CN1405953A - 小型电动机的电刷装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种小型电动机的电刷装置，其中电刷固定器支撑着相应于两个电刷臂的两个电刷张开销，电刷张开销分别被设置在两个电刷臂彼此面对的内侧，并构造成当一个力沿一方向向相应的电刷臂侧作用时，与所述电刷臂接触，从而使电刷臂彼此相互张开。在端罩的侧壁上设置凸出部分，其被构造成可以与电刷张开销接合，从而沿着使所述电刷张开销相互张开的方向作用，而在最后的安装位置，松脱所述接合。在金属壳体中插入通过整体装配的转子之后，安装端罩，从而封闭所述金属壳体的开口，之后安装电刷固定器，并将其固定到所述端罩的开口部分。因而，可以在壳体、转子和端罩装配之后，设置支撑电刷或电刷固定部分的电刷固定器，并把电刷滑动部分设在换向器上。

Description

小型电动机的电刷装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种小型电动机的电刷装置，其中电刷滑动部分能够容易而牢固地设置在换向器上，还涉及所述电刷装置的制造方法。

背景技术

常规的小型电动机的装配向来是这样进行的：制备壳体，所述壳体由金属材料制成，呈现具有底的中空圆柱形，其上连接有作为定子磁极的磁体；制备转子，其中转子磁极和换向器被集中装在一个轴上；制备端罩，端罩连接有分别支撑电刷的两个电刷臂，在从所述壳体的开口部分插入整体地装配在所述轴上的转子之后，装配上所述端罩，从而闭合壳体的开口部分。沿着使两个电刷相互接触的方向对电刷臂施加弹性力，因此，当装配端罩时，需要使两个电刷滑动部分在其彼此相对地张开的状态下和换向器实现接触。

作为在电刷滑动部分张开的状态下把小型电动机的所述电刷滑动部分设置在换向器上的方法，有一种方法是这样进行的：从端罩的开口部分，利用特定的夹具插入电刷张开销，并在电刷张开的状态下，把转子的换向器设置在一个特定位置，并在电刷闭合之后，除去电刷张开销。

然而，在这种电刷设置方法的情况下，需要提供一个开口部分用于插入特定的夹具，例如用于把电刷滑动部分设置在换向器上的电刷张开销。特别是在需要防水功能的情况下，例如当小型电动机被用于车辆的自动窗时，需要专门密封开口部分。此外，在装配壳体、转子和端罩之后，调整用于固定电刷或电刷固定部件的电刷固定器是困难的。

此外，图8表示另一种现有技术(日本实用新型公开No.4-61467)。在把电刷本体装配到电刷壳体时，在电刷本体上形成的引导凸缘被沿着电刷导向件的端面装配。引导凸缘被提供在用于连接电刷的电刷保持板上。图中所示的状态是，在装配电刷时，电刷要经过三个位置。在图中，位于第一位置的电刷表示这样的状态，其中从下侧插入电刷壳体中的电刷就在此时和电刷导向件实现接触。如图所示，在第二电刷位置，表示随着电刷本体的上升，由沿着电刷导向件的端面滑动的引导凸缘产生一个沿水平方向张开电刷的力。然后，如图所示，在第三电刷位置，表示电刷被张开最大的状态，此后，通过再稍微上升一些，引导凸缘便和电刷导向件脱离接合，结果，电刷便和换向器接触。

然而，在这种电刷设置方法的情况下，电刷导向件实际地并直接地作用在连接有电刷的电刷保持板上，以便使其张开，因此，存在使(碳)电刷本身被破坏的情况。此外，具有这样的问题，即一旦装配完成之后，不容易发现发生的破坏。此外，如上所述，这种结构使得电刷导向件和引导凸缘相互直接作用，因此，当发生故障时，便不能拆开以进行维修和再利用。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于，不需要提供一个用于通过专用夹具在端罩中插入电刷张开销开口，并因此不用任何专用部件便能够提供电动机端罩部分的防水功能。

