汽车雨刮电机结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车雨刮电机结构，汽车雨刮电机包括永磁无刷直流电机和减速器，永磁无刷直流电机的电枢轴的左端加工成蜗杆，电枢轴的中间由一滚动轴承支撑，滚动轴承由开口卡圈、一对碟形弹性垫圈、开口垫圈限位，电枢轴的右端由粉末冶金球面型滑动轴承支撑，电枢轴的左端由蜗杆端滑动轴承、蜗杆端支撑孔、黏合胶料、密封圈构成蜗杆端自适应支撑结构，装配时先完成电枢轴中间的滚动轴承以及电枢轴右端的粉末冶金球面型滑动轴承的装配，使电枢轴成为二支撑静定轴，然后再往蜗杆端支撑孔内填充黏合胶料，使蜗杆端滑动轴承的外圈与减速器箱体黏合固定，由此电枢轴形成三支撑静定结构，可以避免电枢轴三支撑超静定产生的别劲现象。
【专利说明】
汽车雨刮电机结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种汽车雨刮电机结构。
【背景技术】
[0002]汽车刮水器是汽车在雨雪天气行车时，用于清除挡风玻璃上的雨水或积雪的装置，汽车刮水器是由汽车雨刮电机驱动，并通过传动机构带动刮水片实现来回摆动。汽车雨刮电机的通常结构由电机本体以及蜗杆、蜗轮组成的减速器构成，电机本体的电枢轴的一端加工成所述蜗杆。汽车雨刮电机的电机本体通常采用永磁有刷直流电机。
[0003]现有的汽车雨刮电机中的电枢轴由三个轴承支撑，中间主要支撑轴承为滑动轴承，电枢轴两端径向定位也为滑动轴承，电枢轴两端轴向定位由两端压入的钢珠承受，这种三支撑结构存在的缺点如下:
[0004]1、增加支撑点数量到三支撑结构在提高电枢轴刚度的同时，也使原先的二支撑静定轴变为三支撑超静定轴。由于超静定结构在原静定系统中增加的约束导致增加了多个未知约束力，同时由于制造装配误差的存在，容易导致处在超静定状态的电枢轴在完成装配后存在别劲现象，使电枢轴的受力情况恶化，严重影响到汽车雨刮电机的工作寿命；
[0005]2、中间主要支撑采用粉末冶金滑动轴承，工作过程中容易出现较严重的磨损。该粉末冶金滑动轴承磨损后，电枢轴和粉末冶金滑动轴承的间隙增加，导致电机出现严重的振动，增加工作噪音。二者间隙进一步增加还会恶化电枢轴的一端蜗杆和与其配合的涡轮的啮合情况，严重时会导致该啮合打滑失效，使整个汽车雨刮电机停止正常工作；
[0006]3、电枢轴两端径向定位采用普通滑动轴承，较容易发生磨损而影响电机的正常工作，其与中间主要支撑轴承形成了超静定约束结构；电枢轴两端轴向定位采用钢珠定位结构，钢珠定位结构的不足是，电机工作温度升高会导致电枢轴伸长，从而顶住其两端轴向定位用的钢珠，这样会增加工作摩擦，降低电枢轴的传动效率，严重时会使电枢轴卡死不转。同时，电枢轴的轴向间隙的变化会降低蜗杆、蜗轮的啮合稳定性，增加工作噪音和振动。
