CN215956138U - 一种低噪音跑步机有刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低噪音跑步机有刷电机，涉及电机领域。有刷电机作为跑步机的动力装置，也是跑步机最主要的噪声发生源，有刷电动机通常采用铁芯或绕组材料的增加，减小电流声来实现减噪，由于电机制造业的微利时代，再通过增加材料成本已经毫无意义。本实用新型包括电枢组件、定子组件、前端盖和后端盖，电枢组件包括转子转轴、皮带轮、轴承、端绝缘、转子铁芯和换向器，转子铁芯采用斜槽结构，换向器上的换向片的数量与转子铁芯的转子齿的数量比为2倍关系。通过采用斜槽结构的转子铁芯，可有效降低高次谐波，从而降低电机电磁噪声，换向片的数量与转子铁芯的转子齿的数量的增加，可有效弥补斜槽带来的力矩减小的问题。

Description

一种低噪音跑步机有刷电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，尤其涉及一种低噪音跑步机有刷电机。

背景技术

有刷电动机是目前现代家用电器中常备动力装置，有刷电动机做为电动机其中的一个类型，由于其具有低速扭矩大及高速效率高的机械特性，及经济实用、便于维护的特点在家用电器上作为配套动力应用最为广泛，跑步机电机就一般采用有刷电机。

众所周知，噪声是环境污染的一个重要组成部分，随着人们对生活环境要求的提高，噪声污染防治自然而然的被提上议事日程。有刷电机作为跑步机的动力装置，也是跑步机最主要的噪声发生源，这就要求必须降低噪声以适应社会发展。

在过去电动机的暴利时代，通常采用铁芯或绕组材料的增加，减小电流声来实现的减噪。到现在电机制造业的微利时代，再通过增加材料成本已经毫无意义，而且单纯的增加材料成本这个措施对噪声的改善幅度影响甚微，也就是说，即使成本增加可以接受，还是不能满足对噪声指标的要求。

近年来，相对利润较高的商用跑步机电机逐步被直流无刷电机取代，由于直流无刷电机必须设有相应驱动板才能运转，这样就增加了驱动板的成本投入，在利润和使用率都不高的家用跑步机电机上增加此成本显然不够划算，所以有刷电机在家用跑步机上一直被使用，这就要求必须通过一种低成本的有刷电机的低噪音设计来达到低噪的目的。

另外，现有的有刷跑步机电机的碳棒一般直接安装在专用金属支架上，带电体裸漏，极易发生耐压不良，存在一定安全隐患，更换电刷必须使用专用工具，不利于维修作业。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种低噪音跑步机有刷电机，以降低有刷电机噪音为目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

一种低噪音跑步机有刷电机，为内转子结构，包括电枢组件、定子组件、前端盖和后端盖，所述的电枢组件包括转子转轴、皮带轮、前轴承、后轴承、端绝缘、转子铁芯和换向器，所述的换向器上设有换向片，所述的转子铁芯采用斜槽结构，所述的换向片的数量与转子铁芯的转子齿或转子槽的数量比为整数倍关系；所述的后端盖上设有碳刷的安装定位，碳刷固定后与所述的换向器滑动接触，接触部位为碳刷的碳棒与换向器的换向片圆周面；所述的皮带轮、端绝缘、转子铁芯和换向器均设于转子转轴上；所述的端绝缘共2个，分别设于转子铁芯两端；所述的电枢组件通过两套轴承分别与前端盖和后端盖可转动连接；所述的皮带轮设于前端盖一端的出轴位置。通过采用斜槽结构的转子铁芯，可有效降低高次谐波，从而降低电机电磁噪声。

作为优选技术手段：所述的转子铁芯由转子冲片叠压而成，每两个相邻转子冲片之间按转子铁芯的轴心旋转相等的角度，使转子铁芯从上端转子冲片到下端转子冲片之间形成的斜槽为等斜率槽。有效实现等斜率斜槽结构，转子冲片相同，加工制造方便。

作为优选技术手段：所述的转子铁芯的上端转子冲片与下端转子冲片之间在外周位置为周向错位一个转子齿距W。以生产量最大的转子铁芯厚度为基准，转子齿距W转换成角度计量，其它厚度的铁芯斜槽度数与其相同，以利于大批量的制造生产。

作为优选技术手段：所述的斜槽结构的转子铁芯的转子齿数量为 18齿，所述的换向器的换向片数量为36片，换向片与转子齿数量倍数为2。换向片的数量与转子铁芯转子齿的数量较通常直槽设计的转子齿16齿、换向片32片增加，可有效弥补斜槽结构带来的力矩减小的问题，能满足电机正常运转所需要的力矩。

作为优选技术手段：所述的换向片采用银铜合金材料，36片换向片沿圆周环绕均布，通过电木粉注塑为一体。换向片采用银铜合金材料，以减小铜排的电阻率、降低换向片发热，同时提高换向片的表面硬度，提高换向片的耐磨性以增加使用寿命，通过电木粉注塑为一体，有效的保证了换向器的结构强度和绝缘安全性能。

作为优选技术手段：所述的碳刷包括塑料绝缘刷架和电刷，所述的塑料绝缘刷架包括上刷架和下刷架，上刷架和下刷架之间设有安装槽，所述的电刷位于安装槽中。塑料刷架包裹住带电体电刷部分，绝缘性好，更加安全可靠，并且作为整体可方便更换，便于维护。

作为优选技术手段：所述的电刷包括碳棒、弹簧、铜套，所述的碳棒埋有铜辫线，所述的铜套设有接线端子；所述的弹簧从前端压入铜套的槽中，所述的铜辫线从铜套的前端穿过弹簧中心并与铜套的接线端子上部点焊连接，碳棒压缩弹簧，使得碳棒与换向器弹性接触。使得碳棒与换向器形成一定的接触力，有效减小转动过程中的换向火花。

作为优选技术手段：所述的转子转轴上位于后端盖外侧设有1个轴流散热风扇，风向轴流通过电机内腔，所述的转子转轴上位于前端盖外侧设有1个离心散热风扇，将从电机内部轴流过来的热量周向散发出去，实现较好地散热效果。

作为优选技术手段：所述的皮带轮与转子转轴过盈配合。保证皮带轮与转子转轴之间无相对旋转，实现对外动力的传递。

有益效果：通过采用斜槽结构的转子铁芯，可有效降低高次谐波，从而降低电机电磁噪声，换向片的数量与转子铁芯的转子齿或转子槽的数量增加，可有效弥补斜槽结构带来的力矩减小的问题，满足了电机正常运转所需要的的力矩；碳刷部分采用塑料绝缘刷架与电刷装配一体的整体结构，既安全又便于安装及维护更换。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型爆破示意图。

图3是本实用新型中电枢组件爆破示意图。

图4是本实用新型中换向器结构示意图。

图5是本实用新型中转子铁芯结构示意图。

图6是本实用新型中碳刷结构示意图。

图7是本实用新型中电刷结构示意图。

图中：1-电枢组件；2-定子组件；3-前端盖；4-后端盖；5-轴流散热风扇；6-离心散热风扇；7-碳刷；101-转子转轴；102-皮带轮； 103-轴承；104-端绝缘；105-转子铁芯；106-换向器；701-上刷架； 702-电刷；703-下刷架；704-安装槽；10501-斜槽；10502-转子齿，10601-换向片；10602-电木粉；70201-碳棒；70202-弹簧；70203- 铜辫线；70204-铜套；70205-接线端子。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1-7所示，一种低噪音跑步机有刷电机，为内转子结构，包括电枢组件1、定子组件2、前端盖3和后端盖4，电枢组件1包括转子转轴101、皮带轮102、前轴承103、后轴承107、端绝缘104、转子铁芯105和换向器106，换向器106上设有换向片10601，转子铁芯105采用斜槽10501结构，换向片10601的数量与转子铁芯105的转子齿10502 或转子槽的数量比为2倍的整数倍关系；后端盖4上设有碳刷7的安装定位，碳刷7固定后与换向器106滑动接触，接触部位为碳刷7的碳棒 70201与换向器106的换向片10601圆周面；皮带轮102、端绝缘104、转子铁芯105和换向器106均设于转子转轴101上；端绝缘104共2个，分别设于转子铁芯105两端；电枢组件1通过两套轴承103分别与前端盖3和后端盖4可转动连接；皮带轮102设于前端盖3一端的出轴位置，皮带轮102与转子转轴101过盈配合。

转子铁芯105是由转子冲片叠压而成，为了便于斜槽铁芯批量加工制造，选择批量较大的转子铁芯105厚度H为基准，按上端转子冲片与下端转子冲片之间在外周位置为周向错位一个转子齿10502的齿距W，转换成角度α计量，其它厚度的铁芯槽斜度10503与其相同，这样就实现了任何厚度的转子铁芯105每相邻转子冲片之间以轴心旋转相同的斜率，使转子铁芯105从上端转子冲片到下端转子冲片之间形成的斜槽10501为等斜率槽有利于大批量的制造生产。

为了实现力矩性能的需求，本实例中，转子铁芯105的转子齿 10502数量为18齿，换向器106的换向片10601数量为36片，比通常跑步机电机转子齿1050216齿和换向片1060132片数量有所增加，弥补了斜槽带来的力矩降低，满足了电机正常运转所需要的力矩。

为了保证主关键换向器的结构强度和使用寿命，换向片10601采用银铜合金材料，36片换向片10601沿圆周环绕均布，通过电木粉 10602注塑为一体。换向片10601采用银铜合金材料，以减小铜排的电阻率、降低换向片10601发热，同时提高换向片10601的表面硬度，提高换向片10601的耐磨性以增加使用寿命，通过电木粉10602注塑为一体，有效的保证了换向器的结构强度和绝缘安全性能。

为了增强电气绝缘安全，以及便于电机维修更换易磨损件碳刷7，碳刷7采用塑料绝缘刷架包裹电刷702的结构，塑料绝缘刷架包括上刷架701和下刷架703，上刷架701和下刷架703之间设有安装槽704，电刷702置于安装槽704中。塑料绝缘刷架包裹带电体电刷702，与金属部件完全隔离，实现了电气绝缘的绝对安全，并且碳刷7作为一个整体可更换部件，方便了更换，便于维护。

为了减小电机运转过程中的换向火花，电刷702包括碳棒70201、弹簧70202、铜套70204，碳棒70201埋有铜辫线70203，铜套70204 设有接线端子70205，弹簧70202从前端压入铜套70204的槽中，铜辫线70203从铜套70204的前端穿过弹簧70202中心并与铜套70204的接线端子70205上部点焊连接，碳棒70201压缩弹簧70202，使得碳棒70201与换向器106弹性接触。碳棒70201与换向器106弹性接触，形成一定的接触力F，有效减小转动过程中的换向火花。

为了降低电机温升，转子转轴101上位于后端盖4的外侧设有1 个轴流散热风扇5，转子转轴101上位于前端盖3外侧设有1个离心散热风扇6，将从电机内部轴流过来的热量周向散发出去，实现较好地降温效果。

运用全新设计替代现有市场通用的跑步机有刷电机，既满足了人们对生活环境噪声指标的要求，又使得电机的安全性得以提高，同时给后续的售后维修工作带来便利。

以上图1-7所示的一种低噪音跑步机有刷电机是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种低噪音跑步机有刷电机，为内转子结构，包括电枢组件(1)、定子组件(2)、前端盖(3)和后端盖(4)，所述的电枢组件(1)包括转子转轴(101)、皮带轮(102)、前轴承(103)、后轴承(107)、端绝缘(104)、转子铁芯(105)和换向器(106)，所述的换向器(106)上设有换向片(10601)，其特征在于：所述的转子铁芯(105)采用斜槽(10501)结构，所述的换向片(10601)的数量与转子铁芯(105)的转子齿(10502)或转子槽的数量比为整数倍关系；所述的后端盖(4)上设有碳刷(7)的安装定位，碳刷(7)固定后与所述的换向器(106)滑动接触，接触部位为碳刷(7)的碳棒(70201)与换向器(106)的换向片(10601)圆周面；所述的皮带轮(102)、端绝缘(104)、转子铁芯(105)和换向器(106)均设于转子转轴(101)上；所述的端绝缘(104)共2个，分别设于转子铁芯(105)两端；所述的电枢组件(1)通过两套轴承(103)分别与前端盖(3)和后端盖(4)可转动连接；所述的皮带轮(102)设于前端盖(3)一端的出轴位置。

2.根据权利要求1所述的一种低噪音跑步机有刷电机，其特征在于：所述的转子铁芯(105)由转子冲片叠压而成，每两个相邻转子冲片之间按转子铁芯(105)的轴心旋转相等的角度，使转子铁芯(105)从上端转子冲片到下端转子冲片之间形成的斜槽(10501)为等斜率槽。

3.根据权利要求2所述的一种低噪音跑步机有刷电机，其特征在于：所述的转子铁芯(105)的上端转子冲片与下端转子冲片之间在外周位置为周向错位一个转子齿距W。

4.根据权利要求3所述的一种低噪音跑步机有刷电机，其特征在于：所述的转子铁芯(105)的转子齿(10502)数量为18齿，所述的换向器(106)的换向片(10601)数量为36片，换向片(10601)与转子齿(10502)数量倍数为2。

5.根据权利要求4所述的一种低噪音跑步机有刷电机，其特征在于：所述的换向片(10601)采用银铜合金材料，36片换向片(10601)沿圆周环绕均布，通过电木粉(10602)注塑为一体。

6.根据权利要求1所述的一种低噪音跑步机有刷电机，其特征在于：所述的碳刷(7)包括塑料绝缘刷架和电刷(702)，所述的塑料绝缘刷架包括上刷架(701)和下刷架(703)，上刷架(701)和下刷架(703)之间设有安装槽(704)，所述的电刷(702)位于安装槽(704)中。

7.根据权利要求6所述的一种低噪音跑步机有刷电机，其特征在于：所述的电刷(702)包括碳棒(70201)、弹簧(70202)、铜套(70204)，所述的碳棒(70201)埋有铜辫线(70203)，所述的铜套(70204)设有接线端子(70205)；所述的弹簧(70202)从前端压入铜套(70204)的槽中，所述的铜辫线(70203)从铜套(70204)的前端穿过弹簧(70202)中心并与铜套(70204)的接线端子(70205)上部点焊连接，碳棒(70201)压缩弹簧(70202)，使得碳棒(70201)与换向器(106)弹性接触。

8.根据权利要求1所述的一种低噪音跑步机有刷电机，其特征在于：所述的转子转轴(101)上位于后端盖(4)的外侧设有1个轴流散热风扇(5)，所述的转子转轴(101)上位于前端盖(3)外侧设有1个离心散热风扇(6)。

9.根据权利要求1所述的一种低噪音跑步机有刷电机，其特征在于：所述的皮带轮(102)与转子转轴(101)过盈配合。

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