CN101499690B - 电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动机，包括转轴、转子铁心、装设于转轴上的换向器；定子；两轴承，用于旋转支撑转轴；及位于换向器与其中一轴承之间的挡油装置，挡油装置包括本体部及从本体部延伸的集油部，本体部紧密套置于转轴上从而形成一油密封结构，防止从所述其中一轴承漏出的油沿转轴流向换向器，集油部的朝向所述其中一轴承的一侧设有储油空腔，所述挡油装置的热膨胀系数接近转轴的热膨胀系数，以使得形成于挡油装置与转轴间的油密封结构在一定的温度变化范围内能保持有效的油密封。本发明的电动机，由于所述挡油装置的本体部紧密套置于所述转轴上从而形成一油密封结构，可防止从所述其中一轴承漏出的油沿转轴流向换向器。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种电动机，尤其涉及一种电动机的挡油装置。

背景技术

小型、分马力或次分马力永磁直流电动机通常包括有电刷装置和换向器，用于传递电流从电动机端子至电动机转子的绕组。电动机转子通常由轴承支撑，出于对成本及耐磨性的考量，所述轴承通常采用烧结含油套筒轴承。然而，此种类型的轴承有一个缺点：油不能被密封在套筒内，具有沿转轴往外渗漏的趋势。通常，换向器靠近其中一个轴承，从轴承漏出的油如果不加阻隔，则容易流向换向器，从而污染换向器，导致短路，影响电动机正常工作。球轴承和滚珠轴承也存在同样的漏油问题，尤其在高温应用场合如汽车引擎内。

当电动机应用在较宽的温度变化范围时，如用在汽车引擎内时，通常需要经受的温度变化范围为-40℃至180℃。由于轴承与润滑油两者的热膨胀系数相差较大，如通常润滑油的热膨胀系数为2.2~3.4x10^-4，而烧结含油套筒轴承的热膨胀系数为12~18x10^-6。在180℃时，润滑油的热膨胀程度远大于轴承的热膨胀程度，这将导致润滑油从轴承里渗出，渗出的油将沿着转轴继续渗漏，由于换向器靠近其中一个轴承，从轴承漏出的油如果不加阻挡，则容易流向换向器，从而污染换向器，导致短路，影响电动机正常工作。

为解决上述问题，英国专利2192312号揭示了一种橡胶集油环，用于防止漏油流向换向器。然而，由于集油环由橡胶材料制成，因此集油环与轴承之间需要留有间隙，集油环与轴承之间留有间隙不利于电动机体积小型化；而且，应用此种橡胶集油环的电动机不适用于高温应用场合。另外，橡胶可能会与润滑油发生化学反应。

英国专利2207956号揭示了一种薄型甩油环，甩油环为碟状外形，通过压力套置于转轴上。此种薄型甩油环具有占用较小空间的优点。然而，应用此种薄型甩油环的电动机，其转子的转速必须超过一定的值，以便被挡在甩油环上的油能被甩离甩油环，否则，停留在甩油环上的油最终还将沿转轴流向换向器。而且，此种甩油环不能使油回流从而使得润滑油越来越少，当应用在低温场合如下雪的夜晚时，润滑油的体积将进一步缩小，这将导致在电机工作初期，转轴与轴承之间容易出现干摩擦，从而损坏电机转轴。

因此，有需要提供一种改良的可在较宽温度变化范围内保持良好油密封效果的电动机挡油装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电动机，包括转子，所述转子包括转轴、转子铁心、装设于转轴上的换向器；定子，与转子相对；两轴承，用于旋转支撑所述转子的转轴，其中一轴承靠近所述换向器；所述电动机还包括位于换向器与所述其中一轴承之间的挡油装置，所述挡油装置包括本体部及从本体部沿径向向外延伸的集油部，所述本体部紧密套置于所述转轴上从而形成一油密封结构，防止从所述其中一轴承漏出的油沿转轴流向换向器，所述集油部的朝向所述其中一轴承的一侧设有储油空腔，所述挡油装置的热膨胀系数接近转轴的热膨胀系数，以使得形成于所述挡油装置的本体部与转轴间的油密封结构在一定的温度变化范围内能保持有效的油密封。

本发明进一步的改进为：所述温度变化范围为-40℃至180℃。

本发明进一步的改进为：所述挡油装置由金属制成。

本发明进一步的改进为：所述其中一轴承的靠近换向器的一端形成一外径缩小的颈部，所述颈部的末端在转轴的轴线方向上伸入所述挡油装置内。

本发明进一步的改进为：所述其中一轴承为球面轴承，所述球面轴承通过一弹性装置固定于所述电动机的端盖上。

本发明进一步的改进为：所述其中一轴承为套筒轴承，通过干涉配合固定于所述电动机的端盖上。

本发明所举实施例具有的有益效果是：由于所述挡油装置的本体部紧密套置于所述转轴上形成一油密封结构，从而可防止从所述其中一轴承漏出的油沿转轴流向换向器；所述集油部设有收容腔可以容纳漏油于其中，所述其中一轴承的颈部的末端在转轴的轴线方向上伸入所述挡油装置内，有利于漏油回流至轴承；所述挡油装置的热膨胀系数接近转轴的热膨胀系数，从而使得形成于所述挡油装置与转轴间的油密封结构在一定的温度变化范围内仍能保持较好油密封效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的永磁直流电动机的剖视示意图；

