电动机部件亚微米径向对准和气流管理以延长电机寿命的技术的制作方法

电动机部件亚微米径向对准和气流管理以延长电机寿命的技术
1.相关申请交叉引用
2.本技术要求2019年12月5日提交的第62/944,068号美国临时申请的权益，所述临时申请以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
3.本说明书大体上涉及电动机，且具体地说，涉及用于电机部件的亚微米径向对准的技术，以及用在电动机中使气流分流以产生一个或多个空气射流来冷却绕组和转子组件等核心电机部件的散流器装置。


背景技术：

4.电动机广泛用于消费和工业应用。有多种电动机可供使用，电动机往往属于两种广泛电机类型之一，即有刷和无刷。
5.例如，有刷dc电机在其结构外部具有永磁体且在内部具有自旋电枢。固定在外部的永磁体被称为定子。旋转并包括电磁体的电枢被称为转子。在有刷dc电机中，当电流流向电枢时，转子自旋180度。为了持续旋转，电磁体的磁极必须翻转。当转子旋转时，电刷与定子进行接触，从而使磁场翻转且允许转子自旋完整的360度。
6.另一方面，无刷dc电机不包括电刷，且使用dc电流。无刷dc电机基本上是由内而外翻转的，从而无需电刷来使电磁场翻转。例如，在无刷dc电机中，永磁体在转子上，且电磁体在定子上。然后，电路可对定子中的电磁体充电，以使转子旋转完整的360度。
7.在任一情况下，转子在电动机内的径向对准会显著影响电机性能和可靠性。举例来说，转子轴的角度和/或径向未对准可显著影响电机的标称功率/扭矩，引入声学噪声(例如，经由振动)，且最终基于例如沿着相关联转子轴的不对称负载而导致部件过早发生故障。


技术实现要素：
附图说明
8.随附包括的附图是为了示出本说明书教示的制品、方法和设备的各种实例，且并不意图以任何方式限制教示内容的范围。
9.图1示出了根据本公开的实施例的示例电动机。
10.图2示出了根据本公开的实施例的图1的电动机的仰视图。
11.图3示出了根据本公开的实施例的部分分解的图1的电动机。
12.图4示出了根据实施例的图1的电动机的横截面视图。
13.图5示出了根据实施例的在制造的径向对准阶段期间的图1的电动机的另一横截面视图。
14.图6示出了根据实施例的在执行制造的径向对准阶段之后的图1的电动机的另一横截面视图。
15.图7示出了根据本公开的实施例的基于转子组件的阶状物特征而联接到相关联风扇/叶轮且与相关联风扇/叶轮径向对准的转子组件。
16.图8示出了根据本公开的实施例的在插入到电动机的转子孔中之前的图7的转子组件。
17.图9示出了根据实施例的插入到电动机的转子孔中之后的图7的转子组件。
18.图10a示出了根据实施例的示例锁紧螺母。
19.图10b示出了根据实施例的图1的电动机的另一横截面视图。
20.图11示出了适合用在根据本公开的电动机内的散流器的透视图。
21.图12示出了根据实施例的图11的散流器的侧视图。
22.图13示出了根据实施例的图11的散流器的仰视图。
23.图14示出了用在根据本公开的电动机内的示例护罩。
24.图15示出了根据实施例的图14的示例护罩的横截面视图。
25.图16示出了适合用在根据本公开的电动机内的另一示例散流器的透视图。
26.图17示出了图16的散流器的侧视图。
27.图18示出了图16的散流器的另一透视图。
28.图19示出了用在根据本公开的电动机内的另一示例护罩。
29.图20示出了根据实施例的图19的示例护罩的横截面视图。
30.图21示出了根据实施例的图1的电动机的横截面视图。
31.图22a示出了用在根据本公开的电动机内的另一示例护罩。
32.图22b示出了根据实施例的图22a的护罩的横截面。
33.图22c示出了根据实施例的适合用于图22a的护罩中的密封插入装置。
34.图23a示出了根据本公开的另一示例电动机。
35.图23b示出了图23a的电动机的侧视图。
36.图23c示出了根据本公开的实施例的图23b的电动机的沿着线c-c截取的横截面视图。
具体实施方式
37.如上文所论述，转子轴在电动机内的径向对准显著影响电机性能和可靠性。例如无刷dc(bldc)电机等电动机可由以堆叠布置夹在一起的多个部分/区段形成。举例来说，一些电动机包括壳体部分，所述壳体部分与安置在其间的定子组件联接在一起。壳体部分和定子组件可各自包括对准以共同提供转子孔的孔口/通孔。然而，当电机的每个部件联接在一起时，会引入不同量的偏差。随着每个部件引入额外的未对准，此偏差最终会加剧，使得所得孔具有高达150微米或更差的端对端偏差。理想地，所得孔具有零微米的端对端偏差，例如完全同心，但这种零微米偏差在实践中难以实现。这归因于电机部件的固有制造偏差，以及根本无法识别和补偿此类偏差的制造过程。由每个连续电机部件引入的微小偏差可最终加剧且导致转子轴的实质性径向未对准。
38.沿着转子孔的此类端对端偏差往往会按比例引入转子轴的不对称负载，且例如由
于转子组件磨损和产生的热量而显著减少电机的操作寿命，以及由于振动而引入声学噪声。
