汽车窗玻璃驱动装置、驱动组件及其装配方法技术领域
本发明涉及具有电机和减速齿轮箱的驱动组件及其装配方法,该驱动装置
尤其适用于汽车领域,更具体地,作为汽车窗玻璃驱动装置。
背景技术
汽车窗玻璃的驱动装置通常由电机和减速齿轮箱组成。电机朝向减速齿轮
箱的一端安装有端盖,端盖上安装有轴承。电机的转轴被该轴承支承,并经过
该轴承、端盖伸入到减速齿轮箱。该转轴伸入减速齿轮箱的部分固定有蜗杆,
用于驱动减速齿轮箱内的蜗轮,以实现减速输出。
蜗杆驱动蜗轮时,受到蜗轮的反作用力,导致转轴发生弯曲。因此,现有
技术中,需要在减速齿轮箱的壳体内安装第二轴承,该第二轴承位于电机端盖
与蜗杆之间,用于支承转轴。在装配时,先将该第二轴承套入电机的转轴,然
后将电机的转轴及第二轴承插入减速齿轮箱,使电机的端盖将第二轴承推入到
减速齿轮箱的壳体内的对应安装位。
该现有方案的缺点在于,电机装配之前就对转子进行了动平衡校准,且电
机装配之后,还在穿过端盖的转轴上安装蜗杆,从而很可能破坏了整个转子(含
蜗杆)的动平衡。
发明内容
本发明的一个目的提高具有蜗杆、蜗轮的驱动组件的电机转子的动平衡特
性。
为此,本发明第一方面提供一种驱动组件,包括电机和齿轮减速装置。所
述电机包括定子和转子,所述定子包括具有开口的外壳、安装到所述外壳的开
口处的电刷装置,所述电刷装置包括若干电刷;所述转子包括转轴、固定到转
轴的转子铁芯和换向器,所述转子铁芯位于所述外壳内,所述转轴从所述外壳
的开口伸出且伸出的部分安装有蜗杆。所述齿轮减速装置包括壳体和安装到所
述壳体内的蜗轮,所述壳体具有开口朝向所述外壳,所述蜗轮与所述蜗杆啮合。
其中,所述转轴在所述换向器与所述蜗杆之间套设有轴套,并在所述轴套与蜗
杆之间套设有一个滑动轴承,所述轴套用于将所述滑动轴承推入至壳体内,并
使所述滑动滑承安装到所述壳体内,所述轴套可随同所述转轴相对所述滑动轴
承旋转。
作为一种改进方案,所述电刷装置包括离散的两部分,每个部分包括电刷
盒,电刷盒内安装有电刷,所述离散的两部分安装在所述换向器的径向两侧。
作为一种改进方案,所述外壳的开口包括两个直边和两个弧形边,所述直
边和弧形边交替排列,所述离散的两部分分别位于所述两个弧形边。
作为一种改进方案,所述滑动轴承通过轴承座安装到所述壳体,所述轴承
座包括中心具有通孔的连接环以及从所述连接环的边缘垂直地伸出的若干限位
件,所述若干限位件围成一个收容腔用于收容所述滑动轴承。
作为一种改进方案,所述滑动轴承为球身轴承,所述收容腔为匹配的球状。
作为一种改进方案,所述限位件的自由端在所述收容腔的开口处设有切边
以便于所述轴承被推入所述收容腔。
作为一种改进方案,所述限位件的外侧表面设有凸肋。
作为一种改进方案,所述外壳形成第一内腔以收容所述转子铁芯,所述壳
体形成第二内腔以收容所述转轴、换向器及所述一个轴承,所述第一内腔与所
述第二内腔连通。
作为一种改进方案,所述壳体形成第二内腔以收容所述转轴、换向器及所
述滑动轴承;所述第二内腔为台阶腔,所述滑动轴承收容于所述台阶腔中较小
的腔体内。
作为一种改进方案,所述轴套的外径小于所述一个轴承的外径。
本发明的第二方面,还提供一种汽车窗玻璃驱动装置,包括本发明第一方
面提供的驱动组件,所述齿轮减速装置为扁平状以收容在汽车车门的内壁、外
壁之间,所述电机的外壳也具有两个平面侧壁以收容在汽车车门的内壁、外壁
之间。
本发明的第三方面,还提供一种驱动组件的装配方法,包括:构造电机定
子的步骤,包括将永磁体安装到具有开口的外壳的内壁;构造电机转子的步骤,
包括将转子铁芯、转向器固定安装到转轴,并绕制好转子绕组;构造齿轮减速
装置的步骤,包括将蜗轮安装到具有开口的齿轮减速装置的壳体内;装配蜗杆
的步骤,具体包括将轴套、滑动轴承、蜗杆顺次设置到轴承,且轴套相对于转
轴固定,滑动轴承可在所述轴套与蜗杆之间沿转轴轴向移动;装配电机的步骤,
具体包括将设置有蜗杆的转子安装到定子,并将电刷装置安装到所述外壳的开
口处,使转子铁芯位于所述外壳内,并使转轴具有蜗杆的一端从外壳的开口伸
出,使所述换向器的换向片与所述电刷装置的电刷接触;将电机装配到齿轮减
速装置的步骤,具体包括将转轴的具有蜗杆的一端伸入所述壳体的开口,并合
拢所述外壳与壳体。
作为一种改进方案,在装配蜗杆的步骤之后、以及装配电机的步骤之前,
对设有蜗杆的转轴进行整体动平衡校准。
实施本发明,在电机转轴的换向器、蜗杆之间支撑转轴的轴承为滑动轴承,
且该滑动轴承可以被套设在滑动轴承与换向器之间的轴套推入齿轮减速装置
内,并安装到齿轮减速装置的壳体内。因此,不需要像现有技术那样采用电机
端盖的推动来帮助安装轴承,从而节省了端盖,可以在装配了蜗杆之后并做了
动平衡校准才把转子安装到电机定子,从而提高了转子整体的动平衡性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施
例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述
中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付
出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的驱动组件的示意图;
图2是图1所示驱动组件的端部示意图;
图3是图2所示驱动组件沿A-A剖切后的示意图;
图4是图2所示驱动组件的电机省去了电刷装置后的示意图;
图5是图1所示驱动组件的电机的示意图;
图6是图5所示电机去掉电机外壳后的示意图;
图7和图8是图5所示电机采用的轴承座的不同角度的示意图;
图9是图5所示电机采用的滑动轴承的示意图;
图10是本发明另一个实施例提供的装配驱动组件的方法流程图。
具体实施方式
参考图1和图2,本发明一个实施例提供的驱动组件20包括连接在一起的
电机30和齿轮减速装置50。本实施例中,电机30通过螺钉55与齿轮减速装置
50固定在一起,齿轮减速装置50的输出轴与电机的转轴垂直。
参考图3至图6,电机30包括定子和转子,定子包括一端封闭另一端开口
的外壳31、安装到外壳31内壁的永磁体33、以及位于外壳31的开口处附近的
电刷装置35。该开口朝向齿轮减速装置50。转子包括转轴41、固定到转轴41
的换向器43和转子铁芯44。转轴41从外壳31的开口伸出,并伸入齿轮减速装
置50,转子铁芯44位于外壳31内,换向器43的换向片与电刷装置35的电刷
摩擦接触。
齿轮减速装置50包括壳体51和安装到壳体51内的蜗轮53,壳体51具有
开口朝向外壳31。所述电机30的电刷装置35安装于该壳体51的开口处,从而
在装配完成后位于电机30的外壳31的开口处。电机外壳31通过螺钉55固定
到齿轮减速装置的壳体51,使外壳31的开口与壳体51的开口对准并闭合。电
机的转轴41从外壳31的开口伸出,并从壳体51的开口伸入壳体51。转轴41
上安装有蜗杆45用于驱动蜗轮53。换向器43与蜗杆45之间,设有一个轴承
47支承转轴41,所述轴承47为滑动轴承。轴承47安装到壳体51内,轴承47
与转轴41为微间隙配合,所以可相对电机的转轴滑动。
优选地,外壳31为筒状,外壳31形成第一内腔以收容上述永磁体33、转
子铁芯44等。外壳31的上述开口作为该第一内腔的开口。壳体51形成第二内
腔以收容电刷装置35、转轴41、换向器43和轴承47,该第二内腔与第一内腔
连通。第二内腔为台阶腔,其中,换向器43及电刷装置35收容于第二内腔中
较大的腔体内,而轴承47收容于第二内腔中较小的腔体内。
在传统的驱动组件的制造过程中,通常是在转子的动平衡校准完成后,再
装配蜗杆,这样,在将蜗杆装配至转轴上后,整个转动体(包括蜗杆在内)的
动平衡可能会遭到破坏。
为了防止装配蜗杆后破坏转子的动平衡,本发明的驱动组件可以实现在制
造该驱动组件时,先将轴承47和蜗杆45装配到转子的转轴41上形成转动体的
预组装,再对转动体做动平衡校准,校准完成后,将电机30安装到齿轮减速装
置50,使套装有轴承47的转轴41穿入上述第二内腔。由于轴承47可滑动地套
设于转轴41上,为便于顺利地将轴承47推送至齿轮减速装置50的壳体51的
预定位置,转轴上还设置一轴套48,所述轴套48位于换向器43和轴承47之间,
用于在装配时将轴承47推入到壳体51的第二内腔的较小的腔体内。优选地,
轴套48的外径小于所述第二内腔的较小腔体的内径,以方便将轴承47推入并
固定到较小的腔体内。
优选地,所述轴套48的材料为塑料或尼龙。
优选地,在装配完成后,所述轴套48不接触所述轴承47,至少对轴承47
没有轴向抵顶力,以减少或避免轴套48与轴承47之间的摩擦。
优选地,所述齿轮减速装置50的壳体51内设有限位面57以限制轴承47
的推入程度。
优选地,该驱动组件作为汽车窗玻璃驱动装置,齿轮减速装置为扁平状以
收容在汽车车门的内壁、外壁之间。电机的外壳31也具有两个平面侧壁37、38
以收容在汽车车门的内壁、外壁之间。
相应地,所述齿轮减速装置50的壳体51的开口处包括两个直边和两个弧
形边。直边和弧形边交替排列。
优选地,为了更方便地安装装设有蜗杆45的转子,电刷装置45不是一件
式,本实施例中,包括两个离散的部分,每个部分都具有电刷盒和收容于电刷
盒内的电刷,电刷装置45的两个部分安装于齿轮减速装置50的壳体51的开口
处。优选地,该两个离散的部分分别位于齿轮减速装置50的壳体51的开口的
两个弧形边,且电刷装置45的设置不会影响转轴41和蜗杆45插入到齿轮减速
装置50的壳体51。优选地,装配完成后,该电刷装置45的两个部分分别位于
换向器43的径向两侧。
参考图3、图7至图9,本实施例中,轴承47通过轴承座61安装到壳体51
内。轴承座61包括中间具有通孔的连接环63、从连接环63边缘垂直伸出的若
干限位件65,该若干限位件65围成一个收容腔用于收容轴承47。本实施例中,
轴承47为外径中间大两端小的球身轴承,相应地,轴承座61的收容腔具有与
轴承47相匹配的形状,具体地,限位件65的内表面中间内凹,以形成球状的
收容腔。如此,轴承47被推入轴承座61的收容腔之后,就稳定在收容腔内,
不会脱离轴承座。
进一步地,各个限位件65仅仅在一端连接到连接环63,另一端是自由端,
且各个限位件65之间相间隔,因此,轴承47被推入轴承座61的上述收容腔之
时,各个限位件65的自由端首先被撑开,然后弹性复位,从而将轴承47包裹
在收容腔内。
进一步地,各个限位件65的自由端的内侧具有向外倾斜的切边66,以方便
将轴承47推入上述收容腔。
进一步地,一部分限位件65的外侧具有凸肋67,用于加强轴承座61与齿
轮减速装置50的壳体51的接合。
参考图10,驱动组件的装配方法主要包括:
构造电机定子的步骤S11,包括将永磁体安装到具有开口的电机外壳的内
壁;并提供电刷装置。
构造电机转子的步骤S13,包括将转子铁芯、换向器固定安装到转轴,并绕
制好转子绕组。
构造齿轮减速装置的步骤S15,包括将蜗轮安装到具有开口的齿轮减速装置
50的壳体内。
装配蜗杆的步骤S17,具体包括将轴套、滑动轴承、蜗杆顺次设置到转轴,
且轴套相对于转轴固定,滑动轴承可在所述轴套与蜗杆之间沿转轴轴向移动。
装配电机的步骤S19,具体包括将设置有蜗杆的转子安装到定子,使转子铁
芯位于所述外壳内,并使转轴具有蜗杆的一端从外壳的开口伸出;并且将电刷
装置设置在齿轮减速装置50的壳体的开口处。
将电机装配到齿轮减速装置的步骤S19,具体包括将转轴的具有蜗杆的一端
伸入所述壳体的开口,合拢并连接所述外壳与壳体。装配完成后,换向器的换
向片与电刷装置的电刷滑动接触。进一步地,在装配蜗杆的步骤S17之后、以
及装配电机的步骤S19之前,还可以对设有蜗杆的转子进行整体动平衡校准。
如此,电机的转子整体(含蜗杆)的动平衡得以校准,避免了现有技术中在安
装蜗杆后破坏了转子的动平衡。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不
能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通
技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替
换,都应当视为属于本发明的保护范围。