专利名称：包括与减速箱主动轴弹性连接的电机的制作方法
包括与减速箱主动轴弹性连接的电机本发明涉及一种电机，包括一个能够用弹性连接啮合到减速箱主动轴的转子。该 电机轴向设置在离合器和减速箱之间。汽车手动控制的减速箱有一个通过离合器连接到电动机的主动轴和一些连接到 汽车驱动轮的平行轴。主动轴和平行轴可以用小齿轮对彼此连接，按照不同的减速比彼此 传递运动，以实现传动比。每个啮合的小齿轮中的一个与轴连成一体，另一个啮合的小齿轮自由旋转地装配 在另一个轴上，可以通过同步套筒的轴向滑动与其轴连成一体。该滑动首先用同步装置实 现两个零件的速度同步，该同步装置包括摩擦圆锥，接着是轴上小齿轮的差速锁。这些手动减速箱可以用由计算机控制的执行器完成控制运动而实现机器人化。在文献-1331 126中公开了一种已知类型的混合动力汽车，包括一个安排在减速 箱入口离合器下游的电机，转子在旋转上与该减速箱的主动轴连接。在允许独立于热力发 动机的电机旋转的同时，离合器仍打开，这种安排带来一些优点。特别是它允许只靠电力拖 动行驶，或在制动时回收更多的能量，该热力发动机仍停止，而且该热力发动机不会制动汽 车。这种安排还允许借助于减速箱主动轴和从动轴的速度同步带来补充的能量。该电机定子固定在减速箱的外壳上，该转子通过固定在一个连接到定子的镗孔中 的滚动轴承对中心，这允许保证这两个零件之间良好的同心度并保证高性能电机所要求的 小气隙。该文献还描述电机转子和减速箱主动轴之间的连接，包括一个弹簧扭力缓冲器， 以角弹性保证驱动，用以对热力发动机旋转中的震动进行滤波。另外，该扭力缓冲器保证主 动轴和转子之间连接的退耦，这可以补偿对中的缺陷。在转子直接驱动的情况下，没有扭力缓冲器，人们无法实现这个退耦。这种安排的 主要缺点是，以固定在减速箱外壳上的定子为中心的电机转子，和减速箱主动轴之间人们 可以证明同心度，或者有一个角偏差的轴线平行度的几何缺陷，于是在该电机和支持主动 轴的滚动轴承上弓丨起一个径向力。这些缺陷可能来自工件制造上的分散性、安装条件或运行时产生的变形，以及施 加在该系统的力。这些缺陷在运行时在不同的连接上，特别是在减速箱主动轴驱动花键的对中心产 生交替的约束，这可能造成“磨耗腐蚀”类型的材料剥落，随后是凹槽连接反复的微位移。已知不同的装置试图改善这种连接，但是一般它仍旧是复杂、笨重而且昂贵。本发 明的目的尤其是避免原有技术的这些缺点，并提出电机转子和主动轴之间一种既简单又有 效的连接，用来减少工件数目。为此，本发明提出一种电机，包括一个能够啮合到包括外壳的减速箱的主动轴的 转子，所述电机包括一个能够固定在所述减速箱外壳上的定子，该定子包括一个所述转子 对中心的轴承，而且该转子包括一个轴座和壳体如下 轴座，能够连接至主动轴，并包括驱动外齿， 壳体，包括与轴座的驱动齿配合的带有间隙的驱动内齿，
高弹体接缝，在该间隙中模制，用以确定轴座和壳体之间的弹性连接。这种弹性驱动连接的基本优点是，制造简单而经济，用少量部件实现。这种弹性连 接，通过填充该轴座和转子支架之间间隙的高弹体接缝，这样保证简单地回答减速箱主动 轴旋转轴线(处于合上或松开的位置)和上述旋转轴之间角偏差的问题。高弹体接缝，诸 如所述接缝的尺寸确定和材料保证外齿和内齿的两个游隙之间力矩的传递。按照本发明的驱动连接还可以具有下列一个或几个特征，它们可以彼此结合。按照本发明的一个特征，该间隙沿着齿的轮廓基本上是恒定的。该轴座最好包括一个基本上平坦的横向法兰，在其外圆周上包括驱动外齿。该驱动外齿可以在该法兰的整个厚度上延伸，并具有一个按照轴向母线实现的轮 廓。该轴座在轴向上在内花键的末端可以有一个轴座在主动轴上对中心的镗孔。按照本发明的另一个特征，转子的支架通过薄钢板冲制或锻压或机械焊接或模铸 中的一种方法形成。该转子的支架可以具有一个中央圆柱形，在其外表面上保证滚动轴承的对中心， 并在其内表面上包括驱动内齿。按照一个实施例，电机轴向设置在离合器和减速箱之间。该轴座可以包括轴向钻孔，接纳与轴平行并滑动的离合器控制杆件。阅读以下参照附图作为示例给出的描述，将会更好地理解本发明，而其他特征和 优点将显得更加清晰。附图中
