CN105099051B - 电刷总成及包括其的电动马达和电动助力转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开电刷总成及包括其的电动马达和电动助力转向系统，电刷总成包括一基座和若干通过一组固定件固定在该基座上的电刷组件，每一电刷组件包括电刷、导轨和套设于导轨上的弹簧，电刷上对应设有两导引槽用于分别收容该两导引臂，固定件包括一第一固定件和一第二固定件，导轨的封闭端固定于第一固定件内，弹簧的两端分别抵顶该第一固定件和电刷，第二固定件包括两个间隔设置的立柱，每一立柱顶端开设有一凹槽，且凹槽内的一侧壁上朝向凹槽设有一卡钩，导轨的两个弯折部分别通过对应立柱的卡钩固定于该凹槽内。本发明还公开了一种电动马达和电动驻车制动系统的执行器。本发明电刷总成的适用性更广，安装更加方便，成本较低。

Description

电刷总成及包括其的电动马达和电动助力转向系统

技术领域

本发明涉及一种电刷总成及具有该电刷总成的电动马达和电动助力转向系统，特别是一种适用于有刷电动马达的电刷总成以及具有该电刷总成的电动马达和电动助力转向系统。

背景技术

现有的电刷总成通常包括电刷基座和多个电刷组件，电刷基座中央位置设有供转子轴穿过的通孔，所述多个电刷组件围绕通孔设置。每个电刷组件包括电刷、大致呈U形的导轨及套设于导轨上的弹簧，通过导轨将整个电刷组件固定在电刷基座上。如图1-3所示，电刷基座1上设置有多个用于固定导轨的封闭端21的外固定件12和多对用于固定导轨自由端22的内固定件11。具体地，在将导轨2固定至电刷基座1时，先将导轨2的封闭端21卡紧固定在外固定件12的凹槽111内，然后下压导轨2使导轨2的两个自由端22分别挤压一对内固定件11的凸起部112，使内固定件11发生弹性变形而使得导轨2的自由端22能够滑过凸起部112并卡扣在凸起部112和平台113之间的间隔内。

上述结构的导轨固定方式适用于材料较软、弹性较好的电刷基座，且耐高温要求不高的场合。由于导轨2在安装过程中，其径向方向上无法伸长，因此当固定件11采用硬度较高的材料，如PPS(Polyphenylene sulfide)材料时，导轨2的自由端22容易将内固定件11的凸起部112压断或磨损掉，从而造成导轨2无法固定。而且，上述结构的导轨固定方式由于耐高温性能差，无法适用于全封闭式大功率马达。

发明内容

因此，本发明旨在发明一种适用性更广、安装方便的电刷总成以及具有该电刷总成的电动马达及电动助力转向系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种电刷总成，用于有刷电动马达，所述电刷总成包括一基座和若干固定于所述基座上的电刷组件，所述电刷组件通过一组固定件固定在所述基座上，每一所述电刷组件包括一电刷、一导轨和套设于导轨上的一弹簧，所述导轨包括两导引臂、连接于两导引臂的同向末端的一封闭端以及分别自两导引臂的另一末端延伸的一弯折部，所述电刷上对应设有两导引槽用于分别收容所述两导引臂，其特点在于，

所述固定件包括一第一固定件和一第二固定件，所述导轨的封闭端固定于所述第一固定件内，所述弹簧的两端分别抵顶所述第一固定件和所述电刷，所述第二固定件包括两个间隔设置的立柱，每一立柱顶端开设有一凹槽，且所述凹槽内的一侧壁上朝向凹槽设有一卡钩，所述导轨的两个弯折部分别通过对应立柱的所述卡钩固定于所述凹槽内。

较佳地，所述导轨大致W形。

较佳地，所述导轨的两导引臂之间存在一夹角。

较佳地，所述导轨的两导引臂之间的夹角为2～5度。

较佳地，所述第二固定件的两立柱的卡钩相向设置，所述两导引臂之间的距离自封闭端朝向弯折部逐渐增大。

较佳地，所述第一固定件为顶部呈“山”字形的安装柱，包括两个U形卡槽和一倒勾，所述倒勾设于两个U形卡槽之间的柱体外侧。

较佳地，所述第二固定件的每一立柱上靠近所述导轨的自由端的一侧，且紧邻所述U形凹槽边缘处设有一平台。

较佳地，所述平台的平面与所述U形凹槽的底面平齐。

较佳地，所述第二固定件中两个立柱的相对内侧面顶端均设为圆弧面或斜面。

较佳地，所述第二固定件的卡钩的顶部设为圆弧面或斜面。

较佳地，所述第二固定件的两立柱的卡钩相互背离设置，所述两导引臂之间的距离自封闭端朝向弯折部逐渐减小。

本发明还提供了一种电动马达，其特点在于，其包括如上所述的电刷总成。

本发明还提供了一种电动助力转向系统，其特点在于，其包括如上所述的电动马达。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过改进电刷总成中导轨与基座的固定结构，使得电刷总成的适用性更广，而且该结构的电刷总成安装方便。

附图说明

图1为现有技术中电刷总成的电刷基座的结构示意图。

图2为图1所示电刷基座的内固定件的结构示意图。

图3为现有技术中电刷总成的导轨的结构示意图。

图4为本发明较佳实施例中电刷总成的结构示意图。

图5为图4所示电刷总成中电刷基座的结构示意图。

图6为图5中A部分的放大图。

图7为图5中B部分的放大图。

图8为图4所示电刷总成中电刷组件的结构示意图。

图9为图8所示电刷组件中导轨的结构示意图。

图10为具有图4所示的电刷总成的电动马达的爆炸示意图。

图11为使用具有图4所示的电刷总成的电动马达的电动驻车制动系统的执行器的爆炸示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。

如图4所示，本发明一实施例的电刷总成3包括一基座6和若干电刷组件7，电刷组件7固定在基座6上。基板6的中间开设有一供转子轴穿过的通孔61，四个电刷组件7环绕通孔61设置。每一电刷组件7通过一组固定件固定在基座6上。本实施例中，电刷总成3包括四个电刷组件7。可以理解地，在其他实施例中，电刷总成3的数量可以根据实际需求增减，如2个、6个、8个甚至更多均可。

如图5-7所示，基座6上对应设置四组固定件，每一组固定件包括一第一固定件A和一第二固定件B。其中，第一固定件A为顶部呈直立的“山”字形的安装柱5，从而安装柱5的周向两侧形成两个U形卡槽52。安装柱5还设有一倒勾51，倒勾51设于两个U形卡槽52之间的柱体的径向外侧。

第二固定件B包括两个立柱4，两个立柱4相互对称，且间隔设置。每一立柱4的顶端开设有一U形凹槽41，在U形凹槽41的一侧壁上朝向凹槽41设有一卡钩42。

如图8所示，每一电刷组件7包括一电刷71、一导轨72以及弹簧73，电刷71为一大体上呈直角棱柱形状的碳基块，其具有能够与电动马达换向器滑动接触的第一表面712，以及在该第一表面712对面且用于抵接弹簧73的第二表面713，电刷71的相对的两侧面上分别开设有导引槽711。本实施例中，电刷71的刷辨74沿横切向附接在其中一侧面上。可以理解地，在其他实施例中，刷辨还可以沿轴向或径向附接至电刷71。

如图9所示，导轨72大致呈W形。优选地，导轨包括一“∩”形主体部721和由主体部721的两个自由端分别向两外侧折弯形成的两个弯折部723。所述主体部721包括两个导引臂722及连接于两个导引臂722的同向末端之间的一封闭端724。所述两弯折部723分别自两导引臂722的同向另一末端延伸并向外翻而成。本实施例中，所述弯折部723大致呈“U”形。为了防止导轨72由于弹性回复力不够理想，使得导轨72的两导引臂722受按压后无法恢复至平行状态，可以优选地设置所述两导引臂722之间具有一夹角C。所述夹角C优选为2～5度。本实施例中，所述夹角C沿电机径向向内设置，从而使得在自由状态下两导引臂722之间的距离自封闭端724朝向弯折部723逐渐增加。这样可以保证导轨72被夹设在第二固定件的两个立柱4之间后，两引导臂722基本平行，从而使得两引导臂722能够顺利的收容于电刷71的两导引槽711内，且便于电刷71移动。当然，如果导轨72的弹性回复力足够好，两导引臂722之间也可以不具有夹角C，只需要保证两导引臂722相互平行即可。在自由状态下，导轨72的弯折部723的末端725外表面之间的距离L(如图9所示)大于两立柱4上卡钩42的最内端之间的距离D(如图7所示)。

