特許 7467652 ロータアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-05

(45)【発行日】2024-04-15

(54)【発明の名称】ロータアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/28 20060101AFI20240408BHJP

   F16B 21/18 20060101ALI20240408BHJP

【ＦＩ】

H02K1/28 Z

F16B21/18 D

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022551036

(86)(22)【出願日】2021-04-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-13

(86)【国際出願番号】 US2021028379

(87)【国際公開番号】W WO2021225786

(87)【国際公開日】2021-11-11

【審査請求日】2022-08-24

(31)【優先権主張番号】16/870,252

(32)【優先日】2020-05-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】515009952

【氏名又は名称】シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー． カー・ゲー

【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ

【住所又は居所原語表記】Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｔｒ． １－３， ９１０７４ Ｈｅｒｚｏｇｅｎａｕｒａｃｈ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】トゥオ ルオ

【審査官】稲葉 礼子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１９６１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１９６６２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／２８

Ｆ１６Ｂ ２１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータアセンブリであって、
ロータと、
前記ロータを支持するロータキャリアと、
前記ロータの軸方向一方の端面上に配置された少なくとも１つのスペーサと、
ダイヤフラムスプリングであって、前記少なくとも１つのスペーサに接して係合する、前記ダイヤフラムスプリングの半径方向外側端部上で形成された第１の端部、および前記ロータキャリアに接して係合する、前記ダイヤフラムスプリングの半径方向内側端部上で形成された第２の端部を含む、ダイヤフラムスプリングと、を備え、
前記少なくとも１つのスペーサが、前記ダイヤフラムスプリングの前記第１の端部と係合するように構成された肩部を含み、
前記肩部が、前記ダイヤフラムスプリングの前記第１の端部と係合するように構成された角度付けられた接触表面を有する、ロータアセンブリ。

【請求項2】

前記ダイヤフラムスプリングの前記第１の端部が、ベースリムを含み、前記ダイヤフラムスプリングの前記第２の端部が、複数の指部を含む、請求項１に記載のロータアセンブリ。

【請求項3】

前記複数の指部が、互いから均一に離間しており、前記ダイヤフラムスプリングの全周縁部の周りに配置されている、請求項２に記載のロータアセンブリ。

【請求項4】

前記複数の指部が、２０超の指部を含む、請求項２に記載のロータアセンブリ。

【請求項5】

前記ロータキャリアが、前記ダイヤフラムスプリングの前記第２の端部と係合するように構成されている端部面を画定する溝を含む、請求項１に記載のロータアセンブリ。

【請求項6】

前記ダイヤフラムスプリングの前記第１の端部が、前記少なくとも１つのスペーサの前記肩部の前記角度付けられた接触表面の全体と接触する、請求項１に記載のロータアセンブリ。

【請求項7】

前記ダイヤフラムスプリングが、周縁方向断面において見たときに、単一の湾曲を有する、請求項１に記載のロータアセンブリ。

【請求項8】

前記ダイヤフラムスプリングの前記第１の端部が、前記少なくとも１つのスペーサの先細り肩部と係合されており、かつ前記ダイヤフラムスプリングの前記第２の端部が、前記ロータキャリアの溝の端部面と係合されている組み立てられた状態において、１０５度～１２０度の角度が、前記ダイヤフラムスプリングの前記第１の端部と前記第２の端部との間で画定されている、請求項１に記載のロータアセンブリ。

【請求項9】

前記少なくとも１つのスペーサが、前記ロータの軸方向他方の端面と、前記ロータキャリアの軸方向内側表面との間に配置された二次スペーサを含む、請求項１に記載のロータアセンブリ。

