换向器、转子和电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机及其中的转子和换向器。
【背景技术】
[0002]如图7和图8所示，在电机工作时因换向器与碳刷会产生火花信号而导致EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)发生，为了抑制或消除EMI，目前通常的做法是在电机中、换向器外围设置能够吸收EMI的材料制成的结构，但是，这加重了电机的重量，不利于电机的轻型化，同时该EMI抑制结构以及为了装设该结构而需要的配套安装结构，使得电机结构更加复杂，相应加工工艺复杂，制造成本高。
【发明内容】
[0003]为解决现有换向器结构使得为泄放EMI而需要在电机中额外增加EMI吸收结构导致电机重量加重、结构复杂的技术问题，或者，仅有该额外增加的EMI吸收结构，吸收效果欠佳的技术问题，本发明提出一种换向器。
[0004]所述换向器包括处于内圈的导体层、环设于所述导体层径向外围的绝缘层和环设于所述绝缘层径向外围的换向片层，所述换向片层包括若干换向片，所述绝缘层轴心线处设有机轴安装孔，所述导体层和所述换向片层通过所述绝缘层相互绝缘隔离。
[0005]采用此技术方案，换向器的三层结构形成一个正对面积大、板件间距小的电容器，从而具备较大的电容，具备对EMI的较强的吸收能力，从而为无需在换向器外额外增设EMI吸收结构提供了可能。
[0006]作为上述换向器的第一种改进，所述绝缘层的径向厚度为0.8-2毫米，优选I毫米。
[0007]采用上述技术方案，不致因绝缘层厚度太厚而使电容过小导致对EMI信号的吸收能力弱，又不致因绝缘层太薄而对制造工艺或组成材质提出过高要求。厚度选为Imm时，可以兼顾电容大小和工艺/材质要求。
[0008]作为上述换向器的第三种改进，所述导体层和所述绝缘层之间的接触面形成凹凸配合，和/或，所述绝缘层和所述换向片层之间的接触面形成凹凸配合。
[0009]采用此技术方案，结构简单，咬合程度高。
[0010]作为上述换向器的进一步改进，所述换向片或所述导体层导电接地。
[0011]采用此技术方案，能将换向器所含的电容器上吸收的EMI能量对地泄放，减弱或消除电机EMI。
[0012]为解决现有转子结构使得为泄放EMI而需要在电机中额外增加EMI吸收结构导致电机重量加重、结构复杂的技术问题，或者，仅有该额外增加的EMI吸收结构，吸收效果欠佳的技术问题，本发明提出一种转子。
[0013]所述转子包括电机轴和上述换向器，所述换向器通过所述机轴安装孔安装于所述电机轴上。
[0014]当所述电机轴为导体材质，所述导体层与所述电机轴导电接触，作为第一种改进，所述导体层或所述电机轴直接导电接地;或者，作为第二种改进，所述导体层与所述电机轴导电接触并通过该电机轴而间接导电接地。
[0015]采用上述第二种改进，利用呈细长杆状的电机轴，等同于将换向器导体层延伸至电机端部甚至外部，方便地进行接地，且不对其他结构产生任何影响。
[0016]当电机轴为绝缘材质，该电机轴开设有通孔，由所述导体层引出的导体件穿过所述通孔后导电接地。
[0017]采用此技术方案，利用呈细长杆状的电机轴，利用导体件方便地将换向器导体层引导至接地，且除了需要利用简单的工艺对电机轴开设一个通孔外，不对其他结构产生任何影响。
[0018]为解决现有电机结构使得为泄放EMI而需要在电机中额外增加EMI吸收结构导致电机重量加重、结构复杂的技术问题，或者，仅有该额外增加的EMI吸收结构，吸收效果欠佳的技术问题，本发明提出一种电机。
[0019 ]所述电机包括机壳和上述换向器，所述机壳环绕于所述换向器外围。
[0020]作为上述电机的第一种改进，所述机壳为导体材质，所述导体层与所述机壳导电连接，所述导体层或所述机壳直接导电接地。
[0021]作为上述电机的第二种改进，所述导体层通过所述机壳而间接导电接地。
[0022]采用此技术方案，利用呈细长杆状的电机轴，等同于将换向器导体层延伸至电机端部，再通过现成的接地的机壳，将换向器导体层导电接地，实现方式简单，且对其他结构不产生任何影响。
[0023]所述电机还包括电机轴，当所述机壳和所述电机轴均为导体材质，所述电机轴分别与所述导体层和所述机壳导电接触，作为第一种改进，所述电机轴、所述导体层或所述机壳直接导电接地;或者，作为第二种改进，所述导体层通过所述电机轴或所述机壳而间接导电接地。当所述机壳为导体材质，所述电机轴为绝缘材质且该电机轴开设有通孔，由所述导体层引出的导体件穿过所述通孔后与所述机壳导电连接并通过该机壳间接导电接地。
