CN117856508A - 一种直流电机用刷架组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流电机用刷架组件，其包括电机壳体，其内部形成有用于安装电机换向器的安装区；固定片，固定于电机壳体内部并位于安装区的外侧；弹性片，固定于固定片并位于安装区的外侧；碳刷，连接于弹性片远离固定片的一端，碳刷用于与设置于安装区内的电机换向器接触；该结构有效保证了电机在工作过程中，碳刷能随换向器表面起伏而实现正常的径向运动，且不会在换向器周向和轴向方向上发生位置晃动，大大提高了碳刷位置稳定性，可有效降低电机噪音及震动声响水平。

Description

一种直流电机用刷架组件

技术领域

本发明涉及，具体涉及。

背景技术

随着人们生产生活水平的提高。人们对车辆使用过程中的舒适程度提出了更高的要求。特别是新能源汽车的快速发展，没有发动机的噪声，很多零部件的噪声将会变得突出。因此改善汽车产品噪音变得尤为重要。而碳刷与换向器摩擦所引起的噪声是电机噪声的主要来源。

碳刷与换向器摩擦所引起的噪声主要是由于碳刷压在旋转的换向器上而产生摩擦噪声，其中碳刷与换向器摩擦噪声的频率计算公式为fk=k(n/60)(Hz)，其与电机转速n和换向片数k呈正比，对于汽车玻璃升降电机，其电机转速一般不会很快，换向片数目也具有较明确的规定范围，但当碳刷安装不稳定时，由于换向器表面圆度不能做到绝对圆形，因此，碳刷会随换向器表面起伏而震动，进而使得噪声增大，频率增高，故此采用坚固牢靠的碳刷座结构，可以有效降低碳刷和换向器摩擦所引起的噪声。

现有技术中，汽车玻璃升降器直流电机的刷架均采用螺旋弹簧结构，碳刷需要依靠刷架槽进行定位。在电机工作过程中碳刷会在换向器（主要是周向即轴向方向）上发生晃动，使得碳刷会与换向器表面形成除正常转动以外的异常相对摩擦，产生较大电火花，进而提升电机噪音及震动声响，因此，有必要优化碳刷固定结构，提供一种更可靠的可以改善汽车玻璃升降器电机噪音的刷架。

发明内容

基于上述表述，本发明提供了一种直流电机用刷架组件，以解决现有技术中碳刷采用刷架槽配合螺旋弹簧定位，电机工作过程中，碳刷会在换向器外侧出现位置摆动，导致电机噪音及震动声响异常增大的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种直流电机用刷架组件，其包括：

电机壳体，其内部形成有用于安装电机换向器的安装区；

固定片，固定于电机壳体内部并位于所述安装区的外侧；

弹性片，固定于所述固定片并位于所述安装区的外侧；

碳刷，连接于所述弹性片远离所述固定片的一端，所述碳刷用于与设置于所述安装区内的电机换向器接触。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

本申请提供的刷架组件，通过固定片将弹性片在安装区外围位置上固定，其中碳刷安装在弹性片远离所述固定片的一端，由于弹性片在厚度方向上刚性小，而在其长度和宽度方向的刚性很大，其有效保证了电机在工作过程中，碳刷能随换向器表面起伏而实现正常的径向运动，且不会在换向器周向和轴向方向上发生位置晃动，大大提高了碳刷位置稳定性，可有效降低电机噪音及震动声响水平。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述弹性片包括连接部和活动部，所述连接部连接于所述固定片，所述活动部连接于所述连接部的一侧，所述固定片和所述活动部分别位于所述安装区的相邻两侧。

进一步的，所述连接部和活动部的连接处设置有至少一个加强筋。

进一步的，所述固定片形成有多个卡扣孔，用于与所述电机壳体上预设的卡接件对应，所述固定片通过外力压紧固定在电机壳体上。

进一步的，所述连接部通过点焊连接于所述固定片的一侧。

进一步的，所述活动部远离所述安装区的一侧连接有缓冲件，所述活动部的两侧形成有用于结构加强的加强挡边。

进一步的，所述活动部包括一侧相连的第一平直段和第二平直段，所述第一平直段的两侧分别连接所述连接部和所述第二平直段，所述缓冲件连接于所述第一平直段，所述碳刷连接于所述第二平直段。

进一步的，所述碳刷采用过盈配合卡接于所述第二平直段。

进一步的，所述第二平直段上形成有安装孔，所述安装孔的侧边形成有用于弹性变形以缩窄所述安装孔的卡紧片，所述碳刷的一端从所述安装孔伸出且起侧壁上形成有与所述卡紧片配合的限位槽。

