專(zhuān)利名稱(chēng):電刷裝置的制作方法
本發(fā)明涉及用于一個(gè)電動(dòng)機(jī)的電刷裝置，該電動(dòng)機(jī)是由支承勵(lì)磁部分的一個(gè)電動(dòng)機(jī)殼體和上面裝有電刷裝置的一個(gè)殼蓋相接合而構(gòu)成的，其中通過(guò)把支承電刷的電刷臂做等充分地剛硬從而防止電刷位置的變化，并且供給碳刷的電力不通過(guò)支承電刷臂的電刷臂導(dǎo)座，而通過(guò)獨(dú)立設(shè)置的導(dǎo)電元件，以便保證對(duì)碳刷可靠的電力供給。
圖8表示本發(fā)明設(shè)想的基本結(jié)構(gòu)。該圖顯示在電動(dòng)機(jī)軸向中電動(dòng)機(jī)的電刷裝置部分的情況。標(biāo)號(hào)分別表示1.換向器;2.與換向器1接觸的碳刷;3.電刷臂;4.作為電刷臂3一部分的電刷臂導(dǎo)圈;5.電刷臂導(dǎo)座;6.電刷臂3的壓簧;7.彈簧固定座;9.殼蓋;10.軸承。
電刷臂3由彈簧6壓著，因此碳刷2加壓與換向器1接觸，并且電刷臂導(dǎo)圈4可靠地與電刷臂導(dǎo)座5接合。電刷臂導(dǎo)座5和彈簧固定座7是固定在一起的，接向一個(gè)接線(xiàn)柱。因此，給電刷臂3供給電力的通路可以有兩個(gè)一個(gè)通過(guò)彈簧6，而另一個(gè)通過(guò)電刷臂導(dǎo)座5和電刷臂導(dǎo)圈4。該電刷臂導(dǎo)座5是圓柱狀的，而電刷臂導(dǎo)圈4具有一個(gè)實(shí)際上半圓形的橫截面，以便與電刷臂導(dǎo)座5接合。
上述的普通結(jié)構(gòu)對(duì)于大功率電動(dòng)機(jī)具有下列問(wèn)題。
圓柱形的電刷臂導(dǎo)座5與半圓形橫截面的電刷臂導(dǎo)圈4互相接合，并由彈簧6加壓牢固地接合。該電刷臂導(dǎo)座5作為供電部分，并且電刷臂導(dǎo)圈4與電刷臂導(dǎo)座5加壓接觸的地方起著一種電接觸的作用。如果由于臟物或其它異物的進(jìn)入，使得電接觸隔斷，那么就會(huì)產(chǎn)生電火花，引起接觸地方的侵蝕。這最終會(huì)引起震顫，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)性能降低。
如果電刷臂導(dǎo)座5與電刷臂導(dǎo)圈4緊貼地接合，那至少在理論上可沒(méi)有問(wèn)題。而在實(shí)際上，電刷臂導(dǎo)座5與電刷臂導(dǎo)圈4之間的不良接合是不可避免的，如圖8所示。圖9(A)和9(B)是有助于說(shuō)明不良接合情況的示意圖，為了清楚起見(jiàn)，圖中對(duì)實(shí)際情況稍稍夸張了些。d表示電刷臂導(dǎo)座5和電刷臂導(dǎo)圈4之間的最大間隙。圖9(A)表示電刷臂3運(yùn)動(dòng)至其下極限位置，而圖9(B)則表示電刷臂運(yùn)動(dòng)至其上極限位置。
在這些接合狀態(tài)下，可能會(huì)出現(xiàn)下列問(wèn)題(1)有害的在換向器表面上碳刷的位置的變化假定如圖8所示的換向器1逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)閾Q向器1在轉(zhuǎn)動(dòng)著，由于所產(chǎn)生的摩擦力作用，右邊的碳刷2上施加有一個(gè)向上的拉力，而左邊的碳刷2上有一個(gè)向下的拉力。還因?yàn)閾Q向器1持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)著，兩碳刷2往往相當(dāng)不規(guī)則地趨于恢復(fù)其各自的原來(lái)位置。根據(jù)這一現(xiàn)象，電刷臂3往往會(huì)不規(guī)則地交替出現(xiàn)如圖9(A)和9(B)所示的狀況。這樣，碳刷2以所謂鋸齒運(yùn)動(dòng)改變其在換向器1表面上的位置，結(jié)果產(chǎn)生電火花，對(duì)想得到大功率的電動(dòng)機(jī)，造成很大的困難。
(2)由于電刷臂導(dǎo)座和電刷臂導(dǎo)圈之間的不良接觸而引起電動(dòng)機(jī)不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
如上面(1)所述，電刷臂3不規(guī)則地交替出現(xiàn)如圖9(A)和9(B)所示的狀況，以致電刷臂導(dǎo)座5與電刷臂導(dǎo)圈4之間的接觸點(diǎn)也不規(guī)則地變動(dòng)。在通過(guò)電刷臂導(dǎo)座5和電刷臂導(dǎo)圈4的供電線(xiàn)路中，由于電刷臂導(dǎo)座5和電刷臂導(dǎo)圈4之間的位置關(guān)系有害地變動(dòng)，兩者之間的電接觸不斷變動(dòng)并逐漸惡化。這也會(huì)引起電動(dòng)機(jī)性能的降低。
本發(fā)明預(yù)計(jì)克服上述問(wèn)題。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是，提供用于電動(dòng)機(jī)的電刷裝置，該電動(dòng)機(jī)是由支承勵(lì)磁部分的一個(gè)電動(dòng)機(jī)殼體和上面裝有電刷裝置的一個(gè)殼蓋相對(duì)接合而構(gòu)成的;該電刷裝置包括設(shè)置在殼蓋上的電刷臂導(dǎo)座，用以與換向器發(fā)生滑動(dòng)接觸的碳刷，一端支承碳刷而另一端由電刷臂導(dǎo)座可轉(zhuǎn)動(dòng)支承的電刷臂，由電刷臂導(dǎo)座可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承的電刷臂導(dǎo)圈，固定裝在殼蓋上的彈簧固定座以及一端與彈簧固定座接觸而另一端與電刷臂接觸的彈簧;電刷臂的臂做得充分剛硬;在電刷臂導(dǎo)座與電刷臂導(dǎo)圈之間接觸部分的橫截面形狀中，電刷臂導(dǎo)圈具有在電刷臂導(dǎo)圈與電刷臂導(dǎo)座接觸方向延伸的兩條相互相交的切線(xiàn);供給碳刷的電力并不通過(guò)電刷臂導(dǎo)座，而是通過(guò)獨(dú)立設(shè)置的導(dǎo)電元件，以便消除電刷臂導(dǎo)座與電刷臂導(dǎo)圈之間接觸部分的不規(guī)則變化，并保證給碳刷可靠的電力供給。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是，提供在電刷臂導(dǎo)座圓周表面上設(shè)置有環(huán)狀凸筋的電刷裝置。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是，提供在電刷臂導(dǎo)圈上設(shè)置有凸筋的電刷裝置。
本發(fā)明的第四個(gè)目的是，提供導(dǎo)電元件是引出端的電刷裝置。
本發(fā)明的第五個(gè)目的是，提供電刷臂導(dǎo)座是由非導(dǎo)電材料制成的電刷裝置。
圖1是表示本發(fā)明的外形的示意圖。
圖2至圖4是體現(xiàn)本發(fā)明的電刷裝置的放大圖。
圖5至圖7是表示其它實(shí)施例的視圖。
圖8是表示本發(fā)明基本設(shè)想結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖9是有助于說(shuō)明圖8所示的結(jié)構(gòu)中遇到的問(wèn)題的示意圖。
圖1表示本發(fā)明的外形略圖。該圖表示用于一個(gè)電動(dòng)機(jī)的電刷裝置的一部分從電動(dòng)機(jī)的軸向看的情況，而該電動(dòng)機(jī)的型式是由支承勵(lì)磁部分的一個(gè)殼體與上面裝有電刷裝置的一個(gè)殼蓋相結(jié)合而構(gòu)成的。圖中給出的標(biāo)號(hào)各表示1.換向器 2.碳刷3.電刷臂 4.電刷臂導(dǎo)圈
5.電刷臂導(dǎo)座 6.彈簧7.彈簧固定座 8.導(dǎo)電元件9.殼蓋 10.軸承在本發(fā)明中，電刷臂導(dǎo)圈4的橫截面形狀大體形成一個(gè)U形，以便使電刷臂導(dǎo)圈4以?xún)蓚€(gè)接觸點(diǎn)(橫截面可看出)與電刷臂導(dǎo)座5接合。由于這種布置，就可以解決所述有害的換向器表面上碳刷位置變化的問(wèn)題(1)。另外，在本發(fā)明中，電力通過(guò)一個(gè)導(dǎo)電元件8來(lái)供給碳刷2或電刷臂3，如通過(guò)連接于適當(dāng)位置的電刷辮(例如連于電刷臂導(dǎo)圈4處)，來(lái)限制電刷臂導(dǎo)座5的作用，只讓其起支承電刷臂導(dǎo)圈4的作用，而不賦予其供給電力的作用。這樣處理以后，由于由電刷臂導(dǎo)座5和電刷臂導(dǎo)圈4之間臟物或其它異物的進(jìn)入，以及如氧化物等絕緣物質(zhì)的形成所引起的熱和電的因素而造成的侵蝕問(wèn)題，還有上面提到的由于電刷臂導(dǎo)座和電刷臂導(dǎo)圈之間的不良接觸而引起的電動(dòng)機(jī)不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的問(wèn)題(2)都可以得到解決。
