电机转子轴向定位结构与雨刮电机的制作方法

本实用新型涉及电机设备领域，具体是一种汽车雨刮电机的转子轴向定位结构其装配方法。

背景技术：

近年来各大汽车厂家在推出新车型时已将智能化作为最重要的卖点之一，而智能雨刮也是将来的发展趋势。目前，一些高档车型已经配备了智能雨刮。传统雨刮与智能雨刮相比，最为显著的区别是，传统雨刮电机的转子是单一方向旋转的，而智能雨刮电机的转子是正向和反向两个方向旋转的，这就需要消除转子的正向和反向的轴向窜动，避免转子转动过程中前后窜动带来的噪音和磨损。

公布号为CN 107276263 A，公布日为2017年10月20日的专利公开了一种电机枢轴防窜动安装结构及雨刮电机，该电机枢轴防窜动安装结构，包括电枢轴和电机端盖，电枢轴通过连接组件可转动地设置在电机端盖上；连接组件包括依次设置在电枢轴上的第一环扣、滚动轴承、弹性元件、套件和第二环扣，弹性元件为碟形弹簧，处于压缩状态并将滚动轴承在电枢轴的轴向上预张紧；电机端盖内设有环状平台，滚动轴承与弹性元件相对应的端面与环状平台相贴设置，电机端盖上还设置有压紧垫片，滚动轴承与第一环扣相对应的端面被压紧垫片压贴住。

上述电机枢轴防窜动安装结构能防止电枢轴窜动，实现电机的正反转，但是也存在动不平衡量偏大、装配繁琐、对零部件的尺寸精度要求高，以及电机整体长度较长、重量较大等不足。。从总体结构组成上看，电枢轴通过连接组件与电机端盖连接，连接组件的滚动轴承的一侧通过压紧垫片固定，压紧垫片插于电机端盖上的开口内，滚动轴承的另一侧为碟形弹簧、套件和第二环扣。碟形弹簧既要有一定的弹性，起到消除尺寸误差的作用；又要保持一定的刚性，起到防止电枢轴窜动的作用。由于影响碟形弹簧的弹性和刚性的因素有尺寸、材料机械性能、厚度等多方面，碟形弹簧消除尺寸误差和防止电枢轴窜动的作用有限，且受相关配合零件尺寸精度的影响，一致性难以保证。从转子的动不平衡量来看，电枢轴上套设连接组件，连接组件包括第一环扣、滚动轴承、弹性元件、套件和第二环扣，增大了转子的质量，使转子的惯性增大，影响转子系统的动不平衡量。从装配方式来看，转子系统的装配需要先装第一环扣，然后装滚动轴承，再装弹性元件，再装套件，再装第二环扣，最后安装压紧垫片，明显存在零件较多、装配繁琐的不足；而且，压紧垫片的装配方式是沿电枢轴径向压入，在装配过程中，滚动轴承的滚珠会承受径向力，这会使滚动轴承的径向游隙变大，出现轴承异响问题，所以还存在合格率不够高的问题。

从上述电机枢轴防窜动安装结构的具体的零部件来看，上述电机枢轴防窜动安装结构的碟形弹簧是径向压缩，压缩力即是能承受的轴向窜动力的上限，故轴向窜动效果相对差一些。另外，碟形弹簧的压缩量就是能消除的间隙大小，由于碟形弹簧要保持一定的刚性，压缩量有限，故碟形弹簧能消除的间隙也是有限的。对于滚动轴承，滚动轴承能避免转子前后两个方向的轴向窜动，即滚动轴承要承受两个方向的作用力，滚动轴承的使用寿命相对较低。

