电动机组件和方法
【专利摘要】一种电动机组件，该电动机组件包括壳体和定子。该壳体包括外部壳体表面，内部壳体表面以及多个壳体突出物，该内部壳体表面定义了内部壳体腔，该壳体突出物从内部壳体表面延伸。该定子被布置在内部壳体腔内且包括外部定子表面，内部定子表面和多个定子突出物，该定子突出物从外部定子表面朝向外部壳体表面延伸。该定子突出物被配置为配合壳体突出物以将定子摩擦地联接到壳体以便将定子相对于壳体固定。
【专利说明】电动机组件和方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及一种电动机组件和在车辆动力系统中组装电动机组件的方法。
【背景技术】
[0002] 电动机，比如那些典型地被使用于机动车辆的混合动力电动机械动力系统，具有 转子和围绕转子的定子。该转子可相对于定子旋转，且该定子被固定到静止构件，比如变速 箱壳体或外壳。空气间隙通过转子和定子之间的径向间隙被建立。保持定子和转子之间的 相对距离以保持空气间隙以便保持空气间隙的尺寸是很重要的。然而，保持定子和转子的 相对位置可能比较困难，因为转子和定子相对位置受到在空气间隙公差累积路径中的所有 部件的制造公差的影响。附加地，电动机可经受振动和机械冲击。同样重要的还有保持定子 相对于壳体的相对位置，轴向地和径向地，特别当壳体或定子由于热量膨胀膨胀或收缩时。
【发明内容】
[0003] 本公开涉及一种电动机组件。在一个实施例中，该电动机组件包括壳体和定子。该 壳体包括外部壳体表面，内部壳体表面以及多个壳体突出物，该内部壳体表面定义了内部 壳体腔，该壳体突出物从内部壳体表面延伸。该定子被布置在内部壳体腔内且包括外部定 子表面，内部定子表面和多个定子突出物，该定子突出物从外部定子表面朝向外部壳体表 面延伸。该定子突出物被配置为配合壳体突出物以将定子摩擦地联接到壳体以便将定子相 对于壳体固定。
[0004] 在一个实施例中，每个定子突出物包括定子接合表面。每个壳体突出物包括壳体 接合表面，该壳体接合表面被配置为接触定子接合表面中的一个以将壳体联接到定子。该 壳体定义了中心，且该定子接合表面面向远离壳体的中心的方向。该壳体接合表面面向朝 向壳体的中心的方向，该壳体突出物从内部壳体表面朝向壳体的中心延伸。每个定子突出 物具有可变高度。该壳体突出物从彼此径向地间隔开。该定子突出物从彼此径向地间隔开。 该壳体定义了顶部壳体边缘和与顶部壳体边缘相对的底部壳体边缘。与接近底部壳体边缘 相比，至少一个壳体突出物可更接近于顶部壳体边缘。与接近顶部壳体边缘相比，至少一个 壳体突出物可更接近于底部壳体边缘。
[0005] 在实施例中，电动机组件包括壳体，大体环形定子，转子和支撑构件。该壳体包括 外部壳体表面和内部壳体表面，该内部壳体表面定义了内部壳体腔。该定子被布置在内部 壳体腔内且包括外部定子表面和与外部定子表面相对的内部定子表面。该内部定子表面定 义了内部定子腔。该定子包括多个定子突出物，该定子突出物从外部定子表面朝向外部壳 体表面延伸。该转子被布置在内部定子腔内。该支撑构件被联接在转子和壳体之间且包括 支撑体部和多个支撑突出物，该支撑突出物从支撑体部延伸。该支撑突出物被布置在定子 突出物和内部壳体表面之间以摩擦地联接定子和壳体以便将定子相对于壳体固定。
[0006] 在一个实施例中，每个定子突出物包括定子接合表面。每个支撑突出物包括支撑 接合表面，该支撑接合表面被配置接触定子接合表面以将壳体联接到定子。该壳体定义了 中心。每个定子接合表面面向远离壳体的中心的方向。每个支撑接合表面面向朝向壳体的 中心的方向，每个定子突出物具有变化的高度。该支撑突出物从彼此径向地间隔开。该定 子突出物从彼此径向地间隔开。该壳体定义了顶部壳体边缘和与顶部壳体边缘相对的底部 壳体边缘，且至少一个支撑突出物相比于接近底部壳体边缘而更接近于顶部壳体边缘。至 少一个支撑突出物相比于接近顶部壳体边缘而更接近于底部壳体边缘。
[0007] 本公开还涉及装配电动机组件的方法。该方法包括放置定子在壳体内。该壳体定 义了中心且包括外部壳体表面，内部壳体表面和多个壳体突出物，该壳体突出物从内部壳 体表面朝向壳体的中心延伸。该定子包括定子外表面和多个定子突出物，该定子突出物从 定子外表面朝向外部壳体表面延伸。该方法还包括将定子相对于壳体旋转直到定子突出物 配合壳体突出物以将定子摩擦地联接到壳体。
