CN109302001B - 驱动装置、致动器及车辆摇窗机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种驱动装置、应用驱动装置的致动器与车辆摇窗机构，所述驱动装置包括有刷电机与控制所述电机运行的控制部，所述有刷电机包括至少一对电刷，所述控制部包括至少一对连接器连接至外部电源，所述一对电刷电连接至所述一对连接器，所述一对电刷至所述一对连接器的路径距离大致相等。应用本发明，改良了电机端盖的结构布局以及电气布局，降低了驱动装置的电气噪音。

Description

驱动装置、致动器及车辆摇窗机构
【技术领域】
本发明涉及电机领域，更具体地，涉及一种带有刷电机的驱动装置、致动器以及车辆摇窗机构的降噪技术。
【背景技术】
电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电机的主要作用是产生驱动转矩，作为电器或各种机械的动力源。然而，电机尤其是有刷电机在工作中会产生中会产生较大的噪音，这不仅包括由于机械摩擦产生的机械噪音，还包括由于电气原因产生的电气噪音，例如，有刷电机中电刷与连接至电路板的连接端子之间形成的电容效应，电容效应会将电机噪音耦合到端子，从而将噪音传导出来，此外，一对电刷至外部电源的路径不匹配会产生共模干扰，此均会带来电气噪音。因此，电机的降噪不仅包括机械降噪，还需在电气方面进行改进以改善电机的电气噪音。再者，一般的有刷电机，端盖上需设置电子元器件例如电感、连接端子等将电刷连接至印刷电路板，由于这些元器件的松散排布，导致端盖结构复杂，电子元器件之间还需再设置连接端子进行连接，如在电感与电刷之间再设置连接端子连接，将电子元器件安装至端盖费时费力，增加成本。
【发明内容】
鉴于此，本发明提供一种驱动装置、致动器以及车辆摇窗机构，已解决上述问题。
一种驱动装置，包括有刷电机与控制所述电机运行的控制部，所述有刷电机包括至少一对电刷，所述控制部包括至少一对连接器连接至外部电源，所述一对电刷电连接至所述一对连接器，所述一对电刷至所述一对连接器的路径距离大致相等。
优选地，所述一对电刷至所述一对连接器的路径距离中，其中较长距离减较短距离获得的差值与较短距离的比值小于20％。
优选地，所述有刷电机包括一电机主体及设置于所述电机主体一端的端盖，所述端盖包括盖体与设置于所述盖体上的电子元件。
优选地，所述电子元件包括所述一对电刷、设置于所述一对电刷一侧的一对电感以及设置于所述一对电感远离所述一对电刷一侧的一对连接端子。
优选地，所述一对电刷分别通过所述一对电感与所述一对连接端子连接至所述控制部。
优选地，所述一对电感以及一对连接端子平行于所述有刷电机电机轴的轴向。
优选地，所述盖体上设置了至少一对电刷座、一对电感安装座与一对端子安装座，所述一对电刷座用于安装所述一对电刷，所述一对电感安装座用于安装所述一对电感，所述一对端子安装座用于安装所述一对连接端子。
优选地，所述盖体上设置了一阶梯孔，所述有刷电机包括一换向器容置于所述阶梯孔中，所述一对电刷座大致呈对称设置于所述阶梯孔两侧，并与所述阶梯孔连通，所述一对电刷座的每一个与所述阶梯孔相背的一侧设有开口供对应电刷安装于所述电刷座中。所述一对电刷座的每一个远离所述电机主体的一侧具有开口，所述一对电刷的每一个具有一刷臂，所述刷臂从对应电刷座远离所述电机主体一侧的所述开口伸出。
优选地，所述一对电感安装座设置于所述一对电刷座的一侧，所述一对电感安装座在远离所述电机主体的一侧具有开口，所述一对电感分别从对应电感安装座的所述开孔安装至对应电感安装座中，所述一对电感的每一个具有一对端臂，所述端臂从对应电感安装座的所述开孔伸出，且其中一端臂与对应电刷的刷臂搭接。
优选地，所述一对端子安装座设置于所述一对电感安装座远离所述一对电刷座的一侧，所述一对端子安装座在远离所述电机主体的一侧具有开口，所述一对连接端子分别从对应端子安装座的所述开口安装至对应端子安装座，所述一对连接端子的头部分别从对应端子安装座的所述开口伸出以连接至所述控制部，所述一对端子安装座的侧壁上还具有开口，所述一对电感的另一端臂分别从对应端子安装座侧壁上的所述开口进入并与对应连接端子的尾部连接。
优选地，所述一对连接端子的每一个与所述一对电刷中的任一个之间的距离最少为17～22mm。
优选地，所述一对连接端子的每一个与所述一对电刷中的任一个之间构成的电容的电容量最大为0.015～0.025pf。
优选地，所述控制部包括一印刷电路板，所述一对连接端子连接至所述印刷电路板，所述一对连接器设置于所述印刷电路板上。
