ／ｒａｄ］について、目標値が定められる。

【0055】

（２）カップリング装置モデルを作成する。カップリング装置モデルは、周方向に配置されたｎ個の連結アームモデルを有している。カップリング装置モデルは、ｎ回対称な構成を有している。ｎは、自然数である。ｎは、カップリング装置の設計者によって決定される。連結アームモデルは、外側フランジ部４１に相当する部分と、内側フランジ部４２に相当する部分と、中間連結部４３に相当する部分と、を含んでいる。

【0056】

（３）カップリング装置モデルにおいて、有限要素法を用いたシミュレーションを行う。シミュレーションにおいて、各連結アームモデルは、微細な要素に分割される。シミュレーションは、第１のシミュレーションと、第２のシミュレーションと、を含む。第１のシミュレーションでは、各連結アームモデルに対して、外側フランジ部４１に相当する部分が固定された状態で、内側フランジ部４２に相当する部分を径方向に動かすよう、一方向に力が加えられる。加えられた力に対して、各連結アームにおける各要素の変位が記録される。入力された力、及び記録された変位に基づいて、カップリング装置モデルの径方向からの力に対する剛性［Ｎ／ｍｍ］が算定される。第２のシミュレーションでは、各連結アームモデルに対して、外側フランジ部４１に相当する部分が固定された状態で、内側フランジ部４２に相当する部分を周方向に回転させるよう、トルクが加えられる。第２のシミュレーションでは、加えられた力に対する各要素の変位が記録される。入力されたトルク、及び記録された変位に基づいて、カップリング装置モデルのねじれに対する剛性［Ｎｍ／ｒａｄ］が算定される。シミュレーションには、Ａｌｔａｉｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のソフトウェア「Ｏｐｔｉｓｔｒｕｃｔ」を使用する。

【0057】

（４）算定された剛性が、（１）工程において定められた目標値に達しているかを評価する。目標値に達していなければ、連結アームモデルを再構築する。連結アームモデルを再構築する工程において、エンボス部の追加あるいは形状の修正が行われ得る。

【0058】

算定された剛性が（１）工程において定められた目標値に達するまで、上述した（２）～（４）の工程を繰り返す。シミュレーションは、連結アームモデルがエンボス部を含む状態で繰り返され得る。以上のようにして、カップリング装置４及びカップリング装置４に含まれる連結アーム４０が設計される。

【0059】

図示されたカップリング装置４の作用について説明する。具体的には、図示された発電装置１００による電力の供給方法について説明する。

【0060】

エンジン１は、第１軸部材１０及び第１フランジ１５を駆動する。第１軸部材１０及び第１フランジ１５は、軸線ＡＸ１を中心に回転する。第１軸部材１０及び第１フランジ１５を回転させるトルクは、カップリング装置４を介して第２フランジ２５及び第２軸部材２０に伝達される。第２軸部材２０及び第２フランジ２５は、伝達されたトルクによって、軸線ＡＸ２を中心に回転する。

【0061】

図１及び図２に示されたカップリング装置４では、各連結アーム４０が、外側フランジ部４１において第１フランジ１５に接続している。各連結アーム４０は、内側フランジ部４２において、第２フランジ２５に接続している。第１フランジ１５を回転させるトルクは、各連結アーム４０において、外側フランジ部４１から中間連結部４３を介して内側フランジ部４２及び第２フランジ２５へと伝達される。

【0062】

第２軸部材２０が回転することによって、発電機２では、ハウジング３３に収容されたロータ３２が、第２軸部材２０とともに回転する。ロータ３２は、ハウジング３３及びハウジング３３に取り付けられたステータ３１に対して回転する。ロータ３２がステータ３１に対して回転することによって、起電力が生じる。発電機２は、このようにして、電力を発生させる。発電機２にて発生した電力は、モータ（図示せず）に供給されてもよい。