当将整个电刷组件7固定至基座6时，请再参考图4至图7，先将导轨72的封闭端724卡扣于第一固定件A的倒勾51内，然后将两导引臂722靠近弯折部723的端部相向按压，使导引臂722大致呈平行状态，导引臂722与封闭端724的连接处发生弹性变形，再向下按压导轨72的两弯折部723使得弯折部723外翻的末端725收容于凹槽41内，外力撤除后，导引臂722与封闭端724的连接处试图恢复形变，导轨72的弯折部723的末端725向外移动从而挂扣到卡钩42的底部。这样，导轨72被夹设在第二固定件的两个立柱4之间，通过两个立柱4使得导轨72的两个导引臂722呈平行状，一方面能够很好地夹持电刷71并保证电刷71易于移动，使得电刷71能够可靠地安装至基座6上；另一方面，被相向压制的导引臂722始终存在一向外的弹力，从而可以使得连接于其末端的弯折部723牢固地挂扣到卡钩42上。这种安装方式利用了导轨72的两导引臂722可相向变形的特点，安装方式更加的简便可靠，制造成本也进一步地降低，同时避免了现有技术中利用基座的固定件变形而产生的危害，提高产品生产良率。基于上述结构，导轨72优选地采用金属材料弯折而成，其更便于安装固定。

在导轨72固定至基座6之后，将电刷71安装至导轨72的两导引臂722之间。具体地说，导轨72的两导引臂722分别收容于电刷71的两导引槽711内，用于定位及引导电刷71的运动。弹簧73为一具有第一末端731和第二末端732的螺旋弹簧。弹簧73自导轨72的封闭端724套入至导轨72的导引臂722上。弹簧73的第二末端732抵接电刷71的第二表面713。

优选地，装配完成后，导轨72的弯折部723的末端725的外表面与凹槽41的设有卡钩42的侧壁之间具有一定间隙，从而使得卡钩42的侧壁对导轨72的弯折部723的末端725没有力的作用，以避免导轨72的弯折部723受立柱的挤压而使得两导引臂722夹紧电刷71从而阻碍电刷71的移动。

整个电刷总成安装完成后，弹簧73的第一末端731和第二末端732分别抵接第一固定件A和电刷71的第二表面713，从而对电刷71提供一抵顶力使其与换向器实现稳定接触。

此外，如图4、图5和图7所示，还可以在每一立柱4上靠近导轨72的径向内端的一侧，且紧邻U形凹槽41边缘处设置一平台44。平台44的平面与U形凹槽41的底面平齐。这样，如图4所示，导轨72的弯折部723即可平稳地搁置在平台44上，从而进一步提高导轨72的稳定性，防止电刷71移动过程中产生振动。

进一步地，在所述第二固定件中两个立柱4的相对内侧面顶端均设为圆弧面43，可以使得导轨72更加顺利地平滑地嵌入两个立柱4之间的间隔内。此外，所述立柱4的卡钩42的顶表面也设置为弧面，以便于安装。可以理解地，所述立柱4的相对内侧面顶端的圆弧面和卡钩42顶端的圆弧面也可以用斜面替代。

本实施例中，导轨72的两导引臂722之间的夹角C沿电机径向朝内设置(即相对于封闭端两导引臂向外张开)，两立柱4的卡钩42相向设置。在装配时，两导引臂722被相向按压以达到平行状态，使得导引臂722在电刷总成安装完成后存在一向外的弹力，从而牢固地钩扣到卡钩42上，防止脱钩。可替代地，导轨的两导引臂之间的夹角也可以沿电机的径向朝外设置(即相对于封闭端两导引臂向内靠拢)，相应地，立柱的卡钩42设置在凹槽的另一侧壁上，即卡钩相互背离设置。如此，在安装时，使两导引臂靠近弯折部的末端相互远离以达到相对平行的状态，使得导引臂在电刷总成安装完成后存在一向内的弹力，从而实现牢固地钩扣到卡钩上。

