專利名稱：用于操作馬達(dá)的軸安裝齒輪傳動(dòng)的風(fēng)扇和組裝馬達(dá)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)內(nèi)容大體而言涉及電動(dòng)馬達(dá)，且更特定而言涉及用于冷卻電動(dòng)馬達(dá)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)馬達(dá)在操作期間由于電損耗和機(jī)械損耗而發(fā)熱。通常，必須冷卻電動(dòng)馬達(dá)來(lái)便于馬達(dá)的所需和高效操作。此外，過(guò)高馬達(dá)溫度可導(dǎo)致馬達(dá)軸承故障或?qū)τ诙ㄗ永@組絕緣的損壞。電動(dòng)馬達(dá)通常具有機(jī)殼，機(jī)殼包括框架和端蓋。最常見(jiàn)的機(jī)殼為“開(kāi)放式的”或完全封閉的。對(duì)于“開(kāi)放式”機(jī)殼而言，周圍空氣在機(jī)殼內(nèi)循環(huán)，且通過(guò)在空氣與機(jī)殼內(nèi)的發(fā)熱馬達(dá)構(gòu)件之間對(duì)流來(lái)去除熱。熱空氣從機(jī)殼排出。相比而言，全封閉型機(jī)殼通常用于必須防止空氣傳播的污染物(例如污垢、油或薄霧)進(jìn)入到機(jī)殼內(nèi)的應(yīng)用中。在機(jī)殼內(nèi)既發(fā)生對(duì)流型冷卻也發(fā)生傳導(dǎo)型冷卻，且一些對(duì)流冷卻沿著機(jī)殼的外表面發(fā)生。例如，由直接安裝到機(jī)殼外部的馬達(dá)軸上的風(fēng)扇來(lái)提供強(qiáng)制對(duì)流冷卻，其迫使空氣經(jīng)過(guò)框架和端蓋。特別地，使用鍵槽或螺栓機(jī)構(gòu)來(lái)將風(fēng)扇直接安裝到軸上。在馬達(dá)操作期間，風(fēng)扇以與馬達(dá)速度相同的速度旋轉(zhuǎn)。制造商開(kāi)發(fā)了各種類型的風(fēng)扇和風(fēng)扇罩來(lái)冷卻不同類型的馬達(dá)。各種類型和形式的風(fēng)扇是基于馬達(dá)考慮，諸如馬達(dá)的極，旋轉(zhuǎn)方向，維持馬達(dá)的占據(jù)區(qū)的空間考慮，規(guī)章要求和噪聲級(jí)。冷卻性能基于其中風(fēng)扇操作的馬達(dá)特征。因此，需要制造商開(kāi)發(fā)，安裝和維持用于不同馬達(dá)的風(fēng)扇和風(fēng)扇罩的多種變型。利用錯(cuò)誤的風(fēng)扇和/或風(fēng)扇罩操作可降低馬達(dá)的性能和/或馬達(dá)冷卻的成本低效。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，提供一種冷卻裝置。該冷卻裝置包括風(fēng)扇軸和聯(lián)接到風(fēng)扇軸的風(fēng)扇。該冷卻裝置還包括速度調(diào)整器，其聯(lián)接到馬達(dá)軸且聯(lián)接到風(fēng)扇軸以便于調(diào)整風(fēng)扇軸的旋轉(zhuǎn)速度以不同于馬達(dá)軸的另一旋轉(zhuǎn)速度來(lái)使得風(fēng)扇軸旋轉(zhuǎn)，從而便于在電動(dòng)馬達(dá)周圍移動(dòng)空氣。在另一方面，提供一種電動(dòng)馬達(dá)。該電動(dòng)馬達(dá)包括定子，轉(zhuǎn)子和安裝于轉(zhuǎn)子內(nèi)以在定子中旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)軸。該電動(dòng)馬達(dá)還包括風(fēng)扇軸和速度調(diào)整器，其聯(lián)接到馬達(dá)軸且聯(lián)接到風(fēng)扇軸以便于調(diào)整風(fēng)扇軸的旋轉(zhuǎn)速度以不同于馬達(dá)軸的另一旋轉(zhuǎn)速度來(lái)使得風(fēng)扇軸旋轉(zhuǎn)，從而便于在電動(dòng)馬達(dá)周圍移動(dòng)空氣。在又一方面，提供一種制造用于電動(dòng)馬達(dá)的冷卻裝置的方法。該方法包括將風(fēng)扇聯(lián)接到風(fēng)扇軸和將速度調(diào)整器聯(lián)接到風(fēng)扇軸。該方法還包括將速度調(diào)整器聯(lián)接到馬達(dá)軸以便于調(diào)整風(fēng)扇軸的旋轉(zhuǎn)速度以不同于馬達(dá)軸的另一旋轉(zhuǎn)速度來(lái)使得風(fēng)扇軸旋轉(zhuǎn)，從而便于在電動(dòng)馬達(dá)周圍移動(dòng)空氣。在另一方面，提供一種電動(dòng)馬達(dá)，其包括定子，其具有縱向軸線；轉(zhuǎn)子，其可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于所述定子內(nèi)；馬達(dá)軸，其沿著所述縱向軸線可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子；風(fēng)扇軸；風(fēng)扇，其聯(lián)接到所述風(fēng)扇軸；以及，速度調(diào)整器，其聯(lián)接到所述馬達(dá)的馬達(dá)軸且聯(lián)接到所述風(fēng)扇軸。所述速度調(diào)整器調(diào)整所述風(fēng)扇軸的旋轉(zhuǎn)速度以使得所述風(fēng)扇軸以不同于所述馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，以便于傳遞冷卻空氣經(jīng)過(guò)所述馬達(dá)，從而便于增強(qiáng)對(duì)所述馬達(dá)的冷卻。根據(jù)所述電動(dòng)馬達(dá)的第一優(yōu)選方面，所述速度調(diào)整器包括行星齒輪箱。根據(jù)所述的電動(dòng)馬達(dá)的第二優(yōu)選方面(其基于上述第一優(yōu)選方面)，所述行星齒輪箱包括外殼；齒圈，其安置于所述外殼內(nèi)；太陽(yáng)齒輪，其聯(lián)接到所述馬達(dá)軸的軸端；多個(gè)行星齒輪，其與所述齒圈和所述太陽(yáng)齒輪在操作上聯(lián)接；以及，載體，其可旋轉(zhuǎn)地?cái)y帶所述多個(gè)行星齒輪且聯(lián)接到所述風(fēng)扇。根據(jù)所述的電動(dòng)馬達(dá)的第三優(yōu)選方面(其基于上述第一優(yōu)選方面)，所述行星齒輪箱包括外殼；齒圈，其安置于所述外殼內(nèi)；太陽(yáng)齒輪，其聯(lián)接到所述風(fēng)扇；多個(gè)行星齒輪，其與所述齒圈和所述太陽(yáng)齒輪在操作上聯(lián)接；以及，載體，其可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接所述多個(gè)行星齒輪且聯(lián)接到所述馬達(dá)軸的軸端?！じ鶕?jù)所述的電動(dòng)馬達(dá)的第四優(yōu)選方面，所述電動(dòng)馬達(dá)還包括風(fēng)扇罩，其被配置成容納所述速度調(diào)整器和所述風(fēng)扇。在另一方面，提供一種組裝馬達(dá)的方法，所述方法包括將風(fēng)扇聯(lián)接到風(fēng)扇軸；以及，將速度調(diào)整器聯(lián)接到所述風(fēng)扇軸且到所述馬達(dá)的馬達(dá)軸，所述速度調(diào)整器調(diào)整所述風(fēng)扇軸的旋轉(zhuǎn)速度以使得所述風(fēng)扇軸以不同于所述馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)旋轉(zhuǎn)，從而便于傳遞冷卻空氣經(jīng)過(guò)所述馬達(dá)。根據(jù)所述方法的第一方面，聯(lián)接所述速度調(diào)整器包括將行星齒輪箱聯(lián)接到所述風(fēng)扇軸和所述馬達(dá)軸。根據(jù)所述方法的第二方面(其基于上述第一方面)，聯(lián)接所述行星齒輪箱包括將所述行星齒輪箱的太陽(yáng)齒輪聯(lián)接到所述馬達(dá)軸。根據(jù)所述方法的第三方面(其基于上述第二方面)，聯(lián)接所述行星齒輪箱包括將所述行星齒輪箱的載體聯(lián)接到所述風(fēng)扇軸。根據(jù)所述方法的第四方面(其基于上述第一方面)，聯(lián)接所述行星齒輪箱包括將所述行星齒輪箱的太陽(yáng)齒輪聯(lián)接到所述風(fēng)扇軸。根據(jù)所述方法的第五方面(其基于上述第四方面)，聯(lián)接所述行星齒輪箱包括將所述行星齒輪箱的載體聯(lián)接到所述馬達(dá)軸。


圖I示出了用于冷卻馬達(dá)的示例性冷卻裝置的側(cè)視分解 圖2示出了圖I所示的冷卻裝置的側(cè)視截面 圖3為用于圖2所示的冷卻裝置的示例性速度調(diào)整器的局部細(xì)節(jié) 圖4示出了圖2所示的冷卻裝置的一部分的側(cè)視 圖5示出了可用于冷卻馬達(dá)的備選冷卻裝置的側(cè)視分解 圖6為用于圖5所示的冷卻裝置的示例性速度調(diào)整器的局部細(xì)節(jié) 圖7示出了可用于制造圖I所示的冷卻裝置的示例性方法的流程圖。部件列表10冷卻裝置12電動(dòng)馬達(dá)14定子16轉(zhuǎn)子18馬達(dá)軸20機(jī)殼22前端蓋24后端蓋26緊固件
28內(nèi)孔30繞組32端部繞組 34開(kāi)放中心38軸承40前端42軸端44風(fēng)扇罩46風(fēng)扇48風(fēng)扇軸50速度調(diào)整器52頂部54底部56側(cè)壁58端壁60通風(fēng)孔62緊固件64內(nèi)孔66內(nèi)部
68主體
70臂
72葉片74內(nèi)孔76內(nèi)表面78外表面80齒輪箱82外殼84太陽(yáng)齒輪
86齒圈88載體90行星齒輪 92內(nèi)孔(太陽(yáng))
94齒輪齒(太陽(yáng))
96齒輪齒(圈)
98盤(pán)
100內(nèi)孔(載體)
101內(nèi)孔(小齒輪)
102小齒輪(pinions) 104齒輪齒(行星)
106冷卻裝置 108速度調(diào)整器 110齒輪箱 112外殼 114太陽(yáng)齒輪
116齒圈 118載體 120行星齒輪 122內(nèi)孔(載體)
124小齒輪
126齒輪齒(行星)
128齒輪齒(圈)
130內(nèi)孔(太陽(yáng)齒輪)
132齒輪齒(太陽(yáng))
710將太陽(yáng)齒輪聯(lián)接到軸端 720將行星齒輪聯(lián)接到載體 730將齒圈聯(lián)接到外殼
740將載體定位成使得行星齒輪與太陽(yáng)齒輪和齒圈嚙合 750將載體聯(lián)接到風(fēng)扇軸。
具體實(shí)施例方式圖I為用于電動(dòng)馬達(dá)12的示例性冷卻裝置10的側(cè)視分解圖。圖2為聯(lián)接到電動(dòng)馬達(dá)12的冷卻裝置10的側(cè)視截面圖。圖3為冷卻裝置10的構(gòu)件的局部細(xì)節(jié)圖。在示例性實(shí)施例中，冷卻裝置10便于電動(dòng)馬達(dá)12冷卻和散熱。冷卻裝置10還便于非電動(dòng)馬達(dá)(未圖示)冷卻和散熱。電動(dòng)馬達(dá)12包括固定組件或轉(zhuǎn)子(大體上標(biāo)注為14)、以磁力聯(lián)接到定子14的可旋轉(zhuǎn)的組件或轉(zhuǎn)子(大體上表示為16)以及馬達(dá)軸18。馬達(dá)12的機(jī)殼20容納定子14和轉(zhuǎn)子16。前蓋板22和后蓋板24限定機(jī)殼20的相對(duì)縱向端部。封蓋22和24經(jīng)由周向間隔開(kāi)的緊固件26而聯(lián)接在一起，緊固件26穿過(guò)限定于每個(gè)端蓋22和24上的相對(duì)應(yīng)的內(nèi)孔28而被接納。定子14保持一個(gè)或多個(gè)線纏繞的線圈或繞組(大體上標(biāo)注為30)。特別地，定子14可由并排間隔開(kāi)的一系列薄層壓件以及導(dǎo)電材料形成的繞組30形成。定子14還可包括由一系列纏繞導(dǎo)電材料形成的端部繞組32。轉(zhuǎn)子16容納于定子14內(nèi)且在定子14內(nèi)旋轉(zhuǎn)以形成扭矩和/或電力。形成為圓柱形的轉(zhuǎn)子16具有開(kāi)放的中心34，開(kāi)放的中心34允許聯(lián)接到軸18。當(dāng)定子14的繞組30由電流來(lái)提供能量且在其旋轉(zhuǎn)時(shí)與轉(zhuǎn)子16相互作用時(shí)，電動(dòng)馬達(dá)12將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械扭矩或者將機(jī)械扭矩轉(zhuǎn)換為電能。上文所述的定子14和轉(zhuǎn)子16的許多方面為常規(guī)的且將不在此處進(jìn)一步詳細(xì)描述。軸18延伸穿過(guò)轉(zhuǎn)子16且限定馬達(dá)軸線36。馬達(dá)軸線36可為定子14、轉(zhuǎn)子16和機(jī)殼20的中心軸線，其全都基本上同心對(duì)準(zhǔn)。軸18可固定到轉(zhuǎn)子16上使得在轉(zhuǎn)子16旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子16驅(qū)動(dòng)軸18。同樣，當(dāng)軸18旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸18可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子16。軸承38支承在機(jī)殼20內(nèi)的軸18。軸18具有前端40和第二端42,前端40延伸穿過(guò)并超過(guò)前端蓋22以允許由軸18輸出功,且第二端42延伸穿過(guò)并超過(guò)后端蓋24以允許與冷卻裝置10聯(lián)接。軸端42可具有比軸主體68減小的大小以便于與冷卻裝置10聯(lián)接。在示例性實(shí)施例中，冷卻裝置10包括風(fēng)扇罩44、風(fēng)扇46、風(fēng)扇軸48和速度調(diào)整器 50。風(fēng)扇罩44包括頂部52、底部54、側(cè)壁56和端壁58。通風(fēng)孔60限定于側(cè)壁56、端壁58、頂部52和底部54中的至少一個(gè)內(nèi)。風(fēng)扇罩44可移除地在后端蓋24附近聯(lián)接到馬達(dá)12上，且更具體地，由若干周向間隔開(kāi)的緊固件62聯(lián)接，緊固件62延伸穿過(guò)限定于電動(dòng)馬達(dá)12上的相對(duì)應(yīng)的內(nèi)孔69。當(dāng)連接到馬達(dá)12時(shí)，風(fēng)扇罩44限定大小適于容納風(fēng)扇46、風(fēng)扇軸48和速度調(diào)整器50的內(nèi)部66。罩端壁58與軸端42相反，使得軸端42定位于內(nèi)腔66內(nèi)。風(fēng)扇46包括主體68、臂70和葉片72。具體而言，主體68包括內(nèi)孔74，內(nèi)孔74接納并聯(lián)接到風(fēng)扇軸48，且臂70從主體68向外延伸以使得葉片72繞主體68擴(kuò)展。在示例性實(shí)施例中，臂70從主體68在周向且繞風(fēng)扇軸48延伸。更具體而言，臂70從主體68以相對(duì)于風(fēng)扇主體68測(cè)量為小于或約等于45°的角度延伸。在另一實(shí)施例中，臂70以超過(guò)約45°的角度從主體68延伸。臂70具有內(nèi)表面76和外表面78，且風(fēng)扇葉片72從外表面78向外延伸以使得空氣朝向電動(dòng)馬達(dá)12移動(dòng)。速度調(diào)整器50聯(lián)接到軸端42，而風(fēng)扇軸48聯(lián)接到基本上沿著馬達(dá)軸線36同軸的速度調(diào)整器50。風(fēng)扇軸48的縱向軸線基本上沿著與馬達(dá)軸線36相同的軸線延伸。風(fēng)扇軸48聯(lián)接到風(fēng)扇46以允許風(fēng)扇46懸掛于內(nèi)腔66內(nèi)使得風(fēng)扇46可在內(nèi)腔66內(nèi)旋轉(zhuǎn)。速度調(diào)整器50的大小和方位便于將馬達(dá)軸18的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)換為風(fēng)扇軸48的另一旋轉(zhuǎn)速度。速度調(diào)整器50改變相對(duì)于馬達(dá)軸18的旋轉(zhuǎn)速度的風(fēng)扇軸48的旋轉(zhuǎn)速度?；谒俣日{(diào)整器50的配置，風(fēng)扇軸48的旋轉(zhuǎn)速度可比馬達(dá)軸18的旋轉(zhuǎn)速度更快、更慢或大約相同。風(fēng)扇軸48的旋轉(zhuǎn)造成風(fēng)扇葉片72的旋轉(zhuǎn)。作為響應(yīng)，風(fēng)扇葉片72通過(guò)通風(fēng)孔60和通過(guò)風(fēng)扇罩44來(lái)抽吸周圍空氣。風(fēng)扇葉片72的大小和方位適于移動(dòng)空氣朝向且穿過(guò)馬達(dá)12以便于冷卻馬達(dá)12。速度調(diào)整器50能為任何類型的速度或相位調(diào)整器，諸如(但不限于)齒輪箱組件或鏈條和鏈輪組件。在示例性實(shí)施例中，速度調(diào)整器50包括行星齒輪箱80。齒輪箱80包括外殼82、太陽(yáng)齒輪84、齒圈86、載體88和行星齒輪90。圖4最佳地示出了太陽(yáng)齒輪84、齒圈86、載體88和行星齒輪90。