專利名稱：一種電機轉子軸結構及使用該結構的混合動力系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電機軸結構，尤其是一種混合動力車輛用電機軸結構。
背景技術：
混合動力車輛的驅動結構由發動機和電機組成，充分利用燃油(氣)發動機和電機的特點，根據工況合理設計兩種驅動源的搭配，使發動機最大限度地工作在高效區。目前混合動力車輛的試驗和實際數據都表明混合動力車輛較傳統的燃油(氣)汽車具有顯著的節能效果，并且對環境的保護起到了巨大的正向作用。傳統電機轉子軸為一體成型結構，這樣能較好地保持轉子轉動的穩定性。如圖1所示，電機轉子軸一端設置有外花鍵，這樣在和變速箱連接時便于和變速箱設置的內花鍵相配合。混合動力系統中電機需要與發動機機械相連，如圖3，連接時轉子軸外花鍵與發動機離合器片中心的內花鍵相嵌套，這樣發動機就可以帶動電機轉子轉動，實現混合動力系統的基本功能。但是由于轉子軸花鍵與離合器片中心花鍵有一定的間隙，一旦離合器片與主軸不同軸，轉動時會在花鍵嵌套處給主軸以徑向力，而且一般支撐點(即電機前軸承)距受力點較遠，產生的彎曲扭矩較大，容易發生斷軸。有些設計中電機與發動機連接的轉軸端部還帶有軸頭，以解決電機與發動機連接不穩的問題，如圖3所示。軸頭外徑小于電機主軸外徑，安裝時主軸外花鍵與離合器片內花鍵嵌套，軸頭插入發動機飛輪中間的導向軸承中，起到定位的作用，使電機和發動機可靠連接。但是由于電機轉子本身有前后兩個軸承，起定位作用，而導向軸承就成為作用于轉子軸上的第三個定位點，三點定位在機械設計中是不合理的，無論哪個定位點產生偏差，都會在電機軸上產生極大的徑向力，輕則影響電機軸使用壽命，嚴重時也會使電機軸斷裂。

發明內容
本發明為解決現有技術中存在的問題，設計了一種分段式電機軸，特別適用于混合動力傳動系統。本發明內容為一種混合動力車輛用電機轉子軸結構，其特征在于，包括主軸和中間軸，所述主軸與所述中間軸通過花鍵連接；所述中間軸一端設置有軸頭。所述主軸內徑大于所述中間軸外徑，所述主軸與所述中間軸連接的花鍵如下設置所述主軸設置有內花鍵，所述中間軸設置有外花鍵。所述主軸內徑小于所述中間軸外徑，所述主軸與所述中間軸連接的花鍵如下設置所述主軸設置有外花鍵，所述中間軸設置有內花鍵。所述中間軸軸頭外徑小于所述中間軸外徑。所述中間軸靠近軸頭一側還設置有外花鍵。另外，本發明還提供一種混合動力驅動系統，包括發動機、離合裝置、電動機，其特征在于，所述電動機使用上述分段式電機轉子軸結構，沿發動機旋轉中心線方向依次配置所述發動機、所述離合裝置、所述電動機，所述發動機設置有飛輪結構，飛輪中間設置有導向軸承，飛輪與離合裝置壓合式連接，所述電動機的中間軸軸頭置于飛輪導向軸承中，軸頭側外花鍵與離合裝置的內花鍵相匹配。
還包括一定位軸承，與所述飛輪導向軸承共同定位所述中間軸。所述定位軸承為具有調心功能的軸承。本發明的有益效果在于使用本發明提供的分段式電機轉子軸發動機的動力經過中間軸的傳遞起到緩沖的作用，并且解決現有的過定位和懸臂梁結構，使電機軸結構與傳統變速箱一軸結構一致，能夠有效防止電機轉子軸整體斷裂，中間軸與主軸分開，中間軸與主軸間通過花鍵連接，即使中間軸斷裂，也不會影響到主軸，使電機維修和更換的成本降低。


圖1是帶軸頭的電機轉子軸示意圖；圖2是使用帶軸頭電機轉子軸的電機與發動機連接的示意圖；圖3是使用不帶軸頭電機轉子軸的電機與發動機連接的示意圖；圖4是本發明第一實施例改進的電機轉子軸的結構示意圖。圖5是本發明第二實施例改進的電機轉子軸的結構示意圖。圖6是使用本發明改進的電機轉子軸的電機與發動機連接的示意圖。10是發動機，11是發動機飛輪，20是離合器片，31是電機轉子軸軸頭，32是電機轉子軸花鍵，33是電機軸，40是飛輪導向軸承，41是定位軸承，42是電機轉子軸承，50是電機轉子，3是中間軸軸頭，4是中間軸與發動機連接端花鍵，5是中間軸體，6是中間軸與電機軸連接端花鍵，7是電機主軸。