CN1068716C - 具有新式电刷架的电刷架组件 - Google Patents

Abstract

适合在各种电刷卡组件中使用的一种具有一定通用特性的电刷架。电刷架上具有可以引导相应电刷的侧壁，以及使相应的弹簧带定位的整体定位器，用弹簧带将电刷推向集电器。电刷架可以是单个的形式，或者是使多个电刷架构成一个整体，并且用一个整体汇流排相互连接。

Description

具有新式电刷架的电刷架组件

本发明是1995年6月28日递交的08/495135号未决申请的后续部分，该申请又是1994年4月29日递交的08/234737号未决申请的后续部分。本文中参考了这些申请的说明书。

本发明主要涉及直流(D.C.)电机一类的旋转电动机器，具体涉及到这种机器中使用的电刷架组件(即电刷卡组件)。

如以上可供参考的后一件申请中所述，美国专利US4559465(Gagneux),US4354128(CHEW等人),US4782261(Crevling Jr.等人),US4994701(Bulick),US4366404(Ziegler)，以及US4409508(Ooki)号中描述了各种形式的电刷架组件。

在本申请人的上述可供参考的未决专利申请中包括了新式的电刷架和电刷架组件。这些新式电刷架的一个明显的特征在于它具有可以用于各种电刷架组件的通用特性。以自动车中普遍使用的电动窗及冷却机组等等的D.C.电动机为例，在包括多极，单极，以及多速电机的各种场合都可以使用这些新式电刷。其优点之一是在制造过程中能够减少电刷架组件的零件数量，从而提供更加经济实用的产品。另一个优点是可以改善电刷架组件的空间利用率。

在本申请人提供参考的上述申请中公开的一个实施例包括一种用于多极单速电机的电刷架组件，它包括一个具有中心孔的基座部件或是电刷卡，在中心孔的周围具有按照九十度间隔排列的延长槽。一个内部汇流条元件被设置在电刷卡上，将电刷架定位在一对径向相对的槽中。内部汇流条元件的电刷架处在电刷卡的一面上，而连接这些径向相对的电刷架的整体汇流条部分处在电刷卡的另一面上。外部汇流条元件被设置在电刷卡上，将电刷架定位在另一对径向相对的槽中。外部汇流条元件的电刷架处在电刷卡的一面上。外部汇流条元件的整体汇流条部分被设在电刷卡的另一面上，与内部汇流条元件的整体汇流条部分形成分离的同心关系。各个电刷在各个电刷架的引导下径向移动。一个恒力弹簧被连接到各个电刷架，用来朝着中心孔的中央径向地向内推动各个电刷，使之与电动机的集电器形成电接触，当电刷架组件被装配到电机内时，这一集电器从电刷卡的中心孔中穿过。

在本申请人提供参考的上述申请中公开的另一实施例的电刷架是用于多极双速电机的。这一实施例中包括两个各自体现了新式单速电刷架组件的通用特性的电刷架组件，它们按照背对背的关系进行装配，并且由一个中间绝缘盘隔开。

本申请涉及到对多极双速电刷架组件的进一步改进。尽管在本文中用来体现这种进一步改进的例子与本申请人提供参考的上述申请中的内容有一些共同的特征，这些进一步的改进还具有其本身的新颖和独特的特征，这种特征对于上述各项申请中使用的那些多极双速D.C.电机是通用的。

本发明的一个方面涉及一种多极双速的电刷架组件，它包括一个高速电刷架组件和一个低速电刷架组件，其中的高速电刷架组件包括一个不导电的电刷卡，它具有轴向相对的面以及一个在这些面之间延伸的中心孔，设在卡的一个面上并且围绕着孔的圆周分布的多个电刷架，在电刷架的引导下在孔中径向移动的导电电刷，朝着孔的内侧径向推动电刷的弹簧，以及设置在卡的另一面上的一个导体，用来将第一电刷架的电刷电连接到第二电刷架的电刷，低速电刷架组件包括一个不导电的电刷卡，它具有轴向相对的面以及一个在各个面之间延伸的中心孔，设在这个卡的一个面上并且围绕着孔的圆周分布的多个电刷架，在这一电刷架的引导下在其孔中径向移动的导电电刷，朝着这个孔的内侧径向推动电刷的弹簧，以及设置在这个卡的另一面上的一个导体，用来将第一电刷架的电刷电连接到第二电刷架的电刷，以及一个装置，用来将电刷卡与电刷卡的其他面面对面地相互对接到一起，并且使上述导体相互顶住，在上述导体之间形成电连接，其中，除了高速电刷架组件的电刷卡上的第一和第二电刷架的电刷之外，高速电刷架组件的电刷卡上的电刷架的电刷与低速电刷架组件的电刷卡上的任何电刷架的电刷都没有电连接，此外，除了低速电刷架组件的电刷卡上的第一和第二电刷架的电刷之外，低速电刷架组件的电刷卡上的电刷架的电刷与高速电刷架组件的电刷卡上的任何电刷架的电刷都没有电连接。

