專利名稱：驅(qū)動裝置及其有刷電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動裝置，尤其涉及可雙向驅(qū)動的驅(qū)動裝置以及驅(qū)動裝置的有刷電機。
背景技術(shù)：
典型的車窗驅(qū)動裝置包括齒輪箱和電機，齒輪箱具有蝸輪用于和電機軸上安裝的蝸桿相嚙合以接收電機的輸出。電機通常為永磁直流有刷電機，包括定子和轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、固定到轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子鐵芯、換向器和蝸桿，蝸桿與蝸輪嚙合。定子包括電機外殼、固定到外殼內(nèi)側(cè)的永磁體、位于外殼一端的碳刷裝置等。碳刷裝置包括碳刷盒、收容于碳刷盒的碳刷、對碳刷施加弾力使碳刷與換向器的換向片摩擦接觸的彈簧等。該驅(qū)動裝置的ー個缺點是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，碳刷的震動較大，產(chǎn)生較大的噪音。此外，該驅(qū)動裝置需要雙向驅(qū)動，導致轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸向兩個方向竄動，容易損壞電機 的蝸輪。

發(fā)明內(nèi)容
為降低電機的噪音，本發(fā)明提供的有刷電機包括定子和安裝到定子的轉(zhuǎn)子；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、固定到轉(zhuǎn)軸的換向器和轉(zhuǎn)子鐵芯；所述定子包括碳刷及其弾性件；所述碳刷的長度方向與換向器的軸向形成第一夾角，所述第一夾角為75度至87度；所述彈性件對所述碳刷施加的彈カ的方向與換向器的軸向形成第二夾角，所述第二夾角大于所述第一夾角。作為ー種優(yōu)選方案，所述彈性件對所述碳刷施加的彈カ的方向與換向器的軸向基
本垂直。作為ー種優(yōu)選方案，所述碳刷收容于碳刷盒的收容腔內(nèi)，所述收容腔具有底面用干支承所述碳刷，所述底面相對于換向器的軸向傾斜。作為ー種優(yōu)選方案，所述碳刷收容于碳刷盒的收容腔內(nèi)，所述碳刷盒具有朝向收容腔延伸的一彈性臂，所述彈性臂沿換向器的周向?qū)μ妓⒌慕鼡Q向器端施加弾力。作為ー種優(yōu)選方案，所述碳刷與碳刷盒的內(nèi)壁之間具有一沿換向器的周向上的間隙，所述間隙值與碳刷沿換向器周向上的寬度的比值在4%到10%之間。作為ー種優(yōu)選方案，所述碳刷盒及其彈性臂一體注塑形成。作為ー種優(yōu)選方案，所述碳刷的近換向器端的端面相對于換向器的軸向傾斜。作為ー種優(yōu)選方案，所述碳刷的遠換向器端具有受カ面用于接受所述彈性件的彈力，所述受カ面基本平行于換向器的軸向。本發(fā)明的另ー個方面提供一種驅(qū)動裝置，包括齒輪箱以及安裝到齒輪箱的電機；所述齒輪箱包括齒輪箱外殼以及安裝到外殼的蝸輪；所述電機包括轉(zhuǎn)軸以及固定到轉(zhuǎn)軸的蝸桿，所述蝸桿與蝸輪嚙合；所述轉(zhuǎn)軸的兩端分別抵頂?shù)降谝粶p振器和第二減振器。作為ー種優(yōu)選方案，所述電機為有刷電機，電機的定子包括電機外殼、安裝到電機外殼內(nèi)的永磁體、安裝到電機外殼一端的碳刷裝置；電機的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、固定到轉(zhuǎn)軸的換向器和轉(zhuǎn)子鐵芯。作為ー種優(yōu)選方案，所述碳刷與換向器的軸向形成第一夾角，所述第一夾角為75度至87度；所述彈性件對所述碳刷施加的弾力的方向與換向器的軸向形成第二夾角，所述
