JP2008281132A - オルタネータ用転がり軸受 - Google Patents

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Takahiro Kanemoto
崇広 金本
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Abstract

【課題】フロント側の転がり軸受の内輪に大きな軸方向の締め付け力が作用しても、その弾性変形が内輪の軌道面に達しないようにすることである。
【解決手段】フロント側の転がり軸受１の内輪２の両側に当接されるロータ軸１４の段差部１４ａとプーリ１３の内筒部１３ａの外径寸法を、内輪２の軌道面２ａの最小外径寸法以下とすることにより、内輪２の軌道面２ａをナットの締め付けによる軸方向の締め付け力Ｆの作用部から外し、大きな軸方向の締め付け力Ｆが作用しても、その弾性変形が内輪２の軌道面２ａに達しないようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、オルタネータのロータ軸をフロント側で支持するオルタネータ用転がり軸受に関する。
車両用交流発電機としてのオルタネータは、図６に例示するように、ハウジング１１に固定されたステータ１２と、エンジンの回転力を伝達するプーリ１３がフロント側に取り付けられたロータ軸１４に設けられたロータ１５とから成り、発電された電流が、ロータ軸１４のリヤ側に取り付けられたスリップリング１６からブラシ１７で取り出されるようになっている。ロータ軸１４は、フロント側とリヤ側を転がり軸受１、１８でハウジング１１に支持されており、フロント側の転がり軸受１の内輪２は、ロータ軸１４のフロント側へ向けた段差部１４ａと、ロータ軸１４のフロント側に外嵌されたプーリ１３の内筒部１３ａとの間に、ナット２０で締め付け固定されている。また、リヤ側の転がり軸受１８の外輪１９は、アルミニウム等で形成されるハウジング１１と鋼製のロータ軸１４との熱膨張差を許容するために、樹脂バンド２１を介してハウジング１１に内嵌されている（例えば、非特許文献１参照）。図６に例示したものは、フロント側の転がり軸受１の内輪２を、ロータ軸１４の段差部１４ａとプーリ１３の内筒部１３ａとの間に直接締め付け固定しているが、片側または両側に間座を介在させて締め付け固定したものもある。
野崎誠一、外３名、「電装補機用軸受の技術動向」、NTN TECHNICAL REVIEW、No.65(1996)、p65-67
近年の自動車は様々な部位の電動化が進み、これに伴ってオルタネータの発電量が増加している。一方、快適性の面からオルタネータの静粛化も求められており、オルタネータの発電効率を高め、かつ騒音を少なくするために、ロータ軸のフロント側に外嵌されるプーリが緩まないように、その内筒部を強力にナットで締め付けている。
このため、ロータ軸の段差部とプーリの内筒部との間で締め付け固定されるフロント側の転がり軸受の内輪に、大きな軸方向の締め付け力が作用して、この締め付け力による弾性変形が内輪の軌道面に達し、軸受すきまが詰まったり、軌道面の形状が崩れたりして、転動体の円滑な転動が阻害される問題がある。この弾性変形による軸受すきまの詰まりや軌道面形状の崩れは、転動体としてのボールが転動する内輪の軌道面が円弧状に形成された玉軸受で特に生じやすい。
そこで、本発明の課題は、フロント側の転がり軸受の内輪に大きな軸方向の締め付け力が作用しても、その弾性変形が内輪の軌道面に達しないようにすることである。
上記の課題を解決するために、本発明は、オルタネータのロータ軸をフロント側でハウジングに支持し、外径面に軌道面を有する内輪が、前記ロータ軸の外径面のフロント側へ向けた段差部と、ロータ軸のフロント側に外嵌されるプーリの内筒部との間で、両側にこれらを直接当接されるか、または片側もしくは両側に間座を当接されて締め付け固定されたオルタネータ用転がり軸受において、前記内輪の少なくとも片側に当接される前記ロータ軸の段差部もしくはプーリの内筒部または間座の外径寸法を、前記内輪の軌道面の最小外径寸法以下とした構成を採用した。
すなわち、内輪の少なくとも片側に当接されるロータ軸の段差部もしくはプーリの内筒部または間座の外径寸法を、内輪の軌道面の最小外径寸法以下とすることにより、内輪の軌道面を軸方向の締め付け力の作用部から外し、大きな軸方向の締め付け力が作用しても、その弾性変形が内輪の軌道面に達しないようにした。
前記内輪の内径面に少なくとも片側へ向けた段差部を形成して、この段差部の外径寸法を前記内輪の軌道面の最小外径寸法以下とし、この少なくとも片側へ向けた段差部に、前記内輪を締め付け固定するロータ軸の段差部もしくはプーリの内筒部または間座を当接させることによっても、内輪の軌道面を軸方向の締め付け力の作用部から外し、大きな軸方向の締め付け力が作用しても、その弾性変形が内輪の軌道面に達しないようにすることができる。
上述したオルタネータ用転がり軸受は、玉軸受であるものに好適である。
本発明のオルタネータ用転がり軸受は、内輪の少なくとも片側に当接されるロータ軸の段差部もしくはプーリの内筒部または間座の外径寸法を、内輪の軌道面の最小外径寸法以下としたので、内輪の軌道面を軸方向の締め付け力の作用部から外し、大きな軸方向の締め付け力が作用しても、その弾性変形が内輪の軌道面に達しないようにすることができる。