39.因此，本公开大体上涉及电机部件相对于彼此径向对准以实现带有具有亚微米端对端偏差的转子孔的电动机的技术，所述亚微米端对端偏差例如小于50微米且优选地小于10微米的端对端偏差。更详细地，本文公开了一种转子孔对准工具，所述转子孔对准工具可插入多个电机部件之间，且更具体地说，插入由例如壳体区段和定子组件等电机部件中的每个部件限定的孔口/通孔。所述转子孔对准工具包括可伸展构件，所述可伸展构件可选择性地转变到延伸位置以使得每个电机部件径向对准，所述电机部件在此后以所谓的“堆叠(stack)”牢固地联接以形成电机。举例来说，一旦电机部件例如经由粘合剂和/或螺钉牢固地联接在一起，所得电机便包括从端到端延伸的转子轴，优选地包括小于10微米且更优选地小于或等于5微米的亚微米偏差。
40.在实施例中，一种电动机包括第一壳体部分，所述第一壳体部分限定第一转子容器以接收和联接到转子组件的第一端。所述电动机进一步包括第二壳体部分，所述第二壳体部分限定第二转子容器以接收和联接到所述转子组件的第二端，第一壳体部分和第二壳体部分被配置成联接在一起且共同提供转子孔以接收转子组件。转子组件安置在转子孔内，其中转子组件包括轴以及沿着轴同心地联接的第一轴承和第二轴承。第一轴承可安置在第一壳体部分的第一转子容器内，且第二轴承可安置在第二壳体部分的第二转子容器内。轴以及相关联的第一轴承和第二轴承优选地基于由第一壳体部分和第二壳体部分共同提供的转子孔而彼此径向对准，所述第一壳体部分和第二壳体部分具有优选地小于10微米且更优选地小于或等于5微米的端对端偏移偏差。
41.转向图式，图1-4示出根据本公开的实施例的电机100。电机100优选地被配置为电动机，且更优选地被配置为无刷dc(bldc)电机。应注意，本公开具体参考bldc电动机示出且描述各种方面和特征。然而，本公开不限于此方面，且本公开在稍作修改的情况下同样适用于其它电动机类型，例如，有刷电机。
42.电机100包括壳体，所述壳体共同地示为102且分别单独地示出为第一壳体部分102-1、第二壳体部分102-2和第三壳体部分102-3(参见图3)。因此，壳体102在本文中还可被称为多部(multi-part)或多部分(multi-portion)壳体。壳体102可由例如塑料、金属或任何其它适当脊形材料形成。优选地，壳体102的每个部分包括具有相对高耐热性和拉伸强度的热塑性塑料。举例来说，壳体102优选地由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene，abs)形成。
43.具体参考图3，壳体部分102-1至102-3中的每个壳体部分被配置成沿着纵向轴线150彼此径向对准，使得在制造期间，每个壳体部分的孔口/通孔在其联接在一起时大体上对准。如下文进一步论述，壳体部分102-1至102-3中的每个壳体部分可包括相对大的制造公差，以允许在后续径向对准(例如，经由符合本公开的可延伸芯轴)和附接/固定阶段之前的相对粗粒度调整。
44.接下来，第一壳体部分102-1包括基部，所述基部具有沿着纵向轴线150从其延伸的多个配合突出部。配合突出部被配置成与第二壳体部分102-2的对应配合区段互锁。因此，第一壳体部分和第二壳体部分可被配置成经由配合突出部联接在一起，所述配合突出部在本文中还可被称为互锁配合部分或被简称为互锁部分。
45.配合突出部优选地包括高达50微米或更大且更优选地在100-150微米之间的偏移对准公差。偏移对准公差允许第一壳体部分102-1和第二壳体部分102-2相对于彼此径向移位，如下文进一步详细论述。
46.另外，配合突出部还优选地被配置成维持第一壳体部分102-1和第二壳体部分102-2的角度对准。可通过沿着纵向轴线150供应压缩力(或夹持力)来维持这种角度对准，所述压缩力使得第一壳体部分102-1和第二壳体部分102-2在制造期间朝向彼此移位且经由可延伸芯轴/构件夹在一起，如下文将进一步论述。
47.接下来，至少部分地基于前述相应孔口/通孔，第一壳体部分102-1进一步限定第一转子容器104-1，且第二壳体部分102-2进一步限定第二转子容器104-2。第一壳体部分102-1和第二壳体部分102-2进一步限定定子腔105，以用于接收例如定子组件111等定子组件和例如转子组件106等相关联的转子组件且将其对准，所述定子腔105在本文中还可被简称为腔。
48.更详细地，定子组件111的每个定子部件沿着纵向轴线150径向对准，且被配置成以夹层/堆叠配置联接在一起。如图3中所示，定子组件111的定子部件包括第一绕组衬垫110-1，之后是定子堆叠112和第二绕组衬垫110-2。定子堆叠112可包括多个叠层。举例来说，定子堆叠112可包括彼此径向对准的多个铁叠层。
49.第一绕组衬垫110-1和第二绕组衬垫110-2被配置成将绕组108接收并保持在相对于定子腔105内的定子堆叠112的预定位置处，使得绕组108围绕壳体102内的转子组件106排列。绕组108可包括例如铜或其它合适的材料。因此，定子部件联接在一起且共同提供安置在定子腔105内的径向对准的定子组件。
50.如图3中所示，转子组件共同地在106处示出且单独地在106-1至106-4处示出。转子组件106包括轴106-4和同心地联接到轴106-4的多个部件。具体地说，转子组件106包括第一轴承106-1、第二轴承106-2和磁体106-3，其各自同轴且同心地联接到轴106-4。
51.第一轴承106-1安置在轴106-4的第一端处且至少部分地插入到第一转子容器104-1中。为此目的，第一轴承106-1的大小/尺寸可设定成直径与第一转子容器的直径基本上相同，以确保无轴向游隙/倾斜的“紧贴(snug)”配合。
