TWI481134B - Carbon brush seat - Google Patents

Description

碳刷座

本發明係與集電環裝置有關，更詳而言之是指一種可提高電性導通效果的碳刷座。

圖1所示為一種已知碳刷座1，其組成包括有一支撐架2、二碳刷3、二導線4與二扭力彈簧5。其中，支撐架2的兩側各具有一容槽2a，且各容槽2a具有一長形剖溝2b；該二碳刷3分別放置於各容槽2a中；該二導線4外部包覆絕緣層，且導線4一端4a固接於支撐架2的頂部，另一端4b則與碳刷3的上半部固接；該二扭力彈簧5分別捲繞於設置在支撐架2的一固定銷6上，且其頂推力促使碳刷3朝下移動，進而確保碳刷3的底端能維持接觸集電環7的表面。

誠然上述結構能有效地將電流經碳刷3而傳導至集電環7，惟，其仍有未臻完善而有待再改進之處，即：

1、眾所周知，扭力彈簧5的頂推力大小與其二支腳5a,5b之間的夾角θ大小有關，且該二支腳5a,5b之間具有一最大展開夾角。在圖2所示狀態下，該夾角θ隨著碳刷3被磨耗而逐漸加大角度時，將降低扭力彈簧5施予碳刷3的作用力，連帶地，將使得碳刷3底端不再確實抵接集電環7表面，如此，勢將影響電性導通效果。尤其是在固定銷6所在位置偏高的情況下，將使得該扭力彈簧5的支腳5a與支腳5b更容易展開至該最大展開夾角而減弱頂推力。

2、扭力彈簧5的支腳5a是以固定銷6為支點而旋擺，亦即其以偏壓方式頂推碳刷3時，將造成該碳刷3的一側緊貼容槽2a內壁，而此干涉情形將不利於碳刷3移動順暢，且碳刷3受偏壓作用力影響將有造成磨損部位不均之虞。

3、支撐架2上的長形剖溝2b係為方便導線4位移而設置，且導線4為配合碳刷3因磨耗移動時，仍能維持良好的電性連接效果，故其長度必須以大於兩端固定點間的直線距離的方式製作，惟如此一來，易造成導線4裸露的部分與長形剖溝2b的邊緣因直接接觸而磨損。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種碳刷座，係可使碳刷維持良好抵接集電環表面的效果。

緣以達成上述目的，本發明所提供之碳刷座包含一支撐架、一碳刷與一捲簧。其中，支撐架之至少一側具有一貫穿頂、底面的碳刷容槽；碳刷係可移動地設置於該碳刷容槽中，且具有一頂端與一底端；捲簧具有一蜷蜿部與一延伸部，其中，該蜷蜿部具有一捲曲中心固定於該支撐架上，該捲曲中心位於該碳刷容槽的一側，且位在該頂面與該底面的平行延伸方向範圍內；該延伸部具有一繞跨該頂面的加壓端，且該加壓端抵接該碳刷的頂端。

於一實施例中，支撐架具有一凸塊鄰設於該碳刷容槽，且該捲簧之蜷蜿部包括有一固定段與一捲曲段，該固定段為該蜷蜿部的捲曲中心，且結合於該凸塊上，而該延伸部包括有一彎曲段與一延伸段，該彎曲段連接該捲曲段，且繞跨該碳刷容槽的頂面，該延伸段伸入該碳刷容槽中，且其末端為該加壓端。

於一實施例中，支撐架之凸塊位於該碳刷容槽之頂面與底面的平行延伸方向範圍內，且該凸塊具有一切槽；該捲簧之固定段為一卡片且嵌入該切槽中。更進一步地，該凸塊之切槽是位於該碳刷容槽之頂、底面各減縮六分之一長度的平行延伸方向範圍內。抑或者，凸塊之切槽是位於該碳刷容槽之頂、底面各減縮三分之一長度的平行延伸方向範圍內。

藉此，本發明之捲簧得以穩定且平均的推力作用於碳刷，以確保碳刷能與集電環表面維持良好接觸效果，且碳刷不受偏壓力量作用而能順利移動。

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后。

圖3至圖5所示為本發明一較佳實施例之碳刷座100，其包括有一支撐架10、二碳刷20、二導線30與二捲簧40，為便於說明，於後茲以一個碳刷20、導線30與捲簧40為例。 該支撐架10包括有一本體12、二支架14、二鉚釘16與二螺栓18。其中：該本體12具有二側翼121，且各側翼121上設置有一結合孔121a與二螺孔121b；另外，該本體12具有一第一支柱以及一第二支柱，該第一支柱高於該第二支柱，且該第一支柱之頂端具有一螺孔122；各支架14的中間部位具有一貫穿頂面141a與底面141b的碳刷容槽141，該碳刷容槽141具有一中心線L，且支架14於該中心線L的一側設有兩個穿孔142,143，於另一側則設有一凸塊144。支架14藉由鉚釘16穿過穿孔142與該結合孔121a，以及螺栓18穿過穿孔143再鎖入其中一個螺孔121b後，得以穩固地連接於該本體12，必須說明的是，若以螺栓18鎖入另一個螺孔121b時，則可改變支架14相對該本體12的擺設角度，藉此以使得碳刷座100可適用於不同外徑的集電環使用；另特別說明的是，各支架14上的凸塊144是以完全位於該碳刷容槽141之頂面141a與底面141b的平行延伸方向範圍W內的方式設計，且凸塊144具有一切槽144a，換言之，切槽144a位置必落於該頂面141a與該底面141b的範圍W內。在圖7中，揭示切槽144a得對應位在該頂面141a與該底面141b各減縮六分之一長度後的平行延伸方向範圍W1內；或者，切槽144a亦得位在對應該頂面141a 與該底面141b各減縮三分之一長度後的平行延伸方向範圍W2內；而較佳的情況是如本實施例圖5所示，即切槽144a以位在對應該頂面141a至該底面141b的中間位置C為佳。