此外，本发明不需要用于把电刷滑动部分设置在换向器上的专用夹具，并能够设置电刷固定器，其上固定有电刷或电刷固定部件，并使得在壳体、转子(换向器)以及端罩装配之后，能够把电刷滑动部分设置到换向器上。

此外，本发明的一个目的在于，容易进行装配而不会对(碳)电刷本身造成破坏，与此同时，当发生故障时，通过拆卸和修复，使得电刷能够重新使用。

为了解决上述问题，在本发明的情况下，在电刷固定器上设置电刷张开销，并在端罩中设置电刷张开销张开和闭合机构，并且在把固定有电刷固定部件的电刷固定器设置到端罩上的同时，把电刷滑动部分设置到换向器上，因而，不需要用于把电刷滑动部分设置在换向器上的专用夹具和用于插入端罩的电刷张开销的张开部件。

本发明的小型电动机的电刷装置包括：具有底的中空的圆柱金属壳体，其上连接有定子磁极；用于封闭上述金属壳体的开口的端罩；转子，其是通过在一个轴上整体地装配转子磁极和换向器构成，所述轴由分别设置在金属壳体的底部和上述的端罩上的轴承可转动地支撑；电刷固定器，其支撑着两个电刷臂，在所述电刷臂上连接有和上述的换向器实现接触的两个电刷。所述电刷固定器支撑着相应于两个电刷臂设置的两个电刷张开销，上述的电刷张开销被分别设置在两个电刷臂的彼此面对的内侧，并且被构造成当一个力沿一方向向相应的电刷臂侧作用时，其和电刷臂接触，从而使电刷臂和被电刷臂支撑的电刷彼此相互张开。在所述端罩上提供一个开口部分，所述开口部分由沿着于转子轴向成直角的方向延伸的侧壁构成，并且对所述端罩开口部分安装并固定有电刷固定器，并对上述的端罩侧壁设有一个凸出部分，所述凸出部分被构造成可以和上述的电刷张开销接合，从而在安装所述电刷固定器时，沿着使其相互张开的方向作用，同时，在最后的安装位置，松脱所述的接合。

此外，所述凸出部分可以被这样形成，使得其具有一个特定的足以使电刷张开销的尖端部分被接合的高度，同时，其宽度实际地并逐渐地变宽，从而凸出部分的侧部和电刷张开销实现接触，随着电刷固定器的插入，使电刷张开销相互张开，直到在电刷固定器的最后插入位置，电刷张开销的接触被松脱。

此外，可以使所述电刷张开销具有大致平行于电刷臂延伸的特定的长度，并使得所述电刷张开销的尖端部分在设有凸出部分的端罩开口部分侧壁的一侧呈L形弯曲，使得至少其尖端部分和凸出部分的侧部实现接触。

此外，所述电刷张开销通过整体模制固定到一个和电刷固定器整体形成的基座上，从而沿着与电刷臂延伸的方向垂直的方向实现接触。

此外，在本发明的小型电动机的电刷装置的制造方法中，电刷固定器支撑着相应于两个电刷臂设置的两个电刷张开销，并且所述电刷张开销分别位于两个电刷臂的彼此面对的内侧，并被构造成可以和电刷臂实现接触，以便当一个力沿一方向向相应的电刷臂侧作用时，使所述电刷臂和电刷臂支撑着的电刷彼此相互张开。所述端罩设有一个由沿着垂直于转子轴方向延伸的侧壁构成的开口部分，同时，所述端罩侧壁设有一个凸出部分，其被构造成可以与所述电刷张开销接合，从而沿着使它们相互打开的方向作用，同时，在最后的安装位置，释放所述的接合。在把通过整体装配而构成的转子插入金属壳体之后，安装所述的端罩，从而封闭所述金属壳体的开口，此后，把电刷固定器安装并固定到所述端罩开口部分上。

