CN218678749U - 用于电机的换向器、用于电机的电刷和电机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于电机的换向器，所述换向器包括多个换向器段，在相邻的换向器段之间设有间隙，所述间隙用于使相邻的换向器段之间电绝缘，所述多个换向器段分别具有用于接触所述电机的电刷的接触面，这些接触面的通过所述间隙相互间隔开的边缘具有斜角。本申请还涉及一种用于电机的电刷和一种电机。本申请的优点在于：通过换向器段的接触面的边缘或电刷的棱边上的斜角，一方面基本消除换向器段和电刷之间的机械冲击，从而降低磨损并且降低电火花强度，另一方面，与圆角相比，在斜角的情况下，即使换向器段的接触面或电刷被磨损，由于斜角的角度始终不变，因而电刷和换向器段之间的接触角始终不变，从而电刷和换向器段的接触表现也始终不变。

Description

用于电机的换向器、用于电机的电刷和电机

技术领域

本申请涉及一种用于电机的换向器、一种用于电机的电刷和一种电机。

背景技术

在直流电机中，需要使用换向器和电刷来使直流电机的转子能持续朝一个方向转动。换向器分成多个换向器段。电刷被弹簧压在换向器段上，以确保与换向器段的接触。在相邻的换向器段之间存在间隙，以实现换向器段之间的电绝缘。

在电刷从一个换向器段转换到相邻的另一个换向器段上时，如果换向器段的边缘是锐利的，则在电刷和所述相邻的另一个换向器段之间会产生机械冲击。这样的机械冲击的根本原因在于：电刷是通过弹簧预紧到换向器上的，由此电刷始终追随换向器的外形，即使在相邻的两个换向器段之间的间隙处也是如此，但在电刷和容纳电刷的电刷支架之间存在一定的游隙，由此电刷在经过间隙时会稍微歪斜。在换向器段的边缘锐利的情况下，这样的歪斜会导致电刷会被所述相邻的另一换向器段绊到，即发生机械冲击。

为了避免这样的机械冲击，在现有技术中提出在换向器段的边缘设置圆角。但是，在圆角的情况下，随着换向器段的使用，换向器段的圆角会不断磨损，从而电刷和换向器段的边缘之间的接触角度会持续变化(具体而言，随着边缘的顶面的磨损，边缘的坡度会越来越陡)。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于电机的换向器，使得通过换向器段的边缘的斜角，一方面基本消除换向器段和电刷之间的机械冲击，从而降低磨损并且降低电火花强度，另一方面，与圆角相比，在斜角的情况下，即使换向器段的接触面由于电刷而被磨损，由于斜角的角度始终不变，因而电刷和换向器段之间的接触角始终不变，从而电刷和换向器段的接触表现也始终不变。

根据本申请的第一方面，提供了一种用于电机的换向器，所述换向器包括多个换向器段，在相邻的换向器段之间设有间隙，所述间隙用于使相邻的换向器段之间电绝缘，所述多个换向器段分别具有用于接触所述电机的电刷的接触面，所述接触面的通过所述间隙相互间隔开的边缘具有斜角。

根据本申请的一种可选实施例，所述斜角是45°的斜角。

根据本申请的一种可选实施例，所述间隙构造成，使得当所述电刷的在所述换向器相对于所述电刷旋转时面向所述换向器段的棱边经过所述间隙时，所述电刷的所述棱边始终仅部分地处于所述间隙中。

