CN1426136A - 旋转电机用的电刷保持装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转电机用的电刷装置，这种保持装置具有良好的电刷振动衰减特性，从而能确实地降低振动和噪音。该电刷保持装置包括：容纳、保持与整流子滑动接触的电刷(10)的电刷保持器(9)，由固定设置该电刷保持器(9)的基板部(8b)和位于电刷保持器(9)之外径侧而与整流子(5)的外径周面对向而置的外壁部(8a)所组成的电刷保持器安装体(8)，以设有将与电刷保持器一起安装固定于电刷保持器安装体(8)上、位于电刷保持器的反整流子侧开口部处介于与电刷(10)之间的弹簧(11)的一端保持住的保持部(13b)的弹簧保持器(13)。该弹簧保持器的保持部(13b)做成压接固定于电刷保持器安装体(8)的外壁部(8a)上。

Description

旋转电机用的电刷保持装置

发明领域

本发明涉及一种旋转电机，特别是，本发明涉及一种适用于电功率控制装置的辅助电机用的低振动、低噪音的旋转电机用电刷保持装置。

背景技术

图9为采用整流子和电刷的传统旋转电机的结构剖视图，图10为从旋转电机内侧所见到的、具有该旋转电机电刷保持装置的托架的俯视图，图11为传统电刷保持装置的结构图，图12为有关电刷振动之形成的说明图。在图9中，1为旋转电机的轭铁，2为设于轭铁内径面上的励磁装置的磁铁，3为设于由磁铁2的内径面所界定的空间内、具有轴4的旋转电机的转子，5为设于轴4上的整流子，6为设置成堵塞轭铁1开口端的托架，轴4可旋转自如地支承于设置在轭铁1上的轴承7及托架6上的轴承7a上。

8为安装在托架6上的电刷保持器安装体，做成圆弧状的外壁部8a定位于托架6的圆筒部的内径上，而基板部8b用螺钉固定于托架6上。9为如下所述的安装于电刷保持器安装体8上的电刷保持器，配置于圆周方向上的四处，在内部将电刷10和弹簧11保持住，电刷10与整流子5的外周面滑动接触，弹簧11在电刷10和整流子5之间施加给定的按压力。此外，12为将电刷10与外部作电气连接的电刷引线。

电刷保持器9相对于电刷保持器安装体8的安装状态示于图11。图中，电刷保持器9做成具有侧面壁9a和上面壁9b的“コ”字形，“コ”字形的前端处设有铆接用凸起9c和固定位置用凸起9d。由固定位置用凸起9来设定高度方向的尺寸，由铆接用凸起9c与弹簧保持器13一起铆接固定于电刷保持器安装体8的基板部8b上。弹簧保持器13系由形成“コ”字形的电刷保持器9的底面壁的壁面部13a和设于电刷保持器9的反整流子一侧开口部、将弹簧11的一端定位保持住的保持部13b所构成。由该保持部13b的位置来决定弹簧11设定时的长度，从而决定了弹簧11的弹力。

在上述结构的旋转电机中，转子3和整流子5一旋转，则电刷10就被弹簧压在整流子5的外径面上而滑动。图12表示此时的电刷10与整流子5的状态，电刷10在越过整流子5的分段间的缝槽5a时，在图示箭头方向上受到外力作用。此外力随整流子5的转速和整流子面的加工精度等的不同而不同，因而在使用过程中总是个变动的外力。由于此外力的作用，电刷10会产生自激振动。电刷10的振动会使整流作用恶化，不仅会降低旋转电机的特性，还会降低电刷10的寿命，并且还产生噪音。尤其对于用作车辆的电功率控制装置等的旋转电机而言，该噪音会成为一个大问题。

作为抑制这种电刷10的振动、降低噪音的方法，在例如特开平10-304625号公报上揭示了该技术的一个例子。该技术系在电刷上安装防振板，通过在防振板和电刷保持器安装体的基板部之间放入振动吸收材料而将电刷的振动吸收在振动吸收材料中，由此，使振动衰减来使噪音降低。但由于在电刷上安装防振板而使电刷本身成为非标准的结构，不仅使电刷的价格提高，而且在零件更换时还必需有专用零件，在应急时不易到手就无法迅速应急。另外，安装了防振板同时会使振动面积增大，就会限制防止噪音的效果。

本发明正是为了解决这样的问题而作，本发明的目的在于，通过将电刷保持装置做成具有良好的电刷振动衰减特性而使其能确实地降低振动和噪音。

发明内容

本发明的旋转电机用电刷保持装置包括：容纳、保持与整流子滑动接触的电刷的电刷保持器，由固定设置该电刷保持器的基板部和位于电刷保持器之外径侧、与整流子的外径周面相对而置的外壁部所组成的电刷保持器安装体，以及设有保持部的弹簧保持器；所述弹簧保持器与电刷保持器一起安装固定于电刷保持器安装体上，用于将位于电刷保持器的反整流子侧开口部、介于与电刷之间的弹簧11的一端进行保持。所述弹簧保持器的保持部做成压接固定于电刷保持安装体的外壁部上。

又，弹簧保持器具有：构成电刷保持器壁面的一部分的壁面部，以及位于电刷保持器的反整流子侧开口部、将弹簧保持住的保持部；所述壁面部与保持部所构成的角度要比90°大一个给定的角度，从而在安装状态下保持部前端压接于电刷保持器安装体的外壁部内侧面上。

弹簧保持器在壁面部和保持部所成的角度比90°大一个给定的角度的同时，还具有在保持部的前端向外壁部侧呈L型折曲而形成的接触用凸起，在安装状态下接触用凸起压接于外壁部内侧面上，从而使壁面部与保持部所成的角度矫正为大致90°。

又，弹簧保持器具有将保持部两侧向外壁部侧折曲而形成的嵌合用凸起，将嵌合用凸起压入到设于外壁部的嵌合用缝槽中而将保持部固定于外壁部上。

弹簧保持器具有将保持部的前端向外壁部侧呈L型折曲而形成的嵌合用凸起，将嵌合用凸起压入到设于外壁部的嵌合用切口槽中而将保持部固定于外壁部上。

再有，本发明的旋转电机用电刷保持装置包括：容纳、保持与旋转电机的整流子滑动接触的电刷保持器；以及由固定设置设电刷保持器的基板部和位于电刷保持器外径侧而与整流子的外径面相对而置的外壁部所组成的电刷保持器安装体，将介于与上述电刷之间的弹簧的一端保持住的弹簧保持面形成于电刷保持器安装体的外壁部内侧面上而形成。

形成于电刷保持器安装体的外壁部内侧面上的弹簧保持面系用在电刷保持器安装体上插入成形的高刚度加强板来构成。

附图的简单说明

图1为本发明实施形态1的电刷保持装置的结构图。

图2为说明本发明实施形态1的电刷保持装置的效果的说明图。

图3为说明本发明实施形态1的电刷保持装置的效果的说明图。

图4为本发明实施形态2的电刷保持装置的结构图。

图5为本发明实施形态3的电刷保持装置的结构图。

图6为本发明实施形态4的电刷保持装置的结构图。

图7为本发明实施形态5的电刷保持装置的结构图。

图8为本发明实施形态6的电刷保持装置的结构图。

图9为表示传统旋转电机之结构的剖视图。

图10为传统旋转电机之电刷保持装置的俯视图。

图11为传统旋转电机的结构图。

图12为有关电刷振动之形成的说明图。

具体实施方式

实施形态1

图1为本发明实施形态1的电刷保持装置的结构图，图2和图3为说明其效果的说明图，与上述的传统实例相同的部分标以相同的符号。在图1中，8为由圆弧形外壁部8a和基板部8b所组成的保持器安装体，9为具有两侧壁9a和上壁9b做成“コ”字形、“コ”字形的前端部设有铆部用凸起9c和固定位置用凸部9d的电刷保持器，13为弹簧保持器，它与电刷保持器9一起安装于电刷保持器安装体8上，由形成“コ”字形的电刷保持器9的底面壁的壁面部13a、位于电刷保持器9的反整流子侧开口部而支撑未图示的弹簧之一端的保持部13b所构成。如图1(d)所示，壁面部13a与保持部13b之间设定角度α，该角度α设定成比90°大一个给定的角度。

电刷保持器9铆接固定于保持器安装体8上，其状态如图1(c)所示。其高度方向的尺寸由固定位置用的凸起9d来决定，藉由铆接用凸起9c、与弹簧保持器13一起铆接固定于电刷保持器安装休8的基板部8b上。此时，弹簧保持器13的保持部13b的前端压接于电刷保持器安装体8的外壁部8a的内径部分而规定其位置，电刷保持器安装体8与弹簧保持器13之间的相关尺寸设定，使壁面部13a和保持部13b所成的角度如图1(a)所示为α′。因而，壁面部13a与保持部13b之间处于自由状态时的角度α和组装后的角度α′之间的关系为α＞α′。组装之后，由于保持部13b压接于电刷保持器安装体8的外壁部8a的内侧，从而增加了保持部13b的刚性。

图2和图3表示所假设的电刷由弹簧支承状态下的一自由度振动系统的模型，图2表示弹簧保持器13的刚性较低的情况，而图3则表示弹簧保持器13的刚性足够高的情况，k和k′表示弹性体，c表示阻尼器。在此状态下，在电刷质量体m上施加振动Fosinωt，质量体m在图中作y方向振动时，弹簧保持器13的刚性足够高的图3的情况振动能量易于被阻尼器C吸收，就会有良好的振动衰减特性。

本发明实施形态1的电刷保持装置如上所述，由于弹簧保持器13的壁面部13a和保持部13b所成的角度在自由状态下为角度α，而在组装后保持部13b压接于电刷保持体8的外壁部8a上，角度变为了α′，故如图1所示，弹簧保持器13的保持部13b就固定在与电刷保持器安装体8的外壁部8a间加有力F的状态下。电刷保持器13通常是比电刷保持器安装体8板厚为薄的结构，因此其刚性较低，但由于如上所述的结构而使部13b的刚性提高了，故从传统结构模型的图2与本发明模型的图3相比较可看到的那样，能够有效地使电刷的振动衰减，能够有效地防止噪音的产生。

实施形态2

图4为本发明实施形态2的电刷保持装置的结构图。该实施形态的电刷保持装置的结构为：在弹簧保持器13的保持部13b的前端处设置向电刷保持安装体的外壁部8a侧呈L状折曲的接触用突起13c，同时，壁面部13a与保持部13b所成的角度在自由状态下为β，该β要比90°大一个给定的值。在组装后接触用凸起13c与保持器安装体8的外壁部8a的内侧相接触而规定其位置，壁面部13a与保持部13b之间所成的角度β矫正为大致90°。

采用这种结构，如同实施形态1，固定为弹簧保持器13的接触用凸起13c与电刷保持器安装体8的外壁部8a之间施加力F的状态，因此，提高了弹簧保持器13的保持部13b的刚性而具有良好的电刷振动衰减特性，可防止噪音的产生。同时，由于组装后壁面部13a与保持部13b所成的角度大致为90°，就能防止对弹簧(未图示)的偏心负荷，就能取得防止噪音和提高寿命的效果。

实施形态3

图5为本发明实施形态3的电刷保持装置的结构图，该实施形态的电刷保持装置的结构为：在弹簧保持器13的保持部13b的前端部两侧设置向电刷保持器安装体8的外壁部8a侧折曲的嵌合用凸起13d，同时，在电刷保持器安装体8的外壁部8处设置嵌合用缝槽8b，在组装时嵌合用凸起13d压入固定于曲合用缝槽8b中。采用这种结构，实施形态3与实施形态1和2同样，弹簧保持器13的保持部13b固定于电刷保持器安装体8的外壁部8a上，使刚性提高从而具有良好的电刷振动衰减特性，就能有效地防止噪音的产生等等，就能取处与实施形态2同样的效果。

实施形态4

图6为本发明实施形态4的电刷保持装置的结构图，该实施形态的电刷保持装置系在弹簧保持器13的保持部13b的前端设置向电刷保持器安装体8的外壁部8a侧呈L型折曲的嵌合用凸起13e，同时还在电刷保持器安装体8的外壁部8a处设置嵌合用切口槽，在组装时嵌合用凸起13e压入固定于嵌合用切口槽中。采用这种结构，实施形态4与实施形态3的场合同样，弹簧保持器13的保持部13b固定于电刷保持器安装体8的外壁部8a上，使刚性提高从而具有良好的电刷运动衰减特性，就能有效地防止噪音的产生等等，就能取得与实施形态2同样的效果。

实施形态5

图7为本发明实施形态5的电刷保持装置的结构图，该实施形态的电刷保持装置系在弹簧保持器安装体8的外壁部8a的内侧设置将弹簧(未图示)的一端保持住的弹簧保持面8d，同时，在将电刷保持器9铆接安装于电刷保持器安装体8上时也一起将构成电刷保持器9之底面壁的底壁板15铆接上去。采用这种结构，由于弹簧(未图示)系由刚性大的电刷保持器安装体8的外壁部8a来保持住的，就具有良好的电刷运动衰减特性，有效地防止噪音的产生等等，能取得与实施形态2同样的效果。

实施形态6

图8为本发明实施形态6的电刷保持装置的结构图，该实施形态的电刷保持装置系与实施形态5的场合同样，在电刷保持器安装体8的外壁部的内侧设置将弹簧(未图示)的一端保持住的弹簧保持面，同时在将电刷保持器9铆接安装于电刷保持器安装体8上时一起将构成电刷保持器9的底面壁的底壁板15铆接上去，此外，还在电刷保持器安装体8的外壁部8a的弹簧保持面上采用插入成形等方法设置刚性足够大的增强板14。

采用这种结构，例如即使在电刷保持器安装体8的外壁部8a在结构上无法做成足够厚度时或者在材料无法取得足够强度的场合，也能通过采用刚性大的增强板14来将弹簧(未图示)保持住，故能具有良好的电刷振动衰减特性从而有效地防止噪音的产生等等，能取得与实施形态2同样的效果。

如上所述，采用本发明的旋转电机用电刷保持装置，由于将在整流子与电刷之间加按压力的弹簧的一端保持住的弹簧保持器的保持部压接或固定于设置在将电刷保持器保持、固定的电刷保持器安装体的外径部的外壁部上，并且，由于将外壁部本身做成高刚性而用作为弹簧保持面，因此，就能有效地吸收电刷的振动能量，振动衰减良好，就能得到抑制噪音、减轻伴随振动而生的恶劣影响的旋转电机用电刷保持装置。

Claims (7)

1.一种旋转电机用电刷保持装置，所述旋转电机用电刷保持装置包括：容纳、保持与整流子滑动接触的电刷的电刷保持器；具有固定设置该电刷保持器的基板部和位于上述电刷保持器的外径侧而与上述整流子的外径周面对向而置的外壁部的电刷保持器安装体；与上述电刷保持器一起安装、固定于电刷保持器安装体上、将位于上述电刷保持器的反整流子侧开口部、介于与上述电刷之间的弹簧的一端保持住的保持部的弹簧保持器；其特征在于，该弹簧保持器的保持部做成压接固定于上述电刷保持器安装体的外壁部上的结构。

2.如权利要求1所述的旋转电机用电刷装置，其特征在于，所述弹簧保持器具有：构成电刷保持器壁面之一部分的壁面部，以及位于电刷保持器的反整流子侧开口部、将弹簧保持住的保持部，该壁面部与保持部所成的角度要比90°大一个给定的角度，从而在安装状态下保持部前端压接于电刷保持器安装体的外壁部内侧面上。

3.如权利要求2所述的旋转电机用电刷装置，其特征在于，所述弹簧保持器具有保持部的前端向外壁部侧呈L型折曲而形成的接触用凸起，在安装状态下上述接触用凸起压接于外壁部内侧面上，从而使壁面部与保持部所成的角度矫正为大致90°。

4.如权利要求1所述的旋转电机用电刷装置，其特征在于，所述弹簧保持器具有保持部两侧向外壁部侧折曲而形成的嵌合用凸起，将上述嵌合用凸起压入到设于外壁部的嵌合用缝槽中而将保持部固定于外壁部上。

5.如权利要求1所述的旋转电机用电刷装置，其特征在于，弹簧保持器具有保持部的前端向外壁部侧呈L型折曲而形成的嵌合用凸起，将上述嵌合用凸起压入到设于外壁部的嵌合用切口槽中而将保持部固定于外壁部。

6.如一种旋转电机用电刷保持装置，它包括：容纳、保持与旋转电机的整流子滑动接触的电刷保持器；以及由固定设置该电刷保持器的基板部和位于上述电刷保持器的外径侧而与上述整流子的外径周面相对向的外壁部所组成的电刷保持器安装体；其特征在于，将介于与上述电刷之间的弹簧的一端保持住的弹簧保持面形成于上述电刷保持器安装体的外壁部内侧面上。

7.如权利要求6所述的旋转电机用电刷装置，其特征在于，形成于电刷保持器安装体的外壁部内侧面上的弹簧保持面系用在电刷保持器安装体上插入成形的高刚度加强板来构成的。

Images