專利名稱：帶有用于馬達和離合器的整體式殼體的變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變速器外殼內(nèi)的支撐殼體。
背景技術(shù)：
電動馬達，例如通常用于機動車輛的混合動力機電動力系中的電動馬達，具有環(huán)繞轉(zhuǎn)子的定子，轉(zhuǎn)子可相對于定子旋轉(zhuǎn)。定子接地連接到固定構(gòu)件，例如變速器殼體或外殼。定子和轉(zhuǎn)子的相對位置保持大致不變是重要的，以在定子和轉(zhuǎn)子之間保留尺寸精確的間隙。在車輛變速器或者其它動力系部件的情況下，這是特別困難的，因為電動馬達可經(jīng)受來自于車輛行駛經(jīng)過突起或其它粗糙地形的非常大的振動和機械沖擊。定子通過多種方法中的任何方法(例如，螺栓連接或滑動配合)接地連接到變速器外殼。當(dāng)外殼和/或定子由于熱差異而膨脹和收縮時，定子必須保持其相對于外殼的軸向和徑向位置。定子是鋼的，因為它們在被激勵時必須產(chǎn)生電磁場以使得轉(zhuǎn)子運動。外殼可以是具有比鋼更大的熱膨脹系數(shù)的不同的非鐵材料，例如鋁合金或塑料。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種具有殼體的變速器，所述殼體支撐扭矩傳遞機構(gòu)和馬達組件的一部分，且還解決在導(dǎo)致熱膨脹的操作狀況下保持馬達/組件在變速器外殼內(nèi)的整體性的需要。具體地，變速器具有馬達組件，所述馬達組件帶有環(huán)繞轉(zhuǎn)子的固定部分。變速器也包括離合器殼體。變速器外殼環(huán)繞馬達和離合器殼體。固定部分剛性地連接到離合器殼體并由離合器殼體支撐。因而，避免了馬達/發(fā)電機的獨立殼體，從而減少了部件的數(shù)量，這可能最小化組裝時間并減少重量，以改進燃料經(jīng)濟性。殼體也可以支撐一個或多個馬達軸承、密封件、離合器活塞或離合器盤。
固定部分可為支撐定子的套筒，或者可為定子本身。部分取決于用于殼體和固定
部分的材料，固定部分可通過焊接、螺栓、或其它緊固機構(gòu)連接到殼體。在一些實施例中，環(huán)
狀環(huán)可插入到殼體和變速器外殼之間。所述環(huán)狀環(huán)可配置成在操作溫度升高時膨脹以保持
與殼體和外殼接觸。例如，殼體可為含鐵材料，而外殼是鋁材料。環(huán)狀環(huán)，例如高溫塑料環(huán)，
可以膨脹以填充由不同材料的不同熱膨脹率產(chǎn)生的在殼體和外殼之間的間隙。 本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢以及其它特征和優(yōu)勢從用于實施本發(fā)明的最佳模式的
以下詳細描述結(jié)合附圖顯而易見。


圖1是變速器的第一實施例的示意性截面圖，變速器具有帶有支撐定子的套筒的馬達/發(fā)電機，套筒焊接到離合器殼體； 圖2是變速器的第二實施例的示意性截面圖，變速器具有帶有支撐定子的套筒的馬達/發(fā)電機，套筒焊接到離合器殼體，且變速器帶有設(shè)置在變速器外殼和離合器殼體之間的環(huán)狀對中或"裝配"環(huán)；禾口
圖3是變速器的第三實施例的示意性截面圖，變速器具有帶有支撐定子的套筒的 馬達/發(fā)電機，套筒螺栓連接到離合器殼體。
具體實施例方式
參考附圖，圖1示出了變速器10的一部分。變速器10是混合動力機電變速器，具 有馬達/發(fā)電機12、行星齒輪組14、作為固定型離合器16的第一扭矩傳遞機構(gòu)、以及作為 旋轉(zhuǎn)型離合器18的第二扭矩傳遞機構(gòu)，所有這些部件均與可圍繞中心旋轉(zhuǎn)軸線22旋轉(zhuǎn)的 軸20同軸對齊且包裝在變速器外殼24的徑向內(nèi)部。僅示出了在圖1中看到的位于旋轉(zhuǎn)軸 線22上方的上述部件的部分。優(yōu)選地，未示出的其它馬達/發(fā)電機、附加齒輪組(行星齒 輪或簡單的互相嚙合齒輪)、以及附加的扭矩傳遞機構(gòu)被包括在變速器內(nèi)且可連同馬達/ 發(fā)電機12、行星齒輪組14、以及離合器16和18 —起控制，以提供變速器10的各種操作模 式，以便沿軸20輸送扭矩，如本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的那樣。 