轴向磁通电机轴承安装系统及方法_2

文档序号:9690344阅读:来源:国知局
体42联接至转子盘片组件40。在示例性实施例中,永磁体42是对称成形(布置)的,这通过使单个磁体设计能用于每个磁体42而使制造变得容易。此外,每个磁体42都具有基本上平的轮廓,这在制造期间有助于减少浪费,并且因此有助于降低制造成本。替代地,永磁体42具有能使电机10如本文所描述的那样作用的任意形状和轮廓。在示例性实施例中,永磁体42是钕磁体。替代地,能使电机10如本文所描述的那样作用的任何适合的永磁体材料可用于制造永磁体42,例如但非限制性的,钐钴和铁素体。转子组件14能在电机10内旋转,更具体地能在主轴承组件16和次轴承组件18内绕着中心轴线44旋转。
[0029]在示例性实施例中,转子盘片组件40由固体金属材料——例如但非限制性的,钢或铁——制造。替代地,转子盘片组件40通过烧结工艺由例如SMA材料、SMC材料或粉末铁素体材料制造。定子组件包括定子铁芯(未示出),该定子铁芯由能使永磁体42与定子组件之间的磁引力有助于将转子盘片组件40和主轴承组件16、次轴承组件18保持在电机10内适当位置的材料制成。
[0030]在示例性实施例中,转子盘片组件40包括联接至该转子盘片组件40的可旋转的轴46。轴46的尺寸提供了与形成在转子盘片组件40中的开口(未示出)的过盈配合(紧配合)。替代地,键槽(未示出)形成在轴46中用于将轴46用键固定至转子盘片组件40。在其它替代实施例中,轴46以能使电机10如本文所描述的那样作用的任何方式联接至转子盘片组件40。在示例性实施例中,轴46背向电机10沿轴线延伸,以提供用于与将由电机10驱动的各种构件联接的轴延伸部48。此外,轴46轴向地延伸到罩20的中央部22中,并且与主轴承组件16和次轴承组件18可旋转地联接。
[0031]图3为沿图1的线3-3截取的电机10的截面图。图4为图3的由框4表示的部分的放大视图。在示例性实施例中,主轴承组件16与轴46过盈配合或者紧密配合地安装到该轴46上。更具体地,主轴承组件16的内圈50被压在轴46上贴靠着定位在主轴承组件16与转子盘片组件40之间的垫片52。主轴承组件16的外圈54被压入轴承杯状件30中以与该轴承杯状件形成过盈配合或紧密配合。此外,次轴承组件18与轴46过盈配合或紧密配合地安装到该轴46上。具体地,次轴承组件18的内圈56被压到轴46上并与联接至形成在轴46中的槽(未示出)的E形夹58贴靠。次轴承组件18的外圈60与轴承隔离器28滑动配合地设置到该轴承隔离器28中。滑动配合足够紧密以防止外圈60在正常操作条件下在轴承隔离器28内旋转。因此,外圈60可以根据施加在该外圈60上的轴向力而在轴向上移动,但不能在径向上移动。
[0032]图5为轴承隔离器28的透视图。图6为沿着图5的线6_6截取的轴承隔离器28的截面图。在示例性实施例中,轴承隔离器28包括大致圆筒状的侧壁70,该侧壁限定出内腔72。侧壁70包括具有环状肩部76的第一端74,该环状肩部具有第一外径D3,该第一外径的尺寸适于滑动配合到罩20的中央部22 (见图2)的第一孔径Dl中。侧壁70还包括具有第二外径D4的第二端78,该第二外径比第一孔径小并且尺寸设计成滑动配合到中央部22的第二孔径D2中。环状肩部76包括第一内径D5,该第一内径的尺寸适于接纳轴承杯状件30并借此与该轴承杯状件30形成过盈配合或紧密配合。另外,侧壁70在第二端78处具有第二内径D6。第二内径D6的尺寸适于接纳次轴承组件18的外圈60并借此与外圈60形成滑动配合。环状肩部76在第一内径D5与第二内径D6之间限定有阶梯状部80,使得利用轴承隔离器28的第一端74保持主轴承组件16。侧壁70在第二端78处包括凸缘82,该凸缘沿径向向内延伸到内腔72中以支承次轴承组件18的外圈60。
[0033]在示例性实施例中,轴承隔离器28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——制成。在一个适合的实施例中,轴承隔离器28由具有在约20A与约90A(类型A级)之间的肖氏硬度的弹性体材料制成。替代地,轴承隔离器28由能使轴承隔离器28如本文中所描述的那样作用的任何绝缘阻尼材料或者弹性体材料制成。
[0034]图7为轴承杯状件30的透视图。图8为沿着图7中的线8-8截取的轴承杯状件30的截面图。在示例性实施例中,轴承杯状件30包括大致圆筒状的侧壁84,该侧壁限定出内腔86。环状肩部88在侧壁84的第一端处自内腔86沿径向向外延伸,并且具有比轴承隔离器28的第一外径D3(参见图6)小的第一外径D7。侧壁84还包括第二外径D8,该第二外径比第一外径D7小并且尺寸适于滑动配合到环状肩部76的第一内径D5中(见图6)。轴承杯状件30包括内径D9,该内径D9的尺寸适于接纳主轴承组件16的外圈54并借此与外圈54形成过盈配合或紧密配合。侧壁84在轴承杯状件30的第二端具有凸缘90,该凸缘90沿径向向内延伸到内腔86中用于支承主轴承组件16的外圈54。
[0035]在示例性实施例中,轴承杯状件30由刚性材料——例如但非限制性的,塑料材料或者金属材料——制成。在一个适合的实施例中,轴承杯状件30通过机加工工序由缩醛树脂制成。替代地,轴承杯状件30由能使其30如本文所描述的那样作用的任何刚性材料制成。
[0036]此处描述组装电机10的示例性方法。在示例性实施例中,通过将至少一个磁体42联接至转子盘片组件40来组装转子组件14。此外,通过挤压轴46使之穿过形成在转子盘片组件40中的开口(未示出)以使得轴46包括背向电机10沿轴向延伸的部分以及延伸到罩20的中央部22中的部分的方式使轴46联接至转子盘片组件40。接着,将轴承安装系统24组装在转子轴46上。具体地,将垫片52设置在轴46上在(转子盘片组件)朝向罩20的一侧上贴靠转子盘片组件40。然后,将主轴承组件16联接至轴46。具体地,将主轴承组件16的内圈50压到轴46上使得该内圈贴靠垫片52定位。如图4所示,垫片52帮助主轴承组件16与转子盘片组件40分隔开一预定距离。接着,通过将主轴承组件16的轴承外圈54压入轴承杯状件30的内腔86中而使该轴承杯状件联接至主轴承组件16。如上所述,轴承杯状件30与外圈54之间形成过盈配合或紧密配合。然后,将E形夹58联接至形成在轴46的端部上的槽(未示出)。然后将次轴承组件18联接至轴46。具体地,将次轴承组件18的内圈56压到轴46上使得该内圈贴靠着E形夹58定位。
[0037]在示例性实施例中,然后将轴承隔离器28与次轴承组件18和轴承杯状件30联接。具体地,轴承隔离器28滑到次轴承组件18上,使得外圈60定位在内腔72中并贴靠着凸缘82。凸缘82沿径向向内延伸一预定距离,使得该凸缘与外圈60接触但不与内圈56接触。这使轴承隔离器28的弹性能够为次轴承组件18提供轴向预加载力,借此帮助减少轴承噪音并增加轴承寿命。使轴承隔离器28的环状肩部76联接至轴承杯状件30,使得轴承杯状件30的环状肩部88与环状肩部76的端部平齐。
[0038]接着,使组装好的转子组件14可旋转地联接至罩20。具体地,转子组件14的轴承安装系统24定位在罩20的中央部22内。将轴承隔离器28插到中央部22中,使得第二外径D4与中央部22的第二孔径D2接触。此外,第一外径D3与中央部22的第一孔径Dl接合。如图4最佳示出的,环状肩部76的尺寸适于整个地安装到中央部22内,使得轴承隔离器28的端部与中央部22的端表面96在轴向上偏置一预定距离94。此外,轴承杯状件30的环状肩部88的尺寸适于沿轴向向外延伸超过中央部22的端表面96 —预定距离98。这帮助维持转子组件14与罩22之间的间隔。此外,距离94和98的组合限定出电机10的气隙100。在示例性实
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