[0008] 本公开涉及一种电动机组件，该电动机组件包括壳体和定子，该壳体具有壳体突 出物，该定子具有定子突出物，该定子突出物被配置为配合壳体突出物以将定子固定到壳 体。
[0009] 当结合附图时，从下面的用于执行如所附权利要求限定的本发明的一些最佳方式 和其它实施例的具体描述可容易地明白本发明的上述特征和优点，以及其它特征和优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是包括壳体，定子和转子的电动机组件的示意性截面前视图；
[0011] 图2是图1中的电动机组件的壳体的示意性截面前视图；
[0012] 图3是图1中的电动机组件的示意性截面前视图，示出了定子在脱离位置；以及
[0013] 图4是依照本公开的另一实施例的电动机组件的示意性截面前视图，其中该电动 机组件包括定子，转子，壳体和支撑构件。
【具体实施方式】
[0014] 现在参考附图，其中在几个附图中同样的数字指示同样的部件，图1示意性地示 出了混合动力系统11的电动可变变速器10的一部分。该电动可变变速器10包括电动机 组件12,该电动机组件12包括壳体14,大体环形的定子16和转子18。
[0015] 在电机设计中，减少在电动机组件12中的累积公差是非常重要的。累积公差指的 是与部件相对于彼此的对齐相关的总公差和所有部件的所有公差的累积偏差。在这个电动 机组件12中，期望的是减少累积公差以便大体彼此同中心地对齐壳体14,定子16和转子 18。目前公开的电动机组件12包括支撑构件（如下面详细描述的），该支撑构件用于将壳 体14,转子18与定子16对齐，从而阻止或至少抑制定子16相对于壳体14和转子18倾斜。 将定子16与壳体和转子18对齐是非常重要的，以便在转子18和定子16之间具有大体一 致的空气间隙。
[0016] 继续参考图1，壳体14包含定子16和转子18且可用作电动机和变速器壳体或外 壳。替代地，壳体14可仅仅充当电动机壳体。该壳体14包括壳体体部26,该壳体体部定义 了外部壳体表面20和与外部壳体表面20相对的内部壳体表面22。该内部壳体表面22可 定义大体圆形的截面且定义内部壳体腔24的边界。该内部壳体腔24可沿平面36具有大 体圆形形状，该平面36沿第一或垂直方向（表示为箭头32)和第二或水平方向（表示为箭 头34)被定义。因此，该内部壳体腔24定义了中心C。该内部壳体腔24可具有大体圆柱形 形状且被配置，成形且设置尺寸以接收定子16和转子18。
[0017] 该壳体14定义了第一或顶部壳体边缘50和与第一壳体边缘50相对的第二或底 部壳体边缘52。该第一壳体边缘50沿第一方向（表示为箭头32)从第二壳体边缘52间 隔开。该壳体14另外地定义了第三壳体边缘54(或第一横向边缘）和与第三壳体边缘54 相对的第四壳体边缘56 (或第二横向边缘）。该第四壳体边缘56沿第二方向（表示为箭 头34)从第三壳体边缘54间隔开。该第二方向（表示为箭头34)可大体垂直于第一方向 (表示为箭头32)。
[0018] 该壳体14可完全地或部分地由一种或多种非铁材料（non-ferrous material)制 造，比如铝镁合金或塑料，以便最小化电动机组件12的重量且阻止电和磁从定子16流动到 壳体14。此外，该壳体14包括一个或多个壳体突出物28,该壳体突出物28从壳体体部26 延伸。该壳体突出物28可为齿状物且从内部壳体表面特别地朝向内部壳体腔24的中心C 突出。该壳体突出物28还可被称为壳体支撑构件且可被联接到壳体体部26或与壳体体部 一体形成。每个壳体突出物28包括壳体接合表面30,该壳体接合表面30被配置接触定子 16的一部分，如下面更详细地描述。每个壳体接合表面30可具有大体弯曲的形状且面向内 部壳体腔24的中心C。替代地，该壳体接合表面30可为大体平坦的或平面的。此外，每个 壳体接合表面30的至少一部分可相对于第一方向（表不为箭头32)或第二方向（表不为 箭头34)成角度地倾斜。