优选地，所述盖体包括与所述电机主体相邻的一端以及在垂直于所述有刷电机电机轴的方向上远离所述电机主体的一端，所述印刷电路板支承于所述盖体远离所述电机主体的一端。
优选地，所述印刷电路板垂直于有刷电机电机轴的方向支承于所述盖体上。
优选地，所述印刷电路板靠近所述电机主体的一端上设置有与所述一对连接端子连接的通孔，所述通孔分别与所述印刷电路板121上的两条线路接通，由所述两条线路连接至所述一对连接器。
一种致动器，所述致动器包括上述的驱动装置以及由所述驱动装置驱动的传动部。
一种车辆摇窗机构，所述车辆摇窗机构采用上述的致动器。
实施本发明，改良了电机端盖的结构布局以及电气布局，不仅降低了驱动装置的电气噪音，还避免了在端盖内部设置较多的连接端子，简化了端盖盖体的结构以及将电子元器件安装至端盖盖体的过程。
【附图说明】
下面将结合说明书附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施方式中致动器的立体示意图；
图2是图1所示致动器的分解示意图；
图3是图2所示致动器的驱动装置的立体示意图；
图4是图3所示驱动装置的分解示意图；
图5是图3所示驱动装置的电机端盖一角度的立体示意图；
图6是图3所示驱动装置的控制部的俯视示意图；
图7是图6所示控制部的仰视示意图。
图8是图3所示驱动装置端盖盖体分离后的立体示意图；
图9是图3所示驱动装置端盖盖体分离后另一角度的立体示意图。
图10是图3所示驱动装置去除控制部后的俯视示意图；
图11是现有技术与本发明实施方式中的致动器噪音测试结果图，其中图11(a)是现有技术的噪音测试结果图，图11(b)是本发明实施方式中的致动器的噪音测试结果图。
【具体实施方式】
本发明的各种实施方式将参照附图进行说明。在说明书及附图中，具有类似结构或功能的元件将用相同的元件符号表示。可以理解，附图仅为提供参考与说明使用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系或对本发明进行穷尽性的说明，也不是对本发明的范围进行限制。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”、“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
参考图1至图2所示，本发明实施例中的致动器10包括一驱动装置11以及一传动部12。所述驱动装置11带动所述传动部12旋转，从而将驱动装置11的动力传递出去。
参考图3至图7所示，所述驱动装置11包括电机110与控制电机110运行的控制部120。在本实施方式中，所述电机110为有刷电机，所述电机110包括电机主体111以及位于电机主体111一端的端盖112。所述电机主体111内部设置有定子、转子，由所述转子带动旋转的电机轴113通过端盖112穿出，带动传动部12旋转。所述电机轴113对应所述端盖112的位置设置有换向器1131。所述端盖112包括盖体1120以及安装于盖体1120上的电子元器件，具体地，安装于盖体1120上的电子元器件包括至少一对电刷1121以及将所述电刷1121连接至控制部120的至少一对电感1122与至少一对连接端子1123，另外安装于盖体1120上的电子元器件还包括一接地端子1124。
所述盖体1120包括与电机主体111相邻的一端以及在垂直于电机轴113的方向上远离电机主体111延伸的一端。所述控制部120设置于盖体1120远离电机主体111的一端上，所述控制部120包括一印刷电路板121以及设置于所述印刷电路板121上的电子元器件，例如连接器与控制芯片等。所述印刷电路板121支承于所述盖体1120远离电机主体111的一端上，具体地，在本实施方式中，所述印刷电路板121以垂直于电机轴113的方向支承于所述盖体1121远离电机主体111的一端。所述印刷电路板121靠近电机主体111的一端上设置有多个通孔1211，所述通孔供所述连接端子1123与接地端子1124穿过并与印刷电路板121上的两条线路1212接通。所述印刷电路板121远离电机主体111的一端设有多个连接器1213，所述连接器1213或部分所述连接器1213将所述印刷电路板121的两条线路1212连接至外部电源上。在本实施方式中，所述连接器1213朝向盖体1120延伸并连接至设于盖体1120上的控制盒122上，通过控制盒122上的接口(图未示)最终连接至外部电源上。
