带有异形滚道的润滑剂支撑的电动机的制作方法

带有异形滚道的润滑剂支撑的电动机
相关申请的交叉引用
1.本技术要求2019年9月25日提交的序列号为62/738,165的美国临时申请和2020年9月24日提交的第17/030,818号美国申请的优先权，它们的全部公开内容通过引用并入本文本公开的技术领域
2.本公开一般涉及润滑剂支撑的电动机。更具体地，本公开涉及包括异形滚道的润滑剂支撑的电动机。本发明的

背景技术：

3.本节提供了背景信息的一般概要，并且在本节中提供的评论和示例不一定是本公开的现有技术。
4.汽车、卡车和某些非公路应用中的各种传动系统从中央原动机获得动力，并使用机械装置(例如变速器、变速驱动桥、螺旋桨轴和传动轴)将动力分配到车轮。这些配置在原动机可能庞大或重型的情况下效果很好，例如各种内燃机(“ice”)。然而，人们越来越关注原动机的替代布置，这些替代布置提供了改进的环境性能，消除了机械传动系统部件，并产生了更轻量的车辆，为乘客和有效载荷提供了更多空间。
[0005]“轮上(on wheel)”电动机配置是传统的ice原动机的一种替代布置，该替代布置经由设置在多个车轮附近、上面或内部的一个或多个电动机将原动机功能分配给所述多个车轮中的每一个或一些。例如，在一个实例中，使用通过转子和支撑转子的滚动元件轴承的中心轴的牵引电动机，可以用作“轮上”电动机配置。在另一实例中，润滑剂支撑的电动机，例如在第16/144,002号美国申请中描述的电动机(其公开内容通过引用并入本文)，可用作“轮上”电动机配置。虽然与基于内燃机的原动机相比，这些“轮上”电动机配置的每一种均产生了更小的尺寸和更轻的重量布置，但是它们各自具有某些缺点和劣势。
[0006]
例如，牵引电动机作为“轮上”配置的使用仍然导致电动机太重，对冲击载荷不够稳固，无法用于轮端应用。换句话说，现有的牵引电动机是由滚动元件轴承支撑的大而重的结构，这对于轮端应用来说太重太大而不实用。类似地，在汽车或陆上车辆应用中，使用润滑剂支撑的电动机作为轮端电动机导致当其在原动机应用中以宽速度范围运行期间受到宽范围的动力时产生具有一些性能问题的布置。具体地，当在轮端应用中使用润滑剂支撑的电动机时所遇到的宽速度范围导致许多动态效应，例如：偏转临界速度；扭转临界速度；与转子磁极力相关的转子上的转矩和平移力；半速载荷矢量(例如，由于在转子质量不平衡力与转子重量匹配的速度下运行，由于其他动力系设备产生半阶振动下运行)；转子半速涡流；以及其它。目前的润滑剂支撑的电动机的布置不够稳固，不能在轮端电动机布置中遇到的所有这些条件和动力下表现良好。因此，仍然需要改进轮端电动机，特别是润滑剂支撑的电动机，以提高在轮端原动机应用中遇到的宽范围速度内的性能，同时也提供这种替代原动机实施中所寻求的更轻和更小的占地面积。本发明的

