CN108869697A - 一种耦合式汽车发电机单向皮带轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，包括芯轴和皮带轮外壳，所述的芯轴和皮带轮外壳之间设有承载轴承、单向弹簧、第一弹簧承载座、第二弹簧承载座。当汽车发电机皮带轮启动及顺时针运转时，与单向皮带轮外壳处过盈状态的第一弹簧承载座拉动单向弹簧使其转动。由于与单向弹簧与第二弹簧承载座处过盈状态，第二弹簧承载座带动芯轴产生同步运动，实现离合器的接合。当皮带轮外壳的转速低于芯轴时，与皮带轮外壳处于过盈状态的第一弹簧承载座施加给单向弹簧一个反推力，使单向弹簧胀开，其内径大于固定在芯轴上的第二弹簧承载座的外径，从而使芯轴与皮带轮外壳处分离状态，实现离合器的分离。

Description

一种耦合式汽车发电机单向皮带轮

技术领域

汽本发明涉及车发动机领域，尤其涉及汽车发电机单向皮带轮领域，具体地说是一种耦合式汽车发电机单向皮带轮。

背景技术

汽车发电机单向离合器皮带轮可以避免逆向旋转时产生的逆电流以防止伤害车内的电子器件，提升发电机系统的寿命、降低一氧化碳排放。目前市场上的汽车发电机单向器，其皮带轮大多采用滚动轴承传动。滚动轴承的径向尺寸较大，减振能力较差，高速运转时寿命低，声音较响。且滚动轴承对于轴承的要求较高，一般轴承装入工作位置后，往往由于制造过程造成安装和定位的不良，因此常因轴产生疲劳度和热膨胀等原因，例行轴承承受过大的载荷，引起早期的损坏。所以该轴承有很多缺点，滚动轴承的传动方式使得径向摆动大，从而导致摩擦较大，进一步引起运动时噪声大，且由于摩擦较高导致皮带轮的使用寿命减短、故障率高，因此滚动轴承的传动方式难于推广。

为解决上述问题，中国专利CN104074951B公开了一种单向离合器皮带轮。其结构如图1所示，包括芯轴1’和皮带轮外壳9’，在所述的芯轴1’和皮带轮外壳9’之间依次设有顶部承载轴承2’、单向离合器、卡簧7’和底部承载轴承8，所述的单向离合器包括承载外圈4’、单向弹簧5’和单向止推环6’；所述的承载外圈4’采用过盈配合方式与所述的皮带轮外壳9’固定连接；所述的单向弹簧5置于所述的承载外圈4’内，底端悬置，顶端固定在所述单向止推环6’上；所述的单向止推环6’与所述的芯轴1’固定连接，并通过所述的卡簧7轴向定位。

当皮带轮外壳9’的转速超过芯轴1’的转速时，承载外圈4’在转动过程中顶推单向弹簧5’的悬置端并使单向弹簧胀开，芯轴1’与皮带轮外壳9’实现同向运动。当皮带轮外壳9’的转速小于芯轴1’的转速时，承载外圈4’对单向弹簧5’悬置端产生拉力而使单向弹簧5’收缩变形，并与承载外圈4’解锁，芯轴1’与皮带轮外壳9’实现分离。

上述技术方案利用单向弹簧的可变形的特点，通过承载外圈对单向弹簧不同的相对运动方向，驱使单向弹簧处于收缩或胀开状态，从而使承载外圈与单向弹簧解锁或锁定，实现芯轴与皮带轮外壳的离合。由于承载外圈对单向弹簧的相对运动所形成的是柔性摩擦，而非传统结构的硬摩擦，因此能够做到较低噪音，并延长了离合器的使用寿命。

然而，上述技术方案在离合器接合的过程中单向弹簧处于胀开的状态中。由于接合状态是离合器的常态，单向弹簧长期处于胀开状态容易产生永久形变而损坏。同时，在离合器分离的过程中，单向弹簧整体与承载外圈形成摩擦，也会降低单向弹簧的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的上述技术问题，旨在提供一种耦合式汽车发电机单向皮带轮。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，包括芯轴和皮带轮外壳，所述的芯轴和皮带轮外壳之间设有承载轴承、单向弹簧、第一弹簧承载座、第二弹簧承载座，其特征在于所述的承载轴承设置在上部，所述的第一弹簧承载座与所述的皮带轮外壳过盈配合，所述的第二弹簧承载座与所述的芯轴过盈配合；所述的单向弹簧的一端与所述的第一弹簧承载座连接，另一端悬置，所述的单向弹簧的内壁与所述的第一弹簧承载座和第二弹簧承载座过盈配合。

本发明的耦合式汽车发电机单向皮带轮，当汽车发电机皮带轮启动及顺时针运转时，与单向皮带轮外壳处过盈状态的第一弹簧承载座拉动单向弹簧使其转动。由于与单向弹簧与第二弹簧承载座处过盈状态，第二弹簧承载座带动芯轴产生同步运动，实现离合器的接合。

