本發(fā)明涉及一種帶有電刷的導(dǎo)電環(huán)的自動釋放機(jī)構(gòu)，尤其涉及的是一種安裝在新能源車驅(qū)動電機(jī)中并與主軸滑動接觸從而將軸電流引出的接地電刷導(dǎo)電環(huán)。

背景技術(shù)：

1、隨著目前的新能源車電氣架構(gòu)向800v甚至更高電壓升級，也就意味著驅(qū)動電機(jī)的軸電流會更多的對電機(jī)軸承產(chǎn)生損害。首先是新能源車的電機(jī)控制器將直流電變換為高頻交變電流以驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行，電流變換導(dǎo)致的電容感應(yīng)電壓耦合到電機(jī)軸上，再對軸承進(jìn)行高頻放電，燒蝕軸承。還有電機(jī)控制器的共模電流產(chǎn)生的高頻磁通量還會在驅(qū)動電機(jī)內(nèi)引起高頻回路電流，也會對軸承產(chǎn)生損害。所以需要一套導(dǎo)電模塊將有害的軸電流導(dǎo)出以保護(hù)軸承免受電腐蝕影響。通常電刷接地系統(tǒng)是阻抗最小，軸電流導(dǎo)出效果最好，壽命最長的接地方案。同時考慮到便于安裝，做成環(huán)形接地模塊并且靠近軸承安裝是更經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。

2、現(xiàn)有的環(huán)形接地方案普遍采用環(huán)形導(dǎo)電纖維模塊，它由一塊環(huán)形金屬中間夾裝多束導(dǎo)電纖維構(gòu)成。這種環(huán)狀導(dǎo)電纖維模塊的潛在缺點(diǎn)在于：1、壽命短：隨著電機(jī)的長時間運(yùn)轉(zhuǎn)，纖維磨損以后，這種導(dǎo)電纖維逐漸縮短，無法穩(wěn)定與電機(jī)主軸接觸從而無法在電機(jī)全壽命周期內(nèi)保護(hù)電機(jī)軸承。2、阻抗高：導(dǎo)電纖維與軸的接觸電阻為1ω級，而電刷與軸的接觸電阻0.01ω，導(dǎo)電纖維的接觸電阻比碳刷高兩個數(shù)量級，對軸電流的導(dǎo)出效率不高。3、額外的工序和更高的成本：通常降低導(dǎo)電纖維與軸的接觸電阻的做法是在軸的對應(yīng)的接觸位置涂抹銀膠，而在充滿油液的油冷電機(jī)中還需要額外安裝用來隔離油液以降低阻抗的隔離模塊，這些都提高了成本，但是降低阻抗的效果不太明顯或者不可持續(xù)。

3、其它已知的環(huán)狀的導(dǎo)電模塊的缺點(diǎn)在于安裝難度大或者需要多余的安裝工序，碳刷與主軸良好接觸的條件是需要持續(xù)施加給碳刷接觸力，在目前條件下通常由彈簧推動碳刷接觸主軸，而在導(dǎo)電環(huán)與主軸安裝前，碳刷在彈簧力的作用下會凸出導(dǎo)電環(huán)內(nèi)側(cè)很長一截，直接將碳刷導(dǎo)電環(huán)與主軸裝配會發(fā)生干涉從而導(dǎo)致裝配異常，所以需要一種機(jī)構(gòu)能夠在安裝前將碳刷固定在導(dǎo)電環(huán)中，在主軸安裝后再釋放碳刷?，F(xiàn)有的這種釋放需要額外的輔助安裝工具或零件以及主軸安裝工序之外的額外安裝工序去實(shí)現(xiàn)碳刷的釋放，無法做到主軸安裝后碳刷的直接一次性釋放。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對上述問題，公開了一種新能源車驅(qū)動電機(jī)的隨軸自釋放的接地電刷導(dǎo)電環(huán)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電刷導(dǎo)電環(huán)的電刷釋放需要額外的輔助安裝工具或零件以及需要額外的安裝工序的問題，也解決了環(huán)狀導(dǎo)電纖維模塊接觸阻抗偏大壽命偏低的問題。采用環(huán)狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電環(huán)配合電刷和刷握的定向開口，利用扭轉(zhuǎn)彈簧的先端轉(zhuǎn)折，將主軸安裝時的推動彈簧的軸向力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娝⒌膹较蜥尫帕Γ瑢?shí)現(xiàn)了電刷的固定和釋放。在有限的環(huán)狀空間內(nèi)不僅設(shè)置了電刷的刷握安裝和支撐結(jié)構(gòu)，也設(shè)計了電刷的自釋放機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電環(huán)的快速簡便安裝和電刷的自釋放，提高了工效，降低了成本。

2、具體的技術(shù)方案如下：

3、一種新能源車驅(qū)動電機(jī)的隨軸自釋放的接地電刷導(dǎo)電環(huán)，設(shè)置于電驅(qū)動中并與主軸或齒輪箱主軸同軸布置；接地電刷導(dǎo)電環(huán)包括導(dǎo)電環(huán)和電刷自釋放機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)電環(huán)的中心設(shè)有用于主軸貫穿的開孔，導(dǎo)電環(huán)的環(huán)形端面上沿周向均勻設(shè)置至少一套電刷自釋放機(jī)構(gòu)，每個電刷自釋放機(jī)構(gòu)均包括電刷、刷握、彈性件、安裝座，所述刷握通過緊固件固定于導(dǎo)電環(huán)的端面上，刷握前后兩端為開口設(shè)置，刷握兩側(cè)開設(shè)有滑槽，所述滑槽一端均延伸至刷握后端開口，刷握頂部及一側(cè)開設(shè)有卡槽；刷握內(nèi)設(shè)置所述電刷，電刷的首部和尾部分別通過所述彈性件進(jìn)行限位和支撐；所述彈性件通過安裝座設(shè)置于刷握的一側(cè)，彈性件兩端分別設(shè)有支撐端和限位端，其中，彈性件的支撐端穿過刷握一側(cè)滑槽口并向前抵壓支撐電刷尾部，彈性件的限位端穿過刷握頂部卡槽并對電刷首部抵壓限位，使電刷保持在刷握中，并且彈性件限位端的一端呈彎折設(shè)置并向前延伸至導(dǎo)電環(huán)中心開孔中，使得當(dāng)主軸穿過導(dǎo)電環(huán)的中心開孔，同時推動彈性件的限位端脫離卡槽，使得彈性件限位端不再對電刷首部進(jìn)行限位，同時電刷尾部在彈性件支撐端的支撐作用下沿刷握內(nèi)腔的固定方向釋放并自由彈出，從而將其首部抵壓在主軸上。

4、進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電環(huán)上還設(shè)置有與所述導(dǎo)電環(huán)相配合的防護(hù)套，所述防護(hù)套呈環(huán)形結(jié)構(gòu)并與導(dǎo)電環(huán)尺寸形狀相適配，防護(hù)套內(nèi)側(cè)垂直設(shè)有若干個用于抵靠在導(dǎo)電環(huán)端面的內(nèi)擋板，防護(hù)套外側(cè)向外延伸設(shè)有若干個定位塊，導(dǎo)電環(huán)外側(cè)垂直設(shè)有外擋板，所述外擋板頂部開設(shè)有用于容置定位塊的定位槽，實(shí)現(xiàn)防護(hù)套與導(dǎo)電環(huán)的插嵌定位。

5、進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電環(huán)外周的外擋板表面呈弧面設(shè)置，且外擋板的位置分別位于相鄰兩個電刷自釋放機(jī)構(gòu)之間，導(dǎo)電環(huán)的外周弧面和底面與電驅(qū)動的殼體接觸。

6、進(jìn)一步的，所述刷握為一體沖壓成型并呈“幾”字形結(jié)構(gòu)，使得刷握包括殼體部和水平設(shè)置于殼體部兩側(cè)的平板部，所述平板部通過緊固件固定于導(dǎo)電環(huán)的端面上，所述殼體部兩側(cè)及頂部分別設(shè)置所述滑槽和卡槽，殼體部內(nèi)側(cè)設(shè)置所述電刷。

