CN110417177A - 电机转子轴向定位结构、雨刮电机及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明电机转子轴向定位结构、雨刮电机及安装方法，属于电机设备领域，目的是提高电机转子轴向固定的可靠性。轴向定位结构包括定子外壳、涡轮减速箱、电枢轴和碟形恒力弹簧，碟形恒力弹簧设置于定子外壳的轴承室内，碟形恒力弹簧大端压紧定子外壳的轴承室端面，由碟形恒力弹簧压紧第一轴承的外圈，由第一夹紧卡圈压紧第一轴承的内圈；或者，碟形恒力弹簧设置于涡轮减速箱的轴承室内，碟形恒力弹簧大端压紧涡轮减速箱的轴承室端面，并由碟形恒力弹簧压紧第二轴承的外圈，由第二夹紧卡圈压紧第二轴承的内圈。本发明中可以完全消除制造和装配尺寸误差，对零部件的尺寸精度要求低；转子轴向固定可靠，完全无窜动；结构极其简单，工艺性好，节约成本。

Description

电机转子轴向定位结构、雨刮电机及安装方法

技术领域

本发明属于电机设备领域，具体的是电机转子轴向定位结构、雨刮电机及安装方法。

背景技术

近年来各大汽车厂家在推出新车型时已将智能化作为最重要的卖点之一，而智能雨刮也是将来的发展趋势，目前在一些高档车型已经配备了智能雨刮。传统雨刮与智能雨刮相比，最为显著的特点是，传统雨刮电机的转子是单一方向旋转的，而智能雨刮电机的转子是正向和反向两个方向旋转的，这就需要消除转子的正向和反向的轴向窜动，避免转子转动过程中前后窜动带来的噪音和磨损。

申请号为CN201820901076.5名称为电机转子轴向定位结构与雨刮电机的专利申请，公开了一种电机转子轴向定位结构。该电机转子轴向定位结构，通过挡圈压至第二轴承外圈，定子外壳轴承室端面压制第一轴承外圈，通过挡圈与定子外壳从两端将电枢轴夹紧，从而消除轴向间隙，避免电枢轴窜动。

虽然上述电机转子轴向定位结构在消除间隙和防止电枢轴窜动上具有一定的效果，但是，该结构，轴承室是一个通孔，挡圈是在轴承装入方向的对侧装配并压紧轴承，由于挡圈存在回弹，理论上不能完全压紧即不能完全消除间隙；并通过轴承室内壁挤压挡圈外圈发生挤压变形，靠过盈量实现挡圈固定，挡圈长期承受转子的轴向窜动力，对挡圈的尺寸、硬度、弹力等要求极高。挡圈周向受力不均匀，容易歪斜，长期受不均匀作用力容易出现疲劳失效，则会在轴向窜动力的作用下脱落，出现转子电枢轴卡滞或者损伤齿轮的问题，导致电机完全失效不能工作，后果严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种电机转子轴向定位结构，以消除尺寸误差造成的间隙，提高电机转子轴向固定的可靠性。

本发明采用的技术方案是：电机转子轴向定位结构，包括定子外壳、涡轮减速箱、电枢轴，在定子外壳的轴承室内安装有第一轴承，在涡轮减速箱的轴承室内安装有第二轴承；电枢轴包括伸入定子外壳的末端部、伸入涡轮减速箱的前端部以及位于末端部与前端部之间的中间部；在电枢轴的末端部设置有第一夹紧卡圈，中间部设置有第二夹紧卡圈，且第一夹紧卡圈和第二夹紧卡圈位于第一轴承和第二轴承之间；还包括碟形恒力弹簧，

所述碟形恒力弹簧设置于定子外壳的轴承室内，且碟形恒力弹簧与第一夹紧卡圈分居第一轴承的两侧，并由碟形恒力弹簧一端压紧定子外壳的轴承室端面，另一端压紧第一轴承的外圈，由第一夹紧卡圈压紧第一轴承的内圈；

或者，碟形恒力弹簧设置于涡轮减速箱的轴承室内，且碟形恒力弹簧与第二夹紧卡圈分居第二轴承的两侧，并由碟形恒力弹簧一端压紧涡轮减速箱的轴承室端面，另一端压紧第二轴承的外圈，由第二夹紧卡圈压紧第二轴承的内圈。

进一步的，所述碟形恒力弹簧有多个，多个碟形恒力弹簧对合设置。碟形恒力弹簧在一定工作行程内保持恒定的弹力，可消除轴向间隙。

进一步的，碟形恒力弹簧的恒定弹力介于转子轴向窜动力以及第一轴承或第二轴承的额定承受力之间，既能抵消转子轴向窜动力，又不会造成滚动轴承的损伤。

进一步的，所述碟形恒力弹簧包括大端、小端以及连接大端和小端的弹簧体，所述大端和小端之间的弹簧体上设置有多个曲线形的槽，槽的轮廓为封闭的环形，多个槽在弹簧体上呈圆周状均匀分布并将弹簧体分割为多个曲线形弹簧体。

雨刮电机，包括转子和定子，还包括电机转子轴向定位结构；所述转子和定子安装于涡轮减速箱和定子外壳共同组成的电机内腔中；所述电枢轴与设置于涡轮减速箱内的蜗轮配合。

雨刮电机的安装方法，

步骤一、将第二轴承装配于涡轮减速箱的轴承室内，然后将电枢轴穿过第二轴承装配到涡轮减速箱中；

步骤二、将第一轴承和碟形恒力弹簧装配于定子外壳的轴承室内，定子外壳的轴承室口部有铆点，防止后续装配时第一轴承和碟形恒力弹簧从轴承室脱落，易于操作；

步骤三、将定子装配到涡轮减速箱上，电枢轴穿过第一轴承，使第一夹紧卡圈压紧第一轴承内圈，第二夹紧卡圈压紧第二轴承内圈。

本发明的有益效果是：本发明碟形恒力弹簧具有较大的工作行程，能够完全消除制造和装配尺寸误差，对零部件的尺寸要求低。提供较大的且基本恒定的弹力作用于电枢轴，使得转子轴向固定可靠、完全无窜动，且其能持续长时间对电枢轴进行轴向固定，且该电机转子轴向定位结构，仅仅依靠碟形恒力弹簧、第一夹紧卡圈和第二夹紧卡圈等实现转子轴向定位，零部件少、结构简单，利于节约成本，便于装配，装配工艺性好；电机长度短、电机重量小还节省空间。

附图说明

图1为电机结构图；

图2为定子组件结构图；

图3为碟形恒力弹簧示意图；

图4为碟形恒力弹簧组合使用示意图。

图中，定子外壳1、涡轮减速箱2、电枢轴3、第一轴承4、第二轴承5、第一夹紧卡圈6、第二夹紧卡圈7、碟形恒力弹簧8、大端81、小端82、弹簧体83、槽84、曲线形弹簧体85、蜗轮9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明如下：

如图1和图2所示，电机转子轴向定位结构，包括定子外壳1、涡轮减速箱2、电枢轴3，在定子外壳1的轴承室内安装有第一轴承4，在涡轮减速箱2的轴承室内安装有第二轴承5；电枢轴3包括伸入定子外壳1的末端部、伸入涡轮减速箱2的前端部以及位于末端部与前端部之间的中间部；在电枢轴3的末端部设置有第一夹紧卡圈6，中间部设置有第二夹紧卡圈7，且第一夹紧卡圈6和第二夹紧卡圈7位于第一轴承4和第二轴承5之间；还包括碟形恒力弹簧8，

所述碟形恒力弹簧8设置于定子外壳1的轴承室内，且碟形恒力弹簧8与第一夹紧卡圈6分居第一轴承4的两侧，并由碟形恒力弹簧8一端压紧定子外壳1的轴承室端面，另一端压紧第一轴承4的外圈，由第一夹紧卡圈6压紧第一轴承4的内圈；

或者，碟形恒力弹簧8设置于涡轮减速箱2的轴承室内，且碟形恒力弹簧8与第二夹紧卡圈7分居第二轴承5的两侧，并由碟形恒力弹簧8一端压紧涡轮减速箱2的轴承室端面，另一端压紧第二轴承5的外圈，由第二夹紧卡圈7压紧第二轴承5的内圈。

本发明中碟形恒力弹簧8可以在一定的工作行程内，保持恒定的弹力，通过碟形恒力弹簧8提供较大的且基本恒定的弹力将电枢轴3轴向定位，使得电枢轴3轴向固定可靠、完全无窜动，且其能持续长时间对电枢轴3进行轴向固定。碟形恒力弹簧8一端压紧轴承室端面，不会出现碟形恒力弹簧8脱落的问题。也正是因为其依靠较大且恒定的弹力实现电枢轴3的固定，其可以完全消除制造和装配尺寸误差，对零部件的尺寸要求较低。且该电机转子轴向定位结构，仅仅依靠碟形恒力弹簧8、第一夹紧卡圈6和第二夹紧卡圈7等实现转子轴向定位，零部件少、结构简单、电机长度短、电机重量小。

所述碟形恒力弹簧8有多个，多个碟形恒力弹簧8对合设置。碟形恒力弹簧8可以设置成两个、三个或者更多，碟形恒力弹簧8数量越多，长度就越长，其占用的空间也越大，并且装配越复杂。在图1、图2或图4所示的实施例中，碟形恒力弹簧8有两个为最优方案。

为了使得碟形恒力弹簧8提供的弹力可以抵消转子转动过程中的前后窜动力而不会造成轴承损伤，优选的，碟形恒力弹簧8的恒定弹力介于转子轴向窜动力以及第一轴承4或第二轴承5的额定承受力之间。

优选的，如图3所示，所述碟形恒力弹簧8包括大端81、小端82以及连接大端81和小端82的弹簧体83，所述大端81和小端82之间的弹簧体83上设置有多个曲线形的槽84，槽84的轮廓为封闭的环形，多个槽84在弹簧体83上呈圆周状均匀分布并将弹簧体83分割为多个曲线形弹簧体85。

该碟形恒力弹簧8的槽84可以呈弧形、S形或者Z形等曲线形，槽84与弹簧体83径向具有一定的夹角，

当相邻两个槽84之间的曲线形弹簧体85与槽84的形状类似，也呈曲线形，受到压力时，曲线形弹簧体85不仅会产生压缩变形，还会在压力作用下绕中心线旋转，曲线形弹簧体85发生拉伸变形而变长，使受力点的臂长尺寸有效增加，从而避免弹力的增加，使弹力基本保持恒定。且槽84的轮廓为封闭的环形，其两端并不贯穿大端81以及小端82，当大端81或者小端82受到压力时，能够将压力传递至所有的曲线形弹簧体85，当压力不均匀时，具有一定的自动调节压力均衡的能力，保证各个曲线形弹簧体85的变形量一致，可提高使用寿命。

雨刮电机，包括转子和定子，还包括电机转子轴向定位结构；所述转子和定子安装于涡轮减速箱2和定子外壳1共同组成电机内腔中；所述电枢轴3与设置于涡轮减速箱2内的蜗轮9配合。

组成该雨刮电机的零部件少，结构简单，消除了零部件的尺寸误差造成的间隙，转子轴向固定可靠，转子完全无轴向窜动，从而避免了转子转动过程中前后窜动带来的噪声和磨损。

雨刮电机的安装方法，步骤一、将第二轴承5装配于涡轮减速箱2的轴承室内，然后将电枢轴3穿过第二轴承5装配到涡轮减速箱2中；步骤二、将第一轴承4和碟形恒力弹簧8装配于定子外壳1的轴承室内，定子外壳1的轴承室口部有铆点，防止后续装配时第一轴承4和碟形恒力弹簧8从轴承室脱落，易于操作；步骤三、将定子装配到涡轮减速箱2上，电枢轴3穿过第一轴承4，使第一夹紧卡圈6压紧第一轴承4内圈，第二夹紧卡圈7压紧第二轴承5内圈。该雨刮电机的安装方法简单，易于操作，电机装配时间缩短。

Claims (6)

1.电机转子轴向定位结构，包括定子外壳(1)、涡轮减速箱(2)、电枢轴(3)，在定子外壳(1)的轴承室内安装有第一轴承(4)，在涡轮减速箱(2)的轴承室内安装有第二轴承(5)；电枢轴(3)包括伸入定子外壳(1)的末端部、伸入涡轮减速箱(2)的前端部以及位于末端部与前端部之间的中间部；在电枢轴(3)的末端部设置有第一夹紧卡圈(6)，中间部设置有第二夹紧卡圈(7)，且第一夹紧卡圈(6)和第二夹紧卡圈(7)位于第一轴承(4)和第二轴承(5)之间；其特征在于：还包括碟形恒力弹簧(8)，

所述碟形恒力弹簧(8)设置于定子外壳(1)的轴承室内，且碟形恒力弹簧(8)与第一夹紧卡圈(6)分居第一轴承(4)的两侧，并由碟形恒力弹簧(8)一端压紧定子外壳(1)的轴承室端面，另一端压紧第一轴承(4)的外圈，由第一夹紧卡圈(6)压紧第一轴承(4)的内圈；

或者，碟形恒力弹簧(8)设置于涡轮减速箱(2)的轴承室内，且碟形恒力弹簧(8)与第二夹紧卡圈(7)分居第二轴承(5)的两侧，并由碟形恒力弹簧(8)一端压紧涡轮减速箱(2)的轴承室端面，另一端压紧第二轴承(5)的外圈，由第二夹紧卡圈(7)压紧第二轴承(5)的内圈。

2.如权利要求1所述的电机转子轴向定位结构，其特征在于：所述碟形恒力弹簧(8)有多个，多个碟形恒力弹簧(8)对合设置。

3.如权利要求1所述的电机转子轴向定位结构，其特征在于：碟形恒力弹簧(8)的恒定弹力介于转子轴向窜动力以及第一轴承(4)或第二轴承(5)的额定承受力之间。

4.如权利要求1-3任意一项权利要求所述的电机转子轴向定位结构，其特征在于：所述碟形恒力弹簧(8)包括大端(81)、小端(82)以及连接大端(81)和小端(82)的弹簧体(83)，所述大端(81)和小端(82)之间的弹簧体(83)上设置有多个曲线形的槽(84)，槽(84)的轮廓为封闭的环形，多个槽(84)在弹簧体(83)上呈圆周状均匀分布并将弹簧体(83)分割为多个曲线形弹簧体(85)。

5.雨刮电机，包括转子和定子，其特征在于：还包括权利要求1-4任意一项权利要求所述电机转子轴向定位结构；所述转子和定子安装于涡轮减速箱(2)和定子外壳(1)共同组成的电机内腔中；所述电枢轴(3)与设置于涡轮减速箱(2)内的蜗轮(9)配合。

6.如权利要求5所述的雨刮电机的安装方法，其特征在于：

步骤一、将第二轴承(5)装配于涡轮减速箱(2)的轴承室内，然后将电枢轴(3)穿过第二轴承(5)装配到涡轮减速箱(2)中；

步骤二、将第一轴承(4)和碟形恒力弹簧(8)装配于定子外壳(1)的轴承室内，定子外壳(1)的轴承室口部有铆点，装配时防止第一轴承(4)和碟形恒力弹簧(8)从轴承室脱落，易于操作；

步骤三、将定子装配到涡轮减速箱(2)上，电枢轴(3)穿过第一轴承(4)，使第一夹紧卡圈(6)压紧第一轴承(4)内圈，第二夹紧卡圈(7)压紧第二轴承(5)内圈。