CN202026224U - 有刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种有刷电机，该电机包括定子和可转动地安装到定子的转子。转子包括转轴、固定到转轴的换向器(15)与转子铁芯、以及绕制于转子铁芯的齿的绕组；定子包括碳刷装置，所述碳刷装置安装有碳刷(25)用于与所述换向器(15)摩擦接触。所述碳刷(25)为弧形；所述碳刷装置包括一支撑件(21)以及安装到所述支撑件的若干滚轮(23)，所述滚轮(23)滚动地支撑所述碳刷(25)。在一个实例中，所述滚轮(23)的外周表面具有环形的凹槽(24)，碳刷(25)由所述凹槽(24)支撑。本实用新型采用弧形的碳刷，延长了碳刷的长度，进而延长了电机的使用寿命；通过滚轮滚动地支撑碳刷，降低了碳刷的阻力。

Description

有刷电机

技术领域

本实用新型涉及电机，尤其涉及电机的碳刷及碳刷支撑件。 

背景技术

有刷电机的转子包括转轴、固定到转轴的转子铁芯和换向器、以及绕制到转子铁芯的齿的转子绕组。电机的定子具有碳刷装置用于安装碳刷，碳刷在弹力作用下与换向器接触。碳刷在转子的转动过程中不断损耗而缩短，大多数情况下，碳刷的使用寿命决定了电机的使用寿命。 

现有的碳刷通常为直方形，碳刷的长度有限，使用寿命不够长。因此，亟需一种新型的碳刷以延长电机的使用寿命。 

发明内容

本实用新型的目的延长电机及其碳刷的使用寿命。本实用新型提供的有刷电机包括定子和可转动地安装到定子的转子；转子包括转轴、固定到转轴的换向器与转子铁芯、以及绕制于转子铁芯的齿的绕组；定子包括碳刷装置，所述碳刷装置安装有碳刷用于与所述换向器摩擦接触，其中：所述碳刷是弯曲的。 

作为一种改进方案，所述碳刷为弧形；所述碳刷装置包括一支撑件以及安装到所述支撑件的若干滚轮，所述滚轮滚动地支撑所述碳刷。 

作为一种改进方案，所述滚轮支撑碳刷的径向外侧和径向内侧。 

作为一种改进方案，所述滚轮的外周表面具有环形的凹槽，碳刷由所述凹槽支撑。

作为一种改进方案，所述碳刷的径向表面具有凹槽，所述滚轮的外周表面形成凸缘伸入所述凹槽以支撑碳刷。 

作为一种改进方案，所述碳刷所在的平面与电机的轴向形成一个小于90度的夹角。 

作为一种改进方案，所述碳刷由扭簧驱动，所述扭簧的中心位于弧形碳刷的圆心。

作为一种改进方案，所述电机包括一对或者多对碳刷，每对碳刷分别由同一根扭簧的两个弹性臂驱动。 

作为一种改进方案，所述电机包括两对或两对以上的碳刷，每对碳刷包括一个主碳刷和一个副碳刷，所述主碳刷和副碳刷与换向器的同一个换向片或者相邻换向片电连接。 

作为一种改进方案，每对碳刷中，副碳刷的远换向器端串接电阻(R)后与主碳刷一起连接到电源。 

作为一种改进方案，所述碳刷装置还包括固定到所述支撑件的局部碳刷握，所述局部碳刷握靠近所述换向器，碳刷的近换向器端穿过所述局部刷握后与换向器摩擦接触。 

本实用新型还提供一种有刷电机，包括定子和可转动地安装到定子的转子；转子包括转轴、固定到转轴的换向器与转子铁芯、以及绕制于转子铁芯的齿的绕组；定子包括碳刷装置，所述碳刷装置安装有碳刷用于与所述换向器摩擦接触，其中：所述碳刷为弧形；所述碳刷装置包括一支撑件以及安装到所述支撑件的碳刷握，所述碳刷握收容所述碳刷并滑动地支撑所述碳刷；所述碳刷所在的平面与电机的轴向形成一个小于90度的夹角。 

作为一种改进方案，包括定子和可转动地安装到定子的转子；转子包括转轴、固定到转轴的换向器与转子铁芯、以及绕制于转子铁芯的齿的绕组；定子包括碳刷装置，所述碳刷装置安装有碳刷用于与所述换向器摩擦接触，其中：所述碳刷为螺旋状，所述碳刷装置包括一支撑件以及安装到所述支撑件的碳刷握，所述碳刷握收容所述碳刷并滑动地支撑所述碳刷。 

作为一种改进方案，所述碳刷握为筒状，所述碳刷握的径向内侧具有开槽供扭簧的一弹性臂伸入碳刷握内以驱动碳刷。 

本实用新型采用弯曲的碳刷，延长了碳刷的长度，进而延长了电机的使用寿命。在一些实例中，通过滚轮滚动地支撑碳刷，降低了碳刷的阻力。 

为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。 

附图说明

附图中： 

图1显示了本实用新型第一实例提供的有刷电机的碳刷装置及换向器； 

图2显示了本实用新型第一实例提供的碳刷和滚轮； 

图3显示了本实用新型第二实例提供的碳刷和滚轮； 

图4显示了本实用新型第三实例提供的有刷电机的碳刷装置及换向器； 

图5显示了本实用新型第四实例提供的有刷电机的碳刷装置； 

图6显示了本实用新型第五实例提供的有刷电机的碳刷装置及换向器； 

图7显示了本实用新型第六实例提供的有刷电机的碳刷装置及换向器。 

具体实施方式

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其他有益效果显而易见。 

本实用新型涉及有刷电机，其包括定子和转子。转子具有转轴、固定到转轴的换向器和铁芯、以及缠绕于铁芯的齿的绕组。转子的绕组与换向器的换向片电连接。转子通过轴承等可转动地安装到定子，定子安装有碳刷装置，碳刷装置安装有碳刷用于与换向器的换向片磨擦结束，以通过碳刷给转子的绕组供电。 

如图1和图2所示，本实用新型第一实例提供的有刷电机使用弧状的碳刷25。碳刷装置包括支撑件21以及安装到支撑件的若干滚轮23。滚轮23位于每个碳刷25的外侧和内侧。滚轮23的外周表面具有环形的凹槽24，碳刷25的一部分伸入凹槽24内，由凹槽24支撑。 

支撑件21安装有若干扭簧27，每根扭簧27驱动一根碳刷25，扭簧27的中心位于对应的弧形碳刷25的圆心，扭簧27的中心轴线基本上与支承该碳刷25的滚轮23的滚动中心线平行。该方案使用弧状的碳刷25，在相同的外径限制下，本方案的碳刷比传统的直方形碳刷更长，从而延长了电机的使用寿命。 另外，本方案通过滚轮23滚动地支撑碳刷25，减小了碳刷与碳刷装置之间的摩擦力。 

支撑件21还安装有若干筒状的局部碳刷握29，该若干局部碳刷握29分布在换向器15周围并靠近换向器15。碳刷25的近换向器端穿过局部刷握29后与换向器15摩擦接触。该局部碳刷握29保证了碳刷25能稳定地与换向器15摩擦接触，保证碳刷25能稳定使用完毕。此外，还可以局部碳刷握29上设置一个限位件，以防止扭簧27在碳刷25耗尽时与换向器15接触。 

应当意识到，滚轮23的凹槽24的纵剖面不局限于图2所示的矩形。相反，凹槽24在滚轮23的纵剖面的形状可以是梯形、三角形等各种与碳刷25外形配合的形状。 

如图3所示，本实用新型第二实例中，碳刷25的径向表面具有凹槽26，而滚轮23的外周表面形成或者具有凸缘，该凸缘伸入凹槽26以支撑碳刷25。实施该方案，可以缩短滚轮23的高度。 

如图4所示，本实用新型的第三实例中，支撑件21还具有若干楔形的台阶22，碳刷25及其滚轮23安装到对应的台阶22。该方案下，碳刷25所在的平面不再与电机的轴向垂直，而是形成一个小于90度的夹角。该方案中，可以在有限的外径的条件上，进一步延长碳刷25的长度，从而进一步增加了电机的使用寿命。 

另外，优选地，碳刷25的近换向器端(即，与换向片摩擦的那个端部)位于楔形台阶22的尖端，碳刷25的远换向器端(即，与扭簧27接触的那个端部)位于楔形台阶22的较厚的一端，以减小碳刷25的运动阻力。 

作为图4所示方案的一种变形，可以延长筒状碳刷握29的尺寸，以通过碳刷握29滑动地支撑碳刷25，不再需要滚轮23支撑碳刷。该方案进一步减少了零部件的数量。 

如图5所示，本实用新型第四实例中，电机的四个碳刷分为多对，每对碳刷包括分别连接到相反电极的碳刷25a和25b。对于每对碳刷，碳刷25a和碳刷26相向放置，即，弧状碳刷25a和碳刷25b的圆心重合并位于碳刷25a和25b之间。扭簧27的中心位于每对碳刷25a和25b的圆心，扭簧27的两个弹性臂分别驱动碳刷25a与25b。扭簧27的弹性臂设有绝缘材料，防止扭簧27短路碳刷25a和25b。该方案减少了零部件的数量，简化了结构。 

如图6所示，本实用新型第五实例中，电机包括两对或两对以上的碳刷，每对碳刷包括一个主碳刷25c和一个副碳刷25d，碳刷25c、25d连接到同一个电极，主碳刷25c和副碳刷25d的近换向器端贴近在一起，与换向器15的同一个换向片或者相邻换向片电连接。当转子及换向器15沿着箭头A所示的方向转动时，同一个换向片先接触到碳刷25c再接触到碳刷25d，因此，将碳刷25c称为主碳刷，碳刷25d称为副碳刷。副碳刷25d的远换向器端串接电阻R后与主碳刷一起连接到电源。该方案能够降低换向火花，从而延长电机的寿命。作为一种替换方案，副碳刷25d的径向截面可小于主碳刷25c的径向截面，例如，在高度相等的情况下，副碳刷25d比主碳刷25c具有更小的厚度。 

如图7所示，本实用新型第六实例中，碳刷25为螺旋状，旋转了两圈(720度)。支撑件21安装有筒状的螺旋状碳刷握29用于收容碳刷25，并滑动地支撑碳刷25。碳刷握29的径向内侧具有开槽30供扭簧27的一弹性臂伸入碳刷握内以驱动碳刷25。优选地，碳刷握29由摩擦系数小的材料制成，碳刷25表面涂敷有润滑剂，以减小阻力。该实例采用螺旋状的碳刷25，尽可能地延长了碳刷的长度。 

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。 

Claims (16)

1.一种有刷电机，包括定子和可转动地安装到定子的转子；转子包括转轴、固定到转轴的换向器(15)与转子铁芯、以及绕制于转子铁芯的齿的绕组；定子包括碳刷装置，所述碳刷装置安装有碳刷(25)用于与所述换向器(15)摩擦接触，其特征在于：所述碳刷(25)是弯曲的。

2.根据权利要求1所述有刷电机，其特征在于：

所述碳刷(25)为弧形；

所述碳刷装置包括一支撑件(21)以及安装到所述支撑件的若干滚轮(23)，所述滚轮(23)滚动地支撑所述碳刷(25)。

3.根据权利要求2所述的有刷电机，其特征在于，所述滚轮(23)支撑碳刷的径向外侧和径向内侧。

4.根据权利要求3所述的有刷电机，其特征在于，所述滚轮(23)的外周表面具有环形的凹槽(24)，碳刷(25)由所述凹槽(24)支撑。

5.根据权利要求3所述的有刷电机，其特征在于，所述碳刷(25)的径向表面具有凹槽(26)，所述滚轮(23)的外周表面形成凸缘伸入所述凹槽(26)以支撑碳刷。

6.根据权利要求3所述的有刷电机，其特征在于，所述碳刷(25)所在的平面与电机的轴向形成一个小于90度的夹角。

7.根据权利要求3所述的有刷电机，其特征在于，所述碳刷(25)由扭簧(27)驱动，所述扭簧(27)的中心位于弧形碳刷(25)的圆心。

8.根据权利要求7所述的有刷电机，其特征在于，所述电机包括一对或者多对碳刷，每对碳刷(25a，25b)分别由同一根扭簧(27)的两个弹性臂驱动。

9.根据权利要求8所述的有刷电机，其特征在于，所述每对碳刷包括极性相反的两根碳刷(25a，25b)，所述扭簧与碳刷(25a，25b)绝缘。

10.根据权利要求3所述的有刷电机，其特征在于，所述电机包括两对或两对以上的碳刷，每对碳刷包括具有相同极性的一个主碳刷(25c)和一个副碳刷(25d)，所述主碳刷(25c)和副碳刷(25d)与换向器(15)的同一个换向片或者相邻换向片电连接。

11.根据权利要求10所述的有刷电机，其特征在于，每对碳刷中，副碳刷(25d)的远换向器端串接电阻(R)后与主碳刷一起连接到电源。

12.根据权利要求2至11中任意一项所述的有刷电机，其特征在于，所述碳刷装置还包括固定到所述支撑件(21)的局部碳刷握(29)，所述局部碳刷握(29)靠近所述换向器(15)，碳刷(25)的近换向器端穿过所述局部刷握(29)后与换向器(15)摩擦接触。

13.根据权利要求1所述的有刷电机，其特征在于：

所述碳刷(25)为弧形；

所述碳刷装置包括一支撑件(21)以及安装到所述支撑件的碳刷握(29)，所述碳刷握(29)收容所述碳刷(25)并滑动地支撑所述碳刷；

所述碳刷(25)所在的平面与电机的轴向形成一个小于90度的夹角。

14.根据权利要求1所述的有刷电机，其特征在于：

所述碳刷(25)为螺旋状，

所述碳刷装置包括一支撑件(21)以及安装到所述支撑件的碳刷握(29)，所述碳刷握(29)收容所述碳刷(25)并滑动地支撑所述碳刷。

15.根据权利要求14所述的有刷电机，其特征在于，所述碳刷握(29)为螺旋状。

16.根据权利要求13至15中任意一项所述的有刷电机，其特征在于，所述碳刷握(29)为筒状，所述碳刷握(29)的径向内侧具有开槽(30)供扭簧的一弹性臂伸入碳刷握内以驱动碳刷。 

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