图1表示混合动力汽车发动机组的一个方案，包括连接至减速箱主动轴的电 机； 图2是沿着主动轴的轴向剖面，表示减速箱的部分视图，包括一个被主动轴驱 动的电机；而 图3和4用透视图表示按照本发明的驱动连接。图1表示混合动力汽车的发动机组，包括一个连接至交流发电机4的热力发动机 2，热力发动机的曲轴通过离合器6驱动减速箱12入口的主动轴10，按照不同的减速比把运 动传递到汽车的驱动轮14。电机16可以作为电动机或者发电机运行，包括一个连接至减速箱12主动轴10的 转子18，和一个固定到这个减速箱外壳的定子20。该电机16通过逆变器24连接至电池组 22，由计算机26考虑到汽车运行的不同参数以及司机的要求进行控制，以便向电池组提供 充电电流或电动机的力矩，以优化汽车的总能耗。该减速箱可以是一个自动化的减速箱，包括一台电子计算机，控制离合器的执行 器和速度的切换，以实现完全自动化的运行。图2表示减速箱12，其中主动轴10从电动机侧或前侧连接到未示出的离合器，并 用花键从后侧连接到小齿轮，后者是组成不同传动比的小齿轮对的一部分。减速箱的前侧 外壳用离合器外壳30完成。电机16以主动轴10为中心，并包括轴向减小的外廓尺寸，设置在离合器和减速箱 12之间的离合器外壳30中。该电机16包括一个固定在离合器外壳30中的定子20和一个可在旋转上连接至主动轴10的转子18。定子20位于径向外部，包括支架34，后者包括一个基本上平坦的横 向部分，其中心形成一个圆柱形部分，在径向上处于两个滚珠轴承32外部，外壳上面，以主 动轴10为中心对其进行支持。同样地，转子18包括一个支架36，包括一个基本上平坦的横向部分，其中心形成 圆柱形部分，在径向上处于滚珠轴承32的下面，用以支持其内部外壳。滚动轴承32这样地保证该转子18和定子20之间的直接对中，人们可以在这两个 零件之间设置一个有利于该电机效率的小气隙。该离合器的啮合系统包括一个控制装置。包括一个位于电机16和减速箱12之间 的同心液压千斤顶38，其中该外壳和轴向滑动的活塞有一个接纳主动轴10的轴向通道。液 压千斤顶38的活塞通过滚珠止推轴承40将其运动传递到离合器6，该止推轴承压在平行于 轴并轴向滑动，围绕主动轴10均等分布的三个杆件42上。滑动杆42穿过在旋转上地把转子的支架36连接至主动轴10的转子18轴座44， 这些杆在引导它们的该轴座轴向钻孔中滑动。接着，该滑动杆42压在直接与离合器接触的 第二滚珠止推轴承47上。这样，便可以把固定的液压千斤顶38活塞的轴向运动传递到在旋转上连接到热 力发动机曲轴的离合器，穿过在旋转上连接到主动轴10的转子轴座44，可以以不同的离合 器速度旋转。图3和4详细描述该轴座44以其与该转子18的连接。该轴座44包括轴向延长 的中央部分50，包括与主动轴相应的花键啮合的内花键56。在内花键56和后侧的末端，该 中央部分50包括一个镗孔58，它保证轴座44在主动轴10相应圆柱形部分上的对中心。这样，便实现轴座44和主动轴10之间精确的引导和允许轴向滑动的旋转驱动。该轴座44还包括一个平坦的横向法兰52，后者包括接纳滑动杆42的轴向钻孔 46，并在其外圆周上包括一些外齿54，后者在该法兰的厚度上轴向伸展，而其轮廓按照轴向 母线实现。转子18的支架36，在轴向伸展的中央圆柱形60上接纳两个滚动轴承32的内环， 并用嵌入这个圆柱形外部圆形的沟62中的开口卡环加以保持。中央圆柱形60包括内齿64，与在平坦的横向法兰52的外圆周上形成的外齿54啮 合。沿着内齿和外齿之间的轮廓设置一个基本上恒定的间隙，用以接纳高弹体80的接缝。高弹体接缝80是在齿轮的间隙中模制的，用以柔软的方法把该两个工件彼此连 接起来。由于嵌入的齿，高弹体接缝80允许把电机16转子18的力矩传递到主动轴10，但 仍允许小的角度游间行程以及主动轴10引导的轴座44和转子36之间的偏心现象。高弹体用的材料是为了对抗交替的约束和诸如温度等运行条件而选定的，并且还 应该实现对要连接的两个工件良好的黏附力。轴座44可能的角度游间行程和偏心允许从用该滚动轴承32连接到离合器外壳30 的转子出发，补偿涉及减速箱12主动轴10对中的缺陷，而不在连接上，特别在滚动轴承32、 轴座44的内花键56或镗孔58上产生大的力，防止其提前退化。另一方面，用嵌入的齿的驱动连接(和特别是接缝高弹体80的刚度)，在横向平面 上保证转子18和主动轴10之间小的角弹性，这允许保护这两个部件旋转的良好同步，而且 不干扰电机功能的提供。
这种连接简单而又经济。转子18支架36连同其中央圆柱形60，可以轻易地用下 列方法之一制造冲制薄钢板、锻压、机械焊接或模铸。内齿64或外齿54对其轮廓不需要高的精度，该间隙完全用高弹体填充。轴座44 可以用粉末在铸型中压制的烧结金属制造，以便完全直接模铸成最终形状而获得。另外，该连接很紧凑。只利用薄钢板的厚度来制造转子18支架的中央圆柱形60， 包括滚动轴承32在外表面的对中心，和在内表面上内齿54，使整个径向不那么笨重，特别 是允许减小滚动轴承32的直径。
权利要求
电机，包括一个能够啮合到包括外壳的减速箱(12)主动轴(10)的转子(18)，所述电机(16)包括一个能够固定在所述减速箱外壳上的定子(20)，该定子(20)包括与所述转子(18)对中的轴承(32)，其特征在于，该转子(18)包括轴座(44)和壳体(36)●轴座(44)，能够连接至主动轴(10)，并包括驱动外齿(54)；●壳体(36)，包括与轴座(44)的驱动齿(54)配合的带有间隙的驱动内齿(64)；●高弹体接缝(80)，在该间隙中模制，用以确定轴座(44)和壳体(36)之间的弹性连接。
2.按照权利要求1的电机，其特征在于，驱动外齿(54)和驱动内齿(64)之间的间隙沿 着齿的轮廓基本上是恒定的。
3.按照权利要求1或2的电机，其特征在于，该轴座(44)包括一个基本上平坦的横向 法兰(52)，在其外圆周上包括驱动外齿(54)。
4.按照权利要求3的电机，其特征在于，驱动外齿(54)在法兰(52)的整个厚度上伸 展，并具有按照轴向母线实现的轮廓。
5.按照上述权利要求中任何一项的电机，其特征在于，该轴座(44)在轴向上在内花键 (56)的末端包括一个轴座(44)在主动轴(10)上对中心的镗孔(58)。
6.按照上述权利要求中任何一项的电机，其特征在于，转子(18)的支架(36)用薄钢板 冲制或锻压或机械焊接或模铸中的一种方法形成。
7.按照上述权利要求中任何一项的电机，其特征在于，该转子(18)的支架(36)包括一 个中央圆柱形(60)，在其外表面上保证滚动轴承(32)的对中，而在其内表面上包括驱动内 齿(64)。
8.按照上述权利要求中任何一项的电机，其特征在于，该电机(16)轴向设置在离合器 和减速箱(12)之间。
9.按照权利要求8的电机，其特征在于，该轴座(44)包括轴向钻孔(46)，能够接纳与 轴平行并滑动的控制离合器的杆件(42)。
全文摘要
本发明涉及一种电机，包括一个能够与包括外壳的减速箱(12)的主动轴(10)啮合的转子(18)，所述电机(16)包括一个能够固定在所述减速箱外壳上的定子(20)，该定子(20)包括一个与所述转子(18)诸如该转子(18)对中心的轴承(32)，包括轴座(44)和壳体(36)该轴座(44)能够连接至主动轴(10)，并包括驱动外齿(54)；该壳体(36)包括与轴座(44)与驱动齿(54)配合并带有间隙的驱动内齿(64)；高弹体接缝(80)在该间隙中模制，用以确定轴座(44)和壳体(36)的弹性连接。
文档编号F16D3/66GK101868640SQ200880117378
公开日2010年10月20日 申请日期2008年10月20日 优先权日2007年10月19日
发明者A·波米耶, E·阿克曼 申请人:标致·雪铁龙汽车公司