CN220629030U - 同轴电驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电驱动装置技术领域，提供同轴电驱动装置，包括：中空的电机轴和与电机轴传动连接的减速装置，电机轴的两端由一对轴承可转动地支承，减速装置的输出轴同轴且间隙布置在电机轴内；其中，输出轴内设置有连通外界及输出轴与电机轴之间的环形间隙的流道；环形间隙中对应轴承的位置、设置有一对密封装置，且电机轴的靠近密封装置的部位、设置有指向轴承的一对通孔。本实用新型通过一对密封装置，防止润滑及冷却介质泄露，保证润滑和冷却效果；润滑及冷却介质由设置于输出轴的流道进入环形间隙中，以润滑和冷却电机轴，并能通过电机轴的通孔流向一对轴承，以润滑和冷却轴承；如此，实现对同轴电驱动装置的有效润滑和冷却。

Description

同轴电驱动装置

技术领域

本实用新型涉及电驱动装置技术领域，具体地说，涉及同轴电驱动装置。

背景技术

为节省布置空间，电驱动装置通常采用同轴布置方案。同轴布置的电驱动装置主要包括电机、固定穿设在电机转子中的中空的电机轴、与电机轴连接以接收来自电机轴的动力的减速装置、以及与减速装置连接以输出动力的输出轴，其中输出轴间隙容纳在电机轴内部且与电机轴同轴布置。

电驱动装置需要进行润滑和冷却，以确保电机顺利运转，并带走电机运转产生的热量。目前，对于同轴布置的电驱动装置，通常使介质从输出轴与电机轴之间的环形间隙的一侧流入并从另一侧流出，以润滑和冷却电机。

但是，介质在环形间隙中存在泄露的问题，常常尚未充分润滑和冷却就已流出环形间隙。

需要说明的是，上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供同轴电驱动装置，通过环形间隙的两端设置的一对密封装置，防止润滑及冷却介质泄露，保证润滑和冷却效果；润滑及冷却介质由设置于输出轴的流道进入环形间隙中，以润滑和冷却电机轴，并能通过电机轴的通孔流向一对轴承，以润滑和冷却轴承；如此，实现对同轴电驱动装置的有效润滑和冷却。

根据本实用新型的一个方面，提供一种同轴电驱动装置，包括中空的电机轴和与所述电机轴传动连接的减速装置，所述电机轴的两端由一对轴承可转动地支承，所述减速装置的输出轴同轴且间隙布置在所述电机轴内；其中，所述输出轴内设置有连通外界及所述输出轴与所述电机轴之间的环形间隙的流道；所述环形间隙中对应所述轴承的位置、设置有一对密封装置，且所述电机轴的靠近所述密封装置的部位、设置有指向所述轴承的一对通孔。

在一些实施例中，所述密封装置与所述电机轴固定连接；当所述电机轴的转速在临界转速以内，所述密封装置与所述输出轴之间微过盈配合；当所述电机轴的转速超过所述临界转速，所述密封装置与所述输出轴之间间隙配合。

在一些实施例中，所述临界转速的范围为15000转/分钟至20000转/分钟。

在一些实施例中，所述环形间隙中对应所述轴承的位置、设置有一对带密封圈的滚动轴承，所述密封圈形成所述密封装置，所述密封圈靠近所述通孔设置。

在一些实施例中，所述密封装置为滑动轴承、油封、矩形环和O型环中的任一种。

在一些实施例中，所述流道的主体沿轴向延伸且开口设置于所述输出轴的端面或周壁，所述流道通往所述环形间隙的部分沿径向延伸。

在一些实施例中，所述通孔与径向呈预设夹角倾斜延伸。

在一些实施例中，所述电机轴的位于一对所述通孔之间的部位、设置有通往与所述电机轴固定连接的电机转子的径向孔。

在一些实施例中，所述电机轴具有非圆形的横截面，所述电机轴的外壁包括与所述电机转子过盈配合的弧形部、及与所述电机转子之间形成间隙的非弧形部。

在一些实施例中，所述流道供润滑及冷却介质流入，所述润滑及冷却介质为介质油或介质水。

本实用新型与现有技术相比的有益效果至少包括：

本实用新型的同轴电驱动装置，通过环形间隙的两端设置的一对密封装置，防止润滑及冷却介质泄露，保证润滑和冷却效果；润滑及冷却介质由设置于输出轴的流道进入环形间隙中，以润滑和冷却电机轴，并能通过电机轴的对应于轴承设置且指向轴承的通孔流向一对轴承，以润滑和冷却轴承；如此，实现对同轴电驱动装置的有效润滑和冷却。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本实用新型实施例中同轴电驱动装置的结构示意图；

