TWI448052B

TWI448052B - Collector ring carbon brush seat

Info

Publication number: TWI448052B
Application number: TW100125692A
Authority: TW
Original assignee: Taiwan Long Hawn Entpr Co
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2014-08-01
Also published as: TW201306449A

Description

集電環碳刷座

本發明係與機電裝置有關，更詳而言之是指一種集電環碳刷座。

如電動機或發電機等機電系統在運轉時，通常係利用集電環(又稱滑環)使兩個相對轉動的構件之間可進行電力訊號之傳遞，藉以達到輸入/輸出電訊號和換向的目的，且同時具有提高系統性能、簡化系統結構以及避免導線在旋轉過程中造成扭傷之效果。

而上述之集電環大多係透過與碳刷(又稱電刷)接觸來傳遞所接收或傳遞之電訊號。請參閱圖1，為習知用以承托碳刷之集電環碳刷座，其包含有一基板60以及複數片碳刷架70，該基板60上蝕刻有預定電路62，而各該碳刷架70之兩端分別設有一碳刷72，且該等碳刷架70分別焊設於該基板60下，並與該基板60上之預定電路62電性連接；使用者可透過該預定電路62之設計與導線75電性連接，並可切換電訊號由其中一碳刷架70流入或流出。然而，上述設計雖可達到切換傳輸之目的，但其基板60之電路設計與製作過程不僅耗時，且電路亦需耗費較多之材料與設計成本。

為改善上述缺點，遂研發有如圖2所示之集電環碳刷座，其包含有一基板80以及複數片碳刷架90，該基板80上具有複數個孔82；該等碳刷架90係位於該基板80下方，且各該碳刷架90之中央位置處同樣具有一孔92與該基板80上對應之孔82連通，並分別透過一螺栓85穿過該二孔82、92後與一螺母86螺合，而使該碳刷架90固設於該基板80下並與電線電性連接，使用者便可透過該等螺栓85與導線95連接達到切換電訊號流向之目的。然而，上述之結構設計雖可達到加速製程與降低成本之目的，但其所使用之螺栓85與螺母86在使用一段時間後會有鬆動或鬆脫之疑慮，而容易有電路斷路之情形產生；又，電訊號在傳輸時會經過該螺母86與該螺栓85，而螺母86與螺栓85通常使用一段時間後，會有鏽蝕之情形，而容易造成電訊號傳輸會有不穩定之情形發生。

另外，以上兩種結構皆設計為固定大小，而無法因應集電環之大小進行改變，換言之，每一種集電環碳刷座僅能對應一種尺寸之集電環，當集電環之環數減少或增加時，則必須重新設計對應大小之基板，而造成設計成本與材料之浪費。是以，由以上說明可得知，習用之集電環碳刷座設計仍未臻完善，且尚有待改進之處。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種集電環碳刷座，不僅組裝快速、成本低廉且電訊號傳輸穩定，更可以因應集電環之大小改變連接長度。

緣以達成上述目的，本發明所提供之集電環碳刷座包含有一絕緣座、一碳刷架以及二碳刷，其中，該絕緣座以絕緣材料所製成，且具有位在兩相對應位置處之一凸部及一凹部；該絕緣座更具有二通道，各該通道連通該凹部與該絕緣座之外部；該碳刷架以導電材料製成，其具有一主體與分別自該主體兩端延伸而出之二架體；該主體位於該絕緣座之凹部內，且該二架體分別穿過該二通道而位於該絕緣座之外部；該二碳刷分別結合於該二架體上。

藉此，利用上述設計達到快速組裝、成本低廉、電訊號傳輸穩定之目的。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如後。

請參閱圖3至圖5，本發明之集電環碳刷座1包含有一絕緣座10、一碳刷架20以及二個碳刷30。其中：該絕緣座10係以絕緣材質製成。該絕緣座10具有位在兩相對應位置處之一凹部12及一凸部14，且該絕緣座10更具有連通該凹部12與該絕緣座10之外部之二通道16。

該凹部12係一溝槽，且該絕緣座10上具有一缺口18與該凹部12之中央位置連通。請參閱圖6，該凸部14係一凸塊，且該凸部14之外表面具有一往該頂部傾斜延伸之斜面141，而使該凸部14之頂部小於該凸部14之底部。請參閱圖7，該絕緣座10之該二通道16分別具有一與該絕緣座10外部連通之第一端、以及一與該凹部12連通之第二端，且各該通道16靠外一側之內壁表面161為一曲面，而使該第一端之壁面間距D1大於該第二端之壁面間距D2。

該碳刷架20係以導電材質製成。該碳刷架20具有一主體22與分別自該主體22兩端延伸而出之二架體24；該主體22位於該絕緣座10之凹部12內，且該主體22之中央位置處具有一導接片221通過該絕緣座10上之缺口18而位於該絕緣座10之外部，而該導接片221上具有一洞222用以供與一導線40連接。該二架體24分別穿過該二通道16而位於該絕緣座10之外部，且該二架體24上分別具有一孔241供與各該碳刷30結合。透過上述之碳刷架20設計，不用透過蝕刻電路或螺栓便可與導線40連接，進而提升電訊號傳輸時之穩定度。

另外，請參閱圖8及圖9，使用者可透過將複數個集電環碳刷座1併列組合成所需之長度。當該集電環碳刷座1與另一集電環碳刷座1’結合時，該集電環碳刷座1’之凸部14’將嵌入該集電環碳刷座1之凹部12中，而使該集電環碳刷座1之碳刷架20與該集電環碳刷座1之凹部12以及該集電環碳刷座1’之凸部14’抵接，藉以將該碳刷架20穩固地固設於該凹部12中。值得一提的是，該凸部14’頂部小於其底部之設計可使該凸部14’嵌入該凹部12更為迅速，而使該集電環碳刷座1於組裝與拆卸時更加方便與省力。

請參閱圖10，當集電環100欲透過該集電環碳刷座1傳遞電訊號，而使該二碳刷30將與該集電環100接抵時，而使該碳刷架20之架體24往外擴張，且該碳刷架20之彈力將夾迫該二碳刷30，而使該二碳刷30能穩固地與該集電環100抵接。另外，該絕緣座10之通道16內壁之曲面161設計不僅可達到使該碳刷架20順利地向外擴張之目的外，亦可使該碳刷架20可穩固地與該二通道之內壁接抵，而不會因該碳刷架20向外擴張而產生晃動或偏移之情形。

另外，請參閱圖11，使用者更可利用一以絕緣材質製成之墊片50伸入該凹部12結合之方式，使該碳刷架20之主體22同時與該凹部12及該墊片50抵接以固定於該凹部12內，藉以達到固定該碳刷架20之目的。而該墊片50伸入該凹部12之一端附近具有一往該端傾斜延伸之斜面52，而使該墊片50之該端透過該斜面52而呈漸縮之設計，藉以使該墊片50與該集電環碳刷座1結合或分離時能更加方便與快速。

必須說明的是，以上所述之結構僅為本發明其中一可行之實施例而已，並不以此為限，只要是利用絕緣座結合之方式固定碳刷架以及延伸長度之設計，亦因屬本發明另外之實施態樣，且舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效結構及製作方法變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

