CN101102064A - 有能有效散发电刷产生的热的电刷支持器设置的旋转电机 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提供了一种旋转电机，该旋转电机包括：磁场；电枢，其具有电枢轴和提供在所述电枢轴上的换向器；电刷，其在所述电枢的旋转期间在所述换向器上滑动；电刷支持器，其支持所述电刷；以及端框架，其覆盖所述电枢轴一端。其中，所述电刷支持器直接固定到所述端框架。利用这种设置，由所述电刷产生并且传递到所述电刷支持器的热可以从所述电刷支持器直接传递到所述端框架，从而被有效地散发。而且，没有任何附加的部件介于所述电刷支持器与所述端框架之间，减少了旋转电机的零件数，从而提高了组装的精确性，并且降低了旋转电机的制造成本。

Description

有能有效散发电刷产生的热的电刷支持器设置的旋转电机

相关申请的交叉引用

本申请基于2006年7月7日提交的日本专利申请No.2006-188066并且要求其优先权，其内容通过引用而结合到本申请中。

技术领域

本发明总体而言涉及旋转电机，如发电机和电动机。

更具体地，本发明涉及车辆起动器电动机，其具有改善的电刷支持器设置，用于有效地散发电刷在工作期间所产生的热。

背景技术

车辆起动器电动机通常包括换向器、电刷以及支撑电刷以便允许该电刷在工作期间在换向器上滑动的电刷支持器。

例如，日本专利第一次公开No.2000-312458和No.2002-204553披露了车辆起动器电动机，其中，电刷支持器通过支持器板等固定到端框架。

但是，利用这种电刷支持器设置，由于支持器板等介于电刷支持器与端框架之间，所以电刷在工作期间产生的热难于有效地传递到端框架。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明。

因此，本发明的首要目的是提供旋转电机，其具有改良的电刷支持器设置，用于有效地散发电刷在工作期间产生的热。

根据本发明，提供了一种旋转电机，该旋转电机包括：磁场；电枢，其具有电枢轴和提供在电枢轴上的换向器；电刷，其在电枢的旋转期间在换向器上滑动；电刷支持器，其支持所述电刷；及端框架，其覆盖电枢轴一端。而且，电刷支持器直接固定到端框架。

利用以上设置，由电刷产生并且传递到电刷支持器的热可以从电刷支持器直接传递到端框架。

因此，与上述常规起动器电动机相比较，可以更加有效地散发电刷在工作期间产生的热。

此外，没有任何附加的部件介于电刷支持器与端框架之间，减少了旋转电机的零件数，从而提高了组装的准确性，并且降低了旋转电机的制造成本。

根据本发明的进一步的实施，旋转电机进一步包括固定到电刷支持器的压力部件。换向器具有与电枢轴的轴向方向垂直的换向器表面。压力部件沿电枢轴的轴向方向将电刷压在换向器表面上，以便允许电刷在电枢的旋转期间在换向器表面上滑动。

利用该配置，电刷支持器可以具有在电枢轴的轴向方向上彼此相对的一对端面。电刷从端面之一伸出以与换向器表面滑动接触；另一端面与端框架邻接，从而使热从其直接传递到端框架。

在旋转电机中，电刷支持器具有容纳电刷的容纳部以及基部。端框架具有其上邻接电刷支持器的基部的内表面以及形成在内表面上以将电刷支持器的基部锁定在内表面上的多个锁定部。

利用该配置，可以保证电刷支持器与端框架之间的足够大的接触面积，从而保证进一步有效地散发电刷产生的热。

而且，在没有使用任何附加的固定部件如螺丝钉的情况下，电刷支持器可以更加容易并且可靠地固定到端框架。

此外，端框架的锁定部包括一对第一锁定部，其将电刷支持器基部的移动限制在电枢轴的圆周方向上；以及第二锁定部，其将电刷支持器基部的内向移动限制在电枢轴的径向方向上。

磁场包括围绕电枢的轭。电刷支持器的基部位于轭内，使得基部在电枢轴的径向方向上的外向移动受轭的内表面的限制。

端框架的第一锁定部的每个形成为从端框架的内表面伸出的钩的形状。电刷支持器的基部在电枢轴的轴向方向上的移动受端框架的内表面和第一锁定部的限制。

利用以上配置，电刷可以被可靠地支持在相对于换向器的所需位置，从而保证旋转电机的高精度。

另外，旋转电机可以是车辆起动器电动机。

附图说明

根据下文中给出的具体描述以及本发明优选实施例的附图，可以更充分地理解本发明，但是，这些具体描述和附图不应该被用于将本发明限制于这些特定的实施例，而是仅仅为了说明和理解的目的。