本发明的另一方面涉及一种多极多速电刷架组件，它包括一个第一速度电刷架组件，该组件包括一个不导电的电刷卡，它具有轴向相对的面以及一个在面与面之间延伸的中心孔，设在卡的一个面上并且围绕着孔的圆周分布的多个电刷架，在电刷架的引导下在孔中径向移动的导电电刷，朝着孔的内侧径向推动电刷的弹簧，以及设置在卡的另一面上的一个导体，用来将第一电刷架的电刷电连接到第二电刷架的电刷，一个第二速度电刷架组件，该组件包括一个不导电的电刷卡，它具有轴向相对的面以及在其面与面之间延伸的中心孔，设在该卡的一个面上并且围绕着该孔的圆周分布的多个电刷架，在这些电刷架的引导下在孔中径向移动的导电电刷，朝着孔的内侧径向推动电刷的弹簧，以及设置在该卡的另一面上的一个导体，用来将其第一电刷架的电刷电连接到其第二电刷架的电刷，以及一个装置，用来将电刷卡与电刷卡的其他面面对面地相互对接到一起，并且使上述导体相互顶住，在上述导体之间形成电连接，以及夹在第一和第二速度电刷架组件之间的一个垫片，垫片上具有可以使导体相互顶住的开孔装置，从而在导体之间形成电连接。

