专利名称：减振机构和马达组件的制作方法
技术领域：
本发明的主题总体上涉及马达，更具体地说涉及用于马达组件中的减振机构。
背景技术：
电动马达通常包括定子和转子。在马达运行期间，定子保持静止，而转子则相对于 定子旋转。在交流(AC)马达中，定子包括载流元件，载流元件产生磁场从而与转子相互作 用。磁场驱动转子或使转子相对于定子旋转。作为马达通常的磨损的一部分，转子会变得不平衡。因此，电动马达及其元件会经 历不想要的振动，这会减少马达的使用寿命。为了使转子不平衡最小化，可以在马达中包括 平衡和减振机构。例如，可以把轴承组件安装在转子的两端，用以在旋转期间支撑转子。尽 管使用轴承组件可以减小一些马达中的振动，但是随着时间的推移轴承组件会磨损并且可 能需要更换。因此，期望有可以提高电动马达使用寿命的平衡和减振机构。此外，期望有使马达 发出的噪音最小化的平衡和减振机构。此外，由以下的详细描述和所附权利要求，并结合附 图以及上述技术领域和背景技术，本发明主题的其它期望的特征和特性将变得显而易见。
发明内容
本发明提供减振机构和马达组件。在一个实施例中，仅通过实例，减振机构包括端盖、轴承保持架板(bearing retainer plate)、轴承减振环(bearing damper ring)、轴承组件、以及第一横向减振器和 第二横向减振器。端盖具有内径表面和向内径向延伸的壁。轴承保持架板附接到端盖上， 从而用端盖的内径表面和向内径向延伸的壁来限定环形腔。轴承减振环从端盖的内径表面 向内布置于环形腔内，并且具有向内径向延伸的凸缘。相对于轴承减振环，轴承组件径向靠 内布置于环形腔内。第一横向减振器布置于端盖的向内径向延伸壁与轴承减振环之间。第 二横向减振器布置于轴承减振环与轴承保持架板之间。在另一个实施例中，仅通过实例，减振机构包括端盖、轴承保持架板、轴承减振 环、轴承组件、径向减振器、和横向减振器。端盖具有内径表面和向内径向延伸的壁。轴承 保持架板附接到端盖上，从而利用端盖的内径表面与向内径向延伸的壁来限定环形腔。轴 承减振环从端盖的内径表面起向内布置于环形腔内，并且具有向内径向延伸的凸缘和包括 凹槽的外径表面。相对于轴承减振环，轴承组件径向靠内布置于环形腔内。径向减振器布 置于凹槽中。横向减振器布置于端盖的向内径向延伸壁与轴承减振环之间。在又一个实施例中，仅通过实例，马达组件包括外壳、延伸穿过外壳的轴、安装在 轴上的转子、环绕转子的定子、和联接到外壳的第一端部从而把转子和定子围封在外壳内 的减振机构。减振机构包括端盖，其具有内径表面和向内径向延伸的壁；轴承保持架板， 其附接到端盖上以限定环形腔；轴承减振环，其从端盖的内径表面起向内布置于环形腔内， 并且具有向内径向延伸的凸缘；轴承组件，其布置于环形腔内并且相对于轴承减振环而言径向靠内；第一横向减振器，其布置于端盖的向内径向延伸壁与轴承减振环之间；以及，第 二横向减振器，其布置于轴承减振环与轴承保持架板之间。本发明还涉及以下技术方案方案1. 一种用于马达的减振机构，该减振机构包括端盖，其具有内径表面和向内径向延伸的壁；轴承保持架板，其附接到所述端盖上，从而利用所述端盖的内径表面和向内径向 延伸的壁来限定环形腔；轴承减振环，其从所述端盖的内径表面起向内布置于所述环形腔内，并且具有向 内径向延伸的凸缘；轴承组件，其布置于所述环形腔内并且相对于所述轴承减振环而言径向靠内；第一横向减振器，其布置于所述端盖的向内径向延伸壁与所述轴承减振环之间； 以及第二横向减振器，其布置于所述轴承减振环与所述轴承保持架板之间。方案2.如方案1所述的减振机构，其特征在于，所述轴承减振环具有包括凹槽的 外径表面；并且，所述减振机构还包括布置于所述凹槽中的径向减振器。方案3.