[0024]采用本发明的技术方案，换向器的三层结构形成一个正对面积大、板件间距小的电容器，从而具备较大的电容，具备对EMI的较强的吸收能力，从而为无需在换向器外额外增设EMI吸收结构提供了可能。再通过将导体层直接导电接地，或者通过电机轴导电接地，或者依次通过电机轴和机壳导电接地，将EMI泄放，且利用原有的部件和结构，无需或仅需极小结构上的改动，即可实现EMI的顺利泄放。于是，原有的额外增设的EMI吸收结构已无必要，省去后，即可减轻电机的重量，结构和制造工艺也相应简化。当然，为了将EMI吸收得更为彻底，在采用本发明的结构的同时，全部或部分保留原有的额外增设的EMI吸收结构，亦为可行。
【附图说明】
[0025]图1为本发明换向器实施例的平面视图；
[0026]图2为本发明转子实施例结构的立体视图；
[0027]图3为本发明电机实施例结构的立体视图；
[0028]图4所示为另一实施例结构的换向器的剖视示意图；
[0029]图5所示为再一实施例结构的换向器的剖视示意图；
[0030]图6所示为又一实施例结构的换向器的剖视示意图；
[0031 ]图7为现有电机一实施例的立体视图；
[0032]图8为图7所示电机中换向器结构的立体视图。
【具体实施方式】
[0033]作为本发明换向器的实施例，如图1所示，本实施例的换向器I包括处于内圈的导体层11、环设于导体层11径向外围的绝缘层12和环设于绝缘层径向外围的换向片层13。优选地，导体层11为圆柱状，导体层11中央设有电机转轴安装孔10，导体层11和换向片层13通过绝缘层12相互绝缘隔离。换向片层13包括多个换向片13a。换向片层13可采用铜质材料，绝缘层12可采用树脂材料，导体层11则可为铜材质、铝材质或其他金属材质。换向器I通过转轴安装孔10安装在电机的电机轴上。导体层11和同为导体材质的换向片层13之间通过绝缘层12隔离，从而形成一个电容器，电容器的电容大小除了绝缘材质的介电常数外，还直接正比于绝缘层12两侧分别作为极板的导体层11和换向片层13正对的面积、反比于导体层11和换向片层13之间的板间距离。导体层11的增设，不仅使绝缘层12两侧的导体有较大的正对面积，又使它们之间有较小的板间距离，从而能够提供较大的电容。
[0034]将本实施例的换向器I安装于电机的电机轴2上后，如图2、3所示，将换向器I的导体层11或换向片层13直接或间接导电接地，电机工作时产生的EMI即被具有较大电容的上述电容器吸收，并通过地线释放，从而极大的减弱或消除EMI导致的不良影响。所谓直接导电接地，即不通过电机的或与电机相关的其他导体结构而导电接地，所谓间接导电接地，即通过电机的或与电机相关的其他导体结构而导电接地。由于换向片层13主要由多个分隔的换向片13a组成，将换向片层13接地难度和复杂度较高，因此，优选采用将导体层11直接或间接导电接地。
[0035]理想情况下，单纯从电容角度考虑，绝缘层12各处的径向厚度(壁厚)相同且内壁离轴线的径向距离相同，以在各处都形成相同的电容值，保障各处形成的电容对EMI的吸收能力相同。不过，需要兼顾工艺实现难度以及绝缘层12分别与导体层11和换向片层13的装配、紧固的需要，绝缘层12的各处壁厚不会完全一致。
[0036]优选的，绝缘层12的径向厚度为0.8-2mm，若太厚，导体层11和换向片层13之间形成的电容过小，难以吸收EMI，若太薄，制造工艺难以满足如此高的要求。其中，效果最佳的宜为1mm，既能获得较大的板间电容(对于同型号换向器的实际检测发现，此时电容值可达5pf-40nf)，又不至于对制造工艺提出过高要求。
[0037]如图1、2所示，导体层11和绝缘层12、绝缘层12和换向片层13之间可以采用多种方式紧固连接，譬如压合、粘合、咬合等等。在本实施例中，导体层11和绝缘层12之间的接触面、绝缘层12和换向片层13之间的接触面均分别形成凹凸配合14，凹凸配合的目的在于通过加强相连接的双方接触面之间的咬合力或摩擦力，从而增强双方结合紧固度。当然，两对接触面中之一或两者全部可采用其他连接方式。
[0038]作为本发明转子的实施例，如图2所示，本实施例的转子100，包括电机轴2和上述实施例的换向器I，换向器I通过机轴安装孔10安装于电机轴2上。电机轴2和换向器I可以采用多