CN215498481U - 一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机，包括飞轮、电机壳、转子支架，其中，在电机壳内还设置有旋变连接轴，旋变连接轴的前端与飞轮的后端中部连接，电机壳后端设置有电机盖板，电机盖板设置有沉头孔，沉头孔内固定有轴承，旋变连接轴伸入沉头孔内并通过轴承支撑；轴承后端设置有旋转变压器，所述旋转变压器包括设置在沉头孔的内壁上的变压器定子，以及设置在旋变连接轴上的变压器转子。本实用新型通过设置旋变连接轴可将旋转变压器安装至电机的后端，所需旋转变压器小、成本低，电机调零和拆卸方便，并有效减少轴向和周向窜动，具有保证角度信号精度的特点。

Description

一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机
技术领域
本实用新型涉及汽车零部件技术领域，具体是一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机。
背景技术
飞轮集成式电机((Flywheel Integrated Starter and Generator)，简称FISG电机，通常被集成在发动机曲轴端，其特点是一体化高度集成，缩短了动力系统的总长度，从而适应更多车型，匹配需求和安装布置更为便捷。国内清华大学作者胡耀东、杨福源等人在《IEEE Access》发表的名为“A Novel Method to Actively Damp the Vibration of theHybrid Powertrain by Utilizing a Flywheel Integrated-Starter-Generator”文章中也对FISG电机的结构有所说明。
FISG电机无电机轴，旋转变压器现有的安装方案如图1所示：旋转变压器29装在转子支架3的前端，该方案存在问题有：所需旋转变压器大、成本高，调试困难，电机维修保养以及旋转变压器更换需要将转子拆下。
现为了解决旋转变压器调试困难和选配型号大的问题，将旋转变压器改至后端进行相关研究，需要考虑旋转变压器的安装位置问题以外，由于发动机振动大，旋转变压器装在电机后端时还需要解决旋转变压器轴向窜动问题和周向跳动问题。
公开于以上背景技术部分的信息仅仅皆在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机，通过设置旋变连接轴可将旋转变压器安装至电机的后端，所需旋转变压器小、成本低，电机调零和拆卸方便，并有效减少轴向和周向窜动，具有保证角度信号精度的特点。
为实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案如下：
一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机，包括飞轮以及电机壳，在所述电机壳内设置有转子支架，所述转子支架的前端与飞轮的后端面连接，所述转子支架的外表面上固定有转子，在转子外围的所述电机壳内壁上固定有定子，其中：在所述电机壳内还设置有旋变连接轴，所述旋变连接轴的前端与飞轮的后端中部连接，所述电机壳后端设置有电机盖板，所述电机盖板中部设置有往电机壳前端方向的沉头孔，沉头孔内固定有轴承，旋变连接轴的后端伸入沉头孔内并通过轴承支撑；轴承后端设置有旋转变压器，所述旋转变压器包括设置在沉头孔的内壁上的变压器定子，以及设置在旋变连接轴上的变压器转子。
具体的，所述沉头孔的中部设置有凸台，所述凸台的前后两侧分别安装所述轴承和所述变压器定子；在所述沉头孔的前端部和沉头孔的台阶面分别设置有轴承挡板和变压器定子挡板。
具体的，位于沉头孔内的旋变连接轴沿其后端方向设置有限位挡边和卡簧安装部，卡簧安装部内设置有卡簧，限位挡边和卡簧之间的旋变连接轴形成所述轴承的连接部位；所述卡簧安装部的后端设置有变压器转子安装部，变压器转子安装部上设置有圆柱销Ⅱ，变压器转子通过圆柱销Ⅱ安装在变压器转子安装部上，所述旋变连接轴的后端端部设置有变压器转子压板。
具体的，所述旋变连接轴为柔性轴，其中部具有柔性结构。
具体的，所述飞轮的中部设置有中心孔，所述中间孔的侧壁设置有圆柱销Ⅰ；所述旋变连接轴的前端设置有连轴块，所述连轴块的侧面设置有横槽，所述圆柱销Ⅰ与横槽连接；所述连轴块的外表面为鼓形结构，所述鼓形结构与飞轮的中心孔间隙配合。
具体的，所述沉头孔的后端部处还设置有旋变盖板。
具体的，所述转子支架为圆筒状结构，所述转子支架的外圆面上环设有转子安装部，转子安装部的一端设置有用于对转子进行限位的环形挡边，远离环形挡边的所述转子支架的一端端面上安装有转子压板；靠近环形挡边的所述转子支架的一端端面与所述飞轮连接。
本实用新型的有益效果：
1.本实用新型通过旋变连接轴可以将旋转变压器安装在飞轮集成式电机的后端，所需旋转变压器小、成本低；
2.通过将旋转变压器安装在飞轮集成式电机的后端，电机调零和拆卸方便，在维修或检查时不需要拆转子，拆装方便；
