CN218678746U - 一种导电结构及电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种导电结构和电机，其中，导电结构包括：第一导电件，所述第一导电件装设于电机转轴上，并与所述电机转轴电性接触；限位件，所述限位件固定安装于电机壳体的内侧；第二导电件，所述第二导电件径向可移动的设置于所述限位件与所述电机壳体之间，且所述限位件对所述第二导电件轴向限位，使所述第二导电件的轴向两端分别与所述第一导电件和所述电机壳体保持电性接触。本方案可减小第一导电件和第二导电件的接触力，降低电机运行时第一导电件与第二导电件的摩擦磨损，提升导电的可靠性，可有效防止轴电流对电机轴承的损害，增加电机运行寿命。

Description

一种导电结构及电机

技术领域

本申请涉及电机技术领域，特别是涉及一种导电结构及电机。

背景技术

随着汽车电动化的不断加深，电机的应用也越来越广泛。为了追求汽车的加速性能，电机的功率也在不断提高，并且电机的输入电压也在提高。这导致电机轴承的电腐蚀现象越发严重。

众所周知，电机在运行过程中会导致轴承温度的升高，轴承等效电阻减小，轴承击穿点数量增加，轴电流将轴承和转轴的金属接触点导通，瞬间产生高温，轴承局部烧熔。被烧熔的轴承合金在碾压力作用下在轴承内表面产生小坑，表现为轴承内圈滚道出现搓板样的凹痕，导致电机轴承电腐蚀损坏，轻则导致电机运行噪音增加，重则导致电机轴承损坏，电机失效。

在电机轴承电腐蚀预防相关技术中，主要有两种方式：一是切断轴电流通路，采用绝缘轴承；二是增加导电结构，使用电刷、导电油脂、导电轴承等。上述方案能在一定程度上改善电机轴承电腐蚀问题，但都存在各自的问题，如绝缘轴承必须采用特殊材料工艺，导致轴承成本数倍提高；而碳刷、导电油脂、导电轴承等结构的成本虽然稍有降低，但是存在材料磨损、结构复杂、可靠性等技术性问题，长期使用容易导致电机绝缘性变差及轴承失效。

发明内容

基于此，本实用新型提供一种导电结构及电机，能够更为有效消除电机产生的轴电流，并且结构简单、材料磨损小、成本低、可靠性好。

一方面，本申请提供一种导电结构，包括：

第一导电件，所述第一导电件装设于电机转轴上，并与所述电机转轴电性接触；

限位件，所述限位件固定安装于电机壳体的内侧；

第二导电件，所述第二导电件径向可移动的设置于所述限位件与所述电机壳体之间，且所述限位件对所述第二导电件轴向限位，使所述第二导电件的轴向两端分别与所述第一导电件和所述电机壳体保持电性接触。

在其中一个实施例中，所述第二导电件为导电弹性件，所述第一导电件与所述第二导电件弹性接触。

在其中一个实施例中，所述第二导电件包括限位部和接触部，所述限位部通过所述限位件轴向限位于所述电机壳体上，所述接触部向远离所述电机壳体的一侧延伸并与所述第一导电件相接触。

在其中一个实施例中，所述限位部与所述接触部之间设置有连接部，所述连接部呈弯折状连接于所述限位部与所述接触部之间。

在其中一个实施例中，所述限位件与所述电机壳体的内壁之间形成有限位槽，所述限位部嵌入在所述限位槽中，且所述限位槽的径向尺寸大于所述第二导电件的径向尺寸，以使所述第二导电件可在所述限位槽中径向移动。

在其中一个实施例中，所述限位件包括中部开设通孔的限位压板，所述限位压板固定装配于所述电机壳体的内侧，且所述限位压板与所述电机壳体的内壁之间留有间隙以形成所述限位槽，所述第二导电件上的所述接触部穿过所述通孔与所述第一导电件接触。

