專利名稱：具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達，特別是涉及一種鄰近絕緣板側為金屬板所封閉的具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達。
背景技術：
如圖1、2所示，一般有刷馬達必備的構件包含一定子單元3、一轉子單元5、和一碳刷單元6。
定子單元3包含一殼體31和設置于殼體31上的復數(shù)永久磁鐵32。
轉子單元5包含一轉軸51、套固于該轉軸51的一硅鋼片組52、纏繞于該硅鋼片組52的復數(shù)線圈組53、固定于該轉軸51一端并分別電連接各線圈組53的一換向器54。
碳刷單元6包括一環(huán)形基板61、固定于該環(huán)形基板61的復數(shù)(以四為例)碳刷座66、容置于該等碳刷座66內(nèi)的復數(shù)彈簧62和復數(shù)碳刷63、供給電源于碳刷座66的主電線64、及連接碳刷63和碳刷座66的副電線65。
為避免定子單元3的永久磁鐵32對轉子單元5的線圈53施力時，線圈53隨轉子單元5的旋轉而大幅改變磁力作用的距離與角度，造成轉子受力產(chǎn)生明顯強弱變化，所以在定子單元3設置的永久磁鐵32與碳刷63均為偶數(shù)對，如本例的四組、甚至六組、八組，并從而稱為四極、六極、八極馬達。
至于轉子單元5中，硅鋼片組52則設計成可以纏繞復數(shù)線圈的多槽態(tài)樣，每一線圈53為能與設置于定子上的偶數(shù)對永久磁鐵32相互作用，會分別纏繞在該硅鋼片組52兩相反方向延伸的鐵心上，使得硅鋼片組52形成有線圈組數(shù)兩倍的槽道，以供各線圈53纏繞于鐵心上。換向器54則具有數(shù)目和槽道對應的復數(shù)導電片541和分隔各導電片541的復數(shù)絕緣間隙542。在本例中，由于槽數(shù)為十八槽，所以可進一步稱為四極十八槽馬達。
如圖3、4所示，該碳刷座66概成一中空矩形框體68，其鄰近環(huán)形基板61中心的一側形成連通于框體68內(nèi)部的一第一缺口681，而貼合于基板61表面的一側，也形成連通于框體68內(nèi)部的一第二缺口682。該第二缺口682的兩側壁分別向外垂直延伸一焊接片683，且向貫穿基板61的方向延伸復數(shù)(以四為例)固定片684，而其中一側壁更具有一橫向滑槽685。
當該等固定片684穿固于基板61所具的復數(shù)貫孔612后，焊接片683平貼于基板61表面，且借由基板61封閉第二缺口682，并由基板61和框體68共同界定出框體68所具的一容置空間686。而彈簧62和碳刷63可經(jīng)由第一缺口681容設于該容置空間686內(nèi)。再將主電線64分別焊固于相對焊接片683，并以副電線65連接焊接片683和其對應的碳刷63。
如圖1、2所示，當環(huán)形基板61套置于轉子單元5的換向器54外圍時，借由彈簧62的彈性恢復力，使碳刷63與換向器54的導電片541間保持良好接觸，當電流自主、副電線64、65經(jīng)碳刷63、換向器54、傳遞至線圈組53而產(chǎn)生磁場時，由切割定子單元3永久磁鐵32產(chǎn)生磁場的吸引與排斥，使轉子單元5相對于定子單元3轉動。
當各導電片541由遠離碳刷63的電性不導通狀態(tài)旋轉至對應碳刷63的電性導通狀態(tài)的瞬間，一脈沖電流于碳刷63與換向器54間產(chǎn)生火花。不但造成碳刷63與導電片541的耗損，更經(jīng)由金屬材質(zhì)的碳刷座66，熱傳導至基板61處。馬達電流量僅以毫安或數(shù)安培計算時，傳導至碳刷座66與基板61處的熱量逐漸擴散至空氣，不致累積構成重大問題，僅有碳刷63和導電片541逐漸耗損，直到彈簧62再也無法將碳刷63推抵至接觸導電片541，馬達壽命便告終結。
但是，當應用至電動車輛等大功率輸出的場合，由于上坡或由靜止起動時，須極大扭力，所以須有達數(shù)十安培的極大電流供給，所以當換向器54旋轉、導電片541輪流接觸碳刷63時，可達20至30安培的大電流，所產(chǎn)生的火花也明顯劇烈。受限于單位時間產(chǎn)生高熱量，碳刷座66與基板61均無法充分散熱，高熱作用下，除碳刷63會發(fā)生可預期的高耗損、基板61也會發(fā)生預期外的變形扭曲因以往碳刷座66框體68鄰近基板61表面?zhèn)刃纬捎械诙笨?82，變形翹曲的基板61乃由此入第二缺口682，逐漸阻礙碳刷63于框體68內(nèi)的滑動，致耗損的碳刷63無法借由彈簧62的推頂而保持接觸換向器54的導電片541，因而于兩構件間形成間隙。
碳刷63前端與導電片541的間隙擴大，電流行經(jīng)此間隙所構成的大電阻，放電的火花更劇烈，隨之產(chǎn)生的高熱量更增加碳刷63的耗損、及基板61的變形致卡死碳刷63。因此碳刷63在堪用狀態(tài)時就被卡死而無法具有導電作用，不但縮短碳刷63的壽命而造成浪費，尤有甚者，包括基板61、碳刷座66等的碳刷單元6也需整個報廢。
另一方面，若以增大碳刷63與碳刷座66間隙的方式，提供碳刷63順暢滑動的空間而不被卡死，又可能使碳刷63于碳刷座66內(nèi)偏斜，進而與導電片541間形成徑向偏斜，接觸面積減小、致馬達的輸出功率降低，不免未蒙其利，先受其害。

實用新型內(nèi)容因此，本實用新型的目的即在提供一種具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達，其電刷座可抗熱變形，不受絕緣板變形的影響。
本實用新型的再一目的即在提供一種具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達，其內(nèi)容置的電刷不會因高熱而被卡住。
本實用新型的另一目的即在提供一種具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達，其電刷與換向器常保持良好接觸，不致形成大電阻，進而延長使用壽命。
于是，為達上述目的，本實用新型具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達，包含一定子單元、一轉子單元及一電刷單元。該定子單元，具有復數(shù)對永久磁鐵；該轉子單元，包括復數(shù)線圈組和連接該等線圈組末端的一換向器，該等線圈組與該等永久磁鐵相對應，而該換向器具有相間隔的復數(shù)導電片；該電刷單元包括一絕緣板、復數(shù)電刷、復數(shù)彈性構件、及復數(shù)電刷座；該絕緣板，可樞轉地套設于該換向器外圍；該復數(shù)電刷座具有置設于該絕緣板上的一底板，及一中空殼體，該中空殼體具有相鄰的一第一側和一第二側，第一側具有向外突伸的復數(shù)片體，該等片體分別穿固于該絕緣板，而將該殼體和該底板固定于該絕緣板，同時借由該底板和該殼體界定出該殼體所具的一容室，該殼體于該第二側另具有與該容室相連通的一開口，供組裝容置該彈性構件和該電刷。

下面通過最佳實施例及附圖對本實用新型進行詳細說明，附圖中圖1是以往馬達的剖面圖；圖2是圖1的側視圖；圖3是以往碳刷單元的立體組合圖；圖4是省略圖3的主電線的局部分解圖；圖5是本實用新型電刷單元的立體組合圖；圖6是省略圖5的主導線的局部分解圖；及圖7是圖5的VII-VII剖面圖。
具體實施方式本實用新型的轉子單元1和定子單元3類似于前述以往技術，于本段較佳實施例的說明中仍予沿用，以下僅就將以往技術的碳刷單元6改進為電刷單元1部份做說明。
如5、6、7圖所示，本實用新型的電刷單元1包含一環(huán)形絕緣板11、成對固定于該絕緣板11的電刷座2、容置于電刷座2內(nèi)的彈性構件12和電刷13、及供給電源于電刷座2和電刷13的主導線14和副導線15。
電刷座2包含一中空殼體21及一底板22。
該殼體21概呈具六個側壁24、25、26、27、28、29的矩形，相對的第五側壁28和第六側壁29的同一端以第三側壁26連接，而第三側壁26中央具有約三分之二長度的一槽道261。至于第五側壁28和第六側壁29對應的另一端則為第一側壁24，其具有垂直于第五、六側壁28、29且相背延伸的一對凸緣241和垂直于該等凸緣241的復數(shù)第一片體241，而第一側壁24于第五、六側壁28、29的內(nèi)側則形成一第一開口243。
殼體21的第四側壁27除封閉第三、五、六側壁26、28、29的一端外，并向兩端延伸超過第一側壁24的凸緣241的寬度；同時于兩最外端具有與第一側壁24的第一片體242同向的第二片體271；而于該兩第二片體271間，電刷座2具有自第四側壁27垂直延伸且位于第一側壁24的兩凸緣241外側的一底板22。與第四側壁27相對者理應為第二側壁25，然本實用新型的電刷座2于該第二側壁25僅具有一第二開口251。
借由上述第一、三、四、五、六側壁24、26、27、28、29及底板22共同界定殼體21所具的一內(nèi)部容室23。且該第一開口243、第二開口251、槽道261等皆與該容室23相連通。
組裝先將殼體21的第一、二固定片242、271分別插入絕緣板11的對應通孔112后，再彎折第一片體242突出通孔112的部份，使殼體21連同底板22固定于絕緣板11，且底板22介于殼體21與絕緣板11之間。
其次，將主導線14分別焊接于第四側壁27的一端或兩端，并將副導線15分別連接于主導線14和電刷13。
再將彈性構件12和電刷13依序由第二開口251組入殼體21內(nèi)部容室23，并使電刷13前端突出殼體21第二開口251外，且連接電刷13的副導線15穿過槽道261。
其它實施例本實用新型的底板22與殼體21可分別制造后再組裝，而不必如上述實施例的一體彎折成形。
本實用新型的殼體21于第一側壁24可由第五側壁28或第六側壁29一體成形一金屬板而封閉第一開口243，不必如上述實施例由第四側壁27一體彎折成形。
功效本實用新型的電刷座2于殼體21和絕緣板11之間墊以一金屬底板22，因此能耐得住大電流(本實用新型50安培以上，以往技術10安培以下)或高轉速的火花和高熱所易引起的材料變形，連帶地防止電刷13卡死于電刷座2內(nèi)，使得電刷13能順暢地滑動，隨時與換向器54保持接觸，不致造成大電阻和引起高熱，因此電刷13、電刷座13、和電刷單元1等的使用壽命長。另一方面，電刷13與換向器54的徑向?qū)R，使馬達的運轉效率佳。再者，本實用新型的槽道261與副導線15焊接于殼體21處的距離長，不會阻礙電刷13的滑動，對電刷13的使用壽命也有幫助。
惟以上所述者，僅為本實用新型的較佳實施例而已，當不能以此限定本實用新型實施的范圍，即大凡依本實用新型權利要求及創(chuàng)作說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權利要求1.一種具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達，包含一定子單元、一轉子單元、一絕緣板、復數(shù)電刷、復數(shù)彈性構件、及復數(shù)電刷座，該定子單元具有復數(shù)對永久磁鐵；該轉子單元包括復數(shù)線圈組和連接該等線圈組末端的一換向器，該等線圈組與該等永久磁鐵相對應，而該換向器具有相間隔的復數(shù)導電片；該絕緣板可樞轉地套設于該換向器外圍；該復數(shù)電刷座更包括一底板和一中空殼體，其特征在于該底板置設于該絕緣板上；該中空殼體具有相鄰的一第一側和一第二側，第一側具有向外突伸的復數(shù)片體，該等片體分別穿固于該絕緣板，而將該殼體和該底板固定于該絕緣板，同時借由該底板和該殼體界定出該殼體所具的一容室，該殼體于該第二側另具有與該容室相連通的一開口，供組裝容置該彈性構件和該電刷。
2.如權利要求1所述具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達，其特征在于該底板由鄰近該絕緣板的該殼體其中一側一體延伸而成，用以封閉該殼體平行該絕緣板的一側。
3.如權利要求第1所述具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達，其特征在于該底板與該殼體分離制造后再組裝。
4.如權利要求1或2或3所述具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達，其特征在于該第一側具有兩凸緣，該等片體位于該等凸緣的外緣。
5.如權利要求1或2或3所述具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達，其特征在于該殼體與該底板未鄰接的一側具有一槽道，供該馬達所具的導線穿伸滑動。
6.如權利要求5所述具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達，其特征在于該開口相對的該殼體的一側，較該底板寬，以供焊接該導線。
專利摘要本實用新型具抗熱變形電刷座的多極多槽大功率有刷馬達，其電刷單元包括一絕緣板、復數(shù)電刷座、復數(shù)彈性構件、復數(shù)電刷、……。該電刷座具有一殼體和一底板。該殼體由各側壁界定出一容室，第一側壁具有復數(shù)固定片，用于穿過一絕緣板的對應復數(shù)通孔將殼體連同底板固定于絕緣板。與第一側壁相對的第三側壁具有一槽道供一副導線穿過；第一、三側壁的一端形成連通于容室和槽道的一開口，供組裝一彈性構件和一電刷。
文檔編號H01R13/46GK2606476SQ03200350
公開日2004年3月10日 申請日期2003年1月7日 優(yōu)先權日2003年1月7日
發(fā)明者魏益堂 申請人:伯佳能源科技股份有限公司, 魏益堂