如方案1所述的减振机构，其特征在于，所述轴承减振环具有包括环形凹 槽的外径表面；并且，所述减振机构还包括布置于所述环形凹槽中的环形径向减振器。方案4.如方案3所述的减振机构，其特征在于，所述环形径向减振器包括弹性体 环。方案5.如方案1所述的减振机构，其特征在于，所述轴承减振环具有包括螺旋形 凹槽的外径表面；并且，所述减振机构还包括布置于所述螺旋形凹槽中的螺旋形径向减振ο方案6.如方案5所述的减振机构，其特征在于，所述螺旋形径向减振器包括螺旋管。方案7.如方案6所述的减振机构，其特征在于，所述螺旋管包括惰性气体或者凝 胶。方案8.如方案1所述的减振机构，其特征在于，所述轴承减振环包括多个凹槽；并 且，所述减振机构还包括与所述多个凹槽相对应并布置于所述多个凹槽中的多个径向减振ο方案9.如方案1所述的减振机构，其特征在于，所述第一横向减振器和所述第二 横向减振器包括弹性体垫圈。方案10.如方案1所述的减振机构，还包括与所述第一横向减振器相邻的第三横 向减振器。方案11. 一种用于马达的减振机构，该减振机构包括端盖，其具有内径表面和向内径向延伸的壁；轴承保持架板，其附接到所述端盖上，从而利用所述端盖的内径表面和向内径向 延伸的壁来限定环形腔；轴承减振环，其从所述端盖的内径表面起向内布置于所述环形腔内，并且具有向 内径向延伸的凸缘和包括凹槽的外径表面；
轴承组件，其布置于所述环形腔内并且相对于所述轴承减振环而言径向靠内；径向减振器，其布置于所述凹槽中；以及第一横向减振器，其布置于所述端盖的向内径向延伸壁与所述轴承减振环之间。方案12.如方案11所述的减振机构，还包括第二横向减振器，其布置于所述轴承减振环与所述轴承保持架板之间。方案13. —种马达组件，包括外壳；轴，其延伸穿过所述外壳；转子，其安装在所述轴上；定子，其环绕所述转子；第一减振机构，其联接到所述外壳的第一端，从而把所述转子和所述定子围封在 所述外壳中，所述第一减振机构包括第一端盖，其具有内径表面和第一向内径向延伸的壁；第一轴承保持架板，其附接到所述第一端盖上，从而限定第一环形腔；第一轴承减振环，其从所述第一端盖的内径表面起向内布置于所述第一环形腔 内，并且具有第一向内径向延伸的凸缘；第一轴承组件，其布置于所述第一环形腔内并且相对于所述第一轴承减振环而言 径向靠内；第一横向减振器，其布置于所述第一端盖的第一向内径向延伸壁与第一轴承减振 环之间；以及第二横向减振器，其布置于所述第一轴承减振环与所述第一轴承保持架板之间。方案14.如方案13所述的马达组件，其特征在于，所述轴承减振环具有包括凹槽 的外径表面；并且，所述减振机构还包括布置于所述凹槽中的径向减振器。方案15.如方案13所述的马达组件，其特征在于，所述轴承减振环具有包括环形 凹槽的外径表面；并且，所述减振机构还包括与所述环形凹槽相对应并布置于所述环形凹 槽中的环形径向减振器。方案16.如方案13所述的马达组件，其特征在于，所述轴承减振环具有包括螺旋 形凹槽的外径表面；并且，所述减振机构还包括与所述螺旋形凹槽相对应并布置于所述螺 旋形凹槽中的螺旋形径向减振器。方案17.如方案13所述的马达组件，其特征在于，所述轴承减振环具有包括多个 凹槽的外径表面；并且，所述减振机构还包括多个与所述多个凹槽相对应并布置于所述多 个凹槽中的径向减振器。方案18.如方案13所述的马达组件，还包括第二减振机构，其联接到所述外壳的第二端部，从而把所述转子和所述定子围封 在所述外壳内。方案19.如方案13所述的马达组件，其特征在于，所述第一横向减振器和所述第 二横向减振器包括弹性体垫圈。方案20.如方案13所述的马达组件，还包括与所述第一横向减振器相邻的第三横 向减振器。
在下文中将结合以下附图对本发明的主题进行描述，其中相似的附图标记表示相 似的元件，并且图1是根据实施例的马达组件的剖面侧视图；以及图2是根据实施例的减振机构的剖面侧视图。
具体实施例方式以下的详细描述在性质上仅仅是示例性的，而不是意图限制本发明主题或者本发 明主题的应用和用途。此外，本发明并没有意图受前述技术领域、背景技术、发明内容或者 以下详细描述中所介绍的任何明示或暗示的理论的限制。图1是根据实施例的马达组件100的剖面侧视图。马达组件100被配置成具有比 常规马达组件更长的使用寿命，并且会经历幅值减小的振动和/或马达不平衡。在实施例 中，马达组件100包括外壳102，转子104，定子106，和减振机构108、110。转子104布置 于外壳102内，并且安装在旋转轴112上。定子106环绕转子104，并且布置于转子104与 外壳102之间。在实施例中，定子106的内表面114与转子104的外表面118间隔开，以提 供气隙。根据实施例，气隙可以具有在大约2. 4毫米到大约3.1毫米范围内的宽度。在其 它实施例中，气隙的宽度可以大于或小于前述范围。各减振机构108、110附接到旋转轴112 的相应的端部120、122，并且各减振机构被用来使马达100运行期间转子104的不平衡最小 化并衰减振动，并且把转子104、定子106、和旋转轴112保持在外壳102内。在实施例中， 减振机构108、110两者在构造上可以大致相同。在其它实施例中，减振机构108、110在构 造上可以相互不同。图2是根据实施例的减振机构200的剖面侧视图。根据实施例，减振机构200被 配置成减小减振机构200中的轴承202可能会经历的应力。在实施例中，减振机构200可 以作为图1的减振机构108、110中的一个或两个而实施。例如，在轴端部120可能经历的 来自马达100的转矩幅值小于轴端部122可能经历的转矩幅值的实施例中，减振机构200 可以应用于减振机构110。在轴112的两端120、122经历的来自马达100的转矩幅值(例 如，300Nm士50Nm)大致相等的其它实施例中，减振机构108、110两者均可以包括减振机构 200。在任何情况下，减振机构200包括端盖204、轴承保持架板206、轴承组件208 (包括 轴承20 、轴承减振环210、和横向减振器212、213。端盖204配合在马达组件(例如，马达组件100)的轴的端部上(例如，图1中的 轴112的端部122，如图所示，或者轴112的端部120(未图示))。在实施例中，端盖204包 括主体214和径向壁216。使主体214适应于能配合入马达组件的外壳(例如，外壳102) 中，而径向壁216将端盖204固定在外壳上。在该实施例中，主体214的外径可以小于径向 壁216的外径。例如，主体214的外径可以在大约218毫米到大约220毫米的范围内，径向 壁216的外径可以在大约2 毫米到约230毫米的范围内。在其它实施例中，所述外径可以 大于或小于前述范围，因为每个的具体尺寸可以视马达组件外壳的特定尺寸而定。尽管图 示为整体的元件，但是在另一个实施例中，主体214和径向壁216可以是形成单个元件的两 个独立的构件。在实施例中，在任何情况下，主体214和径向壁216可以包括适合于耐受大约25Nm到大约500Nm范围的转矩幅值的材料。适合材料的实例包括但不限于6061T6铝。根据实施例，主体214和径向壁216被配置成提供环形腔220，用以容纳轴承组件 208，因此，径向壁216可以进一步被配置成向内径向延伸。根据实施例，环形腔220的侧壁 223可以被径向壁216的向内径向延伸的部分222所限定，环形腔220的环形壁可以被主体 214的内径表面225所限定。为了提供充分的空间用以把轴承组件208布置于环形腔220 内，向内径向延伸的部分222可以具有在大约52毫米到大约55. 5毫米范围内的内径，并且 主体214的内径表面可以具有在大约218毫米到大约220毫米范围内的直径。在其它实施 例中，取决于轴承组件208的尺寸和其上要安装减振机构200的轴的尺寸，所述直径可以大 于或小于上述范围。环形腔220的另一个侧壁可以进一步被轴承保持架板206的内表面227所限定。 在一个实施例中，轴承保持架板206附接到端盖204的主体214上。例如，轴承保持架板206 可螺纹连接、栓接、焊接或以其它方式附接到端盖204的径向表面2M上。根据实施例，轴 承保持架板206还可以包括用以接收轴的开口 226。然而，在其它实施例中，开口 2 可以 小于轴的外径，或者轴承保持架板206可以不包括开口。根据实施例，轴承保持架板206可 以由大致类似于端盖204的材料而制成。在其它实施例中，构成轴承保持架板206的材料 可以不同于端盖204的材料。例如，轴承保持架板206可以包括镁、钢或钛，而端盖204可 以用铝、钢或钛制成。在其它实施例中，可以使用其它材料。如以上简单的描述，相对于轴承减振环210而言，轴承组件208径向靠内布置于环 形腔220内。轴承组件208包括内圈228、外圈230、和多个轴承202(仅图示了一个)。内 圈2 被配置成安装在轴上，轴承202布置于内圈2 与外圈230之间。根据实施例，轴承 分离器环布置于内圈2 与外圈230之间，并且各轴承202布置于在轴承分离器环内的开 口中。然而，其它实施例可以不包括分离器环。为了减小在转子不平衡情况下可以在轴承组件208与端盖204之间发生的相对移 动的大小，而把轴承减振环210布置于环形腔220内。在实施例中，轴承减振环210可以由 端盖204的内径表面225向内布置，并且可以定位于端盖204与轴承组件208的外圈230 之间。根据实施例，轴承减振环210可以包括4340钢。适合材料的实例包括但不限于铝和 镁。轴承减振环210的径向厚度大致等于端盖204的内径表面225与外圈230之间的距离 (例如，士0. 1微米)，并且轴向厚度小于端盖204的内径表面225的轴向长度。例如，轴承 减振环210的径向厚度可以在大约2毫米到大约12毫米的范围内，并且轴承减振环210的 轴向厚度可以在大约5毫米到大约20毫米的范围内。在其它实施例中，轴承减振环210的 厚度可以大于或小于上述范围。为了增加非旋转表面之间即端盖204的内径表面225与外圈230之间的摩擦，可 以把一个或多个径向减振器240布置于轴承减振环210的外径的周围。轴承减振环210在 其外径表面238上可以包括一个或多个凹槽236，用以接纳径向减振器240并且改善径向减 振器240在轴承减振环210上的定位。凹槽236可以是环形或螺旋形的，这取决于径向减 振器240的构造。围绕轴承减振环210的圆周的匝或圈的具体数量以及径向减振器240的 数量，可以基于所要对抗的可能施加在减振机构200上的转矩的具体幅值来选择。例如，在 可以施加较大幅值转矩(例如，SOONm或更大的转矩)的实施例中，可以包括更多的圈或者 匝(例如，6圈/匝或更多)，而在可以施加较小幅值转矩(例如，25Nm或更小的转矩)的实施例中，可以包括较少的凹槽236(例如，2圈/匝或更少)。在另一个实施例中，可以在端 盖204中形成相应的凹槽，用于接收径向减振器M0。在又一个实施例中，可以不在轴承减 振环210中形成凹槽，并且可替代地可以仅在端盖204中形成凹槽。在任何情况下，径向减振器240可以包括弹性体环、弹性体螺旋管或其它类型的 管，并且构成径向减振器MO的材料可以根据期望的减振要求来选择。在一个实例中，当 用于可能施加较大幅值转矩的实施例中时，径向减振器240可以包括一种类型的实心环或 管，该实心环或管包括具有较高弹性模量的第一类型材料，例如不锈钢；而在可能施加较小 幅值转矩的实施例中，可包括这样的径向减振器对0，即其包括具有较低弹性模量的材料， 例如磷青铜或者铝。适当的弹性体环可以包括弹性体0形环或者环形的管环。弹性体螺旋 管的实例包括但不限于橡胶管，或者包括硅酮或聚氨酯的管。在一个实施例中，弹性体螺旋 管可以包括填充有惰性气体(例如，氮气或空气)或者凝胶的弹性体管。在另一个实施例 中，螺旋管可以包括由金属合金(例如黄铜、不锈钢、或磷青铜)制成的、被密封且填充有气 体或凝胶的管。轴承减振环210可以包括向内径向延伸的凸缘M2，用以提供轴承组件208所邻接 的表面。在实施例中，向内径向延伸的凸缘242可以被配置成从端盖204的主体214的内 径表面延伸直至端盖204的向内径向延伸的部分222的侧壁。根据实施例，向内径向延伸 的凸缘242的径向长度可以大致等于轴承组件外圈230的径向厚度(例如，士0. 1微米)。在任何情况下，可以用一个或多个横向减振器212、213来限制轴承减振环210的 横向移动。在实施例中，第一横向减振器212布置于端盖204的向内径向延伸部分222与轴 承减振环210的向内径向延伸凸缘242之间。第二横向减振器213布置于轴承减振环210 与轴承保持架板206之间。在实施例中，取决于环形腔和布置于环形腔内的元件的尺寸，横 向减振器212、213的轴向厚度可以在大约1毫米到大约1.5毫米的范围内，并且径向长度 可以在大约72毫米到大约100毫米的范围内。然而，在环形腔220和/或环形腔220内的 元件更大或更小的其它实施例中，横向减振器212、213的轴向厚度和/或径向长度可以大 于或小于上述范围。横向减振器212、213可以包括垫圈，包括但不限于弹性体垫圈。构成垫圈的材料， 可以部分地基于减振器品质来选择。例如，在其邵氏A硬度值在70到100之间的实施例 中，可以把较软的材料如橡胶、硅酮或另一种弹性体材料应用于横向减振器212、213。在横 向减振器212、213被用于高温用途的实施例中，可以使用较硬的材料，如螺旋弹簧、盘簧或 者波形钢。在实施例中，横向减振器212与横向减振器213可以包括大致类似的材料或者 有相同配方的材料。在其它实施例中，为了提供传递特性(transmissibility)，横向减振器 212、213可以包括不同的材料(例如，弹性体、高温聚合物和金属的组合)。尽管如图所示在轴承组件208的任一侧包括单个横向减振器，但是，可替代地，在 其它实施例中可以包括多于一个的横向减振器。例如，在实施例中，可以把一个或多个额外 的横向减振器布置成邻近于第一横向减振器212。可替代地或附加地，在实施例中，可以把 一个或多个额外的横向减振器布置成邻近于第二横向减振器213。此外，在替代实施例中， 在轴承组件208任一侧的横向减振器的数量可以是不同的。在任何情况下，通过包括前述横向减振器212、213和带有上述轴承减振环210的 径向减振器M0，与大致类似的马达中所使用的常规轴承组件相比，可以减小轴承组件208在马达中的微小移动(microwalking)(例如，由于因转子不平衡所造成振动而导致的轴承 减振环210的重新定位)。已发现，轴承的使用寿命与常规马达中使用的轴承相比可得到增 长。可替代地，该轴承可以使用于具有以高于常规马达的转速运转的转子的马达中。
虽然在上述的详细描述中介绍了至少一个示例性实施例，但是应当理解的是，还 有大量的变型存在。还应当理解的是，示例性实施例仅仅是例子，并不是意图以任何方式来 限制本发明主题的范围、适用性、或者构造。相反，上述的详细描述将为本领域技术人员提 供用以实施示例性实施例的方便的路线图。应当理解的是，在不背离所附权利要求及其法 律等同物中所陈述的本发明主题的范围的情况下，可以对元件的功能和布置作各种变更。
权利要求
1.一种用于马达的减振机构，该减振机构包括 端盖，其具有内径表面和向内径向延伸的壁；轴承保持架板，其附接到所述端盖上，从而利用所述端盖的内径表面和向内径向延伸 的壁来限定环形腔；轴承减振环，其从所述端盖的内径表面起向内布置于所述环形腔内，并且具有向内径 向延伸的凸缘；轴承组件，其布置于所述环形腔内并且相对于所述轴承减振环而言径向靠内； 第一横向减振器，其布置于所述端盖的向内径向延伸壁与所述轴承减振环之间；以及 第二横向减振器，其布置于所述轴承减振环与所述轴承保持架板之间。
2.如权利要求1所述的减振机构，其特征在于，所述轴承减振环具有包括凹槽的外径 表面；并且，所述减振机构还包括布置于所述凹槽中的径向减振器。
3.如权利要求1所述的减振机构，其特征在于，所述轴承减振环具有包括环形凹槽的 外径表面；并且，所述减振机构还包括布置于所述环形凹槽中的环形径向减振器。
4.如权利要求3所述的减振机构，其特征在于，所述环形径向减振器包括弹性体环。
5.如权利要求1所述的减振机构，其特征在于，所述轴承减振环具有包括螺旋形凹槽 的外径表面；并且，所述减振机构还包括布置于所述螺旋形凹槽中的螺旋形径向减振器。
6.如权利要求5所述的减振机构，其特征在于，所述螺旋形径向减振器包括螺旋管。
7.如权利要求6所述的减振机构，其特征在于，所述螺旋管包括惰性气体或者凝胶。
8.如权利要求1所述的减振机构，其特征在于，所述轴承减振环包括多个凹槽；并且， 所述减振机构还包括与所述多个凹槽相对应并布置于所述多个凹槽中的多个径向减振器。
9.一种用于马达的减振机构，该减振机构包括 端盖，其具有内径表面和向内径向延伸的壁；轴承保持架板，其附接到所述端盖上，从而利用所述端盖的内径表面和向内径向延伸 的壁来限定环形腔；轴承减振环，其从所述端盖的内径表面起向内布置于所述环形腔内，并且具有向内径 向延伸的凸缘和包括凹槽的外径表面；轴承组件，其布置于所述环形腔内并且相对于所述轴承减振环而言径向靠内； 径向减振器，其布置于所述凹槽中；以及第一横向减振器，其布置于所述端盖的向内径向延伸壁与所述轴承减振环之间。
10.一种马达组件，包括 夕卜壳；轴，其延伸穿过所述外壳； 转子，其安装在所述轴上； 定子，其环绕所述转子；第一减振机构，其联接到所述外壳的第一端，从而把所述转子和所述定子围封在所述 外壳中，所述第一减振机构包括第一端盖，其具有内径表面和第一向内径向延伸的壁；第一轴承保持架板，其附接到所述第一端盖上，从而限定第一环形腔；第一轴承减振环，其从所述第一端盖的内径表面起向内布置于所述第一环形腔内，并且具有第一向内径向延伸的凸缘；第一轴承组件，其布置于所述第一环形腔内并且相对于所述第一轴承减振环而言径向 靠内；第一横向减振器，其布置于所述第一端盖的第一向内径向延伸壁与第一轴承减振环之 间；以及第二横向减振器，其布置于所述第一轴承减振环与所述第一轴承保持架板之间。
全文摘要
本发明提供减振机构和马达组件。在实施例中，仅通过实例，减振机构包括端盖、轴承保持架板、轴承减振环、轴承组件、以及第一横向减振器和第二横向减振器。轴承减振环从端盖的内径表面起向内布置于环形腔内，并且具有向内径向延伸的凸缘。相对于轴承减振环而言，轴承组件径向靠内布置于环形腔内。第一横向减振器布置于端盖的向内径向延伸壁与轴承减振环之间。第二横向减振器布置于轴承减振环与轴承保持架板之间。
文档编号H02K5/24GK102055270SQ20101052787
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月28日 优先权日2009年10月28日
发明者D·D·当, D·Q·普汉, G·加勒戈斯-洛佩滋, K·勒, T·G·瓦尔德, Y·郑 申请人:通用汽车环球科技运作公司