在其中一个实施例中，所述电机转轴的端部沿轴心设置有安装孔，所述第一导电件固定安装于所述安装孔中；

所述电机转轴的内部沿轴向开设有冷却流道，所述冷却流道与所述安装孔连通。

在其中一个实施例中，所述第一导电件和所述第二导电件为点接触或接触面直径小于3mm的面接触。

在其中一个实施例中，所述第一导电件为导电的球形体或球头圆柱体，所述接触部具有与所述第一导电件接触的接触平面，且所述接触平面与所述电机转轴相互垂直。

另一方面，本申请还提供一种电机，包括上述任一实施例所述的导电结构。

有益效果：本导电结构中，第一导电件和第二导电件导通电机转轴和电机壳体，可以将电机转轴上产生的轴电流导通至电机壳体，然后通过电机壳体的接地端接地，进而消除轴电流，这样能避免电机的轴承被轴电流击伤，能降低电机的运行噪音，提高了电机的使用寿命。

并且，本方案将第二导电件可径向移动地设置于限位件和电机壳体之间，放开第二导电件的径向自由度，使第二导电件能在一定范围内自由移动，可减小第一导电件的刚度，从而减小第一导电件和第二导电件的接触力，降低电机运行时第一导电件与第二导电件的磨损，提升导电的可靠性，可有效防止轴电流对电机轴承的损害，增加电机运行寿命。

附图说明

图1为本申请一个实施例中电机的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为本申请一个实施例中第二导电件的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：电机壳体1、定子2、转子3、电机转轴4、第一导电件5、第二导电件6、接触部601、连接部602、限位部603、限位件7、冷却流道8、安装孔9、通孔10、限位槽11。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“纵向”、“横向”、“水平”、“内”、“外”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，亦仅为了便于简化叙述，而不是指示或暗示所指的装置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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型的发明人发现现有技术方案中，电机轴承电腐蚀预防主要采取两种方式，一是采用绝缘轴承，二是增加电刷、导电油脂、导电轴承等导电结构，但是上述方式要么存在成本高的问题，要么存在可靠性差、结构复杂、材料磨损严重的问题，不利于生产应用。基于此，本实用新型提供了一种结构简单、材料磨损小、成本低、可靠性好的导电结构，该导电结构安装在电机转轴与电机壳体之间，用于将电机转轴产生的轴电流导出，从而避免轴承的电腐蚀。

具体地，本实用新型至少一实施例提供了一种导电结构，包括第一导电件、限位件和第二导电件。其中，第一导电件装设于电机转轴上，并与电机转轴电性接触；限位件固定安装于电机壳体的内侧；第二导电件径向可移动的设置于限位件与电机壳体之间，且限位件对第二导电件轴向限位，使第二导电件的轴向两端分别与第一导电件和电机壳体保持电性接触。

本实用新型上述实施例的导电结构中，第一导电件和第二导电件导通电机转轴和电机壳体，可以将电机转轴上产生的轴电流导通至电机壳体，然后通过电机壳体的接地端接地，进而消除轴电流，这样能避免电机的轴承被轴电流击伤，能降低电机的运行噪音，提高了电机的使用寿命。

在上述实施例中，将第二导电件可径向移动地设置于限位件和电机壳体之间，放开第二导电件的径向自由度，使第二导电件能在一定范围内自由移动，可减小第一导电件的刚度，从而减小第一导电件和第二导电件的接触力，降低电机运行时第一导电件与第二导电件的摩擦磨损，提升导电结构导电的可靠性，可有效防止轴电流对电机轴承的损害，增加电机运行寿命。

下面结合附图对本实用新型的实施例及其示例进行详细说明。

为了表示清楚、简洁，图1示意性地示出了一示例下电机的结构，但其并不构成对本公开的限制。图2为至少一示例中导电结构的结构示意图。

其中，为了表述方便和便于读者理解，本实施例中的“轴向”和“径向”是指图1中电机转轴4的轴向方向和径向方向，例如，“轴向”可以理解为图1所示的左右方向，“径向”可以理解为与图1所示的左右方向相垂直的方向。但是需要注意的是，本公开的实施例设定的方位不影响实际应用中的方位，也不影响本公开的保护范围。

在图1的示例中，电机包括电机壳体1及安装于电机壳体1内的定子2和转子3。定子2固定安装于壳体中，可以采用过盈配合的方式连接。转子3上具有电机转轴4，电机转轴4由轴承固定于电机壳体1上并可相对于电机壳体1自由转动。参见图1，在本实施例中，导电结构安装在电机转轴4右端部与电机壳体1之间。

具体地，参见图2，本实用新型至少一实施例提供导电结构包括，第一导电件5、限位件7和第二导电件6。其中，第一导电件5装设于电机转轴4上使其与电机转轴4形成电性接触，第二导电件6装设于电机壳体1上使其与电机壳体1形成电性接触，同时，第一导电件5和第二导电件6也形成电性接触，使电机转轴4-第一导电件5-第二导电件6-电机壳体1形成稳定的导电路径，实现轴电流的传导。

更具体地，在本实施例中，第一导电件5固定在电机转轴4的旋转中心，使第一导电件5可以随电机转轴4同步旋转。并且，在本实施例中，还应当确保第一导电件5上与第二导电件6的接触点与电机转轴4同轴心布置，例如，第一导电件5为球形体时，应确保球形体的球心位于电机转轴4的轴心线上，例如，第一导电件5为圆锥体时，应确保圆锥体的顶点位于电机转轴4的轴心线上。如此，可以使第一导电件5随电机转轴4转动时，第一导电件5上与第二导电件6的接触点的线速度接近为零，可以减少第一导电件5的磨损。

例如，参见图2，在本实施例中，电机转轴4的端部沿轴心设置有安装孔9，第一导电件5固定安装于安装孔9中。可以理解，在上述结构设计中，安装孔9沿电机转轴4的轴心设置，即是安装孔9位于电机转轴4的旋转中心，而第一导电件5安装在该安装孔9中，也即是第一导电件5安装在电机转轴4的旋转中心，如此可确保第一导电件5与电机转轴4的同轴心，为第一导电件5和第二导电件6的低磨损摩擦提供基础。

具体地，参见图2，在本实施例中，安装孔9可以为设置于电机转轴4端部轴心处的圆柱形孔，第一导电件5可以通过过盈配合、螺纹连接等方式固定安装在安装孔9中。

在本实施例中，为了实现电机转轴4与第一导电件5之间的轴电流传导，第一导电件5应采用导电材料制成，例如，钢，铜，铝等金属材料。同时，由于电机运行过程中，第一导电件5和第二导电件6处于长期摩擦的状态，因此，在本实施例中，第一导电件5应优选用具有良好导电性且高耐磨性的金属材质制成，例如可以包括但不限于GCr15钢。

通过上述的结构设计，可以实现第一导电件5与电机转轴4的同步转动，以及第一导电件5与电机转轴4的轴电流传导。

在本实施例中，第二导电件6被限位件7轴向限位于电机壳体1的内侧，使第二导电件6的轴向两端分别与第一导电件5和电机壳体1保持电性接触。其中，第二导电件6的轴向两端是指第二导电件6沿轴向方向的两端部，例如，图2所示的第二导电件6的左右两端。而轴向限位可以理解为第二导电件6沿电机转轴4轴向方向的位置固定，在电机停止或运行的过程中第二导电件6均不会发生轴向位移，从而可保证当电机运行时，电机转轴4-第一导电件5-第二导电件6-电机壳体1维持稳定的接触，实现轴电流的稳定传导。

例如，参见图2和图3，在本实施例中，第二导电件6包括限位部603和接触部601，限位部603通过限位件7轴向限位于电机壳体1上，接触部601向远离电机壳体1的一侧延伸并与第一导电件5相接触。如此，第二导电件6可通过限位部603实现与电机壳体1的电性接触以及实现第二导电件6的轴向限位，同时还可通过接触部601实现与第一导电件5的电性接触。例如，第二导电件6可以为一平面板且其中部具有向左凸起的凸起部，该平面板为限位部603用于与电机壳体1的内壁相抵接，而该凸起部则为接触部601用以与第一导电件5接触。

在一具体示例中，第二导电件6为导电弹性件，第一导电件5与第二导电件6弹性接触。第二导电件6选用导电弹性件，可以降低第二导电件6的刚度，使第一导电件5与第二导电件6直接的接触更为柔和，减小第一导电件5和第二导电件6的接触力，降低磨损，并且导电弹性件可以在一定范围为进行弹性变形，当第二导电件6表面产生磨损后，弹性力可以使第二导电件6向靠近第一导电件5的方向弹性变形，继续保持与第一导电件5的稳定接触，从而实现轴电流的稳定传导。

