(57)【要約】【解決手段】  本発明は、ロータ及び前方のボールベアリング（２６）を保持するロータ軸（１８）と、駆動ベルトと協働する径方向面（９２）及びロータ軸（１８）が貫通する軸方向の開口部（９４）が形成された中央のプーリハブ（９３）を有するプーリ（３０）とを備える、プーリ（３０）と自動車の電気機械であるオルタネータまたはオルタネータスタータのロータとの組み立て体において、プーリ（３０）は、ロータ軸（１８）の外周面に形成された相補的なスプラインに圧力嵌めされる内側スプライン（９５）を有していることを特徴としている。
2005520999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ及びボールベアリング（２６）を保持するロータ軸（１８）と、駆動ベルトと協働する径方向面（９２）及びロータ軸（１８）が貫通する軸方向の開口部（９４）が形成された中央のプーリハブ（９３）を有するプーリ（３０）とを備えた、プーリ（３０）と自動車の電気機械であるオルタネータ、またはオルタネータスタータのロータとの組み立て体において、
プーリ（３０）は、ロータ軸（１８）の外周面に形成された相補的なスプラインに圧力嵌めされる内側スプライン（９５）を有し、かつロータ軸（１８）の外周面に、軸方向スプライン（７６）と軸方向歯（７７）とを交互に設けてあることを特徴とする組み立て体。
【請求項２】
プーリハブ（９３）は、ロータ軸（１８）を回転可能に案内するボールベアリング（２６）の内輪（５０）の径方向面（９８）と接触する径方向のショルダ（９６）を有していることを特徴とする、請求項１記載の組み立て体。
【請求項３】
ロータ軸（１８）は、ボールベアリング（２６）が嵌合する滑らかな円筒面（７０）により延長された中間円筒部（７２）を備えていることを特徴とする、請求項１記載の組み立て体。
【請求項４】
滑らかな円筒面（７０）を、軸方向スプライン（７６）と軸方向歯（７７）とが外周面に交互に設けられたスプライン（７５）により延長したことを特徴とする、請求項３記載の組み立て体。
【請求項５】
外周面のスプライン（７５）の前端の径は、段付きとなっていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の組み立て体。
【請求項６】
外周面のスプライン（７５）は、円筒面（７０）の外径と等しい外径の軸方向歯（７７）を有する短部（７８）を備えていることを特徴とする、請求項５記載の組み立て体。
【請求項７】
円筒面（７０）と短部（７８）とに、ボールベアリング（２６）を取り付けてあることを特徴とする、請求項６記載の組み立て体。
【請求項８】
軸方向歯（７７）の前端は、プーリ（３０）を容易に取り付けうるようにするための面取り部（７９）を有していることを特徴とする、請求項１記載の組み立て体。
【請求項９】
ロータ軸（１８）の自由端に、プーリ（３０）を容易に取り付けうるようにするガイド端（８０）を設けてあることを特徴とする、請求項１記載の組み立て体。
【請求項１０】
ガイド端（８０）は、プーリ（３０）を容易に取り付け可能とする面取り部（８１）を有していることを特徴とする、請求項９記載の組み立て体。
【請求項１１】
ガイド端（８０）の外径は、プーリ（３０）上の一連の軸方向歯（７７’）の内径とほぼ等しいことを特徴とする、請求項１０記載の組み立て体。
【請求項１２】
ロータ軸（１８）の自由端に、プーリ（３０）を取り付けるための、ロータ軸（１８）の軸線（Ｘ−Ｘ）と同軸のねじ孔（８２）を設けてあることを特徴とする、請求項１記載の組み立て体。
【請求項１３】
プーリ（３０）の内側スプライン（９５）は、交互に設けられた軸方向スプライン（７６’）及び軸方向歯（７７’）からなっていることを特徴とする、請求項１記載の組み立て体。
【請求項１４】
一連の軸方向歯は円錐状であり、その歯の厚さは、アッセンブリの圧力嵌め処理において、全長または一部にわたってリニアに変化していることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の組み立て体。
【請求項１５】
プーリ（３０）をロータ軸（１８）に圧力嵌めするために、プーリ（３０）の軸方向歯（７７）（７７’）の側面のみを、ロータ軸（１８）とを接触させてあることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の組み立て体。
【請求項１６】
プーリ（３０）をロータ軸（１８）に圧力嵌めするために、締めしろを５０〜２００μｍとしてあることを特徴とする、請求項１５記載の組み立て体。
【請求項１７】
プーリ（３０）を、軸方向位置決め装置により位置させてあることを特徴とする、請求項１記載の組み立て体。
【請求項１８】
ロータ軸（１８）の自由端は、一連の歯の周面にわたる先端部を備え、プーリ（３０）は、圧力嵌め処理中にローレットによりプーリ（３０）のスプラインを形成するための滑らかなプーリハブ（９３）を備えていることを特徴とする、請求項１記載の組み立て体。
【請求項１９】
ロータ軸（１８）及びプーリ（３０）を、膨張係数が近いか、または同一の材料で形成することにより、プーリ（３０）をロータ軸（１８）に確実に取り付けるようにした、請求項１記載の組み立て体。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれかに記載の組み立て体を組み立てる方法において、
