电刷组件及电机的制作方法

本实用新型涉及电刷组件及电机。

背景技术：

有刷电机是常用的驱动装置。有刷电机应用历史较长，技术相对成熟。常用的有刷电机结构基本定型，要对其改进并非易事。但随着应用领域的增多，对电机的结构不断提出新的要求，比如使用寿命和有效使用率的要求。电刷组件作为有刷电机的重要组成部分，其使用寿命也关系着电机的整体寿命，甚至是电机使用寿命的决定部分。由于电刷在使用过程中会磨损，因此电刷磨损消耗后会导致电机使用寿命结束。另外，在电机的有些使用领域中，电机的尺寸受到严格限制，因此，在不提高电机整体尺寸的情况下如何提高电机的使用寿命，也是电机领域需要面对的主要问题之一。如图1所示的一种电刷组件200，采用扭簧210的扭脚211对直线形状的电刷201施加弹性力，弹性力使电刷201右端与导电部件保持接触。即使右端不断磨损，扭簧210仍能在一定情况下使电刷201与导电部件接触。随着电刷201右端不断磨损，扭脚211的作用力使电刷201沿水平方向向右的直线路线行进。当初始使用时，夹角α越大，扭脚211的作用力F与电刷201行进路线的夹角β越大，则作用于电刷201的作用力越小，因此扭簧210的作用力F使电刷201沿直线向右的效率较低。随着电刷210右端使用过程中不断磨损，夹角α为逐渐减小。直至夹角α为零时，扭簧210的弹性作用力消失，无法再驱动电刷201移动。因此，这样的电刷组件，要么扭簧210靠左方设置，使扭簧201的初始使用时的作用力较强，但在电刷210使用一段后夹角α变为零，导致电刷210剩余较多。如扭簧211设置靠近电刷201右端，虽然可以使电刷201磨损较多时仍能对电刷201施加作用力，但由于夹角α较大，作用力F沿直线向右的分力无法使电刷201与右侧的导电部件紧密接触，导电效果差，甚至无法使用。此类电刷组件，电刷的有效使用率仅有70％左右，有30％左右电刷无法使用，浪费较多。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种使用寿命长的电刷组件。

为实现以上目的，通过以下技术方案实现：

电刷组件，其特征在于，包括：

电刷，所述电刷沿长度方向为曲线形状，所述电刷沿长度方向的一端用于与导电部件相接触；

刷辫，所述刷辫一端与所述电刷电连接，另一端用于与用电部件电连接；

施力部件，所述施力部件对所述电刷施加作用力地设置，使所述电刷与导电部件接触；所述电刷磨损后，所述施力部件保持对所述电刷施加作用力，并使磨损后的电刷保持与导电部件接触。

根据本实用新型的一个实施例，所述曲线形状为圆弧形状或者椭圆弧形状。

根据本实用新型的一个实施例，所述电刷可沿曲线路线移动地设置。

根据本实用新型的一个实施例，所述曲线路线与所述电刷的曲线形状相同。

根据本实用新型的一个实施例，还包括支撑座，所述电刷可移动地设置于所述支撑座上。

根据本实用新型的一个实施例，所述支撑座设置有容置槽，所述容置槽由槽壁围成；所述电刷设置于所述容置槽内并可在所述容置槽内移动地设置。

根据本实用新型的一个实施例，所述容置槽沿长度方向的形状与所述电刷沿长度方向的形状相同。

根据本实用新型的一个实施例，还包括限位板，所述限位板设置于所述支撑座和/或容置槽的槽壁上，并位于所述电刷上方将所述电刷限制于所述容置槽内并可沿所述容置槽移动。

根据本实用新型的一个实施例，所述容置槽内设置有润滑层，所述润滑层设置于容置槽壁表面并与所述电刷接触。

根据本实用新型的一个实施例，所述施力部件为弹性部件，所述弹性部件具有弹性力地设置，所述弹性部件的弹性力作用于所述电刷，使所述电刷与导电部件保持接触。

根据本实用新型的一个实施例，所述施力部件用于对所述电刷另一端施加作用力，使所述电刷与导电部件相接触。

根据本实用新型的一个实施例，所述弹性部件为扭簧，所述扭簧具有圆环段、第一扭脚和第二扭脚；所述圆环段固定设置，所述第一扭脚抵顶在固定装置上，所述第二扭脚抵顶在所述电刷另一端。

根据本实用新型的一个实施例，所述圆环段设置于所述电刷的圆心一侧。

根据本实用新型的一个实施例，所述电刷具有上表面，所述上表面设置有台阶，所述刷辫一端连接在所述台阶处。

根据本实用新型的一个实施例，所述电刷为碳刷。

根据本实用新型的一个实施例，所述电刷的圆心角为30°-180°。

根据本实用新型的一个实施例，还包括:

支撑座，所述支撑座设置有容置槽，所述电刷可移动地设置于所述容置槽内；所述支撑座上设置有固定柱；

扭簧，所述扭簧具有圆环段、第一扭脚和第二扭脚；所述圆环段套装在所述固定柱上，所述第一扭脚抵顶在所述支撑座上，所述第二扭脚抵顶在所述电刷另一端。

根据本实用新型的一个实施例，所述固定柱上设置有限位环，所述限位环用于阻挡所述圆环段从所述固定柱上脱离。

电机，其包括：

前述的电刷组件；

定子线圈，所述刷辫另一端与所述定子线圈电连接；

转子，所述定子线圈设置于所述定子线圈一侧并可转动地设置，所述电刷一端抵顶在所述转子上。

根据本实用新型的一个实施例，所述电机还包括磁钢片，所述磁钢片围绕所述转子设置；所述定子线圈贯穿所述磁钢片设置。

根据本实用新型的一个实施例，所述电机还包括：

支撑座，所述支撑座设置有容置槽，所述电刷可移动地设置于所述容置槽内；所述支撑座上设置有固定柱；所述磁钢片固定设置在所述支撑座上；

扭簧，所述扭簧具有圆环段、第一扭脚和第二扭脚；所述圆环段套装在所述固定柱上，所述第一扭脚抵顶在所述支撑座上，所述第二扭脚抵顶在所述电刷另一端；

所述线圈和/或所述磁钢片位于所述固定柱上方，阻挡所述圆环段自所述固定柱上脱离。

根据本实用新型的一个实施例，所述固定柱上套装有限位环，所述限位环用于限制所述圆环段从所述固定柱上脱离，所述限位环位于所述圆环段及所述线圈和/或所述磁钢片之间。

根据本实用新型的一个实施例，所述电刷设置在转子径向的一侧。

本实用新型中的电刷组件及电机，由于电刷采用曲线形状，因此在电机尺寸相同的情况下，电刷长度增加，电机的使用寿命得以提高。电刷采用圆弧或者椭圆弧形状，扭簧的第二扭脚的弹性力方向与电刷的形状吻合，且与电刷的移动路线匹配，因此即使圆环段靠右侧设置也可以在初始使用时使第二扭脚对电刷施加较大的作用力，可始终使电刷与导电部件紧密接触，既可以确保导电效果始终保持均衡，且增加了电刷的有效利用率。采用本实用新型的电刷组件及电机，在电机整体尺寸不变的情况下，电机的使用寿命提高1.5倍，电刷的有效使用率提高至90％左右，将原电刷的使用率提高了30％左右。

附图说明

图1为其中一种的电刷组件结构示意图。

图2为本实用新型中的电机结构示意图。

图3为本实用新型中的支撑座结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为本实用新型的电机局部结构示意图。

图6为本实用新型中的电刷组件结构示意图。

图7为图6中的电刷俯视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细的描述：

如图2所示，电机100，其包括支撑座110、定子线圈120、磁钢片121、转子130和电刷组件140。支撑座110用于支撑定子线圈120、磁钢片121、转子130和电刷组件140。转子130可转动地设置于支撑座110上，定子线圈120及磁钢片121环绕转子130设置，定子线圈120通电时驱动转子130转动。电刷组件140用于为定子线圈120和转子130输电。

如图2、图3和图4所示，支撑座110包括支撑座本体111。支撑座本体111为圆形形状。支撑座本体111边缘设置有一圈护栏112。护栏112突出于支撑座本体111上表面。支撑座本体111中心部位设置有第一通孔113。第一通孔113用于安装转子130。支撑座本体111上表面设置有两个容置槽114。每个容置槽114由第一槽壁1141和第二槽壁1142围成。第一槽壁1141与第二槽壁1142间隔设置，其限定的容置槽114宽度根据电刷尺寸确定。两个容置槽114沿圆弧形状延伸选定的长度。容置槽114一端与第一通孔113连通，另一端开放性设置。第一槽壁1141上设置有限位板115。限位板115向容置槽114方向延伸，并覆盖部分容置槽114。限位板115设置在靠近第一通孔113处。根据本实用新型的一个优选实施例，容置槽114的槽壁表面还设置有一层润滑层(图中为示出)。润滑层可以采用合适的耐磨材料制成，用于为后述的电刷141润滑，使电刷141顺畅移动，减少电刷141与容置槽114的槽壁的磨损。根据本实用新型的技术方案，润滑层既可以涂刷设置，也可以采用适合的材料制成板状设置在容置槽141内。比如采用特氟龙材料制成衬板，设置在容置槽141内。本领域技术人员可以理解，润滑层并非为本实用新型必不可少的结构。