图2是图1中圆圈部分的放大图；

图3是沿图2中的X-X线的剖视示意图；

图4是本发明另一实施例提供的电动机的挡油装置的剖视示意图；

图5与图2类似，图中显示另一种实施例的轴承。

具体实施方式

为了使本发明的所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1所示为依本发明一实施例提供的永磁直流电动机10的剖视示意图，所述电动机10可以适应较宽温度变化范围，如用于汽车引擎内时，温度变化范围可以从-40℃至180℃，所述电机还可用于通风和空调系统中的电子节气门控制电动机和开盖装置。

所述电动机10包括通过拉深形成的壳体11，所述壳体11包括一开口端和一封闭端，开口端通过一端盖13封闭。所述电机10定子部分的永久磁铁12装设于壳体11的内侧，转子14的转子铁心15装设于转轴16上并朝向永久磁铁12，转子铁心15与永久磁铁12之间形成气隙17。转轴16穿过壳体11及端盖13，通过第一及第二轴承18、28分别安装至端盖13及壳体11的封闭端。转子14的换向器19亦固定套置于转轴16的靠近端盖13的一端，缠绕于转子铁心15磁极上的转子绕组(图未示)电连接至换向器19。一碳刷组件20固定于端盖13的内侧，所述碳刷组件20包括一对碳刷安装架21及滑动地装设于每一安装架21上的碳刷22，所述碳刷22分别电连接至一电机的供电端子23，并可与换向器19滑动接触，从而电连接换向器19至供电端子23。

第二轴承28为球面轴承，具球形外表面，所述第二轴承28通过弹簧30挤压安装于轴承座29内，所述轴承座29形成或装设于所述壳体11的封闭端。一轴向限位机构26套置于转轴16上并位于转子铁心15与第二轴承28之间，用于限制转子的轴向位移。所述限位机构26通过垫圈27抵顶第二轴承28以减少摩擦和接触噪音。

请一并参阅图2，所述第一轴承18亦为球面轴承，可旋转地固定至端盖13的开口内，其包括本体部24及外径缩小的颈部25，所述本体部24的外表面为球形，与端盖13开口处的球形内凹面31配合，一弹簧32的外端固定至端盖13，所述弹簧32的中央部位具有若干倾斜的弹性臂33抵顶所述第一轴承18的靠近换向器19的一端，从而将第一轴承18固定至端盖13的开口内。所述颈部25为圆柱形，穿过所述弹簧32的弹性臂33，其端面朝向换向器19。

一挡油装置35套置于转轴16上并被夹持于换向器19与第一轴承18之间，所述挡油装置35与转轴16间密封连接，挡油装置35的一端通过垫圈36抵顶换向器19的一轴向端，挡油装置35的另一端与第一轴承18之间设有由金属或其他低摩擦系数制成的垫圈34。所述挡油装置35包括本体部37和集油部38，本体部37为圆柱形，中央开孔以便转轴16穿过，所述本体部37通过干涉配合紧密套置于转轴16上，本体部37与转轴16间的紧密配合形成一油密封结构，可防止漏油从转轴16与挡油装置35间流过，从而防止漏油流向换向器19。

所述集油部38从本体部37沿径向向外一体延伸，延伸高度受碳刷安装座21的通孔大小限制，也即：集油部38的外径应小于碳刷安装座21通孔的内径，以便挡油装置35套置于转轴16后可穿过碳刷安装座21。所述集油部38包括径向延伸部39、轴向延伸部40、及唇部41。径向延伸部39从本体部37处延伸，优选地，从本体部37的远离第一轴承18的端部边缘延伸，以便集油部38具有较大的容量。轴向延伸部40从径向延伸部39的边缘朝第一轴承18方向延伸，唇部41从轴向延伸部40的末端沿径向向内延伸。径向延伸部39、轴向延伸部40、及唇部41共同形成储油空腔42，用于收容从第一轴承18漏出的油以阻止其沿转轴16流向换向器19。优选地，唇部41围绕第一轴承18的颈部25的末端，两者在轴向上至少有部分重叠，第一轴承18的颈部25的末端在转轴的轴线方向上伸入挡油装置35的储油空腔42内。

优选地，所述挡油装置35可以让漏油回流至第一轴承18。

如图2及图3所示，假设电机水平放置，收集于储油空腔42内的漏油43将聚集于储油空腔42的底部并被唇部41保持。当聚集于储油空腔42底部的漏油43超过唇部41的顶端时，漏油43将越过唇部41的顶端与第一轴承18间的间隙，并在毛隙力作用下被吸入第一轴承18内，这样，所述挡油装置35具有使漏油回流的功能，所述第一轴承18的颈部25的末端在转轴16的轴线方向上伸入所述挡油装置35内，此种设置有助于漏油通过颈部25回流至第一轴承18。

