CN212277582U - 一种碳刷电机及其电机碳刷组件和碳刷架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及有刷电机领域，尤其涉及一种碳刷电机及其电机碳刷组件和碳刷架。在实际生产生活中，一种碳刷电机的碳刷，在工人对金属碳刷辫整形不良时，或碳刷辫在使用中受振动的影响发生松脱时，会产生碳刷辫与机壳接触的风险，继而可能引发短路，埋下安全隐患。为了解决上述问题，本实用新型采用了一种碳刷架，包括环形架，所述环形架内部设有容纳换向器的环口，所述环形架上径向设置有碳刷刷握，所述碳刷刷握上部沿碳刷刷握方向设置有长条形开口，所述碳刷轨道侧边设置有刷辫架，所述刷辫架径向外侧的环形架上设置有绝缘格挡部件。这种碳刷架上可以安装碳刷组件，碳刷架和碳刷组件可以安装在一种碳刷电机上。

Description

一种碳刷电机及其电机碳刷组件和碳刷架

技术领域

本实用新型涉及有刷电机领域，尤其涉及一种碳刷电机及其电机碳刷组件和碳刷架。

背景技术

传统碳刷电机设有圆柱形主体，圆柱体中部同轴设有换向器，换向器周向设有固定的环形架，环形架上向换向器凸出设置有碳刷。为保持碳刷与电机电路的连接，碳刷上连接有由柔性导体制成的碳刷辫。碳刷辫常由细铜丝扭股制成，柔性的特征使它在安装时会随着碳刷的位移而改变位置，因此，在碳刷的安装标准程序中要求安装工人装配完碳刷后需将碳刷辫拉紧，并架设在刷辫架上，以避免碳刷辫与机壳接触的短路风险。然而，在实际的碳刷安装过程中，由于人工操作存在不可控的失误率，存在一定的碳刷辫整形失误率。整形失误的碳刷辫与机壳接触，容易发生短路。与此同时，由于碳刷电机应用在汽车上时，可能会承受10-20倍于重力加速度g的加速度，由此产生的振动很大。碳刷辫在振动过程中也有可能会发生位置移动，并因此造成扭挤，增加其与机壳接触的短路隐患，埋下安全隐患。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种碳刷电机及其电机碳刷组件和碳刷架。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种碳刷架，包括环形架，所述环形架内部设有容纳换向器的环口，所述环形架上径向设置有碳刷刷握，所述碳刷刷握上部沿碳刷刷握方向设置有长条形开口，所述碳刷刷握侧边设置有刷辫架，所述刷辫架径向外侧的环形架上设置有绝缘格挡部件。在本实用新型所述的碳刷架的环形架内部设置有环口，运行时，换向器可在环口中转动活动。在环形架上径向设置的碳刷刷握可引导碳刷在设置在碳刷刷握内部的导轨内径向移动，以保持碳刷与换向器的密合。碳刷刷握可以设置为与环形架一体的形式，也可设置为可拆装的形式。碳刷刷握上的长条形开口通过限位引导碳刷辫在该长条形开口的位置内径向移动，而不会在空间内随意移动造成与金属件的碰撞，造成短路。碳刷辫从长条形开口中伸出后架设在设置在碳刷刷握侧边的刷辫架上，换装新碳刷时，应拉紧碳刷辫，并将碳刷辫架设在刷辫架上，使碳刷辫在刷辫架与碳刷间余留的部分尽量短，避免因这部分余留过长导致碳刷辫与机壳接触造成短路。在生产工人忘记为碳刷辫整形，或者整形不良时，或因使用中的振动造成碳刷辫滑脱时，碳刷辫与机壳接触造成短路的风险增加。因此碳刷架在刷辫架径向外侧的环形架上设置有绝缘格挡部件，阻挡余留的碳刷辫与机壳接触，有效降低了由碳刷辫安装不当造成的短路风险。本实用新型通过对碳刷架上的结构设计，引导碳刷辫在活动时所处的位置，并在容易造成短路的路径上设置绝缘格挡部件，隔绝了碳刷辫与机壳的接触，避免了由碳刷辫造成的短路风险。

进一步的，所述绝缘格挡部件为向碳刷刷握上方伸出的绝缘侧壁。碳刷辫由于余留部分过多而扭挤造成短路的发生位置主要在碳刷刷握的上方，因此绝缘格挡部件的设置位置在碳刷刷握上方。由于电机的集成程度较高，设置向碳刷刷握上方伸出的绝缘侧壁既能够保证绝缘的功能，又不占用很大空间，适合在各种型号各种形态的电机上设置。

进一步的，所述绝缘侧壁横跨所述碳刷刷握设置。碳刷辫余留过多的扭挤可能发生在碳刷刷握上方的上左右三个区域，绝缘侧壁横跨设置时，横跨在碳刷刷握上的部分能防止碳刷辫在碳刷刷握上上部区域发生扭挤时造成的短路；横跨在碳刷刷握两边的部分能防止碳刷辫在碳刷刷握上左右两侧发生扭挤时造成的短路。

进一步的，所述刷辫架上设置有托举部，所述绝缘侧壁的顶面位置高度不高于所述托举部的顶面位置。刷辫架上设置的托举部用于托举碳刷辫，并限制了碳刷辫整体的位置高度，由于碳刷辫本身长度有限，碳刷辫余留的扭挤发生位置最高不会高过刷辫架的托举部位置。为了提高电机内空间的利用率以及节约材料成本，绝缘侧壁的顶面位置高度应设置在托举部顶面位置的下部。

进一步的，所述刷辫架上的托举部设置有前限位块和后限位块，前限位块与后限位块间设置有限位托槽。刷辫架托举部通过限位托槽的设置，使得碳刷辫架设在上时，不容易发生径向位置的移动。

一种电机碳刷组件，包括上述的一种碳刷架，以及设置在碳刷刷握内并能够沿所述碳刷刷握进行径向活动的碳刷，以及作用于碳刷的弹性复位部件；所述碳刷在弹性复位部件的作用下向所述环口内伸出。本实用新型所述的碳刷架适用于可活动设置的电机碳刷组件。在这样的组件中，碳刷刷握引导碳刷进行径向的往复运动，设置在碳刷外部的弹性复位部件在电机工作时，换向器下压，由碳刷向外的运动而压紧；在装配前或维修时，换向器向上抽离复位，驱动碳刷向环口内伸出。在碳刷不断磨损变短的过程中，由于弹性复位部件的压紧，碳刷能始终保持与换向器的紧密贴合。

进一步的，所述弹性复位部件形变端与所述碳刷外端相抵，所述碳刷内端设置有导向斜面。弹性复位部件的功能通过形变端与碳刷外端相抵实现，弹性复位部件使得碳刷在各种耗损程度下，只要仍保有一定的长度，都能够与换向器紧密贴合；碳刷内端设置的导向斜面能够引导换向器在向下插入安装入环口时处于正确的位置，保证与碳刷紧密贴合。

进一步的，所述碳刷上部设置有由柔性导体材料制成的碳刷辫，所述碳刷辫从所述碳刷刷握上端的长条形开口处伸出，并架设在所述刷辫架上。碳刷辫由柔性导体材料制成使得它能够随碳刷的移动而移动，并且仍保持较好的导电性。碳刷辫架设在刷辫架上使得碳刷辫的移动位置受到限制，并且使碳刷辫所处高度也受到限制。

一种碳刷电机，包括上述的一种碳刷架，以及设置在所述环形架外侧的机壳。上文所述的一种碳刷架设置在电机的机壳内部。

进一步的，所述绝缘格挡部件与机壳间留有间隙，所述间隙不小于0.1毫米，不大于10毫米。绝缘格挡部件设置在环形架上碳刷刷握的径向外侧，主要目的是为了阻隔碳刷辫与机壳的接触造成的短路。其设置位置与机壳的位置不小于0.1毫米是为了保证机壳安装时能够快速顺利装上，不大于10毫米是为了保证整个电机的集成度与空间利用率。

本实用新型通过对一种碳刷电机及其电机碳刷组件和碳刷架的设计，使得碳刷辫的移动位置得到限制，避免了由碳刷辫扭挤而造成的电机短路。

附图说明

图1为本实用新型实施例中碳刷架的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中一种碳刷电机及其电机碳刷组件和碳刷架的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中一种碳刷电机及其电机碳刷组件和碳刷架的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1所示的一种碳刷架，包括环形架100，所述环形架100内部设有容纳换向器的环口1，所述环形架上径向设置有碳刷刷握2，所述碳刷刷握2上部沿碳刷刷握方向设置有长条形开口21，所述碳刷刷握侧边设置有刷辫架3，所述刷辫架3径向外侧的环形架上设置有绝缘侧壁4。所述绝缘侧壁4横跨所述碳刷刷握2设置。所述刷辫架3上设置有托举部31，所述绝缘侧壁4的顶面位置高度不高于所述托举部31的顶面位置。所述刷辫架3上的托举部31设置有前限位块311和后限位块312，前限位块311与后限位块312间设置有限位托槽313。

在本实用新型所述的碳刷架的环形架内部设置有环口，安装时，换向器可从环口上端向下装入；运行时，换向器可在环口中转动活动。在环形架上径向设置的碳刷刷握可引导碳刷在设置在碳刷刷握内部的导轨内径向移动，以保持碳刷与换向器的密合。碳刷刷握可以设置为与环形架一体的形式，也可设置为可拆装的形式。碳刷刷握上的长条形开口通过限位引导碳刷辫在该长条形开口的位置内径向移动，而不会在空间内随意移动造成与金属件的碰撞，造成短路。碳刷辫从长条形开口中伸出后架设在设置在碳刷刷握侧边的刷辫架上，换装新碳刷时，应拉紧碳刷辫，并将碳刷辫架设在刷辫架上，使碳刷辫在刷辫架与碳刷间余留的部分尽量短，避免因这部分余留过长导致碳刷辫与机壳接触造成短路。在生产工人忘记为碳刷辫整形，或者整形不良时，或因使用中的振动造成碳刷辫余留过长时，碳刷辫与机壳接触造成短路的风险增加。因此碳刷架在刷辫架径向外侧的环形架上设置有绝缘格挡部件，阻挡余留的碳刷辫与机壳接触，有效降低了由碳刷辫安装不当造成的短路风险。本实用新型通过对碳刷架上的结构设计，引导碳刷辫在活动时所处的位置，并在容易造成短路的路径上设置绝缘格挡部件，隔绝了碳刷辫与机壳的接触，避免了由碳刷辫造成的短路风险。

碳刷辫由于余留过多而扭挤造成短路的发生位置主要在碳刷刷握的上方，因此绝缘侧壁的设置位置在碳刷刷握上方。由于电机的集成程度较高，设置向碳刷刷握上方伸出的绝缘侧壁既能够保证绝缘的功能，又不占用很大空间，适合在各种型号各种形态的电机上设置。碳刷辫余留过多的扭挤可能发生在碳刷刷握上部的上左右三侧，绝缘侧壁横跨设置时，横跨在碳刷刷握上的部分能防止碳刷辫在碳刷刷握上发生扭挤时造成的短路；横跨在碳刷刷握两边的部分能防止碳刷辫在碳刷刷握左右两侧发生扭挤时造成的短路。刷辫架上设置的托举部用于托举碳刷辫，并限制了碳刷辫整体的位置高度，由于碳刷辫的长度有限，碳刷辫余留的扭挤发生位置最高不会高过刷辫架的托举部位置。为了提高电机内空间的利用率以及节约材料成本，绝缘侧壁的顶面位置高度应设置在托举部顶面位置的下部。刷辫架托举部通过限位托槽的设置，使得碳刷辫架设在上时，不容易发生径向位置的移动。

在本实施例中，通过对碳刷架上的结构设计，引导碳刷辫在活动时所处的位置，并在容易造成短路的路径上设置绝缘侧壁，隔绝了碳刷辫与机壳的接触，避免了由碳刷辫造成的短路风险。

实施例2

如图1-3所示的一种电机碳刷组件，包括实施例1中所述的一种碳刷架，以及设置在碳刷刷握2内并能够沿所述碳刷刷握2进行径向活动的碳刷5，以及作用于碳刷5的弹性复位部件6；所述碳刷在弹性复位部件6的作用下向所述环口1内伸出。所述弹性复位部件6形变端与所述碳刷5外端相抵，所述碳刷5内端设置有导向斜面51。所述碳刷5上部设置有由柔性导体材料制成的碳刷辫7，所述碳刷辫7从所述碳刷刷握2上端的长条形开口21处伸出，并架设在所述刷辫架3上。

