CN207743818U - 电机、电刷组件及其电刷与刷盒 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电刷组件，其包括：刷盒，其包括收容空间；电刷，其安装于所述刷盒的收容空间中，并能在所述收容空间内沿纵向（X）滑动；及弹性元件，其被弹性地预变形而对所述电刷施加沿所述纵向（X）的弹性力；其中，在组装状态下，相对于转子的旋转方向（R），所述第一凸起设置在所述刷盒的下游内侧面；且/或所述第二凸起设置在所述电刷的上游外侧面。根据本申请的技术方案，使得经过耐久性试验后的电刷组件依旧能与换向器之间保持期望范围内的接触夹角，进而避免了电流波动过大的问题。

Description

电机、电刷组件及其电刷与刷盒

技术领域

本申请涉及实现电能与机械能之间的能量转换的装置，尤其涉及具有电刷的电机。

背景技术

如图1至图3所示，电机包括电刷组件100、定子200、转子300、换向器400及壳体。电刷组件100用于电机的换向器400上，作为导出导入电流的滑动接触体。通常用导电、导热以及润滑性能良好的碳作为电刷120的材料。电刷120间隙配合地安装在刷盒110中，沿电机的径向能自由地滑动（电刷120的移动可能稍偏离径向，但是至少具有径向的移动分量）。随着电机的运行，电刷120将会发生不同程度的磨损。在弹性元件的帮助下，发生磨损后的电刷120顶端依然被支承至与换向器400滑动接触；与此同时，电刷120因磨损而变短，因而与容纳电刷120的刷盒110之间的夹角发生了变化，从图2中所示的A₁变成了图3中所示的A₂,也即电刷120与换向器400的接触点的切角发生变化。在电机高速度地旋转时这将会导致不期望的电流波动。

因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的技术问题。

发明内容

本申请要解决的主要技术问题是现有电机电流波动大的问题。

为解决上述技术问题，一方面本申请提供一种电刷组件，其包括：刷盒，其包括收容空间；电刷，其安装于所述刷盒的收容空间中，并能在所述收容空间内沿纵向（X）滑动；及弹性元件，其被弹性地预变形而对所述电刷施加沿所述纵向（X）的弹性力；其中，所述刷盒上具有第一凸起和/或所述电刷上具有第二凸起；在组装状态下，相对于转子的旋转方向（R），所述第一凸起设置在所述刷盒的下游内侧面且/或所述第二凸起设置在所述电刷的上游外侧面。

另一方面本申请还提供一种刷盒，其包括收容空间，所述收容空间供安装于其中的电刷沿纵向（X）滑动；其中，所述刷盒上具有第一凸起；在组装状态下，相对于转子的旋转方向（R），所述第一凸起设置在所述刷盒的下游内侧面。

又一方面本申请还提供一种电刷，其能安装于刷盒中，并能在刷盒内沿纵向（X）滑动；其中，所述电刷包括第二凸起；在组装状态下，相对于转子的旋转方向（R），所述第二凸起设置在所述电刷的上游外侧面。

再一方面本申请还提供一种电机，其包括定子、转子及如前所述的电刷组件，所述转子上安装有换向器，所述电刷组件电连接所述换向器。

根据本申请的技术方案，通过在刷盒的下游内侧面设计第一凸起和/或在电刷的上游外侧面设计第二凸起，有效减小电刷的延伸方向相对于刷盒的设置方向之间的夹角，也即减小了运行状态下的电刷与换向器的接触点的切角，使得经过耐久性试验后的电刷组件依旧能与换向器之间保持期望范围内的接触夹角，进而避免了电流波动过大的问题。

附图说明

结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本申请，附图中同样的附图标记指代视图中同样的元件。其中：

