專利名稱：用于電機(jī)的碳刷組件及電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)，尤其涉及一種電機(jī)的碳刷組件。
背景技術(shù)：
有刷電機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，如直流電機(jī)和通用電機(jī)等。碳刷盒通常用來安裝碳刷于其內(nèi)并導(dǎo)引碳刷與換向器接觸從而將電流從碳刷傳遞至換向器。碳刷盒里通常還裝設(shè)有一彈簧，用于向碳刷提供彈力，以保證碳刷與換向器的接觸。由于碳刷的使用壽命直接關(guān)系到電機(jī)的使用壽命，因此碳刷都會做得盡量長。這就要求在碳刷從初始狀態(tài)(碳刷是新的)到壽命終結(jié)狀態(tài)(碳刷快用完)時，彈簧始終需向碳刷提供預(yù)定的彈力以保證碳刷與換向器的接觸，然而，碳刷從初始狀態(tài)至壽命終結(jié)狀態(tài)時，彈簧長度已發(fā)生很大變
化，很難自始至終提供預(yù)定的彈力。 一般的彈簧為螺旋彈簧(coil spring),彈簧設(shè)置于碳刷的末端，此種設(shè)置方式將限制能提供恒定彈力的彈簧長度。業(yè)界也有人用扭力彈簧(torsion spring)代替螺旋彈簧應(yīng)用于小型碳刷上，由于扭力彈簧設(shè)置于碳刷盒外側(cè)，能較大限度地利用碳刷。然而，扭力彈簧的運(yùn)動范圍有限。
美國專利公告第5,602,957號揭露了一種恒力彈簧(constant forcespring),所述恒力彈簧由彈性板材通常為彈簧鋼制成，其兩末端為巻曲部分，連接兩末端的連接部為平板狀。彈簧的中間連接部抵頂碳刷的末端，巻曲部分被部分拉直直到位于其末端的巻筒結(jié)構(gòu)被擋在碳刷盒靠近換向器的一端的擋板上。由于巻曲部分被部分拉直，因而彈簧具有回到原始狀態(tài)的趨勢，從而產(chǎn)生向外拽碳刷的力，以保持碳刷與換向器接觸。由于彈簧施加給
4碳刷的彈力始終為定值，因而此種類型的彈簧被稱為恒力彈簧。應(yīng)用此種類 型的彈簧，碳刷的可利用長度基本等于碳刷盒的長度，從而可以最大限度的 提高碳刷的壽命。
然而，上述方案中的恒力彈簧，在碳刷組裝和壽命終止時，容易從碳刷 盒脫落，在馬達(dá)內(nèi)部造成短路，這在高壓馬達(dá)中是非常危險的。 因此有必要開發(fā)一種可克服以上問題的碳刷組件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明實(shí)施例提供一種 用于電機(jī)的碳刷組件，包括
碳刷，包括第一末端和遠(yuǎn)離第一末端的第二末端，所述第一末端用于與 電機(jī)的換向器滑動接觸；
碳刷盒，用于安裝碳刷于其內(nèi)并導(dǎo)引碳刷運(yùn)動，所述碳刷盒包括第一端 部和遠(yuǎn)離第一端部的第二端部，所述碳刷盒的第一端部靠近碳刷的第一末端 而第二端部遠(yuǎn)離碳刷的第一末端；
彈簧，用于驅(qū)動碳刷運(yùn)動，所述彈簧為恒力彈簧，包括兩巻曲部和連接 兩巻曲部的連接部，所述連接部抵頂碳刷的第二末端，兩巻曲部的末端形成 巻筒結(jié)構(gòu)，所述碳刷盒的第一端部的兩側(cè)分別設(shè)有掛鉤，所述巻筒結(jié)構(gòu)分別 掛靠于相應(yīng)的掛鉤上。
本發(fā)明還提供一種電機(jī)，包括
定子，
轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸，繞組和換向器；及
至少兩碳刷組件，用于連接換向器至電源，所述每一碳刷組件包括
碳刷，包括第一末端和遠(yuǎn)離第一末端的第二末端，所述第一末端用 于與電機(jī)的換向器滑動接觸；碳刷盒，用于安裝碳刷及引導(dǎo)引碳刷運(yùn)動，所述碳刷盒包括第一端 部和遠(yuǎn)離第一端部的第二端部，所述碳刷盒的第一端部靠近換向器而第 二端部遠(yuǎn)離換向器；
