CN112467919A - 电机及其端盖组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机技术领域，公开了一种电机端盖组件，包括端盖，固定在端盖上的电容、以及串联的电刷、电感和电源端子，电容包括主体部，主体部包括两个电极、以及位于两个电极之间的介质，电容邻近所述磁芯的一端部布置，所述电容的主体部至少部分与所述磁芯的纵向延长部分交叠，所述第一、第二连接端子的至少一部分与所述电容共同形成与所述电感的电流流向一致的带开口的曲线或者折线结构，且所述主体部或所述带开口的曲线或者折线结构所在的平面面向所述磁芯的所述端部。本发明的端盖组件可有效抑制电磁干扰。本发明还公开了包括所述端盖组件的电机。

Description

电机及其端盖组件

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种有刷电机的端盖组件及具有该端盖组件的有刷电机。

背景技术

常见的有刷电机的端盖组件包括端盖、以及安装在端盖上的电刷和电源端子。电源端子用于与外部的电源连接。电刷用于与换向器配合以变换转子电枢的电流方向。为提高电机的电磁屏蔽效果，电机的端盖上通常还设有电感和电容，电感布置在电刷与电源端子之间，电刷通过电感与电源端子连接。现有电机的电容通常设置在电源端子背离电感的一侧，即电感和电容分别布置在电源端子的两侧，且电容的一端与电源端子连接，电容的另一端接地。由于电感和电容分别连接电源端子的两侧，电感与电容之间的连接线较长，包括电感引脚、电源端子和电容引脚。然而，较长的连接线会产生较大的等效串联电感，进而导致电机在高频范围内，例如在30MHz-1GHz范围内不能有效地抑制电磁干扰。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种可以解决上述问题或者至少在一定程度上解决上述问题的端盖组件及具有该端盖组件的电机。

为此，本发明一方面提供一种电机端盖组件，包括端盖，固定在端盖上的电容、以及串联的电刷、带有磁芯的电感和电源端子，所述电容包括主体部，所述主体部包括两个电极、以及位于所述两个电极之间的介质，所述两个电极的其中之一经由一第一连接端子与所述电感电连接，所述两个电极的其中之另一经由一第二连接端子接地，所述电容邻近所述磁芯的一端部布置，所述主体部至少部分与所述磁芯的纵向延长部分交叠，所述第一、第二连接端子的至少一部分与所述介质共同形成一带开口的曲线或者折线结构，所述主体部或所述带开口的曲线或者折线结构所在的平面面向所述磁芯的所述端部，且所述带开口的曲线或者折线结构的电流流向与所述电感的电流流向一致。

在一些实施例中，还包括用于安装所述电刷的电刷臂，所述电源端子位于所述电刷臂的径向外侧，且所述电源端子对应电刷臂的部分具有一缺口。

在一些实施例中，所述带开口的曲线或者折线结构为凹陷的弧形或者凹陷的折线形。

另一方面，本发明提供一种电机，包括定子、收容于所述定子内并可相对定子转动的转子、以及前述的电机端盖组件，所述电机端盖组件固定在所述定子的一端。

再一方面，本发明还提供了一种电机，包括定子、收容于所述定子内并可相对定子转动的转子、以及电机端盖组件，所述转子包括转子铁芯，所述电机端盖组件固定在所述定子的一端，包括端盖，固定在端盖上的电容、以及串联的电刷、电感和电源端子，所述电感包括磁芯以及绕设于所述磁芯上的线圈，所述电容包括主体部，所述主体部包括两个电极、以及位于所述两个电极之间的介质，所述两个电极的其中之一经由一第一连接端子与所述线圈电连接，所述两个电极的其中之另一经由一第二连接端子接地，所述电容邻近所述磁芯的一端部布置，所述电容的主体部面向所述磁芯的所述端部且至少部分与所述磁芯的纵向延长部分交叠，所述线圈从所述磁芯的一端沿顺时针方向绕向所述磁芯的另一端，所述第一连接端子和所述第二连接端子自所述两个电极向所述转子铁芯延伸。

在一些实施例中，所述磁芯的靠近所述电容的端面的中心点与所述电容的靠近所述磁芯的表面的中心点的距离小于2mm。

在一些实施例中，所述电容的主体部的表面与所述磁芯的端面之间所形成的夹角范围为0°～40°。

在一些实施例中，所述磁芯的纵向延长部分与所述电容的主体部交叠的面积占所述主体部的一个表面面积的60％以上。

在一些实施例中，所述端盖上形成有用于容纳所述电感的电感容置槽和用于容纳所述电容的电容容置槽，所述电容容置槽的底面不低于所述电感容置槽的底面。

在一些实施例中，所述端盖上固定有两个电子元件组，每一电子元件组包括上述的电容、电感、电刷和电源端子，所述两组电子元件组的相同电子元件以电机的转轴为中心，呈中心对称布置。

本发明的端盖组件，其电容邻近所述磁芯的一端部布置，因此可有效减小电容与电感之间的连接线的长度，从而减小等效串联电感，进而有效抑制电磁干扰。此外，电容至少部分与所述磁芯的纵向延长部分交叠，所述第一、第二连接端子的至少一部分与所述电容共同形成与所述电感的电流流向一致的带开口的曲线或者折线结构，且所述电容的主体部或所述带开口的曲线或者折线结构所在面向所述磁芯的所述端部，因此可通过电感部分抵消或者全部抵消所述电容的等效串联电感的磁场，从而进一步有效抑制等效串联电感引起的电磁干扰。

附图说明

图1示出了本发明一实施例的电机的立体组合图。

图2示出了图1所示电机的分解图。

图3示出了图1所示电机的端盖组件的立体组合图。

图4示出了图3所示端盖组件的分解图。

图5示出了图4所示端盖组件的第一电子元件组和第二电子元件组的立体组合图。

图6示出了图3所示端盖组件的带开口的曲线或者折线结构。

图7示出了图3所示端盖组件的等效电路图。

具体实施方式

以下将结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明，以使得本发明的技术方案及其有益效果更为清晰明了。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制，附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。

参考图1和图2，本实施例的有刷直流电机包括定子10、收容于定子10内并可相对定子10转动的转子20、以及固定在定子10一端的端盖组件30。所述定子10包括一端开口另一端封闭的中空外壳11和固定于外壳11的内壁的永磁体12。所述定子10的中央形成一收容腔13。所述转子20包括转轴21、固定套设在转轴21上的转子铁芯22和换向器23、以及绕设于转子铁芯22上并与换向器23的换向片电连接的绕组(未示出)。所述转子铁芯22收容于所述定子10的收容腔13内，转子铁芯22的外周与永磁体12相间隔并可相对所述永磁体12转动。所述转轴21的一端贯穿所述外壳11的封闭端，另一端贯穿所述端盖组件30。优选地，所述转轴21的一端通过一第一轴承15可转动地支撑于所述外壳11的封闭端，所述转轴21的另一端通过第二轴承16可转动地支撑于所述端盖组件30。

同时参阅图3和图4，本实施例的端盖组件30包括由绝缘材料制成的端盖50，以及安装于所述端盖50上的第一电子元件组和第二电子元件组。本实施例中，第一、第二电子元件组位于所述端盖50的上表面，即面朝转子铁芯22的一端。所述第一电子元件组包括串联的第一电刷B1、第一电感L1和第一电源端子61，以及邻近第一电感L1的端部布置的第一电容C1。本实施例中，第一电容C1位于第一电感L1与第一电源端子61之间。第一电容C1的一端与第一电感L1的一端及第一电源端子61连接，另一端接地。所述第二电子元件组包括依次串联的第二电刷B2、第二电感L2和第二电源端子62，以及邻近第二电感L2的端部布置的第二电容C2。本实施例中，第二电容C2位于第二电感L2和第二电源端子62之间。第二电容C2的一端与第二电感L2的一端及第二电源端子62连接，另一端接地。所述第一、第二电刷B1、B2分布在所述换向器23的外周，并与所述换向器23的换向片摩擦接触，从而将外部电源传递到换向器23的换向片。本实施例中，第一电刷B1和第二电刷B2以转轴21为中心，呈中心对称分布。优选地，所述第一电子元件组和第二电子元件组的各元件以转轴21为中心，中心对称地布置在所述端盖50的一端。

由于本实施例中，第一电子元件组和第二电子元件组的元件相同且呈中心对称布置，以下将以第一电子元件组为例进行详细说明。同时结合图5和图6所示，本实施例中，所述第一电感L1呈圆柱体状，包括磁芯63以及线圈64。特别地，所述第一电感L1横向布置在所述端盖50上。本文中所称横向，是指垂直于电机的轴向，在本实施例中，其沿端盖的平面布置。所述第一电容C1包括主体部70和连接主体部70的第一、第二连接端子72、74。图6示意性示出了主体部70的内部构造。如图所示，第一电容C1的主体部70内包括第一、第二电极71、73，以及位于所述第一、第二电极71、73之间的介质75。所述第一电极71经由第一连接端子72与第一电感L1的线圈64电连接，所述第二电极73经由第二连接端子74接地。本实施例中，由于电容邻近电感布置，因此可有效减小电容与电感之间的连接线的长度，从而减小等效串联电感，进而有效抑制电磁干扰。

特别地，所述第一电容C1的主体部70至少部分与所述磁芯63的纵向延长部分交叠，所述第一连接端子72、第二连接端子74的至少一部分与所述介质75共同形成一带开口的曲线或者折线结构，所述电容C1的主体部70或所述带开口的曲线或者折线结构所在的平面面向所述磁芯63的末端，且所述带开口的曲线或者折线结构的电流流向与所述线圈64的电流流向一致。具体地，本实施例中，所述线圈64从磁芯63的一端沿顺时针方向绕向磁芯63的另一端，由于线圈64以顺时针方向进行绕线，因此当电流从第一电刷B1流向第一电感L1时，第一电感L1的线圈64的电流将沿顺时针方向流动，而当电流从第一电感L1流向第一电刷B1时，第一电感L1的线圈64的电流将沿逆时针方向流动。此外，本实施例中，所述带开口的曲线或者折线结构的开口朝上，即第一连接端子72和第二连接端子74分别自电容的电极向上延伸，即向转子铁芯22延伸，因此，结合图6所示的实物图和图7所示的电路图，当电流从第一电刷B1流向第一电感L1时，电流将从线圈64的一端经由第一连接端子72、介质75流向第二连接端子74而接地，可见，在这种情况下，本实施例中的带开口的曲线或者折线结构的电流流向也是和线圈64一样沿顺时针方向；而当电流从第一电感L1流向第一电刷B1时，电流则是从第二连接端子74、介质75流向第一连接端子72，即在这种情况下，带开口的曲线或者折线结构的电流流向也是和线圈64一样沿逆时针方向。因此，带开口的曲线或者折线结构的电流与线圈64的电流将始终产生相同方向的磁场。因此，线圈64产生的磁场可部分抵消或者全部抵消带开口的曲线或者折线结构的等效串联电感的产生的磁场(如图6中方框内所示)，进而进一步地抑制电磁干扰。

所述第一电容C1的主体部70或所述带开口的曲线或者折线结构所在的平面面向所述磁芯63的末端应当理解为，所述第一电容C1的主体部70的表面或所述带开口的曲线或者折线结构所在的平面与磁芯63的端面所形成的角度在40度范围内，优选地，所述第一电容C1的主体部70的表面或所述带开口的曲线或者折线结构所在的平面基本平行于所述磁芯63的端面。优选地，所述第一电容C1的主体部70与所述磁芯63的纵向延长部分交叠的面积占所述主体部70的一个表面面积的60％以上，更优地80％以上。优选地，所述第一电容C1的主体部70的靠近所述磁芯63的表面的中心点与所述磁芯63的靠近所述主体部70的端面的中心点之间的距离小于2mm，更优地小于1mm。这有助于提高线圈64抵消等效串联电感的磁场的比例，进而更有效地抑制电磁干扰。所述带开口的曲线或者折线结构可为凹陷的弧形，如半圆形、U形、C形等，或者凹陷的折线形，如矩形的一部分等，只要其产生的磁场能被相应的线圈的磁场部分抵消或全部抵消即可。