图2示出本实用新型实施例的同轴电驱动装置中轴承及密封装置的放大结构示意图；

图3示出一面带密封圈的开口型无内圈冲压外圈滚针轴承的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使本实用新型全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

附图仅为本实用新型的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。在本实用新型的描述中，术语“轴向”、“径向”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。

同轴电驱动装置配置于电动汽车中，包括电机和减速装置。电机具有中空的电机轴，电机轴固定穿设在电机转子中，由电机转子带动转动，电机轴的两端通过一对轴承可转动地支承。减速装置与电机轴传动连接，电机轴将动力传递到减速装置，减速装置具有两个输出轴，分别将动力传递至电动汽车的左右车轮以驱动电动汽车行驶。其中，减速装置的一个输出轴同轴且间隙地布置在电机轴内，下文中所描述的输出轴，即该同轴且间隙地布置在电机轴内的输出轴。

本实用新型附图所展示的同轴电驱动装置，隐去了电机的本体和减速装置的本体，而主要展示电机轴、输出轴及其他与冷却和润滑相关的结构设计，这不应视为对本实用新型的同轴电驱动装置的限制。

图1示出本实用新型实施例中同轴电驱动装置的结构，图2示出同轴电驱动装置中轴承及密封装置的放大结构；结合图1和图2所示，本实用新型实施例提供的同轴电驱动装置，包括：

中空的电机轴10和与电机轴10传动连接的减速装置，电机轴10的两端由一对轴承11可转动地支承，减速装置的输出轴20同轴且间隙布置在电机轴10内；

其中，输出轴20内设置有连通外界及输出轴20与电机轴10之间的环形间隙200的流道22；

环形间隙200中对应轴承11的位置、设置有一对密封装置30，且电机轴10的靠近密封装置30的部位、设置有指向轴承11的一对通孔12。

本实用新型的同轴电驱动装置，通过环形间隙200的两端设置的一对密封装置30，防止润滑及冷却介质泄露，保证润滑和冷却效果。参照箭头R1所示，润滑及冷却介质由设置于输出轴20的流道22进入环形间隙200中，以润滑和冷却电机轴10，参照箭头R2所示，润滑及冷却介质还能通过电机轴10的对应于轴承11设置且指向轴承11的通孔12流向一对轴承11，以润滑和冷却轴承11。如此，在随着电机转速的提高、电机轴10和轴承11的润滑和冷却变得越来越重要的背景下，通过本实用新型的同轴电驱动装置，能够实现对同轴电驱动装置中电机轴10和轴承11等部件的有效润滑和冷却。

在一些实施例中，密封装置30与电机轴10固定连接，具体可通过过盈或紧固件等固定连接。此外，当电机轴10的转速在临界转速以内，密封装置30与输出轴20之间微过盈配合；当电机轴10的转速超过临界转速，密封装置30与输出轴20之间间隙配合。

其中，微过盈配合是指过盈量较小的过盈配合。

在电机轴10不旋转及低速旋转的工况下，密封装置30与输出轴20之间微过盈配合，实现密封，以防止润滑及冷却介质泄露。在电机轴10高速旋转的工况下，密封装置30与输出轴20之间的摩擦会直接影响输出轴20的转速和温升，甚至导致输出轴20的强度和寿命受损。本实用新型中，在电机轴10高速旋转的工况下，由于离心力的作用，密封装置30与输出轴20之间间隙配合，能够有效减少摩擦损失。

在一些实施例中，临界转速的范围为15000转/分钟至20000转/分钟。临界转速用以区分同轴电驱动装置、具体是电机轴10所连电机的高转速工况和低转速工况，其具体数值根据同轴电驱动装置的系统要求设定。

在一些实施例中，密封装置30与输出轴20之间微过盈配合的过盈量范围根据临界转速确定。微过盈量范围根据临界转速确定，确保低转速工况下密封装置30与输出轴20之间微过盈配合以实现密封，而高转速工况下密封装置30与输出轴20之间间隙配合以减少摩擦损失。

举例来说，根据同轴电驱动装置的系统要求，设定临界转速为15000转/分钟，此时可通过实际测试、理论计算等方式，确定密封装置30与输出轴20之间的微过盈量(例如为0.05mm)，以确保电机轴10转速小于15000转/分钟时密封装置30与输出轴20之间微过盈配合，而随着电机轴10转速超过15000转/分钟，密封装置30与输出轴20之间间隙配合以减少摩擦损失。