附图说明

图1表示应用了本发明的小型电动机的外观，并表示完成装配时的状态。图1A示出的是前视图，其中在该状态下转子轴沿水平方向设置，图1B示出的是从端罩侧部看的侧视图；

图2是图1所示的装配好的小型电动机的截面图；

图3是与图1和图2所示同样的小型电动机的视图，不过在示出的状态中，电刷固定器尚未插入端罩开口部分，而端罩已装配到金属壳体上；

图4是与图3所示同样的小型电动机的视图，不过示出的状态表示电刷固定器被插入端罩开口部分过程中的阶段；

图5是一个粗略的透视图，以利于理解主要结构的相互关系；

图6是表示电刷张开销的第二个例子的透视图，其表示在连接电刷臂之前的电刷固定器；

图7是表示电刷张开销的第二个例子的透视图，其表示在连接有电刷臂的状态下的电刷固定器；

图8表示按照现有技术的电刷设置方法。

具体实施方式

图1表示应用了本发明的小型电动机的外观，其表示装配完成时的状态。图2是图1所示的已装配的小型电动机的截面图。在任一图中，图的左侧A是从转子轴位于水平方向的状态下看的正视图，图的右侧B是从端罩侧看的侧视图。除去端罩部分和电刷的连接结构之外，本发明的小型电动机1可以具有和常规结构相同的结构。金属壳体15由金属材料制成，其成形为类似带有底的中空圆柱，并且同时连接有作为定子磁极的磁体17。此外，在金属壳体15的外周边上，连接有磁轭2。转子3是通过整体地把转子磁极和换向器4装配在轴16上构成。所述转子3由分别设置在金属壳体底部和端罩5的轴承可转动地支撑着。由外部电源通过电刷和换向器提供的电流流过围绕转子磁极绕制的绕组，使得电动机可以转动。上述的结构和作用是公知的，不再进行详细说明。

应用本发明的小型电动机的特征在于连接有电刷的电刷固定器的结构，此外，还有连接有电刷固定器的端罩的结构。在由具有底的中空圆柱金属壳体13的开口插入被整体地装配在轴16上的转子3之后，装配上树脂端罩5，从而封闭金属壳体15的开口。在这种状态下，转子3被可转动地支撑着，但是尚未和换向器接触。

如图所示，端罩5设有一个开口部分，所述开口部分由整体模制的树脂侧壁构成，所述整体模制的树脂侧壁沿与转轴方向成直角的方向延伸(图的下侧)。一个电刷固定器被装配并固定到所述端罩开口部分，其支撑着连接有电刷的电刷臂。此时，至少端罩开口部分的一部分必须处于面向换向器4的位置，使得电刷和换向器实现接触。从图中的下侧把电刷固定器装配到开口部分的过程中，通过作为本发明的特征的结构，连接有各自的电刷的两个电刷臂被张开，此后，最终两个电刷和换向器实现接触。关于这方面，还可以参看图3到图5，下面说明了电刷张开销的第一个例子。

图3是与图1和图2所示同样的小型电动机的视图，其表示这样一种状态，即电刷固定器9尚未插入端罩开口部分6中，虽然端罩5已经被装配到金属壳体15上。图5是一个粗略的透视图，用于使得更容易地理解主要结构的相互关系。端罩开口部分6的截面形状(从电刷固定器插入侧看的形状)可以是任意的，例如是圆形的，但是在示例的结构中，所述截面形状接近矩形。因此，端罩开口部分6具有4个壁表面部分，并且所述4个壁表面部分由沿轴的轴向相互面对的两个壁表面部分和沿与轴向成直角的方向相互面对的两个壁表面部分构成。在所述4个壁表面部分当中，在沿轴的轴线方向相互面对的两个壁表面部分的任一个的内部上(在图中所示的例子中，在沿轴的轴线方向距磁极较近的一侧的内部)，设置有凸出部分7，其和电刷张开销11接合，以便使其张开，这将在下面详细说明。

此外，在把电刷固定器9插入端罩开口部分6中的同时，在与形成有凸出部分7不同的另一个壁表面部分的内部适当地设置一个或几个直线凸起或槽，其作为用于适当地定位电刷固定器的导轨，并且同时，在电刷固定器9上设置与所述凸起或槽对应的直线槽或与凸起，这不是本发明的特征。此外，也可以提供起到增加合成树脂端罩开口部分的壁表面部分的强度的功能的直线凸起。

和电刷张开销11接合的凸出部分7不需要高，但是需要足以使电刷张开销11的尖端部分与其接合的一定高度，并且凸出部分7的宽度应当足够大，以确保凸出部分7的侧部和电刷张开销11接触，从而随着电刷固定器9的插入逐渐使其相互张开。不过，在电刷固定器9的最终插入位置，不存在相应于电刷张开销11的凸出部分7，因而，释放和电刷张开销11的接触。因而，在凸出部分7中，只要其两侧的边缘被构成和电刷张开销11合适地接合，在凸出部分7的中央部分，并不需要一直是平的，即使其略高于或低于侧部部分的高度，也不会引起问题。

电刷固定器9具有电刷固定部分10，其上固定着分别支撑着电刷13的两个电刷臂12。在彼此面对的两个电刷臂12的内侧，设置有电刷张开销11，并将其固定于电刷固定部分10上。电刷张开销11具有沿基本上平行于电刷臂的方向延伸的特定的长度，同时，其具有一定程度的弹力。例如，其可以由具有特定厚度和特定宽度的合成树脂制成。至少需要电刷张开销11的尖端部分与设置在端罩开口部分的凸出部分7的侧部接触。因此，最好是，电刷张开销11的尖端部分在设有凸出部分7的端罩开口部分侧壁的一侧呈L形弯曲，并且同时，弯曲的内侧呈锥形(在图3A的电刷固定器9的图中，只能看到电刷张开销11的呈L形弯曲的尖端部分)。因为这一部分呈锥形，所以在电动机装配完成之后，便能够向外推电刷固定器9，从而当发生故障时能够拆卸所述电动机。此外，当电刷张开销尖端部分和凸出部分的侧部接合而相互张开时，它们分别和电刷臂接触，从而使电刷臂张开。为了实现和电刷臂12接触，如图3B中所示的电刷固定器9，电刷张开销11的尖端部分被构造成较宽。

包括电刷张开销11和电刷固定部分10的整个电刷固定器9可以用合成树脂整体地模制而成。电刷臂12通过电刷固定部分10，并在电气上和机械上连接到用于外部连接的端子(未示出)，或者也可以和所述端子形成一个整体。因为采用这种结构，当电刷固定器9被插入并被连接于端罩开口部分6时，不存在用于插入电刷张开销的开口，而在现有技术中，为了把电刷设置在换向器上，所述开口是必须的，不过为了更可靠地实现防水，在电刷固定器9和端罩开口部分6之间的间隙中，可以按照本领域熟知的技术设置一个密封部件例如密封圈。

图4是与图3所示同样的小型电动机的视图，不过其表示的是当电刷固定器9被插入端罩开口部分过程中的状态。在这种状态下，电刷张开销11和凸出部分7的宽的部分实现接触，因此，电刷臂12和被电刷臂支撑着的电刷13较大地张开，如图所示。此后，当电刷固定器9进一步插入端罩开口部分时，在凸出部分7和电刷张开销11之间的接合被释放，因而完成最后装配状态，这已经参照图2进行了说明。

电刷张开销11可以被这样构成，使得只有在碳刷磨损的最后期间和电刷臂12实现接触。利用这种结构，在碳刷磨损之后电刷臂和换向器之间不会发生滑动。因而，只要换向器的磨损不是较大地增加，通过更换碳刷，使得电动机能够重新使用(碳刷比换向器软，因而磨损较快，因此，能够进行上述的更换，因而能够重新使用所述电动机)。

