转子轴末端轴承布置和驱动组件

【技术领域】

本发明涉及一种适合于致动器的转子轴末端轴承布置，和具有这种转子轴末端轴承布置的驱动装置。

【背景技术】

在电机中，转子将设置有转子轴，该转子轴沿转子的旋转轴线保持在适当的位置。在一些致动器中，转子轴抵靠在致动器的壳体的平面上，并且通常具有圆形的尖端，转子轴的径向运动没有障碍。尽管电机本身将被固定限制在致动器壳体内，但轴尖会在该平面上有一些轨道。就其本身而言，这不是问题。

然而，随着时间的流逝，轴尖的轨道趋于变得混乱。在发生混沌旋转的情况下，转子轴将随机与接触表面碰撞，从而在致动器内部产生嘎嘎作响的声音。对于追求原本无声的电子应用来说，这是一个问题。

【发明内容】

本发明旨在解决轴向支撑的转子轴的混沌运动和嘎嘎作响的声音的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种转子轴末端轴承布置，用于支撑具有纵向轴线的电机的转子轴的末端，转子轴末端轴承布置包括：轴接收部，用于轴向支撑电机的转子轴；和轴接收部的形状应使其形成第一主接触区域和第二主接触区域，第一和第二主接触区域设计为在电机的工作状态下接触电机的转子轴的末端至少在转子轴的末端的第一和第二接触点。

如果致动器中的转子轴与平面接触，则由于转子轴的末端以混乱的方式漂移，会产生嘎嘎作响的声音。在发明中，第一主接触区域和第二主接触区域在横向于纵向轴线的方向上对转子轴的末端提供支撑，这抑制了末端的漂移。转子轴的旋转不受限制，并且可以显着降低嘎嘎声。

所述第一和第二主接触区域可以彼此会聚。

一对会聚的表面提供了一种简单的方法，无论其末端的形状如何，都可以与转子轴的末端接触。

优选地，所述轴接收部在垂直于纵向轴线的平面上为或基本为V形。

V形通道不仅为末端提供了必要的侧向支撑，而且还允许轻松地将转子轴插入其中。需要最小的力来促进转子轴的推入配合接合，因此不需要提供偏压力来将转子轴推入轴接收部。

可选地，所述第一和第二主接触区域形成为V形轴接收部的平面。在一种布置中，轴接收部在垂直于纵向轴线的平面上为或基本为U形的。至少第一和第二接触点可以对称地位于垂直于纵向轴线的平面的任一侧。所述第一主接触区域和所述第二主接触区域中的至少一个的形状为在垂直于纵向轴线的平面中至少部分地凹入或凸出。

例如，第一主接触区域和第二主接触区域的形状可提供不同的益处，以简化致动器壳体的模制，例如，某些形状在使用中可更能抵抗转子轴的弹出。

在一实施例中，所述轴接收部包括至少一个侧向挡板。下部的所述侧向挡板位于所述第一和第二主接触区域的下方。

止挡件或类似的侧向挡板可以帮助转子轴的插入和对准，因为转子轴不能过度插入轴接收部中。挡板可以提供自然的指示，表明转子轴已正确插入轴接收部中。根据需求侧向挡板限制转子轴末端在垂直于转子轴轴线的方向上以及垂直于转子轴的第一主接触区域和第二主接触区域的方向上的驱动组件的工作状态下的运动。

优选地，所述轴接收部包括与第一和第二主接触区域相邻的转子轴进入部。

转子轴进入部的尺寸可以设计成在组装致动器期间辅助转子轴的插入，从而减小了力的要求，并因此减小了损坏转子轴或轴接收部的可能性。

转子轴通道部可以是倾斜的通道面。倾斜的通道面可以平滑地接入第一主接触区域和第二主接触区域，如果需要的话，例如，以便于将转子轴末端插入轴接收部中。

致动器壳体的倾斜部分将大大简化转子轴的推入配合，在驱动器组装的过程中。这样的实施例是有利的，因为其防止了转子轴末端意外地使轴接收部凹陷。

可选地，轴接收部可以包括另一接触区域，该另一接触区域可以在第一主接触区域和第二主接触区域之间。

所述另外的接触区域可以用于沿着纵向轴线对转子轴提供额外的支撑，从而进一步减轻了在驱动组件的工作状态下转子轴的不期望的混沌漂移的影响，因为它限制了转子轴末端在转子轴轴线方向上的运动。

根据本发明的第二方面，提供了一种驱动组件，该驱动组件包括：电机，其包括转子，该转子具有限定纵向轴线的转子轴；和根据本发明的第一方面的所述的转子轴末端轴承布置，转子轴由转子轴末端轴承布置的轴接收部轴向支撑。

所述转子轴的末端根据所述第一主接触区域和所述第二主接触区域而成形，以产生至少所述第一和第二接触点。

另外地或可替代地，转子轴的末端可以被成形为产生两个或更多个接触点。这可以减轻致动器壳体的生产上的制造负担。

本发明驱动组件可以优选地被设置为致动器的一部分。

具有上述转子轴末端轴承布置的致动器将显示出降低的嘎嘎声，比具有平面转子轴末端轴承布置的相同致动器更安静。

优选地，轴接收部可以与致动器的致动器壳体一体地形成。

作为致动器壳体的一部分的轴接收部的整体形成产生了限定的空间，电机可容纳在该空间中，从而减少了组装期间所需的零件数量。

作为替代方案，轴接收部可以形成为可接收地与致动器的致动器壳体接合的单独的部件。在这样的实施例中，轴接收部是与保持结构(例如，驱动组件的壳体，诸如致动器的壳体)分离的元件。根据需要，轴接收部可以形状配合的方式相对于保持结构插入，夹紧在所述保持结构上或例如通过粘合剂固定在该保持结构上。

如果将轴接收部提供为安装在致动器壳体中的单独部件，则轴接收部可以形成为具有更精细的形状或支撑形状。

可选地，可以进一步包括马达容纳部，电机可接收地与马达容纳部接合，并且其尺寸使得当电机与马达容纳部接合时，使用中的转子轴的末端抵靠在轴接收部上。

【附图说明】

现在将仅通过举例的方式并参考附图来更具体地描述本发明，其中：

图1示出了致动器的示意性平面图，为清楚起见，该致动器被去除了致动器壳体的顶盖和齿轮系，该致动器包括根据本发明的第一方面的转子轴末端轴承布置。

图2是单独示出图1的转子轴末端轴承布置的透视图。

图3示出了包括电机在内的图1的转子轴末端轴承布置的透视图。

图4示出了图3所示的转子轴末端轴承布置的水平截面图。

图5示出了根据本发明的第一方面的转子轴末端轴承布置的替代实施例的水平横截面。

图6示出了根据本发明的第一方面的转子轴末端轴承布置的另一替代实施例的水平截面图。和

图7示出了根据本发明的第一方面的转子轴末端轴承布置的又一替代实施例的水平横截面。

【具体实施方式】

请参照图1，示出了致动器，其总体上以10表示。致动器10包括电机12，其被支撑在致动器壳体14内。

电机12包括转子和定子，转子和定子安装在电机壳体16中，以及具有转子轴18，通过该转子轴旋转输出传递到致动器10的驱动和/或齿轮系。图1中未示出齿轮，尽管致动器壳体14可包括一个或多个齿轮轴定位件20，该齿轮轴定位件20优选地可与致动器壳体14整体形成。

电机12可容纳在致动器壳体14内，以与位于其中的齿轮系啮合。转子轴18设置成与齿轮系连接，例如经由小齿轮连接。致动器壳体14限定马达容纳部22。马达容纳部22的尺寸优选地为匹配电机外壳16的尺寸。因此，电机外壳16压配合到马达容纳部22中，转子轴18从马达容纳部22朝致动器壳体14延伸。在此，提供了马达定位件24，其限制了电机12的可能位置，但是应当理解，可以在致动器壳体14内设置定位器的替代形式。马达定位件24可以形成为致动器壳体14内的突起，其限制了电机12在致动器10内的可能定位。

转子轴18从安装在电机接收部分22中的电机12延伸到轴接收部26，该轴接收部26可以与致动器壳体14的侧壁28一体形成和/或连续地形成。转子轴18可以延伸穿过相邻的马达定位件24之间的间隙。当然，可以理解的是，轴接收部26可以被设置为可与致动器壳体14可接收地接合的完全分离的部件；然而，这可能为组装带来不必要的额外公差要求，优选一体形成的实施例。例如，轴接收部可以被设置为与致动器壳体14的保持结构(例如插槽)接合的分离的元件。这样的轴接收部可以以许多不同的可能方式固定在适当的位置，包括但不限于形状配合或推入配合接合，卡入位置或通过使用粘合剂。

图2示意出了包括轴接收部26的转子轴末端轴承布置30。转子轴末端轴承布置30可以仅包括轴接收部26，或者也可以包括部分或全部致动器壳体14。有第一主接触区域32a和第二主接触区域32b，它们位于转子轴18的纵向轴线L的相对侧。可以理解，纵向轴线L由安装在致动器壳体14内的转子轴18的位置来限定，并且预期平行于致动器外壳14的主表面31的平面(例如其底面)延伸。第一主接触区域32a和第二主接触区域32b中的每一个被构造成与转子轴18的末端34接触并支撑转子轴18的末端34于至少在第一接触点和不同于第一接触点的第二接触点处。

在一个实施例中，这通过提供会聚的第一和第二主接触区域32a、32b来实现，形成V形或基本V形的轴接收部26。第一主接触区域32a和第二主接触区域32b分别形成为相对于彼此成角度的平面接触表面。另一个接触区域36可以位于第一和第二主接触区域32a、32b之间，其也可以支撑转子轴18的末端34。另一个接触区域36还可以限制末端34沿着纵向轴线L的运动，从而进一步减轻了不期望的混沌漂移的影响。