在附图中：

图1是示出了根据本发明第一实施例的包括电动机的车辆起动器的部分截面侧视图；

图2是示出了电动机中正电刷和支持正电刷的电刷支持器的截面图；

图3是示出了电动机中负电刷和支持负电刷的电刷支持器的部分截面图；

图4是图示了电动机中端框架的第一锁定部的形状的部分截面图；

图5是图示了将电刷支持器锁定在端框架的内表面上的示意性端视图；以及

图6是示出了根据本发明第二实施例的电动机中的正电刷和支持正电刷的电刷支持器的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参考图1-6来描述本发明的优选实施例。

应该注意，为了清楚和理解，在本发明的不同实施例中，具有相同功能的相同元件在每个图中尽可能地被标以相同的参考标记。

〔第一实施例〕

该实施例阐述了被设计成用作车辆起动器电动机的旋转电机。

图1示出了根据本实施例的包括电动机2的车辆起动器1。

起动器1包括用于产生扭矩的电动机2，并且被配置成将扭矩从小齿轮3传送到引擎(未示出)的环形齿轮(未示出)，从而起动引擎。

电动机2包括磁场，该磁场由圆筒形轭4和设置在轭4的内圆周边上的多个永久磁体5所形成。应该理解，可以采用电磁体而非永久磁体5来形成磁场。

电动机2还包括电枢6，电枢6径向设置在永久磁体5内侧。电动机2还包括：电刷7，其用于将来自电池(未示出)的电流提供给电枢6；电刷支持器8，其分别支持电刷7；以及端框架9，其闭合轭4的后开口端。

电枢6包括电枢轴10、置于电枢轴10上的电枢芯11以及围绕电枢芯11缠绕的电枢线圈12。

电枢轴10具有由端框架9通过轴承13支撑的后端部以及连接到例如减速器(未示出)的前端部(未示出)。

电枢芯11压配在电枢轴10上，以便与电枢轴10一起旋转。在电枢芯11的外圆周边上，形成有用于支持电枢线圈12的多个槽，电枢线圈12在电枢轴10的圆周方向上等间隔地间隔开。

电枢线圈12以二层的形式设置在电枢芯11的槽中。电枢线圈12具有多个线圈端12a，如图1所示，其中每个线圈端从电枢芯11的一个槽的后端伸出，并且弯曲成与电枢芯11的后端面平行。

电枢线圈12的所有线圈端12a一起组成换向器，换向器具有与电枢轴10垂直的换向器表面。

电刷7包括正电刷7a和负电刷7b，其中每个由对应的一个电刷支持器8所支持。正电刷7a连接到辫状线(pigtail)15；辫状线15又通过金属板16连接到电动机引线17；电动机引线17又连接到起动器1的磁开关18的电动机端子。另一方面，负电刷7b连接到另一辫状线15，该另一辫状线又连接到接地的端框架9。

再参考图2-4，在每个电刷支持器8中，提供有电刷弹簧14。电刷弹簧14将电刷支持器8中支持的电刷7压在换向器表面上，以便允许电刷7在电枢6的旋转期间在换向器上滑动。

每个电刷支持器8具有容纳对应的电刷7的容纳部8a以及与容纳部8a一体形成的基部8b。

更具体地，容纳部8a是管形状的，以便在其中可滑动地支持对应的电刷7。容纳部8a具有形成在其侧面上的缝隙8c，通过该缝隙8c，连接到对应的电刷7的辫状线15从容纳部8a出来。另一方面，基部8b形成为板的形状，该板从容纳部8a后端的整个圆周延伸，以便与容纳部8a的长度方向垂直。基部8b固定到端框架9，邻接在端框架9的内表面上。

