车辆用交流发电机皮带轮及其与交流发电机的安装结构的制作方法

文档序号:5666227阅读:343来源:国知局
车辆用交流发电机皮带轮及其与交流发电机的安装结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种车辆用交流发电机皮带轮及其与交流发电机的安装结构,该车辆用交流发电机皮带轮包括:皮带轮本体,被配置成与交流发电机轴连接并通过皮带接收动力;以及适配器,与皮带轮本体连接并吸收由动力传递引起的振动。该车辆用交流发电机皮带轮及其与交流发电机的安装结构,通过在交流发电机皮带轮上安装具有摆锤的适配器、使摆锤振动与彼此具有反相位的皮带振动起作用、并通过将适配器完全无间隙地压配合到交流发电机皮带轮上,从而减小振动。
【专利说明】车辆用交流发电机皮带轮及其与交流发电机的安装结构

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种安装在发动机上的交流发电机。更具体地,本发明涉及一种交流 发电机皮带轮,以及交流发电机皮带轮与交流发电机的安装结构,其被配置成通过安装具 有摆锤的适配器来减小皮带振动。

【背景技术】
[0002] 交流发电机通常安装在车辆上,产生电力以便为车辆的电池进行充电。此外,交 流发电机通过交流发电机皮带轮与发动机的曲轴皮带轮之间的连接皮带,从发动机接收动 力。
[0003] 同时,交流发电机皮带轮具有比曲轴皮带轮更大的扭转振动,这是因为交流发电 机皮带轮的旋转速度大于曲轴皮带轮的旋转速度的两倍。
[0004] 图1和图2是常规交流发电机皮带轮系统的示意图。
[0005] 如图1和图2所示,图1是常规的固体型(solid type)交流发电机皮带轮系统示 意图,图2是常规的越程交流发电机解f禹器型(overrunning alternator decoupler 0AD) 交流发电机皮带轮系统的示意图。常规的固体型交流发电机皮带轮具有由刚性体制成的交 流发电机轴11,从而使交流发电机10和交流发电机皮带轮12直接连接。与此相反,常规的 OAD型交流发电机皮带轮具有在其内部插入弹簧(0AD弹簧)的交流发电机轴21,从而使交 流发电机20与交流发电机皮带轮22通过弹簧连接。
[0006] 近年来,由于在固体型交流发电机皮带轮中,连接交流发电机皮带轮12和曲轴皮 带轮14的皮带13会产生巨大的振动,从而引起皮带打滑。因此,OAD型交流发电机皮带轮 得到广泛应用。与固体型交流发电机皮带轮相比,OAD型交流发电机皮带轮具有减小怠速 振动的效果,这是因为在怠速RPM范围内皮带的振动共振点减小。
[0007] 然而,怠速振动只是在怠速RPM范围内而不是在整个RPM范围内减小,并且在怠速 RPM范围内甚至会发生由弹簧的非线性而导致的次谐波振动。
[0008] 背景部分所公开的信息仅用于增强对本发明的大致背景的理解,而不应被视为这 些信息构成本领域技术人员熟知的现有技术的确认或者任何形式的启示。


