CN101783565A - 电机及其电刷组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机及其电刷组件,电机包括定子和转子,转子包括具有若干换向片的换向器(1),定子包括端盖(2),端盖安装有两套电刷装置,每套电刷装置均包括电刷臂(7,8)、安装到电刷臂一端的电刷座(5,6)、安装到电刷座的电刷(3,4),电刷在电刷臂的弹力作用下与换向器摩擦接触,其中,至少一套电刷装置的电刷(3)的位于电刷座(5)与换向器(1)之间的部分中,靠近电刷座(5)处的宽度(L2)小于远离电刷座(5)处的宽度(L1),避免两套电刷装置的电刷在磨损后同时连接到同一个换向片。本发明的电刷在磨损后与换向器接触的端面积没有增大,克服了因电刷损耗而导致电机短路的问题,降低了短路风险。
Description
【技术领域】
本发明涉及电机领域,尤其涉及电机使用的电刷组件。
【背景技术】
门锁领域的电机以及端盖为插入式(plug in)的电机通常采用图6所示的电刷组件。参考图6,该电刷组件通常安装在电机的端盖,包括位于换向器1’相对两侧的电刷3’和电刷4’。电刷3’安装在电刷座(brush leaf,也称为电刷夹片)5’上,电刷座5’固定到电刷臂7’的一端。电刷臂7’与换向器的径向具有一个夹角,电刷臂7’通常为弹性件用于促使固定夹5’摆向换向器,使得电刷3’抵到换向器1’。类似地,电刷4’安装在电刷座6’上,电刷座6’固定到电刷臂8’的一端受到电刷臂8’施加的摆向换向器1’的弹力。为了便于描述,将电刷座的摆动方向的切向定义为电刷的前后方向,电刷前后端面的距离称为电刷的长度;将换向器轴向定义为电刷的上下方向,电刷上下两端面的距离定义为电刷的高度;相应地,电刷的左右方向定义为垂直于该前后方向以及该上下方向,电刷左右两侧面的距离成为电刷的宽度。
现有的设计中,为了便于安装和布线,电刷臂7’和8’均位于电刷3’和4’的连线的同一侧。参考图7,这种方案中,电刷3’和4’因为摩擦损耗而缩短之后,由于电刷的轴向不再重叠于换向器的径向,导致电刷与换向器接触的端面增大,并且,电刷3’和4’之间的夹角将小于180度,从而导致电刷3’和4’可能同时电连接到同一个换向器片(例如换向片11’、12’或者13’),引起电机短路。因为现有的电刷中,靠换向器1’处的宽度(L1’)通常小于远离换向器处的宽度(L2’),导致电刷用于接触换向器’的接触面的面积随着电刷的缩短而增大,进一步增加了电机短路的可能性。
因此,亟需一种能避免因电刷损耗而导致电机短路的电刷组件。
【发明内容】
本发明提供一种电机,包括定子和可转动地安装到定子的转子,所述转子包括具有若干换向片的换向器,所述定子包括端盖,所述端盖安装有两套电刷装置,每套电刷装置均包括电刷臂、安装到电刷臂一端的电刷座、安装到电刷座的电刷,所述电刷在电刷臂的弹力作用下与换向器摩擦接触,其中,至少一套电刷装置的电刷的位于所述电刷座与换向器之间的部分中,靠近电刷座处的宽度小于远离所述电刷座处的宽度,避免所述两套电刷装置的电刷在磨损后同时连接到同一个换向片。
本发明还提供一种用于电机的电刷组件,包括两套电刷装置,每套电刷装置均包括电刷臂、安装到电刷臂一端的电刷座、安装到电刷座的电刷,所述电刷包括一接触端用于摩擦接触电机换向器的换向片,其中,至少一套电刷装置的电刷的位于所述电刷座与接触端之间的部分中,靠近电刷座处的宽度小于远离所述电刷座处的宽度,避免所述两套电刷装置的电刷在磨损后同时连接到同一个换向片。
实施本发明具有以下有益效果:因为本发明提供的电刷组件中,电刷的远离换向器处的宽度小于靠换向器处的宽度,保证磨损后的电刷与换向器接触的端面积没有增大,克服了因电刷损耗而导致电机短路的问题,降低了电机短路的风险。
【附图说明】
图1是本发明第一实施例的电机端盖及电刷组件的示意图;
图2是图1所示的电刷组件的示意图;
图3是本发明第一实施例中,电刷磨损后的示意图;
图4是本发明第二实施例的电机端盖和电刷组件的示意图;
图5是本发明第二实施例中电刷磨损后的示意图;
图6是现有的电刷组件的示意图;
图7是图6所示的电刷磨损后的示意图。
【具体实施方式】
下面将结合图1和图2对本发明的第一实施例进行阐述,其中,图1是电机端盖及电刷组件的示意图,图2是其中的电刷组件的示意图,图3是电刷耗尽时的示意图。
本发明的第一实施例中,电机包括定子和可相对于定子转动的转子。转子包括换向器1,换向器1具有具有3个换向片11~13。定子包括端盖2,端盖2安装有电刷组件,电刷组件包括两套电刷装置,第一套电刷装置包括电刷3、电刷座5和电刷臂7,第二套电刷装置包括电刷4、电刷座6和电刷臂8。电刷3和电刷4分布在换向器1相对两侧。电刷3安装在电刷座5中,而电刷座5安装在电刷臂7一端,电刷座5可在电刷臂7的弹力作用下靠近换向器1,以使得电刷3抵到换向器1。类似地,电刷4安装在电刷座6中,而电刷座6安装在电刷臂8一端。电刷座6可在电刷臂8的弹力作用下靠近换向器1,以使得电刷4抵到换向器1。
