專利名稱：集成式電刷支架保持系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及電機(jī)，特別是用于電機(jī)的電刷支架系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
用在電動(dòng)手工工具以及其它設(shè)備中的電機(jī)通常使用電刷來實(shí)現(xiàn)與電機(jī)整流子的電連接。如電機(jī)領(lǐng)域所公知，用于電機(jī)的電刷是昂貴的部件，并且需要在使用電刷的電機(jī)的使用壽命內(nèi)定期更換電刷。用于電動(dòng)手工工具例如電鉆、電鋸等的電機(jī)需要一個(gè)保持系統(tǒng)來保持用于電機(jī)的電刷。由于電機(jī)電刷的使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于使用它們的工具，因此經(jīng)常要定期更換磨損了的電刷，這對于使用者來說要比更換整個(gè)工具成本低。
雖然電機(jī)和它們的電刷支架系統(tǒng)有很多種不同的設(shè)計(jì)，但過去的系統(tǒng)中共同的一點(diǎn)是，電刷由組裝在電機(jī)殼體中的電刷支架承載，電刷支架通過橡膠墊、螺釘、端蓋等而被緊固。雖然一些設(shè)計(jì)相對于另一些設(shè)計(jì)而言是更加使用者友好型的，即電刷可以被更容易地更換，但許多現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造并不便于和適合定期維護(hù)，即更換電機(jī)操作所必需的電機(jī)電刷。
現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)中通常使用例如安裝在電機(jī)端蓋中的電刷支架，這種類型的設(shè)計(jì)相對于在先設(shè)計(jì)而言的優(yōu)點(diǎn)是容易更換電刷。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有裝于端蓋中的電刷的電動(dòng)手工工具經(jīng)常遇到性能不穩(wěn)定的現(xiàn)象，這是由于這種電動(dòng)手工工具容易以各式各樣的方式掉落或受到?jīng)_擊。由于從某個(gè)沖擊源施加到電刷支架組件或電刷本身上的沖擊力的作用，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致某些故障或性能下降。能夠?qū)㈦娝⒏綦x以便在工具掉落或受到其它負(fù)面作用時(shí)使之不受沖擊的設(shè)計(jì)是理想的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種集成式電刷支架系統(tǒng)，其使得容易在電機(jī)中安裝和更換電刷，而不需要使用螺釘、橡膠墊、端蓋或類似物。電刷還與端蓋隔離，因此被相對隔絕可能施加到端蓋上的任何沖擊。這種隔離可以防止沖擊從端蓋傳輸?shù)诫娝⒅Ъ芎碗娝⒈旧砩稀?br> 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例具有電刷支架，其被構(gòu)造成將電刷容納于其中，其更換容易完成，而不需要使用任何專用工具。通過簡單地將電刷支架插入容槽結(jié)構(gòu)中，并且使電刷支架與容槽結(jié)構(gòu)相互作用以牢固地保持電刷支架，就可以將電刷支架組裝在電機(jī)中。電刷以及電刷支架本身可以容易地拆下，而不需要使用專用工具，這方便了電刷支架或電刷本身的更換。電機(jī)殼體中的結(jié)構(gòu)特征與電刷支架中的結(jié)構(gòu)相互作用，以使得電刷支架在被插入到電機(jī)殼體中時(shí)被精確定位。另外，如需要，可以更換電刷，而不需要拆下相關(guān)的電刷支架。


圖1是與電機(jī)殼體的主要部分與電機(jī)元件和電刷支架的俯視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的具有一對電刷支架的電機(jī)的大致沿其軸線所作的簡化示意性剖視圖；圖3是圖2所示優(yōu)選實(shí)施例的一部分的放大視圖；
