CN108233583B - 电机及其电刷 - Google Patents

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Abstract

一种电刷，用于与换向器接触，包括：电刷体，所述电刷体包括相对设置的两轴向端面；凸伸部，所述凸伸部从所述电刷体朝向所述换向器凸伸形成，所述凸伸部包括第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面分别与所述两轴向端面邻接，且所述第一表面及所述第二表面和与之邻接的端面之间形成的夹角为钝角；及至少两个凸齿，所述至少两个凸齿位于所述第一表面和所述第二表面之间，所述至少两个凸齿大致沿所述换向器的周向延伸；其中，所述至少两个凸齿在所述电刷的轴向所占总宽度与所述电刷体的轴向高度的比值位于0.25～0.75之间。本发明还提供一种使用所述电刷的电机。

Description

电机及其电刷
技术领域
本发明涉及电机，尤其涉及电机的电刷及具有该电刷的电机。
背景技术
有刷电机中，电刷是与换向器滑动接触而形成电连接从而为电机转子供电的一种导电部件。电刷外型一般呈方块状，电刷装设于电刷臂上，并通过弹簧紧压在换向器上。传统的电刷用于与换向器接触的表面为与换向器匹配的弧面。在电刷与换向器初始摩擦接触时期，因制造公差等因素，容易导致换向器与电刷的接触表面之间贴合不理想，从而导致电刷在摩擦接触换向器时产生振动，这种振动会产生噪音。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种噪音小的电机和电刷。
本发明提供一种电刷，用于与换向器接触，包括：
电刷体，所述电刷体包括相对设置的两轴向端面；
凸伸部，所述凸伸部从所述电刷体朝向所述换向器凸伸形成，所述凸伸部包括第一表面、第二表面及至少两个凸齿，所述第一表面和所述第二表面分别与所述两轴向端面邻接，所述第一表面及所述第二表面和与之邻接的端面之间形成的夹角为钝角，所述至少两个凸齿位于所述第一表面和所述第二表面之间，所述至少两个凸齿大致沿所述换向器的周向延伸；
其中，所述至少两个凸齿在所述电刷的轴向所占总宽度与所述电刷体的轴向高度的比值位于0.25～0.75之间。
较佳的，所述第一表面与所述电刷体的端面之间的夹角等于所述第二表面与所述电刷体的端面之间的夹角。
较佳的，所述第一表面及所述第二表面与所述电刷体的端面之间的夹角位于110°～150°之间。
较佳的，所述凸齿相对所述第一表面或所述第二表面凸伸的高度与所述凸伸部相对所述电刷体凸伸的高度之间的比值位于0.15～0.6之间。
较佳的，所述至少两个凸齿的数量为2～5个。
较佳的，每个凸齿的顶部呈圆角或尖角。
较佳的，所述凸齿为直齿。
较佳的，所述第一表面和所述第二表面分别为内凹的弧面、平面或者外凸的弧面中的一种。
较佳的，所述电刷体包括第一端和与所述第一端相对设置的第二端，所述电刷还包括连接部，所述凸伸部从所述电刷体的第一端凸伸形成，所述连接部从所述电刷体的第二端凸伸形成。
本发明的实施例还提供一种电机，包括壳体、转动设置于所述壳体内的换向器、及如上任意一项所述的电刷，所述电刷与所述换向器滑动接触。
较佳的，所述电机还包括电刷臂，所述电刷安装在所述电刷臂上。
上述电机，在电刷与换向器相互磨合时期，首先仅有所述电刷的凸齿与所述换向器接触，从而使得所产生的噪音较小，进一步地，所述凸伸部的第一表面及第二表面与所述换向器接触，逐渐增加所述电刷与所述换向器的接触面积，从而防止了接触面积的突变导致换向火花并由此产生的噪音。
附图说明
附图中：
图1是本发明一实施方式的电机的剖视图。
图2是本发明一实施方式的电刷的立体图。
图3是图2所示的电刷的俯视图。
图4是本发明另一实施方式的电刷的立体图。
图5是图4所示的电刷的俯视图。
主要元件符号说明
Figure GDA0003071654910000031
Figure GDA0003071654910000041
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便于清晰描述，而并不限定比例关系。