【請求項10】

ロータアセンブリであって、
ロータと、
前記ロータを支持するロータキャリアと、
前記ロータの軸方向一方の端面上に配置された少なくとも１つのスペーサと、
ダイヤフラムスプリングであって、前記少なくとも１つのスペーサに接して係合する、前記ダイヤフラムスプリングの半径方向外側端部上で形成された第１の端部、および前記ロータキャリアに接して係合する、前記ダイヤフラムスプリングの半径方向内側端部上で形成された第２の端部を含む、ダイヤフラムスプリングと、を備え、
前記少なくとも１つのスペーサが、（ｉ）前記ロータの軸方向一方の端面、および（ｉｉ）前記ダイヤフラムスプリングの前記第１の端部の少なくとも半径方向の最も外側の表面に接触する、ロータアセンブリ。

【請求項11】

前記ダイヤフラムスプリングが、均一の厚さを有する、請求項１または１０に記載のロータアセンブリ。

【請求項12】

前記ロータ、前記ロータキャリア、および前記少なくとも１つのスペーサが、前記ダイヤフラムスプリングによって提供された付勢力を介して、互いに保持されている、請求項１に記載のロータアセンブリ。

【請求項13】

ロータアセンブリであって、
ロータと、
前記ロータを支持するように構成されたロータキャリアと、
前記ロータの軸方向一方の端面に当接する第１のスペーサと、
前記ロータの軸方向他方の端面に当接する第２のスペーサと、
連続的な円形リムとして形成された第１の端部、およびダイヤフラムスプリングの全周辺部の周りに延在する複数の指部を含み、かつ互いから離間している、第２の端部を含む、ダイヤフラムスプリングと、を備え、
前記第１の端部が、前記第１のスペーサ上に形成された肩部上の角度付けられた接触表面に当接し、前記第２の端部が、前記ロータキャリアの溝の端部面に当接する、ロータアセンブリ。

【請求項14】

前記ダイヤフラムスプリングが、均一の厚さを有し、前記ダイヤフラムスプリングが、周縁方向断面において見たときに、単一の湾曲を有する、請求項１３に記載のロータアセンブリ。

【請求項15】

設置された状態において、前記ダイヤフラムスプリングからのクランプ力が、少なくとも３０ｋＮである、請求項１３に記載のロータアセンブリ。

【請求項16】

組み立てられた状態において、１０５度～１２０度の角度が、前記ダイヤフラムスプリングの前記第１の端部と前記第２の端部との間に画定されている、請求項１３に記載のロータアセンブリ。

【請求項17】

前記ダイヤフラムスプリングの前記第１の端部が、前記第１のスペーサの前記肩部の前記角度付けられた接触表面の全体と接触する、請求項１３に記載のロータアセンブリ。

【請求項18】

前記第２のスペーサが、前記ロータの前記軸方向他方の端面と、前記ロータキャリアの軸方向内側表面との間に配置されている、請求項１３に記載のロータアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年５月８日に出願された米国非仮特許出願第１６／８７０，２５２号の優先権を主張するものであり、その開示全体が、参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、ロータアセンブリのための保持配置に関する。

【背景技術】

【0003】

電気モータは、幅広い産業において使用される。電気モータは、典型的に、ステータおよびロータ、ならびに様々な他の構成要素を含む。ロータキャリアが、ロータを支持するために提供されることもある。ロータをロータキャリアと接続するために、様々な技術および構成が、現在採用されている。１つのかかる技術は、焼き嵌めまたは熱収縮を必要とする。既存の構成は、特に、不正確な許容誤差または不十分な耐久性に起因して、様々な欠点を有する。

【0004】

トルクがロータからロータキャリアに確実に伝達されるように、構成要素間に十分な接続および嵌合を有するロータキャリアでロータをクランプすることは困難である。

【0005】

ロータとロータキャリアとの間により耐久性がありかつ確実であり、また組立が容易である接続を提供することが望ましいであろう。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

耐久性があり、確実な保持構成を提供し、かつ組立が容易である、改善されたロータアセンブリが本明細書に開示される。

【0007】

ロータアセンブリは、ロータ、ロータを支持するロータキャリア、ロータの軸方向端面に配置された少なくとも１つのスペーサ、およびダイヤフラムスプリングを含む。ダイヤフラムスプリングは、少なくとも１つのスペーサに対して係合する、ダイヤフラムスプリングの半径方向外側端部上で形成された第１の端部と、ロータキャリアに対して係合する、ダイヤフラムスプリングの半径方向内側端部上で形成された第２の端部と、を含む。

【0008】

一実施形態では、ダイヤフラムスプリングの第１の端部は、ベースリムを含み、ダイヤフラムスプリングの第２の端部は、複数の指部を含む。複数の指部は、互いから均一に離間しており、かつダイヤフラムスプリングの全周縁部の周りに配置される。一実施形態では、複数の指部は、２０超の指部を含む。

【0009】

ロータキャリアは、ダイヤフラムスプリングの第２の端部と係合するように構成されている端部面を画定する溝を含む。少なくとも１つのスペーサは、ダイヤフラムスプリングの第１の端部と係合するように構成された肩部を含む。肩部は、ダイヤフラムスプリングの第１の端部と係合するように構成された角度付けられた接触表面を有する。一実施形態では、ダイヤフラムスプリングの第１の端部は、少なくとも１つのスペーサの肩部の角度付けられた接触表面の全体と接触する。

【0010】

一実施形態では、ダイヤフラムスプリングは、周縁方向断面において見たときに、単一の湾曲を有し、ダイヤフラムスプリングは、均一な厚さを有する。

【0011】

組み立てられた状態では、１０５度～１２０度の角度が、ダイヤフラムスプリングの第１の端部と第２の端部との間に画定される。

【0012】

一実施形態では、少なくとも１つのスペーサは、ロータの軸方向端面と、ロータキャリアの軸方向内側表面との間に配置された二次スペーサを含む。

【0013】

少なくとも１つのスペーサは、（ｉ）ロータの軸方向端面、および（ｉｉ）ダイヤフラムスプリングの第１の端部の少なくとも半径方向の最も外側の表面の両方に接触する。

【0014】

ロータ、ロータキャリア、および少なくとも１つのスペーサは、ダイヤフラムスプリングによって提供される付勢力を介して互いに保持される。

【0015】

追加的な実施形態が、本明細書に開示される。

【0016】

前述の概要および以下の詳細な説明は、本開示の好ましい実施形態を示す添付の図面と併せて読むときに、より良好に理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】完全に組み立てられたロータアセンブリの斜視図である。

【図2A】図１の完全に組み立てられたロータアセンブリの断面斜視図である。

【図2B】図１の完全に組み立てられたロータアセンブリの別の断面斜視図である。

【図3A】図１の完全に組み立てられたロータアセンブリの側面断面図である。

【図3B】図１の完全に組み立てられたロータアセンブリの半径方向内側領域の拡大された側面断面図である。

【図4A】図１の完全に組み立てられたロータアセンブリからのダイヤフラムスプリングの斜視図である。

【図4B】図４Ａのダイヤフラムスプリングの一部分の拡大図である。

【図4C】図４Ａおよび図４Ｂのダイヤフラムスプリングの側面図である。

【図4D】図４Ａ～図４Ｃのダイヤフラムスプリングの正面図である。

【図5A】ダイヤフラムスプリングの設置前のロータアセンブリの断面図である。

【図5B】部分的に組み立てられたロータアセンブリの断面を示す斜視図である。

【図5C】ダイヤフラムスプリングの設置前のロータアセンブリの別の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下の説明では、特定の用語が便宜的にのみ使用されており、限定的なものではない。「軸方向に」とは、アセンブリの軸（Ｘ）に沿った方向を指す。「半径方向に」とは、アセンブリの軸（Ｘ）から内向きおよび外向きの方向を指す。「周縁方向に」とは、アセンブリの軸（Ｘ）に対するそれぞれの要素の湾曲部または周縁部に沿って延在する方向を指す。