圖2表示體現(xiàn)本發(fā)明的電刷裝置的放大圖。電刷臂導(dǎo)圈4的橫截面大體上呈U形，其上下兩邊在開(kāi)口處稍稍張開(kāi)，而不是平行的。由于這種布置，由彈簧6的彈力而使電刷臂導(dǎo)圈4向著電刷臂導(dǎo)座5的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)處于接合并固定位置時(shí)，電刷臂導(dǎo)圈4的上下邊與電刷臂導(dǎo)座5各以一個(gè)點(diǎn)(PO，P′O)接觸。這樣，兩點(diǎn)接觸絕對(duì)有效。由于兩點(diǎn)接觸使電刷臂導(dǎo)圈4與電刷臂導(dǎo)座5相接合，可實(shí)現(xiàn)特別穩(wěn)定的接合，而無(wú)震顫之虞。這就消除了有害的換向器表面上碳刷2的位置變化。
圖3表示由于碳刷2的磨損，電刷臂3偏到一邊的情況(如圖1中虛線(xiàn)所示)。即使電刷臂3偏向一邊時(shí)，仍由兩接觸保持穩(wěn)定的接合，但是觸點(diǎn)卻移至點(diǎn)P1和P′l。
由于電力是通過(guò)導(dǎo)電元件8，如連接于碳刷2或電刷臂3的電刷辮供給的，因此電刷臂導(dǎo)圈4與電刷臂導(dǎo)座5之間的接觸狀態(tài)不影響電力供給。也就是，由于導(dǎo)電元件8與碳刷2或電刷臂3連接，形成良好穩(wěn)定的電連接，使可靠的電力供給得以保證，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
(1)電刷臂導(dǎo)座5的結(jié)構(gòu)電刷臂導(dǎo)座5的形狀不限于如實(shí)施例所示的圓柱形，還可以是與具有大體U形橫截面的電刷臂導(dǎo)圈4一起構(gòu)成兩點(diǎn)接觸的任何形狀。(圓柱形電刷臂導(dǎo)座5，從橫截面看時(shí)，顯然構(gòu)成兩點(diǎn)接觸，事實(shí)上與電刷臂導(dǎo)圈4的接觸是線(xiàn)接觸形式。)電刷臂導(dǎo)座5的形狀可以是在其圓周表面具有適當(dāng)數(shù)量的環(huán)狀凸筋5a的圓柱形，使得電刷臂導(dǎo)座5就以此凸筋與電刷臂導(dǎo)圈4接觸。圖5和圖6就表示這樣的一種實(shí)施例。圖5是具有環(huán)狀凸筋5a的電刷臂導(dǎo)座5之間接觸部分的詳圖，而圖6則是其主要部分的放大圖。圖6(A)和6(B)取自圖5中A-A和B-B剖線(xiàn)的橫截面放大圖。通過(guò)這種安排，使環(huán)狀凸筋5a與電刷臂導(dǎo)圈4之間實(shí)現(xiàn)明顯而靈敏的接觸。在本發(fā)明中，其中電刷臂導(dǎo)座5不作電力供給通路的一部分，而僅用來(lái)剛性地支承電刷臂導(dǎo)圈4不致偏斜，故電刷臂導(dǎo)座5的材料就不限于象金屬這樣的導(dǎo)電材料，還可以是其它非導(dǎo)電材料，例如陶瓷。當(dāng)電刷臂導(dǎo)圈5是以導(dǎo)電材料制成時(shí)，當(dāng)然要采取措施來(lái)防止從電源向電刷臂導(dǎo)圈4供給的電力經(jīng)過(guò)電刷臂導(dǎo)座5。
(2)電刷臂導(dǎo)圈的結(jié)構(gòu)大體U形橫截面的電刷臂導(dǎo)圈4，其上下側(cè)邊是傾斜的，靠近其開(kāi)口處稍稍張開(kāi)，靠近底部處窄一些，這樣的形式，能使其起良好的作用。因此，其上下側(cè)邊就不限于斜直線(xiàn)的形狀，還可以是傾斜的而同時(shí)稍微有些圓弧的向下凹或向上凸。
在上文中，已經(jīng)敘述過(guò)具有環(huán)狀凸筋5a的電刷臂導(dǎo)座5。而代替這種結(jié)構(gòu)，可以在電刷臂導(dǎo)圈4的上側(cè)邊或下側(cè)邊或者上下側(cè)邊的內(nèi)表面上，從其U形橫截面的底部向開(kāi)口處，設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的凸筋4b。圖7就表示兩側(cè)邊上都具有凸筋4b的電刷臂導(dǎo)圈4。
