專利名稱:微型電動機用的電刷裝置的制作方法
一般來講，本發(fā)明涉及到用于微型電動機的電刷裝置，尤其是微型電動機用的電刷裝置，其包括一對由導電金屬片制成的電刷，每個電刷帶有刷靴，用來與電動機的集電環(huán)作滑動接觸。每個刷靴被撓曲使截面成V型，V型刷靴腳的末端適于與集電環(huán)作滑動接觸。
在一個電動機中，電流是通過電刷送到轉(zhuǎn)子的繞組。一般來講，連接到轉(zhuǎn)子繞組的集電環(huán)與電刷之間的接觸狀態(tài)保持穩(wěn)定是極其重要的。如果電刷與集電環(huán)不能保持穩(wěn)定接觸，不僅送到轉(zhuǎn)子繞組的電流會變得不穩(wěn)定，而且也會產(chǎn)生不希望的電噪聲及火花，在極端情況下，會導致集電環(huán)和電刷兩者嚴重磨損，以致降低電動機的使用壽命。
迄今為止，如圖7(A)，(B)和圖8(A)，(B)所示的金屬電刷均是大家已熟悉的用于微型電動機的電刷。在圖7(A)，(B)和圖8(A)，(B)中，刷座3是由電動機的外殼蓋(未示出)支撐的，例如，在刷臂2被彎向集電環(huán)4的狀態(tài)中，刷靴1適于與集電環(huán)4作滑動接觸。
刷靴1和集電環(huán)4之間的滑動接觸，可以通過增加刷靴1對集電環(huán)4的壓力來改善。(但是，把電刷壓力增加得過多會引起機械磨損，這是不希望的)。由于電刷壓力可通過由彎曲的刷臂2所產(chǎn)生的彈性來得到，通過增加彎曲的程度，電刷的壓力也可得到一定程度的增加，但是不能超過刷臂2的彈性極限。因此，已經(jīng)設(shè)想采用如圖7(A)，(B)和圖8(A)，(B)所示的電刷裝置，通過減少刷靴1和集電環(huán)4的接觸面積來增加電刷每單位面積的壓力。在圖7(A)所示是一個常規(guī)電刷裝置的例子，每個刷靴1的截面做成V型，以使V型刷靴1的角1A，1A和1A與集電環(huán)4接觸。在圖7(A)所示的常規(guī)電刷中，存在著如下所不希望的問題。由于角1A是由刷靴1彎曲而成的，被彎曲的部分，即角1A趨于在一定程度上被制成圓形。通常，用諸如潤滑脂這類潤滑劑加到集電環(huán)4的表面。在圖7(A)所示的常規(guī)電刷裝置中，如果角1A形成圓形，則潤滑劑就不能被完全刮去，結(jié)果，由于潤滑劑粘附在電刷上而造成電刷和集電環(huán)之間接觸不良。
在圖7(B)所示的另一個常規(guī)電刷裝置的例子中，每個刷靴1被扭轉(zhuǎn)使刷靴1的邊1B、1B和1B能可靠地與集電環(huán)4接觸，而集電環(huán)上的潤滑劑就能被完全刮去。但是，圖7(B)所示的電刷裝置有一個問題，即由于刷靴1的傾斜角是不規(guī)則的，因此并不能確保穩(wěn)定的接觸。
在圖8(A)和(B)所示的另一個常規(guī)電刷裝置的例子中，同樣存在著如下問題。在這個例子中，和圖7(A)所示的例子一樣，刷靴1的角被彎成V型截面。角趨向稍微有點圓形。通常，刷靴1和集電環(huán)4之間滑動接觸所產(chǎn)生的磨損粉末，往往粘附在集電環(huán)4的表面。在圖8(A)和(B)所示的例子中，如果刷靴形成圓形，就不能滿意地刮去磨損的粉末6，結(jié)果使與集電環(huán)的接觸變壞。
為了克服這些缺點，已經(jīng)設(shè)想，相對安置的刷靴1和1與集電環(huán)的接觸位置排列成便于除去磨損的粉末。然而，在微型電動機成批生產(chǎn)線的組裝電刷裝置工作時，由于往往要把兩個刷靴1和1移到一邊，如圖8(B)中虛線所示，因此，要排列刷靴1和1是困難的。
本發(fā)明的首要目的是為微型電動機提供一種電刷裝置，該電刷由于克服了上述的缺點而能確保與集電環(huán)穩(wěn)定接觸。
本發(fā)明的第二個目的是為微型電動機提供一種電刷裝置，該電刷由于減少了集電環(huán)的磨損而能延長電動機的使用壽命。為此，本發(fā)明的用于微型電動機的電刷裝置包括一對由導電金屬片制成的電刷，該電刷帶有刷靴，用于與微型電動機的集電環(huán)接觸。刷靴被彎成V型截面;V型刷靴的腳適于與集電環(huán)接觸。
本發(fā)明的第三個目的是為微型電動機提供一種電刷裝置，該裝置的一對電刷的刷靴其滑動接觸的位置，在軸向上是以相互間隔一預定距離排列在集電環(huán)上。
