換向器、轉子和電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電機及其中的轉子和換向器。
【背景技術】
[0002]如圖7和圖8所示，在電機工作時因換向器與碳刷會產生火花信號而導致EMI(Electromagnetic Interference，電磁干擾)發生，為了抑制或消除EMI，目前通常的做法是在電機中、換向器外圍設置能夠吸收EMI的材料制成的結構，但是，這加重了電機的重量，不利于電機的輕型化，同時該EMI抑制結構以及為了裝設該結構而需要的配套安裝結構，使得電機結構更加復雜，相應加工工藝復雜，制造成本高。
【發明內容】
[0003]為解決現有換向器結構使得為泄放EMI而需要在電機中額外增加EMI吸收結構導致電機重量加重、結構復雜的技術問題，或者，僅有該額外增加的EMI吸收結構，吸收效果欠佳的技術問題，本發明提出一種換向器。
[0004]所述換向器包括處于內圈的導體層、環設于所述導體層徑向外圍的絕緣層和環設于所述絕緣層徑向外圍的換向片層，所述換向片層包括若干換向片，所述絕緣層軸心線處設有機軸安裝孔，所述導體層和所述換向片層通過所述絕緣層相互絕緣隔離。
[0005]采用此技術方案，換向器的三層結構形成一個正對面積大、板件間距小的電容器，從而具備較大的電容，具備對EMI的較強的吸收能力，從而為無需在換向器外額外增設EMI吸收結構提供了可能。
[0006]作為上述換向器的第一種改進，所述絕緣層的徑向厚度為0.8-2毫米，優選I毫米。
[0007]采用上述技術方案，不致因絕緣層厚度太厚而使電容過小導致對EMI信號的吸收能力弱，又不致因絕緣層太薄而對制造工藝或組成材質提出過高要求。厚度選為Imm時，可以兼顧電容大小和工藝/材質要求。
[0008]作為上述換向器的第三種改進，所述導體層和所述絕緣層之間的接觸面形成凹凸配合，和/或，所述絕緣層和所述換向片層之間的接觸面形成凹凸配合。
[0009]采用此技術方案，結構簡單，咬合程度高。
[0010]作為上述換向器的進一步改進，所述換向片或所述導體層導電接地。
[0011]采用此技術方案，能將換向器所含的電容器上吸收的EMI能量對地泄放，減弱或消除電機EMI。
[0012]為解決現有轉子結構使得為泄放EMI而需要在電機中額外增加EMI吸收結構導致電機重量加重、結構復雜的技術問題，或者，僅有該額外增加的EMI吸收結構，吸收效果欠佳的技術問題，本發明提出一種轉子。
[0013]所述轉子包括電機軸和上述換向器，所述換向器通過所述機軸安裝孔安裝于所述電機軸上。
[0014]當所述電機軸為導體材質，所述導體層與所述電機軸導電接觸，作為第一種改進，所述導體層或所述電機軸直接導電接地;或者，作為第二種改進，所述導體層與所述電機軸導電接觸并通過該電機軸而間接導電接地。
[0015]采用上述第二種改進，利用呈細長桿狀的電機軸，等同于將換向器導體層延伸至電機端部甚至外部，方便地進行接地，且不對其他結構產生任何影響。
[0016]當電機軸為絕緣材質，該電機軸開設有通孔，由所述導體層引出的導體件穿過所述通孔后導電接地。
[0017]采用此技術方案，利用呈細長桿狀的電機軸，利用導體件方便地將換向器導體層引導至接地，且除了需要利用簡單的工藝對電機軸開設一個通孔外，不對其他結構產生任何影響。
[0018]為解決現有電機結構使得為泄放EMI而需要在電機中額外增加EMI吸收結構導致電機重量加重、結構復雜的技術問題，或者，僅有該額外增加的EMI吸收結構，吸收效果欠佳的技術問題，本發明提出一種電機。
[0019 ]所述電機包括機殼和上述換向器，所述機殼環繞于所述換向器外圍。
[0020]作為上述電機的第一種改進，所述機殼為導體材質，所述導體層與所述機殼導電連接，所述導體層或所述機殼直接導電接地。
[0021]作為上述電機的第二種改進，所述導體層通過所述機殼而間接導電接地。
[0022]采用此技術方案，利用呈細長桿狀的電機軸，等同于將換向器導體層延伸至電機端部，再通過現成的接地的機殼，將換向器導體層導電接地，實現方式簡單，且對其他結構不產生任何影響。
[0023]所述電機還包括電機軸，當所述機殼和所述電機軸均為導體材質，所述電機軸分別與所述導體層和所述機殼導電接觸，作為第一種改進，所述電機軸、所述導體層或所述機殼直接導電接地;或者，作為第二種改進，所述導體層通過所述電機軸或所述機殼而間接導電接地。當所述機殼為導體材質，所述電機軸為絕緣材質且該電機軸開設有通孔，由所述導體層引出的導體件穿過所述通孔后與所述機殼導電連接并通過該機殼間接導電接地。
[0024]采用本發明的技術方案，換向器的三層結構形成一個正對面積大、板件間距小的電容器，從而具備較大的電容，具備對EMI的較強的吸收能力，從而為無需在換向器外額外增設EMI吸收結構提供了可能。再通過將導體層直接導電接地，或者通過電機軸導電接地，或者依次通過電機軸和機殼導電接地，將EMI泄放，且利用原有的部件和結構，無需或僅需極小結構上的改動，即可實現EMI的順利泄放。于是，原有的額外增設的EMI吸收結構已無必要，省去后，即可減輕電機的重量，結構和制造工藝也相應簡化。當然，為了將EMI吸收得更為徹底，在采用本發明的結構的同時，全部或部分保留原有的額外增設的EMI吸收結構，亦為可行。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明換向器實施例的平面視圖；
[0026]圖2為本發明轉子實施例結構的立體視圖；
[0027]圖3為本發明電機實施例結構的立體視圖；
[0028]圖4所示為另一實施例結構的換向器的剖視示意圖；
[0029]圖5所示為再一實施例結構的換向器的剖視示意圖；
[0030]圖6所示為又一實施例結構的換向器的剖視示意圖；
[0031 ]圖7為現有電機一實施例的立體視圖；
[0032]圖8為圖7所示電機中換向器結構的立體視圖。
【具體實施方式】
[0033]作為本發明換向器的實施例，如圖1所示，本實施例的換向器I包括處于內圈的導體層11、環設于導體層11徑向外圍的絕緣層12和環設于絕緣層徑向外圍的換向片層13。優選地，導體層11為圓柱狀，導體層11中央設有電機轉軸安裝孔10，導體層11和換向片層13通過絕緣層12相互絕緣隔離。換向片層13包括多個換向片13a。換向片層13可采用銅質材料，絕緣層12可采用樹脂材料，導體層11則可為銅材質、鋁材質或其他金屬材質。換向器I通過轉軸安裝孔10安裝在電機的電機軸上。導體層11和同為導體材質的換向片層13之間通過絕緣層12隔離，從而形成一個電容器，電容器的電容大小除了絕緣材質的介電常數外，還直接正比于絕緣層12兩側分別作為極板的導體層11和換向片層13正對的面積、反比于導體層11和換向片層13之間的板間距離。導體層11的增設，不僅使絕緣層12兩側的導體有較大的正對面積，又使它們之間有較小的板間距離，從而能夠提供較大的電容。
[0034]將本實施例的換向器I安裝于電機的電機軸2上后，如圖2、3所示，將換向器I的導體層11或換向片層13直接或間接導電接地，電機工作時產生的EMI即被具有較大電容的上述電容器吸收，并通過地線釋放，從而極大的減弱或消除EMI導致的不良影響。所謂直接導電接地，即不通過電機的或與電機相關的其他導體結構而導電接地，所謂間接導電接地，即通過電機的或與電機相關的其他導體結構而導電接地。由于換向片層13主要由多個分隔的換向片13a組成，將換向片層13接地難度和復雜度較高，因此，優選采用將導體層11直接或間接導電接地。
[0035]理想情況下，單純從電容角度考慮，絕緣層12各處的徑向厚度(壁厚)相同且內壁離軸線的徑向距離相同，以在各處都形成相同的電容值，保障各處形成的電容對EMI的吸收能力相同。不過，需要兼顧工藝實現難度以及絕緣層12分別與導體層11和換向片層13的裝配、緊固的需要，絕緣層12的各處壁厚不會完全一致。
[0036]優選的，絕緣層12的徑向厚度為0.8-2mm，若太厚，導體層11和換向片層13之間形成的電容過小，難以吸收EMI，若太薄，制造工藝難以滿足如此高的要求。其中，效果最佳的宜為1mm，既能獲得較大的板間電容(對于同型號換向器的實際檢測發現，此時電容值可達5pf-40nf)，又不至于對制造工藝提出過高要求。
[0037]如圖1、2所示，導體層11和絕緣層12、絕緣層12和換向片層13之間可以采用多種方式緊固連接，譬如壓合、粘合、咬合等等。在本實施例中，導體層11和絕緣層12之間的接觸面、絕緣層12和換向片層13之間的接觸面均分別形成凹凸配合14，凹凸配合的目的在于通過加強相連接的雙方接觸面之間的咬合力或摩擦力，從而增強雙方結合緊固度。當然，兩對接觸面中之一或兩者全部可采用其他連接方式。
[0038]作為本發明轉子的實施例，如圖2所示，本實施例的轉子100，包括電機軸2和上述實施例的換向器I，換向器I通過機軸安裝孔10安裝于電機軸2上。電機軸2和換向器I可以采用多