(57)【要約】【課題】クランクシャフトに対する補機プーリ用ドライブシャフトの位置関係のずれに適応できるジェネレータアッセンブリを提供する。【解決手段】モータ・ジェネレータ２において、撓み継手部材４０が、補機プーリ用ドライブシャフト３６とクランクシャフトとを機能的に連結している。撓み継手部材４０は、複数の可撓性ドライブリング６４〜６６およびシャフト取付プレート１６８を備える。複数の可撓性ドライブリング６４〜６６から選択した隣接するドライブリングが、接続領域９１，９２、接続領域９３および該接続領域９３と対向した接続領域においてメインボディ８２を通して互いに接続されている。ここで、接続領域９３および該接続領域９３と対向した接続領域は、接続領域９１，９２から９０°だけオフセットしている。これにより、各可撓性ドライブリング６４〜６６およびシャフト取付プレート６８は、ばねとして機能する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフト（１０）と、
前記クランクシャフト（１０）に機能的に接続された補機プーリ用ドライブシャフト（３６）と、
前記補機プーリ用ドライブシャフト（３６）と前記クランクシャフト（１０）とを機能的に連結する撓み継手部材（４０）と、
を備えたジェネレータアッセンブリ（６）において、
前記撓み継手部材（４０）は、複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）を有し、前記補機プーリ用ドライブシャフト（３６）の位置関係のずれに適応するように、前記補機プーリ用ドライブシャフト（３６）を、半径方向の荷重がかかっているときには半径方向に撓ませ、軸方向の荷重がかかっているときには軸方向に撓ませることを許容しつつ、捩りによる変位を実質的に生じることなく、前記クランクシャフト（１０）から前記補機プーリ用ドライブシャフト（３６）にトルクを伝達するように、前記可撓性ドライブリング（６４〜６６）が構成されていることを特徴とするジェネレータアッセンブリ（６）。
【請求項２】
前記撓み継手部材（４０）は、シャフト取付プレート（６８）およびベースプレート（５６）を備え、前記シャフト取付プレート（６８）は、前記複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）を介して前記ベースプレート（５６）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のジェネレータアッセンブリ（６）。
【請求項３】
前記シャフト取付プレート（６８）は、前記補機プーリ用ドライブシャフト（３６）を受けるように構成された中央ハブ（７２）を備えることを特徴とする請求項２に記載のジェネレータアッセンブリ（６）。
【請求項４】
前記中央ハブ（７２）は、スプライン部（７５）を備えることを特徴とする請求項３に記載のジェネレータアッセンブリ（６）。
【請求項５】
前記複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）の各々は、中央開口部（８５）および外周側縁部（８７）を有したメインボディ（８２）を備えることを特徴とする請求項２に記載のジェネレータアッセンブリ（６）。
【請求項６】
前記複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）から選択した隣接するドライブリングが、接続領域（９１〜９３）において前記メインボディ（８２）を通して互いに接続されていることを特徴とする請求項５に記載のジェネレータアッセンブリ（６）。
【請求項７】
前記複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）から選択した他のドライブリングが、前記接続領域（９１〜９３）から約９０°だけオフセットした他の接続領域（９５，９６）において、前記メインボディ（８２）を通して互いに接続されていることを特徴とする請求項６に記載のジェネレータアッセンブリ（６）。
【請求項８】
前記複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）の前記選択した隣接するドライブリングおよび前記選択した他のドライブリングは、前記接続領域（９１〜９３）および前記他の接続領域（９５，９６）の各々においてメカニカルファスナによって接続されていることを特徴とする請求項７に記載のジェネレータアッセンブリ（６）。
【請求項９】
