专利名称：具有旋转电机的驱动设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有旋转电机的驱动设备，并更具体而言，涉及安装在车 辆上的具有旋转电机的驱动设备。
背景技术：
例如在日本专利早期公开号2004-254434 (专利文献l)中已经揭示了 安装在车辆上的具有旋转电机的驱动设备。日本专利早期公开号2003-191759 (专利文献2) 、 59-209053 (专利文献3) 、 2001-69717 (专利文 献4)以及2002-171717 (专利文献5)揭示了一种旋转电机。
发明内容
在现有的具有旋转电机的驱动设备中，存在因构成驱动设备的齿轮啮 合所引起并通过壳体传递的振动以及通过旋转电机的转子轴传递的振动引 起谐振、并由此导致齿轮噪音的问题。
旨在解决上述问题而完成了本发明。本发明的目的在于提供一种可减
小噪音产生的具有旋转电机的驱动设备。
根据本发明的具有旋转电机的驱动设备包括具有开口的壳体；容纳在 所述壳体的所述开口中并具有定子芯的旋转电机；容纳在所述壳体中并连 接至所述旋转电机的齿轮；密封所述开口的封盖；以及将所述旋转电机固 定至所述壳体的紧固件。所述定子具有界定其轴向长度的第一和第二推力 端面，并且所述第一推力端面被压靠所述壳体的内表面。
在如上构造的具有旋转电机的驱动设备中，因为定子的第一推力端面 被压靠壳体的内表面，故壳体与定子彼此结合为一体以增大壳体的表观质 量。由此可以防止壳体自身的振动并可减小噪音的产生。
优选地，所述定子具有所述定子芯，且所述定子芯与所述壳体的所述内表面接触。
优选地，所述定子的端部与所述壳体的所述内表面彼此接触。 优选地，所述定子与所述壳体的所述内表面在所述定子的沿竖直方向
的下侧处彼此接触。
优选地，所述具有旋转电机的驱动设备还包括推压构件，其用于在径
向上(在定子的半径方向上)推压所述定子芯以使得所述定子芯的外周表
面与所述壳体的所述内表面接触。通过所述紧固件将所述推压构件固定至
所述定子芯。
优选地，在所述壳体与所述封盖接触的一侧处，所述定子芯与所述壳 体的所述内表面彼此接触。
优选地，所述定子具有线圈，并且所述线圈与所述封盖彼此接触。
图l是根据本发明的第一实施例的驱动桥(tmnsaxle)的剖视图。 图2是振动传递路径的框图。
图3是根据本发明的第二实施例的驱动桥的剖视图。
图4是图3中金属紧固件的放大正视图。
图5是沿图4中的线V-V所取的剖视图。
图6是根据本发明的第三实施例的驱动桥的剖视图。
图7是从图1中箭头VII所示的方向上观察的驱动桥的侧视图。
具体实施例方式
以下，将参考附图对本发明的实施例进行描述。在以下实施例中，由 相同的标号表示相同或相应的部分，且将不再重复对其的描述。 (第一实施例)
图1是根据本发明的第一实施例的驱动桥的剖视图。参考图1，根据 本发明的第一实施例的驱动桥1包括驱动桥外壳10、连接至驱动桥外壳 10的驱动桥壳体20、以及密封驱动桥壳体20的端部的驱动桥后封盖30。 在由驱动桥外壳10、驱动桥壳体20及驱动桥后封盖30包围的空间内容纳
有驱动桥阻尼器500、第一旋转电机IOO、第二旋转电机200、前行星齿轮
系300、后行星齿轮系400以及动力传动系600。
第二旋转电机200作为用于驱动的电动机且第一旋转电机100作为发 电的发电机容纳在驱动桥1中。
驱动桥阻尼器500是对来自连接至发动机的轴501的驱动力进行传递 并由盘簧阻尼器构成的机构。此外，通过具有干式单片摩擦材料的转矩波 动吸收机构，驱动桥阻尼器500用于吸收来自发动机的驱动力中的转矩波 动。
第一旋转电机100设置于驱动桥阻尼器500的外周，并具有作为旋转 元件的转子轴150、设置在转子轴150的外周处的转子140以及使转子 140旋转的定子130。在本实施例中，第一旋转电机IOO起发电机的作 用，但本发明并不限于此设置，第一旋转电机100也可起电动机的作用。 此外，可进行切换使得第一旋转电机100依需要起电动机或发电机的作 用。
转子轴150设置于主轴310的外周处，并可以与主轴310分离并独立 地旋转。在驱动桥外壳10中通过轴承来支撑转子轴150。