当皮带轮外壳的转速低于芯轴时，与皮带轮外壳处于过盈状态的第一弹簧承载座施加给单向弹簧一个反推力，使单向弹簧胀开，其内径大于固定在芯轴上的第二弹簧承载座的外径，从而使芯轴与皮带轮外壳处分离状态，实现离合器的分离。

从以上分析可知，本发明具有以下有益效果：

1、在离合器接合的过程中单向弹簧始终处于收缩状态，不产生形变。由于接合状态是离合器的常态，因而在离合器的使用过程中，单向弹簧在绝大部分时间内保持收紧，有效地保护了单向弹簧，大大提高了单向弹簧的使用寿命。

2、由于在离合器接合的过程中单向弹簧相对静止，与第二弹簧承载座不产生摩擦，因此，在车辆行驶过程中几乎没有噪音。

3、在离合器分离的过程中，单向弹簧仅在末端与第二弹簧承载座产生柔性摩擦，大大减小了摩擦面积，进一步提高了单向弹簧的使用寿命。

4、本发明结构简单，零件数量少，可降低装配难度和制造成本，同时提高了产品的运行稳定性和性能的可靠性。

作为本发明的改进，所述的第一弹簧承载座设置在所述第二弹簧承载座上方，两者在端部对接。

作为本发明的进一步改进，所述的第一弹簧承载座和第二弹簧承载座通过凸环和凹槽对接。

作为本发明的再进一步改进，所述的第一弹簧承载座截面呈T形，具有上部的大直径段和下部的小直径段，所述的大直径段与所述的皮带轮外壳过盈配合，所述的小直径段下端设有凹槽；所述的第二弹簧承载座截面呈倒T形，具有上部的小直径段和下部的大直径段，所述小直径段上端设有与所述凹槽相对配置的凸环，所述的大直径段与所述的芯轴过盈配合；所述的单向弹簧同时与所述的第一弹簧承载座和第二弹簧承载座的小直径段的外壁过盈配合。

作为本发明的再进一步改进，所述的凸环为一对半圆环，所述一对半圆环之间留有缺口。在第一弹簧承载座和第二弹簧承载座对接时，一对半圆环向缺口方向收缩，有利于插入凹槽内。

作为本发明的再进一步改进，所述的第一弹簧承载座的大直径段上还设有单向弹簧安装孔。所述的单向弹簧的一端插入该安装孔内，便于装配和拆卸。

作为本发明的再进一步改进，所述的第一弹簧承载座采用硬质工程塑料。优选地，所述的第一弹簧承载座采用改性PA。改性PA的高强度和高刚性性能，可替代金属材料，在保证强度的前提下降低了制造成本。同时改性PA具有的复合吸能特性加大了耦合式单向皮带轮内部的吸能作用，使产品更具减震的功能，且更具有实用价值。

作为本发明的再进一步改进，所述的第二弹簧承载座采用软性工程塑料。优选地，所述的第二弹簧承载座采用PA66。PA66具有较高的疲劳强度，耐热性较好，摩擦系数低，因而与单向弹簧之间的摩擦力小，不会产生动力损失。同时PA66具有一定的弹性性能，有利于与第一弹簧承载座对接。

作为本发明的再进一步改进，所述的第二弹簧承载座与所述的皮带轮外壳游隙配合。这样，第二弹簧承载座起到了轴承的作用，无须在底部增加轴承，可减少零件数量。

作为本发明的再进一步改进，所述的单向弹簧的另一端具有一横向的直线段。在离合器分离时，第二弹簧承载座与该直线段接触，防止单向弹簧的端头与第二弹簧承载座接触而划伤第二弹簧承载座表面，并有利于减少摩擦。