軸端42延伸到齒輪箱外殼82內(nèi)且軸承38旋轉(zhuǎn)地支承馬達(dá)軸18。太陽(yáng)齒輪84聯(lián)接到軸端42且在太陽(yáng)齒輪84中限定的內(nèi)孔92使得齒輪84壓靠在軸端42上。備選地，太陽(yáng)齒輪84可與軸端42 —體地機(jī)械加工或形成。太陽(yáng)齒輪84可以允許齒輪84聯(lián)接到軸端42的任何配置形成。在示例性實(shí)施例中，太陽(yáng)齒輪84包括從軸端42在徑向向外延伸的外齒輪94陣列。齒圈86相對(duì)于外殼82內(nèi)部基本上固定且繞太陽(yáng)齒輪84在周向延伸。齒圈86具有朝向太陽(yáng)齒輪84延伸的內(nèi)齒輪齒96陣列。載體88聯(lián)接到風(fēng)扇軸48。在示例性實(shí)施例中，載體88為平面盤(pán)98，其大體上為三角形且包括大小適于在其中接納風(fēng)扇軸48的中心圓內(nèi)孔100和靠近盤(pán)98外周限定，用于經(jīng)由小齒輪102來(lái)接納行星齒輪90的基本上圓形的內(nèi)孔101。在示例性實(shí)施例中，三個(gè)小齒輪102在載體88基本上等距隔開(kāi)。備選地，可使用如本文所述的允許齒輪箱80操作的任意多個(gè)小齒輪102和行星齒輪90。此外，行星載體88無(wú)需大體上為二角形,而是可為允許中心內(nèi)孔100擴(kuò)展用于收縮配合目的的任何形狀。更具體而言，可使用允許軸48聯(lián)接到載體88且大小適于接納行星齒輪90的任何載體88配置。行星齒輪90安裝于相應(yīng)小齒輪102上以允許行星齒輪90聯(lián)接到載體88上。行 星齒輪90包括朝向太陽(yáng)齒輪84延伸的內(nèi)齒輪齒104的陣列。照此，行星齒輪90與太陽(yáng)齒輪84和齒圈86嚙合。在馬達(dá)12操作期間，太陽(yáng)齒輪84從軸端42接收旋轉(zhuǎn)力且響應(yīng)于軸端42的旋轉(zhuǎn)來(lái)使得行星齒輪90相對(duì)于外殼82旋轉(zhuǎn)。當(dāng)太陽(yáng)齒輪84旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸端42的旋轉(zhuǎn)力傳到行星齒輪90使行星齒輪90繞太陽(yáng)齒輪84且在齒圈86內(nèi)繞軌道運(yùn)行從而使得載體88旋轉(zhuǎn)。風(fēng)扇軸48和風(fēng)扇46響應(yīng)于載體88的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)?；谠邶X輪箱80內(nèi)的構(gòu)件的配置和齒輪比，風(fēng)扇軸48可在不同于軸端42的旋轉(zhuǎn)速度的速度旋轉(zhuǎn)。在示例性實(shí)施例中，齒輪箱80使得風(fēng)扇軸48和風(fēng)扇46以比軸端42的旋轉(zhuǎn)速度更快的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。風(fēng)扇軸48的旋轉(zhuǎn)使得風(fēng)扇46經(jīng)由通風(fēng)孔60將空氣抽入到風(fēng)扇罩44內(nèi)。更具體而言，空氣被朝向并穿過(guò)馬達(dá)12抽送以便于馬達(dá)12冷卻。齒輪箱80可以比軸端42更慢或與軸端42近似相同的速度來(lái)旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇軸48。圖5示出了用于冷卻馬達(dá)12的另一示例性冷卻裝置106的側(cè)視分解圖。圖6示出冷卻裝置106的示例性構(gòu)件的局部細(xì)節(jié)圖。冷卻裝置106包括速度調(diào)整器108。在示例性實(shí)施例中，速度調(diào)整器108包括行星齒輪箱110。行星齒輪箱110包括外殼112、太陽(yáng)齒輪114、齒圈116、載體118和行星齒輪120。行星載體118的中心內(nèi)孔122以合適方式聯(lián)接到軸端42以使得行星載體118隨著軸端42旋轉(zhuǎn)。載體118的內(nèi)孔122可壓配到軸端42上。備選地，載體118能從軸端42機(jī)械加工或形成。更具體而言，可使用允許聯(lián)接到此處的軸端42的載體118的任何配置。行星齒輪118在其中支承多個(gè)行星小齒輪124以允許繞馬達(dá)軸線36進(jìn)行軌道移動(dòng)。