参阅图6至图10所示，具体地，在本实施方式中，所述电刷1121的数量为一对，沿电机轴113对称设置于换向器1131的外侧并抵持所述换向器1131。所述电感1122的数量为一对，平行于电机轴113的轴向设置于对应电刷1121的一侧。所述连接端子1123的数量为一对，平行于电机轴113轴向设置于电感1122远离电刷1121的一侧，每一连接端子1123与任一电刷1121之间在空间位置上均通过与所述电刷1121相邻的电感1122隔开，如此以使任一连接端子1123与任一电刷1121之间在空间位置上隔开，使二者距离更远，降低二者之间耦合产生的电容效应，在本实施方式中，每一连接端子1123与电刷1121之间距离最少为17～22mm，构成的电容的电容量最大大致为0.015～0.025pf。
每一电刷1121向外侧伸出一刷臂1121a。每一电感1122两端向外延伸出一端臂1122a，其中一端臂1122a与对应电刷1121的刷臂1121a搭接，以使电感1122与对应电刷1121形成电连接，另一端臂1122a夹持于对应连接端子1123的尾部，使电感1122与对应连接端子1123之间形成电连接。对应连接端子1123的头部穿过印刷电路板121，与印刷电路板121上的线路1212形成电连接。因此，每一电刷1121经由电感1122、连接端子1123以及印刷电路板121后被连接至外部电源。为进一步降低驱动装置11的电气噪音，每一电刷1121至外部电源的连线距离大致相等，具体地，在本实施方式中，每一电刷1121至连接器1213的连线距离大致相等，更进一步地，两电刷1121至两连接器1213的连线距离设其中较长距离为L1，较短距离为L2，较长距离L1减较短距离L2获得的差值与较短距离L2的比值小于20％。
参阅图11所示，其中11(a)为现有技术中的致动器测试产生的噪音曲线图，11(b)为本发明实施方式中的致动器10测试产生的噪音曲线，曲线a与a'分别表示现有技术与本发明实施方式中的致动器10水平测量获得的噪音曲线；曲线b与b'分别表示现有技术与本发明实施方式中致动器10垂直测量获得的噪音曲线。可以看出，与现有技术相比，在同样的测试条件下，本发明实施方式中提供的致动器10产生的噪音无论是水平测量还是垂直测量均较现有技术均有降低，且噪音曲线更平滑。
再参阅图3-图10所示，所述盖体1120与所述电机主体111相邻的一端设置有一阶梯孔1125，所述阶梯孔1125包括一直径较大的孔与一直径较小的孔，所述直径较大的孔靠近所述电机主体111，用于容纳设置于电机轴113上的换向器1131，所述直径较小的孔远离所述电机主体111，用于安装支承所述电机轴113的轴承(图未示)。所述阶梯孔1125两侧对称设置有电刷座1126，所述电刷座1126用于安装电刷1121于盖体1120上，每一电刷座1126朝向阶梯孔1125具有开口(未标示)，电刷1121通过所述开口伸出与换向器1131接触。每一电刷座1126背向阶梯孔1125一侧具有开口(未标示)，电刷1121经由所述开口安装至电刷座1126。每一电刷座1126背向电机主体111的一侧具有开口(未标示)，电刷1121的刷臂1121a经过所述开口伸出与电感1122的端臂1122a相连。每一电刷座1126一侧设置有电感安装座1127，所述电感安装座1127大致呈轴线平行于电机轴113的圆筒状，在背向电机主体111的一侧具有开口(未标示)，电感1122经由所述开口安装至电感安装座1127，在安装至电感安装座1127后，电感1122及其端臂1122a从所述开口伸出。两电感安装座1127背离两电刷座1126的一侧设置有三个端子安装座1128，分别用于安装两个连接端子1123与接地端子1124。每一端子安装座1128背向电机主体111的一侧具有开口(未标示)，所述开口供连接端子1123或接地端子1124安装至端子安装座1128并在安装至端子安装座1128后，连接端子1123或接地端子1124的头部从所述开口穿出。每一安装连接端子1123的端子安装座1127侧壁还具有开口(未标示)，所述开口供电感1122的一端臂1122a穿过并连接至连接端子1124的尾部。
本发明实施方式提供的致动器及其驱动装置，可以应用于控制车辆窗玻璃上升下降的摇窗机构中，当然，本发明实施方式提供的致动器的应用范围不限于此。