例如，第二导电件6可以采用具有良好导电性、弹性及耐磨性的弹簧片，弹簧片可以采用金属材质冲压一体成型制成，例如可以采用C17200铍铜材质冲压一体成型制成。铍铜材质的弹簧片和金属材质的第一导电件5相配合，具有更好的接触稳定性及耐磨性，绝缘电阻更低，能更好地消除轴电流。参见图2和图3，该弹簧片的中部向左凸起形成接触部601，而弹簧片位于接触部601两侧的部分则为限位部603，可以看出，在本实施例中，接触部601和限位部603均为平面结构，使接触部601上具有与第一导电件5接触的接触平面，也便于限位件7对限位部603的轴向限位。

在一些实施例中，限位部603与接触部601之间设置有连接部602，连接部602，呈弯折状连接于限位部603与接触部601之间。例如，参见图3，连接部呈“S”型，弯折形状的连接部602，可加强接触部601与限位部603之间的弹性，保证第二导电件6与第一导电件5的稳定接触。

在一些实施例中，第一导电件5和第二导电件6为点接触或接触面直径小于3mm的面接触。如此，可减少第一导电件5和第二导电件6的接触面积，降低接触点的线速度，进而减小第一导电件5与第二导电件6之间的磨损，可提高本实施例导电结构的耐用性，而且能减小电机运行过程中的噪音，提升了电机的品质。

例如，图2示例性的展示了第一导电件5为球形体的一种实施方式，如此，可利用球形体球面上的一点与接触部601形成点面接触，使第一导电件5和第二导电件6的接触面积足够小，可有效降低第一导电件5与第二导电件6之间的磨损，提高本导电结构的耐用性，当然，在其他实施例中，第一导电件5还可以为球头圆柱体或锥形体等。

参见图2，在本实施例中，限位件7与电机壳体1的内壁之间形成有限位槽11，限位部603嵌入在限位槽11中，且限位槽11的径向尺寸大于第二导电件6的径向尺寸，以使第二导电件6可在限位槽11中径向移动。

例如，在本实施例中，限位件7可以为板状结构，如图2所示的限位压板。电机壳体1的内侧开设有装配槽，装配槽与电机转轴4相对设置，限位压板可通过过盈配合的方式固定安装在该装配槽中，且限位压板与电机壳体1的内壁之间留有间隙，该间隙即为限位槽11。更具体地，参见图2，在本实施例中，装配槽可以为内部具有台阶的阶梯式槽体，限位压板装配在装配槽中时刚好抵接在台阶上，使限位压板与电机壳体1的内壁之间能够留出间隙。

在上述实施例中，限位槽11的径向尺寸大于第二导电件6的径向尺寸，可以理解为限位槽11沿径向方向的尺寸大于第二导电件6沿径向方向的尺寸。例如，限位槽11为圆形槽，第二导电件6为圆板时，限位槽11的直径大于限位压板的直径。例如，参见图3，限位槽11为方形槽，第二导电件6为方板时，限位槽11的长宽大于第二导电件6的长宽。

可以理解，在本实施例中，为实现第二导电件6的轴向限位，限位槽11的深度应等于或略大于第二导电件6上限位部603的厚度。更进一步地，本实施例中，限位槽11的深度优选为略大于限位部603的厚度，使限位部603在限位槽11中具有微量的轴向活动空间，如此，可以使限位槽11吸收限位部603在轴向方向的微量形变，降低第二导电件6的刚度，进而减小第二导电件6与第一导电件5的接触力。

参见图2，在本实施例中，限位压板的中部开有通孔10，接触部601穿过通孔10与第一导电件5形成接触。

在相关技术中，第二导电件6通常通过螺钉连接、焊接、卡接等方式固定在电机壳体1上以实现第二导电件6的轴向限位，但是该种方式也将第二导电件6的径向自由度进行了限制，导致第二导电件6的刚度较大，第二导电件6与第一导电件5之间的接触力较大，使得在电机运行过程中对第一导电件5和第二导电件6产生更大的磨损。并且该种结构设计下，第一导电件5和第二导电件6始终保持为同一部位接触摩擦，长此以往会导致第二导电件6的该部位产生严重的磨损，进而影响其导电性能。而本方案中由于第二导电件6具有径向自由度，可以在有效空间内减少第二导电件6的刚度，降低第二导电件6与第一导电件5的接触力，从而减少第二导电件6的磨损。同时，径向自由度可使第二导电件6在第一导电件5随转轴转动时进行小范围的径向移动，使第二导电件6与第一导电件5之间的接触摩擦由同一个点的接触摩擦转变为多个点的接触摩擦，从而将同一个点的磨损分摊到第二导电件6的多个点上，降低第二导电件6同一部位所受到的磨损，提高导电结构的耐用性，而且在此过程中第二导电件6与第一导电件5始终维持接触，这样可以保证轴电流回路始终处于导通状态，进而提高电机及电动汽车的使用寿命。

参见图1和与2，在一些实施例中，电机转轴4的内部沿轴向开设有冷却流道8，冷却流道8与安装孔9连通，安装孔9上设置有与接触部601相对的甩油孔。如此，润滑油可以通过冷却流道8流动至安装孔9处，并在电机转轴4旋转的过程中从甩油孔中甩出，使润滑油直接冲向第一导电件5和第二导电件6的接触点，从而对接触点进行冷却和润滑，减小摩擦系数，减小第一导电件5和第二导电件6之间的摩擦力，减小导电电阻，能保证第一导电件5和第二导电件6之间具有良好的导电性，而且能降低第一导电件5与第二导电件6之间的磨损，延长导电机构的使用寿命。

可以理解的是，冷却结构还可以采用其它布置形式，例如在电机壳体1上单独布置专门的油液喷口。但在本申请中，冷却流道8的设计经济效益最为明显，例如，本实施例的冷却流道8可以直接利用一些电机转轴4中自有的油道，省去加工成本，结构也更为紧凑。

基于上述同样的发明构思，本申请提供了一种电机，该电机包括上述任一实施例的导电结构。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种导电结构，其特征在于,所述导电结构包括：

第一导电件(5)，所述第一导电件(5)装设于电机转轴(4)上，并与所述电机转轴(4)电性接触；

限位件(7)，所述限位件(7)固定安装于电机壳体(1)的内侧；

第二导电件(6)，所述第二导电件(6)径向可移动的设置于所述限位件(7)与所述电机壳体(1)之间，且所述限位件(7)对所述第二导电件(6)轴向限位，使所述第二导电件(6)的轴向两端分别与所述第一导电件(5)和所述电机壳体(1)保持电性接触。

2.根据权利要求1所述的导电结构，其特征在于：所述第二导电件(6)为导电弹性件，所述第一导电件(5)与所述第二导电件(6)弹性接触。

3.根据权利要求1所述的导电结构，其特征在于：所述第二导电件(6)包括限位部(603)和接触部(601)，所述限位部(603)通过所述限位件(7)轴向限位于所述电机壳体(1)上，所述接触部(601)向远离所述电机壳体(1)的一侧延伸并与所述第一导电件(5)相接触。

4.根据权利要求3所述的导电结构，其特征在于：所述限位部(603)与所述接触部(601)之间设置有连接部(602)，所述连接部(602)呈弯折状连接于所述限位部(603)与所述接触部(601)之间。

5.根据权利要求3或4所述的导电结构，其特征在于：所述限位件(7)与所述电机壳体(1)的内壁之间形成有限位槽(11)，所述限位部(603)嵌入在所述限位槽(11)中，且所述限位槽(11)的径向尺寸大于所述第二导电件(6)的径向尺寸，以使所述第二导电件(6)可在所述限位槽(11)中径向移动。

6.根据权利要求5所述的导电结构，其特征在于：所述限位件(7)包括中部开设通孔(10)的限位压板，所述限位压板固定装配于所述电机壳体(1)的内侧，且所述限位压板与所述电机壳体(1)的内壁之间留有间隙以形成所述限位槽(11)，所述第二导电件(6)上的所述接触部(601)穿过所述通孔(10)与所述第一导电件(5)接触。

7.根据权利要求1所述的导电结构，其特征在于：所述电机转轴(4)的端部沿轴心设置有安装孔(9)，所述第一导电件(5)固定安装于所述安装孔(9)中；

所述电机转轴(4)的内部沿轴向开设有冷却流道(8)，所述冷却流道(8)与所述安装孔(9)连通。

8.根据权利要求3所述的导电结构，其特征在于：所述第一导电件(5)和所述第二导电件(6)为点接触或接触面直径小于3mm的面接触。

9.根据权利要求8所述的导电结构，其特征在于：所述第一导电件(5)为导电的球形体或球头圆柱体，所述接触部(601)具有与所述第一导电件(5)接触的接触平面，且所述接触平面与所述电机转轴(4)相互垂直。

10.一种电机，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的导电结构。

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