请参考图1，为本发明一实施例提供的电机1的剖视图。在本实施方式中，所述电机1为永磁直流电机。所述电机1应用于电子驻车(Electrical Parking Brake,EPB)系统中。在其他实施方式中，所述电机1还可应用于其他系统中。所述电机1包括定子20和可相对定子20旋转的转子30。所述定子20包括壳体21、安装于壳体21内壁的永磁体22、及固定于壳体21一开口端的端盖23。所述转子30位于所述定子20内。所述定子20的端盖23包括电刷23a和安装电刷23a的电刷臂23b。所述转子30包括转轴31、固定于转轴31上的换向器32和转子铁芯33，以及绕缠于转子铁芯33上并与换向器32电连接的绕组34。所述电刷23a用于与换向器32接触从而为绕组34供电。所述电刷臂23b固定于所述端盖23并支撑所述电刷23a，使得所述电刷23a与所述换向器32滑动接触而实现换向。
请同时参考图2，所述电刷23a包括电刷体24、由电刷体24的第一端241凸伸形成的凸伸部25、及由电刷体24的第二端242凸伸形成的连接部26。所述电刷体24的第一端241与第二端242相对设置。所述电刷体24包括相对设置的两轴向端面243，所述两轴向端面的法线与电机轴向平行。所述电刷体24的轴向高度为A(如图3所示)。
所述凸伸部25用于与所述换向器32滑动接触。所述凸伸部25包括两相对的表面，分别为第一表面253及第二表面254。所述第一表面253及所述第二表面254和与之邻接的端面243之间形成夹角，记为θ，所述夹角θ为钝角。在本实施方式中，所述第一表面253及所述第二表面254和与之邻接的端面243之间形成的夹角θ相等。在本实施方式中，所述第一表面253及所述第二表面254分别为内凹的弧面。在其他实施方式中，所述第一表面253及所述第二表面254可为平面(如图4和图5所示)或者外凸的弧面中的一种。
所述凸伸部25还包括至少两个凸齿27。所述至少两个凸齿27位于所述第一表面253和所述第二表面254之间。所述至少两个凸齿27大致沿换向器32的周向延伸。所述至少两个凸齿27相互平行。在本实施方式中，所述凸齿27为直齿。所述至少两个凸齿27的顶部及底部呈圆弧状或尖状。所述至少两个相互平行的凸齿27用于与所述换向器32滑动接触。所述至少两个凸齿27位于所述凸伸部25的中间位置。在本实施方式中，每个凸齿27相对所述第一表面253或第二表面254凸伸的高度为B，所述至少两个凸齿27在电刷的轴向所占总宽度为C，所述凸伸部25相对电刷体24凸伸的高度为D。在本实施方式中，所述至少两个凸齿27的数量为三个。在其他实施方式中，所述至少两个凸齿27的数量不限于此，例如可以是两个、四个、五个等。
在本实施方式中，所述第一表面253及所述第二表面254分别与所述相对设置的端面243所形成的夹角θ皆位于110°-150°之间，例如夹角θ为110°、120°、125°或者150°，或者所述至少两个凸齿27的数量为2-5个，例如至少两个凸齿27的数量为2个，3个，4个或者5个，或者所述至少两个凸齿27在电刷23a的轴向所占总宽度C与所述电刷体24的轴向高度A之间的比值位于0.25-0.75之间，例如所述至少两个凸齿27在电刷23a的轴向所占总宽度C与所述电刷体24的轴向高度A之间的比值为0.25、0.5、0.55或者0.75，或者每个凸齿27相对所述第一表面253或第二表面254凸伸的高度B与所述凸伸部25相对电刷体24凸伸的高度D的比值位于0.15-0.6之间，例如每个凸齿27相对所述第一表面253或第二表面254凸伸的高度B与所述凸伸部25相对电刷体24凸伸的高度D的比值为0.15、0.2、0.3或者0.6。当满足上述的任意一种情况下时，将会使得所述电刷23a与所述换向器32所产生的噪音的总值最小。显然，为了使得所述电刷23a与所述换向器32所产生的噪音的总值最小，还可同时满足上述的任意两种情况，或者同时满足上述的任意三种情况，或者同时满足上述的四种情况，而不仅局限于满足上述的某一种情况。
在本实施方式中，所述连接部26与所述电刷臂23b固定连接，从而所述电刷臂23b通过作用于所述连接部26来使得所述电刷23a与所述换向器32滑动接触来实现换向。
当电机1起动时，所述电刷23a与所述换向器32滑动接触，所述至少两个凸齿27的顶部首先与所述换向器32接触，从而所述电刷23a与所述换向器32开始接触时的面积不大，如此有效抑制了电机的换向火花，并显著降低了电机的噪音。随着换向器32与所述至少两个凸齿27的磨损，所述至少两个凸齿27被磨平，所述凸伸部25第一表面253和所述第二表面254与所述换向器32接触，且所述电刷23a与所述换向器32的接触面积逐渐增加，防止了电刷23a与换向器32接触面积的突变，从而使得噪音平稳。
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 (11)