进一步的，所述电机壳体对应所述安装区的中部具有含油轴承，所述含油轴承一体化注塑成型于所述电机壳体上。

附图说明

图1为本发明实施例提供的直流电机用刷架组件的立体结构示意图；

图2为本发明实施例中两个碳刷组件的布置示意图；

图3为本发明实施例中单个碳刷组件的结构示意图；

图4为本发明实施例中碳刷的安装示意图；

图5为本专利和常规产品震动测试结果对比示意图；

图6为本专利和常规产品噪声测试结果对比示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90°或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

如图1至图4所示，本申请提供了一种直流电机用刷架组件，其包括电机壳体10、固定片20、弹性片30和碳刷40，该刷架组件主要应用于玻璃升降器电机内部，用于减少玻璃升降器电机运行时碳刷40和电机换向器的摩擦噪音。

其中，电机壳体10为塑料壳体结构，其内部形成有用于安装电机换向器（图中未示出）的安装区11，可以理解的是，电机壳体10内部不限于只有安装区11一个空腔位置，如在本实施例中，电机壳体10呈对角线的两侧位置分别具有安装电感的孔区12，其中安装区11位于电机壳体10靠近中心位置，便于电机整体的结构布置。

固定片20固定于电机壳体10内部并位于安装区11的外侧，在本申请的实施例中，固定片20在电机壳体10内的固定连接包括但不限于卡接、压紧固定、插接中的一种或者多种组合连接方式，在本实施例中，固定片20形成有多个卡扣孔，电机壳体10内部形成有容置固定片20的插槽区13，固定片20插设于插槽区13，可以理解的是，在本申请的实施例中，固定片20、弹性片30和碳刷40构成一个碳刷组件，在本实施例中，一共具有两个碳刷组件，故而电机壳体10内部具有两个插槽区13，为了具有更好的空间分布，两个插槽区13分布于安装区11的相对两侧。

优选的，固定片20形成有多个卡扣孔，用于与电机壳体10上预设的卡接件（图中未示出）对应，固定片20通过外力压紧固定在电机壳体10，在本实施例中，卡扣孔包括矩形的主卡扣孔21和位于矩形卡扣孔21下方的两个副卡扣孔22，主卡扣孔21用于在安装固定片20确定其大致位置，副卡扣孔22用于确定固定片20的具体位置并维持其位置稳定，用于压紧固定片20的外力来自气动推杆，其压力方向从安装区向外抵住固定片20，使得固定片20在气动推杆压力下变形，并紧紧固定在电机壳体10上。

弹性片30固定于固定片20并位于安装区11的外侧，碳刷40连接于弹性片30远离固定片20的一端，碳刷40用于与设置于安装区11内的电机换向器接触。

弹性片30主要作为碳刷40的连接结构，并使其具有相应的弹性活动能力，具体的，弹性片30包括连接部31和活动部32，连接部31连接于固定片20，活动部32连接于连接部31的一侧，固定片20和活动部32分别位于安装区11的相邻两侧。

在本实施例中，两个碳刷组件对应的固定片20分别设置在安装区11相对两侧，两个碳刷组件对应的活动部32也分别设置在安装区11的相对两侧即两个固定片20和两个活动部32分别分布在安装区11的前后左右四个方向上。

在弹性片30的结构设计上，为了保证其弹性，需要做的很薄，在工作时，应尽量使得变形位置在连接部31和活动部32的连接处，但是为了保证该连接处的结构寿命，在连接部31和活动部32的连接处设置有至少一个加强筋33，可以理解的是，加强筋33可以设置在弹性片30的一侧或者两侧，任一侧可以设置一个或者多个，在此均不做限制，本实施例中，加强筋33设置在弹性片30的两侧，每一侧设置两个，加强筋33的结构可改变弹性片30弹力的大小，以应对不同的碳刷40硬度，保证电机耐久循环次数。

优选的，连接部32点焊于固定片20的一侧，在本实施例中，连接部32和固定片20的焊点数目两个，两个焊点的连线与安装区11的轴线方向一致。

为了保证活动部32在使用过程中不会发生形变，防止两侧碳刷40无法堆对称设置，活动部32的两侧形成有用于结构加强的加强挡边321。

在本申请的实施例中，活动部32远离安装区11的一侧连接有缓冲件33，在本申请可选的实施例中，缓冲件33可以为缓冲海绵、多孔硅胶垫等软质件，进一步降低弹性片30的震动值，本实施例优选为缓冲海绵。