複数の可撓性ドライブリング（１６４〜１６６）から選択した隣接するドライブリングが、前記外周側縁部（１９２，１９３）を介して接続されていることを特徴とする請求項５に記載のジェネレータアッセンブリ（６）。
【請求項１０】
前記複数の可撓性ドライブリング（１６４〜１６６）から選択した隣接するドライブリングは、溶接によって接合されていることを特徴とする請求項９に記載のジェネレータアッセンブリ（６）。
【請求項１１】
前記複数の可撓性ドライブリング（１６４〜１６６）から選択した隣接する他のドライブリングが、可撓性接続部材（２０３，２０４）を介して接続されていることを特徴とする請求項１０に記載のジェネレータアッセンブリ（６）。
【請求項１２】
前記複数の可撓性ドライブリング（１６４〜１６６）のメインボディ（１６９）の各々が、半径方向の可撓性ウェブ（１９６，１９７）を備えることを特徴とする請求項１１に記載のジェネレータアッセンブリ（６）。
【請求項１３】
前記中央ハブ（１７２）は、前記複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６，１６４〜１６６）内へと延びていることを特徴とする請求項５に記載のジェネレータアッセンブリ（６）。
【請求項１４】
クランクシャフト（１０）を有したモータ部（４）と、
前記クランクシャフト（１０）に機能的に接続されたロータ（２４）と、
前記クランクシャフト（１０）に機能的に接続された補機プーリ用ドライブシャフト（３６）と、
前記補機プーリ用ドライブシャフト（３６）と前記クランクシャフト（１０）とを機能的に連結する撓み継手部材（４０）と、
を備えたジェネレータシステム（２）において、
前記撓み継手部材（４０）は、複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）を有し、前記クランクシャフト（１０）に対する前記補機プーリ用ドライブシャフト（３６）の位置関係のずれに適応するように、前記補機プーリ用ドライブシャフト（３６）を、半径方向の荷重がかかっているときには半径方向に撓ませ、軸方向の荷重がかかっているときには軸方向に撓ませることを許容しつつ、捩りによる変位を実質的に生じることなく、前記クランクシャフト（１０）から前記補機プーリ用ドライブシャフト（３６）にトルクを伝達するように、前記可撓性ドライブリング（６４〜６６）が構成されていることを特徴とするジェネレータシステム（２）。
【請求項１５】
前記撓み継手部材（４０）は、シャフト取付プレート（６８）およびベースプレート（５６）を備え、前記シャフト取付プレート（６８）は、前記複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）を介して前記ベースプレート（５６）に接続されていることを特徴とする請求項１４に記載のジェネレータシステム（２）。
【請求項１６】
前記複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）の各々は、中央開口部（８５）および外周側縁部（８７）を有したメインボディ（８２）を備えることを特徴とする請求項１５に記載のジェネレータシステム（２）。
【請求項１７】
前記複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）から選択した隣接するドライブリングが、接続領域（９１〜９３）において前記メインボディ（８２）を通して互いに接続されていることを特徴とする請求項１６に記載のジェネレータシステム（２）。
【請求項１８】
複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）を備えた撓み継手部材（４０）であって、
前記複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）の各々は、中央開口部（８５）および外周側縁部（８７）を有したメインボディ（８２）を備え、駆動部材（１０）と被駆動部材（３６）との位置関係のずれに適応するように、前記被駆動部材（３６）を、半径方向の荷重がかかっているときには半径方向に撓ませ、軸方向の荷重がかかっているときには軸方向に撓ませることを許容しつつ、捩りによる変位を実質的に生じることなく、前記駆動部材（１０）から前記被駆動部材（３６）にトルクを伝達するための弾性接続を形成するように、前記複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）の隣接するドライブリングが接続されていることを特徴とする撓み継手部材（４０）。
【請求項１９】