如上所述,为了便于描述,将电刷座的摆动方向的切向定义为对应的电刷的前后方向,电刷前后端面的距离称为电刷的长度;将换向器1的轴向定义为电刷的上下方向,电刷上下两端面的距离定义为电刷的高度;相应地,电刷的左右方向定义为垂直于该前后方向以及该上下方向,电刷左右两侧面的距离成为电刷的宽度。
参考图2,在本实施例中,电刷3的位于电刷座5与换向器1之间的部分中,靠近电刷座5处的宽度L2小于远离电刷座5处的宽度L1;类似地,电刷4的位于电刷座6与换向器1之间的部分中,靠近电刷座6处的宽度小于远离电刷座6处的宽度。因此,电刷3和电刷4因磨损而缩短时,即使电刷3和电刷4的长度方向与换向器1的径向存在夹角,电刷3和电刷4用于与换向器1接触的接触面的也不会增大,从而克服了现有的电刷组件因为电刷磨损而导致电机端路的缺陷。
如图3所示,电刷3和4已经磨损到电刷座的位置,已经处于电刷耗尽的情况,但是电刷3和电刷4依然没有直接与同一个换向片(例如换向片11)接触。
在本实施例中,电刷臂7和电刷臂8由弹性材料制成,均具有圆弧状的弯折部。作为一种替换方案,电刷臂7和电刷臂8可以由普通的刚性材料制成,并通过弹簧或者弹片对电刷臂施加指向换向器的弹力。
在本实施例中,电刷座5和电刷座6均具有安装孔用于嵌套电刷3和电刷4。在本发明的电刷中,因为靠近换向器处的电刷宽度大于远离换向器处的电刷宽度,使得电刷能稳定地嵌套在对应的电刷座的安装孔中,不易脱落。进一步地,可以在电刷上设置凹下的安装位以便于安装到电刷座上。
在本实施例中,电刷3和电刷4位于换向器(1)的相对两侧,而电刷臂7和电刷臂8位于电刷3和电刷4连线的同一侧。这种镜像对称的安装方式能简化端盖内的布线,提高端盖内的空间利用率。但是,本发明不局限于这种情况。参考图4,图4是本发明第二实施例中的电机端盖的示意图,在该实施例中,电刷3和电刷4位于换向器1的相对两侧,电刷臂7和电刷臂8分别位于电刷3和电刷4连线的两侧。
图5是本发明第二实施例中电刷磨损后的示意图。如图5所示,电刷磨损之后,因为电刷臂7和电刷臂8的摆动方向相同(都是逆时针方向),使得电刷3和电刷4依然抵在换向器1的相对两侧,能进一步避免电刷3和电刷4同时电连接到同一个换向器片。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电机,包括定子和可转动地安装到定子的转子,所述转子包括具有若干换向片的换向器(1),所述定子包括端盖(2),所述端盖安装有两套电刷装置,每套电刷装置均包括电刷臂(7,8)、安装到电刷臂一端的电刷座(5,6)、安装到电刷座的电刷(3,4),所述电刷在电刷臂的弹力作用下与换向器摩擦接触,其特征在于,至少一套电刷装置的电刷(3)的位于所述电刷座(5)与换向器(1)之间的部分中,靠近电刷座(5)处的宽度(L2)小于远离所述电刷座(5)处的宽度(L1),避免所述两套电刷装置的电刷在磨损后同时连接到同一个换向片。
2.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,所述换向器具有3个换向片。
3.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,所述两个电刷(3,4)位于所述换向器(1)的相对两侧,所述两个电刷臂(7,8)位于所述两个电刷(3,4)连线的一侧。
4.根据权利要求2所述的电机,其特征在于,所述两个电刷(3,4)位于所述换向器(1)的相对两侧,所述两个电刷臂(7,8)位于所述两个电刷(3,4)连线的两侧。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电机,其特征在于,所述两个电刷臂均由弹性材料制成。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的电机,其特征在于,所述电刷座具有安装孔用于嵌套所述电刷。
7.一种用于电机的电刷组件,包括两套电刷装置,每套电刷装置均包括电刷臂(7,8)、安装到电刷臂一端的电刷座(5,6)、安装到电刷座的电刷(3,4),所述电刷包括一接触端用于摩擦接触电机换向器的换向片,其特征在于,至少一套电刷装置的电刷(3)的位于所述电刷座(5)与接触端之间的部分中,靠近电刷座(5)处的宽度(L2)小于远离所述电刷座(5)处的宽度(L1),避免所述两套电刷装置的电刷在磨损后同时连接到同一个换向片。
8.根据权利要求7所述的电刷组件,其特征在于,所述电刷座具有安装孔用于嵌套所述电刷。
9.根据权利要求8所述的电刷组件,其特征在于,所述电刷臂由弹性材料制成。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的电刷组件,其特征在于,所述电刷臂具有圆弧状的弯折部。
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