CN108155763B - 电动机的旋转变压器安装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动机的旋转变压器安装结构,用于在电动机中安装包括旋转变压器定子和旋转变压器转子的旋转变压器,所述旋转变压器安装结构包括:前轴承,包括与电动机壳体的前盖连结的外圈和与旋转轴的第一侧端部连结的内圈;和后轴承,包括与所述电动机壳体的后盖连结的外圈和与所述旋转轴的第二侧端部连结的内圈,其中所述旋转变压器定子与所述前盖连结,并且被配置为用于支承所述前轴承的外圈的轴承盖。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月2日提交的韩国专利申请10-2016-0163637的优先权,其全部内容在各个方面以援引方式加入本文。
技术领域
本发明涉及电动车的电动机,更具体地涉及用于将检测电动机的旋转速度和旋转角度的旋转变压器安装在电动机壳体的盖上的电动机的旋转变压器安装结构。
背景技术
近来,诸如电动车辆或燃料电池车辆的全电动环保车辆受到关注。在这样的电动环保车辆中,代替现有的发动机等内燃机而具备用于驱动车辆的电动机(以下,称为驱动电动机),该电动机安装在车辆内,通过电能取得扭矩。
用作环境友好型车辆的动力源的驱动电动机包括电动机壳体、固定地安装在电动机壳体中的定子以及与定子隔着预定气隙相对并以驱动轴为旋转轴旋转的转子。转子轴的两端通过轴承可旋转地支承于电动机壳体的两侧的盖(前盖和后盖)。
通常,对于在环保车辆的驱动电动机中采用的轴承,安装在前盖侧的轴承被配置为固定端轴承,并且安装在后盖侧的轴承被配置为自由端轴承。此外,轴承包括固定到旋转轴的内圈和通过压配合安装在电动机壳体的两侧盖侧的外圈。
这里,固定端轴承包括用于将外座圈固定到前盖的轴承盖。轴承盖限制固定端轴承的轴向的自由度,支承固定端轴承的外圈,并通过螺栓与前盖接合。此外,自由端轴承包括通过动配合安装在外圈的后盖上的外表面,以通过沿轴向的自由运动实现吸收装配公差的特性。
环保车辆的驱动电动机包括用于检测转子的旋转速度和绝对位置(旋转角度)的诸如旋转变压器的位置检测器。作为位置检测器的旋转变压器利用交流低压电压(约0.5~5Vrms)的输出信号来检测电动机转子的绝对位置。
旋转变压器包括旋转变压器定子和旋转变压器转子。旋转变压器转子固定在旋转轴的自由端轴承侧,旋转变压器定子与旋转变压器转子对齐装配,固定在后盖上。
然而,配置成用于环保车辆的驱动电动机需要确保单独的安装空间,因为轴承盖安装在固定端轴承侧的前盖上,并且旋转变压器安装在自由端轴承侧的后盖上,因此,驱动电动机的总长度不可避免地增加。
本发明背景技术部分中公开的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解,并且不能被认为承认或以任何形式暗示其对于本领域技术人员而言构成现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种电动机的旋转变压器安装结构,其具有通过在前盖侧安装旋转变压器并且将旋转变压器配置成用于固定前轴承的外圈的固定件而省略包括轴承盖的部件,从而减小电动机的总长度。
本发明的各个方面旨在提供一种电动机的旋转变压器安装结构,用于在电动机中安装包括旋转变压器定子和旋转变压器转子的旋转变压器,所述旋转变压器安装结构包括:前轴承,包括与电动机壳体的前盖连结的外圈和与旋转轴的第一侧端部连结的内圈;和后轴承,包括与所述电动机壳体的后盖连结的外圈和与所述旋转轴的第二侧端部连结的内圈,其中所述旋转变压器定子与所述前盖连结,并且被配置为用于支承所述前轴承的外圈的轴承盖。
所述前轴承可以被配置为固定端轴承。
所述后轴承可以被配置为自由端轴承。
所述旋转变压器转子可以隔着预定气隙面向所述旋转变压器定子,并可以被固定到所述旋转轴的一侧端部。
本发明的各个方面旨在提供一种电动机的旋转变压器安装结构,用于在电动机中安装包括旋转变压器定子和旋转变压器转子的旋转变压器,所述旋转变压器安装结构包括:前轴承,包括与电动机壳体的前盖连结的外圈和与旋转轴的第一侧端部连结的内圈;和后轴承,包括与所述电动机壳体的后盖连结的外圈和与所述旋转轴的第二侧端部连结的内圈,其中所述旋转变压器定子形成为具有预定宽度的环形,通过压配合与所述前盖连结,并且被配置为用于支承所述前轴承的外圈的轴承盖。