−径方向に延びる前方のベース部（４３）、径方向のショルダ（９６）を有する軸方向延長部（９７）、及び中央の前方開口部（９９）を有するプーリ（３０）を用意し、
−ロータ軸（１８）のねじ孔（８２）に、ねじロッド（１００）をねじ締めし、
−プーリ（３０）の軸方向延長部（９７）を、ロータ軸（１８）のガイド端（８０）まで設け、
−ロータ軸（１８）の軸方向歯（７７）と対向してスプライン（７６’）を設けることにより、プーリ（３０）を位置決めし、
−内孔（１１４）及び後端部（１０３）を有するスペーサ（１１２）を、プーリ（３０）の前方開口部（９９）に取り付け、スペーサ（１１２）の環状の後端部（１０３）の後面を、プーリ（３０）のベース部（４３）に当接させ、ねじロッド（１００）を、スペーサ（１１２）の内孔（１１４）に遊嵌し、
−スペーサ（１１２）の前面（１０５）と接触しているねじロッド（１００）にナット（１０１）をねじ込み、それによりロータ軸（１８）の前方自由端にあるガイド端（８０）上にプーリ（３０）を保持し、
−ねじロッド（１００）を動かないように保持し、
−ナット（１０１）をねじロッド（１００）に沿って後方へねじ込み続け、プーリ（３０）をロータ軸（１８）のスプライン（７５）に取り付け、ロータ軸（１８）に引っ張り力をかけ、
−プーリ（３０）の径方向のショルダ（９６）が、電気機械の前方のボールベアリング（２６）の内輪（５０）の径方向面（９８）に当接すると、ねじ込み処理を完了し、最後に、
−スペーサ（１１２）及びナット（１０１）を保持しているねじロッド（１００）を引き抜くことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の駆動プーリと回転式電気機械のロータとの組み立て体に関する。
【０００２】
特に、本発明は、自動車のオルタネータのプーリの取り付けに関する。
【０００３】
プーリ及び駆動ベルトにより、オルタネータのロータを駆動することができる。
【０００４】
より詳しく言うと、本発明は、一回転方向のみにトルクを伝達できる「フリーホイール」型の分離装置を有しない自動車のオルタネータのプーリに関する。
【背景技術】
【０００５】
上述した分野において、駆動ベルトと協働する周辺動作領域と、ロータ軸の軸方向貫通路を有する中央ハブとを備えるプーリの組み立て体は公知である。
【０００６】
プーリをロータ軸と回転連結させるために、プーリの中央ハブは、ロータ軸の端部に遊嵌される。すなわち、ロータ軸は、プーリハブの軸方向孔の相補的な部分を通過して延びる滑らかな部分を備えている。中央ハブは、ロータ軸を回転案内するボールベアリングの内輪と、ロータ軸の自由端にあるねじ山にねじ込まれる固定ナットとの間で、軸方向にクランプまたは把持される。
【０００７】
プーリとナットとの間にワッシャが挿入され、ロータ軸にあるプーリの滑り移動に抗するトルク値は、ナットの締め付けトルク値に依存している。
【０００８】
しかし、このトルク値は、圧縮や引っ張りにおける材料の強度、アッセンブリの種々の部材、及び互いに接触する部材の面の状態により制限される。
【０００９】
場合によっては、プーリとロータの組み立て体により、非常に大きなトルクを伝達する必要があるため、プーリが緩んだり、駆動ベルトの引っ張り力により、組み立て体が過度のストレスを受けたりする。
【００１０】
エンジンの作動によって、伝達されるトルクが非周期的に変化することにより、上述のような緩みが発生する。フリーホイール装置が設けられたプーリは、一方向に回転トルクを伝達できるようになっているだけであるので、緩みやすい。
【００１１】
オルタネータにより、自動車のエンジンにより駆動されるインダクタロータの回転が変換され、スタータの巻き線に励磁電流が発生する。また、オルタネータは、可逆的に電気モータともなる。ステータは誘導子として、ロータは電機子として作用し、ロータ軸が自動車のエンジンを回転駆動させる。
【００１２】
この可逆的なオルタネータはオルタネータスタータと呼ばれ、機械エネルギーを電気エネルギーに、また、その逆に変換するようになっている。すなわち、オルタネータスタータは、エンジンを始動させて、自動車を駆動させる駆動モータと、例えば空調圧縮機を駆動する補助モータとなっている。
【００１３】
一般的に、ステータは、３つの巻き線を備えており、オルタネータは３相となっている。また、オルタネータは、巻き線がヘアピン形状の導体棒に巻回された６相型の場合もある。オルタネータスタータが、スタータモード、すなわち駆動モータとして作動する場合、エンジンに非常に大きなトルクを伝達する必要がある。この作動モードにおいては、摩擦によるトルク伝達は不十分であり、滑りや、プーリの緩みが発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
米国特許第5,418,400号には、プーリがローレット付き軸に取り付けられたオルタネータスタータが開示されている。しかし、軸にローレットによって組み付けられたプーリによりトルクを伝達する場合、高トルクを伝達するために、ナットを追加する必要がある。すなわち、ローレットだけによるプーリの固定は不十分である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