7、進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電環(huán)端面上位于每個電刷自釋放機(jī)構(gòu)處分別開設(shè)有凹臺，所述凹凸兩側(cè)與刷握兩側(cè)平板部貼合設(shè)置，且凹臺表面位于殼體部的內(nèi)側(cè)位置處設(shè)有凸臺，所述凸臺與殼體部內(nèi)側(cè)相配合形成方形區(qū)域并對電刷進(jìn)行限位和導(dǎo)向。

8、進(jìn)一步的，所述彈性件的限位端呈z形彎折設(shè)置，且刷握靠近彈性件一側(cè)的平板部一端向上彎折設(shè)有用于對彈性件限位端進(jìn)行抵靠限位的限位卡條，使得限位端一端抵壓在限位卡條上，限位端中部穿過刷握上的卡槽并對電刷首部進(jìn)行限位，同時卡槽對限位端的中部進(jìn)行水平方向的限位，且限位端的另一端彎折設(shè)置并延伸至導(dǎo)電環(huán)的中心開孔中。

9、進(jìn)一步的，所述彈性件優(yōu)選為圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧，扭轉(zhuǎn)彈簧兩端的延伸端分別形成所述支撐端和限位端。

10、進(jìn)一步的，所述安裝座為圓柱形回轉(zhuǎn)體并用于套設(shè)扭轉(zhuǎn)彈簧，安裝座設(shè)置于刷握平板部上或?qū)щ姯h(huán)端面上。

11、進(jìn)一步的，所述電刷包括刷體和刷辮線，所述刷辮線貫穿刷握另一側(cè)的滑槽口并與刷握或?qū)щ姯h(huán)進(jìn)行連接固定，，所述刷體的首部頂端和尾部分別設(shè)有凹槽用于與彈性件的限位端和支撐端進(jìn)行抵壓接觸，刷體安裝于刷握和導(dǎo)電環(huán)的凸臺組成的方形區(qū)域中。

12、進(jìn)一步的，所述刷體首部的凹槽呈階梯槽結(jié)構(gòu)并位于刷體首部頂端，刷體尾部的凹槽呈v形槽結(jié)構(gòu)。

13、本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

14、(1)本發(fā)明不僅在有限的環(huán)狀空間內(nèi)設(shè)置了電刷的刷握安裝和支撐結(jié)構(gòu)，也設(shè)計了電刷的自釋放機(jī)構(gòu)，在無需改變電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計的情況下就可以對現(xiàn)有的導(dǎo)電纖維環(huán)實(shí)現(xiàn)直接替換，可以大幅度的降低接觸阻抗，提高了軸電流導(dǎo)出效率，延長了電機(jī)軸承壽命。在高壓油冷電機(jī)的濕式環(huán)境中應(yīng)用自釋放電刷導(dǎo)電環(huán)，這種降低阻抗和延長電機(jī)壽命的效果將更加顯著。

15、(2)本發(fā)明采用環(huán)狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電環(huán)配合電刷和刷握的定向開口，利用扭轉(zhuǎn)彈簧的先端轉(zhuǎn)折，將主軸安裝時的推動彈簧的軸向力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娝⒌膹较蜥尫帕?，?shí)現(xiàn)了在不需要額外工裝和零件支持下的電刷的自動釋放，減少了額外的碳刷釋放工序，也提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)特征：