1、1’．．．集電環碳刷座

10．．．絕緣座

12．．．凹部

14、14’．．．凸部

141．．．斜面

16．．．通道

161．．．曲面

18．．．缺口

20‧‧‧碳刷架

22‧‧‧主體

221‧‧‧導接片

222‧‧‧洞

24‧‧‧架體

241‧‧‧孔

30‧‧‧碳刷

40‧‧‧導線

50‧‧‧墊片

52‧‧‧斜面

100‧‧‧集電環

D1、D2‧‧‧壁面間距

60‧‧‧基板

62‧‧‧電路

70‧‧‧碳刷架

72‧‧‧碳刷

75‧‧‧導線

80‧‧‧基板

82‧‧‧孔

85‧‧‧螺栓

86‧‧‧螺母

90‧‧‧碳刷架

92‧‧‧孔

95‧‧‧導線

圖1為習用集電環碳刷座之立體圖。

圖2為另一習用集電環碳刷座之立體圖。

圖3為本發明集電環碳刷座之分解圖。

圖4為本發明集電環碳刷座之立體圖。

圖5為本發明集電環碳刷座之另一立體圖。

圖6為本發明集電環碳刷座之剖視圖。

圖7為本發明絕緣座之正視圖。

圖8為本發明集電環碳刷座組裝時之立體圖。

圖9為本發明集電環碳刷座組裝時之剖視圖。

圖10為本發明集電環碳刷座與集電環連接時之示意圖。

圖11揭示可利用墊片來固定碳刷架。

1．．．集電環碳刷座

10．．．絕緣座

12．．．凹部

16．．．通道

161．．．曲面

18．．．缺口

20．．．碳刷架

22．．．主體

221．．．導接片

222．．．洞

24．．．架體

241．．．孔

30．．．碳刷

Claims

一種集電環碳刷座，包含有：一絕緣座，以絕緣材料所製成，且具有位在兩相對應位置處之一凸部及一凹部，該絕緣座之凹部用以與另一絕緣座之凸部結合；該絕緣座更具有二通道，各該通道連通該凹部與該絕緣座之外部；一碳刷架，以導電材料製成，其具有一主體與分別自該主體兩端延伸而出之二架體；該主體位於該絕緣座之凹部內，且該二架體分別穿過該二通道而位於該絕緣座之外部；且當另一絕緣座之凸部伸入該絕緣座之凹部中而與該絕緣座之凹部結合時，該碳刷架之主體同時與該絕緣座之凹部以及該另一絕緣座之凸部抵接；二碳刷，分別結合於該二架體上。
如請求項1所述之集電環碳刷座，其中，該絕緣座具有一缺口連通該凹部與該絕緣座之外部，且該碳刷架之主體具有一導接片通過該缺口而位於該絕緣座之外部。
如請求項2所述之集電環碳刷座，其中，該導接片上更具有一洞供與一導線連接。
如請求項1所述之集電環碳刷座，其中，該凸部之頂部小於該凸部之底部。
如請求項4所述之集電環碳刷座，其中，該凸部之外表面具有一往該頂部傾斜延伸之斜面，而使該凸部之頂部小於該凸部之底部。
如請求項1所述之集電環碳刷座，其中，該碳刷架之該二架體上分別具有一孔，且該二碳刷係分別穿設於該二孔中。
如請求項1所述之集電環碳刷座，其中，該絕緣座之該二通道分別具有一第一端以及一第二端，該第一端與該絕緣座外部連通，該第二端與該凹部連通，且該第一端之壁面間距大於該第二端之壁面間距。
如請求項7所述之集電環碳刷座，其中，各該通道其中一側之內壁表面為一曲面，而使該第一端之壁面間距大於該第二端之壁面間距。
一種集電環碳刷座，包含有：一絕緣座，以絕緣材料所製成，且具有位在兩相對應位置處之一凸部及一凹部；該絕緣座更具有二通道，各該通道連通該凹部與該絕緣座之外部；一碳刷架，以導電材料製成，其具有一主體與分別自該主體兩端延伸而出之二架體；該主體位於該絕緣座之凹部內，且該二架體分別穿過該二通道而位於該絕緣座之外部；二碳刷，分別結合於該二架體上；更包含有一墊片，係以絕緣材質製成，用以伸入該凹部而與該凹部結合，且該碳刷架之主體同時與該凹部以及該墊片抵接。
如請求項9所述之集電環碳刷座，其中，該墊片伸入該凹部之一端附近具有具有一往該端傾斜延伸之斜面，而使該墊片之該端小於該墊片之另一端。