[发明专利]齿槽效应消除装置及减少转轴齿槽效应的方法

说明书

相关申请的相互参考

本申请要求2011年9月16日提交的美国实用专利申请号13/234,858的优先权，而前述实用申请要求2010年9月18日提交的临时申请号为61/403,547的美国申请的优先权。上述两份申请的全部公开内容都在这里引用作为参考。

技术领域

本发明涉及一种齿槽效应消除装置，更具体地说，涉及一种齿槽效应消除装置及减少转轴齿槽效应的方法。

背景技术

本部分提供本发明公开内容所涉及的背景信息，但这些并不一定是现有技术。

许多机器(例如，电动机)具有一其上施加有转矩的转轴。举例来说，在电动机中，有源元件产生相互作用的磁场，所述磁场驱使所述机器转子旋转，从而驱动电动机的轴。

这种机器也可能经受齿槽效应。举例来说，在电动机中，定子和转子的磁性构件之间的被动相互作用可导致齿槽效应，该效应可周期性地依次施加正转矩(帮助轴转动)和负转矩(阻碍轴转动)。齿槽效应转矩会造成并不被期望的电动机振动，并且在低转速时尤其显著。

其它机器也会承受齿槽效应力，例如凸轮系统。举例来说，一些阀机构系统使轴相对凸轮转动，使阀克服弹簧的偏压力打开，其中，所述轴的进一步转动将使得弹簧偏压阀使其返回并关闭。这样，当阀打开时，弹簧向轴施加一个负的齿槽效应转矩(即，在与轴转动相反的方向上)，当阀关闭时，弹簧向轴施加一个正的齿槽效应转矩(即，在与轴转动相同的方向上)。所述齿槽效应转矩随着轴绕其轴线转动而周期性地重复。

类似地，在内燃发动机中，曲轴的轴转动以驱动发动机气缸内的活塞。当气缸内容积减小而其内压力增加时(即，在压缩周期期间)，曲轴可经受一个负的总齿槽效应转矩。相反，当其内容积增加而压力降低时，曲轴可经受一个正的总齿槽效应转矩。如果实际上未发生燃烧(例如，发动机启动时，一个或多个汽缸被停用时等等)，则齿槽效应转矩可能尤其显著。

发明内容

本部分只是提供本发明内容的概述，而不是覆盖本发明全部发明构思或所有技术特征的完全广泛的披露。

公开了一种改进转轴转动的装置。该转轴具有作用于其本身第一方向上的周期性的齿槽效应转矩。该装置包括一个邻近转轴的支撑件，该转轴可操作地相对于支撑件转动。该装置还包括第一齿槽效应消除部件和第二齿槽效应消除部件，后者与转轴相连接以随其转动。该装置还包括一凸轮表面，其位于前述第一和第二部件其中之一之上。此外，该装置具有连接到所述第一和第二部件的另一个上的对接构件。所述对接构件可操作地对接抵靠在凸轮表面上以在与所述第一方向相反的第二方向上向转轴施加一个齿槽效应消除转矩，以至少部分地抵消掉齿槽效应转矩。

本发明还公开了一种改进转轴绕其轴线转动的装置。该转轴具有作用于其本身第一方向上的周期性的齿槽效应转矩。该装置具有一个与转轴相连接以随其转动的第一支承件，和一个与第一支承件相邻近的第二支承件。第一支承件可操作地相对于第二支承件转动。多个第一磁性构件与所述第一和第二支承件之一相连接，且多个第一磁性构件包括至少一个设置在距轴线第一径向间距的内磁性构件和至少一个设置在距轴线第二径向间距的外磁性构件。该装置还包括一与所述第一和第二支承件的另一个相连接的第二磁性构件。第二磁性构件设置在距轴线第三径向间距的位置，该间距要大于第一径向间距且小于第二径向间距。第二磁性构件可操作地与所述至少一个内磁性构件和至少一个外磁性构件发生磁性相互作用，从而在与所述第一方向相反的第二方向上向转轴施加一个齿槽效应消除转矩，以至少部分地抵消掉齿槽效应转矩。

此外，本发明进一步公开了一种改进转轴绕其轴线转动的装置。该转轴具有作用于其本身第一方向上的周期性的齿槽效应转矩。该装置包括一个与转轴相连接以随其转动的第一支承件，和一个与第一支承件相邻近的第二支承件。第一支承件可操作地相对于第二支承件转动。该装置还包括一个与所述第一和第二支承件之一相连接的第一磁性构件，以及一个与第一和第二支承件的另一个相连接的第二磁性构件。第二磁性构件可操作地与第一磁性构件进行磁性相互作用，从而在与所述第一方向相反的第二方向上向转轴施加一个齿槽效应消除转矩，以至少部分地抵消掉齿槽效应转矩。再有，该装置包括可控制并改变施加于转轴上的齿槽效应消除转矩的量值的控制器。