第二夾角大于所述第一夾角。作為ー種優(yōu)選方案，所述碳刷與碳刷盒的內(nèi)壁之間具有一沿換向器的周向上的間隙，所述間隙值與碳刷沿換向器周向上的寬度的比值在4%到10%之間。作為ー種優(yōu)選方案，所述碳刷盒及其彈性臂一體注塑形成。本發(fā)明提供的電機能夠減輕碳刷的振動，降低電機的噪音。本發(fā) 明提供的驅(qū)動裝置中，電機轉(zhuǎn)軸的兩端抵頂?shù)綄臏p振器，用以減小電機換向時引起的軸向沖擊，保護蝸輪的齒不被蝸桿撞壞。為了能更進一歩了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


附圖中圖I顯示了本發(fā)明ー個實例提供的驅(qū)動裝置；圖2顯示了圖I所示驅(qū)動裝置的一個剖面；圖3和圖4分別顯示了圖2所示的第一減振器和第二減振器；圖5顯示了圖I所示驅(qū)動裝置的電機；圖6顯示了圖5所示電機的換向器及碳刷裝置；圖7顯示了圖5所示電機的換向器及碳刷；圖8顯示了弾性件對碳刷的弾力及其分力；圖9顯示了圖5所示電機的碳刷盒。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式
詳細描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。本發(fā)明ー實例提供ー種車窗驅(qū)動裝置，可用于向上或向下驅(qū)動車窗。本說明書及其權(quán)利要求書中，把能夠朝兩個方向驅(qū)動的裝置稱為雙向驅(qū)動裝置。參考圖I和圖2，驅(qū)動裝置包括齒輪箱20以及安裝到齒輪箱的電機30。齒輪箱20包括齒輪箱外殼22、安裝到外殼22的蝸輪24、固定到蝸輪24的輸出裝置等。電機30為永磁直流(PMDC)有刷電機，包括定子和轉(zhuǎn)子。定子包括電機外殼41、安裝到電機外殼內(nèi)的永磁體42、安裝到電機外殼41 一端的碳刷裝置等。轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動地安裝到定子，包括轉(zhuǎn)軸31、固定到轉(zhuǎn)軸的換向器32、轉(zhuǎn)子鐵芯33、蝸桿35等。蝸桿35與蝸輪24嚙合，從而帶動齒輪箱的輸出裝置對外輸出。參考圖3和圖4，轉(zhuǎn)軸31的兩端分別抵頂?shù)降谝粶p震器36和第二減振器38。第一減震器36安裝到齒輪箱外殼22內(nèi)，包括保持架36a、橡膠墊36b和止推墊36c。其中，保持架36a用于放置和安裝36b和36c。轉(zhuǎn)軸31的靠第一減振器的一端由球身軸承37支撐，該軸承37安裝到齒輪箱外殼。第二減振器38安裝到定子外殼41內(nèi)，包括止推墊38a和橡膠墊38b，其中，止推墊38a用于承受軸向推力。轉(zhuǎn)軸31的靠第二減振器的一端由直身軸承39支撐，該軸承39安裝到定子外殼41。采用該設(shè)計，轉(zhuǎn)軸31以不同的轉(zhuǎn)動方向驅(qū)動蝸輪時，其軸向竄動分別被第一減振器36、第二減振器37緩沖，以緩沖在電機換向旋轉(zhuǎn)時的沖擊カ對蝸輪的損壞。請參考圖5至圖7，定子外殼41的開ロ處安裝有密封圈43，用于密封防止電機進水。碳刷裝置包括碳刷盒44、收容于碳刷盒44的收容腔內(nèi)的碳刷47、用于促使碳刷沿著收容腔滑向換向器32的彈性件49等。本實例中，彈性件49為扭簧。碳刷盒44的收容腔具有底面45用于支承碳刷47,底面45相對于換向器的軸向傾斜。碳刷47的長度方向x2與換向器32的軸向xl形成第一夾角a，第一夾角a為75度至87度，優(yōu)選80度至83度，本實例中為81. 5度至82. 5度。弾性件49對碳刷47施加的弾力F的方向與換向器的軸向xl形成第二夾角，第二夾角大于第一夾角a。優(yōu)選地，彈性件49對碳刷47施加的彈カF的方向與換向器的軸向xl基本垂直。碳刷47的近換向器端的端面47a相對于換向器的軸向傾 斜。隨著碳刷47的磨損，碳刷47與換向器32的接觸面積逐漸増大。該設(shè)計下，在電機啟動時，啟動轉(zhuǎn)矩小，而且換向器與碳刷逐漸磨合，換向平穩(wěn)，減少振動和噪音。碳刷47的遠換向器端具有受カ面47b用于接受弾性件的弾力，受カ面47b基本平行于換向器的軸向。參考圖8，弾力F可分解為分力Fl和F2，分力Fl沿碳刷47的軸向x2(也是碳刷的移動方向)，分力F2垂直于碳刷47的軸向x2。以防止電機轉(zhuǎn)動時,換向器表面上的車削螺紋痕跡帶動碳刷上下振動而引起噪音。參考圖9，碳刷盒44還具有朝向收容腔內(nèi)部延伸的彈性臂46，彈性臂46沿換向器32的周向?qū)μ妓?7的近換向器端施加弾力。該設(shè)計可使碳刷的另ー側(cè)面貼緊碳刷盒的另一個內(nèi)側(cè)面，從而防止換向器轉(zhuǎn)動時帶動碳刷左右擺動而產(chǎn)生振動和噪音。本實例中，碳刷盒44及其彈性臂46由塑料注塑成ー個整體。另外，沿換向器的周向上，碳刷與碳刷盒的內(nèi)壁之間的間隙在電機中是個非常重要的因素。為了使碳刷可滑動地收容于碳刷盒內(nèi)，碳刷與碳刷盒的內(nèi)壁之間必然存在一定的間隙。一方面，由于間隙的存在，電機在換向時，碳刷必然會晃動，從而在電機運行過程中產(chǎn)生噪音，且間隙值越大，電機所產(chǎn)生的噪音就越大，因此從噪音方面考量，間隙值越小越好。然而，在另一方面，由于碳刷在通電時會發(fā)熱膨脹，如果間隙過小，則可能導致碳刷卡在碳刷盒內(nèi)，而使得碳刷不能移動至與換向器正常接觸。因此，現(xiàn)有的電機，尤其是雙向(可正反轉(zhuǎn))電機，間隙值的設(shè)計顯得尤其重要。本發(fā)明中，由于彈性臂46始終抵頂碳刷47，使碳刷47緊貼碳刷盒44的ー個內(nèi)側(cè)面，因而，即使碳刷47與碳刷盒(44)的另ー個內(nèi)側(cè)面之間的間隙值較大，也不會使碳刷晃動而導致噪音的產(chǎn)生。也就是說，本發(fā)明的電機中，碳刷47與碳刷盒44的內(nèi)壁之間的間隙值可以設(shè)計得較大，從而完全保證碳刷47在熱膨脹時也不會被卡在碳刷盒44內(nèi)，同時也不會導致噪音的產(chǎn)生。優(yōu)選地，所述間隙值與碳刷沿換向器周向上的寬度的比值范圍在4%至10%之間。在本實施例中，所述碳刷沿換向器周向上的寬度為3. 5mm，間隙值在0. 1 4mm~0. 35mm 之間。以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范 圍。
權(quán)利要求
1.一種有刷電機，包括定子和安裝到定子的轉(zhuǎn)子；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸(31)、固定到轉(zhuǎn)軸的換向器(32)和轉(zhuǎn)子鐵芯(33);所述定子包括碳刷(47)及其彈性件(49);其特征在于 所述碳刷(47)的長度方向(x2)與換向器(32)的軸向(Xl)形成第一夾角(a)，所述第一夾角(a)為75度至87度； 所述彈性件(49)對所述碳刷(47)施加的彈力(F)的方向與換向器的軸向(xl)形成第二夾角，所述第二夾角大于所述第一夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有刷電機，其特征在于，所述彈性件(49)對所述碳刷(47)施加的彈力(F)的方向與換向器的軸向基本垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有刷電機，其特征在于，所述碳刷(47)收容于碳刷盒(44)的收容腔內(nèi)，所述收容腔具有底面(45)用于支承所述碳刷(47)，所述底面(45)相對于換向器的軸向傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有刷電機，其特征在于，所述碳刷(47)收容于碳刷盒(44)的收容腔內(nèi)，所述碳刷盒(44)具有朝向收容腔延伸的一彈性臂(46)，所述彈性臂(46)沿換向器(32)的周向?qū)μ妓?47)施加彈力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有刷電機，其特征在于，所述碳刷(47)與碳刷盒(44)的內(nèi)壁之間具有一沿換向器(32)的周向上的間隙，所述間隙值與碳刷(47)沿換向器(32)周向上的寬度的比值在4%到10%之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有刷電機，其特征在于，所述碳刷盒(44)及其彈性臂(46)—體注塑形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有刷電機，其特征在于，所述碳刷(47)的近換向器端的端面(47a)相對于換向器的軸向傾斜。