これらの欠点を解消するために、本発明は、駆動プーリと自動車の回転式電気機械であるオルタネータまたはオルタネータスタータのロータとの組み立て体であって、ロータ及び前方のボールベアリングを保持するロータ軸と、駆動ベルトと協働する径方向面、及びロータ軸が貫通する軸方向の開口部が形成された中央のプーリハブを有するプーリとを備え、プーリは、ロータ軸の外周面に形成された相補的なスプラインに圧力嵌めして取り付けられる内側スプラインを有している。
【００１６】
このような本発明の構成によると、プーリ/ロータ組み立て体により伝達される最大トルクは、プーリの軸方向把持力、すなわち、従来技術におけるナットの締め付けトルクに依存しなくなる。従って、本発明により、プーリを固定するナットが不要なオルタネータスタータやオルタネータを得ることができる。
【００１７】
また、本発明は、上述した組み立て体を、次のようにして組み立てる方法を提案している。
−径方向に延びる前方のベース部、径方向のショルダを有する軸方向延長部及び中央の前方開口部を有するプーリを用意し、
−ロータ軸のねじ孔に、ねじロッドをねじ締めし、
−プーリの軸方向延長部を、ロータ軸のガイド端まで設け、
−ロータ軸の軸方向歯と対向してスプラインを設けることにより、プーリを位置決めし、
−内孔及び後端部を有するスペーサを、プーリの前方開口部に取り付け、スペーサの環状の後端部の後面を、プーリのベース部に当接させ、ねじロッドを、スペーサの内孔に遊嵌し、
−スペーサの前面と接触しているねじロッドにナットをねじ込み、それによりロータ軸の前方自由端にあるガイド端上にプーリを保持し、
−ねじロッドを動かないように保持し、
−ナットをねじロッドに沿って後方へねじ込み続け、プーリをロータ軸のスプラインに取り付け、ロータ軸に引っ張り力をかけ、
−プーリの径方向のショルダが電気機械の前方のボールベアリングの内輪の径方向面に当接すると、ねじ込み処理を完了し、最後に、
−スペーサ及びナットを保持しているねじロッドを引き抜く。
【００１８】
このようにして、本発明によるプーリ/ロータ組み立て体のための、簡単で信頼性がある安価な組み立て方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下の詳細な説明において、同一、類似、または同様の部材には、同一の符号を付してある。
【００２０】
詳細な説明及び特許請求の範囲を容易に理解しうるために、非限定的に図面の右側を前方とし、左側を後方とする。
【００２１】
図１は、自動車のための、例えば３相である多相オルタネータの軸線方向断面図である。この多相オルタネータは、自動車のアースに接続され、かつ、ヨーロッパ特許第0 515 259号に詳細に記載されているようにし、主要な２つの内部部材であるステータ（１４）及びロータ（１６）を保持している２つの部材（１５）（１７）からなるケーシング（１２）を備えている。部材（１５）（１７）は、自動車の固定部に固定されるラグを備えている。
【００２２】
ステータ（１４）は、ロータ（１６）を包囲している。ロータ（１６）は、後端に２つのスリップリング（２０）が固定され、前端にプーリ（３０）が固定されたロータ軸（１８）に固定されている。例えば溝付きのプーリ（３０）は、自動車のエンジンにより駆動される伝達装置の一部である相補的形状の駆動ベルトと係合するように設けられている。
【００２３】
ステータ（１４）は、例えば、軸線と直交する方向に積層された軟鉄層からなるボディ（２２）を備えている。
【００２４】
ボディ（２２）の環状の内面は、径方向外側へ延び、電気巻き線（３２）の軸方向端部が設けられる軸方向溝を有している。軸方向溝は、フランス国特許公開第2 603 429号公報に開示されているように、内側に開いている。
【００２５】
各電気巻き線（３２）は、巻回された電導要素である、例えば銅線のコイルからなっている。コイルは、例えばポリエステルである少なくとも１つの絶縁材料層で被覆されている。この絶縁材料層は、ポリイミド層及びポリアミド・イミド層の２つの層からなっている。
【００２６】
軸方向端は、図１のように、ステータ（１４）のボディ（２２）の各側方で突出するシニヨン（図示しない）をなす横向きの接合端部により延びている。
【００２７】
他の例では、国際公開第ＷＯ92/06527号公報に示されているように、ステータ（１４）の軸方向溝に取り付けられ、断面が円形または矩形であるヘアピンのようなバー状のコンダクタが用いられる。さらにその他の例では、2001年4月5日出願のフランス国特許第01 04770号に記載されているように、４つの電導部材が、各軸方向溝において互いに径方向に重畳して取り付けられている。
【００２８】
この実施例において、ロータ（１６）は、２つの金属プレート（６４）（６６）の間に、円筒の電気励起巻き線（６２）が取り付けられた爪形となっている。各金属プレート（６４）（６６）の外周には、対向する金属プレート（６６）（６４）へ向かって軸方向へ延びる爪が設けられている。電気励起巻き線（６２）の端部は、接続ワイヤにより公知のようにスリップリング（２０）に接続されている。
【００２９】
