CN109616844B - 一种电机电刷 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机电刷，包括电刷主体(103)、电刷尾端(101)、电刷前端和刷辫(102)，电刷主体(103)的尾端宽、前端窄，刷辫(102)与电刷主体(103)固定安装；电刷主体(103)上部有电刷棱边倒角(106)，电刷尾端(101)与电刷主体(103)之间有电刷固定面(110)和过渡区(109)；电刷尾端(101)是一个与电刷主体(103)呈一夹角的平面，夹角在96°～102°范围；电刷主体(103)的宽度尺寸设计为L=M+2N，L是电刷主体(103)的宽度尺寸，M是换向器片(401)的宽度尺寸，N是两个换向器片之间的间隙尺寸，N取值在0.3～0.45之间。本发明将电刷设计成前端窄后端宽结构，解决了电刷与换向器的接触问题和电刷与弹簧的配合问题，有利于电机性能的提高。

Description

一种电机电刷
技术领域
本发明涉及一种电机电刷的设计，该电刷不仅适合于雨刮电机，也适用于其它电机。
背景技术
如图11所示为刷架环部件及换向器的关系示意图，包括了电刷100，刷盒200，刷架环300，换向器400以及其换向器片401和弹簧500；电刷行程示意如图12。
现有的电刷是等宽设计，其电刷的前部与后部截面相同。同时电刷与换向器的接触宽度大于一个换向器片的宽度尺寸，电刷采用该种设计时，在电机在运转过程中，电刷与换向器片接触，其电刷接触的换向器片的数量在两片与三片之间来回变换，电刷接触不同片数的换向器片，电刷之间的电路阻值会同步变化。另一种电刷与换向器的接触宽度小于一个换向器片的宽度尺寸，电刷采用该种设计时，在电机在运转过程中，电刷与换向器片接触，其电刷接触的换向器片的数量在一片与两片之间来回变换。当电刷接触不同片数的换向器片，电刷之间的电路阻值会同步变化，从而导致电机的效率低，电机的运行不平衡等问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点，在上述各方面对电刷的设计进行了改进，将电刷设计成前端窄后端宽结构，利用前端窄的方案解决了电刷与换向器的接触问题，使用后端宽方案解决了电刷与弹簧的配合问题，使电刷设计更合理，有利于电机性能的提高。
本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种电机电刷，该电刷100包括电刷主体103、电刷尾端101、电刷前端和刷辫102，电刷主体103的尾端宽、前端窄，刷辫102与电刷主体103固定安装；电刷主体103上部有电刷棱边倒角106，电刷尾端101与电刷主体103之间有电刷固定面110和过渡区109；电刷前端包括电刷第一接触面104、电刷第二接触面105、第二侧边107、第一侧边108，电刷第一接触面104是电刷100与换向器400最初接触的位置，电刷第二接触面105是电机在运行过程中逐渐与换向器400接触的位置；所述第二侧边107是换向器400脱离电刷100的侧边，第一侧边108是换向器400进入电刷100的侧边；
电刷尾端101是一个与电刷主体103呈一夹角的平面，夹角在96°～102°范围；
电刷主体103的宽度尺寸设计为L=M+2N，以保证电刷100接触的换向器片401数量为2，L是电刷主体103的宽度尺寸，M是换向器片401的宽度尺寸，N是两个换向器片之间的间隙尺寸，在雨刮电机的设计中，N取值在0.3～0.45之间。
所述电刷第一接触面104、电刷第二接触面105，其截面形状有三种形式：上斜线段+下直线段或上直线段+下斜线段或完全直线段，完全直线段即为第一接触面104与第二接触面105共面的特殊形式，其中直线段加斜线段的组合为主要设计形式，第一接触面104/第二接触面105的比值在1/1～1/2之间。
所述电刷尾端101结构还有另外两种形式，即在电刷尾端101的中间部位增加矩形槽121或V形槽122，使弹簧500落入该槽形中。
所述第一侧边108与第二侧边107构成的面与电刷固定面110垂直或者第一侧边108与第二侧边107构成的面与电刷固定面110非垂直设计，其形成的夹角与电刷尾端101和电刷固定面110两者之间的夹角基本一致，两者的倾斜方向一致。
所述电刷100硬度HSD6～20。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明具有以下特点：
1、电刷尾端的作用主要是弹簧压在该面，并施加给电刷相应的压力，同时因夹角的存在会产生一个限制电刷摆动的分力，减小电刷的震动，提升电机的性能。
2、电刷尾端结构设成中间部位增加矩形或V形槽，使弹簧落入该槽形中。
3、刷辫是电刷与外电路接通的有效器件，电刷设计成尾端宽，前端窄，有效的保证了刷辫与电刷的固定安装。
4、电刷棱边倒角，可以有效消除电刷在成型过程中的缺陷，同时刷盒在弯形时，不能完全形成垂直角，电刷棱边倒角则可以弥补刷盒在弯形时形成的过渡圆角。
5、过渡区是电刷尾端与电刷主体的过渡。
6、电刷主体在电机工作过程中因机械磨损和电气烧蚀会不断的损耗，在弹簧的推动下，可以使电刷主体不断前移，以弥补其工作过程中的损耗。
7、电刷固定面使电刷在刷盒中滑动移动，同时限制电刷在刷盒中晃动。
8、由于第二接触面105的存在，电机性能达到稳定的时间会较短，电机调试，磨合阶段就可以使电机性能稳定。
9、电刷的性能参数也是电刷设计的重要内容，本发明选择的电刷性能参数主要是电刷硬度HSD6～20，合适的硬度可保证电刷的寿命与性能达到需要的平衡。
附图说明
图1 是本发明的结构示意图，
图2是图1的左视图，
图3是图1的俯视图；
图4是本发明的立体图，
图5是本发明尾端的一个实施例,