本發(fā)明的第四個目的是為微型電動機提供一種電刷裝置，該裝置的刷靴相對于集電環(huán)表面的切線方向成一個預定角度和電動機轉(zhuǎn)軸的軸向成傾斜狀態(tài)。
本發(fā)明的這些和其它特點和優(yōu)點，從下面參照附圖的說明中將會變得更加明白。
圖1是本發(fā)明的第一個實施例的示意圖。圖2是本發(fā)明第二個實施例的示意圖。圖3(A)是微型電動和使用常規(guī)電刷裝置時電噪聲實驗結(jié)果的示意圖;圖3(B)是使用本發(fā)明的電刷裝置時電噪聲實驗結(jié)果的示意圖。
圖4是本發(fā)明第三實施例的透視圖，圖5是本發(fā)明的電刷在與集電環(huán)接觸情況下的示意圖。圖6(A)和(B)是微型電動機電噪聲實驗結(jié)果的示意圖。圖7(A)和(B)是使用于微型電動機電刷裝置中的常規(guī)電刷的示意透視圖，和圖8(A)和(B)分別為幫助說明微型電動機中常規(guī)電刷裝置的圖。
在圖中，標號1代表刷靴;1′是刷靴1的腳;2是刷臂;3是刷座;4是集電環(huán)5是電動機軸;6是磨損的粉末。
圖1所示的本發(fā)明第一個實施例中的電刷，具有這樣一種結(jié)構(gòu)刷靴1被形成V型截面，V型刷靴1的腳1′，1′……適于與集電環(huán)4滑動接觸。本發(fā)明使用的電刷其刷座3被支撐著，例如由電動機外殼蓋(未示出)時，與刷靴1是整體形成的刷臂2被撓曲。因此，刷靴1與集電環(huán)的接觸是由于被彎曲的刷臂2所產(chǎn)生的彈性而使刷靴1壓在集電環(huán)4上。由于刷靴1的兩個腳1′和1′與集電環(huán)4可靠地接觸，也就能確保刷靴1，1和1與集電環(huán)之間保持良好和穩(wěn)定的接觸。此外，刷靴1的腳1′，1′，……有鋒利的邊緣便易于除去集電環(huán)上的潤滑劑，正如本說明開頭所敘述的，導致改善電刷裝置和集電環(huán)之間的接觸及穩(wěn)定其導電性。
雖然圖1只示出了一片電刷，另外一片當然是用同樣的方法安裝于集電環(huán)4相反一面的相對位置上，如圖2所示。
接著，下面將說明本發(fā)明第二個實施例中帶有一對電刷的裝置，如圖2所示。在本發(fā)明的第二個實施例中，一對電刷在集電環(huán)4的軸向上的相對位置是這樣的，以距離D間隔排列的一對刷靴1，1和1被側(cè)向偏移一預定距離d，如圖2所示。在此裝置中，一對電刷在集電環(huán)4上滑動的軌跡能互相交錯，如圖2虛線所示。結(jié)果減少了由于電刷的滑動接觸而產(chǎn)生集電環(huán)的磨損，使電動機的使用壽命延長。
如上所述，本發(fā)明能使電刷和集電環(huán)之間保持穩(wěn)定的接觸狀態(tài)，因而能顯著地減少由電刷和集電環(huán)之間滑動接觸所引起的電噪聲，一如圖3所示，即使當電動在長時間運行時，也能減少電噪聲的起伏。圖3示出了由本申請人所作的電噪聲隨時間變化的測量結(jié)果。
圖3(A)示出了一個采用常規(guī)電刷裝置的微型電動機電噪聲的測量結(jié)果，圖3(B)是一個采用本發(fā)明電刷裝置的型電動機電噪聲的測量結(jié)果。在圖3(A)和(B)中，橫坐標代表經(jīng)過的時間，縱坐標是電噪聲值(d Bu)。
本發(fā)明第三個實施例中的電刷裝置具有這樣的結(jié)構(gòu)，刷靴1被形成V型截面，并在刷臂2延伸的方向上彎曲一預定的角度(如圖5中箭頭θ所示，將在下面敘述)，以使V型刷靴1的腳1′，1′，……與集電環(huán)4接觸。在本發(fā)明第三個實施例的電刷由例如電動機蓋(未示出)所支持，其中與刷靴1是整體形成的刷臂2是被彎曲。因此，刷靴1與集電環(huán)4的接觸是由于刷臂2被稍微彎曲所產(chǎn)生的彈性而使刷靴1壓在集電環(huán)4上。由于刷靴1的兩個腳1′和1′與集電環(huán)4可靠地接觸，也就能確保刷靴1，1和1與集電環(huán)之間保持良好和穩(wěn)定的接觸。此外，刷靴1的腳1′，1′，……有鋒利的邊緣，便于除去集電環(huán)上的潤滑劑，正如本說明開頭所敘述的，導致改善電刷和集電環(huán)之間的接觸及穩(wěn)定其導電性?