(3)彈簧的安裝位置如圖4所示，彈簧可以安裝在如圖2所示彈簧的相反的一邊。彈簧可以是任何型式的，包括螺旋彈簧。
如上所述，本發(fā)明使可以實(shí)現(xiàn)電刷臂3與電刷臂導(dǎo)座5的穩(wěn)定接合，消除有害的換向器表面上碳刷2的位置變化。這導(dǎo)致消除往往由于這種位置變化而引起的電火花。這樣，就可以克服為實(shí)現(xiàn)大功率電動(dòng)機(jī)的一個(gè)障礙。由于電力是通過(guò)導(dǎo)電元件8供給電刷臂3的，而與電刷臂導(dǎo)圈4和電刷臂導(dǎo)座5之間的接觸情況無(wú)關(guān)，所以給電刷臂3的電力供給是穩(wěn)定的。其結(jié)果，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)也是穩(wěn)定的。不用說(shuō)，彈簧6也能起導(dǎo)電元件8的作用。另外，電刷臂導(dǎo)座5，它與電力供給無(wú)關(guān)而只起支承電刷臂導(dǎo)圈4不致使其偏斜的作用，故可以由非導(dǎo)電材料制成，只要該材料對(duì)于支撐件而言具有足夠的剛度。
權(quán)利要求
1.用于一個(gè)具有支承勵(lì)磁部分的一個(gè)電動(dòng)機(jī)殼體和構(gòu)成的一個(gè)殼蓋以便與該電動(dòng)機(jī)殼體的一個(gè)開(kāi)口端相接合的電動(dòng)機(jī)的電刷裝置；用以與換向器產(chǎn)生滑動(dòng)接觸的電刷裝置是裝在上述殼蓋上的；該電刷裝置的碳刷的配置使在上述電動(dòng)機(jī)殼體與上述殼蓋接合的情況下與上述換向器產(chǎn)生滑動(dòng)接觸；其特征在于該電刷裝置包括設(shè)置在上述殼蓋上的電刷臂導(dǎo)座，用以與上述換向器發(fā)生滑動(dòng)接觸的碳刷，一端具有上述碳刷而另一端由上述電刷臂導(dǎo)座可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承的電刷臂，由上述電刷臂的上述電刷臂導(dǎo)座可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承的電刷臂導(dǎo)圈，固定地裝在上述殼蓋上的彈簧固定座，以及一端與上述彈簧固定座接觸而另一端與上述電刷臂接觸的彈簧；上述電刷臂的臂做得充分剛硬；在上述電刷臂導(dǎo)圈與上述電刷臂導(dǎo)座發(fā)生接觸部分的橫截面形狀中，上述電刷臂導(dǎo)圈具有兩條相交的切線(xiàn)，因此供給上述碳刷的電力能不通過(guò)上述電刷臂導(dǎo)座，而通過(guò)獨(dú)立設(shè)置的導(dǎo)電元件。
2.如權(quán)利要求
1所述的電刷裝置，其特征在于上述電刷臂導(dǎo)座圓周表面上設(shè)置若干環(huán)狀凸筋。
3.如權(quán)利要求
1所述的電刷裝置，其特征在于上述電刷臂導(dǎo)圈上設(shè)置有若干凸筋。
4.如權(quán)利要求
1所述的電刷裝置，其特征在于上述導(dǎo)電元件是引出端。
5.如權(quán)利要求
1所述的電刷裝置，其特征在于上述電刷臂導(dǎo)座是由非導(dǎo)電材料制成的。
專(zhuān)利摘要
電動(dòng)機(jī)的電刷裝置，包括設(shè)置在殼蓋上的電刷臂導(dǎo)座，用于和換向器產(chǎn)生滑動(dòng)接觸的碳刷，一端具有碳刷、另一端由電刷臂導(dǎo)座可旋轉(zhuǎn)地支承的電刷臂，由電刷臂導(dǎo)座可旋轉(zhuǎn)地支承的電刷臂導(dǎo)圈，固定裝在殼蓋上的彈簧固定座和一端與彈簧固定座接觸而另一端和電刷臂接觸的彈簧，電刷臂的臂做得充分剛硬；在電刷臂導(dǎo)圈和電刷臂導(dǎo)座接觸部分的橫截面形狀中，電刷臂導(dǎo)圈各具有二條相交的切線(xiàn)，因此，供給碳刷的電力不是通過(guò)電刷臂導(dǎo)座，而是通過(guò)獨(dú)立設(shè)置的導(dǎo)電元件。
文檔編號(hào)H01R39/00GK87105453SQ87105453
公開(kāi)日1988年2月24日 申請(qǐng)日期1987年8月3日
發(fā)明者馬淵隆一 申請(qǐng)人:馬淵馬達(dá)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan