电机轴组件及电机的制作方法

1.本技术属于电机领域，特别涉及一种电机轴组件及电机。


背景技术：

2.参照图1，一种电机包括电机转子100、电机定子200和电机轴组件。电机转子100包括转子铁芯3和绕组(图中未示出)。电机轴组件包括转子轴1和内管2，转子轴1和内管2是中空的，转子轴1套设于内管2。
3.通过泵将作为冷却介质的油液泵入转子轴1的中心孔，油液可以经转子轴1的中心孔进入内管2的中心孔，然后油液通过内管2管壁上的通孔流到转子轴1和内管2之间的区域。在电机转子100旋转时，油液可以在离心作用下流到转子轴1的排油孔，最后油液以一定速度溅到电机转子100和电机定子200，而对电机转子100和电机定子200进行冷却。可以理解，图1中的箭头示意性地示出了油液的流动。
4.在内管2中安装有盖子201，盖子201的作用是阻止油液直接泄漏到转子轴1的中心孔，让油液沿着设计的路径流动。
5.在上述电机中，转子轴1和内管2之间的空间充满油液之前，该空间的油液会在重力的作用下聚集在底部。虽然油液具有一定粘度，但是也仅有很少的油液可以随转子轴1旋转，大部分油液会聚集在底部。没有随电机转子100旋转的大部分油液不能在离心作用下以较快的速度通过转子轴1的排油孔。这种情况下，油液主要通过泵的压力从排油孔流出，流速较慢，并且位于转子轴1的底部的排油孔的油液流量往往大于位于转子轴1的顶部的排油孔的油液流量，导致电机冷却效果不佳。


技术实现要素：

6.本技术旨在提出一种电机轴组件及电机，以解决电机冷却效果不佳的问题。
7.本技术提出一种电机轴组件，包括：
8.转子轴，所述转子轴设置有进油孔和容纳孔，所述进油孔和容纳孔连通，所述容纳孔的侧壁设置有贯通所述侧壁的排油孔；以及
9.内套构件，所述内套构件至少部分地容纳于所述容纳孔，所述内套构件的至少一端是封闭端，该封闭端朝向所述进油孔，
10.所述内套构件的外周面和/或端面设置有凹部，所述凹部位于所述排油孔的上游侧，所述电机轴组件旋转时，处于所述凹部的油液被带动而一起旋转。
11.在至少一个实施方式中，所述内套构件的另一端与所述容纳孔的侧壁密封配合，从而在所述内套构件和所述容纳孔的内壁之间形成流道，所述流道的一端与所述进油孔连通，所述流道的另一端是封闭的。
12.在至少一个实施方式中，所述内套构件沿所述转子轴的轴向插入到所述容纳孔内，从而使油液能够自所述进油孔经由所述凹部流入所述流道。
13.在至少一个实施方式中，所述凹部包括第一凹部和第二凹部，所述第一凹部设置
于所述内套构件的封闭端的端面，所述第二凹部设置于所述内套构件是外周面。
14.在至少一个实施方式中，所述转子轴包括位于所述进油孔和所述容纳孔之间的连接段，所述第一凹部和所述连接段之间的缝隙形成第一通道，所述第二凹部和所述容纳孔之间的缝隙形成第二通道，所述第一通道和所述第二通道连通。
15.在至少一个实施方式中，多个所述凹部沿所述内套构件的周向均匀设置于所述内套构件，相邻的所述凹部由隔离筋隔开，至少一部分的所述隔离筋与所述容纳孔的侧壁过盈配合。
16.在至少一个实施方式中，所述第一凹部和所述第二凹部通过弧面过渡连接。
17.在至少一个实施方式中，所述内套构件是中空的筒状构件。
18.在至少一个实施方式中，所述容纳孔的侧壁具有与所述内套构件的封闭端过盈配合的第一孔配合部，在所述电机轴组件的轴向上，所述凹部超过所述第一孔配合部并进一步向所述排油孔延伸。
19.本技术还提出一种电机，所述电机包括电机定子、转子铁芯和上述技术方案中任一项所述的电机轴组件，所述电机轴组件安装到所述转子铁芯，从而能够与所述转子铁芯一起转动。
20.通过采用上述技术方案，油液可以被带动旋转，从而油液可以以较快的速度通过排油孔，并且油液可以均匀地溅到电机转子和电机定子，使电机的冷却效果较好。
附图说明
21.图1示出了一种可能的电机的轴向剖视图。
22.图2示出了根据本技术的实施方式的电机的轴向剖视图。
23.图3示出了根据本技术的实施方式的电机的转子轴的结构示意图。
24.图4示出了根据本技术的实施方式的电机的内管的结构示意图。
25.图5示出了根据本技术的实施方式的电机的内管的局部放大图。
26.图6示出了根据本技术的实施方式的电机的内管的剖视图。
27.图7示出了根据本技术的实施方式的电机的电机轴组件的轴向剖视局部放大图。
28.图8示出了根据本技术的实施方式的电机的电机轴组件的剖面放大图。
29.图9示出了根据本技术的另一实施方式的电机的内管的结构示意图。
30.附图标记说明
31.100电机转子200电机定子201盖子
32.1转子轴11进油孔12容纳孔13排油孔13a第一排油孔13b第二排油孔14孔配合部14a第一孔配合部14b第二孔配合部15容纳段
33.2内管21凹部211第一凹部212第二凹部22轴配合部22a第一轴配合部22b第二轴配合部23隔离筋231第一隔离筋232第二隔离筋24第一通道25第二通道
34.3转子铁芯
35.a轴向c周向。
具体实施方式
36.为了更加清楚地阐述本技术的上述目的、特征和优点，在该部分结合附图详细说
明本技术的具体实施方式。除了在本部分描述的各个实施方式以外，本技术还能够通过其他不同的方式来实施，在不违背本技术精神的情况下，本领域技术人员可以做相应的改进、变形和替换，因此本技术不受该部分公开的具体实施例的限制。本技术的保护范围应以权利要求为准。
37.在下面的描述中，除非单独说明，轴向a表示电机的轴向，该轴向a与转子轴1、内管2的轴向一致；周向c表示电机的周向，该周向c与转子轴1、内管2的周向一致。
38.参见图2，本技术的实施方式提出一种电机，该电机包括电机转子100、电机定子200和电机轴组件。电机转子100包括转子铁芯3和绕组(图中未示出)。电机轴组件可以包括转子轴1和内管2，转子轴1和内管2可以是中空的，转子轴1套设于内管2的外部。
39.如图2所示，电机定子200环绕于电机转子100的径向外侧，电机转子100环绕于电机轴组件的径向外侧。该电机可以、但不限于是用于新能源车辆的电机。这里的电机可以是用于将电能转换成机械能的电动机、用于将机械能转换为电能的发电机，还可以是能够同时用于驱动和发电的机器(电机)。
40.如图2、图3和图7所示，转子轴1可以为圆筒状，转子轴1的中心设置有进油孔11和容纳孔12，进油孔11和容纳孔12同轴并且沿转子轴1的轴向a贯穿转子轴1。进油孔11的内径可以小于容纳孔12的内径，进油孔11和容纳孔12之间可以具有锥状的连接段，从而使进油孔11和容纳孔12能够平滑的过渡，有利于油液通畅地流动。油液可以从进油孔11的一端(图2的右端)通入转子轴1的内部。
41.容纳孔12的侧壁设置有排油孔13，排油孔13贯穿容纳孔12的侧壁，使容纳孔12内的油液可以经由排油孔13流向电机转子100和电机定子200。排油孔13包括第一排油孔13a和第二排油孔13b，第一排油孔13a和第二排油孔13b在转子轴1的轴向a上间隔开。在油液的流动方向上，第一排油孔13a位于第二排油孔13b的上游侧。第一排油孔13a和第二排油孔13b均沿转子轴1的周向设置有多个，例如2至4个第一排油孔13a沿转子轴1的周向均匀设置于容纳孔12的侧壁，2至4个第二排油孔13b沿转子轴1的周向均匀设置于容纳孔12的侧壁。
42.容纳孔12的侧壁具有用于和内管2配合的孔配合部14，孔配合部14可以与内管2过盈配合。孔配合部14包括第一孔配合部14a和第二孔配合部14b，在油液的流动方向上，第一孔配合部14a位于第二孔配合部14b的上游侧。两个孔配合部14可以分别位于排油孔13的轴向两侧。也就是说，在轴向a上，第一排油孔13a和第二排油孔13b位于第一孔配合部14a和第二孔配合部14b之间。
43.第一孔配合部14a和第二孔配合部14b之间的部分为容纳段15，用于容纳内管2，排油孔13可以开设于容纳段15。第一孔配合部14a的内径可以小于容纳孔12的其他部分(容纳段15和第二孔配合部14b)的内径，从而便于内管2和第一孔配合部14a过盈配合。
44.如图2、图4至图8所示，内管2的至少一端(图2、图4的右端)是封闭的，内管2的封闭端朝向转子轴1的进油孔11。
45.在本实施方式中，内管2可以是空心的，并且内管2的一端可以是封闭的，另一端具有开口，凹部21可以形成于封闭端。该内管2的封闭端可以通过冲压(由金属制成)或注塑(由非金属制成)形成。内管2也可以通过例如机加工等的其他方式制成，本技术对于内管2的加工方法和材质不作限制。
46.在内管2一端的外周面和端面设置有凹部21，凹部21包括第一凹部211和第二凹部
212，第一凹部211可以位于内管2的端面，第二凹部212可以位于内管2的外周面，在油液的流动方向上，第一凹部211位于第二凹部212的上游侧。第一凹部211和第二凹部212可以连续并且不被隔开。
47.多个凹部21可以沿内管2的周向均匀设置于内管2，相邻的凹部21由隔离筋23隔开。隔离筋23包括隔开第一凹部211的第一隔离筋231和隔开第二凹部212的第二隔离筋231。在内管2安装于容纳孔12的状态下，第一隔离筋231可以与进油孔11和容纳孔12之间的连接段接触。第二隔离筋232可以作为第一轴配合部22a与第一孔配合部14a过盈配合。
48.进一步地，内管2的封闭端的外周面和端面可以通过弧面圆滑的过渡，第一凹部211和第二凹部212也可以通过弧面圆滑的过渡，这样可以减少油液产生涡流，使油液顺畅、快速地流动。
49.内管2可以通过过盈配合安装于转子轴1的容纳孔12，从而内管2可以随转子轴1一起旋转。
50.内管2的外周面设置有轴配合部22，轴配合部22包括第一轴配合部22a和第二轴配合部22b，第一轴配合部22a和第二轴配合部22b可以在内管2的轴向a上间隔开。在油液的流动方向上，第一轴配合部22a位于第二轴配合部22b的上游侧。第一轴配合部22a可以与第一孔配合部14a过盈配合，第二轴配合部22b可以与第二孔配合部14b密封配合。从而在内管2和容纳孔12的内壁之间形成流道，流道的一端与进油孔11连通，流道的另一端是封闭的，油液能够自进油孔11经由凹部21流入流道，而不会流到中空的内管2的内部。第一轴配合部22a可以包括第二隔离筋232的外周面，第二轴配合部22b的外径可以大于内管2的其他部分的外径。
51.凹部21和容纳孔12的侧壁、连接段的内壁面之间形成供油液流动的通道24、25。如图5和图7所示，第一凹部211和连接段之间的缝隙形成第一通道24，第二凹部212和容纳孔12的侧壁之间的缝隙形成第二通道25，第一通道24和第二通道25连通。油液可以经第一通道24和第二通道25从进油孔11流向容纳孔12的容纳段15。
52.参照图2和图7，油液可以借助外部的泵提供的压力进入进油孔11，转子轴1和内管2可以起到二级离心泵的作用，内管2的隔离筋23具有与离心泵的叶轮相当的作用，油液可以与内管2一起快速旋转，而不会聚集在容纳孔12的底部。可以理解，图2中的箭头示意性地示出了油液的流动。
53.参见图7，凹部21和隔离筋23不仅在连接段和第一孔配合部14a的区域延伸，而且沿轴向a延伸超出了第一孔配合部14a而进入到容纳段15的内部。
54.(第一级离心泵)
55.进油孔11作为第一级离心泵的入口，通道作为第一级离心泵的排出口。作为第一级离心泵的叶轮的隔离筋23(例如第一隔离筋231)可以带动通道中的油液沿容纳孔12的周向c旋转。第一级离心泵的入口和排出口形成压力差，油液的离心作用可以使进油孔11的油液快速流向通道。
56.(第二级离心泵)
57.通道作为第二级离心泵的入口，排油孔13作为第二级离心泵的排出口。作为第二级离心泵的叶轮的隔离筋23(例如第二隔离筋232)可以带动通道及容纳段15的油液沿容纳孔12的周向c旋转。第二级离心泵的入口和排出口形成压力差，油液在离心作用下可以快速
向径向外侧运动。
58.通过隔离筋23的带动，油液可以沿容纳孔12的周向c转动，从而能够以较快的速度通过排油孔溅到电机转子100和电机定子200。旋转的油液可以在容纳孔12的周向c上均匀分布，避免油液聚集在容纳孔12的底部，从而油液可以均匀地溅到电机，使电机的冷却效果较好。
59.参照图2、图7及图1，在本技术的一个实施方式中，内管2的外径比图1中的内管2的外径大。这里，在容纳段15中，容纳油液的空间较小，从而油液较薄，容易充满整个容纳段15(的内管2和电机轴1之间的空间)，内管2和电机轴1容易带动油液旋转，从而油液以离心的方式从排油孔13，尤其是从第二排油孔13b高速排出，这样，可以提高油液的冷却效果。
60.这里，作为示例，在容纳段15中，内管2的外径可以大于或等于容纳孔12的内径的1/2，优选地，大于或等于容纳孔12的内径的3/4，更优选地，大于或等于容纳孔12的内径的4/5。
61.虽使用上述实施方式对本技术进行了详细说明，还有以下几点补充说明。
62.(i)虽然在上述实施方式中，内管2的外周面和端面均设置有凹部21，然而本技术不限于此。参照图9，内管2可以仅在外周面设置有凹部21，或者内管可以仅在端面设置有凹部，这样也可以使容纳段或通道的油液被隔离筋带动旋转。
63.(ii)虽然在上述实施方式中，凹部21位于第一排油孔13a和第二排油孔13b的上游侧，然而本技术不限于此，第一排油孔和第二排油孔处也可以设置有凹部，特别地，可以在第二排油孔附近，比如在第二排油孔的略上游侧和/或与第二排油孔正对的位置，在油管2上设置凹部和隔离筋，该处的隔离筋优选地不与转子轴1的限定容纳孔12的内周面接触。
64.(iii)虽然在上述实施方式中，连接段是锥面，然而本技术不限于此，连接段可以是台阶面或台阶面和锥面的组合。
65.(iv)在上面的实施方式中，描述了空心的内管12，然而，内管还可以是实心的。只要内管2可以限定出位于内管2的外周面与转子轴1的限定容纳孔12的内周面之间的容纳油液的空间，内管可以有任何适当的结构。这里，还可以将内管2称为内套构件，其内套于转子轴1的中心孔内。
66.虽使用上述实施方式对本技术进行了详细说明，但对于本领域技术人员来说，本技术显然并不限于在本说明书中说明的实施方式。本技术能够在不脱离由权利要求书所确定的本技术的主旨以及范围的前提下加以修改并作为变更实施方式加以实施。因此，本说明书中的记载以示例说明为目的，对于本技术并不具有任何限制性的含义。

技术特征：
1.一种电机轴组件，其特征在于，包括：转子轴(1)，所述转子轴(1)设置有进油孔(11)和容纳孔(12)，所述进油孔(11)和容纳孔(12)连通，所述容纳孔(12)的侧壁设置有贯通所述侧壁的排油孔(13)；以及内套构件，所述内套构件至少部分地容纳于所述容纳孔(12)，所述内套构件的至少一端是封闭端，该封闭端朝向所述进油孔(11)，所述内套构件的外周面和/或端面设置有凹部(21)，所述凹部(21)位于所述排油孔(13)的上游侧，所述电机轴组件旋转时，处于所述凹部(21)的油液被带动而一起旋转。2.根据权利要求1所述的电机轴组件，其特征在于，所述内套构件的另一端与所述容纳孔(12)的侧壁密封配合，从而在所述内套构件和所述容纳孔(12)的内壁之间形成流道，所述流道的一端与所述进油孔(11)连通，所述流道的另一端是封闭的。3.根据权利要求2所述的电机轴组件，其特征在于，所述内套构件沿所述转子轴的轴向(a)插入到所述容纳孔(12)内，从而使油液能够自所述进油孔(11)经由所述凹部(21)流入所述流道。4.根据权利要求1所述的电机轴组件，其特征在于，所述凹部(21)包括第一凹部(211)和第二凹部(212)，所述第一凹部(211)设置于所述内套构件的封闭端的端面，所述第二凹部(212)设置于所述内套构件是外周面。5.根据权利要求4所述的电机轴组件，其特征在于，所述转子轴(1)包括位于所述进油孔(11)和所述容纳孔(12)之间的连接段，所述第一凹部(211)和所述连接段之间的缝隙形成第一通道(24)，所述第二凹部(212)和所述容纳孔(12)之间的缝隙形成第二通道(25)，所述第一通道(24)和所述第二通道(25)连通。6.根据权利要求5所述的电机轴组件，其特征在于，多个所述凹部(21)沿所述内套构件的周向(c)均匀设置于所述内套构件，相邻的所述凹部(21)由隔离筋(23)隔开，至少一部分的所述隔离筋(23)与所述容纳孔(12)的侧壁过盈配合。7.根据权利要求4所述的电机轴组件，其特征在于，所述第一凹部(211)和所述第二凹部(212)通过弧面过渡连接。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电机轴组件，其特征在于，所述内套构件是中空的筒状构件。9.根据权利要求1至7中任一项所述的电机轴组件，其特征在于，所述容纳孔(12)的侧壁具有与所述内套构件的封闭端过盈配合的第一孔配合部(14a)，在所述电机轴组件的轴向(a)上，所述凹部(21)超过所述第一孔配合部(14a)并进一步向所述排油孔(13)延伸。10.一种电机，其特征在于，所述电机包括电机定子(200)、转子铁芯(3)和权利要求1至9中任一项所述的电机轴组件，所述电机轴组件安装到所述转子铁芯(3)，从而能够与所述转子铁芯(3)一起转动。

技术总结
本申请提出一种电机轴组件及电机，所述电机轴组件包括：转子轴(1)，所述转子轴(1)设置有进油孔(11)和容纳孔(12)，所述进油孔(11)和容纳孔(12)连通，所述容纳孔(12)的侧壁设置有贯通所述侧壁的排油孔(13)；以及内套构件，所述内套构件至少部分地容纳于所述容纳孔(12)，所述内套构件的至少一端是封闭端，该封闭端朝向所述进油孔(11)，所述内套构件的外周面和/或端面设置有凹部(21)，所述凹部(21)位于所述排油孔(13)的上游侧，所述电机轴组件旋转时，处于所述凹部(21)的油液被带动而一起旋转。处于所述凹部(21)的油液被带动而一起旋转。处于所述凹部(21)的油液被带动而一起旋转。


技术研发人员：黄建成 裘华潮
受保护的技术使用者：舍弗勒技术股份两合公司
技术研发日：2022.03.16
技术公布日：2023/9/22