【0019】

「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」と引用されている項目のリストへの言及（ａ、ｂ、およびｃがリスト化されている項目を表す）は、項目ａ、ｂ、もしくはｃのうちのいずれか１つ、またはそれらの組み合わせを意味する。用語には、上記で具体的に述べた単語、その派生語、および類似の重要な単語が含まる。

【0020】

ロータアセンブリ１０は、概して、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、および図３Ｂ内に例解される。ロータアセンブリ１０は、ロータ１５およびロータ１５を支持するロータキャリア２０を含む。

【0021】

少なくとも１つのスペーサ２５ａは、ロータ１５の軸方向端面１５ａ上に配置される。一実施形態では、少なくとも１つのスペーサ２５ａは、第１のスペーサ２５ａおよび第２のスペーサ２５ｂを含む。

【0022】

ダイヤフラムスプリング３０は、概して、ロータキャリア２０と少なくとも１つのスペーサ２５ａとの間に位置決めされる。ダイヤフラムスプリング３０より多くの詳細は、概して、図４Ａ～図４Ｄに示される。ダイヤフラムスプリング３０は、少なくとも１つのスペーサ２５ａに対して係合するダイヤフラムスプリング３０の半径方向外側端部上に形成された第１の端部３２、およびロータキャリア２０に対して係合するダイヤフラムスプリング３０の半径方向内側端部上に形成された第２の端部３４を含む。ロータ１５、ロータキャリア２０、および少なくとも１つのスペーサ２５ａは、ダイヤフラムスプリング３０によって提供された付勢力を介して互いに保持される。

【0023】

一実施形態では、ダイヤフラムスプリング３０は、鋼から形成される。一実施形態では、ダイヤフラムスプリング３０は、６１５０表面硬化鋼から形成される。一実施形態では、ダイヤフラムスプリング３０は、均一の厚さを有する。当業者は、他の材料がスプリング３０を形成するために使用され得、スプリング３０は、特定の用途の特定の要件に応じて変化する形状を有することができることを、本開示に基づいて理解するであろう。

【0024】

ダイヤフラムスプリング３０の第１の端部３２は、ベースリム３３を含み、ダイヤフラムスプリング３０の第２の端部３４は、複数の指部３５を含む。一実施形態では、複数の指部３５は、互いから均一に離間しており、かつダイヤフラムスプリング３０の全周縁部の周りに配置される。一実施形態では、複数の指部３５は、２０超の指部を含む。当業者は、指部３５の構成が、特定の用途の特定の要件に応じて変化し得ることを理解するであろう。

【0025】

一実施形態では、ロータキャリア２０は、ダイヤフラムスプリング３０の第２の端部３４と係合するように構成されている端部面２２’を画定する溝２２を含む。溝２２は、ロータキャリア２０上の軸方向に延在する刻み目として形成される。溝２２は、ダイヤフラムスプリング３０の第２の端部３４を受容するように寸法決定される、軸方向範囲（すなわち、軸（Ｘ）に対して平行に延在する寸法）を有する。溝２２の軸方向範囲は、少なくともダイヤフラムスプリング３０の第２の端部３４の範囲と等しい。一実施形態では、溝２２の半径方向深さは、図３Ｂに最良に示されるように、ダイヤフラムスプリング３０の厚さ未満である。

【0026】

一実施形態では、少なくとも１つのスペーサ２５ａは、ダイヤフラムスプリング３０の第１の端部３２と係合するように構成された肩部２６を含む。一実施形態では、肩部２６は、ダイヤフラムスプリング３０の第１の端部３２と係合するように構成された角度付けられた接触表面２６’を有する。この文脈で使用される際、角度付けられたという用語は、表面２６’が、軸（Ｘ）と交差する図３Ｂ内の破線によって示されるように、軸（Ｘ）に対して垂直ではないことを意味する。