所述旋转变压器定子可以包括通过压配合固定到所述前盖且形成在外缘端部的压配合端部。
所述前盖可以包括压配合槽,所述旋转变压器定子的压配合端部通过压配合固定到所述压配合槽。
本发明的各个方面旨在提供一种电动机的旋转变压器安装结构,用于在电动机中安装包括旋转变压器定子和旋转变压器转子的旋转变压器,所述旋转变压器安装结构包括:前轴承,包括与电动机壳体的前盖连结的外圈和与旋转轴的第一侧端部连结的内圈;和后轴承,包括与所述电动机壳体的后盖连结的外圈和与所述旋转轴的第二侧端部连结的内圈,其中所述旋转变压器定子形成为具有预定宽度的环形,通过紧固件与所述前盖连结,并且被配置为用于支承所述前轴承的外圈的轴承盖。
所述旋转变压器定子可以包括紧固件连结孔,所述紧固件被固定到所述紧固件连结孔,并且所述紧固件连结孔在所述旋转变压器定子的周向上连续间隔开。
所述前盖可以包括用于连结与所述旋转变压器定子的紧固件连结孔连结的所述紧固件的连结槽。
根据本发明的示例性实施例,与旋转变压器的旋转变压器定子连结到后盖一侧的现有技术不同,因旋转变压器定子连结到前盖,后盖中的旋转变压器的安装空间可以省略,因此可以减小电动机的总长度
此外,根据本发明的示例性实施例,旋转变压器的旋转变压器定子可以连结到前盖,并且旋转变压器定子被固定到前轴承的外圈,从而前轴承可以通过旋转变压器定子被配置为固定端轴承,并且旋转变压器定子设置在用于固定前轴承的外圈的轴承盖中,因此可以省略像现有技术那样的单独的轴承盖,从而降低制造成本。
根据本发明的示例性实施例的待获取或预测的其他效果将根据本发明的示例性实施例在下面的详细描述中间接或隐含地描述。即,将在下面的详细描述中描述根据本发明的示例性实施例预测的各种效果。
本发明的方法和装置具有其他特征和优点,这些特征和优点将通过并入本文的附图以及下面的详细描述而变得显而易见或更详细地阐述,所述附图共同用于解释本发明的某些原理。
附图说明
图1是示出根据本发明的示例性实施例的电动机的旋转变压器安装结构的结构的截面图。
图2是根据本发明的示例性实施例的从前轴承侧观察的电动机的旋转变压器安装结构的放大视图。
图3是示出根据本发明示例性实施例的应用于电动机的旋转变压器安装结构的旋转变压器的定子的图。
图4是根据本发明另一示例性实施例的电动机的旋转变压器安装结构的前轴承的放大视图。
图5是示出应用于根据本发明另一示例性实施例的电动机的旋转变压器安装结构的旋转变压器的定子的图。
可以理解的是,附图不一定按比例绘制,呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。本文包括的本发明的具体设计特征,包括例如特定的尺寸,取向,位置和形状将部分由特定的预期应用和使用环境来确定。
在附图中,贯穿附图的多个附图,附图标记指代本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
现在将更具体地参考本发明的各种实施例,其示例在附图中示出并在下面进行描述。虽然本发明将结合示例性实施例进行描述,但是应该理解的是,本说明书并不旨在将本发明限制于那些示例性实施例。另一方面,本发明旨在不仅覆盖示例性实施例,而且覆盖可包括在本发明的精神和范围内的各种替换,修改,等同和其它实施例,所附权利要求
在下文中,将参照附图更充分地描述本申请的示例性实施例,在附图中示出了本发明的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的,所描述的实施例可以以各种不同的方式进行修改,所有这些均不脱离本发明的精神或范围。
为了清楚地描述本发明,在附图中省略了与本说明无关的部分,并且在说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
附图中示出的元件的尺寸和厚度是为了描述方便,因此本发明不一定限于此。为了清楚起见,在附图中扩大了层和区域的厚度。
