一种用于扁平马达的换向结构及扁平马达的制作方法

本实用新型涉及马达领域，具体而言，涉及一种用于扁平马达的换向结构及扁平马达。

背景技术：

随着科技的进步，人们生活水平的提高，各类电子产品已经充斥着人们的生活，于此同时，人们对电子产品向着更轻更薄更加便于携带发展的需求从未停止过。

振动马达被广泛应用于手机、平板电脑等电子设备中以提供振动功能，扁平马达作为振动马达中一类特殊的结构，具备占用空间小，振动量足等优势，正好满足了人们对电子设备轻薄化的需求，因而越来越受到业内的重视。

传统的扁平马达主要由转子和定子构成，定子通常为环形的具有交替磁极的磁铁，而转子通常为包含至少一个线圈的偏心结构。给线圈通电后，线圈产生电磁场并与环形磁铁的磁场相互作用，从而使转子向某个方向转动。通过换向结构周期性地改变线圈中电流的方向，可以使线圈产生的电磁场的方向出现周期性地变化，其与拥有交替磁极的环形磁铁的受力位置和受力方式同样处于不断的变化之中，从而推动转子持续地旋转。

由此可见，换向结构在扁平马达中，起着导电和改变电流方向的作用，极其重要。现有技术中，换向结构通常包括设置于转子下表面的换向器和与换向器配合并给换向器提供电流的电刷，换向器由多个间隔设置的换向片构成，换向片按照一定的规律排列，不同的换向片需要通过设置在转子上的电路板与线圈不同位置进行连接，而用来供电的一对正负电刷通过与不同的换向片进行接触，来改变线圈中电流的方向。发明人发现，这种换向结构的接线方式复杂，需要特制的电路板与之配合，电刷在通过换向片之间的间隙时不能平滑过渡，电刷和换向器之间的接触并不稳定。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于扁平马达的换向结构，其能够让换向器和电刷的接触更加稳定，让通过线圈的电流的转向更加稳定平滑，并且其接线方式简单直接，适于加工生产。

本实用新型的另一目的在于提供一种扁平马达，其包含上述换向结构，其通过线圈的电流的转向稳定而平滑，从而能维持转子处于稳定的旋转状态。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种用于扁平马达的换向结构，包括换向器和多个电刷，换向器包括同轴设置的内环和外环，内环沿其周向间隔设置有多个第一接触块，外环沿其周向间隔设置有多个第二接触块，第一接触块和第二接触块交错设置；每个电刷包括与第一接触块接触和分离的第一接触臂和与第二接触块接触和分离的第二接触臂，每个电刷交替与第一接触块和第二接触块接触。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，内环包括三个第一接触块，相邻两个第一接触块之间间隔60°弧长。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，外环包括三个第二接触块，相邻两个第二接触块之间间隔60°弧长。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，第一接触块包括与电刷接触的第一接触面，第二接触块包括与电刷接触的第二接触面，第一接触面和第二接触面共平面。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，内环包括第一绝缘块，第一绝缘块填充在相邻两个第一接触块之间的间隙处，第一绝缘块包括与电刷接触的第三接触面，第三接触面和第一接触面共同形成一个连续的圆环。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，外环包括第二绝缘块，第二绝缘块填充在相邻两个第二接触块之间的间隙处，第二绝缘块包括与电刷接触的第四接触面，第四接触面和第二接触面共同形成一个连续的圆环。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，多个电刷包括至少一个正极电刷和至少一个负极电刷，正极电刷和负极电刷不同时与内环或外环接触。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，正极电刷和负极电刷与外环或内环的接触点间隔180°弧长。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，电刷包括连接第一接触臂和第二接触臂的连接部和将连接部连接到扁平马达的定子的弹性支撑臂。

一种扁平马达，包括转子、定子和上述用于扁平马达的换向结构，换向器安装于转子面向定子的一侧，转子包括至少一个线圈，绕成线圈的导线的两端分别连接到内环和外环；定子包括具有N极与S极交替磁化的环形磁铁，电刷设置于定子面向转子的一侧。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型所提供的用于扁平马达的换向结构包括换向器和多个电刷，换向器包括同轴设置的内环和外环，实际使用时，绕成线圈的导线的两端分别连接于内环和外环，接线方式简单。内环沿其周向间隔设置有多个第一接触块，外环沿其周向间隔设置有多个第二接触块，第一接触块和第二接触块交错设置；每个电刷包括与第一接触块接触和分离的第一接触臂和与第二接触块接触和分离的第二接触臂，每个电刷交替与第一接触块和第二接触块接触。通过这样的结构，每个电刷不能同时接触第一接触块和第二接触块，避免了短路的情况发生。在一个电刷接触第一接触块时即可与另一个接触第二接触块的电刷形成闭合回路，给线圈供电。同时，随着电刷交替与第一接触块和第二接触块接触，即可实现改变线圈中电流方向的目的。再者，电刷始终交替着与第一接触块和第二接触块之一进行接触，实现无缝转换的平滑过渡，增加了电刷与转向器之间接触的稳定性，减少了机械损耗和打火现象。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例所提供的换向结构在第一视角下的示意图；

