CN109904994A - 燃料泵用dc电机和碳刷 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够飞跃性地改善寿命的燃料泵用DC电机和碳刷。燃料泵用DC电机(100)具有与整流子(20)的外周面滑动接触的碳刷(40)，碳刷(40)在与整流子(23)滑动接触的面上，形成沿着转子(20)的旋转方向的凹部(40‑1)，并且具有使碳刷(40)和整流子(23)在转子(20)的轴向上在2处滑动接触的形状，具有在转子(20)的轴向的2处立起的厚度均匀的立起部(40‑2)。

Description

燃料泵用DC电机和碳刷
技术领域
本发明涉及燃料泵用DC电机和碳刷，具体地，涉及飞跃性地改善寿命的燃料泵用DC电机和碳刷。
背景技术
以往，作为使用碳刷的这种DC电机，已知有在专利文献1公开的“DC电机”。
在记载于专利文献1的“DC电机”中，记载有内置在固定于刷柄18的碳刷柄31中且与整流子26的外周面滑动接触的碳刷30。
但是，在记载于专利文献1的“DC电机”中采用的碳刷30与该整流子(commutator)26的外周面滑动接触的面形成为平面状，因此在将该“DC电机”用于例如二轮车的燃料泵的情况下，存在由于碳刷30的磨损，其寿命不足3000小时的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-004624号公报
发明内容
技术问题
因此，本发明的目的在于，提供使寿命飞跃性地改善的燃料泵用DC电机和碳刷。
技术方案
为了实现上述的目的，权利要求1的发明为一种燃料泵用DC电机，其具有与整流子的外周面滑动接触的碳刷，上述碳刷在与上述整流子滑动接触的面形成有沿着转子的旋转方向的凹部，并且具有使上述碳刷和上述整流子在上述转子的轴向上在2处滑动接触的形状。
技术方案2的发明在记载于技术方案1的发明的基础上，其特征在于，上述碳刷具有在上述转子的轴向的2处立起的厚度均匀的立起部。
技术方案3的发明在记载于技术方案1或2的发明的基础上，其特征在于，上述碳刷由含有铜的高硬度、高电阻率的碳材料构成。
技术方案4的发明在记载于技术方案3的发明的基础上，其特征在于，上述碳材料由含有铜为20重量百分比、碳为77重量百分比、硬度为26邵尔、电阻率为2500微欧厘米的材料构成。
技术方案5的发明在记载于技术方案1～4中任一项的发明的基础上，上述转子由轴承进行轴支承。
技术方案6的发明为一种碳刷，该碳刷为与燃料泵用DC电机的整流子的外周面滑动接触的碳刷，在与上述整流子滑动接触的面上形成沿着上述燃料泵用DC电机的转子的旋转方向的凹部，并且具有上述碳刷和上述整流子在上述转子的轴向上在2处滑动接触的形状。
技术方案7的发明在记载于技术方案6的发明的基础上，其特征在于，具有在上述转子的轴向的2处立起的厚度均匀的立起部。
技术方案8的发明在记载于技术方案6或7的发明的基础上，其特征在于，由含有铜的高硬度、高电阻率的碳材料构成。
技术方案9的发明在记载于技术方案8的发明的基础上，其特征在于，上述碳材料由含有铜为20重量百分比、碳为77重量百分比、硬度为26邵尔、电阻率为2500微欧厘米的材料构成。
发明效果
根据本发明，燃料泵用DC电机具有与整流子的外周面滑动接触的碳刷，上述碳刷构成为，在与上述整流子滑动接触的面上形成沿着转子的旋转方向的凹部，具有使上述碳刷和上述整流子在上述转子的轴向在2处滑动接触的形状，因此起到能够使燃料泵用DC电机和碳刷的寿命飞跃性地改善的效果。
附图说明
图1的(A)、图1的(B)、图1的(C)、图1的(D)分别是本发明的燃料泵用DC电机的一个实施例的左视图、主视图、右视图和立体图。
图2是图1所示的燃料泵用DC电机的A-A截面图。
图3的(A)、图3的(B)、图3的(C)、图3的(D)分别是图1所示的燃料泵用DC电机的支架中容纳的碳刷组件的主视图、侧视图、后视图和立体图。
图4的(A)、图4的(B)、图4的(C)、图4的(D)分别是图1所示的燃料泵用DC电机的支架的左视图、B-B截面图、右视图和立体图。
图5的(A)、图5的(B)、图5的(C)、图5的(D)分别是图1所示的燃料泵用DC电机的碳刷的俯视图、主视图、侧视图和立体图。
图6的(A)、图6的(B)、图6的(C)、图6的(D)分别是说明图1所示的燃料泵用DC电机的碳刷的长寿命化的图。
符号说明
10：壳体
11：轴承
20：转子
21：线圈
22：转子铁心
23：整流子
24：传动轴
40、40a、40b：碳刷
40-1：凹部
40-2：立起部
41、41a、41b：刷柄弹簧
42、42a、42b：端子
43、43a、43b：安装部
44、44a、44b：防振橡胶
100：燃料泵用DC电机
400、400a、400b：碳刷组件
具体实施方式
以下，参照附图详细说明用于实施本发明的实施例。
图1表示本发明的燃料泵用DC电机的一个实施例，因此图1的(A)为其左视图，图1的(B)为其主视图，图1的(C)为其右视图，图1的(D)为其立体图。另外，图2是图1的(A)的A-A截面图。
在图1和图2中，本发明的燃料泵用DC电机100在筒状的壳体10内容纳转子20和磁铁30，一端设有支架50，该支架50容纳有碳刷组件400。
其中，转子20具有：传动轴24；安装在该传动轴24且构成分别卷绕设置有线圈21的电枢的、例如3相的转子铁心22；安装在传动轴24，且用于使电流按顺序流向转子铁心22的线圈21的整流子23。
转子20的传动轴24以由设置在壳体10的轴承11和设置在支架50的轴承51进行轴支承，且位于壳体10的中心轴上的方式被容纳。
磁铁30构成燃料泵用DC电机100的定子，由沿壳体10的内周面安装的、例如2个磁铁30构成。
支架50容纳含有碳刷40在内的一对碳刷组件400，包含于碳刷组件400的碳刷40与转子20的整流子23的外周面滑动接触。后面参照图3和图4详细描述该碳刷组件400和支架50的详细情况，后面参照图5和图6详细描述碳刷40的详细情况。
由上述部件构成的燃料泵用DC电机100在传动轴24安装有未图示的涡轮，可以适用于例如二轮车用的燃料泵。
图3是容纳在图1所示的燃料泵用DC电机100的支架50中的碳刷组件400的主视图、侧视图、后视图和立体图。另外，图4的(A)、图4的(B)、图4的(C)、图4的(D)分别是图1所示的燃料泵用DC电机的支架的左视图、B-B截面图、右视图和立体图。
如图3所示，碳刷组件400在刷柄弹簧41的前端安装有碳刷40，在刷柄弹簧41的另一端设有用于安装于支架50的安装部43。另外，在碳刷40设有用于供给电流的端子42。另外，在刷柄弹簧41的上表面安装有防振橡胶44。
如图4的(A)所示，通过将安装部43a和43b螺纹固定到支架50上，从而由上述部件构成的1对碳刷组件400a和400b被容纳在支架50内。
其中，碳刷组件400a的碳刷40a和碳刷组件400b的碳刷40b通过刷柄弹簧41a和41b与转子20的整流子23的外周面滑动接触，按顺序向转子铁心22的线圈21供给电流，使转子20旋转。
图5表示图1所示的燃料泵用DC电机100的碳刷50的详细情况，图5的(A)是其俯视图，图5的(B)是其主视图，图5的(C)是其侧视图，图5的(D)是其立体图。另外，图6是说明图1所示的燃料泵用DC电机100中的碳刷70的长寿命化的图，图6的(A)是表示初期状态下的碳刷70和转子20的整流子23之间的位置关系的图，图6的(B)到图6的(D)是表示伴随碳刷70的磨损逐渐加剧的碳刷70和转子20的整流子23之间的位置关系的推移的图。
图5所示，碳刷40在与整流子23滑动接触的面上形成有沿着转子20的旋转方向的凹部40-1，碳刷40和整流子23由在转子20的轴向上在2处滑动接触的形状形成。
另外，在该碳刷40，设有在转子20的轴向的2处立起的厚度均匀的立起部40-2。
该碳刷40由含有铜的高硬度、高电阻率的碳材料形成，作为该碳材料，可以使用例如含有铜为20Wt％(重量百分比)，碳为77Wt％(重量百分比)，硬度为26HS(邵尔)，电阻率为2500μΩ·cm(微欧厘米)的材料。
这个情况下的碳材料的外观比重为2.1g/cm3，摩擦系数为0.14μ～0.16μ，接触压降为0.5～1.5V。
使用上述结构的碳刷40，则能够使燃料泵用DC电机100的寿命延长到6000小时以上。
其原因在于，可以认为在碳刷40的与整流子23滑动接触的面形成沿着转子20的旋转方向的凹部40-1，因此碳刷40和整流子23在转子20的轴向上在2处滑动接触，由此碳刷40的与整流子23滑动接触的面的电流密度变大。
即，可以认为如果碳刷40的与整流子23滑动接触的面的电流密度变高，则碳刷40的与整流子23滑动接触的面上的皮膜形成成为良好，由此，碳刷40的磨损变小。
与此相对地，碳刷40的与整流子23滑动接触的面为平面状，碳刷40的整个面与整流子23滑动接触，碳刷40的与整流子23滑动接触的面的电流密度变低，其结果是，碳刷40的与整流子23滑动接触的面上的皮膜形成处于不充分的状态，碳刷40对整流子23的磨损变大，碳刷40的磨损变大。
另外，根据本发明的碳刷40的形状，在转子20的轴向的2处具有立起的厚度均匀的立起部40-2，因此从图6的(A)到图6的(C)的状态为止，碳刷40与整流子23在转子20的轴向上在2处滑动接触，由此，碳刷40的与整流子23滑动接触的面的电流密度被维持在高的状态，因此保持碳刷40的与整流子23滑动接触的面上的良好的皮膜形成，碳刷40的磨损变小，其结果是，实现燃料泵用DC电机100的长寿命化。
进而，在本申请发明的燃料泵用DC电机100中，转子20的传动轴24由轴承11和51进行轴支承，因此不仅可以实现碳刷40的长寿命化，还可以实现整个燃料泵用DC电机100的长寿命化。
应予说明，在上述实施例中，示出了将本发明的燃料泵用DC电机100用于二轮车用的燃料泵的情况，但本发明的燃料泵用DC电机100也可以同样地适用于其它燃料泵。
本发明不限于上述实施方式，在本发明的技术思想的范围内，可以通过本领域技术人员的创造能力进行各种变形。

Claims (9)

1.一种燃料泵用DC电机，其特征在于，具有与整流子的外周面滑动接触的碳刷，
所述碳刷在与所述整流子滑动接触的面形成有沿着转子的旋转方向的凹部，并且具有使所述碳刷和所述整流子在所述转子的轴向上在2处滑动接触的形状。
2.根据权利要求1记载的燃料泵用DC电机，其特征在于，
所述碳刷具有在所述转子的轴向的2处立起的厚度均匀的立起部。
3.根据权利要求1或2记载的燃料泵用DC电机，其特征在于，
所述碳刷由含有铜的高硬度、高电阻率的碳材料构成。
4.根据权利要求3记载的燃料泵用DC电机，其特征在于，
所述碳材料由含有铜为20重量百分比、碳为77重量百分比、硬度为26邵尔、电阻率为2500微欧厘米的材料构成。
5.根据权利要求1～4中任意一项记载的燃料泵用DC电机，其特征在于，所述转子由轴承进行轴支承。
6.一种碳刷，其特征在于，该碳刷为与燃料泵用DC电机的整流子的外周面滑动接触的碳刷，在与所述整流子滑动接触的面上形成沿着所述燃料泵用DC电机的转子的旋转方向的凹部，并且具有所述碳刷和所述整流子在所述转子的轴向上在2处滑动接触的形状。
7.根据权利要求6记载的碳刷，其特征在于，具有在所述转子的轴向的2处立起的厚度均匀的立起部。
8.根据权利要求6或7记载的碳刷，其特征在于，由含有铜的高硬度、高电阻率的碳材料构成。
9.根据权利要求8记载的碳刷，其特征在于，
所述碳材料由含有铜为20重量百分比、碳为77重量百分比、硬度为26邵尔、电阻率为2500微欧厘米的材料构成。
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