52.第二轴承106-2安置成邻近于轴106-4的第二端。第二轴承106-2至少部分地插入到第二转子容器104-2中。第二轴承106-2还被设定大小/尺寸，使得其在无轴向游隙的情况下联接到第二转子容器104-2中。
53.磁体106-3优选地例如经由粘合剂或其它附接方法在轴106-4的中点处固定地联接，使得轴106-4的旋转引起磁体106-3的旋转。
54.如进一步所示，第二绕组衬垫110-2之后是散流器114、风扇(或叶轮)116、毂118和第三壳体部分102-3。第三壳体部分102-2还可被称为护罩。
55.转向图4，并且另外参考图3，示出了在电机100的部件已经径向对准且牢固地联接在一起之后电机100的横截面视图。如图所示，轴孔(在本文中还被简称为孔)由沿着纵向轴线150对准的电机100的每个部件的孔口/通孔共同形成，其中孔具有最大标称端对端偏移偏差。
56.在电机孔的上下文中的端对端偏移偏差在本文中通常指每个径向/同心对准的孔/孔口之间的最大径向偏差量。举例来说，在第一壳体部分102-1和第二壳体部分102-2的
孔口/通孔之间的50微米的径向偏差/移位会引入至少50微米的端对端偏移偏差，例如，假设其它电机部件不具有更大的未对准量。
57.图4的示例孔优选地具有在10-50微米之间、10微米 -5微米且更优选地小于或等于5微米的端对端偏移偏差。本公开的各方面和特征认识到，对于孔来说，端对端偏移偏差越小，电机100的潜在操作寿命就越长。换句话说，电机100的孔越接近基本上零偏差开口/孔，例如完全同心孔，则基于转子组件106的轴106-4沿着其长度具有对称负载，电机100的理论寿命就越长。同样，需要使轴106-4同心地安置在电机的孔内，例如不存在角度未对准。此对准还通常被称为轴106-4相对于电机的壳体102的垂直对准。
58.在任何情况下，本公开的一个方面实现电机100的孔的亚微米端对端偏移偏差，以增加最大电机寿命，且减少或以其它方式减轻由未对准转子轴引起的电机部件磨损和电机声。
59.图5和6展示了用于实现电动机的孔的前述亚微米偏移偏差的一个示例方法。如图所示，在将转子组件106插入到电机100的孔中之前，在其中插入可延伸芯轴124，其中可延伸芯轴124处于回缩定向/位置。可延伸芯轴124在本文中还可被称为转子孔对准装置。可延伸芯轴124可形成有细长轴，所述细长轴沿着其整个长度具有基本上均匀的直径，且总长度大于或等于相关联的转子孔的长度。优选地，沿着整个长度，可延伸芯轴124的轴的直径保持在 -10微米内，且更优选地小于或等于5微米。
60.如图所示，可延伸芯轴124包括多个可延伸构件，即，分别为第一可延伸构件126-1、第二可延伸构件126-2和第三可延伸构件126-3。取决于所要配置，可延伸芯轴124可包括更多或更少的可延伸芯轴。优选地，可延伸芯轴124包括至少一个可延伸芯轴。
61.每个可延伸构件沿着可延伸芯轴124的轴安置在预定位置处。如图所示，第一可延伸构件126-1、第二可延伸构件126-2和第三可延伸构件126-3中的每个可延伸构件沿着可延伸芯轴124的轴安置在不同位置处。每个可延伸构件的位置优选地被预定为与电机100的一个或多个部件对准，且更优选地与至少第一壳体部分102-1、第二壳体部分102-2和定子组件111对准。
62.举例来说，并且如图5中所示，可延伸芯轴124优选地被配置成插入到电机100的孔中，且防止接合电机100的外表面的可延伸芯轴124的凸缘128进一步插入。因此，第一可延伸构件126-1、第二可延伸构件126-2和第三可延伸构件126-3中的每个可延伸构件可沿着可延伸芯轴124安置在预定位置处，所处位置使得当可延伸芯轴124安置在电机100的孔内时使每个可延伸构件与电机100的目标部件对准，如下文更详细地论述。
63.可延伸芯轴124进一步包括致动构件(或布置)130和套筒132。套筒132包括以线性方式沿着可延伸芯轴124的纵向轴线行进的可滑动区段。套筒132优选地限定形成v形凹槽134的成角表面。每个v形凹槽优选地围绕可延伸芯轴124的轴径向延伸。每个可延伸构件126-1至126-3安置在相关联的v形凹槽内。套筒132然后可以可滑动地增加每个v形凹槽的宽度，以允许可延伸构件126-1至126-3转变到回缩定向中，使得可延伸构件126-1至126-3从轴径向延伸第一距离d1，例如图5中所示。第一距离d1可被配置成允许可延伸芯轴124可滑动地插入到电机100的孔中。
64.另一方面，套筒132然后可以可滑动地减小每个v形凹槽的宽度，例如，经由沿着可延伸芯轴124的轴的线性移动，且因此“夹住(pinch)”可延伸构件且使其移位以将其转变到
延伸位置/定向，其中可延伸构件的位移引起可延伸芯轴外直径增加且从可延伸芯轴124的轴径向向外延伸到第二可延伸距离d2。优选地，第一距离d1测量为优选地在0微米与100微米之间，且更优选小于10微米。在一个优选实例中，在可延伸构件处于回缩定向的情况下，可延伸芯轴124的外直径然后可优选地测量为约9.25mm。优选地，第二距离d2测量为优选地在500-800微米之间，且更优选地500 -100微米。在一个优选实例中，在可延伸构件处于延伸定向的情况下，可延伸芯轴124的外直径然后可优选地测量为约9.7至10.0mm。在此优选实例中，可延伸芯轴124的外径沿着可延伸芯轴124的整个长度以均匀的方式增大/减小，使得可延伸构件在从回缩定向转变到延伸定向时在彼此 -5微米的距离内从可延伸芯轴124的轴延伸，且反之亦然。