3.旋变连接轴前端鼓形结构加间隙配合，消除前端径向跳动的影响；
4.旋变连接轴中间采用柔性连接，消除径向跳动，减少冲击；
5.通过横槽与圆柱销Ⅰ的配合，柔性连接轴与飞轮间可以轴向移动，消除加工轴向偏差；
6.旋变连接轴后端具有轴承支撑，即两端采用刚性连接，保证了旋转变压器的角度信号精度；
7.转子支架同时能够兼容传统的飞轮结构，解决现有的电机转子支架不通用的缺陷，具有通用性强的特点。
附图说明
图1为本实用新型现有技术的FISG电机的示意图。
图2为本实用新型一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机示意图。
图3为图2中A处放大示意图。
图4为本实用新型的柔性连接轴结构示意图。
图5为本实用新型的转子支架结构示意图。
图中，1-飞轮，2-电机壳，3-转子支架，4-转子，5-定子，6-旋变连接轴，7-电机盖板，8-轴承，9-变压器定子，10-变压器转子，11-沉头孔，12-中心孔，13-圆柱销Ⅰ，14-连轴块，15-横槽，16-限位挡边，17-卡簧安装部，18-卡簧，19-变压器转子安装部，20-圆柱销Ⅱ，21-变压器转子压板，22-凸台，23-轴承挡板，24-变压器定子挡板，25-旋变盖板，26-转子安装部，27-环形挡边，28-转子压板，29-旋转变压器。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施例并配合附图予以说明。在实施例的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1
如图2所示，本实施例提供了一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机，主要包括飞轮1、电机壳2、转子支架3、转子4、定子5。转子支架3设置在电机壳2内，转子支架3的前端与飞轮1的后端面通过螺栓连接，转子4固定在转子支架3的外表面上，定子5热套固定在转子4外围的电机壳2内壁上。飞轮1的前端通过螺栓与发动机的曲轴连接，电机壳2前端通过飞轮盖板与发动机曲轴箱固定连接，由此运行时，发动机的曲轴带动飞轮1、转子支架3、转子4转动。
本实施例的要点在于，在电机壳2内设置旋变连接轴6，旋变连接轴6的前端与飞轮1的后端中部连接，电机壳2后端设置有电机盖板7，电机盖板7上设置有轴承8，旋变连接轴6的后端穿过转子支架3并通过轴承8支撑；轴承8后端设置有旋转变压器，旋转变压器包括设置在电机盖板7的变压器定子9，以及设置在旋变连接轴6上的变压器转子10。通过设置旋变连接轴6，使旋转变压器设置在电机的后端，相对于现有安装在转子支架前端的方式所需旋转变压器小、成本低，电机调零和拆卸方便，不用拆卸转子4，而且后端采用轴承8对旋变连接轴6进行支撑，减少了旋转变压器设置在后端由于旋变连接轴6长容易引起振动的问题，保证了旋转变压器的角度信号精度。
作为本实施例的优选技术方案，电机盖板7中部设置有往电机壳2前端方向的沉头孔11，轴承8固定在沉头孔11内，旋变连接轴6的后端伸入沉头孔11内并通过轴承8支撑；变压器定子9设置在沉头孔11的内壁上。通过设置沉头孔11，避免轴承8和旋转变压器裸露在外部之中，有效保护了轴承8和旋转变压器。
如图3所示的沉头孔11内部结构，沉头孔11的中部设置有凸台22，凸台22的前后两侧分别安装轴承8和变压器定子9；在沉头孔11的前端部和沉头孔11的台阶面分别设置有轴承挡板23和变压器定子挡板24；沉头孔11的后端部处还设置有旋变盖板25。
参考图4所示的旋变连接轴6，位于沉头孔11内的旋变连接轴6沿其后端方向设置有限位挡边16和卡簧安装部17，卡簧安装部17内设置有卡簧18，限位挡边16和卡簧18之间的旋变连接轴6形成轴承8的连接部位；卡簧安装部17的后端设置有变压器转子安装部19，变压器转子安装部19上设置有圆柱销Ⅱ20，变压器转子10通过圆柱销Ⅱ20安装在变压器转子安装部19上，旋变连接轴6的后端端部设置有变压器转子压板21。
安装旋变连接轴6时，先装上将轴承8安装在凸台22前侧，然后用轴承挡板23压紧，将旋变连接轴6的后端插入轴承8，使限位挡边16顶住轴承8前端，安装卡簧18后由轴承8对旋变连接轴6后端进行支撑，然后即可在轴承8后端安装变压器定子9和变压器转子10；当需要拆卸维修旋转变压器时，拆掉旋变盖板25、变压器转子压板21、变压器定子挡板24即可将拆卸旋转变压器卸下，无需拆装转子；需要维修或检查时，只需要拆掉旋变盖板25即可方便的观察到旋转变压器主体。
实施例2
本实施例为了解决由于飞轮1与发动机曲轴刚性连接，飞轮1的径向跳动较大，发动机运行过程中曲轴的径向跳动很大容易导致旋变连接轴6被破坏的问题，在实施例1的基础上，本将旋变连接轴6设置为柔性轴，其中部具有柔性结构，其中柔性结构可以为现有技术中的设计成柔性例如弹簧、双联式万向节等结构。因此达到消除径向跳动，减少冲击的目的，有效降低了对同轴度的要求。