【0063】

ところで、直列に配列することを意図された２つの軸部材の間には、部品公差や組付け位置の誤差等に起因して、偏心や偏角といった軸ずれが生じ得る。偏心とは、２つの軸部材が、いずれか一方の軸部材の軸方向に直交する方向において互いにずれることを意味する。偏角とは、２つの軸部材が互いに非平行な方向に延びることを意味する。互いに軸ずれした２つの軸部材が継ぎ手無しで直接接続された場合、軸部材の摩耗や、軸部材を支持する軸受の損傷といった問題を生じ得る。

【0064】

これに対して、図示されたカップリング装置４は、各連結アーム４０が径方向ｒｄに変形した状態で回転し得る。これにより、カップリング装置４は、径方向ｒｄにおける外側縁部と内側縁部において、互いにずれた軸線を中心に回転し得る。したがって、カップリング装置４は、第１フランジ１５及び第１軸部材１０と、第２フランジ２５及び第２軸部材２０と、の間に、上述した軸ずれが生じていても、トルクを伝達できる。

【0065】

とりわけ、図示されたカップリング装置４の一具体例において、連結アーム４０は、中間連結部４３に曲げ部分６０を有している。連結アーム４０は、曲げ部分６０において内側縁部６２と外側縁部６１とが径方向ｒｄに互いに近づくように変形することによって、径方向ｒｄに容易に変形できる。

【0066】

より大きな軸ずれを許容するため、カップリング装置４は、径方向ｒｄからの力に対して容易に変形することが好ましい。カップリング装置４は、径方向ｒｄからの力に対して小さな剛性を有することが好ましい。カップリング装置４の径方向ｒｄからの力に対する剛性は、７２００［Ｎ／ｍｍ］以下でもよく、６５００［Ｎ／ｍｍ］以下でもよい。カップリング装置４において、径方向ｒｄからの力に対する剛性の下限値は、特に限定されない。カップリング装置４において、径方向ｒｄからの力に対する剛性の下限値は、周方向ｃｄへのねじれに対する所望の剛性を確保できる数値でもよい。カップリング装置４の径方向ｒｄからの力に対する剛性は、４０００［Ｎ／ｍｍ］以上でもよく、５０００［Ｎ／ｍｍ］以上でもよい。

【0067】

他方、周状に配置された複数の連結アームを含むカップリング装置において、径方向からの力に対する剛性を低減すると、周方向からの力に対する剛性も同様に低減され得る。カップリング装置の周方向からの力に対する剛性が低減されると、各連結アームにおいて、周方向へのねじれに対する変位が増加する。連結アームは、周方向に大きくねじられることによって、塑性変形や破断といった問題を生じ得る。塑性変形や破断を生じた連結アームを含むカップリング装置は、適切にトルクを伝達できない。

【0068】

これに対して、本実施の形態によるカップリング装置４は、第１軸部材１０に接続する第１フランジ１５と第２軸部材２０に接続する第２フランジ２５とを連結するｎ個の連結アームを有し、ｎ回対称な構成を有し、ｎは自然数であり、連結アーム４０の各々は周方向ｃｄに互いから離れた一対の側縁４５間の一部分に位置するエンボス部５０を有する。この具体例によれば、以下に示すシミュレーションの結果が示す通り、径方向からの力に対する剛性を低減しつつ、周方向へのねじれに対する剛性を向上できる。

【0069】

複数のカップリング装置モデルとして、第１～第８カップリング装置モデルを設計した。各カップリング装置モデルに対して、上述した第１シミュレーション及び第２シミュレーションを行った。第１シミュレーションによって、径方向からの力に対する剛性［Ｎ／ｍｍ］を算定した。第２シミュレーションによって、周方向へのねじれに対する剛性［Ｎｍ／ｒａｄ］を算定した。