可以理解地，电机工作时，聚集于储油空腔42内的漏油将被甩出至轴向延伸部40和唇部41，当电机停止工作时，漏油可顺着唇部41依靠重力滴落至第一轴承18的颈部25，并在毛隙力作用下被吸入第一轴承18内。

可以理解地，当电机转轴16倾斜放置时，如果挡油装置35位于第一轴承18的上方，则漏油可以依靠重力从挡油装置35回流至第一轴承18。

图4所示为另一实施例设计的挡油装置35的唇部41’。所述唇部41’从轴向延伸部40倾斜延伸，即沿径向向内同时沿轴向朝向第一轴承18的方向延伸，这样，即使在转子旋转时离心力的作用下，所述唇部41’仍然可有效保持漏油于储油空腔42内，当转子停止转动时，所述唇部41’可辅助漏油43顺着第一轴承18的颈部25回流至第一轴承18。在本实施例中，所述唇部41’围绕在第一轴承18的颈部25的外围，此种设计有助于漏油的回流。

上述挡油装置35由耐高温材料制成，如黄铜、青铜、钢等，转轴16通常由钢制成，这样，挡油装置35的热膨胀系数接近转轴16的热膨胀系数，从而使得挡油装置35与转轴16之间可在较宽的温度变化范围内一直保持较好的油密封效果，在上述实施例中，挡油装置35与转轴16之间的油密封结构在-40°C至180℃间依然能保持较好的防漏油效果。

所述挡油装置35的外表面可以处理成具有憎油效果的表面，以防止油43沿所述挡油装置35的外表面漏走。

当所述挡油装置35由金属制成时，其本体部37可直接接触第一轴承18，如图4所示，这样，可省略图2中所示的低摩擦垫圈34。

虽然前面的描述是以球面轴承为例，可以理解地，本发明的挡油装置也可以应用于其他使用套筒轴承的电动机中。

图5所示为当第一轴承18’为套筒轴承的电机的部分横截放大示意图，所述轴承18’包括本体部24和颈部25，本体部24为圆柱形，通过干涉配合的方式固定于端盖13的收容孔内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动机，包括转子，所述转子包括转轴、装设于转轴上的换向器；定子，与转子相对；两轴承，用于旋转支撑所述转子的转轴，其中一轴承靠近所述换向器；其特征在于：所述电动机还包括位于换向器与所述其中一轴承之间的挡油装置，所述挡油装置包括本体部及从本体部沿径向向外延伸的集油部，所述本体部紧密套置于所述转轴上从而形成一油密封结构，防止从所述其中一轴承漏出的油沿转轴流向换向器，所述集油部的朝向所述其中一轴承的一侧设有储油空腔，所述挡油装置的热膨胀系数接近转轴的热膨胀系数，以使得形成于所述挡油装置的本体部与转轴间的油密封结构在一定的温度变化范围内能保持有效的油密封。

2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于：所述温度变化范围为-40℃至180℃。

3.如权利要求2所述的电动机，其特征在于：所述挡油装置由耐高温的金属制成。

4.如权利要求1至3任一项所述的电动机，其特征在于：所述其中一轴承的靠近换向器的一端形成一外径缩小的颈部，所述颈部的末端在转轴的轴线方向上伸入所述挡油装置内。

5.如权利要求4所述的电动机，其特征在于：所述集油部包括从本体部沿径向向外延伸的径向延伸部、从径向延伸部的外端沿轴向延伸的轴向延伸部、及从轴向延伸部的末端沿径向向内延伸的唇部，所述唇部围绕所述颈部的末端，所述径向延伸部、轴向延伸部及唇部共同形成所述储油空腔。

6.如权利要求5所述的电动机，其特征在于：所述挡油装置的本体部沿转轴的轴线方向通过一垫圈抵顶所述轴承的颈部的末端。

7.如权利要求4所述的电动机，其特征在于：所述挡油装置的集油部包括从本体部沿径向向外延伸的径向延伸部、从径向延伸部的外端沿轴向延伸的轴向延伸部、及从轴向延伸部的末端沿径向向内同时沿轴向朝向第一轴承的方向延伸的唇部，所述唇部围绕所述颈部的末端，所述径向延伸部、轴向延伸部及唇部共同形成所述储油空腔。

8.如权利要求7所述的电动机，其特征在于：所述挡油装置的本体部沿转轴的轴线方向直接抵顶所述其中一轴承的颈部的末端。

9.如权利要求4所述的电动机，其特征在于：所述其中一轴承为球面轴承，所述球面轴承通过一弹性装置固定于所述电动机的端盖上。

10.如权利要求4所述的电动机，其特征在于：所述其中一轴承为套筒轴承，通过干涉配合固定于所述电动机的端盖上。 

Images