CN104813547A - 用于电机的电刷保持器的电刷架以及相应的电刷保持器 - Google Patents

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CN104813547A CN201380051125.0A CN201380051125A CN104813547A CN 104813547 A CN104813547 A CN 104813547A CN 201380051125 A CN201380051125 A CN 201380051125A CN 104813547 A CN104813547 A CN 104813547A
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Abstract

本发明主要涉及用于电刷保持器的电刷箱(23)，其用作用于电机电刷(25)的外壳。根据本发明，所述电刷箱(23)包括用于引导电刷的下部部分(56)，其连接至安装件(60)，以及包括用于引导电刷的上部部分(58)，所述下部引导部分(56)和上部引导部分(58)在电刷(25)的前表面(35)和后表面(38)的侧部上敞开。所述下部引导部分(56)和上部引导部分(58)通过空间(61)彼此分开，该空间允许电刷(25)的编织部通过其。

Description

用于电机的电刷保持器的电刷架以及相应的电刷保持器
技术领域
本发明涉及一种用于电机的电刷保持器的电刷架，也称为壳体，以及涉及相应的电刷保持器。
本发明对于在机动车辆中使用的电机具有特别有利但不排他的应用。本发明通过与车辆一起使用的起动器实施，所述车辆配备有热机的起动和重新起动功能(称为“停止和起动”功能)，根据该功能，车辆的热机由于交通状况被停止(特别是当在红灯处停止期间)，且随后重新起动，以节省燃料。
技术领域
为了起动机动车辆的热机，已知的是使用起动器形式的旋转电机，其设置有发动器，所述发动器可借助驱动冠部(crown)将起动器的旋转能的传递至热机的曲轴。
该发动器，其通过连接至接触器的移动杆而位移，该发动器装配在电机的输出轴上，适用地话通过减速器。
该电机设置有起动器，或感应器，包括头部和磁化结构，所述磁化结构具有多个永磁体，所述永磁体通常由铁氧体制成。电机还包括转子，或电枢，其包括形成转子的绕组的导体。为了该目的，包括由层叠板形成的芯部的转子具有纵向缺口，所述缺口被齿分开，导体插入在这些缺口的内部中。
电机还包括至少两个电刷，所述电刷由导电材料制成，布置在电刷保持器的内部中，以使得可以通过切换转子导体中的电流而向转子供电。
为此目的，每一个电刷包括本体，所述本体具有设计为摩擦抵靠集电器的前表面，所述集电器带有连接至转子绕组的导电板，这些板被间隙分开，所述间隙设置有绝缘器。电刷还包括固定区域，所述固定区域连接至导电元件的端部，该导电元件称为编织部。一个编织部确保至其中一个电刷的供电，而另一个编织部确保另一电刷经由驱动器的金属壳体接地。
支撑抵靠驱动器的覆盖件的弹簧沿每一个电刷的本体上的集电器的方向施加力，以确保电刷和集电器的板之间的接触。
由于与停止和起动类型的系统一起使用的起动器的操作循环的数量非常大，存在需要来改变电刷架和电刷保持器的已有配置，以增加电刷的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是满足该需要，其通过提出一种用于电刷保持器的电刷架实现，其用作用于电机的电刷的容纳部，包括电刷的设计为支撑抵靠集电器的前表面，电刷的设计为弹簧支撑抵靠于其上的后表面，且，在这些表面中的将前表面连接至后表面的至少一个上，包括第一和第二引导部分之间的空间，以允许电刷的编织部穿过直到前表面的端部。
因此，电刷架允许电刷磨损直至编织部。将意识到，电刷架可包括止挡部，使得编织部不能接触集电器，同时使得可以通过增加电刷的功能距离而增加电刷的使用寿命。例如，止挡部可定位为使得，当编织部位于距集电器预定距离(例如0.5mm)处时，编织部与止挡部接触。
因此，用作用于电机的电刷的容置部的电刷架包括：用于引导电刷的第一部分和用于引导电刷的第二部分，该第一和第二引导部分在电刷的设计为支撑抵靠集电器的前表面侧上敞开，以及在电刷的设计为弹簧支撑抵靠于其上的后表面侧上敞开，所述电刷架在第一引导部分和第二引导部分之间包括至少一个空间，以允许电刷的编织部穿过直到前表面的端部。
根据一个实施例，所述空间位于电刷架的将两个侧向壁分开的侧向表面中。
根据另一实施例，所述空间位于电刷架的将两个横向壁分开的横向表面中。
根据一个实施例，所述第一部分是下部引导部分，其由彼此平行的两个侧向壁形成，所述第二部分是上部引导部分，其由彼此平行的两个侧向壁形成，且所述两个侧向壁至少通过横向壁连接至彼此。
根据一个实施例，所述电刷架在第一和第二引导部分之间包括两个空间，以允许电刷的编织部穿过直到前表面的端部，在形成第一和第二部分的轮廓的这些表面的两个相对面上。
根据一个实施例，电刷架包括两个翼部，所述翼部将第一和第二引导部分连接至彼此，每一个翼部包括开口，所述开口位于第一和第二引导部分之间的空间的延伸部中，以允许电刷的编织部的位移尽可能靠近电机的集电器。
这允许电刷架的编织部尽可能靠近电机的集电器位移，同时阻止集电器被接触。此外，其使得可以将电弧容纳在电刷和集电器之间，以保护电机。
根据一个实施例，当从电刷架的后部朝向前部的位移发生时，第一引导部分和第二引导部分之间的空间的尺寸趋于减小。
根据一个实施例，电刷架包括连接至第一和第二部分中的一个支撑件，所述支撑件包括用于将电刷架固定在电刷保持器的本体上的至少一个系统。
根据一个实施例，所述固定系统包括形成钩部的两个分支，所述两个分支在它们的端部的水平处朝向彼此折回。
根据一个实施例，电刷架包括用于保持盘簧的至少一个系统。
根据一个实施例，保持系统由销形成。
根据一个实施例，所述销具有大致矩形横截面。
根据一个实施例，销具有带有不同横截面的两个部段，它们在两个部段之间的结合部的水平处界定肩部。
根据一个实施例，保持系统包括三个齿，位于另两个齿之间的一个齿定位在相对于另两个齿所在的平面偏置的平面上。
本发明还涉及用于电机的电刷保持器，其特征在于，其包括本体；根据本发明的至少一个电刷架，其固定在所述本体上；电刷，定位在电刷架的内部中；连接编织部，其连接至电刷；和弹簧(42)，其被装配为在电刷和本体之间施加力，所述弹簧接触在电刷(25)的后表面上，所述编织部连接至电刷的面向电刷的第一和第二部分之间的空间的表面。根据一个实施例，电刷包括两个支撑表面，所述支撑表面由设置在电刷的后表面中的凹部的基部限定，且编织部在这两个凹部之间连接至电刷。
根据一个实施例，弹簧为螺旋类型，且具有折叠为“U”形形式的端部和两组螺旋部，每一组螺旋部源自“U”形的面向彼此的支干中的一个，每一组螺旋部终结于具有回转部的臂，该回转部设计为支撑抵靠电刷的表面。
根据一个实施例，弹簧为螺旋类型的，且包括缠绕部段，该缠绕部段由绕其本身缠绕的平坦带的多个大致同心的螺旋部形成，缠绕的部段终结于平坦端部，所述平坦端部由设计为支撑抵靠电刷的表面的至少一个臂延伸。
附图说明
通过阅读以下描述和查看其附图将更好地理解本发明。这些图仅通过本发明的图解提供，其不以任何方式限制本发明。
图1a和1b示出根据本发明的电刷保持器的第一实施例的透视图和俯视图；
图2a和2b示出当电刷磨损时图1中的电刷保持器的透视图和俯视图；
图3示出与根据本发明的电刷保持器一起使用的两个电刷的俯视图，具有不同功能距离；
图4a至4c分别示出根据本发明的电刷架的前和后透视图以及正视图；
图5a至5c分别示出根据本发明的电刷保持器的第二实施例的透视图、俯视图和侧视图；
图6示出在根据本发明的电刷保持器的第一实施例中使用的盘簧的详细视图；
图7示出另一类型的电刷的俯视图，该电刷可与根据本发明的电刷保持器结合使用。