根据本申请的一种可选实施例，所述间隙包括倾斜于所述换向器的轴向方向的直间隙区段，或，所述间隙包括弯曲的间隙区段。

根据本申请的一种可选实施例，所述间隙构造为倾斜于所述换向器的轴向方向的直间隙，或，所述间隙构造为弯曲间隙。

根据本申请的一种可选实施例，沿着所述换向器的轴向方向，所述间隙具有恒定的宽度。

根据本申请的一种可选实施例，相邻的间隙具有相同的或不同的延伸方向。

根据本申请的一种可选实施例，沿所述换向器与所述电刷的相对运动的方向，各换向器段的尺寸大于或等于所述电刷的尺寸。

根据本申请的第二方面，提供了一种用于电机的电刷，所述电刷的在所述电机的换向器相对于所述电刷旋转时面向所述换向器的换向器段的棱边具有斜角。

根据本申请的一种可选实施例，所述电刷的所述棱边构造为倾斜于所述换向器的轴向方向的直棱边，或，所述电刷的所述棱边构造为弯曲棱边。

根据本申请的第三方面，提供了一种电机，所述电机包括换向器和电刷，所述换向器是前述的用于电机的换向器和/或所述电刷是前述的用于电机的电刷。

根据本申请的一种可选实施例，所述电机是直流电机。

本申请的积极效果在于：通过换向器段的边缘或电刷的棱边上的斜角，一方面基本消除换向器段和电刷之间的机械冲击，从而降低磨损并且降低电火花强度，另一方面，与圆角相比，在斜角的情况下，即使换向器段的接触面或电刷被磨损，由于斜角的角度始终不变，因而电刷和换向器段之间的接触角始终不变，从而电刷和换向器段的接触表现也始终不变。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本申请，可以更好地理解本申请的原理、特点和优点。附图包括：

图1示意性示出了本申请的用于电机的换向器和与其配合的电刷的横截面的一个示例。

图2示意性示出了相邻的换向器段之间的间隙的一种实施方式。

图3示出了图2的换向器段和电刷，其中，电刷运动到与图2不同的另一位置。

图4示意性示出了相邻的换向器段之间的间隙的另一种实施方式。

图5类似于图1地示出了本申请的电刷以及与其配合的本申请的换向器的一个示例。

图6类似于图2地示出了相邻的两个换向器段和电刷，其中，电刷具有与图2不同的实施方式。

附图标记

1换向器，10换向器段，100接触面，110间隙；

2电刷，20棱边

具体实施方式

为了使本专利申请所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本专利申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利申请，而不是用于限定本专利申请的保护范围。

图1示意性示出了本专利申请的用于电机的换向器1和与其配合的电刷2的横截面的一个示例。为了清楚，将换向器1与电刷2稍微间隔开，但在实际中，换向器1与电刷2是相互接触的。在此，为了简要，仅示出其中的一个电刷2，但所述电机例如具有两个或更多个电刷2。所述电机例如是直流电机。所述电机还可包括定子和转子，所述转子的绕组例如与换向器1连接。此外，电机例如还包括壳体和用于支撑转子的转子轴的轴承。在图1中，示意性示出了换向器1的旋转方向(顺时针箭头)，而电刷2例如是固定的。

如图1所示，所述换向器1包括多个换向器段10。在相邻的换向器段10之间设有间隙110，所述间隙110用于使相邻的换向器段10之间电绝缘。在此，为了清楚和简要，仅代表性地为一个换向器段10和一个间隙110标注了附图标记。所述多个换向器段10分别具有用于接触所述电机的电刷2的接触面100，这些接触面100的通过所述间隙110相互间隔开的边缘具有斜角。

通过换向器段10的边缘的斜角，一方面基本消除换向器段10和电刷2之间的机械冲击，从而降低磨损并且降低电火花强度，另一方面，与圆角相比，在斜角的情况下，即使换向器段10的接触面100由于电刷2而被磨损，由于斜角的角度始终不变，因而电刷2和换向器段10之间的接触角始终不变，从而电刷2和换向器段10的接触表现也始终不变。总体而言，延长了电机的使用寿命。

在图1中，每个换向器段10的接触面100的沿旋转方向的前后两个边缘都具有斜角。但尤其是在电机仅用于朝一个方向旋转的情况下，可设想，仅换向器段10的接触面100的迎向电刷2的前边缘具有斜角，而换向器段10的背离电刷2的后边缘则可不具有斜角。