可以理解地，在其他实施例中，线圈64也可以从磁芯63的一端沿逆时针方向绕向磁芯63的另一端。在这种情况下，则需要相应地调整电容的布置方向，使其带开口的曲线或者折线结构的开口朝下，即使得第一连接端子72和第二连接端子74分别自电容的电极向远离转子铁芯22的方向延伸，以确保带开口的曲线或者折线结构与线圈64的电流流向一致，从而使得线圈64抵消等效串联电感的磁场，抑制电磁干扰。

本实施例中，所述第一电容C1为引线陶瓷电容，其主体部70为包覆所述第一、第二电极71、73和介质75的陶瓷壳体，所述第一连接端子72和所述第二连接端子74均为所述引线电容的引脚。所述第一、第二连接端子72、74的一部分位于第一电容C1的主体部70内，另一部分延伸至第一电容C1的主体部70外，以与线圈64进行电连接及接地。可以理解地，在其他实施例中，第一电容C1也可以为其他类型的电容，例如贴片电容。在这种情况下，只需要在贴片电容的外部外接相应的导电端子，并相应地布置导电端子的朝向即可。换言之，在这种情况下，第一、第二连接端子均为外接于所述电容的主体部的导电端子。或者，第一连接端子还可以由第一、第二电感的线圈延伸而成。

前述第一电容C1的主体部是指电容的可视引脚之外的部分或者电容本身。例如，如果电容是图5-6显示的引线陶瓷电容，则其主体部70是包覆两个电极71、73、介质75和部分第一、第二连接端子72、74的陶瓷壳体。如果电容是贴片电容，则其主体部为电容本身，通常呈长方体状。

所述第二电子元件组的元件组成与第一电子元件组相同，且与第一电子元件组呈中心对称布置，因而不再赘述。

本实施例中，所述端盖组件30的第一电子元件组还包括用于安装所述第一电刷B1的第一电刷臂81、以及用于连接所述第一电刷臂81和所述第一电感L1的线圈64的第一导电连接件91，所述第二电子元件组还包括用于安装所述第二电刷B2的第二电刷臂82、以及用于连接所述第二电刷臂82和所述第二电感L2的线圈的第二导电连接件92，从而将电刷与相应的电感电连接。本实施例中，各电子元件的布置使得所述第一、第二电子元件组均大致呈C形，且一电子元件组的电源端子位于另一电子元件组的电刷臂的径向外侧。本实施例中，电源端子与电刷臂径向相对的部分具有一缺口65。具体地，在本实施例中，即电源端子与电刷臂相对的区域大致呈L形。如此有助于减小电源端子与电刷臂的交叠面积，进而减小互感，抑制电磁干扰。

再次参考图4，本实施例中，所述端盖50采用注塑成型的方式形成，其上形成有用于容纳相应导电连接件的连接件容置槽51、用于容纳相应电感的电感容置槽52、用于容纳相应电容的电容容置槽53、以及用于容纳相应电源端子的端子容置槽54，其中，所述端子容置槽54轴向贯穿所述端盖50，以允许相应的电源端子外接电源。优选地，所述电感容置槽52与所述电容容置槽53之间的间隔小于2mm，更优地小于1mm。优选地，所述电感容置槽52和所述电容容置槽53之间具有一隔离墙55，所述隔离墙55的厚度小于2mm，更优地小于1mm。所述电容容置槽53的底面优选不低于所述电感容置槽52的底面。更佳地，所述电容容置槽53的底面高于所述电感容置槽52的底面，从而允许电感的线圈64的一端从电容容置槽53底部的旁侧通过，这有助于避免电感的线圈64和电容的第一连接端子72相互干涉。

本实施例中，所述端盖组件30还包括固定在所述端盖50的远离各电子元件的一端的盖板100。所述盖板100由导电材料，例如金属制成。所述电容的第二连接端子74与所述盖板100连接从而使相应的电容接地。可以理解地，在其他实施例中，也可以通过其他结构和/或方式实现电容接地，例如将电容的第二连接端子74连接至电机的导电的外壳11进行接地。此外，本实施例中，所述盖板100的中部还沿轴向向外突伸形成有一中空凸缘110，用于收容所述第二轴承16。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于以上列举的实施例，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电机端盖组件，包括端盖，固定在端盖上的电容、以及串联的电刷、带有磁芯的电感和电源端子，所述电容包括主体部，所述主体部包括两个电极、以及位于所述两个电极之间的介质，所述两个电极的其中之一经由一第一连接端子与所述电感电连接，所述两个电极的其中之另一经由一第二连接端子接地，其特征在于，所述电容邻近所述磁芯的一端部布置，所述电容的主体部至少部分与所述磁芯的纵向延长部分交叠，所述第一、第二连接端子的至少一部分与所述介质共同形成一带开口的曲线或者折线结构，所述电容的主体部或所述带开口的曲线或者折线结构所在的平面面向所述磁芯的所述端部，且所述带开口的曲线或者折线结构的电流流向与所述电感的电流流向一致。

2.根据权利要求1所述的电机端盖组件，其特征在于，还包括用于安装所述电刷的电刷臂，所述电源端子位于所述电刷臂的径向外侧，且所述电源端子对应电刷臂的部分具有一缺口。

3.根据权利要求1所述的电机端盖组件，其特征在于，所述带开口的曲线或者折线结构为凹陷的弧形或者凹陷的折线形。

4.一种电机，其特征在于，包括定子、收容于所述定子内并可相对定子转动的转子、以及权利要求1所述的电机端盖组件，所述电机端盖组件固定在所述定子的一端。

5.一种电机，包括定子、收容于所述定子内并可相对定子转动的转子、以及电机端盖组件，所述转子包括转轴和固定于转轴上的转子铁芯，所述电机端盖组件固定在所述定子的一端，包括端盖，固定在端盖上的电容、以及串联的电刷、电感和电源端子，所述电感包括磁芯以及绕设于所述磁芯上的线圈，所述电容包括主体部，所述主体部包括两个电极、以及位于所述两个电极之间的介质，所述两个电极的其中之一经由一第一连接端子与所述线圈电连接，所述两个电极的其中之另一经由一第二连接端子接地，其特征在于，所述电容邻近所述磁芯的一端部布置，所述电容的主体部面向所述磁芯的所述端部且至少部分与所述磁芯的纵向延长部分交叠，所述线圈从所述磁芯的一端沿顺时针方向绕向所述磁芯的另一端，所述第一连接端子和所述第二连接端子自所述两个电极向所述转子铁芯延伸。

6.根据权利要求4或5所述的电机，其特征在于，所述磁芯的靠近所述电容的端面的中心点与所述电容的靠近所述磁芯的表面的中心点的距离小于2mm。

7.根据权利要求4或5所述的电机，其特征在于，所述电容的主体部的表面或所述带开口的曲线或者折线结构所在的平面与所述磁芯的端面之间所形成的夹角范围为0°～40°。

8.根据权利要求4或5所述的电机，其特征在于，所述磁芯的纵向延长部分与所述电容的主体部交叠的面积占所述主体部的一个表面面积的60％以上。

9.根据权利要求4或5所述的电机，其特征在于，所述端盖上形成有用于容纳所述电感的电感容置槽和用于容纳所述电容的电容容置槽，所述电容容置槽的底面不低于所述电感容置槽的底面。

10.根据权利要求4或5所述的电机，其特征在于，所述端盖上固定有两个电子元件组，每一电子元件组包括上述的电容、电感、电刷和电源端子，所述两组电子元件组的相同电子元件以所述转轴为中心，呈中心对称布置。

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