风扇轮轴隔离器制造技术

一种轴流风扇组件包括可围绕中心轴线旋转的叶片、在叶片径向内端处连接叶片的轮轴、以及连接到轮轴的第一部分的电机。轮轴的支撑多个叶片的第二部分通过多个槽缝与轮轴的第一部分隔离。多个肋互连第一和第二轮轴部分，所述肋限定沿着槽缝中的接界槽缝的无支撑区域。肋的内附接部分和外附接部分相应地从无支撑区域径向向内和径向向外延伸以与第一和第二轮轴部分附接。当沿着中心轴线观察时，在每个无支撑肋部分处限定的第一厚度小于在内附接部分和外附接部分中的一个处限定的第二厚度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风扇轮轴隔离器
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2019年6月12日提交的美国临时专利申请No.62/860,499的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术总体上涉及电机驱动的风扇，其可以是用作汽车发动机冷却风扇的轴流风扇。本专利技术还涉及降低源自电子控制发动机冷却风扇的电机的噪音。

技术介绍

[0004]汽车风扇在车辆中用于使空气移动通过一组热交换器，该组热交换器可以包括冷却内燃机的散热器、空调冷凝器和/或附加的热交换器。通常，这种风扇由电动机提供动力。尽管先前的努力已使得开发出可显著降低噪音的隔离式轮轴风扇，但仍需要进一步改进隔离式轮轴风扇的结构坚固性和可制造性。
[0005]一种汽车发动机冷却风扇组件可以包括具有限定中心轴线的驱动轴的电机，以及由电机驱动的风扇。风扇包括附接到电机的驱动轴或驱动轮轴的内轮轴部分和附接到多个径向延伸的叶片的外轮轴部分。轮轴的内部分和外部分使用多个无支撑的连接肋连接。这些肋还用于在声学上将风扇与电机振动隔离。从Caplan等人的美国专利No.7,585,159可以看出这种情况的一个示例，该专利的全部内容通过引用并入本文。
[0006]在设计发动机冷却风扇组件时希望最小化噪声和振动。电机转子和风扇轮轴之间的刚性连接允许由电机齿槽力引起的振动能量从电机传递到风扇。这可以激发风扇结构中的谐振模式。一旦谐振，风扇表面就会辐射这些振动，从而产生空气传播的音调噪声。正如Caplan等人所公开的，电机和风扇之间的连接可以解耦以便减少扭振模式的激发。然而，具有这种解耦的设计必须保持空气流动性能、结构完整性和电机冷却气流。