根据以下的附图和详细说明可以清楚地了解本发明的上述和其他优点及特征。

图1是一个四极单速电刷架组件的一个面的平面图；

图2是沿着图1中2-2线看到的一个放大的局部截面图；

图3是沿着图1中3-3线看到的一个放大的局部截面图；

图4是图1中电刷架组件上的电刷卡的一个面的缩小平面图；

图5是图1中电刷架组件上的内部汇流条元件在连接到电刷卡之前的平面图；

图6是沿着图5中6-6线看到的局部截面图；

图7是沿着图5中箭头方向看到的一个放大的端部视图；

图8是图5中圆圈8内的一个放大图；

图9是从图5中沿着9-9线看到的一个截面图；

图10是从图5中沿着10-10线看到的一个局部截面图；

图11是图1中电刷架组件上的外部汇流条元件在连接到电刷卡之前的平面图；

图12是从图11中沿着12-12线看到的一个局部截面图；

图13是图12中圆圈13内的一个放大的平面图；

图14是电刷架组件另一实施例的一面平面图；

图15用稍稍放大的比例表示了从图14中沿着15-15线看到的一个截面图；

图16是从图14中沿着16-16线看到的一个截面图；

图17是图14中一个电刷架的顶视图，其本身用放大的比例表示了装配电刷卡之前的状态；

图18是图17的右侧视图；

图19是图17中电刷架的另一种形式的局部视图；

图20表示另一种形式类似于图15的视图；

图21是用于一个二极单速电机的电刷架的一面平面图；

图22是用于四极双速电机的一个复合电刷架组件的侧视图，这种电机中包括背靠背布置的两个独立的电刷架组件，中间有一个绝缘体；

图23是用于四极双速电机的另一种复合电刷架组件的侧视图，这种电机中包括背靠背布置的两个独立的电刷架组件，中间有一个绝缘体；

图24是从一个高速电刷架组件前面看到的又一种复合电刷架组件的平面图；

图25是沿着图24中25-25线看到的整个复合电刷架组件的局部截面图；

图26是沿着图25中26-26线看到的图24和25的复合电刷架组件中的低速电刷架组件前面的平面图；

图27是图26的低速电刷架组件上的内部汇流条元件在连接到本身的电刷卡之前的平面图；

图28是从图27中沿着28-28线看到的一个局部截面图；

图29是是图26的低速电刷架组件上的外部汇流条元件在连接到本身的电刷卡之前的平面图；

图30是从图29中沿着30-30线看到的一个局部截面图；

图31是图25的复合电刷架组件中使用的一个垫片的平面图，图示的方向与图24相同，但是比例被缩小了；以及

图32是图31的右侧视图。

图1表示一个电刷架组件20，它具有一个用不导电材料制成的电刷卡22(其本身如图4所示)。电刷卡22具有多个象孔24那样的孔。较大的中心孔26具有四个围绕其周边等间隔分布的延长槽28，用来安装电刷架30。另外还有一对孔32,34，用来将一个电连接器插头(未示出)及其电接头安装到设在内部汇流条元件38的一端和外部汇流条元件40一端的配线接头36上，在图5和11中分别表示了元件38和40。图10表示在配线接头36一侧朝下的部分42，该部分可以将来自这种电连接器插头的各个导体连接到各自的汇流条元件。

图5和6中所示的内部汇流条元件38是用可弯曲、有弹性的导电材料例如黄铜的带状毛坯制成的，采用连续冲模成形一类的公知制造技术在图示的位置上形成电刷架30。这样就能制成对称相对的电刷架30，它们通过一个汇流排部分44整体连接到一起。

电刷架30都是相同的。每个电刷架具有一对分开的平行侧壁48，用来容纳一个电刷50。每个电刷架30还有一个带有槽52的顶壁58，用来支撑径向移动的各个电刷，至少一个锁定接头46(见图8)，用来在电刷架组件被装入电机之前将电刷保持在完全的径向收缩位置；以及一个开槽的端壁56，用于容纳连接到电刷的导线54。

图11的情况与图5类似，只是汇流排部分60沿着一个大于汇流排部分44的半径延伸。这样做是为了在完成了各部分的装配工作而形成电刷架20之后使汇流排部分44和60形成电气和空间的分离。

图5,6,11和12表示了与各个电刷架侧壁48上的径向内端形成整体的一个向外弯曲的接头62。接头62可以将电刷架的径向内侧部分固定在电刷卡上，并且使朝着电刷架组件的中心径向推动电刷的一个弹簧装置64定位。在图1中表示的弹簧装置是一个扁平的弹簧带，它的绕线端被电刷架的侧壁48和接头62固定。弹簧装置从一个绕线端开始延伸，通过电刷的一侧与一个侧壁48内侧之间的空隙，跨过电刷的径向外端，再通过电刷的另一侧与另一个侧壁48内侧之间的空隙回到另一个绕线端。

电刷架组件是这样制造的，安置内部汇流排元件38和电刷卡22的一面，然后使二者相互接近，从而将电刷架30插入各个延长槽28中。电刷架材料的弯曲和弹性可以形成一种夹层结构，将电刷卡的一部分夹在汇流排部分44及其两个电刷架30之间。图1表示在汇流排元件38和40与电刷卡22按照这种方式连接之后，再将接头62朝着侧壁48弯曲成直角，使朝着各个侧壁外端的其他接头63转向侧壁48，将元件38,40的连接件固定在电刷卡22上。然后将引线接头36定位在孔32,34附近。

接着用相同的方式将外部汇流排元件40装配到电刷卡上，但是使它的电刷架的位置与元件38的电刷架形成九十度角。这样，除了电刷50和弹簧装置64之外仅仅使用了三个独立部件，除了以上所述用于将元件38装配到电刷卡22上的接头62,63之外，不需要额外的支撑和固定。

在每个电刷架组件20中，电刷卡的外圆周面是拼合的，以便将电刷架准确地定位在电机中。

如上所述，为一个四极单速DC电机装配一个多极电刷架或是电刷卡组件的方法包括以下步骤：用不导电材料制作一个电刷卡，使其具有一个中心孔以及从这一中心孔按照相等的角度向外延伸的四个延长槽，由此构成一个交叉图形；用导电的弹性材料制作一个内部汇流排元件，它具有由一个电刷棒部分连接成整体的一对电刷架；用导电的弹性材料制作一个外部汇流排元件，它具有由一个电刷棒部分连接成整体的一对电刷架；将内部汇流排元件的电刷架插入电刷卡上径向相对的延长槽中，使电刷棒部分的平面顶住电刷卡的一侧和设在电刷卡另一侧的那个电刷架；将外部汇流排元件的电刷架插入电刷卡上径向相对的其余延长槽中，使电刷棒部分的平面顶住电刷卡的一侧和设在电刷卡另一侧的那个电刷架，其中的内部汇流排元件的各个电刷架的位置与外部汇流排元件的电刷架形成九十度角。弯曲整个接头，使其接触到包含电刷架的电刷卡中的槽的边缘，从而将汇流排元件叠在电刷卡上面。弹簧装置被连接到各个电刷架和各个电刷。