[0007]另外，随着汽车内部配置的不断升级，汽车内部的控制电器设备也不断增加，在提升汽车性能的同时，汽车内部的控制电器设备间的电磁兼容性(EMC)也成了日益突出的问题。通常的汽车雨刮电机采用的永磁有刷直流电机，存在的问题是，汽车上所用的有刷直流电机在工作时会对其他的控制电器设备产生干扰，尤其在工作切换(换向)或开关时会产生瞬变电压，对电路产生干扰，可能干扰电子控制模块的正常工作，导致电子器件的逻辑错误或损坏。此外，由于有刷直流电机是通过电刷和换向器换向，电刷和换向器之间的接触电阻大，造成有刷直流电机的整体电阻较大，容易发热，而作为定子的磁钢是热敏元件，如果温度太高的话，磁钢会退磁，这样会使有刷直流电机的性能下降，影响有刷直流电机的寿命。为提高汽车内部的各控制电器设备间的电磁兼容性，本实用新型中拟采用无刷直流电机代替原雨刮器中的有刷直流电机，并对相应的电枢轴支撑结构进行改进。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型针对现有技术中的上述不足，提供一种电枢轴为三支撑静定结构、可以避免三支撑超静定带来的别劲现象、对汽车内其他控制电器设备的干扰大为降低、电机寿命提高的汽车雨刮电机结构。
[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下的技术方案:
[0010]汽车雨刮电机结构，包括永磁无刷直流电机和减速器，所述减速器包括减速器箱体、蜗杆、与蜗杆啮合的蜗轮，所述永磁无刷直流电机通过电子换向器换向，该永磁无刷直流电机包括电机壳体、固定在电机壳体内的磁钢定子、作为电枢旋转的转子，所述电机壳体与减速器箱体固定连接，所述转子的中心固定穿套有电枢轴，电枢轴的左端加工成所述减速器的蜗杆，电枢轴的中间由一滚动轴承支撑，滚动轴承的内圈固定套装在电枢轴上，滚动轴承的外圈左端与所述减速器箱体相抵，滚动轴承的外圈右端由一凸型轴承端盖限位，凸型轴承端盖与滚动轴承的外圈右端相抵且通过螺钉与减速器箱体固定连接，凸型轴承端盖的中部开孔以不限制滚动轴承的内圈转动；
[0011 ]所述电枢轴在滚动轴承的左端套有与滚动轴承靠接的开口卡圈，开口卡圈安装在电枢轴上与其配合的第一环形槽内，所述电枢轴在滚动轴承的右端套有开口垫圈，开口垫圈安装在电枢轴上与其配合的第二环形槽内，滚动轴承和开口垫圈之间夹有套在电枢轴上背对设置的一对碟形弹性垫圈，所述开口卡圈、一对碟型弹性垫圈、开口垫圈用于对滚动轴承进行轴向限位，一对碟型弹性垫圈可消除滚动轴承安装的轴向间隙，避免电枢轴承受来自减速器轴向力的情况下滚动轴承由于其内圈与电枢轴的装配间隙而与开口卡圈和开口垫圈产生的碰撞和振动;并且，滚动轴承的轴向限位实现了电枢轴的轴向定位；
[0012]所述电枢轴的右端由粉末冶金球面型滑动轴承支撑，粉末冶金球面型滑动轴承的内圈与电枢轴套装固定，粉末冶金球面型滑动轴承的外圈与所述电机壳体固定，粉末冶金球面型滑动轴承的内圈和外圈为球面配合，其内圈可以绕中心进行一定角度的转动，从而可以补偿一定量的电枢轴装配角度误差，改善电枢轴的工作状况；
[0013]所述电枢轴的蜗杆左端套装有蜗杆端滑动轴承，蜗杆端滑动轴承的外圈左端将内圈左端包围住，在蜗杆端滑动轴承的外圈外围与所述减速器箱体之间设有蜗杆端支撑孔，装配时先完成电枢轴中间的所述滚动轴承以及电枢轴右端的粉末冶金球面型滑动轴承的装配，使电枢轴成为二支撑静定轴，然后再将汽车雨刮电机结构的电枢轴的蜗杆端朝上放置，往蜗杆端支撑孔内填充黏合胶料，使蜗杆端滑动轴承的外圈与减速器箱体黏合固定，在蜗杆端支撑孔的末端设有防止黏合胶料流出的密封圈，所述蜗杆端滑动轴承、蜗杆端支撑孔、黏合胶料、密封圈构成蜗杆端自适应支撑结构，所述滚动轴承、粉末冶金球面型滑动轴承以及蜗杆端自适应支撑结构使电枢轴形成三支撑静定结构，可以避免电枢轴三支撑超静定结构产生的别劲现象。
