WO2005057759A1 - Moteur c.c. a balai de charbon externe - Google Patents

Description

碳刷外置式直流电机 技术领域

本实用新型涉及一种直流电机， 具体地说是一种碳刷外置式直流电机。 背景技术

目前市场上最常见的直流电机，均是有刷电机，它是由前端盖、机壳、磁钢、 转子、换向器及具有碳刷结构的后端盖等组成。 由于这种电机的碳刷结构是内置 式的，所以一旦电机装配完成，电刷就被后端盖封死，在以后电机的运行过程中， 我们很难知道电刷被磨损的情况， 即使有问题出现， 电刷也是无法进行更换的。 由于电机在运行过程中电刷的磨损情况无法预知，我们也就无从知道电刷何时被 完全磨损， 只有等到电机出现无法运转的情况才能得知， 一旦发生这样的情况， 由于碳刷磨完后， 其弹簧铜片已被换向器磨断， 而换向器又被铜片磨损致坏， 因 此根本无法进行修复。所以目前使用的直流电机， 通常都是一次性使用的， 即使 只有碳刷出现问题，其它部件完好无损可以再用，也得整机丢弃，造成很大浪费， 不但使电机的使用寿命较短， 而且也造成成本的很大浪费。

为解决上述问题，中国专利 ZL01226334.6公开了一种换刷式直流微型电机， 它由机壳、 磁铁块、 转子、 换向器和后盖组成， 在机壳尾部外壁相向可拆式包裹 连接有结构相同的两个半圆环形碳刷安装架，两个半圆环形的碳刷安装架的中央 分别设置有径向且两端开口的碳刷滑动管，碳刷滑动管的内端伸进机壳内并指向 转子上的换向器， 碳刷滑动管的外端与封口盖连接， 安装在碳刷滑动管内的碳刷 由封口盖通过弹簧顶置与换向器接触，碳刷上的连接导线从封口盖上的中心孔引 出。

上述技术方案很好地解决了更换碳刷的问题， 但是， 它的连接导线直接焊接 在碳刷尾部并从封口盖的中心孔引出， 这样， 所述的连接导线必须穿越弹簧， 由 于在电机工作时所述的弹簧与碳刷一直处在相对运动状态，因而这种连接方式并 不可靠， 容易造成导线的磨损和脱落。 更为重要的是， 由于采用这种引线方式， 使得更换碳刷只能连同安装架一起取出， 因此， 其安装架设计成一对半圆环形且 包裹在外壳上的可拆式结构， 需占用较大的空间， 使得整机体积增大。 此外，现有的碳刷与换向器接触面有带斜坡及圆弧形表面两种类型。众所周 知， 电机正常运行时， 换向器表面将形成一层适当厚度的薄膜， 它是由氧化亚铜 以及吸附的石墨屑和水分等所组成。这层薄膜能增大换向器回路的接触电阻， 薄 膜中的石墨屑与水分还能对滑动接触起润滑作用。薄膜在电机运行中不断的被碳 刷的摩擦作用所破坏，同时当电流通过滑动接触层时，由于滑动接触的温度较高， 接触层中含有氧气和水分， 正碳刷又不断分离出石墨屑和碳的结晶体， 所以新的 薄膜又不断形成， 当这种破坏和重新形成处于平衡时， 薄膜便达到稳定正常运行 状态。 如滑动接触面温度过低或周围存在缺氧、干燥等情况， 则薄膜破坏后不易 重新形成， 将使换向器变坏， 产生火花， 碳刷震动和噪音等现象。 碳刷和换向器 刚幵始有一个磨合的阶段， 在这一磨合阶段电机的噪音相对来说大一点， 因而带 斜坡接触面的碳刷可使磨合时间短， 而且因为碳刷和换向器接触面比较小， 噪音 也就相对低很多，但这种碳刷也存在着一些弊端，就是它与换向器的接触面很小， 而且碳刷的受力也不均匀， 容易产生火花和电机卡死的现象。而带圆弧形接触面 的碳刷， 与换向器接触面比较大， 因而与换向器的配合比较好，'碳刷的受力比较 均匀， 但是由于碳刷和换向器的接触面比较大， 电机运转时的噪音比较大， 磨合 的时间相对来说就要长的多。 发明内容

本实用新型要解决的是现有技术存在的上述不足， 提供一种结构简单、容易 实现且运行可靠的碳刷外置式直流电机。

本实用新型还要提供一种具有新型碳刷结构的碳刷外置式直流电机。

解决上述问题采用的技术方案是：碳刷外置式直流电机，包括前端盖、机壳、 磁钢、 转子、 换向器和后端盖， 其特征在于后端盖外壁上设有两个刷架安装孔， 所述的刷架安装孔上安装有两个结构相同的圆环形刷架，所述的刷架内设置有用 于安装碳刷的径向碳刷滑动管，所述的碳刷滑动管内的碳刷由刷帽通过弹簧顶置 与转子上的换向器接触， 向外的一端通过刷辫连有一铜片，所述铜片由刷帽顶置 在滑动管的后端部， 电源引出线从滑动管外壁的铜片引出端引出。