在整个说明书中,虽然术语第一,第二等可以在此用于描述各种元件,但是这些元件可以不受这些术语的限制。
在整个说明书中,当某个部分“包括”某个部件时,这表示该部件可以进一步包括另一个部件,而不是排除另一个部件,除非没有不同的披露。
此外,说明书中描述的术语“-单元”,“-器”,“-机”和“-构件”表示用于处理至少一个功能和操作的设备。
图1是示出根据本发明示例性实施例的电动机的旋转变压器安装结构的结构的截面图。
参考图1,根据本发明的示例性实施例的电动机旋转变压器安装结构100可应用于包括电动车辆或燃料电池车辆的全电动环保车辆的驱动电动机或者使用电力和发动机的驱动力的混合动力环保车辆的驱动电动机。
例如,应用于本发明的示例性实施例的驱动电动机1(为了方便起见,被称为“电动机”)可以包括永磁同步电动机(PMSM)或者可以包括绕线转子同步电动机(WRSM)。
上述电动机1可以包括电动机壳体2,固定地设置在电动机壳体2中的定子3以及隔着预定气隙与定子3相对并且围绕作为驱动轴的旋转轴5旋转的转子7。
这里,电动机壳体2可以包括密封前侧的前盖4和密封后侧的后盖6。关于转子7,旋转轴5的一个侧端部可以由前盖4可旋转地支承,并且旋转轴5的另一个侧端部可以由后盖6可旋转地支承。
此外,旋转轴5的一个侧端部可以通过前轴承10可旋转地连结到前盖4,并且旋转轴5的另一个侧端部可以通过后轴承30可旋转地连结到后盖6。
根据本发明的示例性实施例,前轴承10可以包括连结到前盖4的第一外圈11,连结到旋转轴5的一个侧端部的第一内圈13,以及设置在第一外圈11和第一内圈13之间的第一滚动构件15。
第一外圈11可以通过第一轴承座(bracket)17通过动配合设置在前盖4上。第一内圈13可以设置在第一外圈11内侧,并且可以通过滑动方式的压配合而固定地设置在旋转轴5的一个侧端部处。此外,第一滚动构件15可以包括多个滚珠,滚珠通过由旋转轴5旋转的第一内圈13沿着第一内圈13与第一外圈11之间的座圈滚动。
根据本发明的示例性实施例,后轴承30可以包括连结到后盖6的第二外圈31,连结到旋转轴5的另一侧端部的第二内圈33以及配置在第二外圈31与第二内圈33之间的第二滚动构件35。
第二外圈31可以通过动配合通过第二轴承座37设置在后盖6上。第二内圈33可以设置在第二外圈31内侧,并且可以通过滑动方式的压配合而固定地设置在旋转轴5的另一侧端部处。此外,第二滚动构件35可以包括多个滚珠,滚珠通过由旋转轴5旋转的第二内圈33沿着第二内圈33与第二外圈31之间的座圈滚动。
这里,前述前轴承10的第一外圈11可以通过单独的固定件固定到前盖4。固定件可以固定到前盖4,可以支承第一外圈11,并且可以限制第一外圈11相对于前盖4的轴向方向的自由度。由于第一外圈11通过固定件固定到前盖4上,前述前轴承10可以配置为根据本发明的示例性实施例的固定端轴承20。下面将更详细地描述固定件的详细配置和装配结构。
前述后轴承30可以不像前轴承10的结构那样包括单独的固定件,并且由于第二外轴承31通过动配合设置在后盖6上,可以允许第二外圈31相对于后盖6的轴向方向上的自由度。因此,后轴承30可以不通过单独的固定件固定第二外圈31,并且由于后轴承30通过动配合设置在后盖6上,因其轴向方向上的自由度,可以实现吸收装配公差的特性。因此,根据本发明的示例性实施例,后轴承30可以被配置为自由端轴承40。
根据本发明的示例性实施例,作为用于检测转子7的旋转速度和绝对位置的位置检测器的旋转变压器50可以设置在前述电动机1处。旋转变压器(resolver)50可以包括旋转变压器定子61,旋转变压器转子71和转动变压器(rotation transformer)。
根据本发明的示例性实施例,电动机旋转变压器安装结构100可以包括用于将旋转变压器50安装在前盖4的一侧并且将旋转变压器50固定到前轴承10的第一外圈11的固定件,因此,可以省略包括轴承盖的常规部件,以提供减小电动机1的总体长度的结构。
图2是根据本发明示例性实施例的电动机的旋转变压器安装结构的前轴承的放大图。图3是示出应用于根据本发明示例性实施例的电动机的旋转变压器安装结构的旋转变压器的定子的图。在此,图3是表示从电动机壳体2的内侧方向观察旋转变压器定子61的图。
