轴向磁通电机轴承安装系统及方法_3

文档序号:9690344阅读:来源:国知局
施例中,气隙100在约0.7毫米与约2.2毫米之间的范围内。替代地,气隙100可以是使电机10能如本文所描述的那样作用的任意尺寸。
[0039]在示例性实施例中,轴承隔离器28有助于降低从电机10发出的声频噪音/可听噪音。通常,存在引起电机10中的振动的两种类型的噪音:在轴向方向上作用在转子组件14与定子组件之间的脉动力,以及作用在转子组件14与定子组件上的脉动转矩。脉动力相对较大,且可引起电机10振动并发出噪音。轴承安装系统24、尤其轴承隔离器28—其由绝缘阻尼材料制成,有助于减少脉动力和脉动扭矩的传递,并有助于使电机10的固有共振避开脉动力频率。此外,轴承隔离器28构造成向第二轴承组件18施加方向B(见图4)上的轴向预加载力。
[0040]在示例性实施例中,如图4所示,主轴承组件16包括外圈54、内圈50以及设置在内外圈之间的多个第一球体(滚动体)102。同样地,第二轴承组件18包括外圈60、内圈56以及设置在内外圈之间的多个第二球体(滚动体)104。每一个内圈50、56都固联至轴46。此外,主轴承组件16的外圈54通过压装到轴承杯状件30中而固定连接。次轴承组件18的外圈60可滑动地联接至轴承隔离器28,使得外圈60自由地相对于罩20沿轴向移动。在每个轴承组件的外圈与球体之间以及在球体与每个轴承组件的内圈之间分别具有间隙。因此,轴46可在轴向上移位与这些间隙的总和相等的量。
[0041]在电机10的组装状态中,主轴承组件16的外圈54通过轴承杯状件30而在罩20的中央部22内保持在适当位置。借由转子组件14与定子组件之间的磁引力在轴向A上(如图4所示)对主轴承组件16的内圈50预加压。在示例性实施例中,磁引力在约3千克与约10千克之间的范围内。磁引力借助垫片52作用在内圈50上,这样轴46沿着方向A偏置到其最大值、即上述间隙的总和。
[0042]次轴承组件18联接至轴46并通过E环形件(即,E形夹)58而保持在适当位置。E环形件58邻近内圈56定位,凸缘82定位在次轴承组件18的对向侧(S卩,与E环形件所邻近的一侧对向的那一侧)上邻近外圈60。轴承隔离器28构造成在方向B上施加轴向预加载力,使得外圈60沿着方向B偏置到其最大值、即上述间隙的总和。因此,轴承组件16和18的每个相应的外圈与每个相应的内圈偏离以消除上述间隙,从而减少振动和噪音。
[0043]图9为替代电机210的示意性透视图。图10为电机210的分解图。在这个实施例中,电机210包括壳体212、转子组件214、联接至壳体212的定子组件216、和联接在转子组件214与壳体212之间的轴承组件218。
[0044]壳体212构造成为定子组件216提供保护性覆盖。壳体212包括罩220,该罩构造成包封定子组件216的至少一部分。罩220适宜由任意种材料制成,包括塑料或金属材料。替代地,罩220由材料的组合制成,例如,通过将柔性材料或顺应材料附接至刚性材料。在一些替代实施例中,罩220由使其能如本文所描述的那样作用的任意适合的材料制得,例如金属。
[0045]罩220包括中央部222,该中央部构造成接纳轴承安装系统224。中央部222成形为罩220中的基本上圆筒状的阶梯状孔,并包括第一孔径DlO和唇缘部226,该唇缘部限定出中央部222的较小的第二孔径D12。在示例性实施例中,中央部222接纳座设在中央部222内贴靠着唇缘部的轴承隔离器228。轴承隔离器228接纳轴承杯状件230,而该轴承杯状件又将轴承组件218容纳在其中。轴承隔离器228接合轴承杯状件230并使之定位。轴承杯状件230通过与轴承组件218的外圈部分接合以使该轴承组件在径向上位于且固定在定子组件216内侧并与该定子组件216同轴的方式与轴承组件218接合并定位该轴承组件。壳体212还构造成在转子组件214旋转期间保持定子组件216和轴承组件218的轴向静止位置。
[0046]转子组件214包括联接至转子组件214的内表面上(未示出)的多个永磁体(未示出)。转子组件包括轴向延伸的用于联接轴承组件218的轴承安装凸缘232。唇缘部234 (在图9和10中未示出)形成在安装凸缘232上,用以座靠着轴承组件218的内圈部分。转子组件214可在电机210内旋转,更具体地,可在轴承组件218内绕着中心轴线244旋转。
[0047]转子组件214由固体金属材料——例如但非限制性的,钢或铁——制得。替代地,转子组件214通过烧结工艺由例如SMA材料、SMC材料或粉末铁素体材料制成。定子组件216包括定子芯(未示出),该定子芯由能使转子组件214的永磁体与定子组件216之间的磁引力帮助转子组件214和轴承组件218在电机210内保持在适当位置的材料制成。
[0048]图11为沿着图9中的线11-11截取的电机210的截面图。轴承组件218与转子组件214过盈配合或紧密配合地安装至该转子组件214。更具体地,轴承组件218的内圈250被压到轴承安装凸缘232上并座靠着唇缘部234。轴承组件218的外圈254被压入轴承杯状件230中形成过盈配合或紧密配合。
[0049]图12为轴承隔离器228的透视图。图13为沿着图12的线13_13截取的轴承隔离器228的剖视图。在示例性实施例中,轴承隔离器228包括基本上圆筒状的侧壁270。轴承隔离器228是基本上环形的,并具有大致矩形的截面。侧壁270具有外径D13,该外径的尺寸适于滑动地安装到罩220的中央部222 (见图11)的第一孔径DlO内。侧壁270还包括内径D14,该内径的尺寸适于接纳轴承杯状件230,借此与该轴承杯状件230形成过盈配合或紧密配合。轴承隔离器228由绝缘阻尼材料——例如但非限制性的,弹性体材料或橡胶材料——制得。在一个适宜的实施例中,轴承隔离器228由具有在约20A与约90A之间的范围(类型A级)内的肖氏硬度的弹性体材料制得。替代地,轴承隔离器228由使轴承隔离器228能如本文所描述的那样作用的任意绝缘阻尼材料或弹性体材料制成。
[0050]图14为轴承杯状件230的透视图。图15为沿着图14中的线15_15获截取的轴承杯状件230的剖视图。轴承杯状件230包括大致圆筒状的侧壁284,该侧壁限定出内腔286。环状肩部288在侧壁284的第一端处自内腔286沿径向向外延伸,并具有比轴承隔离器228的第一外径D13(如图13所示)小的第一外径D15。侧壁284还包括第二外径D16,该第二外径比第一外径D15小且尺寸适于滑动地安装到轴承隔离器228的内径D14(如图13所示)中。轴承杯状件230包括内径D17,该内径的尺寸适于接纳轴承组件218的外圈254的并借此与外圈254形成过盈配合或紧密配合。侧壁284在轴承杯状件230的第二端处包括沿径向向内延伸到内腔286中的凸缘290,该凸缘用于支承轴承组件218的外圈254。[0051 ] 在示例性实施例中,轴承杯状件230由刚性材料——例如但非限制性的,塑料或金属材料——制得。在一个适合的实施例中,轴承杯状件230通过机加工工艺由缩醛树脂制得。替代地,轴承杯状件230由使其230能如本文所描述的那样作用的任意刚性材料制得。
[0052]此处描述组装电机210的示例性方法。在示例性实施例中,将轴承安装系统224组装在转子组件214上。具体地,将轴承组件218的内圈250压到轴承安装凸缘232上,使得该内圈定位成与唇缘部234齐平。如图11所示,轴承组件218帮助转子组件214与定子组件216分隔开一预定距离。接着,通过将轴承外圈254压入轴承杯状件230的内腔286中而使该轴承杯状件230联接至轴承组件218。如上所述,在轴承杯状件230与外圈254之间形
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