前記内輪の内径面に少なくとも片側へ向けた段差部を形成して、この段差部の外径寸法を内輪の軌道面の最小外径寸法以下とし、この少なくとも片側へ向けた段差部に、内輪を締め付け固定するロータ軸の段差部もしくはプーリの内筒部または間座を当接させることによっても、内輪の軌道面を軸方向の締め付け力の作用部から外し、大きな軸方向の締め付け力が作用しても、その弾性変形が内輪の軌道面に達しないようにすることができる。
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態を示す。図１は、第１の実施形態のオルタネータ用転がり軸受をフロント側に採用したオルタネータを示す。このオルタネータは、ハウジング１１に固定されたステータ１２と、エンジンの回転力を伝達するプーリ１３がフロント側に取り付けられたロータ軸１４に設けられたロータ１５とから成り、ロータ軸１４のリヤ側に取り付けられたスリップリング１６から、発電された電流がブラシ１７で取り出されるようになっている。
前記ロータ軸１４は、フロント側とリヤ側を転がり軸受１、１８でハウジング１１に支持されており、フロント側の転がり軸受１の内輪２は、ロータ軸１４のフロント側へ向けた段差部１４ａと、ロータ軸１４のフロント側に外嵌されたプーリ１３の内筒部１３ａとの間に、ナット２０で締め付け固定されている。また、リヤ側の転がり軸受１８の外輪１９は、ハウジング１１とロータ軸１４との熱膨張差を許容するために、樹脂バンド２１を介してハウジング１１に内嵌されている。
図２に拡大して示すように、前記フロント側の転がり軸受１は、内輪２と外輪３の円弧状の軌道面２ａ、３ａ間に配列された複数のボール４を保持器５で保持した深溝玉軸受であり、軸受内部がシール部材６でシールされている。内輪２は、ロータ軸１４の段差部１４ａとプーリ１３の内筒部１３ａとの間で、両側の端面をこれらに直接当接されて締め付け固定されており、内輪２の両側に当接されたロータ軸１４の段差部１４ａとプーリ１３の内筒部１３ａの各外径寸法は、内輪２の円弧状軌道面２ａの底の最小外径寸法以下に形成されている。したがって、ナット２０の締め付けで生じる軸方向の締め付け力Ｆによる弾性変形が軌道面２ａに達することはなく、軸受すきまが詰まったり、軌道面形状が崩れたりすることもない。
図３は、第２の実施形態を示す。このオルタネータ用転がり軸受は、前記玉軸受とされた転がり軸受１の内輪２が、プーリ１３の内筒部１３ａ側で間座２２ａを介して締め付け固定され、この片側の端面に当接された間座２２ａの外径寸法が、内輪２の軌道面２ａの最小外径寸法以下に形成されている点が第１の実施形態のものと異なる。その他の部分は第１の実施形態のものと同じであり、内輪２の他方の端面に当接されたロータ軸１４の段差部１４ａの外径寸法は、内輪２の軌道面２ａの最小外径寸法以下に形成されている。
図４は、第３の実施形態を示す。このオルタネータ用転がり軸受は、前記玉軸受とされた転がり軸受１の内輪２の内径面に、ロータ軸１４の段差部１４ａ側に向けた段差部２ｂが形成されて、この段差部２ｂの外径寸法が内輪２の軌道面２ａの最小外径寸法以下とされ、ロータ軸１４の段差部１４ａのフロント側に形成された小段差部１４ｂが内輪２の段差部２ｂに当接されて、ロータ軸１４側からの軸方向の締め付け力Ｆが段差部２ｂに作用するようになっている点が第１の実施形態のものと異なる。その他の部分は第１の実施形態のものと同じであり、内輪２の他方の端面に当接されたプーリ１３の内筒部１３ａの外径寸法は、内輪２の軌道面２ａの最小外径寸法以下に形成されている。
図５は、第４の実施形態を示す。このオルタネータ用転がり軸受は、前記玉軸受とされた転がり軸受１の内輪２の内径面に、両側へ向けた段差部２ｂ、２ｃが形成されて、これらの段差部２ｂ、２ｃの外径寸法が内輪２の軌道面２ａの最小外径寸法以下とされ、プーリ１３の内筒部１３ａ側へ向けた段差部２ｃに間座２２ｂが当接され、プーリ１３側からの軸方向の締め付け力Ｆが間座２２ｂを介して段差部２ｃに作用するようになっている点が第３の実施形態のものと異なる。その他の部分は第３の実施形態のものと同じであり、ロータ軸１４側からの軸方向の締め付け力Ｆは段差部２ｂに作用するようになっている。
上述した各実施形態では、フロント側の転がり軸受を深溝玉軸受とし、その内輪の両側に当接されるロータ軸の段差部もしくはプーリの内筒部または間座の外径寸法を内輪の軌道面の最小外径寸法以下としたが、内輪の片側のみに当接されるロータ軸の段差部もしくはプーリの内筒部または間座の外径寸法を内輪の軌道面の最小外径寸法以下とすることもでき、内輪の両側に間座を介在させることもできる。また、フロント側の転がり軸受は、深溝玉軸受以外の玉軸受やころ軸受等とすることもできる。
第１の実施形態のオルタネータ用転がり軸受をフロント側に採用したオルタネータを示す縦断面図 図１のオルタネータ用転がり軸受を示す縦断面図 第２の実施形態のオルタネータ用転がり軸受を示す縦断面図 第３の実施形態のオルタネータ用転がり軸受を示す縦断面図 第４の実施形態のオルタネータ用転がり軸受を示す縦断面図 従来のオルタネータの例を示す縦断面図
符号の説明
１ 転がり軸受
２ 内輪
２ａ 軌道面
２ｂ、２ｃ 段差部
３ 外輪
３ａ 軌道面
４ ボール
５ 保持器
６ シール部材
１１ ハウジング
１２ ステータ
１３ プーリ
１３ａ 内筒部
１４ ロータ軸
１４ａ、１４ｂ 段差部
１５ ロータ
１６ スリップリング
１７ ブラシ
１８ 転がり軸受
１９ 外輪
２０ ナット
２１ 樹脂バンド
２２ａ、２２ｂ 間座