[0014]本实用新型的有益效果在于:
[0015]1、电枢轴的中间主要支撑由滚动轴承承担，电枢轴的右端由粉末冶金球面型滑动轴承支撑，电枢轴的左端采用蜗杆端自适应支撑结构(包括蜗杆端滑动轴承、蜗杆端支撑孔、黏合胶料、密封圈)，滚动轴承、粉末冶金球面型滑动轴承以及蜗杆端自适应支撑结构使电枢轴形成三支撑静定结构，装配时先完成中间的滚动轴承和右端的粉末冶金球面型滑动轴承的装配，使电枢轴先变成二支撑静定轴，然后在此基础上再形成左端的蜗杆端自适应支撑结构，也即使电枢轴的蜗杆端朝上设置并使电枢轴在二支撑的基础上自然伸展，再通过环形灌胶孔在蜗杆端滑动轴承外围的蜗杆端支撑孔中填充黏合胶料使电枢轴的蜗杆端快速凝固，于是滚动轴承、粉末冶金球面型滑动轴承以及蜗杆端自适应支撑结构使电枢轴成为了三支撑静定机构，三支撑静定结构可以避免现有技术中电枢轴三支撑超静定结构产生的别劲现象，从而极大地提高了汽车雨刮电机的工作质量。
[0016]2、电枢轴的中间主要支撑由滚动轴承承担，和现有技术中采用滑动轴承相比，滚动轴承增加了电枢轴的工作稳定性，减少了由于磨损产生的振动和噪音，延长了汽车雨刮电机的工作寿命;电枢轴后端采用粉末冶金球面型滑动轴承能补偿一定量的电枢轴装配角度误差，改善电枢轴的工作状况。3、滚动轴承的外圈由两侧的减速器箱体、凸型轴承端盖限位，滚动轴承的内圈由两侧的开口卡圈、一对碟形弹性垫圈、开口垫圈限位，一对碟型弹性垫圈能消除滚动轴承安装的轴向间隙，避免电枢轴承受减速器轴向力的情况下滚动轴承由于装配间隙而与开口卡圈和开口垫圈产生的碰撞和振动；
[0017]滚动轴承的轴向限位实现了电枢轴的轴向定位，也即电枢轴的轴向定位由减速器箱体、凸型轴承端盖、开口卡圈、一对碟形弹性垫圈、开口垫圈实现，该电枢轴的轴向定位可靠，而且可以避免现有技术中电枢轴两端采用钢珠定位结构产生的弊端。4、汽车雨刮电机结构内采用无刷直流电机，没有了有刷直流电机运转时电刷和换向器摩擦产生的电火花，这样就极大减少了电火花对汽车内部的电子电路的干扰，延长了汽车内部的电子电路的工作寿命。汽车雨刮电机和汽车内部的各控制电器设备间的电磁兼容性得以提高，汽车雨刮电机结构的磁噪声(指电磁干扰、磁噪声污染)大大降低，更为环保。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的汽车雨刮电机结构的整体结构图。
[0019]图2为图1中电枢轴中间的滚动轴承的轴向限位结构图。
[0020]图3为图1中电枢轴右端的粉末冶金球面型滑动轴承的安装结构图。
[0021]图4为图1中电枢轴左端的蜗杆端自适应支撑结构的示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述:
[0023]参照图1-图4:汽车雨刮电机结构，包括永磁无刷直流电机和减速器，所述减速器包括减速器箱体11、蜗杆12、与蜗杆12啮合的蜗轮13，所述永磁无刷直流电机通过电子换向器4换向，该永磁无刷直流电机包括电机壳体21、固定在电机壳体21内的磁钢定子22、作为电枢旋转的转子(包括电枢铁芯231与电枢绕组232)，所述电机壳体21与减速器箱体11固定连接，所述转子铁芯231的中心固定穿套有电枢轴24，电枢轴24的左端加工成所述减速器的蜗杆12，所述电枢轴24的中间由一滚动轴承25支撑，滚动轴承25的内圈固定套装在电枢轴
24上，滚动轴承25的外圈左端与所述减速器箱体11相抵，滚动轴承25的外圈右端由一凸型轴承端盖26限位，凸型轴承端盖26包括位于外侧的连接部261以及位于中部相对连接部261凸起的凸起部262，其连接部261通过螺钉与减速器箱体11固定连接，其凸起部262与滚动轴承25的外圈右端相抵且凸起部262的中部开孔以不限制滚动轴承25的内圈转动，滚动轴承25安装在减速器箱体11内设置的轴承槽27内；
[0024]电枢轴24的中间主要支撑由滚动轴承25承担，和现有技术中采用滑动轴承25相比，滚动轴承25增加了电枢轴24的工作稳定性，减少了由于磨损产生的振动和噪音，延长了汽车雨刮电机的工作寿命；
[0025]所述电枢轴24在滚动轴承25的左端套有与滚动轴承25靠接的开口卡圈28，开口卡圈28安装在电枢轴24上与其配合的第一环形槽内，所述电枢轴24在滚动轴承25的右端套有开口垫圈29，开口垫圈29安装在电枢轴24上与其配合的第二环形槽内，滚动轴承25和开口垫圈29之间夹有套在电枢轴24上背对设置的一对碟形弹性垫圈30(适当压缩)，所述开口卡圈28、一对碟型弹性垫圈30、开口垫圈29用于对滚动轴承2进行轴向限位，一对碟型弹性垫圈30可消除滚动轴承25安装的轴向间隙，由于减速器工作时蜗杆12、蜗轮13的工作受力原理，电枢轴24工作时会受到一定的轴向力，一对碟型弹性垫圈30可避免电枢轴24承受来自减速器轴向力的情况下滚动轴承25由于其内圈与电枢轴24的装配间隙而与开口卡圈28和开口垫圈29产生的碰撞和振动；
[0026]并且，滚动轴承25的轴向限位实现了电枢轴24的轴向定位，也即电枢轴24的轴向定位由减速器箱体11、凸型轴承端盖26、开口卡圈28、一对碟形弹性垫圈30、开口垫圈29实现，该电枢轴24的轴向定位可靠，而且可以避免现有技术中电枢轴24两端采用钢珠定位结构产生的弊端；
[0027]所述电枢轴24的右端由粉末冶金球面型滑动轴承31支撑，粉末冶金球面型滑动轴承31的内圈与电枢轴24套装固定，粉末冶金球面型滑动轴承31的外圈与所述电机壳体21固定，粉末冶金球面型滑动轴承31的内圈311和外圈312为球面配合，其内圈311可以绕中心进行一定角度的转动，从而可以补偿一定量的电枢轴24装配角度误差，改善电枢轴24的工作状况。电枢轴24的装配角度误差是指，当电枢轴24由于装配误差，没能和粉末冶金球面型滑动轴承31保持严格的垂直，而是有一定的倾斜时，可通过转动粉末冶金球面型滑动轴承31的内圈来适应电枢轴24的工作位置，这样可以改善电枢轴24的工作状况，避免由于装配角度误差带来的附加应力；