この実施例では、金属プレート（６４）（６６）の内周には、電気励起巻き線（６２）を保持する円筒部が設けられている。また、円筒状のコアをロータ軸（１８）に取り付け、電気励起巻き線（６２）を保持するために、２つの金属プレート（６４）（６６）の間に設けてもよい。
【００３０】
爪を有する金属プレート（６４）（６６）の各アッセンブリは、磁性鋼である磁極輪をなしている。各磁極輪は、ロータ軸（１８）のローレット（７１）により、ロータ軸（１８）に固定されている。爪は、一方の磁極輪と他方の磁極輪との間で円周方向にずらされている。そのため、各金属プレート（６４）（６６）の爪は、他方の金属プレートの隣接する２つの爪の間に位置している。
【００３１】
ヨーロッパ特許第0 515 259号には、その詳細と、オルタネータの他の部材が示されている。オルタネータの各金属プレート（６４）（６６）は、ケーシング（１２）の各部材（１５）（１７）と隣接するファン（１０２）（１０４）を保持しており、内部換気を行っている。
【００３２】
ケーシング（１２）の各部材（１５）（１７）は、空気流のための開口部を有し、ロータ軸（１８）の前端及び後端を回転支持するために、中央に設けられたボールベアリング（２６）（２８）を保持している。このように、ケーシング（１２）の一方の部材（１５）は、プーリ（３０）と隣接する前部ボールベアリング部とされ、他方の部材（１７）は、後部ボールベアリング部となっている。部材（１７）は、ステータ（１４）により発生される交流電流の整流器（２３）と、スリップリング（２０）と協働するブラシのブラシキャリヤ（２５）とを保持している。
【００３３】
図１に示すように、部材（１７）に固定され、電気励起巻き線（６２）の電流及び電圧を調節するレギュレータに公知のように接続されたブラシキャリヤ（２５）と、順方向に取り付けられたダイオードを有する整流器（２３）とを覆う保護カバー（２７）が設けられている。フランス国特許公開第2 734 425号公報に詳細が記載されているように、整流器（２３）は、負ダイオードと、正ダイオードを保持する金属製の正ラジエータと、ダイオードとの接続のために、正ラジエータの後部軸受け間に挿入されたコネクタとを備えている。
【００３４】
部材（１５）（１７）はアルミニウムベースの金属製であり、対応するボールベアリング（２６）（２８）を保持する径方向プレート部と、軸方向の周辺フランジとにより区切られた中空型である。部材（１５）（１７）の一方は、ステータ（１４）のボディ（２２）の積層部を保持するためのショルダを内側に有し、スペーサをなす環状部（符号を付していない）と係合するねじ（２９）により固定されている。
【００３５】
環状部は、環状部と上述したショルダとの間にボディ（２２）を保持するために、部材（１５）に係合する径方向フランジを備えている。また、部材（１７）にショルダを設け、ボディ（２２）を、部材（１５）（１７）のショルダ間に保持するようにしてもよい。
【００３６】
径方向プレート及びフランジは、公知のように、空気流のための孔を有している。このように、フランジは、電気巻き線（３２）の軸端と対向し、ステータ（１４）のボディ（２２）から軸方向に突出する孔であるシニヨンを有し、径方向プレートは、ファン（１０２）（１０４）のブレードと対向する孔を有している。
【００３７】
これらのベアリングは、上述したヨーロッパ特許第0 515 259号の図１に示されているように、ねじまたはタイバーにより固定されている。また、単一のファンを、プーリの外側に取り付けてもよい。さらに、部材（１５）（１７）に、自動車のエンジンクーラントのような冷却液を流す内部流路を設けてもよい。
【００３８】
プーリ（３０）は、ロータ軸（１８）のねじ山前端部（４０）を取り付け可能なように内側へ窪んでおり、ナット（４１）と、プーリ（３０）の径方向のベース部（４３）とナット（４１）との間に挿入されたスラストワッシャ（４２）とを有しており、ナット（４１）はねじ山前端部（４０）にねじ留めされている。ベース部（４３）は、中央孔と、ロータ軸（１８）を中央孔に通すための環状の第１のスペーサ（４４）及び第２のスペーサ（４５）を有している。
【００３９】
ボールベアリング（２６）の内輪（５０）は、ロータ軸（１８）の滑らかな円筒面（７０）にシーミングされている。スペーサ（４４）（４５）は、内輪（５０）の両側に取り付けられている。ボールベアリング（２６）の外輪（５１）は、部材（１５）の径方向プレート部（１９）の内周に形成されたハウジングに設けられている。
【００４０】
ハウジングは、軸向きの環状面（５２）により区切られている。環状面（５２）は、第１のスペーサ（４４）を僅かな間隙をもって包囲する径方向壁（５３）により、径方向内側へ延びている。外輪（５１）の前面は、径方向壁（５３）の外周に係合しており、後面はリング（５５）と接触している。リング（５５）は、環状面（５２）の径方向外側において、径方向プレート部（１９）にねじ留めされ、環状面（５２）は、外輪（５１）の外周面と接触している。
【００４１】
このように、外輪（５１）は、リング（５５）と径方向壁（５３）との間に把持されている。環状の第１のスペーサ（４４）は、プーリ（３０）のベース部（４３）とボールベアリング（２６）の内輪（５０）との間に軸方向に設けられている。
【００４２】