【0027】

図３Ｂに示されるように、角度付けられた接触表面２６’は、半径方向外向き方向において、軸方向外向きに先細りになる。図３Ｂに示されるように、ダイヤフラムスプリング３０の第１の端部３２は、少なくとも１つのスペーサ２５ａの肩部２６の角度付けられた接触表面２６’の全体と接触する。肩部２６の深さは、一実施形態では溝２２の深さを超える。

【0028】

ダイヤフラムスプリング３０は、周縁方向断面において見たときに、単一の湾曲を有する。組み立てられた状態では、１０５度～１２０度の角度（θ）が、ダイヤフラムスプリング３０の第１の端部３２と第２の端部３４との間に画定される。第１の端部３２と第２の端部３４との間の角度（θ）は、変化し得る。ダイヤフラムスプリング３０の特徴は、ロータキャリア２０およびスペーサ２５ａの特定の構成に応じて修正され得る。

【0029】

少なくとも１つのスペーサはまた、ロータ１５の軸方向端面１５ｂと、ロータキャリア２０の軸方向内側表面との間に配置された二次スペーサ２５ｂを含む。少なくとも１つのスペーサ２５ａは、（ｉ）ロータ１５の軸方向端面１５ａ、および（ｉｉ）ダイヤフラムスプリング３０の第１の端部３２の半径方向外側表面に接触する。

【0030】

図５Ａ～図５Ｃに示されるように、ロータアセンブリ１０を組み立てる方法もまた、本明細書で開示される。本方法は、概して、ダイヤフラムスプリング３０を第１のスペーサ２５ａとロータキャリア２０との間に位置決めすることを含む。次に、ダイヤフラムスプリング３０は、ダイヤフラムスプリング３０がロータキャリア２０上の溝２２の端部面２２’と第１のスペーサ２５ａの肩部２６の角度付けられた接触表面２６’との間の場所に嵌るまで、手動または設置ツール４０のいずれかで係合される。

【0031】

一実施形態では、設置された状態において、ダイヤフラムスプリング３０からのクランプまたは保持力は、少なくとも３０ｋＮである。一実施形態では、ダイヤフラムスプリング３０からのクランプ力は、６０ｋＮである。

【0032】

ダイヤフラムスプリング３０は、ロータ１５、ロータキャリア２０、およびスペーサ２５ａ、２５ｂを保持する圧縮クランプまたは保持力を提供する。この構成は、保持配置を達成するために任意の追加の要素を必要としない。

【0033】

このように本開示を詳細に説明してきたが、多くの物理的な変更は、そのうちのいくつかのみが本発明の詳細な説明に例示されているが、実施形態内に具現化されている本発明の概念および原理を変更することなく行うことができることが理解され、かつ当業者には明らかであろう。

【0034】

また、好ましい実施形態の一部のみを組み込んだ多数の実施形態が可能であり、これらの部分に関しては、実施形態内で具現化された本発明の概念および原理を変更しないことを理解されたい。

【0035】

したがって、本実施形態および任意選択的な構成は、すべての点において例示的および／または説明的なものであり、制限的なものではないとみなされ、実施形態の範囲は、前述の説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって示されるものであり、したがって、当該特許請求の範囲の目的およびその等価物の範囲内に入るすべての代替の実施形態および本実施形態への変更は、当該特許請求の範囲に包含されるものとする。

【符号の説明】

【0036】

１０ ロータアセンブリ
１５ ロータ
１５ａ ロータの軸方向端面
１５ｂ ロータの軸方向端面
２０ ロータキャリア
２２ 溝
２２’ 端部面
２５ａ、２５ｂ スペーサ
２６ 肩部
２６’ 角度付けられた接触表面
３０ ダイヤフラムスプリング
３２ 第１の端部
３３ ベースリム
３４ 第２の端部
３５ 指部
４０ 設置ツール

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図5C】