Claims (3)

  1. オルタネータのロータ軸をフロント側でハウジングに支持し、外径面に軌道面を有する内輪が、前記ロータ軸の外径面のフロント側へ向けた段差部と、ロータ軸のフロント側に外嵌されるプーリの内筒部との間で、両側にこれらを直接当接されるか、または片側もしくは両側に間座を当接されて締め付け固定されたオルタネータ用転がり軸受において、前記内輪の少なくとも片側に当接される前記ロータ軸の段差部もしくはプーリの内筒部または間座の外径寸法を、前記内輪の軌道面の最小外径寸法以下としたことを特徴とするオルタネータ用転がり軸受。
  2. 前記内輪の内径面に少なくとも片側へ向けた段差部を形成して、この段差部の外径寸法を前記内輪の軌道面の最小外径寸法以下とし、この少なくとも片側へ向けた段差部に、前記内輪を締め付け固定するロータ軸の段差部もしくはプーリの内筒部または間座を当接させるようにした請求項１に記載のオルタネータ用転がり軸受。
  3. 前記オルタネータ用軸受が玉軸受である請求項１または２に記載のオルタネータ用転がり軸受。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114607706A (zh) * 2020-12-03 2022-06-10 大众汽车股份公司 用于将分开的内圈紧固在轴上的方法

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