综上，可以看出，本发明实施方式中提供的致动器及其驱动装置，通过改良电机端盖的结构布局以及电气布局，不仅降低了驱动装置的电气噪音，还避免了在端盖内部设置较多的连接端子，简化了端盖盖体的结构以及将电子元器件安装至端盖盖体的过程。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种驱动装置，包括有刷电机与控制所述电机运行的控制部，所述有刷电机包括至少一对电刷，所述控制部包括至少一对连接器连接至外部电源，所述一对电刷电连接至所述一对连接器，其特征在于，所述有刷电机包括一电机主体及设置于所述电机主体一端的端盖，所述端盖包括盖体与设置于所述盖体上的电子元件，所述电子元件包括所述一对电刷、一对电感及一对连接端子，所述控制部包括一印刷电路板，所述一对连接端子连接至所述印刷电路板，所述一对连接器设置于所述印刷电路板上，所述一对连接端子及所述一对连接器分别通过所述印刷电路板上的两条线路而对应电连接，所述一对电刷分别通过所述一对电感与所述一对连接端子连接至所述印刷电路板，每一所述电刷经由其中一电感，其中一连接端子及所述印刷电路板上的其中一线路组成的路径电连接其中一连接器，所述盖体包括与所述电机主体相邻的一端以及在垂直于所述有刷电机电机轴的方向上远离所述电机主体的一端，所述印刷电路板支承于所述盖体远离所述电机主体的一端，所述印刷电路板垂直于有刷电机电机轴的方向支承于所述盖体上，所述印刷电路板靠近所述电机主体的一端上设置有与所述一对连接端子连接的通孔，所述通孔分别与所述印刷电路板上的两条线路接通，由所述两条线路连接至所述一对连接器，所述一对电刷至所述一对连接器的路径距离中，其中较长距离减较短距离获得的差值与较短距离的比值小于20％。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述一对电感在周向上位于所述一对电刷之间，所述一对连接端子在周向上位于所述一对电感之间。
3.如权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述一对电感以及一对连接端子平行于所述有刷电机电机轴的轴向。
4.如权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述盖体上设置了至少一对电刷座、一对电感安装座与一对端子安装座，所述一对电刷座用于安装所述一对电刷，所述一对电感安装座用于安装所述一对电感，所述一对端子安装座用于安装所述一对连接端子。
5.如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述盖体上设置了一阶梯孔，所述有刷电机包括一换向器容置于所述阶梯孔中，所述一对电刷座大致呈对称设置于所述阶梯孔两侧，并与所述阶梯孔连通，所述一对电刷座的每一个与所述阶梯孔相背的一侧设有开口供对应电刷安装于所述电刷座中，所述一对电刷座的每一个远离所述电机主体的一侧具有开口，所述一对电刷的每一个具有一刷臂，所述刷臂从对应电刷座远离所述电机主体一侧的所述开口伸出。
6.如权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述一对电感安装座设置于所述一对电刷座的一侧，所述一对电感安装座在远离所述电机主体的一侧具有开口，所述一对电感分别从对应电感安装座的所述开口安装至对应电感安装座中，所述一对电感的每一个具有一对端臂，所述端臂从对应电感安装座的所述开口伸出，且其中一端臂与对应电刷的刷臂搭接。
7.如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，所述一对端子安装座设置于所述一对电感安装座远离所述一对电刷座的一侧，所述一对端子安装座在远离所述电机主体的一侧具有开口，所述一对连接端子分别从对应端子安装座的所述开口安装至对应端子安装座，所述一对连接端子的头部分别从对应端子安装座的所述开口伸出以连接至所述控制部，所述一对端子安装座的侧壁上还具有开口，所述一对电感的另一端臂分别从对应端子安装座侧壁上的所述开口进入并与对应连接端子的尾部连接。
8.如权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述一对连接端子的每一个与所述一对电刷中的任一个之间的距离最少为17～22mm。
9.如权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述一对连接端子的每一个与所述一对电刷中的任一个之间构成的电容的电容量最大为0.015～0.025pf。
10.一种致动器，其特征在于，所述致动器包括如权利要求1-9中任意一项所述的驱动装置以及由所述驱动装置驱动的传动部。
11.一种车辆摇窗机构，其特征在于，所述车辆摇窗机构采用如权利要求10所述的致动器。
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