CN117353504A - 一种电机及动力总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机，所述电机包括壳体组件、转轴、导电轴承和导电弹片，所述导电轴承的内圈紧固在所述转轴上，所述导电弹片的一端紧固在所述壳体组件上，另一端则与所述导电轴承的外圈相抵。本发明还公开了一种动力总成，包括控制器、减速器和如上所述的电机。本发明的电机和动力总成具有结构简单、装配简便、避免转子轴承电腐蚀，提高轴承寿命等优点。

Description

一种电机及动力总成

技术领域

本发明主要涉及电机技术领域，具体涉及一种电机及动力总成。

背景技术

汽车逐渐向电动化的方向发展，当前电驱动总成中对电机驱动普遍采用逆变器控制，SPWM逆变器供电产生的共模电压，电机端部漏磁、磁通不对称、剩磁、静电效应等会在电机轴上产生电压。轴电压和轴电流对电机运行可靠性带来较大负面影响，当该轴电流释放到支撑转子的主轴承上时，若轴电压超过主轴承中的润滑油脂的击穿阈值，就会使得转轴轴承的滚动体和滚道间发生局部放电，导致滚道上形成电熔坑，出现轴承电蚀现象，轴承电蚀会加剧转轴轴承损伤，从而进一步影响到动力总成的NVH表现以及整车的舒适型。

为了解决轴电流对转子轴承的电腐蚀问题，现有常见的方法是在电机转子上设置导电轴承和导电弹片。其中，导电轴承设置在电机转子的轴孔内，且该导电轴承的外圈与轴孔的内壁接触，同时在导电轴承的内圈上压设一导电片，该导电片的另一端接地，依靠导电片的弹性压接在轴承的内圈上，这样电机转子上的轴电流会通过导电轴承与导电弹片进行引流并泄放，而减少了泄露至主轴承上的电流，从而避免轴电流对主轴承造成电腐蚀。

但是本专利申请人在应用上述技术方案时，发现上述技术方案存在以下技术问题：

(1)目前围绕应用导电轴承解决轴电流对轴承的腐蚀问题上都是针对的空心轴的方案，将导电轴承放置于空心轴的内腔，在实际应用上该方案需要使用体积较大的旋转变压器，不适合于使用小的旋转变压器，不利于降低成本。

(2)导电轴承内外圈均采用过盈配合，首先影响轴承的寿命，其次轴承装配比较困难。

(3)单一的弹片在连接的可靠性上存在不足，无法长期保证可靠接地。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种结构简单、装配简便、避免转子轴承电腐蚀，提高轴承寿命的电机及其动力总成。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种电机，包括壳体组件、转轴、导电轴承和导电弹片，所述导电轴承的内圈紧固在所述转轴上，所述导电弹片的一端紧固在所述壳体组件上，另一端则与所述导电轴承的外圈相抵。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述壳体组件包括机壳、尾端盖和盖板，所述转轴转动安装于所述尾端盖上，所述机壳与尾端盖固定相连，所述盖板安装于所述尾端盖的一端。

所述盖板的内侧设置有腔室，所述导电轴承的外圈与腔室的内壁之间采用间隙或过度配合。

所述导电弹片包括一个或多个分支，当所述分支为多个时，多个分支均匀分布在所述导电轴承的外圈上；所述腔室的内壁上设置有多个容置槽，各所述分支位于对应的容置槽内。

各分支的末端设计有内凸起，内凸起的顶点与导电轴承的外圈外圆接触，形成导电通路；内凸起的高度h5＞容置槽深度h6。

各分支的内凸起的顶端弯曲朝向容置槽底部。

所述转轴上设置有轴套，所述轴套的一端与导电轴承远离盖板的一端相抵，所述轴套上设置凸缘，所述盖板上的腔室一端设置有与所述凸缘相对应的台阶孔，所述凸缘的外径大于导电轴承的外径，所述台阶孔的内径大于凸缘的外径，所述轴套的凸缘在轴向上置于台阶孔内。

所述轴套的凸缘背向导电轴承的一侧设置有倒角。

所述转轴为空心轴，所述导电轴承的内圈通过转接轴紧固在所述转轴上，所述转接轴的一端紧固在所述空心轴的轴孔内，所述导电轴承的内圈紧固在所述转接轴的另一端。

本发明还公开了一种动力总成，包括控制器、减速器和如上所述的电机。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明将轴电流/轴电压通过导电轴承及导电弹片泄放到尾端盖(地),避免了转子轴承的电腐蚀，提高了轴承的寿命、以及电机和动力总成的可靠性；本发明适用于较小的旋转变压器，通过腔室与矩形槽相结合的方式不仅保证了电连接的可靠性，而且简化了导电轴承的装配。

本发明在油冷电机的应用中，通过轴套上凸缘与腔室台阶孔的配合，防止润滑油对导电轴承的不利影响，提高了整个轴电流泄放回路的耐用性和可靠性；另外，轴套的凸缘背向导电轴承的一侧设置有倒角，防止油在内部堆积。

附图说明

图1为本发明的电机在实施例一的剖视结构图。

图2为本发明的电机在实施例一的装配结构示意图。

图3为本发明的导电轴承与转接套在实施例一的装配结构示意图。

图4为本发明的导电弹片在实施例一的剖视结构图。

图5为本发明的导电弹片在实施例一的主视结构图。

图6为本发明的导电弹片在实施例一的立体结构图。

图7为本发明的轴套在实施例一的立体结构图。

图8为本发明的轴套在实施例一的剖视结构图。

图9为本发明的电机在实施例二的剖视结构图。

图10为本发明的转轴与转接轴在实施例二的装配结构图。

图11为本发明的动力总成在实施例的结构示意图。

图例说明：1、电机控制器；2、减速器；3、电机；301、机壳；302、尾端盖；303、转子轴承；304、盖板；304a、容置槽；304b、台阶孔；304C、倒角；305、转轴；306、旋转变压器定子；307、旋转变压器转子；308、导电弹片；308a、分支；308b、内凸起；308C、安装孔；309、轴套；310、连接件；311、锁紧件；312、导电轴承；313、转接轴。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：

本发明实施例的电机3适用于旋转变压器内孔小于导电轴承312外径的场合，其具体结构包括壳体组件、转子轴承303、转轴305和轴套309，其中壳体组件包括机壳301、尾端盖302和盖板304；转子轴承303固定于尾端盖302，尾端盖302与机壳301固定连接，转轴305通过转子轴承303可转动地安装于机壳301和尾端盖302形成的腔体内；在电机3的转轴305上设置有导电轴承312，导电轴承312与转轴305过盈配合或者用锁紧件311紧固，实现导电轴承312内圈与转轴305的紧密接触；在盖板304上设置有与导电轴承312外圈配合的腔室，导电轴承312的外圈与腔室采用间隙或者过度配合，方便盖板304和导电轴承312之间安装；腔室内部布置导电弹片308，该导电弹片308的一端与盖板304紧固，另一端与导电轴承312的外圈电连接，实现转轴305与机壳301(地)之间的导接。

本实施例中的旋转变压器转子307内径小于导电轴承312外径，采用这种较小旋转变压器的好处是可以降低成本，以及降低电机和总成的重量，旋转变压器转子307固定在转轴305上，旋转方向由键槽固定，轴向定位由轴套309压紧，轴套309与转轴305过盈配合。其中轴套309的两端分别与旋转变压器转子307和导电轴承312的内圈一端抵接，导电轴承312的内圈的另一端由锁紧件311(可以是螺母、压装接套等)锁紧在转轴305上，实现导电轴承312的内圈与锁紧件311的可靠抵接，进而实现导电轴承312与转轴305的可靠电连接。当然，导电轴承312的内圈与转轴305外圆可以采用过盈配合，实现可靠的电接触，此情况下可以取消锁紧件311。

其中导电弹片308设置有一定数量的分支308a，分支308a数量n≥1，当数量大于1时分支308a在圆周方向均匀分布。盖板304的腔室内壁设置有均匀分布的容置槽304a(如矩形槽)，矩形槽的数量与分支308a数量相同，导电弹片308置于矩形槽内部，导电弹片308接触部分的内径小于导电轴承312外径。导电弹片308的一端底部开有安装孔308C，安装孔308C内设有连接件310，通过连接件310将盖板304与导电弹片308连接，实现可靠电连接。各分支308a的末端设计有内凸起308b，内凸起308b放置在矩形槽内时，内凸起308b的顶点与导电轴承312的外圈外圆接触，形成导电通路，内凸起308b的高度h5＞矩形槽深度h6，这样可以保证导电弹片308与导电轴承312外圈始终紧密接触，并且保持一定的压力压紧轴承外圈防止外圈转动。另外导电弹片308的内凸起308b顶端弯曲朝向矩形槽底部，以便于导电轴承312的装入。

在导电轴承312装入盖板304的腔室后，导电轴承312与导电弹片308的接触部分抵接，实现电连接。轴电流的导流顺序为：转轴305-锁紧件311/导电轴承312内圈-导电轴承312外圈-导电弹片308-盖板304-尾端盖302(地)。

本发明将轴电流/轴电压通过导电轴承312及导电弹片308泄放到尾端盖302(地),避免了转子轴承303的电腐蚀，提高了轴承的寿命、以及电机3和动力总成的可靠性；本发明适用于较小的旋转变压器，不仅保证了电连接的可靠性，而且简化了导电轴承312的装配。

在一具体实施例中，考虑在油冷电机场合的应用，为了防止润滑油对导电轴承312电性能影响以及电接触的影响，在轴套309上设置有凸缘，同时盖板304的腔室上设置有与轴套309的凸缘部分对应的台阶孔304b，凸缘的外径大于导电轴承312的外径，台阶孔304b的内径大于凸缘的外径，轴套309凸缘部分在轴向上置于台阶孔304b内。在转轴305转动时，台阶孔304b与凸缘形成阻挡润滑油飞溅进入腔室内部的结构。其中轴套309的凸缘背向导电轴承312的一侧设置有倒角304C，防止油在内部堆积。

本发明在油冷电机的应用中，通过轴套309上凸缘与腔室的台阶孔304b的配合，防止润滑油对导电轴承312的不利影响，提高了整个轴电流泄放回路的耐用性和可靠性。

装配时，盖板304、导电弹片308和连接件310先装配在一起组成一个组件；导电轴承312安装到转轴305上后，紧固好锁紧件311，再将带有导电弹片308的盖板304装配上。

其中安装的尺寸的要求如下：导电轴承312外径为d0,腔室内孔直径d1,腔室台阶孔304b内径d3,台阶孔304b高度h1；轴套309凸缘外径d2,凸缘的轴向厚度h2。装配情况下轴套309凸缘靠近导电轴承312一端距离台阶孔304b于导电轴承312端的距离为h3,轴套309凸缘背导电轴承312端距离台阶孔304b端面的距离为h4，满足如下关系：d1<d2<d3。h1>0,h2>0,h1＝h2+h3+h4。另外导电弹片308形成电接触直径d5＜d0。

本发明的电机3及动力总成在运行过程中将轴电流通过导电轴承312和导电弹片308泄放到机壳301(地)，而不经过转子轴承303，从而避免转子轴承303的电腐蚀，提高转子轴承303的寿命；其中导电轴承312和导电弹片308的整体结构安装简便，尤其是应用于小旋转变压器的场合。

如图11所示，本发明实施例还提供了一种动力总成，其由一系列部件构成，用于产生动力并将动力传递到路面；具体结构包括控制器、减速器2和电机3，控制器与电机3电连接，用于控制电机3工作。本发明的动力总成包括如上所述的电机3，同样具有如上电机3所述的优点。

实施例二：本发明实施例的电机3适用于旋转变压器内孔大于导电轴承312外径的场合，其中转轴305采用空心轴，一转接轴313固定在空心轴的内孔上，转接轴313与空心轴的内孔之间采用过盈配合；导电轴承312的内圈固定在转接轴313上，导电轴承312内圈与转接轴313对应外圆处采用过盈配合，实现可靠的电接触。同样的，在本实施例中，转接轴313的端部同样设置有凸缘，同时盖板304的内腔孔上设置有与凸缘部分对应的台阶孔304b，凸缘部分的外径大于导电轴承312的外径，台阶孔304b的内径大于凸缘的外径，凸缘部分在轴向上置于台阶孔304b内。在转轴305转动时，台阶孔304b与凸缘形成阻挡润滑油飞溅进入腔室内部的结构。其中凸缘背向导电轴承312的一侧设置有倒角304C，防止油在内部堆积。其它未述内容与实施例一相同，在此不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机，其特征在于，包括壳体组件、转轴(305)、导电轴承(312)和导电弹片(308)，所述导电轴承(312)的内圈紧固在所述转轴(305)上，所述导电弹片(308)的一端紧固在所述壳体组件上，另一端则与所述导电轴承(312)的外圈相抵。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述壳体组件包括机壳(301)、尾端盖(302)和盖板(304)，所述转轴(305)转动安装于所述尾端盖(302)上，所述机壳(301)与尾端盖(302)固定相连，所述盖板(304)安装于所述尾端盖(302)的一端。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述盖板(304)的内侧设置有腔室，所述导电轴承(312)的外圈与腔室的内壁之间采用间隙或过度配合。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述导电弹片(308)包括一个或多个分支(308a)，当所述分支(308a)为多个时，多个分支(308a)均匀分布在所述导电轴承(312)的外圈上；所述腔室的内壁上设置有多个容置槽(304a)，各所述分支(308a)位于对应的容置槽(304a)内。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，各分支(308a)的末端设计有内凸起(308b)，内凸起(308b)的顶点与导电轴承(312)的外圈外圆接触，形成导电通路；内凸起(308b)的高度h5＞容置槽(304a)深度h6。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，各分支(308a)的内凸起(308b)的顶端弯曲朝向容置槽(304a)底部。

7.根据权利要求3～6所述的电机，其特征在于，所述转轴(305)上设置有轴套(309)，所述轴套(309)的一端与导电轴承(312)远离盖板(304)的一端相抵，所述轴套(309)上设置凸缘，所述盖板(304)上的腔室一端设置有与所述凸缘相对应的台阶孔(304b)，所述凸缘的外径大于导电轴承(312)的外径，所述台阶孔(304b)的内径大于凸缘的外径，所述轴套(309)的凸缘在轴向上置于台阶孔(304b)内。

8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述轴套(309)的凸缘背向导电轴承(312)的一侧设置有倒角(304C)。

9.根据权利要求1～6中任意一项所述的电机，其特征在于，所述转轴(305)为空心轴，所述导电轴承(312)的内圈通过转接轴(313)紧固在所述转轴(305)上，所述转接轴(313)的一端紧固在所述空心轴的轴孔内，所述导电轴承(312)的内圈紧固在所述转接轴(313)的另一端。

10.一种动力总成，其特征在于，包括控制器(1)、减速器(2)和如权利要求1～9中任意一项所述的电机(3)。