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明混合動力車輛用電機軸結構進行進一步說明。本發明的分段式電機轉子軸結構包括主軸7和中間軸5，所述主軸7與所述中間軸5通過花鍵連接；所述花鍵可以是漸開線花鍵或矩形花鍵。優選地，所述主軸7設置有內花鍵，所述中間軸5設置有外花鍵，此時主軸7的直徑大于中間軸5直徑。另外，也可以采取主軸7設置外花鍵，中間軸5設置內花鍵的設計方式，此時主軸7的直徑小于中間軸5直徑。一種使用上述電機轉子軸結構的混合動力驅動系統，包括發動機、離合裝置、電動機，所述電動機上述電機轉子軸結構，該系統沿發動機旋轉中心線方向依次配置所述發動機、所述離合裝置、所述電動機，所述發動機設置有飛輪結構，飛輪中間設置有導向軸承，飛輪與離合裝置壓合式連接，所述電動機的中間軸軸頭置于飛輪導向軸承中，軸頭側外花鍵與離合裝置的內花鍵相匹配。 本發明的混合動力車輛用電機轉子軸結構包括電機主軸7和中間軸5，中間軸5 —側設置有外花鍵4，外花鍵4與離合器片20中心設置的內花鍵相嵌套，實現中間軸與離合器片的連接。發動機10飛輪11輪盤靠近離合器片20，當發動機10與需要與電機連接時，控制飛輪11壓向離合器片，進而發動機10與電機連接。按上述結構連接發動機與電機，發動機10與電機轉子50之間通過中間軸5進行動力傳遞，電機主軸7上設置的兩個電機轉子軸承42對電機轉子起到定位的作用，無過定位的問題，對電機主軸無傷害；另一方面，如圖6所示，中間軸5 —端設置的軸頭3，電動機與發動機連接時此軸頭3插入飛輪中心導向軸承40中，可以使中間軸更加穩固。
作為本發明一種優選的實施例，還可以設置一定位軸承，位于中間軸體5外側，與所述飛輪導向軸承40共同定位所述中間軸5。所述定位軸承為具有調心功能的軸承，該軸承主要承受徑向負荷，也可以承受少量的雙向軸向負荷，便于中間軸安裝時定位。
權利要求
1.一種電機轉子軸結構，其特征在于，包括主軸和中間軸，所述主軸與所述中間軸通過花鍵連接；所述中間軸一端設置有軸頭。
2.根據權利要求1所述的電機轉子軸結構，其特征在于，所述主軸與所述中間軸連接的花鍵如下設置所述主軸設置有內花鍵，所述中間軸設置有外花鍵。
3.根據權利要求1所述的電機轉子軸結構，其特征在于，所述主軸與所述中間軸連接的花鍵如下設置所述主軸設置有外花鍵，所述中間軸設置有內花鍵。
4.根據權利要求1所述的電機轉子軸結構，其特征在于，所述中間軸軸頭直徑小于所述中間軸直徑。
5.根據權利要求1所述的電機轉子軸結構，其特征在于，所述中間軸靠近軸頭一側還設置有外花鍵。
6.一種混合動力驅動系統，包括發動機、離合裝置、電動機，其特征在于，所述電動機使用權利要求1所述電機轉子軸結構，沿發動機旋轉中心線方向依次配置所述發動機、所述離合裝置、所述電動機，所述發動機設置有飛輪結構，飛輪中間設置有導向軸承，飛輪與離合裝置壓合式連接，所述電動機的中間軸軸頭置于飛輪導向軸承中，軸頭側外花鍵與離合裝置的內花鍵相匹配。
7.根據權利要求6所述的混合動力驅動系統，其特征在于，還包括一定位軸承，與所述飛輪導向軸承共同定位所述中間軸。
8.根據權利要求7所述的混合動力驅動系統，其特征在于，所述定位軸承為具有調心功能的軸承。
全文摘要
本發明涉及一種電機轉子軸結構，包括主軸和中間軸，所述主軸與所述中間軸通過花鍵連接；所述中間軸一端設置有軸頭。另外還提供一種混合動力驅動系統，包括發動機、離合裝置、電動機，其特征在于，所述電動機使用權利要求1所述電機轉子軸結構，沿發動機旋轉中心線方向依次配置所述發動機、所述離合裝置、所述電動機，所述發動機設置有飛輪結構， 飛輪中間設置有導向軸承，飛輪與離合裝置壓合式連接，所述電動機的中間軸軸頭置于飛輪導向軸承中，軸頭側外花鍵與離合裝置的內花鍵相匹配。
文檔編號F16C3/02GK103016506SQ20121057589
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者朱春浩 申請人:天津市松正電動汽車技術股份有限公司