作为本发明的再进一步改进，所述的芯轴的底部还设有防尘盖。

作为本发明的更进一步改进，所述的单向弹簧采用矩形截面弹簧。矩形截面弹簧通常选有合金材料，具有较大承载能力和较长的使用寿命。

附图说明

图1是现有单向离合器皮带轮的结构示意图。

图2是本发明耦合式汽车发电机单向皮带轮的结构示意图。

图3是本发明耦合式汽车发动机电机单向皮带轮的爆炸图。

图4是本发明的皮带轮外壳的结构示意图。

图5是本发明芯轴的结构示意图。

图6是本发明第一弹簧承载座的结构示意图。

图7是图6的俯视图。

图8是图7的A-A向剖视图。

图9是本发明第一弹簧承载座的立体图。

图10是本发明第二弹簧承载座的结构示意图。

图11是图10的B-B向剖视图。

图12是图10的俯视图。

图13是本发明第二弹簧承载座的立体图。

图14是本发明单向弹簧的结构示意图。

图中，1-防尘盖，2-芯轴，3-第二弹簧承载座，4-单向弹簧，5-第一弹簧承载座，6-承载轴承，7-皮带轮外壳；

301-第二弹簧承载座大直径段，302-第二弹簧承载座小直径段，303-凸环；

401-弹簧的上端，402-弹簧的下端，403-弹簧的直线段；

501-第一弹簧承载座大直径段，502-第一弹簧承载座小直径段，503-单向弹簧安装孔，504-凹槽。

具体实施方式

参照图1，现有单向离合器皮带轮，其缺陷前面已经描述过了，在此不再赘述。

参照图2-图5，本发明的一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，包括芯轴2和皮带轮外壳7，所述的芯轴2和皮带轮外壳7之间设有承载轴承6、单向弹簧4、第一弹簧承载座5、第二弹簧承载座3。所述的承载轴承6设置在上部。所述的第一弹簧承载座5与所述的皮带轮外壳7过盈配合，所述的第二弹簧承载座3与所述的芯轴2过盈配合。所述的单向弹簧的一端与所述的第一弹簧承载座5连接，另一端悬置，所述的单向弹簧的内壁与所述的第一弹簧承载座5和第二弹簧承载座3过盈配合。

参照图6-图9，第一弹簧承载座5截面呈T形，具有上部的大直径段501和下部的小直径段502。所述的大直径段501与所述的皮带轮外壳7过盈配合，大直径段上还设有轴向的单向弹簧安装孔503。所述的小直径段502的下端设有凹槽504。

所述的第一弹簧承载座5采用改性PA。改性PA的高强度和高刚性性能，可替代金属材料，在保证强度的前提下降低了制造成本。同时改性PA具有的复合吸能特性加大了耦合式单向皮带轮内部的吸能作用，使产品更具减震的功能，且更具有实用价值。

参照图10-图13，第二弹簧承载座3截面呈倒T形，具有上部的小直径段302和下部的大直径段301，所述小直径段302上端设有与所述凹槽504相对配置的凸环303。所述的凸环303为一对半圆环，所述一对半圆环之间留有一对缺口304。在第一弹簧承载座5和第二弹簧承载座3对接时，一对半圆环向缺口304方向收缩，有利于插入凹槽504内。

所述的大直径段301与所述的芯轴2过盈配合；所述的单向弹簧4同时与所述的第一弹簧承载座5和第二弹簧承载座2的小直径段的外壁过盈配合。

所述的第二弹簧承载座3采用PA66。PA66具有较高的疲劳强度，耐热性较好，摩擦系数低，因而与单向弹簧之间的摩擦力小，不会产生动力损失。同时PA66具有一定的弹性性能，有利于与第一弹簧承载座5对接。

参照图14，单向弹簧4的上端401为一轴向的直线段，将该直线段向上插入第一弹簧承载座5上的单向弹簧安装孔503便完成装配。单向弹簧4的下端402悬置。该悬置端具有一横向的直线段403。在离合器分离时，第二弹簧承载座3与该直线段403接触，防止单向弹簧的端头与第二弹簧承载座3接触而划伤第二弹簧承载座表面，并有利于减少摩擦。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，包括芯轴和皮带轮外壳，所述的芯轴和皮带轮外壳之间设有承载轴承、单向弹簧、第一弹簧承载座、第二弹簧承载座，其特征在于所述的承载轴承设置在上部，所述的第一弹簧承载座与所述的皮带轮外壳过盈配合，所述的第二弹簧承载座与所述的芯轴过盈配合；所述的单向弹簧的一端与所述的第一弹簧承载座连接，另一端悬置，所述的单向弹簧的内壁与所述的第一弹簧承载座和第二弹簧承载座过盈配合。

2.如权利要求1所述的一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的第一弹簧承载座设置在所述第二弹簧承载座上方，两者在端部对接。

3.如权利要求2所述的一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的第一弹簧承载座和第二弹簧承载座通过凸环和凹槽对接。

4.如权利要求3所述的一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的第一弹簧承载座截面呈T形，具有上部的大直径段和下部的小直径段，所述的大直径段与所述的皮带轮外壳过盈配合，所述的小直径段下端设有凹槽；所述的第二弹簧承载座截面呈倒T形，具有上部的小直径段和下部的大直径段，所述小直径段上端设有与所述凹槽相对配置的凸环，所述的大直径段与所述的芯轴过盈配合；所述的单向弹簧同时与所述的第一弹簧承载座和第二弹簧承载座的小直径段的外壁过盈配合。

5.如权利要求4所述的一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的凸环为一对半圆环，所述一对半圆环之间留有缺口。

6.如权利要求4所述的一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的第一弹簧承载座的大直径段上还设有单向弹簧安装孔。

7.如权利要求1所述的一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的第一弹簧承载座采用改性PA。

8.如权利要求1所述的一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的第二弹簧承载座采用PA66。

9.如权利要求8所述的一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的第二弹簧承载座与所述的皮带轮外壳游隙配合。

10.如权利要求1所述的一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的单向弹簧的另一端具有一横向的直线段。

11.如权利要求1所述的一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的芯轴的底部还设有防尘盖。

12.如权利要求1-11任何一项所述的一种耦合式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的单向弹簧采用矩形截面弹簧。