同时更进一步的，旋变连接轴6也设计成两部分:旋变连接轴6的前端设置连轴块14，两者过盈配合或电焊或做成一体；连轴块14的外表面为鼓形结构，鼓形结构与飞轮1的中心孔12间隙配合。旋变连接轴6前端发动机端为鼓形结构和间隙可以在保留了飞轮1的角度信号的同时允许旋变连接轴6前端有一定的摆动，进一步消除了飞轮1与发动机曲轴刚性连接带来的径向跳动。飞轮1的中部设置有中心孔12，中间孔12的侧壁设置有圆柱销Ⅰ13；连轴块14的侧面设置有横槽15，圆柱销Ⅰ13与横槽15连接，使飞轮1对旋变连接轴6进行传动转动。同时柔性连接轴与飞轮间可以有一定的轴向移动空间，消除加工轴向偏差的影响，降低了加工难度。
实施例3
本实施例在结合实施例1和实施例2的基础上，将转子支架3设置为两头开口的圆筒状结构，转子支架3的外圆面上环设有转子安装部26，转子安装部26的一端设置有用于对转子4进行限位的环形挡边27，远离环形挡边27的转子支架3的一端端面上安装有转子压板28；靠近环形挡边27的转子支架3的一端端面与与传统结构的飞轮1连接，一般仅需要通过止口、横槽、安装端面来定位，然后通过螺栓紧固即可。对于不同功率大小的电机，可以通过加厚转子压板28或加垫环的方式实现转子支架3的通用，同时能够兼容传统的飞轮结构，解决现有的电机转子支架不通用的缺陷，具有通用性强的特点。
虽然，上文中已经用具体实施方式，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机，包括飞轮(1)以及电机壳(2)，在所述电机壳(2)内设置有转子支架(3)，所述转子支架(3)的前端与飞轮(1)的后端面连接，所述转子支架(3)的外表面上固定有转子(4)，在转子(4)外围的所述电机壳(2)内壁上固定有定子(5)，其特征在于：在所述电机壳(2)内还设置有旋变连接轴(6)，所述旋变连接轴(6)的前端与飞轮(1)的后端中部连接，所述电机壳(2)后端设置有电机盖板(7)，所述电机盖板(7)中部设置有往电机壳(2)前端方向的沉头孔(11)，沉头孔(11)内固定有轴承(8)，旋变连接轴(6)的后端伸入沉头孔(11)内并通过轴承(8)支撑；轴承(8)后端设置有旋转变压器，所述旋转变压器包括设置在沉头孔(11)的内壁上的变压器定子(9)，以及设置在旋变连接轴(6)上的变压器转子(10)。
2.根据权利要求1所述的一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机，其特征在于：所述沉头孔(11)的中部设置有凸台(22)，所述凸台(22)的前后两侧分别安装所述轴承(8)和所述变压器定子(9)；在所述沉头孔(11)的前端部和沉头孔(11)的台阶面分别设置有轴承挡板(23)和变压器定子挡板(24)。
3.根据权利要求1所述的一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机，其特征在于：位于沉头孔(11)内的旋变连接轴(6)沿其后端方向设置有限位挡边(16)和卡簧安装部(17)，卡簧安装部(17)内设置有卡簧(18)，限位挡边(16)和卡簧(18)之间的旋变连接轴(6)形成所述轴承(8)的连接部位；所述卡簧安装部(17)的后端设置有变压器转子安装部(19)，变压器转子安装部(19)上设置有圆柱销Ⅱ(20)，变压器转子(10)通过圆柱销Ⅱ(20)安装在变压器转子安装部(19)上，所述旋变连接轴(6)的后端端部设置有变压器转子压板(21)。
4.根据权利要求1所述的一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机，其特征在于：所述旋变连接轴(6)为柔性轴，其中部具有柔性结构。
5.根据权利要求4所述的一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机，其特征在于：所述飞轮(1)的中部设置有中心孔(12)，所述中心孔(12)的侧壁设置有圆柱销Ⅰ(13)；所述旋变连接轴(6)的前端设置有连轴块(14)，所述连轴块(14)的侧面设置有横槽(15)，所述圆柱销Ⅰ(13)与横槽(15)连接；所述连轴块(14)的外表面为鼓形结构，所述鼓形结构与飞轮(1)的中心孔(12)间隙配合。
6.根据权利要求1所述的一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机，其特征在于：所述沉头孔(11)的后端部处还设置有旋变盖板(25)。
7.根据权利要求1所述的一种带旋变连接轴的分体式转子支架结构电机，其特征在于：所述转子支架(3)为圆筒状结构，所述转子支架(3)的外圆面上环设有转子安装部(26)，转子安装部(26)的一端设置有用于对转子(4)进行限位的环形挡边(27)，远离环形挡边(27)的所述转子支架(3)的一端端面上安装有转子压板(28)；靠近环形挡边(27)的所述转子支架(3)的一端端面与所述飞轮(1)连接。
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