可以利用平面的接触区域，但是可以理解地是，所述接触表面可以替代地被设置为凸面或凹面。

轴接收部26本身可以设置为从致动器壳体14的侧壁28的内部突起，并且设有转子轴进入部38，以允许将转子轴18推入配合到位。这形成为朝向第一和第二主接触区域32a、32b的倾斜表面。因此，转子轴进入部38可以例如沿着弓形表面朝着第一主接触区域32a和第二主接触区域32b平滑地接入。这可以简化末端34到轴接收部26中的插入，并防止在安装过程中末端34意外地使轴接收部26凹陷。

为了防止在推入配合过程中损坏转子轴18，可以设置一个侧向挡板40，优选地在轴接收部26的下端且与转子轴进入部38相对。可以在轴接收部26的侧面处设置类似的侧向挡板，在所示实施例中，第一主接触区域32a和第二主接触区域32b与轴接收部26的向内表面42相交相对于致动器壳体14。侧向挡板40能够对转子轴18的末端34的运动提供限制，在电机12工作期间，在垂直方向上，即垂直于纵向轴线L并与转子轴18插入轴接收器26的方向对齐。可以考虑类似的水平侧向挡板。

转子轴18和轴接收部26之间的接合在图3中详细示出，其形成致动器10的驱动组件44。这样的驱动组件44可以设置在其他驱动装置中，因此不限于在致动器中使用。为了将电机12插入致动器壳体14中的位置，将电机壳体16插入电机接收部22中的位置，其中转子轴18的末端34经由转子轴进入部38被推入轴接收部26中。末端34将自然地沿着转子轴进入部38的倾斜表面被推动。

转子轴18的末端34因此接触第一主接触区域32a和第二主接触区域32b。在末端34具有平坦轮廓的情况下，接触点将在末端34的圆周上，尽管对于圆形末端34，如图3所示，接触点实际上将在末端34的端面上。圆形末端34也可以在纵向轴线L上与另一接触区域36接触。

转子轴18的末端34和轴接收部26之间的接触可以在图4中详细示出。在该转子轴末端轴承布置30中，末端34是弓形的，因此是圆形的，并且与第一主接触区域32a和第二主接触区域32b接触于圆形端面上的两个分开的点P1、P2处。然后，更圆的末端也将接触另外的接触区域36。

随着转子旋转，转子轴18也旋转。由于第一主接触区域32a和第二接触区域32b阻碍了转子轴18的轴向端部的横向漂移，因此在使用中末端34的漂移倾向减小了。这显着降低了具有平坦接触表面的致动器可能遇到的嘎嘎作响的声音。

在图5中示出了另一种转子轴末端轴承布置30′，其中，设置了转子轴18′的平坦末端34′，其与纯V形的轴接收部26′接触。同样，与第一主接触区域32a′和第二主接触区域32b′形成两个接触点P1′、P2′，但是这些接触点位于转子轴18′的圆周上。

图6中示出了另一种替代性的转子轴末端轴承布置30”，其中，转子轴18”的平坦末端34”被设置成与U形或类似弓形的轴接收部26”接触。同样，与第一主接触区域32a”和第二主接触区域32b”形成两个接触点P1”、P2”，如图所示，它们形成在连续的弧形表面上。再次在转子轴18”的圆周上形成接触点。这在图6中显示为两个接触点，但实际上，轴接收部26”和转子轴18”都存在一些间隙和制造公差。这样，在末端34”与轴接收部26”之间可能存在较大的接触面积。例如，可以存在沿转子轴18”的方向延伸的条形接触表面。这在末端34”是圆形的情况下尤其适用，因此与U形轴接收部26”在某种程度上是互补的形状。

在图7中示出了另一种可选的转子轴末端轴承布置30″′，其中提供了具有V形或基本V形横截面的轴接收部26″′。然而，转子轴18″′的末端34″′被进一步成形以确保与轴接收部26″′之间没有接触点。这是通过在转子轴18″′的末端34″′中提供凹入的凹痕来实现的，因此仅在圆周上提供了接触点P1″′、P2″′。

应当理解，尽管本发明是出于HVAC致动器的目的而提出的，对于该HVAC致动器而言，噪声问题是一个问题，但是所描述的转子轴承组件可应用于需要对其转子轴进行支撑的任何致动器或驱动组件。

因此，有可能提供一种转子支撑组件，其以非平面的方式轴向地支撑转子轴的端部，从而在运行过程中限制了转子轴末端的轨道，并大大降低了来自集成了转子轴承组件的致动器的嘎嘎作响的声音。

当参考本发明使用时，词语“包括/包含”和词语“具有/包含”用于指定所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个的存在或增加、或更多其他特征、整数、步骤、组件或组。

应当理解，为清楚起见在单独的实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，为简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合来提供。

仅通过示例的方式提供了上述实施例，并且在不脱离本文所定义的本发明的范围的情况下，各种其他修改对于本领域技术人员将是显而易见的。