65.每个可延伸构件126-1至126-3优选地包括的具有弹性的材料，所述具有弹性的材料允许前述外直径增大，且因此通过延伸，允许可延伸构件126-1至126-3中的每个可延伸构件由于被相关联的v形凹槽移位而延伸到第二距离d2。同样，举例来说，可延伸构件126-1至126-3的材料弹性优选地允许其基于v形凹槽增大和宽度而返回到原始状态且将外直径减小到第一距离d1。具有合适的弹性和刚度的一些此类示例材料包括例如丁腈橡胶(nitrile butadiene rubber，nbr)、羧基丁腈橡胶(carboxylated nitrile butadiene rubber，xnbr)和/或氟弹性体(fluroelastomers，例如vitontm)。应注意，扩展可延伸芯轴124的外直径的其它方法在本公开的范围内，且所提供的实例不旨在为限制性的。
66.接下来，可延伸构件126-1至126-3可基于致动构件130的旋转而发生致动。如图5中所示，致动构件130是螺纹螺钉/轴，所述螺纹螺钉/轴响应于其旋转而引起套筒132的线性移位/移动。因此，致动构件130和套筒132也可以是气动和液压以及齿条和小齿轮布置，其中齿条和小齿轮布置被配置成将致动构件130的旋转移动转换成套筒132的线性移动。
67.因此，当可延伸芯轴124插入到电机100的孔中时，可延伸芯轴124基于例如凸缘128在第一壳体部分102-1的侧壁上触底持平而到达预定位置(或对准位置)。在预定位置处，第一可延伸构件126-1优选地与第一壳体部分102-1对准，第二可延伸构件126-2优选地与定子组件111对准，且第三可延伸构件126-3优选地与第二壳体部分102-2对准。
68.第一可延伸构件126-1、第二可延伸构件126-2和第三可延伸构件126-3然后可基于例如牢固地联接到致动构件130且引起其旋转的液压部件(未示出)而转变到延伸位置。作为响应，套筒132然后例如通过减小每个对应v形凹槽的宽度而可滑动地接合可延伸构件，并且可滑动地使可延伸构件移位。
69.作为响应，第一可延伸构件126-1、第二可延伸构件126-2和第三可延伸构件126-3直径增大，且径向延伸到第二距离d2。优选地，第一、第二和第三可延伸构件126-1至126-3中的每个可延伸构件基于致动构件130而以同步的方式以基本上相同的速率和距离延伸。在任何情况下，当第一、第二和第三可延伸构件126-1至126-3转变到延伸位置时，则沿着相对于可延伸芯轴124的轴且更重要的是电机100的孔基本上横向的方向施加力。作为响应，第一壳体部分102-1、定子组件111和第二壳体部分102-2中的每一个通过借助于对准的第一可延伸构件126-1、第二可延伸构件126-2和第三可延伸构件126-3转变到延伸位置而传递的基本上横向的力来径向移位。
70.值得注意的是，前述径向移位至少部分地通过由第一壳体部分102-1和第二壳体部分102-2共同提供的偏移对准公差120(参见图4和5)而实现。具体地说，可制造允许第一
壳体部分102-1和第二壳体部分102-2联接在一起的互锁区段，以允许大约50至100微米的预定径向移位量，例如以提供偏移对准公差120。因此，当可延伸芯轴124转变到延伸定向时，偏移对准公差120允许第一壳体部分102-1和第二壳体部分102-2沿着基本上相对于电机100的孔横向延伸的方向移位。此移位的结果是第一壳体部分102-1与第二壳体部分102-2径向对准，实现共同形成于其间的孔的亚微米径向对准(参见例如图6)。
71.值得注意的是，可延伸芯轴124的可延伸构件还可引入压缩/夹持力，所述压缩/夹持力引起第一壳体部分102-1和第二壳体部分102-2朝向彼此移位，使得通过确保第一壳体部分102-1和第二壳体部分102-2的互锁部分例如在其间无间隙形成的情况下彼此直接联接而实现电机100的孔的角度对准。
72.在第一壳体部分102-1和第二壳体部分102-2通过可延伸芯轴124达到前述亚微米径向对准之后，第一壳体部分102-1和第二壳体部分102-2可经由粘合剂和/或锁定装置彼此牢固地联接。举例来说，粘合剂可安置在形成第一壳体部分102-1与第二壳体部分102-2之间的交接面的表面上。替代地或除了粘合剂之外，螺栓(例如，金属螺栓/杆)或螺钉可插入穿过第一壳体部分102-1和第二壳体部分102-2。在利用螺钉的情况下，螺钉可任选地包括用于穿透壳体部分的自攻头部。
73.在将第一壳体部分102-1和第二壳体部分102-2彼此牢固地联接之后，可延伸芯轴124可例如基于致动构件130的旋转而转变回到回缩定向。可延伸芯轴124然后可从电机100的孔中取出。
74.如图7中所示，转子组件106的轴106-4可包括多个阶状物(或肩状物)特征，所述多个阶状物(或肩状物)特征至少包括第一阶状物特征134-1和第二阶状物特征134-2。第一阶状物特征134-1允许轴106-4的端部插入到叶轮116的孔口/通孔中且对着第一阶状物134-1“触底(bottom)”齐平。因此，第一阶状物特征134-1可作为允许风扇与轴106-4实现前述垂直对准的机械止动件。