支撑座本体111上还设置有固定柱117。固定柱117设置在容置槽114圆弧形状的圆心一侧。支撑座本体111上设置有两个通风口116。两个通风口116贯穿所述支撑座本体111，分布在第一通孔113两侧。支撑座本体111上还设置有两个支架118。两个支架118用于安装磁钢片121及定子线圈120。支架118自支撑座本体111上表面延伸突出于支撑座本体111上表面。其高度及位置可根据实际需要设置。在如图所示的示例中，支架118半环绕通风口116设置。

如图2所示，定子线圈120数目为两个，间隔设置。磁钢片121数目为多片，依次层叠设置。其具体数目根据实际使用要求确定。磁钢片121通过两个螺钉固定在支架118上。两个定子线圈120卡设在磁钢片121上。磁钢片121上还设置有支撑架122。支撑架122大致为弧形，两端均连接在磁钢片121上。支撑架122上设置有第二通孔(图中未示出)。转子130一端可转动地设置在第一通孔113内，另一端可转动地设置在第二通孔内。支撑座本体111和支撑架122将转子130可转动地安装固定。磁钢片121环绕转子130设置，两者之间具有间隙。两个定子线圈120分别设置在转子130两侧。

如图5、图6和图7所示，本实用新型所述的电机100，还包括电刷组件140。电刷组件140包括电刷141、刷辫142及扭簧150。电刷141沿长度方向为曲线形状，其曲线形状为圆弧或者椭圆弧，也可以是其他可用的非规则曲线形状。在如图所示的示例中，电刷141为圆弧状。圆弧状的电刷141的圆心角A为30°-150°，其具体角度可视需要使用的电刷141长度，及不影响电刷141的移动确定，比如可选用60°或者90°。电刷141为碳刷，其材料可以为石墨、浸脂石墨或者金属石墨。电刷141设置在容置槽114内，并可沿容置槽114长度方向运动。电刷141一端1411与转子130接触，另一端1412设置有刷辫142。电刷141上表面的另一端1412处设置有台阶1413，刷辫142连接在台阶1413处。刷辫142一端与电刷142电连接，另一端与定子线圈120电连接。

扭簧150包括圆环段151、第一扭脚152和第二扭脚153。圆环段151、第一扭脚152与第二扭脚153一体设置。第一扭脚152和第二扭脚153均具有一定的弹性。圆环段151套装在固定柱117上。固定柱117上套装有限位环119。限位环119将圆环段151限制在固定柱117上，防止圆环段151自固定柱117上脱落。定子线圈120位于固定柱117正上方，也可以防止圆环段151从固定柱117上脱落。第一扭脚152抵顶在支撑座本体111上，第二扭脚153抵顶在电刷141另一端1412处。扭簧150具有弹性，利用第二扭脚153对电刷141施力，使电刷141一端始终与转子130保持接触。在电刷141随着使用而磨损时，第二扭脚153的弹性力可将磨损后的电刷141始终推向转子130，使电刷141磨损后仍能与转子保持接触。

本实用新型中，电刷采用曲线形状，在电机形状及尺寸不变的情况下增加了可使用的长度，进而增加了电机使用寿命。支撑座本体为圆形，电刷为圆弧形或椭圆弧形，既可以增加电刷可利用长度，又可以确保电刷的移动平顺，使用更方便。采用圆弧或者椭圆弧形状，电刷的形状及移动路线与扭簧的弹力方向相匹配，可确保扭簧对电刷施加较大的作用力，确保电刷与转子紧密接触，增强导电效果。电刷与容置槽形状相同，可确保电刷在容置槽内顺利移动。

扭簧作为弹性部件的一个实施例，其作用是对电刷施加作用力，使电刷始终与转子保持接触。根据本实用新型，其还可以采用其他可用的弹性部件代替，比如圆柱弹簧、碟簧等。

本实用新型中的电刷组件及电机，由于电刷采用曲线形状，因此在电机尺寸相同的情况下，电刷长度增加，电机的使用寿命得以提高。电刷采用圆弧或者椭圆弧形状，扭簧的第二扭脚的弹性力方向与电刷的形状吻合，且与电刷的移动路线匹配，因此即使圆环段靠右侧设置也可以在初始使用时使第二扭脚对电刷施加较大的作用力，可始终使电刷与导电部件紧密接触，既可以确保导电效果始终保持均衡，且增加了电刷的有效利用率。采用本实用新型的电刷组件及电机，在电机整体尺寸不变的情况下，电机的使用寿命提高1.5倍，电刷的有效使用率提高至90％左右，将原电刷的使用率提高了30％左右。

本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型的保护范围内。