[0028]所述电枢轴24的蜗杆12左端套装有蜗杆端滑动轴承32，蜗杆端滑动轴承32的外圈左端将内圈左端包围住，以防止下文中蜗杆端支撑孔33内的黏合胶料进入蜗杆端滑动轴承32内，在蜗杆端滑动轴承32的外圈外围与所述减速器箱体11之间设有蜗杆端支撑孔33，蜗杆端支撑孔33的左端设有与蜗杆端支撑孔33相通的环形灌胶孔34，装配时先完成电枢轴24中间的所述滚动轴承25以及电枢轴24右端的粉末冶金球面型滑动轴承31的装配，使电枢轴24成为二支撑静定轴，然后再将汽车雨刮电机结构的电枢轴24的蜗杆端朝上放置，通过环形灌胶孔34往蜗杆端支撑孔33内填充黏合胶料35，使蜗杆端滑动轴承33的外圈与减速器箱体11黏合固定，在蜗杆端支撑孔33的末端设有防止黏合胶料35流出的密封圈36，所述蜗杆端滑动轴承32、蜗杆端支撑孔33、黏合胶料35、密封圈36构成蜗杆端自适应支撑结构，所述滚动轴承25、粉末冶金球面型滑动轴承31以及蜗杆端自适应支撑结构使电枢轴24形成三支撑静定结构，可以避免电枢轴24三支撑超静定结构产生的别劲现象。
[0029]本实施例中，所述永磁无刷直流电机的磁钢定子22有两个，两个磁钢定子22对称地粘贴固定在电机壳体21的内壁上。上述汽车雨刮电机结构的装配方法如下:
[0030]步骤一，将永磁无刷直流电机的电枢轴的右端通过粉末冶金球面型滑动轴承31安装在电机壳体21内，使电枢轴24和粉末冶金球面型滑动轴承31的中心线尽量保持一定的对中性，其少量的对中性误差可由末冶金球面型滑动轴承31的内圈和外圈的转动配合消除，粉末冶金球面型滑动轴承31的外圈与电机壳体21固定连接；
[0031]步骤二，在电枢轴24上自右向左套装开口垫圈29、一对碟型弹性垫圈30、滚动轴承25、开口卡圈28，所述开口垫圈29安装在电枢轴24的第二环形槽内，所述滚动轴承25安装在减速器箱体11的轴承槽27内，滚动轴承25的外圈左端与减速器箱体11抵靠限位，滚动轴承
25的外圈右端与凸型轴承端盖26的凸起部262抵靠限位，凸型轴承端盖26的连接部261与减速器箱体11通过螺钉固定连接，所述开口卡圈28安装在电枢轴24的第一环形槽内；
[0032]步骤三，在所述电枢轴24的左端蜗杆12上啮合蜗轮13，进而装配好减速器；
[0033]步骤四，在电枢轴24的蜗杆左端套装上蜗杆端滑动轴承32，蜗杆端滑动轴承32的外圈左端将其内圈包围住，蜗杆端滑动轴承32的外圈外围与减速器箱体11之间设有蜗杆端支撑孔33;在蜗杆端支撑孔33的末端装设密封圈36，以防止下文中的黏合胶料35从蜗杆端支承孔33流出；
[0034]步骤五，电枢轴24经滚动轴承25的中间支撑和粉末冶金球面型滑动轴承31的右端支撑定位后，由于制造和装配误差会导致电枢轴24的蜗杆端和蜗杆端支撑孔33产生不同心(表现在电枢轴24的轴线和蜗杆端支撑孔33的轴线不重合)，后续装配应遵循按如下操作进行:将完成上述工序的汽车雨刮电机结构在放在特制的夹具上，使电枢轴24的蜗杆端朝上设置，并使电枢轴24处于自然伸展状态，然后，将黏合胶料35(瞬间粘合剂)从环形灌胶孔34中滴入，瞬间黏合胶料(瞬间粘合剂)立即填满蜗杆端支撑孔33，并快速凝固永久性固定，所述蜗杆端滑动轴承32、蜗杆端支撑孔33、黏合胶料35、密封圈36构成了蜗杆端自适应支撑结构，而滚动轴承25、粉末冶金球面型滑动轴承31以及蜗杆端自适应支撑结构使电枢轴24形成三支撑静定结构，可以避免电枢轴24三支撑超静定产生的别劲现象。
[0035]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.汽车雨刮电机结构，包括电机本体和减速器，所述减速器包括减速器箱体、蜗杆、与蜗杆啮合的蜗轮，其特征在于:所述电机本体为永磁无刷直流电机，该永磁无刷直流电机通过电子换向器换向，该永磁无刷直流电机包括电机壳体、固定在电机壳体内的磁钢定子、作为电枢旋转的转子，所述电机壳体与减速器箱体固定连接，所述转子的中心固定穿套有电枢轴，电枢轴的左端加工成所述减速器的蜗杆，所述电枢轴的中间由一滚动轴承支撑，滚动轴承的内圈固定套装在电枢轴上，滚动轴承的外圈左端与所述减速器箱体相抵，滚动轴承的外圈右端由一凸型轴承端盖限位，凸型轴承端盖与滚动轴承的外圈右端相抵且通过螺钉与减速器箱体固定连接，凸型轴承端盖的中部开孔以不限制滚动轴承的内圈转动； 所述电枢轴在滚动轴承的左端套有与滚动轴承靠接的开口卡圈，开口卡圈安装在电枢轴上与其配合的第一环形槽内，所述电枢轴在滚动轴承的右端套有开口垫圈，开口垫圈安装在电枢轴上与其配合的第二环形槽内，滚动轴承和开口垫圈之间夹有套在电枢轴上背对设置的一对碟形弹性垫圈，所述开口卡圈、一对碟型弹性垫圈、开口垫圈用于对滚动轴承进行轴向限位，一对碟型弹性垫圈可消除滚动轴承安装的轴向间隙，避免电枢轴承受来自减速器轴向力的情况下滚动轴承由于其内圈与电枢轴的装配间隙而与开口卡圈和开口垫圈产生的碰撞和振动;并且，滚动轴承的轴向限位实现了电枢轴的轴向定位； 所述电枢轴的右端由粉末冶金球面型滑动轴承支撑，粉末冶金球面型滑动轴承的内圈与电枢轴套装固定，粉末冶金球面型滑动轴承的外圈与所述电机壳体固定，粉末冶金球面型滑动轴承的内圈和外圈为球面配合，其内圈可以绕中心进行一定角度的转动，从而可以补偿一定量的电枢轴装配角度误差，改善电枢轴的工作状况； 所述电枢轴的蜗杆左端套装有蜗杆端滑动轴承，蜗杆端滑动轴承的外圈左端将内圈左端包围住，在蜗杆端滑动轴承的外圈外围与所述减速器箱体之间设有蜗杆端支撑孔，装配时先完成电枢轴中间的所述滚动轴承以及电枢轴右端的粉末冶金球面型滑动轴承的装配，使电枢轴成为二支撑静定轴，然后再将汽车雨刮电机结构的电枢轴的蜗杆端朝上放置，往所述蜗杆端支撑孔内填充黏合胶料，使蜗杆端滑动轴承的外圈与减速器箱体黏合固定，在蜗杆端支撑孔的末端与设有防止黏合胶料流出的密封圈，所述蜗杆端滑动轴承、蜗杆端支撑孔、黏合胶料、密封圈构成蜗杆端自适应支撑结构，所述滚动轴承、粉末冶金球面型滑动轴承以及蜗杆端自适应支撑结构使电枢轴形成三支撑静定结构，可以避免电枢轴三支撑超静定产生的别劲现象； 所述蜗杆端支撑孔的左端设有与蜗杆端支撑孔相通的环形灌胶孔。2.如权利要求1所述的汽车雨刮电机结构，其特征在于:所述永磁无刷直流电机的磁钢定子有两个，两个磁钢定子对称地粘贴固定在电机壳体的内壁上。
【文档编号】H02K7/08GK205566000SQ201620084842
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年1月28日
【发明人】陈大路
【申请人】温州职业技术学院