75.第二阶状物特征134-2包括突出部，所述突出部被配置成接合电机100内的对应凹槽且防止进一步插入到电机100的孔中。举例来说，如图8和9中所示，转子组件106插入到电机100的孔中。第二阶状物特征134-2然后接合第二壳体部分102-2的凹槽136，所述凹槽136充当机械止动件以防止转子组件106的进一步插入。因此，转子组件106的第二阶状物特征134-2和第二壳体部分102-2的凹槽136确保转子组件106通过优选地仅仅触底齐平而插入到电机100的开孔内的预定位置。因此，可借助于由转子组件106的第一阶状物特征134-1和第二阶状物特征134-2提供的机械止动件来实现转子组件106垂直对准且插入到电机100的孔内的预定位置。
76.如图10b中所示，可通过根据本公开的负载弹簧的轴承套筒来实现轴承预负载。如图所示，电机100的孔，且更具体地说，第一轴承容器104-1至少部分地由轴承套筒138提供。轴承套筒138包括接收转子组件106的第一轴承106-1的至少一部分的直径。
77.然后，例如在图10a中所示的锁定帽盖140，例如基于锁定帽盖140的螺纹部分和轴承套筒138的对应螺纹狭槽，以径向和轴向对准的定向而联接到轴承套筒138。锁定帽盖140提供相对于转子组件106和电机100的孔基本上横向延伸的环形盘。例如如图所示的波状垫圈等弹簧装置142安置在第一壳体部分102-1的侧壁与限定锁定帽盖140的环形盘的表面之间。如进一步所示，第一壳体部分102-1，且更具体地说，其外侧壁限定约束凹部以用于接收
和保持弹簧装置142以与锁定帽盖140对准。
78.弹簧装置142然后提供弹簧偏置力，所述弹簧偏置力沿着基本上平行于转子组件106和电机100的孔的纵向轴线延伸的轴线，且沿着基本上远离电机100的方向。此弹簧偏置力因此“拉动(pull)”(或拉开)轴承套筒138以将预负载引入到第一轴承106-1上。
79.轴承套筒138可包括热膨胀系数小于形成第一壳体部分102-1的材料的热膨胀系数的材料。因此，例如基于在电机100的操作期间产生的热量，第一壳体部分102-1可在与电机100的孔基本上平行的方向上发生膨胀，而不会引起第一轴承106-1未对准。替代地，轴承套筒138维持对着第一轴承106-1的压力/力，所述压力/力通常可被理解为朝向锁定帽盖140“拉动”转子组件106的力。然而，转子组件106保持径向对准且基于例如接合第二壳体部分102-2的凹槽136的第二阶状物特征134-2而固定在电机100的孔内。
80.图11-13分别示出了图3的散流器114的实施例。如图所示，散流器114包括圆柱形主体144，所述圆柱形主体144限定开口/孔口146以允许转子组件106的轴沿着纵向轴线150延伸穿过其中(参见图1和3)。散流器114进一步包括与圆柱形主体144同心地安置并环绕圆柱形主体144的带148(或边缘)。带148包括基本上平行于纵向轴线150延伸的侧壁。带148安置成邻近于圆柱形主体144的第一端152-1。
81.散流器114进一步限定从圆柱形主体144径向延伸的多个翅片154。多个翅片154在本文中还可被称为弯曲排气翅片或排气翅片。此类翅片可不必包括例如图11-13中所示的弯曲轮廓，且取决于所要配置可包括其它形状和轮廓。
82.多个翅片154中的每个翅片基于第一部分和第二部分156而将圆柱形主体144邻接到带148，所述第一部分从圆柱形主体144的第一端152-1沿着相对于纵向轴线150基本上横向的方向延伸，且第二部分156从带148延伸且渐缩到邻近圆柱形主体144的第二端152-2的位置。因此，带148仅部分地包围/环绕弯曲排气翅片，使得每个排气翅片的例如大体上在156处示出的渐缩区段暴露于空气且形成叶片状(或翼形)结构以用于排出空气。
83.如图13中所示，多个翅片154进一步限定大体上在158处示出的多个空气分流通道。如图13中所示，散流器114限定至少三个此类空气分流通道158。空气分流通道158被配置成产生基本上横向于纵向轴线150延伸的空气射流，使得产生的空气射流在电机100内的绕组108和/或转子组件106上引发冷却(参见图1和4)。这有利地引入对电机100内的核心部件的冷却，并且相对于未冷却的电机配置，可增加操作寿命、限制热膨胀且允许电机100在更长的时间段内维持标称功率。
84.图14-15隔离地示出了图3的第三壳体部分102-3。第三壳体部分102-3还可被称为护罩。如图所示，第三壳体部分102-3的一端限定用于接收壳体102内的空气的孔口199(图10b)。
85.图16-18共同示出了适合用于图1-4的电机100和/或图23a的电机100'中的散流器214的另一示例实施例。散流器214可类似于上文论述的散流器114配置，以在电机内产生空气射流，为了简洁起见，将不重复对此进行描述。
86.然而，并且如图16-18中所示，散流器214不包括外边缘/带148(参见图11)。本公开已经确定，省略散流器周围的边缘/带148能通过降低沿着相关联的翅片的表面形成逆流气流——例如涡流形成——的可能性以及通过降低电机壳体内不合需要的空气再循环的可能性来改善散流器214的空气动力学性能，如下文更详细地讨论。