根据本申请的一种示例性实施例，所述斜角是45°的斜角。但也可设想本领域技术人员视为有意义的其他角度的斜角。

根据本申请的一种示例性实施例，所述间隙110构造成，使得当所述电刷2的在所述换向器1相对于所述电刷2旋转时面向所述换向器段10的棱边20经过所述间隙110时，所述电刷2的所述棱边20始终仅部分地处于所述间隙110中。由此，电刷2的所述棱边20的另一部分仍被换向器段10支撑，从而电刷2始终都得到充分并且连续的机械引导。电刷2因而不会与换向器段10发生机械冲击并且也不会从换向器段10抬起。有利地降低了电刷2的磨损并且降低了电火花强度。

图2示意性示出了相邻的换向器段10之间的间隙110的一种实施方式。图2例如是对图1的换向器1和电刷2的俯视视角，并且在此将换向器段10展平。在图2中，以实线表示换向器段10，而以虚线表示电刷2。在图2中，以点划线表示换向器1的轴向方向。此外，根据图1的旋转方向，图2中的换向器段10例如相对于电刷2如箭头所示向右旋转。根据本申请的一种示例性实施例，如图2所示，所述间隙110构造为倾斜于所述换向器1的轴向方向的直间隙。

图3示出了图2的换向器段10和电刷2，其中，电刷2运动到与图2不同的另一位置。从图3中可看到，在电刷2的棱边20、尤其是棱边20的下端将要与右边的前一换向器段10脱开时，该棱边20、尤其是棱边20的上端已与左边的后一换向器段10接触。由此实现电刷2在换向器1上的充分机械引导。

图4示意性示出了相邻的换向器段10之间的间隙110的另一种实施方式。在图4中，同样以实线表示换向器段10，而以虚线表示电刷2。根据本申请的一种示例性实施例，如图4所示，所述间隙110构造为弯曲间隙。与图2和3类似地，通过间隙110的这种构型，使得电刷2的棱边20在与前一换向器段10脱开时，电刷2的棱边20中的一部分也已经与后一换向器段10接触。

本领域技术人员也可设想间隙110的能够实现上述效果的任意其他适宜的实施方式，例如波浪形间隙110等。

根据本申请的一种示例性实施例，所述间隙110包括倾斜于所述换向器1的轴向方向的直间隙区段，或，所述间隙110包括弯曲的间隙区段。由于沿换向器1的轴向方向间隙110的长度一般大于电刷2的长度，由此可设想，仅对间隙110的与电刷2配合的间隙区段进行特殊设计。此外可设想，由沿换向器1的轴向方向的直间隙区段、倾斜于换向器1的轴向方向的直间隙区段以及弯曲的间隙区段的任意组合形成整个间隙110。

根据本申请的一种示例性实施例，如图2至4所示，沿着所述换向器1的轴向方向，所述间隙110具有恒定的宽度。

根据本申请的一种示例性实施例，相邻的间隙110具有相同的或不同的延伸方向。换向器段10之间的各个间隙110可以是一致地构造的，但也可设想，换向器段10之间的间隙110具有不同的造型。例如，前一间隙110相对于所述换向器1的轴向方向以一正角度倾斜，而后一间隙110相对于所述换向器1的轴向方向以等大的负角度倾斜，等等。

根据本申请的一种示例性实施例，如图1所示，沿所述换向器1与所述电刷2的相对运动的方向，各换向器段10的尺寸大于或等于所述电刷2的尺寸。但也可设想，电刷2的尺寸能同时跨过两个或更多个换向器段10。

图5类似于图1地示出了本申请的电刷2以及与其配合的本申请的换向器1的一个示例。参照图5，所述电刷2的在所述换向器1相对于所述电刷2旋转时面向所述换向器段10的棱边20具有斜角。与换向器段10的接触面100的边缘的斜角类似地，通过电刷2的棱边20的斜角，一方面基本消除换向器1和电刷2之间的机械冲击，从而降低磨损并且降低电火花强度，另一方面，与圆角相比，在斜角的情况下，即使电刷2由于换向器1而被磨损，由于斜角的角度始终不变，因而电刷2和换向器段10之间的接触角始终不变，从而电刷2和换向器段10的接触表现也始终不变。总体而言，延长了电机的使用寿命。