，F(xiàn)將參照圖5作更詳細的說明。為便于敘述，圖5只示出一個單靴電刷的平面圖。由于單靴電刷的刷靴1在旋轉(zhuǎn)軸的軸向上被彎成相對于集電環(huán)4的切線方向一預定角度θ，在電動機旋轉(zhuǎn)時，刷靴1的腳1′與集電環(huán)4滑動接觸而刮去在集電環(huán)表面上的磨損粉末6，從而產(chǎn)生一個沒有磨損粉末6的區(qū)域(在圖中由箭頭H表示)。由于刷靴1相對于集電環(huán)4傾斜一個預定的角度θ，區(qū)域H有足夠的寬度，如圖5虛線所示。雖然在圖中未示出，另一片安裝于相反位置的電刷也產(chǎn)生一個沒有磨損粉末的區(qū)域。即使當另一片電刷被稍微作側(cè)向移動，由該片電刷所產(chǎn)生的無磨損粉末的區(qū)域事實上與圖5中所示的由電刷1的腳1′所產(chǎn)生的區(qū)域H相同。結(jié)果，刷靴1與集電環(huán)4幾乎總是在沒有磨損粉末的區(qū)域內(nèi)接觸。這樣，減少了接觸電阻的波動，導致電動機穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。
上面，已對本發(fā)明的如圖5所示的單靴刷的電刷1與集電環(huán)4之間的滑動接觸情況作了說明。這也同樣適用于具有多個刷靴1的叉型電刷，如圖4所示。在圖1所示的實施例中，所有三個刷靴1均相對于刷臂2被彎曲。但是，本發(fā)明并不限于這樣的裝置。一般來說，多個刷靴1中至少有一個被彎曲時，幾乎就能達到同樣的效果。
如上所述，本發(fā)明能穩(wěn)定電刷和集電環(huán)之間的接觸情況，因而能顯著地減少電刷和集電環(huán)之間因滑動接觸所引起的電噪聲，如圖3所示，即使當電動機在長時間運行時也能減少電噪聲的波動。圖6示出了由申請人所作的電噪聲隨時間變化的測量結(jié)果。圖6(A)示出了一個具有圖1所示的第一實施例的電刷裝置的微型電動機電噪聲的測量結(jié)果，圖6(B)是一個具有圖4所示的第三實施例的電刷裝置的微型電動機電噪聲的測量結(jié)果。在圖6(A)和(B)中，橫坐標代表經(jīng)過的時間，縱坐標是電噪聲值(d Bu)。
如上所述，本發(fā)明能確保電刷和集電環(huán)之間穩(wěn)定接觸。這樣，可以向轉(zhuǎn)子繞組穩(wěn)定供電，并減少不希望的電噪聲。此外，通過減少集電環(huán)的磨損，本發(fā)明能有助于延長電動機的壽命。另外，隨著電刷刷靴的腳從集電環(huán)表面刮去磨損粉末，產(chǎn)生了一個寬的無磨損粉末的區(qū)域，即使當另一邊的電刷稍微向側(cè)移動時，本發(fā)明仍能使電刷和集電環(huán)之間保持良好的接觸。
權(quán)利要求
1.用于微型電動機的電刷裝置，其包括一對由導電金屬片制成的具有刷靴的電刷，用來與電動機的集電環(huán)滑動接觸，其特征在于，至少有一個所述的刷靴形成V型截面，所述V型刷靴的腳適于與所述集電環(huán)滑動接觸。
2.如權(quán)利要求
1所述的用于微型電動機的電刷裝置，其中所述一對電刷的所述刷靴的滑動接觸位置，在所述集電環(huán)的軸向上相互之間相隔一預定距離。
3.如權(quán)利要求
1所述的用于微型電動機的電刷裝置，其中用于與所述集電環(huán)作滑動接觸的所述V型刷靴的腳是以相對于所述集電環(huán)表面的切線方向一個預定角度傾斜地排列在電動機旋轉(zhuǎn)軸的軸向上。
專利摘要
微型電動機用的電刷裝置包括一對由導電金屬片制成的電刷，每個電刷具有刷靴，用于與微型電動機的集電環(huán)作滑動接觸。每個刷靴被彎成V型截面，V型刷靴腳的末端適于與集電環(huán)滑動接觸。兩個電刷刷靴的滑動位置，在集電環(huán)的軸向上以相互相隔一預定距離排列著，并和/或在電動機轉(zhuǎn)軸的軸向成傾斜狀態(tài)以相對于集電環(huán)的切線方向成一預定角度。
文檔編號H01R39/39GK86101673SQ86101673
公開日1986年9月10日 申請日期1986年3月12日
發(fā)明者馬淵隆一 申請人:馬淵馬達株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan