一种有刷电机的制作方法

1.本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种有刷电机。


背景技术：

2.有刷电机是内含电刷装置的将电能转换成机械能或将机械能转换成电能的旋转电机，有刷电机是所有电机的基础，它具有启动快、制动及时、可在大范围内平滑地调速、控制电路相对简单等特点，有刷电机由于其良好的性能被广泛应用于日常生活中，但现有的有刷电机的高度较大，导致较多应用有刷电机的产品的高度较大，不易进行工业设计，不便于广泛应用于小家电中。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种有刷电机，能够有效减少有刷电机的高度。
4.本发明实施例提供一种有刷电机，包括电机壳体、转轴、整流子、碳刷和转子铁芯，所述电机壳体用作支撑；所述转轴穿设于所述电机壳体；所述整流子位于所述电机壳体内部并套设于所述转轴；所述碳刷位于所述电机壳体内部并与所述整流子压触；所述转子铁芯位于所述电机壳体内部并套设于所述转轴，所述转子铁芯上饶有转子绕组，所述转轴与所述转子绕组的端部之间的距离大于所述转轴与所述碳刷之间的距离，所述转轴与所述转子绕组的端部之间的距离大于所述转轴与所述整流子之间的距离。
5.根据本发明提供的有刷电机，至少具有如下有益效果：有刷电机包括电机壳体、转轴、整流子、碳刷和转子铁芯，转子绕组的端部一般会从转子铁芯的一侧凸出，因此转子绕组的端部和转轴之间会形成一个内腔，通过将转轴与转子绕组的端部之间的距离设置成大于转轴与碳刷之间的距离，以及将转轴与转子绕组的端部之间的距离设置成大于转轴与整流子之间的距离，从而使得内腔可以部分容纳整流子和碳刷或者可以完全容纳整流子和碳刷，相当于可以将整流子和碳刷的部分或者全部沉入转子绕组的内部，各部件之间结构更加紧凑，便于灵活设计整流子的位置，有效地降低有刷电机的整体高度，方便小家电工业设计。
6.根据本发明的一些实施例，所述转子铁芯套设于所述整流子，所述整流子包括第一端和第二端，所述转子铁芯包括第一侧和第二侧，所述第一端位于所述第一侧并与所述碳刷压触，所述转子绕组设置有位于所述第二侧的绕组引出线，所述第二端位于所述第二侧并与所述绕组引出线电连接。通过将转子铁芯套设于整流子，增大有刷电机的直径，使得整流子和碳刷全部沉入转子绕组，整流子两端分别位于转子铁芯的两侧，第一端与碳刷压触，第二端与绕组引出线电连接，能够有效地减少有刷电机的高度，解决有刷电机径高比太小的问题。
7.根据本发明的一些实施例，所述整流子包括绝缘体和多个沿所述绝缘体外壁纵向设置的金属导体，多个所述金属导体绕所述绝缘体的周向间隔设置。整流子包括绝缘体和
多个金属导体，多个金属导体围绕绝缘体的外侧周向间隔设置，每个金属导体均匀分布地穿过转子铁芯中部的通孔，通过碳刷与多个金属导体压触，保证有刷电机持续输出旋转力。
8.根据本发明的一些实施例，所述金属导体包括第一导体部和第二导体部，所述第二导体部位于所述第二端，相邻两个所述第二导体部之间的间隔大于相邻两个所述第一导体部之间的间隔。第二导体部位于第二端，用于与转子绕组电连接，通过令相邻两个第二导体部之间的间隔大于相邻两个第一导体部之间的间隔，保证相邻两个第二导体部之间具有合适的间隔大小，方便绕组引出线缠绕于第二导体部。
9.根据本发明的一些实施例，所述整流子包括位于所述第一端的多个间隔设置的换向片和位于所述第二端的多个间隔设置的第三导体部，所述换向片沿所述整流子的径向延伸设置且垂直于所述转轴，相邻两个所述换向片之间形成绝缘槽。整流子包括换向片和第三导体部，第三导体部位于第二端，用于与转子绕组电连接，方便绕组引出线缠绕于第三导体部，换向片位于第一端，沿整流子的径向延伸设置且垂直于转轴，换向片为片状结构，相邻两个换向片等间隔形成平行于转轴的绝缘槽，通过采用片状的平面整流子结构，大大减少整流子在轴向方向上的占有空间，减少有刷电机的结构高度，使得有刷电机更薄，拓宽了有刷电机的应用范围。
10.根据本发明的一些实施例，所述电机壳体的内壁周向设置有磁性部件，所述磁性部件沿所述转子铁芯的外侧径向设有空隙。通过在电机壳体的内壁周向设置磁性部件，磁性部件的位置相对，当碳刷压触整流子产生电流，形成电磁回路，与磁性部件产生作用，以使得有刷电机产生旋转力。
11.根据本发明的一些实施例，还包括电机盖板，所述电机盖板盖合在所述电机壳体上，所述转轴的两侧分别套设有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承设置于所述电机盖板，所述第二轴承设置于所述电机壳体。通过设置第一轴承和第二轴承，使得转轴的两侧分别旋转固定于电机盖板和电机壳体，能够有效地承载转轴转动，使有刷电机可以处于平稳旋转的工作状态。
12.根据本发明的一些实施例，还包括碳刷支架，所述碳刷支架设置于所述电机壳体上，所述碳刷设置于所述碳刷支架。通过将碳刷支架设置于电机壳体上，电机盖板盖合在电机壳体上，碳刷支架内径向安装碳刷，以使得碳刷与整流子的第一端压触，装配简单方便。
13.根据本发明的一些实施例，所述整流子和所述转子铁芯之间还设置有绝缘套件。通过在整流子的外侧套设绝缘套件，绝缘套件与转子铁芯的内侧连接，能够有效地降低损耗和控制温度，且安装方便，有利于简化转子铁芯的绝缘工艺。
14.根据本发明的一些实施例，所述转子铁芯沿周向间隔设置有多个供所述转子绕组缠绕的齿块。通过沿转子铁芯周向等间隔设置多个齿块，可以使得转子绕组的一个或多个转子线圈缠绕于齿块中，以形成电磁回路。
15.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
16.本发明的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1为本发明实施例的有刷电机的结构示意图；
18.图2为本发明的一些实施例的有刷电机的分解示意图；
19.图3为本发明的一些实施例的有刷电机的部件结构的平面示意图；
20.图4为本发明的一些实施例的整流子的结构示意图；
21.图5为本发明的一些实施例的有刷电机的结构示意图。
22.附图标记：
23.有刷电机100；转轴110；整流子120；第一端121；第二端122；碳刷130；转子铁芯140；齿块141；凹槽142；转子绕组150；绕组引出线151；绝缘体160；金属导体170；第一导体部171；第二导体部172；换向片180；第三导体部190；绝缘槽200；磁性部件210；第一轴承220；第二轴承230；绝缘套件240；电机盖板250；电机壳体260；内腔270；第一侧280；第二侧290。
具体实施方式
24.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
27.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
28.现有的有刷电机的结构通常将转子铁芯、绕组引出线与整流子、碳刷等部件均设置于有刷电机的同一侧，使得有刷电机的高度较大，造成径高比较小，不便于安装在小家电中，造成不易工业设计等问题。
29.本发明提出一种有刷电机，能够有效减少有刷电机的高度，降低产品重心。
30.下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
31.参照图1和图2，本发明实施例提供一种有刷电机100，包括转轴110、整流子120、碳刷130、转子铁芯140和电机壳体260，电机壳体260用作支撑；转轴110穿设于电机壳体260；整流子120位于电机壳体260内部并套设于转轴110；碳刷130位于电机壳体260内部并与整流子120压触；转子铁芯140位于电机壳体260内部并套设于转轴110，转子铁芯140上饶有转子绕组150，转轴110与转子绕组150的端部之间的距离大于转轴110与碳刷130之间的距离，转轴110与转子绕组150的端部之间的距离大于转轴110与整流子120之间的距离。
32.由于转子绕组150的端部一般会从转子铁芯140的一侧凸出，因此转子绕组150的
端部和转轴110之间会形成一个内腔270，在本实施例的有刷电机100中，通过将转轴110与转子绕组150的端部之间的距离设置成大于转轴110与碳刷130之间的距离，以及将转轴110与转子绕组150的端部之间的距离设置成大于转轴110与整流子120之间的距离，从而使得内腔270可以部分容纳整流子120和碳刷130或者可以完全容纳整流子120和碳刷130，相当于可以将整流子120和碳刷130的部分或者全部沉入转子绕组150的内部，各部件之间结构更加紧凑，便于灵活设计整流子120的位置，有效地降低有刷电机100的整体高度，方便小家电工业设计。
33.如图1至图3所示，根据本发明的一些实施例，转子铁芯140套设于整流子120，整流子120包括第一端121和第二端122，转子铁芯140包括第一侧280和第二侧290，第一端121位于第一侧280并与碳刷130压触，转子绕组150设置有位于第二侧290的绕组引出线151，第二端122位于第二侧290并与绕组引出线151电连接。通过将转子铁芯140套设于整流子120，增大有刷电机100的直径，使得整流子120和碳刷130全部沉入转子绕组150，整流子120两端分别位于转子铁芯140的两侧，第一端121与碳刷130压触，第二端122与绕组引出线151电连接，能够有效地减少有刷电机100的高度，解决有刷电机100径高比太小的问题。
34.区别于现有技术中的有刷电机100将各个转子部件均设置于有刷电机100的轴向一侧，本发明实施例通过令有刷电机100的直径放大，将整流子120下沉到转子铁芯140中，穿设于转子铁芯140的中部通孔，整流子两端分别与碳刷130接触和导通绕组引出线151，各个部件之间连接紧凑，大大减少有刷电机100的结构高度，应用范围更广。
35.同时由于将转轴110与转子绕组150的端部之间的距离设置成大于转轴110与碳刷130之间的距离，以及将转轴110与转子绕组150的端部之间的距离设置成大于转轴110与整流子120之间的距离，从而使得内腔270可以完全容纳整流子120和碳刷130，相当于可以将整流子120和碳刷130全部沉入转子绕组150的内部，各部件之间结构更加紧凑，进一步降低有刷电机100的高度。
36.区别于上述将整流子120的第二端122位于转子铁芯140的第二侧290的实施例，即把整流子120和碳刷130全部沉入转子绕组150的内部，本发明的另一实施例还可以将整流子120的第二端122设置于转子铁芯140的第一侧280，即可以把整流子120和碳刷130的部分沉入转子绕组150的内部，其余部分伸出转子绕组150之外，通过第二端122导通转子绕组150，碳刷130压触第一端121，以实现有刷电机100的驱动。
37.如图2所示，根据本发明的一些实施例，整流子120包括绝缘体160和多个沿绝缘体160外壁纵向设置的金属导体170，多个金属导体170绕绝缘体160的周向间隔设置。整流子120包括绝缘体160和多个金属导体170，多个金属导体170围绕绝缘体160的外侧周向间隔设置，每个金属导体170均匀分布地穿过转子铁芯140中部的通孔，通过碳刷130与多个金属导体170压触，保证有刷电机100持续输出旋转力。
38.根据本发明的一些实施例，金属导体170包括第一导体部171和第二导体部172，第二导体部172位于第二端122，相邻两个第二导体部172之间的间隔大于相邻两个第一导体部171之间的间隔。第二导体部172位于第二端122，用于与转子绕组150电连接，通过令相邻两个第二导体部172之间的间隔大于相邻两个第一导体部171之间的间隔，保证相邻两个第二导体部172之间具有合适的间隔大小，方便绕组引出线151缠绕于第二导体部172。
39.如图4和图5所示，区别于图2所示的整流子120，本发明的另一实施例提供一种平
面整流子120，整流子120包括位于第一端121的多个间隔设置的换向片180和位于第二端122的多个间隔设置的第三导体部190，换向片180沿整流子120的径向延伸设置且垂直于转轴110，相邻两个换向片180之间形成绝缘槽200。整流子120包括换向片180和第三导体部190，第三导体部190位于第二端122，用于与转子绕组150电连接，方便绕组引出线151缠绕于第三导体部190，换向片180位于第一端121，沿整流子120的径向延伸设置且垂直于转轴110，换向片180为片状结构，相邻两个换向片180等间隔形成平行于转轴110的绝缘槽200，通过采用片状的平面整流子120结构，大大减少整流子120在轴向方向上的占有空间，减少有刷电机100的结构高度，使得有刷电机100更薄，拓宽了有刷电机100的应用范围。
