JP2023055928A - 自動車用回転電気機械の駆動アセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】回転可能且つ並進可能にシャフトに一体的に装着される接続部品の保持性を改善する。【解決手段】駆動アセンブリは、長手方向軸（Ｘ）に沿って延びるロータシャフト（２）と、シャフトとトルク伝達システム（４）との間の接続を提供する接続部品を備え、トルク伝達システム（４）は、ロータシャフトの通過のためのボア（４１）を、ボアは、第１壁（４１ａ）と、第１壁に整列して軸方向に延びる円筒形状の第２壁（４１ｂ）を、ロータシャフトは、軸方向に延びる第１面（２１）であって、ボアの第１壁と協働して接続部品をロータシャフトの周囲にセンタリングする第１面（２１）と、－軸方向に延びるとともにローレット加工部が設けられた円筒形状の第２面（２２）を備え、ローレット加工部はボアの第２壁の直径（Ａ’）より大きい直径（Ａ）を有し、接続部品はロータシャフトにローレット加工部を用いて圧力嵌めされることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明の技術分野は、燃焼機関自動車に装備されるオルタネータ又はスタータ‐オルタネート等の回転電機機械の分野である。

本発明は、ロータシャフトと、当該シャフトとトルク伝達システム（例えば、ベルト又はチェーン）との接続を提供する接続部品（例えば、プーリ又はピニオン）とを備える回転電気機械の駆動アセンブリに関する。

燃焼機関自動車には、特に車両のバッテリを再充電したり、車両の車載電力網に給電したりすることを目的として、機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を有するオルタネータが装備されている。

オルタネータは、プーリが装着されたシャフトを備える回転電気機械である。このプーリは、ベルトによってエンジンのクランクシャフトに装着された別のプーリに接続される。ベルトは、クランクシャフトの回転運動を、オルタネータのシャフトに伝達する。

保持ナットを使用して、プーリをシャフトの周囲に回転可能にロックすることが一般的である。しかし、このような固定手段により生成されるクランプ力は、プーリをシャフトと一体的に保持するには十分でない場合がある。実際に、オルタネータの作動中に、特にプーリが高いトルクを受けると、ナットは緩みやすい。

したがって、シャフトの周囲にプーリを回転可能にロックすることを改善する必要があると思われる。

本発明は、シャフトとトルク伝達システム（例えば、ベルト又はチェーン）との接続を提供する接続部品（例えば、プーリ又はピニオン）であって、回転可能且つ並進可能にシャフトに一体的に装着される接続部品の保持性を改善する解決策を提案する。

本発明の第１態様は、自動車回転電気機械の駆動アセンブリであって、前記駆動アセンブリは、長手方向軸に沿って延びるロータシャフトと、前記シャフトとトルク伝達システムとの間の接続を提供する接続部品と、を備え、前記トルク伝達システムは、前記ロータシャフトの通過のためのボアを備え、前記ボアは、軸方向に延びる第１壁と、前記第１壁に整列して軸方向に延びる円筒形状の第２壁と、を備え、前記ロータシャフトは、
－軸方向に延びる第１面であって、前記ボアの前記第１壁と協働して前記接続部品を前記ロータシャフトの周囲にセンタリングする第１面と、
－軸方向に延びるとともにローレット加工部が設けられた円筒形状の第２面と、
を備え、
前記ローレット加工部は、前記ボアの前記第２壁の直径より大きい直径を有し、前記接続部品は、前記ロータシャフトに、前記ローレット加工部を用いて圧力嵌めされるアセンブリに関する。

ローレット加工部は、接続部品がシャフトに圧力嵌めされる際に、ボアの壁に溝を切るようになる複数の突起からなる。したがって、本発明により、ローレット加工部を用いて接続部品をシャフトに対して回転可能にロックすることを確保しつつ、接続部品がセンタリングした態様で装着されることが保証される。

本発明の第１態様による駆動アセンブリは、以下の単数又は複数の特徴を、単独で又は技術的に可能な態様で組み合わせて備え得る。
－前記ロータシャフトの前記第１面及び前記ボアの前記第１壁は、同一の直径を有する円筒形状面である。
－前記ロータシャフトの前記第１面及び前記ボアの前記第１壁は、特徴寸法より小さい寸法を有する凹凸を備えた面特性をそれぞれ呈する。
－前記接続部品は、前記ロータシャフトの第１端部のレベルに装着され、前記ロータシャフトの前記第１面の前記直径は、前記ローレット加工部の前記直径より大きく、前記ローレット加工部は、前記ロータシャフトの前記第１面と前記第１端部との間に配置される。－前記ロータシャフトの前記第１面の前記直径は、前記ローレット加工部の前記直径の１乃至２倍の範囲にある。
－前記接続部品は、前記ロータシャフトの第１端部のレベルに装着され、前記ロータシャフトの前記第１面の前記直径は、前記ローレット加工部の前記直径より小さく、前記第１面は、前記ロータシャフトの前記ローレット加工部と前記第１端部との間に配置される。

本発明の第２態様は、本発明の第１態様による駆動アセンブリを備える回転電気機械に関する。

本発明及びその種々の適用例は、以下の説明を読み且つこれに付随する図面を検討することでより良く理解されるであろう。

本発明によるオルタネータの実施形態の長手方向の部分概略断面図である。 図１のオルタネータの駆動アセンブリの第１実施形態の部分分解概略図である。 図１のオルタネータの駆動アセンブリの第２実施形態の部分分解概略図である。

これらの図面は、例示みを目的としており、本発明を限定するものでは全くない。

更なる明確性を期して、全ての図面において同一又は類似の要素を同一の参照符号で示す。

本発明によるオルタネータ１００の実施形態を図１を参照して説明する。オルタネータは、燃焼機関自動車からの機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成された回転電機機械である。本発明の別の実施形態によれば、回転電機機械は、スタータ‐オルタネータであってもよい。

オルタネータ１００は、長手方向軸Ｘに沿って延びるロータシャフト２と、接続部品と、を備える駆動アセンブリを備えている。接続部品は、シャフトと、シャフト２の前端に回転可能及び並進可能に一体的に装着されたトルク伝達システム４との間の接続を提供する。

この接続部品は、図示例においてプーリにより具現化されている。本例において、トルク伝達システムは、ベルトによって具現化されている。

別の不図示のバージョンにおいて、この接続部品は、ピニオンにより具現化され得る。この場合、トルク伝達システムは、チェーンにより具現化される。以下の説明において、選択例は、プーリの例である。しかし、このプーリはピニオンに置換可能であることを理解されたい。

詳細な説明及び請求の範囲の全体において、「前（部）」、「後（部）」、「前方」、「後方」という用語は、オルタネータ１００の構造における相対的な位置の特性を示すために使用され、オルタネータ１００の前部は、プーリ４を設けられたシャフト２の端部に対応する。

また、オルタネータ１００は、シャフト２に回転可能に一体的に装着されたロータ６と、ロータ６を包囲するステータ（図示せず）と、を備える。ステータは、ロータ６の両側に配置された前方ボールベアリング７１と後方ボールベアリング７２とにより、シャフト２に対して回転可能に装着されたケース（図示せず）によって支持される。

シャフト２は、ロータと前方ベアリング７１との間に配置されたスラストベアリング２５を備える。前方ベアリング７１は、シャフト２と接触する内側ベアリングレース７１ａと、外側ベアリングレース７１ｂと、を備える。前方ベアリング７１の内側レース７１ａは、スラストベアリング２５に当接する。プーリ４は、保持ナット８により内側レース７１ａに堅固に保持される。シャフト２の前端部は、プーリ４の組付中に、シャフト２を回転可能にロック可能とするキーを受容することが意図された凹部９を備える。

燃焼機関は、回転運動可能なクランクシャフトを備える。オルタネータ１００のプーリ４は、クランクシャフトに回転可能に一体的に装着されたプーリにプーリ４を機械的に接続するベルトによって回転されることが意図されている。クランクシャフトの回転運動は、プーリ４、シャフト２、及びロータ６に伝達され、これらの要素は回転可能に一体的に装着されている。