另外，支撑正电刷7a的电刷支持器8由诸如树脂的绝缘材料制成，以便将正电刷7a与端框架9电隔离。而且，为了防止正电刷7a经由电刷弹簧14电连接到端框架9，在电刷弹簧14与端框架9之间插入有绝缘板20。另一方面，支持负电刷7b的电刷支持器8由诸如铁、黄铜或不锈钢的高热传导的金属制成。应该注意，这两个电刷支持器8也可以都由同样的绝缘材料制成。

端框架9由高热传导、易于处理并且轻的金属制成，如铝。端框架9在其内表面上形成有用于将电刷支持器8锁定在内表面上的多个锁定部。

更具体地，参考图5，锁定部包括一对第一锁定部9a和第二锁定部9b，用于锁定电刷支持器8的基部8b的每一个。第一锁定部9a将基部8b的移动限制在电枢轴10的圆周方向上，而第二锁定部9b将基部8b的向内移动限制在电枢轴10的径向方向上。而且，如图4所示，第一锁定部9a每个形成为钩的形状，所述钩首先垂直于端框架9的内表面从该内表面伸出，并且接着弯曲成与该内表面平行。另一方面，第二锁定部9b形成这样的形状，即垂直于端框架9的内表面从该内表面延伸但不弯曲。另外，所有锁定部9a和9b通过例如压力加工与端框架9形成为一体。

在已经描述了电动机2的总的配置之后，下文中将描述一种将电刷支持器8固定在电动机2中的方法。

首先，在将端框架9组装到轭4之前，电刷支持器8的每个的基部8b在端框架9的内表面上从该内表面的外圆周径向地向内滑动，直到其与端框架9的对应的第二锁定部9b接触。

因此，基部8b变成：其圆周的和径向的向内移动分别受端框架9的对应的第一锁定部9a和对应的第二锁定部9b的限制。而且，如图4所示，基部8b也变成：在电枢轴10的轴向方向上，被锁定在对应的第一锁定部9a和端框架9的内表面之间。因此，基部8b的轴向移动受对应的第一锁定部9a和端框架9的内表面的限制。

于是，在电刷支持器8锁定在端框架9的内表面上的情况下，端框架9被组装到轭4，以闭合轭4的后开口端。

因此，如图1所示，两个电刷支持器8位于轭4之内。而且，如图5所示，电刷支持器8的每个的基部8b变成：在电枢轴10的径向方向上，被锁定在端框架9的对应的第二锁定部9b与轭4之间。因此，基部8b的径向向外移动受轭4的内表面的限制。

根据本发明实施例的上述电动机2具有以下优点。

在电动机2中，电刷支持器8每个直接固定到端框架9，不需要任何部件介入其间。

因此，由电刷7产生并且传递到电刷支持器8的热可以从电刷支持器8直接传递到端框架9。

因此，与具有插入在电刷支持器与端框架之间的支持器板等的常规起动器电动机相比较，可以更加有效地散发电刷7在工作期间产生的热。

此外，没有任何附加的部件介于电刷支持器8与端框架9之间，减少了电动机2的零件数，从而提高了组装的精确性，并且降低了电动机2的制造成本。

在电动机2中，每个电刷支持器8具有基部8b，该基部形成板的形状并且邻接在端框架9的内表面上。

因此，保证了每个电刷支持器8与端框架9之间的足够大的接触面积，从而保证更加有效的散发电刷7产生的热。

在电动机2中，端框架9具有形成在其内表面上的锁定部9a和9b，电刷支持器8通过锁定部9a和9b而锁定在端框架9的内表面上。

因此，在没有使用任何附加的固定部件如螺丝钉的情况下，电刷支持器8可以更加容易并且可靠地固定到端框架9。

此外，每个电刷支持器8的圆周移动受端框架9的对应的第一锁定部9a的限制；每个电刷支持器8的径向移动受端框架9的对应的第二锁定部9b和轭4的内表面的限制；并且每个电刷支持器8的轴向移动受端框架9的对应的第一锁定部9a和端框架9的内表面的限制。