图6是本发明尾端的另一个实施例,
图7是本发明前端的一个实施例,
图8是本发明前端的第二实施例,
图9是本发明前端的第三实施例；
图10是本发明的接触面的另一实施例；
图11是本发明的使用状态参考图。
图12是本发明的电刷行程示意图。
图中标记：
电刷100，刷盒200，刷架环300，换向器400,换向器片401,弹簧500；
电刷尾端101、刷辫102、电刷主体103、电刷第一接触面104、电刷第二接触面105、电刷棱边倒角106、第二侧边107、第一侧边108、过渡区109、电刷固定面110、矩形槽121、V形槽122。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种电机电刷具体实施方式、结构、特征及其效果，详细说明如后。
参见图1-10，一种电机电刷，该电刷100包括电刷主体103、电刷尾端101、电刷前端和刷辫102，电刷主体103的尾端宽、前端窄，刷辫102与电刷主体103固定安装；电刷主体103上部有电刷棱边倒角106，电刷尾端101与电刷主体103之间有电刷固定面110和过渡区109；电刷前端包括电刷第一接触面104、电刷第二接触面105、第二侧边107、第一侧边108，电刷第一接触面104是电刷100与换向器400最初接触的位置，电刷第二接触面105是电机在运行过程中逐渐与换向器400接触的位置，所述第二侧边107是换向器400脱离电刷100的侧边，第一侧边108是换向器400进入电刷100的侧边；
电刷尾端101是一个与电刷主体103呈一夹角的平面，夹角在96°～102°范围；
电刷主体103的宽度尺寸设计为L=M+2N，以保证电刷100接触的换向器片401数量为2，L是电刷主体103的宽度尺寸，M是换向器片401的宽度尺寸，N是两个换向器片之间的间隙尺寸，在雨刮电机的设计中，N取值在0.3～0.45之间。
所述电刷第一接触面104、电刷第二接触面105，其截面形状有三种形式：上斜线段+下直线段或上直线段+下斜线段或完全直线段，完全直线段即为第一接触面104与第二接触面105共面的特殊形式，其中直线段加斜线段的组合为主要设计形式，第一接触面104/第二接触面105的比值在1/1～1/2之间。
所述电刷尾端101结构还有另外两种形式，即在电刷尾端101的中间部位增加矩形槽121或V形槽122，使弹簧500落入该槽形中。
所述第一侧边108与第二侧边107构成的面与电刷固定面110垂直或者第一侧边108与第二侧边107构成的面与电刷固定面110非垂直设计，其形成的夹角与电刷尾端101和电刷固定面110两者之间的夹角基本一致，两者的倾斜方向一致。
所述电刷100硬度HSD6～20。
本发明设计原理：从电刷行程示意图12可以看出，电刷100在电机工作过程中，其接触面104、105会不断损耗，在弹簧500的压力作用下，电刷100会不断的前移以弥补电刷100的工作损耗。如果电刷100设计为前后端同宽度，则电刷100会较窄。电刷行程示意图阐明了，前后端同宽度的窄电刷较前端窄后端宽的电刷行程短，会缩短电刷的有效行程，从而影响电机的寿命，故电刷设计为图1所示的前端窄后端宽电刷100。如果使用压缩弹簧代替本发明示意图中的卷簧，前后端同宽度的窄电刷需使用异形压缩弹簧，异形压缩弹簧制造工艺相对复杂，经济性差，而中径小的圆形压缩弹簧性能不稳定，不能使用在窄电刷环境中，故本发明中的前端窄后端宽电刷100还有利于与压缩弹簧的匹配使用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种电机电刷，该电刷(100)包括电刷主体(103)、电刷尾端(101)、电刷前端和刷辫(102)，其特征在于：电刷主体(103)的尾端宽、前端窄，刷辫(102)与电刷主体(103)固定安装；电刷主体(103)上部有电刷棱边倒角(106)，电刷尾端(101)与电刷主体(103)之间有电刷固定面(110)和弧形过渡区(109)；电刷前端包括电刷第一接触面(104)、电刷第二接触面(105)、第二侧边(107)、第一侧边(108)，电刷第一接触面(104)是电刷(100)与换向器(400)最初接触的位置，电刷第二接触面(105)是电机在运行过程中逐渐与换向器(400)接触的位置，所述第二侧边(107)是换向器(400)脱离电刷(100)的侧边，第一侧边(108)是换向器(400)进入电刷(100)的侧边；
电刷尾端(101)是一个与电刷主体(103)的侧端面呈一夹角的平面，所述侧端面与电刷固定面（110）相对设置，夹角在96°～102°范围；
电刷主体(103)的宽度尺寸设计为L=M+2N，L是电刷主体(103)的宽度尺寸，M是换向器片(401)的宽度尺寸，N是两个换向器片之间的间隙尺寸， N取值在0.3～0.45之间；
所述电刷第一接触面(104)、电刷第二接触面(105)，其截面形状有两种形式：上斜线段+下直线段、或上直线段+下斜线段，第一接触面(104)/第二接触面(105)的比值在1/1～1/2之间；
所述第一侧边(108)与第二侧边(107)构成的面与电刷固定面(110)非垂直设计，其形成的夹角与电刷尾端(101)和电刷固定面(110)两者之间的夹角一致，两者的倾斜方向一致。
2.如权利要求1所述的一种电机电刷，其特征在于：所述电刷尾端(101)结构还有另外两种形式，即在电刷尾端(101)的中间部位增加矩形槽(121)或V形槽(122)，使弹簧(500)落入该矩形槽(121)或V形槽(122)中。
3.如权利要求1所述的一种电机电刷，其特征在于：所述电刷(100)硬度HSD6～20。
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