公知のように、内輪（５０）及び外輪（５１）は、各輪内に径方向に挿入されるボール（５４）のトラックを有している。ボールベアリング（２６）は、公知のように油で潤滑され、ボールベアリング（２６）の各軸端に設けられた外輪（５１）に固定されたシールにより、油の漏れが塞がれ、ボールベアリング（２６）がシールされている。ボール（５４）を保持するケージが設けられている。ボールベアリング（２６）のシール（符号を付していない）を、破線で示してある。シールは、ボールベアリング（２６）の軸端後方にある。シールは、ボールベアリング（２６）の外輪に固定されており、内輪（５０）の外周面と接触している。
【００４３】
第１のスペーサ（４４）は環状であり、その前端には、ベース部（４３）と接触する径方向の環状フランジが設けられている。また、より厚さを増すように、第１のスペーサ（４４）をベース部（４３）と一体形成してもよい。第２のスペーサ（４５）は環状であり、ボールベアリング（２６）の内輪（５０）と、隣接する磁極輪の金属プレート（６４）との間で軸方向に位置している。ロータ軸（１８）は押圧され、他方の磁極輪の金属プレート（６６）の後面と整列している。
【００４４】
従って、ベース部（４３）、内輪（５０）、金属プレート（６４）（６６）は、スラストワッシャ（４２）に設けられたナット（４１）を締め付けることにより、スペーサ（４４）（４５）を介して軸方向に固定される。金属プレート（６４）（６６）よりも硬質であるロータ軸（１８）のローレット（７１）により、金属プレート（６４）（６６）の中央孔に刻み目が形成されて小さな溝が形成され、ロータ軸（１８）が中央孔に圧力嵌めされるので、金属プレート（６４）（６６）は、回転しないように固定される。
【００４５】
従って、把持効果が発生し、プーリ（３０）は、ロータ軸（１８）に回転しないように固定される。また、圧力嵌めにより、内輪（５０）は、ロータ軸（１８）に回転しないように固定される。この圧力嵌めは、環状面（５２）内の外輪（５１）を取り付ける場合よりも強固になされる。
【００４６】
図２は、本発明によるロータ軸（１８）の側面図である。ロータ軸（１８）は、自動車の例えばオルタネータまたはオルタネータのスタータである回転式の電気機械のロータ軸である。
【００４７】
ロータ軸（１８）は、磁極輪が嵌合する凸状のローレット（７１）を備えている。より詳しく言うと、磁極輪はローレット（７１）に圧力嵌めされ、ローレット（７１）に溝が形成される。ロータ軸（１８）は、回転式電気機械の回転軸をなす軸線（Ｘ−Ｘ）を有している。
【００４８】
ローレット（７１）は、ロータ軸（１８）のローレット（７１）における外径よりも大きい外径を有する中間円筒部（７２）により、前方へ延びている。中間円筒部（７２）は、ロータ軸（１８）と一体形成されているのが好ましい。また、中間円筒部（７２）をロータ軸（１８）に溶接されたリングとしてもよい。
【００４９】
中間円筒部（７２）は、ボールベアリング（２６）と係合する径方向の前方ショルダ（７３）と、前方の金属プレート（６４）に当接する径方向の後方ショルダ（７４）とにより、軸方向に区切られている。このように、中間円筒部（７２）は、径方向を向く２つのショルダ（７３）（７４）により区切られたスペーサ部材となっている。
【００５０】
また、図６に示すロータ軸（１８）は、中間円筒部（７２）を有していない。そのため、ロータ軸（１８）は、「滑らかな」軸となっている。このロータ軸（１８）は、中間円筒部（７２）の両側を機械加工する必要がないので製造費が安いという利点がある。この滑らかな軸は、シーミングにより後方の磁極輪を取り付けるための溝（２０１）を備えており、それにより、磁極輪が軸方向に移動しないようになっている。
【００５１】
前方ショルダ（７３）は、ボールベアリング（２６）が嵌合するように設けられた滑らかな円筒面（７０）により延びている。滑らかな円筒面（７０）の前方自由端は、外周面に交互に設けられた軸方向スプライン（７６）と軸方向歯（７７）とを含むスプライン（７５）により、前方へ延びている。
【００５２】
スプライン（７５）の外径は段付きであり、軸方向スプライン（７６）のベースの基円も同様である。より詳しく言うと、スプライン（７５）の後端には、円筒面（７０）の外径と同等の外径を有する軸方向歯（７７）を含む短部（７８）が設けられている。前端において、スプライン（７５）の軸方向歯（７７）が、プーリ（３０）のスプラインと少しだけ協働するように設けられている。
【００５３】
ボールベアリング（２６）は、滑らかな円筒面（７０）及び短部（７８）上で同時に調節され、強固に固定される。
【００５４】
変形として、図６からわかるように、ボールベアリング（２６）を、滑らかな円筒面（７０）に取り付けてもよい。
【００５５】
軸方向歯（７７）の前方自由端には、プーリ（３０）を容易に取り付け可能とする面取り部（７９）が形成されている。
【００５６】
ロータ軸（１８）の前方自由端には、プーリ（３０）を容易に取り付け可能とするガイド端（８０）が設けられている。ガイド端（８０）には、プーリ（３０）をさらに容易に取り付け可能とする面取り部（８１）が形成されている。ガイド端（８０）の外径は、プーリ（３０）の軸方向歯（７７）の内径とほぼ同等である。
【００５７】
ロータ軸（１８）の前方自由端には、プーリ（３０）をロータ軸（１８）に取り付けるために、軸線（Ｘ−Ｘ）と同軸であるねじ孔（８２）が設けられている。