再如，在又一个实施场景中，根据同轴电驱动装置的系统要求，设定临界转速为20000转/分钟，此时可通过实际测试、理论计算等方式，确定密封装置30与输出轴20之间的微过盈量为0.10mm，以实现电机轴10转速小于20000转/分钟时密封装置30与输出轴20之间微过盈配合，而随着电机轴10转速超过20000转/分钟，密封装置30与输出轴20之间间隙配合以减少摩擦损失。

当然，本实用新型并非以此为限。在不同的实施场景中，根据同轴电驱动装置的系统要求，可以设定不同的临界转速；根据不同的临界转速，初始配置时密封装置30与输出轴20之间可以具有不同的微过盈量。只要能实现低转速工况下密封装置30与输出轴20之间微过盈配合以实现密封、高转速工况下密封装置30与输出轴20之间间隙配合以减少摩擦损失的方案，均在本实用新型的保护范围内。

在一些实施例中，环形间隙200中对应轴承11的位置、设置有一对带密封圈的滚动轴承，滚动轴承的密封圈即形成密封装置30，其中密封圈靠近通孔12设置并与输出轴20之间微过盈配合。

通过带密封圈的滚动轴承，在电机轴10不旋转及低速旋转的工况下，密封圈实现电机轴10与输出轴20之间密封，防止润滑及冷却介质泄露；在电机轴10高速旋转的工况下，密封圈与输出轴20间隙配合，此时滚动轴承仅有滚动摩擦，摩擦损耗很小，因此对电机轴10的运动速度没有太大的限制，能够确保电机轴10顺利运转，同时能够提升电动汽车的驱动效率。

此处需说明的是，无论转速高低，滚动轴承的滚子始终接触输出轴20，滚动轴承的密封圈会根据转速高低而与输出轴20微过盈配合或间隙配合。此外，在电机轴10高速旋转的工况下，虽然密封圈因离心力的作用而与输出轴20之间存在小间隙，但是高速旋转的滚子本身能够阻挡润滑及冷却介质通过，如此能够阻挡润滑及冷却介质泄露。

图3示出一面带密封圈的开口型无内圈冲压外圈滚针轴承的结构；结合图1至图3所示，本实用新型实施例的带密封圈的滚动轴承，具体可以采用一面带密封圈33的开口型无内圈冲压外圈滚针轴承30’，其属于标准轴承的一种，符合国标GB/T 290-2017。

当然，密封装置30也可采用其他形式带密封圈的滚动轴承，只要能实现电机轴10不旋转及低速旋转的工况下、密封装置30与输出轴20之间微过盈配合以防止润滑及冷却介质泄露，而在电机轴10高速旋转的工况下、密封装置30与输出轴20之间间隙配合以避免限制电机轴10，且通过摩擦损耗很小的滚动摩擦确保电机轴10顺利运转并使电动汽车的驱动效率提高即可。

在一些实施例中，密封装置30也可采用滑动轴承、油封、矩形环和O型环中的任一种。

采用滑动轴承、油封、矩形环或O型环，同样能够在电机轴10不旋转及低速旋转的工况下、与输出轴20之间微过盈配合以防止润滑及冷却介质泄露；但在电机轴10高速旋转的工况下，滑动轴承、油封、矩形环及O型环与输出轴20之间存在较大的滑动摩擦，会造成一定的功率损失。而采用滚动轴承，能够在高速运转工况下实现最小的功率损失。

此外，若采用矩形环或O形环，需要在输出轴20的外壁上或者电机轴10的内壁上切对应的凹槽以容纳矩形环或O形环，对输出轴20和电机轴10的刚度会造成一定的影响。而采用滚动轴承，相当于在输出轴20的两端和电机轴10的两端增加了两个支撑点，如此能够增强输出轴20和电机轴10的刚度。

具体采用何种密封装置30，视同轴电驱动装置的结构、尤其是输出轴20与电机轴10之间的配合结构而定，只要能实现当电机轴10的转速在临界转速以内、密封装置30与输出轴20之间微过盈配合，当电机轴10的转速超过临界转速，密封装置30与输出轴20之间间隙配合，则均属于本实用新型的保护范围。

在一些实施例中，设置于输出轴20的流道22的主体沿轴向延伸，流道22通往环形间隙200的部分沿径向延伸，如此使输出轴20保持稳定的结构，避免影响其运行。此外，流道22的开口设置于输出轴20的端面或周壁，润滑及冷却介质可自输出轴20的端面或周壁进入流道22中。

