本實(shí)用新型涉及發(fā)電機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種碳刷和集電環(huán)的配合結(jié)構(gòu)及發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

發(fā)電機(jī)是車輛的關(guān)鍵部件，發(fā)電機(jī)的作用主要是給蓄電池充電、給全車用電設(shè)備供電，同時(shí)也可起到報(bào)警作用，如果發(fā)電機(jī)發(fā)生故障將直接導(dǎo)致車輛無(wú)法啟動(dòng)，整車無(wú)法行駛。碳刷裝置是交流發(fā)電機(jī)上的重要部件，碳刷接合于轉(zhuǎn)子軸上的集電環(huán)，起到連通電路的作用。

現(xiàn)有的碳刷的接觸端面形成為與集電環(huán)的弧形外周面吻合的弧形，從而碳刷的接觸端面與集電環(huán)的外周面緊密貼合，然而，當(dāng)集電環(huán)調(diào)整旋轉(zhuǎn)時(shí)，集電環(huán)對(duì)碳刷產(chǎn)生與碳刷的弧形端面相切的摩擦力，在弧形端面上形成的摩擦力的方向相當(dāng)復(fù)雜，碳刷在摩擦力的作用下很容易頻繁地離開(kāi)集電環(huán)，隨后被碳刷支架再次壓緊到集電環(huán)表面，從而造成碳刷振動(dòng)產(chǎn)生異響。另外，當(dāng)碳刷的弧形表面產(chǎn)生部分磨損后，摩擦力的作用方向更為復(fù)雜，碳刷更容易發(fā)生振動(dòng)異響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提出一種碳刷和集電環(huán)的配合結(jié)構(gòu)，以避免或緩解碳刷的振動(dòng)異響問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種碳刷和集電環(huán)的配合結(jié)構(gòu)，其中，所述配合結(jié)構(gòu)包括集電環(huán)和碳刷，所述碳刷接觸于所述集電環(huán)的端面形成為斜切面，所述斜切面能夠與所述集電環(huán)的外周面沿所述外周面的母線形成線接觸，所述集電環(huán)沿旋轉(zhuǎn)方向依次經(jīng)過(guò)所述斜切面的第一側(cè)和第二側(cè)，并且所述第二側(cè)比所述第一側(cè)的延伸長(zhǎng)度更長(zhǎng)。

進(jìn)一步的，所述斜切面的表面粗糙度為Ra 0.8-1.6。

進(jìn)一步的，所述碳刷沿所述長(zhǎng)度方向延伸的中心線相交于所述集電環(huán)的中心軸線。

進(jìn)一步的，所述配合結(jié)構(gòu)包括具有開(kāi)放端和封閉端的套筒狀刷握，所述碳刷部分地容納于所述刷握的筒腔中，所述碳刷接觸于所述集電環(huán)的一端從所述開(kāi)放端伸出到所述刷握的外部。

進(jìn)一步的，所述刷握封閉端的底壁上形成有過(guò)孔，連接于所述碳刷的導(dǎo)線經(jīng)由所述過(guò)孔引出。

進(jìn)一步的，所述刷握的筒腔中設(shè)有彈性偏壓件，所述彈性偏壓件的兩端分別偏壓于所述刷握的底壁和所述碳刷。

進(jìn)一步的，所述碳刷和所述刷握間隙配合。

進(jìn)一步的，所述配合結(jié)構(gòu)還包括保護(hù)蓋，所述保護(hù)蓋扣設(shè)在所述刷握的底壁上的所述過(guò)孔處。

進(jìn)一步的，所述保護(hù)蓋形成為碗形結(jié)構(gòu)，該碗形結(jié)構(gòu)的底壁與所述刷握的底壁之間形成間隙。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述的碳刷和集電環(huán)的配合結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)勢(shì)：

本實(shí)用新型所述的碳刷和集電環(huán)的配合結(jié)構(gòu)采用了具有斜切面的碳刷，并且碳刷斜切面與集電環(huán)采用偏心的接合方式形成線接線，集電環(huán)對(duì)碳刷的作用力平行于斜切面表面，可以避免碳刷在集電環(huán)表面振動(dòng)而發(fā)生異響。

本實(shí)用新型的另一目的在于提出一種發(fā)電機(jī)，以避免或緩解碳刷的振動(dòng)異響問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種發(fā)電機(jī)，其中，所述發(fā)電機(jī)設(shè)置有以上方案所述的碳刷和集電環(huán)的配合結(jié)構(gòu)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上套設(shè)有所述集電環(huán)，所述碳刷連接于供電裝置并向所述集電環(huán)提供電流。

