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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-07
(54)【発明の名称】半径方向コンプライアント接続部
(51)【国際特許分類】
   F16D 3/04 20060101AFI20240229BHJP
【FI】
F16D3/04 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023557134
(86)(22)【出願日】2022-02-18
(85)【翻訳文提出日】2023-09-15
(86)【国際出願番号】 US2022016943
(87)【国際公開番号】W WO2022197399
(87)【国際公開日】2022-09-22
(31)【優先権主張番号】63/163,018
(32)【優先日】2021-03-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/519,648
(32)【優先日】2021-11-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】パトリック リンデマン
(72)【発明者】
【氏名】マシュー ペイン
(72)【発明者】
【氏名】マークス シュタインベアガー
(72)【発明者】
【氏名】ジョーダン ガイザー
(72)【発明者】
【氏名】ケネス ハント
(72)【発明者】
【氏名】マイケル ホッジ
(57)【要約】
半径方向コンプライアント接続部は、軸線と、第1の接続部分を有する第1のプレートと、第2の接続部分を有する第2のプレートと、第3の接続部分及び第4の接続部分を有する中間プレートと、第1の接続部分及び第3の接続部分に固定された第1の可撓性要素と、第2の接続部分及び第4の接続部分に固定された第2の可撓性要素と、を含む。いくつかの例示的な実施形態では、第1の接続部分は、第1の半径を有する半径方向内側表面を有し、第2の接続部分は、第1の半径より小さい第2の半径を有する第1の半径方向外側表面を有する。例示的な実施形態では、第3の接続部分は、第2の半径に等しい第3の半径を有する第2の半径方向外側表面を有するか、又は第4の接続部分は、第2の半径に等しい第4の半径を有する第3の半径方向外側表面を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半径方向コンプライアント接続部であって、
軸線と、
第1の接続部分を含む第1のプレートと、
第2の接続部分を含む第2のプレートと、
第3の接続部分及び第4の接続部分を含む中間プレートと、
前記第1の接続部分及び前記第3の接続部分に固定された第1の可撓性要素と、
前記第2の接続部分及び前記第4の接続部分に固定された第2の可撓性要素と、を備える、半径方向コンプライアント接続部。
【請求項2】
前記第1の接続部分は、第1の半径を有する半径方向内側表面を含み、
前記第2の接続部分は、前記第1の半径より小さい第2の半径を有する第1の半径方向外側表面を含む、請求項1に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項3】
前記第3の接続部分は、前記第2の半径に等しい第3の半径を有する第2の半径方向外側表面を含むか、又は
前記第4の接続部分は、前記第2の半径に等しい第4の半径を有する第3の半径方向外側表面を含む、請求項2に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項4】
前記第1の可撓性要素又は前記第2の可撓性要素は、前記第1の半径と前記第2の半径との間にある第5の半径に配設されている、請求項2に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項5】
前記第1の接続部分、前記第2の接続部分、前記第3の接続部分、及び前記第4の接続部分は各々、周方向及び軸線方向に延在している、請求項1に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項6】
前記第1の接続部分は、連続リムを形成している、請求項5に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項7】
前記連続リムは、前記第1の可撓性要素又は前記第2の可撓性要素を半径方向に支持している、請求項6に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項8】
前記連続リムは、前記第2の接続部分及び前記第4の接続部分と少なくとも部分的に半径方向に整列したそれぞれの開口部を含む、請求項6に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項9】
正確に2つの第1の接続部分と、
正確に2つの第2の接続部分と、を更に備える、請求項1に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項10】
前記正確に2つの第1の接続部分は、周方向に互いに反対側に配置されており、
前記正確に2つの第2の接続部分は、周方向に互いに反対側に配置されている、請求項9に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項11】
前記正確に2つの第1の接続部分を通って延在している第1の線は、前記正確に2つの第2の接続部分を通って延在している線と直交している、請求項10に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項12】
正確に2つの第3の接続部分と、
正確に2つの第4の接続部分と、を更に備える、請求項9に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項13】
正確に4つの第3の接続部分と、
正確に4つの第4の接続部分と、を更に備える、請求項9に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項14】
前記正確に4つの第3の接続部分のうちの各第3の接続部分は、前記正確に4つの第4の接続部分のうちのある第4の接続部分と同じタブ上に配置されている、請求項13に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項15】
前記第1の可撓性要素は、
周方向に配置された第1の板ばねであり、
前記正確に4つの第3の接続部分のうちのそれぞれの第3の接続部分に固定された遠位端を含み、
前記遠位端の間に周方向に配置され、前記正確に2つの第1の接続部分のうちのそれぞれの第1の接続部分に固定された中間部分を含む、請求項13に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項16】
前記第2の可撓性要素は、
周方向に配置され、
前記正確に4つの第4の接続部分のうちのそれぞれの第4の接続部分に固定された遠位端を含み、
前記遠位端の間に周方向に配置され、前記正確に2つの第2の接続部分のうちのそれぞれの第2の接続部分に固定された中間部分を含む、第2の板ばねである、請求項13に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項17】
前記第1の可撓性要素は、周方向に配置された第1の板ばねであり、
前記第2の可撓性要素は、前記周方向に配置された第2の板ばねである、請求項1に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項18】
前記第1の可撓性要素は、第1の半径方向幅より大きい第1の軸線方向幅で配置された第1の板ばねであり、
前記第2の可撓性要素は、第2の半径方向幅より大きい第2の軸線方向幅で配置された第2の板ばねである、請求項1に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項19】
前記第1の板ばねは、
第1のリベットによって前記第1の接続部分に固定されており、
第2のリベットによって前記第3の接続部分に固定されており、前記第2の板ばねは、
第3のリベットによって前記第2の接続部分に固定されており、
第4のリベットによって前記第4の接続部分に固定されている、請求項18に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【請求項20】
前記第1のプレートは、第1の環状部分を含み、
前記第2のプレートは、第2の環状部分を含み、
前記中間プレートは、前記第1の環状部分と前記第2の環状部分との間に軸線方向において配置された第3の環状部分を含む、請求項1に記載の半径方向コンプライアント接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本特許出願は、2021年3月18日に出願された米国仮特許出願第63/163,018号、及び2021年11月5日に出願された通常の米国特許出願第17/519,648号の優先権を主張するものであり、当該米国仮特許出願の開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、全般的にはトルク伝達接続部に関し、特に半径方向コンプライアント接続部に関する。
【背景技術】
【0003】
半径方向コンプライアント接続部が知られている。Dr.-Ing.Helmut Strumpfelらの「Elastische Wellenkupplung zum Ausgleich von radialem Versatz(Elastic shaft coupling to compensate for radial misalignment)」と題するドイツ民主共和国特許出願公開第DD282960(A5)号に一例が示されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
例示的な実施形態は、概括的に、軸線と、第1の接続部分を有する第1のプレートと、第2の接続部分を有する第2のプレートと、第3の接続部分及び第4の接続部分を有する中間プレートと、第1の接続部分及び第3の接続部分に固定された第1の可撓性要素と、第2の接続部分及び第4の接続部分に固定された第2の可撓性要素と、を含む、半径方向コンプライアント接続部を含む。いくつかの例示的な実施形態では、第1の接続部分は、第1の半径を有する半径方向内側表面を有し、第2の接続部分は、第1の半径より小さい第2の半径を有する第1の半径方向外側表面を有する。例示的な実施形態では、第3の接続部分は、第2の半径に等しい第3の半径を有する第2の半径方向外側表面を有するか、又は第4の接続部分は、第2の半径に等しい第4の半径を有する第3の半径方向外側表面を有する。例示的な実施形態では、第1の可撓性要素又は第2の可撓性要素は、第1の半径と第2の半径との間にある第5の半径に配設されている。
【0005】
いくつかの例示的な実施形態では、第1の接続部分、第2の接続部分、第3の接続部分、及び第4の接続部分は各々、周方向及び軸線方向に延在している。いくつかの例示的な実施形態では、第1の接続部分は、連続リムを形成している。例示的な実施形態では、連続リムは、第1の可撓性要素又は第2の可撓性要素を半径方向に支持している。例示的な実施形態では、連続リムは、第2の接続部分及び第4の接続部分と少なくとも部分的に半径方向に整列したそれぞれの開口部を含む。
【0006】
いくつかの例示的な実施形態では、半径方向コンプライアント接続部はまた、正確に2つの第1の接続部分と、正確に2つの第2の接続部分と、を含む。いくつかの例示的な実施形態では、正確に2つの第1の接続部分は、周方向に互いに反対側に配置され、正確に2つの第2の接続部分は、周方向に互いに反対側に配置されている。例示的な実施形態では、正確に2つの第1の接続部分を通って延在している第1の線は、正確に2つの第2の接続部分を通って延在している線と直交している。例示的な実施形態では、半径方向コンプライアント接続部はまた、正確に2つの第3の接続部分と、正確に2つの第4の接続部分と、を含む。
【0007】
いくつかの例示的な実施形態では、半径方向コンプライアント接続部はまた、正確に4つの第3の接続部分と、正確に4つの第4の接続部分と、を含む。例示的な実施形態では、正確に4つの第3の接続部分のうちの各第3の接続部分は、正確に4つの第4の接続部分のうちのある第4の接続部分と同じタブ上に配置されている。例示的な実施形態では、第1の可撓性要素は、周方向に配置された第1の板ばねであり、正確に4つの第3の接続部分のうちのそれぞれの第3の接続部分に固定された遠位端を含み、遠位端の間に周方向に配置され、正確に2つの第1の接続部分のうちのそれぞれの第1の接続部分に固定された中間部分を含む。例示的な実施形態では、第2の可撓性要素は、周方向に配置された第2の板ばねであり、正確に4つの第4の接続部分のうちのそれぞれの第4の接続部分に固定された遠位端を含み、遠位端の間に周方向に配置され、正確に2つの第2の接続部分のうちのそれぞれの第2の接続部分に固定された中間部分を含む。
【0008】
例示的な実施形態では、第1の可撓性要素は、周方向に配置された第1の板ばねであり、第2の可撓性要素は、周方向に配置された第2の板ばねである。いくつかの例示的な実施形態では、第1の可撓性要素は、第1の半径方向幅より大きい第1の軸線方向幅で配置された第1の板ばねであり、第2の可撓性要素は、第2の半径方向幅より大きい第2の軸線方向幅で配置された第2の板ばねである。例示的な実施形態では、第1の板ばねは、第1のリベットによって第1の接続部分に固定され、第2のリベットによって第3の接続部分に固定されており、第2の板ばねは、第3のリベットによって第2の接続部分に固定され、第4のリベットによって第4の接続部分に固定されている。
【0009】
例示的な実施形態では、第1のプレートは、第1の環状部分を含み、第2のプレートは、第2の環状部分を含み、中間プレートは、第1の環状部分と第2の環状部分との間に軸線方向において配置された第3の環状部分を含む。
【0010】
開示された実施形態は、垂直な2つの平面における可撓性を可能にする。第1の平面は、エンジン接続部と中間フランジとの間の可撓性のために使用される。第2の平面(90°オフセット)は、中間フランジとeモータロータキャリアとの間の可撓性のために使用される。これにより、板ばねの曲げ剛性に対して伝達可能な半径方向力が低減される。
【0011】
半径方向の可撓性を可能にするために、板ばねを周方向に配置している。これにより、半径方向に最も柔軟に曲げることができる。第1の板ばねセットは、180°離れて一対で配置されており、エンジン側から中間フランジに接続されている。第2の板ばねセットは、中間フランジをeモータロータキャリアに接続している。第2の板ばねセットは、その曲げ方向が第1の板ばねセットの曲げ方向に対して90°の角度をなすように、中間フランジ上に位置付けられている。
【0012】
板ばねの変形、ひいては耐久性に影響を与えるために、中間フランジ及び第2のプレートは、板ばねが張力で負荷されたときに、板ばねを円弧状に支持する。
【0013】
この設計では、駆動方向だけでなく、コースト方向にもトルクを伝達する必要がある。これを可能にするために、板ばねを反対方向に対にして配置することができる。こうすることにより、駆動方向にトルクを伝達するときに、1つの板ばねに引張荷重がかかる。コースト方向のトルクは、反対側の板ばねに引張荷重をもたらす。
【0014】
中間フランジは、追加の中心点を有さない。中間フランジは、エンジン側への板ばね接続部とロータキャリアへの板ばね接続部とによって位置されている。これらの板ばね接続部のどちらも、軸受又はブッシングによって中心を決めている。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本開示の例示的な態様による、半径方向コンプライアント接続部の第1の実施形態の正面図を示す。
図2図1の半径方向コンプライアント接続部の斜視図を示す。
図3】本開示の例示的な態様による、半径方向コンプライアント接続部の第2の実施形態の正面図を示す。
図4図3の半径方向コンプライアント接続部の斜視図を示す。
図5】本開示の例示的な態様による、半径方向コンプライアント接続部の第3の実施形態の正面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本開示の実施形態を、本明細書において説明する。異なる図面に現れる同様の図面番号は、同一又は機能的に類似した構造要素を特定することを理解されたい。また、開示された実施形態は単なる例であり、他の実施形態は様々な代替形態を採ることができることを理解されたい。図は必ずしも縮尺どおりではなく、いくつかの特徴部は、特定の構成要素の詳細を示すために誇張又は最小化されていると考えられる。したがって、本明細書に開示する特定の構造的詳細及び機能的詳細は、限定するものとして解釈されるべきではなく、単に、当業者に実施形態を様々に使用することを教示するための代表的な基準として解釈されるべきである。当業者が理解するように、図うちのいずれか1つを参照して例解及び説明された様々な特徴部は、1つ以上の他の図に例解される特徴部と組み合わせて、明示的に例解又は説明されていない実施形態を生成することができる。例解される特徴部の組み合わせは、典型的な用途のための代表的な実施形態を提供する。しかしながら、本開示の教示と一致する特徴部の様々な組み合わせ及び修正形態が、特定の用途又は実装のために所望され得る。
【0017】
本明細書において使用される用語は、特定の態様を説明することのみを目的とし、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。他に定義されない限り、本明細書において使用される全ての技術的用語及び科学的用語は、本開示が属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に説明されているものと類似又は同等の任意の方法、装置、又は材料を本開示の実施又は試験に使用することができるが、以下の例示的な方法、装置、及び材料がここで説明される。
【0018】
図1は、半径方向コンプライアント接続部100の正面図である。図2は、図1の半径方向コンプライアント接続部の斜視図である。以下の説明は、図1図2を参照して行われる。半径方向コンプライアント接続部100は、軸線102と、接続部分106を有するプレート104と、接続部分110を有するプレート108と、接続部分114及び116を有する中間プレート112と、を含む。また、接続部100は、接続部分106及び114に固定された可撓性要素118と、接続部分110及び116に固定された可撓性要素120と、を含む。例えば、プレート104は、エンジンのクランクシャフト(図示せず)に接続するために配置され、プレート108は、電気モータ(図示せず)のロータキャリアの一部分である。プレート104は、例えば、回転位置センサ又は速度センサの一部分を形成している軸線方向において延在する歯121を含む。
【0019】
接続部分106は、半径124を有する半径方向内側表面122を含み、接続部分110は、半径124より小さい半径128を有する半径方向外側表面126を含む。接続部分114は、半径128に等しい半径132を有する半径方向外側表面130を含み、接続部分116は、半径128及び半径132に等しい半径136を有する半径方向外側表面134を含む。可撓性要素118及び120は、半径124と半径128との間にあるそれぞれの半径138及び140に配設されている。
【0020】
図3は、本開示の例示的な態様による、半径方向コンプライアント接続部200の正面図を示す。図4は、図3の半径方向コンプライアント接続部の斜視図を示す。以下の説明は、図1図4を参照して行われる。半径方向コンプライアント接続部200は、以下に記載する場合を除き、半径方向コンプライアント接続部100と同様であり、全ての2XXという符号が、1XXという符号及び説明に対応する。接続部分106、110、114、及び116は各々、周方向及び軸線方向に延在している。接続部分106は、連続リム142の一部分を形成している。同様に、図3及び図4に示すように、接続部分214は、連続リム215の一部分である。すなわち、中間プレート212は、中間プレート112のように半径方向に延在するタブを有するのではなく、リング形状を有する。
【0021】