图2为本实用新型第一实施例所提供的换向结构在第二视角下的示意图；

图3为本实用新型第一实施例所提供的换向器的示意图；

图4为本实用新型第一实施例所提供的电刷的示意图。

图标：100-换向结构；110-换向器；111-内环；1111-第一内周面；1112-第一外周面；1113-第一接触块；1114-第一接触面；1115-第一绝缘块；1116-第三接触面；112-外环；1121-第二内周面；1122-第二外周面；1123-第二接触块；1124-第二接触面；1125-第二绝缘块；1126-第四接触面；120-电刷；121-第一接触臂；122-第二接触臂；123-连接部；124-弹性支撑臂；125-正极电刷；126-负极电刷。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”和“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种用于扁平马达的换向结构100，其包括换向器110和多个电刷120。

如图2和图3所示，换向器110包括同轴设置的内环111和外环112，内环111包括与扁平马达的转子抵接的第一上表面(图未示)、与第一上表面相对设置的第一下表面(图未示)、靠近内环111的轴线的第一内周面1111和远离内环111的轴线的第一外周面1112。同样地，外环112包括与扁平马达的转子抵接的第二上表面(图未示)、与第二上表面相对设置的第二下表面(图未示)、靠近外环112的轴线的第二内周面1121和远离外环112的轴线的第二外周面1122。

内环111沿其周向间隔设置有多个第一接触块1113，第一接触块1113可以设置于第一下表面、第一内周面1111和第一外周面1112中的任意一面，具体到本实施例中，第一接触块1113设置于第一下表面；同理，外环112沿其周向间隔设置有多个第二接触块1123，第二接触块1123也可以是设置于第二下表面、第二内周面1121和第二外周面1122中的任意一面，具体到本实施例中，第二接触块1123设置于第二下表面。值得注意的是，第一接触块1113和第二接触块1123的设置方式没有固定的搭配，也可以是第一接触块1113设置于第一外周面1112而第二接触块1123设置于第二内周面1121，或是其它的一些搭配方式，只需要针对不同的设置方式对电刷120的相应结构进行改变即可。

参照图1和图3所示，本实施例中，内环111包括三个第一接触块1113，相邻两个第一接触块1113之间间隔60°弧长。与此同时，外环112包括三个第二接触块1123，相邻两个第二接触块1123之间间隔60°弧长。第一接触块1113和第二接触块1123交错设置。值得注意的是，在本实用新型其它较佳实施例中，第一接触块1113和第二接触块1123的个数不限于3个，可以是4个、5个甚至更多，多个第一接触块1113之间可以等间隙分布，也可以非等间隙分布，同样的，多个第二接触块1123之间可以等间隙分布，也可以非等间隙分布，但要保证第一接触块1113和第二接触块1123的交错分布，即每个电刷120在同一时间之与第一接触块1113和第二接触块1123中的一个接触。第一接触块1113和第二接触块1123的具体个数和分布方式还要根据实际安装过程中与换向结构100配合使用的环形磁铁上磁极的分布情况而定。

参照图3所示，第一接触块1113包括与电刷120接触的第一接触面1114，第二接触块1123包括与电刷120接触的第二接触面1124。在本实施例中，第一接触面1114为第一接触块1113上与第一下表面平行的底面，对应的，第二接触面1124为第二接触块1123上与第二下表面平行的底面，同时，第一接触面1114和第二接触面1124共平面。值得注意的是，在本实用新型其它较佳实施例中，第一接触面1114和第二接触面1124并不局限于共平面，二者所在的平面存在一定距离的情况也应当在本实用新型的保护范围内。再者，第一接触面1114也不一定是与第一下表面平行，适当的倾斜也应当属于本实用新型的保护范围。进一步地，第一接触面1114也不限于选择第一接触块1113的底面，也可以是第一接触块1113上面向轴线方向的内侧面或是背向轴线方向的外侧面，同样也能实现本实用新型所要达到的目的，也应当在本实用新型的保护范围内。对应地，参照第一接触面1114，第二接触面1124也应当具备相应的特征。同时，第一接触面1114和第二接触面1124应当具备光滑、平坦、表面粗糙度均匀等特点，以保证其与电刷120的接触平滑稳定。

参照图3所示，内环111还包括第一绝缘块1115，第一绝缘块1115填充在相邻两个第一接触块1113之间的间隙处，第一绝缘块1115包括与电刷120接触的第三接触面1116，第三接触面1116和第一接触面1114共同形成一个连续的圆环。第一绝缘块1115能够对电刷120起支撑作用，以减少电刷120从相邻两个第一接触块1113之间的间隙向第一接触块1113过渡时产生的机械磨损。同时，为了进一步的减少磨损，第一绝缘块1115和第一接触块1113之间应当无缝连接，并且第三接触面1116具备光滑、平坦的特点，优选地，第三接触面1116和第一接触面1114拥有相近的表面粗糙度。同理，外环112包括第二绝缘块1125，第二绝缘块1125填充在相邻两个第二接触块1123之间的间隙处，第二绝缘块1125包括与电刷120接触的第四接触面1126，第四接触面1126和第二接触面1124共同形成一个连续的圆环。第二绝缘块1125和第一绝缘块1115起着类似的作用，可参照第一绝缘块1115设置。

参照图1和图4所示，电刷120的整体外形为“Y”字型，每个电刷120包括第一接触臂121、第二接触臂122、连接部123和弹性支撑臂124。其中，第一接触臂121和第二接触臂122分别用来与第一接触面1114和第二接触面1124实现接触和分离，连接部123用来连接第一接触臂121和第二接触臂122，而弹性支撑臂124则用于将连接部123连接到扁平马达的定子。本实施例中，以垂直于内环111的平面为基准面，第一接触臂121在该基准面上的正投影和第一接触块1113在该基准面上的正投影重合或者部分重合。由于内环111具有间隔设置的第一接触块1113，当内环111和第一接触臂121相对运动时，就会实现第一接触面1114与第一接触臂121接触和分离。同理，第二接触臂122和第二接触面1124的接触和分离具有类似的原理，此处将不再赘述。值得注意的是，在本实用新型的其它较佳实施例中，第一接触臂121和第二接触臂122可以合并为一个接触臂，该接触臂拥有足够的宽度能够跨过内环111与外环112之间的间隙，同时，由于第一接触块1113和第二接触块1123为交错设置，该接触臂在同一时间只能接触第一接触块1113和第二接触块1123之间的任意一个。

参照图2所示，本实施例中，一共设有两个电刷120，包括连接到电源正极的正极电刷125以及连接到电源负极的负极电刷126，正极电刷125和负极电刷126与外环112或内环111的接触点间隔180°弧长。值得注意的是，在本实用新型的其它较佳实施例中，电刷120的数量不仅限于两个，可以为三个、四个甚至多个，多个电刷120中包括至少一个正极电刷125和至少一个负极电刷126，并且正极电刷125和负极电刷126不同时与内环111或外环112接触。正极电刷125和负极电刷126之间的间隔需要根据具体情况而定，第一接触块1113和第二接触块1123的具体个数、设置方式以及环形磁铁的磁极分布都应当纳入考虑范围内。

在实际使用时，当正极电刷125连接到内环111上的第一接触块1113时，负极电刷126正好与外环112上的第二接触块1123接触；而当正极电刷125连接到外环112上的第二接触块1123时，负极电刷126正好与内环111上的第一接触块1113接触。随着转子带动换向器110转动，上述两种状态会交替出现，从而实现线圈中电流的换向。

第二实施例

本实施例提供一种扁平马达，包括转子、定子和用于扁平马达的换向结构100，参照图1所示。

其中，换向器110安装于转子面向定子的一侧，转子包括至少一个线圈，绕成线圈的导线的两端分别连接到内环111和外环112，具体到本实施例中，采用了两个对称的线圈。定子包括具有N极与S极交替磁化的环形磁铁，电刷120设置于定子面向转子的一侧。

综上所述，本实用新型实施例所提供的用于扁平马达的换向结构100包括换向器110和两个电刷120，换向器110包括同轴设置的内环111和外环112，实际使用时，绕成线圈的导线的两端分别连接于内环111和外环112，接线方式简单。内环111沿其周向间隔设置有多个第一接触块1113，外环112沿其周向间隔设置有多个第二接触块1123，第一接触块1113和第二接触块1123交错设置；每个电刷120包括与第一接触块1113接触和分离的第一接触臂121和与第二接触块1123接触和分离的第二接触臂122，每个电刷120交替与第一接触块1113和第二接触块1123接触。通过这样的结构，每个电刷120不能同时接触第一接触块1113和第二接触块1123，避免了短路的情况发生。在一个电刷120接触第一接触块1113时即可与另一个接触第二接触块1123的电刷120形成闭合回路，给线圈供电。同时，随着电刷120交替与第一接触块1113和第二接触块1123接触，即可实现改变线圈中电流方向的目的。再者，电刷120始终交替着与第一接触块1113和第二接触块1123之一进行接触，实现无缝转换的平滑过渡，增加了电刷120与换向器110之间接触的稳定性，减少了机械损耗和打火现象。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。