实施例1所述的碳刷架适用于可活动设置的电机碳刷组件。在这样的组件中，碳刷刷握引导碳刷进行径向的往复运动，设置在碳刷外部的弹性复位部件在电机工作时，换向器下压，由碳刷向外的运动而压紧；在装配前或维修时，换向器向上抽离复位，驱动碳刷向环口内伸出。在碳刷不断磨损变短的过程中，由于弹性复位部件的压紧，碳刷能始终保持与换向器的紧密贴合。弹性复位部件的功能通过形变端与碳刷外端相抵实现，弹性复位部件使得碳刷在各种耗损程度下，只要仍保有一定的长度，都能够与换向器紧密贴合；碳刷内端设置的导向斜面能够引导换向器在向下插入安装入环口时处于正确的位置，保证与碳刷紧密贴合。碳刷辫由柔性导体材料制成使得它能够随碳刷的移动而移动，并且仍保持较好的导电性。碳刷辫架设在刷辫架上使得碳刷辫的移动位置受到限制，并且使碳刷辫所处高度也受到限制。

这样设计的电机碳刷组件不但能够保证碳刷电机的高效运作，还能够有效避免因碳刷辫带来的短路风险。

实施例3

如图1-3所示的一种碳刷电机，包括实施例1所述的一种碳刷架和实施例2中所述的一种电机碳刷组件，以及设置在所述环形架外侧的机壳。所述绝缘格挡部件与机壳间留有间隙，所述间隙不小于0.1毫米，不大于10毫米。

实施例1中所述的一种碳刷架设置在电机的机壳内部。绝缘侧壁设置在环形架上碳刷刷握的径向外侧，主要目的是为了阻隔碳刷辫与机壳的接触造成的短路。其设置位置与机壳的位置不小于0.1毫米是为了保证机壳安装时能够快速顺利装上，不大于10毫米是为了保证整个电机的集成度与空间利用率。

这样设计的碳刷电机在保证电机集成设置的基础上，有效避免了由碳刷辫带来的短路风险。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种碳刷架，包括环形架(100)，其特征在于：所述环形架内部设有容纳换向器的环口(1)，所述环形架上径向设置有碳刷刷握(2)，所述碳刷刷握(2)上部沿碳刷刷握(2)方向设置有长条形开口(21)，所述碳刷刷握侧边设置有刷辫架(3)，所述刷辫架(3)径向外侧的环形架上设置有绝缘格挡部件。

2.根据权利要求1所述的一种碳刷架，其特征在于：所述绝缘格挡部件为向碳刷刷握(2)上方伸出的绝缘侧壁(4)。

3.根据权利要求2所述的一种碳刷架，其特征在于：所述绝缘侧壁(4)横跨所述碳刷刷握(2)设置。

4.根据权利要求2所述的一种碳刷架，其特征在于：所述刷辫架(3)上设置有托举部(31)，所述绝缘侧壁(4)的顶面位置高度不高于所述托举部(31)的顶面位置。

5.根据权利要求4所述的一种碳刷架，其特征在于：所述刷辫架(3)上的托举部(31)设置有前限位块(311)和后限位块(312)，前限位块(311)与后限位块(312)间设置有限位托槽(313)。

6.一种电机碳刷组件，其特征在于：包括权利要求1-5任意一项所述的一种碳刷架，以及设置在碳刷刷握(2)内并能够沿所述碳刷刷握(2)进行径向活动的碳刷(5)，以及作用于碳刷(5)的弹性复位部件(6)；所述碳刷(5)在弹性复位部件(6)的作用下向所述环口(1)内伸出。

7.根据权利要求6所述的一种电机碳刷组件，其特征在于：所述弹性复位部件(6)形变端与所述碳刷(5)外端相抵，所述碳刷(5)内端设置有导向斜面(51)。

8.根据权利要求6所述的一种电机碳刷组件，其特征在于：所述碳刷(5)上部设置有由柔性导体材料制成的碳刷辫(7)，所述碳刷辫(7)从所述碳刷刷握(2)上端的长条形开口(21)处伸出，并架设在所述刷辫架(3)上。

9.一种碳刷电机，其特征在于：包括权利要求1-5任意一项所述的一种碳刷架，以及设置在所述环形架(100)外侧的机壳。

10.根据权利要求9所述的一种碳刷电机，其特征在于：所述绝缘格挡部件与机壳间留有间隙，所述间隙不小于0.1毫米，不大于10毫米。

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