图6类似于图2地示出了相邻的两个换向器段10和电刷2，其中，电刷2具有与图2不同的实施方式。根据本申请的一种示例性实施例，如图6所示，所述电刷2的棱边20构造为倾斜于所述换向器1的轴向方向的直棱边。也可设想，所述电刷2的棱边20构造为弯曲棱边。

要指出的是，换向器1的轴向方向尤其是理解为平行于转子的旋转方向的方向以及换向器1的轴线的方向，而换向器1的径向方向则基于轴向方向进行理解。附图中的换向器1、换向器段10以及电刷2的构造仅仅是示例性的，它们的在本申请的改进点之外的其余部分的造型不受附图的限制，而是可以是本领域技术人员视为有意义的任意的造型。此外，附图中的换向器段10的数量仅是示意性的，换向器1可具有与此不同数量的换向器段10。弯曲间隙或弯曲棱边尤其要理解为既包括完全弯曲也包括部分弯曲的间隙或棱边。弯曲间隙或弯曲棱边尤其包括弧形的间隙或棱边。弯曲尤其要理解为既涵盖弧形弯曲、也涵盖弯折。在上下文中，电刷2的在所述换向器1相对于所述电刷2旋转时面向所述换向器段10的棱边20尤其理解为电刷2的用于接触换向器1的棱边20，该棱边20至少基本上平行于换向器1的轴向方向。

尽管这里详细描述了本申请的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本申请的范围构成限制。在不脱离本申请精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (10)

1.一种用于电机的换向器，其特征在于，所述换向器(1)包括多个换向器段(10)，在相邻的换向器段(10)之间设有间隙(110)，所述间隙(110)用于使相邻的换向器段(10)之间电绝缘，所述多个换向器段(10)分别具有用于接触所述电机的电刷(2)的接触面(100)，所述接触面(100)的通过所述间隙(110)相互间隔开的边缘具有斜角。

2.根据权利要求1所述的用于电机的换向器，其特征在于，所述斜角是45°的斜角。

3.根据权利要求1或2所述的用于电机的换向器，其特征在于，所述间隙(110)构造成，使得当所述电刷(2)的在所述换向器(1)相对于所述电刷(2)旋转时面向所述换向器段(10)的棱边(20)经过所述间隙(110)时，所述电刷(2)的所述棱边(20)始终仅部分地处于所述间隙(110)中。

4.根据权利要求3所述的用于电机的换向器，其特征在于，

所述间隙(110)包括倾斜于所述换向器(1)的轴向方向的直间隙区段；和/或

所述间隙(110)包括弯曲的间隙区段。

5.根据权利要求3所述的用于电机的换向器，其特征在于，

所述间隙(110)构造为倾斜于所述换向器(1)的轴向方向的直间隙；或

所述间隙(110)构造为弯曲间隙。

6.根据权利要求1或2所述的用于电机的换向器，其特征在于，

沿着所述换向器(1)的轴向方向，所述间隙(110)具有恒定的宽度；和/或

相邻的间隙(110)具有相同的或不同的延伸方向；和/或

沿所述换向器(1)与所述电刷(2)的相对运动的方向，各换向器段(10)的尺寸大于或等于所述电刷(2)的尺寸。

7.一种用于电机的电刷，其特征在于，所述电刷(2)的在所述电机的换向器(1)相对于所述电刷(2)旋转时面向所述换向器(1)的换向器段(10)的棱边(20)具有斜角。

8.根据权利要求7所述的用于电机的电刷，其特征在于，

所述电刷(2)的所述棱边(20)构造为倾斜于所述换向器(1)的轴向方向的直棱边；或

所述电刷(2)的所述棱边(20)构造为弯曲棱边。

9.一种电机，其特征在于，所述电机包括换向器(1)和电刷(2)，所述换向器(1)是根据权利要求1至6中任一项所述的用于电机的换向器和/或所述电刷(2)是根据权利要求7或8所述的用于电机的电刷。

10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述电机是直流电机。

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