相同、相似或类似的元件从一个图到另一个图保留相同的附图标记。
具体实施方式
图1a、1b、2a、2b和5a至5c示出根据本发明的电刷保持器21，其包括本体22和至少一个壳体23，所述壳体23固定在本体22上且用作用于电刷25的容置部。在该情况下，电刷保持器可包括两个电刷架。在对应于局部视图的图中，可看到单个电刷架或壳体23。每一个电刷25装配为在电刷架23的内部中轴向地滑动，以与电机的转子的集电器27配合，集电器27可在图3中看到。为此目的，设置有臂的盘簧42趋于朝向集电器27的接触板26推电刷25，所述接触板26由集电器的本体支撑，该本体由电绝缘材料制成，诸如塑料材料。电机例如是机动车辆的起动器的机器。作为变化例，电机可还为交流发电机或交流发电机起动器的形式。
更具体地，如可在图1a、2a和5c中看到的，电刷保持器的本体22包括由导电材料制成的支承板28，和由布置在支承板28两侧上的绝缘材料制成的两个部件30。该本体22具有中央开口32(参考图5a)，用于集电器27穿过。本体22包括开口使得其可例如借助螺钉(未示出)固定在起动器的覆盖件上。
此外，图3中详细示出的每一个电刷25包括具有大致平行六面体形式的本体34，本体34具有表面35，称为前表面，所述前表面设计为摩擦抵靠集电器27的接触板26。相反于前表面35的后表面38包括用于弹簧42的两个支撑表面39，所述弹簧42设计为沿集电器27的方向施加力在本体34上。更具体地，如下文所述，弹簧42是设置有臂74或82的盘簧，所述臂设计为与电刷25的支撑表面39接触。
本体34还包括用于与称为连接编织部45的导电元件的端部固定的区域44。编织部45的固定区域44位于两个支撑表面39之间，在本体34的垂直于前表面35和后表面38的侧向表面上。两个支撑表面39对应于设置在固定区域44的两侧上的凹部50的基部。固定区域44因此定位在由凹部50界定的突出部上，其在图中为“V”形形式，以有助于弹簧42的臂的引导。
对于图3的底部处示出的电刷25，编织部45的固定区域44位于支撑表面39的后部部分处，在相反于电刷25的前表面35的侧部上。换句话说，如果在俯视图中，电刷25的包含连接区域44的面的表面被界定在由穿过支撑表面39的直线分开的两个空间中，连接区域44的至少一部分在空间的位于后表面38侧的侧部上。
对于在图3的顶部处示出的电刷25，编织部45的固定区域44完全位于支撑表面39之后。在该情况下，电刷25的前表面35和支撑表面39之间的较小距离DS等于电刷25的功能距离DF。该距离DF对应于固定区域44的最靠近前表面35的端部和前表面35之间的较小距离。
可注意到，该类型的电刷25的配置使得可以最大化功能距离DF，且因此增加电刷25的使用寿命。
一个电刷25的编织部45将该电刷25电连接至覆盖件，在该情况下经由金属凸耳48，所述金属凸耳48固定在电刷保持器(参见图1a)的本体22的支承板28上。为此目的，编织部45有利地由铜或铜合金制成，以有助于焊接在凸耳48上。该编织部因此确保经由驱动器的金属外壳接地。另一铜编织部45，其与另一电刷(未示出)成一体，将该另一电刷25电连接至电源，如果可经由驱动器的接触器的端子应用的话。
如可在图4a至4c中清楚可见的，电刷架23每一个包括用于引导电刷的下部部分56，所述部分连接至支撑件60，以及包括用于引导电刷的上部部分58。下部引导部分56由两个侧向壁561形成，所述侧向壁561彼此平行且连接至支撑件60，而上部引导部分58由两个侧向壁581形成，所述侧向壁581彼此平行且通过上壁582连接至彼此。这些部分56和58在电刷25的前表面35和后表面38的侧部上敞开。下部引导部分56和上部引导部分58通过空间61彼此分开，以允许电刷25的编织部通过。如可在图4b中看到的，部分56和58之间的空间61的尺寸D1，其根据垂直于上壁582的方向测得，当位移从电刷架23的后部朝向前部发生时，该尺寸D1趋于减小。为了改变两个部分56、58之间的距离，界定空间61的侧向壁561、581的边缘为坡道的形式，所述坡道在两个部分56、58之间的距离为恒定的两个区域之间延伸。侧向表面561、581的边缘的坡道相对于电刷架23的水平中平面对称。替代地，侧向壁561、581为“L”形形式，如图1a、2a和5a中所示的。
此外，如在图4a至4c中清楚可见的，每一个电刷架23包括两个翼部57，所述翼部57将下部引导部分56和上部引导部分58彼此连接。这些翼部57沿部分56和58的侧向壁561、581的垂直边缘位于电刷25的前表面35侧上。在图4a至4c中，每一个翼部57具有垂直于侧向壁561、581延伸的第一部段，和朝向电刷25的后表面38折回的第二部段。在图1a、1b、2a、2b中，翼部57在电刷架23的两侧大致周向地延伸，以遵从集电器27的外周边的曲线。
每一个翼部57包括开口571，所述开口571位于空间61的延伸部中，以允许电刷25的编织部的的位移尽可能靠近集电器27。这因此最大化电刷25的有用长度。如图4c中所示的，在电刷架23的正视图中，每一个开口57根据垂直于上壁582的方向以及垂直于侧向表面561、581的方向延伸。在该情况下，开口571具有矩形形式，但作为变化例，它们可具有任何其他形式，诸如圆弧的形式。这取决于设想的应用。
如可在图4a至4c中看到的，支撑件60为两个部段601、602，所述部段601、602每一个连接至下部引导部分56的侧向表面561的下边缘。
每一个部段601、602包括用于将电刷架23固定在电刷保持器21的本体22上的系统62。每一个固定系统62由两个分支63形成，所述两个分支形成钩，且在它们的端部的水平处朝向彼此折叠返回。更具体地，如在图5c中清楚可见的，由支撑件60的前边缘和后边缘得到的分支63根据本体22的厚度穿过本体22，且在它们抵靠本体的支承板28的端部处朝向彼此折叠返回。在侧视图中，单个固定系统62的分支因此具有“C”形形式，两个分支63的“C”形的中空部面朝彼此。
在图4a至4c中的实施例中，支撑件60的每一个部段601、602包括用于保持盘簧的系统67，其由具有大致矩形横截面的销77形成，围绕该销77定位有图6中详细示出的弹簧42。销77具有带有不同横截面的两个部段，它们在两个部段之间的结合部的水平处界定肩部。弹簧42的内部部段可因此被支撑抵靠肩部，以保证弹簧42的准确定位。替代地，如图1a、1b、2a、2b中所示，支撑件60包括单个保持系统67。
如图6所示，弹簧42包括缠绕部段80，所述缠绕部段由绕其本身缠绕的平坦金属带的多个大致同心螺旋部形成。缠绕部段80终结于带的扁平端部81。该平坦端部81由两个臂82延伸，所述两个臂82彼此平行，且设计为支撑抵靠电刷的后表面的支撑表面39。这些臂82每一个位于平坦端部81的一个边缘的延伸部中。
每一个臂82包括第一伸直部分84和第二伸直部分85，所述第一伸直部分84在弹簧的平坦端部81的平面上延伸，所述第二伸直部分85沿与缠绕部段80间隔开的方向延伸。伸直部分85借助具有圆形形式的折叠部分91连接至部分84。伸直部分85也借助具有圆形形式的第二折叠部分92连接至第三伸直部分86。根据一个实施例，伸直部分84与伸直部分85一起形成大约90°的角度A，而伸直部分86与伸直部分85一起形成大约135°的角度B。
该类型的臂82的配置使得可以保证用于弹簧的臂82抵靠电刷25的后表面38的良好支撑表面，而不论电刷25的磨损状态。实际上，如可在图1b中清楚看到的，当电刷25尚未磨损时，折叠部分92确保弹簧42的臂82抵靠电刷25的后表面38的接触。当电刷25磨损，且臂82已经旋转移位时(参见图2b)，伸直部分86确保弹簧42的臂82抵靠电刷25的后表面38的接触。
为了制造臂82，具有矩形形式的材料的一部分被从带的平坦端部移除，以获得平行于彼此的伸直部分，并与带的端部一起形成“U”形形状。这些部分随后根据臂82的需要形式被折叠。