彈簧，用于驅(qū)動碳刷朝換向器運(yùn)動，所述彈簧為恒力彈簧，包括兩 巻曲部和連接兩巻曲部的連接部，所述連接部朝換向器抵頂碳刷的第二 末端，兩巻曲部的末端形成巻筒結(jié)構(gòu)，所述碳刷盒的第一端部的兩側(cè)分 別設(shè)有掛鉤，所述巻筒結(jié)構(gòu)分別掛于相應(yīng)的掛鉤上，所述巻曲部的位于 其末端與連接部之間的部分被拉直。
本技術(shù)方案具有的有益效果是碳刷盒上的掛鉤在碳刷組裝和壽命終結(jié) 時可起到固定彈簧的作用，從而可避免彈簧從碳刷盒脫落造成短路。
為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā) 明的詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā) 明加以限制。


圖1所示為本發(fā)明一實(shí)施例的電機(jī)的剖面示意圖2所示為本發(fā)明一實(shí)施例的電刷組件的立體示意圖3所示為本發(fā)明一實(shí)施例的電刷組件的電刷盒的立體示意圖4所示為本發(fā)明一實(shí)施例的電刷組件的電刷與彈簧的立體示意圖5所示為本發(fā)明一實(shí)施例的電刷組件的彈簧的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白， 以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所 描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
6圖1所示的電機(jī)10為通用電機(jī)，包括殼體12，收容于殼體12內(nèi)的定子 14和轉(zhuǎn)子20。所述轉(zhuǎn)子20包括轉(zhuǎn)軸22、沿轉(zhuǎn)軸22堆疊的轉(zhuǎn)子鐵心24、纏 繞于轉(zhuǎn)子鐵心24上的轉(zhuǎn)子繞組26，及與轉(zhuǎn)子繞組26末端連接的換向器28。 葉輪30裝設(shè)于轉(zhuǎn)軸22的末端，可隨轉(zhuǎn)軸22于渦殼32內(nèi)旋轉(zhuǎn)。所述定子14 包括定子疊片16及纏繞于疊片16上的定子繞組18。所述電機(jī)包括兩個碳刷 組件34，用于與換向器28電接觸，從而連接轉(zhuǎn)子繞組26至外接電源。通用 電機(jī)通常分為串勵式和并勵式兩種。在并勵式電機(jī)中，定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組 并聯(lián)連接，因此碳刷直接連接換向器至電機(jī)端子。在串勵式電機(jī)中，定子繞 組和轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)連接，因此至少一個碳刷通過定子繞組連接至電機(jī)端子。
優(yōu)選地，所述兩碳刷組件34結(jié)構(gòu)相同，下面以一個為例進(jìn)行說明。如圖 2所示，所述碳刷組件34包括碳刷40、碳刷盒50、和彈簧70。如圖4所 示，所述碳刷40為長條形，具有方形截面，包括第一和第二末端42、 44和 四側(cè)壁46。第一末端42用于與換向器28滑動接觸，第二末端44延伸有刷 辨48。碳刷盒50可導(dǎo)引碳刷40運(yùn)動。優(yōu)選地，所述碳刷盒50為銅制管狀 結(jié)構(gòu)，包括靠近換向器28的第一端部52及遠(yuǎn)離換向器28的第二端部54, 所述第二端部54可以形成電機(jī)端子與定子繞組18相連。彈簧70為恒力彈 簧，如圖4和圖5所示，所述彈簧70包括兩巻曲部74和連接兩巻曲部74的 連接部72。