发电机单向皮带轮的制作方法
【专利说明】发电机单向皮带轮
[0001]本申请要求2013年11月14日提交中国专利局、申请号为201310565833.8、发明名称为“发电机单向皮带轮”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
[0002]本发明涉及皮带轮，特别是涉及一种发电机单向皮带轮(OverrunningAlternator Pulley，简称 OAP)。
【背景技术】
[0003]汽车发动机启动后，发动机的曲轴皮带盘通过传动带带动发电机皮带轮转动，发电机皮带轮又带动发电机转子转动，从而使汽车发动机带动发电机发电。现有汽车上所采用的发电机皮带轮多为发电机单向皮带轮，它的优点在于:提高发电机和传动带的使用寿命；降低振动、减少噪音、降低油耗。
[0004]如图1所示，现有一种发电机单向皮带轮包括:皮带轮外壳I ;位于皮带轮外壳I内的芯轴2，芯轴2用于与发电机转子(未图示)螺纹连接；紧配合在皮带轮外壳I和芯轴2之间的单向轴承3 ;与皮带轮外壳I的内圆周面紧配合的限位片4和密封圈5。单向轴承3包括轴承外圈31、位于轴承外圈31内的轴承内圈32、以及位于轴承外圈31和轴承内圈32之间的滚动体33，轴承外圈31和轴承内圈32只能沿一个方向发生相对转动。
[0005]通过以下方式使发电机皮带轮带动发电机转子转动:发动机的曲轴皮带盘通过传动带带动皮带轮外壳I转动，皮带轮外壳I带动芯轴2转动，芯轴2带动发电机转子转动。
[0006]但是，现有发电机单向皮带轮存在以下不足:1)皮带轮外壳的材料为钢，由于钢在工作环境中很容易被腐蚀(如生锈)，造成皮带轮外壳无法继续使用，故会在皮带轮外壳的表面额外增加一层抗腐蚀电镀层，但是，该抗腐蚀电镀层的寿命是有限的，导致发电机单向皮带轮的寿命也是有限的；2)皮带轮外壳的材料为钢，使发电机单向皮带轮的质量较大，导致发电机单向皮带轮的转动惯量较大，在发动机由高速向低速转换时，会造成传动带打滑。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的问题是:现有发电机单向皮带轮的表面需额外增加抗腐蚀电镀层，且发电机单向皮带轮的寿命有限。
[0008]本发明要解决的另一问题是:现有发电机单向皮带轮的质量较大。
[0009]为解决上述问题，本发明提供了一种发电机单向皮带轮，包括:
[0010]皮带轮外壳；
[0011]位于所述皮带轮外壳内的芯轴 '及
[0012]紧配合在所述皮带轮外壳和芯轴之间的单向轴承；
[0013]所述皮带轮外壳包括:
[0014]外壳内圈；及
[0015]固定于所述外壳内圈外圆周面上、材料包含塑料的外壳外圈,所述外壳外圈的外圆周面设有若干用于与传动带配合的第一环形凹槽。
[0016]可选的,所述外壳外圈通过嵌入成型方法固定于所述外壳内圈的外圆周面上。
[0017]可选的，所述外壳内圈的外圆周面设有环绕所述外壳内圈轴线的第二环形凹槽。
[0018]可选的，所述外壳内圈的外圆周面设有:滚花；或者，
[0019]多个沿轴向延伸、并沿周向间隔排列的第三凹槽；或者，
[0020]多个沿轴向延伸、并沿周向间隔排列的第三凹槽，以及与所述第三凹槽沿轴向间隔排列的滚花。
[0021]可选的，所述外壳内圈的材料为钢；或者，所述外壳内圈为粉末冶金件。
[0022]可选的，所述单向轴承包括:轴承外圈、轴承内圈及位于轴承外圈和轴承内圈之间的滚动体，所述轴承外圈与所述外壳内圈之间过盈配合，所述轴承内圈和芯轴之间也为过盈配合；或者，
[0023]所述单向轴承包括:轴承内圈,及位于所述轴承内圈和外壳内圈之间、并与所述外壳内圈接触的滚动体，所述外壳内圈的材料为轴承钢，所述轴承内圈和芯轴之间也为过盈配合。
[0024]可选的，还包括与外壳内圈的一端紧配合且位于单向轴承一端的限位片，及与外壳内圈的另一端紧配合且位于单向轴承另一端的密封圈。
[0025]可选的，所述塑料为机械性能等级等于或高于PA系列塑料的热塑性塑料；或者，所述塑料为机械性能等级等于或高于PF塑料的热固性塑料。
[0026]可选的，所述热塑性塑料为PA46、PA66、PPS系列塑料或PEEK系列塑料。
[0027]可选的，所述外壳外圈的材料还包含:改性剂，所述改性剂至少包括玻璃纤维、碳纤维、石墨中的一种。
[0028]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0029]皮带轮外壳包括外壳内圈和材料包含塑料的外壳外圈，无需在外壳外圈的表面增加抗腐蚀电镀层，不会出现因该抗腐蚀电镀层寿命有限而导致发电机单向皮带轮寿命有限的问题。