碳刷20係可移動地設於該碳刷容槽141中，且具有一頂端22與一底端24，其中該頂端22具有一定位槽22a。

導線30外部包覆有一絕緣層，且導線30一端設有一具備圓孔32a的接片32，一螺栓36穿過接片32上的圓孔32a，並鎖入位在本體12之第一支柱頂部的螺孔122，即可固定導線30；導線30的另一端為裸露的接點34，該接點34固接於碳刷20頂端22。

捲簧40即為構成本發明所述頂推手段之一較佳實施例，其是以金屬片製作成具有一蜷蜿部與一延伸部，其中，蜷蜿部包括有一固定段42與一捲曲段44，如圖5所示，該固定段42為一卡片且嵌入位在支架14上之凸塊144的切槽144a中，據以形成一個固定支撐點，而該捲曲段44則呈環繞該固定段42，於此定義，固定段42所在處即為該捲曲段44的捲曲中心；延伸部包括有一彎曲段46與一延伸段48，其中該彎曲段46連接該捲曲段44，其呈向上延伸後再反轉繞跨該碳刷容槽141的頂面141a，而該延伸段48接續彎曲段46，且以平直方式伸入該碳刷容槽141中，延伸段48的末端並形成一加壓端48a，該加壓端48a嵌入碳刷20的定位槽22a中，可確保捲簧40之該端不會恣意滑動。

當碳刷20因磨耗而減縮其長度時，將連帶造成該捲簧40之加壓端48a下移，特別的是，捲簧40透過其捲曲中心(即該固定段42所在處)與該碳刷容槽141之頂面141a至底面141b的中間位置C呈對齊設置，且適時配合其捲曲段44的外徑擴張變化(如圖6所示)，將可確保包含該彎曲段46與延伸段48的延伸部能以平行該碳刷20移動的方向位移，即其等皆順沿該中心線L移動，而此模式可獲得以下功效：

1、捲簧40透過其加壓端48a施予碳刷20的頂推力，不隨著碳刷20位置的改變而有顯著的削弱情形，亦即該捲簧40不存在著圖1所揭露已知扭力彈簧隨著夾角θ加大而減低頂推作用力的缺失，換言之，該捲簧40在碳刷20移動的過程中，皆能提供穩定且平均的頂推力予該碳刷20，進一步地確保碳刷20能與集電環表面維持良好接觸效果。

2、捲簧40之彎曲段46是以向上延伸再反轉繞跨碳刷容槽141頂面141a的方式設計，可確保其頂推力垂直作用於碳刷20上，顯著改善如圖1所示以偏壓方式作用於碳刷而衍生移動干涉之缺失。

3、該支撐架10的碳刷容槽141並無圖1所示之長形剖溝結構，且導線30之接點34固接於碳刷20的頂端22，如此，可避免導線30裸露的部分易與他物接觸而生磨損缺失。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效結構變化，理應包含在本 發明之專利範圍內。

100‧‧‧碳刷座

10‧‧‧支撐架

12‧‧‧本體

121‧‧‧側翼

121a‧‧‧結合孔

121b‧‧‧螺孔

122‧‧‧螺孔

14‧‧‧支架

141‧‧‧碳刷容槽

141a‧‧‧頂面

141b‧‧‧底面

142‧‧‧穿孔

143‧‧‧穿孔

144‧‧‧凸塊

144a‧‧‧切槽

16‧‧‧鉚釘

18‧‧‧螺栓

20‧‧‧碳刷

22‧‧‧頂端

22a‧‧‧定位槽

24‧‧‧底端

30‧‧‧導線

32‧‧‧接片

32a‧‧‧圓孔

34‧‧‧接點

36‧‧‧螺栓

40‧‧‧捲簧

42‧‧‧固定段

44‧‧‧捲曲段

46‧‧‧彎曲段

48‧‧‧延伸段

48a‧‧‧加壓端

C‧‧‧碳刷容槽之頂面與底面的中間位置

L‧‧‧中心線

W、W1、W2‧‧‧碳刷容槽之頂面與底面的平行延伸方向範圍

圖1為一正視圖，揭示已知碳刷座結構；圖2為一簡易圖，說明已知碳刷座的扭力彈簧與碳刷之關係；圖3為一分解立體圖，說明本發明一較佳實施例之碳刷座；圖4為一組合立體圖，說明本發明上述較佳實施例之碳刷座；圖5為一剖視圖，說明本發明碳刷座之碳刷與捲簧的關係；圖6類同圖5，說明本發明碳刷座之碳刷與捲簧的另一關係；圖7為一剖視圖，說明本發明碳刷座之碳刷容槽與凸塊切槽的關係。