前記複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）から選択した隣接するドライブリングが、接続領域（９１〜９３）において前記メインボディ（８２）を通して互いに接続され、前記複数の可撓性ドライブリング（６４〜６６）から選択した他のドライブリングが、前記接続領域（９１〜９３）から約９０°だけオフセットした他の接続領域（９５，９６）において、前記メインボディ（８２）を通して互いに接続されていることを特徴とする請求項１８に記載の撓み継手部材（４０）。
【請求項２０】
複数の可撓性ドライブリング（１６４〜１６６）から選択した隣接するドライブリングが、前記外周側縁部（１９２，１９３）を介して接続され、前記複数の可撓性ドライブリング（１６４〜１６６）から選択した隣接する他のドライブリングが、可撓性接続部材（２０３，２０４）を介して接続されていることを特徴とする請求項１８に記載の撓み継手部材（４０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェネレータに関し、特に、ジェネレータ用の撓み継手（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｄｒｉｖｅ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの現代の車両には、エネルギの要求が高い電気装置や他の装置が利用されている。商業用の車両、例えば、セミトレーラは、コンピュータシステムおよびエンターテイメントシステムの両方を備えている。また、軍事用の車両は、コンピュータ装置、レーダ、通信装置および武器システムを備えており、これらの全てのエネルギの要求は高い。このような高まりつつあるエネルギの要求を満足するために、多くの車両は、低速のレシプロエンジンと組み合わせて使用するように構成されたジェネレータシステムを備えている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の１つの特徴は、ジェネレータアッセンブリが、クランクシャフトと、該クランクシャフトに機能的に接続された補機プーリ用ドライブシャフトと、該補機プーリ用ドライブシャフトとクランクシャフトとを機能的に連結する撓み継手部材と、を備えていることである。撓み継手部材は、複数の可撓性ドライブリングを備える。補機プーリ用ドライブシャフトの位置関係のずれに適応するように、補機プーリ用ドライブシャフトを、半径方向の荷重がかかっているときには半径方向に撓ませ、軸方向の荷重がかかっているときには軸方向に撓ませることを許容しつつ、捩りによる変位を実質的に生じることなく、クランクシャフトから補機プーリ用ドライブシャフトにトルクを伝達するように、可撓性ドライブリングが構成されている。
【０００４】
本発明の他の特徴は、ジェネレータシステムが、クランクシャフトを有したエンジンと、クランクシャフトに機能的に接続されたロータと、該クランクシャフトに機能的に接続された補機プーリ用ドライブシャフトと、該補機プーリ用ドライブシャフトとクランクシャフトとを機能的に連結する撓み継手部材と、を備えていることである。撓み継手部材は、複数の可撓性ドライブリングを備える。クランクシャフトに対する補機プーリ用ドライブシャフトの位置関係のずれに適応するように、補機プーリ用ドライブシャフトを、半径方向の荷重がかかっているときには半径方向に撓ませ、軸方向の荷重がかかっているときには軸方向に撓ませることを許容しつつ、捩りによる変位を実質的に生じることなく、クランクシャフトから補機プーリ用ドライブシャフトにトルクを伝達するように、可撓性ドライブリングが構成されている。
【０００５】
本発明の別の特徴は、撓み継手部材が、複数の可撓性ドライブリングを備えていることである。複数の可撓性ドライブリングの各々は、中央開口部および外周側縁部を有したメインボディを備える。駆動部材と被駆動部材との位置関係のずれに適応するように、被駆動部材を、半径方向の荷重がかかっているときには半径方向に撓ませ、軸方向の荷重がかかっているときには軸方向に撓ませることを許容しつつ、捩りによる変位を実質的に生じることなく、駆動部材から被駆動部材にトルクを伝達するための弾性接続を形成するように、複数の可撓性ドライブリングの隣接するドライブリングが互いに接続されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】例示的な実施例のモータ部およびジェネレータアッセンブリを有したモータ・ジェネレータアッセンブリの断面を取った斜視図である。
