CN1910804A - 集成式电刷支架保持系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于电机的电刷支架系统，所述电机具有支撑于第一电机壳体部分中的旋转整流子，所述组件包括第二电机壳体部分，其被构造成以配合连接第一电机壳体部分，并且其内具有至少一个电刷保持容槽。所述容槽由第二电机壳体部分上的一个结构部分形成，该结构部分在其一侧限定出支撑表面、在相反侧限定出桥部。所述组件还包括细长的电刷，其具有第一和第二端部，其中第一端部被构造成连接着偏压元件，第二端部被构造成接触电机整流子；以及至少一个可拆下的电刷支架，其具有第一开放端和第二开放端，第一开放端被构造成在其内容纳电刷，并且第一开放端装配到容槽中，第二开放端使得电刷从其向外延伸以接触电机整流子。

Description

集成式电刷支架保持系统

技术领域

本发明总体上涉及电机，特别是用于电机的电刷支架系统。

背景技术

用在电动手工工具以及其它设备中的电机通常使用电刷来实现与电机整流子的电连接。如电机领域所公知，用于电机的电刷是昂贵的部件，并且需要在使用电刷的电机的使用寿命内定期更换电刷。用于电动手工工具例如电钻、电锯等的电机需要一个保持系统来保持用于电机的电刷。由于电机电刷的使用寿命远远短于使用它们的工具，因此经常要定期更换磨损了的电刷，这对于使用者来说要比更换整个工具成本低。

虽然电机和它们的电刷支架系统有很多种不同的设计，但过去的系统中共同的一点是，电刷由组装在电机壳体中的电刷支架承载，电刷支架通过橡胶垫、螺钉、端盖等而被紧固。虽然一些设计相对于另一些设计而言是更加使用者友好型的，即电刷可以被更容易地更换，但许多现有技术构造并不便于和适合定期维护，即更换电机操作所必需的电机电刷。

现有技术设计中通常使用例如安装在电机端盖中的电刷支架，这种类型的设计相对于在先设计而言的优点是容易更换电刷。然而，已经发现，具有装于端盖中的电刷的电动手工工具经常遇到性能不稳定的现象，这是由于这种电动手工工具容易以各式各样的方式掉落或受到冲击。由于从某个冲击源施加到电刷支架组件或电刷本身上的冲击力的作用，有时会导致某些故障或性能下降。能够将电刷隔离以便在工具掉落或受到其它负面作用时使之不受冲击的设计是理想的目标。

发明内容

本发明的优选实施例提供了一种集成式电刷支架系统，其使得容易在电机中安装和更换电刷，而不需要使用螺钉、橡胶垫、端盖或类似物。电刷还与端盖隔离，因此被相对隔绝可能施加到端盖上的任何冲击。这种隔离可以防止冲击从端盖传输到电刷支架和电刷本身上。

本发明的优选实施例具有电刷支架，其被构造成将电刷容纳于其中，其更换容易完成，而不需要使用任何专用工具。通过简单地将电刷支架插入容槽结构中，并且使电刷支架与容槽结构相互作用以牢固地保持电刷支架，就可以将电刷支架组装在电机中。电刷以及电刷支架本身可以容易地拆下，而不需要使用专用工具，这方便了电刷支架或电刷本身的更换。电机壳体中的结构特征与电刷支架中的结构相互作用，以使得电刷支架在被插入到电机壳体中时被精确定位。另外，如需要，可以更换电刷，而不需要拆下相关的电刷支架。

附图说明

图1是与电机壳体的主要部分与电机元件和电刷支架的俯视图；

图2是根据本发明的优选实施例的具有一对电刷支架的电机的大致沿其轴线所作的简化示意性剖视图；

图3是图2所示优选实施例的一部分的放大视图；

图4是图3所示电刷支架的侧视图；

图5是图3和4所示电刷支架的俯视图；

图6是图3所示电刷支架的端视图；

图7是本发明的优选实施例的电机壳体的俯视图；

图8是该实施例的电机壳体的侧视图；

图9是电机壳一部分的透视图，显示了电机壳体的电刷支架容槽，其内组装着电刷支架和电刷；

图10电刷支架一部分的透视图，显示了根据本发明的优选实施例的电刷组件；

图11根据本发明的优选实施例的电刷组件一部分的透视图。

具体实施方式

本发明的集成式电刷支架系统的优选实施例包括电机壳体，其被构造成容纳至少一个、优选一对电刷支架，其中每个电刷支架中包含着一个电机电刷。电刷支架优选被定位成在电机整流子的相反两侧彼此径向对置。

现在转到各附图，图1是总体表示为10的电机壳体一部分的俯视图，其中具有总体表示为12的电刷支架，电刷支架12中具有电刷组件。虽然图1中示出了单一的电刷组件12，但可以理解，第二电刷支架组件可被设置并位于图1所示整流子14的相反侧，第二电刷支架在图2中以16表示。

回到图1，电机壳体10具有大致圆柱形外部18，从其开始，四个结构性框架元件20、22、24和26以一定角度向上延伸到大致平坦的圆形端部28，该端部提供了安置电机的外部结构。元件24和26包括一对平坦的凸台30，每个凸台中具有螺纹孔32，位于电机壳体10的端板(未示出)中的螺钉(未示出)可以拧入该螺纹孔中，以安装该端板。可以理解，电刷支架12、16不直接连接着端板，因此在端板本身受到冲击时不会损坏，这种冲击会在装有该优选实施例的工具掉落或受到其它负面作用时会出现。

现在转到图3、4、5和6，电刷支架12为大致矩形结构，其被构造成将大致矩形的电刷34容纳在电刷支架的容纳端36中。侧壁38从顶部40向下悬垂，其向下延伸的腿42容纳在底部结构44。底部结构44优选由电绝缘材料例如酚醛塑料(电木)构成，并且向下延伸腿42优选在底部结构44形成之前安置就位。与底部结构44不同，电刷支架12的平衡部分优选由导电性金属材料构成。

电刷支架12还优选包括用于促进紧密地以配合的方式接合在电刷支架容槽中的特征，电刷支架容槽在中图9总体表示为46。回到图3-6，电刷支架底部结构44优选包括一对侧轨48。优选地，在侧轨48之间位于底部结构下面的空间限定出大致矩形的沟槽(未示出)。在底部结构44的朝向电刷支架12的容纳端36的那一端，底部结构优选包括向下悬垂的端部凸缘52。这样，通过端部凸缘52在底部结构44的底侧形成台肩52a。

顶部40优选包括至少一个锁片54，其为大致薄矩形结构，被偏折从而从顶部至少略微向上延伸，并且在三个侧面由大致U形槽56限定边界。另外，还优选在顶部40设有触片，其确保持续操作直至电刷被充分磨损到需要被更换，该触片也被构造成至少略微向上偏折，并且在三个侧面由大致U形槽60限定边界。作为一项选择，触片58可以提供与电机或是诸如速度控制装置等其它电控装置或其它电终端的完全电连接。

相应地，如显示于图9，电刷支架容槽46的侧面形成有侧壁62，所述侧壁由电机壳体10的圆柱形外部18的外周径向向内延伸。电刷支架容槽46的底表面64沿着侧壁62的长度的至少一部分横跨侧壁62，并且在内边缘由隆起的台架66限定，该台架中设有弧形凹槽68。大致圆形孔眼70靠近隆起的台架66设在底表面64中。桥部72设置在底表面64上方预定距离处，并且由从侧壁62向上延伸至桥部的侧部74支撑。还优选在电刷支架容槽46的内部形成后部支承76，该后部支承与电刷支架容槽的底表面64共面但相隔。

这样，电刷支架12被大致设置尺寸并构造成配合接收电刷34，并且还被设置尺寸并构造成配合容纳在设于壳体10中的电刷支架容槽46中。电刷支架12优选以其整流子侧端部77插入电刷支架容槽46中，该整流子侧端部为与容纳端36相反的一端，并且作为进入电刷支架容槽的先导部分。桥部72的高度被设置成使得桥部的底侧滑动接合顶部40，同时底部结构44滑动接合电刷支架容槽46的底表面64。随着电刷支架12在电刷支架容槽46中持续滑动，锁片54向桥部72施加一个向上的力，因此会遇到阻力，并且由于桥部是固定的，因此桥部会将锁片向下挤压。另外，当端部台肩52a抵靠在隆起的台架66上时，进一步的移动会被阻止，在此位置桥部72大致抵靠在锁片54的一端上。后部支承76优选在底部结构44的底侧支撑整流子侧端部77。

如显示于图10，本发明中描述的代表性电刷34是细长形电刷，其矩形横截面略微小于大致矩形电刷支架12的横截面。电刷34的插入电刷支架12中的那一端包括圆柱形突起78，其上连接着偏压元件、优选为压缩弹簧80，并且其向着电刷支架12的容纳端36延伸。为了维持压缩弹簧80接触电刷34，本发明可以还包括端件84，其被设置尺寸并构造成接合电刷支架12的容纳端36(最佳显示于图4)。

具体而言，端件84优选为矩形板，其具有向下悬垂的凸缘86，该凸缘被构造成以配合的方式接合底部结构44上的相应构造部分。另外，端件84优选包括侧锁片88，所述侧锁片沿着电刷支架12的侧壁36的至少一部分在大致垂直于端件84所在平面的方向上延伸。每个侧锁片88优选包括锁定突起90，其向内朝向电刷支架12的侧壁36定向。在设有锁定突起90的地方，侧壁36包括相应的锁定孔眼92。这样，当端件84连接到电刷支架12的接触端82时，向下悬垂的凸缘86与底部结构44接合，而每个侧锁片88上的锁定突起90锁定接合设在电刷支架的相应侧壁36上的相应锁定孔眼92。

当电刷34因此而连接着电刷支架12时，圆柱形突起78以配合的方式接合压缩弹簧80的一端，压缩弹簧的另一端抵靠着电刷支架的端件84f。这样，由于端件84因锁定接合至电刷支架12而保持静止，因此压缩弹簧80沿着电刷支架的整流子侧端部77的方向推压电刷34。通过这种方式，电刷34被推压接触整流子14。另外，随着电刷34磨损，压缩弹簧80将扩张，从而沿着整流子14的方向持续推压电刷，以确保持续操作，直至电刷被充分磨损而需要被更换。

优选的铜编织线94连接着电刷34以及端件84，优选的绝缘线96延伸至连接器98，以将电刷电气地且物理地连接至电机。导电片100以一个朝向电刷支架12的整流子侧端部77(最佳显示于图4)的角度从端件84的顶端向上延伸。类似于触片58，导电片100可以选择性地设置成维持与电机或是诸如速度控制装置等其它电控装置或其它电终端电连接。尽管触片58和导电片100中的任何一个可以单独提供，但在优选实施例中优选设有二者，以提供至少两个电连接部。

本发明的特别有益之处在于，电刷支架12可以快速且容易地从壳体10拆下，并且设在电刷支架中的电刷34可以随后被快速且容易地拆下和更换。为了将电刷支架12由电刷支架容槽46脱开，操作者可以用螺丝刀或其它工具按压锁片54，同时将电刷支架由电刷支架容槽向外拉。在锁片54被按下的情况下，电刷支架12可以滑动脱离电刷支架容槽46。

为了将电刷34从电刷支架12拆下，通过简单地将螺丝刀(或其它工具)插入侧壁38和端件的侧锁片88之间，端件84即可以脱离电刷支架12。这样，端件84和电刷支架12可以容易地彼此分离，以使得电刷容易被更换。在所示出的优选实施例中，端件84包括导电片100，其内可以连接绝缘线96，优选通过焊接连接，当然也可以通过压接等方式连接。类似地，绝缘线96可以被压接或焊接在端件84上。电刷的构造采用传统方式，并且为本领域普通技术人员所公知。

虽然这里显示和描述了本发明的一些实施例，但可以理解，本领域普通技术人员可以构想出其它修改、替代和更换。这些修改、替代和更换可以在权利要求中所限定的本发明精神和范围内被做出。

本发明的各种特征在权利要求中提出。

Claims (15)

1.一种用于电机的电刷支架系统(10)，所述电机具有支撑于第一电机壳体部分中的旋转整流子，所述组件包括：

第二电机壳体部分(72，74)，其被构造成配合连接在第一电机壳体部分上，并且其内具有至少一个电刷保持容槽(46)，所述容槽由所述第二电机壳体部分上的一个结构部分形成，该结构部分在一侧限定出支撑表面、在相反侧限定出桥部；

细长的电刷(34)，其具有第一和第二端部，其中所述第一端部被构造成连接着偏压元件，所述第二端部被构造成接触电机整流子；

至少一个可拆下的电刷支架(12)，其具有第一开放端和第二开放端，所述第一开放端被构造成在其内容纳所述电刷，并且所述第一开放端装配到所述容槽中，所述第二开放端使得所述电刷从其向外延伸以接触电机整流子；

偏压元件(80)，其连接着所述电刷；

端盖(84)，其连接着第一开放端，并且被构造成抵靠所述偏压元件以将电刷向着电机整流子推压。

2.如权利要求1所述的电刷支架系统，还包括两个可拆下的电刷支架，每个所述可拆下的电刷支架被构造成在其内容纳电刷。

3.如权利要求1所述的电刷支架系统，其特征在于，所述电刷的所述第一端部被构造成圆柱形。

4.如权利要求1所述的电刷支架系统，其特征在于，所述第二壳体部分包括电绝缘材料。

5.如权利要求1所述的电刷支架系统，其特征在于，所述至少一个电刷支架还包括绝缘基部。

6.如权利要求5所述的电刷支架系统，其特征在于，所述绝缘基部包括一对台肩，用于限制电刷支架在插入过程中的运动。

7.如权利要求1所述的电刷支架系统，其特征在于，所述偏压元件包括夹在所述端盖和所述第一端部之间的压缩弹簧，用于将所述电刷向整流子推压。

8.如权利要求3所述的电刷支架系统，其特征在于，所述偏压元件连接着所述圆柱形第一端部。

9.如权利要求1所述的电刷支架系统，其特征在于，所述电刷支架还包括从其顶表面向上偏折的锁片，用于与所述第二电机壳体部分的所述桥部接合。

10.如权利要求1所述的电刷支架系统，其特征在于，所述电刷支架还包括第一和第二锁片。

11.如权利要求10所述的电刷支架系统，其特征在于，所述第一锁片向上延伸以接合所述桥部，所述第二锁片向上延伸以与电机电接合。

12.一种用于电机的可拆下的电刷组件，所述电机具有大致圆柱形电机整流子以及电机壳体，所述电机壳体具有这样的结构，即限定出至少一个电刷组件保持容槽和跨越所述容槽的桥部，所述电刷组件包括：

细长的电刷，其具有第一和第二端部，其中所述第一端部被构造成连接着偏压元件，所述第二端部被构造成接触电机整流子；

可拆下的电刷支架，其具有第一开放端和第二开放端，所述第一开放端被构造成在其内容纳所述电刷，并且所述第一开放端装配到所述容槽中，所述第二开放端使得所述电刷接触电机整流子；

偏压元件，其连接着所述电刷；

端盖，其连接着第一开放端，并且被构造成抵靠所述偏压元件以将电刷向着电机整流子推压。

13.如权利要求12所述的可拆下的电刷组件，其特征在于，所述电刷的所述第一端部被构造成包括圆柱形部分。

14.如权利要求12所述的可拆下的电刷组件，其特征在于，所述电刷支架还包括绝缘基部。

15.如权利要求12所述的可拆下的电刷组件，其特征在于，限定出电刷组件保持容槽和所述桥部的结构包括电绝缘材料。

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