此外，电刷13和支撑着电刷的电刷臂12的材料本身，可以使用和常规和通常使用的材料相同的材料。

图6和图7是表示电刷张开销的第二个例子的透视图，图6表示在连接电刷臂之前的电刷固定器，图7表示连接有电刷臂的电刷固定器。其中除去电刷张开销和与其相关的结构之外，这里示出的结构和参照图1到图5说明的第一个实施例的结构相同。不过，图6和图7和图5相比是在垂直倒置的状态下示出的。

电刷固定器9和第一个实施例类似具有电刷固定部分10，其上固定有分别支撑着电刷13的两个电刷臂12。此时，在第二个实施例的情况下，总体上，板上的基座14利用树脂整体地模制而成，其沿着电刷臂12的延伸方向从电刷固定部分10延伸。其被设置成使得印刷电路板可以连接于所述基座14的一个表面侧上。在基座14的另一个表面侧上(设置有电刷臂的一侧)，通过整体地模制在基座14上而固定的一对电刷张开销11，电刷张开销垂直于电刷臂12的延伸方向分别和电刷臂12接触。

这样构成的电刷张开销11在电刷固定器9被插入端罩开口部分时，可以和设于端罩开口部分的侧壁上的凸出部分(在图6和7中省略了)接合，这与上述的第一个实施例类似。此外，和第一个实施例类似，最好是电刷张开销11的尖端部分的内部(沿电刷臂基座部分方向上的一侧)具有锥形的形状，使得电刷固定器9在电动机完成装配后被向外推。

和第一个实施例相比，第二个实施例的电刷张开销可以构造成具有较短的长度，因此，可以容易地保证具有足够的刚度，用来克服电刷臂的弹性。此外，所述第二个实施例的电刷张开销沿着垂直于电刷臂延伸方向的方向固定，因此，可以确保牢固而均匀地作用在电刷臂上。此外，借助于此，可以抑制在电动机旋转期间电刷臂的振动，从而降低噪声。此外，当电刷张开销被与基座以及电刷固定部件整体地模制时，电刷张开销和基座相连，因此，可以简化模具的形状。

按照本发明，不需要提供用于通过专用夹具把电刷张开销插入端罩中的开口，此外，不需要用于把电刷滑动部分设置在换向器上的专用夹具。

此外，在本发明的情况下，可以在壳体、转子(换向器)和端罩装配好之后，设置固定电刷或电刷固定部件的电刷固定器，并把电刷滑动部分设置到换向器上，因而，不仅小型电动机的电刷滑动部分可以被容易而牢固地设置在换向器上，而且减少了工时，改善了功能。

此外，在本发明的情况下，容易进行装配而不会对电刷本身造成任何破坏，同时，当发生故障时，通过进行拆卸和修理，能够重新使用。

Claims (8)

1、一种小型电动机的电刷装置，包括：

具有底的中空的圆柱金属壳体，其上连接有定子磁极；

端罩，其适于封闭所述金属壳体的开口；

转子，其是通过在一个轴上整体地装配转子磁极和换向器构成的，所述轴由被分别设在所述金属壳体的底部和所述的端罩上的轴承可转动地支撑；

电刷固定器，其支撑着两个电刷臂，在所述电刷臂上连接有与所述的换向器接触的两个电刷，

其中所述电刷固定器支撑着相应于两个电刷臂设置的两个电刷张开销，并且所述电刷张开销被分别设在两个电刷臂的彼此面对的内侧，并且被构造成当一个力沿一方向向相应的电刷臂侧作用时，其和电刷臂进行接触，从而使电刷臂和由电刷臂支撑的电刷相互张开，

在所述端罩上设置一个开口部分，所述开口部分由沿着垂直于转子轴向的方向延伸的侧壁构成，并且所述电刷固定器被安装并固定到所述端罩开口部分，所述端罩侧壁设有一个凸出部分，所述凸出部分被构造成可以与所述电刷张开销接合，从而在安装所述电刷固定器时，沿着使电刷张开销相互张开的方向进行作用，并且在最后的安装位置，松脱所述的接合。

2、如权利要求1所述的小型电动机的电刷装置，其特征在于，所述凸出部分具有一个特定的足以使电刷张开销的尖端部分被接合的高度，同时其宽度形成为实际地并逐渐地变宽，从而使凸出部分的侧部和电刷张开销实现接触，从而随着电刷固定器的插入，使电刷张开销相互张开，直到在电刷固定器的最终插入位置，其与电刷张开销的接触被松脱。

3、如权利要求1所述的小型电动机的电刷装置，其特征在于，所述电刷张开销具有大致平行于所述电刷臂延伸的特定的长度，并且所述电刷张开销的尖端部分的形状设置成在设有凸出部分的端罩开口部分侧壁的一侧呈L形弯曲，从而至少其尖端部分和凸出部分的侧部实现接触。

4、如权利要求1所述的小型电动机的电刷装置，其特征在于，所述电刷张开销通过整体模制被固定到一个和所述电刷固定器整体形成的基座上，从而以与电刷臂的延伸方向垂直的方向实现接触。

5、一种小型电动机的电刷装置的制造方法，所述小型电动机具有带底的中空圆柱金属壳体，其上连接有定子磁极；适于封闭所述金属壳体的开口的端罩；转子，其是通过在一个轴上整体地装配转子磁极和换向器而构成的，所述轴由被分别设在所述金属壳体的底部和所述的端罩上的轴承可转动地支撑着；电刷固定器，其支撑着两个电刷臂，在所述电刷臂上连接有与所述的换向器实现接触的两个电刷，所述方法包括以下步骤：

支撑两个电刷张开销，所述电刷张开销相应于两个电刷臂设在所述电刷固定器上，

把所述电刷张开销分别设置在两个电刷臂的彼此面对的内侧，并构造成，当一个力沿一方向向相应的电刷臂侧作用时，使所述电刷臂和由电刷臂支撑着的电刷彼此相互张开，

在所述端罩上设置一个开口部分，所述开口部分由沿着与转子轴方向垂直的方向延伸的侧壁构成，

所述端罩的侧壁上设有一个凸出部分，其被构造成可以与所述电刷张开销接合，从而沿着使所述电刷张开销相互张开的方向进行作用，并在最后的安装位置松脱所述的接合，

在把通过整体装配构造成的转子插入所述金属壳体之后，安装所述的端罩，从而封闭所述金属壳体的开口，之后把电刷固定器安装并固定到所述端罩开口部分上。

6、如权利要求5所述的小型电动机的电刷装置的制造方法，其特征在于，所述凸出部分具有一个特定的足以使电刷张开销的尖端部分被接合的高度，同时，其宽度形成为实际地并逐渐地变宽，从而使凸出部分的侧部和电刷张开销实现接触，随着电刷固定器的插入而使电刷张开销相互张开，直到在电刷固定器的最后插入位置，其与电刷张开销的接触被松脱。

7、如权利要求5所述的小型电动机的电刷装置的制造方法，其特征在于，所述电刷张开销具有大致平行于所述电刷臂延伸的特定的长度，并且所述电刷张开销的尖端部分在设有凸出部分的端罩开口部分侧壁的一侧呈L形弯曲，使得至少其尖端部分与所述凸出部分的侧部实现接触。

8、如权利要求5所述的小型电动机的电刷装置的制造方法，其特征在于，所述电刷张开销通过整体模制被固定到一个整体地形成于所述电刷固定器上的基座上，从而沿着与所述电刷臂延伸的方向垂直的方向实现接触。

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