在示例性實(shí)施例中，三個(gè)行星小齒輪124在載體118上基本上等距設(shè)置。行星齒輪120的數(shù)量等于行星小齒輪124的數(shù)量。可在本發(fā)明中使用允許齒輪箱110操作的任意多個(gè)小齒輪124和行星齒輪120。行星齒輪120中每一個(gè)固定到行星小齒輪124之一以隨著其相關(guān)聯(lián)的行星小齒輪124旋轉(zhuǎn)。行星齒輪120具有外齒輪齒126陣列。齒圈116相對(duì)于齒輪箱外殼112的內(nèi)部基本上固定。齒圈116包括內(nèi)齒輪齒128陣列。在齒圈116上內(nèi)齒輪齒128與行星齒輪120上的外齒輪齒126嚙合接合。
太陽(yáng)齒輪114安裝于行星載體118內(nèi)，由行星齒輪120包圍。太陽(yáng)齒輪114通過(guò)與周圍行星齒輪120接觸而在徑向支承以使得太陽(yáng)齒輪114相對(duì)于齒輪箱外殼112繞馬達(dá)軸線36旋轉(zhuǎn)。太陽(yáng)齒輪114與風(fēng)扇軸48聯(lián)接。限定于太陽(yáng)齒輪114中的內(nèi)孔130接合齒輪114以壓配到風(fēng)扇軸48。備選地，太陽(yáng)齒輪114可與軸端48—體地機(jī)械加工或形成。太陽(yáng)齒輪114可以允許齒輪114聯(lián)接到風(fēng)扇軸48的任何配置形成。太陽(yáng)齒輪114包括從風(fēng)扇軸46在徑向向外延伸的外齒輪132陣列。太陽(yáng)齒輪114的外齒輪齒132與行星齒輪120上的外齒輪齒126嚙合接合。在馬達(dá)12操作期間，載體118從軸端42接收旋轉(zhuǎn)力且響應(yīng)于該旋轉(zhuǎn)力而使得載體118相對(duì)于齒輪箱外殼112旋轉(zhuǎn)。當(dāng)行星載體118旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸端42的旋轉(zhuǎn)力傳到行星齒輪120以驅(qū)動(dòng)行星齒輪120繞小齒輪124旋轉(zhuǎn)。響應(yīng)于軸端42和載體118的旋轉(zhuǎn)，行星齒輪120的旋轉(zhuǎn)使得太陽(yáng)齒輪114繞馬達(dá)軸線36旋轉(zhuǎn)。軸端42和行星齒輪118的旋轉(zhuǎn)力通過(guò)行星齒輪120傳輸?shù)教?yáng)齒輪114，驅(qū)動(dòng)行星齒輪114繞馬達(dá)軸線36旋 轉(zhuǎn)。風(fēng)扇軸48和風(fēng)扇46響應(yīng)于太陽(yáng)齒輪114的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)?；谠邶X輪箱110內(nèi)的構(gòu)件的配置和齒輪比，風(fēng)扇軸48可在不同于軸端42速度的速度旋轉(zhuǎn)。在示例性實(shí)施例中，齒輪箱110使得風(fēng)扇軸48和風(fēng)扇46以比軸端42的速度的更快的速度旋轉(zhuǎn)。風(fēng)扇軸48的旋轉(zhuǎn)使得風(fēng)扇46經(jīng)由通風(fēng)孔60將空氣抽入到風(fēng)扇罩44內(nèi)。更具體而言，空氣被朝向并穿過(guò)馬達(dá)12抽送以便于馬達(dá)12冷卻。齒輪箱110也可以比軸端42更慢或與軸端42近似相同的速度來(lái)旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇軸48。圖7為可用于制造諸如冷卻裝置10的冷卻裝置的示例性方法的流程圖。在示例性實(shí)施例中，可對(duì)電動(dòng)馬達(dá)2的新組件執(zhí)行任何或所有制造過(guò)程或者修改現(xiàn)有電動(dòng)馬達(dá)12。在示例性實(shí)施例中，最初，太陽(yáng)齒輪86聯(lián)接710到軸端42。行星齒輪90然后經(jīng)由小齒輪102而聯(lián)接720到載體88。齒圈86相對(duì)于外殼82的內(nèi)部且繞太陽(yáng)齒輪84聯(lián)接。載體88然后嚙合740到行星齒輪90和齒圈86。載體88然后聯(lián)接750到風(fēng)扇軸48。在示例性實(shí)施例中，風(fēng)扇46可從外殼82可旋轉(zhuǎn)地懸掛。風(fēng)扇罩49聯(lián)接到電動(dòng)馬達(dá)12以允許速度調(diào)整器50和風(fēng)扇46定位于內(nèi)腔66內(nèi)。本文所述的實(shí)施例提供軸動(dòng)力、齒輪傳動(dòng)的風(fēng)扇(shaft-powered, geared fan),其通過(guò)使用馬達(dá)軸作為原動(dòng)機(jī)來(lái)便于促進(jìn)馬達(dá)冷卻和散熱。由于為模塊化構(gòu)造，速度調(diào)整器允許制造商選擇風(fēng)扇特征，諸如速度，與馬達(dá)速度無(wú)關(guān)。此外，通過(guò)使用具有預(yù)先限定的操作特征的風(fēng)扇，該風(fēng)扇可至少基于馬達(dá)電阻來(lái)選擇以便以其最佳效率性能和以最小噪聲來(lái)操作。通過(guò)更好地冷卻和散熱，更多動(dòng)力可供應(yīng)給馬達(dá)。因此，由于更少的電和機(jī)械摩擦損耗而增加了馬力。風(fēng)扇性能取決于其自身的操作特征。因此，為了在效率、CFM和噪聲方面取得最佳性能來(lái)設(shè)計(jì)風(fēng)扇且使用具有不同馬達(dá)極性的風(fēng)扇提高了馬達(dá)性能。由于風(fēng)扇可根據(jù)其操作特征來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本文所述的冷卻裝置排除了風(fēng)扇罩類型、風(fēng)扇類型和相關(guān)聯(lián)的安裝布置的不同組合。此外，冷卻裝置減小了風(fēng)扇和風(fēng)扇罩的總占據(jù)區(qū)以占據(jù)更少空間且提供更美觀的外觀。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，增加風(fēng)扇速度能使用所有類型的齒輪系、鏈輪和鏈條機(jī)構(gòu)、皮帶和滑輪機(jī)構(gòu)等。增加風(fēng)扇速度的示例性方法是通過(guò)將風(fēng)扇安裝在行星齒輪系上，行星齒輪系在很緊湊的空間中給出最大比同時(shí)提供高操作效率。行星齒輪系提供另外的優(yōu)點(diǎn)，諸如(但不限于)低齒隙、緊湊的大小、更小重量、高循環(huán)和徑向承載能力、改進(jìn)的效率、抗沖擊性和潤(rùn)滑益處。速度調(diào)整器的構(gòu)件可模塊化組裝以便于構(gòu)件的方便可移除性能和替換，以便于向組裝者提供用于冷卻電動(dòng)馬達(dá)的不同風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)。此外，構(gòu)件的可互換性允許不同的齒輪比和計(jì)算來(lái)設(shè)計(jì)風(fēng)扇軸的不同旋轉(zhuǎn)速度來(lái)適應(yīng)電動(dòng)馬達(dá)和風(fēng)扇的不同標(biāo)準(zhǔn)。另外，齒輪箱為標(biāo)準(zhǔn)的，其降低了添加冷卻裝置的成本。本書(shū)面描述使用示例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明(包括最佳實(shí)施方式)，且也能使本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)踐本發(fā)明(包括做出和使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何合并的方法)。專利保護(hù)范圍由權(quán)利要求限定，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果其它示例具有與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言并無(wú)不同的結(jié)構(gòu)元件或者如果其它示例包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言并無(wú) 實(shí)質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)元件，那么其它示例預(yù)期在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于具有馬達(dá)軸(18)的馬達(dá)(12)的操作裝置(10)，所述裝置包括 風(fēng)扇軸(48)； 風(fēng)扇(46)，其聯(lián)接到所述風(fēng)扇軸(48);以及 速度調(diào)整器(108)，其聯(lián)接到所述馬達(dá)軸(18)且聯(lián)接到所述風(fēng)扇軸(48)，所述速度調(diào)整器(108)調(diào)整所述風(fēng)扇軸(48)的旋轉(zhuǎn)速度以使得所述風(fēng)扇軸(48)以不同于所述馬達(dá)軸(18)的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，以便于傳遞冷卻空氣經(jīng)過(guò)所述馬達(dá)(12)，從而便于增強(qiáng)對(duì)所述馬達(dá)(12)的冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述速度調(diào)整器(108)包括行星齒輪箱(110)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述行星齒輪箱(110)包括外殼(112)和齒圈(116)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述行星齒輪箱(110)包括聯(lián)接到所述馬達(dá)軸(18)的軸端的太陽(yáng)齒輪(114)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述行星齒輪箱(110)包括在操作上聯(lián)接于所述齒圈(116)與所述太陽(yáng)齒輪(114)之間的多個(gè)行星齒輪(120)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述行星齒輪箱(110)包括載體(118)，所述載體(118)可旋轉(zhuǎn)地?cái)y帶所述多個(gè)行星齒輪(120)且聯(lián)接到所述風(fēng)扇軸(48)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述行星齒輪箱(110)包括聯(lián)接到所述風(fēng)扇軸(48)的太陽(yáng)齒輪(114)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述行星齒輪箱(110)包括在操作上聯(lián)接于所述齒圈(116)與所述太陽(yáng)齒輪(114)之間的多個(gè)行星齒輪(120)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述行星齒輪箱(110)包括載體(118)，所述載體(118)可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述多個(gè)行星齒輪(120)且聯(lián)接到所述馬達(dá)軸(18)的軸端。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及用于操作馬達(dá)的軸安裝齒輪傳動(dòng)的風(fēng)扇和組裝馬達(dá)的方法。其中，公開(kāi)一種齒輪傳動(dòng)的冷卻裝置(10)和制造齒輪傳動(dòng)的冷卻裝置(10)的方法。該冷卻裝置(10)包括風(fēng)扇軸(48)；風(fēng)扇，其聯(lián)接到風(fēng)扇軸(48)；以及速度調(diào)整器(108)，其聯(lián)接到馬達(dá)(12)的馬達(dá)軸(18)且聯(lián)接到風(fēng)扇軸(48)。該速度調(diào)整器(108)調(diào)整風(fēng)扇軸(48)的旋轉(zhuǎn)速度以使得該風(fēng)扇軸(48)以不同于馬達(dá)軸(18)的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)旋轉(zhuǎn)，從而便于傳遞冷卻空氣經(jīng)過(guò)該馬達(dá)(12)。該制造方法包括將速度調(diào)整器(108)聯(lián)接到馬達(dá)軸和風(fēng)扇軸(48)。
文檔編號(hào)H02K9/06GK102904382SQ201210263070
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者M.R.雷, S.拉吉迪米利, S.V.馬哈簡(jiǎn) 申請(qǐng)人:通用電氣公司