図２は、オルタネータ１００の駆動アセンブリの第１実施形態の部分分解概略図である。プーリ４は、ロータシャフト２の通過のためボア４１を備える。ボア４１は、第１壁４１ａと第２壁４１ｂとを備え、これらの壁は互いに整列して軸方向に延びている。第２壁４１ｂは、円筒形状を有する。

ロータシャフト２は、第１面２１と第２面２２とを備え、これらの面は互いに整列して軸方向に延びている。第２面２２は、シャフト２の全周に亘って延び、ボア４１の第２壁４１ｂの全体形状に相補的な全体形状を呈する。第２面２２は、円筒形状を有する。

図２に示すように、第２面２２には、ローレット加工部が設けられている。ローレット加工部は、ボア４１の第２壁４１ｂの直径Ａ’より実質的に大きい直径Ａを有する。プーリ４は、ローレット加工部を用いてロータシャフト２に圧力嵌めされる。保持ナット８に加えて、ローレット加工部は、プーリ４をシャフト２に回転可能且つ並進可能にロックすることに寄与する。好適には、ローレット加工部の直径Ａは、ボア４１の第２壁４１ｂの直径Ａ’の１乃至１．１倍の範囲にある。

プーリ４をシャフト２に組み付ける際、第１面２１は、ボアの第１壁４１ａと協働して、プーリをシャフト２の周囲にセンタリングする。実際に、ローレット加工部のみでは、プーリ４の中心を、シャフト２の回転軸に相当する長手方向軸Ｘに適切に整列させることはできない。これらのセンタリング面の協働により、プーリ４の回転軸はシャフト２の回転軸に結合され、プーリ４は平衡を失わない。

図２の実施形態において、シャフト２の第１面２１及びボア４１の第１壁４１ａは、同一の直径Ｂを持つ円筒形状を有する。或いは、シャフト２の第１面２１及びボア４１の第１壁４１ａの両方は、長手方向軸Ｘに対して平行であるとともに周方向に配置された単数又は複数の平坦面を呈し得る。この場合、シャフト２の第１面２１及びボア４１の第１壁４１ａは、長手方向に切頭された円筒形状を有し、これにより、プーリ４のロータシャフト２に対する回転可能なロックが改善され得る。

第１センタリング面２１は、好適には、面２２の長さの１乃至３倍の範囲の長さに亘って延びる。面２１は、シャフトとプーリとの間で機能的案内ゾーンを形成することに留意されたい。

ローレット加工部は、好適には、シャフト２の直径の０．１乃至１倍の範囲の長さに亘って延びる。

図２の実施形態において、シャフト２の第１面２１の直径Ｂは、ローレット加工部の直径Ａより大きい。ロータシャフトの第１面２１の直径Ｂは、好適には、ローレット加工部の直径Ｂの１乃至２倍の範囲にある。本例において、ローレット加工部は、第１面２１の前方に配置される。相補的に、ボア４１の第２壁４１ｂは、ボア４１の第１壁４１ａの前方に配置される。

図３は、本発明の駆動アセンブリの第２実施形態を示す。本実施形態において、シャフト２の第１面２１の直径Ｂは，ローレット加工部の直径Ａより小さい。ロータシャフトの第１面の直径Ａは、好適には、ローレット加工部の直径Ｂの０．５乃至１倍の範囲にある。本例において、ローレット加工部は、第１面２１の後方に配置される。相補的に、ボア４１の第２壁４１ｂは、ボア４１の第１壁４１ａの後方に配置される。

有利には、ロータシャフト２の第１面２１及びボア４１の第１壁４１ａは、それぞれ、特徴寸法より小さい寸法を有する凹凸を備えた面特性を呈する。一実施形態によれば、第１面２１及び第１壁４１ａは、視覚的には凹凸を有さない。別の実施形態において、第１面２１及び第１壁４１ａは、触感に対して均一である。換言すれば、ロータシャフト２の第１面２１及びボア４１の第１壁４１ａは、プーリ４のシャフト２に対するセンタリングを容易にすべく実質的に滑らかに構成される。

当然ながら、本発明は、図面を参照して説明した実施形態に限定されず、本発明の枠組から逸脱することなく代替例が想定され得る。プーリ４をセンタリングするように設けられたシャフトの第１面２１は、特に、ローレット加工部の両側に配置された第１部分及び第２部分を備え得る。更に、プーリはピニオンに置換可能であるとともに、トルク伝達システムは、例えばチェーンに置換可能である。

Claims (9)

1. 自動車回転電気機械（１００）の駆動アセンブリであって、
   前記駆動アセンブリは、長手方向軸（Ｘ）に沿って延びるロータシャフト（２）と、前記シャフトとトルク伝達システム（４）との間の接続を提供する接続部品と、を備え、
   前記トルク伝達システム（４）は、前記ロータシャフトの通過のためのボア（４１）を備え、
   前記ボアは、軸方向に延びる第１壁（４１ａ）と、前記第１壁に整列して軸方向に延びる円筒形状の第２壁（４１ｂ）と、を備え、
   前記ロータシャフトは、
   －軸方向に延びる第１面（２１）であって、前記ボアの前記第１壁と協働して前記接続部品を前記ロータシャフトの周囲にセンタリングする第１面（２１）と、
   －軸方向に延びるとともにローレット加工部が設けられた円筒形状の第２面（２２）と、
   を備え、
   前記ローレット加工部は、前記ボアの前記第２壁の直径（Ａ’）より大きい直径（Ａ）を有し、
   前記接続部品は、前記ロータシャフトに、前記ローレット加工部を用いて圧力嵌めされる、
   ことを特徴とするアセンブリ。
2. 前記ロータシャフト（２）の前記第１面（２１）及び前記ボア（４１）の前記第１壁（４１ａ）は、同一の直径（Ｂ）を有する円筒形状面である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記ロータシャフト（２）の前記第１面（２１）及び前記ボア（４１）の前記第１壁（４１ａ）は、特徴寸法より小さい寸法を有する凹凸を備えた面特性をそれぞれ呈する、
   ことを特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載のアセンブリ。
4. 前記接続部品（４）は、前記ロータシャフト（２）の第１端部のレベルに装着され、
   前記ロータシャフトの前記第１面（２１）の前記直径（Ｂ）は、前記ローレット加工部の前記直径（Ａ）より大きく、
   前記ローレット加工部は、前記ロータシャフトの前記第１面と前記第１端部との間に配置される、
   ことを特徴とする請求項２及び３のいずれかに記載のアセンブリ。
5. 前記ロータシャフト（２）の前記第１面（２１）の前記直径（Ｂ）は、前記ローレット加工部の前記直径（Ａ）の１乃至２倍の範囲にある、
   ことを特徴とする請求項４に記載のアセンブリ。
6. 前記接続部品（４）は、前記ロータシャフト（２）の第１端部のレベルに装着され、
   前記ロータシャフトの前記第１面（２１）の前記直径（Ｂ）は、前記ローレット加工部の前記直径（Ａ）より小さく、
   前記第１面は、前記ロータシャフトの前記ローレット加工部と前記第１端部との間に配置される、
   ことを特徴とする請求項２及び３のいずれかに記載のアセンブリ。
7. 前記第１センタリング面（２１）は、好適には、前記面（２２）の長さの１乃至３倍の範囲の長さに亘って延びる、
   請求項１乃至６のいずれかに記載のアセンブリ。
8. 前記ローレット加工部は、好適には、前記シャフト（２）の前記直径の０．１乃至１倍の範囲の長さに亘って延びる、
   請求項１乃至７のいずれかに記載のアセンブリ。
9. 請求項１乃至７のいずれかに記載の駆動アセンブリを備える、
   ことを特徴とする回転電気機械（１００）。

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