技术实现思路

[0007]在设计汽车发动机冷却风扇组件时需要使噪声和振动最小化。一些发动机冷却风扇组件可能会受到高于期望水平的噪声、振动和声振粗糙度(“NVH”)的影响，这些噪声、振动和声振粗糙度(“NVH”)由例如电机齿槽扭矩、轴向齿槽力、扭矩脉动和轴向脉动力引起，它们可激发风扇结构中的共振模式。根据本公开的汽车发动机冷却风扇组件减少了风扇的扭转和轴向振动模式的激发，同时保持风扇的空气移动性能、结构完整性、电机冷却气流和低成本。
[0008]在一个方面，本专利技术提供了一种轴流风扇组件，其包括可围绕中心轴线旋转的多个叶片、与多个叶片在相应叶片的径向内端处连接的轮轴、以及连接到轮轴的第一部分的电机。支撑多个叶片的轮轴的第二部分通过多个槽缝与轮轴的第一部分隔离。多个肋互连第一和第二轮轴部分，所述多个肋限定沿着所述多个槽缝中的接界槽缝的无支撑区域。所述多个肋的内附接部分和外附接部分相应地从无支撑区域径向向内和径向向外延伸以与
第一和第二轮轴部分附接。当沿着中心轴线观察时，在每个无支撑肋部分处限定的第一厚度小于在内附接部分和外附接部分中的一个处限定的第二厚度，使得第二厚度与第一厚度的比率为1.5:1到2.5:1。
[0009]在另一方面，本专利技术提供一种轴流风扇组件，其包括可围绕中心轴线旋转的多个叶片、在其径向内端处连接多个叶片的轮轴、以及连接到轮轴的第一部分的电机。支撑多个叶片的轮轴的第二部分通过多个槽缝与轮轴的第一部分隔离。多个肋互连第一和第二轮轴部分，所述多个肋限定沿着多个槽缝中的接界槽缝的无支撑区域。一对附接部分被限定在无支撑区域的相反的径向端部处，所述一对附接部分中的每一个在每一侧上具有由多个槽缝中的相邻一对槽缝的弯曲轮廓限定的弯曲形状。
[0010]在又一方面，本专利技术提供一种轴流风扇组件，其包括可围绕中心轴线旋转的多个叶片、在其径向内端处连接多个叶片的轮轴、以及在多个安装凸台处连接到轮轴的第一部分的电机。支撑多个叶片的轮轴的第二部分通过多个槽缝与轮轴的第一部分隔离。多个肋互连第一和第二轮轴部分，所述多个肋限定沿着多个槽缝中的接界槽缝的无支撑区域。多个槽缝限定周向重复图案，其中，与多个肋中的两个相邻肋相邻的径向槽缝部分通过距中心轴线第一径向距离处的周向槽缝部分互连。周向重复图案在多个安装凸台的位置处偏移，使得沿着多个安装凸台中的每一个互连两个相邻径向槽缝部分的周向槽缝部分在第一径向距离之外延伸以围绕安装凸台偏移。
[0011]通过考虑详细描述和附图，本专利技术的其它方面将变得显而易见。
附图说明
[0012]图1是发动机冷却风扇的透视图。
[0013]图2是图1的发动机冷却风扇的剖面，该剖面通过包含风扇的中心旋转轴线的平面截取。
[0014]图2A是根据本公开的一个实施例的用于类似于图1和图2的发动机冷却风扇的风扇轮轴的剖面。
[0015]图3是图2A的轮轴的后视图或内部视图。
[0016]图4是图3中所示的轮轴的一部分的详细视图。
[0017]图5是图3和图4中所示的轮轴的一部分的详细透视图。
[0018]图6是本公开的第二实施例的轮轴的一部分的详细透视图。
[0019]图7是本公开的第三实施例的轮轴的一部分的剖视图。
具体实施方式
[0020]在详细解释本专利技术的任何实施例之前，应当理解，本专利技术不限于其在以下描述中阐述或在以下附图中示出的构造细节和部件布置的应用。本专利技术能够有其它实施例并且能够以各种方式被实践或执行。
[0021]如图1所示，发动机冷却风扇组件20包括驱动风扇28的电机24，风扇28具有从轮轴30径向突出的多个叶片29。叶片的外末端可以是自由的或通过带连接以用于其间协作支持。电机24和风扇28围绕中心轴线A旋转。电机24可以是电子换向(EC)电机。电机24和风扇28安装到护罩32上，护罩32被配置为给例如用于内燃机或电动车辆的驱动和HVAC系统的一
个或多个热交换器36通风。参考图2，EC电机24包括电子功率模块40、轴44、定子48和转子52。电机转子52经由安装凸台56(例如，螺钉凸台)耦接到风扇轮轴301，允许扭矩从电机24传递到风扇28。如图所示，转子52可以具有至少部分地包围定子48的环形形状。