【发明内容】

[0009] 本发明的各个方面提供一种车辆用交流发电机皮带轮,以及交流发电机皮带轮与 交流发电机的安装结构,其通过在交流发电机皮带轮上安装具有摆锤的适配器、使摆锤振 动与彼此具有反相位的皮带振动起作用、并通过将适配器完全无间隙地压配合到交流发电 机皮带轮上,而具有减小振动的优点。
[0010] 本发明的各个方面提供一种车辆用交流发电机皮带轮,其可包括:皮带轮本体,被 配置成与交流发电机轴连接并通过皮带接收动力;以及适配器,与皮带轮本体连接并吸收 由动力传递引起的振动。
[0011] 该适配器还包括至少一个摆锤,用于吸收由动力传递引起的振动。
[0012] 皮带轮本体被配置成通过动力传递产生具有预定频率的皮带振动,摆锤被配置为 通过旋转产生具有谐振频率的摆动,其中所述摆锤的谐振频率可以等于振动的预定频率。
[0013] 摆动和皮带振动彼此反相位。
[0014] 适配器可包括:连接于皮带轮本体的圆筒形连接部;在连接部的一侧与连接部同 心连接的盘;以及至少一个摆锤,安装在盘的外周的预定位置上。
[0015] 第一花键可形成在皮带轮本体的内周上,第二花键可形成在连接部的外周上,使 得适配器可通过花键连接于皮带轮本体的内周。
[0016] 第一花键可具有恒定的宽度,第二花键的宽度可从一侧到另一侧以恒定比率减 小。
[0017] 第二花键在离开其一侧预定距离的位置处的宽度可等于第一花键的宽度。
[0018] 本发明的各个方面提供一种车辆用交流发电机皮带轮与交流发电机的安装结构, 其中该安装结构可以包括:皮带轮本体,被配置成与交流发电机轴连接并通过皮带接收动 力;适配器,与皮带轮本体连接并吸收由动力传递引起的振动;以及螺母,被配置成与交流 发电机轴连接,以便将适配器压配合到皮带轮本体中。
[0019] 适配器可包括至少一个摆锤,用于吸收由动力传递引起的振动。
[0020] 皮带轮本体可被配置为通过动力传递产生具有预定频率的振动,摆锤被配置成通 过旋转产生具有谐振频率的摆动,其中摆动的谐振频率可等于皮带振动的预定频率。
[0021] 摆动和皮带振动彼此反相位。
[0022] 适配器可包括:连接于皮带轮本体的圆筒形连接部;在连接部的一侧与连接部同 心连接的盘,以及至少一个安装在盘外周的预定位置上的摆锤。
[0023] 第一花键可形成在皮带轮本体的内周上,第二花键可形成在连接部的外周上,使 得适配器可通过花键连接于皮带轮本体的内周。
[0024] 适配器被配置成通过花键连接于并被完全压配合于皮带轮本体,在交流发电机轴 的轴向和径向上没有间隙。
[0025] 根据如上所述的本发明的各个方面,通过在交流发电机皮带轮上安装具有摆锤的 适配器、使摆锤振动与彼此具有反相位的皮带振动起作用,可减小振动,因此,通过在发动 机的整个RPM范围内减小皮带振动,可改善车辆的耐用性和燃料消耗。
[0026] 本发明的方法和装置具有其它的特征和优点,其将在此处引入的附图和以下共同 用于解释本发明特定原理的详细描述中显而易见或者详细解释。