参照图1,图2和图3,根据本发明的示例性实施例的电动机旋转变压器安装结构100可以被配置成使得旋转变压器50的旋转变压器定子61连结到前盖4并且作为用于支承前轴承10的第一外圈11的轴承盖60而被包含。这里,“端”可以被定义为一侧的端部,也可以被定义为包括该端部的预定部分。
根据本发明的示例性实施例,旋转变压器定子61可以被成形为具有预定宽度的环(或盘)。旋转变压器定子61可以形成外缘端部和内缘端部。
这里,旋转变压器定子61的外缘端部可以连结到前盖4的前轴承10一侧。旋转变压器定子61的外缘端部可以连结到前盖4的内侧壁并且可以支承和固定前轴承10的第一外圈11。此外,旋转变压器定子61的外缘端部可以连结到前盖4的内侧壁,并支承和固定第一外圈11的第一轴承座17。
因此,根据本发明的示例性实施例,旋转变压器定子61的外缘端部可以连结到前盖4,并且前轴承10的第一外圈11被支承和固定,由此旋转变压器定子61可以包括固定前轴承10的第一外圈11的固定件和像现有技术那样的轴承盖60。
旋转变压器50的旋转变压器转子71可以在旋转变压器定子61内侧以预定气隙面向旋转变压器定子61,并且可以在旋转轴5的一个侧端部处与旋转变压器定子61对齐装配。旋转变压器转子71可以固定地设置在旋转轴5的一个侧端部。
上述旋转变压器定子61和旋转变压器转子71的其余构造可以被配置为本领域技术人员所公知的旋转变压器组件,因此,在说明书中省略对该构造的详细描述。
根据本发明的示例性实施例,旋转变压器定子61可以通过压配合连结到前盖4。也就是说,旋转变压器定子61的外缘端部可以通过压配合固定到前盖4的内侧壁。
为此目的,旋转变压器定子61可以包括压配合端部63,在外缘端部处压配合端部63通过压配合固定到前盖4。另外,也可以在前盖4的内侧壁形成通过压配合固定旋转变压器定子61的压配合端部63的压配合槽65。例如,压配合槽65可以包括由旋转变压器定子61的压配合端部63卡止的卡止突起以支承压配合端部63。
因此,由于根据本发明的示例性实施例的电动机旋转变压器安装结构100,旋转变压器定子61的压配合端部63可以通过压配合连接到前盖4的压配合槽65并且可以通过旋转变压器定子61固定前轴承10的第一外圈11。
因此,根据本发明的示例性实施例,与旋转变压器50的旋转变压器定子61连结到后盖6的一侧的相关技术不同,因为旋转变压器定子61连结到前盖4中,可以省略后盖6中的旋转变压器的安装空间,从而可以减小电动机1的整体长度。
此外,根据本发明的示例性实施例,旋转变压器50的旋转变压器定子61连结到前盖4,并且旋转变压器定子61固定前轴承10的第一外座圈11,由此前轴承10可以通过旋转变压器定子61配置为固定端轴承20。此外,根据本发明的示例性实施例,旋转变压器定子61设置在用于固定前轴承10的外圈11的轴承盖60中,因此可以省略像现有技术那样的单独的轴承盖,从而降低制造成本。
图4是根据本发明另一示例性实施例的电动机的旋转变压器安装结构的前轴承的放大图。图5是示出应用于根据本发明另一示例性实施例的电动机的旋转变压器安装结构的旋转变压器的定子的图。这里,图5是示出从电动机壳体的内侧方向观察的旋转变压器定子61的图。在本发明的上述实施例中相似的附图标记表示相同的元件。
参考图4和图5,根据本发明的另一个示例性实施例的电动机旋转变压器安装结构200可以包括根据上述示例性实施例的上述结构作为基本结构,并且可以包括通过将旋转变压器定子61用螺栓连结到前盖4而构成的旋转变压器50。像在本发明的前述示例性实施例中那样,旋转变压器50可以包括设置在旋转轴5的一个侧端部上的旋转变压器转子71。
根据本发明的示例性实施例,螺栓90连结到其上的螺栓连结孔81可以在旋转变压器定子61的外缘端部中在周向上彼此连续地间隔开(均匀地间隔开)。此外,用于连结与旋转变压器定子61的螺栓连结孔81连结的螺栓90的连结槽83可以形成在前盖4的内侧壁中。
因此,在根据本发明的上述另一示例性实施例的电动机旋转变压器安装结构200中,旋转变压器定子61的外缘端部可以通过螺栓90连结到前盖4的内侧壁并且可以通过旋转变压器定子61支承和固定前轴承10的第一外圈11。