【００５８】
スプラインにおける一連の軸方向歯の形状は、噛み合い形状のために現在用いられている内巻き噛合による「改良された円形」形状となっている。軸方向歯は、フライス削りまたは圧延により形成されるのが好ましい。
【００５９】
また、変形例を示す図６からわかるように、ロータ軸（１８）の前方自由端には、プーリ（３０）をロータ軸（１８）に取り付けるナットが嵌合されるねじ山前端部（２００）が設けられている。
【００６０】
図３に示すように、プーリ（３０）には、肉厚の円板状である硬質のボディ部（９０）が設けられ、ボディ部（９０）の外周面は、軸方向を向き、軸線（Ｘ−Ｘ）を有する環状の円筒スカート部（９１）により前方へ延びている。ボディ部（９０）及び円筒スカート部（９１）は、駆動ベルト（図示しない）と公知のように協働する周面動作領域をなす径方向面（９２）を有している。
【００６１】
図３の例では、非限定的に、径方向面（９２）により構成され、駆動ベルトと協働するプーリ（３０）の周面動作領域には溝が形成され、溝付きの駆動ベルトと協働するようになっている。また、適用例によっては、径方向面（９２）に歯を設け、凹部が形成された駆動ベルトと協働させるようにしてもよい。
【００６２】
プーリ（３０）は、例えば一体形成され、ボディ部（９０）の径方向外周面は、環状のプーリハブ（９３）により延びている。プーリハブ（９３）は、径方向のボディ部（９０）に対して軸方向前方へ延びる肉厚スリーブとなっている。
【００６３】
スリーブ状で環状のプーリハブ（９３）は、軸方向の開口部（９４）を有しており、また、本発明の特徴による、交互に設けられた軸方向スプライン（７６’）及び軸方向歯（７７’）からなる内側スプライン（９５）を備えている。軸方向スプライン（７６’）は、ロータのロータ軸（１８）のスプライン（７５）と協働し、プーリ（３０）をロータ軸（１８）のプーリハブ（９３）に圧力嵌めできるようになっている。
【００６４】
プーリ（３０）のプーリハブ（９３）の軸方向後端は、環状の軸方向延長部（９７）の後方自由端に形成された径方向のショルダ（９６）により区切られている。図４からわかるように、ショルダ（９６）は、ロータ軸（１８）を回転案内するための前方にあるボールベアリング（２６）の内輪（５０）の軸端の径方向面（９８）と軸方向に当接している。
【００６５】
図１と比べ、図４では、ボールベアリング（２６）の外輪（５１）の前面は、リング（５５）と接触している。リング（５５）は、外輪（５１）の外周面と接触している環状面（５２）の径方向外側にある径方向プレート部（１９）にねじ留めされて固定されている。このような構造を逆にすることも可能である。
【００６６】
本発明の範囲から逸脱することなく、プーリ（３０）のショルダ（９６）を、ロータ軸（１８）に直接的に形成された対応するショルダに係合させることもできる。
【００６７】
プーリ（３０）の前端には、円筒スカート部（９１）と同一平面において、段付きであり、圧力嵌めされたプーリ（３０）を軸方向に保持するための大きなスラストリング（１０８）が嵌合される前方開口部（９９）が形成されている。前方開口部（９９）の前端は、面取りされているのが好ましい。
【００６８】
図５ａ、図５ｂ、及び図５ｃは、ロータ軸（１８）にプーリ（３０）を取り付ける本発明による方法の一例を示している。
【００６９】
この例によれば、次のようにしてプーリ（３０）がロータ軸（１８）に取り付けられる。
−ねじロッド（１００）を、ロータ軸（１８）のねじ孔（８２）にねじ込む。
−プーリ（３０）の環状の軸方向延長部（９７）を、ガイド端（８０）まで設ける。
−ロータ軸（１８）の軸方向歯（７７）と対向して軸方向スプライン（７６’）を設けることにより、プーリ（３０）を位置決めする。
−変形として、この処理段階において、容易に取り付け可能とするために、プーリ（３０）を例えば１７０℃に加熱してもよい。
−スペーサ（１１２）をプーリ（３０）の中央にある前方開口部（９９）に取り付け、スペーサ（１１２）の環状の後端部（１０３）を、プーリ（３０）の径方向のベース部（４３）に当接させ、ねじロッド（１００）を、軸線（Ｘ−Ｘ）と同軸であるスペーサ（１１２）の内孔（１１４）に遊嵌させる。
−ナット（１０１）をねじロッド（１００）にねじ込み、スペーサ（１１２）の前面と接触させ、ロータ軸（１８）の前方自由端において、プーリ（３０）をガイド端（８０）に強固に取り付けて保持する。
−ねじロッド（１００）をねじ込む。
−ナット（１０１）をねじロッド（１００）に沿って後方へねじ込み続け、プーリ（３０）をロータ軸（１８）のスプライン（７５）に取り付ける。それにより、プーリ（３０）の他方の面がボールベアリングと当接するまで、ロータ軸（１８）が「後退」する。
−プーリ（３０）の径方向のショルダ（９６）が、電気機械の前方のボールベアリングの内輪（５０）の径方向面（９８）と当接すると、ねじ込み処理は完了する。図５ｂは、ねじ込み処理が完了した時の、本発明によるロータ軸（１８）及びプーリ（３０）のアッセンブリを示している。
−スペーサ（１１２）及びナット（１０１）を保持するねじロッド（１００）を引き抜く。
【００７０】