【专利附图】

【附图说明】
[0027] 图1是常规的固体型交流发电机皮带轮系统的示意图;
[0028] 图2是常规的OAD型交流发电机皮带轮系统的示意图;
[0029] 图3是根据本发明示例性交流发电机皮带轮系统的示意图;
[0030] 图4是根据本发明示例性交流发电机和交流发电机皮带轮的安装结构的横截面 图;
[0031] 图5是根据本发明的在具有摆锤的适配器与交流发电机皮带轮之间通过花键连 接并压配合的示例性工序的横截面图;
[0032] 图6是根据本发明的包括至少一个摆锤的示例性适配器的示意图;
[0033] 图7是示出根据本发明的减小RPM振动的示例性操作原理的曲线图。
[0034] 具体说明
[0035] 现在将详细参考本发明的不同实施方式,其实施例在附图和如下描述中被示出。 尽管将与示例性实施例相结合来描述本发明,然而可以理解的是,本说明书并非旨在将本 发明限制为那些示例性的实施例。相反地,本发明意图不仅覆盖在此描述的示例性实施例, 同时也覆盖包含在由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的各种替代、修改、 等同物及其它实施方式。
[0036] 图3是根据本发明多个实施方式的交流发电机皮带轮系统的示意图,图4是示出 根据本发明多个实施方式的交流发电机皮带轮与交流发电机的安装结构的横截面图。图5 是示出根据本发明多个实施方式的具有摆锤的适配器与交流发电机皮带轮之间通过花键 连接和压配合的工序的横截面图。图6是根据本发明多个实施方式的包括至少一个摆锤的 适配器的示意图。
[0037] 图3至图6中所示的交流发电机皮带轮、交流发电机皮带轮与交流发电机的安装 结构仅用于更好地理解以及更容易地描述,本发明可被应用到各种交流发电机皮带轮系 统,并不限于此。
[0038] 如图3至图6所示,根据本发明的多个实施方式,交流发电机皮带轮和交流发电 机皮带轮与交流发电机的安装结构包括:交流发电机1〇〇、皮带轮本体200以及具有摆锤 (pendulum)的适配器 300。
[0039] 交流发电机100是一种通用电机,交流发电机100接收转矩,并将其转换为电能。 交流发电机100由交流发电机本体和交流发电机轴Iio构成,交流发电机轴Iio连接于皮 带轮本体200。交流发电机轴110的一端形成有螺纹,从而使螺母400可以拧到交流发电机 轴110上。此外,交流发电机轴110的直径可以是能够拧入到螺母400直径中的直径。
[0040] 皮带轮本体200通过交流发电机轴110连接于交流发电机100,并通过皮带500连 接于发动机的曲轴皮带轮600。也就是说,连接到曲轴皮带轮600的皮带500随着发动机 的运转而被驱动,因此,通过驱动连接到皮带500的交流发电机皮带轮200,交流发电机110 被驱动并产生动力。
[0041] 皮带轮本体200具有圆筒形状,交流发电机轴110可穿透皮带轮本体200。皮带轮 本体200的外周上可形成有一个或多个槽230,以便通过利用摩擦力牢固地连接到皮带500 上,因此,可防止皮带轮本体200与皮带500之间发生滑动。此外,皮带轮本体200两端210 的直径大于皮带轮本体200的直径,以防止皮带500脱离。第一花键220沿轴向形成在皮 带轮本体200的内周上,使得带有摆锤的适配器通过花键连接于皮带轮本体200。第一花键 220在轴向上具有恒定的宽度。
[0042] 如图5和图6所示,带有摆锤的适配器300包括连接部310、盘330以及至少一个 摆锤340。
[0043] 该连接部310具有圆筒形状,第二花键320形成在连接部310的内周上,与形成在 皮带轮本体200内周上的第一花键220相对应。第二花键320的宽度在轴向上可以改变。 也就是说,第二花键320的宽度可从一侧到另一侧以恒定比率减小,并且第二花键320在距 离其一侧预定距离的位置处的宽度可以等于第一花键220的宽度。该预定距离可以是连接 部的长度的三分之二。因此,带有摆锤的适配器300可在轴向上以连接部的长度的三分之 二的长度被光滑地压配合到交流发电机轴110中。相反地,通过减小第二花键320的宽度, 带有摆锤的适配器300可以以连接部长度的三分之一的长度紧密地压配合。
[0044] 在带有摆锤的适配器300被压配合到皮带轮本体200中之后,通过将螺母400与 交流发电机轴110的螺纹111相接合,将带有摆锤的适配器300完全压配合到皮带轮本体 200中。为此,带有摆锤的适配器300的一侧的内周面350的直径小于螺母400的外周面的 直径,因此与螺纹111接合的螺母400在轴向上由内周面350支撑。
[0045] 如果带有摆锤的适配器300被完全压配合到皮带轮本体200中,则可避免交流发 电机轴Iio轴向和径向上的间隙(backlash),因此防止螺母400脱落,并且由于通过避免间 隙而减小冲击性振动,耐久性得以改善。此外,为了不使螺母400脱落,螺母400被连接时 的旋转方向可以与交流发电机轴110的旋转方向相反。
[0046] 盘330在连接部310的一侧与连接部310同心连接。
[0047] 至少一个摆锤340安装在盘330的外周的预定位置上。摆锤340可产生与皮带轮 本体200所产生振动具有相同频率的摆动(pendulum vibration),但它们彼此反相位。 [0048] 接下来将更详细地说明根据本发明多个实施方式的工作原理。
[0049] 图7是根据本发明多个实施方式的减小RPM振动的工作原理的曲线图。
[0050] 摆锤340通过旋转产生摆动,该摆动具有由以下公式定义的谐振频率:
[0051]

