電動(dòng)機(jī)組件和方法
【專利摘要】一種電動(dòng)機(jī)組件，該電動(dòng)機(jī)組件包括殼體和定子。該殼體包括外部殼體表面，內(nèi)部殼體表面以及多個(gè)殼體突出物，該內(nèi)部殼體表面定義了內(nèi)部殼體腔，該殼體突出物從內(nèi)部殼體表面延伸。該定子被布置在內(nèi)部殼體腔內(nèi)且包括外部定子表面，內(nèi)部定子表面和多個(gè)定子突出物，該定子突出物從外部定子表面朝向外部殼體表面延伸。該定子突出物被配置為配合殼體突出物以將定子摩擦地聯(lián)接到殼體以便將定子相對(duì)于殼體固定。
【專利說明】電動(dòng)機(jī)組件和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及一種電動(dòng)機(jī)組件和在車輛動(dòng)力系統(tǒng)中組裝電動(dòng)機(jī)組件的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電動(dòng)機(jī)，比如那些典型地被使用于機(jī)動(dòng)車輛的混合動(dòng)力電動(dòng)機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)，具有 轉(zhuǎn)子和圍繞轉(zhuǎn)子的定子。該轉(zhuǎn)子可相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)，且該定子被固定到靜止構(gòu)件，比如變速 箱殼體或外殼?？諝忾g隙通過轉(zhuǎn)子和定子之間的徑向間隙被建立。保持定子和轉(zhuǎn)子之間的 相對(duì)距離以保持空氣間隙以便保持空氣間隙的尺寸是很重要的。然而，保持定子和轉(zhuǎn)子的 相對(duì)位置可能比較困難，因?yàn)檗D(zhuǎn)子和定子相對(duì)位置受到在空氣間隙公差累積路徑中的所有 部件的制造公差的影響。附加地，電動(dòng)機(jī)可經(jīng)受振動(dòng)和機(jī)械沖擊。同樣重要的還有保持定子 相對(duì)于殼體的相對(duì)位置，軸向地和徑向地，特別當(dāng)殼體或定子由于熱量膨脹膨脹或收縮時(shí)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本公開涉及一種電動(dòng)機(jī)組件。在一個(gè)實(shí)施例中，該電動(dòng)機(jī)組件包括殼體和定子。該 殼體包括外部殼體表面，內(nèi)部殼體表面以及多個(gè)殼體突出物，該內(nèi)部殼體表面定義了內(nèi)部 殼體腔，該殼體突出物從內(nèi)部殼體表面延伸。該定子被布置在內(nèi)部殼體腔內(nèi)且包括外部定 子表面，內(nèi)部定子表面和多個(gè)定子突出物，該定子突出物從外部定子表面朝向外部殼體表 面延伸。該定子突出物被配置為配合殼體突出物以將定子摩擦地聯(lián)接到殼體以便將定子相 對(duì)于殼體固定。
[0004] 在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)定子突出物包括定子接合表面。每個(gè)殼體突出物包括殼體 接合表面，該殼體接合表面被配置為接觸定子接合表面中的一個(gè)以將殼體聯(lián)接到定子。該 殼體定義了中心，且該定子接合表面面向遠(yuǎn)離殼體的中心的方向。該殼體接合表面面向朝 向殼體的中心的方向，該殼體突出物從內(nèi)部殼體表面朝向殼體的中心延伸。每個(gè)定子突出 物具有可變高度。該殼體突出物從彼此徑向地間隔開。該定子突出物從彼此徑向地間隔開。 該殼體定義了頂部殼體邊緣和與頂部殼體邊緣相對(duì)的底部殼體邊緣。與接近底部殼體邊緣 相比，至少一個(gè)殼體突出物可更接近于頂部殼體邊緣。與接近頂部殼體邊緣相比，至少一個(gè) 殼體突出物可更接近于底部殼體邊緣。
[0005] 在實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)組件包括殼體，大體環(huán)形定子，轉(zhuǎn)子和支撐構(gòu)件。該殼體包括 外部殼體表面和內(nèi)部殼體表面，該內(nèi)部殼體表面定義了內(nèi)部殼體腔。該定子被布置在內(nèi)部 殼體腔內(nèi)且包括外部定子表面和與外部定子表面相對(duì)的內(nèi)部定子表面。該內(nèi)部定子表面定 義了內(nèi)部定子腔。該定子包括多個(gè)定子突出物，該定子突出物從外部定子表面朝向外部殼 體表面延伸。該轉(zhuǎn)子被布置在內(nèi)部定子腔內(nèi)。該支撐構(gòu)件被聯(lián)接在轉(zhuǎn)子和殼體之間且包括 支撐體部和多個(gè)支撐突出物，該支撐突出物從支撐體部延伸。該支撐突出物被布置在定子 突出物和內(nèi)部殼體表面之間以摩擦地聯(lián)接定子和殼體以便將定子相對(duì)于殼體固定。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)定子突出物包括定子接合表面。每個(gè)支撐突出物包括支撐 接合表面，該支撐接合表面被配置接觸定子接合表面以將殼體聯(lián)接到定子。該殼體定義了 中心。每個(gè)定子接合表面面向遠(yuǎn)離殼體的中心的方向。每個(gè)支撐接合表面面向朝向殼體的 中心的方向，每個(gè)定子突出物具有變化的高度。該支撐突出物從彼此徑向地間隔開。該定 子突出物從彼此徑向地間隔開。該殼體定義了頂部殼體邊緣和與頂部殼體邊緣相對(duì)的底部 殼體邊緣，且至少一個(gè)支撐突出物相比于接近底部殼體邊緣而更接近于頂部殼體邊緣。至 少一個(gè)支撐突出物相比于接近頂部殼體邊緣而更接近于底部殼體邊緣。
[0007] 本公開還涉及裝配電動(dòng)機(jī)組件的方法。該方法包括放置定子在殼體內(nèi)。該殼體定 義了中心且包括外部殼體表面，內(nèi)部殼體表面和多個(gè)殼體突出物，該殼體突出物從內(nèi)部殼 體表面朝向殼體的中心延伸。該定子包括定子外表面和多個(gè)定子突出物，該定子突出物從 定子外表面朝向外部殼體表面延伸。該方法還包括將定子相對(duì)于殼體旋轉(zhuǎn)直到定子突出物 配合殼體突出物以將定子摩擦地聯(lián)接到殼體。
[0008] 本公開涉及一種電動(dòng)機(jī)組件，該電動(dòng)機(jī)組件包括殼體和定子，該殼體具有殼體突 出物，該定子具有定子突出物，該定子突出物被配置為配合殼體突出物以將定子固定到殼 體。
[0009] 當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，從下面的用于執(zhí)行如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的一些最佳方式 和其它實(shí)施例的具體描述可容易地明白本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)，以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是包括殼體，定子和轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)組件的示意性截面前視圖；
[0011] 圖2是圖1中的電動(dòng)機(jī)組件的殼體的示意性截面前視圖；
[0012] 圖3是圖1中的電動(dòng)機(jī)組件的示意性截面前視圖，示出了定子在脫離位置；以及
[0013] 圖4是依照本公開的另一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)組件的示意性截面前視圖，其中該電動(dòng) 機(jī)組件包括定子，轉(zhuǎn)子，殼體和支撐構(gòu)件。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 現(xiàn)在參考附圖，其中在幾個(gè)附圖中同樣的數(shù)字指示同樣的部件，圖1示意性地示 出了混合動(dòng)力系統(tǒng)11的電動(dòng)可變變速器10的一部分。該電動(dòng)可變變速器10包括電動(dòng)機(jī) 組件12,該電動(dòng)機(jī)組件12包括殼體14,大體環(huán)形的定子16和轉(zhuǎn)子18。
[0015] 在電機(jī)設(shè)計(jì)中，減少在電動(dòng)機(jī)組件12中的累積公差是非常重要的。累積公差指的 是與部件相對(duì)于彼此的對(duì)齊相關(guān)的總公差和所有部件的所有公差的累積偏差。在這個(gè)電動(dòng) 機(jī)組件12中，期望的是減少累積公差以便大體彼此同中心地對(duì)齊殼體14,定子16和轉(zhuǎn)子 18。目前公開的電動(dòng)機(jī)組件12包括支撐構(gòu)件（如下面詳細(xì)描述的），該支撐構(gòu)件用于將殼 體14,轉(zhuǎn)子18與定子16對(duì)齊，從而阻止或至少抑制定子16相對(duì)于殼體14和轉(zhuǎn)子18傾斜。 將定子16與殼體和轉(zhuǎn)子18對(duì)齊是非常重要的，以便在轉(zhuǎn)子18和定子16之間具有大體一 致的空氣間隙。
[0016] 繼續(xù)參考圖1，殼體14包含定子16和轉(zhuǎn)子18且可用作電動(dòng)機(jī)和變速器殼體或外 殼。替代地，殼體14可僅僅充當(dāng)電動(dòng)機(jī)殼體。該殼體14包括殼體體部26,該殼體體部定義 了外部殼體表面20和與外部殼體表面20相對(duì)的內(nèi)部殼體表面22。該內(nèi)部殼體表面22可 定義大體圓形的截面且定義內(nèi)部殼體腔24的邊界。該內(nèi)部殼體腔24可沿平面36具有大 體圓形形狀，該平面36沿第一或垂直方向（表示為箭頭32)和第二或水平方向（表示為箭 頭34)被定義。因此，該內(nèi)部殼體腔24定義了中心C。該內(nèi)部殼體腔24可具有大體圓柱形 形狀且被配置，成形且設(shè)置尺寸以接收定子16和轉(zhuǎn)子18。
[0017] 該殼體14定義了第一或頂部殼體邊緣50和與第一殼體邊緣50相對(duì)的第二或底 部殼體邊緣52。該第一殼體邊緣50沿第一方向（表示為箭頭32)從第二殼體邊緣52間 隔開。該殼體14另外地定義了第三殼體邊緣54(或第一橫向邊緣）和與第三殼體邊緣54 相對(duì)的第四殼體邊緣56 (或第二橫向邊緣）。該第四殼體邊緣56沿第二方向（表示為箭 頭34)從第三殼體邊緣54間隔開。該第二方向（表示為箭頭34)可大體垂直于第一方向 (表示為箭頭32)。
[0018] 該殼體14可完全地或部分地由一種或多種非鐵材料（non-ferrous material)制 造，比如鋁鎂合金或塑料，以便最小化電動(dòng)機(jī)組件12的重量且阻止電和磁從定子16流動(dòng)到 殼體14。此外，該殼體14包括一個(gè)或多個(gè)殼體突出物28,該殼體突出物28從殼體體部26 延伸。該殼體突出物28可為齒狀物且從內(nèi)部殼體表面特別地朝向內(nèi)部殼體腔24的中心C 突出。該殼體突出物28還可被稱為殼體支撐構(gòu)件且可被聯(lián)接到殼體體部26或與殼體體部 一體形成。每個(gè)殼體突出物28包括殼體接合表面30,該殼體接合表面30被配置接觸定子 16的一部分，如下面更詳細(xì)地描述。每個(gè)殼體接合表面30可具有大體彎曲的形狀且面向內(nèi) 部殼體腔24的中心C。替代地，該殼體接合表面30可為大體平坦的或平面的。此外，每個(gè) 殼體接合表面30的至少一部分可相對(duì)于第一方向（表不為箭頭32)或第二方向（表不為 箭頭34)成角度地傾斜。
[0019] 該殼體突出物28可沿內(nèi)部殼體表面22從彼此旋轉(zhuǎn)地間隔開。在已描述的實(shí)施例 中，該殼體14包括三個(gè)殼體突出物28,該三個(gè)殼體突出物28以120度從彼此間隔開。該殼 體突出物28可因此從彼此徑向地間隔開。特別地，在已描述的實(shí)施例中，一個(gè)殼體突出物 28相比于接近第二殼體邊緣52而更接近于第一殼體邊緣50,且另兩個(gè)殼體突出物28相比 于接近第一殼體邊緣50而更接近于第二殼體邊緣52。而且，至少一個(gè)殼體突出物28可相 比于接近第四殼體邊緣56而更接近于第三殼體邊緣54。同樣地，另一殼體突出物28可相 比于接近第三殼體邊緣54而更接近于第四殼體邊緣56。然而，可以預(yù)期的是該殼體14可 包括多于或少于三個(gè)殼體突出物28,該殼體突出物28被布置為不同的配置。
[0020] 該定子16與殼體26關(guān)于中心C同中心，且具有大體環(huán)形或旋渦形形狀。而且，該 定子16包括定子體部38,該定子體部38完全地或部分地由硅鋼或其他適當(dāng)?shù)牟牧现圃臁?該定子體部38定義了外部定子表面42和與外部定子表面42相對(duì)的內(nèi)部定子表面44,且可 包括多個(gè)疊片結(jié)構(gòu)。該內(nèi)部定子表面44定義了內(nèi)部定子腔45(圖3)。該定子16可為沖壓 硅鋼片的膠合堆疊。該定子16還包括多個(gè)電導(dǎo)體40,該電導(dǎo)體40環(huán)狀地被布置在定子體 部38中。該電導(dǎo)體40可為條狀物或繞組且被電連接到電源，比如蓄電池或燃料電池。而 且，該電導(dǎo)體40相比于接近外部定子表面42而更接近于內(nèi)部定子表面44。
[0021] 該定子16還包括多個(gè)定子突出物46,該定子突出物46從定子體部38沿遠(yuǎn)離殼體 14的中心C的方向延伸。該定子突出物46還可被稱為定子支撐構(gòu)件且可被聯(lián)接到定子體 部38或與定子體部一體形成。而且，該定子突出物46可從彼此徑向地間隔開，且被配置為 接觸殼體突出物28以將殼體14摩擦聯(lián)接到定子16。在已描述的實(shí)施例中，該定子突出物 46被配置為與殼體突出物28配合以將定子16固定到殼體14。每個(gè)定子突出物46包括定 子接合表面46,該定子接合表面被配置為與相應(yīng)的殼體接合表面30配合以固定殼體14相 對(duì)于定子16的位置。該定子接合表面48面向遠(yuǎn)離殼體14的中心C方向。該定子接合表 面48的形狀或輪廓可與相應(yīng)的殼體接合表面30的形狀或輪廓互補(bǔ)。由此，當(dāng)一個(gè)定子接 合表面48適當(dāng)?shù)嘏c相應(yīng)的殼體接合表面30對(duì)齊，殼體接合表面30和相應(yīng)的定子接合表面 48之間的摩擦導(dǎo)致定子16被聯(lián)接到殼體14,從而固定定子16相對(duì)于殼體14的位置。
[0022] 在已描述的實(shí)施例中，該定子16包括三個(gè)定子突出物46,該三個(gè)定子突出物46以 120度從彼此間隔開。然而，該定子可包括多于或少于三個(gè)定子突出物。該定子突出物46 的數(shù)量應(yīng)對(duì)應(yīng)于殼體突出物28的數(shù)量。當(dāng)定子16被連接到殼體14時(shí)，至少一個(gè)定子突出 物46可相比于接近第二殼體邊緣52而更接近于第一殼體邊緣50,且至少一個(gè)定子突出物 46相比于接近第一殼體邊緣50而更接近于第二殼體邊緣52。附加地，當(dāng)定子16被連接到 殼體14時(shí)，至少一個(gè)定子突出物46可相比于接近第四殼體邊緣56而更接近于第三殼體 邊緣54,且至少一個(gè)定子突出物46相比于接近第三殼體邊緣54而更接近于第四殼體邊緣 56 〇
[0023] 如上所述，該電動(dòng)機(jī)組件12還包括轉(zhuǎn)子18,該轉(zhuǎn)子18關(guān)于殼體14的中心C與殼 體14和定子16同中心。該轉(zhuǎn)子18可具有大體環(huán)形或旋渦形形狀且被配置為當(dāng)電源被供 應(yīng)到電導(dǎo)體40時(shí)繞中心C旋轉(zhuǎn)。此外，該轉(zhuǎn)子18被可操作地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)或其他功率源。 因此，當(dāng)電被供應(yīng)到電導(dǎo)體40時(shí)，轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)可驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)（或其他功率源）。
[0024] 該轉(zhuǎn)子18定義了外部轉(zhuǎn)子表面58和與外部轉(zhuǎn)子表面58相對(duì)的內(nèi)部轉(zhuǎn)子表面60。 該外部轉(zhuǎn)子表面58和內(nèi)部定子表面44在它們之間共同地定義了間隙62 (比如空氣間隙）。 為了有效地且一致地操作電動(dòng)機(jī)組件12,間隙62應(yīng)為沿電動(dòng)機(jī)組件12的長(zhǎng)度大致一致的。 因此固定定子16關(guān)于殼體14的位置是非常重要的。為此，該殼體突出物28被配置為與定 子突出物46配合以便將殼體14摩擦地連接到定子16以致定子16相對(duì)于殼體14繞中心 C同中心地配置。作為結(jié)果，累積公差被減少。
[0025] 參考圖2和3,本公開還涉及裝配電動(dòng)機(jī)組件12的方法。該方法首先提供具有殼 體突出物28的殼體14,如圖2中所示。隨后，定子16被放置在殼體14內(nèi)部，如圖3中所 示。特別地，該定子16被布置在內(nèi)部殼體腔24中以致定子突出物46不與殼體突出物28 配合，如圖3中所示。該定子16于是可沿第一旋轉(zhuǎn)方向（其指示為箭頭R1)繞中心C相對(duì) 于殼體14旋轉(zhuǎn)，直到定子突出物46摩擦地接合殼體突出物28,從而固定定子16相對(duì)于殼 體14的位置。例如，該定子16可繞中心C旋轉(zhuǎn)直到定子突出物46配合殼體突出物28。在 已描述的實(shí)施例中，每個(gè)定子突出物46具有可變的高度H，該高度Η沿第二旋轉(zhuǎn)方向（其 指示為箭頭R2)改變。例如，一個(gè)或多個(gè)定子突出物46的高度Η可沿指示為箭頭R2的第 二旋轉(zhuǎn)方向增加。因此，沿第一旋轉(zhuǎn)方向R1逐漸地繞殼體14的中心C旋轉(zhuǎn)定子16導(dǎo)致一 個(gè)定子突出物46逐漸地配合相應(yīng)的殼體突出物28。最后，該定子突出物46完全地配合相 應(yīng)的殼體突出物28,因此將定子16固定到殼體14,如圖1所示。然后，轉(zhuǎn)子18被放置定子 16內(nèi)部，如圖1中所示。接下來，支撐構(gòu)件63 (圖4)，比如軸承支撐件，被聯(lián)接在殼體14和 轉(zhuǎn)子18之間以將轉(zhuǎn)子18,定子16和殼體14互相連接，如圖4中所示。
[0026] 參考圖4,電動(dòng)機(jī)12可包括支撐突出物28Α，該支撐突出物28Α代替（或附加到） 殼體突出物28 (圖1)。該支撐突出物28Α是支撐構(gòu)件63 (例如軸承支撐構(gòu)件）的一部分且 被配置為將轉(zhuǎn)子18聯(lián)接到殼體14。該支撐構(gòu)件63包括支撐體部66。該支撐體部66可包 括一個(gè)或多個(gè)臂部68,該臂部68被配置為將殼體14聯(lián)接到轉(zhuǎn)子18。該支撐構(gòu)件63還可 包括支撐突出物28A，該支撐突出物28A從支撐體部66突出。例如，在已描述的實(shí)施例中， 支撐突出物28A可至少沿大體垂直于第一方向（指示為箭頭32)和第二方向（指示為箭頭 34)的方向從一個(gè)或多個(gè)臂68延伸。該支撐突出物28A的結(jié)構(gòu)和操作與殼體突出物28 (圖 1)基本相似或相同。因此，該支撐突出物28A被配置為配合定子突出物46以將定子16摩 擦地連接在殼體14和轉(zhuǎn)子18之間。例如，每個(gè)支撐突出物28A包括支撐接合表面30A，該 支撐接合表面30A與如上所述的殼體接合表面30(圖1)相同或大體相似。除了支撐接合 表面30A之外，每個(gè)支撐突出物28A包括支撐聯(lián)接表面70,該支撐聯(lián)接表面與支撐接合表 面30相對(duì)。該支撐突出物28A的支撐聯(lián)接表面70被配置為配合內(nèi)部殼體表面22以將支 撐構(gòu)件63聯(lián)接到定子16,且支撐體部66可相對(duì)于殼體14和定子16旋轉(zhuǎn)以將支撐突出物 28A與定子突出物46接合。
[0027] 詳細(xì)的說明書和附圖支持和描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明的范圍僅受到權(quán)利要求的 限定。盡管用于執(zhí)行本發(fā)明的一些最佳模式和其他實(shí)施例已經(jīng)詳細(xì)地描述，存在用于實(shí)施 所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1. 一種電動(dòng)機(jī)組件，包括： 殼體，包括外部殼體表面、內(nèi)部殼體表面以及多個(gè)殼體突出物，所述內(nèi)部殼體表面限定 內(nèi)部殼體腔，所述殼體突出物從內(nèi)部殼體表面延伸； 定子，被布置在內(nèi)部殼體腔內(nèi)且包括外部定子表面、內(nèi)部定子表面和多個(gè)定子突出物， 所述定子突出物從外部定子表面朝向外部殼體表面延伸；以及 其中所述定子突出物被配置為配合殼體突出物以將定子摩擦地聯(lián)接到殼體，以便將定 子相對(duì)于殼體固定。
2. 如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)組件，其中每個(gè)定子突出物包括定子接合表面，且每個(gè) 殼體突出物包括殼體接合表面，所述殼體接合表面被配置為接觸定子接合表面中的一個(gè)以 將殼體聯(lián)接到定子。
3. 如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)組件，其中所述殼體定義了中心，且所述定子接合表面 面向遠(yuǎn)離殼體中心的方向。
4. 如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)組件，其中所述殼體接合表面面向朝向殼體中心的方 向。
5. 如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)組件，其中所述殼體突出物從內(nèi)部殼體表面朝向殼體的 中心延伸。
6. 如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)組件，其中每個(gè)定子突出物具有變化的高度。
7. 如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)組件，其中所述殼體突出物從彼此徑向地間隔開。
8. 如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)組件，其中所述定子突出物從彼此徑向地間隔開。
9. 如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)組件，其中所述殼體限定頂部殼體邊緣和與頂部殼體邊 緣相對(duì)的底部殼體邊緣，且至少一個(gè)殼體突出物相比于接近底部殼體邊緣而更接近于頂部 殼體邊緣。
10. 如權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)組件，其中至少一個(gè)殼體突出物相比于接近頂部殼體 邊緣而更接近于底部殼體邊緣。
【文檔編號(hào)】H02K5/04GK104218716SQ201410240356
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月30日
【發(fā)明者】T.J.艾爾弗曼, E.L.凱瑟, R.范蒂姆 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司