87.如图所示，散流器214包括圆柱形主体244，所述圆柱形主体244限定开口/孔口246以允许转子组件106的轴沿着纵向轴线150延伸穿过其中(参见3)。圆柱形主体244在本文中还可被称为散流器主体或被简称为主体。
88.散流器214进一步限定从圆柱形主体244径向延伸的多个翅片254，使得多个翅片254在转子组件106延伸穿过开口246时相对于转子组件基本上横向延伸。多个翅片254可围绕圆柱形主体244的直径均匀地分布，且优选地每个翅片之间的距离均匀。翅片254在本文中还可被称为弯曲排气翅片或被简称为弯曲翅片。
89.优选地，多个翅片254与圆柱形主体244形成为单个整体式材料件。举例来说，圆柱形主体244和翅片254可由单个复合和/或热固性塑料件形成。然而，本公开在这方面不必受限，且圆柱形主体244和翅片254可形成为包括相同或不同材料的单独件。
90.如图16和17中所示，多个翅片254中的每个翅片优选地包括弯曲轮廓且从圆柱形主体244径向延伸到总长度l1。优选地，总长度l1测量为在4mm与6mm之间，且更优选地为至少5mm的距离。在一个示例配置中，总长度l1测量为在圆柱形主体244的半径r1的10％至50％之间。
91.多个翅片254中的每个翅片包括从第一端272-1延伸到第二端272-2的顶部表面270-1和底部表面270-2。顶部表面270-1和底部表面270-2彼此相对安置，且相对于限定圆柱形主体244的第一端的顶部表面252以预定角度(θ)延伸(参见图17)。优选地，预定角度(θ)测量为在25-50度之间，并且更优选地为30至35度。
92.多个翅片254中的每个翅片优选地从第一端272-1到第二端272-1延伸到h2的总高度。优选地，总高度h2测量为在13mm与16mm之间。在一个示例配置中，总高度h2测量为等于或大于圆柱形主体244的总高度h1。优选地，总高度h1测量为在9mm与10mm之间。
93.如图17中所示，多个翅片254的每个翅片优选地包括具有远侧表面的第一端272-1，所述远侧表面与限定圆柱形主体244的第一端的顶部表面252基本上齐平。多个翅片254中的每个翅片进一步优选地包括延伸超出底部表面257的第二端272-2，所述底部表面257限定圆柱形主体244的第二端。
94.优选地，多个翅片254中的每个翅片的第一端272-1到第二端272-2的宽度w1(图16)变化以在一个或两个端部处提供渐缩部。例如，多个翅片254中的每个翅片的宽度w1可测量为在1mm与2mm之间。更优选地，多个翅片254中的每个翅片的宽度w1沿着其相应整个长度测量为每个翅片从圆柱形主体244延伸的总长度l1的最大值的10-25％(0.1至0.25)。因此，每个翅片的宽度w1相对于长度l1的比率可在0.2:1.0与0.25:1.0之间，但其它比率也在本公开的范围内。因此，多个翅片254中的每个翅片可提供叶片状结构以在操作期间使空气移位且将其扩散到电机中。
95.如上文所论述，图16-18中所示的散流器214包括无边缘配置，所述无边缘配置不包括边缘/带148(参见图11)。因此，多个翅片254中的每个翅片可包括不联接到邻接边缘结构的相对于圆柱形主体244的远侧部分。换句话说，多个翅片254中的每个翅片优选地沿着接近圆柱形主体244的每个翅片的区域而联接到圆柱形主体244，使得每个翅片相对于圆柱形主体244的远端完全/全部暴露(例如，暴露于空气)。如图17中所示，这可包括由表面259提供的远端，所述表面259相对于第一表面270-1和第二表面270-2基本上横向延伸且与其邻接，从而完全暴露于空气。
96.因此，空气然后可在第一方向上沿着第一表面270-1和/或第二表面270-2流动，所述第一方向从每个翅片的第一端271-1延伸到第二端272-2，空气还在横向于第一方向的第二方向上流动，以允许空气径向向外流动离开圆柱形主体244而不会被例如限定边缘148的表面所阻挡/阻碍(参见图11)。这可通过使涡流形成最小化或以其它方式减少涡流形成来有利地提高空气动力学性能，这可减少在电机的壳体内再循环/静止的空气的总量。
97.图19-20示出了根据本公开的方面的示例第三壳体部分102-3'。第三壳体部分102-3'可与图1的电机100和/或图23a的电机100'一起用作第三壳体部分102-3/2302-3。第三壳体部分102-3'在本文中还可被称为护罩。
98.第三壳体部分102-3'优选地包括限定内腔1904的圆顶形轮廓。第三壳体部分102-3'可包括其它形状/轮廓，且图19-20中所示的实例不旨在为限制性的。
99.第三壳体部分102-3'进一步在与内腔1904连通的端部处限定孔口1906。应注意，孔口1906在联接到电机时可提供孔口199(参见图10b)。第三壳体部分102-3'进一步优选地提供分别示出为第一阶状物特征1902-1、第二阶状物特征1902-2和第三阶状物特征1902-3的多个肩状物/阶状物特征。图19-20中所示的特定数量的阶状物特征不旨在为限制性的，且取决于所要配置，可利用更多或更少的阶状物特征。
100.如下文更详细地论述，一个或多个此类阶状物特征可用作机械止动件以允许插入一个或多个密封件装置(在本文中还被称为密封装置)来阻止空气经由形成于第三壳体部分102-3、转子组件106和风扇/叶轮116之间的间隙而进入/离开电机100。
101.图22a示出了包括由内侧壁2256限定的腔2204的示例第三壳体部分2202-3的横截面视图。当第三壳体部分2202-3联接到电机时，腔2204可至少部分地限定叶轮风阻腔室。例如，示例第三壳体部分2202-3可在图1和23a的电机100和/或电机100'内使用。
102.如进一步所示，内侧壁2256限定延伸到腔2204中的多个肋状物/突出部2258。多个肋状物2258的每个肋状物/突出部相对于彼此基本上平行延伸，且优选地沿着腔2204的整个内径形成螺旋图案。
103.当第三壳体部分2102-3联接到多个肋状物2258时，多个肋状物2258优选地成角度以沿着基本上平行于例如电机100的纵向轴线150(参见图4)等电机的纵向轴线而延伸的方向来引导空气。因此，多个肋状物2258还可限定电机100内的叶轮压缩腔室的至少一部分。多个肋状物2258可由例如abs塑料等与第三壳体部分2202-3相同的材料形成，或者由例如聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，pps)或钢等不同的材料形成。
104.如图22a以及图22b的部分分解视图中进一步所示，第三壳体部分2202-3可包括第一密封插入件2262。第一密封插入件2262优选地由例如发泡体材料等可变形材料形成，但例如橡胶等第一密封插入件2262的其它材料也在本公开的范围内。举例来说，第一密封插入件2262可包括聚四氟乙烯、橡胶和/或尼龙。
105.第一密封插入件2262优选地包括从主体径向延伸的多个环形环/突出部2280。突出部2280在本文中还可被称为o形环。优选地，多个环形环2280被配置成延伸到由第三壳体部分2202-3限定的对应凹槽2278中，例如图22a中所示。在图21的横截面视图中，此类凹槽的一个实例更清楚地示出为凹槽2178。
106.或者，第一密封插入件2262可实施为不必包括环形环/突出部2280的环。举例来说，并且如图22c中所示，第一密封插入件2262'可包括基本上平滑的外表面。当例如第三壳
体部分2202-3不包括凹槽2278时，可利用第一密封插入件2262'。
107.在任何情况下，例如有利的是，第一密封插入件2262'然后可在第三壳体部分2202-3的远端/唇缘(参见图22a)处邻近限定孔口2206的表面提供轴向密封2244，且/或基于环形突出部2280提供径向密封(参见图22b)。
108.参考图23a-23b，根据本公开的方面示出了另一示例电机100'。电机100'可基本上类似于电机100配置，电机100的教示内容同样适用，且为了简洁起见将不再重复。值得注意的是，电机100'还可包括利用了例如上文所论述的可延伸芯轴124的相关联转子组件的亚微米径向对准。
109.然而，并且如图所示，电机100'包括壳体，所述壳体共同地示出为2302，且分别单独地示出为包括一个或多个压力调节器阀2390的第一壳体部分2302-1、第二壳体部分2302-2和第三壳体部分2302-3。
110.优选地，所述一个或多个压力调节器阀2390沿着第三壳体部分2302-3安置，且更优选地安置在第三壳体部分2302-3的接近叶轮风阻/压缩腔室2392的位置处(参见图23c)。
111.一个或多个压力调节器阀2390的中每个压力调节器阀可包括远离第三壳体部分2302-3延伸的喷嘴。优选地，每个喷嘴从第三壳体部分2303-3径向延伸，例如图23a-23c中所示。每个喷嘴可包括如所示的倒钩轮廓，以允许与相关联的软管/管道摩擦配合，但其它喷嘴轮廓也在本公开的范围内。
112.图23c示出了根据本公开的实施例的电机100'的沿着图23b的线c-c截取的横截面视图。
113.如图所示，一个或多个压力调节器阀2390中的每个阀包括从第三壳体部分2303-3延伸并限定入口的第一端。入口与阀致动器2391流体连通。阀致动器2391基于例如通道2394内的气压下降到低于预定阈值而选择性地将通道2394与入口流体地联接。可选择预定阈值以将叶轮风阻腔室2392内的压力维持在目标压力下。举例来说，目标压力可约为大气压 /-10psi，且阀致动器2391因此可被配置成基于例如通道2394内的气压下降到低于-15psi的第一预定压力值而打开。
114.值得注意的是，通道2394安置在电机100'的远端(例如，邻近孔口2399)处允许沿着叶轮2316的肩状物2398相对于叶轮风阻腔室2392引入压差。阀致动器2391因此可被配置成沿肩状物2398引发压差，使得接近肩状物2398的气压大于叶轮风阻腔室2392内的气压。一个此类示例差异包括接近叶轮2316的肩状物2398的气压比叶轮风阻腔室2392内的气压至少大0.1-0.2％。
115.优选地，第一密封插入件2262例如与限定叶轮2316的表面提供气密密封，且防止来自电机100'外部的空气连通进入叶轮2316的肩状物2398。因此，然后可基本上防止空气沿着叶轮2316的肩状物2398再循环，而是将空气引导到壳体2302内的电机100'的部件(参见图23a)上方。