補助工具により、ねじロッド（１００）を締め付ける。ねじロッド（１００）の前方自由端には、内側に鋸歯状となった中央ソケット（１０６）が設けられている。従って、ねじロッド（１００）は、補助工具（図示しない）により回転されるのが防止され、外側に鋸歯状となっており、ねじロッド（１００）の鋸歯状の中央ソケット（１０６）に嵌合され、回転が阻止される。例えば、六角工具とソケットを用いる。
【００７１】
ねじ締めしている間、ナット（１０１）は、スペーサ（１１２）の前面（１０５）に後方への軸方向力を伝達する。この軸方向力は、スペーサ（１１２）の後端部（１０３）を介して、プーリ（３０）の径方向のベース部（４３）に伝達される。
【００７２】
図５ｃに示す変形例では、大きなスラストリング（１０８）をプーリ（３０）の径方向のベース部（４３）に設けた後、スタッド（１０７）がロータ軸（１８）の前端にあるねじ孔（８２）にねじ込まれる。このようにして、プーリ（３０）がロータ軸（１８）から外れるのが防止される。
【００７３】
また、図６に示す変形例では、ロータ軸（１８）にプーリ（３０）を取り付ける場合、上述した図２の場合と同様に行われる。すなわち、取り付け処理は、次のようにしてなされる。
−プーリ（３０）の環状の軸方向延長部（９７）をガイド端（８０）まで設ける。
−ロータ軸（１８）の軸方向歯（７７）と対向させて軸方向スプライン（７６’）を設けることにより、プーリ（３０）を位置決めする。
−この処理において、変形として、容易に取り付け可能とするために、プーリ（３０）を例えば１７０℃に加熱してもよい。
【００７４】
ロータ軸（１８）の前端において、中央ソケット（１０６）と対になって協働する工具の動きに対して、ロータ軸（１８）を保持する。
−プーリ（３０）がボールベアリング（２６）と当接するまで、ナットをねじ山前端部（２００）で後方へ向かってねじ込む。
−プーリ（３０）の径方向のショルダ（９６）が、電気機械の前方のボールベアリング（２６）の内輪（５０）の径方向面（９８）と当接すると、ねじ込み処理が完了される。
【００７５】
変形として、ナットとプーリ（３０）の前面との間にワッシャを挿入してもよい。
【００７６】
プーリ（３０）を取り付けると、ナットを、ねじ山前端部（２００）から引き抜き、他の取り付け処理に用いる。トルクを伝達することはないが、安全のために、ナットをねじに残しておいてもよい。
【００７７】
上述した２つの取り付け処理と同様に、ロータ軸（１８）に容易に圧力嵌めできるように、プーリ（３０）を加熱することもある。この加熱処理により、ロータ軸（１８）にプーリ（３０）を、確実かつ完全に取り付けることができる。また、プーリ（３０）がロータ軸（１８）に取り付けた後、熱作用により、プーリ（３０）を容易に取り外すことができる。ロータ軸（１８）にローレットによりプーリ（３０）を取り付ける場合には、上述した熱処理は不要である。
【００７８】
プーリ（３０）がボールベアリングに当接するまで、プーリ（３０）をロータ軸（１８）上で押し出す押出機のような他の方法も用いることができる。
【００７９】
また、軸方向歯を「円錐状」、すなわち、軸方向歯の厚さを全長または有効長にわたって、リニアに変化させることも可能である。ロータ軸（１８）とプーリ（３０）とが滑り作用により調節され、係合が増すと締め付けも増すので、初期の取り付けが容易となる。
【００８０】
プーリ（３０）をロータ軸（１８）にスプライン上で圧力嵌めする場合、プーリ（３０）の軸方向歯の側部とロータ軸（１８）とが接触するだけであり、それにより、プーリ（３０）がロータ軸（１８）にセンタリングされ、特定の適用例におけるトルクが伝達される。電気機械がモータまたはジェネレータとして動作しているかに基づいて、対応する方向に回転トルクが伝達される。
【００８１】
ベルトとプーリとによる伝達のために、ロータ軸（１８）は、回転撓みモードで動作する。従って、スプラインの形状が最適化されるとともに、形成処理が最適化され、疲れ強さが最大となる。ロータ軸（１８）のスプラインは、冷間圧延されているのが好ましい。
【００８２】
ロータ軸（１８）とプーリ（３０）との間に空隙が形成されないように、スプラインは強固に形成されている。このように形成されていないと、エンジン速度の非周期効果や変動、及び伝達装置により伝達されるトルクの方向の逆転により、スプラインの動作不良または破損、ロータ軸の破損が発生する場合がある。締めしろは、５０〜２００μｍであるのが好ましい。
【００８３】
アッセンブリの品質及び伝達される最大トルク値は、プーリ（３０）と接触する種々の部材の面の状態に左右されない。このように、本発明によれば、ロータ軸（１８）のスプラインとプーリ（３０）とを結合させる手段により、トルクを伝達することができる。
【００８４】
プーリとベルトとによる伝達のために、プーリ（３０）により伝達されるトルクにより設定される接線力をもって、ロータ軸（１８）は僅かに撓む。従って、「点頭」効果が発生し、プーリ（３０）がロータ軸（１８）に締め付けられていても、軸方向の滑り効果が発生する場合がある。この滑り移動を、以下のような軸方向位置決め手段により制御することが望ましい。
−ねじ（選択的に制動装置を有する）
−ナット（選択的に制動装置を有する）
−スプラインが形成されていない軸端のシーミング（局部的な変形）
−ワッシャ、サークリップ、または弾性コッタ