1.一種新能源車驅(qū)動電機(jī)的隨軸自釋放的接地電刷導(dǎo)電環(huán)，設(shè)置于電驅(qū)動中并與主軸或齒輪箱主軸同軸布置；其特征在于，接地電刷導(dǎo)電環(huán)包括導(dǎo)電環(huán)(1)和電刷自釋放機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)電環(huán)(1)的中心設(shè)有用于主軸(8)貫穿的開孔，導(dǎo)電環(huán)(1)的環(huán)形端面上沿周向均勻設(shè)置至少一套電刷自釋放機(jī)構(gòu)，每個電刷自釋放機(jī)構(gòu)均包括電刷(2)、刷握(3)、彈性件(4)、安裝座(5)，所述刷握(3)通過緊固件固定于導(dǎo)電環(huán)(1)的端面上，刷握(3)兩側(cè)開設(shè)有滑槽(32)，所述滑槽(32)一端均延伸至刷握后端開口，刷握(3)頂部及一側(cè)開設(shè)有卡槽(31)；刷握(3)內(nèi)設(shè)置所述電刷(2)，電刷(2)的首部和尾部分別通過所述彈性件(4)進(jìn)行限位和支撐；所述彈性件(4)通過安裝座(5)設(shè)置于刷握(3)的一側(cè)，彈性件兩端分別設(shè)有支撐端(42)和限位端(41)，其中，彈性件的支撐端(42)穿過刷握一側(cè)滑槽(32)口并向前抵壓支撐電刷(2)尾部，彈性件的限位端(41)穿過刷握頂部卡槽(31)并對電刷(2)首部抵壓限位，使電刷(2)保持在刷握(3)中，并且彈性件限位端(41)的一端呈彎折設(shè)置并向前延伸至導(dǎo)電環(huán)(1)中心開孔中，使得當(dāng)主軸(8)穿過導(dǎo)電環(huán)(1)的中心開孔，同時推動彈性件(4)的限位端(41)脫離卡槽(31)，使得彈性件限位端(41)不再對電刷(2)首部進(jìn)行限位，同時電刷(2)尾部在彈性件(4)支撐端(42)的支撐作用下沿刷握(3)內(nèi)腔的固定方向釋放并自由彈出，從而將其首部抵壓在主軸(8)上。

2.如權(quán)利要求1所述的一種新能源車驅(qū)動電機(jī)的隨軸自釋放的接地電刷導(dǎo)電環(huán)，其特征在于，所述導(dǎo)電環(huán)(1)上還設(shè)置有與導(dǎo)電環(huán)相配合的防護(hù)套(6)，所述防護(hù)套(6)呈環(huán)形結(jié)構(gòu)并與導(dǎo)電環(huán)(1)尺寸形狀相適配，防護(hù)套(6)內(nèi)側(cè)垂直設(shè)有若干個用于抵靠在導(dǎo)電環(huán)(1)端面的內(nèi)擋板(61)，防護(hù)套(6)外側(cè)向外延伸設(shè)有若干個定位塊(62)，導(dǎo)電環(huán)(1)外側(cè)垂直設(shè)有外擋板(12)，所述外擋板(12)頂部開設(shè)有用于容置定位塊(62)的定位槽(121)，實(shí)現(xiàn)防護(hù)套(6)與導(dǎo)電環(huán)(1)的插嵌定位。

3.如權(quán)利要求2所述的一種新能源車驅(qū)動電機(jī)的隨軸自釋放的接地電刷導(dǎo)電環(huán)，其特征在于，所述導(dǎo)電環(huán)(1)外周的外擋板(12)表面呈弧面設(shè)置，且外擋板(12)的位置分別位于相鄰兩個電刷自釋放機(jī)構(gòu)之間，導(dǎo)電環(huán)(1)的外周弧面和底面與電驅(qū)動的殼體接觸。

4.如權(quán)利要求1所述的一種新能源車驅(qū)動電機(jī)的隨軸自釋放的接地電刷導(dǎo)電環(huán)，其特征在于，所述刷握(3)為一體沖壓成型并呈“幾”字形結(jié)構(gòu)，使得刷握(3)包括殼體部(301)和水平設(shè)置于殼體部(301)兩側(cè)的平板部(302)，所述平板部(302)通過緊固件固定于導(dǎo)電環(huán)(1)的端面上，所述殼體部(301)兩側(cè)及頂部分別設(shè)置所述滑槽(32)和卡槽(31)，殼體部(301)內(nèi)側(cè)設(shè)置所述電刷(2)。

5.如權(quán)利要求4所述的一種新能源車驅(qū)動電機(jī)的隨軸自釋放的接地電刷導(dǎo)電環(huán)，其特征在于，所述導(dǎo)電環(huán)(1)端面上位于每個電刷自釋放機(jī)構(gòu)處分別開設(shè)有凹臺(13)，所述凹凸兩側(cè)與刷握(3)兩側(cè)平板部(302)貼合設(shè)置，且凹臺(13)表面位于殼體部(301)的內(nèi)側(cè)位置處設(shè)有凸臺(14)，所述凸臺(14)與殼體部(301)內(nèi)側(cè)相配合形成方形區(qū)域并對電刷(2)進(jìn)行限位和導(dǎo)向。

6.如權(quán)利要求4所述的一種新能源車驅(qū)動電機(jī)的隨軸自釋放的接地電刷導(dǎo)電環(huán)，其特征在于，所述彈性件的限位端(41)呈z形彎折設(shè)置，且刷握(3)靠近彈性件(4)一側(cè)的平板部(302)一端向上彎折設(shè)有用于對彈性件限位端(41)進(jìn)行抵靠限位的限位卡條(33)，使得限位端(41)一端抵壓在限位卡條(33)上，限位端(41)中部穿過刷握(3)上的卡槽(31)并對電刷(2)首部進(jìn)行限位，且限位端(41)的另一端彎折設(shè)置并延伸至導(dǎo)電環(huán)(1)的中心開孔中。

7.如權(quán)利要求6所述的一種新能源車驅(qū)動電機(jī)的隨軸自釋放的接地電刷導(dǎo)電環(huán)，其特征在于，所述彈性件(4)優(yōu)選為圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧，圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧兩端的延伸端分別形成所述支撐端(42)和限位端(41)。

8.如權(quán)利要求7所述的一種新能源車驅(qū)動電機(jī)的隨軸自釋放的接地電刷導(dǎo)電環(huán)，其特征在于，所述安裝座(5)為圓柱形回轉(zhuǎn)體并用于套設(shè)圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧，安裝座(5)設(shè)置于刷握(3)平板部(302)上或?qū)щ姯h(huán)(1)端面上。

9.如權(quán)利要求5所述的一種新能源車驅(qū)動電機(jī)的隨軸自釋放的接地電刷導(dǎo)電環(huán)，其特征在于，所述電刷(2)包括刷體(25)和刷辮線(21)，所述刷辮線(21)貫穿刷握(3)另一側(cè)的滑槽(32)口并與刷握(3)或?qū)щ姯h(huán)(1)進(jìn)行連接固定，所述刷體(25)的首部頂端和尾部分別設(shè)有凹槽用于與彈性件的限位端(41)和支撐端(42)進(jìn)行抵壓接觸，刷體(25)安裝于刷握(3)和導(dǎo)電環(huán)(1)的凸臺(14)形成的方形區(qū)域中。

10.如權(quán)利要求9所述的一種新能源車驅(qū)動電機(jī)的隨軸自釋放的接地電刷導(dǎo)電環(huán)，其特征在于，所述刷體(25)首部的凹槽呈階梯槽結(jié)構(gòu)并位于刷體(25)首部頂端，刷體(25)尾部的凹槽呈v形槽(23)結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種能在安裝時自動釋放電刷的環(huán)形結(jié)構(gòu)接地系統(tǒng)模塊，包括導(dǎo)電環(huán)和電刷自釋放機(jī)構(gòu)，導(dǎo)電環(huán)的中心設(shè)有用于主軸貫穿的開孔，導(dǎo)電環(huán)的環(huán)形端面上沿周向均勻分布設(shè)置若干個電刷自釋放機(jī)構(gòu)，每個電刷自釋放機(jī)構(gòu)均包括電刷、刷握、彈性件、安裝座，刷握兩側(cè)開設(shè)有滑槽，刷握頂部及一側(cè)開設(shè)有卡槽；刷握內(nèi)設(shè)置電刷，電刷的首部和尾部分別通過扭轉(zhuǎn)彈簧進(jìn)行限位和支撐；在接地環(huán)與主軸安裝前，電刷被扭轉(zhuǎn)彈簧的兩端限制在刷握中無法自由移動；安裝時，電機(jī)主軸穿過接地環(huán)的中心孔，同時推動扭轉(zhuǎn)彈簧延伸端的末端沿特定方向移動，電刷接觸端的限位得到解除，電刷沿刷握內(nèi)腔的固定方向釋放并自由彈出。該環(huán)形接地模塊能安裝在有限的空間中，將主軸安裝時推動扭轉(zhuǎn)彈簧的軸向力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娝⒌膹较蜥尫帕?，電機(jī)主軸安裝時就能同時實(shí)現(xiàn)電刷的釋放，免去多余的電刷釋放步驟。

技術(shù)研發(fā)人員：殷立鵬,陸超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：特耐斯（鎮(zhèn)江）電碳有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2