图1显示一种现有技术中的电机沿轴向剖视的示意图；

图2显示一种现有技术中的全新电刷组件示意图；

图3显示一种现有技术中的全新电刷组件进行耐久性试验后的示意图；

图4显示一种具体实施方式的刷盒的示意图；

图5显示一种具体实施方式的电刷的示意图；

图6显示一种具体实施方式的电刷组件的示意图；及

图7显示一种具体实施方式的电刷组件的预安装示意图。

具体实施方式

请结合参阅图4至图6所示，根据本申请一种具体实施方式的电刷组件100包括一种包括：具有收容空间111的刷盒110；安装于刷盒110的收容空间111中的电刷120；以及弹性元件（图中未示出）。在组装完成的状态下，电刷120能在刷盒110的收容空间111内沿纵向X滑动；且弹性元件被配置成弹性地预变形而对电刷施加沿纵向（X）的弹性力，以便将因磨损而不断变短的电刷一直压抵至与配套电机的换向器滑动接触。更为关键的是，刷盒110上具有第一凸起112，且电刷120上具有第二凸起121；在组装状态下，相对于转子300的旋转方向（R），第一凸起112设置在刷盒110的下游内侧面110c；且/或第二凸起121设置在所述电刷120的上游外侧面120c。相对于不含凸起的电刷组件而言，该第一凸起112及第二凸起121被构造成使电刷120的延伸方向相对于刷盒110的设置方向之间具有减小的夹角A3。此种布置有效减小电刷的延伸方向相对于刷盒的设置方向之间的夹角，也即减小了运行状态下的电刷与换向器的接触点的切角，使得经过耐久性试验后的电刷组件依旧能与换向器之间保持期望范围内的接触夹角，进而避免了电流波动过大的问题。

为便于本领域技术人员了解前述方案，在此对其中的构成夹角A3的两个方向进一步作出说明。一方面，电刷在结构形式上通常为条状结构，且其一端置于刷盒内，另一端延伸出刷盒并与换向器滑动接触。此时，电刷的延伸方向也即其结构上的轴线方向。或者从便于测量的角度考虑，也可直接选用电刷外壁与刷盒内壁分离的那一侧的电刷外壁面方向作为其延伸方向。当然，随着电刷的磨损，其与换向器的滑动接触点也会轻微发生变化。此时，前述延伸方向也会随之发生变化。另一方面，刷盒在电机中具有相对固定的设置形式。一旦其已经装配就位，此时从刷盒抵靠电机壳体的一端延伸至朝向换向器的一端的连线，也即其设置方向。或者从便于测量的角度考虑，也可直接选用刷盒内壁与电刷外壁分离的那一侧的刷盒内壁面方向作为其设置方向。

应当知道的是，前述两个方向的选取，其最终目的还是为了直接或间接获取电刷组件与换向器之间的接触夹角。因此，在电刷与刷盒上选取不同点或线来达成类似目的选向方案，均应被纳入本申请的构想范围中。

根据前述结构及其所带来的技术效果的教示可知，事实上，仅在刷盒110上设置第一凸起112也可部分实现前述技术效果，或者仅在电刷120上设置第二凸起121也可部分实现前述技术效果。在综合考量成本与效果时，可以按需选择其中任意一种方案。

如下将结合图1、图4及图6来具体描述本构想的刷盒的一个实施例。该刷盒110由金属钣金通过冲压成型工艺制成。从沿电机轴向的视角查看，已装配于电机中的刷盒110包括：朝向换向器400的开口端110a、背离换向器400的底部110b以及靠近转子运动方向上游的上游内侧面110c与靠近转子运动方向下游的下游内侧面110d。前述壁面共同围成收容空间111。收容空间111供安装于其中的电刷120沿纵向X滑动。此外，该刷盒110上设置第一凸起112，该第一凸起112可经由冲压工艺制成；相对于不含凸起的刷盒而言，第一凸起112被构造成使安装于刷盒110中的电刷120的延伸方向相对于刷盒110的设置方向之间具有减小的夹角A3。

更具体而言，第一凸起112在刷盒上的设置应当满足如下条件，或至少满足如下条件中的部分。例如，在组装状态下，刷盒110上的第一凸起112被设置成比电刷120上的第二凸起121更靠近转子300。更具体而言，第一凸起112设置在刷盒110的开口端110a。此时，电刷120抵靠于刷盒110的开口端110a上的第一凸起112处。相对于直接抵靠刷盒110的开口端110a而言，此种布置能够带来更小的夹角，进而减小了电流波动。又如，第一凸起112沿刷盒110的径向向内突出。此时，沿刷盒110的径向向内突出第一凸起112也即缩小了电刷120与刷盒110之间的夹角，进而减小了电流波动。再如，将第一凸起112设置在刷盒110的下游内侧面110d，这也会进一步减小刷盒110与电刷120之间的夹角。

如下将结合图1、图5及图6来具体描述本构想的电刷的一个实施例。该电刷120安装于刷盒110的收容空间111内，并能在刷盒110的收容空间111内沿纵向X滑动。从沿电机轴向的视角查看，已装配于电机中的电刷120包括：朝向换向器400的顶端120a、背离换向器400的底端120b以及靠近转子运动方向上游的上游外侧面120c与靠近转子运动方向下游的下游外侧面120d。此外，该电刷120还包括第二凸起121；该第二凸起121可与电刷120一体成型；或者第二凸起121可单独制成，且随后电焊接或粘接至电刷120。相对于不含凸起的电刷而言，第二凸起121被构造成使电刷120的延伸方向相对于用于安装电刷120的刷盒110的设置方向之间具有减小的夹角A3。

更具体而言，第二凸起121在电刷上的设置应当满足如下条件，或至少满足如下条件中的部分。例如，在组装状态下，刷盒110上的第一凸起112被设置成比电刷120上的第二凸起121更靠近转子300。更具体而言，第二凸起121设置在电刷120背离转子300的底端120b。此时，伸入刷盒110的电刷120的底端120b第二凸起121抵靠于刷盒110内部。相对于电刷120直接抵靠刷盒110而言，此种布置能够带来更小的夹角，进而减小了电流波动。又如，第二凸起121沿电刷120的径向向外突出。此时，沿电刷120的径向向外突出的第二凸起121也即缩小了电刷120与刷盒110之间的夹角，进而减小了电流波动。再如，将第二凸起121设置在电刷120的上游外侧面120c，这也会进一步减小刷盒110与电刷120之间的夹角。

此外，虽然在不改变电刷与刷盒尺寸的前提下额外设置了一对凸起结构，但前述凸起结构的设置并不会影响到二者的组装，因为其已预留足够的装配空间。参见图7，当预装配电刷120与刷盒110时，在第一凸起及第二凸起均不会与部件壁面发生抵触的基础下，以倾斜的角度将电刷120伸入刷盒110内，即可完成该组装步骤。

在完成电刷与电枢组件的预装配后，电刷120的底端120b伸入刷盒110的底部110b中，且二者之间由弹性元件支承。此外，一方面位于电刷120的底端120b的上游外侧面处的第二凸起121支承在刷盒110的上游内侧面110c上；另一方面位于刷盒110的开口端110a的下游内侧面110d处的第一凸起112支承在电刷120的下游外侧面120d上。由此形成了电刷120与刷盒110之间的相对固定的位置关系。此后，随着电机的运转，电刷120在与换向器的滑动接触过程中逐渐磨损，因此在长度方向逐渐变短。在此过程中，支承在刷盒110与电刷120之间的弹性元件也在不断伸展；随着弹性元件的伸展，电刷120相对于刷盒110不断外移，以确保电刷120始终能够与换向器保持滑动接触。与此同时，电刷120上的第二凸起121与刷盒110的上游内侧面110c始终保持接触，且刷盒110上的第一凸起112与的电刷120的下游外侧面120d始终保持接触，使得电刷在相对于刷盒110向外伸出的过程中不会发生过大的角度变化，因此对电机运转过程中产生的电流波动影响也较小。