−プーリ（３０）取り付け後のロータ軸（１８）の変形（伸長）。円錐状工具により延長可能な円錐状のねじ山を有する中空軸を用い、プーリ（３０）を取り付けた後、スプラインを延長するために、例えばロータ軸（１８）を軸方向に圧縮する。
【００８５】
上述した処理の変形において、プーリとロータ軸とを調節して締め付けることにより、ロータ軸（１８）におけるプーリ（３０）の軸方向位置を直接的に設定するようにしてもよい。このようにして、ねじ、ナット、サークリップ、またはその他の位置決め手段の付加的な軸方向保持装置が不要となり、上述した点頭効果による変位が制限される。
【００８６】
また、一連の軸方向歯の全周面にわたって、ロータ軸（１８）の軸端に先端部を設け、プーリ（３０）に滑らかな孔を設けてもよい。プーリ（３０）のスプラインは、ロータ軸（１８）の圧力嵌め中に、材料を除去することにより形成される。この場合、ロータ軸（１８）上で軸方向歯の表面焼き入れを行う必要がある。また、分解した場合には、部材を再利用できない。
【００８７】
温度変化が大きいために、ロータ軸及びプーリの材料を、同じようなまたは同一の膨張係数を有するものを用いて、作動中の結合を確実に強固とするのが好ましい。
【００８８】
本発明の構成により、アッセンブリにより伝達可能な最大トルクは、プーリの軸方向の把持力、すなわち、従来のようなナットの把持力に依存しなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】従来技術におけるオルタネータの軸方向一部断面図である。
【図２】本発明によるオルタネータのロータ軸の軸方向側面図である。
【図３】本発明によるオルタネータのプーリの軸方向一部断面図である。
【図４】本発明によるロータ軸に取り付けられたオルタネータのプーリの軸方向断面図である。
【図５】図５ａ〜図５ｃは、本発明によるロータ軸に対するプーリの取り付け方法を説明する図である。
【図６】本発明の変形例を示すロータ軸の一部断面図である。
【図７】軸線（Ｘ−Ｘ）と直交する、本発明によるロータ軸の部分図である。
【図８】軸線（Ｘ−Ｘ）と直交する、本発明によるプーリの図である。
【符号の説明】
【００９０】
１２          ケーシング
１４          ステータ
１５、１７    部材
１６          ロータ
１８          ロータ軸
１９          径方向プレート部
２０          スリップリング
２２          ボディ
２３          整流器
２５          ブラシキャリヤ
２６、２８    ボールベアリング
２７          保護カバー
２９          ねじ
３０          プーリ
３２          電気巻き線
４０          ねじ山前端部
４１          ナット
４２          スラストワッシャ
４３          ベース部
４４、４５    スペーサ
５０          内輪
５１          外輪
５２          環状面
５３          径方向壁
５４          ボール
５５          リング
６２          電気励磁巻き線
６４、６６    金属プレート
７０          円筒面
７１          ローレット
７２          中間円筒部
７３          前方ショルダ
７４          後方ショルダ
７５          スプライン
７６、７６’  軸方向スプライン
７７、７７’  軸方向歯
７８          短部
７９          面取り部
８０          ガイド端
８１          面取り部
８２          ねじ孔
９０          ボディ部
９１          円筒スカート部
９２          径方向面
９３          プーリハブ
９４          開口部
９５          内側スプライン
９６          ショルダ
９７          軸方向延長部
９８          径方向面
９９          前方開口部
１００        ねじロッド
１０１        ナット
１０２、１０４  ファン
１０３        後端部
１０５        前面
１０６        中央ソケット
１１２        スペーサ
１１４        内孔
２００        ねじ山前端部
２０１        溝
【図１】
2005520999.tif 000003
【図２】
2005520999.tif 000004
【図３】
2005520999.tif 000005
【図４】
2005520999.tif 000006
【図５ａ】
2005520999.tif 000007
【図５ｂ】
2005520999.tif 000008
【図５ｃ】
2005520999.tif 000009
【図６】
2005520999.tif 000010
【図７】
2005520999.tif 000011
【図８】
2005520999.tif 000012
【国際調査報告】
2005520999.tif 000013
2005520999.tif 000014
2005520999.tif 000015
2005520999.tif 000016