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有刷電機，其特征在于，所述碳刷(47)的遠換向器端具有受力面(47b)用于接受所述彈性件的彈力，所述受力面(47b)基本平行于換向器的軸向。
9.一種驅(qū)動裝置，包括齒輪箱(20)以及安裝到齒輪箱的電機(30);所述齒輪箱(20)包括齒輪箱外殼(22)以及安裝到外殼的蝸輪(24);所述電機(30)包括轉(zhuǎn)軸(31)以及固定到轉(zhuǎn)軸的蝸桿(35)，所述蝸桿(35)與蝸輪(24)嚙合；其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸(31)的兩端分別抵頂?shù)降谝粶p震器(36)和第二減振器(38)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電機為有刷電機，電機的定子包括電機外殼(41)、安裝到電機外殼內(nèi)的永磁體(42)、安裝到電機外殼(41) 一端的碳刷裝置；電機的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸(31)、固定到轉(zhuǎn)軸的換向器(32)和轉(zhuǎn)子鐵芯(33)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述碳刷(47)與換向器(32)的軸向形成第一夾角(a)，所述第一夾角(a)為75度至87度； 所述彈性件(49)對所述碳刷(47)施加的彈力(F)的方向與換向器的軸向形成第二夾角，所述第二夾角大于所述第一夾角。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述碳刷(47)收容于碳刷盒(44)的收容腔內(nèi)，所述碳刷盒(44)具有朝向收容腔延伸的一彈性臂(46)，所述彈性臂(46)沿換向器(32)的周向?qū)μ妓?47)施加彈力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述碳刷(47)與碳刷盒(44)的內(nèi)壁之間具有一沿換向器(32)的周向上的間隙，所述間隙值與碳刷(47)沿換向器(32)周向上的寬度的比值在4%到10%之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述碳刷盒(44)及其彈性臂(46)一體注塑形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及驅(qū)動裝置及有刷電機。該有刷電機包括定子和安裝到定子的轉(zhuǎn)子；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸(31)、固定到轉(zhuǎn)軸的換向器(32)和轉(zhuǎn)子鐵芯(33)；所述定子包括碳刷(47)及其彈性件(49)；所述碳刷(47)與換向器(32)的軸向形成第一夾角(a)，所述第一夾角(a)為75度至87度；所述彈性件(49)對所述碳刷(47)施加的彈力(F)的方向與換向器的軸向形成第二夾角，所述第二夾角大于所述第一夾角。優(yōu)選地，所述彈性件(49)對所述碳刷(47)施加的彈力(F)的方向與換向器的軸向基本垂直。本發(fā)明的電機具有噪音小的優(yōu)點。
文檔編號H02K7/116GK102957288SQ20121028257
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者茅為星, 岳曉亮, 歐陽帆 申請人:德昌電機(深圳)有限公司