在图14-18中表示了另一实施例的电刷架组件76。它包括：一个圆形的不导电的卡78，它具有一个拼合的边缘，用于在电机的定子部分中准确地定位；本实施例中的四个电刷架80a,80b,80c,80d都是相同的，它们按照90度的间隔围绕着卡78的一个中心孔82设置在卡78上；

两条绝缘的电线84a,84c；本实施例中的四个电刷86a,86b,86e,86d都是相同的，它们分另在电刷架80a,80b,80c,80d的引导下相对于孔82的中心径向移动；本实施例中的四个弹簧88a,88b,88c,88d也是相同的，用于径向地向内推动各自的电刷。剥掉导线84a端部的绝缘，暴露出连接到电刷架80a,80b的绞线，再剥掉导线84c端部的绝缘，暴露出连接到电刷架80c,80d的绞线。

每个电刷架包括一个扁平的主体90，它适合与卡78平行地放置，从图17中可见其大体上呈U形，形成各自平行的侧壁92,94和一个在两个侧壁92,94之间延伸的外端壁96。侧壁92,94的前沿限定了一个槽98，其径向的内端是开口的，而径向的外端是通过端壁96闭合的。主体90上靠近槽98的径向外端处还设有电刷锁定接头100,102。

图17和18表示了电刷架的一种状态，沿着侧壁92,94上与槽98的边缘相对的那些边缘设有多个与主体90成直角的弯腿104。在本实施例中，每侧各有两个在槽的长度方向上分开的弯腿。各个导线接头106从主体90的各个弯腿之间横向伸出，但是在图17中仅仅表示了一个接头，在图14中则表示了两个接头。在各个电刷架上径向的内端设有与主体90成直角的弹簧定位器108，但是它是朝着与弯腿104相反的方向伸出的。每个弹簧定位器采用矩形接头的形式，其径向的内侧边缘包含一个从主体90延伸到与主体90分开的弹簧定位器108的角上的一个小柄112的凹槽110。弹簧定位器正好在各个侧壁92,94横向外侧边缘上径向朝外的径向内端处与主体90接合，从而使弹簧定位器的径向内侧边缘形成一个在径向的内侧方向上开口的U形。(此处需要指出，为了便于说明，在图14中仅仅表示了各个电刷的中心线114及其径向的电刷架，并且以侧壁的侧边缘近似地作为径向的基准)。在卡78上的各个电刷和电刷架的位置上设有一个从孔82径向向外延伸的矩形槽116。电刷的形状是矩形的，而各个槽116的宽度稍微大于电刷的宽度。槽的径向长度与电刷相符。如图15所示，电刷的侧面具有槽118，在其中接收侧壁92,94的内边缘。槽118径向地延伸，使电刷能在槽98的长度方向，也就是孔82中心的半径方向上移动。如图15中所示，槽118下面的那部分电刷与槽116的侧面具有间隙，而电刷的相对部分延伸到槽118以上。卡78包括一个有四个孔122的图形，孔122处在图形中各个槽116的区域内，对应着弯腿104的图形。在图18中表示的各个电刷架的状态可以使弯腿的突出端与孔122对齐，从而将电刷架装配到卡上，并且能整体地推动电刷架和卡，使弯腿穿过孔122，直到主体90的平面平行地顶住卡。然后将腿的远端弯曲一个角度(见图15)，使其触及孔122的区域，将电刷架固定在卡上的准确位置。

每个弹簧88a,88b,88c,88d都是由统一宽度的扁平带状弹簧材料构成的，其宽度稍微小于凹槽110的长度尺寸。每个弹簧包括位于两端的线圈130,132以及从线圈上延伸的连接部分134。弹簧是这样装配到电刷架上的，将一个线圈130装在相应的侧壁92的径向内端外侧，将另一个线圈132装在对面的侧壁94外侧，使连接部分134通过各自的凹槽110跨过电刷架上开口的内端。电刷是这样装配的，将它的槽118插在电刷架径向内端处的侧壁92,94的内边缘上，并且让电刷上径向的外端顶住跨过电刷架槽开口的连接部分134。然后使电刷在电刷架上径向地向外滑动，迫使线圈130,132局部地放松，从而增加弹簧部分134的长度，直至到达图14所示的位置。电刷锁定接头100,102被用来啮合电刷的外端，将电刷保持在图14所示的收缩位置。

参见图14，电刷架80c的导线接头106从图17和18中所示的状态被压接到电刷86c的电刷导线138的自由端和导线84c的一个剥离端上，使导线84与电刷86c形成电连接。如图14和16所示，每个电刷架上径向的外端还设有保持接头140(但是在图17和18中没有表示)。对于电刷架80b来说，它的保持接头140可以保持导线84c的绝缘部分，使导线从电刷架80c延伸到电刷架80d。电刷架80d的一个导线接头106被弯曲，将导线84c的另一个剥离端电连接到电刷86d的电刷导线138的自由端。按照类似的方式，电刷架80d的保持接头140可以保持导线84a的绝缘部分，将电刷架80a,80b上各自的导线接头106弯曲到各自的连接点上，导线84a的剥离端就可以分别连接到电刷86a,86b上各自的电刷导线138。这样就能将径向相对的电刷电连接到一起。

如上述第一实施例中所述，尽管上文中没有具体说明的连接器插头也是组件76的一部分，但是在图14第二实施例中仍没有具体表示这个插头，这种连接器插头电连接到各个径向相对的电刷对。例如，将电刷架80a,80b之一的其他导线接头106之一压接到第一导线的剥离端上，第一导线(未示出)就能将一个插头端子连接到电刷对86a,86b，如果将电刷架80c,80d之一的其他导线接头106之一压接到第二导线的剥离端上，第二导线(未示出)就能将另一个插头端子连接到电刷对86c,86d。

整个电刷架组件76被装入电机的定子部分，使包括集电器在内的电机转子部分(即电机的电枢)可以穿过孔82。从锁定接头100,102上松开电刷，由各自的弹簧顶住各个电刷上径向的外端，推动电刷与集电器形成电接触。

图19表示一种改型的电刷架，其中的弹簧定位器108朝着侧壁92,94被弯折成直角，但是却处在侧面的径向内端。每个侧面上沿着其横向的外边缘可以具有一个象凹槽110那样的凹槽，用来保持离开各个线圈130,132的弹簧部分134。

图20表示一种改型的电刷架，在电刷卡78中不需要设置槽116 。其主体90′包括一个类似于主体90的扁平部分，但是带有沿着外边缘横向延伸的直角法兰142,143，从而将整个电刷设置在电刷卡的一侧。接头144从这些法兰的下边缘向上弯曲，当电刷架被插到准确的位置，而弯腿104被充分地插入孔122，并且其突出端向内弯曲将电刷架保持在电刷卡上时，接头144就能顶住电刷卡，将电刷架在卡的上方。在各个法兰上径向的内边缘中设有凹槽110(参见图18)，用于接纳弹簧部分134，这一弹簧部分离开各自的弹簧线圈，沿着法兰142,143内侧之间的空隙和电刷的各个侧面从主体90′的扁平部分和卡之间通过；尽管在此处设置了凹槽110，但是也可以省掉这种凹槽，这是因为，当弹簧带与电刷发生联系时，可以将其限制在电刷卡和侧面90′的重叠部分之间。

图21表示了一种用于双极单速电机的电刷架组件150。它包括一个电刷卡152，卡的中心孔154上具有径向相对的槽，用来为径向相对的电刷86e,86f提供空隙，电刷象图14中连接到各自的电刷架和弹簧的电刷那样功能性地连接到各自的电刷架80e,80f和各自的弹簧88e,88f。电刷架80f类似于图17和18的电刷架80a；电刷架80e也是类似的，只有导线接头106处在相对的一侧。电刷架80e,80f象上文所述的电刷架80a,80b,80c和80d那样层叠在电刷卡152上。电刷架80e的导线接头106压接在来自单个电刷的短线156和绝缘导线160的剥离端上。电刷架80f的导线接头106压接在来自单个电刷的短线158和绝缘导线162的剥离端上。用一个垫圈164围住通向连接器插头(未示出)的两条导线160,162。