[0030]进一步地，外壳外圈的材料包含塑料、外壳内圈的材料为钢或者外壳内圈为粉末冶金件，使得皮带轮外壳质量比现有技术更轻一些。
【附图说明】
[0031]图1是现有一种发电机单向皮带轮的剖面结构示意图，发电机单向皮带轮的中心轴线位于该剖面上；
[0032]图2是本发明的一个实施例中发电机单向皮带轮的剖面结构示意图，发电机单向皮带轮的中心轴线位于该剖面上；
[0033]图3是图2所示发电机单向皮带轮中外壳内圈的立体图；
[0034]图4是图2所示发电机单向皮带轮中外壳外圈的立体图；
[0035]图5是沿图3中AA截面的局部剖面图；
[0036]图6是本发明的一个实施例中设置在外壳内圈外圆周面上的多个沿周向间隔排列的第三凹槽的截面图，所述截面垂直于外壳内圈轴线；
[0037]图7是本发明的另一个实施例中设置在外壳内圈外圆周面上的多个沿周向间隔排列的第三凹槽的截面图，所述截面垂直于外壳内圈轴线。
【具体实施方式】
[0038]如前所述，现有发电机单向皮带轮存在质量较大，以及现有发电机单向皮带轮的表面具有抗腐蚀电镀层，导致发电机单向皮带轮的寿命有限的问题。
[0039]针对上述两个问题有提出一种解决方案:将皮带轮外壳的材料由钢替换为质量更轻、综合机械性能较好的塑料。但是，这样又会带来第三个问题:继续参照图1所示，发电机单向皮带轮组装完成之后，无法保证皮带轮外壳1、单向轴承3、芯轴2三者之间具有足够的夹紧力，以致单向轴承3无法紧配合在皮带轮外壳I和芯轴2之间；也无法保证皮带轮外壳I和限位片4之间、以及皮带轮外壳I和密封圈5具有足够的夹紧力，以致限位片4和密封圈5无法与皮带轮外壳I的内圆周面紧配合。
[0040]为了在解决上述两个问题的同时，还避免所述第三个问题的发生，本发明提供了一种改进的发电机单向皮带轮，该发电机单向皮带轮的皮带轮外壳包括:材料为钢的外壳内圈、和固定于外壳内圈外圆周面上、材料包含塑料的外壳外圈。这样一来，本发明技术方案在使发电机单向皮带轮的寿命不会受到电镀层寿命的影响、以及减小皮带轮外壳质量的同时，还能保证单向轴承紧配合在皮带轮外壳和芯轴之间，限位片、密封圈均与皮带轮外壳的内圆周面紧配合。
[0041]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0042]如图2所示，本实施例的发电机单向皮带轮包括:
[0043]皮带轮外壳100，皮带轮外壳100包括:材料为钢的外壳内圈110;固定于外壳内圈110外圆周面上、材料包含塑料的外壳外圈120，外壳外圈120的外圆周面设有若干用于与传动带(未图示)配合的第一环形凹槽121。
[0044]位于皮带轮外壳100内的芯轴200，芯轴200的内表面设有一圈螺纹(未标识)，使得发电机转子(未图示)能够与芯轴200实现螺纹连接。
[0045]紧配合在皮带轮外壳100与芯轴200之间的单向轴承300，单向轴承300包括:轴承外圈310 ;位于轴承外圈310内的轴承内圈320 ;位于轴承外圈310和轴承内圈320之间的滚动体330。其中，轴承外圈310和外壳内圈110之间为过盈配合，轴承内圈320和芯轴200之间也为过盈配合。
[0046]由上述可知，本实施例的技术方案中，皮带轮外壳100包括外壳内圈110和外壳外圈120。由于外壳外圈120的材料包含塑料而不是钢，因而无需在外壳外圈120的表面增加抗腐蚀电镀层，不会出现因该抗腐蚀电镀层寿命有限而导致发电机单向皮带轮寿命有限的问题。
[0047]另外，外壳内圈110的材料为钢、外壳外圈120的材料包含塑料，而现有技术中的皮带轮外壳是一体成型、且材料为钢。比较可知，本技术方案中的皮带轮外壳质量更轻一些，因而能够减小发电机单向皮带轮的转动惯量，在发动机由高速向低速转换时，不容易造成传动带打滑。
[0048]在本实施例中，夕卜壳外圈120通过嵌入成型(insert molding)方法固定于外壳内圈I1的外圆周面上。所述嵌入成型方法为:将外壳内圈110固定在模具内后，向模具的型腔内注入熔融的塑料，待冷却后即可在外壳内圈110的外圆周面形成外壳外圈120。在其他实施例中，也可以利用其他方法将外壳外圈120固定于外壳内圈110的外圆周面上。
[0049]在本实施例中，结合图3所示，外壳内圈110的外圆周面设有:环绕外壳内圈110轴线的第二环形凹槽111。第二环形凹槽111的作用在于: