CN110896251A - 电磁机和可调插入环 - Google Patents

Abstract

一种电磁机包括在其中限定有空腔的电动机壳体，以及设置在空腔内的定子。定子具有外表面和多个安装耳，每个安装耳构造成容纳紧固件并从外表面朝向电动机壳体延伸。该组件包括设置在电动机壳体和定子之间的可调插入环。可调插入环和定子在它们之间限定了至少一个冷却通道。可调插入环环绕外表面并包括多个突起，每个突起朝向定子延伸并设置成与定子接触，从而使该电磁机更稳固并最大程度减少定子在电动机壳体内的振动。本发明还公开了一种包括电磁机的装置。

Description

电磁机和可调插入环

引言

本发明涉及一种电磁机和装置。

如电动机、发电机、牵引电动机等的电磁机可用于将能量从一种形式转换成另一种形式。这种电磁机通常包括可绕旋转轴旋转的元件。可旋转的元件即转子，可以与静态元件即定子同轴，并且可以通过转子和定子之间的相对旋转来转换能量。

发明内容

一种电磁机，包括在其中限定有空腔的电动机壳体，以及设置在空腔内的定子。定子具有外表面和多个安装耳，每个安装耳构造成容纳紧固件并从外表面朝向电动机壳体延伸。电磁机还包括设置在电动机壳体和定子之间的可调插入环。可调插入环和定子在它们之间限定了至少一个冷却通道。进一步地，可调插入环环绕外表面并包括多个突起，每个突起朝向定子延伸并设置成与定子接触，从而使该电磁机更稳固并最大程度减少定子在电动机壳体内的振动。

在一个方面，多个突起中的每个突起可具有在可调插入环上的位置和弹簧刚度。弹簧刚度和位置中的至少一个是可调的，从而减小了定子在电动机壳体内的振动。

可调插入环可以通过过盈配合接触电动机壳体和定子。

在另一方面，可调插入环可具有四个象限、中心、接触表面，该接触表面以第一距离与中心间隔开并且构造成用于接触外表面，以及多个突起，每个突起构造成用于围绕多个安装耳中相应的一个安装耳。多个突起中的每个突起可以以大于第一距离的第二距离与中心间隔开。进一步地，多个突起中的每个突起可以围绕多个安装耳中相应的一个安装耳，以在它们之间限定至少一个冷却通道。

在另一方面，多个突起中的每个突起可跨骑四个象限中的两个象限。进一步地，电磁机可包括三个突起和四个安装耳。

可调插入环还可包括设置在第二象限中的第一端及与第一端间隔开并设置在第四象限中的第二端。

在另一方面，可调插入环可包括四个突起。可调插入环可具有设置在第三象限中的第一端及与第一端间隔开且也设置在第三象限中的第二端。

四个象限中的每个象限可以包括多个突起中的至少一个突起。四个象限中的至少一个象限可包括至少四个突起。第一突起可以大于第二突起。第一象限和第二象限可各自包括四个突起。该四个突起可以布置成菱形。第三象限和第四象限可各自包括五个突起。该五个突起可以布置成X形。

在另一实施例中，一种电磁机包括在其中限定有空腔的电动机壳体，以及设置在空腔内的定子。空腔具有外表面和四个安装耳，每个安装耳构造成容纳紧固件并从外表面朝向电动机壳体延伸。电磁机还包括设置在电动机壳体和定子之间的可调插入环。可调插入环包括四个象限、中心、接触表面，该接触表面以第一距离与中心间隔开且构造成用于接触外表面，以及三个突起，这三个突起中的每一个构造成用于围绕四个安装耳中三个安装耳的相应的一个。三个突起中的每个突起可以以大于第一距离的第二距离与中心间隔开。进一步地，可调插入环具有设置在第二象限中的第一端及与第一端间隔开并设置在第四象限中的第二端。可调插入环围绕四个安装耳，以在它们之间限定多个冷却通道。可调插入环环绕外表面并包括多个突起，每个突起朝向定子延伸并设置成与定子接触，从而使该电磁机更稳固并最大程度地减少定子在电动机壳体内的振动。第一象限和与第一象限相对地间隔开的第二象限各自包括以菱形形状布置的四个突起。第三象限和与第三象限相对地间隔开的第四象限各自包括以X形布置的五个突起。

一种装置包括从动部件及耦合到从动部件的电磁机。该电磁机包括在其中限定有空腔的电动机壳体，以及设置在空腔内的定子。定子具有外表面和多个安装耳，每个安装耳构造成容纳紧固件并从外表面朝向电动机壳体延伸。电磁机还包括设置在电动机壳体和定子之间的可调插入环。可调插入环和定子在它们之间限定了至少一个冷却通道。可调插入环环绕外表面并包括多个突起，每个突起朝向定子延伸并设置成与定子接触，从而使该电磁机更稳固并最大程度地减少定子在电动机壳体内的振动。该装置还包括输出构件，该输出构件设置在由定子限定的第二空腔内并构造成用于驱动从动部件。定子可以与输出构件同心。

本发明的上述特征及优点，以及其它特征及优点从下面对优选实施例和实现本发明的最佳方式的详细描述中并且结合附图和所附权利要求将变得显而易见。

附图说明

图1是包括电磁机的装置的分解透视图图示，该电磁机具有电动机壳体、定子及可调插入环。

图2A是图1所示的可调插入环的透视图图示。

图2B是图1和2A所示的可调插入环的俯视图图示。

图2C是图1至2B所示的可调插入环的侧视图图示。

图3是图1所示的环绕定子的可调插入环的分解透视图图示。

图4是图1所示的可调插入环的另一实施例的透视图图示。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记表示相同的元件，图1总体上示出了包括电磁机12的装置10。装置10和电磁机12可用于在操作时要求极高的效率和最小的噪音、振动及声振粗糙度的应用。特别地，电磁机12可具有优异的刚度，因此在操作期间不会产生低频呜呜声和/或遭受效率损失。因此，电磁机12和装置10可以节约制造时间和成本，可以扩展到批量生产制造操作，并且可以消除部件的冷缩配合和树脂粘合等制造步骤。

这样，装置10和电磁机12可用于车辆应用，例如但不限于，汽车、公共汽车、叉车、摩托车、自行车、火车、电车、手推车、航天器、飞机、农业设备、土方作业或建筑设备，起重机、坦克、运输车、船等。或者，装置10和电磁机12可用于非车辆应用，例如固定式发电、住宅电器、便携式发电、电子、计算机、工具等。更具体地，作为非限制性示例，装置10和电磁机12可用于非自主、自主或半自主车辆应用的牵引电动机应用。即，该装置10可以是车辆，电磁机12可以是电动机。

更具体地，如参考图1所述，电磁机12包括在其中限定有空腔16的电动机壳体14，以及设置在空腔16内的定子18。电动机壳体14可以构造成用于支撑和保护电磁机器12的部件，并且可以由具有相对刚性的可成形的且轻质的材料构成，例如钢或铝。电动机壳体14可具有大致正方形或矩形的形状，并且空腔16可以构造成用于容纳定子18。

参考图1至3，定子18具有外表面20和多个安装耳22，安装耳22构造成容纳紧固件24(图3)并从外表面20朝向电动机壳体14延伸。例如，定子18可以由多个彼此堆叠的圆柱形同心钢叠片(未单独示出)构成，从而形成外表面20。多个安装耳22中的每个安装耳可以成形为突出外表面20的凸起，并且可以布置成容纳紧固件24如螺栓，以便在组装电磁机12时将定子18固定在电动机壳体14的空腔16内。另外，安装耳22可以承载电磁机12的转矩。定子18可包括任何数量的安装耳22。在一个实施例中，定子18可包括四个安装耳22，以便将定子18稳定地连接到电动机壳体14，并最大程度地减小操作时定子18的偏心旋转。

如参考图1至4所述，电磁机12还包括设置在电动机壳体14和定子18之间的可调插入环26。可调插入环26可用于在操作时最大程度地减小电磁机12的噪声、振动及声振粗糙度。特别地，如下面更详细地描述，可调插入环26可以在具有可控弹簧刚度30的可选择位置28处接触定子18和电动机壳体14，使得定子18和电动机壳体14可以是复合结构。即，在组装之后，电动机壳体14、可调插入环26及定子18可以形成复合结构。

更具体地，如图3中的最佳示例，可调插入环26环绕外表面20并包括多个突起32，每个突起朝向定子18延伸并设置成与定子18接触，从而使该电磁机12更稳固并最大程度地减小定子18在电动机壳体14内的振动。即，多个突起32可以实现定子18和电机壳体14之间的优化弹簧连接。多个突起32中的每个突起可以起到弹簧的作用并且可具有在可调插入环26上的位置28和弹簧刚度30。即，弹簧刚度30和位置28中的至少一个是可调的，从而减小了定子18在电动机壳体14内的振动。这样，多个突起32的弹簧特性可以实现并允许所需的部件公差，同时使由于定子18的叠片钢上的应力引起的电磁机12的效率损失减到最低。可调插入环26和多个突起32可以由诸如钢的材料构成。进一步地，可调插入环26可包括任何数量的突起32，并且多个突起32的几何结构可在形状、高度、位置、构造和/或厚度上发生变化，以提供包括弹簧刚度30的理想特征，详见下文。即，可调节插入环26的设计和操作特性，例如弹簧刚度和刚性，可以根据电磁机12的操作参数来进行调整或选择。

例如，如图2A和2B中的最佳示例，可调插入环26可具有四个象限I、II、III、IV。这四个象限I、II、III、IV中的每个象限可以包括多个突起32中的至少一个突起。即，多个突起32可以沿着可调插入环26的周边彼此间隔开。

进一步地，在一个实施例中，四个象限I、II、III、IV中的至少一个象限可包括至少四个突起32。例如，第一象限I和第二象限II可各自包括四个突起32。参考图2A，这四个突起32可以布置成菱形。类似地，第三象限III和第四象限IV可各自包括五个突起32。参考图2C，这五个突起32可以布置成X形。进一步地，尽管未示出，但是突起32可以布置成任何形状。另外，在象限I、II、III、IV中的单个或多个中，第一突起132可以大于第二突起232。即，多个突起32可具有不同的尺寸、厚度、形状和/或位置。这样，每个突起32或全部的多个凸起32的弹簧刚度30和位置28是可选择的和可调的，以便在操作时优化性能并将电磁机12的噪声、振动及声振粗糙度减到最低。

可调插入环26可以通过过盈配合或摩擦配合接触电动机壳体14和定子18。即，可调插入环26可以压配合在电动机壳体14和定子18之间，使得定子18的外部尺寸略大于空腔16的外部尺寸。另外，如图2A所示，可调插入环26可以包括前缘或凸缘29，可以将该前缘或凸缘29进行倒角或成角度以帮助组装电磁机12。即，前缘或凸缘29可以构造成帮助或引导定子18插入。相反，可调插入环26可以不通过冷缩配合设置在电动机壳体14和定子18之间。这样，电磁机12可以在定子18在电动机壳体14内组装时产生最少的金属屑、碎屑及错误配合的部件。类似地，可调节插入环26可以不通过树脂粘合设置在电动机壳体和定子18之间。即，电磁机12可不具有设置在定子18和电动机壳体14之间的树脂，即定子18和可调插入环26之间以及可调插入环26和电动机壳体14之间的树脂。

参考图3，可调插入环26和定子18在它们之间限定至少一个冷却通道34。例如，参考图2A，两个相邻的突起32可以在彼此之间以及在定子18的外表面20和可调插入环26的接触表面38之间限定至少一个冷却通道34。在参考图3描述的另一个非限制性示例中，多个突起42中的每个突起可以围绕多个安装耳22中相应的一个安装耳，以在它们之间限定至少一个冷却通道34。例如，对于包括四个安装耳22的实施例，可调插入环26围绕四个安装耳22以在其间限定多个冷却通道34。即，可调插入环26可以在多个安装耳22之间、多个安装耳22中的每个安装耳处和/或第一端46(图2A)和第二端48(图2A)之间限定间隙或空间，即多个冷却通道34。详见下文。该至少一个冷却通道34，例如该些多个冷却通道34，可用于将冷却流体传输到定子18的外表面20。即例如，水、空气或油可以通过多个冷却通道34以从定子18的周边将热量移除并将热量传导到电动机壳体14。或者，对于不包括冷却流体的实施例，多个突起32和定子18之间的接触可以通过传导来将热能从定子18驱散到电动机壳体14。

更具体地，如参考图2B更详细地描述，可调插入环26可以具有中心36和接触表面38，该接触表面38以第一距离40与中心36间隔开并且构造成用于接触外表面20。即，当组装时，接触表面38可以环绕定子18的外表面20或与定子18的外表面20相邻设置。另外，可调插入环26可以具有多个突起42，每个突起42构造成用于围绕多个安装耳22中相应的一个安装耳22。多个突起42中的每个突起可以以大于第一距离40的第二距离44与中心36间隔开。这样，多个突起42中的每个突起的形状可以模仿或遵循多个安装耳22中的每个安装耳的形状，使得多个突起42中的每个突起可以围绕多个安装耳22中相应的一个安装耳，从而限定多个冷却通道34。

可调插入环26可包括任何数量的突起42。然而，在一个实施例中，如参考图2B所示的四个象限I、II、III、IV所描述的那样，多个突起42中的每个突起可跨骑四个象限I、II、III、IV中的两个象限。例如，可以沿着四个象限I、II、III、IV中的两个之间的边界设置多个突起42中的每个突起。进一步地，电磁机12可包括三个突起42和四个安装耳22。

另外，可调插入环26还可包括设置在第二象限II中的第一端46及与第一端46间隔开并设置在第四象限IV中的第二端48。第一端46和第二端48还可以帮助组装电磁机器12。即，由于第一端46可以与第二端48间隔开，使得可调插入环26不是完整的圆且在组装时可以保持柔韧性，所以可调插入环26可以很容易且准确地插入到电动机壳体14和定子18之间以形成电磁机12。换言之，与第二端48间隔开的第一端46可以增加组装对准率。另外，如图3最佳示例，与第二端48间隔开的第一端46可在其间限定至少一个冷却通道34，这可进一步加强操作时对定子18的冷却。

因此，总之，对于该实施例，可调插入环26包括三个突起42，每个突起42构造成用于围绕四个安装耳22中的三个安装耳中的相应的一个。三个突起42中的每个突起可以以大于第一距离40的第二距离44与中心36间隔开。可调插入环26具有设置在第二象限II中的第一端46及与第一端46间隔开并设置在第四象限IV中的第二端48。进一步地，第一象限I和与第一象限I相对地间隔开的第二象限II各自包括以菱形形状布置的四个突起32。第三象限III和第四象限IV各自包括以X形布置的五个突起32。另外，可调插入环26环绕外表面20并包括多个突起32，每个突起朝向电动机壳体14延伸并设置成与电动机壳体14接触，从而使该电磁机12更稳固并最大程度地减小定子18在电动机壳体14内的振动。

或者，在参考图4描述的另一个实施例中，可调插入环126可包括任何数量的突起42。另外，可调插入环126还可包括设置在第三象限III中的第一端46及与第一端46间隔开且也设置在第三象限III中的第二端48。即，第一端46和第二端48可设置在同一象限III中。

再次参考图1，装置10包括从动部件50及输出构件52，输出构件52构造成用于驱动从动部件50。进一步地，电磁机12可以耦合到从动部件50。即，电磁机12可通过输出构件52为从动部件50提供电源。例如，对于车辆应用，从动部件50可以是驱动轴、传动连杆或多个车轮。进一步地，输出构件52可以是与定子18同心且设置在由定子18限定的第二空腔116内的转子(总体如图1所示)。在操作期间，转子或输出构件52可以在第二空腔116内旋转以产生电流，电流又可以驱动从动部件50。这样，定子18可以与输出构件52同心，并且不会在操作期间产生不必要地振动。即，可调插入环26可以提供可调干涉配合，使得多个突起32起到弹簧一样的作用以吸收和抑制在电动机壳体14内旋转输出构件52和静态定子18时产生的振动、噪声及不平顺性。即，可调插入环26可以增加电动机壳体到定子的刚性，增加定子18的同心度，并减小定子18和输出构件52之间的气隙(未示出)。

因此，装置10和电磁机12可用于在操作时要求极高的效率和最小的噪音、振动及不平顺性的应用。特别地，电磁机12可具有优异的刚度，因此在操作期间不会产生低频呜呜声和/或遭受效率损失。因此，电磁机12和装置10可以节约制造时间和成本，可以扩展到批量生产制造操作，并且可以消除部件的冷缩配合和树脂粘合等制造步骤。即，可调插入环26可以通过替换用于在电动机壳体14内组装定子18时的高成本及相对长的循环时间的热收缩过程来减少资本支出，因此可以取消加热和冷却组装设备。

虽然已经详细描述了用于执行本发明的最佳模式，但是熟悉本发明所涉及领域的技术人员将认识到用于在所附权利要求的范围内实践本发明的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种电磁机，包括：

电动机壳体，在其中限定有空腔；

定子，设置在所述空腔内并具有外表面和多个安装耳，每个安装耳构造成容纳紧固件并从所述外表面朝向所述电动机壳体延伸；以及

可调插入环，设置在所述电动机壳体和所述定子之间，

其中，所述可调插入环和所述定子在它们之间限定了至少一个冷却通道；

其中，所述可调插入环环绕所述外表面并包括多个突起，每个突起朝向所述定子延伸并设置成与所述定子接触，从而使所述电磁机更稳固并最大程度减少所述定子在所述电动机壳体内的振动。

2.根据权利要求1所述的电磁机，其中，所述多个突起中的每个突起具有在所述可调插入环上的位置和弹簧刚度，并且进一步地，其中，所述弹簧刚度和所述位置中的至少一个是可调的，从而减小了所述定子在所述电动机壳体内的振动。

3.根据权利要求1所述的电磁机，其中，所述可调插入环通过过盈配合接触所述电动机壳体和所述定子。

4.根据权利要求1所述的电磁机，其中，所述可调插入环具有：

四个象限；

中心；

接触表面，以第一距离与所述中心间隔开并且构造成用于接触所述外表面；以及

多个突起，每个突起构造成用于围绕所述多个安装耳中的相应的一个安装耳，

其中，所述多个突起中的每个突起以大于所述第一距离的第二距离与所述中心间隔开。

5.根据权利要求4所述的电磁机，其中，所述多个突起中的每个突起围绕所述多个安装耳中的相应的一个安装耳，以在它们之间限定至少一个冷却通道。

6.根据权利要求4所述的电磁机，其中，所述多个突起中的每个突起跨骑所述四个象限中的两个象限。

7.根据权利要求4所述的电磁机，其中，所述可调插入环还包括:

设置在第二象限中的第一端；以及

第二端，与第一端间隔开并设置在第四象限中。

8.根据权利要求4所述的电磁机，其中，所述可调插入环包括四个突起。

9.根据权利要求8所述的电磁机，其中，所述可调插入环具有设置在第三象限中的第一端及与第一端间隔开且也设置在所述第三象限中的第二端。

10.一种装置，包括：

从动部件；

电磁机，耦合到所述从动部件，并包括：

电动机壳体，在其中限定有空腔；

定子，设置在所述空腔内并具有外表面和多个安装耳，每个安装耳构造成容纳紧固件并从外表面朝向所述电动机壳体延伸；以及

可调插入环，设置在所述电动机壳体和所述定子之间，

其中，所述可调插入环和所述定子在它们之间限定了至少一个冷却通道；

其中，所述可调插入环环绕外表面并包括多个突起，每个突起朝向所述定子延伸并设置成与所述定子接触，从而使所述电磁机更稳固并最大程度减少所述定子在所述电动机壳体内的振动；以及

输出构件，设置在由所述定子限定的第二空腔内并构造成用于驱动所述从动部件。

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