所述連接部72為平板狀，用于朝換向器28抵頂碳刷40的第二 末端44;所述巻曲部74的末端巻成巻筒結(jié)構(gòu)，靠近連接部72的部分被拉直 并貼靠于碳刷40的兩側(cè)壁46，連接部72與兩巻曲部74的被拉直部分構(gòu)成 U形結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，所述碳刷盒50具有兩開口 56，分別形成于靠近第一端部 52的兩側(cè)壁上。所述每一開口 56的邊緣處朝外延伸有兩擋板58，用于擋止 所述彈簧70的兩巻曲部74的巻筒形末端朝連接部72方向巻曲被拉直部分。 使用時，由于彈簧70的兩巻曲部74的被拉直部分具有巻曲的趨勢，從而向碳刷40的第二末端44施加朝向第一末端42的彈力，將碳刷40的第一末端 42推出至碳刷盒50外側(cè)。擋板58末端朝彈簧70巻筒形末端彎折形成折片 60，掛鉤62形成于折片的末端，掛鉤62通過連接片64與折片60相連，連 接片64上方位于掛鉤62與折片60之間形成缺口，以供彈簧70的巻筒結(jié)構(gòu) 的筒壁插入并使得掛鉤62伸入至巻筒內(nèi)。
本發(fā)明實(shí)施例中，在組裝碳刷40及在碳刷40壽命終結(jié)時，掛鉤62可起 到固定彈簧70至碳刷盒50的作用，從而避免彈簧70從碳刷盒50脫落。折 片60與彈簧70巻曲部74的巻筒結(jié)構(gòu)的外表面摩擦接觸，兩者之間的摩擦力 可作為防止巻曲部74伸展的阻力。現(xiàn)有技術(shù)中的恒力彈簧，巻曲部在巻曲過 程中，有可能不順著己經(jīng)巻好的巻筒結(jié)構(gòu)巻曲而產(chǎn)生脹開(balloon out),本 實(shí)施例中的連接片64與巻筒結(jié)構(gòu)間的摩擦力可阻止巻筒結(jié)構(gòu)脹開。
可選地，所述碳刷盒50的一側(cè)壁形成有兩定位凸塊66，用于與定子殼 體12上的兩凹陷配合卡扣，從而沿碳刷盒長度方向(即電機(jī)徑向)將碳刷盒 定位，并設(shè)定碳刷盒50與換向器28間的徑向距離。鎖固裝置36可用于將碳 刷盒50鎖固至定子殼體12。優(yōu)選地，所述碳刷盒50，包括擋板58、折片 60、掛鉤62、連接片64，由金屬板通過沖壓和彎折形成。可以理解地，所述 碳刷盒還可以由其他材料如塑料通過注塑成型。
可以理解地，本發(fā)明的電機(jī)10不限于通用電機(jī)，還可以是其他任何需要 使用碳刷組件的電機(jī)，如永磁直流電機(jī)等。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明， 不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干推演或 替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于電機(jī)的碳刷組件，包括碳刷，包括第一末端和遠(yuǎn)離第一末端的第二末端，所述第一末端用于與電機(jī)的換向器滑動接觸；碳刷盒，用于安裝碳刷于其內(nèi)并導(dǎo)引碳刷運(yùn)動，所述碳刷盒包括第一端部和遠(yuǎn)離第一端部的第二端部，所述碳刷盒的第一端部靠近碳刷的第一末端而第二端部遠(yuǎn)離碳刷的第一末端；彈簧，用于驅(qū)動碳刷運(yùn)動；其特征在于所述彈簧為恒力彈簧，包括兩卷曲部和連接兩卷曲部的連接部，所述連接部抵頂碳刷的第二末端，兩卷曲部的末端形成卷筒結(jié)構(gòu)，所述碳刷盒的第一端部的兩側(cè)分別設(shè)有掛鉤，所述卷筒結(jié)構(gòu)分別掛于相應(yīng)的掛鉤上，所述卷曲部的位于其末端與連接部之間的部分被拉直。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳刷組件，其特征在于所述碳刷盒的第一端部的兩側(cè)壁開設(shè)有開口，以供彈簧穿過。