CN204089503U - 直流马达 - Google Patents

Abstract

一种直流马达，具有阶梯部(4a)的带阶梯形状的电刷(4)被弹簧(5)推压，而与以旋转轴(X)为中心进行旋转的换向器(3)的外周面接触地进行滑动。最初，电刷(4)的前端部与换向器(3)的电刷滑动面(A)接触。若因老化而使电刷(4)磨损，则阶梯部(4a)与换向器(3)接触，并随着磨损而使接点从电刷滑动面(A)向未滑动的电刷滑动面(B)位移。

Description

直流马达

技术领域

本实用新型涉及通过连接电源的电刷与旋转的换向器接触并滑动而进行供电的直流马达。 

背景技术

在现有的换向器与转子形成为一体构造的带刷直流马达中，从外部电源接受直流电流的供给的电刷与换向器接触而进行通电，从而从换向器向转子的线圈进行供电。该换向器形成为如下构造，即，外周面形成为扇形化，由通过转子的旋转而进行电刷与各扇形部的接触通电的切换、以及从各扇形部向线圈的通电的切换。 

在这种直流马达中，将立方体状的电刷向换向器侧进行推压而使之与该换向器的外周面接触，并始终在同一外周面上滑动。因此，电刷的前端形状随着时间流逝而逐渐磨损，在初始状态与老化后的全磨损状态之间发生变化。这样，若在初始状态下，与噪声等级能够降低最大的最佳设计点接触的电刷由于老化而磨损，则会在与最佳设计点偏移的位置进行接触，从而产生整流的扰动。为了解决该问题，例如在专利文献1中，将电刷的形状形成为具有在转子的旋转方向的两端朝换向器侧突出的突起部以及在突起部之间朝与换向器相反的一侧凹陷的凹部的形状。由此，在初始状态与全磨损状态之间的任一状态的情况下均使突起部与换向器接触，从而不会产生位置偏移，进而能够抑制整流的扰动。 

专利文献1：日本特开2011－72050号公报 

在包含上述专利文献1的现有的直流马达中，由于电刷在换向器的同一外周面上滑动，所以在换向器的外周面逐渐产生糙面以及污损，从而随着时间流逝而使电刷与换向器的接触状态变差。并且存在如下课题：由于电刷与换向器接触通电，因此若接触状态变差，则因导通性的降低而使马达性能降低、促进电刷的磨损。 

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述那样的课题而产生的，其目的在于提供一种能够防止接触状态变差来改善马达性能的降低以及电刷磨损的促进的直流马达。 

本实用新型的直流马达具备：换向器，其以旋转轴为中心并与转子一体旋转；电刷，其与换向器的外周面接触地进行滑动；施力部件，其对电刷朝换向器侧施力，电刷为如下形状：随着与换向器的外周面接触的端部因磨损而引起的形状变化，而使电刷相对于换向器的接点在该外周面上沿旋转轴方向位移，并形成为沿旋转轴方向具有阶梯部的带阶梯形状。 

根据本实用新型，随着与换向器的外周面接触的电刷端部因磨损而引起的形状变化，而使接点在外周面上沿旋转轴方向位移，由此能够使接点从产生了糙面以及污损等的劣化的外周面区域向未产生劣化的外周面区域移动，从而能够防止接触状态变差。因此，能够提供改善了马达性能的降低以及电刷磨损的促进的直流马达。 

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式1所涉及的直流马达的结构的纵剖视图。 

图2是表示用于实施方式1所涉及的直流马达的整流部的结构的图，表示初始状态。图2(a)是整流部的俯视图，图2(b)是整流部的主视图。 

图3是表示用于实施方式1所涉及的直流马达的整流部的结构的图，表示接点位移状态。 

图4是表示用于实施方式1所涉及的直流马达的整流部的结构的图，表示全磨损状态。 

图5是表示用于实施方式1所涉及的直流马达的整流部的变形例的图。 

图6是表示用于实施方式1所涉及的直流马达的整流部的变形例的 图。 

图7是表示用于实施方式1所涉及的直流马达的整流部的变形例的图。 

具体实施方式

以下，为了对本实用新型更详细地进行说明，根据附图对用于实施本实用新型的方式进行说明。 

实施方式1. 

图1所示的直流马达1具有整流部，该整流部包括：固定于转子2的一端侧并与转子2一体旋转的换向器3；在换向器3的外周面上滑动的电刷4；以及朝换向器3的方向推压电刷4的弹簧(施力部件)5。上述电刷4以及弹簧5收容于刷握6。 

虽在图1中被遮挡而不可见，但在直流马达1设置有正极侧以及负极侧的两个电刷4。若经由供电端子8从外部电源供给的直流电流经由导线7向正极侧的电刷4流入，并从电刷4向换向器3通电，则在换向器3被整流，进而被供给至转子2的线圈9。若由于向线圈9通电而产生磁通，则由于固定于壳体10的永久磁铁11的磁极的作用而在转子2产生旋转力，从而使转子2与换向器3以旋转轴X为中心进行旋转。另外，流动至线圈9的电流从换向器3向负极侧的电刷4流动。 

接下来，对整流部的详细情况进行说明。 

图2(a)中示出了整流部的俯视图，图2(b)、图3以及图4中示出了整流部的主视图。该图2表示电刷4未磨损的初始状态，图3表示电刷4磨损至阶梯部4a而使接点向旋转轴X的方向位移的接点位移状态，图4表示电刷4磨损直到弹簧5延伸至最长的全磨损状态。 

在换向器3的外周面沿周向配置有导电性的扇形部3a～3f。各扇形部3a～3f与转子2的线圈9电连接。 

正极侧以及负极侧的各电刷4不形成为现有的立方体形状，而形成为具有阶梯部4a的带阶梯形状。在以使其长度方向沿旋转轴X的正交方向的方式设置电刷4的情况下，阶梯部4a沿旋转轴X的方向形成阶 梯差。此外，在图示例中，使阶梯部4a形成为相对于换向器3的外周面倾斜的形状。通过使阶梯部4a形成为倾斜形状，从而与现有的立方体形状的电刷相比，能够延长电刷4的全长。该电刷4与弹簧5设置于刷握6内，弹簧5推压电刷4的后端部，由此将刷4的前端部压接于换向器3的外周面。因此，电刷4的前端部随着换向器3的旋转而依次与扇形部3a～3f接触并导通，从而向与各扇形部3a～3f连接的转子2的线圈9通电。 

刷握6为收容电刷4与弹簧5的大致立方体形状的孔，在其内壁面与电刷4抵接而保持电刷4的姿态。另外，在刷握6的一面形成有切口部6a，将电刷4与供电端子8电连接的导线7在切口部6a被拉出。 

在图2所示的初始状态下，电刷4的前端部与换向器3的外周面中的斜线所示的区域接触地进行滑动。将该区域作为电刷滑动面A。电刷4被弹簧5朝换向器3侧推压，因此随着前端部的磨损而逐渐向换向器3侧移动。 

若电刷4因老化而磨损而如图3所示处于阶梯部4a与换向器3的外周面接触地进行滑动的接点位移状态，则由于阶梯部4a相对于换向器3的外周面倾斜，因此电刷4与换向器3的接点伴随磨损而向旋转轴X的方向，即从电刷滑动面A逐渐向未滑动的电刷滑动面B位移。在该接点位移状态下，由于阶梯部4a相对于换向器3的外周面倾斜，因此图3中斜线所示的换向器3与电刷4的滑动区域的面积，相比图2中斜线所示的电刷滑动面A(以及后述的图4中斜线所示的电刷滑动面B)的面积而增加。因此，即便在换向器3的电刷滑动面A产生糙面以及污损等的劣化而使接触状态变差，也会在接点位移状态下使接触面积增加，从而能够提高导通性以及抑制马达性能的降低。另外，在该接点位移状态下，由于在弹簧5的作用力相同的状态下而使接触面积增加，因此表面压力减小，从而使得电刷4难以磨损。 

若电刷4因老化而进一步磨损，并处于图4所示的全磨损状态，则电刷4的后端部与换向器3的外周面中的斜线所示的区域接触地进行滑动。将该区域作为电刷滑动面B。这样，利用因老化而引起的电刷4的磨损，使换向器3与电刷4的接点从电刷滑动面A向电刷滑动面B位移。由此，在直流马达1的寿命前半段，即便因老化而在电刷滑动面A 产生糙面以及污损等的劣化，也能在寿命后半段，使电刷4在未劣化的电刷滑动面B上滑动。因此，能够防止因老化而引起的接触状态变差，从而能够改善导通性的变差以及马达性能降低。另外，通过防止接触状态变差，而使刷4难以磨损，从而能够实现直流马达1的长寿命化。 

以上，根据实施方式1，直流马达1具备：以旋转轴X为中心并与转子2一体旋转的换向器3；与换向器3的外周面接触地进行滑动的电刷4；以及朝换向器3侧推压电刷4的弹簧5，电刷4形成为沿旋转轴X的方向具有阶梯部4a的带阶梯形状，并构成为随着与换向器3的外周面接触的端部因磨损而引起的形状变化，而使电刷4相对于换向器3的接点在外周面上沿旋转轴X的方向位移。因此，能够使电刷4与换向器3的接点随着老化而从电刷滑动面A向未滑动的电刷滑动面B移动。其结果是，能够防止电刷4与换向器3的接触状态变差，从而能够提高导通性、抑制马达性能的降低、以及抑制电刷4的磨损。 

另外，根据实施方式1，电刷4的阶梯部4a形成为相对于换向器3的外周面倾斜的形状。因此，与现有的立方体形状的电刷相比，能够延长电刷4的全长。其结果是，能够得到针对电刷4的磨损的寿命延续效果，从而能够实现直流马达1的长寿命化。 

此外，电刷4也可以形成为图1～图4所示的以外的形状。以下，使用图5～图7对电刷4的变形例进行说明。 

图5所示的电刷4形成为具有阶梯部4a的带阶梯形状，但除此以外，还使电刷4的后端部形成为相对于换向器3的外周面倾斜的倾斜面4b。弹簧5推压该倾斜面4b，由此使推压方向为斜向下。 

在图3所示的接点位移状态下，由于刷握6无法保持电刷4的上表面，所以存在电刷4向上方抖振的可能性。与此相对，通过图5所示那样使推压方向为斜向下，从而即便在接点变化状态下也具有将电刷4的下表面向刷握6进行按压而抑制抖振的效果。 

图6所示的电刷4形成为具有阶梯部4a的带阶梯形状，但将该阶梯部4a形成为与换向器3的外周面平行。在形成为该结构的情况下，也与图1～图4所示的电刷4同样，能够随着电刷4的磨损而使换向器3与电刷4的接点位移。因此，能够防止电刷4与换向器3的接触状态变 差，从而能够提高导通性、抑制马达性能的降低、以及抑制电刷4的磨损。 

此外，在形成为图6所示的形状的电刷4的情况下，由于初始状态以及全磨损状态下的接触面积与接点位移状态下的接触面积之差较大，所以存在向线圈9的通电特性变化的可能性。因此，为了降低特性的变化，优选使阶梯部4a的宽度W变窄，从而缩短阶梯部4a与换向器3接触的期间。 

图7所示的电刷4未形成为带阶梯形状，而形成为大致立方体形状，并设置为相对于换向器3的外周面倾斜的状态。在形成为该结构的情况下，也与图1～图4所示的电刷4同样，能够随着电刷4的磨损而使换向器3与电刷4的接点位移，从而能够抑制因接触状态变差而引起的导通性的变差以及马达性能的降低。 

另外，通过将电刷4设置为倾斜的状态，从而与如以往那样将立方体形状的电刷设置为相对于换向器3的外周面垂直的情况相比，能够延长电刷4的全长，从而能够实现针对电刷4的磨损的寿命延续以及直流马达1的长寿命化。 

此外，本申请实用新型在其实用新型的范围内能够进行实施方式的任意的构成要素的变形、或省略实施方式的任意的构成要素。 

例如，在图1～图7中作为推压电刷4的部件的一个例子而使用了弹簧5，但不限定于此，也能够使用板簧等任意的施力部件。 

另外，例如，应用本实施方式1的电刷4的直流马达1不限定于图1所示的结构。 

工业上的利用可行性 

如以上那样，本实用新型所涉及的直流马达防止电刷与换向器的接触状态变差，提高耐久性，因此适用于电刷与换向器的外周面接触地进行滑动的带刷直流马达。 

附图标记说明： 

1…直流马达；2…转子；3…换向器；3a～3f…扇形部；4…电刷；4a…阶梯部；4b…倾斜面；5…弹簧；6…刷握；6a…切口部；7…导线；8…供电端子；9…线圈；10…壳体；11…永久磁铁。 

Claims (2)

1.一种直流马达，其特征在于，具备： 

换向器，其以旋转轴为中心，并与转子一体旋转； 

电刷，其与所述换向器的外周面接触地进行滑动；以及 

施力部件，其对所述电刷朝所述换向器侧施力， 

所述电刷为如下形状：随着与所述换向器的外周面接触的端部因磨损而引起的形状变化，使所述电刷相对于所述换向器的接点在该外周面上沿所述旋转轴方向位移，并形成为沿所述旋转轴方向具有阶梯部的带阶梯形状。 

2.根据权利要求1所述的直流马达，其特征在于， 

所述阶梯部为相对于所述换向器的外周面倾斜的形状。