优选的，活动部32包括一侧相连的第一平直段32a和第二平直段32b，第一平直段32a的两侧分别连接连接部31和第二平直段32b，缓冲件33连接于第一平直段32a，碳刷40连接于第二平直段32b。

具体的，碳刷40采用过盈配合卡接于第二平直段32b，该过盈配合卡接方式优选为：第二平直段32b上形成有安装孔322，安装孔322的侧边形成有用于弹性变形以缩窄安装孔322的卡紧片323，在本实施例中，卡紧片323即为与弹性片30一体成型的位于安装孔322两侧的弹片结构，碳刷40的一端从安装孔322穿过且其侧壁上形成有与卡紧片323配合的限位槽，安装时，采用按压的方式，将碳刷40端部从安装孔322按入，由于卡紧片323的存在，卡紧片323会与碳刷40端部侧壁形成过盈配合，直至限位槽与卡紧片323配合，即完成碳刷40的安装。

为了进一步降低噪音，电机壳体10对应安装区11的中部具有含油轴承14，含油轴承14一体化注塑成型于电机壳体10上，含油轴承14采用一体化注塑成型方式，减少了含油轴承14的压装工序，保证产品精度的同时，对电机噪音和震动水平形成了进一步优化。

如图5所示，为采用本申请实施例刷架组件结构前后的电机震动测试频谱对比图，可知采用本申请实施例刷架组件结构后电机在基频、一倍频、二倍频、三倍频、四倍频的震动噪声都发生了明显的降低，平均可降低10dB左右。

入土6所示，为采用本申请实施例刷架组件结构前后的噪声测试结果对比图，可知采用本申请实施例刷架组件结构后电机高频噪声明显降低，主要体现在2000Hz附件的噪声亮带明显减少。

综合而言，本申请实施例将传统玻璃升降器电机使用的螺旋碳刷变更为弹性片式结构，有效提升了碳刷40的位置稳定性，碳刷40直接安装在弹性片30上，避免在工作过程中发生晃动，提高了稳定性，有效降低了电机噪音及震动水平。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直流电机用刷架组件，其特征在于，包括：

电机壳体，其内部形成有用于安装电机换向器的安装区；

固定片，固定于电机壳体内部并位于所述安装区的外侧；

弹性片，固定于所述固定片并位于所述安装区的外侧；

碳刷，连接于所述弹性片远离所述固定片的一端，所述碳刷用于与设置于所述安装区内的电机换向器接触。

2.根据权利要求1所述的一种直流电机用刷架组件，其特征在于，所述弹性片包括连接部和活动部，所述连接部连接于所述固定片，所述活动部连接于所述连接部的一侧，所述固定片和所述活动部分别位于所述安装区的相邻两侧。

3.根据权利要求2所述的直流电机用刷架组件，其特征在于，所述连接部和活动部的连接处设置有至少一个加强筋。

4.根据权利要求1所述的直流电机用刷架组件，其特征在于，所述固定片形成有多个卡扣孔，用于与所述电机壳体上预设的卡接件对应，所述固定片通过外力压紧固定在电机壳体上。

5.根据权利要求1所述的直流电机用刷架组件，其特征在于，所述连接部通过点焊连接于所述固定片的一侧。

6.根据权利要求1所述的直流电机用刷架组件，其特征在于，所述活动部远离所述安装区的一侧连接有缓冲件，所述活动部的两侧形成有用于结构加强的加强挡边。

7.根据权利要求6所述的直流电机用刷架组件，其特征在于，所述活动部包括一侧相连的第一平直段和第二平直段，所述第一平直段的两侧分别连接所述连接部和所述第二平直段，所述缓冲件连接于所述第一平直段，所述碳刷连接于所述第二平直段。

8.根据权利要求1所述的直流电机用刷架组件，其特征在于，所述碳刷采用过盈配合卡接于所述第二平直段。

9.根据权利要求8所述的直流电机用刷架组件，其特征在于，所述第二平直段上形成有安装孔，所述安装孔的侧边形成有用于弹性变形以缩窄所述安装孔的卡紧片，所述碳刷的一端从所述安装孔穿过且其侧壁上形成有与所述卡紧片配合的限位槽。

10.根据权利要求6所述的直流电机用刷架组件，其特征在于，所述电机壳体对应所述安装区的中部具有含油轴承，所述含油轴承一体化注塑成型于所述电机壳体上。