116.如图23c中进一步所示，散流器2314可包括如上文关于图16和17所论述的无边缘配置。这可进一步增加通过电机100'的空气流，且使空气再循环减到最少或以其它方式减少空气再循环。因此，电机100'然后可基于空气流增加而通过消除在电机100'内的定子组件处产生的热量来实现更大的总效率。
117.根据一方面，公开了一种用于在制造期间对准电动机的区段的方法。所述方法包
括：将定子组件联接在第一壳体部分与第二壳体部分之间以共同提供延伸穿过其中的转子孔；将可延伸芯轴插入到所述转子孔中，所述可延伸芯轴具有回缩位置和延伸位置，所述回缩位置为可延伸芯轴提供基本上等于或小于所述转子孔的直径以允许插入其中的外径；使所述可延伸芯轴转变到所述延伸位置以使所述第一壳体部分、第二壳体部分和定子组件相对于彼此径向移位，使得延伸穿过其中的转子孔具有小于50微米且更优选地小于10微米的端对端轴向偏移偏差；并且在使所述可延伸芯轴转变到所述转子孔内的所述延伸位置之后将所述第一壳体部分和第二壳体部分彼此固定，使得所述转子孔在可延伸芯轴从所述转子孔移除之后维持端对端轴向偏移偏差。
118.所述方法可进一步包括将可延伸芯轴插入到转子孔中，进一步包括将可延伸芯轴插入到转子孔内的预定位置。将可延伸芯轴插入到预定位置可进一步包括使可延伸芯轴的凸缘对着第一壳体部分或第二壳体部分的外侧壁触底齐平。
119.在所述方法中，将可延伸芯轴插入到预定位置可进一步包括将可延伸芯轴的可延伸构件与第一壳体部分、定子组件和第二壳体部分中的每一个对准。在所述方法中，优选的是，使可延伸芯轴转变到延伸位置使第一壳体部分、定子组件和第二壳体部分基于对准的多个可延伸构件而轴向移位。在所述方法中，将第一壳体部分和第二壳体部分彼此固定可进一步包括将粘合剂安置在第一壳体部分与第二壳体部分之间的交接面上。在所述方法中，将第一壳体部分和第二壳体部分彼此固定可进一步包括在其间插入螺钉。
120.根据本公开的另一方面，公开了一种电动机。所述电动机包括：第一壳体部分，所述第一壳体部分限定第一转子容器以接收且联接到转子组件的第一端；第二壳体部分，所述第二壳体部分限定第二转子容器以接收且联接到转子组件的第二端，第一壳体部分和第二壳体部分被配置成联接在一起且共同提供转子孔以接收转子组件；以及转子组件，所述转子组件安置在转子孔内，所述转子组件包括轴以及沿着轴同心地联接的第一轴承和第二轴承，第一轴承安置在第一壳体部分的转子容器内，且第二轴承安置在第二壳体部分的转子容器内。
121.所述电动机可进一步包括：套筒，所述套筒安置在第一转子容器中，套筒限定孔口以接收第一轴承的至少一部分；锁定帽盖，所述锁定帽盖与套筒径向对准且联接，锁定帽盖提供相对于转子组件基本上横向延伸的环形盘；以及弹簧，所述弹簧安置在第一壳体部分与环形盘之间，以在基本上平行于转子组件且远离第一壳体部分的方向上提供弹簧力，弹簧力使第一轴承预负载。
122.在所述电动机中，第一壳体部分可包括具有第一热膨胀系数的第一材料，且套筒可包括具有第二热膨胀系数的第二材料，第二热膨胀系数小于第一热膨胀系数。在所述电动机中，第二壳体部分可包括邻近转子孔的凹槽，凹槽接合转子组件的阶状物特征并防止其进一步插入。在所述电动机中，弹簧可包括弹簧垫圈，并且其中弹簧垫圈优选地安置在由第一壳体部分的外侧壁限定的约束凹部中。
123.根据本公开的一个方面，公开了一种电动机。所述电动机包括：第一壳体部分，所述第一壳体部分限定第一转子容器以接收且联接到转子组件的第一端；第二壳体部分，所述第二壳体部分限定第二转子容器以接收且联接到转子组件的第二端，第一壳体部分和所述第二壳体部分被配置成联接在一起且共同提供转子孔以接收转子组件；以及转子组件，所述转子组件安置在转子孔内，转子组件包括轴和沿着轴同心地联接的至少第一轴承，第
一轴承安置在第一壳体部分的第一转子容器内或第二壳体部分的第二转子容器内，并且其中轴和第一轴承基于由具有小于10微米的端对端偏移偏差的第一壳体部分和第二壳体部分共同提供的转子孔而彼此径向对准。
124.根据本公开的另一方面，公开了一种转子孔对准装置，所述转子孔对准装置用于由电动机的多个壳体部分共同提供的孔的径向对准。所述转子孔对准装置包括：轴，轴具有沿着轴安置在预定位置处的至少一个可延伸构件，至少一个可延伸构件选择性地从回缩定向转变到延伸定向，回缩定向使得至少一个可延伸构件从轴径向延伸到第一距离d1，且延伸定向使得至少一个可延伸构件从轴径向延伸到第二距离d2，第二距离d2大于所述第一距离d1；并且其中轴被配置成可滑动地联接到孔中到预定位置，预定位置使至少一个可延伸构件与电动机的至少第一电机部件对准，使得至少一个可延伸构件转变到延伸定向能引起第一电机部件与电动机的第二电机部件径向对准。
125.根据本公开的一个方面，公开了一种散流器，所述散流器用于与电动机一起使用。所述散流器包括：圆柱形主体，所述圆柱形主体限定开口以允许转子组件的轴延伸穿过其中；以及多个弯曲排气翅片，所述多个弯曲排气翅片从圆柱形主体径向延伸。
126.尽管本文中已经描述本公开的原理，但所属领域的技术人员将理解，此描述仅作为举例而做出，且并不作为对本公开的范围的限制。除本文中所示出且描述的示范性实施例之外，其它实施例也涵盖在本公开的范围内。所属领域的技术人员将理解，电动机可以体现本文所包括的任何一个或多个特征，并且这些特征可以以任何特定的组合或子组合来使用。本领域的普通技术人员做出的修改和替代被认为在本公开的范围内，本公开的范围仅由权利要求限制。