CN219718020U - 电机单元以及直流有刷电机 - Google Patents

Abstract

本公开提供能够抑制低温环境下的杂音的低成本的电机单元以及直流有刷电机。电机单元(10)具备定子(200)和转子(300)，定子(200)包括外壳(210)以及多个永磁体(220)，转子(300)包括：铁芯(310)，其通过层叠多个相同形状的软磁性板(311)而构成，在外周侧具有多个凸极(312)，且在旋转中心侧具有第二轴孔；绕组(320)；以及旋转轴(330)，其穿过第二轴孔而固定于铁芯(310)，并且穿过外壳(210)的第一轴孔(211)而被外壳支承为旋转自如，多个永磁体(220)的磁力各不相同，从而在转子(300)旋转时，对转子(300)产生朝向一个永磁体侧的侧向压力(F)。

Description

电机单元以及直流有刷电机

技术领域

本公开涉及小型电机领域，具体地，涉及电机单元以及直流有刷电机。

背景技术

如今，小型电机被广泛应用于家电设备、车辆、车载设备、生产设备、精密仪器、信息设备等各种设备。伴随于此，要求小型电机能够在各种环境温度下实现稳定的性能。然而，通常的小型电机在例如-40℃的低温环境下会产生杂音。

作为杂音的产生原因之一，有观点认为，在-40℃的低温环境下，毛细管现象强烈地起作用而润滑油在含油轴承内部的孔隙中凝集，不能将润滑油供给至轴承滑动面，从而在轴承滑动面处产生油膜断裂而导致高频的杂音。针对该低温环境下的杂音，专利文献1提出了一种多孔性的含油轴承，该含油轴承具备：外周区域；与所述外周区域相比孔隙率低的内周区域；以及保持于所述外周区域和所述内周区域之间的润滑油，所述润滑油在-40℃具有2000cSt以下的运动粘度。

专利文献1：CNl09838463A

然而，专利文献1中的含油轴承需要设置孔隙率不同的两个区域，因此制造成本要高于通常的轴承。并且，专利文献1中的含油轴承需要使用特定的润滑油，无法使用通常的润滑油，这也导致成本上升。从而，不改变轴承结构也能抑制低温环境下的杂音的小型电机备受期待。

实用新型内容

本公开是考虑到上述情形而完成的，其目的在于提供能够抑制低温环境下的杂音的低成本的电机单元以及直流有刷电机。

本公开的电机单元具备定子和转子，所述定子包括：外壳，其形成为在一端具有底部且另一端开口的筒状，在所述底部设置有第一轴孔，且该外壳经由所述第一轴孔将所述转子支承为旋转自如；以及多个永磁体，其以围绕所述转子的方式安装于所述外壳的内侧，所述转子包括：铁芯，其通过层叠多个相同形状的软磁性板而构成，在外周侧具有多个凸极，且在旋转中心侧具有第二轴孔；绕组，其缠绕于所述多个凸极；以及旋转轴，其穿过所述第二轴孔而固定于所述铁芯，并且穿过所述第一轴孔而被所述外壳支承为旋转自如，所述多个永磁体的磁力各不相同，从而在所述转子旋转时，对所述转子产生朝向所述多个永磁体中的一个永磁体侧的侧向压力。

根据本公开的实施例，所述定子还包括U形弹性卡件，所述U形弹性卡件以沿着所述外壳的内侧的方式卡止于所述多个永磁体之间。

根据本公开的实施例，所述多个凸极为偶数个凸极。

根据本公开的实施例，所述软磁性板的与一个所述凸极对应的部分具有主体部、与所述主体部相连的外周侧的顶部、从所述顶部沿周向向两侧延伸的翼部、以及夹在所述主体部与所述翼部之间的槽部。

根据本公开的实施例，在所述铁芯的两端分别设置有一个铁芯端板，在沿着所述旋转轴的方向进行观察时，所述铁芯端板的形状与所述软磁性板的形状相同。

本公开的直流有刷电机具备：所述的电机单元；端盖，其配置在所述外壳的所述另一端；换向器；以及电刷，所述换向器及所述电刷配置在所述旋转轴的所述另一端侧，且配置在由所述外壳和所述端盖限定出的空间内。

根据本公开的实施例，在沿着所述旋转轴的方向进行观察时，在所述端盖的靠近所述旋转轴的位置设置有夹具用孔，该夹具用孔供用于移动所述电刷的夹具插入。

根据本公开的实施例，所述夹具用孔在所述旋转轴的两侧对称配置。

根据本公开的实施例，可提供能够抑制低温环境下的杂音的低成本的电机单元以及直流有刷电机。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据本公开实施例的电机单元的分解侧视图；

图2示出了根据本公开实施例的定子的部分结构，其中，(a)是从外壳的开口端沿轴向观察到的主视图，(b)是示出U形弹性卡件与永磁体的配置关系的立体图；

图3示出了根据本公开实施例的软磁性板的形状例；

图4示出了根据本公开实施例的铁芯端板的形状例；

图5示出了根据本公开实施例的铁芯端板的侧视图，示出了两个铁芯端板与多个软磁性板的配置关系；

图6示出了根据本公开实施例的端盖，其中，(a)示出了端盖与外壳的配置关系，(b)是端盖的俯视图。

附图标记说明

10电机单元；

200定子；210外壳；211第一轴孔；220永磁体；230U形弹性卡件；240端盖；241夹具用孔；

300转子；310铁芯；311软磁性板；31lB主体部；311T顶部；311W翼部；311G槽部；311H孔部；

312凸极；320绕组；330旋转轴；340、350铁芯端板。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的装置”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的装置等)。本领域技术人员还应理解，实质上任意表示两个或更多可选项目的转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为给出了包括这些项目之一、这些项目任一方、或两个项目的可能性。例如，短语“A或B”应当被理解为包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。

本公开的实施例提供了一种电机单元。该电机单元具备定子和转子。定子包括外壳以及多个永磁体。外壳形成为在一端具有底部且另一端开口的筒状，在底部设置有第一轴孔，且该外壳经由第一轴孔将转子支承为旋转自如。多个永磁体以围绕转子的方式安装于外壳的内侧。转子包括铁芯、绕组以及旋转轴。铁芯通过层叠多个相同形状的软磁性板而构成，在外周侧具有多个凸极，且在旋转中心侧具有第二轴孔。绕组缠绕于多个凸极。旋转轴穿过第二轴孔而固定于铁芯，并且穿过第一轴孔而被外壳支承为旋转自如。多个永磁体的磁力各不相同，从而在转子旋转时，对转子产生朝向多个永磁体中的一个永磁体侧的侧向压力。

以下，参照图1至图6对本公开实施例的电机单元10进行说明。

在图1所示的例子中，本公开的电机单元10具备定子200和转子300。定子200包括外壳210以及一对永磁体220。转子300包括铁芯310、绕组320以及旋转轴330。为了简化说明，图1示出了永磁体220为一对的情况，但永磁体220的个数不限于此，也可以超过两个。

外壳210形成为筒状，在一端(图1中的左端)具有底部，且另一端(图1中的右端)形成开口。外壳210在底部设置有第一轴孔211，且该外壳210经由第一轴孔211将转子300支承为旋转自如。外壳210还可以在底部设置有用于透气的孔。

永磁体220以围绕转子300的方式安装于外壳210的内侧。

更具体而言，定子200可以还包括U形弹性卡件230。图2示出了包含该多个U形弹性卡件230在内的定子200的部分结构。U形弹性卡件230与永磁体220对应地设置。图2示出了与图1中的一对永磁体220相对应的一对U形弹性卡件230。当永磁体220的个数增多时，U形弹性卡件230的个数也相应地增多。

从外壳210的开口端沿轴向观察时，如图2的(a)所示，一对永磁体220安装于外壳210的内侧，一对U形弹性卡件230以沿着外壳210的内侧的方式分别卡止于一对永磁体220之间。图2的(b)以立体图示出了U形弹性卡件230与永磁体220的配置关系。如图2的(b)所示，U形弹性卡件230与永磁体220共同限定出一个收容空间，用于收容未在图2中示出的转子300。

在转子300中，铁芯310通过层叠多个相同形状的软磁性板311而构成。铁芯310在外周侧具有多个凸极312，且在旋转中心侧具有第二轴孔。

图3示意性示出了软磁性板311的形状例。

如图3所示，构成铁芯310的软磁性板311具有主体部31lB、与主体部31lB相连的外周侧的顶部311T、从顶部311T沿周向向两侧延伸的翼部311W、夹在主体部31lB与翼部311W之间的槽部311G、以及开设在中央的孔部311H。

如前所述，多个相同形状的软磁性板311层叠而构成铁芯310。其中，多个相同形状的软磁性板311层叠时，多个主体部31lB、顶部311T以及翼部311W分别层叠而构成铁芯310的外周侧的多个凸极312，多个孔部311H层叠而构成铁芯310的旋转中心侧的第二轴孔。

从而，图1示出的绕组320缠绕于凸极312的与软磁性板311的主体部31lB对应的部位，并配置于凸极312之间的与软磁性板311的槽部311G对应的部位。

图3的(a)(b)(c)和(d)分别示出了软磁性板311的槽部311G为两个、三个、四个、五个的例子。但是，软磁性板311的槽部311G的数量只要为两个以上，则没有特别限定。从平衡性的角度考虑，较优选槽部311G的数量为偶数个。亦即，层叠而成的铁芯310的凸极312的数量较优选为偶数个。

图1示出的旋转轴330穿过第二轴孔而固定于铁芯310，并且穿过第一轴孔211而被外壳210支承为旋转自如。

多个永磁体220的磁力各不相同。例如，如图2所示，可以使右侧的永磁体220的磁力大于左侧的永磁体220的磁力，从而在转子300旋转时，对转子300产生以空心箭头示出的朝向右侧的永磁体220的侧向压力F。

多个永磁体220的材质可以相同也可以不同。可以通过使多个永磁体220的材质不同来实现磁力的不同。也可以采用相同材质的多个永磁体，并以不同的磁化强度对该多个永磁体分别实施进一步磁化，由此得到磁力各不相同的多个永磁体220。

由于多个永磁体220的磁力各不相同，因此转子300在旋转时会被多个永磁体220中的磁力较大的一个永磁体吸引。也就是说，该多个永磁体220会对转子300产生朝向磁力较大的一个永磁体侧的侧向压力F。

在通常的电机单元中，转子的旋转轴经由含油轴承而被外壳等支承为旋转自如。在例如-40℃的低温环境下，毛细管现象强烈地起作用而润滑油在含油轴承内部的孔隙中凝集，不能将润滑油供给至轴承滑动面。从而，旋转轴与轴承滑动面之间产生微小的间隙，导致旋转轴与轴承滑动面在周向上产生无序碰撞，因此在转子的旋转轴与轴承等的各个接触部位产生杂音。

在本公开中，由于上述侧向压力F的存在，转子被朝向磁力较大的一个永磁体侧吸引。从而，旋转轴与轴承滑动面在周向上的接触位置相对固定，能够减少旋转轴与轴承滑动面在周向上的各个部位产生无序碰撞的情况。

因此，本公开的电机单元无需改变轴承结构，能够以低成本抑制低温环境下的杂音。

进而，在本公开中，可以在铁芯310的两端分别设置有一个铁芯端板340、350。图4示出了铁芯端板340、350的形状例。如图4所示，在沿着旋转轴330的方向进行观察时，铁芯端板340、350的形状与软磁性板311的形状相同，能够对软磁性板311进行较好的保护。

图5示出了铁芯端板340、350的侧视图，示出了铁芯端板340、350与多个软磁性板311的配置关系。

本公开的实施例还提供了一种直流有刷电机。该直流有刷电机具备上述的电机单元10、配置在外壳210的另一端的端盖240、换向器、以及电刷。

图6示出了端盖240。其中，图6的(a)示出了端盖240与外壳210的配置关系，图6的(b)是端盖240的俯视图。

换向器及电刷配置在旋转轴330的另一端侧，且配置在图6的(a)示出的由外壳210和端盖240限定出的空间内。

在本公开中，如图6的(b)所示，在沿着旋转轴330的方向进行观察时，在端盖240的靠近旋转轴330的位置设置有夹具用孔241，该夹具用孔241供用于移动电刷的夹具插入。由此，能够方便电刷的位置调整。

根据本公开的实施例，夹具用孔241在旋转轴330的两侧对称配置。本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (8)

1.一种电机单元，其具备定子和转子，其特征在于，

所述定子包括：

外壳，其形成为在一端具有底部且另一端开口的筒状，在所述底部设置有第一轴孔，且该外壳经由所述第一轴孔将所述转子支承为旋转自如；以及

多个永磁体，其以围绕所述转子的方式安装于所述外壳的内侧，

所述转子包括：

铁芯，其通过层叠多个相同形状的软磁性板而构成，在外周侧具有多个凸极，且在旋转中心侧具有第二轴孔；

绕组，其缠绕于所述多个凸极；以及

旋转轴，其穿过所述第二轴孔而固定于所述铁芯，并且穿过所述第一轴孔而被所述外壳支承为旋转自如，

所述多个永磁体的磁力各不相同，从而在所述转子旋转时，对所述转子产生朝向所述多个永磁体中的一个永磁体侧的侧向压力。

2.根据权利要求1所述的电机单元，其特征在于，

所述定子还包括U形弹性卡件，所述U形弹性卡件以沿着所述外壳的内侧的方式卡止于所述多个永磁体之间。

3.根据权利要求1所述的电机单元，其特征在于，

所述多个凸极为偶数个凸极。

4.根据权利要求1所述的电机单元，其特征在于，

所述软磁性板的与一个所述凸极对应的部分具有主体部、与所述主体部相连的外周侧的顶部、从所述顶部沿周向向两侧延伸的翼部、以及夹在所述主体部与所述翼部之间的槽部。

5.根据权利要求1所述的电机单元，其特征在于，

在所述铁芯的两端分别设置有一个铁芯端板，在沿着所述旋转轴的方向进行观察时，所述铁芯端板的形状与所述软磁性板的形状相同。

6.一种直流有刷电机，其特征在于，

所述直流有刷电机具备：

权利要求1至5中任一项所述的电机单元；

端盖，其配置在所述外壳的所述另一端；

换向器；以及

电刷，

所述换向器及所述电刷配置在所述旋转轴的靠近所述端盖的一侧，且配置在由所述外壳和所述端盖限定出的空间内。

7.根据权利要求6所述的直流有刷电机，其特征在于，

在沿着所述旋转轴的方向进行观察时，在所述端盖的靠近所述旋转轴的位置设置有夹具用孔，该夹具用孔供用于移动所述电刷的夹具插入。

8.根据权利要求7所述的直流有刷电机，其特征在于，

所述夹具用孔在所述旋转轴的两侧对称配置。