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳刷組件，其特征在于每一開口邊緣朝外延伸有擋板，所述掛鉤形成于所述擋板上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳刷組件，其特征在于所述每一擋板的末端朝彈簧的巻筒結(jié)構(gòu)彎折形成折片，所述掛鉤與折片的末端相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的碳刷組件，其特征在于所述掛鉤與折片之間形成缺口，以供彈簧的巻筒結(jié)構(gòu)的筒壁插入并使得掛鉤伸入至巻筒內(nèi)。
6、 一種電機(jī)，包括定子，轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸，繞組和換向器；及至少兩碳刷組件，用于連接換向器至電源，所述每一碳刷組件包括-碳刷，包括第一末端和遠(yuǎn)離第一末端的第二末端，所述第一末端用于與電機(jī)的換向器滑動接觸；碳刷盒，用于安裝碳刷及引導(dǎo)引碳刷運(yùn)動，所述碳刷盒包括第一端部和遠(yuǎn)離第一端部的第二端部，所述碳刷盒的第一端部靠近換向器而第二端部遠(yuǎn)離換向器；彈簧，用于驅(qū)動碳刷朝換向器運(yùn)動；其特征在于所述彈簧為恒力彈簧，包括兩巻曲部和連接兩巻曲部的連接部，所述連接部朝換向器抵頂碳刷的第二末端，兩巻曲部的末端形成巻筒結(jié)構(gòu)，所述碳刷盒的第一端部的兩側(cè)分別設(shè)有掛鉤，所述巻筒結(jié)構(gòu)分別掛于相應(yīng)的掛鉤上，所述巻曲部的位于其末端與連接部之間的部分被拉直。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其特征在于所述碳刷盒的第一端部的兩側(cè)壁開設(shè)有開口，以供彈簧穿過。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳刷組件，其特征在于每一開口邊緣朝外延伸有擋板，所述掛鉤形成于所述擋板上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的碳刷組件，其特征在于所述每一擋板的末端朝彈簧的巻筒結(jié)構(gòu)彎折形成折片，所述掛鉤與折片的末端相連。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述的碳刷組件，其特征在于所述彈簧由具彈性板材制成，所述連接部與兩巻曲部的被拉直部分形成u形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于電機(jī)的碳刷組件及電機(jī)。所述碳刷組件包括碳刷，包括第一末端和第二末端，所述第一末端用于與電機(jī)的換向器滑動接觸；碳刷盒，用于安裝碳刷于其內(nèi)并導(dǎo)引碳刷運(yùn)動，所述碳刷盒包括第一端部和第二端部，所述碳刷盒的第一端部靠近碳刷的第一末端而第二端部遠(yuǎn)離碳刷的第一末端；恒力彈簧，包括兩卷曲部和連接兩卷曲部的連接部，連接部抵頂碳刷的第二末端，卷曲部的末端形成卷筒結(jié)構(gòu)，碳刷盒的第一端部的兩側(cè)分別設(shè)有掛鉤，卷筒結(jié)構(gòu)分別掛于相應(yīng)的掛鉤上，卷曲部的位于末端與連接部之間的部分被拉直。本發(fā)明提供的碳刷組件，碳刷盒上的掛鉤在碳刷組裝和壽命終結(jié)時可起到固定彈簧的作用，從而可避免彈簧從碳刷盒脫落造成短路。
文檔編號H02K13/00GK101540466SQ200910002469
公開日2009年9月23日 申請日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者羅賓·華納, 譚少振 申請人:德昌電機(jī)(深圳)有限公司