技术实现要素：

本实用新型首先提供一种电机转子轴向定位结构，解决现有电枢轴防窜动结构消除间隙和防窜动作用有限、一致性难以保证的问题；以及转动惯量偏大，转子动不平衡量偏大的问题；还有滚动轴承的使用寿命短的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：电机转子轴向定位结构，包括电枢轴，电枢轴的一端设置有用于与蜗轮配合的蜗杆，电枢轴的另一端的端部和电枢轴的中部分别设置一个卡圈槽，电枢轴端部的卡圈槽内装配第一夹紧卡圈，电枢轴中部的卡圈槽内装配第二夹紧卡圈，第一夹紧卡圈和第二夹紧卡圈之间为转子电枢的安装位和换向器的安装位；第一夹紧卡圈靠近端部的一侧设置用于压紧安装在定子外壳内的第一轴承，第一轴承的外圈由定子外壳压紧，第一轴承的内圈由第一夹紧卡圈压紧；第二夹紧卡圈靠近蜗杆的一侧设置用于装配在蜗轮减速箱内的轴承室的第二轴承，第二夹紧卡圈卡于第二轴承的内圈，第二轴承的外圈垫设挡圈，挡圈和第二夹紧卡圈分布于第二轴承的两侧，挡圈设置凸向第二轴承的外圈的喇叭形结构。具体的，所述挡圈相对第二轴承的一侧直接与蜗轮减速箱的轴承室贴合。

电机转子轴向定位结构的有益效果是：电枢轴的一端通过第一夹紧卡圈和第一轴承配合定子外壳进行限位，避免电枢轴向第一轴承所在一侧窜动；电枢轴的中部通过第二夹紧卡圈、第二轴承和挡圈配合蜗轮减速箱进行限位，避免电枢轴向蜗轮一侧窜动；转子轴向固定可靠，实现零间隙，消除了转子向前和向后两个方向的窜动，避免转子转动过程中前后窜动带来的噪音和磨损现象。第一轴承限制向后窜动，第二轴承限制向前窜动，两个轴承分担了转子向前和向后的窜动力，提高了轴承的使用寿命，也相应提高了电机的使用寿命。电枢轴中部的包括第二轴承的限位结构零部件组成少，有利于提高转子的动不平衡量；而且，减短了电机长度，降低了电机重量，节省空间，节约成本。挡圈是径向压缩变形，且结构为喇叭形，使得压入力小，退出力大，能承受的轴向窜动力就是退出力，远远大于挡圈的压缩变形力，防窜动效果好；第二轴承的外圈由挡圈压紧，挡圈本身具有一定的弹性，降低了蜗轮减速箱内的轴承室的加工精度要求，也降低了第二夹紧卡圈对应的卡圈槽位置的精度要求。

本实用新型还提供一种雨刮电机，包括定子外壳、蜗轮减速箱和蜗轮，定子外壳设置端部开口，端部开口处连接蜗轮减速箱，蜗轮减速箱和定子外壳共同围成电机内腔，电机内腔内设置定子和转子，所述转子采用上述任意一种电机转子轴向定位结构，所述电枢轴的蜗杆与蜗轮配合，定子外壳的内部的一端设置轴承室，电枢轴一端的第一轴承安装于定子外壳的轴承室内，且第一轴承的外圈与定子外壳贴合、内圈与定子外壳之间预留间隙；蜗轮减速箱的内部设置轴承室，第二轴承和挡圈均安装于蜗轮减速箱的轴承室内，并且挡圈压紧接触至第二轴承的外圈，第二夹紧卡圈压紧至第二轴承的内圈。

本实用新型还提供一种雨刮电机装配方法，对上述雨刮电机进行装配，包括以下步骤：

S1.将挡圈、第二轴承和转子装配于蜗轮减速箱中，将第一轴承装配于定子外壳的轴承室内；

S2.将转子和第一轴承装配到定子外壳内，使定子外壳压紧第一轴承外圈；

S3.将电枢轴穿过第一轴承和第二轴承，使第一夹紧卡圈压紧第一轴承内圈；将挡圈压紧至接触到第二轴承的外圈，第二夹紧卡圈压紧第二轴承内圈。

本实用新型雨刮电机及雨刮电机装配方法的有益效果是：雨刮电机的挡圈装配的方式是：挡圈压至第二轴承外圈，定子外壳轴承室端面压制第一轴承外圈，这相当于挡圈和定子外壳从两端夹紧，完全消除间隙，能消除的间隙更大，适应性更强。雨刮电机的转子向前和向后两个方向的窜动被完全消除，避免转子转动过程中前后窜动带来的噪音和磨损，提高了电机的舒适性和使用寿命。雨刮电机装配方法操作简单，工艺性好。

附图说明

图1是本实用新型雨刮电机的结构示意图。

图2是图1中A-A方向的剖视图。

图中零部件、部位及编号：电枢轴1、蜗轮2、第一夹紧卡圈3、第二夹紧卡圈4、定子外壳5、第一轴承6、蜗轮减速箱7、第二轴承8、挡圈9。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型电机转子轴向定位结构，包括电枢轴1，电枢轴1的一端设置有用于与蜗轮2配合的蜗杆，即图1和2的右端设置用于与蜗轮2配合的蜗杆,故电枢轴1也是蜗杆轴。电枢轴1的另一端的端部和电枢轴1的中部分别设置一个卡圈槽，电枢轴1端部的卡圈槽内装配第一夹紧卡圈3，电枢轴1中部的卡圈槽内装配第二夹紧卡圈4。第一夹紧卡圈3和第二夹紧卡圈4之间为转子电枢的安装位和换向器的安装位，转子电枢的安装位用于安装转子电枢，换向器的安装位用于安装雨刮电机的换向器。

第一夹紧卡圈3靠近端部的一侧，即图2的左侧设置用于压紧安装在定子外壳5内的第一轴承6，第一轴承6的外圈由定子外壳5压紧，第一轴承6的内圈由第一夹紧卡圈3压紧。从而通过第一夹紧卡圈3和第一轴承6，可避免电枢轴1向第一轴承6所在一侧窜动。

第二夹紧卡圈4靠近蜗杆的一侧设置用于装配在蜗轮减速箱7内的轴承室的第二轴承8，第二夹紧卡圈4卡于第二轴承8的内圈，第二轴承8的外圈垫设挡圈9，挡圈9和第二夹紧卡圈4分布于第二轴承8的两侧，其中挡圈9为一种弹性件。图2所示，挡圈9的右侧直接与蜗轮减速箱7的轴承室接触，并形成支撑，第二夹紧卡圈4卡紧后，挡圈9变形使第二轴承8压紧挡圈9。由于挡圈9为一种弹性件，可保证装配后，第二夹紧卡圈4压紧第二轴承8内圈时，挡圈9与第二轴承8的外圈贴紧并处于压缩状态，避免电枢轴1向蜗轮2一侧窜动。例如，挡圈9具有凸向第二轴承8的外圈的喇叭形结构。挡圈9相对第二轴承8的一侧直接与蜗轮减速箱7的轴承室贴合，以减少零部件数量。

本实用新型雨刮电机，如图1和图2所示，包括定子外壳5、蜗轮减速箱7和蜗轮2，定子外壳5设置端部开口，端部开口处连接蜗轮减速箱7，蜗轮减速箱7和定子外壳5共同围成电机内腔，电机内腔内设置定子和转子。其中，所述转子采用上述电机转子轴向定位结构。电枢轴1的蜗杆与蜗轮2配合。定子外壳5的内部的一端设置轴承室，电枢轴1一端的第一轴承6安装于定子外壳5的轴承室内，并且第一轴承6的外圈与定子外壳5贴合、内圈与定子外壳5之间预留间隙，即不接触。蜗轮减速箱7的内部设置轴承室，第二轴承8和挡圈9均安装于蜗轮减速箱7的轴承室内，并且挡圈9压紧接触至第二轴承8的外圈，第二夹紧卡圈4压紧至第二轴承8的内圈。电枢轴1通过端部和中部两处分别进行限位，避免电枢轴1前后窜动。

本实用新型雨刮电机装配方法，对上述雨刮电机进行装配，包括以下步骤：

S1.将挡圈9、第二轴承8和转子装配于蜗轮减速箱7中，将第一轴承6装配于定子外壳5的轴承室内。

S2.将转子和第一轴承6装配到定子外壳5内，使定子外壳5压紧第一轴承6外圈。

S3.将电枢轴1穿过第一轴承6和第二轴承8，使第一夹紧卡圈3压紧第一轴承6内圈；将挡圈9压紧至接触到第二轴承8的外圈，第二夹紧卡圈4压紧第二轴承8内圈。

雨刮电机及其装配方法，消除了由于各零部件的尺寸加工误差带来的间隙，消除了转子向前和向后两个方向的窜动，从而避免转子转动过程中前后窜动带来的噪音和磨损，提高了电机的舒适性和使用寿命。