如图10所示，本发明还提供了一种电动马达8，其包括一定子81和一转子82，其中转子82包括马达绕组821和一换向器822及电刷总成3，电刷总成3用于将电力从马达接线端(图中未示)经由换向器822传递至马达绕组821。整个马达8通过转动轴83及轴承84将上述各部件组装而成。

如图11所示，本发明还提供了一种电动助力转向系统9，其包括转向管柱94、减速机构、扭转传感器、助力电机8、中间轴93、控制器91及壳体92。减速机构与扭转传感器位于壳体92内部，助力电机8及控制器91装设与壳体92上。当电机助力转向系统工作时，扭矩传感器检测到驾驶员转动方向盘的扭矩大小和方向，并将该信号传递到控制器91，控制器7通过相关算法控制助力电机输出合适扭矩，经过减速机构的减速增矩后，助力转矩传递到中间轴93，中间轴93通过驱动齿轮齿条机构使齿条来回移动，使车轮绕着主销旋转，实现汽车的转向。

在本申请的说明书和权利要求书中，每一用语如“包括”、“包含”、“含有”和“具有”等，以及其变形，其表示的是包括一切的意思，用来详细说明所声明的项目的存在，但是并不排除附加项目的存在。

当然，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 (13)

1.一种电刷总成，用于有刷电动马达，所述电刷总成包括一基座和若干固定于所述基座上的电刷组件，所述电刷组件通过一组固定件固定在所述基座上，每一所述电刷组件包括一电刷、一导轨和套设于导轨上的一弹簧，所述导轨包括两导引臂、连接于两导引臂的同向末端的一封闭端以及分别自两导引臂的另一末端延伸的一弯折部，所述电刷上对应设有两导引槽用于分别收容所述两导引臂，其特征在于，

所述固定件包括一第一固定件和一第二固定件，所述导轨的封闭端固定于所述第一固定件内，所述弹簧的两端分别抵顶所述第一固定件和所述电刷，所述第二固定件包括两个间隔设置的立柱，每一立柱顶端开设有一凹槽，且所述凹槽内的一侧壁上朝向凹槽设有一卡钩，所述第二固定件的两立柱的卡钩相向设置，所述导轨的两个弯折部分别通过对应立柱的所述卡钩固定于所述凹槽内。

2.如权利要求1所述的电刷总成，其特征在于，所述导轨大致呈W形。

3.如权利要求1所述的电刷总成，其特征在于：所述导轨的两导引臂之间存在一夹角。

4.如权利要求3所述的电刷总成，其特征在于：所述导轨的两导引臂之间的夹角为2～5度。

5.如权利要求4所述的电刷总成，其特征在于，所述两导引臂之间的距离自封闭端朝向弯折部逐渐增大。

6.如权利要求1所述的电刷总成，其特征在于，所述第一固定件为顶部呈“山”字形的安装柱，包括两个U形卡槽和一倒勾，所述倒勾设于两个U形卡槽之间的柱体外侧。

7.如权利要求1所述的电刷总成，其特征在于，所述凹槽为U形凹槽，所述第二固定件的每一立柱上靠近所述导轨的自由端的一侧，且紧邻所述U形凹槽边缘处设有一平台。

8.如权利要求7所述的电刷总成，其特征在于，所述平台的平面与所述U形凹槽的底面平齐。

9.如权利要求1所述的电刷总成，其特征在于，所述第二固定件中两个立柱的相对内侧面顶端均设为圆弧面或斜面。

10.如权利要求1所述的电刷总成，其特征在于，所述第二固定件的卡钩的顶部设为圆弧面或斜面。

11.如权利要求1所述的电刷总成，其特征在于，所述第二固定件的两立柱的卡钩相互背离设置，所述两导引臂之间的距离自封闭端朝向弯折部逐渐减小。

12.一种电动马达，其特征在于，其包括如权利要求1-11任一项所述的电刷总成。

13.一种电动助力转向系统，其特征在于，其包括如权利要求12所述的电动马达。