仍參考圖1，馬達/發(fā)電機12包括定子26。如已知的那樣，定子26通過花鍵(未 示出)或以其它方式固定到套筒28。馬達/發(fā)電機12和套筒28 —起在本文稱為"馬達組 件"。如本文使用的那樣，馬達組件的"固定部分"可指的是套筒28或定子26。定子26環(huán) 繞可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子30。在定子26和轉(zhuǎn)子30之間的環(huán)狀間隙27的尺寸對于馬達/發(fā)電機12的 效率以及激勵定子26和得到轉(zhuǎn)子30的旋轉(zhuǎn)速度之間的對應(yīng)性來說是重要的。
固定離合器殼體32(也稱為支撐殼體)在變速器外殼24和軸20之間徑向延伸。 離合器殼體32起到作為支撐離合器16、 18以及馬達/發(fā)電機12的殼體的雙重作用，且因 此稱為"整體式馬達和離合器殼體"或"整體式馬達和離合器支撐件"。套筒28在接口 34 處焊接到離合器殼體32。套筒28也在其相對端用一系列螺栓36螺栓連接到變速器外殼 24，螺栓36螺紋連接到圍繞變速器外殼24形成的螺栓凸臺(boss)(在圖1中示出了僅一 個螺栓36和凸臺38)。由于套筒28(和附接的定子26)通過將套筒28焊接到離合器殼體 32而被部分支撐，避免了附加系列的螺栓和螺栓凸臺，所述附加系列的螺栓和螺栓凸臺否 則將用于將套筒28在套筒靠近殼體32的端部處直接結(jié)合到變速器外殼24，從而固定定子 26。因而，變速器10中的部件的數(shù)量減少，且變速器10所需的徑向包裝空間最小，因為每 組螺栓和螺栓凸臺使得在相鄰的下一組螺栓和凸臺處需要外殼24較大的半徑。此外，通過 焊接將套筒28和離合器殼體32整體形成消除了對用以支撐套筒28和定子26的獨立徑向 延伸馬達殼體的需要。即，離合器16、18和定子26的徑向支撐通過一個殼體32而不是兩 個殼體來完成。應(yīng)當(dāng)理解的是，離合器殼體32可以替代地直接焊接到定子26而不是焊接 到套筒28，在該情況下，殼體32將被修改為朝定子26軸向延伸比圖1所示的更遠。
定子26必須是含鐵材料，以在線圈40被激勵時使得轉(zhuǎn)子30適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)動且在馬達 /發(fā)電機12作為發(fā)電機操作時將轉(zhuǎn)子扭矩適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換為電能。當(dāng)套筒28和離合器殼體32 兩者都是含鐵材料時，將套筒28和離合器殼體32焊接是最有利的。變速器外殼24通常是 具有比含鐵套筒28更大的熱膨脹率的輕質(zhì)材料，例如鑄鋁。因而，取決于變速器10的操作 溫度，套筒28將在變速器外殼24內(nèi)變松。如果發(fā)生這種變松，螺栓36 (示出一個)可充分 防止馬達/發(fā)電機12的卡嗒聲。然而，如果離合器殼體32也是與變速器外殼24相同的輕 質(zhì)材料，例如鋁合金，那么殼體32將以與變速器外殼24相同的速率徑向膨脹，且變松將不 會成為問題。
在套筒是含鐵材料且殼體也是含鐵材料的實施例中，環(huán)狀環(huán)(稱為裝配環(huán))可用于防止與相鄰部件的不同熱膨脹速率相關(guān)的問題。具體地，參考圖2，示出了與圖1的變速器10大致類似的變速器10A，且用相同附圖標(biāo)記表示相同部件。含鐵套筒28螺栓連接到變速器外殼24，變速器外殼24是鋁合金。在該實施例中，離合器殼體32A是含鐵材料。當(dāng)操作溫度增加時，變速器外殼24將以比套筒28和殼體32A更大的速率膨脹。因而，殼體32A配置成支撐環(huán)狀裝配環(huán)42，環(huán)狀裝配環(huán)42圍繞殼體32A且在殼體32A和外殼24之間。環(huán)42可為高溫塑料，所述高溫塑料以大于含鐵殼體32A且大于鋁合金外殼24的熱膨脹速率膨脹，以在操作溫度增加時填充殼體32A和外殼24之間的增加間隙。 再次參考圖1，除了支撐套筒28和離合器16、 18之外，離合器殼體32還起到許多
其他作用。例如，設(shè)置在馬達30和離合器殼體32之間的馬達軸承46由離合器殼體32支
撐，以允許轉(zhuǎn)子30相對于離合器殼體32的相對旋轉(zhuǎn)。在離合器殼體32中形成的階梯部48
和在殼體32中容納固定環(huán)50的凹部49有助于將軸承46定位在殼體32上。在支撐離合器16、 18時，殼體32固定離合器盤54，離合器盤54是離合器16的反
作用盤。此外，殼體32支撐離合器應(yīng)用活塞56、58和60以及用于離合器16、 18的密封件
(例如，見密封件62)。 參考圖3，示出了與圖1的變速器10大致類似的變速器IOB，且用相同附圖標(biāo)記表示相同部件。圖3的套筒28B支撐定子26并在一端附近螺栓連接到變速器外殼24。套筒28B具有接收帶螺紋螺栓64的緊固件開口 63，帶螺紋螺栓64與離合器殼體32B中的帶螺紋開口對齊。因而，套筒28B螺栓連接到離合器殼體32B。離合器殼體32B配置成至少在較低操作溫度時在外殼24內(nèi)具有過盈配合。在較高操作溫度時，如果外殼24是鋁合金且殼體32B是相同的鋁合金，那么將保持過盈配合。然而，如果殼體32B是含鐵材料，那么外殼24將以比殼體32B更大的量膨脹。在那種情況下，可使用與圖2的環(huán)42類似的裝配環(huán)來保持相對緊密的配合。 雖然已經(jīng)詳細描述用于實施本發(fā)明的最佳模式，但是本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的用于實踐本發(fā)明的各種替代設(shè)計和實施例。
權(quán)利要求
一種變速器，包括馬達組件，所述馬達組件具有環(huán)繞轉(zhuǎn)子的固定部分；離合器殼體；和環(huán)繞所述馬達和所述離合器殼體的變速器外殼；其中，所述固定部分剛性地連接到所述離合器殼體并由所述離合器殼體支撐。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述固定部分螺栓連接到所述離合器殼體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述固定部分焊接到所述離合器殼體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述馬達組件還包括定子；且其中，所述固定 部分是支撐所述定子并環(huán)繞所述轉(zhuǎn)子和所述定子的套筒。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，還包括環(huán)狀環(huán)，所述環(huán)狀環(huán)環(huán)繞所述離合器殼體且設(shè)置在所述離合器殼體和所述變速器外殼 之間；其中，所述變速器外殼是具有第一熱膨脹速率的第一材料；其中，所述固定部分和所 述離合器殼體是具有比所述第一熱膨脹速率更小的第二熱膨脹速率的第二材料；其中，所 述環(huán)狀環(huán)配置成在所述離合器殼體和所述外殼的熱膨脹期間保持與所述離合器殼體和所 述變速器外殼接觸，從而所述離合器殼體和所述環(huán)狀環(huán)用于在所述變速器外殼內(nèi)固定所述 固定部分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述變速器外殼是鋁材料，且所述固定部分和 離合器殼體是含鐵材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述變速器外殼和所述離合器殼體是鋁材料， 且所述固定部分是含鐵材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，還包括環(huán)狀環(huán)，所述環(huán)狀環(huán)環(huán)繞所述離合器殼體且設(shè)置在所述離合器殼體和所述變速器外殼 之間；其中，所述變速器外殼是鋁材料，所述離合器殼體是含鐵材料，且所述環(huán)狀環(huán)是配置 成在溫度升高時膨脹以保持與所述離合器殼體和所述變速器外殼接觸的塑料材料。
9. 一種變速器，包括 變速器外殼；殼體，所述殼體在所述變速器外殼內(nèi)徑向延伸且相對于所述變速器外殼不可旋轉(zhuǎn)地固定；馬達組件，所述馬達組件具有固定部分；禾口扭矩傳遞機構(gòu)；其中，所述固定部分和所述扭矩傳遞機構(gòu)均由所述殼體支撐在所述變 速器外殼內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的變速器，還包括由所述殼體支撐的馬達軸承、密封件、離合器活塞和離合器盤中的至少一個。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的變速器，其中，所述固定部分螺栓連接到所述殼體。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的變速器，其中，所述固定部分焊接到所述離合器殼體。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的變速器，其中，所述馬達組件還包括定子；且其中，所述固定 部分是支撐所述定子并在所述變速器外殼內(nèi)徑向環(huán)繞所述定子的套筒。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的變速器，還包括環(huán)狀環(huán)，所述環(huán)狀環(huán)徑向環(huán)繞所述殼體且設(shè)置在所述殼體和所述變速器外殼之間；其中，所述變速器外殼是具有第一熱膨脹速率的第一材料；其中，所述固定部分和所述殼體是具有比所述第一熱膨脹速率更小的第二熱膨脹速率的第二材料；從而所述殼體和所述環(huán)狀環(huán)用于在所述變速器外殼內(nèi)固定所述固定部分。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的變速器，其中，所述環(huán)狀環(huán)是具有第三熱膨脹速率的第三材料。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的變速器，其中，所述環(huán)狀環(huán)是所述殼體的整體部分。
17. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的變速器，還包括環(huán)狀環(huán)，所述環(huán)狀環(huán)環(huán)繞所述殼體且設(shè)置在所述殼體和所述變速器外殼之間；其中，所述變速器外殼是鋁材料，所述殼體是含鐵材料，且所述環(huán)狀環(huán)是配置成在溫度升高時膨脹以保持與所述殼體和所述變速器外殼接觸的塑料材料。
18. —種變速器，包括馬達組件，所述馬達組件具有定子、可相對于所述定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、和支撐所述定子的含鐵套筒；環(huán)繞所述套筒的變速器外殼；其中，所述變速器外殼是不含鐵材料；禾口離合器殼體，所述離合器殼體由所述變速器外殼環(huán)繞且在所述套筒的徑向內(nèi)部延伸；其中，所述套筒整體地連接到所述離合器殼體且由所述離合器殼體支撐。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶有用于馬達和離合器的整體式殼體的變速器。變速器具有馬達組件，所述馬達組件帶有環(huán)繞轉(zhuǎn)子的固定部分。變速器也包括離合器殼體。變速器外殼環(huán)繞馬達和離合器殼體。固定部分剛性地連接到離合器殼體且由離合器殼體支撐。因而，避免了馬達/發(fā)電機的獨立殼體。所述殼體也支撐一個或多個馬達軸承、密封件、離合器活塞或離合器盤。
文檔編號H02K7/10GK101752950SQ20091025316
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者A·G·霍爾姆斯, G·I·金曼 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司