100．．．碳刷座

10．．．支撐架

12．．．本體

14．．．支架

144a．．．切槽

16．．．鉚釘

18．．．螺栓

20．．．碳刷

30．．．導線

36．．．螺栓

40．．．捲簧

42．．．固定段

44．．．捲曲段

46．．．彎曲段

Claims (10)

1. 一種碳刷座，包含：一支撐架，具有一本體以及二支架，該本體具有一第一支柱以及一第二支柱，該第一支柱高於該第二支柱，且該第一支柱之頂端具有一螺孔；該二支架連接於該本體的兩側，且各支架上具有一貫穿頂、底面的碳刷容槽；二碳刷，係分別可移動地設置於該二碳刷容槽中，且各具有一頂端與一底端，而該頂端具有一定位槽；二導線，一端分別具有一圓孔，且一螺栓穿過該二圓孔並鎖入至該螺孔中；該二導線之另一端分別固接於該等碳刷之頂端；以及二捲簧，各具有一蜷蜿部與一延伸部，其中，該等蜷蜿部具有一捲曲中心分別固定於該二支撐架上，該捲曲中心位於各該碳刷容槽的一側，且位在該頂面與該底面的平行延伸方向範圍內；該等延伸部各具有一繞跨該頂面的加壓端，且該等加壓端分別抵接並嵌入至該二碳刷的頂端之該定位槽。
2. 如請求項1所述之碳刷座，其中該支撐架之各該支架具有一凸塊鄰設於該碳刷容槽；各該捲簧之蜷蜿部包括有一固定段與一捲曲段，該固定段為該蜷蜿部的捲曲中心，且結合於各該凸塊上，而該延伸部包括有一彎曲段與一延伸段，其中該彎曲段連接該捲曲段，且繞跨各該碳刷容槽的頂面，該延伸段伸入各該碳刷容槽中，且其末端為該加壓端。
3. 如請求項2所述之碳刷座，其中各該支撐架之凸塊位於該碳刷容槽之頂面與底面的平行延伸方向範圍內，且各該凸塊具有一切槽；該捲簧之固定段為一卡片且嵌入該切槽中。
4. 如請求項3所述之碳刷座，其中各該凸塊之切槽位於該碳刷容槽之頂、底面各減縮六分之一長度後的平行延伸方向範圍內。
5. 如請求項3所述之碳刷座，其中各該凸塊之切槽位於該碳刷容槽之頂、底面各減縮三分之一長度後的平行延伸方向範圍內。
6. 如請求項1所述之碳刷座，其中該支撐架之本體兩側各具有一結合孔與二螺孔，各該支架具有二穿孔，該支撐架另包括有二鉚釘與二螺栓，其中，各鉚釘穿設對應支架之其中一個穿孔與該本體之結合孔，各螺栓穿設對應支架之另一個穿孔與該本體之其中一個螺孔。
7. 一種碳刷座，包含：一支撐架，具有一本體以及二支架，該本體具有一第一支柱以及一第二支柱，該第一支柱高於該第二支柱，且該第一支柱之頂端具有一螺孔；該二支架連接於該本體的兩側，且各支架上具有一貫穿頂、底面的碳刷容槽，且該碳刷容槽具有一中心線；二碳刷，係分別設置於該二碳刷容槽中，且可各自順沿該中心線移動，各該碳刷具有一頂端與一底端；二導線，一端分別具有一圓孔，且一螺栓穿過該二圓孔並鎖入至該螺孔中；該二導線之另一端分別固接於該碳刷之頂端；以及一頂推手段，用以提供一頂推力作用於該等碳刷之頂端，且該 頂推力的施力方向平行該中心線。
8. 如請求項7所述之碳刷座，其中該頂推手段包括二捲簧，各該捲簧具有一蜷蜿部與一延伸部，其中，該等蜷蜿部分別具有一捲曲中心固定於該支撐架上，該捲曲中心分別位於該中心線的二側，且位在該頂面與該底面的平行延伸方向範圍內；各該延伸部具有一繞跨該頂面的加壓端，且該二加壓端分別抵接該等碳刷的頂端。
9. 如請求項8所述之碳刷座，其中該支撐架之各該支架具有一凸塊鄰設於各該碳刷容槽；各該捲簧之蜷蜿部包括有一固定段與一捲曲段，該固定段為該蜷蜿部的捲曲中心，且結合於各該凸塊上，而該延伸部包括有一彎曲段與一延伸段，其中該彎曲段連接該捲曲段，且繞跨各該碳刷容槽的頂面，該延伸段伸入各該碳刷容槽中，且其末端為該加壓端。
10. 如請求項8所述之碳刷座，其中各該碳刷頂端具有一定位槽，該等定位槽分別供該等捲簧之加壓端嵌入其中。