转子140固定至转子轴150的外周。转子140具有其中电磁钢板彼此 叠置且在推力方向上延伸的永磁体嵌入在钢板内的结构。第一旋转电机 IOO是所谓的三相电机，并通过在转子140上施加电磁力来使转子140旋 转。
在定子与转子140相对的状态下，定子130通过螺栓115固定至驱动 桥外壳10。定子130包括由彼此叠置的电磁钢板构成的定子芯110以及缠 绕定子芯110的线圈120。就缠绕线圈120的方法而言，可以使用分布缠 绕法或集中缠绕法。作为环形定子芯110的一个端面的第一推力端面111 与驱动桥外壳10接触，同时作为另一端面的第二推力端面112与驱动桥 外壳10分隔。
在前行星齿轮系与第一旋转电机100相邻的状态下将前行星齿轮系 300绕主轴310设置。前行星齿轮系300具有太阳轮301、与太阳轮301啮 合的小齿轮302、与小齿轮302啮合的齿圈303、以及保持小齿轮302'的
行星轮架304。太阳轮301连接至转子轴150以与转子轴150 —同旋转。 行星轮架304与主轴310 —同旋转。通过中间驱动轴承(counter drive bearing) 321将齿圈303保持在驱动桥外壳10内。
另一根轴311被布置为与主轴310连接。第二旋转电机200绕轴311 布置。在本实施例中，第二旋转电机200是电动机，但第二旋转电机200 并不限于是电动机，也可以作为发电机来驱动。此外，可进行切换使得第 二旋转电机200依需要作为电动机或发电机工作。
转子轴250通过转子轴轴承322保持在驱动桥壳体20中，并与转子 240结合。转子240由彼此叠置的电磁钢板(永磁体嵌入在其间)构成。
在定子与转子240的外周相对的状态下将定子230布置在驱动桥壳体 20内。定子230具有由彼此叠置的电磁钢板构成的定子芯210以及缠绕定 子芯210的线圈220。定子芯210具有界定其轴向长度的第一和第二推力 端面211和212。第一推力端面211是接近发动机的端面，而第二推力端 面212是远离发动机的端面。
作为径向表面的外周表面213位于第一推力端面211与第二推力端面 212之间，并呈圆筒状。第一推力端面211与驱动桥壳体20直接接触。相 反，第二推力端面212并未与驱动桥壳体20的内表面21直接接触。设置 有孔通过定子芯210，且螺栓215插入该孔内。螺栓215拧入驱动桥壳体 20的壁表面以在轴向上推压定子芯210。由此，定子芯210的第一推力端 面211被压靠至驱动桥壳体20。在周向上设置多个螺栓215。在定子芯 210的下侧处，外周表面213与驱动桥壳体20的内表面21接触。所述接 触可以是线接触或是面接触。此外，可以设置减振构件以与接触区域配 合。在此情况下，减振构件被夹置在内表面21与外周表面213之间。
后行星齿轮系400与第二旋转电机200相邻布置。后行星齿轮系400 具有连接至转子轴250的太阳轮401、与太阳轮401啮合的小齿轮402、 与小齿轮402啮合的齿圈303、以及保持小齿轮402的行星轮架404。前 行星齿轮系300与后行星齿轮系400共用齿圈303，且动力经由齿圈303 在前行星齿轮系300与后行星齿轮系400之间传递。
动力传动系600具有与齿圈303的外周齿啮合的从动齿轮601、与从
动齿轮601连接的小齿轮602、与小齿轮602啮合的齿圈603、由齿圈603 保持以与齿圈603 —同旋转的差动齿轮箱604、容纳在差动齿轮箱604中 的小齿轮轴605、由小齿轮轴605可旋转地保持并能够回转的小齿轮 606、与小齿轮606n啮合的侧齿轮607、以及连接至侧齿轮607的驱动轴 608。驱动桥壳体20具有作为内部空间的开口 24，且驱动桥后封盖30密 封该开口。驱动桥后封盖30是封盖元件，并与轴311的端面相对布置。 驱动桥后封盖30通过螺栓35连接至驱动桥壳体20作为驱动桥1的端面。 驱动桥1的驱动桥外壳10 —侧被连接至发动机而驱动桥后封盖30 —侧被 布置远离发动机。因此，当将驱动桥1视为一整体时，驱动桥外壳10是 振动的固定端而驱动桥后封盖30 —侧是振动的自由端。
换言之，作为根据本发明的具有旋转电机的驱动设备的驱动桥1包括 具有开口 24的驱动桥壳体20、容纳在驱动桥壳体20的开口 24内的第二 旋转电机200、作为齿轮(gearwheel)容纳在驱动桥壳体20中并连接至 第二旋转电机200的太阳轮401、小齿轮402及齿圈303、密封开口 24的 驱动桥后封盖30以及作为紧固件将第二旋转电机200固定至驱动桥壳体 20的螺栓215。定子230具有界定其轴向长度的第一和第二推力端面211 和212。第一推力端面211被压靠驱动桥壳体20的内表面21 。