図1図2に示すように、リム142は、可撓性要素118及び120を半径方向に支持している。同様に、図3図4に示すように、リム242は、可撓性要素218を半径方向に支持し、リム215は、可撓性要素220を半径方向に支持している。連続リム142は、接続部分110及び116とそれぞれ少なくとも部分的に半径方向に整列した開口部144及び146を含む。半径方向コンプライアント接続部100は、周方向に互いに反対側に配置された正確に2つの接続部分106と、周方向に互いに反対側に配置された正確に2つの接続部分110と、を含む。半径方向コンプライアント接続部100はまた、正確に2つの接続部分114と、正確に2つの接続部分116と、を含む。
【0022】
図5は、本開示の例示的な態様による、半径方向コンプライアント接続部300の正面図を示す。半径方向コンプライアント接続部300は、以下に記載する場合を除き、半径方向コンプライアント接続部100と同様であり、全ての3XXという参照数字は、1XXという参照数字及び説明に対応する。以下の説明は、図5を参照して行われる。接続部分306を通って延在している線348は、接続部分310を通って延在している線350と直交している。半径方向コンプライアント接続部300は、正確に4つの接続部分314と、正確に4つの接続部分316と、を含む。接続部分314のうちの各接続部分314は、接続部分316のうちの1つと同じタブ315上に配置されている。
【0023】
可撓性要素318は、周方向352に配置され、それぞれの接続部分314に固定された遠位端354及び356と、遠位端の間に周方向に配置され、接続部分306に固定された中間部分358と、を有する板ばねである。同様に、可撓性要素320は、周方向に配置され、それぞれの接続部分316に固定された遠位端360及び362と、遠位端の間に周方向に配置され、接続部分310に固定された中間部分364と、を有する板ばねである。
【0024】
図1に戻ると、可撓性要素118は、周方向152に配置された板ばねであり、可撓性要素120は、周方向に配置された板ばねである。可撓性要素118、120は、軸線方向幅が半径方向幅より大きくなるように配置された板ばねである。板ばね118、120は、リベット(図示せず、図5の板ばね318、320を固定しているリベット319を参照)によってそれぞれの接続部分に固定されている。プレート104は、環状部分105を含み、プレート108は、環状部分109を含み、中間プレート112は、部分105と部分109との間に軸線方向において配置された環状部分113を含む。
【0025】
例示的な実施形態を上で説明したが、これらの実施形態が、特許請求の範囲に含まれる全ての可能な形態を説明することは意図していない。本明細書で使用する用語は、限定ではなく説明のための用語であり、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができることが理解される。先で説明されるように、様々な実施形態の特徴部を組み合わせて、明示的に説明又は例解されていない可能性がある本開示の更なる実施形態を形成することができる。様々な実施形態は、1つ以上の所望の特性に関して、利点を提供するもの、又は他の実施形態もしくは従来技術の実装形態よりも好ましいものとして説明されてきたが、当業者は、1つ以上の特徴部又は特性を妥協して特定の応用形態及び実装形態に依存する所望の全体的なシステム属性を達成することができることを認識する。これらの属性は、コスト、強度、耐久性、ライフサイクルコスト、市場性、外観、包装、サイズ、保守性、重量、製造性、組み立ての容易さなどを含み得るが、これらに限定されない。したがって、任意の実施形態が、1つ以上の特性に関して他の実施形態または先行技術の実装よりも望ましくないと記載される限りにおいて、これらの実施形態が本開示の範囲外ではなく、特定の用途に望ましい場合があり得る。
【符号の説明】
【0026】
100 半径方向コンプライアント接続部
102 軸線
104 プレート(第1の)
105 環状部分
106 接続部分(第1の)
108 プレート(第2の)
109 環状部分
110 接続部分(第2の)
112 中間プレート
113 環状部分
114 接続部分(第3の)
116 接続部分(第4の)
118 可撓性要素(第1の)
120 可撓性要素(第2の)
121 軸線方向において延在する歯
122 半径方向内側表面
124 半径(第1の)
126 半径方向外側表面(第1の)
128 半径(第2の)
130 半径方向外側表面(第2の)
132 半径(第3の)
134 半径方向外側表面(第3の)
136 半径(第4の)
138 半径(第5の)
140 半径(第6の)
142 連続リム
144 開口部(第1の)
146 開口部(第2の)
152 円周方向
200 半径方向コンプライアント接続部
202 軸線
214 接続部分
215 連続リム
218 可撓性要素
220 可撓性要素
242 連続リム
300 半径方向コンプライアント接続部
302 軸線
318 可撓性要素
319 リベット
320 可撓性要素
348 線(第1の)
350 線(第2の)
352 円周方向
354 遠位端(可撓性要素318)
356 遠位端(可撓性要素318)
358 中間部分(可撓性要素318)
360 遠位端(可撓性要素320)
362 遠位端(可撓性要素320)
364 中間部分(可撓性要素320)
図1
図2
図3
図4
図5
【国際調査報告】