替代地，在图5a至5c的实施例中，用于保持弹簧42的系统67由三个齿68-70形成，在所述齿之间，保持有弹簧42的端部，这将在下文更详细地描述。两个齿68、69位于相同平面上，而第三齿70位于前两个齿68、69之间。此外，齿70相对于齿68、69升起，即，其位于相对于两个齿68和69偏置的平面上。
在该实施例中，盘簧42由具有小直径的金属线形成。如可在图5a和5c中看到的，弹簧42具有端部72和两组螺旋部73，所述端部72折叠为定位在系统67的齿68-70之间的“U”形部，所述螺旋部每一组由“U”形部的面向彼此的支杆获得。绕齿68-70定位的每一组螺旋部73终结于臂74中，所述臂74具有回转部75，该回转部75可在图5a中看到，且设计为支撑抵靠电刷25的支撑表面39。
下文描述根据本发明的电刷保持器21的不同元件的组装。
在第一阶段中，电刷架23借助固定系统62固定在电刷保持器的本体22上。电刷25则从后部定位在电刷架23的内部中。
根据盘簧42的配置，该盘簧42在保持系统67上被放置在位，其设计为使得弹簧的臂定位为支撑抵靠电刷25的背部。
因此，在图1和2的实施例中，弹簧42的缠绕部段80绕销77定位，使得缠绕部段的端部支撑抵靠销77的端部。弹簧42的臂82旋转移位，以抵靠电刷25的支撑表面39定位。该类型的臂82的移位趋于使由销77保持的缠绕部段80变形，使得支撑抵靠电刷25的后表面38的臂82沿集电器27的方向推电刷25。
在图5a至5c中的实施例中，弹簧42的为“U”形形式的端部72定位在保持系统67的齿68-70之间。臂74定位为经由返回部75(可在图5a中看到)支撑抵靠电刷25的支撑表面39，使得臂74沿集电器27的方向推电刷25。
在两种情况下，通过电刷架23的上部部分58和下部部分56的侧向壁261、281，上部部分58的上壁582、和本体22的其上支撑有电刷25的表面，确保了电刷25的平移引导。在该情况下，如可在图5a中看到的，电刷25被支撑抵靠设置在本体22的上表面中的凹槽65的基部。
将意识到，本领域技术人员将能够改变图中所示的电刷架23和电刷保持器21的配置而不违背本发明的涵义。因此，特别地作为变化例，电刷25仅包括在其后表面38上的单个支撑表面39，且继而可使用具有单个臂的弹簧。
作为变化例，电刷25具有图7中所示的常规平行六面体形式，编织部经由固定区域44固定在如前所示的电刷25的侧向表面上。电刷架23的配置将使得可以最大化该类型的电刷25(没有凹部50)的有用长度，以形成支撑表面39。
如图3所示，盘簧42可被柱形弹簧42'替代，该柱形弹簧42'支撑在覆盖件8上，以使电刷21推靠集电器27的板26。
作为变化例，电刷架23不具有翼部57，且侧向壁561、581继而在电刷25的前表面侧连接至彼此。作为变化例，翼部57没有开口571。
还明显的是，在特定实施例中描述的一些特性可没有困难地变换至另一实施例。
在本文档中，诸如“下部”、“上部”、“水平”或“垂直”类型的相关术语相对于支撑在平坦支撑件上的电刷架23被理解，其中下部引导部分56最靠近支撑件，而上部引导部分58距支撑件最远，如在图1a、2a、4a-4c和5c中所示的。电刷架23的“后部”和“前部”部段分别位于电刷25的设计为支撑抵靠集电器27的前表面35侧上，以及电刷25的弹簧42的臂支撑抵靠于其上的后表面38侧上。

Claims (15)

1.一种用于电刷保持器的电刷架(23)，其用作用于电机的电刷(25)的容纳部，其特征在于，其包括用于引导电刷的第一部分(56)和用于引导电刷的第二部分(58)，该第一和第二引导部分在电刷(25)的设计为支撑抵靠集电器的前表面(35)侧上以及电刷(25)的后表面(38)上敞开，弹簧被设计为支撑抵靠在该后表面上，所述电刷架在第一和第二引导部分之间包括至少一个空间(61)，以允许电刷(25)的编织部穿过直到前表面的端部。