[0022]图2中所示的轮轴301具有常规构造。轮轴301安装到电机转子52并且在风扇叶片29各自的径向内端处附接风扇叶片29。轮轴301可以包括从轴44径向向外延伸的面部分或内轮轴部分601，以及其上附接有风扇叶片29的圆柱形部分或外轮轴部分621。为了节省轴向空间，电机24可以定位在轮轴301的凹侧上，换句话说，至少部分地或完全地位于由轮轴301的内轮轴部分601和外轮轴部分621形成的凹腔内。径向肋661集成在轮轴301内以加强风扇结构而抵抗离心力。肋661还有助于冷却电机24，其作用类似于离心风扇，以通过电机的通风孔70抽吸空气。
[0023]图2A中示出了根据本公开的第一实施例的轮轴30。除了下面特别指出的区别特征之外，轮轴30类似于上述轮轴301，并且本领域技术人员将理解，图2A的轮轴30可以在包括电机24和上述其它部件的新颖的发动机冷却风扇组件的结构中代替轮轴301。
[0024]轮轴30的其它特征将参考图3至图5进行描述，所有这些图至少部分地沿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种轴流风扇组件，其包括：能够围绕中心轴线旋转的多个叶片；轮轴，其与所述多个叶片在相应叶片的径向内端处连接；电机，其连接到轮轴的第一轮轴部分，其中，轮轴的支撑多个叶片的第二轮轴部分通过多个槽缝与轮轴的第一轮轴部分隔离；和互连第一轮轴部分和第二轮轴部分的多个肋，所述多个肋限定沿着所述多个槽缝中的接界槽缝的无支撑区域，其中，所述多个肋的内附接部分和外附接部分相应地从无支撑区域径向向内和径向向外延伸以分别与第一轮轴部分和第二轮轴部分附接，其中，当沿着中心轴线观察时，在每个无支撑肋部分处限定的第一厚度小于在内附接部分和外附接部分中的一个处限定的第二厚度，使得第二厚度与第一厚度的比率为1.5:1至2.5:1。2.根据权利要求1所述的轴流风扇组件，其中，第二厚度存在于内附接部分和外附接部分两者处。3.根据权利要求1所述的轴流风扇组件，其中，在从第一厚度到第二厚度的过渡部处限定出过渡部半径，过渡部半径是所述多个叶片的扫掠外径的0.3％至0.5％。4.根据权利要求3所述的轴流风扇组件，其中，所述过渡部半径在平行于中心轴线的方向上保持一致地通过轮轴。5.根据权利要求1所述的轴流风扇组件，其中，所述多个槽缝中的每一个均包括一周向槽缝部分和从该周向槽缝部分的相反端部延伸的两个径向槽缝部分。6.根据权利要求5所述的轴流风扇组件，其中，沿着所述多个肋中的每一个在所述无支撑区域和所述内附接部分之间的弯曲过渡部限定了所述周向槽缝部分与所述径向槽缝部分中的一个之间的弯曲过渡部的一侧。7.根据权利要求5所述的轴流风扇组件，其中，所述无支撑区域和所述外附接部分之间的弯曲过渡部限定了所述径向槽缝部分中的一个的弯曲终端部分。8.根据权利要求7所述的轴流风扇组件，其中，所述弯曲终端部分与设置在所述轮轴中的周向壁相切。9.根据权利要求1所述的轴流风扇组件，其中电机在多个安装凸台处连接到第一轮轴部分，所述多个槽缝限定了周向重复图案，其中，与所述多个肋中的两个相邻肋相邻的径向槽缝部分通过距中心轴线第一径向距离处的周向槽缝部分互连，其中，周向重复图案在所述多个安装凸台的位置处偏移，使得沿着多个安装凸台中的每一个互连两个径向槽缝部分的周向槽缝部分在第一径向距离之外延伸以围绕安装凸台偏移。10.根据权利要求1所述的轴流风扇组件，其中，所述轮轴的轴向测量的材料厚度在直接与所述多个槽缝中的每一个接界的台阶处局部地减小。11.一种轴流风扇组件，其包括：能够围绕中心轴线旋转的多个叶片；轮轴，其与所述多个叶片在相应叶片的径向内端处连接；
电机，其连接到轮轴的第一轮轴部分，其中，轮轴的支撑所述多个叶片的第二轮轴部分通过多个槽缝与轮轴的第一轮轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：