图22表示了一种四极双速的电刷架组件170，它包括两个基本上相同的象图14中那样的电刷架组件172,174。第一电刷架组件172是用于高速的，而第二电刷架组件174是用于低速的。电刷架组件172,174与图14中的一个组件的区别在于电刷是按照图20所示的方式功能性地连接到电刷卡，电刷架和弹簧上的。另外，用于低速电刷架组件的集电器的直径比用于高速电刷架组件的集电器的直径稍稍小一点。在两个电刷架组件之间设有一个电绝缘子176，因此，在一个组件的任何导体和另一个组件的任何导体之间不会有电流流动。可以采用任何适当的装置将两个组件172,174和夹在二者之间的绝缘子176固定在一起。

为了制造图23中所示的另一例四极、双速电刷架组件，需要制造两个基本上相同的象图1中那样的电刷架组件。第一电刷架组件66是用于高速的，并且与图1的电刷架20大体上类似。然而，代替图2所示的将导线接头的元件42朝着电刷架的相反方向向下弯曲的形式，元件被设在电刷架30的方向上。中心孔的尺寸允许电机的高速集电器从孔中延伸。在电刷架组件66的电刷卡中设有附加的孔，允许导线接头在电刷卡的顶面上方延伸。

第二电刷架组件68被设在第二电刷卡上，第二电刷卡的中心孔比组件66的第一电刷卡的孔要小。这个孔可以容纳电机的第二集电器。第一和第二电刷架组件66,68是这样定位的，使双方的比较平的面彼此相对，并且将一个绝缘子70装在二者之间。绝缘子可以防止两个电刷架组件之间的任何电气短路。

图24和25表示了又一实施例的四极，双速电刷架组件200，它包括两个背对背布置的多极单速电刷架组件202,204，并且用夹在二者之间的一个垫片206装配在一起。电刷架组件202是高速电刷架组件，它基本上与电刷架组件20相同。在图24和25中用相同的符号表示电刷架组件202上与电刷架组件20上相同的部分对应的那些部分。这样的电刷架组件202包括一个电刷卡22，象电刷架组件20那样安装在电刷卡22上的一个单件的内部汇流排元件38，以及象电刷架组件20那样安装在电刷卡22上的一个单件的外部汇流排元件40。内部汇流排元件38包括径向相对的电刷架30，它们由一个整体汇流排部分44连接成整体。外部汇流排元件40包括径向相对的电刷架30，它们由一个整体汇流排部分60连接成整体。电刷架组件202进一步包括电刷50和弹簧装置64，它们象电刷架组件20中那样与各个电刷架30配合连接。

电刷架组件204(图26)是低速的电刷架组件。它包括一个与电刷卡22类似的电刷卡208，一个单件的内部汇流排元件210，以及一个单件的外部汇流排元件212，这两个元件都象电刷架组件20中的电刷卡22上的汇流排元件38和40那样被安装在电刷卡208上。内部汇流排元件210包括径向相对的电刷架30，它们由一个整体汇流排部分214连接成整体。外部汇流排元件212包括径向相对的电刷架30，它们由一个整体汇流排部分216连接成整体。电刷架组件204进一步包括电刷50和弹簧装置64，它们象电刷架组件20中那样与各个电刷架30配合连接。

内部汇流排元件210的汇流排部分214(参见图27和28)是扁平的，并且具有与电刷卡的中心孔218同心并且具有固定半径的圆周范围。部分214的半径尺寸在它的整个圆周范围内都是不变的，它的轴向尺寸(也就是厚度)也是完全一致的。在装配到电刷卡208上时，部分214的平面顶住电刷卡的一个表面区域，该表面面对着电刷卡22上顶住汇流排部分44和60的的那个表面。为了便于使用，汇流排元件210上具有两个扁平的短接头220,222,它们也是象部分214那样平放在电刷卡的同一表面上的，各个接头220,222从各自的电刷架30的一个侧面延伸，该侧面与部分214和电刷架连接成整体的那个侧面是相反的。

外部汇流排元件212的汇流排部分216(参见图29和30)是扁平的，并且具有与电刷卡的中心孔218同心并且具有固定半径的圆周范围。部分216的半径尺寸在它的整个圆周范围内都是不变的，它的轴向尺寸(也就是厚度)也是完全一致的。在装配到电刷卡208上时，部分216的平面顶住电刷卡的一个表面区域，该表面面对着电刷卡22上顶住汇流排部分44和60的的那个表面。为了便于使用，汇流排元件212上具有两个扁平的短接头224,226，它们也是象部分212那样平放在电刷卡的同一表面上的，各个接头224,226从各自的电刷架30的一个侧面延伸，该侧面与部分212和电刷架连接成整体的那个侧面是相反的。汇流排元件210,212的区别在于部分216的半径比部分214大，这样，当这些汇流排元件被装配到电刷卡上时，它们在径向上是分离的，它们的另一个区别是内部汇流排元件210包括一个从汇流排部分214沿着径向向外延伸的整体导线接头36，而外部汇流排元件212却没有。