2.根据权利要求1所述的电刷架，其中，所述空间位于电刷架的将两个侧向壁分开的侧向表面中。
3.根据权利要求1所述的电刷架，其中，所述空间位于电刷架的将两个横向壁分开的横向表面中。
4.根据权利要求1或2所述的电刷架，其特征在于，所述第一部分是下部引导部分(56)，该下部引导部分(56)由彼此平行的两个侧向壁(561)形成，所述第二部分是上部引导部分(58)，该上部引导部分(58)由彼此平行的两个侧向壁(581)形成，且在于，所述两个侧向壁至少通过横向壁(582)连接至彼此。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的电刷架，其特征在于，
其包括两个翼部(57)，所述翼部将第一和第二引导部分连接至彼此，每一个翼部(57)包括开口(571)，所述开口(571)位于第一和第二引导部分之间的空间(61)的延伸部中，以允许电刷(25)的编织部位移以尽可能靠近电机的集电器(27)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电刷架，其特征在于，当从电刷架(23)的后部朝向前部的位移发生时，第一引导部分和第二引导部分之间的空间的尺寸(D1)趋于减小。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电刷架，其特征在于，其包括连接至第一和第二部分中的一个的支撑件(60)，所述支撑件包括用于将电刷架(23)固定在电刷保持器(21)的本体(22)上的至少一个系统(62)。
8.根据权利要求7所述的电刷架，其特征在于，所述固定系统(62)包括形成钩部的两个分支(63)，所述两个分支在它们的端部的水平处朝向彼此折回。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的电刷架，其特征在于，其包括用于保持盘簧(42)的至少一个系统(67)。
10.根据权利要求9所述的电刷架，其特征在于，保持系统(67)由销(77)形成，所述销(77)具有带有不同横截面的两个部段，该两个部段在两个部段之间的结合部的水平处界定肩部。
11.根据权利要求9所述的电刷架，其特征在于，保持系统(67)包括三个齿(68-70)，位于另两个齿(68、69)之间的一个齿(70)定位在相对于所述另两个齿所在的平面偏置的平面上。
12.一种用于电机的电刷保持器(21)，其特征在于，其包括本体(22)；固定在所述本体(22)上的至少一个根据权利要求1至11中任一项所述的电刷架(23)；电刷(25)，定位在电刷架(23)的内部中；连接编织部，其连接至电刷；和弹簧(42)，该弹簧被装配为在电刷和本体之间施加力，所述弹簧接触在电刷(25)的后表面上，所述编织部连接至电刷的面向电刷的第一和第二部分之间的空间的表面。
13.根据权利要求12所述的电刷保持器，其特征在于，电刷(25)包括两个支撑表面(39)，所述两个支撑表面由设置在电刷的后表面中的凹部(50)的基部限定，且在于，编织部在这两个凹部之间连接至电刷。
14.根据权利要求12或13所述的电刷保持器，其特征在于，弹簧(42)为螺旋类型，且具有折叠为“U”形形式的端部(72)和两组螺旋部，每一组螺旋部源自“U”形的面向彼此的支干中的一个，每一组螺旋部(73)终结于具有回转部(75)的臂(74)，该回转部(75)设计为支撑抵靠电刷的表面。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的电刷保持器，其特征在于，弹簧(42)为螺旋类型的，且包括缠绕部段(80)，该缠绕部段由绕其本身缠绕的平坦带的多个大致同心的螺旋部形成，所述缠绕部段(80)终结于平坦端部(81)，由设计为支撑抵靠电刷(25)的表面的至少一个臂(82)延伸出所述平坦端部(81)。
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