定子230具有定子芯210，且定子芯210与驱动桥壳体20的内表面21 接触。定子芯210的端部与驱动桥壳体20的内表面21接触。
图2是在驱动桥中振动传递路径的框图。参考图2，在驱动桥1中， 在后行星齿轮系400中产生振动。振动由构成后行星齿轮系400的作为螺 旋齿轮的太阳轮401、小齿轮402以及齿圈303产生。振动的一部分经由 转子轴承322及驱动桥壳体20传递至驱动桥后封盖30。此外，在后行星 齿轮系400中产生的振动通过中间驱动轴承321、驱动桥壳体20及定子 230返回至驱动桥壳体20，且驱动桥壳体20产生驱动桥后封盖30的谐 振。该谐振造成散发的噪声。根据本发明，在上述振动传递路径中，驱动 桥壳体20与定子230彼此固定以增大其表观质量。由此减小了通过驱动 桥壳体20及定子230的振动。此外，当定子230的下部与驱动桥壳体20 发生接触时，因为定子230的下部为相反相位(inversephase)，故进一步
减小了噪声。如图1所示，因为在驱动桥后封盖30—侧于定子230的外周
表面213上是内表面21与定子芯210彼此接触，故可以更有效地减小振 动。
(第二实施例)
图3是根据本发明的第二实施例的驱动桥的剖视图。参考图3，在根 据本发明的第二实施例的驱动桥1中，定子230通过紧固件261被固定至 驱动桥壳体20。定子230以间隙配合悬架并通过螺栓215固定至驱动桥壳 体20。利用夹在螺栓215的承载表面与定子芯210之间的紧固件261来定 位定子230。紧固件261具有前端263，前端263为楔状并由弹簧钢制 成。前端263配合在驱动桥壳体20与定子芯210之间以弹性变形。前端 263也可塑性变形。在定子芯210与驱动桥壳体20之间设置了弹簧钢的楔 部可插入的间隙。在本实施例中，紧固件216由弹簧钢制成，但本发明并 不限于此，紧固件261例如也可由塑料制成。紧固件261具有硬化构件 262。因为前端263配合在驱动桥壳体20与定子芯210之间，故前端263 在径向上推压定子芯210。
图4是图3中紧固件的放大正视图。图5是沿图4中的线V-V所取的 剖视图。参考图4及图5，紧固件261具有弯曲形状，且其末端被折弯成 "V形"以形成前端263。紧固件261的上侧为U形，以接收螺栓215。 在硬化构件262及紧固件261中，设置有螺栓215穿过其的通孔266、 265。硬化构件262在塑性变形之后硬化并可接触前端263。
可以设置单个或多个紧固件261，优选地至少设置三个紧固件261。 紧固件261的前端263进入驱动桥壳体20与定子芯210之间，且定子230 被相对于转子轴250无偏心地对中。当进一步紧固螺栓215时，前端263 的后端部与将塑性变形然后机械硬化的硬化构件262配合，由此楔形部 (前端263)不会变形，且定子230被相对于转子轴250无偏心地对中并 固定。
在第二实施例中，设置紧固件261作为推压构件，其通过在径向方向 上推压定子芯210而使外周表面213与驱动桥壳体20的内表面21接触。 紧固件261通过螺栓215固定至定子芯210。利用根据第二实施例的如上构造的驱动设备，通过将定子芯210压靠
驱动桥壳体20从而消除了侧隙(backlash)并进一步减小了振动的产生。
(第三实施例)
图6是根据本发明的第三实施例的驱动桥的剖视图。参考图6，根据 本发明的第三实施例的驱动桥1与根据第一实施例的驱动桥1的差异在于 线圈220与驱动桥后封盖30接触。换言之，驱动桥后封盖30与线圈220 彼此接触结合为一体以增大驱动桥后封盖30的表观质量，由此防止驱动 桥后封盖30的谐振并减小散发噪音的产生。为了使驱动桥后封盖30与线 圈220之间的接触更可靠，可在两者之间设置粘合剂等。此外，可在驱动 桥后封盖30与线圈220之间设置减振材料。
根据第三实施例的如上构造的驱动桥，可以获得类似于根据第一实施 例的驱动桥可获得的技术效果。 (第四实施例)