【0070】

＜第１カップリング装置モデル＞
第１カップリング装置モデルは、周状に配置された７個の連結アームモデルを含んでいた。第１カップリング装置モデルは、７回対称な構成を有していた。各連結アームモデルは、外側フランジ部に相当する部分と、内側フランジ部に相当する部分と、中間連結部に相当する部分と、を含んでいた。各連結アームモデルは、中間連結部に相当する部分において、一対の側縁間に亘って延びる曲げ部分を有していた。各連結アームモデルは、エンボス部を含んでいなかった。

【0071】

＜第２カップリング装置モデル＞
第２カップリング装置モデルにおいて、各連結アームモデルは、曲げ部分の径方向における外側縁部に、第１外側エンボス部及び第２外側エンボス部に相当するエンボス部を含んでいた。第１外側エンボス部及び第２外側エンボス部は、曲げ部分の周方向における両端に設けられていた。第２カップリング装置モデルは、上述した点以外の点において、第１カップリング装置モデルと同一の構成を有していた。

【0072】

＜第３カップリング装置モデル＞
第３カップリング装置モデルにおいて、各連結アームモデルは、曲げ部分の径方向における内側縁部に、内側エンボス部を含んでいた。内側エンボス部は、内側縁部の周方向における両端から離れた中間部上に位置していた。第３カップリング装置モデルは、上述した点以外の点において、第１カップリング装置モデルと同一の構成を有していた。

【0073】

＜第４カップリング装置モデル＞
第４カップリング装置モデルにおいて、各連結アームモデルは、中間連結部に相当する部分の内縁の、周方向における両端部に、第１内縁エンボス部及び第２内縁エンボス部に相当するエンボス部を含んでいた。第４カップリング装置モデルは、上述した点以外の点において、第１カップリング装置モデルと同一の構成を有していた。

【0074】

＜第５カップリング装置モデル＞
第５カップリング装置モデルにおいて、各連結アームモデルは、曲げ部分の径方向における外側縁部に、第１外側エンボス部及び第２外側エンボス部に相当するエンボス部を含んでいた。第１外側エンボス部及び第２外側エンボス部は、曲げ部分の周方向における両端に設けられていた。各連結アームモデルは、曲げ部分の径方向における内側縁部に、内側エンボス部を含んでいた。内側エンボス部は、内側縁部の周方向における両端から離れた中間部上に位置していた。第５カップリング装置モデルは、上述した点以外の点において、第１カップリング装置モデルと同一の構成を有していた。

【0075】

＜第６カップリング装置モデル＞
第６カップリング装置モデルにおいて、各連結アームモデルは、各連結アームモデルは、曲げ部分の径方向における内側縁部に、内側エンボス部を含んでいた。内側エンボス部は、内側縁部の周方向における両端から離れた中間部上に位置していた。各連結アームモデルは、中間連結部に相当する部分の内縁の、周方向における両端部に、第１内縁エンボス部及び第２内縁エンボス部に相当するエンボス部を含んでいた。第６カップリング装置モデルは、上述した点以外の点において、第１カップリング装置モデルと同一の構成を有していた。

【0076】

＜第７カップリング装置モデル＞
第７カップリング装置モデルにおいて、各連結アームモデルは、曲げ部分の径方向における外側縁部に、第１外側エンボス部及び第２外側エンボス部に相当するエンボス部を含んでいた。第１外側エンボス部及び第２外側エンボス部は、曲げ部分の周方向における両端に設けられていた。各連結アームモデルは、中間連結部に相当する部分の内縁の、周方向における両端部に、第１内縁エンボス部及び第２内縁エンボス部に相当するエンボス部を含んでいた。第７カップリング装置モデルは、上述した点以外の点において、第１カップリング装置モデルと同一の構成を有していた。