所述發(fā)電機(jī)與上述碳刷和集電環(huán)的配合結(jié)構(gòu)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)相同，在此不再贅述。

本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施方式所述的碳刷和集電環(huán)的受力分析圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施方式所述的碳刷和集電環(huán)的配合結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施方式所述的碳刷和集電環(huán)的配合結(jié)構(gòu)的部分剖視圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-集電環(huán)，2-碳刷，3-刷握，4-導(dǎo)線，5-彈性偏壓件，6-保護(hù)蓋，7-碳刷架。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施方式及實(shí)施方式中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施方式來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型提供了一種碳刷和集電環(huán)的配合結(jié)構(gòu)，其中，所述配合結(jié)構(gòu)包括集電環(huán)1和碳刷2，所述碳刷2接觸于所述集電環(huán)1的端面形成為斜切面，所述斜切面能夠與所述集電環(huán)1的外周面沿所述外周面的母線形成線接觸，所述集電環(huán)1沿旋轉(zhuǎn)方向依次經(jīng)過(guò)所述斜切面的第一側(cè)和第二側(cè)，并且所述第二側(cè)比所述第一側(cè)的延伸長(zhǎng)度更長(zhǎng)。

如圖1所示，碳刷2的左側(cè)為所述第一側(cè)，而右側(cè)為所述第二側(cè)，右側(cè)相比于左側(cè)的長(zhǎng)度更長(zhǎng)而形成為所述斜切面形狀，并且圖1中的集電環(huán)1的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，相比于碳刷2來(lái)說(shuō)，從所述第一側(cè)向所述第二側(cè)旋轉(zhuǎn)。碳刷2可以是截面為四棱柱形狀，所述斜切面為碳刷2沿長(zhǎng)度方向一端的端面。所述斜切面與集電環(huán)1的外周面形成線接觸，在圖1所示的受力分析圖中，集電環(huán)對(duì)碳刷2的摩擦力F分解為兩個(gè)分力F1和F2，其中，F(xiàn)1沿碳刷2的長(zhǎng)度方向延伸，并不會(huì)推動(dòng)碳刷2遠(yuǎn)離集電環(huán)1，而垂直于F1的延伸方向的F2將使得碳刷2產(chǎn)生從第一側(cè)向第二側(cè)的微量偏移，但在此情況下旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的集電環(huán)1并不會(huì)迫使碳刷2遠(yuǎn)離，所述斜切面仍能與集電環(huán)1的外周面形成穩(wěn)定的線接觸，避免或緩解集電環(huán)1與碳刷2的接觸振動(dòng)，避免或緩解碳刷產(chǎn)生振動(dòng)異響。

優(yōu)選地，所述斜切面的表面粗糙度為Ra 0.8-1.6。碳刷2的所述斜切面形成為光滑的平面，可以進(jìn)一步地降低集電環(huán)1的外周面與碳刷2的所述斜切面之間的摩擦系數(shù)，降低集電環(huán)1旋轉(zhuǎn)時(shí)二者之間產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦力，降低集電環(huán)1對(duì)碳刷2的力的作用以降低碳刷2振動(dòng)的強(qiáng)度。

具體地，所述碳刷2沿所述長(zhǎng)度方向延伸的中心線相交于所述集電環(huán)1的中心軸線。也就是說(shuō)，雖然所述斜切面相對(duì)于集電環(huán)1和碳刷2為傾斜的形式，但碳刷2仍然朝向集電環(huán)1的中心，如下所述，將碳刷2向前推動(dòng)的彈性偏壓力(或其他形式的支撐力)也大致地朝向集電環(huán)1的中心，推動(dòng)碳刷2的彈性偏壓力向集電環(huán)1的兩側(cè)偏移，避免所述彈性偏壓力迫使碳刷2橫向偏移。

關(guān)于所述斜切面的傾斜角度，該斜切面與所述第一側(cè)的夾角為105-120度，該斜切面與所述第二側(cè)側(cè)面的夾角為60-75度。

此外，所述配合結(jié)構(gòu)包括具有開(kāi)放端和封閉端的套筒狀的刷握3，所述碳刷2部分地容納于所述刷握3的筒腔中，所述碳刷2接觸于所述集電環(huán)1的一端從所述開(kāi)放端伸出到所述刷握3的外部。套筒狀的刷握3用于為碳刷2提供穩(wěn)定地支撐，并且刷握3由絕緣材料制成，避免流經(jīng)碳刷2的電流在刷握3中流失甚至造成漏電危險(xiǎn)。限制在刷握3中的碳刷2僅具有沿長(zhǎng)度方向的自由度，根據(jù)圖1中對(duì)摩擦力F的分解，在碳刷2方向上的分力由碳刷2指向集電環(huán)1，因此可以避免碳刷2被動(dòng)地遠(yuǎn)離集電環(huán)1而產(chǎn)生振動(dòng)。如圖2和圖3所示，刷握3可安裝于碳刷架7，碳刷架7中可安裝電子元件，以配合碳刷2形成電路連接。

具體地，所述刷握3封閉端的底壁上形成有過(guò)孔，連接于所述碳刷2的導(dǎo)線4經(jīng)由所述過(guò)孔引出。刷握3的開(kāi)放端打開(kāi)允許碳刷2插入，封閉端形成底壁，導(dǎo)線4在所述過(guò)孔中引出并可以進(jìn)一步連接到對(duì)應(yīng)的電路元件，例如碳刷架7中的電子元件等。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述刷握3的筒腔中設(shè)有彈性偏壓件5，所述彈性偏壓件5的兩端分別偏壓于所述刷握3的底壁和所述碳刷2。彈性偏壓件5可以為彈簧可彈性橡膠等，通過(guò)彈性偏壓件5的偏壓力，碳刷2被偏壓到集電環(huán)1的外周面上形成線接觸。此外，碳刷2在使用過(guò)程中，所述斜切面不可避免地被磨損，在彈性偏壓件5的作用下，可以進(jìn)一步向前將碳刷2偏壓到集電環(huán)1的外周面上，并且彈性偏壓件5可以部分地吸收碳刷2的振動(dòng)能量，減少異響產(chǎn)生。

優(yōu)選地，所述碳刷2和所述刷握3間隙配合。一般地，碳刷2為截面為四邊形的四棱柱形狀，相應(yīng)地，刷握3的筒腔的橫截面為四邊形形狀，刷握3在限制碳刷2不能橫向移動(dòng)的同時(shí)允許碳刷2能夠沿長(zhǎng)度方向自由地移動(dòng)。特別地，如上所述，碳刷2的中心線對(duì)齊于集電環(huán)1的中心軸線，碳刷2與集電環(huán)1形成偏心的線接觸，即形成的線接觸相對(duì)地靠近碳刷2的第二側(cè)，由于碳刷2與刷握3的內(nèi)壁存在微量的間隙，在集電環(huán)1的作用力下，碳刷2產(chǎn)生微量的橫向偏移后，所述斜切面在更靠近碳刷2的中心線的位置仍可形成線接觸，也就是說(shuō)，碳刷2發(fā)生偏移后，碳刷2可以更緊密地與集電環(huán)1接合而不會(huì)遠(yuǎn)離集電環(huán)1(重復(fù)的靠近和遠(yuǎn)離將產(chǎn)生振動(dòng)異響)。

另外，所述配合結(jié)構(gòu)還包括保護(hù)蓋6，所述保護(hù)蓋6扣設(shè)在所述刷握3的底壁上的所述過(guò)孔處。保護(hù)蓋6用于保護(hù)從所述過(guò)孔處引出的導(dǎo)線4，避免導(dǎo)線4在刷握3的外部碰撞受損。

進(jìn)一步的，所述保護(hù)蓋6形成為碗形結(jié)構(gòu)，該碗形結(jié)構(gòu)的底壁與所述刷握3的底壁之間形成間隙。導(dǎo)線4容納在保護(hù)蓋6與刷握3的底壁之間的間隙中，避免保護(hù)蓋6壓緊導(dǎo)線4，刷握3的底壁可設(shè)置用于連接導(dǎo)線4的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，如芯片、搭鐵等，保護(hù)蓋6可以保護(hù)導(dǎo)線4與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間的電連接，避免出現(xiàn)虛接問(wèn)題。

另外，本實(shí)用新型提供了一種發(fā)電機(jī)，其中，所述發(fā)電機(jī)設(shè)置有以上方案所述的碳刷和集電環(huán)的配合結(jié)構(gòu)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上套設(shè)有所述集電環(huán)1，所述碳刷2連接于供電裝置并向所述集電環(huán)1提供電流。所述轉(zhuǎn)子軸上可設(shè)置連接于集電環(huán)1的電磁線圈，通電后電磁線圈可產(chǎn)生磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生的磁感線被定子中的導(dǎo)線切割形成感應(yīng)電流。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。