因此,根据本发明的示例性实施例,前轴承10可以通过旋转变压器定子61配置为固定端轴承20,旋转变压器定子61可以配置为用于支承和固定前轴承10的第一外圈11的轴承盖60。
根据本发明的上述另一示例性实施例的电动机旋转变压器安装结构200的其余配置和效果与以上示例性实施例相同或基本上相同,因此,这里将省略其详细描述。
为了便于解释和精确限定所附权利要求,术语“上”,“下”,“内”,“外”,“上部”,“下部”,“上侧”,“下侧”,“向上”,“向下”,“前部”,“后部”,“后侧”,“内侧”,“外侧”,“向内”,“向外”,“内侧”,“外侧”,“内不”,“外部”,“向前”,“向后”用于参考附图中显示的这些特征的位置来描述示例性实施例的特征。
已经出于说明和描述的目的给出了对本发明的特定示例性实施例的前述描述。它们并不旨在是穷尽的或将本发明限制到所公开的确切形式,并且显然根据上述教导可以进行许多修改和变化。选择和描述示例性实施例是为了解释本发明的某些原理及其实际应用,以使本领域的其他技术人员能够制造和利用本发明的各种示例性实施例以及其各种替代和修改。意图是本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种电动机的旋转变压器安装结构,用于在电动机中安装包括旋转变压器定子和旋转变压器转子的旋转变压器,所述旋转变压器安装结构包括:
前轴承,包括与电动机壳体的前盖连结的外圈和与旋转轴的第一侧端部连结的内圈;和
后轴承,包括与所述电动机壳体的后盖连结的外圈和与所述旋转轴的第二侧端部连结的内圈,
其中所述旋转变压器定子与所述前盖连结,并且被配置为用于支承和固定所述前轴承的外圈的轴承盖,并且所述前轴承由所述前盖和所述旋转变压器定子固定。
2.如权利要求1所述的电动机的旋转变压器安装结构,其中
所述前轴承被配置为固定端轴承。
3.如权利要求2所述的电动机的旋转变压器安装结构,其中
所述后轴承被配置为自由端轴承。
4.如权利要求1所述的电动机的旋转变压器安装结构,其中
所述旋转变压器转子隔着预定气隙面向所述旋转变压器定子,并被固定到所述旋转轴的一侧端部。
5.一种电动机的旋转变压器安装结构,用于在电动机中安装包括旋转变压器定子和旋转变压器转子的旋转变压器,所述旋转变压器安装结构包括:
前轴承,包括与电动机壳体的前盖连结的外圈和与旋转轴的第一侧端部连结的内圈;和
后轴承,包括与所述电动机壳体的后盖连结的外圈和与所述旋转轴的第二侧端部连结的内圈,
其中所述旋转变压器定子形成为具有预定宽度的环形,通过压配合与所述前盖连结,并且被配置为用于支承和固定所述前轴承的外圈的轴承盖,并且所述前轴承由所述前盖和所述旋转变压器定子固定。
6.如权利要求5所述的电动机的旋转变压器安装结构,其中
所述旋转变压器定子包括通过压配合固定到所述前盖且形成在外缘端部的压配合端部。
7.如权利要求6所述的电动机的旋转变压器安装结构,其中
所述前盖包括压配合槽,所述旋转变压器定子的压配合端部通过压配合固定到所述压配合槽。
8.一种电动机的旋转变压器安装结构,用于在电动机中安装包括旋转变压器定子和旋转变压器转子的旋转变压器,所述旋转变压器安装结构包括:
前轴承,包括与电动机壳体的前盖连结的外圈和与旋转轴的第一侧端部连结的内圈;和
后轴承,包括与所述电动机壳体的后盖连结的外圈和与所述旋转轴的第二侧端部连结的内圈,
其中所述旋转变压器定子形成为具有预定宽度的环形,通过紧固件与所述前盖连结,并且被配置为用于支承和固定所述前轴承的外圈的轴承盖,并且所述前轴承由所述前盖和所述旋转变压器定子固定。
9.如权利要求8所述的电动机的旋转变压器安装结构,其中
所述旋转变压器定子包括紧固件连结孔,所述紧固件被固定到所述紧固件连结孔,并且所述紧固件连结孔在所述旋转变压器定子的周向上连续间隔开。
10.如权利要求9所述的电动机的旋转变压器安装结构,其中
所述前盖包括用于连结与所述旋转变压器定子的紧固件连结孔连结的所述紧固件的连结槽。
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