1.一种电刷，用于与换向器接触，包括：
电刷体，所述电刷体包括相对设置的两轴向端面，所述两轴向端面垂直于电机轴向；
凸伸部，所述凸伸部从所述电刷体朝向所述换向器凸伸形成，所述凸伸部包括第一表面、第二表面及至少两个凸齿，所述第一表面和所述第二表面分别与所述两轴向端面邻接，所述第一表面及所述第二表面和与之邻接的端面之间形成的夹角为钝角，所述至少两个凸齿位于所述第一表面和所述第二表面之间，所述至少两个凸齿大致沿所述换向器的周向延伸；
其中，所述至少两个凸齿在所述电刷的轴向所占总宽度与所述电刷体的轴向高度的比值位于0.25～0.75之间。
2.如权利要求1所述的电刷，其特征在于：
所述第一表面与所述电刷体的端面之间的夹角等于所述第二表面与所述电刷体的端面之间的夹角。
3.如权利要求1所述的电刷，其特征在于：
所述第一表面及所述第二表面与所述电刷体的端面之间的夹角位于110°～150°之间。
4.如权利要求1所述的电刷，其特征在于：
所述凸齿相对所述第一表面或所述第二表面凸伸的高度与所述凸伸部相对所述电刷体凸伸的高度之间的比值位于0.15～0.6之间。
5.如权利要求1所述的电刷，其特征在于：
所述至少两个凸齿的数量为2～5个。
6.如权利要求1所述的电刷，其特征在于：
每个凸齿的顶部呈圆角或尖角。
7.如权利要求1所述的电刷，其特征在于：
所述凸齿为直齿。
8.如权利要求1所述的电刷，其特征在于：
所述第一表面和所述第二表面分别为内凹的弧面、平面或者外凸的弧面中的一种。
9.如权利要求1所述的电刷，其特征在于：
所述电刷体包括第一端和与所述第一端相对设置的第二端，所述电刷还包括连接部，所述凸伸部从所述电刷体的第一端凸伸形成，所述连接部从所述电刷体的第二端凸伸形成。
10.一种电机，包括壳体、转动设置于所述壳体内的换向器、及如权利要求1～9任意一项所述的电刷，所述电刷与所述换向器滑动接触。
11.如权利要求10所述的电机，其特征在于：所述电机还包括电刷臂，所述电刷安装在所述电刷臂上。
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