在一些实施例中，设置于电机轴10的通孔12与径向呈预设夹角倾斜延伸。该预设夹角的设置，一方面需确保通孔12指向轴承11，另一方面需确保环形间隙200中的润滑及冷却介质顺利通过通孔12流向轴承11。

在一些实施例中，电机轴10的位于一对通孔12之间的部位、设置有通往与电机轴10固定连接的电机转子的径向孔13。通过径向孔，对同轴电驱动装置的电机转子等部件进行润滑和冷却。

在一些实施例中，电机轴10具有非圆形的横截面，电机轴10的外壁包括与电机转子过盈配合的弧形部、及与电机转子之间形成间隙的非弧形部。通过弧形部，电机轴10能够与电机转子稳固地连接在一起；通过非弧形部，例如方形、凹部、异形等等，在电机轴10与电机转子之间形成间隙，以供润滑及冷却介质流动。

在上述各实施例中，流道22供润滑及冷却介质流入，润滑及冷却介质具体为介质油或介质水。介质油可来自油泵，或自其他飞溅润滑油的部件处收集，采用介质油进行润滑和冷却的电机为油冷电机。介质水可来自水泵，采用介质水进行润滑和冷却的电机为水冷电机。如此，本实用新型的同轴电驱动装置，可根据需要选用油冷电机或水冷电机。

此外，本实用新型的同轴电驱动装置中的减速装置，优选可采用集成式差速器。

综上，本实用新型的同轴电驱动装置，通过环形间隙200的两端设置的一对密封装置30，防止润滑及冷却介质泄露，保证润滑和冷却效果。润滑及冷却介质由设置于输出轴20的流道22进入环形间隙200中，以润滑和冷却电机轴10；润滑及冷却介质还能通过电机轴10的对应于轴承11设置且指向轴承11的通孔12流向一对轴承11，以润滑和冷却轴承11；此外，润滑及冷却介质还能通过电机轴10的径向孔13流向电机转子，以润滑和冷却电机转子。如此，在随着电机转速的提高、电机轴10、轴承11和电机转子等部件的润滑和冷却变得越来越重要的背景下，通过本实用新型的同轴电驱动装置，能够实现对同轴电驱动装置中电机轴10、轴承11和电子转子等部件的有效润滑和冷却。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种同轴电驱动装置，包括中空的电机轴和与所述电机轴传动连接的减速装置，所述电机轴的两端由一对轴承可转动地支承，所述减速装置的输出轴同轴且间隙布置在所述电机轴内；

其特征在于，所述输出轴内设置有连通外界及所述输出轴与所述电机轴之间的环形间隙的流道；

所述环形间隙中对应所述轴承的位置、设置有一对密封装置，且所述电机轴的靠近所述密封装置的部位、设置有指向所述轴承的一对通孔。

2.如权利要求1所述的同轴电驱动装置，其特征在于，所述密封装置与所述电机轴固定连接；

当所述电机轴的转速在临界转速以内，所述密封装置与所述输出轴之间微过盈配合；

当所述电机轴的转速超过所述临界转速，所述密封装置与所述输出轴之间间隙配合。

3.如权利要求2所述的同轴电驱动装置，其特征在于，所述临界转速的范围为15000转/分钟至20000转/分钟。

4.如权利要求1所述的同轴电驱动装置，其特征在于，所述环形间隙中对应所述轴承的位置、设置有一对带密封圈的滚动轴承，所述密封圈形成所述密封装置，所述密封圈靠近所述通孔设置。

5.如权利要求1所述的同轴电驱动装置，其特征在于，所述密封装置为滑动轴承、油封、矩形环和O型环中的任一种。

6.如权利要求1所述的同轴电驱动装置，其特征在于，所述流道的主体沿轴向延伸且开口设置于所述输出轴的端面或周壁，

所述流道通往所述环形间隙的部分沿径向延伸。

7.如权利要求1所述的同轴电驱动装置，其特征在于，所述通孔与径向呈预设夹角倾斜延伸。

8.如权利要求1所述的同轴电驱动装置，其特征在于，所述电机轴的位于一对所述通孔之间的部位、设置有通往与所述电机轴固定连接的电机转子的径向孔。

9.如权利要求8所述的同轴电驱动装置，其特征在于，所述电机轴具有非圆形的横截面，

所述电机轴的外壁包括与所述电机转子过盈配合的弧形部、及与所述电机转子之间形成间隙的非弧形部。

10.如权利要求1-9任一项所述的同轴电驱动装置，其特征在于，所述流道供润滑及冷却介质流入，

所述润滑及冷却介质为介质油或介质水。