【权利要求】
1. 一种车辆用交流发电机皮带轮,包括: 皮带轮本体,被配置成与交流发电机轴连接并通过皮带接收动力;以及 适配器,与所述皮带轮本体连接并吸收由动力传递引起的振动。
2. 如权利要求1所述的交流发电机皮带轮,其中所述适配器还包括至少一个摆锤,用 于吸收由动力传递引起的振动。
3. 如权利要求2所述的交流发电机皮带轮,其中所述皮带轮本体被配置成通过动力传 递产生具有预定频率的皮带振动,所述摆锤被配置成通过旋转产生具有谐振频率的摆动, 其中所述摆动的谐振频率等于所述皮带振动的预定频率。
4. 如权利要求3所述的交流发电机皮带轮,其中所述摆动和所述皮带振动彼此反相 位。
5. 如权利要求1所述的交流发电机皮带轮,其中所述适配器包括: 连接于所述皮带轮本体的圆筒形连接部; 在所述连接部的一侧与所述连接部同心连接的盘;以及 至少一个摆锤,安装在所述盘的外周的预定位置上。
6. 如权利要求5所述的交流发电机皮带轮,其中第一花键形成在所述皮带轮本体的内 周上,第二花键形成在所述连接部的外周上,使得所述适配器通过花键连接于所述皮带轮 本体的内周。
7. 如权利要求6所述的交流发电机皮带轮,其中所述第一花键具有恒定的宽度。
8. 如权利要求7所述的交流发电机皮带轮,其中所述第二花键的宽度从一侧到另一侧 以恒定比率减小。
9. 如权利要求8所述的交流发电机皮带轮,其中所述第二花键在离开所述一侧预定距 离的位置处的宽度等于所述第一花键的宽度。
10. -种交流发电机皮带轮与交流发电机的安装结构,所述交流发电机通过所传递的 动力发电并具有交流发电机轴,所述安装结构包括: 皮带轮本体,被配置成与所述交流发电机轴连接并通过皮带接收动力; 适配器,与所述皮带轮本体连接并吸收由动力传递引起的振动;以及 螺母,被配置成与所述交流发电机轴连接,以便将所述适配器压配合到所述皮带轮本 体中。
11. 如权利要求10所述的安装结构,其中所述适配器包括至少一个摆锤,用于吸收由 动力传递引起的振动。
12. 如权利要求11所述的安装结构,其中所述皮带轮本体被配置成通过动力传递产生 具有预定频率的皮带振动,所述摆锤被配置成通过旋转产生具有谐振频率的摆动, 其中所述摆动的谐振频率等于所述皮带振动的预定频率。
13. 如权利要求12所述的安装结构,其中所述摆动和所述皮带振动彼此反相位。
14. 如权利要求10所述的安装结构,其中所述适配器包括: 连接于所述皮带轮本体的圆筒形连接部; 在所述连接部的一侧与所述连接部同心连接的盘;以及 至少一个摆锤,安装在所述盘的外周的预定位置上。
15. 如权利要求14所述的安装结构,其中第一花键形成在所述皮带轮本体的内周上, 第二花键形成在所述连接部的外周上,使得所述适配器通过花键连接于所述皮带轮本体的 内周。
16.如权利要求15所述的安装结构,其中所述适配器被配置成通过花键连接于并被完 全压配合于所述皮带轮本体,在所述交流发电机轴的轴向和径向上没有间隙。
【文档编号】F16H55/36GK104455325SQ201310757055
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】吴浣守 申请人:现代自动车株式会社
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