本实用新型的碳刷外置式直流电机，由于刷架直接嵌装在后端盖外壁上所设 的圆孔内， 因而体积很小， 不占用空间。而碳刷的电连接是通过刷辫和铜片从滑 动管引出的， 由于刷辫具有良好的柔韧性和伸展性，并且其活动范围被限定在碳 刷末端与刷帽之间，使得该电连接非常可靠。当需要观察电刷磨损情况及更换碳 刷时，拧开刷架后端的刷帽，取出碳刷即可随时了解碳刷的磨损情况并及时更换。 因而本实用新型的碳刷外置式直流电机， 具有结构简单， 安装方便， 体积轻巧， 运行可靠， 便与检修更换碳刷， 能大大的延长电机的使用寿命。

作为本实用新型的进一步改进， 所述的碳刷与换向器的接触面呈带齿弧形 面。所述的带齿弧形接触面的齿形可以是锯齿形、波浪形、矩形齿等任意一种齿 形或者其结合，优选锯齿形。这种带齿弧形接触面碳刷结合了单独带斜坡和圆弧 形表面两种碳刷的优点，在圆弧形碳刷的圆弧表面加工了几个小齿，这样当电机 运转的时候碳刷不仅受力均匀，消除了由于碳刷单边受力而引起的一些不良事故 的发生， 而且这种圆弧形带齿电刷的磨合过程也很快， 大大减少了电机的噪音。

刷帽与刷架的结合可以釆用螺纹方式联接。 附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图 1是本实用新型的结构示意图。

图 2是后盖的结构示意图。

图 3是带斜坡接触面的碳刷结构示意图。

图 4是带弧形接触面的碳刷结构示意图。

图 5是带齿弧形接触面碳刷的结构示意图。 具体实施方式

参照图 1、 2, 碳刷外置式直流电机， 包括前端盖 1、 机壳 2、 磁钢 3、 转子 4、 换向器 8和后端盖 6， 所述后端盖 6外壁上设有两个刷架安装孔， 所述的刷 架安装孔上安装有两个结构相同的圆环形刷架 5， 所述的刷架 5由胶木绝缘材料 制成， 其内设置有用于安装碳刷的径向碳刷滑动管 7。所述的碳刷滑动管 7釆用 导电性能较好的铜质材料，一方面给碳刷运动导向， 另一方面还能起到连接电源 的作用。 碳刷 12安装在碳刷滑动管 7内， 由刷帽 11通过弹簧 10顶置与转子上 的换向器 8接触。 参照图 3、 4、 5， 所述的碳刷 12向外的一端连接有一个铜刷辫 15 , 所述铜 刷辫 15的另一端连有一铜片 13， 所述铜片 13由刷帽 11顶置在滑动管 7的后端 部， 电源引出线 9从滑动管 7外壁的铜片引出端 14引出， 而后再从后端盖 6或 者机壳 2等固定部件上引出电机。

由于直流电机问题大都出现在电刷和换向器不能正常接触，因而选用接触压 降较大， 特别是伏安特性较陡的电刷， 可有效地改善换向。所述的碳刷与换向器 的接触面 16可以是斜坡形的如图 3所示， 也可以是带圆弧形的如图 4所示， 优 选带锯齿弧形面， 如图 5所示。

Claims

权 利 要 求 书 、 碳刷外置式直流电机， 包括前端盖 （1)、 机壳 （2)、 磁钢 （3)、 转子 （4)、 换向器 （8) 和后端盖 （6)， 其特征在于后端盖 （6)外壁上设有两个刷架安 装孔， 所述的刷架安装孔上安装有两个结构相同的圆环形刷架 （5)， 所述的 刷架（5) 内设置有用于安装碳刷的径向碳刷滑动管（7); 所述的碳刷滑动管 (7)内的碳刷（12)由刷帽（11)通过弹簧（10)顶置与转子上的换向器（8) 接触， 向外的一端通过刷辫（15)连有一铜片 （13)， 所述铜片（13) 由刷帽 (11)顶置在滑动管（7) 的后端部， 电源引出线（9)从滑动管（7)外壁的 铜片引出端 （14) 引出。

、 如权利要求 1所述的碳刷外置式直流电机， 其特征在于所述的碳刷与换向器 的接触面 （16)呈带齿弧形面。

、 如权利要求 2所述的碳刷外置式直流电机， 其特征在于所述的带齿弧形面的 齿形可以是锯齿形、 波浪形、 矩形齿等任意一种齿形或者其结合。