技术实现要素：

[0007]
本发明一般涉及一种润滑剂支撑的电动机，该电动机包括包括定子和转子，所述
定子呈现外滚道，所述转子沿轴线延伸并且可旋转地设置在所述定子内以呈现内滚道，所述内滚道与所述滚道间隔设置以在两者之间限定间隙。润滑剂设置在间隙中，用于将转子支撑在定子内。外滚道或内滚道中的至少一个以非圆形横截面形状成形，以便有利地解决和克服当润滑剂支撑的电动机用于轮端应用时产生的许多动态效应。例如，所述至少一个异形滚道有利地有助于在更宽的操作速度范围和动态载荷情况下保持一致的转子支撑，同时保持寄生损耗。因此，具有至少一个异形滚道的润滑剂支撑的电动机提供了比现有技术的“轮上”电动机配置更稳固的轮端电动机，并且因此适合于在轮端应用中遇到的冲击载荷。具有异形滚道的润滑剂支撑的电动机也轻且小，因此有助于从汽车和陆地车辆方面消除重量和尺寸的总体设计策略。鉴于以下对本发明的更详细的描述，其他的优点也将得到理解。附图的简要描述
[0008]
本文描述的附图仅用于所选实施例的说明性目的，而不是所有可能的实现，并且不旨在限制本公开的范围。
[0009]
图1是根据本公开的一个方面的润滑剂支撑的电动机的示意图；
[0010]
图2是沿图1的线2-2截取的润滑剂支撑的电动机的剖视图，示出了呈现在定子上的外滚道的非圆形横截面形状的第一实施例；
[0011]
图3是沿图1的线3-3截取的润滑剂支撑的电动机的剖视图，示出了外滚道的非圆形横截面形状的第二实施例；以及
[0012]
图4是沿图1的线4-4截取的润滑剂支撑的电动机的横截面形状，示出了呈现在转子上的内滚道的非圆形横截面形状的第三实施例。允许实施例的详细描述
[0013]
现在将更全面地描述根据本公开的具有至少一个异形滚道的润滑剂支撑的电动机的示例性实施例。提供这些示例性实施例中的每一个使得本公开对本领域技术人员来说是透彻的并且完全传达了本发明的概念、特征和优点的范围。为此，阐述了许多具体细节，例如与润滑剂支撑的电动机相关联的具体部件、装置和机构的示例，以提供对与本公开相关联的每个实施例的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说，显然不需要采用本文描述的所有具体细节，示例性实施例可以以许多不同的形式体现出来，因此不应解释为或被解释为限制本公开的范围。
[0014]
图1-4示出根据本发明的一个方面的润滑剂支撑的电动机10。如图1中最佳示出的，润滑剂支撑的电动机10包括定子12和转子14，转子14可移动地设置在定子12内，以限定出两者之间的间隙16。润滑剂18设置在间隙16中，用于将转子14支撑在定子12内，并提供这些部件之间的连续接触。因此，润滑剂18可用作定子12和转子14之间的缓冲器(例如，悬架)，以最小化或防止定子12和转子14之间的接触。换句话说，润滑剂18防止定子12和转子14之间的直接接触，并提供了这样的电动的润滑剂支撑的电动机10，即由于润滑剂18的存在而使得该电动机10对于冲击和振动载荷是稳固的。另外以及可选地，可以使用基本上不可压缩的润滑剂18，以便使定子12和转子14之间的间隙最小化。
[0015]
如图1进一步示出的，定子12限定了与间隙16流体连通的通道20，用于引入润滑剂18。然而，在不脱离本发明的公开内容的情况下，通道20可以设置在润滑剂支撑的电动机10的任何其它部件上。根据一个方面，润滑剂18可以以各种方式被循环或泵送通过通道20并
进入间隙16。例如，润滑剂18的高压源(例如，泵)24可以流体地连接到润滑剂18的低压源(例如，贮箱)26，其中润滑剂18可以从高压源24移动到低压源26，通过通道20并进入间隙16。转子14相对于定子12的旋转可作为自泵操作以驱动润滑剂18通过通道20并进入间隙16。
[0016]
如图1中进一步示出的，转子14与驱动组件22相互连接，用于将润滑剂支撑的电动机10联接到车辆的多个车轮之一。例如，在一个实例中，驱动组件22可以包括行星齿轮系统。可选地，驱动组件22可包括一个或多个平行轴线齿轮。定子12和转子14被配置成在两者之间施加电磁力以将电能转换为机械能，移动转子14并最终驱动联接至润滑剂支撑的电动机10的车轮。驱动组件22可响应于转子14的运动而在润滑剂支撑的电动机10和车轮之间提供一个或多个减速比。
[0017]
如图2-4最佳所示，转子14呈现内滚道28，定子12呈现外滚道30。当沿着垂直于轴线a延伸的平面(参见例如图1所示的横截面平面2-2、3-3和4-4)观察时，内滚道28或外滚道30之一以非圆形截面形状成形，以有利地帮助在润滑剂支撑的电动机10所遇到的宽范围的操作速度和动态情况下保持一致的转子支撑，同时保持较低的寄生损耗。换句话说，已经发现在由转子14限定的内滚道28或由定子12限定的外滚道30中结合非圆形轮廓有助于解决和克服当在轮端应用中使用润滑剂支撑的电动机10时产生的许多动态效应。例如，如图2所示，在一种布置中，当沿着垂直于轴线a延伸的平面2-2(如图1所示)观察时，由定子12限定的外滚道30可以具有椭圆形截面轮廓。可选地，如在图4中最佳地示出的，在可选实施例中，异形滚道布置可以颠倒，即当以沿着垂直于轴线a延伸的平面4-4(也在图1中示出)的横截面观察时，通过转子14呈现的内滚道28具有椭圆形横截面轮廓。
[0018]
在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以利用用于内滚道28或外滚道30的其它非圆形横截面轮廓的布置。例如，如图3所示，在另一种布置中，当以沿着垂直于轴线a延伸的平面3-3(也在图1中示出)的横截面观察时，由定子12限定的外滚道30可以具有偏移斜坡横截面轮廓。更具体地，在该布置中，定子12的内滚道30包括围绕沿轴线a延伸的平面p彼此相对布置的半圆形顶部部分32和半圆形底部部分34。顶部部分32和底部部分34中的每一个都从第一端36向第二端38顺时针延伸(在转子的旋转方向上，如箭头r所示)，顶部部分32的第一端36开始于底部部分34的第二端38终止处，底部部分34则反之。顶部部分32和底部部分34中的每一个都从第一端36到第二端38沿着转子的旋转方向r径向向内倾斜，使得半圆形顶部部分32和底部部分34的最薄截面设置在第一端36附近，并且半圆形顶部部分32和底部部分34的最厚截面设置在第二端38附近。
[0019]
进一步参考图2和4，箭头l指示当转子14沿顺时针方向旋转时的最大承载能力的方向。例如，在轮端电动机中，该特性可用于在由于悬架运动而产生的预期的冲击载荷方向上使承载能力最大化。进一步参考图3，在定子12的外滚道26上示出的偏移斜坡轮廓也可用于使半速载荷矢量旋转的润滑剂支撑效应的损失最小化。
[0020]
应当理解，内滚道28和外滚道30的椭圆形和偏移斜坡轮廓仅仅是非圆形/非均匀轮廓的两个示例，并且在不脱离本公开内容的情况下，其他轮廓也可应用于内滚道28或外滚道30。因此，上述对实施例的描述是为了说明和描述的目的而提供的。它并不打算穷尽或限制本公开。特定实施例的单个元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在可应用的情况下是可互换的，并且即使没有具体示出或描述，也可以在选定的实施例中使用。同样的元
件或特征也可以以许多方式变化。这些变型不应被视为背离本公开，并且所有这些修改都旨在包括在本公开的范围内。