圖4是圖3所示電刷支架的側(cè)視圖；圖5是圖3和4所示電刷支架的俯視圖；圖6是圖3所示電刷支架的端視圖；圖7是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的電機(jī)殼體的俯視圖；圖8是該實(shí)施例的電機(jī)殼體的側(cè)視圖；圖9是電機(jī)殼一部分的透視圖，顯示了電機(jī)殼體的電刷支架容槽，其內(nèi)組裝著電刷支架和電刷；圖10電刷支架一部分的透視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的電刷組件；圖11根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的電刷組件一部分的透視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的集成式電刷支架系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例包括電機(jī)殼體，其被構(gòu)造成容納至少一個(gè)、優(yōu)選一對電刷支架，其中每個(gè)電刷支架中包含著一個(gè)電機(jī)電刷。電刷支架優(yōu)選被定位成在電機(jī)整流子的相反兩側(cè)彼此徑向?qū)χ谩?br> 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到各附圖，圖1是總體表示為10的電機(jī)殼體一部分的俯視圖，其中具有總體表示為12的電刷支架，電刷支架12中具有電刷組件。雖然圖1中示出了單一的電刷組件12，但可以理解，第二電刷支架組件可被設(shè)置并位于圖1所示整流子14的相反側(cè)，第二電刷支架在圖2中以16表示。
回到圖1，電機(jī)殼體10具有大致圓柱形外部18，從其開始，四個(gè)結(jié)構(gòu)性框架元件20、22、24和26以一定角度向上延伸到大致平坦的圓形端部28，該端部提供了安置電機(jī)的外部結(jié)構(gòu)。元件24和26包括一對平坦的凸臺(tái)30，每個(gè)凸臺(tái)中具有螺紋孔32，位于電機(jī)殼體10的端板(未示出)中的螺釘(未示出)可以擰入該螺紋孔中，以安裝該端板?？梢岳斫猓娝⒅Ъ?2、16不直接連接著端板，因此在端板本身受到?jīng)_擊時(shí)不會(huì)損壞，這種沖擊會(huì)在裝有該優(yōu)選實(shí)施例的工具掉落或受到其它負(fù)面作用時(shí)會(huì)出現(xiàn)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3、4、5和6，電刷支架12為大致矩形結(jié)構(gòu)，其被構(gòu)造成將大致矩形的電刷34容納在電刷支架的容納端36中。側(cè)壁38從頂部40向下懸垂，其向下延伸的腿42容納在底部結(jié)構(gòu)44。底部結(jié)構(gòu)44優(yōu)選由電絕緣材料例如酚醛塑料(電木)構(gòu)成，并且向下延伸腿42優(yōu)選在底部結(jié)構(gòu)44形成之前安置就位。與底部結(jié)構(gòu)44不同，電刷支架12的平衡部分優(yōu)選由導(dǎo)電性金屬材料構(gòu)成。
電刷支架12還優(yōu)選包括用于促進(jìn)緊密地以配合的方式接合在電刷支架容槽中的特征，電刷支架容槽在中圖9總體表示為46?；氐綀D3-6，電刷支架底部結(jié)構(gòu)44優(yōu)選包括一對側(cè)軌48。優(yōu)選地，在側(cè)軌48之間位于底部結(jié)構(gòu)下面的空間限定出大致矩形的溝槽(未示出)。在底部結(jié)構(gòu)44的朝向電刷支架12的容納端36的那一端，底部結(jié)構(gòu)優(yōu)選包括向下懸垂的端部凸緣52。這樣，通過端部凸緣52在底部結(jié)構(gòu)44的底側(cè)形成臺(tái)肩52a。
頂部40優(yōu)選包括至少一個(gè)鎖片54，其為大致薄矩形結(jié)構(gòu)，被偏折從而從頂部至少略微向上延伸，并且在三個(gè)側(cè)面由大致U形槽56限定邊界。另外，還優(yōu)選在頂部40設(shè)有觸片，其確保持續(xù)操作直至電刷被充分磨損到需要被更換，該觸片也被構(gòu)造成至少略微向上偏折，并且在三個(gè)側(cè)面由大致U形槽60限定邊界。作為一項(xiàng)選擇，觸片58可以提供與電機(jī)或是諸如速度控制裝置等其它電控裝置或其它電終端的完全電連接。
相應(yīng)地，如顯示于圖9，電刷支架容槽46的側(cè)面形成有側(cè)壁62，所述側(cè)壁由電機(jī)殼體10的圓柱形外部18的外周徑向向內(nèi)延伸。電刷支架容槽46的底表面64沿著側(cè)壁62的長度的至少一部分橫跨側(cè)壁62，并且在內(nèi)邊緣由隆起的臺(tái)架66限定，該臺(tái)架中設(shè)有弧形凹槽68。大致圓形孔眼70靠近隆起的臺(tái)架66設(shè)在底表面64中。橋部72設(shè)置在底表面64上方預(yù)定距離處，并且由從側(cè)壁62向上延伸至橋部的側(cè)部74支撐。還優(yōu)選在電刷支架容槽46的內(nèi)部形成后部支承76，該后部支承與電刷支架容槽的底表面64共面但相隔。
這樣，電刷支架12被大致設(shè)置尺寸并構(gòu)造成配合接收電刷34，并且還被設(shè)置尺寸并構(gòu)造成配合容納在設(shè)于殼體10中的電刷支架容槽46中。電刷支架12優(yōu)選以其整流子側(cè)端部77插入電刷支架容槽46中，該整流子側(cè)端部為與容納端36相反的一端，并且作為進(jìn)入電刷支架容槽的先導(dǎo)部分。橋部72的高度被設(shè)置成使得橋部的底側(cè)滑動(dòng)接合頂部40，同時(shí)底部結(jié)構(gòu)44滑動(dòng)接合電刷支架容槽46的底表面64。隨著電刷支架12在電刷支架容槽46中持續(xù)滑動(dòng)，鎖片54向橋部72施加一個(gè)向上的力，因此會(huì)遇到阻力，并且由于橋部是固定的，因此橋部會(huì)將鎖片向下擠壓。另外，當(dāng)端部臺(tái)肩52a抵靠在隆起的臺(tái)架66上時(shí)，進(jìn)一步的移動(dòng)會(huì)被阻止，在此位置橋部72大致抵靠在鎖片54的一端上。后部支承76優(yōu)選在底部結(jié)構(gòu)44的底側(cè)支撐整流子側(cè)端部77。
如顯示于圖10，本發(fā)明中描述的代表性電刷34是細(xì)長形電刷，其矩形橫截面略微小于大致矩形電刷支架12的橫截面。電刷34的插入電刷支架12中的那一端包括圓柱形突起78，其上連接著偏壓元件、優(yōu)選為壓縮彈簧80，并且其向著電刷支架12的容納端36延伸。為了維持壓縮彈簧80接觸電刷34，本發(fā)明可以還包括端件84，其被設(shè)置尺寸并構(gòu)造成接合電刷支架12的容納端36(最佳顯示于圖4)。
具體而言，端件84優(yōu)選為矩形板，其具有向下懸垂的凸緣86，該凸緣被構(gòu)造成以配合的方式接合底部結(jié)構(gòu)44上的相應(yīng)構(gòu)造部分。另外，端件84優(yōu)選包括側(cè)鎖片88，所述側(cè)鎖片沿著電刷支架12的側(cè)壁36的至少一部分在大致垂直于端件84所在平面的方向上延伸。每個(gè)側(cè)鎖片88優(yōu)選包括鎖定突起90，其向內(nèi)朝向電刷支架12的側(cè)壁36定向。在設(shè)有鎖定突起90的地方，側(cè)壁36包括相應(yīng)的鎖定孔眼92。這樣，當(dāng)端件84連接到電刷支架12的接觸端82時(shí)，向下懸垂的凸緣86與底部結(jié)構(gòu)44接合，而每個(gè)側(cè)鎖片88上的鎖定突起90鎖定接合設(shè)在電刷支架的相應(yīng)側(cè)壁36上的相應(yīng)鎖定孔眼92。