【0077】

＜第８カップリング装置モデル＞
第８カップリング装置モデルにおいて、各連結アームモデルは、曲げ部分の径方向における外側縁部に、第１外側エンボス部及び第２外側エンボス部に相当するエンボス部を含んでいた。第１外側エンボス部及び第２外側エンボス部は、曲げ部分の周方向における両端に設けられていた。各連結アームモデルは、曲げ部分の径方向における内側縁部に、内側エンボス部を含んでいた。内側エンボス部は、内側縁部の周方向における両端から離れた中間部上に位置していた。各連結アームモデルは、中間連結部に相当する部分の内縁の、周方向における両端部に、第１内縁エンボス部及び第２内縁エンボス部に相当するエンボス部を含んでいた。第８カップリング装置モデルは、上述した点以外の点において、第１カップリング装置モデルと同一の構成を有していた。第８カップリング装置モデルは、上述した点以外の点において、第１カップリング装置モデルと同一の構成を有していた。

【0078】

第１シミュレーションにおいて算定された、各カップリング装置モデルの径方向からの力に対する剛性［Ｎ／ｍｍ］を、以下の表１の「径方向剛性［Ｎ／ｍｍ］」の欄に示す。第２シミュレーションによって算定された、各カップリング装置モデルの各周方向へのねじれに対する剛性［Ｎｍ／ｒａｄ］を、以下の表１の「ねじれ剛性［Ｎｍ／ｒａｄ］」の欄に示す。

【0079】

【表1】

【0080】

エンジン１から発電機２へ安定してトルクを伝達するため、カップリング装置４の周方向ｃｄへのねじれに対する剛性は、７５０００［Ｎｍ／ｒａｄ］以上でもよく、７８０００［Ｎｍ／ｒａｄ］以上でもよく、８００００［Ｎｍ／ｒａｄ］以上でもよく、９５０００［Ｎｍ／ｒａｄ］以上でもよい。カップリング装置４の周方向ｃｄへのねじれに対する剛性の上限値は、特に限定されない。カップリング装置４の周方向ｃｄへのねじれに対する剛性は、１５００００［Ｎｍ／ｒａｄ］以下でもよい。

【0081】

図１～図５に示す例では、連結アーム４０の一対の側縁４５の各々は、平面視において、中間連結部４３内で直線状に延びている。この具体例によれば、連結アーム４０の周方向ｃｄにおける長さが、中間連結部４３において大きく変化することを抑制できる。これにより、連結アーム４０に周方向ｃｄあるいは径方向ｒｄから力が加えられても、中間連結部４３において応力集中が生じることを抑制できる。

【0082】

以上に説明してきた一実施の形態において、カップリング装置４は、第１軸部材１０に接続する第１フランジ１５と第２軸部材２０に接続する第２フランジ２５とを連結するｎ個の連結アーム４０を備え、ｎ回対称な構成を有し、ｎは自然数であり、連結アーム４０の各々は、周方向ｃｄに互いから離れた一対の側縁４５間の一部分に位置するエンボス部５０を有している。この具体例によれば、カップリング装置４において、周方向ｃｄへのねじれに対する十分な剛性を確保しながら、径方向ｒｄからの力に対する剛性を低減できる。これにより、カップリング装置４は、第１軸部材１０と第２軸部材２０との間に自崩れが生じた状態であっても、第１軸部材１０から第２軸部材２０へ安定してトルクを伝達できる。

【0083】

以上、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の態様で実施可能である。

【符号の説明】

【0084】

１：エンジン、２：発電機、４：カップリング装置、１０：第１軸部材、１５：第１フランジ、２０：第２軸部材、２５：第２フランジ、４０：連結アーム、４０ｍ：中心線、４１：外側フランジ部、４２：内側フランジ部、４３：中間連結部、４３１：内縁、４３１ａ：第１端部、４３１ｂ：第２端部、４５：側縁、５０：エンボス部、５１：第１外側エンボス部、５２：第２外側エンボス部、５５：内側エンボス部、５６：第１内縁エンボス部、５７：第２内縁エンボス部、６０：曲げ部分、６１：外側縁部、６１ａ：第１端部、６１ｂ：第２端部、６２：内側縁部、６２ａ：第１端部、６２ｂ：第２端部、６２ｃ：中間部、１００：発電装置、ｃｄ：周方向、ｒｄ：径方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】