在用电刷架组件200表示的特定实施例中，组件202的电刷架30的圆周与电刷架组件204的圆周是对齐的，但是，与组件204的电刷卡208上的电刷架相比，它们在电刷卡22上的位置在径向上稍微靠外一点。低速组件204的汇流排部分214,216的径向位置是相对于高速组件202的汇流排比分44,60的径向位置来选择的，沿着它们的圆周范围的至少一部分至少形成局部的径向重叠，就象组件200中那样，部分216的至少一部分可以顶住部分44的至少一部分，与其形成电气接触，从而在装设在与汇流排元件38和212形成整体的电刷架中的电刷之间形成电气连接。重叠并靠在一起的两部分最好具有相同的径向尺寸，并且处在共同的半径上，使它们沿着其圆周范围的至少一部分相互一致地在径向上重叠。在图24的实施例中，汇流排部分216的整个圆周范围基本上都是叠合地靠在汇流排部分44上的。

汇流排元件38和40的导线接头36的位置与电刷卡22的孔32和34的相对的端部对准。在卡208上设有与组件200中的孔32,34对准的孔232,234，内部汇流排元件210的导线接头36的位置象组件200中那样对准它的卡的中心孔232,234的中间部分，在对准的孔中设有三个并排的导线接头36。

图31和32表示一个均匀厚度的环形垫片206，垫片是开孔的，可以使汇流排部分44和216象上述情况那样相互接合，并且可以容纳用于将导线连接到一个插头(未示出)的导线接头36。垫片206的径向尺寸(即厚度)一定要小于或等于部分44和216的厚度之和，当两个组件202,204被连接到一起，如图26所示将垫片206夹在中间时，只有这样才不会妨碍两部分之间的电气连接。这种连接可以通过任何适当的连接装置来实现。连接两个组件202,204的一种方式是采用机械固定装置将两个电刷卡固定在一起，使部分44和216靠在一起。也可以通过两个部分44和216本身用不同的方式实现连接。有一种方式是在部分44和216相互对接的一或多个位置上采用穿过组件和电刷卡的机械固定装置。另一种方式是在电刷卡中的部分44和216相互对接的一或多个位置上提供对齐的孔，然后使用这些孔作为入口，将对接的两部分熔合到一起。

在卡208上直接面对着相对的卡22背面上的任何导体部件的背面上没有内部汇流排元件210的部件，因此，垫片206的材料不需要瞄准汇流排元件210的这些部件。同样，在卡22上直接面对着相对的卡208背面上的任何导体部件的背面上没有外部汇流排元件40的部件，因此，垫片206的材料不需要瞄准汇流排元件40的这些部件。在与图中所示情况不同的其他结构中，有可能出现不应有的接触，因此，垫片206的材料应该是对准的。

在电刷卡22和208以及垫片206的径向外部区域设有配合键，用于将电刷架组件200固定在配套电机内部的准确位置上。

电刷架是由适当的带状冲压材料制成的，并且采用包括冲压和切屑方法等在内的惯用的制作技术来制造，制成的电刷架是单件的结构。

由于两个电刷卡上的汇流排元件38和212之间的电连接采用了这种新颖的装置，仅仅需要三个导线接头36。当包含这种组件200的电机高速运行时，适当的电压被加在两个导线接头36上，它们分别是汇流排元件38和40的一部分，而汇流排元件210的导线接头保持浮动，因此，电压被提供给与电机的高速集电器和电枢相联系的高速电刷卡组件202。当这种电机低速运行时，适当的电压被加在两个导线接头36上，它们分别是汇流排元件38和210的一部分，而汇流排元件40的导线接头保持浮动，因此，电压被提供给与电机的低速集电器和电枢相联系的低速电刷卡组件204。

尽管在上文中已经说明了本发明的最佳实施例，显而易见，本发明的原理还可以适用于权利要求书范围内的所有实施例。

Claims (10)

1．一种电刷架组件(20；76；150；204)包括一个电刷卡(22；78；152；22)，安装在上述卡上的至少一个电刷架(30；80a-d；80e-f；30)，用于各个电刷架的电刷(50；86a-d；86e-f；50)，每个这种电刷架包括壁装置(48；92,94；92,94；48)，用于沿着各自电刷架上的一个方向引导各个电刷的位置，分别与每个电刷和电刷架相联系的一个弹簧带(64；88a-d；88e-f；64)，每个这种弹簧带包括纵向的中间部分和纵向相对的末端部分，至少一个末端部分包括一个可以缠绕和放松的线圈(64；130,132；130,132；64)，从而缩短和增加上述纵向中间部分的长度，以及用于使各个弹簧带的末端部分相对于各自的电刷架定位的定位装置，从而使各个弹簧带的中间部分沿着各自电刷的一个侧面从各自的一个末端部分延伸，然后跨过各自的电刷，再沿着各自电刷的另一侧延伸到弹簧带的另一个末端部分，由中间部分沿着各自的电刷架的壁装置引导各自的电刷的方向对各自的电刷施加一个力，其特征在于：

至少有一个上述末端部分包括一个线圈，上述定位装置是由上述壁装置的一个整体形式(62；108；108；62)构成的，它可以使上述线圈定位，并且在上述中间部分从上述线圈被引向电刷的各个侧面时引导上述弹簧带的上述中间部分。

2．按照权利要求1的电刷架组件，其特征是：

上述壁装置包括一个导向壁，而上述壁装置的上述整体形式包括一个接头(62；108；108；62)，它的位置与上述导向壁形成一个角度，并且与线圈的外侧相互接触。

3．按照权利要求2的电刷架组件，其特征是：

上述接头包括一个凹槽(110)，弹簧带的中间部分从凹槽中穿过。

4．按照权利要求2的电刷架组件，其特征是：

上述接头和上述导向壁都是与上述电刷卡垂直的。

5．按照权利要求2的电刷架组件，其特征是：上述接头与上述导向壁之间的角度大于锐角。

6．按照权利要求5的电刷架组件，其特征是：

上述接头包括一个凹槽(110)，弹簧带的中间部分从凹槽中穿过。

7．按照权利要求1的电刷架组件，其特征是：

包括第二电刷卡的第二电刷卡组件(图22,23,26)，安装在上述第二卡上的至少一个电刷架，用于上述第二卡上的各个电刷架的电刷，上述第二卡上的每个这种电刷架包括壁装置，用于沿着各自电刷架上的一个方向引导各个电刷的位置，分别与上述第二卡上的每个电刷和电刷架相联系的弹簧装置，该弹簧装置沿着各自的电刷架的壁装置引导各自的电刷的方向对各自的电刷施加一个力，每个电刷卡包括一个前面和一个后面，每个卡的前面包括多个电刷架，而每个电刷卡的后面包括一个与前面的多个电刷架连接成整体的汇流排部分，上述电刷卡在组件中是背面对着背面设置的。

8．按照权利要求7的电刷架组件，其特征是：

一个电绝缘子(176，图22,23)设置在卡的背面之间，在卡与卡之间形成电气绝缘。

9．按照权利要求1的电刷架组件，其特征是：

包括第二电刷卡的第二电刷卡组件(图26)，安装在上述第二卡上的至少

一个电刷架，用于上述第二卡上的各个电刷架的电刷，上述第二卡上的每个这种电刷架包括壁装置，用于沿着各自电刷架上的一个方向引导各个电刷的位置，分别与上述第二卡上的每个电刷和电刷架相联系的弹簧装置，该弹簧装置沿着各自的电刷架的壁装置引导各自的电刷的方向对各自的电刷施加一个力，每个电刷卡包括一个前面和一个后面，每个卡的前面包括两对电刷架，而每个电刷卡的后面包括一个与前面的一对电刷架连接成整体的内部汇流排部分，以及一个与前面的另一对电刷架连接成整体的外部汇流排部分，上述电刷卡是背面对着背面设置的，以及将一个卡的内部汇流排部分(44)和另一卡的外部汇流排部分(216)电连接到一起的装置，一个卡的外部汇流排部分(60)和另一卡的内部汇流排部分(214)在电路上是分开的。

10．按照权利要求9的电刷架组件，其特征是：

设置在卡的背面之间的一个垫片(206，图31,32)，用于将一个卡的选定部分与另一个卡分开。

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