當(dāng)電刷34因此而連接著電刷支架12時(shí)，圓柱形突起78以配合的方式接合壓縮彈簧80的一端，壓縮彈簧的另一端抵靠著電刷支架的端件84f。這樣，由于端件84因鎖定接合至電刷支架12而保持靜止，因此壓縮彈簧80沿著電刷支架的整流子側(cè)端部77的方向推壓電刷34。通過這種方式，電刷34被推壓接觸整流子14。另外，隨著電刷34磨損，壓縮彈簧80將擴(kuò)張，從而沿著整流子14的方向持續(xù)推壓電刷，以確保持續(xù)操作，直至電刷被充分磨損而需要被更換。
優(yōu)選的銅編織線94連接著電刷34以及端件84，優(yōu)選的絕緣線96延伸至連接器98，以將電刷電氣地且物理地連接至電機(jī)。導(dǎo)電片100以一個(gè)朝向電刷支架12的整流子側(cè)端部77(最佳顯示于圖4)的角度從端件84的頂端向上延伸。類似于觸片58，導(dǎo)電片100可以選擇性地設(shè)置成維持與電機(jī)或是諸如速度控制裝置等其它電控裝置或其它電終端電連接。盡管觸片58和導(dǎo)電片100中的任何一個(gè)可以單獨(dú)提供，但在優(yōu)選實(shí)施例中優(yōu)選設(shè)有二者，以提供至少兩個(gè)電連接部。
本發(fā)明的特別有益之處在于，電刷支架12可以快速且容易地從殼體10拆下，并且設(shè)在電刷支架中的電刷34可以隨后被快速且容易地拆下和更換。為了將電刷支架12由電刷支架容槽46脫開，操作者可以用螺絲刀或其它工具按壓鎖片54，同時(shí)將電刷支架由電刷支架容槽向外拉。在鎖片54被按下的情況下，電刷支架12可以滑動(dòng)脫離電刷支架容槽46。
為了將電刷34從電刷支架12拆下，通過簡單地將螺絲刀(或其它工具)插入側(cè)壁38和端件的側(cè)鎖片88之間，端件84即可以脫離電刷支架12。這樣，端件84和電刷支架12可以容易地彼此分離，以使得電刷容易被更換。在所示出的優(yōu)選實(shí)施例中，端件84包括導(dǎo)電片100，其內(nèi)可以連接絕緣線96，優(yōu)選通過焊接連接，當(dāng)然也可以通過壓接等方式連接。類似地，絕緣線96可以被壓接或焊接在端件84上。電刷的構(gòu)造采用傳統(tǒng)方式，并且為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知。
雖然這里顯示和描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但可以理解，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以構(gòu)想出其它修改、替代和更換。這些修改、替代和更換可以在權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)被做出。
本發(fā)明的各種特征在權(quán)利要求中提出。
權(quán)利要求
1.一種用于電機(jī)的電刷支架系統(tǒng)(10)，所述電機(jī)具有支撐于第一電機(jī)殼體部分中的旋轉(zhuǎn)整流子，所述組件包括第二電機(jī)殼體部分(72，74)，其被構(gòu)造成配合連接在第一電機(jī)殼體部分上，并且其內(nèi)具有至少一個(gè)電刷保持容槽(46)，所述容槽由所述第二電機(jī)殼體部分上的一個(gè)結(jié)構(gòu)部分形成，該結(jié)構(gòu)部分在一側(cè)限定出支撐表面、在相反側(cè)限定出橋部；細(xì)長的電刷(34)，其具有第一和第二端部，其中所述第一端部被構(gòu)造成連接著偏壓元件，所述第二端部被構(gòu)造成接觸電機(jī)整流子；至少一個(gè)可拆下的電刷支架(12)，其具有第一開放端和第二開放端，所述第一開放端被構(gòu)造成在其內(nèi)容納所述電刷，并且所述第一開放端裝配到所述容槽中，所述第二開放端使得所述電刷從其向外延伸以接觸電機(jī)整流子；偏壓元件(80)，其連接著所述電刷；端蓋(84)，其連接著第一開放端，并且被構(gòu)造成抵靠所述偏壓元件以將電刷向著電機(jī)整流子推壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電刷支架系統(tǒng)，還包括兩個(gè)可拆下的電刷支架，每個(gè)所述可拆下的電刷支架被構(gòu)造成在其內(nèi)容納電刷。
3.如權(quán)利要求1所述的電刷支架系統(tǒng)，其特征在于，所述電刷的所述第一端部被構(gòu)造成圓柱形。
4.如權(quán)利要求1所述的電刷支架系統(tǒng)，其特征在于，所述第二殼體部分包括電絕緣材料。
5.如權(quán)利要求1所述的電刷支架系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)電刷支架還包括絕緣基部。
6.如權(quán)利要求5所述的電刷支架系統(tǒng)，其特征在于，所述絕緣基部包括一對臺(tái)肩，用于限制電刷支架在插入過程中的運(yùn)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1所述的電刷支架系統(tǒng)，其特征在于，所述偏壓元件包括夾在所述端蓋和所述第一端部之間的壓縮彈簧，用于將所述電刷向整流子推壓。
8.如權(quán)利要求3所述的電刷支架系統(tǒng)，其特征在于，所述偏壓元件連接著所述圓柱形第一端部。
9.如權(quán)利要求1所述的電刷支架系統(tǒng)，其特征在于，所述電刷支架還包括從其頂表面向上偏折的鎖片，用于與所述第二電機(jī)殼體部分的所述橋部接合。
10.如權(quán)利要求1所述的電刷支架系統(tǒng)，其特征在于，所述電刷支架還包括第一和第二鎖片。
11.如權(quán)利要求10所述的電刷支架系統(tǒng)，其特征在于，所述第一鎖片向上延伸以接合所述橋部，所述第二鎖片向上延伸以與電機(jī)電接合。
12.一種用于電機(jī)的可拆下的電刷組件，所述電機(jī)具有大致圓柱形電機(jī)整流子以及電機(jī)殼體，所述電機(jī)殼體具有這樣的結(jié)構(gòu)，即限定出至少一個(gè)電刷組件保持容槽和跨越所述容槽的橋部，所述電刷組件包括細(xì)長的電刷，其具有第一和第二端部，其中所述第一端部被構(gòu)造成連接著偏壓元件，所述第二端部被構(gòu)造成接觸電機(jī)整流子；可拆下的電刷支架，其具有第一開放端和第二開放端，所述第一開放端被構(gòu)造成在其內(nèi)容納所述電刷，并且所述第一開放端裝配到所述容槽中，所述第二開放端使得所述電刷接觸電機(jī)整流子；偏壓元件，其連接著所述電刷；端蓋，其連接著第一開放端，并且被構(gòu)造成抵靠所述偏壓元件以將電刷向著電機(jī)整流子推壓。
13.如權(quán)利要求12所述的可拆下的電刷組件，其特征在于，所述電刷的所述第一端部被構(gòu)造成包括圓柱形部分。
14.如權(quán)利要求12所述的可拆下的電刷組件，其特征在于，所述電刷支架還包括絕緣基部。
15.如權(quán)利要求12所述的可拆下的電刷組件，其特征在于，限定出電刷組件保持容槽和所述橋部的結(jié)構(gòu)包括電絕緣材料。
全文摘要
公開了一種用于電機(jī)的電刷支架系統(tǒng)，所述電機(jī)具有支撐于第一電機(jī)殼體部分中的旋轉(zhuǎn)整流子，所述組件包括第二電機(jī)殼體部分，其被構(gòu)造成以配合連接第一電機(jī)殼體部分，并且其內(nèi)具有至少一個(gè)電刷保持容槽。所述容槽由第二電機(jī)殼體部分上的一個(gè)結(jié)構(gòu)部分形成，該結(jié)構(gòu)部分在其一側(cè)限定出支撐表面、在相反側(cè)限定出橋部。所述組件還包括細(xì)長的電刷，其具有第一和第二端部，其中第一端部被構(gòu)造成連接著偏壓元件，第二端部被構(gòu)造成接觸電機(jī)整流子；以及至少一個(gè)可拆下的電刷支架，其具有第一開放端和第二開放端，第一開放端被構(gòu)造成在其內(nèi)容納電刷，并且第一開放端裝配到容槽中，第二開放端使得電刷從其向外延伸以接觸電機(jī)整流子。
文檔編號(hào)H01R39/38GK1910804SQ200580002457
公開日2007年2月7日 申請日期2005年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月16日
發(fā)明者拉爾夫·博奇卡, 約瑟夫·Z·瓦斯考 申請人:羅伯特·博世有限公司