图7是在由图1中的箭头VII所示的方向上观察的驱动桥的侧视图。 在第四实施例中，使定子芯210的不同部分与驱动桥壳体20接触以确定 哪个部件应当进行接触以最有效地减小噪音的产生。图7中的箭头G示出 了竖直方向中向下的方向，且定子芯210在以下其中一个区域处与驱动桥 壳体20耦合，所述区域包括上部的第一区域721、左上部的第二区域 722、左下部的第三区域723、下部的第四区域以及右部的第五区域725。 结果，发现当驱动桥壳体20在位于下部的第四区域724处与定子芯210接 触时可最有效地减小噪音的发生，这是因为定子芯210的下部的横向振动 相对于后封盖的平面外振动(out-of-plane vibration)为相反相位，且当在 该部分处进行接触时上述横向振动可用于抵消后封盖的横向振动。
已经描述了本发明的实施例，但可以各种不同方式对这里所示的实施 例进行修改。尽管在上述实施列中定子230与驱动桥壳体20直接接触， 但可在其间设置诸如橡胶的振动控制构件。此外，可向定子230注入至少 一定量的结合材料(例如漆)以增大定子芯210与线圈220之间的结合强 度以提高定子230的衰减性能。可通过除漆以外的其他材料来增大结合刚 度以增大定子芯210与线圈220之间的结合强度。
应当理解这里揭示的实施例在各个方面均为说明而非限制。本发明的 范围由权利要求的条款而非以上说明界定，且本发明的范围意在涵盖落入 与权利要求的条款相等同的范围和含义内的任何改变。
工业应用性
本发明例如可应用于安装在车辆上的、具有旋转电机的驱动设备。
权利要求
1.一种具有旋转电机的驱动设备，包括具有开口(24)的壳体(20)；容纳在所述壳体(20)的所述开口(24)中并具有定子芯(230)的旋转电机(200)；容纳在所述壳体(20)中并连接至所述旋转电机(200)的齿轮(301、302、303)；密封所述开口(24)的封盖(30)；以及将所述旋转电机(200)固定至所述壳体(20)的紧固件(215)，其由所述定子(230)具有界定其轴向长度的第一和第二推力端面(211，212)，并且所述第一推力端面(211)被压靠所述壳体(20)的内表面(21)。
2. 根据权利要求1所述的具有旋转电机的驱动设备，其中，所述定子 (230)具有所述定子芯(210)，且所述定子芯(210)与所述壳体 (20)的所述内表面(21)接触。
3. 根据权利要求2所述的具有旋转电机的驱动设备，其中，所述定子 芯(230)的端部与所述壳体(20)的所述内表面(21)彼此接触。
4. 根据权利要求3所述的具有旋转电机的驱动设备，其中，所述定子 (200)与所述壳体(20)的所述内表面(21)在所述定子(200)的沿竖直方向的下侧处彼此接触。
5. 根据权利要求2所述的具有旋转电机的驱动设备，还包括推压构件 (261)，其通过在径向上推压所述定子芯(230)使得所述定子芯 (230)的外周表面(213)与所述壳体(20)的所述内表面(21)接触，其中通过所述紧固件(215)将所述推压构件(261)固定至所述定子芯 (230)。
6. 根据权利要求1所述的具有旋转电机的驱动设备，其中，所述定子 芯(230)与所述壳体(20)的所述内表面(21)在所述壳体(20)与所 述封盖(30)接触的一侧处彼此接触。
7.根据权利要求1所述的具有旋转电机的驱动设备，其中，所述定子(200)具有线圈(220)，并且所述线圈(220)与所述封盖(30)彼此 接触。
全文摘要
一种驱动桥(1)，包括具有开口(24)的壳体(20)、容纳在所述壳体(20)的所述开口(24)中并具有定子芯(230)的第二旋转电机(200)、容纳在驱动桥壳体(20)中并连接至第二旋转电机(200)的后行星齿轮系(400)、密封所述开口(24)的驱动桥后封盖(30)、以及将所述第二旋转电机(200)固定至所述驱动桥壳体(20)的螺栓(215)。所述定子(230)具有界定其轴向长度的第一和第二推力端面(211、212)。所述第一推力端面(211)被压靠所述壳体的内表面(21)。
文档编号B60K6/20GK101111984SQ20058004764
公开日2008年1月23日 申请日期2005年2月24日 优先权日2005年2月24日
发明者丹下钦词, 吉井欣也, 大川彰人, 岛田裕司, 水野阳太, 畑祐志, 足立昌俊 申请人:丰田自动车株式会社