【図２】図１のモータ・ジェネレータのジェネレータアッセンブリの断面図である。
【図３】図２のジェネレータアッセンブリの例示的な実施例の撓み継手部材の右方向に見た斜視図である。
【図４】図３の撓み継手部材の断面図である。
【図５】他の例示的な実施例の撓み継手部材を有したジェネレータアッセンブリの断面図である。
【図６】図５のジェネレータアッセンブリの例示的な実施例の撓み継手部材の右方向に見た斜視図である。
【図７】図６の撓み継手部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１および図２には、ジェネレータシステムが、例示的な実施例のモータ・ジェネレータの形態で符号２によって全体的に示されている。モータ・ジェネレータ２は、モータ部４およびジェネレータアッセンブリ６を備える。モータ部４は、複数のピストン（図示せず）を有した内燃機関の形態を取っており、これらのピストンは、駆動部材つまりクランクシャフト１０に機能的に接続されている。また、モータ部４は、複数の補機プーリ１２，１３、アイドラプーリ１５およびファン１６も備えている。さらに、ジェネレータアッセンブリ６は、ハウジング２１を備えており、該ハウジング２１内には、ロータ２４と、複数の巻線（図示せず）を備えたステータ２７と、が配置されている。また、ジェネレータアッセンブリ６は、第１の補機プーリ３０および第２の補機プーリ３２を備える。補機プーリ３２は、複数のメカニカルファスナ（１つのメカニカルファスナが符号３８によって示されている）によって、駆動部材つまり補機プーリ用ドライブシャフト３６を介してクランクシャフト１０に機能的に接続されている。補機プーリ用ドライブシャフト３６は、撓み継手部材４０によってクランクシャフト１０に機能的に連結されている。撓み継手部材４０によって、以下により十分に説明されるように、補機プーリ用ドライブシャフト３６とクランクシャフト１０とのアライメントのずれが許容される。
【０００８】
図３および図４に最も良く図示されているように、撓み継手部材４０は、（図２に示されている）メカニカルファスナ６０を受けるための複数の開口部（１つの開口部が符号５８によって示されている）を有したベースプレート５６を備えており、メカニカルファスナ６０は、クランクシャフト１０に対して撓み継手部材４０を保持している。また、撓み継手部材４０は、以下により十分に説明される複数の可撓性ドライブリング６４〜６６を備える。これらの可撓性ドライブリング６４〜６６によって、補機プーリ用ドライブシャフト３６とクランクシャフト１０との位置関係のずれ（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）に適応するように、複数の軸を中心とした軸方向の撓みを生じさせることができる。さらに、撓み継手部材４０は、可撓性ドライブリング６４〜６６に加えて、シャフト取付プレート６８の形態を取る可撓性ドライブリングを備える。シャフト取付プレート６８は、中央ハブ７２を有したメインボディ部６９を備えており、中央ハブ７２は、スプライン部７５を備える。スプライン部７５は、補機プーリ用ドライブシャフト３６の対応したスプライン部（図示せず）と噛み合うように構成されている。当然のことながら、キー、ボルト、圧入などを用いて、補機プーリ用ドライブシャフト３６に中央ハブ７２を接続することができることを理解されたい。可撓性ドライブリング６４〜６６の各々は、同様に形成されているので、可撓性ドライブリング６４について詳細に説明する。ここで、残りの可撓性ドライブリングつまり可撓性ドライブリング６５，６６は、可撓性ドライブリング６４に対応した構造を備えることを理解されたい。
【０００９】
図のように、可撓性ドライブリング６４は、中央開口部８５および外周側縁部８７を有したメインボディ８２を備える。中央開口部８５と外周側縁部８７との間のメインボディ８２には、一対の接続領域９１，９２がある。可撓性ドライブリング６４は、さらに、第２の一対の接続領域、つまり接続領域９３と、該接続領域９３に対向する接続領域（図示せず）と、を備えており、これらの接続領域は、接続領域９１，９２から９０°だけオフセットしている。この構成において、接続領域９１，９２は、ベースプレート５６に可撓性ドライブリング６４を接続しており、接続領域９３およびこれに対向した接続領域（図示せず）は、隣接した可撓性ドライブリング６５に可撓性ドライブリング６４を接続している。上記と同様にして、可撓性ドライブリング６５と可撓性ドライブリング６６とが接続され、可撓性ドライブリング６６とシャフト取付プレート６８とが接続されている。
【００１０】
この構成では、複数の可撓性ドライブリングを９０°の間隔で互いに接続することにより、シャフト取付プレート６８を、半径方向の荷重がかかっているときには半径方向に撓ませることができ、軸方向の荷重がかかっているときには軸方向に撓ませることができる。即ち、可撓性ドライブリング６４〜６６およびシャフト取付プレート６８は、軸方向に伸縮するばねとして機能する。さらに、可撓性ドライブリング６４〜６６およびシャフト取付プレート６８の材料の応力-歪み曲線の塑性域（ｉｎｆｉｎｉｔｅ  ｌｉｆｅ）よりも低い応力となるように応力を維持することにより、劣化を生じることなく、シャフトの軸方向および半径方向の位置関係のずれに適応することができる。例示的な実施例では、図４において符号１００〜１０３によって示されているように、可撓性ドライブリング６４〜６６およびシャフト取付プレート６８は、メカニカルファスナによって、接続領域９１〜９３において互いに接続されている。
【００１１】
図５〜図７を参照すると、他の例示的な実施例の撓み継手部材１４０が示されている。ここで、同一の参照番号は、対応した部品を示している。図示したように、撓み継手部材１４０は、メカニカルファスナを受けるための複数の開口部１５８を有したベースプレート１５６を備えている。なお、メカニカルファスナは、図５において参照番号１６０によって示されている。メカニカルファスナ１６０は、クランクシャフト１０にベースプレート１５６を固定している。また、撓み継手部材１４０は、複数の可撓性ドライブリング１６４〜１６７と、シャフト取付プレート１６８の形態を取る付加的な可撓性ドライブリングと、を備える。シャフト取付プレート１６８は、中央ハブ１７２を有したメインボディ部１６９を備えており、中央ハブ１７２は、補機プーリ用ドライブシャフト３６の対応したスプラインと噛み合うように構成されたスプライン部１７５を備える。当然のことながら、キー、ボルト、圧入などを用いて、補機プーリ用ドライブシャフト３６に中央ハブ１７２を接続することができることを理解されたい。可撓性ドライブリング１６４〜１６７の各々は、同様に形成されているので、可撓性ドライブリング１６４について詳細に説明する。ここで、残りの可撓性ドライブリング１６５〜１６７は、可撓性ドライブリング１６４と同様の構造を備えることを理解されたい。
【００１２】
図示したように、可撓性ドライブリング１６４は、第１の可撓性部材１８２および第２の可撓性部材１８３を備える。第１の可撓性部材１８２および第２の可撓性部材１８３は、対応した内周側縁部１８５，１８６を備えており、該内周側縁部１８５，１８６は、中央開口部１８８，１８９をそれぞれ画定している。さらに、第１の可撓性部材１８２および第２の可撓性部材１８３は、外周側縁部１９２，１９３をそれぞれ備える。半径方向の可撓性ウェブ１９６が、第１の可撓性部材１８２の内周側縁部１８５と外周側縁部１９２との間に延びている。同様に、半径方向の可撓性ウェブ１９７が、第２の可撓性部材１８３の内周側縁部１８６と外周側縁部１９３との間に延びている。
【００１３】
例示的な実施例では、第１の可撓性部材１８２および第２の可撓性部材１８３は、機械的な接合方法、例えば、溶接によって外周側縁部１９２，１９３において互いに固定されている。内周側縁部１８５，１８６は、可撓性接続部材２０３，２０４の各々によってベースプレート１５６および隣接した可撓性ドライブリング１６５に固定されている。この構成では、撓み継手部材１４０によって、シャフト取付プレート１６８を、半径方向の荷重がかかっているときには半径方向に撓ませることができ、軸方向の荷重がかかっているときには軸方向に撓ませることができる。即ち、各可撓性ドライブリング１６４〜１６７およびシャフト取付プレート１６８は、ばねとして機能する。上述したのと同様にして、可撓性ドライブリング１６４〜１６７およびシャフト取付プレート１６８の材料の応力-歪み曲線の塑性域よりも低い応力となるように応力を維持することにより、劣化を生じることなく、シャフトの軸方向および半径方向の位置関係のずれに適応することができる。
【００１４】
限定された数の実施例のみと組み合わせて本発明を詳細に説明してきたが、本発明がこのような実施例に限定されないことを理解されたい。本発明を、上述していない種々の変更、代替案や同等の構成を組み込むように修正することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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