40.需要说明的是，本发明一些实施例的金属导体170和换向片180主要由铜制成，除此之外还可以选择其它金属材质，本发明实施例不作具体限制。
41.如图1和图2所示，根据本发明的一些实施例，电机壳体260的内壁周向设置有磁性部件210，磁性部件210沿转子铁芯140的外侧径向设有空隙。通过在电机壳体260的内壁周向设置磁性部件210，磁性部件210的位置相对，当碳刷130压触整流子120产生电流，形成电磁回路，与磁性部件210产生作用，以使得有刷电机100产生旋转力。需要说明的是，磁性部件210选用永磁材料，具体的种类可以为永磁铁氧体、铝镍钴永磁合金或铁铬钴永磁合金等，本发明实施例不作具体限制。
42.如图1和图2所示，根据本发明的一些实施例，还包括电机盖板250，电机盖板250盖合在电机壳体260上，转轴110的两侧分别套设有第一轴承220和第二轴承230，第一轴承220设置于电机盖板250，第二轴承230设置于电机壳体260。通过设置第一轴承220和第二轴承230，使得转轴110的两侧分别旋转固定于电机盖板250和电机壳体260，能够有效地承载转轴110转动，使有刷电机100可以处于平稳旋转的工作状态。需要说明的是，第一轴承220和第二轴承230可以选择滚动轴承、滑动轴承或含油轴承，本发明实施例不作具体限制。
43.根据本发明的一些实施例，还包括碳刷支架(图中未示出)，碳刷支架设置于电机壳体260上，碳刷130设置于碳刷支架。通过将碳刷支架设置于电机壳体260上，电机盖板250盖合在电机壳体260上，碳刷支架内径向安装有碳刷130，以使得碳刷130与整流子120的第一端121压触，装配简单方便。
44.根据本发明的一些实施例，整流子120和转子铁芯140之间还设置有绝缘套件240。通过在整流子120的外侧套设绝缘套件240，绝缘套件240与转子铁芯140的内侧连接，能够有效地降低损耗和控制温度，且安装方便，有利于简化转子铁芯140的绝缘工艺。
45.需要说明的是，本发明一些实施例的绝缘套件240和绝缘体160可以采用塑料、橡胶、电木材料等绝缘材质制成，本发明实施例不作具体限制。
46.具体地，转轴110、整流子120、转子铁芯140和绝缘套件240均为圆柱形，整流子120中部设置的通孔与转轴110的形状适配，有效节省制造原材料，装配的时候将整流子120套设于转轴110外，绝缘套件240轴向套设在整流子120外侧，再装上转子铁芯140，装配简单方便，各部件互相适配，连接紧密。
47.如图1或图5所示，根据本发明的一些实施例，转子铁芯140沿周向间隔设置有多个供转子绕组150缠绕的齿块141。通过沿转子铁芯140周向等间隔设置多个齿块141，可以使得转子绕组150的一个或多个转子线圈缠绕于齿块141中，以形成电磁回路。
48.进一步地，如图2所示，多个齿块141之间形成多个相同的凹槽142，凹槽142具有一
定间隙以嵌置转子绕组150，需要说明的是，本发明实施例的转子铁芯140的凹槽142数量可以是八个、十个、十四个或十六个等，本发明实施例不作具体限制。
49.具体地，通过在电机盖板250固定有碳刷支架，碳刷支架内径向布置有碳刷130，碳刷130与整流子120的第一端121压触，电源通过压触，将电流供给与整流子120连接的一组转子绕组150，转子绕组150的绕组引出线151与整流子120的第二端122导通相连，产生电磁场与固定于电机壳体260上的磁性部件210产生力的作用，进而驱动转子铁芯140转动，转动一定角度后换向又与第二组转子绕组150导通，不断驱动转子铁芯140转动，持续产生旋转力。
50.需要说明的是，碳刷支架还可以设置在其它位置，如设置在电机壳体260上，本发明实施例不作具体限制。
51.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下，作出各种变化。