本申请前述实施例中提及的电刷组件可适用于多种类型的电机。例如，请参阅图1所示，该电机包括前述实施例中的任意一种电刷组件100、定子200、转子300及壳体。定子200固定于壳体中，其包括永磁体或者励磁线圈（未标号）。转子300相对于定子200能自由旋转，通常转子上安装有线圈（未标号）及与线圈电连接的换向器400，电刷组件100电连接换向器400。虽然在前文中引用了图1来作为背景技术描述电刷组件的现状，但其也可用于来描述应用本申请的全新构想的电刷组件的电机。这是因为本申请的改进集中体现于电刷组件的内部结构，其无需对现有技术中电机的其他部分做出适应性的修改，因而具有极广的适用范围。

以上具体实施方式仅用于说明本申请，而并非对本申请的限制。为说明相对位置关系，本申请中使用了左右、上下等相对的方位术语，并非对于绝对位置的限定。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请的范围的情况下，还可以对本申请的技术方案做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本申请的范畴，本申请的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种电刷组件（100），其特征在于，其包括：

刷盒（110），其包括收容空间（111）；

电刷（120），其安装于所述刷盒（110）的收容空间（111）中，并能在所述收容空间（111）内沿纵向（X）滑动；及

弹性元件，其被弹性地预变形而对所述电刷（120）施加沿所述纵向（X）的弹性力；

其中，所述刷盒（110）上具有第一凸起（112）和/或所述电刷（120）上具有第二凸起（121）；在组装状态下，相对于转子（300）的旋转方向（R），所述第一凸起（112）设置在所述刷盒（110）的下游内侧面（110d）；且/或所述第二凸起（121）设置在所述电刷（120）的上游外侧面（120c）。

2.根据权利要求1所述的电刷组件（100），其特征在于，在组装状态下，所述刷盒（110）上的第一凸起（112）被设置成比所述电刷（120）上的第二凸起（121）更靠近转子（300）。

3.根据权利要求2所述的电刷组件（100），其特征在于，在组装状态下，第一凸起（112）设置在所述刷盒（110）朝向转子（300）的开口端（110a）；和/或第二凸起（121）设置在所述电刷（120）背离转子（300）的底端（120b）。

4.根据权利要求2所述的电刷组件（100），其特征在于，所述第一凸起（112）沿所述刷盒（110）的径向向内突出和/或所述第二凸起（121）沿所述电刷（120）的径向向外突出。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的电刷组件（100），其特征在于，所述第一凸起（112）经由冲压工艺制成；且/或所述第二凸起（121）与所述电刷（120）一体成型或分离的所述第二凸起（121）安装至所述电刷（120）上。

6.一种刷盒（110），其特征在于，包括收容空间（111），所述收容空间（111）供安装于其中的电刷（120）沿纵向（X）滑动；其中，所述刷盒（110）上具有第一凸起（112）；在组装状态下，相对于转子（300）的旋转方向（R），所述第一凸起（112）设置在所述刷盒（110）的下游内侧面（110d）。

7.根据权利要求6所述的刷盒（110），其特征在于，在组装状态下，所述第一凸起（112）设置在所述刷盒（110）朝向转子（300）的开口端（110a）；且/或所述第一凸起（112）沿所述刷盒（110）的径向向内突出。

8.一种电刷（120），其能安装于刷盒（110）中，并能在刷盒（110）内沿纵向（X）滑动；其特征在于，所述电刷（120）包括第二凸起（121）；在组装状态下，相对于转子（300）的旋转方向（R），所述第二凸起（121）设置在所述电刷（120）的上游外侧面（120c）。

9.根据权利要求8所述的电刷（120），其特征在于，在组装状态下，第二凸起（121）设置在所述电刷（120）背离转子（300）的底端（120b）；且/或所述第二凸起（121）沿所述电刷（120）的径向向外突出。

10.一种电机，其特征在于，包括定子（200）、转子（300）及根据权利要求1到4中任一项所述的电刷组件（100），所述转子（300）上安装有换向器（400），所述电刷组件（100）电连接所述换向器（400）。