因此，每个电刷7可以被可靠地支持在相对于换向器的所需位置，从而保证电动机2的高精度。

〔第二实施例〕

该实施例示出了支持正电刷7a的电刷支持器8的形成，其与第一实施例不同。

如上所述，在第一实施例中，支持正电刷7a的电刷支持器8由诸如树脂的绝缘材料制成，以便将正电刷7a与端框架9电隔离。

作为对照，参考图6，在本实施例中，支撑正电刷7a的电刷支持器8由诸如铁、黄铜或不锈钢的高热传导的金属制成，并且具有杯形的绝缘体21置于其内。

更具体地，绝缘体21具有邻接在端框架9的内表面上的底壁和邻接在电刷支持器8的容纳部8a的内表面上的圆周壁。正电刷7a和对应的电刷弹簧14设置在绝缘体21内，从而与端框架9电隔离。

尽管已经示出并描述了本发明的以上特定实施例，但是实施本发明的人员和本领域技术人员应该理解，可以对本发明进行各种修改、变化和改善而不背离所公开的概念的精神。

例如，在第一实施例中，换向器配置成表面类型的换向器，其具有与电枢轴10的轴向方向垂直的换向器表面。

但是，可替选地，换向器可以配置成圆柱类型的换向器，其由设置在电枢轴10的外圆周边上的多个换向器段组成，并因此具有圆柱形的换向器表面。

而且，在第一实施例中，换向器由从电枢芯11的槽伸出的线圈端12组成。

但是，可替选地，换向器可以由设置在电枢芯11的后端面上并且分别连接到线圈端12a的多个换向器段组成。

此外，尽管在第一实施例中，电枢支持器8通过端框架9的锁定部9a和9b固定到端框架9，但是，可替选地，它们可以通过粘附结合而固定到端框架9。

另外，在以上实施例中，尽管本发明涉及车辆起动器电动机，但是，本发明还可应用于其它类型的旋转电机。

在本技术领域中的这些修改、变化和改善旨在被所附权利要求所覆盖。

Claims (8)

1.一种旋转电机，其包括：

磁场；

电枢，其具有电枢轴和提供在所述电枢轴上的换向器；

电刷，其在所述电枢的旋转期间在所述换向器上滑动；

电刷支持器，其支持所述电刷；以及

端框架，其覆盖所述电枢轴一端，

其中，所述电刷支持器直接固定到所述端框架。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，还包括固定到所述电刷支持器的压力部件，其中，所述换向器具有与所述电枢轴的轴向方向垂直的换向器表面，并且

所述压力部件沿所述电枢轴的轴向方向将所述电刷压在所述换向器表面上，以便允许所述电刷在所述电枢的旋转期间在所述换向器表面上滑动。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其中，所述电刷支持器具有容纳所述电刷的容纳部以及基部，并且

所述端框架具有所述电刷支持器的所述基部邻接其上的内表面以及形成在所述内表面上以将所述电枢支持器的所述基部锁定在所述内表面上的多个锁定部。

4.根据权利要求3所述的旋转电机，其中，所述端框架的锁定部包括：一对第一锁定部，其将所述电刷支持器的所述基部的移动限制在所述电枢轴的圆周方向上；以及第二锁定部，其将所述电刷支持器的所述基部的向内移动限制在所述电刷轴的径向方向上。

5.根据权利要求4所述的旋转电机，其中，所述磁场包括围绕所述电枢的轭，并且

所述电刷支持器的所述基部位于所述轭内，使得所述基部在所述电枢轴的径向方向上的向外移动受所述轭的内表面的限制。

6.根据权利要求4所述的旋转电机，其中，所述端框架的所述第一锁定部的每个形成为从所述端框架的内表面伸出的钩的形状，并且

所述电刷支持器的所述基部在所述电枢轴的轴向方向上的移动受所述端框架的所述内表面和所述第一锁定部的限制。

7.根据权利要求5所述的旋转电机，其中，所述端框架的所述第一锁定部的每个形成为从所述端框架的内表面伸出的钩的形状，并且

所述电刷支持器的所述基部在所述电枢轴的轴向方向上的移动受所述端框架的所述内表面和所述第一锁定部的限制。

8.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，所述旋转电机被设计成用作车辆起动器电动机。

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