[0019] 该壳体突出物28可沿内部壳体表面22从彼此旋转地间隔开。在已描述的实施例 中，该壳体14包括三个壳体突出物28,该三个壳体突出物28以120度从彼此间隔开。该壳 体突出物28可因此从彼此径向地间隔开。特别地，在已描述的实施例中，一个壳体突出物 28相比于接近第二壳体边缘52而更接近于第一壳体边缘50,且另两个壳体突出物28相比 于接近第一壳体边缘50而更接近于第二壳体边缘52。而且，至少一个壳体突出物28可相 比于接近第四壳体边缘56而更接近于第三壳体边缘54。同样地，另一壳体突出物28可相 比于接近第三壳体边缘54而更接近于第四壳体边缘56。然而，可以预期的是该壳体14可 包括多于或少于三个壳体突出物28,该壳体突出物28被布置为不同的配置。
[0020] 该定子16与壳体26关于中心C同中心，且具有大体环形或旋涡形形状。而且，该 定子16包括定子体部38,该定子体部38完全地或部分地由硅钢或其他适当的材料制造。 该定子体部38定义了外部定子表面42和与外部定子表面42相对的内部定子表面44,且可 包括多个叠片结构。该内部定子表面44定义了内部定子腔45(图3)。该定子16可为冲压 硅钢片的胶合堆叠。该定子16还包括多个电导体40,该电导体40环状地被布置在定子体 部38中。该电导体40可为条状物或绕组且被电连接到电源，比如蓄电池或燃料电池。而 且，该电导体40相比于接近外部定子表面42而更接近于内部定子表面44。
[0021] 该定子16还包括多个定子突出物46,该定子突出物46从定子体部38沿远离壳体 14的中心C的方向延伸。该定子突出物46还可被称为定子支撑构件且可被联接到定子体 部38或与定子体部一体形成。而且，该定子突出物46可从彼此径向地间隔开，且被配置为 接触壳体突出物28以将壳体14摩擦联接到定子16。在已描述的实施例中，该定子突出物 46被配置为与壳体突出物28配合以将定子16固定到壳体14。每个定子突出物46包括定 子接合表面46,该定子接合表面被配置为与相应的壳体接合表面30配合以固定壳体14相 对于定子16的位置。该定子接合表面48面向远离壳体14的中心C方向。该定子接合表 面48的形状或轮廓可与相应的壳体接合表面30的形状或轮廓互补。由此，当一个定子接 合表面48适当地与相应的壳体接合表面30对齐，壳体接合表面30和相应的定子接合表面 48之间的摩擦导致定子16被联接到壳体14,从而固定定子16相对于壳体14的位置。
[0022] 在已描述的实施例中，该定子16包括三个定子突出物46,该三个定子突出物46以 120度从彼此间隔开。然而，该定子可包括多于或少于三个定子突出物。该定子突出物46 的数量应对应于壳体突出物28的数量。当定子16被连接到壳体14时，至少一个定子突出 物46可相比于接近第二壳体边缘52而更接近于第一壳体边缘50,且至少一个定子突出物 46相比于接近第一壳体边缘50而更接近于第二壳体边缘52。附加地，当定子16被连接到 壳体14时，至少一个定子突出物46可相比于接近第四壳体边缘56而更接近于第三壳体 边缘54,且至少一个定子突出物46相比于接近第三壳体边缘54而更接近于第四壳体边缘 56 〇
[0023] 如上所述，该电动机组件12还包括转子18,该转子18关于壳体14的中心C与壳 体14和定子16同中心。该转子18可具有大体环形或旋涡形形状且被配置为当电源被供 应到电导体40时绕中心C旋转。此外，该转子18被可操作地连接到发动机或其他功率源。 因此，当电被供应到电导体40时，转子18的旋转可驱动发动机（或其他功率源）。
[0024] 该转子18定义了外部转子表面58和与外部转子表面58相对的内部转子表面60。 该外部转子表面58和内部定子表面44在它们之间共同地定义了间隙62 (比如空气间隙）。 为了有效地且一致地操作电动机组件12,间隙62应为沿电动机组件12的长度大致一致的。 因此固定定子16关于壳体14的位置是非常重要的。为此，该壳体突出物28被配置为与定 子突出物46配合以便将壳体14摩擦地连接到定子16以致定子16相对于壳体14绕中心 C同中心地配置。作为结果，累积公差被减少。
[0025] 参考图2和3,本公开还涉及装配电动机组件12的方法。该方法首先提供具有壳 体突出物28的壳体14,如图2中所示。随后，定子16被放置在壳体14内部，如图3中所 示。特别地，该定子16被布置在内部壳体腔24中以致定子突出物46不与壳体突出物28 配合，如图3中所示。该定子16于是可沿第一旋转方向（其指示为箭头R1)绕中心C相对 于壳体14旋转，直到定子突出物46摩擦地接合壳体突出物28,从而固定定子16相对于壳 体14的位置。例如，该定子16可绕中心C旋转直到定子突出物46配合壳体突出物28。在 已描述的实施例中，每个定子突出物46具有可变的高度H，该高度Η沿第二旋转方向（其 指示为箭头R2)改变。例如，一个或多个定子突出物46的高度Η可沿指示为箭头R2的第 二旋转方向增加。因此，沿第一旋转方向R1逐渐地绕壳体14的中心C旋转定子16导致一 个定子突出物46逐渐地配合相应的壳体突出物28。最后，该定子突出物46完全地配合相 应的壳体突出物28,因此将定子16固定到壳体14,如图1所示。然后，转子18被放置定子 16内部，如图1中所示。接下来，支撑构件63 (图4)，比如轴承支撑件，被联接在壳体14和 转子18之间以将转子18,定子16和壳体14互相连接，如图4中所示。
[0026] 参考图4,电动机12可包括支撑突出物28Α，该支撑突出物28Α代替（或附加到） 壳体突出物28 (图1)。该支撑突出物28Α是支撑构件63 (例如轴承支撑构件）的一部分且 被配置为将转子18联接到壳体14。该支撑构件63包括支撑体部66。该支撑体部66可包 括一个或多个臂部68,该臂部68被配置为将壳体14联接到转子18。该支撑构件63还可 包括支撑突出物28A，该支撑突出物28A从支撑体部66突出。例如，在已描述的实施例中， 支撑突出物28A可至少沿大体垂直于第一方向（指示为箭头32)和第二方向（指示为箭头 34)的方向从一个或多个臂68延伸。该支撑突出物28A的结构和操作与壳体突出物28 (图 1)基本相似或相同。因此，该支撑突出物28A被配置为配合定子突出物46以将定子16摩 擦地连接在壳体14和转子18之间。例如，每个支撑突出物28A包括支撑接合表面30A，该 支撑接合表面30A与如上所述的壳体接合表面30(图1)相同或大体相似。除了支撑接合 表面30A之外，每个支撑突出物28A包括支撑联接表面70,该支撑联接表面与支撑接合表 面30相对。该支撑突出物28A的支撑联接表面70被配置为配合内部壳体表面22以将支 撑构件63联接到定子16,且支撑体部66可相对于壳体14和定子16旋转以将支撑突出物 28A与定子突出物46接合。
[0027] 详细的说明书和附图支持和描述了本发明，但是本发明的范围仅受到权利要求的 限定。尽管用于执行本发明的一些最佳模式和其他实施例已经详细地描述，存在用于实施 所附权利要求中限定的本发明的各种替代设计和实施例。
【权利要求】
1. 一种电动机组件，包括： 壳体，包括外部壳体表面、内部壳体表面以及多个壳体突出物，所述内部壳体表面限定 内部壳体腔，所述壳体突出物从内部壳体表面延伸； 定子，被布置在内部壳体腔内且包括外部定子表面、内部定子表面和多个定子突出物， 所述定子突出物从外部定子表面朝向外部壳体表面延伸；以及 其中所述定子突出物被配置为配合壳体突出物以将定子摩擦地联接到壳体，以便将定 子相对于壳体固定。
2. 如权利要求1所述的电动机组件，其中每个定子突出物包括定子接合表面，且每个 壳体突出物包括壳体接合表面，所述壳体接合表面被配置为接触定子接合表面中的一个以 将壳体联接到定子。
3. 如权利要求2所述的电动机组件，其中所述壳体定义了中心，且所述定子接合表面 面向远离壳体中心的方向。
4. 如权利要求3所述的电动机组件，其中所述壳体接合表面面向朝向壳体中心的方 向。
5. 如权利要求2所述的电动机组件，其中所述壳体突出物从内部壳体表面朝向壳体的 中心延伸。
6. 如权利要求1所述的电动机组件，其中每个定子突出物具有变化的高度。
7. 如权利要求1所述的电动机组件，其中所述壳体突出物从彼此径向地间隔开。
8. 如权利要求1所述的电动机组件，其中所述定子突出物从彼此径向地间隔开。
9. 如权利要求1所述的电动机组件，其中所述壳体限定顶部壳体边缘和与顶部壳体边 缘相对的底部壳体边缘，且至少一个壳体突出物相比于接近底部壳体边缘而更接近于顶部 壳体边缘。
10. 如权利要求9所述的电动机组件，其中至少一个壳体突出物相比于接近顶部壳体 边缘而更接近于底部壳体边缘。
【文档编号】H02K5/04GK104218716SQ201410240356
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2013年5月30日
【发明者】T.J.艾尔弗曼, E.L.凯瑟, R.范蒂姆 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司